System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种光刻曝光设备及其方法技术_技高网

一种光刻曝光设备及其方法技术

技术编号:44758198 阅读:2 留言:0更新日期:2025-03-26 12:42
本发明专利技术涉及半导体制造技术领域,公开了一种光刻曝光方法及设备,包括以下步骤:S1、预准备:初始化掩模、光源发射器及PLC模块参数;S2、路径规划:根据曝光图案优化路径布局;S3、平台定位:利用磁环与电磁线圈实现纳米级定位和姿态调整;S4、双平台协同曝光:一平台曝光、一平台对准,实现并行无缝切换;S5、动态校正:通过温控模块和PLC模块进行热膨胀补偿及位置校正;S6、故障监测:用监测模块监控设备状态,交互预测故障。磁悬浮圆台实现晶圆平台的无摩擦悬浮和多自由度姿态调整,结合温控模块与伺服动态补偿系统实时校正热膨胀误差,并配合自由曲面透镜修正光学畸变,减少机械误差与热膨胀影响,满足先进制程的精度需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造,具体为一种光刻曝光设备及其方法


技术介绍

1、光刻曝光方法是半导体制造中关键的工艺步骤,其核心任务是将掩模上的微细图案通过光学投影系统精确转移到晶圆表面上的光刻胶层。现有的光刻设备主要采用机械接触平台结合深紫外(duv)或极紫外(euv)光源,通过多层透镜阵列投影图案,同时利用多次曝光技术实现更小线宽的图案制造。这些设备已经广泛应用于芯片的微细加工,尤其在14nm、10nm工艺节点中展现了良好的应用价值。然而,随着芯片工艺的不断推进和制程要求的提升,光刻设备在高精度、高效率以及运行可靠性等方面仍然面临诸多技术挑战。

2、当前的光刻设备多采用机械接触式晶圆平台,虽然在精度上已达到纳米级别,但机械摩擦、震动和长时间运行产生的热膨胀效应仍对定位精度造成干扰。在多层图案叠加过程中,热膨胀引起的误差难以完全消除,导致整体投影图案的对准精度下降,制约了更先进工艺的高要求。现有技术,cn202411660592.x补偿模型创建方法、光刻曝光仿真方法、装置及设备,传统单平台设计的光刻设备在曝光与晶圆对准之间切换操作复杂,导致等待时间较长,限制了整体产能。此外,平台路径规划算法多采用固定规则,缺乏灵活性,晶圆表面曝光点之间的非必要移动增加了时间和能耗,从而降低了生产效率。此外高功率光源在长时间运行过程中会引发局部热积累,晶圆平台和光学系统的温度变化导致尺寸和位置的漂移。尽管现有技术中引入了一定的冷却机制,但冷却效率较低,且未能与实时的热膨胀补偿相结合,无法完全避免热膨胀对图案投影精度的影响,同时现有光刻设备的监测系统主要依赖预设参数和人工干预,无法对运行过程中的设备状态进行动态采集和分析,尤其是在振动、位移、温度等数据的实时处理方面能力不足。这种缺陷导致设备易于因故障停机,影响生产的稳定性和连续性。

3、因此需要设计出一种光刻曝光方法解决以上问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是,提供一种光刻曝光方法,以克服目前现有技术存在的上述不足。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用了如下技术方案:

3、一种光刻曝光方法,其包括

4、加工平台,其作为整体设备的外壳,用于承载和保护结构;

5、磁悬浮圆台,其设置在加工平台表面,用于通过无摩擦悬浮实现纳米级定位;

6、光学机构,其设置在加工平台顶部,用于将对应图案投影到晶圆表面;

7、控制机构,其固定在加工平台顶部,用于进行平台自动化控制和检测;

8、所述磁悬浮圆台包括底座,所述底座通过电动导轨安装在加工平台表面,所述底座顶部安装有电磁线圈,所述电磁线圈顶部设置有磁环,所述磁环顶部固定连接有外框;

9、所述外框内部设置有电机,所述电机输出端固定连接有齿轮,外框内部固定有呈环形阵列分布的固定架一,所述固定架一内部均滑动设置有齿条,所述齿条(8)均与所述齿轮之间相啮合,所述齿条之间呈上下错位设置,所述齿条一端均固定有连接架;

10、具体光刻曝光方法,包括以下步骤:

11、s1、预准备:将掩模、光源发射器和plc模块参数进行初始化;

12、s2、路径规划:根据曝光图案布局优化曝光路径;

13、s3、平台定位:对磁悬浮圆台通过磁环与电磁线圈之间的设置实现纳米级定位和姿态调整;

14、s4、双平台协同曝光:采用一平台曝光、一平台对准的并行操作,实现无缝切换;

15、s5、动态校正:在曝光过程中,通过温控模块与plc模块热膨胀实时补偿和动态位置校正;

16、s6、故障监测:曝光完成后,通过监测模块控制加工平台上分布的传感器组实时监控设备状态,并与plc模块交互预测潜在故障。

17、优选的,所述s3步骤中,外框通过磁环与电磁线圈交互产生的磁场力实现悬浮,磁悬浮力满足以下公式:

18、f=i·b·l

19、其中,f为磁场力,i为线圈电流,b为磁场强度,l为线圈长度。

20、优选的,所述s4步骤中,进一步包括以下步骤:

21、a.一个平台执行光刻曝光操作;

22、b.另一个平台同步完成晶圆地对准和准备;

23、c.两平台之间采用协同切换逻辑,其总操作时间满足以下关系:

24、ttotal=ta+tb-toverlap

25、其中,ta为曝光平台的操作时间,tb为对准平台的准备时间,toverlap为并行操作时间。

26、优选的,所述s5步骤中,热膨胀实时补偿包括以下步骤:

27、a.实时采集晶圆平台和光学系统的温度数据;

28、c.基于公式δl=α·l·δt,进而计算热膨胀引起的长度变化;

29、c.通过伺服电机动态调整晶圆平台位置,并使用自由曲面透镜补偿光学畸变。

30、优选的,所述s5步骤中,温控模块(42)在监测到温度过高的时候,会通过plc模块(41)对加工平台(1)内的液冷循环装置进行控制,对热量进行排散,其中排散的热量满足以下公式:

31、

32、其中,为冷却液流量,c为冷却液比热容,δt为冷却液温差。

33、优选的,所述s6步骤中,进一步包括以下步骤:

34、a.利用传感器采集设备振动、位移和温度数据;

35、c.使用ai模型分析运行数据,预测潜在故障;

36、c.对光刻设备的控制参数进行实时调整,优化曝光精度和效率。

37、优选的,所述ai故障预测使用长期短期记忆网络,通过以下预测模型识别异常模式:

38、yt=f(wx·xt+wh·ht-1+b)

39、其中,yt为当前时间步的预测结果,xt为当前输入数据,ht-1为上一时间步的隐藏状态,wx,wh,b为网络权重和偏置。

40、优选的,所述控制机构内部设置有plc模块,所述控制机构内部设置有温控模块,所述控制机构内部设置有监测模块,所述plc模块与温控模块之间通过电性连接,所述plc模块与温控模块之间通过电性连接。

41、优选的,所述光学机构包括光源发射器,所述光源发射器设置在控制机构顶部,所述光源发射器通过控制机构固定有固定架二,所述固定架二内部设置有拉框,所述拉框内部设置有光学透镜,所述拉框一侧固定有拉把。

42、本专利技术的有益效果是:本技术方案通过在挤出模组内设置调节组件,通过设置可调节的结构,将仿形模块调节位置,可精确调整,对产品pp骨架张开与收紧,从而有效的解决了pp骨架开口难调整,调整报废大。

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【技术保护点】

1.一种光刻曝光设备,其特征在于:其包括

2.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述S3步骤中,外框(21)通过磁环(22)与电磁线圈(24)交互产生的磁场力实现悬浮,磁悬浮力满足以下公式:

3.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述S4步骤中,进一步包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述S5步骤中,热膨胀实时补偿包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述S5步骤中,温控模块(42)在监测到温度过高的时候,会通过PLC模块(41)对加工平台(1)内的液冷循环装置进行控制,对热量进行排散,其中排散的热量满足以下公式:

6.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述S6步骤中,进一步包括以下步骤:

7.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述AI故障预测使用长期短期记忆网络,通过以下预测模型识别异常模式:

8.根据权利要求1所述的一种光刻曝光设备,其特征在于:所述控制机构(4)内部设置有PLC模块(41),所述控制机构(4)内部设置有温控模块(42),所述控制机构(4)内部设置有监测模块(43),所述PLC模块(41)与温控模块(42)之间通过电性连接,所述PLC模块(41)与温控模块(42)之间通过电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种光刻曝光设备,其特征在于:所述光学机构(3)包括光源发射器(31),所述光源发射器(31)设置在控制机构(4)顶部,所述光源发射器(31)通过控制机构(4)固定有固定架二(32),所述固定架二(32)内部设置有拉框(33),所述拉框(33)内部设置有光学透镜(34),所述拉框(33)一侧固定有拉把(35)。

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【技术特征摘要】

1.一种光刻曝光设备,其特征在于:其包括

2.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述s3步骤中,外框(21)通过磁环(22)与电磁线圈(24)交互产生的磁场力实现悬浮,磁悬浮力满足以下公式:

3.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述s4步骤中,进一步包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述s5步骤中,热膨胀实时补偿包括以下步骤:

5.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述s5步骤中,温控模块(42)在监测到温度过高的时候,会通过plc模块(41)对加工平台(1)内的液冷循环装置进行控制,对热量进行排散,其中排散的热量满足以下公式:

6.根据权利要求1所述的一种光刻曝光方法,其特征在于:所述s6步骤中,进一步包括以下步骤:

7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛明敏刘宏伟
申请(专利权)人:苏州励索精密装备科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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