光刻机(NIKON)的设计与结构

您所在的位置:网站首页 富士velvia和provia 光刻机(NIKON)的设计与结构

光刻机(NIKON)的设计与结构

2023-12-11 05:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

这些是照明系的主要组成部分,随着技术的发展,厂家加入一些用于提供分辨率的机构来达到要求。比如NIKON有一种变形照明,在光路中加入了一个可以旋转的圆盘,圆盘上有一些用于产生特定图形的东西,如小sigma,annual等等,有的时候还需要两块flyeye来进行光的处理。在ASML的光路里,又会有很多负责产生各种pupil的机构,以及发展到最后,需要偏振光,等等。反正是越先进的东西,里面的镜头用的就越多。stage,直接理解就是工作台。每一片wafer就是放在这个工作台上进行曝光的。因为一个产品不可能只曝一层就可以了,这就需要每一层之间的overlay要非常小,不至于产品报废。Stage的工作精度是保证Overlay的重要因素之一。为什么说“之一”呢?因为曝光的过程是各个module合作的结果,要每一个module都很好才能生产出合格的产品。除了stage,alignment系统和Lens的畸变都会影响到Overlay的结果。

Stage都有那些东西呢?首先要有水平方向移动的驱动部件,比较老的机器如G6和I8等stepper都是有刷电机带动丝杆,等到先进一点的机器如I14,就发展到用线性马达驱动了,stage使用的是气浮台,阻力比丝杆小很多,这样速度也就上去了。除了水平方向,垂直方向也要可以动作,这样才能保证wafer在lens的焦面上工作。熟悉老的机器的TX知道WS专门有一个叫Z-stage的组成部分,它是chuck下面有一个楔形机构,用一个马达拖动,通过这个楔形机构使水平运动转化为垂直运动。等到更先进一点的机器,从I12开始,Z-stage和leveling stage集成到一起,在chuck底下平均分布这三个带楔形机构的马达,叫Z-thita马达,这三个马达向同一方向运动,就能达到Z方向运动的目的,向不懂方向运动,就可以补偿leveling。什么叫leveling?就是找到水平面。这个水平面不是绝对水平面,而是焦面。lens的焦面不可能做到完全水平,多多少少会有一点倾斜,而且wafer表面经过多层工艺,表面上已经是高低不平,所以每次曝光之前都要把这个水平面找到,在leveling系统和leveling stage的共同作用下,补偿这个offset。

除了X,Y,Z(Z-stage),Rx,Ry(leveling stage)方向的运动,Rz方向也需要的。Rz也就是rotation,补偿的是wafer的rotation。一片wafer放到stage上面,不可能每次都放的非常准,多多少少有一点偏差,XY方向可以用stage的位置来补偿,rotation就要靠thita stage来补偿了。这个stage设计的有点傻,它的旋转支点不在wafer正中间,这样造成补偿thita时候,XY方向也跟着变化。后来的机器(i12开始),就取消了这个stage,直接用reticle rotation来补偿了。

NIKON的stage是一种塔状设计,最底层是XY方向运动的stage,上面是Z-stage,再上面一层就是leveling stage,再上面就是Theta stage,然后就是chuck了。但是从i12开始,Leveing staage和theta stage被取消了,这样就精简了很多,所以i12以后的设计还是比较科学的。

上面介绍了一些stage硬件构成,但是仅仅这些马达不能使stepping精度到达um级别,甚至nm级别(在scanner出现以后,stage的精度需要到nm级别了)。闭环控制很重要的一环就是要有反馈,反馈从哪里来的呢?当然是测量系统给出来的。Stage的stepping精度取决于测量系统和马达的配合。所有的stage的水平方向的运动都是靠HP干涉计来确定的(不管是NIKON还是ASML,CANON都是用HP interferometer,别无二家),它的原理就是迈克尔逊干涉仪和多普勒效应,有兴趣的可以百度一下。最刚开始G6或者g7只用两根激光,X和Y方向各一根,越往后激光用得越多,到后来听说要达到十几根,那时候的控制已经是非常复杂了,超出我所能理解的范畴了。

Reticle stage的设计就没有那么复杂了,它的作用就是找到reticle的mark,把它对准到lens上的reference上,这样就相当于reticle的中心在lens中心了。NIKON的RS有三个马达,只做水平运动,一个X方向,两个Y方向,这样两个Y方向马达控制reticle的ratate

Alignment系统,包括reticle alignment和wafer alignment,最终目的其实就是为了找到reticle的中心,通过镜头的投射,和wafer shot的中心重合。对于G6这种时代的老机器,reticle alignment比较简单。假设lens为不动,在lens边上安装有两个或者三个reticle alignment sensor(取决于机型),这两个sensor机械位置的中心就认为是lens的中心,reticle送到RS上以后,就会search reticle mark,找到sensor的位置,然后把reticle mark对准到这些RA sensor上。对准的原理是跟auto focus一样的基准波和倍周波信号,搞过NIKON的都应该知道,具体请看manual。等到mark都对准到sensor上,reticle alignment就认为结束了,但是sensor有一个误差范围,为了知道这个误差,用stage上的fidicual mark来check reticle在Y方向的误差,就能知道reticle的rotation了。

NIKON 镜头温度要求保持在23°,ASML为22°,为了实现这个目的,机器在镜头周围做了一个与外界隔离的chamber,控制这个charmber的温度保持在23。同时,镜头周围会有cooler,老机器如G6,G7等用LATC(Lens Air Temp. Control), 较新一点的机器就用LLTC(Lens Liquid Temp. Control)了,使用FC77作为热传导的介质,控制FC77的温度在23°,然后将液体循环到Lens cooler里面,从而达到稳定温度的作用。

实现chamber温度的稳定,需要一个大大的空调系统,跟我们家用空调原理一样,需要压缩机,冷凝器,蒸发器还有氟利昂,有时候温度达不到要求,就要考虑是不是要加点氟利昂了。"

此文章由炬丰科技提供,如需转载,请联系作者报备返回搜狐,查看更多



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3