CN109073993B - 用于数字光刻的焦点定心方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开的实施方式总体涉及调整数字光刻系统的聚焦设置。方法包括扫描光刻胶的表面。所述光刻胶形成在基板上。确定数字光刻系统的聚焦设置。在光刻胶上定位多个曝光位置。针对多个聚焦设置测量曝光部的侧壁宽度。响应于确定最小侧壁宽度来调整聚焦设置。

Description

用于数字光刻的焦点定心方法
背景
技术领域
本公开内容的实施方式总体涉及无掩模光刻领域。更具体地，本文提供的实施方式涉及用于调整数字光刻系统的聚焦设置的系统和方法。
背景技术
光刻广泛用于制造半导体器件和显示设备，诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管显示器(OLED)。大面积基板通常用于制造LCD。LCD或平板通常用于有源矩阵显示器，诸如计算机、触摸板设备、个人数字助理(PDA)、移动电话、电视监视器等。通常，平板可包含形成夹在两个板之间的像素的液晶材料层。当跨液晶材料施加来自电源的功率时，可以在像素位置处控制穿过液晶材料的光量，使得能够产生图像。
微光刻技术通常用来产生电气特征，所述电气特征被并入作为形成像素的液晶材料层的部分。根据此技术，通常将光敏光刻胶施加至基板的至少一个表面上。然后，图案发生器将光敏光刻胶的选定区域作为图案的部分曝光，以使选定区域中的光刻胶发生化学变化，以使这些选定区域准备好用于产生电气特征的后续材料去除和/或材料添加工艺。
为了继续以消费者要求的价格向消费者提供显示设备和其他设备，需要新的装置、方法和系统来精确且有成本效益地在诸如大面积基板的基板上形成图案。
发明内容
本文公开的实施方式总体涉及调整数字光刻系统的聚焦设置。所述方法包括扫描光刻胶的表面。所述光刻胶形成在基板上。确定数字光刻系统的聚焦设置。在光刻胶上定位多个曝光位置。针对多个聚焦设置测量曝光部(exposure)的侧壁宽度。响应于确定最小侧壁宽度来调整聚焦设置。
在另一实施方式中，本文公开一种用于调整数字光刻系统的聚焦设置的计算机系统。所述计算机系统包括处理器和存储器。所述存储器存储指令，所述指令当由处理器执行时使处理器执行调整数字光刻系统的聚焦设置的方法。所述方法包括扫描光刻胶的表面。所述光刻胶形成在基板上。确定数字光刻系统的聚焦设置。在光刻胶上定位多个曝光位置。针对多个聚焦设置测量曝光部的侧壁宽度。响应于确定最小侧壁宽度来调整聚焦设置。
在又一实施方式中，本文公开一种非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令当由处理器执行时使计算机系统通过执行方法步骤来调整光刻系统的聚焦设置。所述方法包括扫描光刻胶的表面。所述光刻胶形成在基板上。确定数字光刻系统的聚焦设置。在光刻胶上定位多个曝光位置。针对多个聚焦设置测量曝光部的侧壁宽度。响应于确定最小侧壁宽度来调整聚焦设置。
附图说明
为了可以详细理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方式提供对上文简要概述的本公开内容的更具体描述，在附图中图示所述实施方式中的一些。然而，应注意，附图仅图示本公开内容的示例性实施方式，因此不视为限制本发明的范围，因为本公开内容可应用于其他同等有效的实施方式。
图1是可从本文所公开的实施方式受益的系统的立体图。
图2是根据一个实施方式的多个图像投影系统的示意性立体图。
图3示意性图示根据一个实施方式由DMD的两个镜反射的束。
图4是根据一个实施方式的图像投影装置的立体图。
图5图示根据一个实施方式的计算机系统。
图6图示根据一个实施方式的图5的服务器的更详细视图。
图7图示根据一个实施方式的控制器计算系统。
图8示意图示用于调整数字光刻系统的聚焦设置的方法的操作。
图9A图示来自图像系统A的基板的俯视图，所述基板有形成在所述基板上的多个曝光部。
图9B图示来自图像系统B的基板的俯视图，所述基板具有形成在所述基板上的多个曝光部。
为了有助于理解，已尽可能使用相同的参考数字来指示附图中共有的相同元件。设想一个实施方式的元件和特征可以有利地并入其他实施方式，而无需进一步说明。
具体实施方式
本文公开的实施方式总体涉及调整数字光刻系统的聚焦设置。方法包括扫描光刻胶的表面。所述光刻胶形成在基板上。确定数字光刻系统的聚焦设置。在光刻胶上定位多个曝光位置。针对多个聚焦设置测量曝光部的侧壁宽度。响应于确定最小侧壁宽度来调整聚焦设置。
本文所用的术语“用户”包括例如拥有计算设备或无线设备的人或实体；操作或利用计算设备或无线设备的人或实体；或者与计算设备或无线设备以其他方式相关联的人或实体。设想术语“用户”并非旨在进行限制，而是可包括除了所描述的那些示例之外的各种示例。
图1是可从本文所公开的实施方式受益的系统100的立体图。以横截面示出的系统100包括底部框架110、板(slab)120、两个或更多个台架(stage)130和处理装置160。在某些实施方式中，可以使用一个台架130。底部框架110可以安置在制造设施的地面上并且可以支持板120。被动空气隔离器(passive air isolator)112可定位在底部框架110与板120之间。板120可以是整块的花岗岩，并且两个或更多个台架130可以设置在板120上。基板140可以由两个或更多个台架130中的每一个支持。可以在台架130中形成多个孔(未示出)以允许多个升降杆(未示出)穿过所述孔延伸。升降杆可以上升到延伸的位置以接收基板140，诸如从传送机械手(未示出)接收。传送机械手可以将基板140定位在升降杆上，之后升降杆可以缓和地使基板140轻轻下降到台架130上。
基板140可以例如由玻璃制成并被用作平板显示器的部分。在其他实施方式中，基板140可以由其他材料制成。在一些实施方式中，基板140可以具有形成在基板140上的光刻胶层。光刻胶对辐射敏感，并且可以是正性光刻胶或负性光刻胶，这意味着在将图案写入光刻胶中之后，暴露于辐射的光刻胶部分将分别可溶于或不溶于施加至光刻胶的光刻胶显影剂。光刻胶的化学组成决定光刻胶将是正性光刻胶还是负性光刻胶。例如，光刻胶可包含重氮萘醌、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊二酰亚胺和SU-8中的至少一种。以这种方式，可以在基板140的表面上形成图案以形成电子电路。
系统100可以进一步包括一对支撑件122和一对轨道124。所述一对支撑件122可设置在板120上，并且板120和所述一对支撑件122可以是单件的材料。所述一对轨道124可以由所述一对支撑件122支撑，并且两个或更多个台架130可以沿着轨道124在X方向中移动。在一个实施方式中，所述一对轨道124是一对平行磁性通道。如图所示，所述一对轨道124的每个轨道124是线性的。在其他实施方式中，轨道124可以具有非线性形状。编码器126可以耦合至每个台架130以提供位置信息给控制器702(参见图7)。
所述的处理装置160可包括支撑件162和处理单元164。支撑件162可以设置在板120上，并且可以包括用于让两个或更多个台架130经过处理单元164下方的开口166。处理单元164可以由支撑件162支撑。在一个实施方式中，处理单元164是图案发生器，所述图案发生器经构造以在光刻工艺中曝光光刻胶。在一些实施方式中，图案发生器可以经构造以执行无掩模光刻工艺。处理单元164可包括设置在壳体165中的多个图像投影系统(如图2所示)。处理装置160可用于执行无掩模直接图案化。在操作期间，两个或更多个台架130中的一个台架在X方向中从如图1所示的装载位置移动至处理位置。处理位置可以指当台架130经过处理单元164下方时台架130的一个或多个位置。在操作期间，两个或更多个台架130可以由多个空气轴承202(未示出)举起，并且可以沿着所述一对轨道124从装载位置移动至处理位置。多个垂直引导空气轴承(未示出)可以耦接至每个台架130并且定位在每个支撑件122的内壁128附近，以稳定台架130的运动。两个或更多个台架130中的每一个台架也可以通过沿轨道150移动而在Y方向中移动，以对基板140进行处理和/或转换位置。
如图所示，每个台架130包括用于举起台架130的多个空气轴承202。每个台架130还可以包括用于沿着轨道124移动台架130的电动机线圈(未示出)。两个或更多个台架130和处理装置160可以由外壳(未示出)包围，以提供温度和压力控制。
图2是根据一个实施方式的多个图像投影系统301的示意性立体图。如图2所示，每个图像投影系统301产生多个写入束302到基板140的表面304上。随着基板140在X方向和Y方向中移动，写入束302可以对整个表面304进行图案化。图像投影系统301的数量可以基于基板140的尺寸和/或台架130的速度而变化。在一个实施方式中，处理装置160中有22个图像投影系统301。
图像投影系统301可包括光源402、孔404、透镜406、镜408、DMD 410、光收集器(light dump)412、照相机414和投影透镜416。光源402可以是发光二极管(LED)或激光器，并且光源402可以能够产生具有预定波长的光。在一个实施方式中，预定波长在蓝光或近紫外(UV)范围内，诸如小于约450nm。镜408可以是球面镜。投影透镜416可以是10X物镜。DMD410可以包括多个镜，并且镜的数量可以对应于所投影的图像的分辨率。在一个实施方式中，DMD 410包括1920×1080个镜。
在操作期间，由光源402产生具有预定波长(诸如蓝光范围内的波长)的束403。束403被镜408反射至DMD 410。DMD 410包括可被单独控制的多个镜，并且DMD 410的多个镜中的每个镜可以基于由控制器(未示出)提供给DMD 410的掩模数据而处于“打开”位置或“关闭”位置。当束403到达DMD 410的镜时，处于“打开”位置的镜反射束403，即形成多个写入束302至投影透镜416。然后，投影透镜416将写入束302投影至基板140的表面304。处于“关闭”位置的镜将束403反射至光收集器412而不是基板140的表面304。
在一个实施方式中，DMD 410可具有两个镜。每个镜可以设置在倾翻机构(tiltingmechanism)上，所述倾翻机构可以设置在存储器单元上。存储器单元可以是互补金属氧化物半导体静态随机存储器(CMOS SRAM)。在操作期间，通过将掩模数据加载到存储器单元中来控制每个镜。掩模数据以二进制方式静电地控制镜的倾翻。当镜处于复位模式或未施加电力时，镜可被设置成平的位置，不对应于任何二进制数。二进制零可以对应于“关闭”位置，这意味着镜倾斜-10度、-12度或任何其他可行的负倾斜度。二进制的一可以对应于“打开”位置，这意味着镜倾斜+10度、+12度，或任何其他可行的正倾斜度。
图3示意性图示束403由DMD 410的两个镜502、504反射。如图所示，处于“关闭”位置的镜502将从光源402产生的束403反射至光收集器412。处于“打开”位置的镜504通过将束403反射至投影透镜416而形成写入束302。
每个系统100可以包含任何数量的图像投影系统301，并且图像投影系统301的数量可以因系统而异。在一个实施方式中，有84个图像投影系统301。每个图像投影系统301可包括40个二极管或任何数量的二极管。当试图维持大量二极管时会出现问题，因为需要更高的功率来处理如此大量的二极管。一种解决方案可以是将二极管串联排列；然而，当如下所述串联组织时，存在检测无功能二极管的需要。
图4是根据一个实施方式的图像投影装置390的立体图。图像投影装置390用于将光聚焦至基板140的垂直平面上的特定点，并最终将图像投影到所述基板140上。图像投影装置390包括两个子系统。图像投影装置390包括照明系统和投影系统。照明系统至少包括光管391和白光照明设备392。投影系统至少包括DMD 410、受抑棱镜组件(frustratedprism assembly)288、分束器395、一个或多个投影光学装置396a、396b，失真补偿器397、聚焦电动机398和投影透镜416(上文讨论的)。投影透镜416包括聚焦组416a和窗口416b。
从光源402将光引入至图像投影装置390。光源402可以是光化性光源。例如，光源402可以是一束光纤，每根光纤包含一个激光器。在一个实施方式中，光源402可以是一束约100根的光纤。可以用激光二极管照射光纤束。光源402耦合至光管(或kaleido)391。在一个实施方式中，光源402通过组合器耦合至光管391，所述组合器组合光纤束中的每根光纤。
一旦来自光源402的光进入光管391，光在光管391的内侧各处反弹，使得当光离开光管391时光是均质且均匀的。光可以在光管391中反弹高达六或七次。换句话说，光在光管391内经历六至七次全内反射，这引起输出均匀的光。
所述图像投影装置390可以任选地包括各种反射表面(未标示)。所述各种反射表面捕获经过图像投影装置390的一些光。在一个实施方式中，所述各种反射表面可以捕获一些光，然后帮助将光引导至光水平传感器393，从而可以监测激光水平。
所述白光照明设备392将宽频带可见光投影至图像投影装置390的投影系统中。具体地，白光照明设备392将光引导至受抑棱镜组件。光化光源和宽频带光源可以独立于彼此地打开和关闭。
受抑棱镜组件288运行以过滤将被投影至基板140的表面上的光。光束被分成将投影至基板140上的光和将不投影至所述基板上的光。受抑棱镜组件288的使用带来最小的能量损失，因为全内反射光出射(go out)。受抑棱镜组件288耦合至分束器395。
DMD 410被包括作为受抑立方体组件的部分。DMD 410是图像投影装置390的成像设备。使用DMD 410和受抑棱镜组件288通过以下方式而有助于最小化每个图像投影装置390的占地面积：将在从产生曝光照明的光源402至基板焦平面的一路上将照明流的方向保持大致垂直于基板140。
分束器395用于进一步提取光以进行对准。更具体地，分束器395用于将光分成两个或更多个单独的束。分束器395耦合至一个或多个投影光学装置396。在图4中示出两个投影光学装置396a、396b。
在一个实施方式中，聚焦传感器和照相机284附接至分束器395。聚焦传感器和照相机284可以被构造为监测图像投影装置390的成像质量的各个方面，包括但不限于经由透镜聚焦和对准，以及镜倾翻角度变化。另外，聚焦传感器和照相机284可以示出将要投影到基板140上的图像。在另外的实施方式中，聚焦传感器和照相机284可用于捕获基板140上的图像并在这些图像之间进行比较。换句话说，聚焦传感器和照相机284可用于执行检查功能。
投影光学装置396、失真补偿器397、聚焦电动机398和投影透镜416一起准备用于并最终将来自DMD 410的图像投影到基板140上。投影光学装置396a耦合至失真补偿器397。失真补偿器397耦合至投影光学装置396b，投影光学装置396b耦合至聚焦电动机398。聚焦电动机398耦合至投影透镜416。投影透镜416包括聚焦组416a和窗口416b。聚焦组416a耦合至窗口416b。窗口416b可以是可替换的。
光管391和白光照明设备392耦合至第一安装板341。另外，在包括附加的各种反射表面(未标记)和光水平传感器393的实施方式中，所述各种反射表面和光水平传感器393也可以耦合至第一安装板341。
受抑棱镜组件288、分束器395、一个或多个投影光学装置396a、396b和失真补偿器397耦合至第二安装板399。第一安装板341和第二安装板399是平面的，这允许图像投影装置390的上述部件的精确对准。换句话说，光沿着单个光轴行进经过图像投影装置390。这种沿着单个光轴的精确对准使得装置紧凑。例如，图像投影装置390可具有在约80mm与约100mm之间的厚度。
图5图示根据一个实施方式的计算系统700。如图所示，计算系统700可以包括多个服务器708、聚焦设置应用服务器712和多个控制器(即计算机、个人计算机，移动/无线设备)702(为清楚起见仅示出两个控制器)，所述部件各自连接至通信网络706(例如，互联网)。服务器708可以经由本地连接(例如，存储区域网络(SAN)或网络附加存储(NAS))或在互联网上与数据库714通信。服务器708被构造为或者直接访问包括在数据库714中的数据或者与数据库管理器进行交互，所述数据库管理器被构造为管理包括在数据库714内的数据。
每个控制器702可以包括计算设备的常规部件，例如处理器、系统存储器、硬盘驱动器、电池、诸如鼠标和键盘的输入设备，和/或诸如监视器或图形用户界面的输出设备，和/或诸如触摸屏的组合输入/输出设备，所述组合输入/输出设备不仅接收输入而且还显示输出。每个服务器708和聚焦设置应用服务器712可包括处理器和系统存储器(未示出)，并且可以被构造为使用例如关系数据库软件和/或文件系统来管理存储在数据库714中的内容。所述服务器708可以经编程以使用网络协议(诸如TCP/IP协议)彼此通信、与控制器702通信和与聚焦设置应用服务器712通信。聚焦设置应用服务器712可以通过通信网络706直接与控制器702通信。控制器702经编程以执行软件704，诸如程序和/或其他软件应用，并访问由服务器708管理的应用。
在下面描述的实施方式中，用户可以分别操作可以通过通信网络706连接至服务器708的多个控制器702。可以经由控制器702向用户显示页面、图像、数据、文档等。可以通过与控制器702通信的显示设备和/或图形用户界面来显示信息和图像。
注意，控制器702可以是个人计算机、膝上型移动计算设备、智能电话、视频游戏控制台、家庭数字媒体播放器、网络连接电视、机顶盒和/或具有适用于与通信网络706和/或所需应用或软件通信的部件的其他计算设备。控制器702还可以执行被构造为从聚焦设置应用服务器712接收内容和信息的其他软件应用。
图6图示图5的聚焦设置应用服务器712的更详细视图。聚焦设置应用服务器712包括但不限于经由互连器806通信的中央处理单元(CPU)802、网络接口804、存储器820和存储装置830。聚焦设置应用服务器712还可以包括连接输入/输出设备810(例如，键盘、视频、鼠标、音频、触摸屏等)的输入/输出设备接口808。聚焦设置应用服务器712可进一步包括网络接口804，所述网络接口被构造为经由通信网络706传输数据。
CPU 802检索并执行存储在存储器820中的编程指令并且通常控制和协调其他系统部件的操作。类似地，CPU 802存储和检索驻留在存储器820中的应用数据。CPU 802被包括以代表单个CPU、多个CPU、具有多个处理核的单个CPU等。互连器806用于在CPU 802、输入/输出设备接口808、存储装置830、网络接口804和存储器820之间传输编程指令和应用数据。
存储器820通常被包括以代表随机存取存储器，并且在操作时存储软件应用和数据以供CPU 802使用。尽管示出为单个单元，存储装置830可以是固定和/或可移动存储设备的组合，诸如固定磁盘驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、闪存存储器存储驱动器、磁带驱动器、可移动存储卡、CD-ROM、DVD-ROM、蓝光、HD-DVD、光学存储装置、网络附加存储(NAS)、云存储装置或被构造为存储非易失性数据的存储区域网络(SAN)。
存储器820可存储指令和逻辑以执行应用平台826，所述应用平台可以包括聚焦设置软件828。存储装置830可以包括数据库832，所述数据库被构造为存储数据834和相关联的应用平台内容836。数据库832可以是任何类型的存储设备。
网络计算机是可以与本文提供的公开内容结合使用的另一种类型的计算机系统。网络计算机通常不包括硬盘或其他海量存储装置，可执行程序从网络连接加载至存储器820中以供CPU 802执行。典型的计算机系统通常将至少包括处理器、存储器和将存储器耦合至处理器的互连器。
图7图示控制器702，所述控制器用于访问聚焦设置应用服务器712和检索或显示与应用平台826相关联的数据。控制器702可以包括但不限于中央处理单元(CPU)902、网络接口904、互连器906、存储器920、存储装置930和支持电路940。控制器702还可以包括将输入/输出设备910(例如键盘、显示器、触摸屏和鼠标设备)连接至控制器702的输入/输出设备接口908。
与CPU 802类似，CPU 902被包括而代表单个CPU、多个CPU、具有多个处理核的单个CPU等，并且存储器920通常被包括以代表随机存取存储器。互连器906可用于在CPU 902、输入/输出设备接口908、存储装置930、网络接口904和存储器920之间传输编程指令和应用数据。网络接口904可以被构造为经由通信网络706传输数据，例如以传送来自聚焦设置应用服务器712的内容。存储装置930，诸如硬盘驱动器或固态存储驱动器(SSD)，可以存储非易失性数据。存储装置930可以包含数据库931。数据库931可以包含数据932和其他内容934。在一些实施方式中，数据库931可进一步包括图像处理单元936。图像处理单元可包括数据938和/或控制逻辑939。说明性地，存储器920可包括应用接口922，应用接口922本身可以显示软件指令924，并且/或者存储或显示数据926。应用接口922可以提供一个或多个软件应用，所述软件应用允许控制器702访问由聚焦设置应用服务器712托管的数据和其他内容。
控制器702可耦合至或与处理装置160、台架130和编码器126中的一个或多个通信。处理装置160和台架130可以向控制器702提供关于基板处理和基板对准的信息。例如，处理装置160可以向控制器702提供信息以提示控制器已经完成基板处理。编码器126可以向控制器702提供位置信息，然后所述位置信息被使用来控制台架130和处理装置160。
控制器702可以包括中央处理单元(CPU)902、存储器920和支持电路940(或输入/输出908)。CPU 902可以是在工业环境中用于控制各种处理和硬件(例如，图案发生器、电动机和其他硬件)和监视处理(例如，处理时间和基板位置)的任何形式的计算机处理器中的一种计算机处理器。存储器920如图7所示连接至CPU 902，并且可以是以下项中的一种或多种：随时可用存储器(readily available memory)，诸如随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；软盘；硬盘；或任何其他形式的本地或远程数字存储器。软件指令和数据可以被编码并存储在存储器内以用于指导CPU 902。支持电路940还连接至CPU 902，用于以传统方式支持处理器。支持电路940可以包括常规高速缓存942、电源944、时钟电路946、输入/输出电路948、子系统950等。可由控制器702读取的程序(或计算机指令)确定哪些任务可在基板上执行。所述程序可以是可由控制器702读取的软件，并且可以包括用于监视和控制例如处理时间和基板位置的代码。
然而，应当记住，所有这些和类似的术语都应与合适的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非如从以下论述显而易见地另外特别说明，否则应当理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等术语的论述是指计算机系统或类似电子计算设备将在计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操纵和转换成在计算机系统存储器或寄存器或其他此类信息存储装置、传输设备或显示设备内类似地表示为物理量的其他数据的动作和过程。
本发明的实施方式还涉及一种用于执行本文的操作的装置。这种装置可以为所需目的而专门构造，或者这种装置可包括被选择性地激活或由存储在计算机中的计算机程序重新配置的通用计算机。此类计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质诸如但不限于只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，EPROM，EEPROM，闪存存储器，磁卡或光卡，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘在内的任何类型的盘，或适用于存储电子指令的任何类型的介质，并且此类计算机程序可以各自耦合至计算机系统互连器。
在本文中呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的装置来执行所需的方法操作是方便的。各种这些系统的结构将根据上文的描述出现。另外，没有参考任何特定编程语言来描述本发明的示例，因此可以使用各种编程语言来实现各种示例。
作为本文的更详细描述，本公开内容的实施方式提供软件应用，经由所述软件应用，曝光多边形的线波缺陷(line wave defect)通过以下方式以禁止角(forbiddenangle)进行校正：在禁止角处抖动这些特征的边缘以减少制造过程中无掩模光刻图案化期间的边缘放置误差(edge placement error)。
在一个实施方式中，本文描述用于调整数字光刻聚焦设置的方法1000。方法1000可以由控制器702执行，如上文关于图7所示出和讨论的。CPU 902被编程为执行存储在存储器820中的聚焦设置软件828，所述聚焦设置软件实现下文结合图8而描述的用于调整数字光刻聚焦设置的方法1000。
图8示意图示如图9所示的用于调整数字光刻聚焦设置的方法1000的操作。方法1000通常涉及确定光刻胶上曝光部的最小侧壁宽度，和响应于最小侧壁宽度来调整聚焦设置。
常规聚焦设置方法包括：通过测量曝光位置的锥角确定焦深(DOF)和焦心，和通过测量所印刷的特征的临界尺寸确定DOF和焦心。锥角方法的问题在于是用于确定DOF的破坏性方法。这是因为光刻胶特征被取横截面以便测量锥角。此外，当存在在光刻胶底部与基板表面之间的界面处发生的对曝光波长的不希望的破坏性干涉时，如果在光刻胶特征中存在长基脚，则可能不容易建立对锥角的客观测量。
临界尺寸方法涉及测量光刻胶的最小临界尺寸，和响应于最小的临界尺寸调整焦点。然而，这具有若干个缺点，所述缺点中的一个缺点是焦心可能不太明显，因为临界尺寸大小在各种聚焦设置上逐渐变化。因此，难以确定光刻胶上的最小临界尺寸。因此，需要用于设置光刻系统的最佳聚焦设置的改进方法。
方法1000在操作1002处开始。在操作1002处，扫描基板的表面。在一个实施方式中，使用三维(3D)光学轮廓仪扫描基板的表面。例如，3D光学轮廓仪可以被构造为扫描沉积在基板的顶表面上的光刻胶。3D光学轮廓仪是一种共焦显微镜，所述共焦显微镜使用高亮度发光二极管(LED)而不是传统激光器作为光源。3D光学轮廓仪形成根据光刻胶上的图案图像重新构建的3D图像。在光刻胶中的各个高度z处采集图像。这使得三维结构化图像成为可能。
在操作1004处，确定光刻系统的聚焦设置。确定光刻系统的聚焦设置包括在光刻胶上定位曝光位置(子操作1008)，和测量第一聚焦设置的曝光部的第一侧壁宽度(子操作1010)。
在子操作1008处，定位光刻胶上的曝光部1102a-1102g。图9中图示示例性曝光部1102a-1102g。在一个示例中，曝光位置1102a-1102g被示出为矩形特征。在其他示例中，曝光位置1102a-1102g可以不限于矩形。曝光位置1102a-1102g包括相应的侧壁1104a-1104g。每个侧壁1104a-1104g具有宽度1106a-1106g。
在子操作1010处，测量多种聚焦设置的曝光部1102a-1102g的多个侧壁宽度1106a-1106g。在一个实施方式中，聚焦设置可以在-100μm至100μm的范围内。例如，如图9所示，从-30μm至30μm。如图9所示，使用聚焦设置F＝-30μm来形成曝光部1102a。测量并记录曝光部1102a的侧壁1104a的宽度1106a。对于从F＝-30μm至F＝30μm的每个曝光，可以重复此过程。为了提高测量准确度，在沿侧壁1104a-1104g的多个点处测量各个曝光部1102a-1102g的宽度1106a-1106g。例如，对于曝光部1102g，可以在侧壁1104g的顶部1108、底部1110、右侧1112和左侧1114处测量侧壁1104g的宽度1106g。对曝光部1102g进行多个侧壁宽度测量确保记录曝光部1102g的最窄测量值。可以对系统100中的每个图像投影系统301重复子操作1010。这是因为每个图像投影系统301中的每个曝光部1102a-1102g的侧壁宽度1106a-1106g可能不同。
在操作1006处，响应于侧壁宽度1106a-1106g的最小测量值来调整每个图像投影系统301的焦点。例如，在图9A中，对于图像投影系统A，针对F＝30μm测得最小侧壁宽度。因此，将图像投影系统A的焦点调整至F＝30μm。另外，在图9B中，对于图像投影系统B，最小侧壁宽度在F＝0μm时测得。因此，将图像投影系统B的焦点调整至F＝0μm。如图所示，各个图像投影系统301的聚焦设置可以不同。
虽然前述内容针对本文所述的实施方式，但是可以在不脱离本发明基本范围的情况下设计其他和另外的实施方式。例如，本公开的方面可以在硬件或软件或硬件和软件的组合中实现。本文所述的一个实施方式可以实现为用于计算机系统的程序产品。所述程序产品的一个或多个程序定义实施方式(包括本文所述的方法)的功能，并且可以包含在各种计算机可读存储介质上。说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)不可写存储介质(例如，计算机内的只读存储设备，诸如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘、闪存存储器、ROM芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)，信息在所述不可写存储介质上永久存储；和(ii)可写存储介质(例如，软盘驱动器或硬盘驱动器中的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)，所述可写存储介质上存储可变信息。这种计算机可读存储介质在携带指导所公开的实施方式的功能的计算机可读指令时，是本公开内容的实施方式。
本领域的技术人员将理解，前述示例是示例性的，而不是限制性的。在阅读说明书和研究附图后将对本领域技术人员来说显而易见的对本发明的所有置换、优化、等同物和改进都包括在本公开内容的真实精神和范围内。因此，所附权利要求书旨在包括落入这些教导内容的真实精神和范围内的所有此类修改、置换和等同物。

Claims (15)

1.一种调整数字光刻系统的聚焦设置的方法，包括：
扫描在基板上形成的光刻胶的表面；
确定所述数字光刻系统的聚焦设置，包括：
在所述光刻胶上定位多个曝光部；和
针对多个聚焦设置测量每个曝光部的侧壁宽度；和
响应于确定最小侧壁宽度而调整所述聚焦设置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚焦设置在从-100μm至100μm的范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述聚焦设置在从-30μm至30μm的范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中针对多个聚焦设置测量所述曝光部的侧壁宽度包括：
沿着所述曝光部的所述侧壁在多个点处测量侧壁宽度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述数字光刻系统的聚焦设置进一步包括：
针对所述数字光刻系统中每个图像投影系统确定所述数字光刻系统的聚焦设置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中使用三维光学轮廓仪扫描所述光刻胶的所述表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述三维光学轮廓仪使用发光二极管作为光源。
8.一种用于调整数字光刻系统的聚焦设置的计算机系统，包括：
处理器；和
存储器，所述存储器存储指令，所述指令当由所述处理器执行时使所述计算机系统：
扫描在基板上形成的光刻胶的表面；
确定所述数字光刻系统的聚焦设置，包括：
在所述光刻胶上定位多个曝光部；和
针对多个聚焦设置测量每个曝光部的侧壁宽度；和
响应于确定最小侧壁宽度而调整所述聚焦设置。
9.根据权利要求8所述的计算机系统，其中所述聚焦设置在从-100μm至100μm的范围内。
10.根据权利要求9所述的计算机系统，其中所述聚焦设置在从-30μm至30μm的范围内。
11.根据权利要求8所述的计算机系统，其中针对多个聚焦设置测量所述曝光部的侧壁宽度包括：
沿着所述曝光部的所述侧壁在多个点处测量侧壁宽度。
12.根据权利要求8所述的计算机系统，其中确定所述数字光刻系统的聚焦设置进一步包括：
针对所述数字光刻系统中每个图像投影系统确定所述数字光刻系统的聚焦设置。
13.根据权利要求8所述的计算机系统，其中使用三维光学轮廓仪扫描所述光刻胶的所述表面。
14.根据权利要求13所述的计算机系统，其中所述三维光学轮廓仪使用发光二极管作为光源。
15.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储指令，所述指令当由处理器执行时使计算机系统通过执行以下步骤来调整数字光刻系统的聚焦设置：
扫描在基板上形成的光刻胶的表面；
确定所述数字光刻系统的聚焦设置，包括：
在所述光刻胶上定位多个曝光部；和
针对多个聚焦设置测量每个曝光部的侧壁宽度；和
响应于确定最小侧壁宽度而调整所述聚焦设置。
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