DSP平台下剂量控制板固件研究与开发

发布时间：2020-03-23 23:37

【摘要】： 为提高我国半导体芯片制造过程中关键设备的自主开发和创新能力,在国家高技术研究发展计划重大专项——“100nm步进扫描投影光刻机”的资助下,对步进扫描投影光刻机的整机结构、光刻原理做了深入研究,开发了光刻机照明投影控制分系统中的实时剂量控制板。剂量控制板固件根据对激光器脉冲能量的测量结果,通过调整光刻机光学系统中的可变透过率衰减片以及高性能剂量控制算法实现对曝光剂量的精确控制,使投射到硅片表面的激光束的剂量符合光刻的要求。首先,论文从光刻机整机控制原理出发,提炼出了剂量控制板固件的功能需求。详细分析了剂量控制板固件所承担的曝光控制、激光器控制、可变透过率衰减片控制、压力温度互锁状态监测和光束测量单元控制等任务。其次,论文讨论了步进扫描投影光刻机的曝光剂量控制技术,详细阐述了步进扫描投影光刻机的曝光剂量控制原理,提出了一种高性能逐脉冲剂量控制算法,采用此算法,剂量控制精度与剂量重复精度都能满足100nm光刻机的曝光剂量控制要求。最后,论文基于美国德州仪器公司的TMS320C6711通用可编程DSPs芯片实现了剂量控制板固件,论文对各软件模块做了详细介绍,给出了核心代码或流程图,并通过对剂量控制板驱动、固件和硬件的联合测试,验证了剂量控制板固件的运行效率和功能完整性。本学位论文所研发的剂量控制板固件,已于2005年12月通过了上海微电子装备有限公司的验收。
【图文】：

扫描原理

量控制板（DCB, Dose Control Borad）固件（Firmware），解决了扫描投影光刻设逼近其分辨力极限时的曝光控制难题。1.4 国内外发展的现状与趋势从 1973 年世界上第一台光刻机诞生以来，光刻机及光刻技术的发展可谓日新异，，突飞猛进。近 20 年来已连续攻克了 2μm、1.0μm、0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μ0.18μm 等技术难关，现在正向 0.1μm 的加工领域发展[7,8,9]。光刻技术在经历了接触式－接近式－投影式－1:1 反射扫描投影式－步进缩投影式几个重大技术发展阶段后，正在向步进扫描投影方式过渡[11,12,13]。步进扫描影方式是光刻机领域的一次重大革新，其研发的背景（必要性）是随着特征线宽求越来越小，Chip 尺寸要求逐渐变大，而同时要求高分辨率和大视场，这就使得刻机中的投影光刻物镜设计制造难度增大，成本急剧上升。为了阻止投影光刻物成本急剧上身的趋势，目前国际上先进的光刻机都是采用步进扫描工作方式代替前的步进重复工作方式，以减小投影光刻物镜的视场[15,16]。

结构图,复合运动,微动,结构图

量控制板（DCB, Dose Control Borad）固件（Firmware），解决了扫描投影光刻设逼近其分辨力极限时的曝光控制难题。1.4 国内外发展的现状与趋势从 1973 年世界上第一台光刻机诞生以来，光刻机及光刻技术的发展可谓日新异，突飞猛进。近 20 年来已连续攻克了 2μm、1.0μm、0.8μm、0.5μm、0.35μm、0.25μ0.18μm 等技术难关，现在正向 0.1μm 的加工领域发展[7,8,9]。光刻技术在经历了接触式－接近式－投影式－1:1 反射扫描投影式－步进缩投影式几个重大技术发展阶段后，正在向步进扫描投影方式过渡[11,12,13]。步进扫描影方式是光刻机领域的一次重大革新，其研发的背景（必要性）是随着特征线宽求越来越小，Chip 尺寸要求逐渐变大，而同时要求高分辨率和大视场，这就使得刻机中的投影光刻物镜设计制造难度增大，成本急剧上升。为了阻止投影光刻物成本急剧上身的趋势，目前国际上先进的光刻机都是采用步进扫描工作方式代替前的步进重复工作方式，以减小投影光刻物镜的视场[15,16]。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP368.12

【参考文献】