[发明专利]亚纳米级高精度光刻写场拼接方法、所用光刻机系统、晶圆及电子束漂移的测定方法

权利要求书

1.一种亚纳米级高精度光刻写场拼接方法，其特征在于所述方法包含有以下步骤：

步骤1：在光刻机系统的机体(31)里面，设置好台面(37)，电子显微镜镜筒(32)及其电子枪(372)、晶圆移动工作台(38)及至少一台纳米触点传感器(39)；晶圆工作台(38)上设置好控制其移动的数控驱动装置(371)；在晶圆放入光刻机系统前，在整个晶圆(1)上面涂覆光敏胶层(2)，电子束扫描的范围为曝光区(22)，将曝光区划分成若干个写场，光敏胶层上每个写场内设有特定的在曝光区内曝光后会显露出预定形状的原位对准坐标标识(8、10、18、43、44)；写场依次为第一写场(22-1)、第二写场(22-2)、......、第n写场(22-n)；

步骤2：将涂有光敏胶层(2)的晶圆(1)放在工作台(38)上，并使晶圆的第一写场(22-1)落入曝光区(22)，让电子显微镜的电子束镜筒(32)垂直正对曝光区(22)，然后使电子束聚焦于该写场；

步骤3：对处于曝光区(22)内的第一写场(22-1)上的部分晶圆实施曝光，使曝光后该部分晶圆上涂覆的光敏胶发生化学反应引起电子束诱导变化而产生至少一个或一组构成图形的凹凸结构，该凹凸结构的特定形状作为事先预设的原位对准坐标标识的特征形状，将其在曝光区内的特征点的坐标值作为原位对准坐标；

步骤4：启用纳米触点传感器(39)先测量所述凹凸结构的表面形状，而后对照预设的特定形状识别出上述对准坐标标识，然后确定并记忆其在工作台面上的坐标值(C1L1；C1L2；C1L3；C1R1；C1R2；C1R3)；

步骤5：进行第二写场的曝光前准备，移动工作台(38)带动晶圆(1)横向和/或纵向移动，从而使刚被曝光的第一写场区(22-1)移出曝光区成为写场22-1′，为随后晶圆的第二写场(22-2)进入曝光区而腾出空间；

步骤6：启动纳米触点传感器(39)识别出上述移出曝光区的第一写场(22-1′)内的对准坐标标识，确定并记忆其移动后在工作台面上的第一写场位置坐标(C1L1’；C1L2’；C1L3’；C1R1’；C1R2’；C1R3’)；

步骤7：以移动后的第一写场(22-1′)内的对准坐标标识的数据为闭环反馈控制依据，计算出写场移动前后的实际坐标偏差进而确定电子束下一幅整个曝光区的坐标校正值：

设与已经移出曝光区的第一写场(22-1′)邻接即将曝光的误差矫正后的第二写场(22-2′)的坐标是C1R1′，即坐标(X_CiR1′，Y_C1R1′)，这个也是即将曝光的第二写场(22-2′)需要无缝拼接到移动后的第一写场(22-1′)的新坐标，即：

(X_C2L1′，Y_C2L1′)：X_C2L1′＝X_C1R1′，Y_C2L1′＝Y_C1R1′；

电子束此时正对位于曝光区(22)内的误差矫正以前的第二写场(22-2)的坐标是C2L1，即坐标(X_C2L1，Y_C2L1)，由于该坐标点需要通过对电子束附加偏转电压来贴着已经移动的第一写场(22-1′)的边缘坐标C1R1′对第二写场(22-2)的坐标进行拼接校正曝光，使矫正后的第二写场相关坐标点为C2L1′，C2L1′与C2L1的坐标差为：

ΔX₁＝X_C2L1′-X_C2L1＝X_C1R1′-X_C2L1

ΔY₁＝Y_C2L1′-Y_C2L1＝Y_C1R1′-Y_C2L1

鉴于第二写场及其坐标(X_C2L1，Y_C2L1)由于工作台还没有移动且还没有曝光是无法获得的，先对电子束在曝光区曝光第一写场和曝光第二写场的曝光区的整体电子束漂移作忽略不计处理，使曝光区内第二写场(22-2)曝光前和校正前的坐标等同于曝光区第一写场(22-1)曝光时的坐标：X_C2L1＝X_C1L1，Y_C2L1＝Y_C1L1，进而使得该坐标可以通过第一写场曝光后工作台移动前光敏胶层表面由于曝光形成的凹凸结构得以测得，从而获得第二写场所有电子束坐标点校正需要补偿的坐标差：

ΔX₁＝X_C1R1′-X_C1L1

ΔY₁＝Y_C1R1′-Y_C1L1；

步骤8：根据所得的校正需要补偿的坐标差(ΔX₁，ΔY₁)调整电子束镜筒(32)的偏转电压，校正电子束曝光区使之后续进入曝光区内的晶圆的第二写场(22-2)的拼接坐标(C2L1；C2L2；C2L3；C2R1；C2R2；C2R3；)校正为与移动后的第一写场的相邻的拼接坐标，矫正后的第二写场(22-2′)的拼接坐标与移动后的第一写场而无缝对接。