本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光學(xué)光刻制造，尤其涉及一種防止光刻機(jī)的光源窗片變形的方法、結(jié)構(gòu)、光源及光刻機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)芯片制程精度的不斷追求，光刻機(jī)光源技術(shù)也經(jīng)歷了從早期的汞燈光源到如今深紫外光源的跨越性發(fā)展。準(zhǔn)分子激光器是紫外波段重要的激光器件，依靠受激工作氣體形成的分子向基態(tài)躍遷產(chǎn)生激光。工作氣體一般是由惰性氣體和鹵素氣體組成。在準(zhǔn)分子激光器中，使用放電腔腔體為工作氣體放電提供空間。為了使激光能夠穿過(guò)工作氣體，在放電腔腔體上開(kāi)有窗口。窗片元件不僅需要對(duì)特定波長(zhǎng)或波段范圍的光有較高的透過(guò)率，還要隔離外部環(huán)境，保護(hù)內(nèi)部器件。但是在窗片內(nèi)外側(cè)之間的壓強(qiáng)差會(huì)使材料晶體內(nèi)部產(chǎn)生晶格缺陷，導(dǎo)致輸出激光束的偏振特性變差，另外，由于窗片在壓強(qiáng)差作用下產(chǎn)生變形，導(dǎo)致窗片的透射波前變差，影響輸出激光束的光束質(zhì)量。

2、因此，如何避免窗片在壓強(qiáng)差下變形，以提升準(zhǔn)分子激光器運(yùn)行的穩(wěn)定性，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種防止光刻機(jī)的光源窗片變形的方法、結(jié)構(gòu)、光源及光刻機(jī)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中窗片在壓強(qiáng)差下變形的缺陷。本發(fā)明的方法通過(guò)窗片夾持模型和數(shù)字孿生模型優(yōu)化窗片夾持結(jié)構(gòu)，從而防止光刻機(jī)光源的窗片變形，提高光刻機(jī)光源的光束質(zhì)量。

2、本發(fā)明提供一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，包括：獲取基于偏振光學(xué)法測(cè)量的窗片所受的應(yīng)力分布信息；將所述應(yīng)力分布信息輸入預(yù)訓(xùn)練的窗片夾持模型，獲得所述窗片夾持模型輸出的對(duì)窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息；所述窗片夾持結(jié)構(gòu)包括密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)；所述密封圈設(shè)置在窗片靠近光刻機(jī)光源的放電腔的一側(cè)，用于密封所述窗片與所述放電腔之間的間隙；所述預(yù)應(yīng)力環(huán)設(shè)置在所述窗片遠(yuǎn)離所述放電腔的一側(cè)，用于向所述窗片施加向所述放電腔側(cè)凹陷的預(yù)應(yīng)力；其中，所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)參數(shù)是調(diào)用預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型得到的；所述預(yù)訓(xùn)練的窗片夾持模型是基于窗片夾持訓(xùn)練集訓(xùn)練得到的；所述窗片夾持訓(xùn)練集包括窗片所受應(yīng)力分布樣本和對(duì)窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力樣本；所述預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型是基于窗片夾持結(jié)構(gòu)參數(shù)訓(xùn)練集訓(xùn)練得到的；所述窗片夾持結(jié)構(gòu)參數(shù)訓(xùn)練集包括所述窗片所受應(yīng)力分布樣本和所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)參數(shù)樣本。

3、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，所述獲取基于偏振光學(xué)法測(cè)量的窗片所受的應(yīng)力分布信息，包括：使用白光光源提供光信號(hào)；通過(guò)起偏器將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為線偏振光；利用準(zhǔn)直透鏡將所述線偏振光準(zhǔn)直，照射在所述窗片上；通過(guò)旋轉(zhuǎn)檢偏器檢測(cè)所述窗片后的偏振光偏振態(tài)；使用成像裝置記錄不同角度下的光斑圖像；利用處理單元分析光斑圖像，計(jì)算得到所述窗片所受的應(yīng)力分布圖像。

4、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，所述窗片夾持模型包括輸入層、卷積層、池化層、全連接層和輸出層；所述輸入層用于接收所述窗片所受的應(yīng)力分布圖像；所述卷積層用于通過(guò)卷積核提取所述應(yīng)力分布圖像中的特征；所述池化層用于對(duì)提取后的應(yīng)力分布特征進(jìn)行降維；所述全連接層用于將池化后的應(yīng)力分布特征映射到對(duì)所述窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息；所述施加力信息包括施加力的方向、大小和作用點(diǎn)；所述輸出層用于輸出對(duì)所述窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，所述預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型包括幾何模型、物理模型、多物理場(chǎng)模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型；所述幾何模型用于描述所述窗片、所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的幾何形狀和尺寸；所述物理模型用于描述所述窗片的物理特性及所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的材質(zhì)參數(shù)；所述窗片的物理特性包括彈性模量和泊松比；所述多物理場(chǎng)模型用于根據(jù)所述窗片所受應(yīng)力分布信息以及所述幾何模型和所述物理模型的輸出數(shù)據(jù)，模擬所述窗片在不同應(yīng)力條件下的變形情況；所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型用于基于歷史應(yīng)力分布信息和對(duì)應(yīng)的密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)的形狀、尺寸及材質(zhì)參數(shù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的形狀、尺寸和材質(zhì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，還包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述窗片所受的應(yīng)力分布信息，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)所述窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的材質(zhì)包括不銹鋼、聚四氟乙烯和鈹銅中的至少一種。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括中徑、線徑和截面形狀，所述截面形狀包括圓形、扇形和多邊形中的至少一種；所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的中徑小于所述密封圈的中徑。

9、本發(fā)明還提供一種窗片夾持結(jié)構(gòu)，包括密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)；所述密封圈設(shè)置在窗片靠近光刻機(jī)光源的放電腔的一側(cè)，用于密封所述窗片與所述放電腔之間的間隙；所述預(yù)應(yīng)力環(huán)設(shè)置在所述窗片遠(yuǎn)離所述放電腔的一側(cè)，用于向所述窗片施加向所述放電腔側(cè)凹陷的預(yù)應(yīng)力；所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)參數(shù)以及所受的施加力信息是采用上述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法進(jìn)行優(yōu)化的。

10、本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)光源，包括窗片和上述的窗片夾持結(jié)構(gòu)；所述窗片夾持結(jié)構(gòu)用于夾持所述窗片，以防止所述窗片變形。

11、本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)，包括上述的光刻機(jī)光源；所述光刻機(jī)光源為準(zhǔn)分子激光器。

12、本發(fā)明提供的一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法、結(jié)構(gòu)、光源及光刻機(jī)，該方法利用偏振光學(xué)法獲取窗片的應(yīng)力分布信息，并輸入至預(yù)訓(xùn)練的窗片夾持模型，得到對(duì)窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息。窗片夾持結(jié)構(gòu)包括密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)；密封圈位于窗片靠近放電腔側(cè)，用于密封；預(yù)應(yīng)力環(huán)位于遠(yuǎn)離放電腔側(cè)，施加預(yù)應(yīng)力使窗片凹陷。密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)參數(shù)是調(diào)用預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型得到的。本發(fā)明的方法通過(guò)窗片夾持模型和數(shù)字孿生模型優(yōu)化窗片夾持結(jié)構(gòu)，從而防止光刻機(jī)光源的窗片變形，提高光刻機(jī)光源的光束質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，所述獲取基于偏振光學(xué)法測(cè)量的窗片所受的應(yīng)力分布信息，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，所述窗片夾持模型包括輸入層、卷積層、池化層、全連接層和輸出層；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型包括幾何模型、物理模型、多物理場(chǎng)模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的材質(zhì)包括不銹鋼、聚四氟乙烯和鈹銅中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法，其特征在于，所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括中徑、線徑和截面形狀，所述截面形狀包括圓形、扇形和多邊形中的至少一種；所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的中徑小于所述密封圈的中徑。

8.一種窗片夾持結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)；所述密封圈設(shè)置在窗片靠近光刻機(jī)光源的放電腔的一側(cè)，用于密封所述窗片與所述放電腔之間的間隙；所述預(yù)應(yīng)力環(huán)設(shè)置在所述窗片遠(yuǎn)離所述放電腔的一側(cè)，用于向所述窗片施加向所述放電腔側(cè)凹陷的預(yù)應(yīng)力；所述密封圈和所述預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)參數(shù)以及所受的施加力信息是采用權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法進(jìn)行優(yōu)化的。

9.一種光刻機(jī)光源，其特征在于，包括窗片和權(quán)利要求8所述的窗片夾持結(jié)構(gòu)；所述窗片夾持結(jié)構(gòu)用于夾持所述窗片，以防止所述窗片變形。

10.一種光刻機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的光刻機(jī)光源；所述光刻機(jī)光源為準(zhǔn)分子激光器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光學(xué)光刻制造技術(shù)領(lǐng)域，提供一種防止光刻機(jī)光源的窗片變形的方法、結(jié)構(gòu)、光源及光刻機(jī)，該方法利用偏振光學(xué)法獲取窗片的應(yīng)力分布信息，并輸入至預(yù)訓(xùn)練的窗片夾持模型，得到對(duì)窗片夾持結(jié)構(gòu)的施加力信息。窗片夾持結(jié)構(gòu)包括密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)；密封圈位于窗片靠近放電腔側(cè)，用于密封；預(yù)應(yīng)力環(huán)位于遠(yuǎn)離放電腔側(cè)，施加預(yù)應(yīng)力使窗片凹陷。密封圈和預(yù)應(yīng)力環(huán)的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)參數(shù)是調(diào)用預(yù)設(shè)數(shù)字孿生模型得到的。本發(fā)明的方法通過(guò)窗片夾持模型和數(shù)字孿生模型優(yōu)化窗片夾持結(jié)構(gòu)，從而防止光刻機(jī)光源的窗片變形，提高光刻機(jī)光源的光束質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：張琪,符友銀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新毅東（北京）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15