[发明专利]将光刻机中的硅片在线调节到最佳曝光位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将光刻机中的硅片在线调节到最佳曝光位置的方法。

背景技术

以前用于硅片曝光的光刻机硅片透镜成像系统由一组共轴或者非共轴的透镜组成，其目的是为了将掩膜板上的图形用光学的方法成像到带有光敏感的记录介质(如光刻胶)的硅片上。为了优化成像质量，实现曝光最佳，必须尽可能的让硅片处在整个成像光路的焦平面上，且和主光轴垂直，即令硅片处于最佳曝光位置，因此这就需要对硅片的水平位置和垂直位置进行测量和调整。

如图1所示，传统的方法是通过额外引入一束离轴的探测光束，使其入射到硅片表面，然后由一探测器探测该探测光束的反射光的位置来测量硅片的水平和垂直的位置，然后通过一反馈控制仪系统来对硅片平台的位置进行调整。这种方法的不足之处在于：由于用于探测的光束并非曝光光束，无法真实反映硅片在曝光光路中的位置，制约了探测的精度。而且随着工艺代的延伸，更小的关键尺寸使光刻的对焦深度大大缩小，这种方法所能达到的精度已经不能满足工艺需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种将光刻机中的硅片在线调节到最佳曝光位置的方法，该方法可利用光刻机自身的曝光光束，实时地测量并调节硅片在实际曝光光路中的位置，从而可最大限度地提高光刻机控制精度的可靠性，使光刻机能够满足更高要求的精度控制。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)通过一透镜成像系统，将在汇聚到硅片平面上的掩膜板图形的像，成像到一焦平面空间像探测器阵列上并予以记录；(2)调节硅片平台，根据像对比度的变化，计算出曝光区域上的每一点的最佳水平位置和最佳焦距位置；

(3)判断当前的水平位置是否为最佳水平位置，若是则执行步骤(5)，否则执行步骤(4)；

(4)将测量结果反馈给硅片平台，并通过调整硅片平台的位置来对硅片平台的水平位置进行调整，然后回到步骤(1)；

(5)判断当前的焦距是否为最佳对焦位置，若是则开始进行曝光，否则执行步骤(6)；

(6)将测量结果反馈给硅片平台，并通过调整硅片平台在垂直方向上的扫描来对硅片平台的焦距进行调整，然后回到步骤(5)。

本发明由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即提高了光刻机对硅片水平位置和垂直位置控制的测量和调节精度，减少了返工率；同时最大限度的提高光刻机的精度控制可靠性，使光刻机满足更高要求的精度控制，提高了光刻机的利用效率。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的硅片水平控制和自动对焦系统的构造示意图；

图2是本发明所述透镜成像系统的结构示意图；

图3是本发明所述焦平面探测器阵列中探测器的示例性结构示意图；

图4是根据本发明的对硅片位置进行调节的流程图。

具体实施方式

参考图4，在一个实施例中，本发明所述方法包括如下步骤：

(1)通过一透镜成像系统，将在汇聚到硅片平面上的掩膜板上的图案的像，通过45度角度分束板组中的下分束板，成像到一焦平面空间像探测器阵列上并予以记录。如图2所示，所述透镜成像系统，至少包括：主透镜组、傅立叶平面附近的45度角度分束板组、45度角度反光镜组、投影透镜、焦平面空间像探测器阵列、电子控制光快门组。其中焦平面空间像探测器阵列中的每一个探测器，如图3所示，至少包括：放大透镜和像传感器。测量过程中，用于测量的掩膜板上的图案，即可以通过对比整个光刻板的图像，也可以通过一些特定的测试图案，例如孤立的线条、槽或者通孔等。而透镜组的数值孔径可任意选择，既可选取硅片曝光时所需要的实际的数值孔径，也可选用其他数值孔径。