[发明专利]一种焦面变化测量装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，且特别涉及一种焦面变化测量装置与方法。

背景技术

光刻装置主要用于集成电路IC或其它微型器件的制造，光刻装置通过投影物镜曝光，将设计的掩膜图形转移到光刻胶上，而作为光刻装置的核心元件，投影物镜的物面和镜面位置对光刻成像质量有重要影响。投影光刻机的目的是将掩模上的图形清晰地成像于涂有光刻胶的基底(硅片)上，要达到此目的必须保证基底上的曝光区域垂向位于投影物镜的最佳焦面(曝光质量最好的平面)。

最佳焦面可以通过测试确定，但是在实际曝光过程中焦面的位置会随温度、压力的变化而变化，对于掩模对准也可由调焦调平传感器控制时，公知的方法为焦面的变化量根据掩模对准结果计算得到，其中既包含了FLS零平面的漂移及实际焦面的变化。

但是对于掩模对准不能由调焦调平传感器控制而是由工件台垂向测量传感器控制时，直接通过掩模对准只能得到焦面的变化量，而调焦调平传感器零平面的变化量却没有包含进去。所以若还按照公知的方法得到最佳焦面，则得到的最佳焦面与实际的最佳焦面势必有一定的偏差，从而影响曝光质量。

发明内容

本发明主要针对掩模对准无法使用调焦调平传感器控制的情况，设定工件台垂向测量传感器的零平面是不变的，即使变化也叠加到调焦调平零平面的漂移量中，焦面变化测量思想为通过一系列测量实时得到调焦调平传感器零平面的漂移量及焦面的变化量，然后在曝光前在原曝光焦面的基础上补偿调焦调平传感器零平面的漂移量及焦面的变化量，从而得到最新最佳焦面的位置，保证曝光时焦面始终为最新焦面。

为了达到上述目的，本发明提出一种焦面变化测量方法，包括以下步骤：

1)进入参考状态，标定参考曝光焦面的位置；更新基石相对所述参考曝光焦面的倾斜；进行参考掩模对准，获得参考对准焦面变化量，计算参考对准焦面位置；工件台基准板垂向运动到参考位置，调焦调平传感器测量所述工件台基准板上参考调平点的高度及倾斜值；

2)启动曝光流程，在基底全局调平之前，计算所述调焦调平传感器零平面的漂移量；进行实际掩模对准，计算实际对准焦面变化量，获得实际曝光焦面的位置。

进一步的，所述参考状态下的掩模对准过程与所述曝光流程中的掩模对准过程完全相同。

进一步的，所述参考状态是硬件集成装调完，且分系统测校完成，开始整机软件集成的状态。

进一步的，在所述参考掩模对准过程和所述实际掩模对准过程中，所述工件台垂向由工件台垂向测量传感器控制。

进一步的，所述参考对准焦面位置和所述实际对准焦面位置描述在所述工件台垂向测量坐标系中，即所述参考对准焦面位置和所述实际对准焦面位置是相对所述工件台垂向测量传感器的零平面的高度及倾斜。

进一步的，所述参考对准焦面的位置等于所述参考状态之前标定的对准焦面位置与参考对准焦面变化量之和。

进一步的，所述计算调焦调平传感器零平面的漂移量具体为所述工件台基准板垂向运动到所述调焦调平传感器可以测量到的实际位置，所述调焦调平传感器测量所述工件台基准板上实际调平点的高度及倾斜值，所述实际位置与参考位置的垂向位置相同，所述实际调平点与参考调平点的水平位置相同，所述实际调平点与参考调平点的高度值和倾斜值之差反映所述调焦调平传感器零平面的漂移量。

进一步的，将所述参考状态下获得的各个参数作为机器常数进行保存。

进一步的，实际曝光焦面的位置为参考曝光焦面位置与调焦调平传感器零平面的漂移量及实际曝光焦面变化量之和。

进一步的，所述实际曝光焦面的变化量等于掩模对准计算得到的实际对准焦面变化量。

进一步的，该方法还包括步骤3)：

在所述曝光流程中，更换其它基底后，在曝光前重复步骤2)。

本发明还提出一种焦面变化测量装置，包括光学系统，投影物镜，掩模台，调焦调平传感器，工件台，工件台基准板，工件台垂向测量传感器，基石，所述焦面变化测量装置采用上述焦面变化测量方法进行测量。

本发明通过先测量出参考状态(曝光机器硬件集成装调完准备软件集成时所处的状态)下的调焦调平传感器的读数、对准焦面位置、基石相对焦面的倾斜，然后在准备曝光前再测量调焦调平传感器的读数、对准焦面的位置，然后计算测量调焦调平传感器零平面的漂移量及焦面本身的变化量，最终实时得到最新曝光焦面，从而保证曝光时基底始终位于最佳焦面。

附图说明

图1所示为本发明较佳实施例的焦面变化测量装置结构示意图。

图2所示为本发明较佳实施例的焦面变化测量方法流程图。