一種曝光裝置及其調(diào)焦調(diào)平方法
【專利摘要】一種投影曝光設(shè)備，具有掩模、投影物鏡、工件臺、硅片、光源、投影單元、探測單元、信號處理單元、主控制器，投影物鏡用于將掩模的圖案投影到位于工件臺上的硅片的上表面，光源發(fā)出的光線經(jīng)投影單元入射到硅片上，經(jīng)由硅片的上表面反射后，被探測單元接收，信號處理單元對接收到的光信號進行處理并獲得硅片上表面在當(dāng)前測量區(qū)域的位姿信息，并將該信息傳送給主控制器，其中，投影曝光設(shè)備在硅片上布置有多個測量光斑，有多個測量點布置在曝光場外部，在曝光場外部周圍布置有若干測量光斑。
【專利說明】 一種曝光裝置及其調(diào)焦調(diào)平方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及投影光刻機中的掃描曝光設(shè)備及調(diào)焦調(diào)平測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]投影光刻機是一種把掩模上的圖案通過物鏡投影到硅片上表面的裝置。在投影曝光設(shè)備中，必須有自動調(diào)焦控制系統(tǒng)把硅片面精確帶入到指定的曝光位置，實現(xiàn)該系統(tǒng)有多種不同的技術(shù)方案。目前比較常用是非接觸式光電測量技術(shù)，其中NIKON、CANON等公司的調(diào)焦技術(shù)最具代表性。這些技術(shù)中通常會用一套光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生多個光斑覆蓋整個曝光場進行測量，在邊緣場位置時，會出現(xiàn)部分測量光斑落在硅片外部而導(dǎo)致光斑無效的情況，此時需要計算當(dāng)前位置光斑陣列的有效性情況，利用仍然有效的光斑的測量值進行調(diào)焦調(diào)平控制。NIKON公司于2002年4月30日公開的美國專利US6381004中提供了一種根據(jù)當(dāng)前曝光場位置，逐一判斷光斑陣列中每個光斑的有效性，然后選擇有效的光斑進行測量，該方法可以解決邊緣場測量的問題，但是存在光斑有效性判斷計算量大，光斑選擇和切換過程復(fù)雜等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種投影曝光設(shè)備，具有掩模、投影物鏡、工件臺、硅片、光源、投影單元、探測單元、信號處理單元、主控制器，投影物鏡用于將掩模的圖案投影到位于工件臺上的硅片的上表面，光源發(fā)出的光線經(jīng)投影單元入射到硅片上，經(jīng)由硅片的上表面反射后，被探測單元接收，信號處理單元對接收到的光信號進行處理并獲得硅片上表面在當(dāng)前測量區(qū)域的位姿信息，并將該信息傳送給主控制器，其中，所述投影曝光設(shè)備在硅片上布置有多個測量光斑，有多個測量點布置在曝光場外部，在曝光場外部周圍布置有若干測量光斑。
[0004]其中，在曝光場內(nèi)部也布置有若干測量光斑。
[0005]其中，利用干涉儀測量硅片上表面的位姿信息。
[0006]本發(fā)明還提出了一種前述投影曝光設(shè)備進行調(diào)焦調(diào)平的測量方法，具有以下步驟:
步驟一、根據(jù)工件臺的水平位置，判斷調(diào)焦調(diào)平的測量光斑哪些在硅片上，再根據(jù)硅片的運動方向，從位于娃片上的測量光斑中選取位于曝光場外、與娃片運動方向相反的一側(cè)的光斑作為有效光斑來進行調(diào)焦調(diào)平單點的測量光斑。
[0007]步驟二、記錄每次采樣時調(diào)焦調(diào)平的單點測量高度值Hipis和工件臺的位置高度Hiip,計算兩者之差Hi,
/? = Hifis- Hi1f(公式 I)；
步驟三、將步驟一中得到的Hi按照測量位置的坐標(biāo)進行緩存；
步驟四、將前面的若干個周期的緩存結(jié)果進行最小二乘法擬合，得到擬合的高度和傾斜度，擬合公式為
【權(quán)利要求】
1.一種投影曝光設(shè)備，具有掩模、投影物鏡、工件臺、硅片、光源、投影單元、探測單元、信號處理單元、主控制器，投影物鏡用于將掩模的圖案投影到位于工件臺上的硅片的上表面，光源發(fā)出的光線經(jīng)投影單元入射到硅片上，經(jīng)由硅片的上表面反射后，被探測單元接收，信號處理單元對接收到的光信號進行處理并獲得硅片上表面在當(dāng)前測量區(qū)域的位姿信息，并將該信息傳送給主控制器，其中，所述投影曝光設(shè)備在硅片上布置有多個測量光斑，有多個測量點布置在曝光場外部，在曝光場外部周圍布置有若干測量光斑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影曝光設(shè)備，其中，在曝光場內(nèi)部也布置有若干測量光斑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影曝光設(shè)備，利用干涉儀測量硅片上表面的位姿信息。
4.一種利用權(quán)利要求1-3中任意一個所述的投影曝光設(shè)備進行調(diào)焦調(diào)平的測量方法，具有以下步驟: 步驟一、根據(jù)工件臺的水平位置，判斷調(diào)焦調(diào)平的測量光斑哪些在硅片上，再根據(jù)硅片的運動方向，從位于娃片上的測量光斑中選取位于曝光場外、與娃片運動方向相反的一側(cè)的光斑作為有效光斑來進行調(diào)焦調(diào)平單點的測量光斑； 步驟二、記錄每次采樣時調(diào)焦調(diào)平的單點測量高度值Hipis和工件臺的位置高度HiIF，計算兩者之差Hi， Hi = Hi FIS — HilF(公式 1)； 步驟三、將步驟一中得到的Hi按照測量位置的坐標(biāo)進行緩存； 步驟四、將前面的若干個周期的緩存結(jié)果進行最小二乘法擬合，得到擬合的高度和傾斜度，擬合公式為


5.一種控制方法，利用權(quán)利要求4所述的測量方法測得的位姿信息確定待曝光區(qū)域是否位于最佳焦平面 ，并驅(qū)動工件臺，調(diào)整高度和傾斜度，使得待曝光區(qū)域位于最佳焦平面。
【文檔編號】G03F7/20GK103885295SQ201210552872
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】李志丹, 程雪, 陳飛彪 申請人:上海微電子裝備有限公司