[發明專利]將光刻機中的硅片在線調節到最佳曝光位置的方法

有效

• 申請號: 200610116556.2
• 申請日: 2006-09-27
• 公開（公告）號: CN101154050A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 王雷;伍強
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發明涉及一種將光刻機中的硅片在線調節到最佳曝光位置的方法。

背景技術

以前用于硅片曝光的光刻機硅片透鏡成像系統由一組共軸或者非共軸的透鏡組成，其目的是為了將掩膜板上的圖形用光學的方法成像到帶有光敏感的記錄介質(如光刻膠)的硅片上。為了優化成像質量，實現曝光最佳，必須盡可能的讓硅片處在整個成像光路的焦平面上，且和主光軸垂直，即令硅片處于最佳曝光位置，因此這就需要對硅片的水平位置和垂直位置進行測量和調整。

如圖1所示，傳統的方法是通過額外引入一束離軸的探測光束，使其入射到硅片表面，然后由一探測器探測該探測光束的反射光的位置來測量硅片的水平和垂直的位置，然后通過一反饋控制儀系統來對硅片平臺的位置進行調整。這種方法的不足之處在于：由于用于探測的光束并非曝光光束，無法真實反映硅片在曝光光路中的位置，制約了探測的精度。而且隨著工藝代的延伸，更小的關鍵尺寸使光刻的對焦深度大大縮小，這種方法所能達到的精度已經不能滿足工藝需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種將光刻機中的硅片在線調節到最佳曝光位置的方法，該方法可利用光刻機自身的曝光光束，實時地測量并調節硅片在實際曝光光路中的位置，從而可最大限度地提高光刻機控制精度的可靠性，使光刻機能夠滿足更高要求的精度控制。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

(1)通過一透鏡成像系統，將在匯聚到硅片平面上的掩膜板圖形的像，成像到一焦平面空間像探測器陣列上并予以記錄；(2)調節硅片平臺，根據像對比度的變化，計算出曝光區域上的每一點的最佳水平位置和最佳焦距位置；

(3)判斷當前的水平位置是否為最佳水平位置，若是則執行步驟(5)，否則執行步驟(4)；

(4)將測量結果反饋給硅片平臺，并通過調整硅片平臺的位置來對硅片平臺的水平位置進行調整，然后回到步驟(1)；

(5)判斷當前的焦距是否為最佳對焦位置，若是則開始進行曝光，否則執行步驟(6)；

(6)將測量結果反饋給硅片平臺，并通過調整硅片平臺在垂直方向上的掃描來對硅片平臺的焦距進行調整，然后回到步驟(5)。

本發明由于采用了上述技術方案，具有這樣的有益效果，即提高了光刻機對硅片水平位置和垂直位置控制的測量和調節精度，減少了返工率；同時最大限度的提高光刻機的精度控制可靠性，使光刻機滿足更高要求的精度控制，提高了光刻機的利用效率。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是現有的硅片水平控制和自動對焦系統的構造示意圖；

圖2是本發明所述透鏡成像系統的結構示意圖；

圖3是本發明所述焦平面探測器陣列中探測器的示例性結構示意圖；

圖4是根據本發明的對硅片位置進行調節的流程圖。

具體實施方式

參考圖4，在一個實施例中，本發明所述方法包括如下步驟：

(1)通過一透鏡成像系統，將在匯聚到硅片平面上的掩膜板上的圖案的像，通過45度角度分束板組中的下分束板，成像到一焦平面空間像探測器陣列上并予以記錄。如圖2所示，所述透鏡成像系統，至少包括：主透鏡組、傅立葉平面附近的45度角度分束板組、45度角度反光鏡組、投影透鏡、焦平面空間像探測器陣列、電子控制光快門組。其中焦平面空間像探測器陣列中的每一個探測器，如圖3所示，至少包括：放大透鏡和像傳感器。測量過程中，用于測量的掩膜板上的圖案，即可以通過對比整個光刻板的圖像，也可以通過一些特定的測試圖案，例如孤立的線條、槽或者通孔等。而透鏡組的數值孔徑可任意選擇，既可選取硅片曝光時所需要的實際的數值孔徑，也可選用其他數值孔徑。