[發明專利]確定光刻投影裝置最佳物面和最佳像面的方法及相關裝置

有效

• 申請號: 200710171608.0
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101174104A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 毛方林
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種光刻方法及光刻裝置，特別是涉及一種確定光刻投影裝置最佳物面、最佳像面的方法及相關裝置。

背景技術

光刻裝置主要用于集成電路IC或其它微型器件的制造。通過光刻裝置，可將掩膜圖形成像于涂覆有光刻膠的晶片上，例如半導體晶片或LCD板。光刻裝置通過投影物鏡曝光，將設計的掩膜圖形轉移到光刻膠上，而作為光刻裝置的核心元件，投影物鏡的物面和鏡面位置對光刻成像質量有重要影響。

為了獲得最佳的成像效果，在曝光時刻，掩膜圖形下表面需置于物鏡最佳物面高度，涂有光刻膠的晶片上表面需置于最佳像面高度。因此，在系統集成階段，需精密地確定物鏡最佳物面及最佳像面位置。

已知的方法是通過機械工裝方式保證物面或像面的精度，然而，機械工裝的精度一般為微米量級，如要進一步提高精度，會增大加工的復雜度，也會大幅增加制造成本，且不利于進行在線測試。美國專利US5856052就揭露了一種通過步進曝光確定物面位置的方法。即利用曝光的方法，通過在一定的范圍內步進搜索，可得成像質量相對較佳的物面位置或像面位置。根據光學原理可知，物平面固定時，沿光軸在一定范圍內移動像平面，或像平面固定時，沿光軸在一定范圍內移動物平面，均能獲得清晰像。然而，作為固定位置的像面或物面位置，不能保證其為投影物鏡的最佳像面或物面，因而通過此方法所得到的物面或像面的精度無法得到保證。因此，如何提供一種更為精確的最佳物面和像面的確定方法，已成為業界研究的一大問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種確定光刻投影裝置最佳物面、最佳像面的方法及相關裝置，以實現光刻投影裝置中更為精確的物面與像面定位。

為達上述目的，本發明提供一種確定光刻投影裝置最佳物面、最佳像面的方法，包括以下步驟：投射一光束于一掩膜版，此光束通過一投影物鏡在一晶片上形成對應于上述掩膜版一標記圖形的一曝光標記；控制上述掩膜版及晶片在一定運動范圍內步進，從而在上述晶片上得到一組曝光標記；比較此組曝光標記的分辨率，確定最佳物面和最佳像面的位置。

進一步的，上述最佳物面和最佳像面的位置即為對應于上述分辨率最小的物面及像面位置。

進一步的，當上述掩膜版及晶片在一定運動范圍內步進的步數分別為Nu和Nv時，所得到的上組曝光標記為一Nu×Nv個曝光標記構成的曝光矩陣。

進一步的，上述方法還包括調整上述晶片表面曝光劑量，得到對應于不同劑量的多組曝光標記，比較這些曝光標記的分辨率，確定最佳曝光劑量。

進一步的，上述最佳曝光劑量即為對應于上述分辨率最小的曝光劑量。

為達上述目的，本發明另提供一光刻投影裝置，其具有一光源及一投影物鏡，以產生并傳送一投射光束。該投影裝置包括一具有一標記圖形的掩膜版以及一晶片，其中上述投射光束通過上述掩膜版及投影物鏡在此晶片上形成對應于掩膜版標記圖形的一曝光標記，上述掩膜版及晶片在一定運動范圍內步進，從而在晶片上得到一組曝光標記，比較此組曝光標記的分辨率，確定最佳物面和最佳像面的位置。

進一步的，上述最佳物面和最佳像面的位置即為對應于上述分辨率最小的物面及像面位置。

進一步的，當上述掩膜及晶片在一定運動范圍內步進的步數分別為Nu和Nv時，所得到的上組曝光標記為一Nu×Nv個曝光標記構成的曝光矩陣。

進一步的，上述光刻投影裝置還包括：一掩膜臺，用以置放上述掩膜版而帶動掩膜版在一定運動范圍內步進；以及一工件臺，用以置放上述晶片而帶動晶片在一定運動范圍內步進。

進一步的，上述光刻投影裝置還包括：一掩膜臺運動控制器，連接上述掩膜臺，以控制上述掩膜臺帶動掩膜版在一定運動范圍內步進；以及一工件臺運動控制器，連接上述工件臺，以控制上述工件臺帶動晶片在一定運動范圍內步進。

進一步的，上述晶片表面涂覆有光刻膠，調整上述光刻膠的劑量，得到對應于不同劑量的多組曝光標記，比較這些曝光標記的分辨率，確定最佳曝光劑量。

進一步的，上述最佳曝光劑量即為對應于上述分辨率最小的劑量。

本發明利用二維曝光的方法，獲得不同物面、像面位置處曝光圖案；通過觀察圖形曝光質量，可獲取特定物面的焦深范圍及特定像面的景深范圍，進而可確定投影物鏡鏡頭最佳物面及最佳像面位置；通過在晶片上不同區域以不同劑量多次進行二維曝光，還可同時確定最佳曝光劑量，進而獲取最佳工藝窗口。該方法測量精度高，且無需增加額外硬件設備，高效簡捷，易于在線實施，成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的光刻投影裝置結構示意圖；