[發(fā)明專利]一種制版光刻設(shè)備靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110143195.1
• 申請(qǐng)日: 2011-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN102289153A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 方琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制版光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種制版光刻設(shè)備靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)量方法。

背景技術(shù)

光刻技術(shù)是用于在襯底表面上印刷具有特征的構(gòu)圖。這樣的襯底可包括用于制造半導(dǎo)體器件、多種集成電路、平面顯示器（例如液晶顯示器）、電路板、生物芯片、微機(jī)械電子芯片、光電子線路芯片等的基片。經(jīng)常使用的基片為半導(dǎo)體晶圓或掩模板。

在光刻制版過程中，掩模板放置在精密移動(dòng)平臺(tái)上，通過處在光刻設(shè)備內(nèi)的曝光裝置，將特征圖形投射到掩模板表面的指定位置。為保證圖形投射位置的精確定位，需要滿足兩個(gè)條件：首先需要掩模板工件臺(tái)滿足一定的定位精度；再者需要整個(gè)光機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

衡量光機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通常分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)方面。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性是衡量在正常工作狀態(tài)下，根據(jù)光刻工藝的需要，掩模板移動(dòng)平臺(tái)等運(yùn)動(dòng)部件要發(fā)生運(yùn)動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)受外力或運(yùn)動(dòng)部件慣性力等動(dòng)態(tài)因素的影響而產(chǎn)生的位置偏移。靜態(tài)穩(wěn)定性是衡量在特定環(huán)境條件下，無運(yùn)動(dòng)部件慣性力和外力影響，系統(tǒng)受環(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)以及系統(tǒng)自身剛度等因素的影響而引起的位置漂移。

為了保證曝光過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要精確測(cè)量光機(jī)系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)偏移，從而實(shí)現(xiàn)曝光特征圖形投射位置的標(biāo)定或補(bǔ)償。通常情況下，光機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性測(cè)量是采用高精密激光干涉儀，其測(cè)量裝置如圖3所示，圖中1為移動(dòng)平臺(tái)，2為物鏡，3為X方向反射鏡，4為X方向干涉儀，5為激光器，6為反射鏡，7為X方向回射鏡，8為掩模板，9為Y方向回射鏡，10為Y方向干涉儀，11為反射鏡。光源從激光器5發(fā)出，經(jīng)過X方向干涉儀4后分成兩束，一束透射光到達(dá)X方向反射鏡3后回射至X方向干涉儀4；另一束反射光經(jīng)過反射鏡6后射至X方向回射鏡7，經(jīng)過回射鏡7、反射鏡6反射回至X方向干涉儀；兩束光在X方向干涉儀內(nèi)發(fā)生干涉，激光干涉儀經(jīng)過相關(guān)算法處理得出鏡頭3與XY精密工件臺(tái)1在X方向的相對(duì)位移。同理可測(cè)量出Y方向的相對(duì)位移。但激光干涉儀成本高，測(cè)量裝置的安裝和調(diào)整難度大，測(cè)量精度受環(huán)境影響大，且激光干涉儀自身也是發(fā)熱元件，對(duì)光機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生額外影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制版光刻設(shè)備靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)量方法，以解決采用激光干涉儀進(jìn)行制版光刻設(shè)備中曝光特征圖形定位存在精度差，成本高，對(duì)光機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生影響的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種制版光刻設(shè)備靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)量方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）在移動(dòng)平臺(tái)的掩模板上制作特定的定位標(biāo)記，并通過真空吸附技術(shù)將掩模板吸附在移動(dòng)平臺(tái)上；

（2）將物鏡置于掩模板上方且物鏡鏡頭豎直向下對(duì)準(zhǔn)掩模板，調(diào)整移動(dòng)平臺(tái)，將掩模板上的定位標(biāo)記移動(dòng)至物鏡視場(chǎng)內(nèi)，采用CCD相機(jī)通過物鏡采集移動(dòng)平臺(tái)上掩模板圖像；

（3）CCD相機(jī)采集掩模板上定位標(biāo)記的圖像，利用圖像處理技術(shù)得到掩模板上定位標(biāo)記中心與物鏡視場(chǎng)中心的偏移量，通過移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)掩模板上的定位標(biāo)記移動(dòng)相應(yīng)的偏移量至物鏡視場(chǎng)中心，并記錄此時(shí)移動(dòng)平臺(tái)在CCD相機(jī)中的坐標(biāo)；?

（4）保持移動(dòng)平臺(tái)靜止不動(dòng)，每間隔時(shí)間間隔t采用CCD相機(jī)采集一次掩模板上定位標(biāo)記的圖像，并通過圖像處理技術(shù)得到每個(gè)時(shí)間間隔t內(nèi)定位標(biāo)記中心相對(duì)于物鏡視場(chǎng)中心的偏移量，經(jīng)過n次時(shí)間間隔t的重復(fù)采集，得到各個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)定位標(biāo)記中心相對(duì)于物鏡視場(chǎng)中心的偏移量；

（5）所述步驟（4）采集的n次時(shí)間間隔t內(nèi)的定位標(biāo)記中心相對(duì)于物鏡視場(chǎng)中心的偏移量，即為光刻設(shè)備靜態(tài)漂移量。

本發(fā)明直接利用光刻機(jī)的掩模板移動(dòng)平臺(tái)以及CCD相機(jī)成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光機(jī)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的測(cè)量，避免了成本高、裝調(diào)難度大、誤差大的激光干涉儀測(cè)量，為靜態(tài)穩(wěn)定性測(cè)量提供了一種方便靈活的測(cè)量方法。

附圖說明

圖1為掩模板上定位標(biāo)記示意圖。

圖2為本發(fā)明采用的測(cè)量系統(tǒng)示意圖。

圖3為傳統(tǒng)激光干涉儀測(cè)量裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

在制版光刻設(shè)備中，采用CCD相機(jī)實(shí)時(shí)采集掩模板上的定位標(biāo)記成像，并通過圖像處理技術(shù)計(jì)算出物鏡中心相對(duì)于掩模板定位標(biāo)記的靜態(tài)漂移量。

如圖2所示，照明光源通過光纖1入射，通過透鏡組2后入射至全反鏡3，經(jīng)全反鏡3反射后透射過半透半反鏡4，并通過物鏡7投射至掩模板8上，移動(dòng)平臺(tái)9上掩模板8的定位標(biāo)記通過物鏡7成像，并經(jīng)過半透半反鏡4反射至透鏡鏡組5，投射過透鏡鏡組5后成像至CCD相機(jī)6。

本發(fā)明具體步驟如下：