[發明專利]用于制版光刻設備的動態穩定性測量方法

無效

• 申請號: 201210008437.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102566309A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 方林
• 申請（專利權）人: 合肥芯碩半導體有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00;G01M11/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 王挺

技術領域

本發明屬于制版光刻技術領域，具體涉及一種用于制版光刻設備的動態穩定性測量方法。

背景技術

光刻技術用于在襯底表面上印刷具有特征的構圖，所述襯底包括用于制造半導體器件、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、微機械電子芯片、光電子線路芯片等的基片。經常使用的基片為半導體晶圓或掩模板。

在光刻制版過程中，將掩模板放置在可精密移動的載物平臺上，通過光刻設備中的曝光裝置，將特征圖形投射到掩模板表面的指定位置。為保證特征圖形能夠精確地投射到指定位置，需要滿足以下兩個條件：首先需要掩模板所在的載物平臺滿足一定的定位精度；再者需要整個光刻系統穩定可靠。

衡量光刻系統的穩定性，通常分為動態和靜態兩個方面。動態穩定性是衡量在正常工作狀態下，根據光刻工藝的需要，掩模板所在的載物平臺等運動部件要發生運動，此時系統受外力、運動部件慣性力、定位系統重復性等動態因素的影響而產生的位置偏移。靜態穩定性是衡量在特定環境條件下，無運動部件慣性力和外力影響時，系統受環境溫度、濕度、振動以及系統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整個光刻系統的穩定性，需要精確測量光刻系統的靜態和動態偏移量，從而實現曝光特征圖形投射位置的標定或補償。所述光刻系統也即整個制版光刻設備的總和。傳統的光刻系統的穩定性測量是采用高精密激光干涉儀，但這種測量方式不但成本高，而且測量裝置的安裝和調整難度大，測量精度受環境影響大，同時由于激光干涉儀自身也是發熱元件，因此當激光干涉儀進行測量時會對光刻系統的穩定性產生額外的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于制版光刻設備的動態穩定性測量方法，本方法充分利用制版光刻設備中的CCD相機，能夠實現光刻系統動態穩定性的精確測量，測量精度高且測量過程簡便。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種用于制版光刻設備的動態穩定性測量方法，其特征在于包含如下步驟：

1)、將掩模板固定在載物平臺上，并在掩模板上制作P(P＞1)個定位標記；

2)、選擇其中一個定位標記，將所述定位標記成像于制版光刻設備中的CCD相機視場內，并通過圖像處理技術對定位標記進行處理和計算，以得出所述定位標記的中心與CCD相機視場中心的偏移量，然后移動載物平臺，使所述定位標記的中心移動至與CCD相機視場中心相重合，并記錄此時載物平臺的空間物理坐標；

3)、以載物平臺的空間物理坐標為中心，使載物平臺在CCD相機的視場內做移出和回位運動，也即先使載物平臺自其空間物理坐標處向外移動一段距離，待載物平臺停穩后，再使載物平臺重新移動至其空間物理坐標處；當載物平臺重新移動至其空間物理坐標處后，通過CCD相機采集定位標記的圖像，并計算出定位標記的中心與CCD相機視場中心之間的中心偏移量；

4)、使載物平臺在CCD相機的視場內重復做移出和回位運動，則得到多個中心偏移量，對得到的多個中心偏移量通過數理統計算法而計算出與該定位標記的中心相對應的重復定位精度值；

5)、對每個定位標記重復2)～4)步驟，以得到與P個定位標記的中心分別對應的重復定位精度值；

6)、最后對P個重復定位精度值通過數理統計算法而計算得出此光刻系統的動態重復定位精度值。

本用于制版光刻設備的動態穩定性測量方法還可以通過以下方式得以進一步實現：

對P個定位標記逐一重復3)、4)步驟m次，最終對每一個定位標記均得到m個重復定位精度值，最后對P×m個重復定位精度值通過數理統計算法而計算得出此光刻系統的動態穩定性值。

優選的，所述定位標記均勻地分布在掩模板上，則可以測量出與各個定位標記相對應的重復定位精度在整個工作平面內的分布狀況。

具體的，將掩模板的工作平面分別沿二維方向也即X方向和Y方向n等分，得到n×n個小方形區域，在每個小方形區域的頂角處加工出定位標記，最終得到均勻分布的n+1行、n+1列定位標記，且P＝(n+1)×(n+1)。

進一步的，所述定位標記呈十字狀，這種結構不但使得定位標記較為簡單，易于實施，而且便于精確地計算出定位標記的幾何中心位置。