[發明專利]一種降低光刻物鏡壓力靈敏度的方法及其應用

有效

• 申請號: 201610044309.X
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN106997150B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 安福平;郭銀章
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 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(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明公開了一種降低光刻物鏡壓力靈敏度的方法及其應用，該方法包括以下步驟：首先對光刻物鏡內的各個透鏡間隔針對空氣進行焦面或倍率的壓力靈敏度測量，并對所有測量數據進行求和得到總和A；接著根據得到的總和A的正負情況，找出與總和A正負一致的N個壓力靈敏度最大的透鏡間隔，N為≥1的整數；其次對選出的N個透鏡間隔針對氦氣進行焦面或倍率的壓力靈敏度測量；再次根據選出的N個透鏡間隔在S1和S3中的壓力靈敏度測量值，計算氦氣對應的壓力靈敏度減小率；最后計算該N個透鏡間隔內氦氣的比例，使各個透鏡間隔的壓力靈敏度測量數據之和接近于0。本發明簡化了光刻物鏡結構的設計難度，節省了物鏡開發成本，提高了光刻物鏡的套準精度。

技術領域

本發明涉及光刻機技術領域，具體涉及一種降低光刻物鏡壓力靈敏度的方法及其應用。

背景技術

在半導體封裝技術中，用于制造集成電路芯片的光刻物鏡(簡稱物鏡)通常具有高分辨率、大焦深以實現高集成度芯片的制備。同時，在芯片制備時，為了便于上下層之間的互連導通，要求投影曝光用的光刻物鏡具有穩定的焦面位置和倍率，即高的套準精度(Overlay accuracy)。特別是隨著光刻成像技術不斷提高，芯片的特征尺寸也不斷縮小，因此對光刻物鏡的套準精度的要求更高，套準精度是現代高精度步進掃描投影光刻機的重要性能指標之一，也是決定最小單元尺寸的關鍵因素。

光刻物鏡經常要應對不同的環境壓力，不同的壓力會使物鏡的像質發生變化，直接影響加工質量。環境壓力的差異主要有兩種情況：一是不同地區的海拔高度不同，環境壓力值也不同；二是同一地區不同時刻的壓力值也并不是一成不變的。環境壓力的變化可使物鏡內部氣體的折射率發生改變，導致最佳焦面的位置、倍率發生改變，從而直接影響物鏡的套準精度，使加工質量不能得到保障。針對上述物鏡套準精度容易受環境壓力影響的問題，目前主要有兩種方法：一是通過像質的變化量來計算可動鏡片補償量，再利用精密的控制裝置移動可動機構來補償焦面的漂移和倍率的變化，然而方法不僅使物鏡的內部結構更加復雜，而且增加了光刻物鏡成本；二是將物鏡內的所有氣體間隔用單質氣體或混合氣體填充，該方法雖然可以使物鏡的靈敏度較之前有明顯改善，但依然不能使物鏡的壓力靈敏度趨于零，因此依然不能避免環境壓力帶來的影響。

現有技術中公開了一種光刻物鏡自動氣壓補償裝置。該裝置將光刻物鏡內部各透鏡面與一個外部的通道相連，兩者形成與外界大氣隔絕的內腔；通過壓力傳感器檢測、單片機控制電路控制內腔氣壓，使內腔氣壓達到設定值或零偏差值，從而控制光刻物鏡受環境氣壓影響引起焦面、倍率和畸變漂移等。然而該裝置結構復雜，控制繁瑣，成本高。此外，現有技術中還公開了一種通過改變混合氣體比例的方法補償像質變化的裝置，這種裝置需要在物鏡工作中實時改變氣體混合比例以適應不同的環境變化，因此增加了系統的控制成本與復雜程度。

發明內容

本發明提供了一種降低光刻物鏡壓力靈敏度的方法及其應用，以解決上述技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種降低光刻物鏡壓力靈敏度的方法，包括以下步驟：

S1：對光刻物鏡內的各個透鏡間隔針對空氣進行焦面或倍率的壓力靈敏度測量，并對所有測量數據進行求和得到總和A；

S2：根據得到的總和A的正負情況，找出與總和A正負一致的N個壓力靈敏度最大的透鏡間隔，N為≥1的整數；

S3：對S2中選出的N個透鏡間隔針對氦氣進行焦面或倍率的壓力靈敏度測量；

S4：根據S2中選出的N個透鏡間隔在S1和S3中的壓力靈敏度測量值，計算氦氣對應的壓力靈敏度減小率；

S5：計算該N個透鏡間隔內氦氣的比例，使各個透鏡間隔的壓力靈敏度測量數據之和接近于0。

進一步的，所述S1中，還包括對各個透鏡間隔進行編號。

進一步的，所述S2中，當所有透鏡間隔中最大的壓力靈敏度值大于總和A時，N＝1；否則，N≥2。