[發明專利]一種光學測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201610876766.5
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107883884B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 李煜芝;徐兵;楊志勇;周暢
• 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: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01B11/00;G01B11/02
• 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

本發明提供了一種光學測量裝置和方法，在其中的位置測量裝置中設置了可以測量光學檢測模塊、基板載臺在移動過程中產生的傾斜量的裝置，根據該傾斜量數據結合光學檢測模塊、基板載臺的位移與所在的位置坐標進行計算并修正，在測量基板上某一點時，使用上述裝置和方法對該點測得的相關數據進行修正，提高了測量的精準度，這樣就解決了在測量大尺寸基板時帶來的大誤差的問題。此外，本發明提供的基板上設置了掃描向基準板和非掃描向基準板以及膠厚基準板、線寬基準板，可便于設備自身進行自動校準，提高了便利性。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種光學測量裝置和方法。

背景技術

在半導體IC集成電路制造過程中，一個完整的芯片通常需要經過多次光刻曝光才能制作完成。光刻即在已經涂布光刻膠的基板上曝光顯影形成線路，在已經進行過光刻的基板上再次進行光刻，則為套刻。在進行光刻時，影響光刻精度的因素主要有基板與掩膜版的位置偏差、光刻形成線路的線寬和光刻膠自身的膠厚以及套刻偏差。

目前市場上的光學測量設備，其中包含有膜厚測量設備和位置以及套刻偏差集一體的測量設備。如中國專利CN104412062A(申請號：CN201380035853.2，公開日：2015年3月11日)描述了一種膜厚測定裝置，基板載臺放置待測基板，基板載臺上方為龍門架，膜厚測定頭安裝在滑動件上在龍門架上運動，測量基板上的膜的厚度。上述裝置中還包括位置調整單元也即位置和套刻偏差測量設備，目前位置和套刻偏差測量設備采用橋式或龍門結構，其運動方向各有測量干涉儀進行測量控制，非運動方向無測量干涉儀配置。其中的位置校正使用覆蓋測量行程的大掩膜版進行校正。

目前市場上測量標準偏差設備，為保持測量精度，使用較大掩模版進行定期校正。一是維護不便，需設備廠商校準，同時手動上載掩模版；二是隨著平板中基板尺寸增大，后續掩模版得尺寸需要同時增大，存在局限性；三是隨著尺寸增大，則設備的運動范圍或者設備自身的尺寸變大，則必然使誤差更加明顯，增大誤差值，影響了測量。

發明內容

本發明提供了一種光學測量裝置和方法，將測量時儀器的傾斜量計算入誤差內，提高測量的精度，用于解決上述問題。

為達到上述目的，本發明提出了一種光學測量裝置，包括

一基板載臺，用于放置基板；

一光學檢測載臺框架，從所述基板載臺一側延伸至相對的一側，所述光學檢測載臺框架上承載有一光學檢測滑塊，可沿所述光學檢測載臺框架滑動；

一光學檢測單元，固定在所述光學檢測滑塊上，隨著所述光學檢測滑塊沿所述光學檢測載臺框架移動，所述光學檢測單元包括標記位置測量模塊；

一基板載臺位置測量模塊，用于測量所述基板載臺的位置；

一光學檢測單元位置測量模塊，用于測量所述光學檢測單元的位置；

以及校正模塊，根據所述基板載臺的位置和所述光學檢測單元的位置獲得所述基板載臺和所述光學檢測單元運動所引起的標記位置測量偏差，之后對所述標記位置測量模塊測得的標記位置進行校正。

作為優選，所述基板載臺位置測量模塊包括基板載臺Y向測量組件和基板載臺X向測量組件，所述基板載臺Y向測量組件測量所述基板載臺的Y向位移量，所述基板載臺X向測量組件測量所述基板載臺Y向運動中的X向偏移量。3.如權利要求1所述的光學測量裝置，其特征在于，所述光學檢測單元位置測量模塊包括光學檢測單元X向測量組件、光學檢測滑塊X向測量組件以及光學檢測單元Y向測量組件，所述光學檢測單元X向測量組件測量所述光學檢測單元的X向位移量，所述光學檢測滑塊X向測量組件測量所述光學檢測滑塊的X向位移量，所述光學檢測單元Y向測量組件用于測量所述光學檢測單元X向運動中所述光學檢測單元相對于光學檢測載臺框架的Y向偏移量。

作為優選，所述基板載臺Y向測量組件和基板載臺X向測量組件均采用干涉儀。