[发明专利]一种能监测硅片台位置精度的光刻机

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是一种能监测硅片台位置精度的光刻机。

背景技术

光刻机是集成电路芯片制造中重要的加工设备之一，用于将芯片的设计图形，曝光转印于硅片表面的光刻胶上。作为光刻机主要组成部分的工件台系统和掩模台系统，它们的运动精度和运动速度、可靠性，很大程度上影响了光刻机的生产效率。

中国专利CN200810034478.0公开了一种可补偿Z向位置的六自由度精密定位台，用于芯片的封装或MEMS加工制造，可以实现大行程、高速、高精度的要求。

在现有技术中，如图1所示，后道圆片级封装光刻机(Bumping光刻机)系统主要由照明系统1、掩模版2、掩模台3、投影物镜成像系统4、框架5、硅片6、硅片台15等组成。FLS为调平调焦传感器，IFM为干涉仪测量系统。如图2所示，硅片台15主要由曝光台10、曝光台支架11、承片台7、长条镜12、干涉仪13、水平定位台(XY台)8、大理石9组成。通过测量系统，控制器、执行器，电机驱动形成控制环路实现7自由度的运动。XY台8由两个X形电机、两个Y向电机，以及两个电机的导轨，连接件，以及曝光台支架11组成。曝光台10位于XY台8的上层，XY台8通过气浮与大理石9相连。如图3所示，曝光台10包括位于曝光台支架11上方的旋转台101，调平调焦机构104和硅片厚度补偿机构108。旋转台101除承载硅片外还有完成Rz向调节的功能，它通过三个柔性件102与调平调焦机构104的上平板103相连。调平调焦机构104与硅片厚度补偿机构108通过一个板簧109相连。硅片厚度补偿机构108下设有气足106，所述Y向导轨107穿过气足。旋转台101由承片台14和Rz驱动机构组成。作为激光干涉仪测量面的长条镜12安装在曝光台支架11上，和旋转台101、调平调焦机构104、硅片厚度补偿机构108分离，可以尽量降低阿贝误差。旋转台101通过三个柔性件102和调平调焦机构的上平板103相连。承片台7是旋转台101的一部分，旋转台101通过直线电机加丝杆机构推动承片台7绕一个铰链运动。调平调焦机构104通过一个板簧109和硅片补偿机构108相连，硅片补偿机构108下设有气足106，XY台8的Y向导轨穿过气足106。

这样的结构存在几个问题：

1.承片台和调平调焦机构通过柔性件相连，调平调焦机构通过板簧和硅片补偿机构相连，硅片补偿机构通过气足和XY台相连，这样的结构在水平向上是非刚性联接的，因此在XY台运动时，会对调平调焦机构和承片台带来干扰。

2.干涉仪的长条镜是安装在曝光台的支架上，而曝光台的支架和XY台是刚性联接的，因此它看不到承片台的运动。

这样，干涉仪不能观测到承片台和XY台之间由于非刚性联接导致的亚微米的偏移，降低了曝光精度。

发明内容

为了能够监测到承片台与XY台之间的位置偏移，从而提高曝光精度，本发明提供一种能监测硅片台位置精度的光刻机，主要由照明系统、掩模版、掩模台、投影物镜成像系统、整机框架、硅片、硅片台等组成，其中硅片台主要由曝光台、曝光台支架、承片台、长条镜、干涉仪、水平定位台和大理石组成。水平定位台通过气浮与大理石相连，承片台位于水平定位台上，通过曝光台支架支撑曝光台。在光刻机的承片台及曝光台支架相应位置安装位置传感器，通过位置传感器得到承片台和水平定位台之间的相对位置信息，从而测量出承片台位置坐标的漂移量。

其中，每个位置传感器由非接触的两个元件组成，其中一个元件安装在承片台下方，另一个元件安装在曝光台支架相应位置上。

其中，位置传感器至少有3个，成三角形排列。

本发明和现有技术相比的有益效果是：

在承片台和曝光台支架上增加了三对用于测量承片台和XY台之间的相对位置的传感器，得到的承片台和XY台之间的相对位置信息，通过转换矩阵M和偏置offset可以得到承片台在工件台坐标系的漂移，并进行补偿，提高了控制精度。

附图说明

图1是光刻机结构示意图；

图2是包含Z向位置补偿机构的七自由度精密定位平台结构示意图；

图3是曝光台的结构示意图；

图4是本发明承片台的位置传感器安装位置示意图；

图5是曝光台支架立体结构示意图；

图6是本发明曝光台支架安装位置传感器位置俯视图；

图7是本发明含有承片台和水平定位台的位置补偿运动台控制框图。

具体实施方式

下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。