[发明专利]确定光刻投影装置最佳物面的方法及用于该方法的掩模

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及一种确定光刻投影装置最佳物面的方法及用于该方法的掩模。

背景技术

本发明涉及一种光刻方法及装置，特别是涉及一种确定光刻投影装置最佳物面的方法及用于该方法中的掩模。

光刻装置主要用于集成电路IC或其它微型器件的制造。通过光刻装置，可将掩模图形成像于涂覆有光刻胶的晶片上，例如半导体晶片或LCD板。光刻装置通过投影物镜曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上，而作为光刻装置的核心元件，投影物镜的物面和镜面位置对光刻成像质量有重要影响。

为了获得最佳的成像效果，在曝光时刻，掩模图形下表面需置于物镜最佳物面高度，涂有光刻胶的晶片上表面需置于最佳像面高度。因此，在系统集成阶段，需精密地确定物镜最佳物面及最佳像面位置。

一般公知的方法是通过机械工装方式保证物面或者像面的精度。例如，美国第20030211411号专利中介绍了通过设计特殊的掩模确定像面的位置。类似地，美国第20040241558号、第20060103836号以及第20060250598号专利中还揭露了更多的通过曝光的方法确定像面位置的相关信息。此外，美国第20070260419号专利还介绍了通过测量掩模上特定标记的空间像的位置的方法确定物面的位置。然而，机械安装精度一般为微米量级，为进一步提高精度，会增大加工复杂度，也会大幅增加制造成本。根据光学原理可知，物平面固定时，沿光轴在一定范围内移动像平面，或像平面固定时，沿光轴在一定范围内移动物平面，均能获得清晰像。然而，作为固定位置的像面或物面位置，不能保证其为投影物镜的最佳像面或物面，因而通过上述方法所得到的物面或像面的精度无法得到保证。因此，如何提供一种更为精确的最佳物面和像面的确定方法，已成为业界研究的一大问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确确定光刻投影装置最佳物面的方法，及用于该方法中的掩模。

根据本发明的确定光刻投影装置最佳物面的方法，包括下述步骤：

步骤一，驱动图案形成装置至一物面高度位置，该图案形成装置上包括第一组标记图案及第二组标记图案；

步骤二，驱动固定衬底的第二支撑结构至对应的像面位置处；

步骤三，将该第一组标记图案曝光至一衬底表面上以形成第一曝光图案；

步骤四，水平移动该衬底；

步骤五，将该第二组标记图案曝光至该衬底表面上以形成第二曝光图案，以使该第二曝光图案与第一曝光图案一起构成套刻图案；

步骤六，改变该图案形成装置的垂向高度，在不同物面高度处重复上列步骤，形成多个套刻图案；

步骤七，读取不同物面高度处形成的套刻图案的套刻结果；

步骤八，根据不同物面高度处形成的套刻图案的套刻结果拟合出不同物面高度处的畸变值；

步骤九，选取最小畸变值所对应的物面高度为最佳物面位置。

其中，在步骤八中采用下述公式进行拟合