[发明专利]光刻设备及测量多光斑零位偏差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路装备制造领域，尤其涉及一种光刻设备以及测量多光斑零位偏差的方法。

背景技术

光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于：集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS(微电子机械系统)/MOMS(微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工装置等。

在光刻设备中，为了使投影物镜能将掩模图案清晰地投影到硅片上，需要测量硅片的曝光面是否与投影物镜焦面重合，因而需要使用调焦调平传感器系统测量硅片曝光面的垂向位置。

当调焦调平传感器系统采用多个测量光斑来检测硅片曝光面垂向位置信息时，因每个光斑所通过光路的光学偏差、光路探测通道特性偏差等因素的影响，使得在测量同一高度时各光斑所测得实际测量值之间会有偏差。在实际测量过程中，为了消除该偏差，需测量每个光斑的零位偏差，再利用各自的零位偏差值校准各自的高度测量值。

在现有技术中，对于多个光斑各自的零位偏差测量，通常采用多光斑同时测量某一水平平面的方法。该方法根据各光斑所测得的高度值的差异得出各自的零位偏差值。此测量方法虽然对多光斑零位偏差的测量直接快速，但为了准确测量每个光斑的零位偏差需要被测平面为绝对平面或超平面。然而在实际的工程实践中，绝对平面不存在，即使是超平硅片也有100纳米以上的起伏。也就是说，被测平面的平面度直接影响各光斑零位偏差的精度。

因此，如何在绝对平面或超平面难以获得的情况下准确测量多光斑零位偏差成了现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量多光斑零位偏差的光刻设备及方法，该光刻装置及测量多光斑零位偏差的方法在使用普通平面的情况下能够准确测量多光斑零位偏差，并且该装置与方法还能消除了被测表面形貌起伏对高度测量的影响。

为实现上述发明目的，本发明公开一种光刻设备，包括：光源，用以提供曝光光束；投影系统，用以将所述位于掩模板上的图形投影在基板上；工件台系统，用以移动所述基板；调焦调平系统，用以测量所述基板的垂向位置和倾向角度；其特征在于，所述光刻设备还包括一反射镜和一激光干涉仪，所述激光干涉仪的光轴与所述反射镜的反射面相垂直，所述反射镜的反射面与所述投影系统的最佳焦平面平行。

更进一步地，该调焦调平系统产生至少两个测量光斑。

更进一步地，所述反射镜的反射面与所述投影系统的最佳焦平面处于同一平面。

本发明同时公开一种测量多光斑零位偏差的方法，包括：利用调焦调平系统，生成并测量硅片上光斑S₁在A点相对于所述最佳焦平面的垂向高度值h₁，工件台水平移动使光斑S₂位于A点，获得S₂在A点相对于所述最佳焦平面的垂向高度值h₂，以相同的方式完成全部光斑S_i在A点相对于所述最佳焦平面的垂向高度值hi，以其中一个光斑S_n的垂向高度测量值h_n作为参考高度，其余光斑S_j的垂向高度测量值h_j相对该光斑垂向高度测量值之差(h_j-h_n)即为其余各光斑的零位偏差值，则S_n的零位偏差值为0；其中，所述A点可以是任一光斑所在的测试点。

更近一步地，还包括利用所述调焦调平系统对所述工件台上的硅片进行全局调平。

更近一步地，还包括对激光干涉仪的测校与调整，使得所述反射镜的反射面与所述投影物镜的最佳焦平面相互平行。

更进一步地，所述工件台水平移动时通过一反射镜和一激光干涉仪实现垂向高度不变，所述激光干涉仪的光轴与所述反射镜的反射面相垂直。

更进一步地，所述反射镜的反射面与所述投影系统的最佳焦平面处于同一平面。

更进一步地，该调焦调平系统产生至少两个测量光斑。

与现有技术相比较，本发明所公开的技术方案无需使用超平面，而是采用普通硅片平面作为被测平面。测量多个光斑零位偏差时，需水平运动被测平面且保持其垂向位置不变，每个光斑对被测平面中的同一位置点进行测量。这样既消除了被测表面形貌起伏对高度测量的影响，也避免了因各个测量点反射率不同影响光斑零位偏差的测量。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。