[发明专利]用于制版光刻设备的动态稳定性测量方法

说明书

技术领域

本发明属于制版光刻技术领域，具体涉及一种用于制版光刻设备的动态稳定性测量方法。

背景技术

光刻技术用于在衬底表面上印刷具有特征的构图，所述衬底包括用于制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器(例如液晶显示器)、电路板、生物芯片、微机械电子芯片、光电子线路芯片等的基片。经常使用的基片为半导体晶圆或掩模板。

在光刻制版过程中，将掩模板放置在可精密移动的载物平台上，通过光刻设备中的曝光装置，将特征图形投射到掩模板表面的指定位置。为保证特征图形能够精确地投射到指定位置，需要满足以下两个条件：首先需要掩模板所在的载物平台满足一定的定位精度；再者需要整个光刻系统稳定可靠。

衡量光刻系统的稳定性，通常分为动态和静态两个方面。动态稳定性是衡量在正常工作状态下，根据光刻工艺的需要，掩模板所在的载物平台等运动部件要发生运动，此时系统受外力、运动部件惯性力、定位系统重复性等动态因素的影响而产生的位置偏移。静态稳定性是衡量在特定环境条件下，无运动部件惯性力和外力影响时，系统受环境温度、湿度、振动以及系统自身刚度等因素的影响而引起的位置漂移。

为了保证曝光过程中整个光刻系统的稳定性，需要精确测量光刻系统的静态和动态偏移量，从而实现曝光特征图形投射位置的标定或补偿。所述光刻系统也即整个制版光刻设备的总和。传统的光刻系统的稳定性测量是采用高精密激光干涉仪，但这种测量方式不但成本高，而且测量装置的安装和调整难度大，测量精度受环境影响大，同时由于激光干涉仪自身也是发热元件，因此当激光干涉仪进行测量时会对光刻系统的稳定性产生额外的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制版光刻设备的动态稳定性测量方法，本方法充分利用制版光刻设备中的CCD相机，能够实现光刻系统动态稳定性的精确测量，测量精度高且测量过程简便。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于制版光刻设备的动态稳定性测量方法，其特征在于包含如下步骤：

1)、将掩模板固定在载物平台上，并在掩模板上制作P(P＞1)个定位标记；

2)、选择其中一个定位标记，将所述定位标记成像于制版光刻设备中的CCD相机视场内，并通过图像处理技术对定位标记进行处理和计算，以得出所述定位标记的中心与CCD相机视场中心的偏移量，然后移动载物平台，使所述定位标记的中心移动至与CCD相机视场中心相重合，并记录此时载物平台的空间物理坐标；

3)、以载物平台的空间物理坐标为中心，使载物平台在CCD相机的视场内做移出和回位运动，也即先使载物平台自其空间物理坐标处向外移动一段距离，待载物平台停稳后，再使载物平台重新移动至其空间物理坐标处；当载物平台重新移动至其空间物理坐标处后，通过CCD相机采集定位标记的图像，并计算出定位标记的中心与CCD相机视场中心之间的中心偏移量；

4)、使载物平台在CCD相机的视场内重复做移出和回位运动，则得到多个中心偏移量，对得到的多个中心偏移量通过数理统计算法而计算出与该定位标记的中心相对应的重复定位精度值；

5)、对每个定位标记重复2)～4)步骤，以得到与P个定位标记的中心分别对应的重复定位精度值；

6)、最后对P个重复定位精度值通过数理统计算法而计算得出此光刻系统的动态重复定位精度值。

本用于制版光刻设备的动态稳定性测量方法还可以通过以下方式得以进一步实现：

对P个定位标记逐一重复3)、4)步骤m次，最终对每一个定位标记均得到m个重复定位精度值，最后对P×m个重复定位精度值通过数理统计算法而计算得出此光刻系统的动态稳定性值。

优选的，所述定位标记均匀地分布在掩模板上，则可以测量出与各个定位标记相对应的重复定位精度在整个工作平面内的分布状况。

具体的，将掩模板的工作平面分别沿二维方向也即X方向和Y方向n等分，得到n×n个小方形区域，在每个小方形区域的顶角处加工出定位标记，最终得到均匀分布的n+1行、n+1列定位标记，且P＝(n+1)×(n+1)。

进一步的，所述定位标记呈十字状，这种结构不但使得定位标记较为简单，易于实施，而且便于精确地计算出定位标记的几何中心位置。