[发明专利]用于光刻设备的调焦调平系统及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路装置制造领域，尤其涉及一种用于光刻设备的调焦调平系统及测量方法。

背景技术

光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，该装备的用途包括但不限于：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。

投影光刻机是一种把掩模上的图案通过物镜投影到硅片上表面的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦控制系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置，实现该系统有多种不同的技术方案。目前比较常用的是基于扫描反射镜的非接触式光电测量技术，其测量原理为使用扫描反射镜对光信号进行调制，再通过位置传感器（PSD）电路抽取1f信号的强度，从而获得被测对象表面的高度信息。该测量方法具有很高的信噪比，调焦调平系统可以获得较高的重复精度。然后该测量方法对被测对象表面反射率的局部不均匀性很敏感，调焦调平系统的复现性较差。

公开日期为2002年4月30日美国专利US6381004中提供了一种提高工艺适应性的方法，即将最终的测量结果经过一个时域低通滤波器，滤除由工艺图形引起的高频成分，从而提高测量精度，此种方法在连续扫猫的过程中是非常有效的，但是在步进光刻设备却不适用。因此，现有技术中亟需要一种调焦调平系统，既能提高复现性，又能同时适用于静态测量和动态测量工况。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明公开一种用于光刻设备的调焦调平系统及测量方法，该技术方案能提高测量复现性，并能同时适用于静态测量和动态测量工况。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的调焦调平系统，用以测量基底测量区域的位置信息，其特征在于，包括：光源，用于提供一光束；投影单元，用于使该光束照射于该基底并形成一反射光束；探测单元，用于探测该反射光束以生成一电信号；信号处理单元，用于处理该电信号，以获得该基底测量区域的位置信息；控制单元，接收该信号处理单元传送的该基底测量区域的位置信息，用于实现硅片位姿的调整控制；该探测单元探测分为静态测量方式和动态测量方式，根据工件台坐标的变化量与阙值的关系选择适用的测量方式。

更进一步地，该信号处理单元包括一低通滤波器，其仅在该动态测量时使用。

本发明同时公开一种投影曝光设备，其特征在于，包括：一照明单元，用于提供曝光光束；一掩模台，用于支撑一掩模；一工件台，用于支撑一基底并提供六自由度运动；一投影物镜，用于将掩模上图形投射至基底；一位置测量单元，用于测量基底位置信息；该位置测量单元包括静态测量方式和动态测量方式，根据工件台坐标的变化量与阙值的关系选择适用的测量方式。

更进一步地，该位置测量单元包括一低通滤波器，该低通滤波器仅在该动态测量时使用。

本发明同时一种用于光刻设备的测量方法，用以测量基底测量区域的位置信息，其特征在于，包括：一光源提供一光束，该光束照射于该基底并形成一反射光束；探测该反射光束产生一原始高度值fHnow，判断是否为第一次采集，若不为第一采集

则将该探测分为静态测量过程和动态测量过程；处理该电信号以获得该基底测量区域的位置信息。

更进一步地，当是第一次采集，将该原始高度值fHnow赋予参考量gsStaticRef，并获得动态测量结果gsMeasResult。

更进一步地，该将该探测分为静态测量过程和动态测量过程包括：判断工件台的X、Y坐标的变化是否小于阈值，若小于阈值则认为当前处于静态测量过程，若大于阈值则认为当前处于动态测量过程。

更进一步地，该动态测量过程具体包括：

步骤a1：对原始高度值fHnow进行低通滤波，记录滤波后的测量结果gsMeasResult；

步骤a2：将原始高度值fHnow赋予参考量gsStaticRef；

步骤a3：获得动态测量结果gsMeasResult。

更进一步地，该静态测量过程具体包括：

步骤b1：计算原始高度值fHnow和参考量gsStaticRef之差，记作fHstate；

步骤b2：滤波后的测量结果gsMeasResult减去fHstate即为静态测量结果gsMeasResult。