[发明专利]一种降低光刻物镜压力灵敏度的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种降低光刻物镜压力灵敏度的方法及其应用，该方法包括以下步骤：首先对光刻物镜内的各个透镜间隔针对空气进行焦面或倍率的压力灵敏度测量，并对所有测量数据进行求和得到总和A；接着根据得到的总和A的正负情况，找出与总和A正负一致的N个压力灵敏度最大的透镜间隔，N为≥1的整数；其次对选出的N个透镜间隔针对氦气进行焦面或倍率的压力灵敏度测量；再次根据选出的N个透镜间隔在S1和S3中的压力灵敏度测量值，计算氦气对应的压力灵敏度减小率；最后计算该N个透镜间隔内氦气的比例，使各个透镜间隔的压力灵敏度测量数据之和接近于0。本发明简化了光刻物镜结构的设计难度，节省了物镜开发成本，提高了光刻物镜的套准精度。

技术领域

本发明涉及光刻机技术领域，具体涉及一种降低光刻物镜压力灵敏度的方法及其应用。

背景技术

在半导体封装技术中，用于制造集成电路芯片的光刻物镜(简称物镜)通常具有高分辨率、大焦深以实现高集成度芯片的制备。同时，在芯片制备时，为了便于上下层之间的互连导通，要求投影曝光用的光刻物镜具有稳定的焦面位置和倍率，即高的套准精度(Overlay accuracy)。特别是随着光刻成像技术不断提高，芯片的特征尺寸也不断缩小，因此对光刻物镜的套准精度的要求更高，套准精度是现代高精度步进扫描投影光刻机的重要性能指标之一，也是决定最小单元尺寸的关键因素。

光刻物镜经常要应对不同的环境压力，不同的压力会使物镜的像质发生变化，直接影响加工质量。环境压力的差异主要有两种情况：一是不同地区的海拔高度不同，环境压力值也不同；二是同一地区不同时刻的压力值也并不是一成不变的。环境压力的变化可使物镜内部气体的折射率发生改变，导致最佳焦面的位置、倍率发生改变，从而直接影响物镜的套准精度，使加工质量不能得到保障。针对上述物镜套准精度容易受环境压力影响的问题，目前主要有两种方法：一是通过像质的变化量来计算可动镜片补偿量，再利用精密的控制装置移动可动机构来补偿焦面的漂移和倍率的变化，然而方法不仅使物镜的内部结构更加复杂，而且增加了光刻物镜成本；二是将物镜内的所有气体间隔用单质气体或混合气体填充，该方法虽然可以使物镜的灵敏度较之前有明显改善，但依然不能使物镜的压力灵敏度趋于零，因此依然不能避免环境压力带来的影响。

现有技术中公开了一种光刻物镜自动气压补偿装置。该装置将光刻物镜内部各透镜面与一个外部的通道相连，两者形成与外界大气隔绝的内腔；通过压力传感器检测、单片机控制电路控制内腔气压，使内腔气压达到设定值或零偏差值，从而控制光刻物镜受环境气压影响引起焦面、倍率和畸变漂移等。然而该装置结构复杂，控制繁琐，成本高。此外，现有技术中还公开了一种通过改变混合气体比例的方法补偿像质变化的装置，这种装置需要在物镜工作中实时改变气体混合比例以适应不同的环境变化，因此增加了系统的控制成本与复杂程度。

发明内容

本发明提供了一种降低光刻物镜压力灵敏度的方法及其应用，以解决上述技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种降低光刻物镜压力灵敏度的方法，包括以下步骤：

S1：对光刻物镜内的各个透镜间隔针对空气进行焦面或倍率的压力灵敏度测量，并对所有测量数据进行求和得到总和A；

S2：根据得到的总和A的正负情况，找出与总和A正负一致的N个压力灵敏度最大的透镜间隔，N为≥1的整数；

S3：对S2中选出的N个透镜间隔针对氦气进行焦面或倍率的压力灵敏度测量；

S4：根据S2中选出的N个透镜间隔在S1和S3中的压力灵敏度测量值，计算氦气对应的压力灵敏度减小率；

S5：计算该N个透镜间隔内氦气的比例，使各个透镜间隔的压力灵敏度测量数据之和接近于0。

进一步的，所述S1中，还包括对各个透镜间隔进行编号。

进一步的，所述S2中，当所有透镜间隔中最大的压力灵敏度值大于总和A时，N＝1；否则，N≥2。