[发明专利]掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法

说明书

本发明涉及掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法，补偿装置包括固定框架和固定在其周向外侧的能量补偿单元组成。检测补偿系统包括补偿装置和检测装置，检测装置用于检测掩模版受热的变形量和计算抵消该变形量所需要补偿能量值，补偿装置根据该补偿能量值对掩模版热补偿区域进行补偿。补偿装置和检测补偿系统结构简单，操作方便。补偿方法利用检测补偿系统建立坐标系，通过表征量准确计算掩模版在X和Y轴的变形量，进而分别计算出抵消X和Y轴变形量所需的补偿能量值，再通过控制子系统控制补偿装置，实现对掩模版热补偿区域准确补偿加热。该补偿方法实现了对掩模版受热弯曲的准确和及时补偿，尽可能地消除掩模版受热弯曲效应。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法。

背景技术

在光刻系统中，掩模版用来产生刻印到基底上的图形。在典型的光刻成像过程中，会使用定位装置将掩模版定位在正确的位置上，从而保证产生的图形可以正确的映射到集成电路对应的工艺层上。掩模版的正确定位取决于很多因素，比如保持掩模版与集成电路工艺层之间的物像距的正确等。掩模版的垂向定位错误会导致成像像质恶化。

掩模版的垂向定位误差可能来源于好多因素，比如基底的表面不平整等。这些误差因素会导致在整个集成电路工艺层内的成像最佳焦面会随空间位置不同而变化。随着用以生成集成电路图形的光源波长越来越短，在成像过程中产生的畸变在像质中所占的比重会越来越大。

在成像过程中，由于光源一直打在掩模版上，掩模版会吸收一部分光能从而造成事实上的对掩模版的加热效果。由于掩模版一般会有吸盘固定住，但吸盘只能固定掩模版的边缘，因此掩模版在受热膨胀后会产生弯曲。掩模版受热膨胀会造成掩模版上的图形偏离最佳的物面位置，从而造成物像距出现误差。

一般的光刻系统的基本组成部分如图1所示，光源1发出的光经过照明部件2后，变为平行光打到掩模版3上，掩模版3由吸盘吸附在掩模台5上，并被正确定位。平行光打到掩模版3上后，经掩模版3上的图形发生衍射，衍射光束透过物镜系统6照射在基板7上，在基板7上形成与掩模版3相同的图案,工件台8，用于承载基板7。掩模版3与硅片之间必须保持正确的物像距，只有这样才能产生高质量的掩模图形的像。

掩模版上各区域示意图如图2。掩模版包含的最重要的信息是掩模图形，这些图形信息是保存在掩模版3的图形区中。同时为了保证掩模版3在垂直光轴的方向上的位置正确，掩模版3还必须包含对准标记，对准标记的信息都保存于标记区3c，也即对准区。除了图形区3b和标记区3c，掩模版上还必须要有吸附区3a用于吸盘吸附固定掩模。吸附区3a设定于图形区3b和标记区3c之外的空白区域，因为经过掩模图形和对准标记的光必须经过透镜被接收，因此这两块区域不能与吸附区重叠，否则透过的光会被吸盘等吸附装置拦截无法到达透镜。

一般而言，掩模版吸附区越大，掩模版越稳定。对掩模版吸附区的设计不限于图2。一般而言，掩模版的吸附区不会设计为紧贴掩模版外部边界，即吸附区与掩模版外部边界之间一般会留有5mm～1cm的距离。

在曝光过程中，光源会持续打光在掩模版上，光在透过掩模版时会有一部分被掩模版吸收转化为热能，这部分热能会造成掩模版的受热效果。掩模版受热会发生膨胀，由于边缘处会有吸盘吸附而固定，因此掩模版图形区和标记区未被吸盘吸附的部分会因受热膨胀而弯曲，掩模受热膨胀弯曲如图3所示例。掩模版受热膨胀弯曲后，掩模版上的图形会偏离正确的焦面位置，这会导致掩模图形与掩模图形在基底上的像之间的距离不再是正确的物像距，从而造成像质变差。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种可以解决掩模版受热膨胀弯曲补偿装置。

第二个目的是提供一种掩模版弯曲的检测补偿系统。

第三个目的是提供一种掩模版弯曲的补偿方法。