[发明专利]一种光学测量装置和方法

说明书

本发明提供了一种光学测量装置，其在基板上方设置一光学检测模块，光学检测模块上设置了参数检测组，参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块。因此对于平板领域和小于2um的图形，由于光刻胶胶厚测量模块与线宽测量模块等结合在同一个参数检测组中，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于装置皆安装在同一个光学检测模块上，因此能够同时对应相同位置，有利于分析；本发明提供的测量方法，可以找出作线宽和胶厚相关性分析时的最佳环境，避免了盲目分析，提高了效率。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种光学测量装置和方法。

背景技术

在半导体IC集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。光刻即在已经涂布光刻胶的基板上曝光显影形成线路，在已经进行过光刻的基板上再次进行光刻，则为套刻。在进行光刻时，影响光刻精度的因素主要有基板与掩膜版的位置偏差、光刻形成线路的线宽和光刻胶自身的胶厚以及套刻偏差。

目前市场上的光学测量设备，其中包含有膜厚测量设备和位置以及套刻偏差集一体的测量设备。如中国专利CN104412062A(申请号：CN201380035853.2，公开日：2015年3月11日)描述了一种膜厚测定装置，基板载台放置待测基板，基板载台上方为龙门架，膜厚测定头安装在滑动件上在龙门架上运动，测量基板上的膜的厚度。上述装置中还包括位置调整单元也即位置和套刻偏差测量设备，目前位置和套刻偏差测量设备采用桥式或龙门结构，其运动方向各有测量干涉仪进行测量控制，非运动方向无测量干涉仪配置。其中的位置校正使用覆盖测量行程的大掩膜版进行校正。

现有的膜厚测量设备和位置以及套刻偏差集一体的测量设备具有以下问题：

1.对于平板领域以及对于小于2um的图形，线路的特征尺寸(如线宽)的均匀性对光刻胶的厚度均匀性要求较高。目前光刻胶胶厚测量和线路线宽测量为两个分开设置的测量设备，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于不能同时对应相同位置，给分析带来不便；

2.基板在测试时，通过产线把已显影基板运送到测量设备处，由于厂务温度控制为23±1度，故在测量前，需放置基板等待较长时间使基板温度达到目标23±0.1度，这样增加了工艺时间，降低了生产效率。

发明内容

本发明提供了一种光学测量装置和方法，将位置测量装置、线宽测量装置、套刻测量装置和光刻胶胶厚测量装置都结合在一个光学检测模块中，用于解决上述问题。

为解决上述问题，本发明提出了一种光学测量装置，包括

一基板载台，用于放置基板；

一光学检测载台框架，从所述基板载台一侧延伸至相对的一侧，所述光学检测载台框架上承载有一光学检测滑块，可沿所述光学检测载台框架滑动；

一光学检测单元，固定在所述光学检测滑块上，随着所述光学检测滑块沿所述光学检测载台框架移动，所述光学检测单元上设置有参数检测组，所述参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块，实现对曝光后基板的线宽和光刻胶胶厚的测量。

作为优选，所述基板载台上设置有基板温度控制单元，用于使所述基板恒温。

作为优选，所述光学测量装置还包括用于测调所述参数检测组与基板上表面距离的高度调整模块。

作为优选，所述光学测量装置还包括用于测量所述光学检测单元位置的光学检测单元位置测量单元、用于测量所述基板载台位置的基板载台位置测量单元以及基于所述基板载台位置测量单元和所述光学检测位置测量单元的测量信息对所述标记位置测量模块测得的标记位置进行校正的校正模块。

作为优选，所述基板载台位置测量单元包括基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块，所述基板载台Y向测量模块测量所述基板载台的Y向位移量，所述基板载台X向测量模块测量所述基板载台Y向运动中的X向偏移量。