用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置。
【背景技术】
[0002]芯片制造业内，曝光装置(也称光刻机)普遍用于在衬底涂层上制作图形。在曝光装置进行曝光过程中，需要精确得到被曝光物体的表面形貌，以便将被曝光物体放置到最佳焦面位置，以获得最优良的曝光效果。目前，一般以晶片为材料，在晶片表面涂覆光刻胶进行图形制作。曝光装置利用自身的精密控制系统，将一定能量的特定波长光子投射到目标区域的光刻胶上。然后利用烘烤和显影的方法，获得所需要的图形。
[0003]为了精确测量被曝光物体的表面形貌，业内广泛采用以下两种解决方式:
[0004]一、光学式检测方法。即利用光线在被曝光物体表面的反射情况来判断其表面形貌；其测量精度达纳米级，但是由于空间及设计特性，其量程较小，在被测量物体形貌有较大变化时，无法进行测量；
[0005]二、气压式检测方法。即利用向被曝光物体表面喷射气流，由喷嘴和被测量物体表面距离发生变化而影响气流在喷嘴内的压力，检测喷嘴内的压力并换算，得到被测量物体表面形貌。与光学式检测方法相比，其测量精度较小，量程较大，仅能够适应被测量物体形貌有较大变化的情况。
[0006]目前，浸没式光刻技术已经在业内广泛应用。浸没式曝光装置对曝光材料的形貌要求更为严苛，利用上述两种检测形貌检测方法，检测过程中需要一定时间，将降低产率。此外，光学式检测方法的造价较高，而气压式检测方法在测量过程中气体容易出现压缩，导致气压测量不够准确的问题。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，能够提高曝光装置的生产效率，无需另外设置新装置进行被曝光物体表面形貌测量，节约成本。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供一种用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，包括:设置在曝光装置和被曝光物体之间的液体供给装置，所述液体供给装置内部为一空腔，所述空腔四周设置有若干与液体供给管路连通的小孔，液体通过所述小孔填充至液体供给装置与被曝光物体之间，所述液体供给管路上安装有液体压力传感器，通过液体压力传感器测得的液体压力获得被曝光物体表面高度。
[0009]作为优选，所述液体供给装置与被曝光物体被固定于一固定架上，且所述液体供给装置与被曝光物体之间的距离固定。
[0010]作为优选，所述液体供给管路与液体供给箱相连，为所述液体供给装置提供液体。
[0011]作为优选，所述液体供给装置的外侧还设置有液体回收环，所述液体回收环与液体回收箱连通，用于液体回收。
[0012]作为优选，液体回收环中的液体通过液体回收管流到所述液体回收箱中。
[0013]作为优选，每一个或多个小孔对应一路液体供给管路。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下优点:本发明通过在曝光装置和被曝光物体之间设置一个液体供给装置，在液体供给装置的空腔周围设置若干小孔，每个小孔单独供给液体。通过液体压力传感器检测每个小孔的液体压力值，判断被测量物体表面与出液小孔的相对距离。通过该相对距离反映被测量物体表面的高度，将每个小孔内获得压力转换成高度值，模拟出被测量物体表面形貌。
【附图说明】
[0015]图1为本发明一【具体实施方式】中液体供给装置的主视图；
[0016]图2为本发明一【具体实施方式】中液体供给装置与被曝光物体的俯视图；
[0017]图3为本发明一【具体实施方式】中用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置的结构不意图；
[0018]图4为本发明一【具体实施方式】中液体供给装置的俯视图；
[0019]图5为本发明一【具体实施方式】中液体供给装置的测试原理图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0021]如图1?4所示，本发明的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置包括:液体供给装置100、液体压力传感器200、液体供给箱400和液体回收箱500。其中，所述液体供给箱400为本发明提供所需的液体，并通过液体供给管路300输送到液体供给装置100中。所述液体供给装置100位于曝光装置800的下方，处于被曝光物体700的上方，所述液体供给装置100和被曝光物体700间充满液体。
[0022]较佳的，请重点参照图4，所述液体供给装置100的内部为一空腔110，所述空腔110四周设置有若干与液体供给管路300连通的小孔120，液体通过所述小孔120填充至液体供给装置100与被曝光物体700之间，每一个或多个小孔120对应一路液体供给管路300，每个液体供给管路300上安装有一个液体压力传感器200。所述液体压力传感器200用于检测液体压力。
[0023]进一步的,所述液体供给装置100的外侧还设置有液体回收环900,所述液体回收环900与液体回收箱500之间通过液体回收管600连通，被回收后的液体通过液体回收管600流到液体回收箱500中。
[0024]进一步的，液体供给装置100和被曝光物体700被固定在一个固定架(图中未示出)上，两者之间的距离保持不变，所述被曝光物体700沿着坐标轴的X方向和Y方向移动，在整个移动过程中，液体供给装置100的小孔120内不断有液体涌出，每个小孔120内的水流压力随着液体供给装置100和被曝光物体700表面间的距离变化而变化。
[0025]具体如图5所示，底部与被曝光物体700的距离(后续称之为相对距离)为hi上方的小孔120，与相对距离为h2的小孔120相比，由于相对距离为hi的小孔距离被曝光物体表面小于相对距离为h2的小孔，则相对距离为hi的小孔120的水压将大于相对距离为h2的小孔120的水压。因此可以根据不同小孔120内的水压而得到被曝光物体700表面不同位置的高度。即根据水压与高度的关系(见公式1)，可以算出hl、h2、h3的实际距离。
[0026]如图5所示，设定每个小孔120 (见图4)出口压力为Po，则每路液体压力传感器200 (见图5)得到的压力值P表达式为:
[0027]公式I:P = Po+K/ (A*d)；
[0028]其中，d是小孔120(见图4)出口到被曝光物体700 (见图5)表面的高度值，等同于图5中的hl、h2、h3。
[0029]Po是液体压力传感器200 (见图5)到小孔120 (见图4)出口的高度与水密度及重力加速度的积，即重力产生的压力。本实施例中，液体压力传感器200到小孔120出口的距离由机械设计决定且在工作中不会发生变化，而其它两个量(水密度和重力加速度)都为恒量，所以本实施例中的P0是恒定值。
[0030]K为水流量和流体动力黏度的乘积，本发明的液体供液装置100 (液体可认为刚体，压缩比极小)能够提供恒流功能，水流量为恒定值，流体动力黏度由液体本身决定，也为恒定值。所以K为恒定值，即K为固定常数。
[0031]A是圆周率常数与狭缝宽度之积，狭缝宽度由各小孔间距离决定，在设计时已经确定，所以A也是固定常数。
[0032]因此，根据公式I可知，液体压力传感器200与图5中的hl、h2、h3存在反比例关系。即当图5中的相对距离不同时，其上方的小孔120所对应的液体压力传感器200所得到的液体压力也不同。
[0033]例如，由于hl〈h2，设hi上方对应的小孔120所测得压力为Pl、h2上方对应的小孔120所测得的压力为P2，由公式I可知，P1>P2,即由于相对距离的不同导致产生不同压力。
[0034]由于被曝光物体沿着X和Y方向移动，可以实时检测小孔120下方被曝光物体700表面高度。通过计算机计算统计，可以以图形形式显示出来。通过测得的高度，可以实时反馈到曝光装置里，通过调节被曝光物体700的高度，使其表面处于曝光装置的最佳焦面上。从而达到优化曝光效果的作用。
[0035]综上，本发明通过在曝光装置800和被曝光物体700之间设置一个液体供给装置100，在液体供给装置100的空腔周围设置若干小孔120，每个小孔120单独供给液体。通过检测每个小孔120的液体压力值，判断被曝光物体700表面与出液小孔的相对距离。通过该相对距离反映被曝光物体700表面的高度，将每个小孔120内获得压力转换成高度值，模拟出被测量物体表面形貌。
[0036]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，包括:设置在曝光装置和被曝光物体之间的液体供给装置，所述液体供给装置内部为一空腔，所述空腔四周设置有若干与液体供给管路连通的小孔，液体通过所述小孔填充至液体供给装置与被曝光物体之间，所述液体供给管路上安装有液体压力传感器，通过液体压力传感器测得的液体压力获得被曝光物体表面高度。2.如权利要求1所述的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，所述液体供给装置与被曝光物体被固定于一固定架上，且所述液体供给装置与被曝光物体之间的距离固定。3.如权利要求1所述的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，所述液体供给管路与液体供给箱相连，为所述液体供给装置提供液体。4.如权利要求1所述的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，所述液体供给装置的外侧还设置有液体回收环，所述液体回收环与液体回收箱连通，用于液体回收。5.如权利要求4所述的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，液体回收环中的液体通过液体回收管流到所述液体回收箱中。6.如权利要求1所述的用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，其特征在于，每一个或多个小孔对应一路液体供给管路。
【专利摘要】本发明公开了一种用于浸没式曝光装置的物件表面形貌检测装置，包括：设置在曝光装置和被曝光物体之间的液体供给装置，所述液体供给装置内部为一空腔，所述空腔四周设置有若干与液体供给管路连通的小孔，液体通过所述小孔填充至液体供给装置与被曝光物体之间，所述液体供给管路上安装有液体压力传感器。本发明通过在曝光装置和被曝光物体之间设置一个液体供给装置，在液体供给装置的空腔周围设置若干小孔，每个小孔单独供给液体。通过液体压力传感器检测每个小孔的液体压力值，判断被测量物体表面与出液小孔的相对距离。通过该相对距离反映被测量物体表面的高度，将每个小孔内获得压力转换成高度值，模拟出被测量物体表面形貌。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN105022233
【申请号】CN201410171815
【发明人】卢士良, 章磊, 陶国峰
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月25日