曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法

曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法。
【背景技术】
[0002]随着液晶显示尺寸的不断地增大，分辨率不断地提高，而投影光刻机作为液晶显示行业核心的加工设备之一，面临着众多的技术难题。当前，高世代的光刻机为了满足液晶显示尺寸及分辨率的需求，主要通过一下两种方式:一是将投影物镜做大，来满足大尺寸玻璃基板的高产率需求，如日本Canon公司采用该种技术来实现高世代的投影光刻；一是采用拼接式的多物镜方式，来达成大尺寸玻璃基板的高产率曝光，如日本Nikon公司，具体可参见名称为曝光方法、曝光装置及元件制造方法(CN1459671A)的专利。
[0003]请参照专利CN1459671A中曝光装置的示意图，该曝光装置包括沿垂向依次分布的透明系统IL、掩模载物台MST、投影光学系统PL、及感光基板P ;其中所述掩模载物台MST用于承载掩模M。该曝光装置的工作原理，当掩模M和感光基板P相对投影光学系统PL沿X轴方向同步移动时，通过在感光基板P上的投影光学系统PL的投影区域对感光基板P进行曝光，而在曝光之前为了保证线条和套刻的精度，必须进行对准测量和调焦测量。但是在对对准测量和调焦测量的过程中常常出现离焦倾斜误差的问题，极大的降低了对准精度，影响制造的电子元件的良率。
[0004]为了解决上述问题，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法，通过合理的布置对准测量传感器及调焦测量传感器的位置，配合离焦倾斜误差补偿方法，将离焦量倾斜误差进行合理补偿，彻底解决离焦量倾斜误差对对准精度造成的影响。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法，所述曝光装置包括:掩模承载台、投影物镜阵列以及基底承载台，还包括:
[0007]若干对准测量传感器，沿第一方向排列，用于探测基底上的对准标记来获取基底的对准测量信息；
[0008]若干调焦测量传感器，用于探测基底的调焦测量信息，每个对准测量传感器都有一个与其对应的调焦测量传感器，并且每个对准测量传感器与其所对应的调焦测量传感器在第一方向上的坐标相同。
[0009]可选的，在所述的曝光装置中，所述投影物镜阵列分布于所述调焦测量传感器及所述对准测量传感器周围。
[0010]可选的，在所述的曝光装置中，所述掩模承载台和所述基底承载台沿第二方向同步移动时，所述掩模承载台上的掩模和所述基底承载台上的基底沿第二方向同步移动时，投影物镜阵列对基底进行曝光，将掩模的图像成在所述基底上，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0011]可选的，在所述的曝光装置中，所述若干调焦测量传感器平均分布于若干对准测量传感器的两侧，或者所述若干调焦测量传感器均位于若干对准测量传感器的一侧。
[0012]可选的，在所述的曝光装置中，投影物镜阵列中的每个投影物镜分别对应一个调焦测量传感器和一个对准测量传感器，每个投影物镜与其所对应的调焦测量传感器和对准测量传感器在第一方向上的坐标相同。
[0013]可选的，在所述的曝光装置中，所述投影物镜阵列平均分布于所述若干调焦测量传感器和所述若干对准测量传感器的两侧，或者所述投影物镜阵列均位于若干调焦测量传感器和所述若干对准测量传感器的一侧。
[0014]可选的，在所述的曝光装置中，所述调焦测量传感器、所述对准测量传感器和所述对准标记的数量相同且均为三个以上。
[0015]可选的，在所述的曝光装置中，所述基底划分为多个扫描曝光视场，每个扫描曝光视场沿第二方向包括两列对准标记，每列对准标记沿第一方向排列，所述第一方向垂直于所述第二方向，每列对准标记的数量与所述对准测量传感器的数量相同，使得所述若干对准测量传感器能同时探测一列对准标记。
[0016]可选的，在所述的曝光装置中，所述对准测量传感器采用宽带光源，通过照明镜组和分束棱镜、成像前组照明对准标记，测量光经对准标记反射后，再经过成像前组、分束棱镜以及照明后组，将对准标记成像到图像传感器上，图像传感器输出的图像经过图像处理之后，即可获得当前对准标记的对准位置。
[0017]可选的，在所述的曝光装置中，所述调焦测量传感器采用宽带光源，通过照明镜组照明投影标记，继而通过第一反射镜和投影成像镜组将投影标记成像在基底表面，测量光经基底反射之后，通过探测成像镜组和第二反射镜，将投影标记的像成像在图像传感器上，通过图像处理获得当前基底的离焦信息。
[0018]本发明还提供一种离焦倾斜误差补偿方法，所述离焦倾斜误差补偿方法包括如下步骤:
[0019]提供如上所述的曝光装置，所述曝光装置还包括用于测量基底承载台位置的干涉测量装置以及位于基底承载台上的对准基准板；
[0020]采用所述对准测量传感器和所述调焦测量传感器对基底上的单个扫描曝光视场进行扫描测量，同时干涉测量装置测量基底承载台位置信息；
[0021]根据单个扫描曝光视场的扫描测量，记录当前扫描曝光视场中对准测量传感器探测的对准测量信息(Xj，Yj)和调焦测量传感器探测的调焦测量信息Zi以及干涉测量装置测量的基底承载台位置信息；
[0022]根据记录的对准测量信息(Xj，Yj)和调焦测量信息Zi以及基底承载台位置信息，计算对准测量传感器在X轴的离焦倾斜误差Λ X或者Y轴的离焦倾斜误差Λ Y ；
[0023]根据已计算出的X轴的离焦倾斜误差Λ X或者Y轴的离焦倾斜误差Λ Y,修正所述对准测量信息(Xj，Yj)，得到修正后的对准测量信息(Xj’，Yj’)；
[0024]根据修正后的对准测量信息(Xj’，Yj’)，计算当前扫描曝光视场的对准位置(X，Y)，完成离焦倾斜误差的补偿。
[0025]可选的，在所述的离焦倾斜误差补偿方法中，所述修正后的对准测量信息(Xj，，Yj’ )与修正前的所述对准信息(Xj, Yj)关系为:(Xj，，Yj’ ) = (Xj-ΔΧ, Yj)或者(Xj，，Yj’)= (Xj1Yj-AY)0
[0026]可选的，在所述的离焦倾斜误差补偿方法中，所述根据记录的对准测量信息(Xj1Yj)和调焦测量信息Zi以及基底承载台位置信息，计算X轴的离焦倾斜误差Λ X或者Y轴的离焦倾斜误差Λ Y包括如下步骤:
[0027]计算对准测量传感器的最佳测量平面的离焦量△ Zl ；
[0028]通过离线测校，计算对准测量传感器的对准测量光轴的偏离X轴的倾斜量Φχ或者偏离Y轴的倾斜量Oy;
[0029]计算X轴的离焦倾斜误差ΔΧ或者Y轴的离焦倾斜误差ΛΥ;其中ΛΧ =Δ Zltan (Φχ), Δ Y = AZltan(C>y)。
[0030]可选的，在所述的离焦倾斜误差补偿方法中，所述计算对准测量传感器的最佳测量平面的离焦量Λ Zl包括如下步骤:
[0031]确定所述对准测量传感器的最佳测量平面、及调焦测量传感器的零平面；
[0032]计算所述对准测量传感器的最佳测量平面和所述调焦测量传感器的零平面之间的固有偏差ΔΖ0 ；
[0033]根据基底承载台位置信息，获取所述对准测量传感器和调焦测量传感器的测量点的水平向位置；
[0034]根据所述测量点的水平向位置查找所述调焦测量信息Zi，确定对准标记的高度Λ Z2，计算出所述最佳测量平面的离焦量ΛΖ1，其中ΛΖ1 = ΛΖ0-ΛΖ2。
[0035]可选的，在所述的离焦倾斜误差补偿方法中，所述通过离线测校，计算对准测量传感器的对准测量光轴的偏离X轴的倾斜量Φχ或者偏离Y轴的倾斜量φγ包括如下步骤:
[0036]水平移动所述曝光装置中的基底承载台，使得所述对准测量传感器和所述调焦测量传感器测量所述基底承载台上承载的对准基准板；
[0037]将所述基底承载台沿垂向步进至少两次，记录每次步进所述调焦测量传感器的测量结果、及所述对准测量传感器的测量结果；
[0038]分别计算每相邻两次步进所述对准测量传感器的测量结果在X轴的偏差△ XO或者在Y轴的偏差ΛΥΟ，及所述调焦测量传感器的测量结果的偏差ΛΖ;
[0039]计算所述偏离X轴的倾斜量Φχ或者所述偏离Y轴的倾斜量C>y ;其中，Φχ =art an ( Δ YO/