曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法_2

文档序号:9765409阅读:来源:国知局
Δ Ζ), Φ y = -l*artan ( Δ XO/ Δ Ζ)。
[0040]在本发明所提供的曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法中,通过在每个对准测量传感器都设置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,使得对准测量传感器与调焦测量传感器两者位于同一条直线上,此时调焦测量信息与对准测量信息可共同表征对准标记,以便对对准测量信息存在误差时进行修正,完成离焦倾斜误差的补偿,极大的提高了对准精度,提高产品良率。
【附图说明】
[0041]图1是离焦倾斜误差的原理示意图;
[0042]图2是本发明一实施例中的曝光装置的示意图;
[0043]图3是本发明的曝光装置中对准测量传感器的测量原理示意图;
[0044]图4是本发明的曝光装置中调焦测量传感器的测量原理示意图;
[0045]图5是本发明的离焦倾斜误差补偿方法的流程图;
[0046]图6是图5中实现步骤S33的具体流程示意图;
[0047]图6A是图6中实现步骤S330的具体流程示意图;
[0048]图6B是图6中实现步骤S331的具体流程示意图;
[0049]图7是本发明一实施例中基底上对准标记及扫描曝光视场的分布示意图;
[0050]图8是本发明中对准测量传感器的测量点和调焦测量传感器的测量点的分布示意图;
[0051]图9是使用本发明中的曝光装置在一扫描曝光视场进行扫描测量的示意图;
[0052]图9A是使用本发明中的曝光装置进行调焦测量时的示意图;
[0053]图9B是使用本发明中的曝光装置进行对准测量时的示意图;
[0054]图10是确定对准测量最佳测量平面及固有偏差Λ ZO的示意图;
[0055]图11是对准传感器的对准测量光轴倾斜时进行离线测校的原理示意图;
[0056]图12是对准测量传感器的对准测量光轴偏离X轴时,进行离焦倾斜误差补偿的示意图;
[0057]图13是对准测量传感器的对准测量光轴偏离Y轴时,进行离焦倾斜误差补偿的示意图;
[0058]图14是本发明中的曝光装置设计的曝光流程图。
[0059]其中,图1-图14中:
[0060]照明系统-100 ;掩模承载台-200 ;掩模-210 ;投影光学系统_300 ;投影物镜阵列-300a、300b、300c、300d、300e、300f ;物镜的曝光视场 _310a、310b、310c、310d、310e、310f ;扫描曝光视场-910a、910b、910c、910d ;基底承载台-400 ;基底-410 ;对准标记-411、411a、411b、411c、411d、411e、411f、412a、412b、412c、412d、412e、412f、413a、413b、413c、413d、413e、413f、414a、414b、414c、414d、414e、414f、415a、415b、415c、415d、415e、415f、416a、416b、416c、416d、4116e、416f,416A、416B、417c、417d、417e、417f、418a、418b、418c、418d、418e、418f ;对准基准板-420 ;基准板对准标记-421 ;对准测量传感器-500a,500b、500c、500d、500e、500f ;对准测量传感器的测量点-530、530a、530b、530c、530d、530e、530f ;调焦测量传感器-600a、600b、600c、600d、600e、600f ;调焦测量传感器的测量点-630、630a、630b、630c、630d、630e、630f ;对准传感器的测量光轴-553 ;调焦传感器的测量光轴-653 ;最佳对准测量传感器的测量点-551 ;对准测量传感器的最佳测量平面-550 ;调焦测量传感器的零平面-650 ;宽带光源-520,620 ;照明镜组_521,621 ;分束棱镜-522 ;成像前组-523 ;照明后组-524 ;图像传感器-525,627 ;投影标记-622 ;第一反射镜-623 ;投影成像镜组-624 ;探测成像镜组-625 ;第二反射镜-626。
【具体实施方式】
[0061]经过试验研究,对于离焦量倾斜误差产生的原因主要与离焦量和进行对准测量的对准测量传感器的测量光轴的倾斜角有关。具体请参照图1,其为离焦倾斜误差的原理示意图。如图1所示,553为对准测量传感器的测量光轴,550为对准测量传感器的最佳测量平面,415表征基底的表面存在翘曲时的状态,对准测量的测量点就由最佳对准测量传感器的测量点551的位置变成了对准测量传感器的测量点530的位置,对准测量传感器的测量点530和最佳对准测量传感器的测量点551之间存在一个高度差,所述高度差即对准测量传感器的最佳测量平面的离焦量△ Zl,当对准传感器的测量光轴553存在倾斜量Φ时,就会导致对准测量存在一个X轴的离焦倾斜误差Δ X或者Y轴的离焦倾斜误差Λ Y,其中Λ X= AZl*tan(C>)或者Λ Y =Λ Zl*tan(C>)。由上式,我们可以清楚的知道离焦量倾斜误差的影响因素为:对准测量传感器的最佳测量平面的离焦量△ Zl和对准测量传感器的对准测量光轴553的倾斜量Φ,因此只要将两个影响离焦量倾斜误差的因素中的一个变为零,即可将焦量倾斜误差降低至零。通常有两种方法:第一种,通过严格控制对准传感器的对准测量光轴的倾斜量,但是这种方法这势必会提高对准传感器的开发和制造成本;第二种,就是严格控制基底承载台的平整度,从而控制好基底的表面的平整度,但是对于这种方式,会提高基底承载台的开发和制造成本,同时对将来预期的柔性基底不会有很好的适应性。
[0062]由上述对于离焦倾斜误差的相关研究知识为出发点,本发明基于影响离焦倾斜误差的两个因素:对准测量传感器的最佳测量平面的离焦量ΛΖ1和对准测量传感器的对准测量光轴的倾斜量Φ为出发点,提出了一种曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法,以提高对准精度,满足半导体行业中生产需求的需要。
[0063]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常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。
[0064]请参考图2,其为本发明一实施例中的曝光装置的示意图,如图2所示,所述曝光装置,包括掩模承载台200、投影物镜阵列300以及基底承载台400,还包括:若干对准测量传感器500a、500b、500c、500d、500e、500f,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;若干调焦测量传感器600a、600b、600c、600d、600e、600f,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。此外,所述曝光装置还包括用于曝光的照明系统100。
[0065]请参照图3,其为本发明的曝光装置中对准测量传感器的测量原理示意图。如图3所示,所述对准测量传感器采用宽带光源520,通过照明镜组521和分束棱镜522、成像前组523照明对准标记411,测量光经对准标记411反射后,再经过成像前组523、分束棱镜522、以及照明后组524,将对准标记411成像到图像传感器525上,图像传感器525输出的图像经过图像处理之后,即可获得当前对准标记411的对准位置。本实施例所述的对准测量传感器采用的是典型的基于机器视觉的对准测量技术。
[0066]请参照图4,其为本发明的曝光装置中调焦测量传感器的测量原理示意图。如图4所示,所述调焦测量传感器采用宽带光源620,通过照明镜组621照明投影标记622,继而通过第一反射镜623和投影成像镜组624将投影标记622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625和第二反射镜626,将投影标记622的像成像在图像传感器627上,通过图像处理获得当前基底的离焦信息。本实施例所述的调焦测量传感器采用的是典型的三角测量原理。
[0067]进一步地,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。具体为投影物镜阵列中的每个投影物镜分别对
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