曝光裝置及離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種曝光裝置及離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著液晶顯示尺寸的不斷地增大，分辨率不斷地提高，而投影光刻機(jī)作為液晶顯示行業(yè)核心的加工設(shè)備之一，面臨著眾多的技術(shù)難題。當(dāng)前，高世代的光刻機(jī)為了滿足液晶顯示尺寸及分辨率的需求，主要通過一下兩種方式:一是將投影物鏡做大，來滿足大尺寸玻璃基板的高產(chǎn)率需求，如日本Canon公司采用該種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高世代的投影光刻；一是采用拼接式的多物鏡方式，來達(dá)成大尺寸玻璃基板的高產(chǎn)率曝光，如日本Nikon公司，具體可參見名稱為曝光方法、曝光裝置及元件制造方法(CN1459671A)的專利。
[0003]請參照專利CN1459671A中曝光裝置的示意圖，該曝光裝置包括沿垂向依次分布的透明系統(tǒng)IL、掩模載物臺(tái)MST、投影光學(xué)系統(tǒng)PL、及感光基板P ;其中所述掩模載物臺(tái)MST用于承載掩模M。該曝光裝置的工作原理，當(dāng)掩模M和感光基板P相對投影光學(xué)系統(tǒng)PL沿X軸方向同步移動(dòng)時(shí)，通過在感光基板P上的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的投影區(qū)域?qū)Ω泄饣錚進(jìn)行曝光，而在曝光之前為了保證線條和套刻的精度，必須進(jìn)行對準(zhǔn)測量和調(diào)焦測量。但是在對對準(zhǔn)測量和調(diào)焦測量的過程中常常出現(xiàn)離焦傾斜誤差的問題，極大的降低了對準(zhǔn)精度，影響制造的電子元件的良率。
[0004]為了解決上述問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在尋找解決的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種曝光裝置及離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法，通過合理的布置對準(zhǔn)測量傳感器及調(diào)焦測量傳感器的位置，配合離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法，將離焦量傾斜誤差進(jìn)行合理補(bǔ)償，徹底解決離焦量傾斜誤差對對準(zhǔn)精度造成的影響。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種曝光裝置及離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法，所述曝光裝置包括:掩模承載臺(tái)、投影物鏡陣列以及基底承載臺(tái)，還包括:
[0007]若干對準(zhǔn)測量傳感器，沿第一方向排列，用于探測基底上的對準(zhǔn)標(biāo)記來獲取基底的對準(zhǔn)測量信息；
[0008]若干調(diào)焦測量傳感器，用于探測基底的調(diào)焦測量信息，每個(gè)對準(zhǔn)測量傳感器都有一個(gè)與其對應(yīng)的調(diào)焦測量傳感器，并且每個(gè)對準(zhǔn)測量傳感器與其所對應(yīng)的調(diào)焦測量傳感器在第一方向上的坐標(biāo)相同。
[0009]可選的，在所述的曝光裝置中，所述投影物鏡陣列分布于所述調(diào)焦測量傳感器及所述對準(zhǔn)測量傳感器周圍。
[0010]可選的，在所述的曝光裝置中，所述掩模承載臺(tái)和所述基底承載臺(tái)沿第二方向同步移動(dòng)時(shí)，所述掩模承載臺(tái)上的掩模和所述基底承載臺(tái)上的基底沿第二方向同步移動(dòng)時(shí)，投影物鏡陣列對基底進(jìn)行曝光，將掩模的圖像成在所述基底上，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0011]可選的，在所述的曝光裝置中，所述若干調(diào)焦測量傳感器平均分布于若干對準(zhǔn)測量傳感器的兩側(cè)，或者所述若干調(diào)焦測量傳感器均位于若干對準(zhǔn)測量傳感器的一側(cè)。
[0012]可選的，在所述的曝光裝置中，投影物鏡陣列中的每個(gè)投影物鏡分別對應(yīng)一個(gè)調(diào)焦測量傳感器和一個(gè)對準(zhǔn)測量傳感器，每個(gè)投影物鏡與其所對應(yīng)的調(diào)焦測量傳感器和對準(zhǔn)測量傳感器在第一方向上的坐標(biāo)相同。
[0013]可選的，在所述的曝光裝置中，所述投影物鏡陣列平均分布于所述若干調(diào)焦測量傳感器和所述若干對準(zhǔn)測量傳感器的兩側(cè)，或者所述投影物鏡陣列均位于若干調(diào)焦測量傳感器和所述若干對準(zhǔn)測量傳感器的一側(cè)。
[0014]可選的，在所述的曝光裝置中，所述調(diào)焦測量傳感器、所述對準(zhǔn)測量傳感器和所述對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量相同且均為三個(gè)以上。
[0015]可選的，在所述的曝光裝置中，所述基底劃分為多個(gè)掃描曝光視場，每個(gè)掃描曝光視場沿第二方向包括兩列對準(zhǔn)標(biāo)記，每列對準(zhǔn)標(biāo)記沿第一方向排列，所述第一方向垂直于所述第二方向，每列對準(zhǔn)標(biāo)記的數(shù)量與所述對準(zhǔn)測量傳感器的數(shù)量相同，使得所述若干對準(zhǔn)測量傳感器能同時(shí)探測一列對準(zhǔn)標(biāo)記。
[0016]可選的，在所述的曝光裝置中，所述對準(zhǔn)測量傳感器采用寬帶光源，通過照明鏡組和分束棱鏡、成像前組照明對準(zhǔn)標(biāo)記，測量光經(jīng)對準(zhǔn)標(biāo)記反射后，再經(jīng)過成像前組、分束棱鏡以及照明后組，將對準(zhǔn)標(biāo)記成像到圖像傳感器上，圖像傳感器輸出的圖像經(jīng)過圖像處理之后，即可獲得當(dāng)前對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)位置。
[0017]可選的，在所述的曝光裝置中，所述調(diào)焦測量傳感器采用寬帶光源，通過照明鏡組照明投影標(biāo)記，繼而通過第一反射鏡和投影成像鏡組將投影標(biāo)記成像在基底表面，測量光經(jīng)基底反射之后，通過探測成像鏡組和第二反射鏡，將投影標(biāo)記的像成像在圖像傳感器上，通過圖像處理獲得當(dāng)前基底的離焦信息。
[0018]本發(fā)明還提供一種離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法，所述離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法包括如下步驟:
[0019]提供如上所述的曝光裝置，所述曝光裝置還包括用于測量基底承載臺(tái)位置的干涉測量裝置以及位于基底承載臺(tái)上的對準(zhǔn)基準(zhǔn)板；
[0020]采用所述對準(zhǔn)測量傳感器和所述調(diào)焦測量傳感器對基底上的單個(gè)掃描曝光視場進(jìn)行掃描測量，同時(shí)干涉測量裝置測量基底承載臺(tái)位置信息；
[0021]根據(jù)單個(gè)掃描曝光視場的掃描測量，記錄當(dāng)前掃描曝光視場中對準(zhǔn)測量傳感器探測的對準(zhǔn)測量信息(Xj，Yj)和調(diào)焦測量傳感器探測的調(diào)焦測量信息Zi以及干涉測量裝置測量的基底承載臺(tái)位置信息；
[0022]根據(jù)記錄的對準(zhǔn)測量信息(Xj，Yj)和調(diào)焦測量信息Zi以及基底承載臺(tái)位置信息，計(jì)算對準(zhǔn)測量傳感器在X軸的離焦傾斜誤差Λ X或者Y軸的離焦傾斜誤差Λ Y ；
[0023]根據(jù)已計(jì)算出的X軸的離焦傾斜誤差Λ X或者Y軸的離焦傾斜誤差Λ Y,修正所述對準(zhǔn)測量信息(Xj，Yj)，得到修正后的對準(zhǔn)測量信息(Xj’，Yj’)；
[0024]根據(jù)修正后的對準(zhǔn)測量信息(Xj’，Yj’)，計(jì)算當(dāng)前掃描曝光視場的對準(zhǔn)位置(X，Y)，完成離焦傾斜誤差的補(bǔ)償。
[0025]可選的，在所述的離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法中，所述修正后的對準(zhǔn)測量信息(Xj，，Yj’ )與修正前的所述對準(zhǔn)信息(Xj, Yj)關(guān)系為:(Xj，，Yj’ ) = (Xj-ΔΧ, Yj)或者(Xj，，Yj’)= (Xj1Yj-AY)0
[0026]可選的，在所述的離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法中，所述根據(jù)記錄的對準(zhǔn)測量信息(Xj1Yj)和調(diào)焦測量信息Zi以及基底承載臺(tái)位置信息，計(jì)算X軸的離焦傾斜誤差Λ X或者Y軸的離焦傾斜誤差Λ Y包括如下步驟:
[0027]計(jì)算對準(zhǔn)測量傳感器的最佳測量平面的離焦量△ Zl ；
[0028]通過離線測校，計(jì)算對準(zhǔn)測量傳感器的對準(zhǔn)測量光軸的偏離X軸的傾斜量Φχ或者偏離Y軸的傾斜量Oy;
[0029]計(jì)算X軸的離焦傾斜誤差ΔΧ或者Y軸的離焦傾斜誤差ΛΥ;其中ΛΧ =Δ Zltan (Φχ), Δ Y = AZltan(C>y)。
[0030]可選的，在所述的離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法中，所述計(jì)算對準(zhǔn)測量傳感器的最佳測量平面的離焦量Λ Zl包括如下步驟:
[0031]確定所述對準(zhǔn)測量傳感器的最佳測量平面、及調(diào)焦測量傳感器的零平面；
[0032]計(jì)算所述對準(zhǔn)測量傳感器的最佳測量平面和所述調(diào)焦測量傳感器的零平面之間的固有偏差ΔΖ0 ；
[0033]根據(jù)基底承載臺(tái)位置信息，獲取所述對準(zhǔn)測量傳感器和調(diào)焦測量傳感器的測量點(diǎn)的水平向位置；
[0034]根據(jù)所述測量點(diǎn)的水平向位置查找所述調(diào)焦測量信息Zi，確定對準(zhǔn)標(biāo)記的高度Λ Z2，計(jì)算出所述最佳測量平面的離焦量ΛΖ1，其中ΛΖ1 = ΛΖ0-ΛΖ2。
[0035]可選的，在所述的離焦傾斜誤差補(bǔ)償方法中，所述通過離線測校，計(jì)算對準(zhǔn)測量傳感器的對準(zhǔn)測量光軸的偏離X軸的傾斜量Φχ或者偏離Y軸的傾斜量φγ包括如下步驟:
[0036]水平移動(dòng)所述曝光裝置中的基底承載臺(tái)，使得所述對準(zhǔn)測量傳感器和所述調(diào)焦測量傳感器測量所述基底承載臺(tái)上承載的對準(zhǔn)基準(zhǔn)板；
[0037]將所述基底承載臺(tái)沿垂向步進(jìn)至少兩次，記錄每次步進(jìn)所述調(diào)焦測量傳感器的測量結(jié)果、及所述對準(zhǔn)測量傳感器的測量結(jié)果；
[0038]分別計(jì)算每相鄰兩次步進(jìn)所述對準(zhǔn)測量傳感器的測量結(jié)果在X軸的偏差△ XO或者在Y軸的偏差ΛΥΟ，及所述調(diào)焦測量傳感器的測量結(jié)果的偏差ΛΖ;
[0039]計(jì)算所述偏離X軸的傾斜量Φχ或者所述偏離Y軸的傾斜量C>y ;其中，Φχ =art an ( Δ YO/