CN102736431B - 一种测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法 - Google Patents
一种测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种测量运动台运动精度的测量装置,包括沿光传播方向依次设置的照明系统、用于放置测试掩模板的掩模台、投影物镜、用于放置测试硅片的工件台、多数测试标记和套刻标记曝光控制结构,多数测试标记呈矩阵分布在测试掩模板,每个测试标记具有同心设置的第一套刻标记和第二套刻标记,套刻标记曝光控制结构设置于测试掩模板和照明系统之间,使得测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经投影物镜依序曝光到测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据两层套刻标记图形的套刻误差测算出运动台的运动精度。同时还公开一种测量运动台运动精度的测量方法。该测量装置及测量方法消除了多种测量误差影响因数,可以更加准确测量和评估运动台的运动精度。
Description
技术领域
本发明涉及光刻机领域,尤其涉及一种测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法。
背景技术
光刻装置主要用于集成电路IC或其他微型器件的制造。在制造过程中,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。在这些曝光过程中,运动台的运动精度是影响光刻套准精度的一个重要因素。
运动台的运动精度作为一种基本指标要求,通常作为所有套刻测试中首先进行衡量的阶段性指标。其一般采用套刻曝光的方法进行评估,通过上下两层曝光的套刻偏差衡量运动台的定位误差。请参见图1,该方法使用的套刻标记为Box-in-Box,即外框标记1和内框标记2的组合标记,外框标记1的中心和内框标记2的中心之间的距离为D。进行第一层曝光时两个标记1、2同时曝光于硅片上。在进行第二层曝光时,工件台步进D后进行扫描曝光,从而使得第二层曝光时外框标记1的位置和第一层曝光时内框标记2的中心重合,请参见图2,其套刻偏差表征了运动台在两次曝光过程中的定位偏差。该偏差值将直接作用于单机套刻和匹配套刻,因此是衡量套刻误差的一个关键指标。
由于传统的Box-in-Box标记之间存在一个距离D,在曝光第二层标记时,工件台必须在该方向步进同样的距离。在此情况下,很多因素将影响运动台运动误差的测量精度,其中包括:
(1)工件台正交性误差,由于X向面镜与Y向面镜不垂直,当工件台沿Y向步进距离D后,其在X方向必然存在一个偏差,其偏差大小为
ΔX=D·Non_Ortho
其中,Non_Ortho为工件台非正交性夹角
(2)投影物镜倍率,由于投影物镜存在倍率残差以及高阶的像差影响,在掩模上距离为D的两个套刻标记(Box-in-Box),其投影在像方的实际距离为D*Mag,而当曝光第二层标记时工件台仍以D距离进行步进,则在该方向上引入的误差为ΔY=D·(1-Mag);
(3)测试掩模板制造误差,在测试掩模板制造过程中两个Box标记是分别写入测试掩模板,距离为D的两个套刻标记可能会存在一定的偏移,而且距离越远,该偏差量越难控制。因此由于测试掩模板制造导致的位置残差(dx,dy)将直接影响运动台精度的测量;
因此,如何提供一种可以提高测量精度的运动台运动精度的测量装置及测量方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种准确测量运动台运动精度的测量装置及测量方法,通过将两个套刻标记同心设置,并分别对这两个套刻标记进行单独曝光形成两层套刻图形,可以消除运动台运动精度评估过程中工件台正交性误差、投影物镜倍率和测试掩模板制造误差对测量精度的影响,提高评估测量的准确性。
为了达到上述的目的,本发明采用如下技术方案:
一种测量运动台运动精度的测量装置,包括沿光传播方向依次设置的照明系统、用于放置测试掩模板的掩模台、投影物镜以及用于放置测试硅片的工件台,所述测量装置还包括:
多数测试标记,所述多数测试标记呈矩阵分布在所述测试掩模板,每个测试标记具有同心设置的第一套刻标记和第二套刻标记;以及
套刻标记曝光控制结构,设置于所述测试掩模板和照明系统之间,用于选定所述第一套刻标记和第二套刻标记依序暴露在所述照明系统发出照明光源下,使得所述测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。
进一步,所述套刻标记曝光控制结构包括:
第一矩阵光阑,用以将所述第一套刻标记完全曝露在所述照明光源下,而使所述第二套刻标记完全遮蔽;
第二矩阵光阑,用以将所述第二套刻标记完全曝露在所述照明光源下,而使所述第一套刻标记完全遮蔽;
矩阵光阑交换机构;
矩阵光阑固定机构,用于将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑固定在所述测试掩模板的上方;以及
矩阵光阑控制台,用于控制所述矩阵光阑交换机构将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑输送到所述矩阵光阑固定机构。
进一步,所述第一矩阵光阑包括呈矩阵分布的第一通光孔,当所述第一矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第一套刻标记从所述第一通光孔中完全露出,所述第二套刻标记被所述第一矩阵光阑所遮蔽;以及所述第二矩阵光阑包括呈矩阵分布的第二通光孔,当所述第二矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第二套刻标记从所述第二通光孔中完全露出,所述第一套刻标记被所述第二矩阵光阑所遮蔽。
进一步,所述第一套刻标记是呈“回”字形的外框标记,所述第一通光孔是“回”字形孔,当所述第一通光孔和所述第一套刻标记中心重叠时,仅使得所述第一套刻标记落在所述第一通光孔范围内;以及所述第二套刻标记是内框标记,所述第二通光孔是正方形孔,所述正方形孔的大小比所述内框标记大,当所述第二通光孔和所述第二套刻标记中心重叠时,仅使得所述第二套刻标记落在所述第二通光孔范围内。
进一步,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑由高透过率熔石英制成,除形成所述第一、第二通光孔外,其余部分的表面镀铬。
进一步,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑的尺寸与所述测试掩模板的尺寸一致。
进一步,所述测算出所述运动台的运动精度是通过手工方式测量,或者是通过套刻精度检测机构测量。
本发明还公开了一种测量运动台运动精度的方法,采用如上所述的测量装置,所述套刻标记曝光控制结构包括第一矩阵光阑、第二矩阵光阑,所述方法包括如下步骤:
第一步,将测试掩模板上载到掩模台上,执行测试掩模板对准,并计算所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移;
第二步,通过操作所述刻标记曝光控制结构使得所述第一矩阵光阑加载到所述测试掩模板的正上方;
第三步,测得所述第一矩阵光阑与所述掩模台的位置关系;
第四步,根据所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移和所述第一矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,调整所述第一矩阵光阑相对所述测试掩模板的位置,使得所述测试掩模板的第一套刻标记完全暴露在照明光源之下,而第二套刻标记完全被遮蔽;
第五步,上载测试硅片,并驱动所述掩模台和工件台进行同步扫描曝光,在测试硅片形成第一层套刻标记图形;
第六步,通过操作所述刻标记曝光控制结构使得所述第二矩阵光阑加载到所述测试掩模板的正上方;
第七步,测得所述第二矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,
第八步,根据所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移和所述第二矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,调整所述第二矩阵光阑相对所述测试掩模板的位置,使得所述测试掩模板的第二套刻标记完全暴露在照明光源之下,而第一套刻标记完全被遮蔽;
第九步,上载所述测试硅片,并驱动所述掩模台和工件台进行同步扫描曝光,在所述测试硅片形成第二层套刻标记图形;
第十步,下载所述测试硅片,并进行显影,通过测量所述测试硅片上两层套刻标记图形的套刻误差测得所述运动台的运动精度。
进一步,所述刻标记曝光控制结构包括矩阵光阑交换机构、矩阵光阑固定机构和矩阵光阑控制台,所述矩阵光阑控制台控制所述矩阵光阑交换机构将所述第一矩阵光阑或所述第二矩阵光阑输送到所述矩阵光阑固定机构,所述矩阵光阑固定机构将所述第一矩阵光阑或所述第二矩阵光阑固定在所述测试掩模板的上方。
进一步,所述第一矩阵光阑包括呈矩阵分布的第一通光孔,当所述第一矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第一套刻标记从所述第一通光孔中完全露出,所述第二套刻标记被所述第一矩阵光阑所遮蔽;以及所述第二矩阵光阑包括呈矩阵分布的第二通光孔,当所述第二矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第二套刻标记从所述第二通光孔中完全露出,所述第一套刻标记被所述第二矩阵光阑所遮蔽。
进一步,所述第一套刻标记是呈“回”字形的外框标记,所述第一通光孔是“回”字形孔,当所述第一通光孔和所述第一套刻标记中心重叠时,仅使得所述第一套刻标记落在所述第一通光孔范围内;所述第二套刻标记是内框标记,所述第二通光孔是正方形孔,所述正方形孔的大小比所述内框标记大,当所述第二通光孔和所述第二套刻标记中心重叠时,仅使得所述第二套刻标记落在所述第二通光孔范围内。
进一步,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑的尺寸和所述测试掩模板的尺寸一致。
进一步,所述测得所述运动台的运动精度是通过手工方式测量,或者是通过套刻精度检测机构测量。
进一步,在第三步中,利用预先设置在所述第一矩阵光阑的四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台上的透射式像传感器对所述对准标记进行检测,获得所述第一矩阵光阑与所述掩模台的相对位置关系。
进一步,在第七步中,利用预先设置在所述第二矩阵光阑的四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台上的透射式像传感器对所述对准标记进行检测,获得所述第二矩阵光阑与所述掩模台的相对位置关系。
本发明的有益效果如下:
本发明测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法,通过将两个套刻标记(即第一套刻标记和第二套刻标记)同心设置,并通过选用不同的矩阵光阑(第一矩阵光阑和第二矩阵光阑)将所述第一套刻标记和第二套刻标记依序暴露在所述照明系统发出照明光源下,使得所述测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。,从而测得运动台运动精度。这种装置及方法,可以消除运动台运动精度评估过程中工件台正交性误差、投影物镜倍率和测试掩模板制造误差对测量精度的影响,提高评估测量的准确性。
本发明测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法,通过将两个套刻标记同心设置,并通过选用不同的矩阵光阑分别对这两个套刻标记进行单独曝光形成两层套刻图形来获得套刻误差,从而得到测得运动台运动精度。因此,工件台在两层曝光过程中位置保持不变,不需要在扫描方向进行D距离的步进运动,故由于工件台本身非正交性引入的位置误差将不会引入运动台运动精度测量中。同样,物镜倍率以及高阶像差导致在扫描方向的成像误差同样不会引起位置的偏移。另外,由于新的测试标记中心完全重合,在掩模制造过程中,其相对位置很容易进行控制,而测试掩模板制造误差将不会在影响运动精度的测量。
因此,本发明测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法可以有效规避以上误差因素对于测量的影响,即消除了由于物镜倍率、工件台非正交性、以及测试掩模板制造误差等因素的影响,故能够更加准确的测量并评估运动精度。同时该测试装置及其测量也可以用于单机套刻测量,即测量实际套刻过程的偏差大小,同样可以提高单机套刻的测试精度。
附图说明
本发明的测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法由以下的实施例及附图给出。
图1所示为现有的套刻标记Box-in-Box的示意图;
图2所示为现有的运动台运动精度测试方案中图形套刻的示意图;
图3所示为根据本发明实施例的测量运动台运动精度的装置的结构示意图;
图4所示为本发明实施例的测试标记的示意图;
图5所示为本发明实施例的第一矩阵光阑的示意图;
图6所示为本发明实施例的第一通光孔的示意图;
图7所示为本发明实施例的第一通光孔和测试标记的配合示意图;
图8所示为本发明实施例的第二矩阵光阑的示意图;
图9所示为本发明实施例的第二通光孔的示意图;
图10所示为本发明实施例的第二通光孔和测试标记的配合示意图;
图中,10-测试掩模板、20-当前使用的矩阵光阑、30-掩模台、40-照明系统、50-投影物镜、60-测试硅片、70-工件台、80-矩阵光阑固定机构、1-第一套刻标记、2-第二套刻标记、3-第一矩阵光阑、31-第一通光孔、4-第二矩阵光阑、41-第二通光孔。
具体实施方式
以下将对本发明的测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法的测量装置及其测量方法作进一步的详细描述。
下面将参照附图对本发明进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
为了清楚,不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
为使本发明的目的、特征更明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。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率,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参阅图3和图4,其中,图3所示为根据本发明实施例的测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法的结构示意图;图4所示为本发明实施例的测试标记的示意图。
这种测量运动台运动精度的测量装置,包括沿光传播方向依次设置的照明系统40、用于放置测试掩模板10的掩模台30、投影物镜50、用于放置测试硅片60的工件台70、多数测试标记和套刻标记曝光控制结构。
所述测试标记呈矩阵分布在所述测试掩模板10,每个测试标记具有同心设置的第一套刻标记1和第二套刻标记2。
所述套刻标记曝光控制结构设置于所述测试掩模板10和照明系统40之间,用于选定所述第一套刻标记1和第二套刻标记2依序暴露在所述照明系统发出的照明光源下,使得所述测试掩模板10上的第一套刻标记1和第二套刻标记2经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片60上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。
具体地,所述套刻标记曝光控制结构包括第一矩阵光阑3、第二矩阵光阑4、矩阵光阑交换机构(未图示)、矩阵光阑固定机构80和矩阵光阑控制台(未图示)。
所述第一矩阵光阑用于将所述第一套刻标记1完全暴露在所述照明光源下,而使所述第二套刻标记2完全遮蔽。
所述第二矩阵光阑用于将第二套刻标记2完全暴露在所述照明光源下,而使所述第一套刻标记1完全遮蔽。
所述矩阵光阑固定机构80用于将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑固定在所述测试掩膜板的上方。所述固定在所述测试掩膜板的上方的矩阵光阑作为当前矩阵光阑20。
所述矩阵光阑控制台用于控制所述矩阵光阑交换机构将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑输送到所述矩阵光阑固定机构80。
本实施例中,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑的形状、大小分别和所述测试掩模板10的形状、大小相等,因此可以通过现有掩模传输系统交换矩阵光阑。所述矩阵光阑固定机构80通过真空吸附和底部支撑的形式,将选定的矩阵光阑固定于掩模台30上方作为当前使用的矩阵光阑。当掩模台30运动过程中,掩模台30将承载掩模板10和矩阵光阑同时运动。由于上述实现两种矩阵光阑的选择、更换和固定,是本领域的常规技术手段,所以在此不对起选择作用的矩阵光阑控制台、起更换作用的矩阵光阑交换机构以及起固定作用的矩阵光阑固定机构80进行展开描述。
请参阅图5-图7,同时结合图3,其中,图5所示为本发明实施例的第一矩阵光阑的示意图;图6所示为本发明实施例的第一通光孔的示意图;图7所示为本发明实施例的第一通光孔和测试标记的配合示意图。所述第一矩阵光阑3包括呈矩阵分布的第一通光孔31,当所述第一矩阵光阑3位于所述测试掩模板10的正上方时,所述第一套刻标记1从第一通光孔31中完全露出,所述第二套刻标记2被遮蔽。
请参阅图8-图10,同时结合图3,其中,图8所示为本发明实施例的第二矩阵光阑的示意图;图9所示为本发明实施例的第二通光孔的示意图;图10所示为本发明实施例的第二通光孔和测试标记的配合示意图。所述第二矩阵光阑4包括呈矩阵分布的第二通光孔41,当所述第二矩阵光阑4位于所述测试掩模板10的正上方时,所述第二套刻标记2从第二通光孔41中完全露出,所述第一套刻标记1被遮蔽。所述第一矩阵光阑3和第二矩阵光阑4可以由高透过率熔石英制成,除形成所述第一、第二通光孔31、41以外,其余部分的表面镀铬。当然,第一矩阵光阑3和第二矩阵光阑4也可以采用不透光板,在该不透光板上开设孔道形成第一、第二通光孔31、41来实现。
本实施例中,所述测试掩模板10的第一套刻标记1是呈“回”字形的外框标记,所述第一矩阵光阑3的第一通光孔31是“回”字形孔,当所述第一通光孔31和所述第一套刻标记1中心重叠时,仅使得所述第一套刻标记1落在所述第一通光孔31范围内。所述第二套刻标记2是内框标记,所述第二通光孔41是正方形孔,该正方形孔的大小比所述内框标记2大,当所述第二通光孔41和所述第二套刻标记2中心重叠时,仅使得所述第二套刻标记2落在所述第二通光孔41范围内。
本实施例中,第一矩阵光阑四周设有“L”形对准标记,如图5所示,当第一矩阵光阑位于测试掩模板10的上方时,通过固设于掩模台30上的透射式像传感器该对准标记进行检测,可以获得第一矩阵光阑的位置与所述掩模台30的相对位置关系。同样,本实施例中,利用预先设置在第二矩阵光阑四周的对准标记,当第二矩阵光阑位于测试掩模板10的上方时,通过固设于掩模台30上的透射式像传感器(未图示)对该对准标记进行检测,获得第二矩阵光阑的位置与所述掩模台30的相对位置关系。
本发明还公开了一种采用上述测量装置的测量运动台运动精度的方法,请继续参阅图3-图10,该方法包括如下步骤:
第一步,将测试掩模板10上载到掩模台30上,执行所述测试掩模板对准,并计算所述测试掩模板10相对于所述掩模台30的位置偏移。
第二步,通过操作套刻标记曝光控制结构使得第一矩阵光阑加载到测试掩模板10的正上方。
第三步,测得所述第一矩阵光阑与所述掩模台30的位置关系。在第三步中,可以利用预先设置在所述第一矩阵光阑四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台30上的透射式像传感器该对准标记进行检测,获得所述第一矩阵光阑与所述掩模台30的相对位置关系。本实施例中,所述对准标记是“L”型标记。
第四步,根据所述测试掩模板10相对于所述掩模台30的位置偏移和所述第一矩阵光阑与所述掩模台30的位置关系,调整所述第一矩阵光阑相对所述测试掩模板10的位置,使得所述测试掩模板10的第一套刻标记1完全暴露载照明光源之下,而第二套刻标记2完全被遮蔽。
第五步,上载测试硅片60,并驱动所述掩模台30和工件台70进行同步扫描曝光,在所述测试硅片60形成第一层套刻标记图形。
第六步,通过操作所述套刻标记曝光控制结构使得第二矩阵光阑加载到所述测试掩模板10的正上方。
第七步,测得所述第二矩阵光阑与所述掩模台30的位置关系。在第七步中,可以利用预先设置在所述第二矩阵光阑四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台30上的透射式像传感器该对准标记进行检测,获得所述第二矩阵光阑与所述掩模台30的相对位置关系。本实施例中,所述对准标记是“L”型标记。
第八步,根据所述测试掩模板10相对于所述掩模台30的位置偏移和所述第二矩阵光阑与所述掩模台30的位置关系,调整所述第二矩阵光阑相对所述测试掩模板10的位置,使得所述测试掩模板10的第二套刻标记2完全暴露载照明光源之下,而第一套刻标记1完全被遮蔽。
第九步,上载所述测试硅片60,并驱动所述掩模台30和工件台70进行同步扫描曝光,在所述测试硅片60形成第二层套刻标记图形。
第十步,下载所述测试硅片60,并进行显影,通过测量当前测试硅片60上两层套刻标记图形的套刻误差测算所述运动台的运动精度。本实施例中,所述测算所述运动台的运动精度是通过手工方式测量,或者是通过套刻精度检测机构测量来实现。
本发明测量运动台运动精度的测量装置及其测量方法,通过将两个套刻标记(第一套刻标记和第二套刻标记)同心设置,并通过选用不同的矩阵光阑(第一矩阵光阑和第二矩阵光阑)将所述第一套刻标记和第二套刻标记依序暴露在所述照明系统发出照明光源下,使得所述测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。因此,工件台在两层曝光过程中位置保持不变,不需要在扫描方向进行D距离的步进运动,故由于工件台本身非正交性引入的位置误差将不会引入运动台运动精度测量中。同样,物镜倍率以及高阶像差导致在扫描方向的成像误差同样不会引起位置的偏移。另外,由于新的测试标记中心完全重合,在测试掩模板制造过程中,其相对位置很容易进行控制,而测试掩模板制造误差将不会在影响运动精度的测量。
刻标记曝光控制结构,设置于所述测试掩模板和照明系统之间,用于选定所述第一套刻标记和第二套刻标记依序暴露在所述照明系统发出照明光源下,使得所述测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。
因此,本发明所提供的这种测量装置及测量方法可以有效规避以上误差因素对于测量的影响,即消除了由于物镜倍率、工件台非正交性、以及测试掩模板制造误差等因素的影响,故能够更加准确的测量并评估运动精度。同时该测试装置及其测量也可以用于单机套刻测量,即测量实际套刻过程的偏差大小,同样可以提高单机套刻的测试精度。
显然,本领域的技术人员可以对本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,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种测量运动台运动精度的测量装置,包括沿光传播方向依次设置的照明系统、用于放置测试掩模板的掩模台、投影物镜以及用于放置测试硅片的工件台,所述运动台包括所述掩模台和工件台,其特征在于,所述测量装置还包括:
多数测试标记,所述多数测试标记呈矩阵分布在所述测试掩模板,每个测试标记具有同心设置的第一套刻标记和第二套刻标记;以及
套刻标记曝光控制结构,设置于所述测试掩模板和照明系统之间,用于选定所述第一套刻标记和第二套刻标记依序暴露在所述照明系统发出照明光源下,驱动所述掩模台和工件台进行同步扫描曝光,使得所述测试掩模板上的第一套刻标记和第二套刻标记经所述投影物镜依序曝光到所述测试硅片上形成两层套刻标记图形,依据所述两层套刻标记图形的套刻误差测算出所述运动台的运动精度。
2.根据权利要求1所述的测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于,所述套刻标记曝光控制结构包括:
第一矩阵光阑,用以将所述第一套刻标记完全曝露在所述照明光源下,而使所述第二套刻标记完全遮蔽;
第二矩阵光阑,用以将所述第二套刻标记完全曝露在所述照明光源下,而使所述第一套刻标记完全遮蔽;
矩阵光阑交换机构;
矩阵光阑固定机构,用于将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑固定在所述测试掩模板的上方;以及
矩阵光阑控制台,用于控制所述矩阵光阑交换机构将所述第一矩阵光阑或第二矩阵光阑输送到所述矩阵光阑固定机构。
3.根据权利要求2所述的测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于:
所述第一矩阵光阑包括呈矩阵分布的第一通光孔,当所述第一矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第一套刻标记从所述第一通光孔中完全露出,所述第二套刻标记被所述第一矩阵光阑所遮蔽;以及
所述第二矩阵光阑包括呈矩阵分布的第二通光孔,当所述第二矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第二套刻标记从所述第二通光孔中完全露出,所述第一套刻标记被所述第二矩阵光阑所遮蔽。
4.根据权利要求3所述的测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于,
所述第一套刻标记是呈“回”字形的外框标记,所述第一通光孔是“回”字形孔,当所述第一通光孔和所述第一套刻标记中心重叠时,仅使得所述第一套刻标记落在所述第一通光孔范围内;以及
所述第二套刻标记是内框标记,所述第二通光孔是正方形孔,所述正方形孔的大小比所述内框标记大,当所述第二通光孔和所述第二套刻标记中心重叠时,仅使得所述第二套刻标记落在所述第二通光孔范围内。
5.如权利要求3所述的测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑由高透过率熔石英制成,除形成所述第一、第二通光孔外,其余部分的表面镀铬。
6.根据权利要求2所述测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑的尺寸与所述测试掩模板的尺寸一致。
7.根据权利要求1所述的测量运动台运动精度的测量装置,其特征在于,所述测算出所述运动台的运动精度是通过手工方式测量,或者是通过套刻精度检测机构测量。
8.一种测量运动台运动精度的方法,其特征在于,采用如权利要求1所述的测量装置,所述套刻标记曝光控制结构包括第一矩阵光阑、第二矩阵光阑,所述方法包括如下步骤:
第一步,将测试掩模板上载到掩模台上,执行测试掩模板对准,并计算所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移;
第二步,通过操作所述套刻标记曝光控制结构使得所述第一矩阵光阑加载到所述测试掩模板的正上方;
第三步,测得所述第一矩阵光阑与所述掩模台的位置关系;
第四步,根据所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移和所述第一矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,调整所述第一矩阵光阑相对所述测试掩模板的位置,使得所述测试掩模板的第一套刻标记完全暴露在照明光源之下,而第二套刻标记完全被遮蔽;
第五步,上载测试硅片,并驱动所述掩模台和工件台进行同步扫描曝光,在测试硅片形成第一层套刻标记图形;
第六步,通过操作所述套刻标记曝光控制结构使得所述第二矩阵光阑加载到所述测试掩模板的正上方;
第七步,测得所述第二矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,
第八步,根据所述测试掩模板相对于所述掩模台的位置偏移和所述第二矩阵光阑与所述掩模台的位置关系,调整所述第二矩阵光阑相对所述测试掩模板的位置,使得所述测试掩模板的第二套刻标记完全暴露在照明光源之下,而第一套刻标记完全被遮蔽;
第九步,上载所述测试硅片,并驱动所述掩模台和工件台进行同步扫描曝光,在所述测试硅片形成第二层套刻标记图形;
第十步,下载所述测试硅片,并进行显影,通过测量所述测试硅片上两层套刻标记图形的套刻误差测得所述运动台的运动精度。
9.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,所述套刻标记曝光控制结构包括矩阵光阑交换机构、矩阵光阑固定机构和矩阵光阑控制台,所述矩阵光阑控制台控制所述矩阵光阑交换机构将所述第一矩阵光阑或所述第二矩阵光阑输送到所述矩阵光阑固定机构,所述矩阵光阑固定机构将所述第一矩阵光阑或所述第二矩阵光阑固定在所述测试掩模板的上方。
10.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,
所述第一矩阵光阑包括呈矩阵分布的第一通光孔,当所述第一矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第一套刻标记从所述第一通光孔中完全露出,所述第二套刻标记被所述第一矩阵光阑所遮蔽;以及
所述第二矩阵光阑包括呈矩阵分布的第二通光孔,当所述第二矩阵光阑位于所述测试掩模板的正上方时,所述第二套刻标记从所述第二通光孔中完全露出,所述第一套刻标记被所述第二矩阵光阑所遮蔽。
11.根据权利要求10所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,所述第一套刻标记是呈“回”字形的外框标记,所述第一通光孔是“回”字形孔,当所述第一通光孔和所述第一套刻标记中心重叠时,仅使得所述第一套刻标记落在所述第一通光孔范围内;所述第二套刻标记是内框标记,所述第二通光孔是正方形孔,所述正方形孔的大小比所述内框标记大,当所述第二通光孔和所述第二套刻标记中心重叠时,仅使得所述第二套刻标记落在所述第二通光孔范围内。
12.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,所述第一矩阵光阑及第二矩阵光阑的尺寸和所述测试掩模板的尺寸一致。
13.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,所述测得所述运动台的运动精度是通过手工方式测量,或者是通过套刻精度检测机构测量。
14.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,在第三步中,利用预先设置在所述第一矩阵光阑的四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台上的透射式像传感器对所述对准标记进行检测,获得所述第一矩阵光阑与所述掩模台的相对位置关系。
15.根据权利要求8所述的测量运动台运动精度的方法,其特征在于,在第七步中,利用预先设置在所述第二矩阵光阑的四周的对准标记,并通过固设于所述掩模台上的透射式像传感器对所述对准标记进行检测,获得所述第二矩阵光阑与所述掩模台的相对位置关系。
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