CN107329374B - 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法 - Google Patents

掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107329374B
CN107329374B CN201610285810.5A CN201610285810A CN107329374B CN 107329374 B CN107329374 B CN 107329374B CN 201610285810 A CN201610285810 A CN 201610285810A CN 107329374 B CN107329374 B CN 107329374B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mask
compensation
energy
deflection
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610285810.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107329374A (zh
Inventor
王健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd filed Critical Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority to CN201610285810.5A priority Critical patent/CN107329374B/zh
Publication of CN107329374A publication Critical patent/CN107329374A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107329374B publication Critical patent/CN107329374B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法，补偿装置包括固定框架和固定在其周向外侧的能量补偿单元组成。检测补偿系统包括补偿装置和检测装置，检测装置用于检测掩模版受热的变形量和计算抵消该变形量所需要补偿能量值，补偿装置根据该补偿能量值对掩模版热补偿区域进行补偿。补偿装置和检测补偿系统结构简单，操作方便。补偿方法利用检测补偿系统建立坐标系，通过表征量准确计算掩模版在X和Y轴的变形量，进而分别计算出抵消X和Y轴变形量所需的补偿能量值，再通过控制子系统控制补偿装置，实现对掩模版热补偿区域准确补偿加热。该补偿方法实现了对掩模版受热弯曲的准确和及时补偿，尽可能地消除掩模版受热弯曲效应。

Description

掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体涉及一种掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法。
背景技术
在光刻系统中，掩模版用来产生刻印到基底上的图形。在典型的光刻成像过程中，会使用定位装置将掩模版定位在正确的位置上，从而保证产生的图形可以正确的映射到集成电路对应的工艺层上。掩模版的正确定位取决于很多因素，比如保持掩模版与集成电路工艺层之间的物像距的正确等。掩模版的垂向定位错误会导致成像像质恶化。
掩模版的垂向定位误差可能来源于好多因素，比如基底的表面不平整等。这些误差因素会导致在整个集成电路工艺层内的成像最佳焦面会随空间位置不同而变化。随着用以生成集成电路图形的光源波长越来越短，在成像过程中产生的畸变在像质中所占的比重会越来越大。
在成像过程中，由于光源一直打在掩模版上，掩模版会吸收一部分光能从而造成事实上的对掩模版的加热效果。由于掩模版一般会有吸盘固定住，但吸盘只能固定掩模版的边缘，因此掩模版在受热膨胀后会产生弯曲。掩模版受热膨胀会造成掩模版上的图形偏离最佳的物面位置，从而造成物像距出现误差。
一般的光刻系统的基本组成部分如图1所示，光源1发出的光经过照明部件2后，变为平行光打到掩模版3上，掩模版3由吸盘吸附在掩模台5上，并被正确定位。平行光打到掩模版3上后，经掩模版3上的图形发生衍射，衍射光束透过物镜系统6照射在基板7上，在基板7上形成与掩模版3相同的图案,工件台8，用于承载基板7。掩模版3与硅片之间必须保持正确的物像距，只有这样才能产生高质量的掩模图形的像。
掩模版上各区域示意图如图2。掩模版包含的最重要的信息是掩模图形，这些图形信息是保存在掩模版3的图形区中。同时为了保证掩模版3在垂直光轴的方向上的位置正确，掩模版3还必须包含对准标记，对准标记的信息都保存于标记区3c，也即对准区。除了图形区3b和标记区3c，掩模版上还必须要有吸附区3a用于吸盘吸附固定掩模。吸附区3a设定于图形区3b和标记区3c之外的空白区域，因为经过掩模图形和对准标记的光必须经过透镜被接收，因此这两块区域不能与吸附区重叠，否则透过的光会被吸盘等吸附装置拦截无法到达透镜。
一般而言，掩模版吸附区越大，掩模版越稳定。对掩模版吸附区的设计不限于图2。一般而言，掩模版的吸附区不会设计为紧贴掩模版外部边界，即吸附区与掩模版外部边界之间一般会留有5mm～1cm的距离。
在曝光过程中，光源会持续打光在掩模版上，光在透过掩模版时会有一部分被掩模版吸收转化为热能，这部分热能会造成掩模版的受热效果。掩模版受热会发生膨胀，由于边缘处会有吸盘吸附而固定，因此掩模版图形区和标记区未被吸盘吸附的部分会因受热膨胀而弯曲，掩模受热膨胀弯曲如图3所示例。掩模版受热膨胀弯曲后，掩模版上的图形会偏离正确的焦面位置，这会导致掩模图形与掩模图形在基底上的像之间的距离不再是正确的物像距，从而造成像质变差。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种可以解决掩模版受热膨胀弯曲补偿装置。
第二个目的是提供一种掩模版弯曲的检测补偿系统。
第三个目的是提供一种掩模版弯曲的补偿方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：一种掩模版弯曲补偿装置，包括能量补偿单元和用于其的固定框架；
所述能量补偿单元包括光学传播元件、能量调制元件和补偿光源
所述补偿光源用于发出补偿光束；
所述能量调制元件用于控制补偿光束的能量；
所述光学传播元件用于将补偿光束反射至掩模版的热补偿区域。
作为优选，所述能量补偿单元为多个，且多个能量补偿单元沿固定框架周向均匀布设。
作为优选，所述补偿光源发出的补偿光束通过光纤传输。
作为优选，所述能量补偿单元还包括补偿控制单元；
所述补偿控制单元的补偿能量数值信号输出端与能量调制元件连接，补偿控制单元的开关控制信号输出端与能量调制元件和补偿光源连接，补偿控制单元用于控制补偿光源的开关和向能量调制元件传送补偿能量数值信号。
为实现上述第二个目的，本发明采用如下技术方案：一种掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：包括检测装置和上述的掩模版弯曲补偿装置；
所述检测装置包括多个探测器和控制子系统；
所述掩模版上设有若干个用于测量掩模版弯曲度的测量标记，所述多个探测器用于读取所述测量标记的位置信息；
所述控制子系统用于根据多个探测器传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，进而计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元的同时，向补偿控制单元发出相应的控制指令；
所述补偿控制单元将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，并根据接收到的控制指令控制补偿光源的开关；
所述能量调制元件根据接收到的补偿能量数值信号控制补偿光束能量。
作为优选，所述测量标记位于所述掩模版的下表面，该下表面对应掩模台的上表面。
作为优选，所述探测器设置于所述掩模台上，并与所述测量标记对应。
作为优选，所述测量标记分别位于所述掩模版的四角。
作为优选，所述掩模版的每一角上具有至少两个测量标记，并排列分布在所述掩膜版对应角的角平分线上。
作为优选，所述控制子系统包括依次连接的计算单元、比较单元和测量控制单元；
所述多个探测器的信号输出端分别与计算单元连接；
所述计算单元的结果信号输出端与补偿控制单元的补偿能量数值信号输入端连接，计算单元用于根据探测器传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，并将该掩模版弯曲度的变形量传至比较单元，计算单元还根据计算的掩模版弯曲度的变形量计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元；
所述比较单元将其接收到的掩模版弯曲度的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元；
所述测量控制单元根据接收到的比较结果向补偿控制单元发出相应的控制指令。
为实现上述第三个目的，本发明采用如下技术方案：一种掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：该补偿方法采用上述的掩模版弯曲的检测补偿系统；
所述探测器探测得到所述掩模版上的所述测量标记的垂向坐标并传输至控制子系统，得到用于描述所述掩模版的变形曲面的曲面计算公式，所述控制子系统根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征所述掩模版弯曲度的变形量，控制子系统变形量与内预设的变形量阈值进行比较，如果变形量小于变形量阈值，则探测器继续读取测量标记的位置信息；否则控制子系统根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元，并向补偿控制单元发出相应的控制指令，补偿控制单元根据接收到的控制指令控制补偿光源的开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，能量调制元件根据该补偿能量数值控制通过光纤传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版的热补偿区域的能量与能量调制元件接收到的补偿能量数值相等；所述扫描方向与非扫描方向互相正交。
作为优选，具体步骤为：
S1：所述探测器探测得到所述掩模版上的所述测量标记的垂向坐标并传输至计算单元，得到用于描述所述掩模版的变形曲面的曲面计算公式，所述计算单元根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征掩模版弯曲度的变形量，并将该变形量传至比较单元；
S2：所述比较单元将接收到的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元；
如果比较单元接收到的变形量小于变形量阈值，则探测器继续读取测量标记的位置信息；否则比较单元向计算单元发出计算信号，计算单元根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元；
S3：当测量控制单元接收到的比较结果小于变形量阈值时，测量控制单元向补偿控制单元发出关闭补偿光源的控制指令，否则发出打开补偿光源的控制指令；
S4：所述补偿控制单元根据接收到的控制指令控制补偿光源开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，能量调制元件根据该补偿能量数值控制通过光纤传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版的热补偿区域的能量与能量调制元件接收到的补偿能量数值相等。
作为优选，所述步骤S1中曲面计算公式是对所述掩模版的变形曲面进行二维描述，所述曲面计算公式为二阶表达式。
作为优选，所述步骤S1中按如下方法确定用于表征所述掩模版弯曲度的变形量：
在水平面上，以扫描方向为X轴正向，非扫描方向为Y轴方向，垂直于水平面且向上的方向为Z轴正向，建立坐标系，用于表征所述掩模版弯曲度的变形量为θx、θy、FCx和FCy，其中θx为所述掩模版的变形曲面在X向上的斜率，θy为所述掩模版的变形曲面在Y向上的斜率，FCx为所述掩模版的变形曲面在X向上的弯曲二次项，FCy为所述掩模版的变形曲面在Y向上的弯曲二次项。
作为优选，所述步骤S1中的曲面计算公式为z＝z0+θx×x+FCx×x2+θy×y+FCy×y2，其中x、y、z为所述掩模版的变形曲面上的任一点在X轴、Y轴和Z轴上的坐标值，z0为所述掩模版未变形时，所述掩模版上任意一点在Z轴上的坐标值。
作为优选，所述步骤S1中计算用于表征掩模版弯曲度的变形量的步骤如下：
S1a：探测所述测量标记的坐标，通过所述探测器探测得到所述掩模版四个角上所述测量标记的坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)、(x5,y5,z5)、(x6,y6,z6)、(x7,y7,z7)、(x8,y8,z8)；
S1b：根据所述测量标记的坐标计算弯曲量，所述掩模版的每个角的局部斜率由位于所述掩模版每个角内的所述测量标记的坐标计算得到，所述掩模版的四个角的局部斜率分别为 根据所述曲面计算公式：z＝z0+θx×x+FCx×x2+θy×y+FCy×y2，分别在点处对所述曲面计算公式求全微分，上述点的斜率即为 得到对于所述掩模版的四个角有如下关系：
令矩阵
矩阵单位矩阵则有：I＝A×B
通过公式B＝A-1×I求得表征掩模版弯曲度的变形量θx、θy、FCx和FCy。
作为优选，根据如下公式计算所述步骤S2中用于抵消所述变形量需要的补偿能量值：
加载在掩模版上下两边的补偿能量值Ex＝αx*FCx；
加载在掩模版左右两边的补偿能量值Ey＝αy*FCy；
其中，αx和αy表示能量补偿系数，为经验值。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的掩模版弯曲补偿装置结构简单，安装使用方便，光纤传输的补偿光束通过光学传播元件反射至掩模版的热补偿区域，使掩模版上未受成像光束照射的区域获得受照与射区域类似的加热效果，从而实现掩模版的热均匀。
2、本发明提供的掩模版受热弯曲的检测补偿系统结合补偿装置，只需在掩模版制作过程中添加若干个用于测量掩模弯曲度的测量标记，并在测量标记的对应处设置探测器，用于探测测量标记的信息，并配合相应的控制器进行计算控制即可，结构简单，占用空间小。
3、本发明提供的掩模版受热弯曲的补偿方法结合上述检测补偿系统，探测器探测得到掩模版上的测量标记的垂向坐标并传输至计算单元，得到用于描述所述掩模的变形曲面的曲面计算公式，计算单元根据该计算公式得到变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征掩模版弯曲度的变形量，然后再根据变形量计算出抵消该变形量所需要的补偿能量值，最后通过补偿控制单元和能量调制元件的共同作用准确的控制补偿到掩模版的热补偿区域的能量大小，从而保证补偿能量的准确性和及时性，尽可能地消除掩模版受热弯曲效应。
附图说明
图1为现有技术光刻系统示意图。
图2为现有掩模版区域示意图。
图3为掩模弯曲示例。
图4为本发明实施例一提供的掩模版弯曲补偿装置使用时的结构图。
图5为本发明实施例二提供的掩模版受热弯曲的检测补偿系统使用时的结构图。
图6为本发明实施例二提供的掩模版受热弯曲的检测补偿系统的框架图。
图7为本发明实施例二中测量标记的分布示意图。
图8为本发明实施例三提供的掩模版受热弯曲的补偿方法的流程图。
图中，
1-光源、2-照明部件、3-掩模版、3a-吸附区、3b-图形区、3c-标记区、5-掩模台、6-物镜系统、7-基板、8-工件台；
10-固定框架、21-光学传播元件、22-能量调制元件、23-光纤、24-补偿控制单元、25-补偿光源、31-探测器、32-控制子系统、321-计算单元、322-比较单元、323-测量控制单元301-第一测量标记、302-第二测量标记、303-第三测量标记、304-第四测量标记、305-第五测量标记、306-第六测量标记、307-第七测量标记、308-第八测量标记；40-补偿光束、50-成像光束。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
参见图4和图6，一种掩模版弯曲补偿装置，包括能量补偿单元和用于其的固定框架10；
所述能量补偿单元包括光学传播元件21、能量调制元件22和补偿光源25
所述补偿光源25用于发出补偿光束；
所述能量调制元件22用于控制补偿光束的能量；
所述光学传播元件21用于将补偿光束反射至掩模版3的热补偿区域。
所述光学传播元件21和能量调制元件22均安装在固定框架10周向的外侧面，光学传播元件21用于将光纤23传输的光束反射至掩模版3的热补偿区域，光学传播元件21可以选择任何能将光束反射到掩模版3上未受成像光束照射区域的其他现有器件，优选结构简单，价格低廉的反射镜。
为了能使掩模版3上未受成像光束照射的区域受热更加均匀，所述能量补偿单元为多个，且多个能量补偿单元沿固定框架10周向均匀布设。
作为优选，所述补偿光源25发出的补偿光束通过光纤23传输，以减少补偿光束的能量损失。
作为优选，所述能量补偿单元还包括补偿控制单元24；
所述补偿控制单元24的补偿能量数值信号输出端与能量调制元件22连接，补偿控制单元24的开关控制信号输出端与能量调制元件22和补偿光源25连接，补偿控制单元24用于控制补偿光源25的开关和向能量调制元件22传送补偿能量数值信号。
实施例二
参见图5和图6，一种掩模版弯曲的检测补偿系统，：包括检测装置和掩模版弯曲补偿装置，该掩模版弯曲补偿装置的结构如实施例一所述。
所述检测装置包括多个探测器31和控制子系统32；
所述掩模版3上设有若干个用于测量掩模版弯曲度的测量标记，所述多个探测器31用于读取所述测量标记的位置信息；
所述控制子系统32用于根据多个探测器31传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，进而计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元24的同时，向补偿控制单元24发出相应的控制指令；
所述补偿控制单元24将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件22，并根据接收到的控制指令控制补偿光源25的开关；
所述能量调制元件22根据接收到的补偿能量数值信号控制补偿光束能量。
所述测量标记位于所述掩模版3的下表面，该下表面与掩模台3的上表面相对设置；所述探测器31设置于所述掩模台上，并与所述测量标记对应。
如图7所示，掩模版3通常为矩形，大多数情况下为正方形，而用于测量掩模弯曲度的测量标记位于掩模版3的四个角上，且位于吸附区与掩模版3边界之间，在每个角上，至少具有两个测量标记。本实施例中，掩模版3四个角上的测量标记分别为第一测量标记301、第二测量标记302、第三测量标记303、第四测量标记304、第五测量标记305、第六测量标记306、第七测量标记307、第八测量标记308，在测试过程中发现，测量标记之间的距离越远，检测得到的掩模版3的弯曲度越准确，且测量标记之间的距离越远，变形越明显，检测到的测量标记之间垂向坐标数值相差更大，更利于计算，因此设定每个角上的两个测量标记之间的直线距离为3mm～5mm。
所述控制子系统包括依次连接的计算单元321、比较单元322和测量控制单元323；
所述多个探测器31的信号输出端分别与计算单元321连接；
所述计算单元321的结果信号输出端与补偿控制单元24的补偿能量数值信号输入端连接，计算单元321用于根据探测器31传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，并将该掩模版弯曲度的变形量传至比较单元322，计算单元321还根据计算的掩模版弯曲度的变形量计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元24；
所述比较单元322将其接收到的掩模版弯曲度的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元323；
所述测量控制单元323根据接收到的比较结果向补偿控制单元24发出相应的控制指令。
下面结合图3至图7所示，详细介绍本实施例提供的掩模版受热弯曲的检测补偿系统的工作原理。光刻机的光源将成像光束打到掩模版3上的图形区，造成掩模版3受热变形弯曲，光纤23将补偿光束能量输入到能量调制元件22中，能量调制元件22发出补偿光束，补偿光束经光学传播元件21反射照射到掩模版3未受到成像光束照射的区域，即光束反射至掩模版3的热补偿区域，掩模版3上未受成像光束照射的区域会吸收一部分补偿光束的能量，从而被加热，通过能量调制元件22对补偿光束的控制，实现掩模版3上未受成像光束照射的区域获得与受照射区域类似的加热效果，从而实现掩模版3的热均匀，进而消除掩模版受热弯曲效应。
实施例三
参见图8，一种掩模版受热弯曲的补偿方法，该补偿方法采用实施例2所述的掩模版弯曲的检测补偿系统；
所述探测器31探测得到所述掩模版3上的所述测量标记的垂向坐标并传输至控制子系统32，得到用于描述所述掩模版3的变形曲面的曲面计算公式，所述控制子系统32根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征所述掩模版弯曲度的变形量，控制子系统32变形量与内预设的变形量阈值进行比较，如果变形量小于变形量阈值，则探测器31继续读取测量标记的位置信息；否则控制子系统32根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元24，并向补偿控制单元24发出相应的控制指令，补偿控制单元24根据接收到的控制指令控制补偿光源25的开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件22，能量调制元件22根据该补偿能量数值控制通过光纤23传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版3的热补偿区域的能量与能量调制元件22接收到的补偿能量数值相等；所述扫描方向与非扫描方向互相正交。
该补偿方法具体包括如下步骤：
S1：所述探测器探测得到所述掩模版3上的所述测量标记的垂向坐标并传输至计算单元321，得到用于描述所述掩模版3的变形曲面的曲面计算公式，所述计算单元321根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征掩模版弯曲度的变形量，并将该变形量传至比较单元322；
作为一个非限制的例子，计算单元22计算用于表征掩模版弯曲度的变形量的步骤如下：
S1a：曝光时探测测量标记的坐标：
掩模版3在曝光时水平放置，水平面上，以曝光扫描方向为X轴正向，垂直于扫描方向为Y轴方向，沿着Y轴的两个方向任选一个作为Y轴正向，垂直于水平面且向上为Z轴正向，建立坐标系，探测所述测量标记的坐标，通过所述探测器31探测得到所述掩模版3的四个角上所述测量标记的坐标如下：第一测量标记301的坐标为(x1,y1,z1)、第二测量标记302的坐标为(x2,y2,z2)、第三测量标记303的坐标为(x3,y3,z3)、第四测量标记304的坐标为(x4,y4,z4)、第五测量标记305的坐标为(x5,y5,z5)、第六测量标记306的坐标为(x6,y6,z6)、第七测量标记307的坐标为(x7,y7,z7)、第八测量标记308的坐标为(x8,y8,z8)；
S1b：根据测量标记的坐标计算掩模版3的弯曲度：
所述掩模版3的每个角的局部斜率由位于每个角内的测量标记的坐标计算得到，掩模版3的四个角的局部斜率分别为
较佳地，本发明中描述掩模版3的弯曲度时，使用二阶曲面公式描述掩模版3的变形曲面，也就是对其进行二维描述，其变化采用在X轴上的变化与Y轴上的变化相结合来描述，较佳地，用于表征所述掩模弯曲度的变形量为θx、θy、FCx和FCy，其中θx为所述掩模版3的变形曲面在X向上的斜率，θy为所述掩模版3的变形曲面在Y向上的斜率，FCx为所述掩模版3的变形曲面在X向上的弯曲二次项，FCy为所述掩模版3的变形曲面在Y向上的弯曲二次项，上述四个变形量为描述掩模版3弯曲度中众多变形量的一部分，这四个变形量可以通过计算演变成其它变形量，若在后续对掩模版3的变形进行补偿动作时，可以根据补偿方案选取需求的变形量，本发明的目的仅为计算上述四个变形量即可。
使用上述四个变形量对掩模版3的变形曲面进行二维描述，曲面计算公式为：z＝z0+θx×x+FCx×x2+θy×y+FCy×y2，x、y、z为所述掩模版3的变形曲面上的任一点在X轴、Y轴和Z轴上的坐标值，其中z0为掩模版3未变形时各个点相对于掩模台5在Z轴上的坐标值。
分别在点 处对曲面计算公式求全微分在第一测量标记301和第二测量标记302所在的角落上，dz＝z1-z2，dx＝x1-x2，dy＝y1-y2，因此全微分公式变形为点 的斜率即为则代入全微分公式形成依此类推，对于所述掩模版3的其它三个角中，也可得到
令矩阵
矩阵单位矩阵则有：I＝A×B，
可通过公式B＝A-1×I求得表征所述掩模弯曲度的变形量θx、θy、FCx和FCy。
S2：所述比较单元322将接收到的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元323；
如果比较单元322接收到的变形量小于变形量阈值，则探测器31继续读取测量标记的位置信息；否则比较单元322向计算单元321发出计算信号，计算单元321根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元24；
根据如下公式计算所述步骤S2中用于抵消所述变形量需要的补偿能量值：
加载在掩模版3上下两边的补偿能量值Ex＝αx*FCx；
加载在掩模版3左右两边的补偿能量值Ey＝αy*FCy；
其中，αx和αy表示能量补偿系数，为经验值。
S3：当测量控制单元323接收到的比较结果小于变形量阈值时，测量控制单元323向补偿控制单元24发出关闭补偿光源25的控制指令，否则发出打开补偿光源25的控制指令；
S4：所述补偿控制单元24根据接收到的控制指令控制补偿光源25开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件22，能量调制元件22根据该补偿能量数值控制通过光纤23传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版3的热补偿区域的能量与能量调制元件22接收到的补偿能量数值相等。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (16)

1.一种掩模版弯曲补偿装置，其特征在于：包括能量补偿单元和用于固定所述能量补偿单元的的固定框架；其中，
所述能量补偿单元包括光学传播元件、能量调制元件和补偿光源；
所述补偿光源用于发出补偿光束；
所述能量调制元件用于控制所述补偿光束的能量；
所述光学传播元件用于将所述补偿光束反射至掩模版的热补偿区域；
所述能量补偿单元还包括补偿控制单元；所述补偿控制单元的补偿能量数值信号输出端与所述能量调制元件连接，所述补偿控制单元的开关控制信号输出端与所述能量调制元件和所述补偿光源连接，所述补偿控制单元用于控制所述补偿光源的开关和向所述能量调制元件传送补偿能量数值信号。
2.如权利要求1所述的掩模版弯曲补偿装置，其特征在于：所述能量补偿单元为多个，且多个能量补偿单元沿所述固定框架周向均匀布设。
3.如权利要求1或2所述的掩模版弯曲补偿装置，其特征在于：所述补偿光源发出的补偿光束通过光纤传输。
4.一种掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：包括检测装置和权利要求1所述的掩模版弯曲补偿装置；
所述检测装置包括多个探测器和控制子系统；
所述掩模版上设有若干个用于测量掩模版弯曲度的测量标记，所述多个探测器用于读取所述测量标记的位置信息；
所述控制子系统用于根据多个探测器传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，进而计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元的同时，向补偿控制单元发出相应的控制指令；
所述补偿控制单元将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，并根据接收到的控制指令控制补偿光源的开关；
所述能量调制元件根据接收到的补偿能量数值信号控制补偿光束能量。
5.如权利要求4所述的掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：所述测量标记位于所述掩模版的下表面，该下表面对应掩模台的上表面。
6.如权利要求5所述的掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：所述探测器设置于所述掩模台上，并与所述测量标记对应。
7.如权利要求6所述的掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：所述测量标记分别位于所述掩模版的四角。
8.如权利要求7所述的掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：所述掩模版的每一角上具有至少两个测量标记，并排列分布在所述掩模版对应角的角平分线上。
9.如权利要求8所述的掩模版弯曲的检测补偿系统，其特征在于：所述控制子系统包括依次连接的计算单元、比较单元和测量控制单元；
所述多个探测器的信号输出端分别与计算单元连接；
所述计算单元的结果信号输出端与补偿控制单元的补偿能量数值信号输入端连接，计算单元用于根据探测器传输的数据计算掩模版弯曲度的变形量，并将该掩模版弯曲度的变形量传至比较单元，计算单元还根据计算的掩模版弯曲度的变形量计算抵消所述掩模版弯曲度的变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元；
所述比较单元将其接收到的掩模版弯曲度的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元；
所述测量控制单元根据接收到的比较结果向补偿控制单元发出相应的控制指令。
10.一种掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：该补偿方法采用权利要求4-9任一项所述的掩模版弯曲的检测补偿系统；
所述探测器探测得到所述掩模版上的所述测量标记的垂向坐标并传输至控制子系统，得到用于描述所述掩模版的变形曲面的曲面计算公式，所述控制子系统根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征所述掩模版弯曲度的变形量，控制子系统变形量与内预设的变形量阈值进行比较，如果变形量小于变形量阈值，则探测器继续读取测量标记的位置信息；否则控制子系统根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元，并向补偿控制单元发出相应的控制指令，补偿控制单元根据接收到的控制指令控制补偿光源的开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，能量调制元件根据该补偿能量数值控制通过光纤传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版的热补偿区域的能量与能量调制元件接收到的补偿能量数值相等；
所述扫描方向与非扫描方向互相正交。
11.如权利要求10所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：具体步骤为：
S1：所述探测器探测得到所述掩模版上的所述测量标记的垂向坐标并传输至计算单元，得到用于描述所述掩模版的变形曲面的曲面计算公式，所述计算单元根据该计算公式得到所述变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征掩模版弯曲度的变形量，并将该变形量传至比较单元；
S2：所述比较单元将接收到的变形量与其内预设的变形量阈值进行比较，并将比较结果传至测量控制单元；
如果比较单元接收到的变形量小于变形量阈值，则探测器继续读取测量标记的位置信息；否则比较单元向计算单元发出计算信号，计算单元根据已经计算得到的变形量计算用于抵消该变形量所需要的补偿能量值，并将该补偿能量值传至补偿控制单元；
S3：当测量控制单元接收到的比较结果小于变形量阈值时，测量控制单元向补偿控制单元发出关闭补偿光源的控制指令，否则发出打开补偿光源的控制指令；
S4：所述补偿控制单元根据接收到的控制指令控制补偿光源开关，同时还将接收到的补偿能量数值信号传至能量调制元件，能量调制元件根据该补偿能量数值控制通过光纤传输的光束能量，使通过光学传播元件反射至掩模版的热补偿区域的能量与能量调制元件接收到的补偿能量数值相等。
12.如权利要求11所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中曲面计算公式是对所述掩模版的变形曲面进行二维描述，所述曲面计算公式为二阶表达式。
13.如权利要求11所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中按如下方法确定用于表征所述掩模版弯曲度的变形量：
在水平面上，以扫描方向为X轴正向，非扫描方向为Y轴方向，垂直于水平面且向上的方向为Z轴正向，建立坐标系，用于表征所述掩模版弯曲度的变形量为θx、θy、FCx和FCy，其中θx为所述掩模版的变形曲面在X向上的斜率，θy为所述掩模版的变形曲面在Y向上的斜率，FCx为所述掩模版的变形曲面在X向上的弯曲二次项，FCy为所述掩模版的变形曲面在Y向上的弯曲二次项。
14.如权利要求13所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中的曲面计算公式为z＝z0+θx×x+FCx×x2+θy×y+FCy×y2，其中x、y、z为所述掩模版的变形曲面上的任一点在X轴、Y轴和Z轴上的坐标值，z0为所述掩模版未变形时，所述掩模版上任意一点在Z轴上的坐标值。
15.如权利要求14所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：所述步骤S1中计算用于表征掩模版弯曲度的变形量的步骤如下：
S1a：探测所述测量标记的坐标，通过所述探测器探测得到所述掩模版四个角上所述测量标记的坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)、(x5,y5,z5)、(x6,y6,z6)、(x7,y7,z7)、(x8,y8,z8)；
S1b：根据所述测量标记的坐标计算弯曲量，所述掩模版的每个角的局部斜率由位于所述掩模版每个角内的所述测量标记的坐标计算得到，所述掩模版的四个角的局部斜率分别为 根据所述曲面计算公式：z＝z0+θx×x+FCx×x2+θy×y+FCy×y2，分别在点 处对所述曲面计算公式求全微分，上述点的斜率即为 得到对于所述掩模版的四个角有如下关系：
令矩阵
矩阵单位矩阵则有：I＝A×B
通过公式B＝A-1×I求得表征掩模版弯曲度的变形量θx、θy、FCx和FCy。
16.如权利要求15所述的掩模版弯曲的补偿方法，其特征在于：根据如下公式计算所述步骤S2中用于抵消所述变形量需要的补偿能量值：
加载在掩模版上下两边的补偿能量值Ex＝αx*FCx；
加载在掩模版左右两边的补偿能量值Ey＝αy*FCy；
其中，αx,和αy表示能量补偿系数，为经验值。
CN201610285810.5A 2016-04-29 2016-04-29 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法 Active CN107329374B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610285810.5A CN107329374B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610285810.5A CN107329374B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107329374A CN107329374A (zh) 2017-11-07
CN107329374B true CN107329374B (zh) 2019-06-25

Family

ID=60193799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610285810.5A Active CN107329374B (zh) 2016-04-29 2016-04-29 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107329374B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107227438B (zh) * 2017-06-15 2019-05-03 京东方科技集团股份有限公司 金属掩膜板的设计方法、金属掩膜板的制备方法
CN111580359B (zh) * 2020-04-29 2021-06-18 中国科学院光电技术研究所 一种用于超分辨光刻精密掩模的智能校正装置控制系统
CN116794947B (zh) * 2023-08-25 2023-11-24 吉姆西半导体科技（无锡）有限公司 一种利用测试掩模版检测光刻机掩模版承载台扭曲的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8553207B2 (en) * 2008-12-31 2013-10-08 Asml Holdings N.V. Optically compensated unidirectional reticle bender
JP2013097236A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Toppan Printing Co Ltd 露光装置とそれを用いるカラーフィルタの製造方法
CN103019028B (zh) * 2012-12-14 2014-01-15 京东方科技集团股份有限公司 一种掩膜板及其制作方法
CN104635427B (zh) * 2013-11-14 2018-07-20 上海微电子装备（集团）股份有限公司 用于光刻设备的掩模整形装置及掩模整形方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107329374A (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101914536B1 (ko) 리소그래피 장치
CN101893827B (zh) 光刻装置和器件制造方法
TW528881B (en) Position measuring apparatus
CN107329374B (zh) 掩模版弯曲补偿装置、检测补偿系统及补偿方法
CN101446772B (zh) 用于测量光刻投影设备的聚焦的方法
JP6347849B2 (ja) センサシステム、基板ハンドリングシステムおよびリソグラフィ装置
JP5757930B2 (ja) リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
US10459354B2 (en) Lithographic apparatus and lithographic projection method
US9639008B2 (en) Lithography apparatus, and article manufacturing method
TW436956B (en) Method of positioning semiconductor wafer
CN103383531B (zh) 掩模对准装置及使用该装置的光刻设备
CN101641645A (zh) 器件制造方法、光刻设备和计算机程序
KR101708198B1 (ko) 계측기를 구비한 프로젝션 시스템
US6832517B1 (en) Optical level detector
JP2018004860A (ja) アライメント装置、露光装置、およびアライメント方法
JPH0855780A (ja) 露光装置
JP2014143383A (ja) 面位置検出装置、露光装置、及び、デバイス製造方法
JPH1074696A (ja) 投影型露光装置、及び投影露光方法
JP2014143382A (ja) 面位置検出装置、露光装置、及び、デバイス製造方法
TW201510669A (zh) 用於結構轉換之裝置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant