CN107883866B - 一种光学测量装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学测量装置，其在基板上方设置一光学检测模块，光学检测模块上设置了参数检测组，参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块。因此对于平板领域和小于2um的图形，由于光刻胶胶厚测量模块与线宽测量模块等结合在同一个参数检测组中，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于装置皆安装在同一个光学检测模块上，因此能够同时对应相同位置，有利于分析；本发明提供的测量方法，可以找出作线宽和胶厚相关性分析时的最佳环境，避免了盲目分析，提高了效率。

Description

一种光学测量装置和方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种光学测量装置和方法。
背景技术
在半导体IC集成电路制造过程中，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。光刻即在已经涂布光刻胶的基板上曝光显影形成线路，在已经进行过光刻的基板上再次进行光刻，则为套刻。在进行光刻时，影响光刻精度的因素主要有基板与掩膜版的位置偏差、光刻形成线路的线宽和光刻胶自身的胶厚以及套刻偏差。
目前市场上的光学测量设备，其中包含有膜厚测量设备和位置以及套刻偏差集一体的测量设备。如中国专利CN104412062A(申请号：CN201380035853.2，公开日：2015年3月11日)描述了一种膜厚测定装置，基板载台放置待测基板，基板载台上方为龙门架，膜厚测定头安装在滑动件上在龙门架上运动，测量基板上的膜的厚度。上述装置中还包括位置调整单元也即位置和套刻偏差测量设备，目前位置和套刻偏差测量设备采用桥式或龙门结构，其运动方向各有测量干涉仪进行测量控制，非运动方向无测量干涉仪配置。其中的位置校正使用覆盖测量行程的大掩膜版进行校正。
现有的膜厚测量设备和位置以及套刻偏差集一体的测量设备具有以下问题：
1.对于平板领域以及对于小于2um的图形，线路的特征尺寸(如线宽)的均匀性对光刻胶的厚度均匀性要求较高。目前光刻胶胶厚测量和线路线宽测量为两个分开设置的测量设备，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于不能同时对应相同位置，给分析带来不便；
2.基板在测试时，通过产线把已显影基板运送到测量设备处，由于厂务温度控制为23±1度，故在测量前，需放置基板等待较长时间使基板温度达到目标23±0.1度，这样增加了工艺时间，降低了生产效率。
发明内容
本发明提供了一种光学测量装置和方法，将位置测量装置、线宽测量装置、套刻测量装置和光刻胶胶厚测量装置都结合在一个光学检测模块中，用于解决上述问题。
为解决上述问题，本发明提出了一种光学测量装置，包括
一基板载台，用于放置基板；
一光学检测载台框架，从所述基板载台一侧延伸至相对的一侧，所述光学检测载台框架上承载有一光学检测滑块，可沿所述光学检测载台框架滑动；
一光学检测单元，固定在所述光学检测滑块上，随着所述光学检测滑块沿所述光学检测载台框架移动，所述光学检测单元上设置有参数检测组，所述参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块，实现对曝光后基板的线宽和光刻胶胶厚的测量。
作为优选，所述基板载台上设置有基板温度控制单元，用于使所述基板恒温。
作为优选，所述光学测量装置还包括用于测调所述参数检测组与基板上表面距离的高度调整模块。
作为优选，所述光学测量装置还包括用于测量所述光学检测单元位置的光学检测单元位置测量单元、用于测量所述基板载台位置的基板载台位置测量单元以及基于所述基板载台位置测量单元和所述光学检测位置测量单元的测量信息对所述标记位置测量模块测得的标记位置进行校正的校正模块。
作为优选，所述基板载台位置测量单元包括基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块，所述基板载台Y向测量模块测量所述基板载台的Y向位移量，所述基板载台X向测量模块测量所述基板载台Y向运动中的X向偏移量。
作为优选，所述基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块均采用干涉仪。
作为优选，所述光学检测单元位置测量单元包括光学检测单元X向测量模块、光学检测滑块X向测量模块以及光学检测单元Y向测量模块，所述光学检测单元X向测量模块测量所述光学检测单元的X向位移量，所述光学检测滑块X向测量模块测量所述光学检测滑块的X向位移量，所述光学检测单元Y向测量模块用于测量所述光学检测单元X向运动中所述光学检测单元相对光学检测载台框架的Y向偏移量。
作为优选，所述光学检测单元X向测量模块和光学检测滑块X向测量模块均采用干涉仪，所述光学检测单元Y向测量模块采用激光位移传感器。
作为优选，所述光学测量装置还包括用于测量所述光学检测载台框架变形量的框架测量单元，所述校正模块根据所述框架测量单元的测量信息对所述基板载台的位置进行校正。作为优选，所述基板载台上还布设有带校准标记的基准板，用于校正测量时所述基板载台位置偏差和光学检测单元位置偏差。
作为优选，所述带校准标记的基准板包括横向基准板和与所述横向基准板垂直的纵向基准板，所述横向基准板沿所述基板载台X向布置，用于校准所述光学检测单元沿X向运动时所述基板相对所述光学检测单元的Y向位置偏差，所述纵向基准板沿所述基板载台Y向布置，用于校准所述基板载台沿Y向运动时所述基板相对所述光学检测单元的X向位置偏差。
作为优选，所述基板载台上还设置有线宽标定基准板，用于标定所述线宽测量模块的线宽测量偏差。
作为优选，所述基板载台上还设置有胶厚标定基准板，用于标定所述光刻胶胶厚测量模块的测量胶厚偏差。
作为优选，所述光学测量装置还包括支撑底座，用于承载所述基板载台和光学检测载台框架、
作为优选，所述支撑底座从下至上包括减震单元和大理石。
本发明还提供一种使用如上所述的光学测量装置的测量方法，用于测量基板上图形线宽和光刻胶胶厚，其特征在于，当线宽测量模块/光刻胶胶厚测量的测量范围的半径r>d时，同时对所述基板上的检测标记进行光刻胶胶厚测量和线宽测量，并进行相关性测试；当r<d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，之后进行光刻胶胶厚和线宽相关性测试，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距。
作为优选，所述光学测量方法还包括以下步骤：
移动所述基板载台和光学检测单元使得所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块对准一检测标记i；
测量此时所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块距离所述标记的高度值Z1；
计算所述高度值Z1相对于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块的最佳焦面高度值Z2的高度偏差dZ＝Z1-Z2；
控制所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块垂向运动dZ，使所述检测标记位于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块的最佳焦面处。
作为优选，根据所述线宽测量模块和所述光刻胶胶厚测量模块测得的数据进行胶厚和线宽相关性计算具体包括：所述线宽测量模块测量得到的线宽均值CDmean：
其中，n为所述检测标记的个数，CDi为第i个检测标记的线宽值；
所述光刻胶胶厚测量模块测量得到的胶厚均值Filmmean：
其中，Zi_filmi为第i个检测标记的胶厚值；
计算线宽和胶厚相关性R：
其中，STDEV(CDi)为基于所有测得的线宽数据估算标准偏差，STDEV(Zi_filmi)为基于所有测得的光刻胶胶厚数据估算标准偏差，给出相关性结论：若R>T，则线宽和胶厚相关，需调整光刻胶胶厚均匀性；若R<T，则判断相关性不高，其中，T为预设的相关性阈值。
作为优选，所述T优选0.6。。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供了一种光学测量装置，其包括放置有基板载台和光学检测载台的支撑底座、用于放置基板的基板载台、从所述基板载台一侧延伸至相对的一侧的光学检测载台，在光学检测载台上设置有可以移动的光学检测滑块，在光学检测滑块下方设置标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块。本发明还提供一种使用上述的光学测量装置的测量方法，用于测量基板上图形线宽和光刻胶胶厚，当线宽测量模块/光刻胶胶厚测量的测量范围的半径r>d时，同时对所述基板上的检测标记进行光刻胶胶厚测量和线宽测量，并进行相关性测试；当r<d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，之后进行光刻胶胶厚和线宽相关性测试，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距。因此对于平板领域和小于2um的图形，由于光刻胶胶厚测量装置与位置测量装置等结合在光学检测滑块下方，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于装置皆安装在光学检测滑块下方，因此能够同时对应相同位置，有利于分析，此外这种方法可以找出进行线宽和胶厚相关性分析的最佳环境，避免进行盲目分析，提高了效率；
2.本发明提供的光学测量装置中还在基板载台上安装了基板温度控制单元，用于使基板恒温，这样就减少了基板在测试前等待其到达目标温度的时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明提供的光学测量装置结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明提供的测量方法流程图；
图4为本发明提供的基板上测量标记分布示意图；
图5为本发明提供的光刻胶线宽随着胶厚变化而变化曲线。
图中：1-支撑底座、
2-光学检测载台框架、
21、22-框架Y向干涉仪测量系统、
3-光学检测滑块、
4-垂向运动机构控制单元、
5-光学检测模块、
51-模块X干涉仪控制测量系统、
52-滑块X干涉仪控制测量系统、
53-模块Y干涉仪控制测量系统、
5a-位置粗测量传感器、
5b-第一位置精测和线宽测量传感器、
5c-第二位置精测和线宽测量传感器、
5d-胶厚测量传感器、
5e-第一高度测量传感器、
5f-第二高度测量传感器、
6-基板载台、
61-基板载台X干涉仪控制测量系统、
62-基板载台Y干涉仪控制测量系统、
7-基准板、
71-线宽标定基准板、
72-X向基准板、
73-Y向基准板、
74-胶厚标定基准板、
8-基板温度控制单元、
9-基板、
91-基板标记。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
请参照图1与图2，以水平向右为X向，垂直于纸面向里的方向为Y向，竖直向上为Z向，建立XYZ三维坐标系。本发明提供的光学测量装置，该装置从下至上包括
一支撑底座1，用于承载整个光学测量装置，其从下至上包括与地面接触的地基、用于减缓地面振动对机器测量影响的减震单元、以及用以设置X向、Y向驱动机构的大理石台。
请参照图2，支撑底座1为一方形台面，其中央放置着一基板载台6，基板载台6上主要用于放置基板9，并且在基板9周围放置有多种用于给基板9校准的基准板7，基准板7上带有校准标记，基准板7包括用于给基板9在X向校准的X向基准板72也即横向基准板、用于给基板9在Y向校准的Y向基准板73也即纵向基准板、线宽标定基准板71、用于校准光刻胶胶厚的胶厚标定基准板74，其中X向基准板72和Y向基准板73相互垂直，线宽标定基准板71和胶厚标定基准板74分别位于Y向基准板73的两端。
X向基准板72和Y向基准板73上设计有周期分布的对准标记，用于周期性校正位置偏差；线宽标定基准板71用于标定第一位置精测和线宽测量传感器5b、第二位置精测和线宽测量传感器5c的线宽测量偏差，保证线宽测量准确度。
在支撑底座1上，在基板载台6上方设置了光学检测载台框架2，该光学检测载台框架2为一龙门架，其从基板载台6一侧沿Z向向上延伸一定的高度后，沿X向延伸至基板载台6相对的一侧，然后沿Z向向下延伸至支撑底座1上。
在光学检测载台框架2上设置一个可沿光学检测载台框架2移动的光学检测滑块3，也就是说光学检测滑块3安装在光学检测载台框架2上并能够沿着X向移动，在光学检测滑块3下固定有光学检测单元，也即光学检测模块5，光学检测单元上设置有参数检测组，参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块，将上述测量模块结合在一个光学检测模块5下方，当光学检测模块5在光学检测滑块3的带动下沿X向运动时，可选上述三中模块任意组合进行测量，也可各自单独测量。在测量基板9上的数据时，上述装置能够同时对应相同的位置，因此更利于分析，尤其有利于分析线路的特征尺寸(如线宽)和胶厚相关性。
在光学检测模块5上设置有一高度调整模块，也即安装在光学检测模块5一侧的垂向运动机构控制单元4，该模块能够控制光学检测模块5相对于光学检测滑块3在Z向上的运动，这样也就调整了光学检测模块5相对于基板9的高度。
具体地，请继续参照图1，标记位置测量模块、线宽测量模块以及光刻胶胶厚测量模块分布在光学检测模块5下表面，具体为：
位置粗测量传感器5a，用于测量基板9相对于基板载台6的偏差，保证基板9上的基板标记91位于第一位置精测和线宽测量传感器5b、第二位置精测和线宽测量传感器5c的视场内；
第一位置精测和线宽测量传感器5b，用于测量基板标记91位置偏差、光刻胶线路的线宽和套刻偏差；
第二位置精测和线宽测量传感器5c，用于测量基板标记91位置偏差、光刻胶线路的线宽和套刻偏差，其与第一位置精测和线宽测量传感器5b相互对称设置，且相对于第一位置精测和线宽测量传感器5b，第二位置精测和线宽测量传感器5c对准视场小，可测量更小光刻胶线路的线宽；
胶厚测量传感器5d，用于测量基板9上或基准板7上或硅片上光刻胶的胶厚，该传感器相对于位置粗测量传感器5a为对称设置。
第一高度测量传感器5e和第二高度测量传感器5f，二者皆用于测量基板9的上表面的高度，且这两者分别设置于第一位置精测和线宽测量传感器5b、第二位置精测和线宽测量传感器5c靠近基板9的一端，且相互对称。
光学测量装置还包括用于测量基板载台位置的基板载台位置测量单元以及基于所述基板载台位置测量单元和所述光学检测位置测量单元的测量信息对所述标记位置测量模块测得的标记位置进行校正的校正模块，基板载台位置测量单元包括基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块，所述基板载台Y向测量模块测量所述基板载台的Y向位移量，所述基板载台X向测量模块测量所述基板载台Y向运动中的X向偏移量。具体地，包括：
基板载台X干涉仪控制测量系统61也即基板载台X向测量模块，用于控制基板载台6在X向上的运动，并同时测量基板载台6的X位置，记作量X_ws和在XZ平面上的旋转量Rzx_ws；
基板载台Y干涉仪控制测量系统62也即基板载台Y向测量模块，用于控制基板载台6在Y向的运动，并同时测量基板载台6在YZ平面上的旋转量Rzy_ws和倾斜量Rx_ws；
基板载台X干涉仪控制测量系统61和基板载台Y干涉仪控制测量系统62分别设置在基板载台6的X向和Y向上，两者均采用干涉仪；
光学测量装置中还包括用于测量所述光学检测单元位置的光学检测单元位置测量单元、基于所述基板载台位置测量单元和所述光学检测位置测量单元的测量信息对所述标记位置测量模块测得的标记位置进行校正的校正模块。光学检测单元位置测量单元也就是用于测量光学检测模块5自身位置与偏差的装置，其连接在光学检测模块5和光学检测滑块3之间，所述光学检测单元位置测量单元包括光学检测单元X向测量模块、光学检测滑块X向测量模块以及光学检测单元Y向测量模块，所述光学检测单元X向测量模块测量所述光学检测单元的X向位移量，所述光学检测滑块X向测量模块测量所述光学检测滑块的X向位移量，所述光学检测单元Y向测量模块用于测量所述光学检测单元X向运动中所述光学检测单元相对光学检测载台框架的Y向偏移量，上述装置具体为：
模块X干涉仪控制测量系统51，设置在光学检测模块5上，用于测量光学检测模块5在X向上的位移X_om，并且控制光学检测模块5在X向的运动，模块X干涉仪控制测量系统51和滑块X干涉仪控制测量系统52相互连接，将两者测量得到的数据进行参数处理，可得到光学检测模块5的倾斜量Ry_om；
滑块X干涉仪控制测量系统52，设置在光学检测滑块3上，可测量光学检测模块5在XZ平面上的旋转量Rzx_om；
模块Y干涉仪控制测量系统53，设置在光学检测模块5上，用于测量光学检测模块5相对于光学检测载台框架2的Y向位移量Y_om和倾斜量Rx_om，模块X干涉仪控制测量系统51和滑块X干涉仪控制测量系统52均采用干涉仪，模块Y干涉仪控制测量系统53采用激光位移传感器。
本发明中在基板载台6上还设置了基板温度控制单元8，这是一种恒温系统，其设置在基板9下方，当基板9上载到基板载台6上时，可快速使基板9温度达到目标温度，这样就减少了基板9在测试前等待其到达目标温度的时间，提高了生产效率。
本发明中，为了防止光学检测载台框架2在工作过程中产生了变形，使得光学检测滑块3在移动时，在Y向和Z向上都有可能产生了移动偏差，因此为了将这些移动偏差得到补偿，则在光学检测载台框架2上设置了框架测量单元，具体为载台框架Y向干涉仪测量系统21、22，当基板载台6沿着Y向运动时，可测量得到光学检测载台框架2变形量Yref和旋转变形量Rzref，基板载台X干涉仪控制测量系统61和基准载台Y干涉仪控制测量系统62根据上述数据校正对准时刻基板载台6位置。
此外，本发明提供的光学测量装置中，上述所有的检测数据的模块或者单元或者系统皆与一控制系统中的参数处理单元连接，参数处理单元处理检测的数据，处理完成后反馈至相应的位置调控系统中，如反馈至垂向运动机构控制单元4、模块X干涉仪控制测量系统51、滑块X干涉仪控制测量系统52、模块Y干涉仪控制测量系统53、基板载台X干涉仪控制测量系统61、基准载台Y干涉仪控制测量系统62，控制各自对应的部件作相应的移动。
本发明还提供了一种使用上述光学测量装置的测量方法，由于标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块都集中在光学检测滑块3下方，因此可进行数据相关性的分析。如：由于光刻时涂胶均匀性为渐变变化，在一定测量范围(以r为半径范围)内，胶厚可认为是一致的或胶厚变化影响可忽略，当线宽测量模块/光刻胶胶厚测量的测量范围的半径r>d时，同时对所述基板上的检测标记进行光刻胶胶厚测量和线宽测量，并进行相关性测试；当r<d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，之后进行光刻胶胶厚和线宽相关性测试，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距。
请参照图3和图4，在被测量的基板9上具体分布着144个基板标记91也即检测标记，测量的线宽为1.8μm，具体分布如图4所示，则胶厚和线宽相关性分析的方法具体为：
步骤一：基板载台6沿着Y向运动，光学检测模块5沿着X向运动，使得检测标记i位于第二位置精测和线宽测量传感器5c下；
步骤二：第二高度测量传感器5f读取此时所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块距离所述检测标记i的高度值Z1；
步骤三：计算所述高度值Z1相对于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块也即第二位置精测和线宽测量传感器5c的最佳焦面高度值Z2的高度偏差dZ＝Z1-Z2；
步骤四：垂向运动机构控制单元4控制光学检测模块5垂向运动，相对于此时的高度位置，再运动dZ，使所述检测标记i位于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块的最佳焦面处；
步骤五：第二位置精测和线宽测量传感器5c进行线宽量测，得到测量线宽CDi；
步骤六：同时胶厚测量传感器5d进行胶厚量测，得到Zi_film；
步骤七：计算所有测量线宽均值CDmean：
步骤八：所述光刻胶胶厚测量模块测量得到胶厚均值Filmmean：
步骤九：得到如图5所示的数据图，则计算线宽和胶厚相关性R：
其中，STDEV(CDi)为基于所有测得的线宽数据估算标准偏差，STDEV(Zi_filmi)为基于所有测得的光刻胶胶厚数据估算标准偏差；
步骤十：给出相关性结论：若R>0.6,则相关，需调整膜厚均匀性以提高光刻精度；若R<0.6,则判断相关性不高，需查找其他原因。其中0.6为预设的相关性阈值。
关于胶厚测量则和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，进行胶厚和线宽相关性测试，具体如下：
步骤S0：根据测量位置，规划测量路径，并定义每个位置的测量模式，如图4所示，基板9上的测量位置分为线宽测量模式点和胶厚测量模式点，每一个模式点在X向上形成平行于X向的直线，其与另一个模式点在Y向上间隔排列；
步骤S1：按规划的测量路径，依次运动到测量位置，按照测量位置定义的测量模式进行线宽或胶厚测量；
步骤S2：当测量位置定义的测量模式为线宽测量时，执行上述的步骤一至步骤五；
步骤S3：当测量位置定义的测量模式为胶厚测量时，执行步骤六；
步骤S4：执行步骤七至步骤十。
综上，本发明提供了一种光学测量装置，其包括用于放置基板9的基板载台6、从所述基板载台6一侧延伸至相对的一侧的光学检测载台框架2以及用于放置基板载台6和光学检测载台框架2的支撑底座1，在光学检测载台框架2上设置有可以移动的光学检测滑块3，在光学检测滑块3下方固定有光学检测单元，也即光学检测模块5，光学检测单元包括参数检测组，参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块。因此对于平板领域和小于2um的图形，由于光刻胶胶厚测量模块与线宽测量模块等结合在同一个光学检测单元中，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于装置皆安装在同一个光学检测滑块3上，因此能够同时对应相同位置，有利于分析.
本发明还提供一种使用上述的光学测量装置的测量方法，用于测量基板9的位置数据以及位于基板9上光刻胶的数据，针对基板9上同一处进行同时测量线宽和光刻胶厚度的测量，在基板上设置多个检测标记，当所述线宽测量模块或光刻胶胶厚测量模块的测量范围的半径r>d时，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距，采用所述线宽测量模块测量所述检测标记的线宽的同时采用所述光刻胶胶厚测量模块测量所述检测标记的胶厚；当r<d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，最后根据所述线宽测量模块和所述光刻胶胶厚测量模块测得的数据进行线宽和胶厚相关性计算。因此对于平板领域和小于2um的图形，由于光刻胶胶厚测量装置与位置测量装置等结合在同一个光学检测滑块3下方，因此在分析线路线宽和胶厚相关性时，由于装置皆安装在光学检测滑块3下，因此能够同时对应相同位置，有利于分析，此外这种方法可以找出进行线宽和胶厚相关性分析的最佳环境，避免进行盲目分析，提高了效率。
此外，本发明提供的光学测量装置中还在基板载台6上安装了基板温度控制单元8，用于使基板9恒温，这样就减少了基板9在测试前等待其到达目标温度的时间，提高了生产效率。
本发明对上述实施例进行了描述，但本发明不仅限于上述实施例。显然本领域的技术人员可以对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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (19)

1.一种光学测量装置，其特征在于，包括
一基板载台，用于放置基板；
一光学检测载台框架，从所述基板载台一侧延伸至相对的一侧，所述光学检测载台框架上承载有一光学检测滑块，可沿所述光学检测载台框架滑动；
一光学检测单元，固定在所述光学检测滑块上，随着所述光学检测滑块沿所述光学检测载台框架移动，所述光学检测单元上设置有参数检测组，所述参数检测组包括标记位置测量模块、线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块；
当线宽测量模块/光刻胶胶厚测量的测量范围的半径r＞d时，同时对所述基板上的检测标记进行光刻胶胶厚测量和线宽测量，并进行相关性测试；当r＜d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，之后进行光刻胶胶厚和线宽相关性测试，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距。
2.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台上设置有基板温度控制单元，用于使所述基板恒温。
3.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括用于测调所述参数检测组与基板上表面距离的高度调整模块。
4.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括用于测量所述光学检测单元位置的光学检测单元位置测量单元、用于测量所述基板载台位置的基板载台位置测量单元以及基于所述基板载台位置测量单元和所述光学检测位置测量单元的测量信息对所述标记位置测量模块测得的标记位置进行校正的校正模块。
5.如权利要求4所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台位置测量单元包括基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块，所述基板载台Y向测量模块测量所述基板载台的Y向位移量，所述基板载台X向测量模块测量所述基板载台Y向运动中的X向偏移量。
6.如权利要求5所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台Y向测量模块和基板载台X向测量模块均采用干涉仪。
7.如权利要求4所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学检测单元位置测量单元包括光学检测单元X向测量模块、光学检测滑块X向测量模块以及光学检测单元Y向测量模块，所述光学检测单元X向测量模块测量所述光学检测单元的X向位移量，所述光学检测滑块X向测量模块测量所述光学检测滑块的X向位移量，所述光学检测单元Y向测量模块用于测量所述光学检测单元X向运动中所述光学检测单元相对光学检测载台框架的Y向偏移量。
8.如权利要求7所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学检测单元X向测量模块和光学检测滑块X向测量模块均采用干涉仪，所述光学检测单元Y向测量模块采用激光位移传感器。
9.如权利要求4所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括用于测量所述光学检测载台框架变形量的框架测量单元，所述校正模块根据所述框架测量单元的测量信息对所述基板载台的位置进行校正。
10.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台上还布设有带校准标记的基准板，用于校正测量时所述基板载台位置偏差和光学检测单元位置偏差。
11.如权利要求10所述的光学测量装置，其特征在于，所述带校准标记的基准板包括横向基准板和与所述横向基准板垂直的纵向基准板，所述横向基准板沿所述基板载台X向布置，用于校准所述光学检测单元沿X向运动时所述基板相对所述光学检测单元的Y向位置偏差，所述纵向基准板沿所述基板载台Y向布置，用于校准所述基板载台沿Y向运动时所述基板相对所述光学检测单元的X向位置偏差。
12.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台上还设置有线宽标定基准板，用于标定所述线宽测量模块的线宽测量偏差。
13.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述基板载台上还设置有胶厚标定基准板，用于标定所述光刻胶胶厚测量模块的测量胶厚偏差。
14.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括支撑底座，用于承载所述基板载台和光学检测载台框架。
15.如权利要求14所述的光学测量装置，其特征在于，所述支撑底座从下至上包括减震单元和大理石。
16.一种使用如权利要求1所述的光学测量装置的测量方法，用于测量基板上图形线宽和光刻胶胶厚，其特征在于，当线宽测量模块/光刻胶胶厚测量的测量范围的半径r＞d时，同时对所述基板上的检测标记进行光刻胶胶厚测量和线宽测量，并进行相关性测试；当r＜d时，光刻胶胶厚测量和线宽测量进行测量路径规划，以测量时间最短确定测量位置，并定义每个位置的测量模式，按规划的测量路径运动到每个位置处时，按定义的测量模式对当前位置的检测标记进行光刻胶胶厚和/或线宽测量，之后进行光刻胶胶厚和线宽相关性测试，其中d为线宽测量模块和光刻胶胶厚测量模块的间距。
17.如权利要求16所述的光学测量装置的测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：
移动所述基板载台和光学检测单元使得所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块对准一检测标记i；
测量此时所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块距离所述标记的高度值Z1；
计算所述高度值Z1相对于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块的最佳焦面高度值Z2的高度偏差dZ＝Z1-Z2；
控制所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块垂向运动dZ，使所述检测标记位于所述线宽测量模块/光刻胶胶厚测量模块的最佳焦面处。
18.如权利要求16所述光学测量装置的测量方法，其特征在于，根据所述线宽测量模块和所述光刻胶胶厚测量模块测得的数据进行胶厚和线宽相关性计算具体包括：所述线宽测量模块测量得到的线宽均值CDmean：
其中，n为所述检测标记的个数，CDi为第i个检测标记的线宽值；
所述光刻胶胶厚测量模块测量得到的胶厚均值Filmmean：
其中，Zi_filmi为第i个检测标记的胶厚值；
计算线宽和胶厚相关性R：
其中，STDEV(CDi)为基于所有测得的线宽数据估算标准偏差，STDEV(Zi_filmi)为基于所有测得的光刻胶胶厚数据估算标准偏差；
给出相关性结论：若R＞T，则线宽和胶厚相关，需调整光刻胶胶厚均匀性；若R＜T，则判断相关性不高，其中，T为预设的相关性阈值。
19.如权利要求18所述的光学测量装置的测量方法，其特征在于，所述T的取值为0.6。
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