TWI654484B - Photoetching device and method - Google Patents

Photoetching device and method

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TWI654484B TW107108866A TW107108866A TWI654484B TW I654484 B TWI654484 B TW I654484B TW 107108866 A TW107108866 A TW 107108866A TW 107108866 A TW107108866 A TW 107108866A TW I654484 B TWI654484 B TW I654484B
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Abstract

一種光蝕刻裝置及方法，該光蝕刻裝置包括至少兩套曝光裝置和一套基板裝置，其中：該基板裝置包括一基板台和一基板，該基板台承載該基板；該至少兩套曝光裝置沿曝光掃描方向對稱分佈在該基板上方，同時在該基板上形成兩個曝光場，對該曝光場內基板進行曝光。

Description

光蝕刻裝置及方法
本發明有關於光蝕刻機技術領域，特別有關於一種光蝕刻裝置及方法。
投影掃描式光蝕刻機的作用是把遮罩板上的圖形清晰、正確地成像在塗有光蝕刻膠的基板上，對於大尺寸基板而言，現有技術採用拼接鏡頭以提供適應大尺寸基板的大視場，但拼接鏡頭存在諸多設計風險以及高成本。而且，針對特殊工藝，如小面積的遮罩板工作情況下，需要採用小視場實現曝光，此種工作情況下並不適合繼續採用提供大視場的拼接鏡頭。
本發明的目的在於提供一種光蝕刻裝置及方法，以適用於小視場、大基板的工作情況。
為解決上述技術問題，本發明提供一種光蝕刻裝置，包括兩個曝光裝置和一基板裝置，其中：該基板裝置包括一基板台，該基板台用於承載一基板；該兩個曝光裝置沿曝光掃描方向對稱分佈在該基板台上方，用於同時在該基板上形成兩個曝光場，對該曝光場內基板進行曝光。
進一步的，該兩個曝光裝置中的每一曝光裝置包括照明裝置、遮罩台、物鏡、對準裝置及垂直方向測量感測器，其中： 該遮罩台用於承載一遮罩板，該照明裝置位於該遮罩台的上方，該物鏡位於該遮罩台的下方，該對準裝置和該垂直方向測量感測器位於該基板台上方，該對準裝置用於測量該基板相對該遮罩板的位置，該垂直方向測量感測器用於測量該基板的面形。
進一步的，該對準裝置包括基板對準裝置和遮罩對準裝置，該基板對準裝置用於測量該基板相對該基板台的位置，該遮罩對準裝置用於測量該遮罩板相對該基板台的位置。
進一步的，該基板裝置還包括多塊基準板，每一該曝光裝置對應至少一塊基準板，該基準板上設有基準板標記，該基板對準裝置和該遮罩對準裝置測量對應的基準板上的該基準板標記的位置以獲得該基板和該遮罩板相對該基板台的位置。
進一步的，該遮罩對準裝置設置在對應的基準板下方。
進一步的，該多塊基準板包括與該兩個曝光裝置對應的兩塊測量基準板，以及位於該兩塊測量基準板之間的測校基準板，該測校基準板上設有測校標記，每一曝光裝置中的基板對準裝置和遮罩對準裝置藉由定期測量該測校標記的位置，實現對應的該基板對準裝置、遮罩對準裝置相對該基板台的位置的校準。
進一步的，該基板包括多個基板對準標記，該基板對準裝置藉由測量該基板對準標記的位置以獲得該基板的位置。
本發明還提供一種採用上述光蝕刻裝置的光蝕刻方法，包括：步驟1、將基板放置於基板台上，將兩個曝光裝置沿掃描方向對稱設置於該基板的上方； 步驟2、測量該基板的整體面形，得到該基板的全域調平調整量，執行基板的全域調平；步驟3、各該曝光裝置的基板對準裝置同時執行基板對準，根據該基板與該基板台之間的位置關係計算該基板的上板誤差；步驟4、控制該基板台和/或各該曝光裝置的遮罩台運動，以補償該基板的上板誤差；步驟5、在曝光每個曝光場時，每一曝光裝置的垂直方向測量感測器即時測量對應曝光場內的基板的局部面形，控制對應的遮罩台根據該曝光場內的基板局部面形運動，使曝光的最佳焦面與該基板上曝光場重合。
進一步的，該步驟2包括：每一曝光裝置的垂直方向測量感測器測量該基板上測量點的位置(x i,y i,z i)，i=1,2,...,n，n為自然數，將所有測量點的位置(x i,y i,z i)代入平面擬合模型z i=wz-wwy．x i+wwx．y i，擬合得到該基板的全域擬合面，其中wz為該全域擬合面的高度值，wwx為該全域擬合面的X方向傾斜值，wwy為該全域擬合面的Y方向傾斜值，再根據該基板的全域擬合面與基板對準最佳焦面之間的差值確定該基板的全域調平調整量。
進一步的，該基板對準最佳焦面為各曝光裝置中物鏡的參考焦面的平均值。
進一步的，步驟3包括：將該兩個曝光裝置對應的基板區域分別定義為基板第一區域和基板第二區域，控制該基板台沿著掃描方向運動，同時該兩個曝光裝置的基板對準裝置分別測量該基板第一區域和該基板第二區域的基板對準標記的位置； 根據該基板第一區域的基板對準標記的測量位置和名義位置，以及該基板第二區域的基板對準標記的測量位置和名義位置計算該基板的上板誤差。
進一步的，計算該基板的上板誤差包括：將該基板第一區域的基板對準標記的測量位置和名義位置代入下述公式計算該基板第一區域相對該基板台的偏移量(Rz_L,Cx_L,Cy_L)，將該基板第二區域的基板對準標記的測量位置和名義位置代入下述公式計算該基板第二區域相對該基板台的偏移量(Rz_R,Cx_R,Cy_R)，Rz_L為該基板第一區域相對該基板台的繞Z軸的旋轉量，Cx_L、Cy_L分別為該基板第一區域相對該基板台的X、Y方向平移量，Rz_R為該基板第二區域相對該基板台的繞Z軸的旋轉量，Cx_R、Cy_R分別為該基板第二區域相對該基板台的X、Y方向平移量，該公式為： 其中，(Xi,Yi)為該基板對準標記的名義位置，dxi、dyi為該基板對準標記的測量位置和名義位置的差值，Mx為該基板的X方向倍率，My為該基板的Y方向倍率，non_ortho為該基板的非正交量。
進一步的，該步驟4中補償該基板的上板誤差包括：先計算該基板台的繞Z軸的旋轉調整量dRz、X方向平移調整量dCx及X方向平移調整量dCy，控制該基板台根據計算得到的調整量運動，補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台的偏移量的公共部分： 再計算該基板第一區域對應的遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及X方向平移調整量RS.Cy_L，和該基板第二區域對應的遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及X方向平移調整量RS.Cy_R，控制該基板第一區域對應的遮罩台和該基板第二區域對應的遮罩台根據相應的調整量運動，分別補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台的偏移量的餘量部分：
進一步的，該步驟4中補償該基板的上板誤差包括：計算該基板第一區域對應的遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及X方向平移調整量RS.Cy_L，和該基板第二區域對應的遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及X方向平移調整量RS.Cy_R，控制該基板第一區域對應的遮罩台和該基板第二區域對應的遮罩台根據相應的調整量同時運動，分別補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台的偏移量：RS.Rz_L=-Rz_L；RS.Cx_L=-Cx_L；RS.Cy_L=-Cy_L；RS.Rz_R=-Rz_R；RS.Cx_R=-Cx_R；RS.Cy_R=-Cy_R。
進一步的，該步驟5包括控制該遮罩台運動以補償該曝光場內的基板的局部面形中的Z方向高度和Rx、Ry方向傾斜，其中該遮罩台運動以補償該Z方向高度包括：在每個曝光場曝光起點，該遮罩台的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為RS.Z set_i =RS.Z ref_i +1/N 2 *(FLS.Z i -BF_Die.Z) WSF，掃描過程中，該遮罩台的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為 RS.Z set_i =RS.Z ref_i +1/N 2 *(FLS.Z i -FLS.Z i-1) WSF，其中為RS.Z ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Z方向設定值，FLS.Z i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Z方向高度值，FLS.Z i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Z方向高度值，BF_Die.Z為曝光的最佳焦面的Z方向高度值，N為物鏡的倍率，WSF為濾波參數；該遮罩台運動以補償該Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 包括：在每個曝光場曝光起點，該遮罩台的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為RS.Rx set_i =RS.Rx ref_i +1/N *(FLS.Rx i -BF_Die.Rx) WSF，掃描過程中，該遮罩台的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為RS.Rx set_i =RS.Rx ref_i +1/N *(FLS.Rx i -FLS.Rx i-1) WSF，其中為RS.Rx ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Rx方向傾斜設定值，FLS.Rx i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，FLS.Rx i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，BF_Die.Rx為該曝光的最佳焦面的Rx方向傾斜值；該遮罩台運動以補償該Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 包括：在每個曝光場曝光起點，該遮罩台的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為RS.Ry set_i =RS.Ry ref_i +1/N*(FLS.Ry i -BF_Die.Ry) WSF，掃描過程中，該遮罩台的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為 RS.Ry set_i =RS.Ry ref_i +1/N*(FLS.Ry i -FLS.Ry i-1) WSF，其中RS.Ry ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Ry方向傾斜設定值，FLS.Ry i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，FLS.Ry i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，BF_Die.Ry為該曝光的最佳焦面的Ry方向傾斜值。
進一步的，該步驟3中還包括各曝光裝置的遮罩對準裝置同時執行遮罩對準，獲得各該曝光裝置的遮罩板與基板台之間的位置關係。
在本發明提供的光蝕刻裝置及方法，藉由提供並行的小視場以實現大尺寸基板曝光，不僅降低拼接鏡頭的設計難度，而且本發明易於擴展，可適用於更大尺寸基板，在降低製造成本的同時提高工藝適應性。
7‧‧‧基板
10‧‧‧基板台
11‧‧‧第一照明裝置
12‧‧‧第二照明裝置
21‧‧‧第一遮罩板
22‧‧‧第二遮罩板
31‧‧‧第一遮罩台
32‧‧‧第二遮罩台
41‧‧‧第一物鏡
42‧‧‧第二物鏡
51‧‧‧第一基板對準裝置
52‧‧‧第二基板對準裝置
61‧‧‧第一垂直方向測量感測器
62‧‧‧第二垂直方向測量感測器
71‧‧‧基板第一區域
72‧‧‧基板第二區域
81‧‧‧第一基準板
82‧‧‧第二基準板
83‧‧‧第三基準板
91‧‧‧第一遮罩對準裝置
92‧‧‧第二遮罩對準裝置
圖1是本發明的光蝕刻裝置結構示意圖；圖2是本發明的光蝕刻裝置的基板的俯視圖；圖3是本發明的光蝕刻裝置的基板對準標記示意圖。
以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的光蝕刻裝置及方法作進一步詳細說明。根據下面說明和請求項，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本發明實施例 的目的。
本發明的核心思想在於提供一種光蝕刻裝置及方法，提供並行小視場來實現大尺寸基板的曝光，同時解決曝光時基板局部形變的技術問題。
為實現上述思想，本發明提供一種光蝕刻裝置，包括至少兩套曝光裝置和一套基板裝置，其中：該基板裝置包括一基板台和一基板，該基板台承載該基板；該至少兩套曝光裝置沿曝光掃描方向對稱分佈在該基板上方，同時在該基板上形成兩個曝光場，對該曝光場內基板進行曝光。
<實施例一>
本實施例提供的光蝕刻裝置包括兩套曝光裝置，分別為第一曝光裝置和第二曝光裝置，其中：如圖1~2所示，該基板裝置包括一基板台10和一基板7，該基板台10承載該基板7，該基板7包括基板第一區域71和基板第二區域72；該第一曝光裝置和該第二曝光裝置沿該基板7曝光方向呈對稱分佈，該第一曝光裝置和該第二曝光裝置分別對應該基板第一區域71和該基板第二區域72，該第一曝光裝置對該基板第一區域71進行測量並根據測量結果調整該基板台10和其自身的參數，該第二曝光裝置對該基板第二區域72進行測量並根據測量結果調整該基板台10和其自身的參數，該第一曝光裝置和該第二曝光裝置分別同時對該基板第一區域71和該基板第二區域72進行曝光。
在本實施例提供的光蝕刻裝置中，藉由該第一曝光裝置對該基板第一區域71進行測量並根據測量結果調整該基板台10 和其自身的參數，該第二曝光裝置對該基板第二區域72進行測量並根據測量結果調整該基板台10和其自身的參數，可靈活的調整基板台10、第一曝光裝置和第二曝光裝置的參數，曝光時當位於曝光場內的基板7出現局部起伏和形變時，適應的分別調整第一曝光裝置和第二曝光裝置的參數，分別補償各自對應的曝光場內的基板的局部起伏和形變帶來的缺陷，另外，該第一曝光裝置和該第二曝光裝置分別同時對該基板第一區域71和該基板第二區域72進行曝光，可實現小視場的工作情況，滿足大面積基板的工藝要求，一次曝光，工藝步驟減少，成本低。
具體的，在所述的光蝕刻裝置中，該第一曝光裝置包括第一照明裝置11、第一遮罩板21、第一遮罩台31、第一物鏡41、第一基板對準裝置51、第一垂直方向測量感測器61和第一遮罩對準裝置91，其中：該第一遮罩台31承載該第一遮罩板21，該第一照明裝置11位於該第一遮罩板21的上方，該第一物鏡41位於該第一遮罩台31的下方，該第一基板對準裝置51和該第一垂直方向測量感測器61位於該基板第一區域71的上方，該第一基板對準裝置51用於測量該基板第一區域71相對該基板台10的位置，該第一垂直方向測量感測器61用於測量該基板第一區域71的面形，該第一遮罩對準裝置91用於測量該第一遮罩板21相對該基板台10的位置。同樣，本實施例中，該第二曝光裝置包括第二照明裝置12、第二遮罩板22、第二遮罩台32、第二物鏡42、第二基板對準裝置52、第二垂直方向測量感測器62和第二遮罩對準裝置92。
由此可知，本實施例中藉由兩套曝光裝置分別對基板上的兩個區域進行曝光，滿足大面積基板和小視場工作情況的要 求。
另外，在所述的光蝕刻裝置中，該基板裝置還包括基準板，每套曝光裝置對應至少一塊基準板，該基準板上設有基準板標記，該基準板與基板台10之間的位置關係是固定的。本實施例中該基準板包括第一基準板81、第二基準板82和第三基準板83，第一基準板81、第二基準板82和第三基準板83上均包括兩個基準板標記，基準板標記的結構可以採用現有技術中常用的結構，在此不作特別限定。較佳的，第一至第三基準板81~83上的基準板標記採用相同的結構。該第一基板對準裝置51測量該第一基準板81上的基準標記，該第二基板對準裝置52測量該第二基準板82上的基準板標記，以分別獲得該第一基板對準裝置51、該第二基板對準裝置52相對該基板台10的位置。
該第三基準板83為測校基準板，該第三基準板83上的該基準板標記用於測量第一基板對準裝置51和該第二基板對準裝置52的相對位置。第一基板對準裝置51藉由測量第一基準板81和第三基準板83上的基準板標記的位置來標記自身的位置，第二基板對準裝置52藉由測量第二基準板82和第三基準板83上的基準板標記的位置來標記自身的位置，由於兩者都與第三基準板83上的基準板標記有位置關係，所以兩者的相對位置可獲得。
結合圖1和圖2可知，第一至第三基準板81~83的位置靠近基板台10的一側邊緣且處於基板7放置位置以外的區域。該第一基準板81和該第二基準板82分別對應於該基板第一區域71和該基板第二區域72，該第三基準板83對應於該基板第一區域71和該基板第二區域72的中間位置，即第三基準板83位於該第一基 準板81和該第二基準板82之間，藉由定期測量該第三基準板83上的基準板標記，可實現對第一基板對準裝置51、該第二基板對準裝置52相對該基板台10位置的校準。
該第一遮罩對準裝置91設置在該第一基準板81下方，用於測量該第一遮罩板21上遮罩標記相對該第一基準板81上基準板標記的位置，進而獲得該第一遮罩板21相對該基板台10的位置，該第二遮罩對準裝置92設置在該第二基準板82下方，用於測量該第二遮罩板22上遮罩標記相對該第二基準板82上基準板標記的位置，進而獲得該第二遮罩板22相對該基板台10的位置，如圖2所示。本領域技術人員應當知曉，該遮罩標記的結構應當與基準板標記的結構相匹配，以實現對準。由於對準標記的設計為現有技術，在此不一一列舉。
進一步的，如圖3所示，在所述的光蝕刻裝置中，該基板7還包括多個基板對準標記，第一行對應A1~A8，第二行對應B1~B8，第三行對應C1~C8，以此類推D1~D8、E1~E8、F1~F8和G1~G8，為了圖式簡潔清晰，圖中只標出A1~A8以及B1~G1，其餘各點位置可以類推獲得。該第一基板對準裝置51測量該基板第一區域71上的基板對準標記，該第二基板對準裝置52測量該基板第二區域72上的基板對準標記，計算該基板第一區域71、基板第二區域72相對於第一基準板81、第二基準板82的位置關係，進而獲得該基板7相對該基板台10的位置關係。
綜上，上述實施例對光蝕刻裝置的結構進行詳細說明，當然，本發明包括但不侷限於上述實施例中所列舉的結構，任何在上述實施例提供的結構基礎上進行變換的內容，均屬於本發明 所保護的範圍。本領域技術人員可以根據上述實施例的內容舉一反三。
本實施例還提供一種光蝕刻方法，包括：步驟1、將基板7放置於基板台10上；將第一曝光裝置和第二曝光裝置沿該基板7曝光方向呈對稱分佈設置，使該第一曝光裝置和該第二曝光裝置分別對應該基板第一區域71和基板第二區域72；步驟2、該第一曝光裝置的第一垂直方向測量感測器61對該基板第一區域71進行測量，該第二曝光裝置的第二垂直方向測量感測器62對該基板第二區域72進行測量，並將所有測量點的位置(x i,y i,z i)代入平面擬合模型z i=wz-wwy．x i+wwx．y i，擬合得到該基板7的全域擬合面，其中wz為該全域擬合面的高度值(即Z方向值)，wwx為該全域擬合面關於X軸的傾斜值，wwy為該全域擬合面關於Y軸的傾斜值，再根據該基板7的全域擬合面與基板對準最佳焦面之間的差值確定該基板的全域調平調整量，根據該基板的全域調平調整量執行該基板7的全域調平，使得全域調平後的基板7的表面基本與基板對準最佳焦面重合；進一步地，該基板對準最佳焦面為該第一曝光裝置和該第二曝光裝置中物鏡41、42的參考焦面的平均值。
步驟3、該第一曝光裝置的第一基板對準裝置51和該第二曝光裝置的第二基板對準裝置52同時執行基板對準，獲得該基板7與該基板台10之間的位置關係，並根據該基板7與該基板台10之間的位置關係計算該基板7的上板誤差；該步驟3可具體包括：控制該基板台10沿著掃描方向運動， 同時該第一基板對準裝置51測量該基板第一區域71的基板對準標記的位置，該第二基板對準裝置52測量該基板第二區域72的基板對準標記的位置；將該基板第一區域71的基板對準標記的測量位置和名義位置代入下述式1計算該基板第一區域71相對該基板台10的偏移量(Rz_L,Cx_L,Cy_L)，將該基板第二區域72的基板對準標記的測量位置和名義位置代入下述式1計算該基板第二區域72相對該基板台10的偏移量(Rz_R,Cx_R,Cy_R)，其中，Rz_L為該基板第一區域71(圖中左側區域)相對該基板台10的繞Z軸的旋轉量，Cx_L、Cy_L分別為該基板第一區域71相對該基板台10的X、Y方向平移量，Rz_R為該基板第二區域72(圖中右側區域)相對該基板台10的繞Z軸的旋轉量，Cx_R、Cy_R分別為該基板第二區域72相對該基板台10的X、Y方向平移量。
其中，(Xi,Yi)為該基板對準標記的名義位置，dxi、dyi分別為該基板對準標記的X、Y方向位置偏差，即該基板對準標記的測量位置(步驟1中測得的x i )和名義位置Xi的差值，Mx為基板的X方向倍率，My為該基板的Y方向倍率，non_ortho為該基板的非正交量。計算基板第一區域71相對該基板台10的偏移量時，將基板第一區域71內的基板對準標記的測量位置和名義位置以及第一物鏡41的倍率值代入式1，求得的Rz,Cx,Cy即為Rz_L,Cx_L,Cy_L。同理，計算基板第二區域72相對該基板台10的偏移量時，將基板第二區域72內的基板對準標記的測量位置和名義位置以及第二物鏡 41的倍率值代入式1，求得的Rz,Cx,Cy即為Rz_R,Cx_R,Cy_R。
該步驟3中還包括該第一曝光裝置的第一遮罩對準裝置91和該第二曝光裝置的第二遮罩對準裝置92同時執行遮罩對準，分別獲得該第一曝光裝置的第一遮罩板21與基板台10之間的位置關係以及該第二曝光裝置的第二遮罩板22與基板台10之間的位置關係。
步驟4、控制該基板台10、第一遮罩台31及第二遮罩台32運動，以補償該基板7的上板誤差，具體為：先根據以下公式計算該基板台10的繞Z軸的旋轉調整量dRz、X方向平移調整量dCx及X方向平移調整量dCy，控制該基板台10根據計算得到的調整量運動，補償該基板第一區域71與該基板第二區域72相對該基板台10的偏移量的公共部分： 再根據以下公式分別計算該基板第一區域71對應的第一遮罩台31的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及X方向平移調整量RS.Cy_L，和該基板第二區域72對應的第二遮罩台32的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及X方向平移調整量RS.Cy_R，控制該第一遮罩台31和該第二遮罩台32根據相應的調整量運動，分別補償該基板第一區域71與該基板 第二區域72相對該基板台10的偏移量的餘量部分：
也就是說，在步驟4中，對於基板第一區域71與基板第二區域72相對該基板台10的公共誤差是藉由調整基板台10的位置來進行補償，而對於基板第一區域71與基板第二區域72相對該基板台10的非公共誤差是藉由調整各自的遮罩台位置來實現補償。
步驟5、在掃描曝光每個曝光場時，該第一曝光裝置的垂直方向測量感測器61即時測量曝光場內的基板第一區域71的局部面形(即基板第一區域71位於曝光場中的部分的面形)，並控制該第一遮罩台31根據測量得到的基板第一區域的局部面形進行運動，以使第一曝光裝置的最佳焦面與該基板第一區域上的曝光場基本重合。同時，該第二曝光裝置的垂直方向測量感測器62即時 測量曝光場內的基板第二區域72的局部面形(即基板第二區域72位於曝光場中的部分的面形)，並控制該第二遮罩台31根據測量得到的基板第二區域的局部面形進行運動，以使第二曝光裝置的最佳焦面與該基板第二區域上的曝光場基本重合。
下述以控制該第一遮罩台31運動以補償該基板第一區域上曝光場的局部面形中的Z方向高度和Rx、Ry方向傾斜為例進行說明：該第一遮罩台31運動以補償該基板第一區域上曝光場的Z方向高度包括：S1：在每個曝光場曝光起點，將該第一遮罩台31的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為RS.Z set_i =RS.Z ref_i +1/N 2 *(FLS.Z i -BF_Die.Z) WSF，S2：掃描過程中，將該第一遮罩台31的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為RS.Z set_i =RS.Z ref_i +1/N 2 *(FLS.Z i -FLS.Z i-1) WSF，其中為RS.Z ref_i 為掃描曝光時該第一遮罩台31沿參考物面運動的Z方向設定值，FLS.Z i 為該垂直方向測量感測器61在目前取樣週期內測得的Z方向高度值，FLS.Z i-1為該垂直方向測量感測器61在上一取樣週期內測得的Z方向高度值，BF_Die.Z為曝光的最佳焦面的Z方向高度值，N為第一物鏡41的倍率，WSF為濾波參數。此處，濾波過程例如可以採用低通濾波，目的是解決遮罩台伺服頻寬不夠的問題。關於不同濾波過程的選擇以及相應濾波參數WSF的設定均為業界已知，故不具體展開。
藉由該第一遮罩台31的運動以補償該基板上曝光場 的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 包括：K1：在每個曝光場曝光起點，該第一遮罩台31的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為RS.Rx set_i =RS.Rx ref_i +1/N *(FLS.Rx i -BF_Die.Rx) WSF，K2：掃描過程中，該第一遮罩台31的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為RS.Rx set_i =RS.Rx ref_i +1/N *(FLS.Rx i -FLS.Rx i-1) WSF，其中RS.Rx ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Rx方向傾斜設定值，FLS.Rx i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，FLS.Rx i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，BF_Die.Rx為該曝光的最佳焦面的Rx方向傾斜值。
該第一遮罩台31運動以補償該基板上曝光場的Ry方向傾斜值的方法與該第一遮罩台31運動以補償該基板上曝光場的Rx方向傾斜值的方法類似。具體的，藉由該第一遮罩台31的運動以補償該基板上曝光場的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 包括：K1'：在每個曝光場曝光起點，該第一遮罩台31的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為RS.Ry set_i =RS.Ry ref_i +1/N*(FLS.Ry i -BF_Die.Ry) WSF，K2'：掃描過程中，該第一遮罩台31的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為RS.Ry set_i =RS.Ry ref_i +1/N*(FLS.Ry i -FLS.Ry i-1) WSF， 其中RS.Ry ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Ry方向傾斜設定值，FLS.Ry i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，FLS.Ry i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，BF_Die.Ry為該曝光的最佳焦面的Ry方向傾斜值。
控制該第二遮罩台32的方式與控制該第一遮罩台31的方式一致，在此不再贅述。
關於遮罩垂直方向控制的更詳細的介紹也可參考發明人的另一件中國專利申請號第201710154051.3號「一種用於光蝕刻機的垂直方向控制方法」，其全部內容藉由引用併入本文。
<實施例二>
本實施例與實施例一的區別在於，在步驟4中補償該基板7的上板誤差的方法不同，本實施例僅控制該第一遮罩台31及第二遮罩台32運動以補償該基板第一區域71與該基板第二區域72相對該基板台10的偏移量，具體為：計算第一遮罩台31的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及Y方向平移調整量RS.Cy_L，和該第二遮罩台32的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及Y方向平移調整量RS.Cy_R，控制該第一遮罩台31和該第二遮罩台32根據相應的調整量運動，分別補償該基板第一區域71與該基板第二區域72相對該基板台10的偏移量：RS.Rz_L=-Rz_L；RS.Cx_L=-Cx_L； RS.Cy_L=-Cy_L；RS.Rz_R=-Rz_R；RS.Cx_R=-Cx_R；RS.Cy_R=-Cy_R。
上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明範圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於請求項的保護範圍。

Claims (16)

  1. 一種光蝕刻裝置，其包括兩個曝光裝置和一基板裝置，其中：該基板裝置包括一基板台，該基板台用於承載一基板；該兩個曝光裝置沿曝光掃描方向對稱分佈在該基板台上方，用於同時在該基板上形成兩個曝光場，對該兩個曝光場內的該基板進行曝光；該基準裝置還包括一測校基準板，相鄰的該兩個曝光裝置中設置的用於測量該基板的位置的兩個基板對準裝置藉由測量該測校基準板，實現對該兩個基板對準裝置相對該基板台的位置的校準。
  2. 如請求項1之光蝕刻裝置，其中，該兩個曝光裝置中的每一曝光裝置包括一照明裝置、一遮罩台、一物鏡、一對準裝置及一垂直方向測量感測器，其中：該遮罩台用於承載一遮罩板，該照明裝置位於該遮罩台的上方，該物鏡位於該遮罩台的下方，該對準裝置和該垂直方向測量感測器位於該基板台上方，該對準裝置用於測量該基板相對該遮罩板的位置，該垂直方向測量感測器用於測量該基板的面形。
  3. 如請求項2之光蝕刻裝置，其中，該對準裝置包括一基板對準裝置和一遮罩對準裝置，該基板對準裝置用於測量該基板相對該基板台的位置，該遮罩對準裝置用於測量該遮罩板相對該基板台的位置。
  4. 如請求項3之光蝕刻裝置，其中，該基板裝置還包括多塊基準板，該兩個曝光裝置中的每一曝光裝置對應該多塊基準板的至少一塊，該多塊基準板上設有一基準板標記，該基板對準裝置和該遮罩對準裝置測量對應的該多塊基準板上的該基準板標記的位置以獲得該基板和該遮罩板相對該基板台的位置。
  5. 如請求項4之光蝕刻裝置，其中，該遮罩對準裝置設置在對應的該多塊基準板下方。
  6. 如請求項4之光蝕刻裝置，其中，該多塊基準板包括與該兩個曝光裝置對應的兩塊測量基準板，以及位於該兩塊測量基準板之間的該測校基準板，該測校基準板上設有一測校標記，該兩個曝光裝置的每一曝光裝置中的該基板對準裝置和該遮罩對準裝置藉由定期測量該測校標記的位置，實現對應的該基板對準裝置、該遮罩對準裝置相對該基板台的位置的校準。
  7. 如請求項3之光蝕刻裝置，其中，該基板包括多個基板對準標記，該基板對準裝置藉由測量該多個基板對準標記的位置以獲得該基板的位置。
  8. 一種採用請求項1之光蝕刻裝置的光蝕刻方法，該光蝕刻方法包括：步驟1、將該基板放置於該基板台上，將該兩個曝光裝置沿掃描方向對稱設置於該基板的上方；步驟2、測量該基板的整體面形，得到該基板的一全域調平調整量，執行該基板的全域調平；步驟3、該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的一基板對準裝置同時執行該基板對準，根據該基板與該基板台之間的位置關係計算該基板的一上板誤差；步驟4、控制該基板台和/或該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的一遮罩台運動，以補償該基板的該上板誤差；步驟5、在曝光該兩個曝光場的每一曝光場時，該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的一垂直方向測量感測器即時測量對應該兩個曝光場內的該基板的局部面形，控制對應的該遮罩台根據該兩個曝光場內的該基板的局部面形運動，使曝光的最佳焦面與該基板上曝光場重合。
  9. 如請求項8之光蝕刻方法，其中，該步驟2包括：該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的該垂直方向測量感測器測量該基板上測量點的位置(x i,y i,z i)，i=1,2,...,n，n為自然數，將所有測量點的位置(x i,y i,z i)代入一平面擬合模型z i=wz-wwy．x i+wwx．y i，擬合得到該基板的一全域擬合面，其中wz為該全域擬合面的一高度值，wwx為該全域擬合面的一X方向傾斜值，wwy為該全域擬合面的一Y方向傾斜值，再根據該基板的該全域擬合面與該基板對準最佳焦面之間的差值確定該基板的一全域調平調整量。
  10. 如請求項9之光蝕刻方法，其中，該基板對準最佳焦面為該兩個曝光裝置的每一曝光裝置中一物鏡的參考焦面的一平均值。
  11. 如請求項8之光蝕刻方法，其中，步驟3包括：將該兩個曝光裝置對應的該基板的區域分別定義為一基板第一區域和一基板第二區域，控制該基板台沿著掃描方向運動，同時該兩個曝光裝置的該基板對準裝置分別測量該基板第一區域和該基板第二區域的一基板對準標記的位置；根據該基板第一區域的該基板對準標記的一測量位置和一名義位置，以及該基板第二區域的該基板對準標記的該測量位置和該名義位置計算該基板的該上板誤差。
  12. 如請求項11之光蝕刻方法，其中，計算該基板的該上板誤差包括：將該基板第一區域的該基板對準標記的該測量位置和該名義位置代入下述公式計算該基板第一區域相對該基板台的偏移量(Rz_L,Cx_L,Cy_L)，將該基板第二區域的該基板對準標記的該測量位置和該名義位置代入下述公式計算該基板第二區域相對該基板台的偏移量(Rz_R,Cx_R,Cy_R)，Rz_L為該基板第一區域相對該基板台的繞Z軸的旋轉量，Cx_L、Cy_L分別為該基板第一區域相對該基板台的X、Y方向平移量，Rz_R為該基板第二區域相對該基板台的繞Z軸的旋轉量，Cx_R、Cy_R分別為該基板第二區域相對該基板台的X、Y方向平移量，該公式為：
    Figure TWI654484B_C0001
    其中，(Xi,Yi)為該基板對準標記的該名義位置，dxi、dyi為該基板對準標記的該測量位置和該名義位置的差值，Mx為該基板的X方向倍率，My為該基板的Y方向倍率，non_ortho為該基板的非正交量。
  13. 如請求項12之光蝕刻方法，其中，該步驟4中補償該基板的該上板誤差包括：先計算該基板台的繞Z軸的旋轉調整量dRz、X方向平移調整量dCx及X方向平移調整量dCy，控制該基板台根據計算得到的調整量運動，補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台偏移量的公共部分：
    Figure TWI654484B_C0002
    Figure TWI654484B_C0003
    再計算該基板第一區域對應的該遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及X方向平移調整量RS.Cy_L，和該基板第二區域對應的該遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及X方向平移調整量RS.Cy_R，控制該基板第一區域對應的該遮罩台和該基板第二區域對應的該遮罩台根據相應的調整量運動，分別補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台偏移量的餘量部分：
    Figure TWI654484B_C0004
  14. 如請求項12之光蝕刻方法，其中，該步驟4中補償該基板的該上板誤差包括：計算該基板第一區域對應的該遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_L、X方向平移調整量RS.Cx_L及X方向平移調整量RS.Cy_L，和該基板第二區域對應的該遮罩台的繞Z軸的旋轉調整量RS.Rz_R、X方向平移調整量RS.Cx_R及X方向平移調整量RS.Cy_R，控制該基板第一區域對應的該遮罩台和該基板第二區域對應的該遮罩台根據相應的調整量同時運動，分別補償該基板第一區域與該基板第二區域相對該基板台的偏移量：RS.Rz_L=-Rz_L；RS.Cx_L=-Cx_L；RS.Cy_L=-Cy_L；RS.Rz_R=-Rz_R；RS.Cx_R=-Cx_R；RS.Cy_R=-Cy_R。
  15. 如請求項8之光蝕刻方法，其中，該步驟5包括控制該遮罩台運動以補償該兩個曝光場內的該基板的局部面形中的Z方向高度和Rx、Ry方向傾斜，其中該遮罩台運動以補償該Z方向高度包括：在該兩個曝光場的每一曝光場曝光起點，該遮罩台的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0005
    掃描過程中，該遮罩台的Z方向運動值RS.Z set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0006
    其中為RS.Z ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Z方向設定值，FLS.Z i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Z方向高度值，FLS.Z i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Z方向高度值，BF_Die.Z為曝光的最佳焦面的Z方向高度值，N為該物鏡的倍率，WSF為濾波參數；該遮罩台運動以補償Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 包括：在該兩個曝光場的每一曝光場曝光起點，該遮罩台的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0007
    掃描過程中，該遮罩台的Rx方向傾斜值RS.Rx set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0008
    其中為RS.Rx ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Rx方向傾斜設定值，FLS.Rx i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，FLS.Rx i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Rx方向傾斜值，BF_Die.Rx為曝光的最佳焦面的Rx方向傾斜值；該遮罩台運動以補償Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 包括：在該兩個曝光場的每一曝光場曝光起點，該遮罩台的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0009
    掃描過程中，該遮罩台的Ry方向傾斜值RS.Ry set_i 設定為
    Figure TWI654484B_C0010
    其中RS.Ry ref_i 為掃描曝光時該遮罩台沿參考物面運動的Ry方向傾斜設定值，FLS.Ry i 為該垂直方向測量感測器在目前取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，FLS.Ry i-1為該垂直方向測量感測器在上一取樣週期內測得的Ry方向傾斜值，BF_Die.Ry為曝光的最佳焦面的Ry方向傾斜值。
  16. 如請求項8之光蝕刻方法，其中，該步驟3中還包括該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的一遮罩對準裝置同時執行遮罩對準，獲得該兩個曝光裝置的每一曝光裝置的一遮罩板與該基板台之間的位置關係。
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