光刻装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光刻装置及方法，所述光刻装置包括至少两套曝光装置和一套基板装置，其中：所述基板装置包括一基板台和一基板，所述基板台承载所述基板；所述至少两套曝光装置沿曝光扫描方向对称分布在所述基板上方，同时在所述基板上形成两个曝光场，对所述曝光场内基板进行曝光。

【技术实现步骤摘要】
光刻装置及方法
本专利技术涉及光刻机
，特别涉及一种光刻装置及方法。
技术介绍
投影扫描式光刻机的作用是把掩膜版上的图形清晰、正确地成像在涂有光刻胶的基板上，对于大尺寸基板而言，现有技术采用拼接镜头以提供适应大尺寸基板的大视场，但拼接镜头存在诸多设计风险以及高成本。而且，针对特殊工艺，如小面积的掩膜版工况下，需要采用小视场实现曝光，此种工况下并不适合继续采用提供大视场的拼接镜头。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光刻装置及方法，以适用于小视场、大基板的工况。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光刻装置，包括至少两套曝光装置和一套基板装置，其中：所述基板装置包括一基板台和一基板，所述基板台承载所述基板；所述至少两套曝光装置沿曝光扫描方向对称分布在所述基板上方，同时在所述基板上形成两个曝光场，对所述曝光场内基板进行曝光。进一步的，所述至少两套曝光装置中每套曝光装置包括照明装置、掩膜版、掩膜台、物镜、对准装置及垂向测量传感器，其中：所述掩膜台承载所述掩膜版，所述照明装置位于所述掩膜版的上方，所述物镜位于所述掩膜台的下方，所述对准装置和所述垂向测量传感器位于所述基板上方，所述对准装置用于测量所述基板相对所述掩膜版的位置，所述垂向测量传感器用于测量所述基板的面形。进一步的，所述对准装置包括基板对准装置和掩膜对准装置，所述基板对准装置用于测量所述基板的位置，所述掩膜对准装置用于测量所述掩膜版的位置。进一步的，所述基板装置还包括基准板，所述每套曝光装置对应至少一块基准板，所述基准板上设有基准板标记，所述基板对准装置和所述掩膜对准装置测量所述基准板标记的位置以获得所述基板对准装置和所述掩膜对准装置相对所述基板台的位置。进一步的，所述掩膜对准装置设置在所述基准板下方。进一步的，所述每套曝光装置对应的所述基准板之间还设有测校基准板，所述测校基准板上设有测校标记，相邻的所述曝光装置中的基板对准装置和掩膜对准装置通过定期测量所述测校标记的位置，实现对所述基板对准装置、掩膜对准装置相对所述基板台的位置的校准。进一步的，所述基板包括多个基板对准标记，所述基板对准装置测量所述基板对准标记的位置以获得所述基板的位置。本专利技术还提供一种光刻方法，包括：步骤1、将基板放置于基板台上，使至少两套曝光装置中每套曝光装置分别对应于所述基板的上方；步骤2、测量所述基板的整体面形，得到所述基板的全局调平调整量，执行基板的全局调平；步骤3、所述每套曝光装置的基板对准装置同时执行基板对准，根据所述基板与所述基板台之间的位置关系计算所述基板的上板误差；步骤4、控制所述基板台和/或所述每套曝光装置的掩膜台运动补偿所述基板的上板误差；步骤5、在曝光每个曝光场时，所述每套曝光装置的垂向测量传感器实时测量所述曝光场的局部面形，控制所述每套曝光装置的掩膜台根据所述基板上曝光场的局部面形运动，使曝光的最佳焦面与所述基板上曝光场重合。进一步的，所述步骤2具体为：所述每套曝光装置的垂向测量传感器测量所述基板上测量点的位置(xi,yi,zi)，将所有测量点的位置(xi,yi,zi)代入平面拟合模型zi＝wz-wwy·xi+wwx·yi，拟合得到所述基板的全局拟合面，其中wz为所述全局拟合面高度值，(wwx，wwy)为所述全局拟合面倾斜值，再根据所述基板的全局拟合面与基板对准最佳焦面之间的差值确定所述基板的全局调平调整量。进一步的，所述基板对准最佳焦面为所述每套曝光装置中物镜的参考焦面的平均值。进一步的，步骤3中具体为，沿扫描方向将所述基板分为对称的基板第一区域和基板第二区域，控制所述基板台沿着扫描方向运动，同时所述基板第一区域和所述基板第二区域对应的两套曝光装置的基板对准装置分别测量所述基板第一区域和所述基板第二区域的基板对准标记的位置；根据所述基板第一区域的基板对准标记的测量位置和名义位置，以及所述基板第二区域的基板对准标记的测量位置和名义位置计算所述基板的上板误差。进一步的，计算所述基板的上板误差具体为，将所述基板第一区域的基板对准标记的测量位置和名义位置代入下述公式计算所述基板第一区域相对所述基板台的偏移量(Rz_L,Cx_L,Cy_L)，将所述基板第二区域的基板对准标记的测量位置和名义位置代入下述公式计算所述基板第二区域相对所述基板台的偏移量(Rz_R,Cx_R,Cy_R)，Rz_L为所述基板第一区域相对所述基板台的绕Z轴的旋转量，(Cx_L,Cy_L)为所述基板第一区域相对所述基板台的X、Y向平移量，Rz_R为所述基板第二区域相对所述基板台的绕Z轴的旋转量，(Cx_R,Cy_R)为所述基板第二区域相对所述基板台的X、Y向平移量，所述公式为：其中，(xi,yi)为所述基板对准标记的名义位置，(dxi,dyi)为所述基板对准标记的位置偏差，即所述基板对准标记的测量位置和名义位置的差值，(Mx,My)为所述基板的倍率，non_ortho为所述基板的非正交量。进一步的，所述步骤4中补偿所述基板的上板误差包括，控制所述基板台和所述每套曝光装置中的掩膜台运动以补偿所述基板第一区域与所述基板第二区域相对所述基板台的偏移量，具体为：先计算所述基板台的绕Z轴的旋转调整量dRz、X向平移调整量dCx及X向平移调整量dCy，控制所述基板台根据计算得到的调整量运动，补偿所述基板第一区域与所述基板第二区域相对所述基板台偏移量的公共部分：再计算所述基板第一区域对应的掩膜台的绕Z轴的旋转调整量RS.Rz_L、X向平移调整量RS.Cx_L及X向平移调整量RS.Cy_L，和所述基板第二区域对应的掩膜台的绕Z轴的旋转调整量RS.Rz_R、X向平移调整量RS.Cx_R及X向平移调整量RS.Cy_R，控制所述基板第一区域对应的掩膜台和所述基板第二区域对应的掩膜台根据相应的调整量运动，分别补偿所述基板第一区域与所述基板第二区域相对所述基板台偏移量的余量部分：进一步的，所述步骤4中补偿所述基板的上板误差包括，控制所述每套曝光装置中的掩膜台运动以补偿所述基板第一区域与所述基板第二区域相对所述基板台的偏移量，具体为：计算所述基板第一区域对应的掩膜台的绕Z轴的旋转调整量RS.Rz_L、X向平移调整量RS.Cx_L及X向平移调整量RS.Cy_L，和所述基板第二区域对应的掩膜台的绕Z轴的旋转调整量RS.Rz_R、X向平移调整量RS.Cx_R及X向平移调整量RS.Cy_R，控制所述基板第一区域对应的掩膜台和所述基板第二区域对应的掩膜台根据相应的调整量同时运动，分别补偿所述基板第一区域与所述基板第二区域相对所述基板台的偏移量：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。进一步的，所述步骤5具体为控制所述掩膜台运动补偿所述基板上曝光场的局部面形中的Z向高度和Rx、Ry向倾斜，所述掩膜台运动补偿所述基板上曝光场的Z向高度包括：在每个曝光场曝光起点所述掩膜台的Z向运动值RS.Zset_i为，扫描过程中所述掩膜台的Z向运动值RS.Zset_i为，其中为RS.Zref_i为扫描曝光时所述掩模台沿参考物面运动的Z向设定值，FLS.Zi为所述垂向测量传感器当前采样周期测得的Z向高度值，FLS.Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻装置，其特征在于，包括至少两套曝光装置和一套基板装置，其中：所述基板装置包括一基板台和一基板，所述基板台承载所述基板；所述至少两套曝光装置沿曝光扫描方向对称分布在所述基板上方，同时在所述基板上形成两个曝光场，对所述曝光场内基板进行曝光。

【技术特征摘要】
1.一种光刻装置，其特征在于，包括至少两套曝光装置和一套基板装置，其中：所述基板装置包括一基板台和一基板，所述基板台承载所述基板；所述至少两套曝光装置沿曝光扫描方向对称分布在所述基板上方，同时在所述基板上形成两个曝光场，对所述曝光场内基板进行曝光。2.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述至少两套曝光装置中每套曝光装置包括照明装置、掩膜版、掩膜台、物镜、对准装置及垂向测量传感器，其中：所述掩膜台承载所述掩膜版，所述照明装置位于所述掩膜版的上方，所述物镜位于所述掩膜台的下方，所述对准装置和所述垂向测量传感器位于所述基板上方，所述对准装置用于测量所述基板相对所述掩膜版的位置，所述垂向测量传感器用于测量所述基板的面形。3.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述对准装置包括基板对准装置和掩膜对准装置，所述基板对准装置用于测量所述基板的位置，所述掩膜对准装置用于测量所述掩膜版的位置。4.如权利要求3所述的光刻装置，其特征在于，所述基板装置还包括基准板，所述每套曝光装置对应至少一块基准板，所述基准板上设有基准板标记，所述基板对准装置和所述掩膜对准装置测量所述基准板标记的位置以获得所述基板对准装置和所述掩膜对准装置相对所述基板台的位置。5.如权利要求4所述的光刻装置，其特征在于，所述掩膜对准装置设置在所述基准板下方。6.如权利要求4所述的光刻装置，其特征在于，所述每套曝光装置对应的所述基准板之间还设有测校基准板，所述测校基准板上设有测校标记，相邻的所述曝光装置中的基板对准装置和掩膜对准装置通过定期测量所述测校标记的位置，实现对所述基板对准装置、掩膜对准装置相对所述基板台的位置的校准。7.如权利要求3所述的光刻装置，其特征在于，所述基板包括多个基板对准标记，所述基板对准装置测量所述基板对准标记的位置以获得所述基板的位置。8.一种采用权利要求1所述光刻装置的光刻方法，其特征在于，所述光刻方法包括：步骤1、将基板放置于基板台上，使至少两套曝光装置中每套曝光装置分别对应于所述基板的上方；步骤2、测量所述基板的整体面形，得到所述基板的全局调平调整量，执行基板的全局调平；步骤3、所述每套曝光装置的基板对准装置同时执行基板对准，根据所述基板与所述基板台之间的位置关系计算所述基板的上板误差；步骤4、控制所述基板台和/或所述每套曝光装置的掩膜台运动补偿所述基板的上板误差；步骤5、在曝光每个曝光场时，所述每套曝光装置的垂向测量传感器实时测量所述曝光场的局部面形，控制所述每套曝光装置的掩膜台根据所述基板上曝光场的局部面形运动，使曝光的最佳焦面与所述基板上曝光场重合。9.如权利要求8所述的光刻方法，其特征在于，所述步骤2具体为：所述每套曝光装置的垂向测量传感器测量所述基板上测量点的位置(xi,yi,zi)，将所有测量点的位置(xi,yi,zi)代入平面拟合模型zi＝wz-wwy·xi+wwx·yi，拟合得到所述基板的全局拟合面，其中wz为所述全局拟合面高度值，(wwx，wwy)为所述全局拟合面倾斜值，再根据所述基板的全局拟合面与基板对准最佳焦面之间的差值确定所述基板的全局调平调整量。10.如权利要求9所述的光刻方法，其特征在于，所述基板对准最佳焦面为所述每套曝光装置中物镜的参考焦面的平均值。11.如权利要求8所述的光刻方法，其特征在于，步骤3中具体为，沿扫描方向将所述基板分为对称的基板第一区域和基板第二区域，控制所述基板台沿着扫描方向运动，同时所述基板第一区域和所述基板第二区域对应的两套曝光装置的基板对准装置分别测量所述基板第一区域和所述基板第二区域的基板对准标记的位置；根据所述基板第一区域的基板对准标记的测量位置和名义位置，以及所述基板第二区域的基板对准标记的测量位置和名义位置计算所述基板的上板误差。12.如权利要求11所述的光刻方法，其特征在于，计算所述基板的上板误差具体为，将所述基板第一区域的基板对准标记的测量位置和名义位置代入下述公式计算所述基板第一区域相对所述基板台的偏移量(Rz_L,Cx_L,Cy_L)，将所述基板第二区域的基板对准标记的测量位置和名义位置代入下述公式计算所述基板第二区域相对所述基板台的偏移量(Rz_R,Cx_R,Cy_R)，Rz_L为所述基板第一区域相对所述基板台的绕Z轴的旋转量，(Cx_L,Cy_L)为所述基板第一区域相对所述基板台的X、Y向平移量，Rz_R为所述基板第二区域相对所述基板台的绕Z轴的旋转量，(Cx_R,Cy_R)为所述基板第二区域相对所述基板台的X、Y向平移量，所述公式为：其中，(xi,yi)为所述基板对准标记的名义位置，(dxi,dyi)为所述基板对准标记的位置偏差，即所述基板对准标记的测量位置和名义位置的差值，(Mx,My)为所述基板的倍率，non_ortho为所述基板的非正交量。13.如权利要求12所述的光刻方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周畅，杨志勇，马琳琳，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31