光刻装置、光刻装置的垂向控制方法及曝光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、光刻装置的垂向控制方法及曝光方法，所述测量单元获取所述物料表面的面型数据，所述掩模单元、投影物镜单元或所述物料承载单元根据所述物料表面的面型数据垂向运动，以使所述物料的表面与所述投影物镜单元的最佳焦面重合，提高了曝光的精度，并且可以在对准过程中进行测量，提高了光刻的效率，此外，还可以根据物料表面的面型不同智能的选择全局调平的模式和拟合方法，可以有效的适应各种物料的光刻。

Vertical control method and exposure method of lithography device and lithography device

【技术实现步骤摘要】
光刻装置、光刻装置的垂向控制方法及曝光方法
本专利技术涉及一种半导体制造领域，尤其涉及一种光刻装置、光刻装置的垂向控制方法及曝光方法。
技术介绍
在现有的光刻系统中，一般使用光刻机对物料进行光刻，物料表面通常具有起伏，为了适应物料表面的面形，在光刻时，通常是使用垂向控制方法使曝光区域整体上与最佳焦面重合，以提高光刻精度。现有的垂向控制方法，通常采用三点全局调平方法，即在物料上选取三个点(例如A、B、C三点)，此三个点可组成一个等边三角形，测量A、B、C三点的Z向位置，并进行拟和得到物料上表面高度Z以及倾斜Rx、Ry，之后根据Z、Rx、Ry对物料进行调整。在曝光场扫描曝光过程中，不再对单个曝光场进行调整。但是现有的垂向控制方法在边缘场曝光时，往往容易出现离焦的现象。而且，当物料尺寸较大时，现有的垂向控制方法误差大、精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光刻装置、光刻装置的垂向控制方法及曝光方法，以解决现有的光刻装置及垂向控制方法误差大、精度低等问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种光刻装置，包括：照明单元、掩模单元、投影物镜单元、物料承载单元及测量单元，所述照明单元用于发出照明光，所述照明光依次穿过所述掩模单元及投影物镜单元，照射至所述物料承载单元承载的物料上；所述测量单元用于获取所述物料表面的面型数据，所述掩模单元、投影物镜单元或所述物料承载单元根据所述物料表面的面型数据垂向运动，以使所述物料的表面与所述投影物镜单元的最佳焦面重合。可选的，所述测量单元包括若干个第一垂向测量传感器和若干个第二垂向测量传感器，若干个所述第一垂向测量传感器设置于所述投影物镜单元的侧面，若干个所述第二垂向测量传感器与所述物料的边缘相对，并且，所述第二垂向测量传感器的测量范围较所述第一垂向测量传感器的测量范围大。可选的，所述光刻装置还包括相对设置的第一平台和第二平台，所述掩模单元和所述照明单元依次设置在所述第一平台上方，所述物料承载单元设置于所述第二平台上，所述投影物镜单元穿过所述第一平台与所述物料承载单元相对，所述第一垂向测量传感器设置于所述物料承载单元在所述第一平台的投影面上，所述第二垂向测量传感器设置于所述投影物镜单元伸出所述第一平台的部分的侧面上。可选的，所述第一垂向测量传感器设置于所述物料承载单元在所述第一平台的投影面的四角上。可选的，所述物料承载单元包括物料台及运动台，所述物料台用于承载所述物料，所述运动台能够带动所述物料台运动。可选的，所述物料台的底部还设置有物料台垂向执行器及物料台减震器，用于调节所述物料台的垂向位置。可选的，所述掩模单元包括掩模台、掩模台垂向执行器及掩模台减震器，所述掩模台用于承载掩模板，所述掩模台垂向执行器及掩模台减震器设置于所述掩模台的底部，用于调节所述掩模台的垂向位置。可选的，当所述投影物镜单元的数量为n且n>1时，所述投影物镜单元的最佳焦面为n个投影物镜单元的最佳焦面的平均值。本专利技术还提供了一种所述光刻装置的垂向控制方法，所述光刻装置的垂向控制方法包括：并行使用所述第一垂向测量传感器和第二垂向测量传感器测量所述物料表面的面型，获取所述物料表面的面型数据；根据所述物料表面的面型数据获取所述物料表面的面型数据的统计信息及空间频谱信息；根据所述物料表面的面型数据的统计信息及空间频谱信息选择全局调平模式和拟合方式。可选的，所述测量单元测量所述物料表面的面型，获取所述物料表面的面型数据包括：测量单元测量所述物料承载单元处于零位及不同的对准位时所述物料表面的面型，并获取所述物料表面的面型数据。可选的，所述物料表面的面型数据的统计信息为PV值，当所述物料表面的面型数据的PV值小于所述阈值时，选择整体全局调平，当所述物料表面的面型数据的PV值大于等于一阈值时，选择逐场全局调平模式。可选的，当所述物料表面的面型数据的空间频谱信息中的高频成分小于低频成分时，选择平面拟合方式，当所述物料表面的面型数据的空间频谱信息中的高频成分大于等于低频成分时，选择曲面拟合方式。本专利技术还提供了一种曝光方法，采用所述光刻装置的垂向控制方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：1、通过在所述光刻装置中布局测量单元，所述测量单元能够获取所述物料表面的面型，根据所述面型数据调整物料的垂向姿态，补偿曝光区域面形，以提高曝光的精度；2、根据所述物料表面的面型数据能够智能的选择全局调平模式和拟合的方式，提高了效率；3、测量所述物料表面的面型数据和对准过程可以并行完成，提高了光刻装置的产率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一光刻装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的又一光刻装置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的光刻装置的垂向控制方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的光刻装置在不同对准位时的示意图；图5为本专利技术实施例提供的判断全局调平模式及拟合方式的流程图；其中，1-照明单元，2-掩模单元，21-掩模板，22-掩模台，23a-掩模台垂向执行器，23b-掩模台减震器，3-投影物镜单元，4-物料承载单元，41-物料，42-物料台，43a-物料台垂向执行器，43b-物料台减震器，44-运动台，5-测量单元，51-第一垂向测量传感器，52-第二垂向测量传感器，61-第一平台，62-第二平台，A-零位，B1-对准位1，B2-对准位2，B3-对准位3，B4-对准位4，G-G光斑，P-P光斑。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参阅图1，其为本专利技术实施例提供的一光刻装置的示意图，所述光刻装置包括：照明单元1、掩模单元2、投影物镜单元3、物料承载单元4及测量单元5；所述照明单元1用于发出照明光，所述照明光可依次穿过所述掩模单元2及投影物镜单元3，照射至所述物料承载单元承载4的物料41上；所述测量单元5用于获取所述物料41表面的面型数据，所述掩模单元2、投影物镜单元3或所述物料承载单元4根据所述物料表面的面型数据垂向运动，以使所述物料41的表面与所述投影物镜单元3的最佳焦面重合。所述掩模单元2例如是包括掩模台22、掩模台垂向执行器23a和掩模台减震器23b，所述掩模台22用于承载掩模板21，在掩模台3远离掩模板2的一面，也就是掩模台3的底面分别设置有掩模台垂向执行器23a和掩模台减震器23b。所述掩模台垂向执行器23a可以是多个，多个所述掩模台3垂向执行器23a均匀布置在所述掩模台3的底面，以在需要时对所述掩模台3的垂向姿态进行调整。掩模台减震器23b优选设置于所述掩模台3的中心位置，以在所述掩模台3运动时可以更好的减震。所述掩模单元2的数量可以是一个，也可以是两个以上。当采用多个掩模单元2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光刻装置，其特征在于，所述光刻装置包括：照明单元、掩模单元、投影物镜单元、物料承载单元及测量单元，所述照明单元用于发出照明光，所述照明光依次穿过所述掩模单元及投影物镜单元，照射至所述物料承载单元承载的物料上；/n所述测量单元用于获取所述物料表面的面型数据，所述掩模单元、投影物镜单元或所述物料承载单元根据所述物料表面的面型数据垂向运动，以使所述物料的表面与所述投影物镜单元的最佳焦面重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种光刻装置，其特征在于，所述光刻装置包括：照明单元、掩模单元、投影物镜单元、物料承载单元及测量单元，所述照明单元用于发出照明光，所述照明光依次穿过所述掩模单元及投影物镜单元，照射至所述物料承载单元承载的物料上；
所述测量单元用于获取所述物料表面的面型数据，所述掩模单元、投影物镜单元或所述物料承载单元根据所述物料表面的面型数据垂向运动，以使所述物料的表面与所述投影物镜单元的最佳焦面重合。


2.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述测量单元包括若干个第一垂向测量传感器和若干个第二垂向测量传感器，若干个所述第一垂向测量传感器设置于所述投影物镜单元的侧面，若干个所述第二垂向测量传感器与所述物料的边缘相对，并且，所述第二垂向测量传感器的测量范围较所述第一垂向测量传感器的测量范围大。


3.如权利要求2所述的光刻装置，其特征在于，所述光刻装置还包括相对设置的第一平台和第二平台，所述掩模单元和所述照明单元依次设置在所述第一平台上方，所述物料承载单元设置于所述第二平台上，所述投影物镜单元穿过所述第一平台与所述物料承载单元相对，所述第二垂向测量传感器设置于所述物料承载单元在所述第一平台的投影面上，所述第一垂向测量传感器设置于所述投影物镜单元伸出所述第一平台的部分的侧面上。


4.如权利要求3所述的光刻装置，其特征在于，所述第二垂向测量传感器设置于所述物料承载单元在所述第一平台的投影面的四角上。


5.如权利要求1所述的光刻装置，其特征在于，所述物料承载单元包括物料台及运动台，所述物料台用于承载所述物料，所述运动台能够带动所述物料台运动。


6.如权利要求5所述的光刻装置，其特征在于，所述物料台的底部还设置有物料台垂向执行器及物料台减震器，用于调节所述物料台的垂向位置。


7.如权利要求6所述的光刻装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丹，
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