[发明专利]一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统及检测方法

权利要求书

1.一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统，其特征在于，依次包括

一照明光源，用于发出照明光；

一照明组件，用于使照明光形成平行光；

一掩膜，所述掩膜上设有若干个用于测量掩膜弯曲度的测量标记；

传感器，用于在所述掩膜受到曝光时读取所述测量标记的位置信息；

掩膜台，用于承载所述掩膜；

物镜系统，用于收集照明光照射在所述掩膜上产生衍射的衍射光束并将收集的衍射光束向下照射；

基板，衍射光束透过所述物镜系统照射在基板上，在所述基板上形成与所述掩膜相同的图案；

工件台，用于承载所述基板；

控制系统，与所述传感器、所述掩膜台、所述工件台、所述物镜系统皆信号连接。

2.如权利要求1所述的光刻系统，其特征在于，所述测量标记位于所述掩膜的下表面，所述下表面对应所述掩膜台的上表面；所述传感器设置于所述掩膜台上，并与所述测量标记对应。

3.如权利要求2所述的光刻系统，其特征在于，所述测量标记分别位于所述掩膜的四角。

4.如权利要求3所述的光刻系统，其特征在于，所述掩膜由掩膜台的掩膜固定装置固定在所述掩膜台上，所述掩膜上与所述掩膜固定装置接触的区域为吸附区域，所述测量标记位于所述吸附区域与所述掩膜边界之间。

5.如权利要求4所述的光刻系统，其特征在于，所述掩膜固定装置为吸盘。

6.如权利要求3所述的光刻系统，其特征在于，所述掩膜的每一角上具有至少两个所述测量标记。

7.如权利要求3所述的光刻系统，其特征在于，所述掩膜的每一角上的所有所述测量标记连接形成的直线与光刻系统曝光时的扫描方向形成的夹角为45°。

8.如权利要求6所述的光刻系统，其特征在于，在所述掩膜的每一角上，两个相邻的所述测量标记之间距离的范围为3mm～5mm。

9.如权利要求1所述的光刻系统，其特征在于，所述传感器为探针或者干涉仪。

10.如权利要求1所述的光刻系统，其特征在于，所述掩膜上设置有掩膜对准标记，所述基板上设置了与所述掩膜对准标记位置相对应的基板对准标记，扫描曝光时所述掩膜对准标记与所述基板对准标记位置对准时，所述掩膜与所述基板位置对准。

11.一种使用如权利要求1～10中任意一项所述的光刻系统的掩膜弯曲度的检测方法，其特征在于，所述传感器探测得到所述掩膜上的所述测量标记的垂向坐标并传输至所述控制系统，得到用于描述所述掩膜的变形曲面的曲面计算公式，所述控制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膜弯曲度的变形量，所述扫描方向与非扫描方向互相正交，其中，所述曲面计算公式对所述掩膜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，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，用于表征所述掩膜弯曲度的变形量为θ_x、θ_y、FC_x和FC_y，其中θ_x为所述掩膜的变形曲面在X向上的斜率，θ_y为所述掩膜的变形曲面在Y向上的斜率，FC_x为所述掩膜的变形曲面在X向上的弯曲二次项，FC_y为所述掩膜的变形曲面在Y向上的弯曲二次项，所述曲面计算公式为z＝z₀+θ_x×x+FC_x×x²+θ_y×y+FC_y×y²，其中x、y、z为所述掩膜的变形曲面上的任一点在X轴、Y轴和Z轴上的坐标值，z₀为所述掩膜未变形时，所述掩膜上任意一点在Z轴上的坐标值。

12.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：探测所述测量标记的坐标，通过所述传感器探测得到所述掩膜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)；

步骤二：根据所述测量标记的坐标计算弯曲量，所述掩膜的每个角的局部斜率由位于所述掩膜每个角内的所述测量标记的坐标计算得到，所述掩膜的四个角的局部斜率分别为根据所述曲面计算公式：z＝z₀+θ_x×x+FC_x×x²+θ_y×y+FC_y×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膜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求得表征所述掩膜弯曲度的变形量θ_x、θ_y、FC_x和FC_y。