[发明专利]一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统及检测方法

说明书

本发明提供一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统，需在掩膜制作过程中添加若干个用于测量掩膜弯曲度的测量标记，并在测量标记的对应处设置传感器，用于探测测量标记的信息，即可计算出掩膜弯曲度的变形量，这种光刻系统结构简单，占用空间小，保证了光刻系统运动自由性。本发明还提供一种使用上述的光刻系统的掩膜弯曲度的检测方法，传感器探测得到掩膜上的测量标记的垂向坐标并传输至控制系统，得到用于描述掩膜的变形曲面的曲面计算公式，控制系统根据该计算公式得到变形曲面在扫描方向上和非扫描方向上用于表征掩膜弯曲度的变形量，该方法操作简便，由于可以在曝光过程中实时通过传感器探测信息，并计算掩膜弯曲度，因此保证了检测的及时性和准确性。

技术领域

本发明涉及半导体光刻领域，特别涉及一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统及检测方法。

背景技术

在光刻系统中，掩膜用来产生刻印到基底上的图形。在典型的光刻成像过程中，会使用定位装置将掩膜定位在正确的位置上，从而保证产生的图形可以正确的映射到集成电路对应的工艺层上。掩膜的正确定位取决于几个因素，比如保持掩膜与集成电路工艺层之间的物像距的正确，其中如若掩膜的垂向定位错误，则会影响掩膜与集成电路工艺层之间物像距的精确性，从而会导致成像像质恶化。

掩膜的垂向定位误差可能来源于好多因素，比如基底的表面不平整、以及掩膜自身的弯曲变形等。这些误差因素会导致在整个集成电路工艺层内的成像最佳焦面会随空间位置不同而变化，而如果在成像过程中，集成电路工艺层若干处皆不处于成像最佳焦面，则在最后曝光成型过程中会发生畸变。随着用以生成集成电路图形的光源波长越来越短，由于掩膜的垂向定位误差而导致在成像过程中产生的畸变在对像质的影响中所占的比重也越来越大。

在造成掩膜垂向定位误差的因素中，掩膜的弯曲变形是比较重要的一个因素。由于在成像过程中，照明光源发出的照明光一直打在掩膜上，掩膜会吸收一部分光能从而造成对掩膜的加热效果。由于掩膜一般会有吸盘固定住，但吸盘只能固定掩膜的边缘，因此掩膜中间部分在受热膨胀后会产生弯曲，甚至边缘部分被吸盘固定住的部分的变形会传输至掩膜中间部分加以释放。掩膜受热膨胀会造成掩膜上的图形偏离最佳的物面位置，从而造成掩膜上任意两点的垂向位置并不相同，从而在利用掩膜上的点进行垂向定位时产生了垂向定位误差，从而使物像距出现计算误差。

因此有必要发明一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统及检测方法，能够检测出曝光过程中掩膜弯曲度的变形量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了可检测掩膜弯曲度的光刻系统以及使用这种光刻系统的检测掩膜弯曲度的方法，其在掩膜上设置用于检测掩膜弯曲变形的测量标记，并在该测量标记对应处设置可以探测测量标记信息的传感器，传感器探测得到测量标记的垂向坐标并传输至控制系统，得到掩膜的变形曲面及曲面计算公式，控制系统根据该计算公式得到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，上述光刻系统结构简单，检测掩膜弯曲度的方法操作方便。

为达到上述目的，本发明提供一种可检测掩膜弯曲度的光刻系统，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。