多点检平调平方法及装置

本公开涉及投影光刻，尤其涉及一种多点检平调平方法及装置。

背景技术：

1、传统投影光刻领域，在硅片开始曝光到曝光完成的任意时刻，需要实时测量硅片内的一个小区域硅片与镜头之间的距离，区域大小常常和物镜视场相当，测量的点一般选择区域内四点及以上有代表意义的点，测量不同区域时，测量传感器位置不变，被测量区域随硅片步进或扫描而呈变化状态。对某区域测量结束后，调平机构根据测量结果对硅片与镜头之间距离调整，完成整个闭环检平调平动作。

2、现有的检平装置一般为四点检平装置，通过四个点之间的高度差与相互之间距离之比作为角度的偏移量，根据角度的偏移量作为倾斜量旋转硅片，使得曝光场局部区域与理想焦平面平行。

3、然而，由于随硅片面积的增大，容易产生非常小的形变，这种精度较低的检平方式无法满足现有的曝光精度。并且，由于掩模图形区不透光，测点只能选择在掩模的透光区，但不同掩模的透光区并不相同，固定位置的四点检平装置并不适用于透光区不同的掩模，掩模兼容性差。此外，四点检平装置中四个点其中某个点存在较大的误差，检平受到的干扰较大，进而影响曝光精度。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本公开提供一种多点检平调平方法及装置，用于至少部分解决上述技术问题。

2、基于此，本公开第一方面提供一种多点检平调平方法，包括：利用承片台支撑并带动硅片移动至承片台的目标区域；利用间隙传感器阵列中的至少三个间隙传感器分别发射信号经掩模的非图形区域通过掩模至目标区域内硅片上的测点，分别测量掩模到测点的距离；根据至少三个间隙传感器的位置和每一间隙传感器测得的掩模到测点的距离，计算待调平平面的平面系数；根据平面系数计算硅片相对于掩模的旋转角度；根据旋转角度对硅片进行调平。

3、根据本公开的实施例，根据至少三个间隙传感器的位置和每一间隙传感器测得的掩模到测点的距离，计算待调平平面的平面系数，具体包括：基于右手定则，以硅片的中心为原点，垂直于掩模表面的轴为z轴，建立空间直角坐标系；获取至少三个间隙传感器在空间直角坐标系xoy平面上的平面坐标，并将每一间隙传感器对应的掩模到测点的距离转化为z轴坐标，其中，每一间隙传感器对应的平面坐标和z轴坐标构成该间隙传感器在空间直角坐标系中的坐标；构建待调平平面的平面方程；基于最小二乘法，将至少三个间隙传感器在空间直角坐标系中的坐标代入平面方程，计算待调平平面的平面系数。

4、根据本公开的实施例，根据平面系数计算硅片相对于掩模的旋转角度，具体包括：基于右手定则，以硅片的中心为原点，垂直于掩模表面的轴为z轴，建立空间直角坐标系；根据平面系数计算硅片相对于掩模绕x轴旋转的角度和绕y轴旋转的角度。

5、根据本公开的实施例，在根据旋转角度对硅片进行调平的过程为先绕y轴旋转硅片，再绕x轴旋转硅片的情况下，根据

6、

7、

8、计算硅片相对于掩模绕x轴旋转的角度-β和绕y轴旋转的角度-γ，其中，m、p、-1为待调平平面的三个平面系数。

9、根据本公开的实施例，在根据旋转角度对硅片进行调平的过程为先绕x轴旋转硅片，再绕y轴旋转硅片的情况下，根据

10、

11、

12、计算硅片相对于掩模绕x轴旋转的角度-β和绕y轴旋转的角度-γ，其中，m、p、-1为待调平平面的三个平面系数。

13、根据本公开的实施例，多点检平调平方法还包括多次重复执行以下操作：利用间隙传感器阵列中的至少三个间隙传感器分别发射信号经掩模的非图形区域通过掩模至目标区域内硅片上的测点，分别测量掩模到测点的距离；根据至少三个间隙传感器的位置和每一间隙传感器测得的掩模到测点的距离，计算待调平平面的平面系数；根据平面系数，计算硅片相对于掩模的旋转角度；根据旋转角度对硅片进行调平。

14、根据本公开的实施例，多点检平调平方法还包括：剔除间隙传感器测得的掩模到测点的距离中误差大于预设值的距离，剔除后至少保留三个间隙传感器测得的掩模到测点的距离。

15、根据本公开的实施例，剔除间隙传感器测得的掩模到测点的距离中误差大于预设值的距离，具体包括：计算当前所有间隙传感器测得的掩模到测点的距离的均值或中值；判断每一间隙传感器测得的掩模到测点的距离与均值或中值的差值的绝对值是否大于预设值，若是，则剔除该间隙传感器测得的掩模到测点的距离。

16、本公开第二方面提供一种多点检平调平装置，包括：承片台，用于支撑并带动硅片移动到目标区域；掩模，固定在承片台的上方；间隙传感器，阵列设置在掩模上方，用于发射信号经掩模的非图形区域通过掩模至目标区域内硅片上的测点，测量掩模到测点的距离；控制器，用于控制承片台和间隙传感器，并根据间隙传感器的位置和间隙传感器测得的掩模到测点的距离，计算待调平平面的平面系数，根据平面系数计算硅片相对于掩模的旋转角度，以及根据旋转角度发射控制信号控制承片台对硅片进行调平。

17、根据本公开实施例提供的多点检平调平方法及装置，至少包括以下有益效果：

18、通过在掩模上方设置阵列排布的间隙传感器，能够多点测量掩模到硅片的距离，再基于最小二乘法，根据多点测量的距离拟合出待调平平面的平面系数对硅片进行调平，减少误差较大的数据对检平结果的影响，提高检平调平精度，从而提高了硅片的曝光精度，并且提高了检平调平的鲁棒性。

19、由于间隙传感器阵列排布，使得测点的位置和数量不再固定，可以根据实际需求灵活选取，对于不同掩模不同透光区或检平测点的位置比较特别的场景能够适应性地改变，掩模的兼容性更好，适应性更好。

技术特征：

1.一种多点检平调平方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多点检平调平方法，其特征在于，所述根据所述至少三个间隙传感器的位置和每一所述间隙传感器测得的掩模到所述测点的距离，计算待调平平面的平面系数，具体包括：

3.根据权利要求1所述的多点检平调平方法，其特征在于，根据所述平面系数计算硅片相对于所述掩模的旋转角度，具体包括：

4.根据权利要求3所述的多点检平调平方法，其特征在于，在根据所述旋转角度对所述硅片进行调平的过程为先绕y轴旋转所述硅片，再绕x轴旋转所述硅片的情况下，根据

5.根据权利要求3所述的多点检平调平方法，其特征在于，在根据所述旋转角度对所述硅片进行调平的过程为先绕x轴旋转所述硅片，再绕y轴旋转所述硅片的情况下，根据

6.根据权利要求1-5任一项所述的多点检平调平方法，其特征在于，所述多点检平调平方法还包括多次重复执行以下操作：

7.根据权利要求1-5任一项所述的多点检平调平方法，其特征在于，所述多点检平调平方法还包括：

8.根据权利要求7所述的多点检平调平方法，其特征在于，所述剔除间隙传感器测得的掩模到所述测点的距离中误差大于预设值的距离，具体包括：

9.一种多点检平调平装置，其特征在于，包括：

技术总结本公开提供一种多点检平调平方法及装置，方法包括：利用承片台支撑并带动硅片移动至承片台的目标区域；利用间隙传感器阵列中的至少三个间隙传感器分别发射信号经掩模的非图形区域通过掩模至目标区域硅片上的测点，分别测量掩模到测点的距离；根据至少三个间隙传感器的位置和每一间隙传感器测得的掩模到测点的距离，计算待调平平面的平面系数；根据平面系数计算硅片相对于掩模的旋转角度；根据旋转角度对硅片进行调平。该方法及装置提高了检平调平精度，从而提高了硅片的曝光精度，并且，掩模的兼容性更好，适应性更好。技术研发人员：李奕,冯金花,余逸芳,王彦钦,赵立新受保护的技术使用者：中国科学院光电技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/19