一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，更進一步地，涉及一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光刻機中，存在兩套獨立的物方與像方基板垂向控制裝置:工件臺與掩模臺。相應(yīng)的就有兩套獨立的垂向測量裝置:掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器與光柵尺。兩套測量裝置在未經(jīng)校準(zhǔn)前，分別遵循各自的測量尺度。所以在實際使用中，物方與像方的垂向運動量不能精確的依據(jù)理想的比例關(guān)系運動，需要校準(zhǔn)后才能夠使用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，美國專利US5625436A公開了一種掃描曝光裝置及曝光方法，該曝光裝置包含的內(nèi)容有:掃描曝光、多物鏡拼接及物鏡的分布結(jié)構(gòu)。曝光方法包含的內(nèi)容有:基板面形記錄、可調(diào)節(jié)的物鏡倍率及掃描曝光速度、為測量基板面形而使用的對準(zhǔn)裝置以及依據(jù)標(biāo)記圖形的變化獲取基板面形的方法。該發(fā)明屬于在線生產(chǎn)過程中的基板面形測量、補償方法及裝置，沒有提及測量面形前，對該測量及補償方法的校準(zhǔn)過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提出離線校準(zhǔn)物方與像方兩套垂向控制系統(tǒng)的比例系數(shù)，校準(zhǔn)面形補償方法的測量及補償精度。
[0005]本發(fā)明提出一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于:包括如下步驟:
步驟1:初始化工件臺、掩模臺、掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器、同軸對準(zhǔn)分系統(tǒng)；
步驟2:上載掩模版；
步驟3:將掩模對準(zhǔn)標(biāo)記運動到同軸對準(zhǔn)位置；
步驟4:設(shè)置掩模臺以指定步長在指定范圍內(nèi)垂向運動，工件臺跟隨掩模臺運動；
步驟5:記錄每一步測量得到的掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器與工件臺光柵尺讀數(shù)；重復(fù)步驟4直至掩模臺完成所述指定范圍內(nèi)的垂向運動；
步驟6:計算工件臺光柵尺與掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)；
步驟7:以工件臺光柵尺的測量數(shù)據(jù)計算得到的比例系數(shù)為基準(zhǔn)更新掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器的比例系數(shù)。
[0006]其中，所述步驟4還包括如下步驟:
步驟4.1:掩模臺以指定步長垂向運動；
步驟4.2:工件臺依據(jù)同軸對準(zhǔn)搜索、測量得到的理想焦面位置跟隨掩模臺運動，記錄每一步的對比度數(shù)據(jù)；
步驟4.3::根據(jù)工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數(shù)值找到極值點。
[0007]其中，通過將所述工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數(shù)值作最小二乘法高階擬合，找到極值點。
[0008]其中，所述步驟4中的垂向運動范圍依據(jù)掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器精測范圍確定。
[0009]其中，所述步驟6中使用最小二乘法擬合兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)。
[0010]本發(fā)明提出的一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，通過測量出校準(zhǔn)物方與像方兩套垂向控制系統(tǒng)的比例系數(shù)，從而校準(zhǔn)面形補償方法的測量及補償精度。
【附圖說明】
[0011]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0012]圖1為本發(fā)明光刻機結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明對準(zhǔn)標(biāo)記示意圖；
圖3為本發(fā)明光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法流程圖；
圖4為本發(fā)明光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法對準(zhǔn)焦面搜索示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施例。
[0014]如圖1所示，圖1為本發(fā)明光刻機結(jié)構(gòu)示意圖，包括:工件臺1，掩模臺2,掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器的測量光束出射端3，掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器的接收端4，CCD 5，物鏡7，以及同軸對準(zhǔn)系統(tǒng)8。工件臺I用于承載圖像傳感器CXD 5至不同的對準(zhǔn)垂向位置。掩模臺2，用于承載掩模版上的對準(zhǔn)標(biāo)記6至不同的垂向位置。掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器，用于測量掩模版在運動過程中，物面的實際垂向高度值。物鏡7，用于將物面掩模版上的對準(zhǔn)標(biāo)記成像至CXD 5上。同軸對準(zhǔn)系統(tǒng)8，用于將(XD5采樣得到的對準(zhǔn)標(biāo)記圖像進行處理，根據(jù)處理結(jié)果，控制工件臺I運動至不同高度以找出清晰的成像位置。
[0015]圖2為本發(fā)明掩模版上使用到的掩模對準(zhǔn)標(biāo)記示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法流程圖，包括如下步驟:
步驟一:初始化工件臺1、掩模臺2、掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器、同軸對準(zhǔn)分系統(tǒng)；
步驟二:上載帶有掩模對準(zhǔn)標(biāo)記的掩模版；
步驟三:將掩模對準(zhǔn)標(biāo)記6運動到同軸對準(zhǔn)位置；
步驟四:首先設(shè)置掩模臺2以指定步長垂向運動，該運動范圍依據(jù)掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器精測范圍確定。然后，每個掩模臺垂向位置，工件臺I依據(jù)同軸對準(zhǔn)搜索、測量得到的理想焦面位置跟隨掩模臺運動，記錄每一步的對比度數(shù)據(jù)。最后，將工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數(shù)值作最小二乘法高階擬合，并找到極值點。如圖4所示，在對準(zhǔn)焦面搜索示意圖中，該極值點就是最清晰的，對比度最高的工件臺對準(zhǔn)位置。
[0017]步驟五:記錄此時工件臺光柵尺與掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器讀數(shù)，重復(fù)步驟四直至掩模臺2完成指定掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器精測范圍內(nèi)的垂向運動。
[0018]步驟六:模型計算:用最小二乘法擬合工件臺光柵尺與掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)，該比例系數(shù)即為本方法發(fā)明所要求的垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)量(掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器待校準(zhǔn)的比例系數(shù))。
[0019]步驟七:以工件臺光柵尺的測量數(shù)據(jù)計算得到的比例系數(shù)為基準(zhǔn)更新工件臺調(diào)焦調(diào)平傳感器的比例系數(shù)。
[0020]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:初始化工件臺、掩模臺、掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器、同軸對準(zhǔn)分系統(tǒng)； 步驟2:上載掩模版； 步驟3:將掩模對準(zhǔn)標(biāo)記運動到同軸對準(zhǔn)位置； 步驟4:設(shè)置掩模臺以指定步長在指定范圍內(nèi)垂向運動，工件臺跟隨掩模臺運動； 步驟5:記錄每一步測量得到的掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器與工件臺光柵尺讀數(shù)；重復(fù)步驟4直至掩模臺完成所述指定范圍內(nèi)的垂向運動； 步驟6:計算工件臺光柵尺與掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)； 步驟7:以工件臺光柵尺的測量數(shù)據(jù)計算得到的比例系數(shù)為基準(zhǔn)更新掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器的比例系數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟4還包括如下步驟: 步驟4.1:掩模臺以指定步長垂向運動； 步驟4.2:工件臺依據(jù)同軸對準(zhǔn)搜索、測量得到的理想焦面位置跟隨掩模臺運動，記錄每一步的對比度數(shù)據(jù)； 步驟4.3::根據(jù)工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數(shù)值找到極值點。3.如權(quán)利要求2所述的光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于，通過將所述工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數(shù)值作最小二乘法高階擬合，找到極值點。4.如權(quán)利要求1所述的光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟4中的垂向運動范圍依據(jù)掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器精測范圍確定。5.如權(quán)利要求1所述的光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟6中使用最小二乘法擬合兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種光刻機垂向控制參數(shù)校準(zhǔn)方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟1：初始化工件臺、掩模臺、掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器、同軸對準(zhǔn)分系統(tǒng)；步驟2：上載掩模版；步驟3：將掩模對準(zhǔn)標(biāo)記運動到同軸對準(zhǔn)位置；步驟4：設(shè)置掩模臺以指定步長在指定范圍內(nèi)垂向運動，工件臺跟隨掩模臺運動；步驟5：記錄每一步測量得到的掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器與工件臺光柵尺讀數(shù)；重復(fù)步驟4直至掩模臺完成所述指定范圍內(nèi)的垂向運動；步驟6：計算兩組數(shù)據(jù)的比例系數(shù)；步驟7：以工件臺光柵尺的測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)更新掩模調(diào)焦調(diào)平傳感器的比例系數(shù)。
【IPC分類】G03F7/20, G03F9/00
【公開號】CN104977809
【申請?zhí)枴緾N201410137059
【發(fā)明人】陳南曙
【申請人】上海微電子裝備有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月8日