[發明專利]一種光刻機工件臺垂向測量系統的校準方法

有效

• 申請號: 200910049551.6
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101539400A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 馬雨雷;程吉水
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01B21/02
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

1.一種光刻機工件臺垂向測量系統校準方法，所述光刻機包括一工件臺，所述工件臺上承載有硅片，所述工件臺連接至工件臺垂向測量系統，所述工件臺垂向測量系統包括調平傳感器以及線性可調差分傳感器，其特征在于，所述校準方法包括如下步驟：

(1)所述線性可調差分傳感器控制所述工件臺移動至多個測試位置，并通過所述調平傳感器分別讀取所述多個測試位置的硅片旋轉前高度值，通過所述線性可調差分傳感器分別讀取所述多個測試位置的硅片旋轉前的工件臺的高度值；

(2)旋轉所述硅片；

(3)所述調平傳感器分別讀取所述多個測試位置的硅片旋轉后高度值，所述線性可調差分傳感器分別讀取所述多個測試位置的硅片旋轉后的工件臺的高度值；以及

(4)根據所述多個測試位置的硅片旋轉前高度值和所述多個測試位置的硅片旋轉后高度值，獲得所述多個測試位置的硅片高度值，根據所述多個測試位置的硅片旋轉前工件臺高度值和所述多個測試位置的硅片旋轉后工件臺高度值，獲得所述多個測試位置的工件臺高度值，進而校準所述線性可調差分傳感器的增益矩陣和偏置；

其中，步驟(1)具體包括如下步驟：選取n個垂向三自由度坐標和m個水平向三自由度坐標，組成n×m個測試位置；所述工件臺移動至所述多個測試位置，所述多個測試位置記為CP(Vi、Hj)，其中，所述多個測試位置的垂向三自由度坐標為Vi(Z，Rx，Ry)，水平向三自由度坐標為Hj(X，Y，Rz)；所述調平傳感器讀取所述多個測試位置硅片旋轉前高度值，記為Hj_Vi′；以及所述線性可調差分傳感器讀取所述多個測試位置的硅片旋轉前工件臺高度值，記為Zk_Vi′，k＝1、2、3，其中，第一傳感器（11）讀取垂向三自由度坐標值為(0，0，0)的測試位置的工件臺高度，記為Z1_V0′，第一傳感器（11）讀取的其它測試位置的工件臺高度值分別為Z1_V1′，Z1_V2′，Z1_V3′，Z1_V4′，Z1_V5′，Z1_V6′，第二傳感器（12）讀取的工件臺高度分別為Z2_V0′，Z2_V1′，Z2_V2′，Z2_V3′，Z2_V4′，Z2_V5′，Z2_V6′，第三傳感器（13）讀取的?工件臺高度分別為Z3_V0′，Z3_V1′，Z3_V2′，Z3_V3′，Z3_V4′，Z3_V5′，Z3_V6′；

步驟(2)具體包括如下步驟：將所述硅片從工件臺上卸載到所述預對準平臺上；所述預對準平臺將所述硅片旋轉180度；以及重新將所述硅片裝載到所述工件臺上；

步驟(3)具體包括如下步驟：選取n個垂向三自由度坐標和m個水平向三自由度坐標，組成n×m個測試位置；所述工件臺移動至所述多個測試位置，所述多個測試位置記為CP(Vi、Hj)，其中，所述多個測試位置的垂向三自由度坐標為Vi(Z，Rx，Ry)，水平向三自由度坐標為Hj(X，Y，Rz)；所述調平傳感器讀取所述多個測試位置硅片旋轉后高度值，記為Hj_Vi″；以及所述線性可調差分傳感器讀取所述多個測試位置的硅片旋轉后工件臺高度值，記為Zk_Vi″，k＝1、2、3；

步驟(4)包括如下步驟：計算Hj_Vi′和Hj_Vi″的平均值，獲得所述多個測試位置的硅片高度值，記為Hj_Vi，其包括H1_Vi，H2_Vi，H3_Vi，H4_Vi；計算Zk_Vi′和Zk_Vi″的平均值，獲得所述多個測試位置的工件臺高度Zk_Vi；以及根據Hj_Vi和Zk_Vi，計算出所述增益矩陣和偏置；

在步驟(4)中，所述偏置的具體計算方法為：

根據Hj_Vi，計算出所述多個測試位置的硅片邏輯坐標，記為(Z_Vi，Rx_Vi，Ry_Vi)，其計算公式為：

Z_Vi＝(H1_Vi+H2_Vi+H3_Vi+H4_Vi)/4

Rx_Vi＝arctan((H2_Vi-H1_Vi)/(2*X_max))

Ry_Vi＝arctan((H4_Vi-H3_Vi)/(2*Y_max))；

其中，參數X_max為測試點CP(Vi(Z，Rx，Ry)、Hj(X，Y，Rz))水平向三自由度的X軸坐標值的絕對值，參數Y_max為測試位置CP(Vi(Z，Rx，Ry)、Hj(X，Y，Rz))水平向三自由度的Y軸坐標值的絕對值；

測試位置CP(V0，Hj)的硅片邏輯坐標，記為(Z_V0，Rx_V0，Ry_V0)；

得出所述偏置，記為(S1、S2、S3)，其中，S1＝Z_V0，S2＝Rx_V0，S3＝Ry_V0；

在步驟(4)中，所述增益矩陣的具體計算方法為：?

多次測量計算所述多個測試位置的硅片邏輯坐標的平均值，獲得硅片的邏輯坐標均值，記為(Z，Rx，Ry)k，k＝1、2、3；；

計算所述多個測試位置的工件臺高度的平均值，獲得工件臺的高度均值，記為(Z1、Z2、Z3)k，k＝1、2、3；

令增益矩陣是一個3×3的矩陣，用GB表示，列出一個方程：

由此方程解得增益矩陣的值；

其中，n＝7，m＝4，i＝0、1、2、3、4、5、6，j＝1、2、3、4。