[發明專利]用于光刻設備的對準信號采集系統與對準方法

有效

• 申請號: 200910201611.1
• 申請日: 2009-10-12
• 公開（公告）號: CN102043341A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 李運峰;王海江;韓悅;胡明輝
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及集成電路或其它微型器件制造領域的光刻裝置，尤其涉及一種用于光刻設備的對準信號采集系統與對準方法。

背景技術

在半導體IC集成電路制造過程中，一個完整的芯片通常需要經過多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余層次的光刻在曝光前都要將該層次的圖形與以前層次曝光留下的圖形進行精確定位，這樣才能保證每一層圖形之間有正確的相對位置，即套刻精度。通常情況下，套刻精度為光刻機分辨率指標的1/3～1/5，對于100納米的光刻機而言，套刻精度指標要求小于35nm。套刻精度是投影光刻機的主要技術指標之一，而掩模與硅片之間的對準精度是影響套刻精度的關鍵因素。當特征尺寸CD要求更小時，對套刻精度的要求以及由此產生的對準精度的要求變得更加嚴格，如90nm的CD尺寸要求10nm或更小的對準精度。

掩模與硅片之間的對準可采用掩模對準+硅片對準的方式，即以工件臺基準板標記為橋梁，建立掩模標記和硅片標記之間的位置關系。對準的基本過程為：首先通過掩模對準系統，實現掩模標記與工件臺基準板標記之間的對準，然后利用硅片對準系統，完成硅片標記與工件臺基準板標記之間的對準，進而間接實現硅片標記與掩模標記之間對準。

中國專利200910045415給出了一種用于光刻裝置的掩模對準系統。當在投影物鏡焦面做水平方向對準掃描時，可采集到圖1所示的對準信號，圖中橫軸為X(或Y)位置采樣，豎軸為光強采樣。圖1中信號的頂點即為對準位置。為求得該對準位置，首先對采樣數據對進行過濾處理，保留光強大于閾值的采樣數據，并采用拋物線模型進行擬合處理，擬合后的拋物線的頂點即為求得的對準位置。但是，由于對準信號并非理想拋物線形式，拋物線模型與對準信號之間存在模型不匹配問題，導致擬合精度較低，影響對準精度。圖2分別給出了閾值系數為0.25和0.6時擬合結果，采樣點與拋物線曲線之間的擬合誤差(絕對值)比較大。從圖中可看出，適當地增大閾值，能夠提高擬合精度，但也意味著更多的有用信息被拋棄，系統的抗噪性將變差。

發明內容

本發明的目的在于提供具有高擬合精度的處理方法，從而提高對準精度。本發明采用了下述對準信號采集系統和對準方法。

一種用于光刻設備的對準信號采集系統，用以實現工件臺相對于掩模臺位置的確定，包括：

照明單元，用于提供紫外波長的激光脈沖；

掩模臺；

掩模臺位置測量單元；掩模臺控制單元，用于控制掩模臺移動，并根據掩模臺位置測量單元所獲得的掩模臺位置數據將掩模標記定位到特定位置；

投影物鏡，用于對掩模標記進行成像；

工件臺；

工件臺位置測量單元；工件臺控制單元，用于控制工件臺移動，并根據工件臺位置測量單元所獲得的工件臺的位置數據將工件臺標記定位到特定位置，并根據對準掃描參數進行水平運動；

光強采集單元，用于采集掩模標記的像掃描過工件臺標記時透過的光強信號；

對準操作單元，用于控制對準掃描參數的下發、光強和位置的同步采樣，實現由光強-位置采樣對組成的對準信號的擬合處理和對準位置計算，其中采用高斯函數作為對準信號擬合模型，該函數為：

I(xi)=Ae-(cxi-ab)2]]>

其中，x_i為光強-位置采樣對中的位置數據，I(x_i)為光強-位置采樣對中對應位置x_i的光強數據，a、b、c和A為模型待定參數。

其中，所述照明單元包括激光器和控制組件，所述激光器產生激光脈沖，所述控制組件控制脈沖頻率。

其中，所述光強采集單元包括集成傳感器和光強采集板。

其中，所述集成傳感器受到紫外波長的激光脈沖激發后產生可見波長段的熒光。