[發明專利]一種信號歸一化掩模對準系統

有效

• 申請號: 201010250440.4
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN102375351A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 李運鋒
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20
• 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裝置的信號歸一化掩模對準系統。

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加硅片對準的方式，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CN200910045415.X、CN200810036910.X、CN200810036911.4等公開了用于實現第一物件(位于掩模或掩模基準版上的透射式標記)相對于第二物件(位于工件臺基準板上的參考標記)的位置關系的對準系統或對準標記。在該對準系統的對準標記(透射式標記和參考標記)中，通常包括歸一化標記和分支標記。如圖1所示，標記中用于歸一化級光光強的子標記為歸一化標記；標記中用于精對準的子標記，叫分支標記。在該對準系統中，采用曝光光源作為對準光源，由于激光器的功率存在波動(每次激光脈沖的能量波動甚至高達10％以上)，導致一次精對準對準掃描時，不同時刻獲得原始光強數據不具備可比性，無法獲得準確的對準信號，即分支標記獲得原始光強數據I_raw為：

I_raw＝γ_laser∫ρ_gratingds_grating???????????????????????????????????????????公式一

式中，ρ_grating為透射式標記的分支標記成像能量分布函數，s_grating為參考標記的分支標記透光面積，γ_laser為激光脈沖的能量。顯然，精對準掃描時，當γ_laser存在波動時，在不同位置采集到的分支標記的原始光強I_raw將不具備位置意義下的可比性。

為解決該問題，現有的掩模對準系統中通常利用歸一化標記光強對分支標記原始光強數據進行歸一化，以消除激光器的功率波動對分支標記光強信號的影響。在精對準掃描時，歸一化標記獲得光強I_grid為：

I_gridγ_laser∫ρ_gridds_grid????????????????????????????????????????公式二

式中，ρ_grid為透射式標記的歸一化標記成像能量分布函數，s_grid為參考標記的歸一化標記透光面積，γ_laser為激光脈沖的能量。由于精對準掃描時，透射式標記的歸一化標記成像自始自終均全部透過參考標記的歸一化標記(如附圖2所示)，故理想情況下，∫ρ_gridds_grid為定值，即I_grid僅隨激光脈沖的變化而變化。利用I_grid對I_raw進行歸一化：

公式三

此時，獲得光強數據I_normlized將不隨激光脈沖的波動而變化，從而使得精對準掃描時，不同位置的光強數據具備了可比性。