[發(fā)明專利]一種調(diào)焦調(diào)平光斑位置校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210240355.9
• 申請(qǐng)日: 2012-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103543610A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳南曙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;G03F9/00;G01B11/00
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域,尤其涉及一種用于光刻設(shè)備的調(diào)焦調(diào)平光斑位置校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

光刻技術(shù)或稱光學(xué)刻蝕術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于集成電路制造工藝中。該技術(shù)通過(guò)光學(xué)投影裝置曝光，將設(shè)計(jì)的掩模圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上。“掩?！焙汀肮饪棠z”的概念在光刻工藝中是公知的：掩模也稱光掩模版，是薄膜、塑料或玻璃等材料的基底上刻有精確定位的各種功能圖形的一種模版，用于對(duì)光刻膠層的選擇性曝光；光刻膠是由光敏化合物、基體樹(shù)脂和有機(jī)溶劑等混合而成的膠狀液體，受到特定波長(zhǎng)光線作用后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得在某種溶液中的溶解特性改變。

隨著集成電路制造的發(fā)展，集成度正逐漸增加。對(duì)光刻工藝中線寬要求逐漸減小，這也就是要求投影物鏡能有較大的分辨力。分辨力的提高可通過(guò)增大光刻物鏡數(shù)值孔徑和縮短曝光波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)，然而為了提高分辨力總是以犧牲焦深DOF為代價(jià)的。如果實(shí)際焦深達(dá)不到微電子生產(chǎn)工藝所要求的焦深容差，將嚴(yán)重影響集成電路生產(chǎn)的成品率。因此，作為一種能測(cè)量硅片上表面高度的系統(tǒng)，精確的調(diào)焦調(diào)平對(duì)集成電路生產(chǎn)中運(yùn)用到的投影式光刻有著十分重要的意義。

如專利CN200710172260.7及CN201010619282.5中所示，現(xiàn)有測(cè)量方法依靠在不同傾斜下光斑實(shí)際高度與期望位置間的偏差，擬合計(jì)算得到結(jié)果。該方法受到工件臺(tái)傾斜范圍影響，在較小的傾斜設(shè)定值下不能夠精確測(cè)量到光斑的水平位置，而且測(cè)量值不包含光斑倍率的數(shù)值?，F(xiàn)有光斑零位偏差測(cè)量方法為相對(duì)單個(gè)光斑的測(cè)量偏差值，受到單個(gè)光斑測(cè)量精度影響，而且實(shí)際調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)在量產(chǎn)過(guò)程中，向系統(tǒng)提供的測(cè)量值為多個(gè)光斑擬合的垂向平面結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于光刻設(shè)備的調(diào)焦調(diào)平光斑位置校準(zhǔn)方法，該方法能有效測(cè)量光斑水平位置、光斑放大倍率，以及校準(zhǔn)零位偏差。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開(kāi)一種調(diào)焦調(diào)平光斑位置校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：（a）將一光源經(jīng)狹縫后在基板上形成測(cè)量光斑；（b）移動(dòng)所述基板至所述測(cè)量光斑位置處；（c）掃描所述測(cè)量光斑的左右兩側(cè)邊界，探測(cè)所述測(cè)量光斑經(jīng)所述基板反射后的信號(hào)，獲得所述測(cè)量光斑的水平位置及放大倍率；（d）使所述測(cè)量光斑在所述基板內(nèi)側(cè)的邊緣步進(jìn)運(yùn)動(dòng)；（e）探測(cè)所述測(cè)量光斑的實(shí)際高度值，根據(jù)所述實(shí)際高度和所述水平位置進(jìn)行擬合運(yùn)算，獲得所述測(cè)量光斑的零位偏差。

更進(jìn)一步地，該步驟（b）進(jìn)一步包括：移動(dòng)該基板，使該基板X向右側(cè)邊界與該測(cè)量光斑X向右側(cè)邊界平行。

更進(jìn)一步地，該步驟（c）中掃描所述測(cè)量光斑的左右兩側(cè)邊界包括：分別對(duì)所述測(cè)量光斑的右邊界和左邊界進(jìn)行掃描，掃描時(shí)按照二分法進(jìn)行，每次步進(jìn)的步長(zhǎng)是上一次步長(zhǎng)的一半，若兩次光強(qiáng)測(cè)量值同時(shí)大于或者小于99.9%參考光強(qiáng)，則步進(jìn)方向不變，否則步進(jìn)方向反向。步驟（c）中所述測(cè)量光斑的水平位置為(???????????????????????????????????????????????，)，其中x₁為x方向下左邊界位置、x₂為右邊界位置，y₁為y方向下左邊界位置、y₂為右邊界位置。該步驟（c）中x向放大倍率Mx為/x,?其中是該測(cè)量光斑的X向?qū)嶋H長(zhǎng)度，x為該測(cè)量光斑的名義長(zhǎng)度；y向放大倍率My為/y,?其中是該測(cè)量光斑的Y向?qū)嶋H長(zhǎng)度，y為該測(cè)量光斑的名義長(zhǎng)度。

更進(jìn)一步地，該步驟（e）中所述的擬合為采用最小二乘法擬合平面AX+BY+C=Z，即將所述實(shí)際高度值Zi和所述水平位置（X_i，Y_i）代入所述擬合平面：

，得到擬合系數(shù)A、B和C；

將所述測(cè)量光斑的水平位置再次代入到所述擬合平面AX+BY+C=Z中，求得擬合高度值；

將所述擬合高度值與所述實(shí)際高度值相減，獲得所述測(cè)量光斑的零位偏差。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的用于光刻設(shè)備的調(diào)焦調(diào)平光斑位置校準(zhǔn)方法將光斑水平位置、倍率、零位誤差這三個(gè)量解耦。相比現(xiàn)有技術(shù)，在執(zhí)行光斑水平位置測(cè)校時(shí)，不僅測(cè)量光斑水平位置，而且能測(cè)量光斑放大倍率，消除由光路引起的倍率誤差。同時(shí)，該測(cè)校方法還包含了對(duì)零位偏差的校準(zhǔn)。本發(fā)明相比現(xiàn)有發(fā)明，在保證精度的前提下，能夠校準(zhǔn)更多的光斑位置相關(guān)機(jī)器常數(shù)。

附圖說(shuō)明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。