[發明專利]用于投影光刻機的調焦調平方法

有效

• 申請號: 201210528991.1
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103869627A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 楊曉青;張青云;王帆
• 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
• 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

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技術領域

???本發明屬于一種集成電路裝備制造領域，尤其涉及一種用于投影光刻機的調焦調平方法。

背景技術

投影光刻機可以通過減小曝光波長和增大投影物鏡的數值孔徑提高光刻分辨率,?但同時會導致可用焦深明顯下降,?使硅片表面更容易發生離焦。為了解決因焦深減小帶來的離焦問題,?高端投影光刻機均采用調焦調平技術實時控制硅片表面的高度和傾斜。調焦調平技術包括硅片表面的調焦調平測量技術和硅片表面位置的實時控制技術。硅片調焦調平測量技術對硅片表面的高度和傾斜進行測量,?其測量數據用于動態反饋控制硅片表面相對于投影物鏡最佳焦平面之間的位置。

為了避免污染和損傷硅片表面上的圖形，硅片調焦調平測量必須采用非接觸式的測量技術，常用的硅片調焦調平傳感器技術方案有：（1）氣壓位置測量技術，特點是直接測量硅片的物理表面，不受光刻膠及硅片表面材料的影響；氣壓受環境影響比較大，精度不高；傳感器距離硅片較近，不能直接測量曝光場；（2）電容測量技術，特點是實現較為簡單；受被測硅片特性影響比較大；傳感器距離硅片較近，不能直接測量曝光場；（3）光學測量技術，特點是能夠直接測量曝光場，是目前主流的調焦調平技術方案，檢測精度較高，光機、控制結構復雜，但檢測精度受硅片表面反射率的影響較大。

隨著投影物鏡NA的增大，焦深越來越小，故對硅片上表面位置的測量精度要求越來越高，而硅片不同膜系的反射率不一樣，將會引起光斑區域內反射率的不均勻性，由此引起的測量誤差可以達到微米量級，而這樣的測量誤差是投影光刻機所不能允許的。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種用于投影光刻機的調焦調平方法，能消除因硅片不同膜系的反射率不同所導致的測量誤差。

為了實現上述發明目的，本發明公開一種用于投影光刻機的調焦調平方法，其特征在于，包括：步驟一：對被測基底進行全局調焦調平，使基底上各個測量場均包含在調焦調平傳感器測量范圍之內；步驟二：沿步進方向進行第一次掃描，獲取該各個測量場及各個測量點的第一調焦調平數據；步驟三：按一定角度旋轉該被測基底后進行第二次掃描，獲取該各個測量場及各個測量點的第二調焦調平數據；步驟四：對步驟三及步驟四中獲取的數據進行求和平均后獲得該各個測量點的Z向偏移距離，并根據該Z向偏移距離計算出各個測量場當前位置與調焦調平傳感器本身零平面的Rx，Ry，Z值。

更進一步地，該步驟三中的一定角度為180度。

更進一步地，該步驟三中的一定角度為90度。該步驟三中還包括：再按照90度旋轉后該被測基底后進行第三次掃描，獲取該各個測量場及各個測量點的第三調焦調平數據；再按照90度旋轉后該被測基底后進行第四次掃描，獲取該各個測量場及各個測量點的第四調焦調平數據。

與現有技術相比，本發明所提供的用于投影光刻機的調焦調平方法，有效提高了調焦調平傳感器的工藝適應性能力，大大降低了由于硅片表面不同膜系結構或不同圖案引起的反射強度變化引起的光學調焦調平傳感器測量誤差。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為光刻設備的投影物鏡曝光系統的示意圖之一；

圖2為光刻設備的投影物鏡曝光系統的示意圖之二；

圖3為實際調焦調平過程中由于反射率不均勻引起的調焦調平測量誤差圖；

圖4為一種典型的硅片表面膜系結構示意圖；

圖5為硅片上一測量區域的示意圖；

圖6為測量區域的放大圖，圖上還有測量光斑的分布情況；

圖7為硅片旋轉180度測量區域的位置改變；

圖8為待測量區域旋轉前后時光斑位置的位置變化；

圖9為采用單次掃描測量光斑和綜合兩次掃描數據計算得到的質心位置示意；

圖10為本發明所示出的第一實施方式的流程圖；

圖11為第二實施方式中下一個測量光斑的形象示意；

圖12為第二實施方式中處理測量光斑信號獲取質心位置的過程示意；

圖13為本發明所示出的第二實施方式的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的一種具體實施例的用于投影光刻機的調焦調平方法。然而，應當將本發明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發明的技術理念可以與其他公知技術或功能與那些公知技術相同的其他技術組合實施。