[發明專利]一種測量光刻機垂向測量系統反射鏡面形的方法

有效

• 申請號: 201410011377.7
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN104777715B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 孫朋
• 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;G01B11/24
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

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技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別地，涉及一種測量光刻機垂向測量系統反射鏡面形的方法。

背景技術

隨著半導體集成電路集成度的提高，集成電路的特征尺寸越來越小。而集成電路的特征尺寸最終由光學投影裝置決定。隨著特征尺寸越來越小，光學投影裝置的焦深也越來越小。因此實現高精度光刻工藝的關鍵技術之一是精確的控制硅片上表面處于光學投影裝置的焦深范圍內。

美國專利US6208407B1提出一種承載硅片的運動臺的垂向運動通過干涉儀控制的光刻機裝置，如圖1所示，其在運動臺側面安裝一面45度傾斜反射鏡，在運動臺上方裝有反射鏡，如圖2所示，利用這兩塊反射鏡即可以測量出運動臺垂向的運動。

反射鏡盡管經過了精密的機械加工、打磨，但是在其表面上仍然不可避免的會存在缺陷，即使缺陷只有幾納米，也會使干涉儀的測量光束的光程發生變化，從而導致干涉儀的測量值與真實值存在偏差，使運動臺的定位精度產生誤差。為盡可能減少上述誤差，必須測出反射鏡表面的面形，然后對面形進行修正補償，從而滿足精度要求。

美國專利US7333174B2提出一種利用多個調焦調平傳感器測量反射鏡面形的方法，該方法通過干涉儀控制運動臺垂向運動，利用調焦調平傳感器測量硅片上表面高度，通過計算得出反射鏡面形對干涉儀的影響。但是這種方法需要多個調平調焦傳感器參與，會提高整機的成本。

發明內容

本發明利用曝光的方法，不需要調平調焦傳感器參與，來達到測量光刻機垂向測量系統反射鏡面形的方法。

本發明提出一種測量光刻機垂向測量系統反射鏡面形的方法，其特征在于包括如下步驟：

1）上載基底至工件臺，上載具有可確定最佳焦面標記的掩模至掩模臺；

2）保持工件臺Y向位置不變，利用干涉儀控制工件臺在Z向上步進n次，工件臺每步進一次，在X向同樣步進一個步距，，將掩模上所述標記曝光至基底上；

3）n個高度曝光完畢后，工件臺Y?向步進一個步距，重復步驟2），直到曝光完整個基底，共曝光m組標記；

4）將基底顯影、烘干，再次上載到工件臺上，讀取n×m個標記的對準位置；

5）根據所述對準位置計算標記的對準偏移量，根據對準偏移量與離焦量的關系計算得出每個Y向位置處y_i的最佳焦點位置BF，則最佳焦點位置的變化量????????????????????????????????????????????????，其中，F-T為工件臺位置；

6）根據m個位置y_i和對應的鏡面實際位置距離名義位置距離Δh_i，擬合所述反射鏡面形，其中，。

較優地，利用最小二乘法擬合反射鏡面形曲線。

其中，利用對準系統讀取所述n×m個標記的對準位置。

其中，利用四次曲線表征反射鏡面形，則，其中a、b、c、d、e為四次曲線的系數，m組Y向位置數據可表示成如下矩陣形式：

即：

可求得：，其中B表征反射鏡面形。

本發明的技術方案不需要利用調平調焦傳感器，可消除調平調焦傳感器自身的重復性帶來的測試誤差，提高測試的精度。同時，如果在雙臺架構的光刻機上使用，曝光位不需要調焦調平傳感器，可降低成本。

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為現有光刻機垂向測量系統結構示意圖；

圖2為現有光刻機垂向測量系統反射鏡設置示意圖；

圖3為本發明測量光刻機垂向測量系統反射鏡面形流程圖；

圖4為本發明掩模標記結構示意圖；

圖5為圖4中標記曝光后在硅片上分布示意圖；

圖6為標記對準偏移量與離焦量關系示意圖；

圖7為最佳焦點高度與反射鏡面形關系示意圖；

圖8為反射鏡面形擬合曲線。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。