[發明專利]一種光刻機垂向控制參數校準方法

有效

• 申請號: 201410137059.5
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN104977809B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 陳南曙
• 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: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，更進一步地，涉及一種光刻機垂向控制參數校準方法。

背景技術

在光刻機中，存在兩套獨立的物方與像方基板垂向控制裝置：工件臺與掩模臺。相應的就有兩套獨立的垂向測量裝置：掩模調焦調平傳感器與光柵尺。兩套測量裝置在未經校準前，分別遵循各自的測量尺度。所以在實際使用中，物方與像方的垂向運動量不能精確的依據理想的比例關系運動，需要校準后才能夠使用。

現有技術中，美國專利US5625436A公開了一種掃描曝光裝置及曝光方法，該曝光裝置包含的內容有：掃描曝光、多物鏡拼接及物鏡的分布結構。曝光方法包含的內容有：基板面形記錄、可調節的物鏡倍率及掃描曝光速度、為測量基板面形而使用的對準裝置以及依據標記圖形的變化獲取基板面形的方法。該發明屬于在線生產過程中的基板面形測量、補償方法及裝置，沒有提及測量面形前，對該測量及補償方法的校準過程。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，本發明提出離線校準物方與像方兩套垂向控制系統的比例系數，校準面形補償方法的測量及補償精度。

本發明提出一種光刻機垂向控制參數校準方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：初始化工件臺、掩模臺、掩模調焦調平傳感器、同軸對準分系統；

步驟2：上載掩模版；

步驟3：將掩模對準標記運動到同軸對準位置；

步驟4：設置掩模臺以指定步長在指定范圍內垂向運動，工件臺跟隨掩模臺運動；

步驟5：記錄每一步測量得到的掩模調焦調平傳感器與工件臺光柵尺讀數；重復步驟4直至掩模臺完成所述指定范圍內的垂向運動；

步驟6：計算工件臺光柵尺與掩模調焦調平傳感器兩組數據的比例系數；

步驟7：以工件臺光柵尺的測量數據計算得到的比例系數為基準更新掩模調焦調平傳感器的比例系數。

其中，所述步驟4還包括如下步驟：

步驟4.1：掩模臺以指定步長垂向運動；

步驟4.2：工件臺依據同軸對準搜索、測量得到的理想焦面位置跟隨掩模臺運動，記錄每一步的對比度數據；

步驟4.3：:根據工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數值找到極值點。

其中，通過將所述工件臺光柵尺垂向位置與對比度的數值作最小二乘法高階擬合，找到極值點。

其中，所述步驟4中的垂向運動范圍依據掩模調焦調平傳感器精測范圍確定。

其中，所述步驟6中使用最小二乘法擬合兩組數據的比例系數。

本發明提出的一種光刻機垂向控制參數校準方法，通過測量出校準物方與像方兩套垂向控制系統的比例系數，從而校準面形補償方法的測量及補償精度。

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為本發明光刻機結構示意圖；

圖2為本發明對準標記示意圖；

圖3 為本發明光刻機垂向控制參數校準方法流程圖；

圖4 為本發明光刻機垂向控制參數校準方法對準焦面搜索示意圖。

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。

如圖1所示，圖1為本發明光刻機結構示意圖，包括：工件臺1，掩模臺2，掩模調焦調平傳感器的測量光束出射端3，掩模調焦調平傳感器的接收端4， CCD 5，物鏡7，以及同軸對準系統8。工件臺1用于承載圖像傳感器CCD 5至不同的對準垂向位置。掩模臺2，用于承載掩模版上的對準標記 6至不同的垂向位置。掩模調焦調平傳感器，用于測量掩模版在運動過程中，物面的實際垂向高度值。物鏡7，用于將物面掩模版上的對準標記成像至CCD 5上。同軸對準系統8，用于將CCD5采樣得到的對準標記圖像進行處理，根據處理結果，控制工件臺1運動至不同高度以找出清晰的成像位置。

圖2為本發明掩模版上使用到的掩模對準標記示意圖。

圖3為本發明光刻機垂向控制參數校準方法流程圖，包括如下步驟：

步驟一：初始化工件臺1、掩模臺2、掩模調焦調平傳感器、同軸對準分系統；

步驟二：上載帶有掩模對準標記的掩模版；

步驟三：將掩模對準標記6運動到同軸對準位置；