专利名称：一种步进扫描投影光刻机掩模台硅片台扫描运动同步误差校正系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电子专用设备技术领域，尤其是一种步进扫描投影光刻机掩模台硅片台扫描运动同步误差校正系统，其主要用于步进扫描投影光刻机中实现扫描曝光过程中硅片台与掩模台同步误差的校正。
背景技术：
步进扫描投影光刻技术是IC加工中的一项前沿技术，它利用掩模台和硅片台的同步运动，将掩模上的图形通过光学系统投影到硅片上，再经过定型、显影等工艺，最终在硅片上复制出具有缩小倍率的图形。扫描曝光与步进曝光不同，它利用窄条狭缝像场的匀速直线扫描来实现大芯片尺寸像场内的连续移动曝光，由于像场均分可减小投影误差及像差；加之扫描中逐个小像场的连续自动调平调焦可充分利用镜头的有效焦深，更好地控制并校正了大像场内硅片的局部不平度并扩大和改善了光刻工艺范围。步进扫描投影光刻机扫描曝光原理图见
图1。置于掩模台上的掩模和置于硅片台上的硅片同时以指定的速度\和Vw沿相反方向移动到投影物镜系统的上方和下方，掩模上特定区域的图形在照明光束照射下，经过投影物镜投影到硅片上，实现掩模图形的转移。掩模台和硅片台在扫描曝光过程中的同步误差不仅会导致硅片上图形的变化和错位，而且会降低图形对比度，最终造成光刻图形缺陷。通常步进扫描投影光刻机的同步误差特性由移动平均误MA和移动标准偏差MSD表示，移动平均偏差即同步偏差的移动平均值，反映了掩模特征图形与其理想位置的平均偏差，这一偏差将导致曝光图形的总体错位，在工艺上将主要影响光刻的套刻精度。移动标准偏差即光阑内所有点同步偏差的均方差，反映了因扫描不同步引起位置抖动的均方差，这种由于扫描曝光过程中掩模台硅片台相对位置的高频率变换将导致成像模糊，在工艺上将主要影响光刻的曝光分辨率。在离散采样的条件下，MA和MSD可以定义如下:对于硅片上的特殊成像点X，设在某一采样时刻的硅片台与掩模台的同步位置误差为e (i)，则移动平均偏差MA为X位于曝光光阑范围内同步误差的平均，MSD为同步误差的标准差。
权利要求
1.一种步进扫描投影光刻机掩模台硅片台扫描运动同步误差校正系统，其特征在于，包括运动轨迹规划模块、运动控制模块、运动执行模块、同步误差校正模块，其中: 所述的运动轨迹规划模块，根据掩模台和硅片台扫描运动过程中的轨迹特性将扫描过程中的加速度、速度以及位置轨迹数字化供掩模台和硅片台的运动控制模块使用； 所述的运动控制模块，包括硅片台运动控制模块和掩模台运动控制模块，所述的运动控制模块根据接收的跟踪误差信号控制运动执行模块按照规划的轨迹运动； 所述的运动执行模块，包括硅片台运动执行模块和掩模台运动执行模块，所述的掩模台运动执行模块接收并执行掩模台运动控制模块的输出的指令以及同步误差校正模块输出的误差校正指令驱动掩模台运动；硅片台运动执行模块接收并执行硅片台运动控制模块的指令驱动娃片台运动； 所述的同步误差校正模块，包括预测模块、同频鉴相模块和误差补偿模块，所述的同步误差校正模块对硅片 台跟踪误差和掩模台跟踪误差所包含的各频率信号进行预测估计，并对硅片台跟踪误差和掩模台跟踪误差中同频部分信号进行鉴相求出其相位差，最终将相位差信号转化为误差补偿信号，具体的，同步误差校正模块接收掩模台跟踪误差和硅片台跟踪误差，分别经预测模块中的掩模台跟踪误差预测模块和硅片台跟踪误差预测模块进行预测估计，提取各跟踪误差信号中的信号的主要频率；接着将两跟踪信号中提取出来的主要频率信号经同频鉴相模块求出其相位差，此相位差信息经误差补偿模块得到掩模台的校正信号，用于硅片台及掩模台同步运动误差的校正。
2.如权利要求1所述步进扫描投影光刻机掩模台硅片台扫描运动同步误差校正系统，其特征在于，同步误差校正模块中掩模台的跟踪误差a经过预测模块r进行预测，对于误差信号中的主要频率成分进行预估计，假设掩模台的跟踪误差信号由n个频率已知但相位和幅值信号未知的信号组成: o(0 二 Yj xi sin(2^/；r) + j；.cos(2^/0 a(t)为掩模台跟踪误差信号，t为时间； fi为跟踪误差信号的某一频率值； Xi和Ji为频率为A的误差信号正弦和余弦部分的幅值； 某一时刻的系数Xi和Ji由过去的m组采样数据进行预估计:rsm(//,) Cos(Z1Z1)Sin(ZnZ1) Cos(Z1Z1)) ^1I (吨)、 sin(./;/2) CosiflI2) COS(Z1Z2) cos(/人)I a(t2) ... I — < **** ^ IVsin(Zi^1) C°s(/C) COS(Z1Zm) cos(fjm)J !n Ud m的最小取值为m=2n，t1 t2，…tm为采样时间点； 為和A为频率为A的误差信号正弦和余弦部分的幅值的估计值； a(t:), a(t2),...，a(tm)为m次采样的误差值；
全文摘要
本发明公开了一种适用于步进扫描投影光刻机的掩模台硅片台扫描运动同步误差校正系统，包括运动轨迹规划模块、运动控制模块、运动执行模块、同步误差校正模块。本发明的优点是，采用轨迹规划模块对扫描曝光过程中硅片台及掩模台的加速度、速度以及位置轨迹进行规划并数字化，此模块能针对不同的工件台的运动需求进行相应的轨迹规划，具有良好的移植性；针对步进扫描投影光刻机在扫描曝光过程中同步误差的特性，通过减小硅片台跟踪误差以及掩模台跟踪误差中同频部分信号的相位差来达到减小同步误差的目的，从同步误差的特性出发分析出误差校正方法；在同步误差校正模块中采用预测模块对跟踪误差中的频率信号进行预估计，有利于加快系统的运行速度。
文档编号G03F7/20GK103207531SQ20131013849
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月21日 优先权日2013年4月21日
发明者李兰兰, 胡松, 赵立新, 马平, 刘旗, 李金龙, 钟玲娜 申请人:中国科学院光电技术研究所