本发明涉及曝光机领域，具体而言涉及一种补偿透镜热效应的方法。
背景技术：
对于asmlpas5500系列曝光机，曝光过程中出现的透镜热(lensheating)效应是一个一直存在的问题，而且也是实际生产中经常造成困扰的问题，透镜热效应不仅造成焦点(focus)漂移，而且还会造成套刻精度(overlay)漂移。
实际生产中出现这种问题的机台主要是i-line曝光机，也就是光源为365nm的紫外光的机型。这种机型的实际光强度一般在3500mw/cm2，而生产中需要的能量平均是200mj/cm2，高的甚至达到400mj/cm2，这种高能量的持续曝光很容易造成透镜热效应，然而当前机台本身的校准设计很难补偿这种快速的热效应，从而就会造成产品散焦(defocus)或套刻精度放大率(overlaymagnification)漂移，使产品出现缺陷，影响良率。
因此有必要提出一种能够补偿透镜热效应的方法。
技术实现要素：
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种用于补偿透镜热效应的方法，包括以下步骤：
将待曝光产品的信息与所存储的产品信息进行比较，以确定所述待曝光产品是否满足预设条件；
如果满足所述预设条件，则直接调用所存储的透镜热效应补偿参数进行曝光；
如果不满足所述预设条件，则计算出所述待曝光产品的当前透镜热补偿参数，并存储到内部数据库中。
进一步地，其中所述计算出所述待曝光产品的当前透镜热补偿参数的步骤包括：
执行反射率修正步骤以计算出所述待曝光产品的反射率修正值；
测量出曝光前后透镜的焦点偏移值和放大率偏移值；以及
基于所述反射率修正值、所述焦点偏移值和放大率偏移值，计算出所述当前透镜热补偿参数。
进一步地，其中所述反射率修正步骤包括：
测量出所用光罩的实际穿透率；
采用机台标准补偿参数进行曝光；
计算出每片晶圆的曝光图形数量；
计算出曝光晶圆的数量；
计算出透镜实际曝光的时间；
测量出晶圆的实际反射率；
计算出晶圆的所述反射率修正值。
进一步地，其中测量出曝光前后透镜的焦点偏移值和放大率偏移值的步骤包括：
测量出曝光前透镜的固有焦点值和固有放大率值；
测量出曝光后透镜的实际焦点值和实际放大率值；以及
将所述实际焦点值与所述固有焦点值进行比较、将所述实际放大率值与所述固有放大率值进行比较，以计算出曝光后透镜的焦点偏移值和放大率偏移值。
在本发明的一个实施例中，所述预设条件包括：光罩的id相同；和产品程式里的能量相差不超过10％；和产品程式里的光圈大小和入射角相同。
在本发明的一个实施例中，决定所述能量的大小的因素包括：曝光剂量；掩膜板的透光率；快门的设置；光圈及入射角的设置；晶圆表面的反射率；单片晶圆的曝光图形数量和参与曝光的晶圆数量。
在本发明的一个实施例中，所述将待曝光产品的信息与所存储的产品信息进行比较的步骤由服务器执行。
在本发明的一个实施例中，所述计算出所述待曝光产品的当前透镜热补偿参数的步骤由套刻机系统执行。
在本发明的一个实施例中，所述测量出曝光前透镜的固有焦点值和固有放大率值的步骤以及所述测量出曝光后透镜的实际焦点值和实际放大率值的步骤由图像传感器来执行。
在本发明的一个实施例中，所述图像传感器运行焦平面测试方法。
本发明的方法对不同机台的补偿参数进行独立配置和补偿，针对单个机台对应不同的产品程式也会调用不同的补偿参数，从而达到精确补偿的目的。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的测试算法的步骤流程图；以及
图2为根据本发明的一个实施例的用于实现本发明的测试算法的示例性测试电路的结构框图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
对于上述问题，根据透镜热效应造成的焦点和放大率与时间的关系式，曝光机生产商大多用提前补偿的方法。
提前补偿的方法分为粗补偿和精补偿，具体方法如下：
粗补偿：在快门完全打开不适用光罩的情况下对带有标准光阻的晶圆进行长达2小时的曝光，然后使透镜冷却2小时，而后用图像传感器测量焦点和放大率漂移，通过公式计算出需要补偿的参数记录到机台的系统里。粗补偿方式只选用一个标准的na/sigma(光圈及入射角)的设置来进行测量，生成的参数会记录到系统里，每次曝光时会调用对应的参数来进行透镜热补偿。
精补偿：对一块高穿透率(一般要大于80％)的光罩，在快门完全打开的情况下用标准能量对带有光阻的晶圆进行连续2小时的曝光，然后使透镜冷却2小时，而后对该晶圆进行测量，从而计算出在该种情形下的透镜热补偿参数。在机台系统里总共可以存储3-5个不同na/sigma的补偿参数，每次曝光时会调用对应的补偿参数进行透镜热补偿。
这种将几种不同的na/sigma设置通过预校准的方式提前存入机台参数的方法，是大多数现有200mm机台厂商所惯用的方式，我们可以叫它前置补偿法。这种前置补偿法有它的局限性，它比较适合用在产品比较单一的制造厂。
由于不同的产品光罩的穿透率和光阻的反射率不同，透镜热效应产生的影响也不同，所以这种方法无法进行精确的补偿。对于产品结构比较复杂的制造厂，使用这种方法经常遇到透镜热效应造成焦点和放大率漂移的问题。
为此，本发明提供了一种透镜热补偿方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤s100：将待曝光产品的信息与所存储的产品信息进行比较，以确定该待曝光产品是否满足预设条件。如果满足，则按已有产品处理，转到步骤s200；如果不满足，则按新产品处理，转到步骤s300。
具体地，在跑货之前，eap计算机将产品程式(recipe)发送至服务器，服务器将该产品程式与内部数据库中存储的产品信息进行比较。其中，在本文中“跑货”是指利用曝光机对产品进行曝光。
其中预设条件可包括：1.光罩的id相同；和2.产品程式里的能量(energy)值相差不超过10％；和3.程式里的na/sigma(光圈及入射角)值相同。
其中，决定上述能量(energy)值的因素主要包括：曝光剂量；掩膜板(reticle)的透光率；快门(rema)的设置；透镜的na/sigma(光圈及入射角)的设置；晶圆表面的反射率；单片晶圆的曝光图形(shot)数量和参与曝光的晶圆数量。其中，晶圆表面的反射率的主要决定因素包括：光阻型号、晶圆厚度、衬底型号及成分等。
步骤s200：直接调用内部数据库中存储的透镜热补偿参数进行曝光。
步骤s300：计算出待曝光产品的当前透镜热补偿参数，并将计算出的透镜热补偿参数存储到内部数据库中。
具体地，上述步骤s200和s300可由服务器调用套刻机系统来执行。
其中，如图2所示，透镜热补偿参数计算可包括以下步骤：
步骤s310：执行反射率修正步骤以计算出待曝光产品的反射率修正值(cf)。具体地可包括如下步骤：
a.测量出所用光罩的实际穿透率；
b.采用机台标准补偿参数进行曝光；
c.计算出每片晶圆的曝光图形数量；
d.计算出曝光晶圆的数量；
e.计算出透镜实际曝光的时间；
f.测量出晶圆的实际反射率；
g.采用以下公式计算出晶圆的反射率修正值cf：
其中，μ1ref、μ2ref为参考补偿参数，μ1resist、μ2resist为实际补偿参数。
其中，示例性地，可通过测量穿透光罩前后光强的比值来测量光罩的实际穿透率。示例性地，可采用设置在机台上的本领域已知的穿透率测量仪来测量光罩的实际穿透率。
其中，示例性地，可采用设置在机台上的本领域已知的反射率测定仪来测量晶圆的实际反射率。
步骤s320：测量出曝光前后透镜的焦点偏移值δf和放大率偏移值δmg。
具体地，可包括以下步骤：
a.测量出曝光前透镜的固有焦点值f0和固有放大率值mg0。
示例性地，可在晶圆曝光之前利用机台自身的图像传感器(imagesensor，is)运行focal(焦平面)测试来测量透镜的固有焦点值f0和固有放大率值mg0。
b.测量出曝光后透镜的实际焦点值ft和实际放大率值mgt。
示例性地，可在连续多片(例如，25片)晶圆曝光完成后，利用机台自身的图像传感器运行focal测试来测量透镜的实际焦点值ft和实际放大率值mgt。具体地，利用is上的mark(特殊的标记图形)在上下不同的高度下进行模拟曝光，从而找出最好的焦平面，而计算出曝光后的实际焦点值ft和实际放大率值mgt。
c.计算出曝光后透镜的焦点偏移值δf和放大率偏移值δmg。
具体地，可将透镜的实际焦点值ft与固有焦点值f0进行比较，以计算出焦点偏移值δf；可将透镜的实际放大率值mgt与固有放大率值mg0进行比较，以计算出放大率偏移值δmg。
步骤s330：基于反射率修正值cf、焦点偏移值值δf和放大偏移率值δmg，计算出产品的透镜热补偿参数。
具体地，可根据以下公式计算出所述透镜热补偿参数。
其中，透镜的焦点补偿参数由以下公式计算：
f0＝a1+a2＝t*s*i*(μ1+μ2)；
δf＝ft-f0＝t*s*i*cf*[μ1(1-exp(-t/τ1))+μ2(1-exp(-t/τ2))]；
ft＝1*10-5*nw*nd*d*t*s*cf*(μ1+μ2)/t，
其中，a1、a2为光的振幅，单位为μm或ppm；t为光罩穿透率(％)；s为光罩的有效面积，单位为cm2；i为光强度，单位为w/m2；μ1、μ2为换算系数，单位为μm/w或ppm/w；cf晶圆表面反射率；t为总曝光时间，单位为秒(s)；τ1、τ2为时间常量，单位为s；nw为曝光晶圆数量；nd为单片晶圆的曝光图形数目；d为曝光能量，单位为mj/cm2。
其中，透镜的放大率补偿参数由以下公式计算：
mg0＝a1+a2＝t*s*i*(μ1+μ2)；
δmg＝ft-f0＝t*s*i*cf*[μ1(1-exp(-t/τ1))+μ2(1-exp(-t/τ2))]；
mgt＝1*10-5*nw*nd*d*t*s*cf*(μ1+μ2)/t，
其中，a1、a2为光的振幅，单位为μm或ppm；t为光罩穿透率(％)；s为光罩的有效面积，单位为cm2；i为光强度，单位为w/m2；μ1、μ2为换算系数，单位为μm/w或ppm/w；cf晶圆表面反射率；t为总曝光时间，单位为秒(s)；τ1、τ2为时间常量，单位为s；nw为曝光晶圆数量；nd为单片晶圆的曝光图形数目；d为曝光能量，单位为mj/cm2。
其中，μ1、μ2和τ1、τ2即为所要测量并存储的补偿参数。但经过长期的实际测量和观察发现，不同条件下的τ1、τ2对透镜热效应的补偿效果影响甚微，所以在本文中可让服务器自动调用τ1、τ2和入射角及光圈最近的机台内部参数参与补偿计算。
根据透镜热效应造成的焦点和放大率漂移公式，可在服务器上安装分析和计算软件，并把每次的数据按照产品的id进行表格化存储，建立新的内部网络通讯协议，使服务器和eap电脑、套刻机系统进行通讯，使服务器不仅能够调用机台的系统参数和程式，而且还能给机台发送指令，让机台执行校准测量，完成整个数据的计算，并把补偿参数值发送给机台从而完成补偿。
本发明的有益效果：
本发明的方法对不同机台的补偿参数进行独立配置和补偿，针对单个机台对应不同的产品程式也会调用不同的补偿参数，从而达到精确补偿的目的。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。