一种光刻机垂向控制参数校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，更进一步地，涉及一种光刻机垂向控制参数校准方法。
【背景技术】
[0002]在光刻机中，存在两套独立的物方与像方基板垂向控制装置:工件台与掩模台。相应的就有两套独立的垂向测量装置:掩模调焦调平传感器与光栅尺。两套测量装置在未经校准前，分别遵循各自的测量尺度。所以在实际使用中，物方与像方的垂向运动量不能精确的依据理想的比例关系运动，需要校准后才能够使用。
[0003]现有技术中，美国专利US5625436A公开了一种扫描曝光装置及曝光方法，该曝光装置包含的内容有:扫描曝光、多物镜拼接及物镜的分布结构。曝光方法包含的内容有:基板面形记录、可调节的物镜倍率及扫描曝光速度、为测量基板面形而使用的对准装置以及依据标记图形的变化获取基板面形的方法。该发明属于在线生产过程中的基板面形测量、补偿方法及装置，没有提及测量面形前，对该测量及补偿方法的校准过程。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中的缺陷，本发明提出离线校准物方与像方两套垂向控制系统的比例系数，校准面形补偿方法的测量及补偿精度。
[0005]本发明提出一种光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:初始化工件台、掩模台、掩模调焦调平传感器、同轴对准分系统；
步骤2:上载掩模版；
步骤3:将掩模对准标记运动到同轴对准位置；
步骤4:设置掩模台以指定步长在指定范围内垂向运动，工件台跟随掩模台运动；
步骤5:记录每一步测量得到的掩模调焦调平传感器与工件台光栅尺读数；重复步骤4直至掩模台完成所述指定范围内的垂向运动；
步骤6:计算工件台光栅尺与掩模调焦调平传感器两组数据的比例系数；
步骤7:以工件台光栅尺的测量数据计算得到的比例系数为基准更新掩模调焦调平传感器的比例系数。
[0006]其中，所述步骤4还包括如下步骤:
步骤4.1:掩模台以指定步长垂向运动；
步骤4.2:工件台依据同轴对准搜索、测量得到的理想焦面位置跟随掩模台运动，记录每一步的对比度数据；
步骤4.3::根据工件台光栅尺垂向位置与对比度的数值找到极值点。
[0007]其中，通过将所述工件台光栅尺垂向位置与对比度的数值作最小二乘法高阶拟合，找到极值点。
[0008]其中，所述步骤4中的垂向运动范围依据掩模调焦调平传感器精测范围确定。
[0009]其中，所述步骤6中使用最小二乘法拟合两组数据的比例系数。
[0010]本发明提出的一种光刻机垂向控制参数校准方法，通过测量出校准物方与像方两套垂向控制系统的比例系数，从而校准面形补偿方法的测量及补偿精度。
【附图说明】
[0011]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0012]图1为本发明光刻机结构示意图；
图2为本发明对准标记示意图；
图3为本发明光刻机垂向控制参数校准方法流程图；
图4为本发明光刻机垂向控制参数校准方法对准焦面搜索示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0014]如图1所示，图1为本发明光刻机结构示意图，包括:工件台1，掩模台2,掩模调焦调平传感器的测量光束出射端3，掩模调焦调平传感器的接收端4，CCD 5，物镜7，以及同轴对准系统8。工件台I用于承载图像传感器CXD 5至不同的对准垂向位置。掩模台2，用于承载掩模版上的对准标记6至不同的垂向位置。掩模调焦调平传感器，用于测量掩模版在运动过程中，物面的实际垂向高度值。物镜7，用于将物面掩模版上的对准标记成像至CXD 5上。同轴对准系统8，用于将(XD5采样得到的对准标记图像进行处理，根据处理结果，控制工件台I运动至不同高度以找出清晰的成像位置。
[0015]图2为本发明掩模版上使用到的掩模对准标记示意图。
[0016]图3为本发明光刻机垂向控制参数校准方法流程图，包括如下步骤:
步骤一:初始化工件台1、掩模台2、掩模调焦调平传感器、同轴对准分系统；
步骤二:上载带有掩模对准标记的掩模版；
步骤三:将掩模对准标记6运动到同轴对准位置；
步骤四:首先设置掩模台2以指定步长垂向运动，该运动范围依据掩模调焦调平传感器精测范围确定。然后，每个掩模台垂向位置，工件台I依据同轴对准搜索、测量得到的理想焦面位置跟随掩模台运动，记录每一步的对比度数据。最后，将工件台光栅尺垂向位置与对比度的数值作最小二乘法高阶拟合，并找到极值点。如图4所示，在对准焦面搜索示意图中，该极值点就是最清晰的，对比度最高的工件台对准位置。
[0017]步骤五:记录此时工件台光栅尺与掩模调焦调平传感器读数，重复步骤四直至掩模台2完成指定掩模调焦调平传感器精测范围内的垂向运动。
[0018]步骤六:模型计算:用最小二乘法拟合工件台光栅尺与掩模调焦调平传感器两组数据的比例系数，该比例系数即为本方法发明所要求的垂向控制参数校准量(掩模调焦调平传感器待校准的比例系数)。
[0019]步骤七:以工件台光栅尺的测量数据计算得到的比例系数为基准更新工件台调焦调平传感器的比例系数。
[0020]本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:初始化工件台、掩模台、掩模调焦调平传感器、同轴对准分系统； 步骤2:上载掩模版； 步骤3:将掩模对准标记运动到同轴对准位置； 步骤4:设置掩模台以指定步长在指定范围内垂向运动，工件台跟随掩模台运动； 步骤5:记录每一步测量得到的掩模调焦调平传感器与工件台光栅尺读数；重复步骤4直至掩模台完成所述指定范围内的垂向运动； 步骤6:计算工件台光栅尺与掩模调焦调平传感器两组数据的比例系数； 步骤7:以工件台光栅尺的测量数据计算得到的比例系数为基准更新掩模调焦调平传感器的比例系数。2.如权利要求1所述的光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于，所述步骤4还包括如下步骤: 步骤4.1:掩模台以指定步长垂向运动； 步骤4.2:工件台依据同轴对准搜索、测量得到的理想焦面位置跟随掩模台运动，记录每一步的对比度数据； 步骤4.3::根据工件台光栅尺垂向位置与对比度的数值找到极值点。3.如权利要求2所述的光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于，通过将所述工件台光栅尺垂向位置与对比度的数值作最小二乘法高阶拟合，找到极值点。4.如权利要求1所述的光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于，所述步骤4中的垂向运动范围依据掩模调焦调平传感器精测范围确定。5.如权利要求1所述的光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于，所述步骤6中使用最小二乘法拟合两组数据的比例系数。
【专利摘要】本发明提出一种光刻机垂向控制参数校准方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：初始化工件台、掩模台、掩模调焦调平传感器、同轴对准分系统；步骤2：上载掩模版；步骤3：将掩模对准标记运动到同轴对准位置；步骤4：设置掩模台以指定步长在指定范围内垂向运动，工件台跟随掩模台运动；步骤5：记录每一步测量得到的掩模调焦调平传感器与工件台光栅尺读数；重复步骤4直至掩模台完成所述指定范围内的垂向运动；步骤6：计算两组数据的比例系数；步骤7：以工件台光栅尺的测量数据为基准更新掩模调焦调平传感器的比例系数。
【IPC分类】G03F7/20, G03F9/00
【公开号】CN104977809
【申请号】CN201410137059
【发明人】陈南曙
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年4月8日