一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种工件台长条镜面形漂移 补偿的方法。
【背景技术】
[0002] 当前的光刻设备中，具有精密定位性能的工件台系统是其配备的关键分系统之 一。工件台的定位性能决定了掩模上的图案能否快速精确地成像在曝光基底之上。
[0003] 如附图1中所示为一种双层结构的工件台。在水平运动台1的上方安装承放娃片 3的旋转台2。激光干涉仪测量模块6发出的激光照射在水平向运动台1上的长条方镜5， 用于测量水平运动台1的水平位置。该水平运动台1在X向和Y向分别有两个激光干涉仪 测量轴(未在图中画出），从两个方向测量水平向运动台1的位置(J，JS化）。
[0004] 在激光干涉仪各测量轴都测量正确的前提之下，上述激光干涉仪组成的测量系统 测量水平向运动台1的位置时，还受到长条方镜5面形误差的影响；如果没有经过专口的校 正，将使水平向运动台的位置(疋乂化）定位不准。
[0005] US5790253和CN201210181489. 8分别提出了一种测量方镜面形并对误差进行补 偿的方法，此两种方法都将方镜面形当作恒定的系统误差予W测量和补偿校准，但是在实 际运用中，由于方镜周围腔体温度波动和高加速度运动台电机发热W及方镜周围气压波动 等导致工件台发生结构变形，直接体现为方镜面形发生漂移，对热膨胀系数很大的航空铅 结构，在光刻机的腔体的温度(含运动台电机发热）和压力变化范围下方镜面形漂移可W达 到200nm，直接导致随机套刻误差达到200nm。因此，有必要提出一种能实时补偿环境变化 引起的方镜面形漂移的一种方法。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种消除方镜面形随温度和压力变 化而漂移的方法。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂 移补偿方法，包括；步骤一、校准参考温度和压力下的该长条镜的面形误差；步骤二、测试 不同温度和压力时该长条镜的面形误差，根据不同温度和压力的该长条镜面形误差拟合该 长条镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤H、根据实测的温度和压力值W及 面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据该面形 误差补偿量实现面形漂移补偿。
[0008] 更进一步地，该步骤一具体包括；利用该工件台X方向和Y方向的温度和压力传感 器测量该工件台的温度和压力作为参考温度和压力，将该长条镜面形误差作为一恒定的系 统误差对该参考温度和压力测量和补偿校准。
[0009] 更进一步地，该步骤二测试不同温度和压力时该长条镜的面形误差包括；按照多 个预设时间，利用该工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测试不同时间的温度和压 力下的该长条镜的面形误差。
[0010] 更进一步地，所述步骤二中根据不同时间的温度和压力下的所述长条镜面形误差 W及公苗
，拟合出公式中的系数t啦起馬满 >，其中骑分别表示初 始压力与温度，^、r分别表示不同时间测得的压力和温度，e为常数。
[0011] 与现有技术相比较，本发明的优点在于可W实时测量工件台周围的温度和压力； 可W校准面形漂移补偿参数；可W闭环补偿方镜面形漂移。与现有技术相比较，本发明通过 工件台内部的温度和压力传感器实时测量工件台周围的温度和压力，并通过面形漂移补偿 公式计算方镜面形漂移量，实时补偿在工件台运动控制中。本发明可W消除方镜面形的随 机漂移误差。
【附图说明】
[0012] 关于本发明的优点与精神可W通过W下的发明详述及所附图式得到进一步的了 解。
[0013]图1是现有技术中所使用的双层结构的工件台的结构示意图； 图2是本发明涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的流程图； 图3是工件台的方镜面形误差测点分布图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的工件台长条镜面形漂移补偿 的方法。然而，应当将本发明理解成并不局限于W下描述的送种实施方式，并且本发明的技 术理念可W与其他公知技术或功能与郝些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0015] 在W下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语 进行描述，但是应当将"前"、"后"、"左"、"右"、''外"、''内"、"向外"、"向内"、"上"、"下"等词 语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在W下描述中所使用的"X向"一 词主要指与水平向平行的方向；"Y向"一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向；"Z 向"一词主要指与水平向垂直，且与Χ、γ向均垂直的方向。
[0016] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种消除方镜面形随温度和压力变 化而漂移的方法。
[0017] 为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂 移补偿方法，其特征在于，包括；步骤一、校准参考温度和压力（例如初始校准时的温度和压 力）的方镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时方镜的面形误差，根据不同温度和 压力的方镜面形误差拟合方镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤Η、根据实 测的温度和压力值W及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿 量；步骤四、将实时计算的面形补偿量发送给运动控制器实现面形漂移补偿，通常在曝光场 之间进行补偿。
[0018] 本发明所涉及的工件台的结构如图1中所示。在水平运动台1的上方安装承放娃 片3的旋转台2,激光干涉仪测量模块6发出的激光照射在水平向运动台1上的长条方镜 5,用于测量水平运动台1的水平位置。该水平运动台1在X向和Υ向分别有两个激光干涉 仪测量轴(未在图中画出），从两个方向测量水平向运动台1的位置（X，y，化），工件台X方 向和Υ方向的温度和压力传感器4实时测量工件台所处的环境的温度和压力，温度和压力 传感器安装在靠近方镜中部的底座上；工件台运动控制器7实时补偿方镜面形误差。
[0019] 图2是本发明涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的流程图。该面形漂移补 偿的方法的具体步骤包括： S101，参考方镜面形误差校准； 5102, 测试不同温度和压力时方镜上各点形状改变量； 5103, 拟合计算方镜上各点形状改变量随温度和压力变化的系数； 5104, 根据拟和系数及实测的温度和压力实时计算工件台运动位的方镜面形变化量； 5105, 工件台运动控制实时补偿方镜面形变化量。
[0020] 图3是工件台的方镜面形误差测点分布图 W下将具体说明，本发明所涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的实施方式。参 考方镜面形误差校准时，将工件台X方向和Υ方向的温度和压力传感器测量工件台当前的 温度和压力巧日初始校准时的温度和压力）作为参考温度和压力，同时将方镜面形当作恒定 的系统误差予W测量和补偿校准。
[0021] 测试不同温度和压力时方镜上各点形状改变量时，由于工件台所处的光刻机的腔 体的温度和压力存在缓慢变化，如图1中工件台4Χ方向和Υ方向的温度和压力传感器间 隔一定时间，如4小时或2天，测量工件台的温度和压力，并测试对应的温度和压力下X和 Υ方镜的面形误差，面形误差的测点分布WX方镜为例，如图3中所示。对X方镜测点i， 根据不同时间的面形误差减去参考方镜面形误得到方镜面形误差变化量，根据方镜面形误 差变化量与对应的温度和压力公式
拟合出面形误差变化量系数 (电起每课)，其中机、1分别表示初始压力与温度，沪、Γ分别表示不同时间测得的压力和温 度，e为常数2. 71828。
[0022] 相应地拟合出X方镜和Y方镜所有测点的面形误差变化量系数。
[0023] 工件台控制中，工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器实时测量工件台当前 的温度和压力，按照工件台的运动位置、对应的误差变化量系数W及当前的温度和压力实 时计算需要补偿的方镜面形变化量。
[0024] 工件台运动控制器模块实时补偿方镜面形的变化量，由于光刻机的腔体的温度和 压力存在缓慢变化，在实际的应用中可W根据缓慢变化的幅度和方镜变形漂移误差大小选 择批之间补偿、娃片之间补偿或曝光场之间补偿，通常在曝光场之间补偿。
[0025] 本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，W上实施例仅用W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W得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1. 一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法，其特征在于，包括：步骤一、校准参考温度 和压力下的所述长条镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时所述长条镜的面形误 差，根据不同温度和压力的所述长条镜面形误差拟合所述长条镜面形误差变化量随温度和 压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变 化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据所述面形误差补偿量实现面形漂移补偿。2. 如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：利用 所述工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测量所述工件台的温度和压力作为参考温 度和压力，将所述长条镜面形误差作为一恒定的系统误差对所述参考温度和压力测量补偿 校准。3. 如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步骤二测试不同温度 和压力时所述长条镜的面形误差包括：按照多个预设时间，利用所述工件台X方向和Y方向 的温度和压力传感器测试不同时间的温度和压力下的所述长条镜的面形误差。4. 如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步 骤二中根据不同时间的温度和压力下的所述长条镜面形误差以及公式拟合出公式中的系数分别表示初始压力 与温度，'分别表示不同时间测得的压力和温度，e为常数。
【专利摘要】本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂移补偿方法，包括：步骤一、校准参考温度和压力下的该长条镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时该长条镜的面形误差，根据不同温度和压力的该长条镜面形误差拟合该长条镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据该面形误差补偿量实现面形漂移补偿。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN105278254
【申请号】CN201410332073
【发明人】蔡良斌
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月11日