CN102540783A - 一种干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，包括照明光源、设置有物面标记的掩模台、物镜成像系统、工件台以及配置于所述工件台的干涉仪，其特征在于还包括设置在所述工件台上的空间像传感器，通过工件台在不同旋转、倾斜下，所述空间像传感器能够探测所述物面标记空间像时所述干涉仪的测量结果与所述工件台的设定位置或所述物面标记空间像的理论位置进行比较，拟合得出工件台干涉仪阿贝臂与余弦角。本发明还提出一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法。本发明的光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置及方法，利用空间像传感器进行标记测量，从而不需进行曝光、显影，对干涉仪阿贝臂和余弦角进行标定。同时还能够解决垂向干涉仪的标定问题。

Description

一种干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置及方法。

背景技术

在扫描光刻曝光过程中，掩模台与工作台需要做相对运动以进行扫描。为了使掩模版上的图形能够以良好的成像质量成像于硅片上的相应位置，就需要在曝光过程中实时的获得工件台/掩模台在水平横向(X向)、水平纵向(Y向)、绕垂直方向(Z向)的旋转Rz、垂直方向(Z向)、绕水平横向(X向)的倾斜Rx以及绕水平纵向(Y向)的倾斜Ry这6个自由度上的位置信息，以便通过伺服系统对掩模台在扫描过程中的位置进行控制。

当前，获取以上6自由度信息的主要方法是激光干涉仪。对于激光干涉仪测量系统，普遍地存在以下误差：

1.光束测量不通过运动台的旋转、倾斜中心，从而引入阿贝误差，如图1；

2.运动台运动方向与光束测量方向不重合，从而引入余弦误差，如图2。

对此，目前普遍的方法是采用测量模型，通过在设计中已知的阿贝臂与余弦角，预先计算定位误差，进行补偿。

在计算运动台位置的时候，余弦角和阿贝臂长将作为所需参数提供给位置计算模型，由位置计算模型对这些误差进行补偿。位置计算模型中采用的多个参数实际上反映的是干涉仪测量系统的安装参数。然而，由于激光干涉仪的安装总存在一定误差，因此测量模型中的阿贝臂与余弦角与其真实值存在一定偏差，从而导致测量模型失准。为了使计算模型能够随时计算出正确的结果，需要定期地对这些参数进行校正。

通过不旋转倾斜运动台，在硅片上曝光一层图形，然后再设定运动台旋转倾斜的情况下，曝光另一层图形，使两层图形形成“套刻”效果，根据不同旋转与倾斜对应的套刻误差，可以计算出干涉仪的阿贝臂和余弦角。

但该方案存在以下缺陷：

1)需要至少经过：曝光，显影，图形读取，模型计算4个步骤，比较烦琐；

2)运动台的垂向也使用干涉仪控制时，该方法无法对垂向测量干涉仪的阿贝臂和余弦角进行校准。

发明内容

本发明的目的在于利用空间像传感器进行标记空间像测量，从而不需进行曝光、显影，即可对干涉仪阿贝臂和余弦角进行标定。

基于上述及其他目的，本发明提出一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，沿光传播方向依序包括照明光源、设置有物面标记的掩模台、物镜成像系统、工件台以及配置于所述工件台的干涉仪，其特征在于还包括设置在所述工件台上的空间像传感器，通过工件台在设定位置处不同旋转、倾斜下，所述空间像传感器探测到所述物面标记的空间像时所述干涉仪的测量结果与所述工件台的设定位置或所述物面标记空间像的理论位置进行比较，拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

于本发明之一实施例中，所述测量结果为所述工件台的实际位置，所述工件台的实际位置与所述工件台的设定位置进行比较以拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

于本发明之另一实施例中，所述测量结果为所述物面标记的空间像的实际位置，所述空间像的实际位置与所述空间像的理论位置进行比较以拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

于本发明之再一实施中，所述物面标记为至少两个，用于测量干涉仪测量轴间距产生的阿贝臂。

本发明还提出另一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，沿光传播方向依序包括照明光源、设置有物面标记的掩模台、物镜成像系统、工件台以及配置于所述掩模台的干涉仪，其特征在于还包括设置在所述工件台上的空间像传感器，通过掩模台在不同旋转、倾斜下，所述空间像传感器探测到所述物面标记的空间像时所述干涉仪的测量结果，反算所述物面标记位置，并与所述物面标记的设定位置进行比较，拟合出所述干涉仪的阿贝臂与余弦角。

本发明还提出一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括如下步骤：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使物面标记处于最佳物面处；

B.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像；

C.设置工件台在所述设定位置处不同的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)

D.在每一组旋转倾斜姿态下，移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像；

E.由干涉仪测量所述工件台扫描到所述物面标记的空间像时输出一测量结果；

F.所述测量结果与所述工件台的设定位置或所述空间像的理论位置进行比较以拟合得到干涉仪x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

于一实施例中，上述步骤E中的测量结果为所述工件台的实际位置，步骤F中，是根据所述工件台的实际位置和设定位置的偏差Δx、Δy、Δz，拟合得到x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

于另一实施例中，上述步骤E中的测量结果为所述物面标记的空间像的实际位置，步骤F中是根据所述空间像的实际位置与理论位置进行拟合得到所述干涉仪x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

本发明还提出一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括如下步骤：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.设置所述掩模台的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)；

C.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像；

D.移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像，由干涉仪测量所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置及所述空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及所述空间像实际位置，反算实际物面标记的位置，并求所述实际物面标记位置与其理论位置之间的偏差Δx、Δy；

F.在不同的旋转倾斜下，重复步骤B～E，可获得一系列的Δx、Δy，从而可拟合得到所述干涉仪的x、y向的阿贝臂、余弦角。

本发明还提出一种干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括：

A.移动掩模台，该掩模台上设置有至少两个物面标记，使所述掩模台位于视场范围内；

B.将工件台移动到设定位置(nominal position)，在该设定位置处该工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像；

C.设置所述工件台在倾斜Rx＝0、Ry＝0下的设置旋转值Rz；

D.在每一组旋转姿态下，移动所述工件台对所述至少两个物面标记中的一个物面标记的空间像进行扫描；

E.干涉仪测量所述工件台扫描到所述物面标记的空间像时的所述工件台的实际位置；

F重复上述步骤C～E直至所有的物面标记的空间像都扫描完毕，以获得一系列的工件台的实际位置；以及

G根据步骤F获得的一系列工件台的实际位置获得所述工件台的实际旋转值，并根据所述工件台的实际旋转值与所述工件台的设置旋转值进行拟合计算出所述干涉仪的x、y向阿贝臂。

上述步骤G进一步包括：

G1.将所述工件台的实际位置进行坐标转换，根据转换后的位置坐标计算所述工件台的实际旋转值；

G2.根据所述工件台的实际旋转值及对应的设置旋转值进行拟合以得出一计算常数；以及

G3.将所述计算常数与所述干涉仪当前的测量轴间距带入以计算模型以获取所述干涉仪x、y向阿贝臂。

本发明还提出一种该涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.设置所述掩模台的倾斜Rx＝0、Ry＝0下的设置旋转值Rz；

C.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

D.移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像，由干涉仪测量所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置及所述空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及所述空间像实际位置，反算实际物面标记的位置，并由所述实际物面标记的位置计算所述掩模台的实际旋转值；

F.在不同的设置旋转值下，重复步骤B～E，可获得一系列的掩模台的实际旋转值；

G..根据步骤E所获得的所述掩模台的实际旋转值，并根据所述掩模台的实际旋转值与设置旋转值进行拟合，以根据拟合结果和所述干涉仪的当前测量轴间距以计算出所述干涉仪的x、y向阿贝臂。

本发明的光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置及方法，利用空间像传感器进行标记测量，从而不需进行曝光、显影，对干涉仪的例如阿贝臂和余弦角误差进行标定。同时还能够解决垂向干涉仪的标定问题。对于光刻机内工件台和掩模台干涉仪，该方法都适用。

附图说明

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。

图1所示为阿贝误差示意图；

图2所示为余弦误差示意图；

图3所示为光刻机工件台位置定义；

图4所示为光刻机工件台XYZ自由度测量示意图；

图5-7所示为光刻机工件台阿贝臂与余弦角示意图；

图8所示为本发明光刻机干涉仪阿贝余弦误差校正装置示意图；

图9所示为本发明光刻机干涉仪阿贝余弦误差校正方法流程图；

图10所示为工件台实际旋转角度计算示意图；

图11所示为掩模台位置示意图；

图12所示为掩模台XY自由度测量；

图13-15所示为掩模台阿贝臂与余弦角示意图；

图16所示为掩模台阿贝余弦误差校正装置示意图；

图17所示为掩模台干涉仪阿贝余弦误差校正方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

第一实施例

如图3所示，光刻机工件台位置X定义为：工件台中心到物镜光轴与焦面交点间的x方向距离；工件台位置Y定义为：工件台中心到物镜光轴与焦面交点间的y方向距离；工件台位置Z定义为：焦面到工件台中心的距离。工件台旋转(Rz)或倾斜(Rx、Ry)时，均绕物镜光轴与焦面交点进行，逆时针方向为正，顺时针方向为负。

图4为光刻机干涉仪测量系统可测得工件台的X、Y、Z位置，其中包括工件台，平面反射镜1、2、3，45度反射镜及x向干涉仪，y向干涉仪。由x向干涉仪测量轴X1和X2可测得工件台在x方向的位移，从而计算得工件台的位置X。由y向干涉仪测量轴Y1和Y2可测得工件台在y方向的位置，从而计算得到工件台的位置Y。此外，由x向干涉仪的测量轴Zm和Zr可测得工件台在z方向的位移，从而计算得到工件台的位置Z。

在该测量系统中，存在阿贝误差和余弦误差，阿贝臂、余弦角等如图5～7所示。对于x向测量，存在阿贝臂ee、ax，余弦角Rzix0、Ryix0及余弦误差相关长度Kx。对于y向测量，存在阿贝臂dd、ay，余弦角Rziy0、Rxiy0及余弦误差相关长度Ly。对于z向测量，存在阿贝臂az、azr、h，余弦误差相关长度Kz、Kzr，在实际应用中，z向干涉仪的阿贝余弦误差可用12个系数k1……k12表示。

图8所示为应用本发明的工件台干涉仪阿贝余弦误差校正系统的示意图，包括：照明光源；扫描掩模台；设置在扫描掩模台上的物面标记；物镜成像系统；扫描工件台及设置在工件台上的空间像传感器；多数干涉仪组成的激光干涉仪测量系统。

如图9所示，工件台阿贝余弦误差校正的方法包括以下步骤：

A.移动掩模台，将物面标记移动到物镜成像系统正上方，使物面标记处于最佳物面处，以使所述物面标记将被成像于理想焦面处；

B.将工件台移动到设定位置(nominal position)，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

C.设置所述工件台在所述设定位置处不同的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)；

D.在每一组旋转倾斜姿态下，移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像；

E.由干涉仪给出所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置；

F.根据所述工件台的实际位置和设定位置的偏差Δx、Δy、Δz，拟合得到x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

具体计算时，可设：

$\left\{\begin{array}{c}X=f(X,\mathrm{Kx},\mathrm{Ryix}0,\mathrm{Rzix}0,\mathrm{ee},\mathrm{ax})\\ Y=g(Y,\mathrm{Ly},\mathrm{Rxiy}0,\mathrm{Rziy}0,\mathrm{dd},\mathrm{ay})\\ Z=h(X,Y,k_1\·\·\·\·\·\·k_{12})\end{array}\right.---\left(1\right)$

实际位置和设定位置的偏差与阿贝余弦偏差间的关系可用下式表示：

其中δKx……δk12为阿贝余弦误差的偏差量，δX_res、δY_res为实际位置和设定位置的固定偏差，M为：

$M=-S_{\mathrm{meas}}{\left[\begin{array}{ccc}1-\frac{\∂f}{\∂X}& 0& 0\\ 0& 1-\frac{\∂g}{\∂Y}& 0\\ -\frac{\∂g}{\∂X}& -\frac{\∂h}{\∂Y}& 1\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{ccc}\frac{\∂f}{\∂\mathrm{Kx}}& \·\·\·& \frac{\∂f}{\∂k_{12}}\\ \frac{\∂g}{\∂\mathrm{Kx}}& \·\·\·& \frac{\∂g}{\∂k_{12}}\\ \frac{\∂h}{\∂\mathrm{Kx}}& \·\·\·& \frac{\∂h}{\∂k_{12}}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中S为设置的旋转倾斜姿态(Rx、Ry、Rz)所组成的旋转矩阵：

$S=\left[\begin{array}{ccc}1-\frac{1}{2}{\mathrm{Rz}}^2-\frac{1}{2}{\mathrm{Ry}}^2& -\mathrm{Rz}& \mathrm{Ry}+\mathrm{RxRz}\\ \mathrm{Rz}+\mathrm{RxRy}& 1-\frac{1}{2}R{x}^2-\frac{1}{2}R{z}^2& -\mathrm{Rx}+\mathrm{RzRy}\\ -\mathrm{Ry}& \mathrm{Rx}& 1-\frac{1}{2}R{x}^2-\frac{1}{2}R{y}^2\end{array}\right]---\left(4\right)$

N为旋转矩阵S左上角的2行2列元素构成的子矩阵。

对于若干组旋转倾斜姿态，可以有若干组方程2：

通过方程组5可求出所有阿贝臂与余弦角的偏差量，从而对当前的阿贝臂与余弦角进行校正。

于本发明之另一实施例中，亦可干上述步骤E中由干涉仪给出所述工件台扫描到所述空间像时的所述物面标记的空间像的实际位置，并于步骤F中.根据所述空间像的实际位置和理论位置的偏差拟合得到x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

第二实施例

工件台干涉仪系统除了第一实施例中的阿贝余弦误差以外，两干涉光束的间距Dx、Dy(如错误！未找到引用源。中所示)未经校准，也会产生一个阿贝臂，使测得的旋转量不准。

该第二实施例与上述第一实施例相似，其不同之处在于该第二实施例是在上述第一实施例的基础上，多使用1个物面标记，除了测得之前所述的各项阿贝臂和余弦角外，还可以额外地测得另一个阿贝臂Dx、Dy，即两光束之间的距离。其方法如下：

物面上承载有y值相同的两个标记，移动掩模台，使之位于视场范围之内，将工件台移动到设定位置(nominal position)，在该设定位置处该工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像，设置所述工件台在倾斜Rx＝0、Ry＝0情形下的旋转值Rz_setted，移动工件台进行所述物面标记的空间像扫描，当工件台扫描到两空间像时，工件台位置分别记为(x1，y1)、(x2，y2)，如错误！未找到引用源。所示。设两空间像中心的坐标为(x0，y0)，其间距为d，于是扫描到空间像时，工件台位置可以写成：

x₁＝x₀+dcos(R_z)    y₁＝y₀-dsin(R_z)            (6)

x₂＝x₀-dcos(R_z)    y₂＝y₀+dsin(R_z)

工件台的实际旋转值可由上述两点的坐标(x1，y1)、(x2，y2)算得工件台的实际旋转值Rz_act：

$R{z}_{\mathrm{act}}=-\frac{y_1-y_2}{x_1-x_2}---\left(7\right)$

工件台的实际旋转和和设置的旋转值有如下式的线性关系(其中a、b为其系数)

Rz_act＝a+bRz_setted                           (8)

据此，利用估算所得的实际Rz_act以及设置的旋转值Rz_setted，对多组数据进行拟合，可得到b值。又由于Rz_setted可根据下式计算：

$R_{\mathrm{setted}}=\frac{\mathrm{lx}2-\mathrm{lx}1}{\mathrm{Dx}}$ 或 $R_{\mathrm{setted}}=\frac{\mathrm{ly}2-\mathrm{ly}1}{\mathrm{Dy}}---\left(9\right)$

其实lx1，lx2，ly1，ly2为干涉仪的测量值，Dx、Dy的真实值(记为Dx_new、Dy_new)与当前Dx、Dy值(Dx_cur，Dy_cur)之间的关系可根据上式中的b，利用以下关系求出：

$\mathrm{Dx}\_\mathrm{new}=\frac{\mathrm{Dx}\_\mathrm{cur}}{b}$ 或 $\mathrm{Dy}\_\mathrm{new}=\frac{\mathrm{Dy}\_\mathrm{cur}}{b}---\left(10\right)$

在第一实施例的基础上，多使用1个物面标记，取工件台设置旋转倾斜姿态中Rx＝0，Ry＝0情况下的扫描结果，可获取多组Rz的真实位置与设置位置，利用多组测量结果，拟合出b，从而求出Dx_new与Dy_new。

同时，由于在这样的测试条件下，工件台扫描空间像时，本身的X、Y向位置有所不同，因此拟合出的其他阿贝臂及余弦角也会更加准确。

整个校准流程如错误！未找到引用源。所示。

第三实施例

本发明所述的干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法也可以应用于掩模台干涉仪的校准。

如图11所示，为掩模台位置定义。掩模台位置X定义为：掩模台中心到物镜光轴与焦面交点间的x方向距离；掩模台位置Y定义为：掩模台中心到物镜光轴与焦面交点间的y方向距离；掩模台位置Z定义为：物面到掩模面中心的距离。掩模台旋转(Rz)或倾斜(Rx、Ry)时，均绕物镜光轴与物面交点进行，逆时针方向为正，顺时针方向为负。

如图12的干涉仪测量系统可测得掩模台的X、Y位置，其中包括掩模台，平面反射镜、角锥镜及x向干涉仪，y向干涉仪。

由x向干涉仪测量轴X1和X2可测得掩模台在x方向的位移，从而计算得掩模台的位置X；由y向干涉仪测量轴Y1和Y2可测得掩模台在y方向的位置，从而计算得到掩模台的位置Y。

在该测量系统中，存在阿贝误差和余弦误差，阿贝臂、余弦角等如图13-15所示：

对于x向测量，存在阿贝臂ee、ax，余弦角Rzix0、Ryix0及余弦误差相关长度Kx；对于y向测量，存在阿贝臂dd、ay，余弦角Rziy0、Rxiy0，由于采用角锥镜，Ly不会造成余弦误差。

错误！未找到引用源。所示为应用本发明的掩模台干涉仪阿贝余弦误差校正系统的示意图，包括：照明光源；扫描掩模台；设置在扫描掩模台上的物面标记；物镜成像系统；扫描工件台及设置在工件台上的空间像传感器；工件台、掩模台激光干涉仪测量系统。

如图17所示，掩模台阿贝余弦误差校正的方法包括以下步骤：

A.移动掩模台，将物面标记移动到物镜成像系统正上方，并使物面标记处于最佳物面处，以使所述物面标记成像于理想焦面处；

B.设置掩模台以一定的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)，由于阿贝臂和余弦角未校准，会使空间像的实际位置发生改变；

C.将工件台移动到设定位置，在该位置处工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

D.移动工件台扫描空间像，由激光干涉仪给出扫描到空间像时的工件台位置及空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及空间像实际位置，反算物面标记的位置，并求实际物面标记位置与其设定位置之间的偏差Δx、Δy；

F.在不同的设置旋转倾斜下，重复步骤B～E，可获得一系列的Δx、Δy，从而可拟合得到x、y向的阿贝臂、余弦角。

具体计算时，可设：

$\left\{\begin{array}{c}X=f(X,\mathrm{Kx},\mathrm{Ryix}0,\mathrm{Rzix}0,\mathrm{ee},\mathrm{ax})\\ Y=g(Y,\mathrm{Rxiy}0,\mathrm{Rziy}0,\mathrm{dd},\mathrm{ay})\end{array}\right.---\left(11\right)$

实际位置和设定位置的偏差与阿贝余弦偏差间的关系可用下式表示：

其中δKx……δRziy0为阿贝余弦误差的偏差量，δX_res、δY_res为实际位置和设定位置的固定偏差，M为：

$M=-S_{\mathrm{meas}}{\left[\begin{array}{cc}1-\frac{\∂f}{\∂X}& 0\\ 0& 1-\frac{\∂g}{\∂Y}\end{array}\right]}^{-1}\·\left[\begin{array}{ccc}\frac{\∂f}{\∂\mathrm{Kx}}& \·\·\·& \frac{\∂f}{\∂\mathrm{Rziy}0}\\ \frac{\∂g}{\∂\mathrm{Kx}}& \·\·\·& \frac{\∂g}{\∂\mathrm{Rziy}0}\end{array}\right]---\left(13\right)$

其中S为设置的旋转倾斜姿态(Rx、Ry、Rz)所组成的旋转矩阵：

$S=\left[\begin{array}{ccc}1-\frac{1}{2}{\mathrm{Rz}}^2-\frac{1}{2}{\mathrm{Ry}}^2& -\mathrm{Rz}& \mathrm{Ry}+\mathrm{RxRz}\\ \mathrm{Rz}+\mathrm{RxRy}& 1-\frac{1}{2}R{x}^2-\frac{1}{2}R{z}^2& -\mathrm{Rx}+\mathrm{RzRy}\\ -\mathrm{Ry}& \mathrm{Rx}& 1-\frac{1}{2}R{x}^2-\frac{1}{2}R{y}^2\end{array}\right]---\left(14\right)$

N为旋转矩阵S左上角的2行2列元素构成的子矩阵。

对于若干组旋转倾斜姿态，可以有若干组方程12：

通过方程组5可求出所有阿贝臂与余弦角的偏差量，从而对当前的阿贝臂与余弦角进行校正。

第四实施例

掩模台干涉仪系统除了阿贝余弦误差以外，两干涉光束的间距Dx、Dy未经校准，也会产生一个阿贝臂，使测得的旋转量不准。

该第四实施例与上述第二实施例相似，其不同之处在于该第四实施例是测量掩模台干涉仪的阿贝臂Dx、Dy，即两光束之间的距离，其方法如下：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.设置所述掩模台的倾斜Rx＝0、Ry＝0下的旋转值Rz；

C.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

D.移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像，由干涉仪测量所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置及所述空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及所述空间像实际位置，反算实际物面标记的位置，并由所述实际物面标记的位置计算所述掩模台的实际旋转值；

F.在不同的设置旋转值下，重复步骤B～E，可获得一系列的掩模台的实际旋转值；

G..根据步骤E所获得的所述掩模台的实际旋转值，并根据所述掩模台的实际旋转值与设置值进行拟合，以根据拟合结果和所述干涉仪的当前测量轴间距以计算出所述干涉仪的x、y向阿贝臂。

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。

Claims (12)

1.一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，沿光传播方向依序包括照明光源、设置有物面标记的掩模台、物镜成像系统、工件台以及配置于该所述工件台的干涉仪，其特征在于还包括设置在所述工件台上的空间像传感器，通过所述工件台在设定位置(nominalposition)处不同旋转、倾斜下，所述空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像时所述干涉仪的测量结果与所述工件台的设定位置或所述物面标记空间像的理论位置进行比较，拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

2.如权利要求1所述的光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，其特征在于所述测量结果为所述工件台的实际位置，所述工件台的实际位置与所述工件台的设定位置进行比较以拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

3.如权利要求1所述的光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，其特征在于所述测量结果为所述物面标记的空间像的实际位置，所述空间像的实际位置与所述空间像的理论位置进行比较以拟合得出所述干涉仪阿贝臂与余弦角。

4.如权利要求1所述的光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，其特征在于所述物面标记为至少两个，用于测量干涉仪测量轴间距误差产生的阿贝臂。

5.一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准装置，沿光传播方向依序包括照明光源、设置有物面标记的掩模台、物镜成像系统、工件台以及配置于所述掩模台的干涉仪，其特征在于还包括设置在所述工件台上的空间像传感器，通过掩模台在不同旋转、倾斜下，根据所述空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像时所述干涉仪的测量结果，反算物面标记位置，并与物面标记设定位置进行比较，拟合出掩模台干涉仪的阿贝臂与余弦角。

6.一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括如下步骤：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.将工件台移动到设定位置(nominal position)，在该设定位置处该工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像；

C.设置所述工件台在所述设定位置处不同的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)；

D.在每一组旋转倾斜姿态下，移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像；

E.由干涉仪测量所述工件台扫描到所述物面标记的空间像时输出一测量结果；

F.所述测量结果与所述工件台的设定位置或所述空间像的理论位置进行比较以拟合得到干涉仪x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于步骤D中的测量结果为所述工件台的实际位置，步骤F中，是根据所述工件台的实际位置和设定位置的偏差Δx、Δy、Δz，拟合得到所述干涉仪x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于步骤D中的测量结果为所述空间像的实际位置，步骤F中是根据所述空间像的实际位置与理论位置进行拟合得到所述干涉仪x、y、z向的阿贝臂、余弦角。

9.一种光刻机干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括如下步骤：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.设置所述掩模台的旋转倾斜值(Rx、Ry、Rz)；

C.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

D.移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像，由干涉仪测量所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置及所述空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及所述空间像实际位置，反算实际物面标记的位置，并求所述实际物面标记位置与其设定位置之间的偏差Δx、Δy；

F.在不同的旋转倾斜下，重复步骤B～E，可获得一系列的Δx、Δy，从而可拟合得到所述干涉仪的x、y向的阿贝臂、余弦角。

10.一种干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括：

A.移动掩模台，该掩模台上设置有至少两个物面标记，使所述掩模台位于视场范围内；

B.将工件台移动到设定位置(nominal position)，在该设定位置处该工件台上的空间像传感器能够探测到所述物面标记的空间像；

C.设置所述工件台在倾斜Rx＝0、Ry＝0下的一个设置旋转值Rz；

D.在每一组旋转姿态下，移动所述工件台对所述至少两个物面标记中的一个物面标记的空间像进行扫描；

E.干涉仪测量所述工件台扫描到所述物面标记的空间像时的所述工件台的实际位置；

F重复上述步骤C～E直至所有的物面标记的空间像都扫描完毕，以获得一系列的工件台的实际位置；以及

G根据步骤F获得的一系列工件台的实际位置获得所述工件台的实际旋转值，并根据所述工件台的实际旋转值与所述工件台的设置旋转值进行拟合计算出所述干涉仪的x、y向阿贝臂。

11.如权利要求10所述的自动校准方法，其特征在于步骤G包括：

G1.将所述工件台的实际位置进行坐标转换，根据转换后的位置坐标计算所述工件台的实际旋转值；

G2.根据所述工件台的实际旋转值及对应的设置旋转值进行拟合以得出一计算常数；以及

G3.将所述计算常数与所述干涉仪当前的测量轴间距带入以计算模型以获取所述干涉仪x、y向阿贝臂。

12.一种干涉仪阿贝余弦误差自动校准方法，包括：

A.移动掩模台，将所述掩模台上的物面标记移动到物镜成像系统正上方，使所述物面标记处于最佳物面处；

B.设置所述掩模台的倾斜Rx＝0、Ry＝0下的设置旋转值Rz；

C.将工件台移动到设定位置，在该设定位置处所述工件台上的空间像传感器能够探测到空间像；

D.移动所述工件台扫描所述物面标记的空间像，由干涉仪测量所述工件台扫描到所述空间像时的所述工件台的实际位置及所述空间像的实际位置；

E.根据镜头倍率及所述空间像实际位置，反算实际物面标记的位置，并由所述实际物面标记的位置计算所述掩模台的实际旋转值；

F.在不同的设置旋转值下，重复步骤B～E，可获得一系列的掩模台的实际旋转值；

G..根据步骤E所获得的所述掩模台的实际旋转值，并根据所述掩模台的实际旋转值与设置旋转值进行拟合，以根据拟合结果和所述干涉仪的当前测量轴间距以计算出所述干涉仪的x、y向阿贝臂。

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