CN103926798B - 一种消除导轨面形对套刻偏差影响的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，包括：步骤一、上载带有标记的硅片，设置硅片中心与工作台中心重合，且所述硅片相对于所述工件台没有旋转；步骤二、设置工件台的位置设定值，使所述工件台沿第一方向运动，测量所述标记的位置获得所述工件台的实际旋转值；步骤三、将所述实际旋转值线性拟合后获得导轨面形对套刻影响补偿值，在曝光时根据所述补偿值计算曝光场的实际旋转值。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种用于光刻装置的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法。
背景技术
光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光学投影装置曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。“掩模”和“光刻胶”的概念在光刻工艺中是公知的：掩模也称光掩模版，是薄膜、塑料或玻璃等材料的基底上刻有精确定位的各种功能图形的一种模版，用于对光刻胶层的选择性曝光；光刻胶是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体，受到特定波长光线作用后，其化学结构发生变化，使得在某种溶液中的溶解特性改变。
在当前的光刻设备中，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。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，而支撑工件台运动的导轨，其直线度是否满足需求决定着工件台准确定位的精度，进而影响光刻机套刻性能。
导轨直线度通常在研发前期通过对材料特性仿真由设计保证，但在实际产品使用中，由于长时间运动磨损或受其它外界因素的变化的影响，导轨会出现机械变形情况，直线度变差。导轨面形不仅影响工件台位置X和Y的定位，同时影响旋转Rz，导致曝光时，沿X向或Y向运动时，工件台处于不同旋转姿态，引入场内旋转，影响到套刻性能。
中国专利CN201210181489.8中描述了一种对工件台位置误差进行补偿的方法，通过消除轨道面形误差和缩放角度误差，得到正确镜面形，进而可得到正确工件台设定位置，其中介绍了导轨面形测试方法：曝光后，读取曝光标记偏差，计算各曝光场的旋转角度；根据各曝光场的旋转角度和场位置，拟合导轨面形引入的旋转角度计算得到导轨面形误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于光刻设备的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，包括：步骤一、上载带有标记的硅片，使硅片中心与工作台中心重合，且所述硅片相对于所述工件台没有旋转；步骤二、设置工件台的位置设定值，使所述工件台沿第一方向运动，获得所述标记的位置，计算所述工件台的实际旋转值；步骤三、将所述实际旋转值线性拟合后获得导轨面形对套刻影响补偿值，在曝光时根据所述补偿值计算曝光场的实际旋转值。
更近一步地，所述步骤一中利用一对准系统执行硅片对准从而使所述硅片中心与工作台中心重合，且使所述硅片相对于所述工件台没有旋转。
更近一步地，所述步骤二中利用一对准系统执行对准以获得所述标记的位置。
更近一步地，所述对准系统为同轴对准系统或离轴对准系统。
更近一步地，所述工件台沿第一方向运动中，设定工件台从-125mm运动到125mm，且步进间距1mm。
更近一步地，所述步骤三中将所述实际旋转值拟合后得到导轨面形对套刻影响系数，根据所述影响系数计算获得所述补偿值。
更近一步地，所述第一方向为X向或者Y向，所述X向与Y向在水平面内且相互垂直。
更近一步地，所述第一方向为X向或者Y向，所述X向与Y向在水平面内且相互垂直，X向导轨面形对套刻影响系数KX2Rz和Y向导轨面形对套刻影响系数KY2Rz分别由以下公式获得：，其中b1、b2为常数项，Rzi和分别为工件台沿X向运动时实际旋转值和X向位置设定值，Rzj和分别为工件台沿Y向运动时实际旋转值和Y向位置设定值。
更近一步地，所述补偿值由以下公式获得：，其中，Rzxcor,X_set是X向导轨面形对套刻影响补偿值，Rzycor,Y_set是Y向导轨面形对套刻影响补偿值。
更近一步地，所述曝光场的实际旋转值Rz_true为：，其中Rz_set为曝光时工件台旋转的位置设定值。
与现有技术相比较，本发明使用带有标记的硅片，通过对准测量的方式得到导轨旋转面形，可实时监测导轨面形情况，实时补偿。不需使用曝光方式和进行套刻测量，利用光刻机自带对准系统即可完成测量和补偿，解决了没有套刻机量测设备而无法测量或量测时间花费太长的问题。且便于进行周期维护。
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为本发明所示出的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法所用的投影光刻机的结构示意图；
图2为本发明所示出的方法中基底上标记布局示意图；
图3为本发明所示出的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的用于光刻装置的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
在以下描述中，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，“X方向”应理解为与水平面平行的方向，“Y方向”应理解为与水平面平行并与X方向垂直的方向，“Z方向”应理解为与水平面垂直并与X方向、Y方向垂直的方向。
本发明的目的在于提供用于光刻装置的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法。该方法通过工件台沿X或Y向运动，对准系统测量对应基底上标记位置，进而得到工件台实际旋转，则建立了工件台位置与实际工件台旋转偏差的关系，实际曝光过程中在每个曝光场位置补偿旋转量偏差，即可消除导轨面形对套刻的影响。本发明利用光刻机自带对准系统即可完成测量和补偿，可实时监测导轨面形情况，实时补偿。不需使用曝光方式和进行套刻测量，解决了没有套刻机量测设备而无法测量或量测时间花费太长的问题。且便于进行周期维护。
图1为本发明所示出的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法所用的投影光刻机的结构示意图。如图1中所示，所述投影光刻机包括照明系统1，承载掩模2的掩模台3，用于掩模成像的投影物镜4，承载基底5的工件台6，支撑工件台运动的导轨7，控制工件台6的X和Y向运动的干涉仪控制系统8，位于工件台内部控制工件台旋转Rz的控制系统9,用于对基底5上的标记进行对准的对准系统10。图2为本发明实施例提供的基底上标记布局示意图，其中红色框代表对准测量系统10或11同时测量标记位置示意图。
本发明所公开的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法如图3中所示。该方法主要包括以下几步：S1、设置硅片中心与工作台中心重合，且该硅片相对于该工件台没有旋转；S2、使该工件台沿X向运动，根据X向运动值获得该工件台的第一实际旋转值Rzi；S3、使该工件台沿Y向运动，根据Y向运动值获得该工件台的第二实际旋转值Rzj；S4、将该第一、第二线性值线性拟合后获得一补偿值，根据该补偿值计算曝光场的实际旋转值。
以下将至少提供一种实施方式详细说明如何实现本发明。
本实施例所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其步骤为：
上载带有标记的硅片到工件台上，执行硅片对准，使得硅片中心和工件台中心重合，且硅片相对于工件台没有旋转。设置位置设定值（X_seti,Y_seti,Rz_seti），工件台沿X向运动，对准系统测量硅片上标记位置，得到工件台实际旋转：在X向运动过程中，位置Y一直设置为0，旋转Rz设置为0，X从-125mm运动到125mm，步进间距1mm，对准系统通过同时测量硅片上两个标记位置，计算得到随X_seti变化的工件台实际旋转Rzi。
再位置设定值（X_setj,Y_setj,Rz_setj），工件台沿Y向运动，对准系统测量硅片上标记位置，得到工件台实际旋转：在Y向运动过程中，位置X一直设置为0，旋转Rz设置为0，Y从-125mm运动到125mm，步进间距1mm，对准系统通过同时测量硅片上两个标记位置，计算得到随Y_setj变化的工件台实际旋转Rzj。
对实际旋转Rzi和对应台位置X_seti进行如下线性拟合，得到X导轨面形对套刻影响系数KX2Rz，对实际旋转Rzj和对应台位置Y_setj进行线性拟合，得到Y导轨面形对套刻影响系数KY2Rz:
，其中b1、b2为常数项。
根据上述两组位置设定值，分别计算X导轨和Y导轨面形对套刻影响补偿值Rzxcor,X_set和Rzycor,Y_set：
。
在曝光时，根据位置设定值（X_set,Y_set,Rz_set）对场实际旋转值Rz_true,进行补偿：
。
在上述实施方式中所使用的对准系统为图1中的10，现在技术中通常将其称之为同轴对准系统。关于同轴对准系统的实现方式，现有技术中有较多的详细描述，此处不再赘述。
在另一种实施方式中，用于对硅片5上的标记进行对准的对准系统为对准系统11，现有技术中通常将其称之为离轴对准系统。关于离轴对准系统的实现方式，现有技术中有较多的详细描述，此处不再赘述。适用于本方法的光刻设备，可以仅包括对准系统10，可以仅包括对准系统11，也可以同时配置对准系统10和对准系统11。
本发明使用带有标记的硅片，通过对准测量的方式得到导轨旋转面形，可实时监测导轨面形情况，实时补偿。不需使用曝光方式和进行套刻测量，利用光刻机自带对准系统即可完成测量和补偿，解决了没有套刻机量测设备而无法测量或量测时间花费太长的问题。且便于进行周期维护。
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 (10)
1.一种消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，包括：
步骤一、上载带有标记的硅片，使硅片中心与工件台中心重合，且所述硅片相对于所述工件台没有旋转；
步骤二、设置工件台的位置设定值，使所述工件台沿第一方向运动，获得所述标记的位置，计算所述工件台的实际旋转值；
步骤三、将所述实际旋转值线性拟合后获得导轨面形对套刻影响补偿值，在曝光时根据所述补偿值计算曝光场的实际旋转值。
2.如权利要求1所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述步骤一中利用一对准系统执行硅片对准从而使所述硅片中心与工件台中心重合，且使所述硅片相对于所述工件台没有旋转。
3.如权利要求1所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述步骤二中利用一对准系统执行对准以获得所述标记的位置。
4.如权利要求2或3所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述对准系统为同轴对准系统或离轴对准系统。
5.如权利要求1所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述工件台沿第一方向运动中，设定工件台从-125mm运动到125mm，且步进间距1mm。
6.如权利要求1所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述步骤三中将所述实际旋转值拟合后得到导轨面形对套刻影响系数，根据所述影响系数计算获得所述补偿值。
7.如权利要求1所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述第一方向为X向或者Y向，所述X向与Y向在水平面内且相互垂直。
8.如权利要求6所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述第一方向为X向或者Y向，所述X向与Y向在水平面内且相互垂直，X向导轨面形对套刻影响系数KX2Rz和Y向导轨面形对套刻影响系数KY2Rz分别由以下公式获得：，其中b1、b2为常数项，Rzi和分别为工件台沿X向运动时实际旋转值和X向位置设定值，Rzj和分别为工件台沿Y向运动时实际旋转值和Y向位置设定值。
9.如权利要求8所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述补偿值由以下公式获得：，其中，Rzxcor,X_set是X向导轨面形对套刻影响补偿值，Rzycor,Y_set是Y向导轨面形对套刻影响补偿值，为曝光时工件台沿X向运动时X向位置设定值，为曝光时工件台沿Y向运动时Y向位置设定值。
10.如权利要求9所述的消除导轨面形对套刻偏差影响的方法，其特征在于，所述曝光场的实际旋转值Rz_true为：，其中Rz_set为曝光时工件台旋转的位置设定值。
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