CN106154753B - 一种工件台干涉仪切换偏差校准方法 - Google Patents

Abstract

发明公开一种工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，包括：步骤一、按照一预定值设置一工件台的水平位置和旋转倾斜角度；步骤二、驱动该工件台从初始位置移动至该水平位置，每当该工件台移动至一水平位置时，驱动该工件台从旋转倾斜角度为零开始运动，直至达到步骤一该的预设的旋转倾斜角度，测量并保存该工件台的全部位置信息；步骤三、对步骤二所获得的全部位置信息筛选出有效数据；步骤四、根据该有效数据获得补偿后的机器常数；步骤五、根据该补偿后的机器常数控制该工件台初始化，并再次按照步骤一至二重新测量并保存该工件台的全部位置信息；步骤六、判断该步骤五中获得的位置信息是否合格，若合格则校准完成，若不合格则重新执行步骤三至五。

Description

一种工件台干涉仪切换偏差校准方法

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种工件台干涉仪切换偏差校准方法。

背景技术

光刻设备的工件台高精度运动定位由干涉仪(IFM)实现。干涉仪由激光发射器、信号接收器和反射镜等组成。随着台子Y向行程的增大，就要求台子的X向反射镜的长度也随着增加。但是反射镜的长度将收到其加工难度的限制。在台子的Y向运程大于X向反射镜的长度，且不增加反射镜长度的情况下，可在不同的Y向位置处布置X向干涉仪测量轴，即在台子Y向运动过程中，分别由不同的X向干涉仪控制台子的X向位置。

理想情况下，设置台子的X向位置不变，其在Y向运动过程中由不同的X向干涉仪得到的台子的X向位置应该是相等的。但在实际情况下，当X向干涉仪存在安装误差，且每一个测量轴的安装误差不相同时，由不同的X向干涉仪测量得到的台子的X向位置也会存在偏差。在扫描曝光过程中，如果需要不同的X向测量轴分别控制台子的X向位置，就会出现在一个动态曝光场内曝光图形存在X向平移的现象。

目前的文献中，主要描述两个以上干涉仪测量时的切换方案，并没有涉及两个以上干涉仪间的切换误差校正。因此现有技术急需要一种多个干涉仪测量时引入的切换误差校正方法。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种多个干涉仪测量时引入的切换误差校正方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，包括：步骤一、按照一预定值设置一工件台的水平位置和旋转倾斜角度；步骤二、驱动该工件台从初始位置移动至该水平位置，每当该工件台移动至一水平位置时，驱动该工件台从旋转倾斜角度为零开始运动，直至达到步骤一该的预设的旋转倾斜角度，测量并保存该工件台的全部位置信息；步骤三、对步骤二所获得的全部位置信息筛选出有效数据；步骤四、根据该有效数据获得补偿后的机器常数；步骤五、根据该补偿后的机器常数控制该工件台初始化，并再次按照步骤一至二重新测量并保存该工件台的全部位置信息；步骤六、判断该步骤五中获得的位置信息是否合格，若合格则校准完成，若不合格则重新执行步骤三至五。

该步骤二具体包括：2.1驱动该工件台从初始位置移动至(X、Y)水平位置；2.2驱动该工件台从Rx＝0倾斜至该预设值；驱动该工件台从Ry＝0倾斜至该预设值；驱动该工件从Rz＝0旋转至该预设值。

该步骤三具体包括：判断一干涉仪的位置数据是否为无穷大，若为无穷大则该数据是无效数据，否则为有效数据。

该步骤四具体包括：4.1对该干涉仪进行数据建模；4.2对该数据建模的机器常数求偏导数以获得一偏差值；4.3根据该偏差值计算一补偿后的机器常数。

与现有技术相比较，本发明所提供的工件台干涉仪切换偏差校准方法可以校准两个以上干涉仪间的切换误差，消除干涉仪切换误差对曝光图形的平移的影响。

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是多个干涉仪测量系统分布示意图；

图2是本发明所涉及的X向3个干涉仪测量系统分布示意图；

图3是本发明所涉及的切换偏差校准的流程图。

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。

本发明采用运动台由干涉仪测量的光刻机系统如图1所示，包括：运动台11，该运动台11的X向和Y向各部有平面反射镜12，在反射镜12端分别安装个X向干涉仪Y向干涉仪，每个X向干涉仪都可以独立控制运动台11的X向位置，Y向干涉仪同理。

以下以X向分布有3个干涉仪为例，说明干涉仪测校偏差校正的方法，如图2所示。运动台4的X向分布干涉仪1、2和3，其中干涉仪2用于控制运动台4的X向位置，同时干涉仪1和3也可以测量运动台4的X向位置；运动台4的Y向干涉仪5用于控制运动台4的Y向位置。其中，干涉仪2作为X向干涉仪的基准，即干涉仪2测量得到的运动台4的X向位置是正确的。

本发明的目的在于校准两个以上干涉仪间的切换误差，消除干涉仪切换误差对曝光图形的平移的影响。为了实现该发明目的，本发明提供一种工件台干涉仪切换偏差校准方法，包括：步骤一、按照一预定值设置一工件台的水平位置和旋转倾斜角度；步骤二、驱动工件台从初始位置移动至水平位置，每当工件台移动至一水平位置时，驱动工件台从旋转倾斜角度为零开始运动，直至达到步骤一的预设的旋转倾斜角度，测量并保存工件台的全部位置信息；步骤三、对步骤二所获得的全部位置信息筛选出有效数据；步骤四、根据有效数据获得补偿后的机器常数；步骤五、根据补偿后的机器常数控制工件台初始化，并再次按照步骤一至二重新测量并保存工件台的全部位置信息；步骤六、判断步骤五中获得的位置信息是否合格，若合格则校准完成，若不合格则重新执行步骤三至五。

具体步骤如下：

一、准备工作

步骤1：运动台的位置X、Y和旋转倾斜Rz、Rx、Ry的运动轨迹规划；

StepDis_X＝(X_max-X_min)/StepNr_X

StepDis_Y＝(Y_max-Y_min)/StepNr_Y·················(1)

StepDis_Rx＝(Rx_max-Rx_min)/StepNr_Rx

StepDis_Ry＝(Ry_max-Ry_min)/StepNr_Ry

StepDis_Rz＝(Rz_max-Rz_min)/StepNr_Rz··············(2)

步骤2：计算工件台的水平位置和旋转倾斜的设置值如下，

SetPos_X＝Y_min+StepDis_Y*i

SetPos_Y＝Y_min+StepDis_Y*j··················(3)

SetPos_Rx＝Rx_min+StepDis_Rx*k

SetPos_Ry＝Ry_min+StepDis_Ry*m

SetPos_Rz＝Rz_min+StepDis_Rz*n··············(4)

其中，i＝0,1,……,StepNr_X，j＝0,1,……,StepNr_Y，k＝0,1,……,StepNr_Rx，m＝0,1,……,StepNr_Ry，n＝0,1,……,StepNr_Rz。

——X_min,X_max,Y_min,Y_max,Rx_min,Rx_max,Ry_min,Ry_max,Rz_min,Rz_max中下标min代表最小值，下标max代表最大值；

——StepDis_X,StepDis_Y,StepDis_Rx,StepDis_Ry,StepDis_Rz分别为运动台在X、Y向每次运动的距离；

——StepNr_X,StepNr_Y,StepNr_Rx,StepNr_Ry,StepNr_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz向采样点的个数；

——SetPos_X,SetPos_Y,SetPos_Rx,SetPos_Ry,SetPos_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz待设置的位置和角度。

步骤3：将步骤2中得到的数据存放在数据储存器22中。

二、测量阶段

步骤1：将数据储存器22中的数据依次发下给运动台4的控制器23，并由执行器23驱动运动台4到达设置的水平位置X、Y(Y向位置要保证干涉仪2不丢光)，

控制运动台4的旋转倾斜角度都为零，即Rx＝Ry＝Rz＝0，此时利用干涉仪1、2、3和5的数据采集器得到运动台4的当前位置信息，即为运动台4的位置X1、X2、X3和Y，将位置信息保存在数据处理器中；

控制运动台4的倾斜Rx，利用干涉仪1、2、3和5的数据采集器得到运动台4的当前位置信息，即运动台4的位置X1、X2、X3和Y，并将位置信息保存在数据处理器中。直到从到都设置并测量完成；

控制运动台4的倾斜Ry，利用干涉仪1、2、3和5的数据采集器得到运动台4的当前位置信息，即运动台4的位置X1、X2、X3和Y，并将位置信息保存在数据处理器中。直到从到都设置并测量完成；

控制运动台4的旋转Rz，利用干涉仪1、2、3和5的数据采集器得到运动台4的当前位置信息，即运动台4的位置X1、X2、X3和Y，并将位置信息保存在数据处理器中。直到从到都设置并测量完成；

步骤2：将运动台4设置到下一个位置X、Y处，重复步骤1。直到所有的位置X、Y都设置并测量完成。

三、数据处理阶段

对数据处理器24中的数据进行筛选，对数据储存器下发命令；对于干涉仪1，若数据X1无穷大，则该数据是无效的，则该数据不被作为干涉仪1的测量数据；否则，数据为有效的。

对以上得到的数据筛选结束后，将所有有效数据对应的台子的设置位置、干涉仪1的测量数据X1和干涉仪2的测量数据X2，作为干涉仪1模型计算需要的数据，存放在数据储处理中；对干涉仪3，重复以上两步，从而得到其模型计算需要的数据。

四、模型计算阶段

步骤1：对数据处理器下发命令，对干涉仪1的数据进行模型，具体过程如下：

对以上模型中的机器常数求偏导数，得到干涉仪1和2测量得到的数据X1和X2的偏差，如下式：

其中，

得到机器常数的偏差值，并计算新的机器常数如下，

crx1_New＝crx1_Current+crx1_Delta

ax1_New＝ax1_Current+ax1_Delta

ee1_New＝ee1_Current+ee1_Delta

(10)

Kx1_New＝Kx1_Current+Kx1_Delta

Rzix01_New＝Rzix01_Current+Rzix01_Delta

Ryix01_New＝Ryix01_Current+Ryix01_Delta

步骤2：对干涉仪3同理，得到新的机器常数；

步骤3：将步骤1和步骤2中得到的新的机器常数由数据处理器传递给控制器。

其中，i＝0,1,……,StepNr_X-1，j＝0,1,……,StepNr_Y-1，k＝0,1,……,StepNr_Rx-1，m＝0,1,……,StepNr_Ry-1，n＝0,1,……,StepNr_Rz-1；

——X_min,X_max,Y_min,Y_max,Rx_min,Rx_max,Ry_min,Ry_max,Rz_min,Rz_max中下标min代表最小值，下标max代表最大值；

——StepDis_X,StepDis_Y,StepDis_Rx,StepDis_Ry,StepDis_Rz分别为运动台在X、Y向每次运动的距离；

——StepNr_X,StepNr_Y,StepNr_Rx,StepNr_Ry,StepNr_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz向采样点的个数；

——SetPos_X,SetPos_Y,SetPos_Rx,SetPos_Ry,SetPos_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz待设置的位置和角度。

四、后续处理阶段

步骤1：根据新的机器常数，由执行器控制运动台4初始化，使机器常数生效。即干涉仪1采集得到的数据是将机器常数代入公式(5)得到的数据，干涉仪3同理；

步骤2：再重新执行该测试，在数据处理器中计算X1-X2和X1-X3的PV值，若该PV值满足项目的要求，则可以结束测试；否则，继续将保存新的机器常数，初始化运动台4，重新执行该测试。

注：对以上测校方法进行离线仿真，验证了该测试方法是正确的，并且X1-X2和X1-X3的PV值满足项目要求。

与现有技术相比较，本发明所提供的工件台干涉仪切换偏差校准方法可以校准两个以上干涉仪间的切换误差，消除干涉仪切换误差对曝光图形的平移的影响。

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 (5)

1.一种工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，包括：

步骤一、按照一预定值设置一工件台的水平位置和旋转倾斜角度；

步骤二、驱动所述工件台从初始位置移动至所述水平位置，每当所述工件台移动至一水平位置时，驱动所述工件台从旋转倾斜角度为零开始运动，直至达到步骤一所述的预设的旋转倾斜角度，测量并保存所述工件台的全部位置信息；

步骤三、对步骤二所获得的全部位置信息筛选出有效数据；

步骤四、根据所述有效数据获得补偿后的机器常数；

步骤五、根据所述补偿后的机器常数控制所述工件台初始化，并再次按照步骤一至二重新测量并保存所述工件台的全部位置信息；

步骤六、判断所述步骤五中获得的位置信息是否合格，若合格则校准完成，若不合格则重新执行步骤三至五；

所述步骤四具体包括：

4.1对所述干涉仪进行数据建模；

4.2对所述数据建模的机器常数求偏导数以获得一偏差值；

4.3根据所述偏差值计算一补偿后的机器常数。

2.如权利要求1所述的工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

2.1驱动所述工件台从初始位置移动至(X、Y)水平位置；

2.2驱动所述工件台从Rx＝0倾斜至所述预设值；驱动所述工件台从Ry＝0倾斜至所述预设值；驱动所述工件从Rz＝0旋转至所述预设值。

3.如权利要求1所述的工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：判断一干涉仪的位置数据是否为无穷大，若为无穷大则该数据是无效数据，否则为有效数据。

4.如权利要求1所述的工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，在所述步骤一具体包括：

1.1运动台的位置X、Y和旋转倾斜Rz、Rx、Ry的运动轨迹规划；

StepDis_X＝(X_max-X_min)/StepNr_X

StepDis_Y＝(Y_max-Y_min)/StepNr_Y (1)

StepDis_Rx＝(Rx_max-Rx_min)/StepNr_Rx

StepDis_Ry＝(Ry_max-Ry_min)/StepNr_Ry

StepDis_Rz＝(Rz_max-Rz_min)/StepNr_Rz (2)

1.2计算工件台的水平位置和旋转倾斜的设置值如下，

SetPos_X＝Y_min+StepDis_Y*i

SetPos_Y＝Y_min+StepDis_Y*j (3)

SetPos_Rx＝Rx_min+StepDis_Rx*k

SetPos_Ry＝Ry_min+StepDis_Ry*m

SetPos_Rz＝Rz_min+StepDis_Rz*n (4)

其中，i＝0,1,L L,StepNr_X，j＝0,1,L L,StepNr_Y，k＝0,1,L L,StepNr_Rx，m＝0,1,L L,StepNr_Ry，n＝0,1,L L,StepNr_Rz；

X_min,X_max,Y_min,Y_max,Rx_min,Rx_max,Ry_min,Ry_max,Rz_min,Rz_max中下标min代表最小值，下标max代表最大值；

StepDis_X,StepDis_Y,StepDis_Rx,StepDis_Ry,StepDis_Rz分别为运动台在X、Y向每次运动的距离；

StepNr_X,StepNr_Y,StepNr_Rx,StepNr_Ry,StepNr_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz向采样点的个数；

SetPos_X,SetPos_Y,SetPos_Rx,SetPos_Ry,SetPos_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz待设置的位置和角度。

5.如权利要求1所述的工件台干涉仪切换偏差校准方法，其特征在于，在所述步骤4.1具体包括：

对数据处理器下发命令，对干涉仪1的数据进行模型，具体过程如下：

对以上模型中的机器常数求偏导数，得到干涉仪1和2测量得到的数据X1和X2的偏差，如下式：

其中，

得到机器常数的偏差值，并计算新的机器常数如下，

crx1_New＝crx1_Current+crx1_Delta

ax1_New＝ax1_Current+ax1_Delta

ee1_New＝ee1_Current+ee1_Delta

Kx1_New＝Kx1_Current+Kx1_Delta

Rzix01_New＝Rzix01_Current+Rzix01_Delta

Ryix01_New＝Ryix01_Current+Ryix01_Delta (5)

其中，i＝0,1,L L,StepNr_X-1，j＝0,1,L L,StepNr_Y-1，k＝0,1,L L,StepNr_Rx-1，m＝0,1,L L,StepNr_Ry-1，n＝0,1,L L,StepNr_Rz-1；

X_min,X_max,Y_min,Y_max,Rx_min,Rx_max,Ry_min,Ry_max,Rz_min,Rz_max中下标min代表最小值，下标max代表最大值；

StepDis_X,StepDis_Y,StepDis_Rx,StepDis_Ry,StepDis_Rz分别为运动台在X、Y向每次运动的距离；

StepNr_X,StepNr_Y,StepNr_Rx,StepNr_Ry,StepNr_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz向采样点的个数；

SetPos_X,SetPos_Y,SetPos_Rx,SetPos_Ry,SetPos_Rz分别为运动台在X、Y、Rx、Ry、Rz待设置的位置和角度。