CN114063400B - 用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置和光刻机，所述测量方法包括，利用面形标定方法，离线标定工件台上基准板的参考面形以及在线标定所述基准板的测量面形；根据所述参考面形和所述测量面形，获得基准板漂移量、变形量以及测量传感器漂移量。本发明公开的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置和光刻机，能够实时探测并校准基准板的形变漂移量，减小光刻机系统误差，缩短后续掩模对准时间，提升产率。

Description

用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机

技术领域

本发明涉及光刻机设备领域，特别涉及一种用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机。

背景技术

光刻机设备是把掩模上的图形清晰、正确地成像在涂有光刻胶的基板上。如图1所示，光刻机设备从上至下分别为照明系统110、用于放置掩模120的掩模台130、投影物镜140以及用于放置基板150的工件台160。该光刻机设备在工作时，照明系统110通过所述投影物镜140将所述掩模120上的图像成像到所述基板150上，通过所述工件台160与所述掩模台130同步运动完成扫描曝光动作。具体地，所述掩模台130承载所述掩模120运动、所述工件台160承载所述基板150运动。为了能够使得所述掩模120上的图形能够准确地成像在所述基板150上指定的位置，往往需要借助FLS(调焦调平系统)等测量传感器(图中未示出)以及放置在所述工件台160上的基准板(图中未示出)等测量组件配合，准确获得所述工件台160和所述掩模台130的位置。然而，随着时间的推移，由于应力或环境的作用，基准板的面形会发生缓慢的变化；同时，测量传感器相对于工件台160、掩模台130或者整机框架也会发生漂移。因此，在基准板对准或测量时，由于基准板漂移，会导致计算垂向设定值产生误差，基准板变形以及测量传感器漂移量超过一定阈值也会导致测试不准确。显然地，如果再运用原先的测量传感器测得的位置，就会导致光刻误差，影响产率甚至良率。因此，为了保证测量及对准的准确性，因此需要实时测量基准板漂移量、变形量及测量传感器漂移量。

现有技术中，为了解决该问题，公开号为CN105005182A，公开日为2015年10月28日，发明名称为“多个传感器间相互位置关系校准方法”的中国发明专利，公开了一种多个传感器间相互位置关系校准方法，利用设置在工件台基准板上的基准标记，建立掩模对准传感器和基板对准传感器之间的位置关系，很显然地，该技术方案没有考虑基准板本身的漂移量和变形量。

因此，需要提供一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，以实时测量基准板漂移量、变形量及测量传感器漂移量。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机，以消除基准板面形变化对对准及测量造成的不良影响。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，测量方法用于测定待测量基准板的漂移量，所述测量方法包括：

利用面形标定方法，离线标定工件台上待测量基准板的参考面形、以及在线标定所述待测量基准板的测量面形；

根据所述参考面形和所述测量面形获得所述待测量基准板的漂移量。

可选地，所述面形标定方法包括，

在所述待测量基准板上形成投影光斑，并从所述投影光斑中沿第一方向选取一行光斑作为测量光斑，所述测量光斑包括若干个测量子光斑；沿所述第一方向，移动工件台若干次，从所述测量光斑的起始位置扫描至其终止位置，每移至一个测量点，得到每个测量子光斑的测量值，根据所述若干个测量子光斑在每个测量点的测量值标定所述待测量基准板的一行面形，其中，所述测量值包括高度信息和位置信息。

可选地，在标定所述待测量基准板的参考面形之前，还包括在所述待测量基准板上选取没有对准标记且面形平整的区域作为测量区域，所述测量光斑位于所述测量区域内。

可选地，所述从所述投影光斑中沿第一方向选取一行光斑作为测量光斑的方法，包括，

沿所述第一方向，从投影光斑中选取靠近其中间位置的一行光斑作为所述测量光斑，当所述测量光斑的中心沿所述起始位置扫描至所述终止位置，所述测量光斑首部和尾部的两个子光斑位于所述测量区域内。。

可选地，所述测量方法包括以下步骤：

S100：利用面形标定方法，离线标定所述待测量基准板设定测量区域的参考面形；

S200：选取至少两个基准板作为校准基准板，在所述校准基准板的参考点位置处分别对测量光斑进行测量，分别获取至少两块所述校准基准板的测量光斑的测量值，根据所述校准基准板的测量光斑的测量值，得到清零误差；

S300：利用所述面形标定方法，在线标定所述待测量基准板设定测量区域的测量面形；

S400：根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量。

可选地，将所述第一方向定义为X向，将水平面上垂直于X向的方向定义为Y向，垂直水平面的竖直方向定义为Z向，建立XYZ三维坐标系；

所述校准基准板的测量光斑的测量值包括中心光斑测量值，其中，获取所述中心光斑测量值的方法包括，将靠近测量光斑中心的若干个所述测量子光斑测量值的平均值作为所述中心光斑测量值；

步骤S200中，得到清零误差的方法包括，

选取第一基准板和第二基准板作为所述校准基准板，

在所述第一基准板的参考点得到其中心光斑测量值作为第一测量值，在所述第二基准板的参考点得到其中心光斑测量值作为第二测量值，根据所述第一测量值和所述第二测量值，计算得到所述清零误差。

可选地，所述第一基准板的参考点包括所述第一基准板的中心，所述第二基准板的参考点包括所述第二基准板的中心。

可选地，所述清零误差包括垂向清零误差和倾斜清零误差，根据所述第一测量值和所述第二测量值，计算得到所述清零误差的方法，包括，

其中，sz₀为所述工件台的垂向清零误差，Rx₀、Ry₀为所述工件台的倾斜清零误差；

z_FLS₁为所述第一基准板参考点的测量高度，x_s₁为得到所述第一测量值时，所述工件台在X向的位置；

z_FLS₂为所述第二基准板参考点的测量高度，x_s₂为所述工件台在X向的位置；

fh_{_}ref₁为所述第一基准板参考点的参考高度，fh_ref₂为所述第二基准板参考点的参考高度，其中，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得。

可选地，步骤S400中，所述根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量，包括以下步骤，

根据所述中心光斑测量值，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量，再减去所述清零误差，得到所述待测量基准板漂移量。

可选地，根据所述中心光斑测量值，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量的方法，包括通过以下算式得到，

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，

fh_i为所述中心光斑测量值的测量高度；

fh_ref_i为所述中心光斑测量值的参考高度，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；

x_i为第i个所述测量点在X向的位置；

Δh为所述待测量基准板的高度变化。

可选地，所述测量方法还用于测定所述待测量基准板的变形量，所述测量方法还包括：

S500：先计算得到每一个所述测量点处对应的所述待测量基准板的子变形量，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板的变形量；

其中，每一个所述测量点处的所述待测量基准板子变形量，由所述中心光斑测量值的高度滑动平均值、参考高度、清零误差、所述工件台的位置、所述待测量基准板漂移量以及所述测量点相对所述待测量基准板的位置计算得到。

可选地，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板变形量的方法，包括通过以下算式得到，

def＝max(|Δfh_FLS_slit_i-(sz₀+Ry₀×ws.x_i)-(dRy_raw×x_i)|)

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，

Δfh_FLS_slit_i为所述中心光斑测量值的高度滑动平均值减去参考高度，所述参考高度在离线标定工件台上所述待测量基准板的参考面形时得到；

sz₀为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；

ws.x_i为所述工件台在X向的位置；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；

x_i为第i个所述测量点在X向的位置；

max为最大值函数；

def为所述待测量基准板变形量。

可选地，所述测量方法还用于测定测量传感器零位漂移量，所述测量方法还包括，

步骤S600：根据每一个所述测量子光斑在若干个所述测量点的测量值，先计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值；

再根据由所述测量子光斑测量值的平均值及所述测量子光斑的位置得到的若干组数据，计算得到所述测量传感器零位漂移量。

可选地，根据每一个所述测量子光斑在若干个所述测量点的测量值，先计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值的方法，包括通过以下算式获得，

其中，对于第j个所述测量子光斑，0＜j≤M；

Δfh_FLS_ji为在第i个所述测量点处,第j个所述测量子光斑的测量高度与参考高度的差值，0＜i≤N；

sz₀为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；

ws.x_i为所述工件台在X向的位置；

x_ji为在第i个所述测量点处，第j个所述测量子光斑在X向的位置；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述基准板漂移量；

average为平均值函数。

可选地，根据由所述测量子光斑测量值的平均值及所述测量子光斑的位置得到的若干组数据，计算得到所述测量传感器零位漂移量的方法，包括对所述若干组数据进行线性拟合，通过以下算式获得，

其中，对应第j个所述测量子光斑，0＜j≤M；

x_j为所述测量传感器测量得到的第j个所述测量子光斑的水平位置；

FLS_DRy为所述测量传感器的漂移量Ry；

FLS_DZ为所述测量传感器的垂向漂移量。

可选地，在标定所述参考面形和标定所述测量面形的过程中，所述测量传感器控制所述工件台的高度和倾斜度。

本发明还提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量装置，包括，

参考面形标定单元，被配置为离线标定工件台上待测量基准板的参考面形；

测量面形标定单元，被配置为在线标定工件台上所述待测量基准板的测量面形；

漂移量及变形量计算单元，被配置为根据所述参考面形和所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量。

可选地，还包括清零误差标定单元，所述清零误差标定单元被配置为获取在标定所述参考面形和标定所述测量面形时工件台的坐标系偏差，用于标定清零误差。

可选地，所述漂移量及变形量计算单元，还被配置为根据所述参考面形、所述测量面形以及所述清零误差，计算得到待测量基准板的变形量和/或测量传感器的漂移量。

本发明还提供了一种光刻机，用于执行上述任一项所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法。

与现有技术相比，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法具有以下有益效果：

本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，利用面形标定方法，离线标定工件台上待测量基准板的参考面形以及在线标定所述待测量基准板的测量面形；根据所述参考面形和所述测量面形，获得待测量基准板漂移量。在线标定和离线标定均采用相同的路径对待测量基准板进行扫描，能够实时探测并校准待测量基准板的形变漂移量，减小光刻机系统误差，进一步地，很好地避免了由测量传感器直接测量待测量基准板形变漂移量时，测量传感器本身漂移带来的测量误差。

进一步地，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，还可以根据所述参考面形和所述测量面形，获得待测量基准板变形量以及测量传感器漂移量。因此，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，仅需通过两次测量，就能得到待测量基准板漂移量、变形量以及测量传感器漂移量，不仅消除了待测量基准板漂移及测量传感器漂移引起的测量误差，而且提高了校正效率，能够缩短后续掩模对准时间，提升产率。

附图说明

图1为现有技术中的一种光刻机设备的结构示意图；

图2A为本发明实施例提供的其中一种用于光刻机设备测量组件的测量方法流程图；

图2B为本发明实施例提供的另外一种用于光刻机设备测量组件的测量方法流程图；

图3A为图2B中其中一种测量光斑布局及测量位置示意图；

图3B为图2B中又一种测量光斑布局及测量位置示意图；

图3C为图2B中再一种测量光斑布局及测量位置示意图；

图4为图2B中步骤S200中第一基准板和第二基准板在工件台上的布局示意图；

图5为图2B中第一基准板参考点的布局结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量装置结构示意图；

图7为本发明实施例一的其中一种测量点数量与待测量基准板漂移量的测量精度关系示意图；

图8为本发明实施例二的其中一种测量点数量与待测量基准板变形量的测量精度关系示意图；

图9为本发明实施例三在其中一种测量点数量与测量传感器零位漂移量FLS_Dry测量精度关系示意图；

图10为本发明实施例三的其中一种测量点数量与测量传感器零位漂移量FLS_DZ测量精度关系示意图；

其中，附图标记说明如下：

110-照明系统，120-掩模，130-掩模台，140-投影物镜，150-基板，160-工件台；

210-第一基准板，211-第一基准板参考点，220-第二基准板，310、320、330-对准标记，400-投影光斑，410-测量光斑，420-无效光斑，410a、410b-测量子光斑；

500-参考面形标定单元，600-测量面形标定单元，700-漂移量及变形量计算单元，800-清零误差标定单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置和光刻机作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。

本发明的核心思想在于提供一种用于光刻机的测量组件的测量方法、装置及光刻机，用于在光刻机生产过程中实时测量基准板漂移量、基准板变形量以及测量传感器的漂移量，从而消除基准板面形变化对对准及测量带来的不良影响，提高对准及测量流程的准确性。参见附图1，所述基准板放置在工件台160上和所述测量传感器配合，用于对准测量，使得在光刻过程中所述掩模120上的图形能够准确地成像在所述基板150上指定的位置。

为了实现上述思想，本发明实施例提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机。如附图2A所示，其中，所述测量方法用于测定待测量基准板的漂移量，所述测量方法包括，利用面形标定方法，离线标定工件台上待测量基准板的参考面形以及在线标定所述待测量基准板的测量面形；根据所述参考面形和所述测量面形，获得所述待测量基准板漂移量。进一步地，所述测量方法还用于获得所述待测量基准板变形量以及测量传感器漂移量。其中，进行离线标定和在线标定选取的所述待测量基准板为同一基准板。

<实施例一>

本实施例提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，以得到基准板漂移量。为了便于理解，先概要说明该测量方法的大致流程，然后，再对每个步骤予以详细说明。

首先，参见附图2B，所述测量方法包括以下步骤：

S100：利用面形标定方法，离线标定所述待测量基准板设定测量区域的参考面形。

S200：选取至少两个基准板作为校准基准板，在所述校准基准板的参考点位置处分别对测量光斑进行测量，分别获取至少两块所述校准基准板的测量光斑的测量值，根据所述校准基准板测量光斑的测量值，得到清零误差。

S300：利用所述面形标定方法，在线标定所述待测量基准板设定测量区域的测量面形。

S400：根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量。

特别地，所述校准基准板的其中之一可以为所述待测量基准板，也可以不包括所述待测量基准板。

具体地，在其中一种示例性实施方式中，步骤S100以及步骤S300的面形标定方法，参见附图3A，以第一基准板210及成像呈阵列分布的投影光斑400为例进行说明。在该实施例中，所述第一基准板210既是待测量基准板，也是所述校准基准板中的其中之一。所述面形标定方法包括以下步骤：在所述第一基准板210上形成投影光斑400，并从所述投影光斑400中沿第一方向选取一行光斑作为测量光斑410，所述测量光斑410包括若干个测量子光斑；沿所述第一方向，移动工件台若干次，从所述测量光斑410的起始位置扫描至其终止位置，每移至一个测量点，利用测量传感器得到每个测量子光斑410的测量值，标定所述第一基准板210的一行面形。其中，所述测量值包括高度信息及位置信息等。特别地，在标定所述参考面形和标定所述测量面形的过程中，所述测量传感器控制所述工件台的高度和倾斜度。较佳地，所述测量传感器为FLS测量传感器，显然地，这并非本发明的限制。

优选地，在步骤S100之前，还包括在所述待测量基准板上选取没有对准标记且面形平整的区域作为测量区域，所述测量光斑位于所述测量区域内。进一步地，在其中一种示例性方式中，测量光斑通过以下方法确定：沿所述第一方向，从投影光斑中选取靠近其中间位置的一行光斑作为所述测量光斑，当所述测量光斑的中心沿所述起始位置扫描至所述终止位置，所述测量光斑首部和尾部的两个子光斑位于所述测量区域内。。具体地，继续参见附图3A可知，由于在所述第一基准板210上，在所述投影光斑400的第一行和第三行所在的位置分别存在对准标记310、320和330，因此，选取中间一行投影光斑400作为测量光斑410，在测量过程中，将第一行和第三投影光斑400作为无效光斑420，进一步地，本实例的所述测量光斑410共包括14个测量子光斑。标定所述参考面形和所述测量面形过程中，仅使用测量光斑410，通过测量传感器测量所述测量光斑410的测量值。

接下来对步骤S200得到清零误差的方法予以说明，选取至少两个基准板作为校准基准板，在所述校准基准板的的参考点位置处分别对测量光斑进行测量，分别获取至少两块所述校准基准板的测量光斑的测量值，根据所述校准基准板的测量光斑的测量值，得到清零误差。具体地，将中心光斑测量值作为所述测量光斑410的测量值，即将靠近所述测量光斑中心的若干个所述测量子光斑测量值的平均值作为所述中心光斑测量值，即如果测量光斑的个数为偶数，取中间两个测量子光斑的测量值的平均值作为所述测量光斑的测量值，如果测量光斑的个数为奇数，取中间三个测量子光斑的测量值的平均值作为所述测量光斑的测量值。在其中一种实施方式中，由于所述测量光斑410有14个测量子光斑，因此，将靠近所述测量光斑410中心的两个所述测量子光斑410a和410b的测量值的平均值作为所述中心光斑测量值。显然地，这仅是较佳实施方式的描述，而非本发明的限制，在其他的实施方式中，也可以选择更多测量子光斑的测量值的平均值、加权值等作为所述测量光斑410的测量值。

优选地，在其中一种实施方式中，参见附图4，选取第一基准板210和第二基准板220作为校准基准板，沿所述第一方向，移动所述工件台160，分别在所述第一基准板210的参考点得到其中心光斑的第一测量值，在所述第二基准板220的参考点得到其中心光斑的第二测量值，根据所述第一测量值和所述第二测量值，计算得到所述清零误差。较佳地，在其中一种实施方式中，如附图5所示，以所述第一基准板210为例说明基参考点的位置。所述第一基准板210的中心作为所述第一基准板参考点211，类似地，所述第二基准板的中心作为所述第二基准板参考点。显然地，这并非本发明的限制，在其他的实施方式中，基准板参考点也可以根据实际工况需要选择在校准基准板上的其他位置。

为了便于理解，将所述第一方向定义为X向，将水平面上垂直于X向的方向定义为Y向，垂直水平面的竖直方向定义为Z向，建立XYZ三维坐标系。在其中一种实施方式中，所述清零误差包括垂向清零误差和倾斜清零误差。

计算得到所述清零误差的方法，包括，

其中，sz₀为所述工件台的垂向清零误差，Rx₀、Ry₀为所述工件台的倾斜清零误差；z_FLS₁为所述第一基准板参考点的测量高度，x_s₁为得到所述第一测量值时，所述工件台在X向的位置；z_FLS₂为所述第二基准板参考点的测量高度，x_s₂为所述工件台在X向的位置；fh_{_}ref₁为所述第一基准板参考点的参考高度，fh_ref₂为所述第二基准板参考点的参考高度，其中，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得。

优选地，在其中一种实施方式中，步骤S400所述根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量的方法，包括以下步骤，

根据所述中心光斑测量值，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量，再减去所述清零误差，得到所述待测量基准板漂移量。

首先，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量，包括通过以下算式得到，

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，N为所述测量点数量，fh_i为所述中心光斑测量值的测量高度；fh_ref_i为所述中心光斑测量值的参考高度，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得；dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；x_i为第i个所述测量点在X向的位置；Δh为所述待测量基准板的高度变化。

其次，减去所述清零误差，得到所述待测量基准板漂移量。对于第一基准板210(以第一基准板210作为待测量基准板)，其基准板漂移量为：

dRy_RA₁＝dRy_raw_RA₁-Ry₀

类似地，若所述第二基准板220作为测量基准板，对于所述第二基准板220，其基准板漂移量为：

dRy_RA₂＝dRy_raw_RA₂-Ry₀

其中，dRy_RA₁为第一基准板的漂移量，Ry_RA₂为第二基准板的漂移量，dRy_raw_RA₁为包含清零误差的第一基准板的漂移量，dRy_raw_RA₂为包含清零误差的第二基准板的漂移量，Ry₀为清零误差。特别地，在某些情况下，计算清零误差并不是必须，在精度允许的范围内，也可以忽略清零误差的影响，以包含清零误差的待测量基准板的漂移量作为待测量基准板的漂移量。

<实施例二>

本实施例提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，所述测量方法还用于测定待测量基准板的变形量，参见图2B，所述测量方法还包括步骤S500：先计算得到每一个所述测量点处的所述待测量基准板子变形量，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板变形量；其中，每一个所述测量点处的所述基准板子变形量，由所述中心光斑测量值的高度滑动平均值、参考高度、清零误差、所述工件台的位置、所述待测量基准板漂移量以及所述测量点相对所述待测量基准板的位置计算得到。

优选地，在其中一种示例性实施方式中，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板变形量的方法，包括通过以下算式得到，

def＝max(|Δfh_FLS_slit_i-(sz₀+Ry₀×ws.x_i)-(dRy_raw×x_i)|)

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，N为测量点数量，Δfh_FLS_slit_i为所述中心光斑测量值的高度滑动平均值减去参考高度，所述参考高度在离线标定工件台上所述待测量基准板的参考面形时得到；sz₀为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；ws.x_i为所述工件台在X向的位置；dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；x_i为第i个所述测量点在X向的位置；max为最大值函数；def为所述待测量基准板变形量。显然地，在所有所述测量点处的所述待测量基准板子变形量中取最大值作为所述待测量基准板变形量仅是较佳实施方式的描述，而非本发明的限制，在其他的实施方式中，也可以将所有所述测量点处的所述待测量基准板子变形量的平均值作为所述待测量基准板变形量。但亦在本发明的保护范围之内。

<实施例三>

本实施例提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，所述测量方法还用于测定测量传感器零位漂移量，参见图2B所述测量方法还包括，步骤S600：根据每一个所述测量子光斑在若干个所述测量点的测量值，先计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值；再根据由所述测量子光斑测量值的平均值及所述测量子光斑的位置得到的若干组数据，计算得到所述测量传感器零位漂移量。

在其中一种示例性实施方式中，计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值的方法，通过以下算式获得，

Z_spot_av_j＝average[Δfh_FLS_ji－(sz₀+Ry₀×ws.x_i)－(dRy_raw×x_ji)]

其中，对于第j个所述测量子光斑，0＜j≤M，N为测量子光斑的总数量，较佳地，M＝14；Δfh_FLS_ji为在第i个所述测量点处，第j个所述测量子光斑的测量高度与参考高度的差值，0＜i≤N，N为所述测量点数量；sz0为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；ws.x_i为所述工件台在X向的位置；x_ji为在第i个所述测量点处，第j个所述测量子光斑在X向的位置；dRy_raw为包含所述清零误差的所述基准板漂移量；average为平均值函数。

在其中一种示例性实施方式中，计算得到所述测量传感器零位漂移量的方法，包括对所述若干组数据进行线性拟合，通过以下算式获得，

其中，对应第j个所述测量子光斑，0＜j≤M；x_j为所述测量传感器测量得到的第j个所述测量子光斑的水平位置；FLS_DRy为所述测量传感器的漂移量Ry；FLS_DZ为所述测量传感器的垂向漂移量。

比如，在其中一种应用场景中，所述测量点数量N＝61，所述测量子光斑的个数M＝9，用以监控基准板形变，从而计算得到基准板漂移量，基准板变形量以及测量传感器漂移量，取得了更高精度的垂向设定值。

特别地，可以理解地，步骤S500和步骤S600的顺序可以互换，根据实际工况，也可以先执行步骤S600，再执行步骤S500。或者仅执行二者之一，本发明对此不作任何限制。

<实施例四>

如附图6所示，本实施例提供了一种用于光刻机设备测量组件的测量装置，包括参考面形标定单元500、测量面形标定单元600和漂移量及变形量计算单元700。其中，所述参考面形标定单元500，被配置为离线标定工件台上所述待测量基准板的参考面形；所述测量面形标定单元600，被配置为在线标定工件台上待测量基准板的测量面形；所述漂移量及变形量计算单元，被配置为根据所述参考面形和所述测量面形，计算得到待测量基准板漂移量。

优选地，所述用于光刻机设备测量组件的测量装置还包括清零误差标定单元800，所述清零误差标定单元800被配置为获取在标定所述参考面形和标定所述测量面形时工件台的坐标系偏差，用于标定清零误差。

优选地，所述漂移量及变形量计算单元700，还被配置为根据所述参考面形、所述测量面形以及所述清零误差，计算得到所述待测量基准板的变形量和/或测量传感器的漂移量。

在其他的实施方式中，本发明还提供了一种光刻机，用于执行任一实施方式所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法。

特别地，可以理解地，本发明并不限制测量光斑的个数，在具体实施本发明提供的用于光刻设备测量组件的测量方法时，可以根据实际工况需要设定测量光斑的个数,即选择合适的测量子光斑数量及选取编号，比如选取中间一行10个测量子光斑进行待测量基准板测量。此类变形可根据仿真误差结果满足试验需求的前提下，灵活调整测量光斑与伺服光斑数量与布局。

进一步地，上述实施例虽然以工件台沿X方向移动为例进行说明，但这并非本发明的限制。根据本实施例通过改变测试位置与光斑布局，沿X向或沿Y向扫描同时测出Rx、Ry的漂移。如图3B所示，沿Y向扫描，可计算出待测量基准板Rx、Ry漂移量及测量传感器的Z向、以及Rx、Ry的漂移量。

又进一步地，虽然以基准板为例说明漂移量及变形量的测量方法，可以理解地，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法也适用于类基准板的零件，以及类似FLS传感器的测量传感器在类基准板上的测试，以实现传感器漂移测量及类基准板零件的漂移量与变形量的测量。而且，本发明也不限制测量子光斑的个数，如附图3C所示，也可以采用具有9个测量子光斑布局的测量光斑410进行测量。

再进一步地，本发明也不限制测量点步距以及测量点的个数。本领域的技术人员，根据本发明提供的用于光刻机设备测量组件的测量方法，能够根据实际工况设置测量光斑的个数、测量点步距及测量点数量，从而获得基准板漂移量、变形量以及测量传感器偏移量。

具体地，在其中一种应用场景中，所述测量传感器为调焦调平传感器，假设调焦调平传感器的测量误差为22nm，清零误差sz₀测量最大误差为3.1nm、Ry0测量最大误差为0.15urad，工件台水平向定位精度为18nm，第一基准板参考点和第二基准板参考点X间距为0.296m，扫描长度为0.03m。如附图7、附图8、附图9以及附图10分别为测量点数量与基准板漂移量、基准板变形量及测量传感器漂移量的精度关系。

如图7所示，通过改变测量点步距与测量点数量，可以得到测量点数量与基准板变形量dRy测量精度的关系，从图中可以看出，增大测量点数量可以有效的提高测量精度。当测量点数量大于60后，测试精度可以达到1urad以内。

如附图8所示，通过改变测量点步距与测量点数量，可以得到测量点数量与基准板变形量测量精度的关系，从图中可以看出，增大测量点数量对提高测量精度无效。最大测试误差在100nm以内。

如附图9所示，通过改变测量点步距与测量点数量，可以得到测量点数量与测量传感器零位漂移量FLS_DRy测量精度的关系，从图中可以看出，增大测量点数量对提高测量精度无效，相反成发散状，但测量光斑使用越多，测试精度越高，其中，以14个测量子光斑为例，测试精度可以达到1urad以内。

如附图10所示，通过改变测量点步距与测量点数量，可以得到测量点数量与测量传感器零位漂移量FLS_DZ测量精度的关系，从图中可以看出，增大测量点数量可以有效提高测量精度，当测量点数量大于60后，测试精度可以达到30nm以内。

本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，利用面形标定方法，离线标定工件台上基准板的参考面形以及在线标定所述基准板的测量面形；根据所述参考面形和所述测量面形，获得基准板漂移量。在线标定和离线标定均采用相同的路径对基准板进行扫描，能够实时探测并校准基准板的形变漂移量，减小光刻机系统误差，进一步地，很好地避免了由测量传感器直接测量基准板形变漂移量时，测量传感器本身漂移带来的测量误差。

进一步地，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，还可以根据所述参考面形和所述测量面形，获得基准板变形量以及测量传感器漂移量。因此，本发明提供的一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，仅需通过两次测量，就能得到基准板漂移量、变形量以及测量传感器漂移量，不仅消除了基准板漂移及测量传感器漂移引起的测量误差，而且提高了校正效率，能够缩短后续掩模对准时间，提升产率。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

综上，上述实施例对用于光刻机设备测量组件的测量方法、装置及光刻机的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述测量方法用于测定待测量基准板的漂移量，所述测量方法包括：

利用面形标定方法，离线标定工件台上待测量基准板的参考面形、以及在线标定所述待测量基准板的测量面形；

获取在标定所述参考面形和标定所述测量面形时工件台的坐标系偏差，得到清零误差；

根据所述参考面形、所述清零误差和所述测量面形获得所述待测量基准板的漂移量。

2.根据权利要求1所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述面形标定方法包括，

在所述待测量基准板上形成投影光斑，并从所述投影光斑中沿第一方向选取一行光斑作为测量光斑，所述测量光斑包括若干个测量子光斑；沿所述第一方向，移动工件台若干次，从所述测量光斑的起始位置扫描至其终止位置，每移至一个测量点，得到每个测量子光斑的测量值，根据所述若干个测量子光斑在每个测量点的测量值标定所述待测量基准板的一行面形，其中，所述测量值包括高度信息和位置信息。

3.根据权利要求2所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，在标定所述待测量基准板的参考面形之前，还包括在所述待测量基准板上选取没有对准标记且面形平整的区域作为测量区域，所述测量光斑位于所述测量区域内。

4.根据权利要求3所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述从所述投影光斑中沿第一方向选取一行光斑作为测量光斑的方法，包括，

沿所述第一方向，从投影光斑中选取靠近其中间位置的一行光斑作为所述测量光斑，当所述测量光斑的中心沿所述起始位置扫描至所述终止位置，所述测量光斑首部和尾部的两个子光斑位于所述测量区域内。

5.根据权利要求2所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

S100：利用面形标定方法，离线标定所述待测量基准板设定测量区域的参考面形；

S200：选取至少两个基准板作为校准基准板，在所述校准基准板的参考点位置处分别对测量光斑进行测量，分别获取至少两块所述校准基准板的测量光斑的测量值，根据所述校准基准板的测量光斑的测量值，得到清零误差；

S300：利用所述面形标定方法，在线标定所述待测量基准板设定测量区域的测量面形；

S400：根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量。

6.根据权利要求5所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，

将所述第一方向定义为X向，将水平面上垂直于X向的方向定义为Y向，垂直水平面的竖直方向定义为Z向，建立XYZ三维坐标系；

所述校准基准板的测量光斑的测量值包括中心光斑测量值，其中，获取所述中心光斑测量值的方法包括，将靠近测量光斑中心的若干个所述测量子光斑测量值的平均值作为所述中心光斑测量值；

步骤S200中，得到清零误差的方法包括，

选取第一基准板和第二基准板作为所述校准基准板，

在所述第一基准板的参考点得到其中心光斑测量值作为第一测量值，在所述第二基准板的参考点得到其中心光斑测量值作为第二测量值，根据所述第一测量值和所述第二测量值，计算得到所述清零误差。

7.根据权利要求6所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述第一基准板的参考点包括所述第一基准板的中心，所述第二基准板的参考点包括所述第二基准板的中心。

8.根据权利要求6所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述清零误差包括垂向清零误差和倾斜清零误差，根据所述第一测量值和所述第二测量值，计算得到所述清零误差的方法，包括，

其中，sz₀为所述工件台的垂向清零误差，Rx₀、Ry₀为所述工件台的倾斜清零误差；

z_FLS₁为所述第一基准板参考点的测量高度，x_s₁为得到所述第一测量值时，所述工件台在X向的位置；

z_FLS₂为所述第二基准板参考点的测量高度，x_s₂为所述工件台在X向的位置；

fh_{_}ref₁为所述第一基准板参考点的参考高度，fh_ref₂为所述第二基准板参考点的参考高度，其中，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得。

9.根据权利要求6所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，步骤S400中，所述根据所述参考面形、清零误差以及所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量，包括以下步骤，

根据所述中心光斑测量值，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量，再减去所述清零误差，得到所述待测量基准板漂移量。

10.根据权利要求9所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，根据所述中心光斑测量值，先拟合计算包括所述清零误差的所述待测量基准板漂移量的方法，包括通过以下算式得到，

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，

fh_i为所述中心光斑测量值的测量高度；

fh_ref_i为所述中心光斑测量值的参考高度，所述参考高度在步骤S100中标定所述参考面形时获得；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；

x_i为第i个所述测量点在X向的位置；

Δh为所述待测量基准板的高度变化。

11.根据权利要求6所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述测量方法还用于测定所述待测量基准板的变形量，所述测量方法还包括：

S500：先计算得到每一个所述测量点处对应的所述待测量基准板的子变形量，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板的变形量；

其中，每一个所述测量点处的所述待测量基准板子变形量，由所述中心光斑测量值的高度滑动平均值、参考高度、清零误差、所述工件台的位置、所述待测量基准板漂移量以及所述测量点相对所述待测量基准板的位置计算得到。

12.根据权利要求11所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，再根据若干个所述子变形量，计算得到所述待测量基准板变形量的方法，包括通过以下算式得到，

def＝max(|Δfh_FLS_slit_i-(sz₀+Ry₀×ws.x_i)-(dRy_raw×x_i)|)

其中，对于第i个所述测量点，0＜i≤N，

Δfh_FLS_slit_i为所述中心光斑测量值的高度滑动平均值减去参考高度，所述参考高度在离线标定工件台上所述待测量基准板的参考面形时得到；

sz₀为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；

ws.x_i为所述工件台在X向的位置；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述待测量基准板漂移量；

x_i为第i个所述测量点在X向的位置；

max为最大值函数；

def为所述待测量基准板变形量。

13.根据权利要求6所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，所述测量方法还用于测定测量传感器零位漂移量，所述测量方法还包括，

步骤S600：根据每一个所述测量子光斑在若干个所述测量点的测量值，先计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值；

再根据由所述测量子光斑测量值的平均值及所述测量子光斑的位置得到的若干组数据，计算得到所述测量传感器零位漂移量。

14.根据权利要求13所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，根据每一个所述测量子光斑在若干个所述测量点的测量值，先计算得到每一个所述测量子光斑测量值的平均值的方法，包括通过以下算式获得，

其中，对于第j个所述测量子光斑，0＜j≤M；

Δfh_FLS_ji为在第i个所述测量点处,第j个所述测量子光斑的测量高度与参考高度的差值，0＜i≤N；

sz₀为所述工件台的垂向清零误差、Ry₀为所述工件台倾斜Ry的清零误差；

ws.x_i为所述工件台在X向的位置；

x_ji为在第i个所述测量点处，第j个所述测量子光斑在X向的位置；

dRy_raw为包含所述清零误差的所述基准板漂移量；

average为平均值函数。

15.根据权利要求13所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，根据由所述测量子光斑测量值的平均值及所述测量子光斑的位置得到的若干组数据，计算得到所述测量传感器零位漂移量的方法，包括对所述若干组数据进行线性拟合，通过以下算式获得，

其中，对应第j个所述测量子光斑，0＜j≤M；

x_j为所述测量传感器测量得到的第j个所述测量子光斑的水平位置；

FLS_DRy为所述测量传感器的漂移量Ry；

FLS_DZ为所述测量传感器的垂向漂移量。

16.根据权利要求2所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法，其特征在于，在标定所述参考面形和标定所述测量面形的过程中，测量传感器控制所述工件台的高度和倾斜度。

17.一种用于光刻机设备测量组件的测量装置，其特征在于，包括，

参考面形标定单元，被配置为离线标定工件台上待测量基准板的参考面形；

测量面形标定单元，被配置为在线标定工件台上所述待测量基准板的测量面形；

清零误差标定单元，所述清零误差标定单元被配置为获取在标定所述参考面形和标定所述测量面形时工件台的坐标系偏差，以标定清零误差；

漂移量及变形量计算单元，被配置为根据所述参考面形、所述清零误差和所述测量面形，计算得到所述待测量基准板漂移量。

18.一种光刻机，其特征在于，用于执行权利要求1-16任一项所述的用于光刻机设备测量组件的测量方法。

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