CN103197500A - 一种测量镜面形补偿效果的方法 - Google Patents

Abstract

一种测量镜面形补偿效果的方法，应用该方法的光刻机包括照明系统、承载掩模的掩模台、投影物镜成像系统、承载基底的基底台、掩模台干涉仪系统、掩模对准系统，掩模台贴附有长条镜，干涉仪光束通过长条镜反射，控制掩模台运动，该方法包括上载具有测试标记的掩模，测试标记包括若干子标记，子标记排成一列；掩模台干涉仪系统控制掩模台沿若干子标记的排列方向运动，通过掩模对准系统进行对准测量，分别获得若干子标记的对准位置，测试标记与掩模对准系统的对准标记相匹配；根据对准位置获得面形残差测量值，判断在排列方向上的长条镜的镜面形补偿效果是否达到要求。该测量方法步骤简单，快速准确，可避免曝光分析引入不必要误差项。

Description

一种测量镜面形补偿效果的方法

技术领域

本发明涉及面形测量领域，特别涉及镜面形补偿效果的测量方法。

 

背景技术

在现有光刻设备中，安装在掩模台或基底台侧面的长条镜，尽管经过了精密的机械加工、打磨，但是其表面仍然不可避免存在缺陷。即使几纳米大小的缺陷点，也使光刻机系统精度产生相当大的误差。为尽可能的减少上述误差，必须在曝光之前对长条镜表面进行扫描测试，得到其表面面形图像的测量数据，然后对表面缺陷进行修正补偿，从而满足系统的高精度要求。

专利US05790253利用控制水平向位置的干涉仪进行测量得到长条镜面形。当基底台沿X向（Y向）步进时，由控制水平向Y向(X向)位置的两轴干涉仪进行测量，通过模型计算得到长条镜表面的不平整度。通过对测量位置进行面形补偿，可提高控位准确性，即提高套刻精度。对掩模台的长条镜同样可适用此方法进行测量补偿。该专利方法主要通过控制水平向干涉仪测量得到长条镜面形，但测量后的面形补偿是否正确，则需验证镜面形补偿效果。现有技术通常采用曝光的方式分析镜面形补偿效果，但曝光结果中误差项较多，分析较为复杂。

发明内容

现有技术的缺陷在于，镜面形补偿效果通过曝光方式测量，分析较为复杂。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种测量镜面形补偿效果的方法，应用该方法的光刻机包括照明系统、承载掩模的掩模台、投影物镜成像系统、承载基底的基底台、掩模台干涉仪系统、掩模对准系统，所述掩模台贴附有长条镜，所述掩模台干涉仪系统的干涉仪光束通过所述长条镜反射，控制所述掩模台的运动，该方法包括：

上载具有测试标记的所述掩模，所述测试标记包括若干子标记，所述子标记排成一列；

所述掩模台干涉仪系统控制所述掩模台沿所述若干子标记的排列方向运动，通过所述掩模对准系统进行对准测量，分别获得所述若干子标记的对准位置，所述测试标记与所述掩模对准系统的对准标记相匹配；

根据所述对准位置获得面形残差测量值，判断在所述排列方向上的所述长条镜的镜面形补偿效果是否达到要求。

进一步，所述获得面形残差测量值具体为通过所述对准位置线性拟合后获得面形残差值，去除随机测量值，取剩余面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

进一步，所述获得面形残差测量值具体为通过画图工具将所述对准位置拟合为面形残差图，取横轴为掩模台运动的位置值，纵轴为面形残差值，取面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

进一步，若所述面形残差测量值小于面形残差阈值，则证明所述排列方向上的镜面形补偿达到要求。

本发明还提供一种测量镜面形补偿效果的方法，应用该方法的光刻机包括照明系统、承载掩模的掩模台、投影物镜成像系统、承载基底的基底台、基底台干涉仪系统、基底对准系统，所述基底台贴附有长条镜，所述基底台干涉仪系统的干涉仪光束通过所述长条镜反射，控制所述基底台的运动，该方法包括：

上载具有测试标记的所述基底，所述测试标记包括若干子标记，所述子标记排成一列；

所述基底台干涉仪系统控制所述基底台沿所述若干子标记的排列方向运动，通过所述基底对准系统进行对准测量，分别获得所述若干子标记的对准位置，所述测试标记与所述基底对准系统的对准标记相匹配；

根据所述对准位置获得面形残差测量值，判断在所述排列方向上的所述长条镜的镜面形补偿效果是否达到要求。

进一步，所述获得面形残差测量值具体为通过所述对准位置线性拟合后获得面形残差值，去除随机测量值，取剩余面形残差值中最大值与最小值的偏差作为面形残差测量值。

进一步，所述获得面形残差测量值具体为通过画图工具将所述对准位置拟合为面形残差图，取横轴为基底台运动的位置值，纵轴为面形残差值，取所述面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

进一步，若所述面形残差测量值小于面形残差阈值，则证明所述排列方向上的镜面形补偿达到要求。

本发明的优点在于：本发明可离线进行测量验证镜面形补偿效果，也可单独用于验证镜面形测量。本发明步骤简单，验证镜面形补偿效果快速准确，可避免曝光分析引入不必要误差项。

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为本发明所使用的光刻机结构示意图；

图2为本发明镜面形补偿效果测量方法的流程图；

图3为本发明使用的测试标记第一种实施方式的布局示意图；

图4为本发明测量得到的镜面面形残差图；

图5为本发明使用的测试标记第二种实施方式的布局示意图。

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。

具体实施例一

参见图1所示，本发明使用的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的基底台6。掩模台3侧面贴附有第一长条镜8，基底台6侧面贴附有第二长条镜10，第一干涉仪7控制掩模台3进行运动，第二干涉仪9控制基底台6进行运动，掩模对准系统11、基底对准系统12位于基底台6上。第一干涉仪控制系统7使干涉仪光束经长条镜8反射，用以控制掩模台3的水平向（x，y，Rz）运动和垂向（z，Rx，Ry）运动，第二干涉仪控制系统9使干涉仪光束经长条镜10反射，用以控制工件台7的水平向（x，y，Rz）运动和垂向（z，Rx，Ry）运动。其中，x、y、z组成三维坐标系，Rx、Ry、Rz分别表示绕x、y、z轴旋转。掩模对准系统11可对掩模上标记通过投影物镜所成像进行对准测量，基底对准系统12可对基底上标记进行对准测量。

本实施例可验证掩模台上Y向镜面形补偿效果，具体实现步骤如下：

1) 上载带有一测试标记的掩模，如图3所示，测试标记包含若干子标记，该若干子标记在掩模上沿Y向排成一列，子标记位置X相同，子标记Y向间隔优选为1mm, 子标记类型与掩模对准系统11的掩模对准标记相匹配。由第二干涉仪9控制基底台6，使位于基底台上的掩模对准系统11位于投影物镜光轴下。

2) 第一干涉仪7控制掩模台3沿Y向运动，使掩模上测试标记的每个子标记分别位于光轴下，由掩模对准系统11分别进行对准测量，分别记录X向对准位置Xi, i对应每个子标记的序号。

3) 根据所有子标记的对准位置，得到镜面面形残差图，如图4所示，X坐标为掩模台沿Y方向运动的位置值，Y坐标为面形残差值,其数值为对准位置Xi*M, 其中M为光刻机缩放比例。根据面形残差图可计算面形残差测量值，其数值为残差值中最大值与最小值之间偏差。

4) 根据面形残差测量值判断镜面形补偿结果是否满足需求：若面形残差测量值小于对镜面形补偿后残差要求值，即残差阈值，则满足需求，证明镜面形补偿正确。

具体实施例二

本实施例使用的光刻机系统结构与实施例一相同，该实施例可验证基底台上X向镜面形补偿效果，具体实现步骤如下：

1) 上载带有一测试标记的基底，如图5所示，测试标记包含若干子标记，该若干子标记在基底上沿X向排成一行，子标记位置Y相同，子标记间隔优选为1mm, 子标记类型与基底对准系统11的对准标记相匹配；

2) 第二干涉仪9控制基底台6沿X向运动（优选Y=0），使基底上测试标记的每个子标记分别位于基底对准系统光轴下，由基底对准系统12分别进行对准测量，分别记录Y向对准位置Yi, i对应每个子标记的序号；

3) 根据所有子标记的对准位置，得到镜面面形残差图，可参考图4，相应的,X坐标为基底台沿X方向运动的位置值，Y坐标为面形残差值,其数值为对准位置Yi,根据面形残差图可计算面形残差测量值，其数值为残差值中最大值与最小值之间偏差。

4) 根据面形残差测量值判断镜面形补偿结果是否满足需求：若面形残差测量值小于对镜面形补偿后残差要求值，即残差阈值，则满足需求，证明镜面形补偿正确。

该实施例中，测试标记也可在基底上沿Y向排成一列，基底台6沿Y向运动，使基底上测试标记的每个子标记分别位于基底对准系统光轴下，由基底对准系统12分别进行对准测量，分别记录X向对准位置Xi，其余步骤不变。

以上提到的基底对准系统的光轴和投影物镜的光轴统称为对准系统光轴。以上提到的对准位置具体为子标记对准时基底台的位置。以上提到的第一干涉仪也可以成为掩模台干涉仪系统，第二干涉仪也可以称为基底台干涉仪系统。以上提到的面形残差测量值有两种方式获得：1、通过标记对准位置线性拟合后，去除随机测量值，取剩余面形残差值中最大值与最小值的偏差作为面形残差测量值；2、通过画图工具将标记对准位置拟合为面形残差图，取面形残差图上最大值与最小值的偏差作为面形残差测量值。图2为本发明测量镜面形补偿效果方法的流程图。

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 (8)

1.一种测量镜面形补偿效果的方法，应用该方法的光刻机包括照明系统、承载掩模的掩模台、投影物镜成像系统、承载基底的基底台、掩模台干涉仪系统、掩模对准系统，所述掩模台贴附有长条镜，所述掩模台干涉仪系统的干涉仪光束通过所述长条镜反射，控制所述掩模台的运动，其特征在于，该方法包括：

上载具有测试标记的所述掩模，所述测试标记包括若干子标记，所述子标记排成一列；

所述掩模台干涉仪系统控制所述掩模台沿所述若干子标记的排列方向运动，通过所述掩模对准系统进行对准测量，分别获得所述若干子标记的对准位置，所述测试标记与所述掩模对准系统的对准标记相匹配；

根据所述对准位置获得面形残差测量值，判断在所述排列方向上的所述长条镜的镜面形补偿效果是否达到要求。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获得面形残差测量值具体为通过所述对准位置线性拟合后获得面形残差值，去除随机测量值，取剩余面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述获得面形残差测量值具体为通过画图工具将所述对准位置拟合为面形残差图，取横轴为掩模台运动的位置值，纵轴为面形残差值，取面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

4.根据权利要求2或3所述的测量方法，其特征在于，若所述面形残差测量值小于面形残差阈值，则证明所述排列方向上的镜面形补偿达到要求。

5.一种测量镜面形补偿效果的方法，应用该方法的光刻机包括照明系统、承载掩模的掩模台、投影物镜成像系统、承载基底的基底台、基底台干涉仪系统、基底对准系统，所述基底台贴附有长条镜，所述基底台干涉仪系统的干涉仪光束通过所述长条镜反射，控制所述基底台的运动，其特征在于，该方法包括：

上载具有测试标记的所述基底，所述测试标记包括若干子标记，所述子标记排成一列；

所述基底台干涉仪系统控制所述基底台沿所述若干子标记的排列方向运动，通过所述基底对准系统进行对准测量，分别获得所述若干子标记的对准位置，所述测试标记与所述基底对准系统的对准标记相匹配；

根据所述对准位置获得面形残差测量值，判断在所述排列方向上的所述长条镜的镜面形补偿效果是否达到要求。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述获得面形残差测量值具体为通过所述对准位置线性拟合后获得面形残差值，去除随机测量值，取剩余面形残差值中最大值与最小值的偏差作为面形残差测量值。

7.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述获得面形残差测量值具体为通过画图工具将所述对准位置拟合为面形残差图，取横轴为基底台运动的位置值，纵轴为面形残差值，取所述面形残差值中最大值与最小值的偏差作为所述面形残差测量值。

8.根据权利要求6或7所述的测量方法，其特征在于，若所述面形残差测量值小于面形残差阈值，则证明所述排列方向上的镜面形补偿达到要求。

Images