專利名稱：一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學投影裝置中面形不平整引起傾斜誤差的測試校正方法，尤其涉及 一種消除長條鏡面形弓I起的傾斜誤差的方法。
背景技術：
隨著半導體集成電路集成度的提高，集成電路的特征尺寸越來越小，而集成電路 的特征尺寸將最終由光學投影裝置決定，光學投影裝置作為集成電路制造工藝中的重要設 備，其精度對光刻工藝有著非常重要的影響。實現高精度光刻工藝的關鍵技術之一是曝光， 其精度直接影響光刻機的套刻精度與良率。而實現高精度的曝光必須精確地控制工件臺的 位置。通常，光刻機采用平面鏡干涉儀測量工件臺的水平位置。干涉儀發(fā)出測量光束入射 工件臺側面的長條鏡，經反射回到干涉儀的接收器，由多普勒原理算出工件臺的位置變化 并實時反饋到運動控制系統，以確保曝光位置的準確。但是安裝在工件臺側面的長條鏡盡 管經過了精密的機械加工、打磨，但是在其表面上仍然不可避免的會存在缺陷。即使是只有 幾納米大小的缺陷點，也會使測量光束的光程發(fā)生變化，導致干涉儀的測量值與真實值存 在偏差，使光刻機系統的精度產生相當大的誤差。為盡可能的減少上述誤差，必須在曝光之 前對長條鏡表面進行掃描測試，得到其表面的面形圖像的測量數據，然后對表面缺陷，進行 修正補償，從而滿足系統的高精度要求。1998 年 8 月 4 曰公開的“Method and apparatus for correcting linearity errors of a moving mirror and stage”(公開號 US05790253)及 2006 年 9 月 13 目公開 的“一種修正光學投影裝置中平面缺陷的方法”(公開號CN1831653A)利用控制水平向位置 的干涉儀進行測量得到長條鏡面形。當工件臺沿X向(Y向)步進時，由控制水平向Y向(X 向)位置的兩軸干涉儀進行測量，模型計算得到長條鏡表面的不平整度。通過對測量位置 進行面形補償，可提高控位準確性，即可提高套刻精度。但是以上兩項專利中介紹的方法主要利用控制水平向位置的干涉儀測量得到長 條鏡面形，由于測試方法的限制，得到的面形是兩控位軸與長條鏡接觸面的面形，主要用于 水平向位置的補償，提高水平向控位準確性，從而提高套刻精度。實際上，工件臺的傾斜值 的準確性也受到面形不平整度的影響，進而影響套刻精度。如圖1所示，干涉儀發(fā)出兩束測 量光束201用來測量工件臺的在X方向和Y方向的位置，同時發(fā)出第三束測量光束202測 量工件臺的傾斜度，由于受到面形不平整度的影響，會使得干涉儀模型認為當前工件臺存 在有傾斜，并且通過傾斜工件臺去校正實際并不存在的傾斜值。而這個校正傾斜值會導致 工件臺產生錯誤的傾斜。圖1中的100為工件臺傾斜前的狀況，101為工件臺傾斜后的狀 況。因此干涉儀所測得的工件臺傾斜值為工件臺的實際傾斜值與長條鏡面形不平整度所引 起的傾斜值之和。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，以解決由長條鏡面形不平整度導致的傾斜偏差，以避免對工件臺傾斜狀況的錯誤校正。為解決上述問題，本發(fā)明提出一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，所述 方法包括如下步驟上載基底到工件臺上，保持工件臺Y軸方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿著X 方向以步長d運動到不同位置(Xi，y。。ns)，由干涉儀讀取得到每個不同位置下工件臺的傾斜 值RX1P^meas(Xi)，所述傾斜值Rhgmeas(Xi)包括工件臺的真實傾斜值和長條鏡Y方向面形在 該位置下引起的傾斜值，計算得到長條鏡Y方向面形引起的不同位置處的傾斜值XRXOO， 其中，Xi表示工件臺在X方的坐標，ycons表示工件臺在Y方的坐標；保持工件臺X軸方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿著Y方向以步長d運動到 不同位置(X。。ns，Yi)，由干涉儀讀取得到每個不同位置下的傾斜值RyOT,_s(yi)，所述傾斜值 Ry^meas(Yi)包括工件臺的真實傾斜值和長條鏡X方向面形在該位置下引起的傾斜值，計算 得到長條鏡X方向面形引起的不同位置處的傾斜值YRY(Yi)，其中，Xcons表示表示工件臺在 X方的坐標，Ii表示工件臺在Y方的坐標；在工件臺對應位置(Xi，Yi)處，干涉儀控制工件臺位置的傾斜值時，補償上述得到 的長條鏡Y方向面形引起的傾斜值XRX(Xi)和X方向面形引起的傾斜值YRY(Yi)，得到實際 工件臺傾斜值?？蛇x的，所述干涉儀控制工件臺運動到不同位置后都需先進行調焦調平，再由干 涉儀讀取得到每個不同位置下工件臺的傾斜值?？蛇x的，所述的^c。。ns和y。。ns為恒定值，取值范圍為基底上可進行調焦調平的最大 范圍?？蛇x的，所述的Xi和Ji的范圍為基底上可進行調焦調平的最大范圍?？蛇x的，所述的由工件臺位置Xi和干涉儀讀取到的民值計算得到Y長條鏡面形引 起的不同位置處的傾斜值的公式為XRXixl) = Rxwm^meas(χ,)-Rxim^meax ,其中妝肌meas(Xi) 為不同Xi處，調焦調平后由干涉儀讀取得到的當前狀態(tài)下的傾斜值，辦為所有測量 點處測量值RXgmeas(Xi)的平均值?？蛇x的，所述的由工件臺位置71和干涉儀讀取到的Ry值計算得到X長條鏡面形引 起的不同位置處的傾斜值的公式為(兄)=Ry,FM,_.(y,)_辦—,其中RyM,(Yi) 為不同yi處，調焦調平后由干涉儀讀取得到的當前狀態(tài)下的傾斜值，辦為所有測量 點處測量值RyIFM,_s(yi)的平均值?？蛇x的，所述的在對應位置(Xi，Yi)處，干涉儀補償長條鏡面形引起的傾斜值得到 實際工件臺傾斜值Rx娜(Xi)及Ry娜(Yi)的補償公式如下Rxifm, meas (Xi) + [-XRX (Xi) ] = Rx 實際(Xi)；RyIFM, meas (Yi) + [-YRY (Yi) ] = Ry 實際(Yi)。與現有技術相比，本發(fā)明提供的消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，通過測 量并計算得到長條鏡Y方向面形和χ方向面形所引起的傾斜值，并在實際操作時補償長條 鏡Y方向面形和χ方向面形所引起的傾斜值，可解決由長條鏡面形不平整度導致的傾斜偏 差，且方法步驟簡單。


圖1長條鏡面形引起工件臺傾斜偏差的原理圖；圖2為本發(fā)明實施例所用的投影光刻機的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的各測量點位于基底上的位置的示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的 方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需 說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用于方便、明晰地輔助說 明本發(fā)明實施例的目的。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，該方 法通過測量和計算得到長條鏡X方向和Y方向的面形引起的傾斜誤差，在測量工件臺的實 際傾斜度時將長條鏡X方向和Y方向的面形所引起的傾斜誤差進行補償，從而得到工件臺 的真實傾斜度。請參考圖2，圖2為本發(fā)明實施例所用的投影光刻機的結構示意圖，如圖2所示， 所述投影光刻機包括照明系統1，承載掩模2的掩模臺3，用于掩模成像的投影物鏡4，調焦 調平傳感器5，承載基底6的工件臺7，貼附于工件臺側面的長條鏡8，控制工件臺7運動的 干涉儀控制系統9。其中，調焦調平傳感器5可對基底6上一區(qū)域進行調焦調平通過測量 基底上表面與投影物鏡最佳焦平面之間的高度和傾斜值，然后將測量值反饋給工件臺，由 工件臺根據該測量值調整其內部的執(zhí)行器，將基底置于投影物鏡的最佳焦平面位置，并由 干涉儀控制系統9測量工件臺的傾斜值。干涉儀控制系統9由干涉儀光束經長條鏡反射來 控制工件臺7的水平向(X，y，lU運動和垂向(z，Rx，Ry)運動。其中，x、y、z組成三維坐標 系，Rx、Ry、Rz分別表示繞χ、y、ζ軸旋轉。請繼續(xù)參考圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的各測量點位于基底上的位置的示意 圖，測試中，上載一個未涂膠的超平基底1到工件臺上，如圖3所示，基底1上劃分為一行 和一列，本實施例的行中各位置間距相等，列中各位置間距相等，各測量點2如圖中圓點所 示。同一行中，χ相同，本實施例中χ設為0，由X長條鏡面形引起的傾斜值YRY恒定，由Y 長條鏡面形引起的XRX在不同的位置對應不同值，這樣當沿X方向(y = 0)測量時，可得Y 長條鏡面形引起的傾斜XRX(Xi)。同一列中，y相同，本實施例中y設為0，由Y長條鏡面形 引起的傾斜值XRX恒定，由X長條鏡面形引起的YRY在不同的位置對應不同值，這樣當沿Y 方向(χ = 0)測量時，可得X長條鏡面形引起的傾斜YRY(yi)。本實施例所述的消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其步驟為首先，干涉儀控制工件臺沿著X方向(y = 0)運動到各測量點，在各點處，由調焦 調平傳感器進行調焦調平，之后由干涉儀讀取得到工件臺當前狀態(tài)下傾斜值RXifm, 00， 以當前工件臺真實傾斜量Rxw*為等量，滿足Rxifm, ffleas (Xi)+ ["XRX (Xi)] = Rxwedge(1)接著，干涉儀控制工件臺沿著Y方向(X = O)運動到各測量點，在各點處，由調焦 調平傳感器進行調焦調平，之后由干涉儀讀取得到工件臺當前狀態(tài)下傾斜值RyIFM,_s(yi)， 以當前工件臺真實傾斜量Ryw*為等量，滿足
RyIFM, meas (Yi) + [-YRY (Yi) ] = Rywedge(2)將所有測量點處測量值和RyOT,_s(yi)進行平均得到工件臺整個平 面的傾斜量Rxwrate及Rywed一由于長條鏡面形不平整所引起的傾斜角為長條鏡X方向線條或 Y方向線條所引起的傾斜角，相當于高階項，工件臺整個平面的傾斜角相當于一階項，因此 在計算工件臺整個平面的傾斜角時，長條鏡X方向線條或Y方向線條所引起的傾斜角可忽 略，由此可得
權利要求
1.一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟上載基底到工件臺上，保持工件臺Y軸方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿著X方 向以步長d運動到不同位置(Xi，y。。ns)，由干涉儀讀取得到每個不同位置下工件臺的傾斜值 Rxifm, meas (Xi)，所述傾斜值RXot, meas (Xi)包括工件臺的真實傾斜值和長條鏡Y方向面形在該 位置下引起的傾斜值，計算得到長條鏡Y方向面形引起的不同位置處的傾斜值XRX(Xi)，其 中，Xi表示工件臺在X方向的坐標，ycons表示工件臺在Y方向的坐標；保持工件臺X軸方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿著Y方向以步長d運動到不同 位置(x。。ns，yi)，由干涉儀讀取得到每個不同位置下的傾斜值RyIFM,_s(yi)，所述傾斜值RyIFM, meas(yi)包括工件臺的真實傾斜值和長條鏡X方向面形在該位置下引起的傾斜值，計算得到 長條鏡X方向面形引起的不同位置處的傾斜值YRY(Yi)，其中，^ms表示工件臺在X方向的 坐標，Ii表示工件臺在Y方向的坐標；在工件臺對應位置(Xi，yi)處，干涉儀控制工件臺位置的傾斜值時，補償上述得到的長 條鏡Y方向面形引起的傾斜值XRX(Xi)和X方向面形引起的傾斜值YRY(Yi)，即可消除由長 條鏡面形引起的傾斜誤差，得到實際工件臺傾斜值。
2.如權利要求1所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述干涉儀控制工件臺運動到不同位置后都需先進行調焦調平，再由干涉儀讀取得到每個不 同位置下工件臺的傾斜值。
3.如權利要求2所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述的χ。_和y_s為恒定值，取值范圍為基底上可進行調焦調平的最大范圍。
4.如權利要求2所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述的Xi和Yi的范圍為基底上可進行調焦調平的最大范圍。
5.如權利要求2所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述的由工件臺位置Xi和干涉儀讀取到的RXot,_s(Xi)值計算得到長條鏡Y方向面形在不同 位置處引起的傾斜值的公式為XR^iXl ) = RxWM,meas (X, ) 一 ^IFM,meas ；其中，RXira^as(Xi)為不同Xi處，調焦調平后由干涉儀讀取得到的當前狀態(tài)下的傾斜 值，.為所有測量點處測量值Rxifm,(Xi)的平均值。
6.如權利要求5所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述的由工件臺位置yi和干涉儀讀取到的Rymtmeas(Yi)值計算得到長條鏡X方向面形在不同 位置處引起的傾斜值的公式為YRYiyi) 二 Ryim，細s (兄)一 Ry丨_,m冊；其中，Rym.-Jyi)為不同處，調焦調平后由干涉儀讀取得到的當前狀態(tài)下的傾斜 值，取.為所有測量點處測量值Rym^-Jyi)的平均值。
7.如權利要求6所述的一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，其特征在于，所 述的在對應位置(Xi，Yi)處，干涉儀補償長條鏡面形引起的傾斜值得到實際工件臺傾斜值 Rx實際Ui)及Ry實際(Yi)的補償公式如下妝 , meas (Xi)+ [-XRX (Xi)] =Rx 實際(Xi)；RyiFMjmeas(Yi)+ [-YRY (Yi)] = Ry 實際(Yi)。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種消除長條鏡面形引起的傾斜誤差的方法，所述方法包括如下步驟上載基底，保持工件臺Y方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿X方向運動到不同位置，調焦調平后，由干涉儀讀取得到各不同位置下的傾斜值，計算得到長條鏡Y方向面形引起的不同位置處的傾斜值；保持工件臺X方向的坐標不變，干涉儀控制工件臺沿Y方向運動到不同位置，調焦調平后，由干涉儀讀取得到各不同位置下的傾斜值，計算得到長條鏡X方向面形引起的不同位置處的傾斜值；在工件臺對應位置處，干涉儀控制工件臺位置傾斜時，補償長條鏡Y方向和X方向面形引起的傾斜值，即可消除由長條鏡面形引起的傾斜誤差。所述方法可解決長條鏡面形導致的傾斜偏差，且方法簡單。
文檔編號G03F7/20GK102129176SQ201010022990
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者孫剛, 李煜芝, 段立峰, 毛方林 申請人:上海微電子裝備有限公司