用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，該拼接物鏡分布于兩列，包括：步驟一、將掩模上第一標(biāo)記組移動到第一列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第一標(biāo)記組所成像的y向位置r1；步驟二、將掩模上第二標(biāo)記組移動到第二列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第二標(biāo)記組所成像的y向位置r2，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r3；步驟三、將掩模上第二標(biāo)記組從第一列物鏡移動到第二列物鏡的視場中，得到掩模臺的、y向移動a，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r4；步驟四，將基板上第一標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第一標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置p1；步驟五，將基板上第二標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置p2；步驟六，根據(jù)上述得到的數(shù)據(jù)計算物鏡可動鏡片Y向平移距離dy’，以完成鏡頭校正。
【專利說明】用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法。

【背景技術(shù)】
[0002]投影掃描式光刻機(jī)目的是把掩模上圖形清晰、正確地成像在涂有光刻膠的硅片或基板上，隨著基板尺寸的增大，對視場的需求也越來越高。單個投影視場已經(jīng)不能滿足需求，因此需要采用多個物鏡拼接的方式。由于多個鏡頭機(jī)械安裝誤差比較大，拼接鏡頭的掃描方向倍率與實際基板與掩模的掃描向倍率不匹配，將導(dǎo)致兩列鏡頭所成像在掃描方向錯開，在拼接位置斷開。因此必須把鏡頭校到理想狀態(tài)。
[0003]針對該問題，文獻(xiàn)US5999244提出鏡頭校正方案，該方案的鏡頭校正效果完全由干涉儀的控制精度來保證，如果干涉儀沒有scaling或者很小時，該方法確實可以得到理想狀態(tài)，可是，大尺寸基板所用干涉儀scaling的測校難度很大，因此難以保證干涉儀scaling不會影響物鏡校正效果，如圖2-3所示，該圖表示在第一次鏡頭校正后鏡頭應(yīng)該達(dá)到的狀態(tài)，此時第I列鏡頭光軸平行、第2列鏡頭光軸平行，但是兩列鏡頭光軸不平行(當(dāng)工件臺與掩模臺干涉儀存在scaling時)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，可以在測量系統(tǒng)存在縮放時，把鏡頭有效地調(diào)整到理想狀態(tài)。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，該拼接物鏡分布于兩列，包括:步驟一、將掩模上第一標(biāo)記組移動到第一列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第一標(biāo)記組所成像的I向位置rl ;步驟二、將掩模上第二標(biāo)記組移動到第二列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第二標(biāo)記組所成像的I向位置r2，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r3 ;步驟三、將掩模上第二標(biāo)記組從第一列物鏡移動到第二列物鏡的視場中，得到掩模臺的、I向移動a，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r4 ;步驟四，將基板上第一標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第一標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置Pl ;步驟五，將基板上第二標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置P2 ;步驟六，根據(jù)上述得到的數(shù)據(jù)計算物鏡可動鏡片Y向平移距離dy’，以完成鏡頭校正。
[0006]更進(jìn)一步地，所述步驟一中掩模上第一標(biāo)記組所成像的y向位置rl和步驟二中掩模上第二標(biāo)記組所成像的I向位置r2均是在工件臺測量系統(tǒng)處于零位下時測得的。
[0007]更進(jìn)一步地，所述步驟六中計算物鏡可動鏡片Y向平移距離dy’的公式為:
r2-r\
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案可以在測量系統(tǒng)存在縮放(scaling)時，把鏡頭有效地調(diào)整到理想狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0010]圖1是應(yīng)用本發(fā)明的離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是鏡頭校正前和鏡頭校正后的狀態(tài)示意圖；
圖3是鏡頭在第二次調(diào)整前后的狀態(tài)示意圖；
圖4是掩模上對準(zhǔn)及物鏡校正所用標(biāo)記的分布示意圖；
圖5是基板上一個曝光場的標(biāo)記分布示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一種具體實施例的用于投影掃描式光刻機(jī)的拼接物鏡成像測校方法。然而，應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實施。
[0012]在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式，將借助諸多方向性詞語進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內(nèi)”、“向外”、“向內(nèi)”、“上”、“下”等詞語理解為方便用語，而不應(yīng)當(dāng)理解為限定性詞語。此外，在以下描述中所使用的“X向”一詞主要指與水平向平行的方向'“Y向”一詞主要指與水平向平行，且與X向垂直的方向；“z向”一詞主要指與水平向垂直，且與X、Y向均垂直的方向，“垂向”一詞主要指與水平向平行。
[0013]本實施例以測量系統(tǒng)為激光干涉儀為例進(jìn)行說明，該校正策略可以應(yīng)用于各種兩列物鏡拼接機(jī)型，下面以6個鏡頭為例說明，每側(cè)沿著拼接方向(X方向)各分布3個鏡頭，見圖1。圖1是本發(fā)明所示的具有離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置。如圖1中所示，該光刻裝置包括:照明1、掩模2、掩模臺3、基板對準(zhǔn)系統(tǒng)4、物鏡陣列5、曝光場6、基板7、工件臺8、掩模對準(zhǔn)傳感器9。掩模臺3承載掩模2，工件臺8承載基板7，工件臺8與掩模臺3同步運(yùn)動，把掩模圖形通過投影物鏡組成像到基板7上。為了使成像位置精確匹配前道工藝，需要進(jìn)行對準(zhǔn)。對準(zhǔn)分為掩模對準(zhǔn)，建立掩模2與工件臺8的位置關(guān)系；基板對準(zhǔn)，建立基板7與工件臺8的位置關(guān)系，從而可以間接建立掩模與基板的位置關(guān)系。根據(jù)該關(guān)系，可以計算出工件臺8與掩模臺3的掃描起止位置，由干涉儀控制完成曝光。照明系統(tǒng)I通過兩組物鏡陣列5把掩模2上的圖像成像到基板7的每個曝光場上，通過工件臺8與掩模臺3同步運(yùn)動完成掃描曝光過程。如上圖所示，工件臺帶著基板運(yùn)動、掩模臺帶著掩模運(yùn)動。工件臺干涉儀(圖中未示出)和掩模臺干涉儀(圖中未示出)分別測量工件臺和掩模臺的位置，掩模對準(zhǔn)傳感器9負(fù)責(zé)完成掩模對準(zhǔn)及鏡頭校正。
[0014]圖2為鏡頭校正前和鏡頭校正后的狀態(tài)。其中圖2-1表示鏡頭在機(jī)械安裝后的狀態(tài)，此時每個光軸都是互相不平行的，圖2-2表示鏡頭校正策略；圖2-3表示單個鏡頭的狀態(tài)；圖2-4表示校正后鏡頭的狀態(tài)。
[0015]圖3表示鏡頭在第二次調(diào)整前后的狀態(tài)。圖3a表示鏡頭第一次調(diào)整后，1、3、5光軸是平行的，2、4、6光軸是平行的，但是兩者之間不平行。圖3b表示在進(jìn)行第二次調(diào)整后，兩側(cè)鏡頭光軸是平行的。
[0016]圖4表示掩模上對準(zhǔn)及物鏡校正所用標(biāo)記的分布:掩模對準(zhǔn)標(biāo)記組401、鏡頭402、鏡頭403、掩模對準(zhǔn)組標(biāo)記404。
[0017]在本實施例中，物鏡陣列5每側(cè)沿著拼接方向(X方向)各分布3個鏡頭。每個鏡頭有四個調(diào)整量(X向平移、Y向平移、旋轉(zhuǎn)、倍率)。通過調(diào)整可動鏡片Y向平移部分，可以完成鏡頭校正。
[0018]本發(fā)明所提供的拼接物鏡成像測校方法，包括步驟:a.在掩模上掃描方向兩側(cè)各布局一列標(biāo)記，通過對準(zhǔn)掩模上兩側(cè)標(biāo)記來計算鏡頭掃描方向倍率調(diào)整量；b.通過兩列拼接鏡頭分別對準(zhǔn)掩模上單側(cè)標(biāo)記來計算鏡頭掃描方向倍率調(diào)整量在基板每個曝光場掃描方向各布局一列標(biāo)記，通過對準(zhǔn)基板上兩列標(biāo)記來計算鏡頭掃描方向倍率調(diào)整信息；d.通過工程上近似舍棄工件臺干涉儀scaling擾動信息。
[0019]以下將具體介紹本發(fā)明所提供的拼接物鏡成像測校方法的實施方式。
[0020]如圖4、5所示標(biāo)記分布，本發(fā)明所示出測校方法的具體流程如下:
(1)將掩模上標(biāo)記組401移動到物鏡402視場中，此時，通過掩模對準(zhǔn)，可以得到標(biāo)記組401所成像的y向位置為rl，描述在工件臺測量系統(tǒng)的零位下；
(2)將掩模上標(biāo)記組404移動到物鏡402的視場中，此時，通過掩模對準(zhǔn)，可以得到標(biāo)記組404所成像的y向位置為r2，描述在工件臺測量系統(tǒng)的零位下，此時標(biāo)記的對準(zhǔn)位置(當(dāng)標(biāo)記的空間像成像在掩模對準(zhǔn)系統(tǒng)靶面中心時工件臺的I向位置)為r3 ;
(3)將掩模上標(biāo)記組404從下側(cè)物鏡402移動到上側(cè)物鏡3中，此時，掩模臺在干涉儀下I向移動a,標(biāo)記的對準(zhǔn)位置為r4 ；
(4)將基板標(biāo)記組502移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，讀出標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置(當(dāng)標(biāo)記組成像到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)靶面中心時工件臺的位置)為Pl ；
(5 )將基板標(biāo)記組501移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下,讀出標(biāo)記組501的對準(zhǔn)位置p2。
[0021]根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以得到調(diào)整距離dy’ ;

【權(quán)利要求】
1.一種用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，所述拼接物鏡分布于兩列，其特征在于，包括: 步驟一、將掩模上第一標(biāo)記組移動到第一列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第一標(biāo)記組所成像的I向位置rl ； 步驟二、將掩模上第二標(biāo)記組移動到第二列物鏡的視場中，通過掩模對準(zhǔn)，得到掩模上第二標(biāo)記組所成像的I向位置r2，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r3 ； 步驟三、將掩模上第二標(biāo)記組從第一列物鏡移動到第二列物鏡的視場中，得到掩模臺的、y向移動a，同時得到掩模上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置r4 ； 步驟四，將基板上第一標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第一標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置pi ； 步驟五，將基板上第二標(biāo)記組移動到基板對準(zhǔn)系統(tǒng)下，得到基板上第二標(biāo)記組的對準(zhǔn)位置p2 ； 步驟六，根據(jù)上述得到的數(shù)據(jù)計算物鏡可動鏡片Y向平移距離dy’，以完成鏡頭校正。
2.如權(quán)利要求1所述的用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，其特征在于，所述步驟一中掩模上第一標(biāo)記組所成像的I向位置rl和步驟二中掩模上第二標(biāo)記組所成像的y向位置r2均是在工件臺測量系統(tǒng)處于零位下時測得的。
3.如權(quán)利要求1所述的用于光刻設(shè)備的拼接物鏡成像測校方法，其特征在于，所述步驟六中計算物鏡可動鏡片Y向平移距離dy’的公式為:
【文檔編號】G03F7/20GK104076611SQ201310100395
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】馬琳琳, 楊志勇, 孫剛, 束奇?zhèn)? 申請人:上海微電子裝備有限公司