[发明专利]测量掩模台相对于工件台旋转度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电子器件制造过程中对掩模台相对于工作台旋转度的测量方法。

背景技术

当光刻机整机集成完成后，掩模台相对于工件台有一定的旋转角度，在进行扫描曝光时，将使成像图像存在失真变形。美国专利US6008880揭示了一种可以测量并校正失真变形图形的曝光装置和方法，利用此装置和方法，对失真变形图像进行对准测量即可计算得到掩模台和工件台之间存在的旋转角度值。但是当掩模台相对于工件台的旋转角度较大时，为保证对准系统可探测到对准标记，使用以上方法时，对准系统需具有较大的搜索范围。

发明内容

有鉴于此，如何克服现有技术中当掩模台相对于工件台的旋转角度较大时，必须使对准系统具有较大的搜素范围的缺陷，是本发明所要解决的技术问题，为此，本发明的目的在于提供一种测量掩模台相对于工件台旋转度的方法。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一种测量掩模台相对于工件台旋转度的方法，使用的光刻机系统包括：照明光源系统，投影物镜成像系统，掩模台，工件台和位于工件台上的能量传感器；所述掩模台支撑并固定掩模，所述工件台支撑并固定硅片；所述掩模上具有沿X轴方向排列的标记图形A和图形A’，以及沿Y轴方向排列的标记图形B和图形B’，所述方法包括如下步骤：

1)通过光刻机系统，使掩模上的标记图形A和图形A’投影成像，由能量传感器分别在标记图形A和图形A’的理想成像位置处进行n次光强采样，平均光强采样值作为最大参考光强，能量传感器分别从标记图形A和图形A’的理想成 像位置处开始Y向步进搜索探测，当能量传感器探测到对应于明暗转化位置的目标光强强度时，记录当前工件台位置(S_A^x，S_A^y)和(S_A′^x，S_A′^y)，由两处记录得到的工件台位置计算得到掩模相对于工件台的旋转度R_{R_RS}；

2)移动工件台使能量传感器位于零位，能量传感器进行n次采样，平均光强采样值作为最大参考光强，掩模台沿Y向运动，分别使掩模上的标记图形B和图形B’投影成像，能量传感器分别从标记图形B和图形B’的理想成像位置零位开始X向步进搜索探测，当能量传感器探测到对应于明暗转化位置的目标光强强度时，记录当前工件台位置(S_B^x，S_B^y)和(S_B′^x，S_B′^y)，由两处记录得到的工件台位置计算得到掩模相对于掩模台的旋转度R_{R_RS}；

3)由掩模相对于工件台的旋转度和掩模相对于掩模台的旋转度计算得到掩模台相对于工件台的旋转度。

进一步，所述掩模上的标记图形A和图形A’的中心分别位于掩模X轴上的±a位置，标记图形B和图形B’的中心分别位于掩模Y轴上的±b位置，其中，a的取值为大于0、小于照明系统中狭缝打开状态最大长度值；所述掩模上的标记图形A，图形A’，图形B和图形B’形状为长方形，图形A和图形A’的宽度以及图形B和图形B’的长度均小于照明系统中狭缝打开状态最大宽度值。

进一步，所述的理想成像位置为由掩模上标记图形位置直接计算得到的成像位置；所述的n次采样，n为大于等于1的整数；所述的X向和Y向步进搜索探测，其步进搜索探测方向可以为正向步进搜索探测，也可以为反向步进搜索探测，但X向或Y向的两次步进搜索探测方向须保持一致。

进一步，所述的对应于明暗转化位置的目标光强强度计算表达式为：目标光强＝(最大参考光强-最小参考光强)*I，其中，I代表目标光强与最大、最小参考光强之差的比值；所述的步进搜索探测，为按照一定步进距离进行探测直到探测到目标光强，也可以为二分搜索查找方法或其它快速搜索方法。具体地，所述的目标光强强度计算表达式中，所述的最小参考光强取值为0；所述I，其取值范围为[0，1]，且I根据不同的照明模式设置不同的数值。