[发明专利]一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校准方法，尤其涉及一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法。

背景技术

光刻机的工件台垂向测量系统通常包括：调平传感器(Focus level Sensor，简称FLS)以及线性可调差分传感器(Linear Variable Differential Transfer，简称LVDT)。其中，调平传感器是将激光信号发射到硅片的上表面，形成光斑，经硅片发射后，监测反射光的位置，进而确定硅片上表面的姿态，即通过测量硅片上表面的高度，来计算工件台的姿态。线性可调差分传感器是利用三个传感器，通过测量工件台下表面三个点相对于大理石的高度，进而计算工件台的姿态。

调平传感器和线性可调差分传感器都参与曝光控制，因此其精度对于光刻工艺至关重要，需要经常校准。通过多次测试求平均值的方法，这两套测量系统可以相互校准。以用调平传感器校准线性可调差分传感器为例，其校准的方法包括如下步骤：首先，利用线性可调差分传感器控制工件台在垂直向分别移动至垂向三个轴的行程端点，利用调平传感器读取这些点处的高度值，并将这些高度值求平均值，进而校准线性可调差分传感器的增益矩阵和偏置。

但是，在利用调平传感器测量工件台的高度值时，要保证测得工件台的上表面至少三个点的高度值，而且各测量点之间要求有较大距离，以保证测量结果的准确性。然而，调平传感器是通过测量硅片上表面的高度来间接测量工件台上表面的高度。如果硅片上表面不平整，将会直接导致调平传感器所测量的工件台的各点的坐标值不准确，给校准线性可调差分传感器带来了难以避免的系统误差。

另一方面，高精度的光刻机都具有硅片预对准平台，该硅片预对准平台可以将硅片旋转一定角度，以保证硅片上面的精对准光斑在对准视场内。

因此，提出一种工件台垂向测量系统的校准方法，利用光刻机的硅片预对准平台或者其他平台的旋转功能，通过旋转硅片，来解决因硅片不平整而给工件台垂向测量系统校准带来的系统误差问题，是非常具有实际意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法，利用光刻机的硅片预对准平台或者其他平台来旋转硅片，以解决因硅片不平整给工件台垂向测量系统校准带来的系统误差问题，提高校准精度。

为了实现上述的目的，本发明提供了一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法，所述光刻机包括一工件台，所述工件台上承载有硅片，所述工件台连接至工件台垂向测量系统，所述工件台垂向测量系统包括调平传感器以及线性可调差分传感器，所述校准方法包括如下步骤：(1)所述线性可调差分传感器控制所述工件台移动至多个测试位置，并通过所述调平传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转前高度值，通过线性可调差分传感器读取所述多个测试位置的硅片旋转前工件台的高度值；(2)旋转所述硅片；(3)所述调平传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转后高度值，所述线性可调差分传感器读取所述多个测试位置的硅片旋转后工件台的高度值；以及(4)根据所述多个测试位置的硅片旋转前高度值和所述多个测试位置的硅片旋转后高度值，获得所述多个测试位置的硅片高度值，根据所述多个测试位置的硅片旋转前工件台的高度值和所述多个测试位置的硅片旋转后工件台的高度值，获得所述多个测试位置的工件台的高度值，进而校准所述线性可调差分传感器的增益矩阵和偏置。

进一步的，所述光刻机还包括硅片预对准平台，利用所述预对准平台旋转所述硅片。

进一步的，所述线性可调差分传感器包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器。

进一步的，所述调平传感器用以将激光信号发射到所述硅片表面，产生一个光斑，进而获得所述多个测试位置的硅片高度值。

进一步的，步骤(1)具体包括如下步骤：选取n个垂向三自由度坐标和m个水平向三自由度坐标，组成n×m个测试位置；所述工件台移动至所述多个测试位置，所述多个测试位置记为CP(Vi、Hj)，其中，所述多个测试位置的垂向三自由度坐标为Vi(Z，Rx，Ry)，水平向三自由度坐标为Hj(X，Y，Rz)，m、n、i、j为自然数，0≤i≤n-1，1≤j≤m；所述调平传感器读取所述多个测试位置硅片旋转前高度值，记为Hj_Vi′；以及所述线性可调差分传感器读取所述多个测试位置的工件台高度，记为Zk_Vi′，k＝1、2、3。

进一步的，步骤(2)具体包括如下步骤：将所述硅片从工件台上卸载到所述预对准平台上；所述预对准平台将所述硅片旋转180度；以及重新将所述硅片装载到所述工件台上。