[发明专利]一种调焦调平光斑位置校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于光刻设备的调焦调平光斑位置校准方法。

背景技术

光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光学投影装置曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。“掩模”和“光刻胶”的概念在光刻工艺中是公知的：掩模也称光掩模版，是薄膜、塑料或玻璃等材料的基底上刻有精确定位的各种功能图形的一种模版，用于对光刻胶层的选择性曝光；光刻胶是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体，受到特定波长光线作用后，其化学结构发生变化，使得在某种溶液中的溶解特性改变。

随着集成电路制造的发展，集成度正逐渐增加。对光刻工艺中线宽要求逐渐减小，这也就是要求投影物镜能有较大的分辨力。分辨力的提高可通过增大光刻物镜数值孔径和缩短曝光波长实现，然而为了提高分辨力总是以牺牲焦深DOF为代价的。如果实际焦深达不到微电子生产工艺所要求的焦深容差，将严重影响集成电路生产的成品率。因此，作为一种能测量硅片上表面高度的系统，精确的调焦调平对集成电路生产中运用到的投影式光刻有着十分重要的意义。

如专利CN200710172260.7及CN201010619282.5中所示，现有测量方法依靠在不同倾斜下光斑实际高度与期望位置间的偏差，拟合计算得到结果。该方法受到工件台倾斜范围影响，在较小的倾斜设定值下不能够精确测量到光斑的水平位置，而且测量值不包含光斑倍率的数值。现有光斑零位偏差测量方法为相对单个光斑的测量偏差值，受到单个光斑测量精度影响，而且实际调焦调平系统在量产过程中，向系统提供的测量值为多个光斑拟合的垂向平面结果。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于光刻设备的调焦调平光斑位置校准方法，该方法能有效测量光斑水平位置、光斑放大倍率，以及校准零位偏差。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种调焦调平光斑位置校准方法，其特征在于，包括：（a）将一光源经狭缝后在基板上形成测量光斑；（b）移动所述基板至所述测量光斑位置处；（c）扫描所述测量光斑的左右两侧边界，探测所述测量光斑经所述基板反射后的信号，获得所述测量光斑的水平位置及放大倍率；（d）使所述测量光斑在所述基板内侧的边缘步进运动；（e）探测所述测量光斑的实际高度值，根据所述实际高度和所述水平位置进行拟合运算，获得所述测量光斑的零位偏差。

更进一步地，该步骤（b）进一步包括：移动该基板，使该基板X向右侧边界与该测量光斑X向右侧边界平行。

更进一步地，该步骤（c）中扫描所述测量光斑的左右两侧边界包括：分别对所述测量光斑的右边界和左边界进行扫描，扫描时按照二分法进行，每次步进的步长是上一次步长的一半，若两次光强测量值同时大于或者小于99.9%参考光强，则步进方向不变，否则步进方向反向。步骤（c）中所述测量光斑的水平位置为(                                               ，)，其中x₁为x方向下左边界位置、x₂为右边界位置，y₁为y方向下左边界位置、y₂为右边界位置。该步骤（c）中x向放大倍率Mx为/x, 其中是该测量光斑的X向实际长度，x为该测量光斑的名义长度；y向放大倍率My为/y, 其中是该测量光斑的Y向实际长度，y为该测量光斑的名义长度。

更进一步地，该步骤（e）中所述的拟合为采用最小二乘法拟合平面AX+BY+C=Z，即将所述实际高度值Zi和所述水平位置（X_i，Y_i）代入所述拟合平面：

，得到拟合系数A、B和C；

将所述测量光斑的水平位置再次代入到所述拟合平面AX+BY+C=Z中，求得拟合高度值；

将所述拟合高度值与所述实际高度值相减，获得所述测量光斑的零位偏差。

与现有技术相比较，本发明所提供的用于光刻设备的调焦调平光斑位置校准方法将光斑水平位置、倍率、零位误差这三个量解耦。相比现有技术，在执行光斑水平位置测校时，不仅测量光斑水平位置，而且能测量光斑放大倍率，消除由光路引起的倍率误差。同时，该测校方法还包含了对零位偏差的校准。本发明相比现有发明，在保证精度的前提下，能够校准更多的光斑位置相关机器常数。

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。