一种多通道高精度套刻误差检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多通道高精度套刻误差检测系统，用于测量被测芯片的套刻误差，包括：多通道光源模块、测量模块、载物台模块、成像模块和计算模块，其中所述被测芯片放置于所述载物台模块上，所述多通道光源模块能够分时投射不同通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上，所述计算模块连接所述成像模块以根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差。本发明专利技术还公开了一种多通道高精度套刻误差检测方法和一种多通道高精度套刻校正方法。本发明专利技术能够提高套刻误差的检测精度。提高套刻误差的检测精度。提高套刻误差的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道高精度套刻误差检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种多通道高精度套刻误差检测系统及方法。

技术介绍

[0002]套刻对准测量设备主要用于集成电路制造的光刻工艺环节，是评价光刻工艺质量、监控光刻工艺良率的重要工具。套刻对准测量设备属于集成电路关键工艺装备的一种，是制约国内集成电路制造产业的“卡脖子”环节。
[0003]在多通道光源方面，在传统光学系统设计层面主要有以下两种技术方案。一种是利用多个波长的滤光片对通过镜头的光滤波，只允许某一个谱段的光通过。滤光片组采用轮式或者阵列式滤光片，通过推扫，得到各个谱段的图像；但是此方法滤光片组过滤了大部分光，需要高性能探测器或者提高曝光时间等方式保证图像质量。另一种是色散型光谱成像仪，其利用棱镜或者光栅将不同波长的光线分开，经光学系统后不同波长的光线聚焦在探测器上不同的位置，此方法同样存在接收光斑能量低的问题。
[0004]套刻误差检测中，关于对准标记的安装角度误差和对焦距离一般由专门的测距系统测量，比如多自由度高精度工件台，激光干涉仪等。传统的套刻误差测量系统需要额外的测量设备，使得系统的测量成本高，测量时间长。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种多通道高精度套刻误差检测系统及方法，能够提高套刻误差的检测精度。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术公开了一种多通道高精度套刻误差检测系统，用于测量被测芯片的套刻误差，包括：多通道光源模块、测量模块、载物台模块、成像模块和计算模块，其中所述被测芯片放置于所述载物台模块上，所述多通道光源模块能够分时投射不同通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上，所述计算模块连接所述成像模块以根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差。
[0009]优选地，所述测量模块包括具有改变光路方向功能的光学器件、光路准直器件和透镜，所述成像模块包括具有改变光路方向功能的光学器件、光路准直器件、汇聚透镜和相机。
[0010]优选地，所述多通道光源模块包括开关控制器和至少两个通道的激光光源，所述开关控制器连接并用于控制各个通道的激光光源进行分时投射激光，其中各个通道的激光
光源分别用于投射不同波长的激光。
[0011]本专利技术公开了一种多通道高精度套刻误差检测方法，采用上述的多通道高精度套刻误差检测系统对被测芯片的套刻误差进行测量，包括：
[0012]A1：采用所述多通道光源模块投射任一通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上；
[0013]A2：所述计算模块根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差。
[0014]优选地，所述计算模块根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差中具体采用以下公式进行计算：
[0015][0016]式中，Δd为所述被测芯片的套刻误差，f0为上下层间的初始偏移，D1和D2分别为所述被测芯片上的某一方向的一对量测图形对应的
±
1衍射级次的光强差。
[0017]优选地，还包括A3：重复步骤A1和A2，以计算多次步骤A2中所得的所述被测芯片的套刻误差的平均值作为最终的所述被测芯片的套刻误差，其中在每次重复步骤A1时，所述多通道光源模块分别透射不同波长的激光。
[0018]本专利技术公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使处理器实现上述的多通道高精度套刻误差检测方法的步骤。
[0019]本专利技术公开了一种多通道高精度套刻校正方法，采用上述的多通道高精度套刻误差检测系统对被测芯片的角度安装误差和聚焦距离进行测量，包括：
[0020]B1：采用所述多通道光源模块投射第一通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上；
[0021]B2：采用所述多通道光源模块投射第二通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上；
[0022]B3：所述计算模块根据步骤B1和步骤B2中所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的角度安装误差和聚焦距离，并根据所述被测芯片的角度安装误差和聚焦距离对所述载物台模块的位置进行校正。
[0023]优选地，步骤B3具体为：
[0024]B31：根据步骤B1中所述成像模块上的成像数据可得下式：
[0025][0026][0027]式中，θ1表示被测芯片在理想状态下第一通道的激光光线与被测芯片的法线的夹角，θ0表示被测芯片的角度安装误差，k为比例放大因子，H为被测芯片的聚焦距离，da1和dc1分别为所述多通道光源模块投射第一通道的激光时沿被测芯片的法线对称的两条光线在所述成像模块的像面上的成像点与中心点之间的距离；
[0028]B32：根据步骤B2中所述成像模块上的成像数据可得下式：
[0029][0030][0031]式中，θ2表示被测芯片在理想状态下第二通道的激光光线与被测芯片的法线的夹角，da2和dc2分别为所述多通道光源模块投射第二通道的激光时沿被测芯片的法线对称的两条光线在所述成像模块的像面上的成像点与中心点之间的距离；
[0032]B33：所述计算模块根据步骤B31和步骤B32中的公式联合计算得到被测芯片的角度安装误差θ0和聚焦距离H，并根据所述被测芯片的角度安装误差和聚焦距离对所述载物台模块的位置进行校正。
[0033]本专利技术公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使处理器实现上述的多通道高精度套刻校正方法的步骤。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的多通道高精度套刻误差检测系统及方法，针对多样性的对准标记，研究多通道套刻误差测量系统，可以主动调整测量光源的投射模式，探究光学系统的多通道光谱响应规律及可靠性，补偿不同光谱特征造成的散射图像差异，提高套刻误差的检测精度。
[0035]在进一步的方案中，其中的多通道光谱模块可以通过开关控制器选用不同波长的精准激光光源，以获得较高能量光斑；同时，多通道光源的结构使得套刻误差的测量精度更高、速度更快、鲁棒性更强。
[0036]在进一步的方案中，基于本专利技术提出的多通道高精度套刻误差检测系统，还可以直接测量被测芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道高精度套刻误差检测系统，其特征在于，用于测量被测芯片的套刻误差，包括：多通道光源模块、测量模块、载物台模块、成像模块和计算模块，其中所述被测芯片放置于所述载物台模块上，所述多通道光源模块能够分时投射不同通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上，所述计算模块连接所述成像模块以根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差。2.根据权利要求1所述的多通道高精度套刻误差检测系统，其特征在于，所述测量模块包括具有改变光路方向功能的光学器件、光路准直器件和透镜，所述成像模块包括具有改变光路方向功能的光学器件、光路准直器件、汇聚透镜和相机。3.根据权利要求1或2所述的多通道高精度套刻误差检测系统，其特征在于，所述多通道光源模块包括开关控制器和至少两个通道的激光光源，所述开关控制器连接并用于控制各个通道的激光光源进行分时投射激光，其中各个通道的激光光源分别用于投射不同波长的激光。4.一种多通道高精度套刻误差检测方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的多通道高精度套刻误差检测系统对被测芯片的套刻误差进行测量，包括：A1：采用所述多通道光源模块投射任一通道的激光经过所述测量模块至所述被测芯片上，在所述被测芯片上反射后再次经过所述测量模块并成像于所述成像模块上；A2：所述计算模块根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差。5.根据权利要求4所述的多通道高精度套刻误差检测方法，其特征在于，所述计算模块根据所述成像模块上的成像数据计算所述被测芯片的套刻误差中具体采用以下公式进行计算：式中，Δd为所述被测芯片的套刻误差，f0为上下层间的初始偏移，D1和D2分别为所述被测芯片上的某一方向的一对量测图形对应的衍射级次的光强。6.根据权利要求4或5所述的多通道高精度套刻误差检测方法，其特征在于，还包括A3：重复步骤A1和A2，以计算多次步骤A2中所得的所述被测芯片的套刻误差的平均值作为最终的所述被测芯片的套刻误差，其中在每次重复步骤A1时，所述多通道光源模块分别透射不同波长的激光。7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，李一鸣，王晓浩，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：