工件台坐标系参数测量方法技术

本发明专利技术提出一种光刻机的工件台坐标系参数测量方法，包括以下步骤：该工件台沿ｙ向以步进距离ｙ↓［ｓ］对标记进行步进曝光，在硅片上形成ｙ向套刻标记；该工件台沿ｘ向以步进距离ｘ↓［ｓ］对标记进行步进曝光，在硅片上形成ｘ向套刻标记；对硅片进行显影；测量ｘ向和ｙ向套刻标记的套刻误差；根据套刻误差计算出工件台坐标系的非正交性和比例缩放因子。本发明专利技术测量过程简单，测量时间短。套刻误差的测量精度高，提高了非正交性与缩放比例因子的测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量方法，且特别涉及一种光刻机。
技术介绍
由于光刻机的工件台的X方镜和Y方镜安装时存在一定的机械偏差，使实际光刻机系统中X方镜和Y方镜并非绝对垂直，这样导致建立的工件台坐标系存在非正交性。当工件台沿X、Y轴扫描曝光时，所得图形将会出现失真变形。另外由于工件台X与Y方向干涉仪不匹配，将造成X轴和Y轴坐标之间的缩放比例不同。 当工件台坐标系存在非正交性与缩放比例时，将会使曝光在硅片上的图形偏离其期望位置，并造成套刻误差。因此，测量工件台坐标系非正交性与缩放比例因子并对其进行补偿校正对于光刻机曝光至关重要。 目前，业界测量工件台坐标系非正交性与缩放比例因子的方法一般采用对准系统进行测量。即首先在硅片上曝光得到两行相互正交的对准标记，之后将硅片旋转90度后重新上片后再次进行对准标记的曝光。对硅片显影后，利用对准系统测量曝光到硅片上的对准标记，获取标记在工件台坐标系下的实际位置。利用两次曝光对准标记的差值即可计算得到工件台坐标系非正交性与缩放比例因子。由于使用对准系统作为测量工具，使得该方法的测量精度受到对准系统测量精度的限制。此外，由于在先技术需要两次上片与并进行两次曝光，使测量过程复杂且测量时间长。
技术实现思路
本专利技术提出一种，用于测量工件台坐标系非正交性与缩放比例因子，以解决上述问题。 为了达到上述目的，本专利技术提出一种，包括以下步骤该工件台沿y向以步进距离ys对标记进行步进曝光，在硅片上形成y向套刻标记；该工件台沿x向以步进距离xs对标记进行步进曝光，在硅片上形成x向套刻标记；对硅片进行显影；测量x向和y向套刻标记的套刻误差；以及根据套刻误差计算出工件台坐标系的非正交性和比例缩放因子。 可选的，其中标记包括第一方块、第二方块和线条组。第一方块和第二方块为正方形。线条组也为正方形图形，第一方块、第二方块和线条组彼此不相交，第一方块中心与线条组中心的连线与x轴或y轴平行，第二方块中心与线条组中心的连线垂直于第一方块中心与线条组中心的连线。 可选的，上述线条组由四条相同的线条首尾相连构成或者由四条孤立线条构成 可选的，其中该工件台沿y轴的步进距离ys等于该第一方块中心与该线条组中心的距离，该工件台沿x轴的步进距离xs等于该第二方块中心与该线条组中心的距离。 可选的，其中该测量x向和y向套刻标记的套刻误差的步骤中，是测量套刻标记第一方块或第二方块与线条组在x向、y向的中心偏移距离。 可选的，其中工件台沿y轴步进时，记录硅片上的x方向套刻误差为Δx1y，Δx2y，...，Δxiy，y方向的套刻误差为Δy1y，Δy2y，...，Δyiy。工件台沿x轴步进时，记录硅片上的x方向套刻误差为Δx1x，Δx2x，...，Δxix，y方向的套刻误差为Δy1x，Δy2x，...，Δyix。 可选的，其中工件台坐标系Sa非正交性由以下公式计算 可选的，其中工件台坐标系缩放比例Sf由以下公式计算 由于本专利技术中套刻误差的测量精度高，从而提高了非正交性与缩放比例因子的测量精度。此外，本专利技术中的方法仅需一次上片过程，上片不需要将硅片进行旋转，同时硅片曝光显影后可直接通过套刻测量仪器测量套刻误差，测量过程简单，测量时间短。 附图说明 图1所示为本专利技术较佳实施例采用的标记形状。 图2所示为当工件台的坐标系正交时，硅片沿y轴进行步进曝光形成的套刻标记。 图3所示为中当工件台的坐标系正交时，硅片分别沿x轴和y轴进行步进曝光形成的套刻标记。 图4所示为本专利技术较佳实施例中当工件台的坐标系非正交时，工件台沿y轴步进曝光产生的套刻标记。 图5所示为图4中虚线范围内套刻标记的放大示意图。 图6所示为本专利技术较佳实施例的方法流程图。 具体实施例方式 为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。 图1所示为本专利技术较佳实施例采用的标记形状。 如图1所示，本专利技术采用的标记100包括方块101，102以及线条组103三个部分。方块101、102、线条组103均为正方形。 方块101和102相交于线条组103内的两条中心轴线a、b是垂直的，中心轴线a、b与x轴、y轴平行。在本实施例中，方块101与线条组103的中心距离m与方块102与线条组103的中心距离n相等，在其他实施例中，m与n也可以不相等，当m和n改变时，仅需要改变工件台的步进距离，也可以达到本专利技术的目的。本实施例对此不加以限制。 方块101、方块102和线条组103彼此不相交，方块101的中心与线条组103中心的连线与x轴或y轴平行，方块102中心与线条组103中心的连线垂直于方块101中心与线条组103中心的连线。 标记100形成于掩模(图未示)上。采用标记100的形状，当工件台沿x轴或y轴按照设计的步进距离连续进行步进曝光时，在硅片(图未示)上会形成掩模上的标记100的套刻标记。 图2所示为当工件台的坐标系正交时，硅片沿y轴进行步进曝光形成的套刻标记。 请同时参考图1和图2，为了让硅片步进曝光，工件台x向的位置设置为0，工件台沿y轴步进，硅片进行连续的步进曝光。在此种曝光方式下，掩模上的方块101或102与线条组103成像到硅片上将会重合在一起，形成套刻标记200。 工件台的步进距离ys为方块101的中心与线条组103的中心的距离m。这样，当工件台的坐标系相互正交时，工件台沿y轴步进，曝光到硅片上的方块101的中心与线条组103的中心重合，即没有套刻误差。 图3所示为中当工件台的坐标系正交时，硅片分别沿x轴和y轴进行步进曝光形成的套刻标记。 当工件台沿x轴步进曝光时，工件台的步进距离xs等于方块102的中心与线条组103的中心的距离n。同样的，当工件台的坐标系相互正交时，工件台沿x、y轴步进，曝光到硅片上的方块101或102的中心与线条组103的中心重合，即没有套刻误差。 图4所示为本专利技术较佳实施例中当工件台的坐标系非正交时，工件台沿y轴步进曝光产生的套刻标记。 如图4所示，若工件台坐标系非正交，则曝光到硅片上的方块101或102的中心与线条组103的中心将会产生偏移，即产生套刻误差。当工件台的坐标系y轴沿直线401偏移，则形成与硅片上的套刻标记会沿着直线402偏移。此时利用套刻误差即可计算得到工件台坐标系的非正交性。 同理，若工件台坐标系具有一定的缩放系数，则曝光到硅片上的方块101或102的中心与线条组103的中心也将会产生偏移，即产生套刻误差，利用该套刻误差可计算得到工件台坐标系的缩放比例。 图5所示为图4中虚线范围内套刻标记的放大示意图。 请同时参考图1、图4和图5。图4虚线部分内部有三个标记，在图4中将这三个标记分别标识为100a、100b和100c，标记100a～100c均和图1中的标记100相同。同样的，标记100a～100c所包括的方块和线条组也都以a、b、c以示区别。 图6所示为本专利技术较佳实施例的方法流程图。 请同时参考图1～图6。本方法测量工件台坐标系非正交性与缩放比例因子的步骤如下 S601工件台x向位置始终设置为0，工件台沿y向按照一定的步进距离ys＝m，对掩模上的标记100进行曝光，硅片上形成y向套刻标记。若工件台的坐标系为正交，则形成的套刻标记如图2所示，若工件台的坐标系为非正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件台坐标系参数测量方法，其特征是，包括以下步骤：　该工件台沿ｙ向以步进距离ｙｓ对标记进行步进曝光，在硅片上形成ｙ向套刻标记；　该工件台沿ｘ向以步进距离ｘｓ对标记进行步进曝光，在硅片上形成ｘ向套刻标记；　对硅片进行显影；　测量ｘ向和ｙ向套刻标记的套刻误差；以及　根据套刻误差计算出工件台坐标系的非正交性和比例缩放因子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马明英，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]