一种用于运动台误差定位误差校准的方法技术

本发明专利技术公开一种用于运动台误差定位误差校准的方法，其特征在于，包括：步骤一：利用干涉仪于第一起始位置以一定步长测量所述运动台的反射镜面的面形，获得第一组面形数据，所述步长为所述干涉仪的间距；步骤二：重复执行步骤一，每次起始位置与前一次起始位置的间距大于零且小于所述步长，获得多组面形数据，得到所述运动台的反射镜面的完整面形数据，计算面形误差；步骤三、结合所述面形误差，采用插值处理所述完整面形数据获得一面形残差；步骤四、对所述面形残差进行滤波获得一最终面形数据；步骤五、利用所述最终面形数据，在运动台控制系统进行伺服控制时，提前补偿反射镜面型数据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于运动台误差校准的方法
本专利技术涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于运动台误差校准的方法。
技术介绍
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。由于最终决定集成电路的特征尺寸，光学投影装置作为集成电路制造工艺中的重要设备，其精度要求对于光刻工艺的重要性不言自明。在曝光过程中，由于承载硅片的工件台与承载掩模的掩模台会发生步进或者扫描运动，运动台的定位精度势必直接影响曝光于硅片上的图样质量。尽管用于运动台位置测量的反射镜平面面经过了精密的机械加工、打磨，但是在其表面上仍然不可避免地会存在缺陷。即使是只有几纳米大小的缺陷点，也使光学投影装置的精度产生相当大的误差。为尽可能的减少上述误差，必须在曝光之前对光学平面表面进行扫描测试，得到其表面面形图像的测量数据，然后对表面缺陷进行修正补偿，从而满足系统的高精度要求。美国专利US0179879A1阐述过利用特殊的干涉仪系统测量光刻系统中镜面位置以及测量镜面不平整度的方法。其所述的干涉仪包括具备旋转、倾斜功能的调制器，从而使得干涉仪信号受调制。该信号经镜面反射后，即携带镜面不平整度信息，经特定接收器分析，可解调得到镜面不平整度。然而，上述测量光学平面不平整度的装置结构较为复杂，且因干涉仪携带调制器和解调器，成本较高。美国专利US05790253公开了一种修正移动镜面线性误差的方法。其所述的方法包括：在反射镜面安装至运动台之前，通过特殊的干涉仪离线测量反射镜面形误差；记录并保存反射镜面形数据；将反射镜安装至运动台上，作为运动台定位的激光干涉仪系统的反射镜面；以激光干涉仪两轴的距离d为间距移动运动台，测量运动台反射镜面形离散值；将安装至运动台之前测得的反射镜面形数据与前述离散值组合，可产生用于修正线性误差的校正数据。使用该方法在光学投影装置中仅能获得间距为d的反射镜面形，周期更小的面形不平整度数据需在集成至光学投影装置之前借助其它干涉仪系统获得，不能直接在光学投影装置中获取运动台反射镜面形不平整度的完全数据。就此，现有技术中急需要一种新的用于运动台误差校准的方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种用于运动台误差校准的方法。该方法能直接在光学投影装置中获取运动台反射镜面形不平整度的完全数据，并对该数据进行校准。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种用于运动台误差校准的方法，其特征在于，包括：步骤一：利用干涉仪于第一起始位置以一定步长测量所述运动台的反射镜面的面形，获得第一组面形数据，所述步长为所述干涉仪两轴的间距；步骤二：重复执行步骤一，每次起始位置与前一次起始位置的间距大于零且小于所述步长，获得多组面形数据，共同组合得到所述运动台的反射镜面的完整面形数据；步骤三、采用插值处理所述完整面形数据，，将插值后的面形结果与所述完整面形数据相减得到面形残差；步骤四、对所述面形残差进行滤波获得一最终面形数据；步骤五、利用所述最终面形数据，在运动台控制系统进行伺服控制时，提前补偿反射镜面型数据。更进一步地，面形数据包括平移面形和旋转面形。所述平移面形y(x)由以下公式获得：其中，y2(x)＝m2(x)+M(x+d/2)，y3(x)＝m3(x)+M(x-d/2)，m2(x)和m3(x)分别为干涉仪的测量结果，函数M(x)为连续函数，用于描述位置x点处待测平面形貌，d为所述步长。所述旋转面形Rzy(x)由以下公式获得：其中，y2(x)＝m2(x)+M(x+d/2)，y3(x)＝m3(x)+M(x-d/2)，m2(x)和m3(x)分别为干涉仪测量结果，d为所述步长。更进一步地，所述插值处理的方法为线性样条插值方法、牛顿插值方法或者斯特林插值方法。所述步骤三具体为采用线性样条插值方法进行处理，设第i次采样结果为f(xi)，则经样条序列S插值后的面形结果为：其中线性样条插值系数为a＝(xi+1-x)/(xi+1-xi)、b＝(x-xi)/(xi+1-xi)x∈[xi,xi+1)，xi为所述样条序列S第i个点的长度值，f(xi)为在长度xi处对应的面形值。其中，对所述面形残差res进行滤波所采用的方法为：resi＝(0.2resi-2+0.6resi-1+resi+0.6resi+1+0.2resi+2)/2.6。与现有技术相比较，本专利技术所示出的用于运动台误差校准的方法，该方法直接借助光学投影装置运动台自身干涉仪位置定位系统对运动台反射镜进行扫描，得到反射镜表面形貌的测量数据，然后利用数学修正的手段来弥补表面缺陷，最终实现提高光学投影装置中运动台定位精度。由于本专利技术采用光学投影装置中自身干涉仪，从而使设备成本得到降低。由于本专利技术提供直接测量手段，本专利技术修正方法具有精度准确、简单实用、经济有效、成本低等优点。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是利用光学投影装置自身干涉仪对平面进行扫描的示意图；图2是相对于基准平面干涉仪测量示意图；图3是从不同起始位置执行面形测量得到不同序列的测量数据；图4是反射镜面形测量值与拟合计算结果曲线图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的一种具体实施例的用于运动台误差校准的方法。然而，应当将本专利技术理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本专利技术的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。在以下描述中，为了清楚展示本专利技术的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“X向”一词主要指与水平向平行的方向；“Y向”一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向；“Z向”一词主要指与水平向垂直，且与X、Y向均垂直的方向。本专利技术所示出的用于运动台误差校准的方法，该方法直接借助光学投影装置运动台自身干涉仪位置定位系统对运动台反射镜进行扫描，得到反射镜表面形貌的测量数据，然后利用数学修正的手段来弥补表面缺陷，最终实现提高光学投影装置中运动台定位精度。图1是利用光学投影装置自身干涉仪对平面进行扫描的示意图。如图1中所示，运动台1可在X、Y方向步进或扫描，干涉仪两轴2、3用于测量运动台Y向位置并进行伺服控制，干涉仪两轴4、5用于测量运动台X向位置并进行伺服控制。该光学投影装置自身干涉仪对平面进行扫描的过程中，运动台沿X方向扫描运动，在此过程中，干涉仪4和5相对于运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运动台误差定位误差校准的方法，其特征在于，包括：步骤一：利用干涉仪于第一起始位置以一定步长测量所述运动台的反射镜面的面形，获得第一组面形数据，所述步长为所述干涉仪的间距；步骤二：重复执行步骤一，每次起始位置与前一次起始位置的间距大于零且小于所述步长，获得多组面形数据，得到所述运动台的反射镜面的完整面形数据，计算面形误差；步骤三、结合所述面形误差，采用插值处理所述完整面形数据获得一面形残差；步骤四、对所述面形残差进行滤波获得一最终面形数据；步骤五、利用所述最终面形数据，在运动台控制系统进行伺服控制时，提前补偿反射镜面型数据。

【技术特征摘要】
1.一种用于运动台误差校准的方法，其特征在于，包括：步骤一：利用干涉仪于第一起始位置以一定步长测量所述运动台的反射镜面的面形，获得第一组面形数据，所述步长为所述干涉仪两轴的间距；步骤二：重复执行步骤一，每次起始位置与前一次起始位置的间距大于零且小于所述步长，获得多组面形数据，共同组合得到所述运动台的反射镜面的完整面形数据；步骤三、采用插值处理所述完整面形数据，将插值后的面形结果与所述完整面形数据相减得到面形残差；步骤四、对所述面形残差进行滤波获得一最终面形数据；步骤五、利用所述最终面形数据，在运动台控制系统进行伺服控制时，提前补偿反射镜面型数据。2.如权利要求1所述的用于运动台误差校准的方法，其特征在于，所述面形数据包括平移面形和旋转面形。3.如权利要求2所述的用于运动台误差校准的方法，其特征在于，所述平移面形y(x)由以下公式获得：其中，y2(x)＝m2(x)+M(x+d/2)，y3(x)＝m3(x)+M(x-d/2)，m2(x)和m3(x)分别为干涉仪的测量结果，函数M(x)为连续函数，用于描述位置x点处待测平面形貌，d为所述步长。4.如权利要求2所述的用于运动台误差...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛方林，李煜芝，林彬，
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：