專利名稱：一種信號(hào)歸一化掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路或其它微型器件制造領(lǐng)域的光刻裝置，尤其涉及一種用于光刻裝置的信號(hào)歸一化掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體IC集成電路制造過程中，一個(gè)完整的芯片通常需要經(jīng)過多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余層次的光刻在曝光前都要將該層次的圖形與以前層次曝光留下的圖形進(jìn)行精確定位，這樣才能保證每一層圖形之間有正確的相對(duì)位置，即套刻精度。通常情況下，套刻精度為光刻機(jī)分辨率指標(biāo)的1/3 1/5，對(duì)于100納米的光刻機(jī)而言，套刻精度指標(biāo)要求小于35nm。套刻精度是投影光刻機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)之一，而掩模與硅片之間的對(duì)準(zhǔn)精度是影響套刻精度的關(guān)鍵因素。當(dāng)特征尺寸CD要求更小時(shí)，對(duì)套刻精度的要求以及由此產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)精度的要求變得更加嚴(yán)格，如90nm的CD尺寸要求IOnm或更小的對(duì)準(zhǔn)精度。掩模與硅片之間的對(duì)準(zhǔn)可采用掩模對(duì)準(zhǔn)加硅片對(duì)準(zhǔn)的方式，即以工件臺(tái)基準(zhǔn)板標(biāo)記為橋梁，建立掩模標(biāo)記和硅片標(biāo)記之間的位置關(guān)系。對(duì)準(zhǔn)的基本過程為首先通過掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)掩模標(biāo)記與工件臺(tái)基準(zhǔn)板標(biāo)記之間的對(duì)準(zhǔn)，然后利用硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，完成硅片標(biāo)記與工件臺(tái)基準(zhǔn)板標(biāo)記之間的對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)而間接實(shí)現(xiàn)硅片標(biāo)記與掩模標(biāo)記之間對(duì)準(zhǔn)。中國(guó)專利 CN200910045415. X、CN200810036910. X、CN200810036911. 4 等公開了用于實(shí)現(xiàn)第一物件(位于掩?；蜓谀；鶞?zhǔn)版上的透射式標(biāo)記)相對(duì)于第二物件(位于工件臺(tái)基準(zhǔn)板上的參考標(biāo)記)的位置關(guān)系的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)或?qū)?zhǔn)標(biāo)記。在該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(透射式標(biāo)記和參考標(biāo)記)中，通常包括歸一化標(biāo)記和分支標(biāo)記。如

圖1所示，標(biāo)記中用于歸一化級(jí)光光強(qiáng)的子標(biāo)記為歸一化標(biāo)記；標(biāo)記中用于精對(duì)準(zhǔn)的子標(biāo)記，叫分支標(biāo)記。在該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中，采用曝光光源作為對(duì)準(zhǔn)光源，由于激光器的功率存在波動(dòng)(每次激光脈沖的能量波動(dòng)甚至高達(dá)10%以上)，導(dǎo)致一次精對(duì)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)掃描時(shí)，不同時(shí)刻獲得原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)不具備可比性，無法獲得準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)，即分支標(biāo)記獲得原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)Iraw為Iraw 一 Y laser f P gratingdsgrating ζ式中，ρ grating為透射式標(biāo)記的分支標(biāo)記成像能量分布函數(shù)，Sgrating為參考標(biāo)記的分支標(biāo)記透光面積，為激光脈沖的能量。顯然，精對(duì)準(zhǔn)掃描時(shí)，當(dāng)Ylasw存在波動(dòng)時(shí)， 在不同位置采集到的分支標(biāo)記的原始光強(qiáng)Imw將不具備位置意義下的可比性。為解決該問題，現(xiàn)有的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中通常利用歸一化標(biāo)記光強(qiáng)對(duì)分支標(biāo)記原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，以消除激光器的功率波動(dòng)對(duì)分支標(biāo)記光強(qiáng)信號(hào)的影響。在精對(duì)準(zhǔn)掃描時(shí)，歸一化標(biāo)記獲得光強(qiáng)IgHd為Igrid Y laser f P griddsgrid二式中，ρ grid為透射式標(biāo)記的歸一化標(biāo)記成像能量分布函數(shù)，Sgrid為參考標(biāo)記的歸一化標(biāo)記透光面積，Ylasw為激光脈沖的能量。由于精對(duì)準(zhǔn)掃描時(shí)，透射式標(biāo)記的歸一化標(biāo)記成像自始自終均全部透過參考標(biāo)記的歸一化標(biāo)記(如附圖2所示)，故理想情況下，
權(quán)利要求
1.一種用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于確定第一物件相對(duì)于第二物件的位置關(guān)系，該系統(tǒng)包括照明模塊，用于提供對(duì)準(zhǔn)照明輻射； 標(biāo)記模塊，包括透射式標(biāo)記和參考標(biāo)記； 投影模塊，用于對(duì)透射式標(biāo)記進(jìn)行成像；光強(qiáng)測(cè)量模塊，用于采集透射式標(biāo)記的像掃描過參考標(biāo)記時(shí)透過的原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)； 位置測(cè)量模塊包括掩模臺(tái)測(cè)量子模塊和工件臺(tái)測(cè)量子模塊，分別用于測(cè)量與采集掩模臺(tái)位置數(shù)據(jù)和工件臺(tái)位置數(shù)據(jù)；能量探測(cè)模塊，用于探測(cè)和采集照明模塊的能量數(shù)據(jù)；其特征在于，所述對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)利用所述能量數(shù)據(jù)、原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)、掩模臺(tái)位置數(shù)據(jù)、工件臺(tái)位置數(shù)據(jù)經(jīng)處理后獲得對(duì)準(zhǔn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述能量探測(cè)模塊位于照明模塊的內(nèi)部或照明模塊與投影模塊之間，或位于投影模塊與工件臺(tái)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述照明模塊提供紫外光和極紫外光進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)照明輻射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述光強(qiáng)測(cè)量模塊中含一集成傳感器，所述集成傳感器內(nèi)包含有光子晶體，所述光子晶體將透過所述參考標(biāo)記的紫外光或極紫外光轉(zhuǎn)換為可見波長(zhǎng)段的熒光，并被集成傳感器內(nèi)的光電探測(cè)器探測(cè)，生成電信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述能量探測(cè)模塊內(nèi)置有光子晶體， 將紫外波長(zhǎng)的激光脈沖或連續(xù)光束轉(zhuǎn)換為可見波長(zhǎng)段的熒光，然后通過光電探測(cè)器探測(cè)熒光的能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，照明模塊提供可見光進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)照明輻射。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述光強(qiáng)測(cè)量模塊中含一集成傳感器，通過集成傳感器內(nèi)的光電探測(cè)器直接探測(cè)透過參考標(biāo)記的光強(qiáng)，生成電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，通過所述能量探測(cè)模塊內(nèi)的光電探測(cè)器直接探測(cè)可見光的能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透射式標(biāo)記和參考標(biāo)記均包括分支標(biāo)記和歸一化標(biāo)記。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，在所述光強(qiáng)測(cè)量模塊中，各分支標(biāo)記和歸一化標(biāo)記透過的原始光強(qiáng)通過相互獨(dú)立的通道采集。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，所述透射式標(biāo)記的分支標(biāo)記成像到所述參考標(biāo)記的分支標(biāo)記上，所述透射式標(biāo)記的歸一化標(biāo)記成像到所述參考標(biāo)記的歸一化標(biāo)記上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一個(gè)所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)準(zhǔn)操作模塊將對(duì)獲得原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)、掩模臺(tái)位置數(shù)據(jù)、工件臺(tái)位置數(shù)據(jù)和能量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過程如下將掩模臺(tái)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)和工件臺(tái)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到工件臺(tái)坐標(biāo)系下，處理公式為
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，在X或Y方向做一維精對(duì)準(zhǔn)掃描， 通過所述一維精對(duì)準(zhǔn)掃描和對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的擬合，確定X或Y方向的精對(duì)準(zhǔn)位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，在X與Z方向或者Y與Z方向做二維精對(duì)準(zhǔn)掃描，通過所述二維精對(duì)準(zhǔn)掃描和對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的擬合，確定X或Y方向的精對(duì)準(zhǔn)位置和最佳焦面Z的位置。
全文摘要
一種用于光刻設(shè)備的掩模對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括照明模塊、標(biāo)記模塊、投影模塊、光強(qiáng)測(cè)量模塊、位置測(cè)量模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、能量探測(cè)模塊、對(duì)準(zhǔn)操作模塊。本發(fā)明利用能量探測(cè)模塊獲得照明模塊輸出能量波動(dòng)，并利用該能量數(shù)據(jù)對(duì)精對(duì)準(zhǔn)時(shí)分支標(biāo)記原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，在消除照明模塊輸出能量波動(dòng)的同時(shí)，避免了引入新的誤差，提高了精對(duì)準(zhǔn)的精度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102375351SQ201010250440
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者李運(yùn)鋒 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司