[发明专利]光刻机的对准信号的周期测校方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路或其它微型器件制造领域的光刻装置，尤其涉及一种光刻机的对准信号的周期测校方法。

背景技术

在半导体IC集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次曝光留下的图形进行精确定位，这样才能保证每一层图形之间有正确的相对位置，即套刻精度。通常情况下，套刻精度为光刻机分辨率指标的1/3～1/5，对于100纳米的光刻机而言，套刻精度指标要求小于35nm。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一，而掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。当特征尺寸CD要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对准精度的要求变得更加严格，如90nm的CD尺寸要求10nm或更小的对准精度。

掩模与硅片之间的对准可采用掩模(同轴)对准+硅片(离轴)对准的方式，即以工件台基准板标记为桥梁，建立掩模标记和硅片标记之间的位置关系。对准的基本过程为：首先通过掩模对准系统，实现掩模标记与工件台基准板标记之间的对准，然后利用硅片对准系统，完成硅片标记与工件台基准板标记之间的对准，进而间接实现硅片标记与掩模标记之间对准。

专利CN03164859.2、CN200710045495X、CN2007100454964和US6297876B1等介绍了一类基于光栅衍射的硅片(离轴)对准系统。该对准系统采用包含两个不同周期子光栅的对准标记(如16微米和17.6微米)，通过探测两个子光栅的±1级光干涉像透过参考光栅的光强信号，经信号的拟合，综合确定标记的粗对准位置；同时，利用更精细光栅±1级光干涉像或者是16微米周期光栅的高级光干涉成像(如±5级光)，经信号的拟合，在粗对准基础上确定精对准。在信号的拟合过程中，可采用如下拟合模型：

(式1)

式中，I(x)、x分别为光强信号和位置信息，经对准扫描时在线测量获得，P为信号的拟合周期，由用户预先设定。a₁、a₂和为模型待定参数，即通过拟合确定的参数。理论上，P值应设定为等于对准信号的实际周期。而对准信号的实际周期由标记成像的明暗条纹的周期决定。一个可供选择的方法是直接采用理论设计值用作信号的拟合周期。然而在实际中，由于受到装备、制造、放大倍率等误差因素的影响，标记所成像的明暗条纹的周期并不完全等于设计值。当二者存在较大偏差时，直接采用设计值作为信号的拟合周期，将导致拟合偏差(如图1(a)所示，拟合结果获得的信号曲线与实际信号采样偏差很大)。所以，在对准装调完成后，需要对信号的实际周期进行测校，以获得最佳的信号拟合周期。当信号的拟合周期与实际周期一致或接近时，可以获得更好的拟合效果(如图1(b)所示)，由此可提高粗对准和精对准的精度。

发明内容

针对该问题，本发明提出了一种对准信号周期的测校方法，该方法通过调整拟合周期值，获得一系列的对应MCC值，建立拟合周期与MCC之间的关系曲线，从而可确定最大MCC处的拟合周期，该拟合周期即为对准信号的最佳拟合周期。获得信号的最佳拟合周期后，对准时就可利用该拟合周期对信号进行拟合，以获得更好地拟合效果，从而提高粗对准和精对准精度。此外，本发明采用基于多重相关系数的方法确定对准信号的最佳拟合周期的方法，可以在现有的光刻设备中方便地实现，而无需增加额外的装置。

本发明提出的测校方法步骤如下：

步骤1.对准操作与管理模块下发扫描参数到信号采集与处理模块和位置采集与运动控制模块；

步骤2.位置采集与运动控制模块控制运动台载着对准标记匀速运动，信号采集与处理模块采集各个通道的光强信号，同时，位置采集与运动控制模块采集工件台的位置信息，光强信号和位置信息在采集后均被传输到对准操作与管理模块；

步骤3.对准操作与管理模块根据各个通道的光强信号和位置信息，组成各通道的对准信号，然后对各通道的对准信号的拟合周期依次进行测校，获得每个通道的对准信号的最佳拟合周期；

步骤4.将获得的每一通道对准信号的最佳拟合周期作为常数存储在机器中，供对准时调用。

其中，步骤3包括如下步骤：

步骤3.1 对于第i通道对准信号，根据对准信号周期的设计值P_d，给出拟合周期的测试范围为[P_d-P_shift，P_d+P_shift]；，