[发明专利]光刻机可变狭缝最佳位置的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体地涉及一种光刻机可变狭缝最佳位置的测量方法。

背景技术

在光刻机中，可变狭缝单元可控部件由两个可动刀片组成，每个可动刀片由分布在四周的音圈电机驱动，并通过相位灵敏传感器测量和反馈位置信息。通过控制两个可动刀片相对位置，以及相对打开和关闭，可以实现曝光视场设置和同步扫描曝光。可变狭缝控制单元由控制器、执行器、音圈电机、相位位置传感器和切换传感器组成。

在生产曝光中，可变狭缝用来将设定视场大小的光线入射到掩模面上，进而将掩模上的图形曝光到硅片上，由于可变狭缝距离面光源本身具有一定的距离，当可变狭缝的机械安装完成时，在硅片面上可变狭缝的刀口具有一定半影大小。为了准确的将可变狭缝调整到最佳位置，需要确定可变狭缝的最佳高度位置，即可变狭缝在硅片面上半影最小时，对应可变狭缝为最佳位置。

测量可变狭缝半影时，可变狭缝的大小标记投影到工件台上时，其边缘线条的像是一段明暗渐变的区域，一般通过测量指定光强的目标位置，然后计算出最小半影时可变狭缝的最佳位置。

通常测量光刻机可变狭缝半影最佳位置的方法是：

第一种方法是：将可变狭缝的四个刀口打开一定大小，移动工件台垂向位置到某一高度，工件台上的光电探测器在明暗过渡区域垂直边缘线条的方向上，以固定的步长，进行多次采样光强，从而找到目标光强对应的位置，当定位目标的精度要求很高时，采样的步长必须很小，那么在固定的采样长度区域内采样的点数必然增加，从而测量可变狭缝最佳位置花费的时间也相应得增加。

第二种方法是：移动工件台到某一垂向高度位置，工件台上的光电探测器在明暗渐变过渡区域垂直边缘线条的方向上，以明暗边界二分查找法测量四个刀口的75%和50%目标光强大小对应的位置，计算当前高度半影大小；再次移动到另一高度，完成同样的目标光强大小采样，得到当前高度目标光强对应的位置，重复以上步骤；最后计算最佳半影位置，从而求解得到可变狭缝最佳调节距离大小。

现有测量方法存在的问题是：第一：目标位置采样精度取决于传感器本身光敏面积的大小，光敏面积越小，则采样位置精度越高；通常判断目标位置的方法是检查最后两次光强采样的差值是否满足一定的光强精度，如果满足，则差值计算目标位置，否则继续二分法查找法采样寻找目标光强；直至最后两次采样的目标光强的差值满足精度要求；然而，光强采样精度受限于光敏面积的大小；当定位目标的精度要求很高时，那么要求传感器的光敏面积要尽可能的小，且采样的点数必然增加，从而花费的扫描测试时间相应得增加。

第二：在测量过程中采用探测器在某一高度测量半影大小的方式来计算可变狭缝的最佳位置，测量时间较长。

第三：二分查找法要求必须进行明暗边界光强的跨越，即每一次对目标位置扫描时要求光电探测器必须跨越目标光强点，因此，造成扫描中有可能失败，无法完成正常的测试。

发明内容

本发明的目的在于提出一种快速简单及精确的测量光刻机可变狭缝最佳位置的方法，克服现有技术中测量耗费时间长及测量精度不准确问题。

本发明提出一种光刻机可变狭缝最佳位置的测量方法，包括如下步骤：第一步：设定可变狭缝为一定大小且移动到中心位置，开启曝光光源；第二步：移动工件台至某一高度，工件台上的探测器测量视场中央区域的光强作为参考光强，确定目标光强；第三步：使用探测器在可变狭缝某一刀口半影区域内沿垂直于所述刀口的方向采用一定的步长、步进采样方式，查找目标光强对应的位置点，并测量所述位置点的水平位置；第四步：移动工件台至下一高度，重复执行第二步和第三步，直到每一高度均采样和测量完毕；第五步：通过每一高度下的目标光强和水平位置的关系，拟合所述每一高度和水平位置的抛物线，所述抛物线的极值点对应的高度即为所述可变狭缝某一刀口的最佳位置。

较优地，还包括第六步：重复执行第二步至第五步，获得所述可变狭缝其它刀口的最佳位置。

其中，所述第五步还包括如下步骤：所述拟合过程中若发现无所述极值点的情况，根据在正负离焦下半影的所述目标光强位置具有同样偏移的趋势，采用对称收敛的方法，即连续计算得到的目标光强位置是否具有同样的偏移趋势，如果是，则测量中以某一高度目标光强的水平位置偏离光轴最近的点为对称点，测量相反高度的目标光强位置，从而根据此收敛的特征，可以找到所述极值点。

其中，在工件台上所述可变狭缝的调节距离为：