專利名稱：離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)及其對(duì)準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅片對(duì)準(zhǔn)的處理裝置，且特別涉及一種離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該 離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)方法也一并涉及。
背景技術(shù)：
投影掃描式光刻機(jī)的目的就是把掩模上圖形清晰、正確地成像在涂有光刻 膠的硅片上，離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在光刻機(jī)中的作用就是確定硅片在曝光時(shí)的位置。
在美國(guó)專利US7332732B2描述離軸系統(tǒng)的布局和測(cè)量方法中，在工件臺(tái)右 下方固定一塊有離軸標(biāo)記的基準(zhǔn)板。首先通過(guò)掃描工件臺(tái)基準(zhǔn)板上的離軸標(biāo)記 來(lái)捕獲離軸光軸在工件臺(tái)中的相對(duì)位置，然后再通過(guò)離軸系統(tǒng)掃描硅片上的標(biāo) 記來(lái)建立硅片與工件臺(tái)的關(guān)系。在這種結(jié)構(gòu)和布局下的離軸系統(tǒng)在每次硅片對(duì) 準(zhǔn)前都需要對(duì)基準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行掃描，確定離軸光軸的位置。
這種做法延長(zhǎng)了整個(gè)對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間，影響了光刻機(jī)的產(chǎn)率。同時(shí)，在硅片標(biāo) 記掃描時(shí)，離軸光軸隨主框架振動(dòng)而無(wú)法精確的確定，造成硅片對(duì)準(zhǔn)的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)及其對(duì)準(zhǔn)方法，能夠解決上述問(wèn)題。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用來(lái)在光刻裝置中確 定硅片與工件臺(tái)的位置關(guān)系。離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括沿X向和Y向放置的激光干 涉儀系統(tǒng)；零位傳感器，放置在工件臺(tái)最大運(yùn)動(dòng)范圍的邊緣，用來(lái)當(dāng)工件臺(tái)移 動(dòng)到最大運(yùn)動(dòng)范圍時(shí)，對(duì)所述激光干涉儀進(jìn)行初始化；離軸光學(xué)系統(tǒng)，側(cè)面具 有與X、 Y軸分別垂直的兩個(gè)離軸反射面；以及工件臺(tái)側(cè)面具有與X、 Y軸分別 垂直的兩個(gè)工件臺(tái)反射面，所述離軸反射面和所述工件臺(tái)反射面用來(lái)反射所述 激光干涉儀系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)量光束，來(lái)分別反映所述離軸光軸和所述工件臺(tái)自身 的位置。可選的，還包括控制系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)位置數(shù)據(jù)的通訊進(jìn)行補(bǔ)償，其包括 工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)字信號(hào)處理(digital signal processing, DSP)板，用來(lái)處理工
件臺(tái)位置測(cè)量翁:據(jù)；
離軸光軸位置測(cè)量DSP板，用來(lái)處理離軸光軸位置測(cè)量數(shù)據(jù)；
同步時(shí)鐘控制板，時(shí)鐘信號(hào)連接至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位置
測(cè)量DSP板，用來(lái)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位
置測(cè)量DSP板；
離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸光軸位置測(cè)量DSP板； 工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板；以及 SUN工作站主控系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)和所述工件臺(tái) 分系統(tǒng)控制系統(tǒng)。
可選的，其中所述工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板與所述工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)之 間、所述離軸光軸位置測(cè)量DSP板與所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)之間，采用高速 通訊光纖來(lái)互相通訊，所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)、所述工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng) 與所述SUN工作站主控系統(tǒng)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
本發(fā)明還提供一種使用權(quán)利要求1所述的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)方法，包括 以下步驟
驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)至零位傳感器位置時(shí)，初始化激光干涉儀系統(tǒng)的數(shù)值，并將上 述位置設(shè)置為離軸光軸初始位置；
在離軸對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，上述激光干涉儀系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量離軸光軸位置和工件臺(tái) 位置；
利用上述離軸光軸位置補(bǔ)償上述工件臺(tái)位置得到工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置；以及 利用上述工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置參與硅片對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
可選的，其中利用上述離軸光軸位置補(bǔ)償上述工件臺(tái)位置得到工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn) 位置這一步驟，其公式為L(zhǎng)new-L-(P1-P0),其中L歸為上述工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置， L為上述工件臺(tái)位置，Pl為上述離軸光軸位置，PO為上述離軸光軸初始位置。
可選的，還包括以下步驟
計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間Tstage_t。tal;
計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量總延遲時(shí)間ToA-t。ta!;把上述工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間Tstage-total、上述離軸光軸位置測(cè)量總延遲 時(shí)間ToA_total分別補(bǔ)償?shù)缴鲜龉ぜ_(tái)位置測(cè)量DSP板、上述離軸光軸位置測(cè)量 DSP板中。
可選的，其中計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間這一步驟包括 工件臺(tái)沿Y向正方向，以恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片上的一排位置 標(biāo)記；
在X方向上移動(dòng)工件臺(tái)微小距離；
工件臺(tái)沿Y向負(fù)方向，以同樣恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片上的一排 位置標(biāo)記；
離線測(cè)量石圭片上標(biāo)記位置在Y向的偏差，統(tǒng)計(jì)得到正反向曝光標(biāo)記位置的 Y向的平均偏差dy，根據(jù)曝光的速度v,就可以統(tǒng)計(jì)出工件臺(tái)位置測(cè)量的總延 遲時(shí)間Tstage-total =dy/(2*v);
可選的，其中計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量總延遲時(shí)間的步驟包括
計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量軟件延遲時(shí)間T0A.s。ft;
計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量軟件延遲時(shí)間Tstage.s。ft;
計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量硬件延遲時(shí)間Tstage_hard= Tstage_totai -Tstage-S。ft;以及 計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量總延遲時(shí)間T0A.total= Tstage.hard+T0A.s。ft。 本發(fā)明通過(guò)在離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中加入激光干涉儀來(lái)準(zhǔn)確的測(cè)量出離軸光軸位 置的實(shí)時(shí)變化，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中離軸光軸的偏移，保證了硅片對(duì) 準(zhǔn)的精度。另外，激光干涉儀的加入也改進(jìn)了對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，不需要再進(jìn)行工件臺(tái) 基準(zhǔn)板上的標(biāo)記掃描。


圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中具有離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)方塊圖； 圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中的位置測(cè)量算法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖示說(shuō)明如下。圖1所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中具有離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 本發(fā)明通過(guò)激光干涉儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)離軸光軸在^"準(zhǔn)時(shí)刻的相對(duì)變化，并補(bǔ)償 到硅片標(biāo)記掃描位置上，建立起硅片和工件臺(tái)坐標(biāo)間的關(guān)系，快速實(shí)現(xiàn)硅片對(duì)
準(zhǔn)。包括離軸測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、測(cè)量系統(tǒng)的誤差校正、補(bǔ)償算法和離軸 系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)算法三個(gè)部分。
圖1所示的具有離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置包括投影物鏡l、硅片2、工件 臺(tái)3、離軸光學(xué)系統(tǒng)4、工件臺(tái)反射面、X、 Y向激光干涉儀系統(tǒng)、工件臺(tái)零位 傳感器11。其中，離軸光學(xué)系統(tǒng)還包括離軸反射面和透射孔6。圖1中僅描繪 出了 Y向離軸反射面5、 Y向工件臺(tái)反射面IO和激光干涉儀系統(tǒng)中的X向激光 干涉儀9。 X向激光干涉儀9發(fā)出第一測(cè)量光束7到上述Y向工件臺(tái)反射面10 上，發(fā)出第二測(cè)量光束8到上述Y向離軸反射面5上。
硅片2放置在工件臺(tái)3上，投影物鏡1用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)硅片的對(duì)準(zhǔn)和曝光。 離軸光學(xué)系統(tǒng)4的作用是產(chǎn)生離軸對(duì)準(zhǔn)光源并對(duì)離軸對(duì)準(zhǔn)光源進(jìn)行聚焦， 它包括激光器和鏡片等部件。透射孔6用來(lái)透射離軸光學(xué)系統(tǒng)4產(chǎn)生的離軸對(duì) 準(zhǔn)光源。離軸光學(xué)系統(tǒng)4在本實(shí)施例中作為一個(gè)整體來(lái)運(yùn)作，其具體結(jié)構(gòu)在此 不再贅述。
激光干涉儀是以激光波長(zhǎng)為已知長(zhǎng)度，利用邁克耳遜干涉系統(tǒng)測(cè)量位移的 通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。本實(shí)施例在離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中加入X、 Y向激光干涉儀，用 來(lái)分別沿X向和Y向測(cè)量工件臺(tái)3和離軸光學(xué)系統(tǒng)4光軸的位置。圖1中僅描 繪出了 X向激光干涉儀9，本領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者根據(jù)上述描述和圖1能夠 得知Y向激光干涉儀的位置和其測(cè)量光束的方向。
以下以X向激光干涉儀9為例進(jìn)行說(shuō)明，X向激光干涉儀9發(fā)出第一測(cè)量 光束7、第二測(cè)量光束8分別用來(lái)測(cè)量工件臺(tái)、離軸光學(xué)系統(tǒng)4的光軸即離軸光 軸的位置。
工件臺(tái)3側(cè)面包括與X、 Y軸分別垂直的兩個(gè)工件臺(tái)反射面，即Y向工件 臺(tái)反射面IO和X向工件臺(tái)反射面(圖中未示)，離軸光學(xué)系統(tǒng)4側(cè)面鍍鋅或其 他材料形成與X、 Y軸分別垂直的兩個(gè)離軸反射面，即Y向反射面5和X向反 射面(圖中未示)。Y向工件臺(tái)反射面10和Y向離軸反射面5分別反射第一測(cè) 量光束7、第二測(cè)量光束8至X向激光干涉儀9中，以反映自身的X向位置。Y向激光干涉儀的作用類似與X向激光干涉儀，用來(lái)測(cè)量工件臺(tái)3和離軸 光軸的Y向位置。
零位傳感器ll位于工件臺(tái)最大運(yùn)動(dòng)范圍的邊緣，用來(lái)對(duì)位置測(cè)量進(jìn)行初始 化。當(dāng)工件臺(tái)3按著指令移動(dòng)到零位傳感器11處，可以強(qiáng)制性設(shè)置工件臺(tái)的位 置(X， Y, Z, Rx, Ry和Rz)和離軸光軸的水平位置為初始狀態(tài)，即激光干 涉儀測(cè)量數(shù)值清零，以達(dá)到測(cè)量前激光干涉儀的初始化。
圖2所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)方塊圖。
離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包括同步時(shí)鐘控制板12、工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)字 信號(hào)處理(digital signal processing, DSP)板13、離軸光軸位置測(cè)量DSP板14、離 軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)16、工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)17和SUN工作站主控系統(tǒng)18。 工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板13與工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)17之間、離軸光軸位置測(cè) 量DSP板14與離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)16之間，可以采用高速通訊光纖15來(lái)互相 通訊。離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)16、工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)17與SUN工作站主控 系統(tǒng)18之間可以采用工業(yè)以太網(wǎng)19進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)用來(lái)同步工件臺(tái)3和離軸光學(xué)系統(tǒng)光軸位置的測(cè) 量和各種算法的實(shí)現(xiàn)，分為三個(gè)等級(jí)，激光干涉儀信號(hào)處理的DSP板、分系統(tǒng) 控制系統(tǒng)和SUN工作站系統(tǒng)，
同步時(shí)鐘控制板12提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)，協(xié)調(diào)不同的分系統(tǒng)間進(jìn)行多個(gè)位 置的同步測(cè)量，它連接到各個(gè)DSP板13、 14和分系統(tǒng)控制系統(tǒng)16、 17。
工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板13的作用就是對(duì)工作臺(tái)3六自由的位置進(jìn)行測(cè)量， 并進(jìn)行測(cè)量延時(shí)補(bǔ)償和位置數(shù)據(jù)的通訊。
離軸光軸位置測(cè)量DSP板14的作用就是對(duì)離軸系統(tǒng)水平向位置進(jìn)行測(cè)量， 并進(jìn)行測(cè)量延時(shí)補(bǔ)償和位置數(shù)據(jù)的通訊。
離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)16和工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)17使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)， 在本實(shí)施例中主要的作用就是進(jìn)行位置數(shù)據(jù)的通訊和分系統(tǒng)間同步補(bǔ)償。補(bǔ)償 后的掃描位置，通訊到SUN工作站18處理，實(shí)現(xiàn)硅片對(duì)準(zhǔn)算法。
因?yàn)楸緦?shí)施例增加了 X、 Y向激光干涉儀系統(tǒng)，所以在技術(shù)方案上，延伸 出如下問(wèn)題1.對(duì)激光干涉儀測(cè)量延時(shí)的補(bǔ)償問(wèn)題。2.激光干涉儀測(cè)量離軸光 軸變化的補(bǔ)償問(wèn)題。圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例中的位置測(cè)量算法流程圖。 針對(duì)測(cè)量延時(shí)的補(bǔ)償，本實(shí)施例提供以下方案。
應(yīng)用DSP板進(jìn)行位置測(cè)量時(shí)有延時(shí)誤差，可分為兩個(gè)部分激光干涉儀測(cè) 量系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)延時(shí)和處理測(cè)量信號(hào)的軟件延時(shí)。因?yàn)榧す飧缮鎯x測(cè)量位置 采用的相同的硬件，所以可以認(rèn)為硬件延時(shí)是一致的。軟件方面，對(duì)測(cè)量對(duì)象 補(bǔ)償算法不同，故分系統(tǒng)間的軟件延時(shí)不同。對(duì)位置測(cè)量延時(shí)參數(shù)的校正步驟 如下
1, 工件臺(tái)沿Y向正方向，以恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片2上的一 排位置標(biāo)記；
2，在X方向上移動(dòng)工件臺(tái)2個(gè)標(biāo)記寬度的距離；
3, 工件臺(tái)沿Y向負(fù)方向，以同樣恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片2上 的一排位置標(biāo)記；
4, 重復(fù)上面1-3步驟10次(步驟S20)，以減少隨機(jī)誤差；
5, 離線測(cè)量硅片上標(biāo)記位置在Y向的偏差，統(tǒng)計(jì)得到正反向曝光標(biāo)記位 置的Y向的平均偏差dy (步驟S21)，根據(jù)曝光的速度v，就可以統(tǒng)計(jì)出工件臺(tái) 激光干涉儀信號(hào)處理系統(tǒng)測(cè)量位置的延遲時(shí)間Tstage.t。tardy/(2 )(步驟S22);
對(duì)同一位置進(jìn)行兩次相反的掃描曝光，兩個(gè)標(biāo)記間的位置應(yīng)該在同一位置 的，但是，由于測(cè)量的延時(shí)，造成這兩標(biāo)記的曝光不在同一位置，引起了位置 的偏差dy。所以，這個(gè)位置偏差dy包含兩個(gè)部分正向掃描位置偏差和負(fù)向掃 描的位置偏差，我們可以認(rèn)為對(duì)于位置測(cè)量的延時(shí)是一樣的，所以，時(shí)間=路程 /速度。如上述公式，得到工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間Tstage.total。
6, 通過(guò)分析DSP指令執(zhí)行時(shí)間和條數(shù)，可以確定DSP算法運(yùn)算的位置 測(cè)量軟件延遲時(shí)間1^辟-滅(步驟S23);
7，通過(guò)5和6步驟，可以求出工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板的硬件延時(shí)時(shí)間
Tstage-hard= Tstage-t0tal _Tstage_soft (步膝S25);
8, 通過(guò)分析測(cè)量離軸光軸水平向的DSP軟件算法指令和條數(shù)，可得到軟 件延遲時(shí)間ToA-s礎(chǔ)(步驟S24);
9, 由于工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板與離軸光軸位置測(cè)量DSP板的硬件相同， 這樣，通過(guò)7和8步驟，分析出測(cè)量離軸光軸測(cè)量位置的延遲時(shí)間T0A.total=Tstage-hard+T。A-soft(步驟S26);
10， 把校正得到不同分系統(tǒng)位置測(cè)量延時(shí)時(shí)間補(bǔ)償?shù)诫x軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)、工件
臺(tái)位置測(cè)量DSP板中(步驟S27)(步驟S28);
由于在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，光刻裝置會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，因此，離軸光軸可能會(huì)因?yàn)檎?動(dòng)而造成偏移。針對(duì)掃描硅片標(biāo)記的位置校正和補(bǔ)償，本實(shí)施例提出以下方案
1,在開啟光刻機(jī)或光刻機(jī)處于測(cè)校模式下時(shí)，控制工件臺(tái)3運(yùn)動(dòng)到工件臺(tái) 零位傳感器11處，記錄離軸光軸的初始水平位置P0 (步驟S29);
2，對(duì)掃描^f圭片標(biāo)記進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)時(shí)，實(shí)時(shí)測(cè)量工件臺(tái)水平位置L和離軸光軸的 水平位置Pl,所以，補(bǔ)償后的工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置為L(zhǎng)new-L- (P1-P0)(步驟S30);
3，補(bǔ)償后的工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置參與硅片對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(步驟S31);
硅片對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(步驟S31)的算法具體包括以下步驟
1,在開啟光刻機(jī)或光刻機(jī)出于測(cè)校模式下時(shí)，工件臺(tái)3被驅(qū)動(dòng)到零位傳感 器11位置，此時(shí)初始化激光干涉儀9的數(shù)值，并作為離軸光軸初始位置；
2,.在光刻機(jī)上載新硅片后，進(jìn)行離軸對(duì)準(zhǔn)；
3，采用激光干涉儀9測(cè)量工件臺(tái)3和離軸光軸的位置時(shí)，在DSP板測(cè)量位 置時(shí)進(jìn)行測(cè)量延時(shí)補(bǔ)償；
4，在掃描硅片標(biāo)記位置時(shí)，在分系統(tǒng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行掃描位置算法的補(bǔ)償；
5,重復(fù)3和4步，得到一系列硅片標(biāo)記的掃描位置；
6，利用最小二乘法，求得工件臺(tái)3和硅片2的坐標(biāo)間的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)硅 片的快速對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明通過(guò)在離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中加入激光干涉儀來(lái)準(zhǔn)確的測(cè)量出離軸光軸位 置的實(shí)時(shí)變化，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中離軸光軸的偏移，保證了硅片對(duì) 準(zhǔn)的精度。另外，激光干涉儀的加入也改進(jìn)了對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，不需要再進(jìn)行工件臺(tái) 基準(zhǔn)板上的標(biāo)記掃描。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各 種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于光刻裝置中確定硅片與工件臺(tái)的位置關(guān)系，其特征在于，離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括激光干涉儀系統(tǒng)，分別測(cè)量工件臺(tái)和離軸光軸的X、Y向位置；零位傳感器，放置在工件臺(tái)最大運(yùn)動(dòng)范圍的邊緣，提供所述激光干涉儀初始化信號(hào)；離軸光學(xué)系統(tǒng)，側(cè)面具有與X、Y軸分別垂直的兩個(gè)離軸反射面；以及位于工件臺(tái)側(cè)面與X、Y軸分別垂直的兩個(gè)工件臺(tái)反射面，所述離軸反射面和所述工件臺(tái)反射面用來(lái)反射所述激光干涉儀系統(tǒng)發(fā)出的測(cè)量光束，以確定所述離軸光軸和所述工件臺(tái)的位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)， 用來(lái)對(duì)位置數(shù)據(jù)的通訊進(jìn)行補(bǔ)償，其包括工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)字信號(hào)處理(digital signal processing, DSP)板，用來(lái)處理工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)據(jù)；離軸光軸位置測(cè)量DSP板，用來(lái)處理離軸光軸位置測(cè)量數(shù)據(jù)；同步時(shí)鐘控制板，時(shí)鐘信號(hào)連接至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位置測(cè)量DSP板，用來(lái)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位置測(cè)量DSP板；離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸光軸位置測(cè)量DSP板； 工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板；以及 SUN工作站主控系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)和所述工件臺(tái) 分系統(tǒng)控制系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，其中所述工件臺(tái)位 置測(cè)量DSP板與所述工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)之間、所述離軸光軸位置測(cè)量DSP 板與所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)之間，采用高速通訊光纖來(lái)互相通訊，所述離軸 分系統(tǒng)控制系統(tǒng)、所述工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)與所述SUN工作站主控系統(tǒng)之間 采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
4. 一種使用權(quán)利要求1所述的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)至零位傳感器位置時(shí)，初始化激光干涉儀系統(tǒng)的數(shù)值，并將上 述位置設(shè)置為離軸光軸初始位置；進(jìn)行離軸對(duì)準(zhǔn)，上述激光干涉儀系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量離軸光軸位置和工件臺(tái)位置；利用實(shí)時(shí)測(cè)量得到的上述離軸光軸位置補(bǔ)償上述工件臺(tái)位置得到工件臺(tái)對(duì) 準(zhǔn)位置；以及利用上述工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置參與硅片對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，其中利用上述離軸光軸 位置補(bǔ)償上述工件臺(tái)位置得到工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置這一步驟，其公式為L(zhǎng)new=L-(P1-P0)，其中Lnew為上述工件臺(tái)對(duì)準(zhǔn)位置，L為上述工件臺(tái)位置，Pl為上述 離軸光軸位置，PO為上述離軸光軸初始位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)準(zhǔn)方法，應(yīng)用該對(duì)準(zhǔn)方法的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)還包括工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)字信號(hào)處理(digital signal processing, DSP)板，用來(lái)處理工件臺(tái)位置測(cè)量數(shù)據(jù)；離軸光軸位置測(cè)量DSP板，用來(lái)處理離軸光軸位置測(cè)量數(shù)據(jù)；同步時(shí)鐘控制板，時(shí)鐘信號(hào)連接至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位置測(cè)量DSP板，用來(lái)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)至工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板和離軸光軸位置測(cè)量DSP板；離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸光軸位置測(cè)量DSP板； 工件臺(tái)分系統(tǒng)控制系統(tǒng)，電氣連接至所述工件臺(tái)位置測(cè)量DSP板；以及 SUN工作站主控系統(tǒng)，電氣連接至所述離軸分系統(tǒng)控制系統(tǒng)和所述工件臺(tái) 分系統(tǒng)控制系統(tǒng)；其特征在于，還包括以下步驟 計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間Tstage.total; 計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量總延遲時(shí)間T0A.t。tal;把上述工件臺(tái)位置測(cè)量總延遲時(shí)間Tstage.total、上述離軸光軸位置測(cè)量總延遲 時(shí)間ToA-t。ta！分別補(bǔ)償?shù)缴鲜龉ぜ_(tái)位置測(cè)量DSP板、上述離軸光軸位置測(cè)量 DSP板中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，其中計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè) 量總延遲時(shí)間這一步驟包括工件臺(tái)沿Y向正方向，以恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片上的一排位置 標(biāo)記；在X方向上移動(dòng)工件臺(tái)一定的距離；工件臺(tái)沿Y向負(fù)方向，以同樣恒定的速度進(jìn)行掃描曝光得到硅片上的一排 4立置才示^己;離線測(cè)量硅片上標(biāo)記位置在Y向的偏差，統(tǒng)計(jì)得到正反向曝光標(biāo)記位置的 Y向的平均偏差dy,根據(jù)曝光的速度v，就可以統(tǒng)計(jì)出工件臺(tái)位置測(cè)量的總延 遲時(shí)間Tstage-total =dy/(2*v)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于，其中計(jì)算離軸光軸位置 測(cè)量總延遲時(shí)間這一步驟包括計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量軟件延遲時(shí)間TOA.s。ft;計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量軟件延遲時(shí)間Tstage."計(jì)算工件臺(tái)位置測(cè)量硬件延遲時(shí)間T一e插d-Tstage_total-Tstage.s。ft;以及 計(jì)算離軸光軸位置測(cè)量總延遲時(shí)間ToA.total= Tstage_hard+TOA-soft-
全文摘要
本發(fā)明提供一種離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于光刻裝置確定硅片與工件臺(tái)的位置關(guān)系。離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)包括沿X向和Y向放置激光干涉儀，測(cè)量離軸光軸和工件臺(tái)的位置；零位傳感器，放置在工件臺(tái)最大運(yùn)動(dòng)范圍的邊緣，提供激光干涉儀初始化信號(hào)；離軸光學(xué)系統(tǒng)和其側(cè)面的兩個(gè)離軸反射面，與X、Y向分別垂直；以及工件臺(tái)側(cè)面兩個(gè)工件臺(tái)反射面，與X、Y軸分別垂直，所述離軸反射面和所述工件臺(tái)反射面用來(lái)反射所述激光干涉儀發(fā)出的測(cè)量光束。本發(fā)明提供的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中加入激光干涉儀，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中離軸光軸的偏移，保證了硅片對(duì)準(zhǔn)的精度。
文檔編號(hào)G03F9/00GK101533231SQ20091004864
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者剛 孫, 立 方 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司