專利名稱：對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與集成電路或其它微型器件制造領(lǐng)域的光刻裝置有關(guān)，特別涉及一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法。
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，在曝光前，其余層次的光刻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，以保證兩層圖形之間的正確相對(duì)位置，即套刻。套刻誤差通常只允許在光刻分辨力的1/3范圍之內(nèi)。影響套刻精度的因素眾多，包括工件臺(tái)的定位精度、位置測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量誤差、掩模與硅片的對(duì)準(zhǔn)誤差、機(jī)器的安裝誤差等，其中硅片不同工藝層之間的對(duì)準(zhǔn)精度也是重要的影響因素之一。由于硅片在光刻設(shè)備上完成一層圖形曝光之后，需要下片進(jìn)行烘焙、顯影等后續(xù)半導(dǎo)體工藝的處理，然后再重新上片到光刻設(shè)備，進(jìn)行下一層圖形的光刻。在進(jìn)行該層圖形光刻之前，首選需要通過對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，建立本層標(biāo)記和上一層標(biāo)記之間的位置坐標(biāo)關(guān)系，才能保證兩圖形之間準(zhǔn)確的套刻關(guān)系。實(shí)際生產(chǎn)中，為了避免層與層之間標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)的誤差傳遞，常采用零層標(biāo)記作為基準(zhǔn)標(biāo)記。各層標(biāo)記與零層標(biāo)記進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，即建立各層標(biāo)記與零層標(biāo)記之間的位置坐標(biāo)關(guān)系。本發(fā)明中，標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)即為標(biāo)記的測(cè)量，對(duì)準(zhǔn)信號(hào)即為測(cè)量標(biāo)記所獲得的測(cè)量信號(hào)。專利CN03164859. 2、CN200710045495X、CN2007100454964 和 US6^7876B1 等介紹了一類基于光柵衍射的硅片(離軸)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)采用包含兩個(gè)不同周期子光柵的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(如16微米和17. 6微米)，通過探測(cè)兩個(gè)子光柵的士 1級(jí)光干涉像透過參考光柵的光強(qiáng)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)的擬合，綜合確定標(biāo)記的粗對(duì)準(zhǔn)位置；同時(shí)，利用更精細(xì)光柵士1級(jí)光干涉像或者是16微米周期光柵的高級(jí)光干涉成像(如士5級(jí)光)，經(jīng)信號(hào)的擬合，在粗對(duì)準(zhǔn)(測(cè)量)基礎(chǔ)上確定精對(duì)準(zhǔn)(測(cè)量)。在該類專利中，對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的擬合即為確定信號(hào)的相位，通常采用如下的擬合模型
權(quán)利要求
1.一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于在利用對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行采樣后利用下述擬合模型進(jìn)行信號(hào)擬合求解出最佳對(duì)準(zhǔn)位置/ = (<30+qjc +β2·χ2+Λ + O1X1)+ [b0 + bxx + b2x2 + A + bjXJ- φ)式中，I為光強(qiáng)，χ為位置，a0, B1, A，ai、bQ，bi; A，bj為模型系數(shù)，i，j為非負(fù)的整數(shù)， φ為相位，P為信號(hào)的周期；利用光強(qiáng)和位置采樣，進(jìn)行數(shù)值求解后確定模型系數(shù)徹，化，Λ，^與Ivb1, Λ，bp信號(hào)周期ρ和相位φ的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于所述數(shù)值求解方法采用逐次逼近方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于所述逐次逼近方法采用高斯-牛頓法或麥夸脫法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于在求解過程中首先給出模型系數(shù)徹，Λ， 與Iv b1; Λ，bj、信號(hào)周期P、相位φ的初始值徹 ，a,，Λ，ai(0)、b0(0)，b/Q)，Λ，bj(0)、P(0)、cp(Q)，并在該初始值附近對(duì)擬合模型進(jìn)行臺(tái)勞展開，略去二階及以上的高階項(xiàng)，轉(zhuǎn)化為對(duì)Δ、Abj, ΔΡ和Δφ的線性方程r T(0) f dl A 81 Λ Λ 8Τ λ (dlu dl Λ, Λ dl ., ) dl λΒ dl Λ/ = Ι( ' + -Δα。+——Aal +Λ + ——Aal + ——Ab0 +——Abl +Λ +——Abj +——AP +—Δφν3α0 δαλdai J ydb0 BblBbj J 8Ρ 5φ式中，Iw = (α0(0) + Ωι(0)χ + α2(0)χ2 +Λ + α,(0)χ')+ ( 0(0) + Bl^x + b2(0)x2 +A + b;0、xJ )cos(^ - φ(0))，dl-Aai = X1Aal , i = 0,1,2,Λ ’da丨’ j = 0,1,2,Λ ,= +δΧχ2 + 八 +6,(0V)7^sin(與-φ(。))ΛΡ，QPV 0127 ' ρ(0) V 、尸(0) τdl , . ,2πχ (0) W(一-φ())Δφ，Aai^Abj, Δ P和Δφ為真值與初始值之間的差，即Δ屮= -屮((1)、Abj = bj.-b/)、Δ P = Ρ_Ρ((ι)、Δφ = φ_φ(())。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于ai、bpcp的初始值由經(jīng)驗(yàn)確定或隨機(jī)確定，信號(hào)的周期P的初始值根據(jù)所用的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于利用最小二乘法進(jìn)行反復(fù)迭代求解Δ a” Abj, Δ P和Δφ，直至算得的I AaiU AbjU I ΔΡ和|Δφ|小于各自的閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，其特征在于所述閾值由經(jīng)驗(yàn)確定，或根據(jù)經(jīng)過第一輪迭代更新后的 ⑹+氣？氣^⑴的值確定。
全文摘要
一種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記測(cè)量信號(hào)處理方法，在對(duì)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行采樣后利用擬合模型進(jìn)行信號(hào)擬合求解出最佳對(duì)準(zhǔn)位置，利用光強(qiáng)采樣和位置采樣獲得的結(jié)果進(jìn)行模型擬合，在擬合模型參數(shù)的同時(shí)對(duì)信號(hào)的周期進(jìn)行擬合，從而確定信號(hào)的相位，最終求解確定最佳對(duì)準(zhǔn)位置。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102253609SQ20101017751
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者李運(yùn)鋒, 趙新, 韋學(xué)志, 韓悅 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司