專利名稱：一種提高對準(zhǔn)精度的對準(zhǔn)掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種提高對準(zhǔn)精度的對準(zhǔn)掃描方法。
背景技術(shù)：
在采用光刻設(shè)備進(jìn)行集成電路芯片生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)期望的精度指標(biāo)，需要精確建立光刻機(jī)各坐標(biāo)系之間的關(guān)系，使掩模、掩模臺(tái)、物鏡、硅片、硅片臺(tái)能夠在一個(gè)統(tǒng)一的定標(biāo)系統(tǒng)中工作。對準(zhǔn)掃描就是通過硅片臺(tái)上的對準(zhǔn)標(biāo)記找到掩?；蜓谀Ｅ_(tái)上標(biāo)記在透鏡下方所成像的確切位置。對準(zhǔn)掃描包括使用傳感器在水平方向和垂直方向?qū)鈴?qiáng)進(jìn)行掃描采樣，在進(jìn)行光強(qiáng)采樣的同時(shí)對位置進(jìn)行采樣，通過對光強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合計(jì)算，找出最大光強(qiáng)所在位置。通過對準(zhǔn)掃描找到所成像的光強(qiáng)最大位置就稱為對準(zhǔn)位置。硅片對準(zhǔn)是通過不同波長(顏色)的激光照射硅片上的對準(zhǔn)標(biāo)記，對準(zhǔn)標(biāo)記一般采用光柵型標(biāo)記。如圖1中所示，10為光柵標(biāo)記，當(dāng)具有一定相干性的激光照射到光柵表面 20時(shí)，激光會(huì)發(fā)生反射衍射。其中在入射光右邊的衍射級次分別為+1、+2、+3，…，對應(yīng)的左邊衍射級次分別為-1、-2、-3，…，如圖2所示，各級次光的衍射角為
八.Μλ^ = Ercsin--
d ·..··· (1)其中，m表示級次，m = 0，士 1，士2，... ；d表示相鄰光柵之間的距離，即光柵周期； λ為入射光波長。通過空間濾波將各級次光分離，然后使相同級次的光相互干涉，產(chǎn)生和光柵周期相對應(yīng)的明暗相間條紋。圖Ib為經(jīng)過空間濾波后的+1級次衍射光合-1級次衍射光發(fā)生干涉后的條紋，其明暗周期和光柵周期一樣。在集成電路芯片的部分生產(chǎn)工藝中，硅片上的標(biāo)記將會(huì)被光刻膠覆蓋。如圖3中所示，30為光刻膠外表面，40為光刻膠內(nèi)表面。當(dāng)激光入射到光柵表面后，衍射級次光會(huì)在光刻膠外表面發(fā)生反射，其光路示意圖如圖4中所示。為簡單說明起見，圖4只示出了 +1 級次光和-1級次光的一次反射和二次反射效果。圖4中，+1級次光在光刻膠外表面發(fā)生折射后進(jìn)入空氣，另一部分光在外表面發(fā)生反射，入射到內(nèi)表面40后又產(chǎn)生反射，形成+10， 該束光又會(huì)產(chǎn)生類似反射和折射，但經(jīng)過多次反射和折射后的光能量會(huì)急劇下降，可以忽略掉這部分反射光。正常情況下，經(jīng)過空間濾波后的相同級次光會(huì)發(fā)生干涉，從而形成圖Ib所示的干涉條紋。但由于發(fā)生了如圖4中所示的多次衍射，+1級次的反射光+10將會(huì)和-1級次光產(chǎn)生干涉，這樣的干涉條紋被稱為寄生干涉。在對準(zhǔn)過程中，寄生干涉將會(huì)影響到正常干涉條紋的生成，從而影響干涉條紋的相位。在理想狀況下，光柵標(biāo)記外表面均勻地覆蓋一層光刻膠，該光刻膠的內(nèi)表面和外表面平行，因此-1級次的反射光-10將會(huì)和+1產(chǎn)生干涉，從而抵消+10和-1的干涉影響。在這種情況下，這種寄生干涉不會(huì)影響到干涉條紋的相位，進(jìn)而不會(huì)影響對準(zhǔn)結(jié)果。但在實(shí)際情況中，由于光刻膠噴涂技術(shù)的限制或后續(xù)工藝的影響， 光刻膠的上下表面并不會(huì)嚴(yán)格平行，而是存在夾角。如圖5中所示，40是光刻膠的下表面， 50是不平整的上表面。這種情況會(huì)導(dǎo)致(-10，+1)之間的干涉和(+10，-1)之間的干涉不對稱，影響干涉條紋的相位，最終會(huì)影響對準(zhǔn)位置的精度。并且在各種不同的工藝條件下， 光刻膠外表面和內(nèi)表面之間的夾角不一樣，且光刻膠厚度也不一樣，極端情況下會(huì)嚴(yán)重影響對準(zhǔn)精度。為了減小這種寄生干涉對對準(zhǔn)精度的影響，必須采取措施抑制或消除這種寄生干涉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以改善對準(zhǔn)精度的對準(zhǔn)掃描方法，該對準(zhǔn)掃描方法可以抑制或消除在對準(zhǔn)過程中所產(chǎn)生的寄生干涉現(xiàn)象。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種對準(zhǔn)掃描方法，用于抑制或消除對準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的寄生干涉，包括步驟一、使掃描的起始位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)；步驟二、 開始掃描，所述掃描過程中滿足沿水平方向移動(dòng)和沿垂直方向勻速移動(dòng)，所述垂直方向勻速運(yùn)動(dòng)滿足使光強(qiáng)變化的頻率大于傳感器的響應(yīng)時(shí)間；步驟三、使掃描的結(jié)束位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)。該步驟一進(jìn)一步包括判斷掃描的起始位置是否位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)，未在焦深范圍內(nèi)時(shí)，移動(dòng)工件臺(tái)直至進(jìn)入焦深范圍。該步驟二進(jìn)一步滿足以下公式LZ = (n+l)*(V*T)，其中，LZ是垂直方向掃描長度，n+1是掃描范圍內(nèi)采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，V是采樣速度，T是采樣周期。該步驟三進(jìn)一步包括判斷掃描的結(jié)束位置是否位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)，未在焦深范圍內(nèi)時(shí)，重新移動(dòng)工件臺(tái)并執(zhí)行步驟二掃描過程。該步驟一包括測定投影物鏡的焦深范圍。步驟二包括所述沿垂直方向勻速移動(dòng)的位移范圍小于所述焦深范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明能有效抑制或消除在對準(zhǔn)過程中所產(chǎn)生的寄生干涉現(xiàn)象，進(jìn)一步提高對準(zhǔn)精度，改善對準(zhǔn)系統(tǒng)的性能。


關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。圖Ia是光柵標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖；圖Ib是光柵標(biāo)記所形成的干涉條紋的示意圖；圖2是激光在光柵標(biāo)記表面發(fā)生衍射的示意圖；圖3是光柵標(biāo)記上覆蓋有光刻膠時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是衍射級次光在光刻膠表面發(fā)生反射后的光路示意圖；圖5是光柵標(biāo)記上覆蓋有不平整光刻膠時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是衍射級次光在不平整光刻膠表面發(fā)生反射后的光路示意圖；圖7是本發(fā)明所涉及的對準(zhǔn)掃描方法的流程圖；圖8是本發(fā)明所涉及的一種對準(zhǔn)掃描方法的掃描路徑示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。對于同頻率相干涉的兩列光束，如果能夠形成穩(wěn)定的干涉條紋，必須滿足以下兩個(gè)條件1.兩列光束之間的頻率相等，且穩(wěn)定；2.兩列光束之間的相位差恒定。只要能夠破壞上述條件中的任意一個(gè)，干涉將不會(huì)產(chǎn)生。因此，如果要消除對準(zhǔn)中的寄生干涉，有兩種方法可供選擇，使產(chǎn)生寄生干涉的兩列光的頻率不穩(wěn)定，或者使產(chǎn)生寄生干涉的兩列光之間的相位差不穩(wěn)定。在硅片對準(zhǔn)中，使產(chǎn)生寄生干涉的兩列光之間的相位差不穩(wěn)定的方法包括通過相位調(diào)制器實(shí)時(shí)改變?nèi)肷涔獾南辔?。設(shè)空間某個(gè)位置P點(diǎn)的干涉條紋光強(qiáng)分布簡化后如式(2)所示
權(quán)利要求
1.一種對準(zhǔn)掃描方法，用于抑制或消除對準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的寄生干涉，包括步驟一、使掃描的起始位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)；步驟二、開始掃描，所述掃描過程中滿足沿水平方向移動(dòng)和沿垂直方向勻速移動(dòng)，所述垂直方向勻速運(yùn)動(dòng)滿足使光強(qiáng)變化的頻率大于傳感器的響應(yīng)時(shí)間；步驟三、使掃描的結(jié)束位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)掃描方法，其特征在于，所述步驟一包括判斷掃描的起始位置是否位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)，未在焦深范圍內(nèi)時(shí)，移動(dòng)工件臺(tái)直至進(jìn)入焦深范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的對準(zhǔn)掃描方法，其特征在于，所述步驟二滿足以下公式LZ = (n+l)*(V*T)，其中，LZ是垂直方向掃描長度，n+1是掃描范圍內(nèi)采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，V 是采樣速度，T是采樣周期。
4.如權(quán)利要求3所述的對準(zhǔn)掃描方法，其特征在于，所述步驟三包括判斷掃描的結(jié)束位置是否位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)，未在焦深范圍內(nèi)時(shí)，重新移動(dòng)工件臺(tái)并執(zhí)行步驟二掃描過程。
5.如權(quán)利要求1所述的對準(zhǔn)掃描方法，其特征在于，所述步驟一包括測定投影物鏡的焦深范圍。
6.如權(quán)利要求2所述的對準(zhǔn)掃描方法，其特征在于，所述步驟二包括所述沿垂直方向勻速移動(dòng)的位移范圍小于所述焦深范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開一種對準(zhǔn)掃描方法，用于抑制或消除對準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的寄生干涉，包括步驟一、使掃描的起始位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)；步驟二、開始掃描，所述掃描過程中滿足沿水平方向移動(dòng)和沿垂直方向勻速移動(dòng)，所述勻速運(yùn)動(dòng)滿足使光強(qiáng)變化的頻率大于傳感器的響應(yīng)時(shí)間；步驟三、使掃描的結(jié)束位置位于投影物鏡焦深范圍內(nèi)。
文檔編號G03F9/00GK102540777SQ20101058219
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者宋海軍, 朱正平, 李運(yùn)鋒, 韋學(xué)志 申請人:上海微電子裝備有限公司