一種掩模對準信號的歸一化方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種掩模對準信號的歸一化方法，其特征在于，引入一歸一化系數(shù)，以消除由于歸一化標記通道的響應曲線與分支標記通道的響應特性的不一致性，實現(xiàn)掩模對準信號較好的歸一化；所述歸一化公式為：--式中，下標i表示第i次光強采樣，下標j表示第j個分支標記，為分支標記j的第i次光強采樣數(shù)據(jù)，為分支標記j的暗電流，為歸一化標記的暗電流，為歸一化標記的第i次光強采樣數(shù)據(jù)，為第j個分支標記第i次光強采樣的歸一化系數(shù)，為分支標記j的經(jīng)歸一化后的第i次光強數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種掩模對準信號的歸一化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導體集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光刻設(shè)備的掩模對準信號的歸一化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導體IC集成電路制造過程中，一個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，其余層次的光刻在曝光前都要將該層次的圖形與以前層次曝光留下的圖形進行精確定位，這樣才能保證每一層圖形之間有正確的相對位置，即套刻精度。通常情況下，套刻精度為光刻機分辨率指標的1/3?1/5，對于100納米的光刻機而言，套刻精度指標要求小于35nm。套刻精度是投影光刻機的主要技術(shù)指標之一，而掩模與硅片之間的對準精度是影響套刻精度的關(guān)鍵因素。當特征尺寸CD要求更小時，對套刻精度的要求以及由此產(chǎn)生的對準精度的要求變得更加嚴格，如90nm的CD尺寸要求IOnm或更小的對準精度。
[0003]掩模與硅片之間的對準可采用掩模對準+硅片對準的方式，即以工件臺基準板標記為橋梁，建立掩模標記和硅片標記之間的位置關(guān)系。對準的基本過程為:首先通過掩模對準系統(tǒng)，實現(xiàn)掩模標記與工件臺基準板標記之間的對準，然后利用硅片對準系統(tǒng)，完成硅片標記與工件臺基準板標記之間的對準，進而間接實現(xiàn)硅片標記與掩模標記之間對準。
[0004]掩模對準系統(tǒng)采用曝光光源作為對準光源。當曝光光源為波長更短的不可見光(紫外光UV、深紫外光DUV等)時，可見光光電探測器對該波段的光束響應度極低，甚至不響應，難以獲得有效的信號。為此，通常利用光子晶體的熒光效應，將不可見光轉(zhuǎn)換為可見光后進行探測。當光子晶體受到紫外脈沖光照射后，將會受激發(fā)而產(chǎn)生可見光，可見光的響應曲線如圖1所示。對單個激光脈沖，光子晶體在受激Tsl時間后，響應的光強達到最大值。對準掃描時,在每個激光脈沖發(fā)出Tsl后,均米集此時刻的響應光強,組成掩模對準信號。現(xiàn)有技術(shù)中所公布的集成傳感器中大都采用此原理進行對準信號的探測。
[0005]中國專利CN200910045415.X、CN200810036910.X、CN200810036911.4 等公開了用于實現(xiàn)第一物件(位于掩模或掩?；鶞拾嫔系耐干涫綐擞?相對于第二物件(位于工件臺基準板上的參考標記)的位置關(guān)系的對準系統(tǒng)的對準標記。在該對準系統(tǒng)的對準標記(透射式標記和參考標記)中，通常包括歸一化標記和4個分支標記,如圖2所示。其中，歸一化標記用于粗對準和光強的歸一化，分支標記用于精對準。在該對準系統(tǒng)中，采用曝光光源作為對準光源，由于激光器的功率存在波動(每次激光脈沖的能量波動甚至高達10%以上)，導致一次精對準掃描時，不同時刻獲得原始光強數(shù)據(jù)不具備可比性，無法獲得準確的對準信號。
[0006]為解決該問題，現(xiàn)有的掩模對準系統(tǒng)中通常利用歸一化標記光強對分支標記原始光強數(shù)據(jù)進行歸一化，以消除激光器的功率波動對分支標記光強信號的影響。即歸一化標記在不同的位置時，所成的空間像均被集成傳感器收集，而獲得歸一化標記的光強的波動體現(xiàn)了激光器輸出能量的波動，故可用來歸一化分支標記，如圖3所示。采用的歸一化公式如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種掩模對準信號的歸一化方法，其特征在于，引入一歸一化系數(shù) ，以消除由于歸一化標記通道的響應曲線與分支標記通道的響應特性的不一致性，實現(xiàn)掩模對準信號較好的歸一化；所述歸一化公式為:
2.如權(quán)利要求1所述的歸一化方法，其特征在于，所述歸一化系數(shù)可通過測校的方法預先確定，并存儲機器常數(shù)供歸一化時調(diào)用。
3.如權(quán)利要求1所述的歸一化方法，其特征在于，預先通過測校的方法求得所述歸一化系數(shù)1?,的計算公式，通過在線計算獲得。
4.如權(quán)利要求1所述的歸一化方法，其特征在于，獲得所述歸一化系數(shù)P1M的方法包括如下步驟: 步驟1.將標記定位到空間像恰好被集成傳感器探測的邊緣； 步驟2.在激光脈沖照射下，多次獲取此位置處歸一化標記探測到的光強數(shù)據(jù)的h和平均值，同時多次獲得各分支標記的探測到的光強數(shù)據(jù)/g#和平均值/?, J表示不同的分支標記，/7表不第η次米樣； 步驟3.計算此位置處的各分支標記的原始歸一化系數(shù),并組成該位置下各分支標記平均光強與原始歸一化系數(shù)數(shù)據(jù)對，即(1?，)； 步驟4.移動工件臺，使得標記到新的位置，重復步驟2和步驟3，獲得新位置下各分支標記平均光強與原始歸一化系數(shù)數(shù)據(jù)對； 步驟5.重復步驟4，直到標記的成像完全脫離集成傳感器探測區(qū)域，即可獲得各位置處對應的各分支標記的平均光強與原始歸一化系數(shù)數(shù)據(jù)對； 步驟6.采用多項式模型，對各分支標記的不同位置處的平均光強與原始歸一化系數(shù)數(shù)據(jù)對進行擬合，獲取多項式模型的系數(shù)； 步驟7.獲得多項式模型的系數(shù)后，由該模型，求取各分支標記的不同光強采樣的歸一 化系數(shù)Pp。
5.如權(quán)利要求4所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟2中，為消除工件臺振動對光強采樣的影響，光強探測時，可使工件臺處于斷電的狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟3中，歸一化標記和各分支標記探測到的光強平均值 分別由公式四和公式五確定:
7.如權(quán)利要求4所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟3中，各分支標記的原始歸一化系數(shù)由公式六計算獲得:
8.如權(quán)利要求4所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟4中，工件臺的移動步長可根據(jù)標記的尺寸而定。
9.如權(quán)利要求8所述的歸一化方法，其特征在于，所述工件臺的移動步長為標記尺寸的 1/50。
10.如權(quán)利要求4所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟6中，擬合模型可采用2階多項式模型，如公式七所示:
11.如權(quán)利要求10所述的歸一化方法，其特征在于，在所述步驟7中，對準掃描時，將第J分支標記獲得第，個 光強-?/.;帶入公式七，即可獲得該分支標記第個采樣點的歸一化系數(shù)。
【文檔編號】G03F1/42GK103885283SQ201210553094
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】李運鋒 申請人:上海微電子裝備有限公司