CN105278254B - 一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂移补偿方法，包括：步骤一、校准参考温度和压力下的该长条镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时该长条镜的面形误差，根据不同温度和压力的该长条镜面形误差拟合该长条镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据该面形误差补偿量实现面形漂移补偿。

Description

一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法。
背景技术
当前的光刻设备中，具有精密定位性能的工件台***是其配备的关键分***之一。工件台的定位性能决定了掩模上的图案能否快速精确地成像在曝光基底之上。
如附图1中所示为一种双层结构的工件台。在水平运动台1的上方安装承放硅片3的旋转台2。激光干涉仪测量模块6发出的激光照射在水平向运动台1上的长条方镜5，用于测量水平运动台1的水平位置。该水平运动台1在X向和Y向分别有两个激光干涉仪测量轴(未在图中画出)，从两个方向测量水平向运动台1的位置(x,y,Rz)。
在激光干涉仪各测量轴都测量正确的前提之下，上述激光干涉仪组成的测量***测量水平向运动台1的位置时，还受到长条方镜5面形误差的影响；如果没有经过专门的校正，将使水平向运动台的位置(x,y,Rz)定位不准。
US5790253和CN201210181489.8分别提出了一种测量方镜面形并对误差进行补偿的方法，此两种方法都将方镜面形当作恒定的***误差予以测量和补偿校准，但是在实际运用中，由于方镜周围腔体温度波动和高加速度运动台电机发热以及方镜周围气压波动等导致工件台发生结构变形，直接体现为方镜面形发生漂移，对热膨胀系数很大的航空铝结构，在光刻机的腔体的温度(含运动台电机发热)和压力变化范围下方镜面形漂移可以达到200nm，直接导致随机套刻误差达到200nm。因此，有必要提出一种能实时补偿环境变化引起的方镜面形漂移的一种方法。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种消除方镜面形随温度和压力变化而漂移的方法。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂移补偿方法，包括：步骤一、校准参考温度和压力下的该长条镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时该长条镜的面形误差，根据不同温度和压力的该长条镜面形误差拟合该长条镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据该面形误差补偿量实现面形漂移补偿。
更进一步地，该步骤一具体包括：利用该工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测量该工件台的温度和压力作为参考温度和压力，将该长条镜面形误差作为一恒定的***误差对该参考温度和压力测量和补偿校准。
更进一步地，该步骤二测试不同温度和压力时该长条镜的面形误差包括：按照多个预设时间，利用该工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测试不同时间的温度和压力下的该长条镜的面形误差。
更进一步地，所述步骤二中根据不同时间的温度和压力下的所述长条镜面形误差以及公式拟合出公式中的系数(ai,bi；ci,di)，其中p0、T0分别表示初始压力与温度，p、T分别表示不同时间测得的压力和温度，e为常数。
与现有技术相比较，本发明的优点在于可以实时测量工件台周围的温度和压力；可以校准面形漂移补偿参数；可以闭环补偿方镜面形漂移。与现有技术相比较，本发明通过工件台内部的温度和压力传感器实时测量工件台周围的温度和压力，并通过面形漂移补偿公式计算方镜面形漂移量，实时补偿在工件台运动控制中。本发明可以消除方镜面形的随机漂移误差。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1是现有技术中所使用的双层结构的工件台的结构示意图；
图2是本发明涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的流程图；
图3是工件台的方镜面形误差测点分布图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的工件台长条镜面形漂移补偿的方法。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“X向”一词主要指与水平向平行的方向；“Y向”一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向；“Z向”一词主要指与水平向垂直，且与X、Y向均垂直的方向。
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种消除方镜面形随温度和压力变化而漂移的方法。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻设备的工件台方镜面形误差漂移补偿方法，其特征在于，包括：步骤一、校准参考温度和压力(例如初始校准时的温度和压力)的方镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时方镜的面形误差，根据不同温度和压力的方镜面形误差拟合方镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、将实时计算的面形补偿量发送给运动控制器实现面形漂移补偿，通常在曝光场之间进行补偿。
本发明所涉及的工件台的结构如图1中所示。在水平运动台1的上方安装承放硅片3的旋转台2，激光干涉仪测量模块6发出的激光照射在水平向运动台1上的长条方镜5，用于测量水平运动台1的水平位置。该水平运动台1在X向和Y向分别有两个激光干涉仪测量轴(未在图中画出)，从两个方向测量水平向运动台1的位置(x,y,Rz)，工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器4实时测量工件台所处的环境的温度和压力，温度和压力传感器安装在靠近方镜中部的底座上；工件台运动控制器7实时补偿方镜面形误差。
图2是本发明涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的流程图。该面形漂移补偿的方法的具体步骤包括：
S101，参考方镜面形误差校准；
S102，测试不同温度和压力时方镜上各点形状改变量；
S103，拟合计算方镜上各点形状改变量随温度和压力变化的系数；
S104，根据拟和系数及实测的温度和压力实时计算工件台运动位的方镜面形变化量；
S105，工件台运动控制实时补偿方镜面形变化量。
图3是工件台的方镜面形误差测点分布图
以下将具体说明，本发明所涉及的工件台长条镜面形漂移补偿的方法的实施方式。参考方镜面形误差校准时，将工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测量工件台当前的温度和压力(如初始校准时的温度和压力)作为参考温度和压力，同时将方镜面形当作恒定的***误差予以测量和补偿校准。
测试不同温度和压力时方镜上各点形状改变量时，由于工件台所处的光刻机的腔体的温度和压力存在缓慢变化，如图1中工件台4X方向和Y方向的温度和压力传感器间隔一定时间，如4小时或2天，测量工件台的温度和压力，并测试对应的温度和压力下X和Y方镜的面形误差，面形误差的测点分布以X方镜为例，如图3中所示。对X方镜测点i，根据不同时间的面形误差减去参考方镜面形误得到方镜面形误差变化量，根据方镜面形误差变化量与对应的温度和压力公式拟合出面形误差变化量系数(ai,bi；ci,di)，其中p0、T0分别表示初始压力与温度，p、T分别表示不同时间测得的压力和温度，e为常数2.71828。
相应地拟合出X方镜和Y方镜所有测点的面形误差变化量系数。
工件台控制中，工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器实时测量工件台当前的温度和压力，按照工件台的运动位置、对应的误差变化量系数以及当前的温度和压力实时计算需要补偿的方镜面形变化量。
工件台运动控制器模块实时补偿方镜面形的变化量，由于光刻机的腔体的温度和压力存在缓慢变化，在实际的应用中可以根据缓慢变化的幅度和方镜变形漂移误差大小选择批之间补偿、硅片之间补偿或曝光场之间补偿，通常在曝光场之间补偿。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种工件台长条镜面形漂移补偿的方法，其特征在于，包括：步骤一、校准参考温度和压力下的所述长条镜的面形误差；步骤二、测试不同温度和压力时所述长条镜的面形误差，根据不同温度和压力的所述长条镜面形误差拟合所述长条镜面形误差变化量随温度和压力变化的系数；步骤三、根据实测的温度和压力值以及面形误差变化量随温度和压力变化的系数实时计算面形误差补偿量；步骤四、根据所述面形误差补偿量实现面形漂移补偿。
2.如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：利用所述工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测量所述工件台的温度和压力作为参考温度和压力，将所述长条镜面形误差作为一恒定的***误差对所述参考温度和压力测量补偿校准。
3.如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步骤二测试不同温度和压力时所述长条镜的面形误差包括：按照多个预设时间，利用所述工件台X方向和Y方向的温度和压力传感器测试不同时间的温度和压力下的所述长条镜的面形误差。
4.如权利要求1所述的面形漂移补偿的方法，其特征在于，所述步骤二中根据不同时间的温度和压力下的所述长条镜面形误差以及公式拟合出公式中的系数(ai,bi；ci,di)，其中p0、T0分别表示初始压力与温度，p、T分别表示不同时间测得的压力和温度，e为常数。
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