用于测量平台的校准的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于使用人造板来至少二维地校准测量平台的方法，所述人造板具有形成图案的掩模，包括步骤：将人造板放置在测量平台上的至少３个位置中，假设测量平台和人造板的几何属性，以及对于每次测量，人造板的位置，形成预测人造板的测量的模型，通过测量平台测量掩模，以及反演所述模型以改进对测量平台和人造板的假设。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1和权利要求5中所定义的用于测量装置，优选地，用于图案(pattern)产生装置中的测量平台(metrology stage)的校准的方法，。
技术介绍
二维(2D)坐标平台被用在超大规模集成(VLSI)电路制造的很多阶段中，以便以高度的再现性和精确度来定位平板印刷掩模(lithography mark)和将晶片(wafer)移动到预定位置。包含2D-坐标平台的一般工具包括在掩模制作中的电子和激光束图案发生器、在晶片印刷中的光分档器(stepper)和掩模测量中的放置检查工具。在半导体晶片的传统照相平板印刷处理中，顺次使用多个掩模来定义其中的微电子结构和特征(feature)。当然，为了在随后的处理步骤期间确保使用第一掩模产生的特征与使用第二掩模产生的特征严格地对准，通常使两个掩模相对于彼此严格地对准以及使用于定义该特征的掩模图案精确地位于每个掩模上是必须的。过去，掩模制作工业在应付由半导体处理设计者提出的对准和精确度挑战方面很少面对技术挑战，甚至当关键的照相平板印刷线宽被降低十(10)倍时也是如此。应付这些早期挑战的能力至少部分地归功于由掩模图案发生器提供的高分辨率和放置精确度以及晶片曝光工具中的从占主流的1倍(1×)光平板印刷到5倍(5×)缩减光平板印刷的转变。然而，由于关键的照相平板印刷线宽特征的大小不断缩小，所以需要用于应付更精确的对准和精确度挑战的改进的技术和设备。在集成电路的制造期间，通常将半导体晶片安置在2D-坐标平台上。通常，平台的(u，v)位置和移动由激光干涉计监测。如本领域技术人员将理解的，所测量的平台的(u，v)位置常常包含与在笛卡尔坐标中平台的实际位置的偏差。该偏差通常被称为平台位置测量误差。笛卡尔坐标系具有直的且均匀的(x，y)网格(grid)线，其是正交的且具有相同的刻度。如本领域技术人员将理解的，平台位置测量误差是以下的总和(i)随机测量噪声(其可能是由电路中的噪声、机械振动和空气运动等造成的)和(ii)系统测量误差(其是平台位置的函数，并且可能是由，例如，在x-y镜面(mirror)之间的非正交性、镜面的曲率等而造成的)。系统测量误差还被称为平台失真(distortion)。因此，2D-坐标平台的严格校准通常需要通过将所测量的平台位置映射到笛卡尔坐标网格中的其各自的位置来确定平台失真。大多数具有用于VLSI处理和测试的2D-坐标平台的单独的装置构成了2D-坐标测量系统(例如，掩模放置检查工具)或者具有2D-测量能力(例如，电子束图案发生器和光分档器)。当使用这些装置时，当在硬质人造板(artefactplate)(“标准板”)上测量具有已知位置的掩模时，平台失真通常将其自身表现为坐标测量误差。标准板上的掩模的测量是一种通常需要两个步骤的传统校准。第一步骤测量具有掩模位置的标准板，已知该掩模位置具有比平台网格高的精度。第二步骤通过使用分段线性函数或多项式拟合作为对实际平台失真的近似，来确定在所测量的坐标和实际坐标之间的映射函数(平台校准函数)。不幸的是，将标准板用于校准2D测量平台通常不再可行，这是由于难以制造具有这样的掩模位置的板，所述掩模位置位于已知的具有比使用最新技术水平的测量工具可获得的水平高的精确度水平的地点。为了解决该基本问题，自校准技术已经被开发来使用具有掩模位置的阵列的人造板来校准测量平台，该掩模位置具有未被准确知道的地点。唯一要求是该人造板是“硬质的”，从而当板在平台上被旋转或平移时板上的掩模的相对位置不会改变。在给Raugh的US 4,583,298中，公开了传统的自校准技术。一些用于实现完全自校准的条件被指出1)必须有至少3个不同的测量视图，其包括板的旋转置换(displacement)和板的平移置换(或者其它关于不同回转(pivoting)点的旋转)。2)回转点必须在不同的平台位置上。3)由初始回转点对产生的点阵(lattice)必须是密集的。然而，所提出的算法是在计算方面花费很大，这是由于它是非线性的，并且在存在大的随机测量噪声的情况下可能是不稳定的。在给Ye等人的US 5,798,947中，公开了一种通过将2维阵列的平台位置中的每一个(u，v)映射到笛卡尔坐标网格的对应位置(x，y)以确定其间的失真，来执行测量平台的完全自校准的改进方法。该映射函数通过一系列运算来完成，所述运算使用正交傅立叶级数来分离(decouple)失真函数的确定。该方法的缺点在于在进行测量时必须提供其上具有2维N×N掩模(具有预定间隔)阵列的硬质人造板。另一缺点在于旋转必须是±90°，并且平移必须是至少一个间隔。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种用于测量平台的自校准的方法，其中在校准该测量平台时可以使用非硬质板。本专利技术的另一个目的在于一种在预先不知道掩模的位置，即，掩模任意分散在板的表面上的情况下可以使用的板。通过使用如权利要求1所定义的方法来实现对于这些目的解决方案。本专利技术的优点在于可以执行平台的校准，以便提高在半导体制造期间，特别是对于很小的线宽的情况，使两个或多个掩模相互对准的概率。其它方面和优点可从优选实施例的描述中清楚地得知。附图说明图1示出了根据本专利技术的用于收集位置数据以执行自校准的测量过程的流程图；图2示出了根据本专利技术的使用所测量的位置数据的自校准过程的流程图；和图3图解了在执行根据本专利技术的方法时收敛的标准偏差3σ的实例。具体实施例方式根据本专利技术的方法所基于的原理使得使用下述校准板成为可能其中该校准板被提供有多个任意分散在板的表面上的掩模。自然也可以使用提供有网格结构的N×N掩模阵列的板。假设至少3个不同的测量视图(包括如结合下面的实例所图解的平移运动和旋转运动)已被测量时，该方法将提供确定平台失真函数S(x，y)以及板失真函数P(x，y)的可能性。对于每个测量点i所测量的位置(ui，vi)和笛卡尔坐标(xi，y1)之间的误差是板中的误差和/或平台中的误差的结果。一般而言，板和平台二者都是造成测量中的误差的因素。通常以下列步骤执行自校准1.提供具有任意分散在表面上的掩模的校准板；2.使用具有用于测量掩模的位置的部件的装置，但是装置的平台不是理想的，而需要进行校正。3.校准板被任意放置在平台上以建立不同的测量视图。对平台的外观的了解是相当充分的，且对校准板的外观的了解是相当充分的，但是“相当充分”没有充分到足够用来确定平台和/或板的失真函数。另一方面，存在以高分辨率和再现性来执行测量的可能性。图1示出了用于在用于校准目的不同测量视图中测量板上的掩模的位置的流程图。在步骤100，流程开始，并前进到步骤101，其中在系统等待开始收集用于平台的后续校准过程的位置数据的决定的时候，流程返回到点102。当该收集开始时，流程前进到步骤103，并且校准板被提供有任意分散在表面上的掩模。对于具有800×800mm的大小的板，掩模的数目通常为400-500。在步骤104，整数M被设为1(M＝1)，其中M代表不同测量视图的数目。在下面的步骤105，该板被放置在平台上的第一位置(M＝1)。在步骤106测量至少在x和y方向上的每个掩模的位置，并且在步骤107，将根据测量的结果存储在存储器或数据库中。在步骤108，检查M的值，并且如果M＜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用具有形成图案的掩模的人造板来至少二维地校准测量平台的方法，包括步骤：　　　　－将人造板放置在测量平台上的至少３个位置中；　　　　－假设测量平台和人造板的几何属性，以及每次测量的人造板的位置；　　　　－形成预测人造板的测量的模型；　　　　－通过测量平台测量掩模；以及　　　　－反演所述模型以改进对测量平台和人造板的假设。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯斯蒂布勒特，彼得埃克伯格，
申请(专利权)人：麦克罗尼克激光系统公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]