用于测量投影物镜畸变的标记结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于测量投影物镜畸变的标记结构，形成在一掩模上，该掩模上定义有第一方向及与该第一方向垂直的第二方向，该标记结构包括第一图形区域与第二图形区域，所述第一图形区域的中心位置处设置一独立标记，所述第二图形区域由阵列标记组成，所述第一图形区域与第二图形区域沿该第二方向排列。本发明专利技术同时公开了一种用于测量投影物镜畸变的方法，包括使独立标记与投影物镜物方视场中心位置重合；将工件台位置分别设置为xws＝x-M×Xi，j，yws＝y-M×Yi，对所述独立标记进行曝光，其中，M为投影物镜倍率，x，y为硅片曝光场中心位置；使第二图形区域的中心或掩模的中心与投影物镜物方视场中心位置重合，将工件台位置设置为xws＝x，yws＝y后曝光；检测套刻标记的位置误差Δxi，j，Δyi，j；计算投影物镜畸变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路制造装备制造领域，尤其涉及一种用于检测曝光系统中投影物镜畸变的标记、及检测方法。
技术介绍
光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS (微电子机械系统)/MOMS (微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工装置等。投影物镜畸变是影响光刻机成像质量的重要因素。投影物镜畸变不仅能造成物镜所成像的变形，同时会使曝光到硅片上的图形相对于其理想位置发生位移，从而引起套刻误差。现代集成电路一般由几十层电路组成，因而对光刻机的匹配套刻误差要求极其严格。 而投影物镜的畸变是影响光刻机之间匹配套刻的关键因素。因此，投影物镜畸变的检测对于保证光刻机的套刻误差不可或缺。现有技术US6573986及US7099011中提出了一种检测投影物镜畸变的方法。如图 1所示，该方法利用一种专用标记101，分别在工件台无位移，工件台在X向有位移及工件台在Y向有位移的三种不同情况下进行三次曝光，从而在硅片面形成套刻测试标记，并利用该套刻测试标记的套刻误差来计算得到投影物镜畸变。该方法存在以下缺点，首先该方法由于需要在X与Y向移动工件台，因而经过三次曝光后，曝光场最边缘点的畸变无法获取得至|J。其次由于该方法中所用测试标记101中，X向距离103与Y向距离102的设计受到测量点及视场大小所限制，因此导致物镜畸变测量精度不高。上述的现有技术中的测量标记及测量方法存在的问题也将直接影响到光刻设备的最终性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量投影物镜畸变的标记及方法，以提升投影物镜畸变的测量精度。为达到上述及其它目的，本专利技术提供一种用于测量投影物镜畸变的标记结构，包括第一图形区域，所述第一图形区域的中心位置处设置一独立标记；以及第二图形区域， 所述第二图形区域由阵列标记组成，所述第一图形区域与第二图形区域沿着该第二方向排列。上述标记结构中，其特征在于所述第一图形区域与第二图形区域沿所述第一方向的长度相同，所述第一图形区域与第二图形区域沿所述第二方向的长度相同。上述标记结构中，所述阵列标记的数量为MXN，其中M、N是大于2的正整数。上述标记结构中，所述独立标记是正方块，或由线条组成的正方型结构。上述标记结构中，所述阵列标记由至少两个大小互不相同的正方形同心嵌套而成，或由至少两个大小互不相同的独立线条构成的正方形同心嵌套而成。本专利技术还提供另一种用于测量投影物镜畸变的标记结构，该标记结构形成于一掩模上，该掩模上定义有第一方向及与该第一方向垂直的第二方向，该标记结构包括位于所述掩模中心位置上的独立标记；以及阵列标记，所述阵列标记围绕所述独立标记，并在所述第一方向与第二方向上与所述独立标记间隔一预定距离。上述另一标记结构中，所述预定距离大于0. 5mm，所述阵列标记的数量为MXN，其中M、N是大于2的正整数。上述另一标记结构中，其特征在于所述第一图形区域与第二图形区域沿所述第一方向的长度相同，所述第一图形区域与第二图形区域沿所述第二方向的长度相同。上述另一标记结构中，所述阵列标记的数量为MXN，其中M、N是大于2的正整数。上述另一标记结构中，所述独立标记是正方块，或由线条组成的正方型结构。上述另一标记结构中，所述阵列标记由至少两个大小互不相同的正方形同心嵌套而成，或由至少两个大小互不相同的独立线条构成的正方形同心嵌套而成。本专利技术还提供一种利用上述标记结构测量投影物镜畸变的方法，包括步骤Sl 使独立标记与投影物镜物方视场中心位置重合；S2 将工件台位置分别设置为Xws = X-MXXi, j, yws = Y-MXYi,对所述独立标记进行曝光，其中，M为投影物镜倍率，χ, y为硅片曝光场中心位置；S3:使第二图形区域的中心或掩模的中心与投影物镜物方视场中心位置重合，将工件台位置设置为Xws = X，yws = y后曝光；S4 检测套刻标记的位置误差Δ χ. j, Δ Yij j ；S5 :计算投影物镜畸变。上述方法中，所述计算投影物镜畸变的公式如下所述Δ Xi, j = Tx+D3X ((MXXij j)2+ (MXYi, j)2) XXi, j+D5X ( V ((MXXij j)2+ (MXYi, j)2))2 XXi, jAyijj = Ty+D3X ((MXXijj)2+ (MXYi,j)2) XYi,j+D5X ( V ((MXXij/+(MXYijj)2))2XYijJO与现有技术的投影物镜畸变检测装置及方法相比，由于本专利技术利用了一种包括独立标记与阵列标记的标记结构，在物镜畸变测量的过程中，首先通过投影物镜视场中心将独立标记曝光到硅片曝光场内，其次通过整个投影物镜视场将标记阵列曝光到同一硅片曝光场内。两次曝光后，在硅片形成套刻标记，通过测量套刻误差即可获取投影物镜畸变。该方法的优点在于通过曝光后，视场内所有点的畸变均可得到。其次，所有点的位置误差均相对于中心点的位置误差，因而可获取任意视场点的畸变，同时畸变测量精度得到提高。附图说明关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。图1是现有技术中测量物镜畸变的标记结构；图2是本专利技术所公开的标记结构的第一实施例；图3a到图3c是独立标记的示意图；图如到图4b是阵列标记的示意图；图5是阵列标记图形区内标记分布示意图；图6是将独立标记图形区曝光至硅片上的示意4图7是将阵列标记图形区曝光至硅片上的示意图；图8是曝光完成后形成的套刻标记示意图；图9是本专利技术所公开的测量物镜畸变的方法的示意图；图10是本专利技术所公开的标记结构的第二实施例；具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。本专利技术提出一种包含独立标记与阵列标记的标记结构，并利用独立标记与阵列标记来实现投影物镜畸变的精确测量。物镜畸变测量时，首先通过投影物镜视场中心将独立标记曝光到硅片曝光场内，其次通过整个投影物镜视场将标记阵列曝光到同一硅片曝光场内。两次曝光后，在硅片形成套刻标记，通过测量套刻误差即可获取投影物镜畸变。该方法的优点在于通过曝光后，视场内所有点的畸变均可得到。其次，所有点的位置误差均相对于中心点的位置误差，因而可获取任意视场点的畸变，同时畸变测量精度得到提高。请参阅图2，图2是本专利技术所公开的用于测试投影物镜畸变标记结构的一种较佳实施例。如图1所示，掩模201上包括至少两个标记图形区，标记图形区202与标记图形区 203在掩模201上的沿X方向(第一方向)与沿Y方向(第二方向)的长度均相同，即两个标记图形区的大小一致。标记图形区202与203的大小不大于光刻机物镜物面静态视场均勻照明区域的大小。同时，为了保证检测全面，在本设计中使标记图形区202与203略小于物镜的物方视场大小。掩模201上包含一个标记图形区202，包含至少一个标记图形区203。 若掩模201在y方向的宽度为L，标记图形区203在y方向的宽度为dy，则掩模201上可布置L/dy-Ι个标记图形区203。在本实施例中，标记图形区202中仅包含一个标记204，因此可以在本技术方案中称标记204为独立标记。独立标记204的结构如图3a至图3c所示，可以是任意的四边形状，如方块型，由四个独立线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马明英，王帆，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：