光刻对准系统中对对准位置进行修正的方法

摘要

一种基于双光源多级次的对准系统中不同尺寸对准标记的对准位置进行修正的方法，包括如下步骤：a.设置一个基准标记和两个对准标记，使对准标记与基准标记在水平向或垂向对齐；b.获得两种对准标记在各级次衍射光的位置信息；c.根据所述位置信息获得各级次偏差值；d.根据所述各级次偏差值，对所选级次进行位置修正，获得最终对准位置。本发明基于双光源多级次对准系统的对准修正方法不但可以降低不同尺寸对准标记的位置偏差值，获得更精确的对准位置，而且可减小不同尺寸对准标记交叉使用对对准位置的影响，增强工艺适应性。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别地涉及一种光刻对准系统中对不同尺寸对准标记 的对准位置进行修正的方法。

背景技术

光刻投影装置是制造集成电路和/或其他微型设备的主要部件。借助于这种装置，具有 不同掩膜图案的许多掩膜在精确对准的位置顺次成像到基底上，如半导体晶片或LCD板。基 底必须在己经彼此对准的连续图像之间经历理想的物理和化学变化。在基底用掩膜图案曝光 之后从装置中移开，并且在基底经历理想的加工步骤之后，为了用第二掩膜图案的像对其进 行曝光而将其放回，等等，但必须确保第二掩膜图案的像和随后掩膜图案的像相对于基底精 确定位。为此，光刻投影装置配有对准系统，利用该对准系统，相对于掩膜上的对准标记来 对准基底上的对准标记。

在掩膜图案成像的过程中，基底与掩膜同时相对于投影系统和投射束移动，同时考虑投 影系统的放大率。掩膜图案连续曝光部分的一系列并置的部分图像成像在一个曝光区域中。 掩膜图案在曝光区域完全成像之后，对下一个曝光区域进行这一步骤。随着基底每单位表面 积上的电子元件数量的增长以及电子元件的尺寸合成越来越小，对集成电路的精度要求日益 提高，因此依次掩膜成像在基底上的位置必须越来越准确的固定，对光刻时对准精度的要求 也越来越高。为了适应高精度要求、工艺和产率要求，中国专利申请第03164858号公开了一 种双波长对准系统，包括具有第一波长和第二波长的对准辐射源；具有第一波长通道和第二 波长通道的检测系统，第一波长通道接收对准标记第一波长处的对准辐射，第二波长通道接 收对准标记第二波长处的对准辐射；以及一个定位单元，用以根据在第一波长处检测到的对 准辐射相对于在第二波长处检测到的对准辐射的相对强度来确定对准标记的位置。从上述系 统中，可以看出，该系统事实上是使用了两个独立的波长来照射和检测基底上的对准标记的 位置，从而可以动态的选择对准激光，以取得更好的对准效果并针对对准系统设计出多种对 准标记。

由于对准用的不同类型的对准标记尺寸不一样，在经过对准光源照射后，对准标记的各 级次的反射成像与对应的参考标记(参考光栅)的中心不能完全重合，进而导致不同尺寸对 准标记在同一物理位置上获得的坐标值并不相等，从而造成对准位置偏差。在现有对准系统 中，为了避免上述现象，针对各级次像与对应参考标记各中心不重合的对准标记，通过与各 级次像与对应参考标记中心重合的对准标记，进行比较，来进行修正。该种修正主要是通过 指定以中心重合对准标记的某一级次为基准，针对中心不重合对准标记的对应级次获得差值， 进而将该差值用于对准位置修正。此种方法从一定程度上，解决了不同尺寸对准标记的位置 偏差问题，但是由于对准标记所反射的各级次光的周期不同，导致中心不重合对准标记和中 心重合对准标记的对应各级次的差值不是一致的，不同级次存在差异，此外鉴于该对准系统 所使用的对准策略，可能会出现用于修正的级次，在本次对准中没有被使用的情况，由于上 述原因，将导致不同尺寸对准标记的位置修正存在误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双光源多级次的对准系统对不同尺寸对准标记的对准位 置进行修正的方法。

为达到上述目的，本发明提供一种基于双光源多级次的对准系统中对不同尺寸对准标记 的对准位置进行修正的方法，包括如下步骤：

a.设置一基准标记，对应基准水平向坐标，及基准垂向坐标；

b.设置第一对准标记，对应第一对准水平向坐标，及第一对准垂向坐标，所述第一对准水 平向坐标与上述基准水平向坐标相同，设置第二对准标记，对应第二对准水平向坐标，及第二 对准垂向坐标，所述第二对准垂向坐标与上述基准垂向坐标相同；

c.获得所述基准标记，第一对准标记，及第二对准标记在各级次衍射光的位置信息；

d.根据上述步骤，获得各级次偏差值；

e.选用上述第一或者第二对准标记，通过上述各级次偏差值，进行位置修正，获得所述 第一或者第二对准标记各级次的实际对准位置。

较佳地，在步骤d中，包括如下步骤：

通过所述基准标记与第一对准标记的各级次衍射光的位置信息，获得各级次水平向偏差 值；

通过所述基准标记与所述第二对准标记的各级次衍射光的位置信息，获得各级次垂向偏 差值。

较佳地，在步骤e中，在对准过程中，通过选定对应的级次，及对应级次的实际对准位 置，修正对准位置。

较佳地，所述对准标记与所述基准标记尺寸相同。

较佳地，所述对准标记与所述基准标记尺寸不同。

本发明基于双光源多级次对准系统的对准修正方法不但可以降低不同尺寸对准标记的位 置偏差值，获得更精确的对准位置，而且可减小不同尺寸对准标记交叉使用对对准位置的影 响，增强工艺适应性。

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所示为本发明基于双光源多级次对准系统的结构示意图；

图2所示为本发明基于双光源多级次对准系统的基准标记和对准标记的设置示意图；

图3所示为本发明基于双光源多级次对准系统的不同尺寸对准标记的位置修正方法流程 图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

图1所示为已知技术的双光源多级次对准系统的结构示意图。如图1所示，双光源多级 次对准系统包括光源模块、参考光栅、光纤、棱镜、偏振镜、物镜、标记、级次光楔、反射 镜、物镜、像平面以及探测器。双光源多级次对准系统的具体工作原理对于本领域中具有通 常知识的人来说是公知常识，在此不再赘述。

图2为在基底上设置的基准标记和对准标记位置示意图。图中基准标记的坐标M_标为(X _标，Y_标)。图中对准标记M_非1、M_非2的坐标为M_非1(X，Y_标)，M_非2(X_标，Y)。两个对准标记分别 在垂向和水平向与基准标记重合。

本实施例中以基准标记M_标和对准标记M_非1为例描述，对准标记M_非1在Y向物理位置坐标 与基准标记M_标相同。在其他实施例中，以基准标记M_标和对准标记M_非2为例，对准标记M_非2在X向物理位置坐标与基准标记M_标相同。本发明对此不加任何限制。

如图3所示，对准系统测量基准标记M_标，获得各级次垂向对准位置为：Y_标-1，Y_标-2，Y_标-3，Y_标-4，Y_标-5，Y_标-6，Y_标-7，…；对准系统测量对准标记M_非1，获得各级次垂向对准位置为： Y_非1-1，Y_非1-2，Y_非1-3，Y_非1-4，Y_非1-5，Y_非1-6，Y_非1-7，…

计算基准标记和对准标记各级次垂向误差位置：

Y_drift-1＝Y_标-1-Y_非1-1

Y_drift-2＝Y_标-2-Y_非1-2

Y_drift-3＝Y_标-3-Y_非1-3

Y_drift-4＝Y_标-4-Y_非1-4

Y_drift-5＝Y_标-5-Y_非1-5

Y_drift-6＝Y_标-6-Y_非1-6

Y_drift-7＝Y_标-7-Y_非1-7

将获得的该尺寸对准标记各级次的偏移值存入对准系统，在实际的操作过程中，所述基准 标记M_标和对准标记M_非1在垂向(Y)的坐标布局会存在因工艺制造存在绝对的误差；且因为 在测量过程中，存在一定的环境扰动，如温度漂移，对准系统的抖动等，存在环境扰动误差。 通过上述步骤，可以有效地计算出上述各种误差的总和，形成各级次的偏移值。

在正常对准过程中，扫描该种尺寸的对准标记，获得标记各级次垂向的扫描位置(Y₁， Y₂，Y₃，Y₄，Y₅，Y₆，Y₇)，结合对准处方的应用。如果该次对准使用对准标记的1，3，5级光 计算最终的对准位置，则要对该三个级次的垂向对准位置进行修正，获得该级次的实际对准 位置，过程如下：

Y_实-1＝Y₁-Y_drift-1

Y_实-3＝Y₃-Y_drift-3

Y_实-5＝Y₅-Y_drift-5

将所获得实际对准位置用于最终的对准处方策略计算，获得标记的最佳对准位置。

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。