close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14141

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 03F 9/00
G 01B 11/03
СПОСОБ АТТЕСТАЦИИ КООРДИНАТНОЙ СИСТЕМЫ
УСТАНОВКИ ЛИТОГРАФИИ
(21) Номер заявки: a 20081702
(22) 2008.12.29
(43) 2010.08.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "КБТЭМ-ОМО" (BY)
(72) Авторы: Есьман Василий Михайлович; Корнелюк Александр Иванович;
Борисевич Виктория Стефановна;
Пушкина Татьяна Владимировна
(BY)
BY 14141 C1 2011.04.30
BY (11) 14141
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "КБТЭМ-ОМО" (BY)
(56) US 6948254 B2, 2005.
BY 9175 C1, 2007.
SU 1145847 A, 1986.
US 5798947 A, 1998.
US 2007/0256471 A1.
US 2005/0024643 A1.
(57)
Способ аттестации координатной системы установки литографии, в котором на координатный стол установки устанавливают первую пластину, формируют на ней знаки аттестации без какой-либо коррекции координатной системы, измеряют координаты
сформированных знаков при поворотах пластины на множество углов, рассчитывают с
учетом измеренных координат первую функцию коррекции и вводят ее в систему управления координатной системой установки, затем устанавливают на координатный стол
вторую пластину, формируют на ней знаки аттестации, сдвигают ее вдоль одной из координат на величину, равную одному интервалу между сформированными знаками, измеряют координаты знаков, рассчитывают с учетом измеренных координат вторую функцию
коррекции и суммируют ее с первой функцией коррекции для получения суммарной
функции коррекции, которую затем вводят в систему управления координатной системой
установки и используют для корректировки систематической погрешности указанной координатной системы.
Данное изобретение относится к области технологического оборудования для производства изделий электронной техники, в частности к способу аттестации координатной
системы установки литографии.
Координатные системы с высокой степенью точности и воспроизводимости на базе
интерферометров используются в установках для изготовления приборов сверхвысокого
уровня интеграции. К таким установкам относятся электронно-лучевые и лазерные генераторы изображений, установки совмещения и мультипликации.
Обычно для изготовления микроэлектронной схемы на полупроводниковой пластине
используется множество шаблонов. Конечно, чтобы гарантировать точное совмещение во
время экспонирования элементов, расположенных на первом шаблоне, с элементами топологии последующих шаблонов, необходимо обеспечить точное расположение элемен-
BY 14141 C1 2011.04.30
тов топологии на каждом из шаблонов. Однако поскольку критические размеры элементов
микроэлектронных структур продолжают уменьшаться, требуются улучшенные методики
и оборудование для обеспечения высокой точности работы координатной системы.
Измеренные значения координат текущего положения обрабатываемых установкой
изделий содержат ошибки, которые зависят от точки измерения, то есть от самой измеряемой координаты. Эти ошибки можно разделить на систематические и случайные. Систематические ошибки зависят от структуры и конструкции координатной системы
установки, а случайные составляющие обусловлены шумами, вибрацией, окружающей
средой и т.д.
Так, например, известные причины систематических ошибок - неортогональность и
неплоскостность зеркал интерферометров, искажения масштаба измерительных осей (так
называемые косинусные ошибки) и прогиб маски, используемой для расчета коррекций.
Чтобы уменьшить систематическую погрешность измерения, необходимо провести
координатно-зависимую коррекцию работы координатной системы. В общем случае
определение такой функции коррекции достигается сравнением с аттестатом.
На первом шаге измеряют стандартную пластину, содержащую знаки, координаты которых предварительно определены на контрольно-измерительной установке с более высокой точностью, чем необходимо для работы аттестуемой установки. Далее определяют
разность между измеренными координатами и координатами знаков из аттестата и, используя кусочную линейную аппроксимацию или полиномиальное приближение, строят
функцию коррекции ошибок.
Использование аттестованных пластин со знаками для калибровки координатных систем вообще не выполнимо, потому что измерить координаты знаков на пластине с точностью, необходимой для литографического оборудования, невозможно. Чтобы решить эту
фундаментальную проблему, были разработаны способы самокалибровки, использующие
пластины с массивом знаков, координаты которых точно не известны. Единственное требование - чтобы пластина не изменяла свою геометрию, когда ее поворачивают и/или
смещают на столе при аттестации.
Функция коррекции ошибок координатной системы, полученная при самокалибровке,
используется для исправления всех ошибок, за исключением ошибки масштабирования по
одной из координат. Последняя может быть получена только сравнением с одномерным
калиброванным стандартом длины.
Известен способ аттестации координатных систем координатно-измерительных установок [1], основанный на измерении знаков двух неаттестованных пластин различного
размера в нескольких повернутых положениях и расчете на основании полученных данных корректирующих функций. При измерении обе пластины поворачиваются относительно своих центров вращения, а при расчете корректирующих функций вращательносимметричные функции исключаются.
Ближайшим прототипом является способ [2], в котором для аттестации используется
неаттестованная пластина со знаками, которая устанавливается на стол с поворотами или
сдвигом (всего не менее трех положений), и каждый раз измеряются координаты знаков.
На первом этапе калибровки предполагается, что стол идеален, его искажения равны нулю
и измеренные координаты знаков в разных положениях пластины зависят только от расположения знаков. Поэтому результаты измерения координат знаков в трех положениях
пластины усредняются и полагаются равными действительным координатам знаков. Полученный усредненный массив координат знаков пластины математически с помощью
формул поворота и сдвига приводится к тем положениям, в которых пластина измерялась,
и сравнивается с реально измеренными массивами. Если среднеквадратичное отклонение
разности измеренных и рассчитанных координат меньше заранее заданного значения, то
процесс калибровки считается законченным. Если отклонения между координатами
больше заданного значения, то усредненная по трем положениям пластины разность из2
BY 14141 C1 2011.04.30
меренных и рассчитанных координат суммируется с первоначальными искажениями стола и процесс расчета повторяется.
Недостатком и аналога, и прототипа является недостаточно высокая для современного
литографического оборудования точность.
Целью изобретения является повышение точности работы координатной системы
установки литографии.
Поставленная задача достигается тем, что способ аттестации координатной системы
установки литографии включает операции: установку первой пластины на координатный
стол, формирование на ней знаков аттестации без коррекции координатного стола, измерение координат сформированных знаков при поворотах пластины на множество углов,
расчет функции коррекции с учетом измеренных координат и ввод рассчитанной функции
коррекции в систему управления координатной системой установки. После этого на координатный стол устанавливают вторую пластину, формируют на ней знаки аттестации, сдвигают
ее вдоль одной из координат на величину, равную одному интервалу между сформированными знаками. Измеряют их координаты, рассчитывают вторую функцию коррекции и
суммируют ее с первой функцией коррекции. Полученную суммарную функцию коррекции вводят в систему управления координатной системой установки и используют для
корректировки ее погрешностей.
Суть способа аттестации координатной системы установки литографии заключается в
следующем.
На координатный стол аттестуемой установки литографии устанавливают первую
пластину, производят формирование знаков аттестации без коррекции координатного стола, измеряют координаты знаков при поворотах пластины на множество углов, рассчитывают функцию коррекции. Затем рассчитанную функцию коррекции вводят в систему
управления координатной системой аттестуемой установки. После этого на координатный
стол аттестуемой установки литографии устанавливают вторую пластину, производят формирование знаков аттестации, после чего сдвигают ее вдоль одной из координат на величину, равную одному интервалу между сформированными знаками, измеряют их
координаты, рассчитывают вторую функцию коррекции, суммируют ее с первой функцией коррекции. Полученную суммарную функцию коррекции вводят в систему управления
координатной системой установки и используют для корректировки систематической погрешности указанной координатной системы.
Пример конкретного выполнения способа.
Предлагаемый способ аттестации координатной системы реализован в генераторе
изображения модели ЭМ - 5189-01.
Заявляемый способ аттестации координатной системы установки литографии предусматривает использование для измерения знаков и расчета коррекции двух пластин, проэкспонированных на установке, подлежащей аттестации. Причем первая пластина
изготавливается без коррекции координатной системы, а вторая - с использованием коррекций, полученных после измерения знаков на первой пластине, что позволяет повысить
точность работы координатного стола установки литографии.
Известно, что положение знаков на пластине, изготовленной на установке с координатной системой на интерферометрах, полностью повторяет геометрию зеркал интерферометра. Отклонение знаков от заданных координат по оси X можно записать в виде:
KX = NXns + NXs,
где NXns - вращательно-несимметричная составляющая, включающая вращательно-несимметричную неплоскостность зеркала и его неперпендикулярность оси Y установки;
NXs - вращательно-симметричная составляющая, включающая вращательно-симметричную общую и местную неплоскостности.
Отклонение знаков от заданных координат по оси Y можно записать в виде:
KY = NYns + NYs,
3
BY 14141 C1 2011.04.30
где NYns - вращательно-несимметричная составляющая, включающая вращательнонесимметричную неплоскостность зеркала и его неперпендикулярность оси X установки;
NYs - вращательно-симметричная составляющая.
Каждое зеркало интерферометра имеет неплоскостность, а угол между ними отличается от 90°. Искажение геометрии каждого зеркала можно представить суммой двух составляющих: вращательно-симметричной и вращательно-несимметричной. Вращательносимметричная составляющая сохраняет свою форму и величину после поворота на 180°
вокруг оси, проходящей через середину зеркала. Вращательно-несимметричная составляющая изменяет знак после поворота. Искажение формы зеркала, контролирующего перемещения по оси X, зависит от координаты Y, и его можно записать в следующем виде:
NX = NXns + NXs.
Искажение формы зеркала, контролирующего перемещения по оси Y, запишется в
следующем виде:
NY = NYns + NYs.
Вращательно-несимметричная составляющая неплоскостности зеркала (без учета
неперпендикулярности) на практике может достигать величин (0,1 ÷ 0,2) мкм, а вращательно-симметричная - (0,02 ÷ 0,03) мкм.
Пластину, изготовленную без коррекции координатной системы, устанавливают на
стол с поворотом на 90°, 180° и 270° и производят измерение координат знаков.
Измеренные координаты знаков по осям X и Y после поворота пластины на 90° будут
равны:
MKX90 = NX - KY = NX - (NYns + NYs),
MKY90 = NY - reverse (KX) = NY - reverse (NXns + NXs),
где - reverse означает функцию поворота на 180°.
Измеренные координаты знаков после поворота пластины на 180° равны:
MKX180 = NX - reverse (KX) = NX - reverse (NXns + NXs),
MKY180 = NY - reverse (KY) = NY - reverse (NYns + NYs).
Используя свойства симметрии, координаты, измеренные после поворота на 180°,
приводят к виду:
MKX180 = NXns + NXs - reverse (NXns) - reverse (NXs) = 2×NXns,
MKY180 = NYns + NYs - reverse (NYns) - reverse (NYs) = 2×NYns.
Измеренные координаты знаков после поворота пластины на 270 равны:
MKX270 = NX - reverse (KY) = NX - reverse (NYns + NYs),
MKY270 = NY - (KX) = NY - (NXns + NXs).
Для получения первой функции коррекции погрешности координатного стола, координаты знаков, измеренные при поворотах пластины, суммируют и делят на четыре:
FKX = (MKX90 + MKX180 + MKX270) / 4,
FKY = (MKY90 + MKY180 + MKY270) / 4.
После упрощения получают:
FKX = NX + (NXs + NYs) / 2,
FKY = NY + (NXs + NYs) / 2.
Из приведенных расчетов видно, что функции коррекции погрешности отличаются от
реальной неплоскостности зеркал NX и NY на величину (NXs + NYs) / 2, которая равна
для координат X и Y.
Рассчитанную функцию коррекции вводят в систему управления координатной системой, затем на стол устанавливают вторую пластину и формируют на ней знаки с введенной функцией коррекции. Координаты знаков на второй пластине будут отличаться от
заданного положения на величину некомпенсированных погрешностей зеркал, которые
равны (NXs + NYs) / 2 и могут достигать величин (0,01 ÷ 0,015) мкм.
4
BY 14141 C1 2011.04.30
На следующем этапе аттестации на координатный стол устанавливают вторую пластину, сдвигают ее вдоль одной из координат на величину, равную одному интервалу между
сформированными знаками, и производят измерение координат знаков. Предпочтительным направлением является координата, по которой осуществляют загрузку/выгрузку
пластин, так как это направление не занято другими механизмами и не требует увеличения хода стола и габаритов всей установки для проведения аттестации. Используя то
свойство, что отклонение положения знаков от заданных координат на второй пластине
равно некомпенсированным погрешностям зеркал, при измерении знаков на сдвинутом
шаблоне в каждой из точек получают разность (приращение) координат между соседними
знаками пластины или приращение некомпенсированной погрешности зеркал. По полученным измерениям рассчитывают вторую функцию коррекции и суммируют ее с первой.
Полученную суммарную функцию вводят в систему управления координатной системой установки и используют для коррекции погрешностей по координатам X и Y.
Отношение масштабов перемещения стола по координатам X и Y рассчитывают по
измеренным координатам знаков после поворота пластины на 90°.
Масштаб по любой из координат X или Y калибруют посредством сравнения с одномерным калиброванным стандартом длины, который устанавливается на координатный
стол.
Предложенный способ позволяет уменьшить погрешность работы координатной системы установки литографии за счет точного определения функции коррекции посредством самоаттестации и, как результат, увеличить выход годных.
Источники информации:
1. Патент США, МПК G 01B 5/004.
2. Патент США, МПК G 01D 21/00.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
92 Кб
Теги
by14141, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа