双面套准误差测量方法及应用该方法的光刻装置

摘要

一种双面套准测量的光刻装置，包括：用于提供辐射的照明光学系统；用于支撑图案形成装置的第一支撑结构；用于将图案成像至衬底的投影系统；用于固定衬底的第二支撑结构；用于确定衬底正面标记位置的正面对准系统；用于确定衬底背面标记位置的背面对准系统；由照明光学系统发出的投影光束入射至固定于第一支撑结构上的图案形成装置，透过图案形成装置后，携带图案信息的投影光束通过投影系统，聚焦于衬底上的标记位置，正面对准系统能精确定位衬底正面的标记位置，背面对准系统能精确定位衬底背面的标记位置。利用该装置，分别在衬底的两个表面进行曝光，形成曝光标记，通过测量同一表面的不同曝光标记之间的标记位置误差，确定双面套准误差。

主权项

1.一种双面套准误差测量方法，步骤如下：提供具有正面及背面的衬底；使所述衬底正面形成具有第一正面对准标记的图案；利用正面对准系统确定第一正面对准标记的位置，建立第一衬底正面坐标系WFCS；翻转衬底，利用背面对准系统确定所述第一正面对准标记的位置，建立衬底背面坐标系WBCS；基于WBCS，在所述衬底背面形成具有背面对准标记的图案；再次翻转衬底，利用背面对准系统确定背面对准标记位置，建立第二衬底正面坐标系WFCS’，所述第二衬底正面坐标系WFCS’与所述衬底背面坐标系WBCS的关系为：$\left(\begin{array}{c}{x}^{{\mathrm{WFCS}}^{\prime }}\\ y^{{\mathrm{WFCS}}^{\prime }}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{Mx}}^{\prime }\\ {\mathrm{My}}^{\prime }\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}\cos {\theta }^{\prime }& \sin {\theta }^{\prime }\\ -\sin {\theta }^{\prime }& \cos {\theta }^{\prime }\end{array}\right)[\left(\begin{array}{c}{x}^{\mathrm{WBCS}}\\ y^{\mathrm{WBCS}}\end{array}\right)-\left(\begin{array}{c}{\mathrm{WFo}}_x^{\mathrm{WBCS}}\\ {\mathrm{WFo}}_y^{\mathrm{WBCS}}\end{array}\right)]$其中，Mx’、My’为WFCS’相对于WBCS缩放比例，θ’为WFCS’相对于WBCS旋转角度，分别为WFCS’相对于WBCS原点偏移量；基于WFCS’，在衬底正面形成具有第二正面对准标记的图案；测量衬底的两个正面对准标记的位置偏差；计算得到双面对准光刻装置双面套准误差。