一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法

摘要

本发明提供了一种光刻机工件台垂向测量系统的校准方法，利用光刻机自带的硅片预对准平台或者其他平台来旋转硅片，结合调平传感器，来校准线性可调差分传感器的增益矩阵和偏置，与传统的校准方法相比，操作方便，解决了硅片不平整对校准线性可调差分传感器的影响，提高了校准精度。

主权项

1.一种光刻机工件台垂向测量系统校准方法，所述光刻机包括一工件台，所述工件台上承载有硅片，所述工件台连接至工件台垂向测量系统，所述工件台垂向测量系统包括调平传感器以及线性可调差分传感器，其特征在于，所述校准方法包括如下步骤：(1)所述线性可调差分传感器控制所述工件台移动至多个测试位置，并通过所述调平传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转前高度值，通过所述线性可调差分传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转前的工件台的高度值；(2)旋转所述硅片；(3)所述调平传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转后高度值，所述线性可调差分传感器分别读取所述多个测试位置的硅片旋转后的工件台的高度值；以及(4)根据所述多个测试位置的硅片旋转前高度值和所述多个测试位置的硅片旋转后高度值，获得所述多个测试位置的硅片高度值，根据所述多个测试位置的硅片旋转前工件台高度值和所述多个测试位置的硅片旋转后工件台高度值，获得所述多个测试位置的工件台高度值，进而校准所述线性可调差分传感器的增益矩阵和偏置；其中，步骤(1)具体包括如下步骤：选取n个垂向三自由度坐标和m个水平向三自由度坐标，组成n×m个测试位置；所述工件台移动至所述多个测试位置，所述多个测试位置记为CP(Vi、Hj)，其中，所述多个测试位置的垂向三自由度坐标为Vi(Z，Rx，Ry)，水平向三自由度坐标为Hj(X，Y，Rz)；所述调平传感器读取所述多个测试位置硅片旋转前高度值，记为Hj_Vi′；以及所述线性可调差分传感器读取所述多个测试位置的硅片旋转前工件台高度值，记为Zk_Vi′，k＝1、2、3，其中，第一传感器（11）读取垂向三自由度坐标值为(0，0，0)的测试位置的工件台高度，记为Z1_V0′，第一传感器（11）读取的其它测试位置的工件台高度值分别为Z1_V1′，Z1_V2′，Z1_V3′，Z1_V4′，Z1_V5′，Z1_V6′，第二传感器（12）读取的工件台高度分别为Z2_V0′，Z2_V1′，Z2_V2′，Z2_V3′，Z2_V4′，Z2_V5′，Z2_V6′，第三传感器（13）读取的 工件台高度分别为Z3_V0′，Z3_V1′，Z3_V2′，Z3_V3′，Z3_V4′，Z3_V5′，Z3_V6′；步骤(2)具体包括如下步骤：将所述硅片从工件台上卸载到所述预对准平台上；所述预对准平台将所述硅片旋转180度；以及重新将所述硅片装载到所述工件台上；步骤(3)具体包括如下步骤：选取n个垂向三自由度坐标和m个水平向三自由度坐标，组成n×m个测试位置；所述工件台移动至所述多个测试位置，所述多个测试位置记为CP(Vi、Hj)，其中，所述多个测试位置的垂向三自由度坐标为Vi(Z，Rx，Ry)，水平向三自由度坐标为Hj(X，Y，Rz)；所述调平传感器读取所述多个测试位置硅片旋转后高度值，记为Hj_Vi″；以及所述线性可调差分传感器读取所述多个测试位置的硅片旋转后工件台高度值，记为Zk_Vi″，k＝1、2、3；步骤(4)包括如下步骤：计算Hj_Vi′和Hj_Vi″的平均值，获得所述多个测试位置的硅片高度值，记为Hj_Vi，其包括H1_Vi，H2_Vi，H3_Vi，H4_Vi；计算Zk_Vi′和Zk_Vi″的平均值，获得所述多个测试位置的工件台高度Zk_Vi；以及根据Hj_Vi和Zk_Vi，计算出所述增益矩阵和偏置；在步骤(4)中，所述偏置的具体计算方法为：根据Hj_Vi，计算出所述多个测试位置的硅片逻辑坐标，记为(Z_Vi，Rx_Vi，Ry_Vi)，其计算公式为：Z_Vi＝(H1_Vi+H2_Vi+H3_Vi+H4_Vi)/4Rx_Vi＝arctan((H2_Vi-H1_Vi)/(2*X_max))Ry_Vi＝arctan((H4_Vi-H3_Vi)/(2*Y_max))；其中，参数X_max为测试点CP(Vi(Z，Rx，Ry)、Hj(X，Y，Rz))水平向三自由度的X轴坐标值的绝对值，参数Y_max为测试位置CP(Vi(Z，Rx，Ry)、Hj(X，Y，Rz))水平向三自由度的Y轴坐标值的绝对值；测试位置CP(V0，Hj)的硅片逻辑坐标，记为(Z_V0，Rx_V0，Ry_V0)；得出所述偏置，记为(S1、S2、S3)，其中，S1＝Z_V0，S2＝Rx_V0，S3＝Ry_V0；在步骤(4)中，所述增益矩阵的具体计算方法为： 多次测量计算所述多个测试位置的硅片逻辑坐标的平均值，获得硅片的逻辑坐标均值，记为(Z，Rx，Ry)k，k＝1、2、3；；计算所述多个测试位置的工件台高度的平均值，获得工件台的高度均值，记为(Z1、Z2、Z3)k，k＝1、2、3；令增益矩阵是一个3×3的矩阵，用GB表示，列出一个方程：由此方程解得增益矩阵的值；其中，n＝7，m＝4，i＝0、1、2、3、4、5、6，j＝1、2、3、4。