Контрольная шаблонная пара для оценки взаимозаменяемости установок проекционного совмещения и экспонирования

Контрольная шаблонная пара для оценки взаимозаменяемости установок проекционного совмещения и экспонирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!и> (I1) 5 А

4(ski H 01 1 21/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг.l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3571928/24-21 (22) Ol ° 04,83 (46) 23.05.85. Бюл. И- 19 (72) M,Í.Ãðèäíåâ, Б.П.Шараев и Н.Ф.Моисеенко (53) 62!.382 ° 002(088-.8) (56) 1.Мапп Т.N. Technical Note.

The Universal Vernier Test Target.

GCA Conp.,February, 1979, р.TN1

TN 11, 2.Rottmann Н.R. Over1ау in, Lithography, 18 .- "Res. and Deve1ор", 1980, 24, N- 4, р.461-468 (прототип). (54) <57) КОНТРОЛЬНАЯ ШАБЛОННАЯ ПАРА

ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ УСТАНОВОК ПРОЕКЦИОННОГО СОВМЕЩЕНИЯ И

ЭКСПОНИРОВАНИЯ, содержащая тестовые рисунки, расположенные на рабочем поле шаблонов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьппения достоверности оценки взаимозаменяемости установок, тестовые рисунки выполнены в виде нониусных шкал, расположенных в центре, углах и на середине сторон рабочего поля шаблонов, 1157595

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть. использовано дпя контроля и настройки совмещаемости установок проекционного сс вмещения и экспонирования, количественного определения взаимного рассовмещения двух установок, н том числе таких параметров, как взаимный оптический немасштаб, взаимный разворот модуля (поля экспонирования ),взаимную дис- 10 торсию проекционных объективов, различие координатных систем.

Известен тестовый шаблон для контроля параметров установок проекционного совмещения и экспонирования, !5 содержащий тестовый рисунок, распо ложенный на рабочем поле шаблона в виде набора нониусных шкал, которые накладываются одна на другую при мультипликации счастичным перекрытием?0 рабочих полей соседних модулей ).

Этот шаблон позволяет определить параметры только для отдельной проекционной установки. Сравнение двух или нескольких установок возможно косвенным сравнительным методом. Кроме того, дисторсию объектива и точность совмещения по осям Х и У в этом случае определяют только в одной точке на поле модуля. 30

Наиболее близкой к изобретению является контрольная шаблонная пара для оценки взаимозаменяемости установок проекционного совмещения и экспонирования, содержащая тестовые рисун35 ки, расположенные на рабочем поде шаблонов, причем первый рисунок сос= тоит из концентрических квадратов с шагом 25 мкм, а второй рисунок— из рнсок с шагом 22,5 мкм 2). 40

Однако известное устройство требует применения измерительных антоматическнх средств с точностью измерений не хуже +0,03 мкм, не позволяет количественно определить ряд параметров рассовмещения, что не обеспечивает достаточную достоверность оценки взаимозаменяемости установок.

Цель изобретения — повышение достоверности оценки вазимозаменяемости установок.

Поставленная цель достигается тем, что в контрольной шаблонной паре для оценки взаимозаменяемости установок проекционного совмещения и экспонйро- >> вания, содержащей тестовые рисунки, расположенные на рабочем поле шаблонов, тестовые рисунки выполнены в вице нониусных шкал, расположенных в центре, углах и на середине сторон рабочего поля шаблонон.

Выполнение тестовых рисунков и виде нониусных шкал, расположенньж в центре, по углам и на середине сторон рабочего поля шаблонов позволяет получить дифференциальные покаэатели взаимозаменяемости не только установок в целом, но и их отдельных узлов. Эти оценки имеют конкретный физический смысл и позноляют произвести полную и объективную оценку взаимозаменяемости установок, что в целом повышает достоверность этой оценки °

На фиг.! показаны шаблоны и расположение нониусных шкал на рабочем поле; на фиг.2 — элемент нониусной шкалы на первом контрольном шаблоне; на фиг.3 — - то же, на втором контрольном шаблоне;, на фиг.4 — фрагмент нониусной шкалы после совмещения тестовых рисунков обоих шаблонов; на фиг.5 — расположение измеряемых модулей на контрольной пластине.

Контрольная шаблонная пара содержит первый и второй контрольные шаблоны (фиг.!), каждый из которых. содержит на рабочем поле 2 пониусные шкалы 3, расположенные по углам и серединам сторон рабочего поля, а также в центре модуля. При этом в каждой j-ой контрольной точке расположены две нониусные, шкалы, ориентированные поосям Хи У.Напервом контрольном шаблоне имеются изображения первого элемента нониусной шкалы (фиг,2),на втором шаблоне — изображения нторого элемента нониусной,шкалы (фиг.3 ).

При этом расположение элементов. нониусных шкал на первом и втором шаблонах относительно контрольных точек рабочего поля идентично.

Разность шага шкал нониусных элементов на перном и втором шаблонах определяется заданной точностью измерений и при субмикронной точности измерений составляет 1 и О,! мкм для микронной и субмикронной шкал соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Кремниевую или стеклянную,, покрытую хромом, пластину с нанесенным иа нее слоем фоторезиста (контрольную пластину )экспонируют с помощью первого контрольного шаблона на эта» з 1575 лонной установке совмещения и экспонирования. Затем контрольную пластину экспонируют на контролируемой установке с помощью второго контрольного шаблона по той же же программе мультипликации. После проявления контрольной пластины на ней образуется изображение нониусных шкал, вписанных одна в другую (фиг.41. Затем визуально под микроскопом снимают !0 показания нониусных шкал на контрольной пластине и рассчитывают параметры рассовмещения.

Анализ взаимозаменяемости установок проводят в два этапа. На первом этапе — анализ внутримодульного рассовмещения, обусловленного взаимным оптическим немасштабом, взаимным разворотом фотошаблонов и различием в дисторсии проекционных объективов.

На втором этапе — анализ различий координатных систем установок, обусловленных неортогональностью хода координатных систем, погрешностью совмещения по развороту пластины, не (+) + ( — С 7

С1

X ++X++ ь

С1 3

7 с2 3

С2

+ 13+ Y+ 1

Yc3= 3

Х3 Х4. + Х

9) 4

Рассчитывают смещение каждого модуля как среднее по всем точкам мо-. дуля по формулам

Х,, пп п пп

Рассмотрим случай вычисления параметров рассовмещения установок.

Вычисляют параметры, определяющие внутримодульное рассовмещение (оптический немасштаб взаимный разворот, дисторсия ). Для этого рассчитывают. средние значения смещений по строкам и столбцам модуля для обеих осей по формулам

X.x, Х а1!

Y = — | а

X.Y, а

X., а2 3

Y.

1 (Яь 3 х

Х

К3 3

55 и

Zv!!

Y в п .1

rn прямолинейностью хода координатных столов. На контрольной пластине с проэкспонированными и проявленными двумя тестовыми рисунками снимают показания нониусных шкал по осям

Х и У в каждой j-ой оточке (фиг.!) . каждого 1 -го модуля на пластине (фиг.5 ). В результате получают матрицу рассовмещения по осям Х и У. В столбцах матрицы изменяется номер модуля i на пластине, в строках— номер нониуса 1 . Среднее арифмитическое элементов каждой иатрищ) Х, Уэто смещение, обусловленное общей погрешностью совмещения

rn,и Np ,40

: . 1,, ZЧY.

;) 1;j 1/

Х- „- У= I

И1И П1П где Х, .,У,-. — показания нониусных шкал 45

13Ф 11 в j-ой точке i -го модуля; н1 — число нониусных шкал в модуле;

n — число контрольных 50 модулей на пластине.

Далее рассчитывают смещение каж-. дой точки модуля как среднее по всем модулям

Взаимный оптический немасштаб вычисляют по формулам

1 х- ХС1- Xñ3

М„= Х,,— Х я3

Взаимную . трапецеидальность вычисляют по формулам х 1 3) Х1 Х311 т„=(У, -У,)- (у -У).

Взаимный разворот .фотошаблоков вычисляют по формулам ! х а1 Ха3 ю

Я =

С1 С3

Упорядоченную взаимную оптическую дисторсию "бочко" или "подушко-. образнун " вычисляют по формулам

Y + Y з х +Х

7 1 Т 9

ЬХ 2 7 Вч 2 8 где т! дисторсконное смещение соответствующей точки модуля ко соответствующей оси.

1157595

9+Y +Y (1 6 1

Y с1 3

Х +Х Хт

Ь ч +V -9

2 Y

X f )(f Х

2 3 В

3 с2

% +У f Y

9 2 9

СЪ, 3.

Х +Х +"

9 2. 9

«v +7 - 9

1 2 3 я 1

К+Х +Х

2 3 °

К1 3

1 + Y +> — (4 5 6

К2 5

X +Х + Х

Х 2 3 +Х fi У + Y +Y

7 О 9, —, .1 Э з

Я3 3 ФЗ 3

Разворот пластины определяют нз формул

+ Х

R3

Х при зслоби!! х у сЧ

С1

Х, 2

Если „ R>, то взаимн ая неортогональность хода столов определяется по формуле

1 !

OR H=(R„-R„) o — 4- (для пластины 76 мм);

0R H=(R,-R<)- — (для пластины ф )00 мм), Если присутствует толЬко упорядоченная дисторсия, то M „ = M ; 8<=8»

02„-=34х. - Э х -29„. В случае несоблюцения этих приближенных равенств име.ет место неупорядоченная взаимная 5 дисторсия объективов двух установок, величину и направление которой для каждой отдельной точки модуля определяют после юстировки "контролируемой" установки, т.е, выполненных равенств l0

М а О; 8„=-0; Т„"=0; Т„=о, по формулам Вкх к К9 к

Вычисляют параметры, определяющие сдвиг модуля по пластине, Рас- t5 считывают среднее смещение модулей в строках и столбцах по пластине по формулам

Немасштаб хода координатных столов определяют по формулам — t

Км С1 .ñ9 1 ую УРз )

Предлагаемое устроствоможет быть применено при аттестации проекци роекционных установок. Какую-либо установкупринимают за эталонную. На контрольных пластинах, покрытых каким-либо технологи-! ческим слоем (например, 5l02 ) и слоем фоторезиста,проиэводят экспонирование на эталонной устновке с помощью первого контрольного шаблона, Затем контрольные пластинытравят иснова наносят слой фоторезиста. Таким образом, получают аттестационные пластины, по которым в последствии осуществляют юстировку и подгонку всех остальных выпускаемых установок такого типа для обеспечения их взаимозаменяемости.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет произвести количественное определение параметров рассовмещения установок проекционного совмещения и экспонирования. При этом, так .как определение величины рассовмещения производится по показаниям нониусных пар на контрольной пластине, точность нзмерени . не зависит от точности измерительных средств.

При применении известных измерительных средств точность измерений составляет не более +0,2 икм, точность измерений с помощью нониуса

«+0,05 мкм, Производительность измерений с помощью нониусов увеличивается в 5-7 раз.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет су щественно повыситьдостоверность оценки взаимозаменяемости установок проекционного совмещения и экпонирования, что в свою очередь дает возможность более рационально подходить к выбору оборудования, периодической его аттестации и эа счет этого существенно повысить выпоп годных приборов.

ll57595

1157595

Составитель В.Рубцов

Техред Т.Дубинчак Корректор И.Эрдейи

Редактор А.11Ьиикииа

Филиал НПП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Заказ 3383/50 Тиран 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035,Москва,%-35,Рауаская наб.,д.4/5