專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻機(jī)的垂向控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及工件臺(tái)的垂向調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
投影光刻機(jī)的目的是將掩模上的圖形清晰地成像于涂有光刻膠的基底(硅片) 上，要達(dá)到此目的必須保證基底上的曝光區(qū)域垂向位于投影物鏡的最佳焦面(曝光質(zhì)量最好的平面)。為此，需對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，投影光刻機(jī)的垂向控制包括兩種類(lèi)型，一種為使用調(diào)焦調(diào)平傳感器的控制。調(diào)焦調(diào)平傳感器將激光信號(hào)發(fā)射到基底的上表面，經(jīng)基底反射并監(jiān)測(cè)反射光的位置，以確定基底上表面的姿態(tài)，從而得到基底上表面與調(diào)焦調(diào)平傳感器零平面的關(guān)系。另一種為采用垂向測(cè)量傳感器的控制。垂向測(cè)量傳感器測(cè)量工件臺(tái)執(zhí)行器的上表面中心與光刻機(jī)的基座之間的高度及傾斜值。由于調(diào)焦調(diào)平傳感器能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量被測(cè)區(qū)域的高度及傾斜值，所以被測(cè)區(qū)域的形貌對(duì)垂向位置的影響可以忽略，因此調(diào)焦調(diào)平傳感器可以比較容易將測(cè)量區(qū)域調(diào)到最佳焦面。然而，垂向測(cè)量傳感器測(cè)量的是工件臺(tái)執(zhí)行器上表面中心(也可以理解為與所述執(zhí)行器接觸的工件臺(tái)下表面的中心)到基座之間的高度及傾斜值，并不能直接測(cè)量被測(cè)區(qū)域。因此，在調(diào)焦調(diào)平傳感器可以使用的情況下優(yōu)先考慮使用調(diào)焦調(diào)平傳感器。當(dāng)調(diào)焦調(diào)平傳感器不能使用時(shí)，例如，基底的邊緣區(qū)域，才使用工件臺(tái)垂向測(cè)量傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制。一般地，光刻機(jī)中公知的調(diào)焦調(diào)平傳感器垂向控制的方法是對(duì)調(diào)焦調(diào)平傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制而將測(cè)量區(qū)域調(diào)到最佳焦面處，其實(shí)現(xiàn)方法為給定調(diào)焦調(diào)平傳感器高度及傾斜的設(shè)定值，根據(jù)設(shè)定值與傳感器測(cè)量的高度及傾斜值進(jìn)行伺服，最終將測(cè)量區(qū)域調(diào)到最佳焦面。圖1示出了控制環(huán)路。如圖1所示，控制單元首先發(fā)出命令C，工件臺(tái)執(zhí)行器根據(jù)命令C對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行M的位移。此后，調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量基底上表面的當(dāng)前位置，并將當(dāng)前位置負(fù)反饋至控制單元從而形成控制環(huán)路?？刂茊卧俑鶕?jù)所述反饋發(fā)出命令C。重復(fù)上述步驟后，可將工件臺(tái)上的基底調(diào)整至目標(biāo)平面。然而，利用調(diào)焦調(diào)平傳感器閉環(huán)的方法進(jìn)行垂向控制，調(diào)焦調(diào)平傳感器需要參與閉環(huán)控制，根據(jù)反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)垂向控制，這樣實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較花費(fèi)時(shí)間且調(diào)焦調(diào)平傳感器閉環(huán)機(jī)制比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光刻機(jī)的垂向控制裝置及方法，以降低閉環(huán)機(jī)制的復(fù)雜度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種光刻機(jī)的垂向控制裝置，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使工件臺(tái)承載的基底上的測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，所述垂向控制裝置包括調(diào)焦調(diào)平傳感器、垂向測(cè)量傳感器、控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值輸出至控制單元；所述垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值輸出至控制單元；所述控制單元根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和所述垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；所述控制單元以所述垂向設(shè)定值作為閉環(huán)控制的輸入值，以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，經(jīng)由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將所述測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)到所述目標(biāo)平面內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光刻機(jī)的垂向控制方法，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使工件臺(tái)承載的基底上的測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，所述方法包括如下步驟
a.由調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，由垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值；b.根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；c.以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值， 以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值， 對(duì)工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)到目標(biāo)平面。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種光刻機(jī)的垂向控制方法，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使工件臺(tái)承載的基底移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，所述方法包括如下步驟a.由調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下基底上的某個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，由垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值；
b.根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將基底上的該測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；c.以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底上的該測(cè)量點(diǎn)調(diào)到目標(biāo)平面；d.利用垂向測(cè)量傳感器獲得位于目標(biāo)平面內(nèi)的該測(cè)量點(diǎn)的高度值；e.重復(fù)步驟a d，以獲取基底上另兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)位于目標(biāo)平面內(nèi)時(shí)，該兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度值；f.利用測(cè)量得到的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度值來(lái)計(jì)算基底相對(duì)于光刻機(jī)基座的整體傾斜，再據(jù)此計(jì)算出將基底調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的傾斜設(shè)定值；g.以所述傾斜設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的傾斜值作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底調(diào)到目標(biāo)平面內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的垂向控制方法不需要調(diào)焦調(diào)平傳感器參與閉環(huán)控制，只需根據(jù)調(diào)焦調(diào)平傳感器的測(cè)量值、垂向測(cè)量傳感器的測(cè)量值，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到垂向設(shè)定值。所述控制單元以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以所述垂向測(cè)量傳感器的實(shí)時(shí)測(cè)量值為閉環(huán)控制的反饋值，經(jīng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)到目標(biāo)平面。由此，可快速簡(jiǎn)單地進(jìn)行反饋垂向控制，并降低閉環(huán)機(jī)制的復(fù)雜度。


參考下文較佳實(shí)施例的描述以及附圖，可最佳地理解本發(fā)明及其目的與優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的垂向控制示意圖；圖2為光刻機(jī)系統(tǒng)的示意圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例中基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置變化示意圖；圖4為第一實(shí)施例中的高度獲取的示意圖；圖5為本發(fā)明的垂向控制的示意圖；圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例中基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開(kāi)，并且使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完全了解本發(fā)明的范圍。圖2為光刻機(jī)系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，所述光刻機(jī)系統(tǒng)包括基座1以作為整個(gè)光刻機(jī)系統(tǒng)的支撐?；?的兩端設(shè)有主動(dòng)減振器2，以對(duì)放置其上的工件臺(tái)3進(jìn)行主動(dòng)減振。工件臺(tái)3通過(guò)工件臺(tái)支撐框架31連接至主動(dòng)減振器2。工件臺(tái)3為具有六自由度 (x, y, ζ, rx, ry, rz)并夾持帶動(dòng)基底運(yùn)動(dòng)的承片臺(tái)。在基座1與工件臺(tái)3之間設(shè)有垂向測(cè)量傳感器4以及工件臺(tái)執(zhí)行器5 (本實(shí)施例中，為三個(gè)執(zhí)行器)。執(zhí)行器5為帶有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的凸輪結(jié)構(gòu)，用來(lái)支撐工件臺(tái)的垂向移動(dòng)。 由于執(zhí)行器5的上表面與工件臺(tái)3的下表面物理接觸，因此，三個(gè)執(zhí)行器5上表面所處的平面就是工件臺(tái)3的下表面，且三個(gè)執(zhí)行器的中心為工件臺(tái)的中心。通過(guò)垂向測(cè)量傳感器4可以測(cè)量工件臺(tái)3的下表面相對(duì)于基座1上表面的傾斜值，也可以測(cè)量工件臺(tái)3下表面的中心到基座1上表面的距離，該距離被定義為工件臺(tái)3相對(duì)于基座1的高度。工件臺(tái)執(zhí)行器5 對(duì)工件臺(tái)3進(jìn)行支撐，并且根據(jù)垂向傳感器4的設(shè)定值驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)3進(jìn)行垂向移動(dòng)?；? 設(shè)置在工件臺(tái)3的上表面上，所述基底6可為硅片或者基準(zhǔn)板?；?的上方設(shè)有主基板 7。主基板7通過(guò)支撐件由工件臺(tái)支撐框架31進(jìn)行支撐。主基板7上支撐有透鏡8以及照明系統(tǒng)9。請(qǐng)結(jié)合參照?qǐng)D3，照明系統(tǒng)9發(fā)射光源，經(jīng)過(guò)透鏡8并沿透鏡8的光軸LS方向照射在基底6的上表面上。主基板7上還設(shè)有朝向基底6的調(diào)焦調(diào)平傳感器(FLQ 10。調(diào)焦調(diào)平傳感器10測(cè)量基底6的上表面與調(diào)焦調(diào)平傳感器10的零平面PNO之間的高度和傾斜值。應(yīng)注意，本發(fā)明中涉及到所有旋轉(zhuǎn)傾斜方向(rX，ry)都定義為如圖2所示。本發(fā)明的光刻機(jī)的垂向控制裝置包括調(diào)焦調(diào)平傳感器、垂向測(cè)量傳感器、控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該垂向控制裝置用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使工件臺(tái)承載的基底上的測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，其中，所述調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值輸出至控制單元；所述垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值輸出至控制單元；所述控制單元根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和所述垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；所述控制單元以所述垂向設(shè)定值作為閉環(huán)控制的輸入值，以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，經(jīng)由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底上的所述測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)到所述目標(biāo)平面內(nèi)。所述目標(biāo)平面可為最佳焦面，也可為其它任何平面。所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是工件臺(tái)執(zhí)行器5，具體的，可采用帶有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的凸輪結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)結(jié)合上述光刻機(jī)系統(tǒng)詳細(xì)描述使用所述垂向控制裝置對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向控制的方法。具體的，垂向控制可以分為兩種情況，一種是將基底上的某個(gè)測(cè)量點(diǎn)垂向移位到目標(biāo)平面，另一種是將整個(gè)基底垂向移位到目標(biāo)平面。對(duì)于上述的兩種情況，下面將通過(guò)兩個(gè)具體實(shí)施例來(lái)分別闡述，如何采用本發(fā)明的垂向控制裝置及方法來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)或基底到目標(biāo)平面的移位。實(shí)施例一本實(shí)施例是將基底上的某個(gè)測(cè)量點(diǎn)垂向移位到目標(biāo)平面，該測(cè)量點(diǎn)位于調(diào)焦調(diào)平傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)?，F(xiàn)參考圖2-5描述根據(jù)本發(fā)明的垂向控制方法的第一實(shí)施例。首先執(zhí)行步驟S100，調(diào)焦調(diào)平傳感器10測(cè)量初始位置處的基底6上的測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于調(diào)焦調(diào)平傳感器10零平面PNO的高度及傾斜值，記為高度h和傾斜值、！TF，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，其中，如圖3所示，該高度^指沿光軸LS方向，基底表面的測(cè)量點(diǎn) P0到零平面PNO之間的距離，該傾斜值指所述測(cè)量點(diǎn)Ptl附近的一個(gè)小測(cè)量區(qū)域與調(diào)焦調(diào)平傳感器10零平面PNO之間的傾斜值；垂向測(cè)量傳感器4測(cè)量初始位置處的工件臺(tái)3相對(duì)于基座1的高度及傾斜值，記為高度、和傾斜值i^m，作為垂向傳感器初始測(cè)量值，其中， 如圖3所示，該高度 指工件臺(tái)下表面PN3的中心C到基座上表面PN2的距離，該傾斜值 rxL> ryL指工件臺(tái)下表面PN3與基座上表面PN2之間的傾斜值。上述高度和傾斜值的測(cè)量方法為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不復(fù)贅述。接著，執(zhí)行步驟S200，根據(jù)步驟SlOO得到的垂向傳感器初始測(cè)量值和調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到垂向測(cè)量傳感器4的垂向設(shè)定值，即高度設(shè)定值 zL Set和傾斜設(shè)定值srt、I^ srt，其中，如圖3所示，該高度設(shè)定值^―表征的含義是當(dāng)基底表面的測(cè)量點(diǎn)位于目標(biāo)平面PNl內(nèi)時(shí)，工件臺(tái)下表面中心到基座上表面的距離；該傾斜設(shè)定值1 srt、ryL_set表征的含義是當(dāng)基底表面的測(cè)量點(diǎn)附近的一個(gè)小測(cè)量區(qū)域位于目標(biāo)平面PNl內(nèi)時(shí)，工件臺(tái)下表面與基座上表面之間的傾斜值。具體地，步驟S200包含以下子步驟步驟S201，設(shè)置目標(biāo)平面Pm在調(diào)焦調(diào)平傳感器10的零位坐標(biāo)系中的位置，即目標(biāo)平面Pm的高度zF Srt和傾斜值rxF Srt、ryF Srt，其中，如圖3所示，該高度zF Srt指沿光軸LS 方向，零平面PNO與目標(biāo)平面Pm之間的距離，該傾斜值rxF Set、ryF Set指零平面PNO與目標(biāo)平面Pm之間的傾斜值。步驟S203，獲取基座表面PN2相對(duì)于目標(biāo)平面Pm的傾斜值，記為rxst、ryst。這一傾斜值的獲取為業(yè)界的公知技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。步驟S205，計(jì)算基底6上的測(cè)量點(diǎn)P。與工件臺(tái)3上表面之間的傾斜值rxw、ryw，即測(cè)量點(diǎn)Ptl附近的一個(gè)小測(cè)量區(qū)域與工件臺(tái)3上表面之間的傾斜值。需要說(shuō)明的是，此處認(rèn)為所述工件臺(tái)3的上、下表面相互平行，因而，該傾斜值rxw、ryw也可理解為圖3中測(cè)量點(diǎn)Ptl 附近的一個(gè)小測(cè)量區(qū)域與工件臺(tái)下表面PN3之間的傾斜值。具體計(jì)算公式如下ryw = -ryst-ryFSet-ryL+ryF(1)rxw = -rxst-rxFSet-rxL+rxF(2)步驟S207，計(jì)算傾斜設(shè)定值set、ryL_set,計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)的垂向控制裝置，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使所述工件臺(tái)承載的基底上的測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，其特征在于，所述垂向控制裝置包括調(diào)焦調(diào)平傳感器、 垂向測(cè)量傳感器、控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下所述基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值輸出至所述控制單元；所述垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下所述工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值輸出至所述控制單元；所述控制單元根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和所述垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將所述基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；所述控制單元以所述垂向設(shè)定值作為閉環(huán)控制的輸入值，以所述垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下所述工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，經(jīng)由所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行所述閉環(huán)控制，從而將所述測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)到所述目標(biāo)平面內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的垂向控制裝置，其特征在于，所述垂向測(cè)量傳感器是光柵尺。
3.如權(quán)利要求1所述的垂向控制裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個(gè)執(zhí)行器。
4.如權(quán)利要求3所述的垂向控制裝置，其特征在于，所述執(zhí)行器為帶有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的凸輪結(jié)構(gòu)。
5.一種光刻機(jī)的垂向控制方法，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使所述工件臺(tái)承載的基底上的測(cè)量點(diǎn)移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，其特征在于，包括如下步驟a.由調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下所述基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，由垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下所述工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值；b.根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將所述基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；c.以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以所述垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下所述工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行所述閉環(huán)控制，從而將所述基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)到所述目標(biāo)平面。
6.如權(quán)利要求5所述的垂向控制方法，其特征在于，所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值包括所述基底上的測(cè)量點(diǎn)在調(diào)焦調(diào)平傳感器零平面內(nèi)的高度^和傾斜值rxF、ryF ；所述垂向傳感器初始測(cè)量值包括所述工件臺(tái)相對(duì)于光刻機(jī)基座的高度\和傾斜值!·&、ryL ；所述垂向設(shè)定值包括高度設(shè)定值Z^t和傾斜設(shè)定值1 srt、ryL_set,分別表示當(dāng)所述基底上的測(cè)量點(diǎn)位于所述目標(biāo)平面內(nèi)時(shí)，所述工件臺(tái)相對(duì)于所述光刻機(jī)基座的高度和傾斜值。
7.如權(quán)利要求6所述的垂向控制方法，其特征在于，所述步驟b包括如下子步驟bl.設(shè)置所述目標(biāo)平面在所述調(diào)焦調(diào)平傳感器零平面中的高度值z(mì)F 及傾斜值rxF Srt 禾口 ryF—Set ；b2.獲取所述目標(biāo)平面相對(duì)于所述光刻機(jī)基座的傾斜值rxst和ryst ； b3.計(jì)算所述基底上的測(cè)量點(diǎn)與所述工件臺(tái)之間的傾斜值rxw、ryw，計(jì)算公式為 ryw = -ryst-ryF Set-ryL+ryF 禾P rxw = _rxst_rxF—Set_rxL+rxF ； b4.計(jì)算傾斜設(shè)定值risrt、I^ srt，計(jì)算公式為 ryL_set = ryF Set+ryL-ryF 和 rxL—set = rxF Set+rxL-rxF ；b5.獲取所述工件臺(tái)的高度d;b6.設(shè)置所述基底上的測(cè)量點(diǎn)在所述工件臺(tái)的坐標(biāo)系中的水平位置xt、yt ； b7.計(jì)算所述高度設(shè)定值^ Srt，所述高度設(shè)定值Z^t為所述高度測(cè)量值\加上差值 Δζ，其中，
8.如權(quán)利要求7所述的垂向控制方法，其特征在于，所述步驟c包括如下子步驟 Cl.將所述高度設(shè)定值Z^t及傾斜設(shè)定值1 和I^ srt轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器的高度值z(mì)l、 z2和z3，轉(zhuǎn)換模型為
9. 一種光刻機(jī)的垂向控制方法，用于對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行垂向移位，使所述工件臺(tái)承載的基底移動(dòng)至一目標(biāo)平面內(nèi)，其特征在于，包括如下步驟a.由調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下所述基底上的一測(cè)量點(diǎn)的位置信息，作為調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值，由垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下所述工件臺(tái)的位置信息，作為垂向傳感器初始測(cè)量值；b.根據(jù)所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值和垂向傳感器初始測(cè)量值，計(jì)算得到將所述基底上的該測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；c.以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以所述垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下所述工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行所述閉環(huán)控制，從而將所述基底上的該測(cè)量點(diǎn)調(diào)到所述目標(biāo)平面；d.利用所述垂向測(cè)量傳感器獲得位于所述目標(biāo)平面內(nèi)的該測(cè)量點(diǎn)的高度值；e.重復(fù)步驟a d，以獲取所述基底上另兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)位于目標(biāo)平面內(nèi)時(shí)，所述兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度值；f.利用測(cè)量得到的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度值來(lái)計(jì)算所述基底相對(duì)于光刻機(jī)基座的整體傾斜，再據(jù)此計(jì)算出將所述基底調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)平面內(nèi)的傾斜設(shè)定值；g.以所述傾斜設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以所述垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下所述工件臺(tái)的傾斜值作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)所述工件臺(tái)的位置進(jìn)行所述閉環(huán)控制，從而將所述基底調(diào)到所述目標(biāo)平面內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的垂向控制方法，其特征在于，所述調(diào)焦調(diào)平傳感器初始測(cè)量值包括所述測(cè)量點(diǎn)在調(diào)焦調(diào)平傳感器零平面內(nèi)的高度Zf ；所述垂向傳感器初始測(cè)量值包括所述工件臺(tái)相對(duì)于所述光刻機(jī)基座的高度\和傾斜值!·&、ryL ；所述垂向設(shè)定值包括高度設(shè)定值^―Srt和傾斜設(shè)定值1 srt、ryL_set,分別表示當(dāng)所述基底上的測(cè)量點(diǎn)位于所述目標(biāo)平面內(nèi)時(shí)，所述工件臺(tái)相對(duì)于所述光刻機(jī)基座的高度和傾斜值。
11.如權(quán)利要求10所述的垂向控制方法，其特征在于，所述步驟b包括如下子步驟 bl.設(shè)置所述目標(biāo)平面在所述調(diào)焦調(diào)平傳感器零平面中的高度值z(mì)F 及傾斜值rxF Srt禾口 ryF—Set ；b2.獲取所述目標(biāo)平面相對(duì)于所述光刻機(jī)基座的傾斜值rxst和ryst ； b3.計(jì)算傾斜設(shè)定值srt、ryL_set,計(jì)算公式為1 set = rxL和ryL-srt = ryL ； b4.計(jì)算所述高度設(shè)定值ZL-Srt，所述高度設(shè)定值Zt為所述高度測(cè)量值\加上差值 Δz，其中，
12.如權(quán)利要求11所述的垂向控制方法，其特征在于，所述步驟c包括如下子步驟 cl.將所述高度設(shè)定值Z^t及傾斜設(shè)定值1 和I^ srt轉(zhuǎn)換為執(zhí)行器的高度值z(mì)l、z2和z3，轉(zhuǎn)換模型為
13.如權(quán)利要求9所述的垂向控制方法，其特征在于，所述步驟f包括如下子步驟 Π.設(shè)所述基底上表面方程為Z = ax+by+c，所述基底上的三個(gè)測(cè)量點(diǎn)在工件臺(tái)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為(xl，yl)，(x2,y2), (乂3，73)，將三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的高度值z(mì)1、z2、z3及坐標(biāo)代入基底上表面方程，解線(xiàn)性方程以求出系數(shù)a，b的值，計(jì)算公式如下
全文摘要
一種光刻機(jī)的垂向控制方法，包括如下步驟a.由調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量初始位置下基底上的測(cè)量點(diǎn)的位置信息，由垂向測(cè)量傳感器測(cè)量初始位置下工件臺(tái)的位置信息；b.根據(jù)上述位置信息計(jì)算得到將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)節(jié)至目標(biāo)平面內(nèi)的垂向設(shè)定值；c.以所述垂向設(shè)定值為閉環(huán)控制的輸入值，以垂向測(cè)量傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量得到的當(dāng)前位置下工件臺(tái)的位置信息作為閉環(huán)控制的反饋值，對(duì)工件臺(tái)的位置進(jìn)行閉環(huán)控制，從而將基底上的測(cè)量點(diǎn)調(diào)到目標(biāo)平面。根據(jù)本發(fā)明的垂向控制方法，調(diào)焦調(diào)平傳感器無(wú)需參與到閉環(huán)控制中，可大大節(jié)省時(shí)間并降低閉環(huán)機(jī)制的復(fù)雜度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102566287SQ201010592409
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者段立峰, 毛方林, 王獻(xiàn)英 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司