运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法

摘要

本发明提供一种运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法。将至少两个第一测量标记和至少两个第二测量标记分布在至少三个分支位置点上，所述分支位置点不在同一直线上，所述分支位置点位于所述第一测量标记或所述第二测量标记的外轮廓上，且所述第一测量标记和所述第二测量标记无重叠，以形成一种具有二维可扩展性的测量标记组合结构，用以测量运动台定位误差。本发明提供的运动台定位误差的测量标记组合适用于各种类型的运动台系统，且在同一基底上经过一次曝光及测量流程即可获得所有测量位置点之间的位置关系，提高了运动台定位误差的测量效率和精度。

权利要求

1.一种运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，包括：至少两个第一测量标记和至少两个第二测量标记，所述第一测量标记和第二测量标记分布在至少三个分支位置点上，且至少存在三个所述分支位置点不在同一直线上，所述第一测量标记和所述第二测量标记的外轮廓设定为边长相等的正方形，所述分支位置点位于所述第一测量标记或所述第二测量标记的外轮廓上，且所述第一测量标记和所述第二测量标记无重叠；其中，运动台定位误差测量过程中，掩模版上测量标记组合配置为所述第一测量标记和所述第二测量标记分布在第一分支位置点、第二分支位置点及第三分支位置点，设定所述第一分支位置点为名义位置点并位于第i行，所述第二分支位置点和所述第三分支位置点位于第i‑1行；运动台承载基底进行X向和Y向步进曝光时，运动台X向、Y向步进的步距为NX、NY，两行测量标记曝光时运动台位置的X向、Y向偏移量为NX0、NY0，其中NX、NY、NX0及NY0的计算方法为：其中，LX1、LY1为第二分支位置点距第一分支位置点的X向、Y向间距，LX2、LY2为第三分支位置点距第一分支位置点的X向、Y向间距，M为物镜倍率，i为大于等于2的整数。

2.根据权利要求1所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，所述第一测量标记和所述第二测量标记均包括至少一组第一方向标记和至少一组第二方向标记，所述第一测量标记和所述第二测量标记中的第一方向标记和第二方向标记的数目相等且相对位置不同。

3.根据权利要求2所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，所述第一方向标记和所述第二方向标记均包括若干个细分线条结构，所述第一方向标记和所述第二方向标记垂直无重叠。

4.根据权利要求1所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，所述第一测量标记和所述第二测量标记其中之一为中心标记，另一为外围标记，当所述第一测量标记和所述第二测量标记叠加时，所述中心标记位于所述外围标记内部且两者无重叠。

5.根据权利要求1所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，所述分支位置点之间的距离大于所述第一测量标记的外轮廓的对角线长度的两倍。

6.根据权利要求1所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，两个所述第一测量标记分布在同一分支位置点，或两个所述第二测量标记分布在同一分支位置点，或所述第一测量标记和所述第二测量标记分布在同一分支位置点。

7.根据权利要求6所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，位于同一分支位置点的两个测量标记，其中之一测量标记外轮廓的顶点与另一测量标记外轮廓的顶点在同一分支位置点，或其中之一测量标记外轮廓的顶点与另一测量标记外轮廓的边长上的一点在同一分支位置点。

8.根据权利要求2所述的运动台定位误差的测量标记组合，其特征在于，当所述第一测量标记和所述第二测量标记在相同位置曝光时，所述第一测量标记的第一方向标记与所述第二测量标记的第一方向标记无重叠，所述第一测量标记的第二方向标记与所述第二测量标记的第二方向标记无重叠。

9.一种运动台定位误差的补偿装置，其特征在于，包括：照明装置，用于产生成像光束；

掩模版，所述掩模版上设有如权利要求1‑8中任一项所述的运动台定位误差的测量标记组合；

掩模台，用于承载所述掩模版；

运动台，用于承载涂胶后的基底；

投影物镜，将掩模版上的测量标记成像到基底上；

对准装置，用于测量测量标记组合在显影后基底上的成像标记。

10.根据权利要求9所述的运动台定位误差的补偿装置，其特征在于，还包括：与所述掩模台连接的掩模台控制系统，与所述运动台连接的运动台控制系统。

11.根据权利要求10所述的运动台定位误差的补偿装置，其特征在于，所述掩模台控制系统和运动台控制系统包括干涉仪、光栅尺，所述对准装置包括CCD或光栅尺。

12.一种运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：进行运动台定位误差测试曝光；

下载曝光完成的基底进行显影；

将显影完成的基底重新上载至运动台上并移动到对准装置下方进行测量；

根据测量结果计算运动台的定位误差，并进行数据处理得到定位误差补偿表；

利用得到的补偿表分别对运动台控制系统和掩模台控制系统进行前馈补偿；

其中，进行运动台定位误差测试曝光时采用了权利要求1‑8中任一项所述的运动台定位误差的测量标记组合。

13.根据权利要求12所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，进行运动台定位误差测试曝光包括以下步骤：

上载设置有测量标记组合的掩模版；

将测量标记组合移动到投影物镜上方，并保持掩模台不动；

设置曝光窗口大小，保证只有测量标记组合的区域透光；

运动台承载基底进行X向和Y向步进曝光。

14.根据权利要求13所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，利用对准装置测得第一测量标记和第二测量标记的X向对准位置和Y向对准位置。

15.根据权利要求14所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，曝光结果上至少存在三个不在同一直线上的第一分支位置点、第二分支位置点及第三分支位置点，第一分支位置点上至少存在两个第二测量标记分别与两个第一测量标记叠加，其中，第一分支位置点上的一第二测量标记与第一测量标记的位置偏差为运动台位于第一分支位置点与第二分支位置点曝光时的运动台定位误差，设定为曝光误差，第二分支位置点上一第二测量标记与第一分支位置点上的第一测量标记的位置偏差为运动台位于第一分支位置点与第二分支位置点测量时的运动台定位误差，设定为测量误差，其中，用于设定测量误差中的第一测量标记与用于设定曝光误差中的第一测量标记为同一个第一测量标记。

16.根据权利要求15所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，设定曝光误差中的位置偏差是指第一分支位置点上第二测量标记与第一测量标记的叠加偏差，设定测量误差中的位置偏差是指名义位置点在第二分支位置点上的测量标记组合中的第二测量标记与第一测量标记的实际对准位置与理论对准位置的偏差。

17.根据权利要求16所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，计算运动台的定位误差的方法为：

分别测量获得运动台第二分支位置点、第三分支位置点相对于第一分支位置点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差；

对运动台上的曝光结果中所有的成像标记的分支位置点进行处理，以获得与测量结果二维网格相对应的数据网格；

通过插值得到运动台的定位误差补偿表。

18.根据权利要求17所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，以数据网格中任意一个网格点为基准点，则可沿网格连线递推得到其余网格点相对于基准点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差。

19.根据权利要求17所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，运动台的定位误差补偿表包括X向曝光误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿表及Y向测量误差补偿表。

20.根据权利要求17所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，计算运动台的定位误差的方法还包括：对误差补偿表中的数据进行滤波处理。

21.根据权利要求12所述的运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，利用得到的补偿表分别对运动台控制系统和掩模台控制系统进行前馈补偿这一步骤中，若没有设定参考值，则将第一次测试得到的补偿表作为参考值，并在运动台控制系统和掩模台控制系统进行伺服控制时进行前馈补偿；若已经存在参考值，则将新测的补偿表与参考值进行比较，若差值小于或等于预设的警告阈值，则正常生产并采用新测的补偿表进行前馈补偿，反之发出警告信息提示用户，并由用户选择是否继续量产曝光，若用户选择继续生产，则采用新测的补偿表对运动控制系统进行前馈补偿，否则停止生产；若已经存在参考值并大于预设的错误阈值，则发出错误信息，并停止生产。

说明书

运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光刻技术领域，特别涉及一种运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法。

背景技术

[0002] 光刻技术或称光学刻蚀术，已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光学投影装置曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上。光学投影装置作为集成电路制造
工艺中的重要设备，最终决定集成电路的特征尺寸，其精度要求对于光刻工艺相当重要。在
曝光过程中，由于承载硅片的工件台与承载掩模的掩模台会发生步进或者扫描运动，因此，
运动台的定位精度势必直接影响曝光于硅片上的图样质量。

[0003] 采用干涉仪控制的运动台测量系统的定位精度受反射平面镜制造精度的影响，采用平面光栅尺控制的运动台测量系统的定位精度受平面光栅制造精度的影响。无论采用哪
种控制方式，尽管反射镜平面或光栅尺平面经过了精密的机械加工、打磨，但是在其表面上
仍然不可避免地会存在缺陷。即使是只有几纳米大小的缺陷点，也使光学投影装置的精度
产生相当大的误差。为尽可能的减少上述误差，必须在曝光之前对光学平面表面进行测试，
得到其表面面形图像的测量数据，然后对表面缺陷进行修正补偿，从而满足系统的高精度
要求。

[0004] 现有技术中提供了一种运动台定位误差校准方法，利用干涉仪测量轴的冗余性获取干涉仪反射镜面型数据，并对数据进行滤波处理得到最终的面型数据。在实际使用时，根
据测量得到的面型数据对运动台控制参数进行前馈补偿，从而减小运动定位误差。然而该
方法仅适用于采用具有冗余测量轴的干涉仪作为控制传感器的运动台系统，随着光刻技术
的不断发展，平面光栅尺已经替代干涉仪成为主流的测量传感器，因此该方式已经不再适
用。

发明内容

[0005] 本发明提供一种运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法，以适用于各种类型的运动台系统，提高运动台定位误差的测量精度和效率。

[0006] 本发明提供一种运动台定位误差的测量标记组合，包括：至少两个第一测量标记和至少两个第二测量标记，所述第一测量标记和第二测量标记分布在至少三个分支位置点
上，且至少存在三个所述分支位置点不在同一直线上，所述第一测量标记和所述第二测量
标记的外轮廓设定为边长相等的正方形，所述分支位置点位于所述第一测量标记或所述第
二测量标记的外轮廓上，且所述第一测量标记和所述第二测量标记无重叠。

[0007] 可选的，所述第一测量标记和所述第二测量标记均包括至少一组第一方向标记和至少一组第二方向标记，所述第一测量标记和所述第二测量标记中的第一方向标记和第二
方向标记的数目相等且相对位置不同。

[0008] 可选的，所述第一方向标记和所述第二方向标记均包括若干个细分线条结构，所述第一方向标记和所述第二方向标记垂直无重叠。

[0009] 可选的，所述第一测量标记和所述第二测量标记其中之一为中心标记，另一为外围标记，当所述第一测量标记和所述第二测量标记叠加时，所述中心标记位于所述外围标
记内部且两者无重叠。

[0010] 可选的，所述分支位置点之间的距离大于所述第一测量标记的外轮廓的对角线长度的两倍。

[0011] 可选的，两个所述第一测量标记分布在同一分支位置点，或两个所述第二测量标记分布在同一分支位置点，或所述第一测量标记和所述第二测量标记分布在同一分支位置
点。

[0012] 可选的，位于同一分支位置点的两个测量标记，其中之一测量标记外轮廓的顶点与另一测量标记外轮廓的顶点在同一分支位置点，或其中之一测量标记外轮廓的顶点与另
一测量标记外轮廓的边长上的一点在同一分支位置点。

[0013] 可选的，当所述第一测量标记和所述第二测量标记在相同位置曝光时，所述第一测量标记的第一方向标记与所述第二测量标记的第一方向标记无重叠，所述第一测量标记
的第二方向标记与所述第二测量标记的第二方向标记无重叠。

[0014] 本发明还提供一种运动台定位误差的补偿装置，包括：

[0015] 照明装置，用于产生成像光束；

[0016] 掩模版，所述掩模版上设有上述的运动台定位误差的测量标记组合；

[0017] 掩模台，用于承载所述掩模版；

[0018] 工件台，用于承载涂胶后的基底；

[0019] 投影物镜，将掩模版上的测量标记成像到基底上；

[0020] 对准装置，用于测量测量标记组合在显影后基底上的成像标记。

[0021] 可选的，还包括：与所述掩模台连接掩模台控制系统，与所述工件台连接的工件台控制系统。

[0022] 可选的，所述掩模台控制系统和工件台控制系统包括干涉仪、光栅尺或平面光栅尺，所述对准装置包括CCD或光栅尺。

[0023] 本发明还提供一种运动台定位误差的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0024] 进行工件台定位误差测试曝光；

[0025] 下载曝光完成的基底进行显影；

[0026] 将显影完成的基底重新上载至工件台上并移动到对准装置下方进行测量；

[0027] 根据测量结果计算运动台的定位误差，并进行数据处理得到定位误差补偿表；

[0028] 利用得到的补偿表分别对工件台控制系统和掩模台控制系统进行前馈补偿；

[0029] 其中，进行工件台定位误差测试曝光时采用了以上所述的运动台定位误差的测量标记组合。

[0030] 可选的，进行工件台定位误差测试曝光包括以下步骤：

[0031] 上载设置有测量标记组合的掩模版；

[0032] 将测量标记组合移动到投影物镜上方，并保持掩模台不动；

[0033] 设置曝光窗口大小，保证只有测量标记组合的区域透光；

[0034] 工件台承载基底进行X向和Y向步进曝光。

[0035] 可选的，第一测量标记和第二测量标记分布在第一分支位置点、第二分支位置点及第三分支位置点，设定所述第一分支位置点为名义位置点并位于第i行，所述第二分支位
置点和所述第三分支位置点位于第i‑1行；工件台X向、Y向步进的步距为NX、NY，两行测量标
记曝光时工件台位置的X向、Y向偏移量为NX0、NY0，其中NX、NY、NX0及NY0的计算方法为：

[0036]

[0037] 其中，LX1、LY1为第二分支位置点距第一分支位置点的X向、Y向间距，LX2、LY2为第三分支位置点距第一分支位置点的X向、Y向间距，M为物镜倍率，i为大于等于2的整数。

[0038] 可选的，利用对准装置测得第一测量标记和第二测量标记的X向对准位置和Y向对准位置。

[0039] 可选的，曝光结果上至少存在三个不在同一直线上的第一位置点、第二位置点及第三位置点，第一位置点上至少存在两个第二测量标记分别与两个第一测量标记叠加，其
中，第一位置点上的一第二测量标记与第一测量标记的位置偏差为工件台位于第一位置点
与第二位置点曝光时的工件台定位误差，设定为曝光误差，第二位置点上一第二测量标记
与第一位置点上的第一测量标记的位置偏差为工件台位于第一位置点与第二位置点测量
时的工件台定位误差，设定为测量误差，其中，用于设定测量误差中的第一测量标记与用于
设定曝光误差中的第一测量标记为同一个第一测量标记。

[0040] 可选的，设定曝光误差中的位置偏差是指第一位置点上第二测量标记与第一测量标记的叠加偏差，设定测量误差中的位置偏差是指名义位置点在第二位置点上的测量标记
组合中的第二测量标记与第一测量标记的实际对准位置距离与理论对准位置距离的偏差。

[0041] 可选的，计算运动台的定位误差的方法为：

[0042] 分别测量获得工件台第二位置点、第三位置点相对于第一位置点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差；

[0043] 对工件台上的曝光结果中所有的成像标记的位置点进行处理，以获得测量结果二维网格相对应的数据网格；

[0044] 通过插值得到工件台的定位误差补偿表。

[0045] 可选的，以数据网格中任意一个网格点为基准点，则可沿网格连线递推得到其余网格点相对于基准点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差及Y向测量误差。

[0046] 可选的，工件台的定位误差补偿表包括X向曝光误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿表、Y向测量误差补偿表。

[0047] 可选的，计算运动台的定位误差的方法还包括：对误差补偿表中的数据进行滤波处理。

[0048] 可选的，利用得到的补偿表分别对工件台控制系统和掩模台控制系统进行前馈补偿这一步骤中，若没有设定参考值，则将第一次测试得到的补偿表作为参考值，并在工件台
控制系统和掩模台控制系统进行伺服控制时进行前馈补偿；若已经存在参考值，则将新测
的补偿表与参考值进行比较，若差值小于或等于预设的警告阈值，则正常生产并采用新测
的补偿表进行前馈补偿，反之发出警告信息提示用户，并由用户选择是否继续量产曝光，若
用户选择继续生产，则采用新测的补偿表对运动控制系统进行前馈补偿，否则停止生产；若
已经存在参考值并大于预设的错位阈值，则发出错误信息，并停止生产。

[0049] 综上，本发明将至少两个第一测量标记和至少两个第二测量标记分布在至少三个分支位置点上，所述分支位置点不在同一直线上，所述分支位置点位于所述第一测量标记
或所述第二测量标记的外轮廓上，且所述第一测量标记和所述第二测量标记无重叠，以形
成一种具有二维可扩展性的测量标记组合结构，用以测量运动台定位误差。本发明提供的
运动台定位误差的测量标记组合适用于各种类型的运动台系统，且在同一基底上经过一次
曝光可获得所有标记测量点之间的位置关系，提高了运动台定位误差的测量效率和精度。

附图说明

[0050] 图1是实施例一中运动台定位误差的补偿装置的结构示意图；

[0051] 图2是实施例一中运动台定位误差的补偿方法的流程图；

[0052] 图3a、3b是实施例一中运动台定位误差的测量标记组合的基本组成单元的结构示意图；

[0053] 图4是实施例一中测量标记组合中第一测量标记和第二测量标记的不同组成形式；

[0054] 图5a是实施例一中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图5b为与图5a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图5c为与图5a中测量标记组合相对应的数
据网格；

[0055] 图6a是实施例二中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图6b为与图6a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图6c为与图6a中测量标记组合相对应的数
据网格；

[0056] 图7a是实施例三中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图7b为与图7a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图7c为与图7a中测量标记组合相对应的数
据网格；

[0057] 图8a是实施例四中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图8b为与图8a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图8c为与图8a中测量标记组合相对应的数
据网格；

[0058] 图9a是实施例五中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图9b为与图9a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图9c为与图9a中测量标记组合相对应的数
据网格；

[0059] 图10a是实施例六中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图10b为与图10a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图10c为与图10a中测量标记组合相对
应的数据网格；

[0060] 图11a是实施例七中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图11b为与图11a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图11c为与图11a中测量标记组合相对
应的数据网格；

[0061] 图12a是实施例八中运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图12b为与图12a中测量标记组合相对应的成像标记的部分图形，图12c为与图12a中测量标记组合相对
应的数据网格。

具体实施方式

[0062] 以下结合附图和具体实施例对本发明的运动台定位误差的测量标记组合、补偿装置及补偿方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，
然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐
述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地
辅助说明本发明实施例的目的。

[0063] 在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替
换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操
作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必
须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其
他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图
中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构
件的标号标于每一图中。

[0064] 实施例一

[0065] 本实施例提供一种运动台定位误差的测量标记组合，包括：至少两个第一测量标记(A型标记)和至少两个第二测量标记(B型标记)，所述第一测量标记(A型标记)和第二测
量标记(B型标记)分布在至少三个分支位置点上(101、102和103)，且至少存在三个所述分
支位置点不在同一直线上。图3a和图3b为本实施例中第一测量标记和第二测量标记的基本
组成单元的结构示意图。如图3a所示，第一测量标记和第二测量标记的基本组成单元包括：
第一方向标记和第二方向标记，所述第一方向标记和所述第二方向标记均由若干细分线条
结构构成，例如可以采用若干光栅构成，所述第一方向标记和所述第二方向标记互相垂直，
例如所述第一方向标记为X向标记，所述第二方向标记为Y标记，所述X向标记用于通过光栅
型对准系统确定X向位置，所述Y向标记用于通过光栅型对准系统确定Y向位置。本发明实施
例中采用的第一测量标记和第二测量标记的基本单元也可以如图3b所示，包括：中心标记
和外围标记，即所述第一测量标记和第二测量标记其中之一为中心标记，另一为外围标记，
通过套刻机测量设备可测得中心标记与外围标记在X向与Y向中心的偏差。需要指出的是，
本发明所采用的第一测量标记和第二测量标记的基本组成单元并不限于以上两中结构形
式。本实施例中所述第一方向标记为X向标记，所述第二方向标记为Y标记，在本发明其他实
施例中，所述第一方向标记和第二方向标记可以呈任意角度组合形成第一测量标记和第二
测量标记。

[0066] 利用如图3a和图3b所示的基本单元可以组合得到如图4所示的第一测量标记和第二测量标记的不同组成形式，如图4所示，所述第一测量标记和所述第二测量标记均至少包
括一组第一方向标记和一组第二方向标记，在第一测量标记和第二测量标记中，所述第一
方向标记和所述第二方向标记互相垂直但不相交无重叠，所述第一方向标记和所述第二方
向标记的数目相等，只是相对位置不同，所述第一测量标记和所述第二测量标记可以相互
转换。

[0067] 具体的，所述第一测量标记包括但不限于：标记111、标记121、标记131、标记141，所述第二测量标记包括但不限于：标记112、标记122、标记132、标记142。标记111与标记
121、标记112与标记122的不同之处在于X向标记与Y向标记的相对位置不同，标记131与标
记111、标记121，标记132与标记112、标记122的不同之处在于标记131和标记132均包含有
两个X向标记、两个Y向标记。标记141与标记111、标记121、标记131，标记142与标记112、标
记122、标记132的不同之处在于标记类型的不同。标记111与标记112、标记121与标记122、
标记131与标记132、标记141与标记142在相同位置处曝光后分别得到标记113、标记123、标
记133、标记143。标记111与标记112、标记121与标记122、标记131与标记132、标记141与标
记142在曝光位置存在X向偏差dX、Y向偏差dY时，曝光后分别得到标记114、标记124、标记
134、标记144，标记113、标记123、标记133、标记143可分别看作标记114、标记124、标记134、
标记144在dX、dY均为0时的特例。将标记111、标记121、标记131、标记141统称为A型标记，即
第一测量标记为A型标记，可用01所示图形表示，将标记112、标记122、标记132、标记142统
称为B型标记标，即第二测量标记为B型标记，可用02所示图形表示。标记113、标记123、标记
133、标记143、标记114、标记124、标记134、标记144统称为A型标记与B型标记的叠加标记，
可用03所示图形表示。标记A与标记B具有等价的效果，可以进行调换。标记113、123、133中，
两个X向标记、两个Y向标记位置并无重叠。标记143中的中心标记与外围标记也无重叠。叠
加标记114、124、134中，在dX、dY较小时，两个X向标记、两个Y向标记位置无重叠。标记144
中，在dX、dY较小时，中心标记和外围标记的位置无重叠。可利用对准系统或套刻测量系统
对标记113、标记123、标记133、标记143、标记114、标记124、标记134、标记144进行测量，可
得到X向偏差dX、Y向对准偏差dY。

[0068] 需要说明的是，01所示图形、02所示图形以及03所示图形为A型标记、B型标记及A型标记和B型标记的叠加标记的外轮廓的图形，即第一测量标记、第二测量标记及第一测量
标记和第二测量标记在相同位置曝光所得到的叠加标记的外轮廓的图形。便于后面标记位
置的测量和表述，本实施例中，设定所述A型标记和所述B型标记具有一个虚拟的外轮廓，且
A型标记、B型标记的外轮廓的图形(01和02)均设定为边长相等的正方形，相应的，A型标记
和B型标记的叠加标记03为正方形(A型标记与B型标记重合)或错位的正方形(A型标记与B
型标记有偏移)，其中，A型标记、B型标记的外轮廓所对应的正方形的边长相等，即可以设定
A型标记和B型标记中最长的一边的长度作为两者外轮廓所对应的正方形的边长度。对于A
型标记中的141和B型标记中的142，可以将标记142的边长作为A型标记和B型标记外轮廓所
对应的正方形的边长。标记131、标记132、标记133和134中包含有两个X向标记、两个Y向标
记，为便于图形说明，用“+”表示标记131、标记132、组合标记133和134的中心，“+”并不是A
型标记或B型标记或A型标记和B型标记叠加标记中的一部分。

[0069] 图4所示的A型标记与B型标记进一步组合可得到用于测量运动台定位误差的测量标记组合，所述测量标记组合包括：至少两个第一测量标记(A型标记)和至少两个第二测量
标记(B型标记)，所述A型标记和所述B型标记分布在至少三个分支位置点上，且至少存在三
个所述分支位置点不在同一直线上，所述A型标记和所述B型标记无重叠。所述分支位置点
位于所述A型标记或所述B型标记的外轮廓上，例如，两个A型标记在同一分支位置点，或两
个B型标记在同一分支位置点，或一A型标记和一B型标记在同一分支位置点。进一步的，位
于同一分支位置点的两个标记(A型标记或B型标记)，其中之一标记的外轮廓的顶点与另一
标记的外轮廓的顶点在同一分支位置点，或其中之一标记的外轮廓的顶点与另一标记的外
轮廓的边长上的一点在同一分支位置点上。

[0070] 具体的，本实施例中，图4所示A型标记与B型标记进一步组合得到图5a所示的测量标记组合20，所述测量标记组合20包括两个A型标记和两个B型标记，两个A型标记和两个B
型标记分布在三个不同的分支位置点上，所述三个不同的分支位置点不在同一条直线上。
第一分支位置点101上布置两个B型标记，第二分支位置点102和第三分支点103上分别布置
一个A型标记。示例性的，一B型标记的右上顶点与一B型标记的左上顶点位于第一分支位置
点101上；一A型标记的左上顶点位于第二分支位置点102上，一A型标记的右上顶点位于第
三分支位置点103上。第二分支位置点102与第一分支位置点101的X向距离为LX1、Y向距离
为LY1，第二分支位置点102与第一分支位置点101的X向距离为LX2、Y向距离为LY2。第二分
支位置点102、第三分支位置点103与第一分支位置点101的距离与A型标记、B型标记的边长
的比值为R1、R2，R1、R2为大于1的正数，其大小可根据测试需求进行改变，本实施例中，第二
分支位置点102、第三分支位置点103与第一分支位置点101的距离大于A型标记或B型标记
的对角线的长度的两倍，以使在测量标记组合20中，A型标记和B型标记无重叠分布。另外，
为方便定位组合标记20的位置，取组合标记20上任意一个点的位置来代表其位置，称为名
义位置点200，该名义位置点200可位于组合标记20的任意位置，本实施例中，选取第一分支
位置点101作为名义位置点200。

[0071] 如图1所示，本实施例还提供一种运动台定位误差的补偿装置，包括：照明装置1，用于产生成像光束；掩模版2，所述掩模版2上设有上述的运动台定位误差的测量标记组合
20；掩模台3，用于承载所述掩模版2；掩模台控制系统4，连接所述掩模台3，控制所述掩模台
3的运动；工件台5，用于承载涂胶后的基底8；工件台控制系统6，连接所述工件台4，控制所
述工件台4运动；投影物镜7，将掩模版2上的测量标记组合20成像到基底8上；对准装置9，用
于测量测量标记组合20在显影后基底8上的成像标记。

[0072] 其中，掩模台控制系统4和工件台控制系统6的传感器可以是干涉仪、光栅尺、平面光栅尺或其他接触或非接触传感器。对准系统用于测量硅片上的图像位置，用于对准装置9
的传感器可以是CCD、光栅等。

[0073] 本实施例提供的运动台定位误差的补偿装置可应用于一体化光刻设备。所述一体化光刻设备包含用于曝光的光刻设备，和用于涂胶、显影的Track，光刻设备可与Track链接
在一起工作，自动完成从裸片到曝光再到显影的所有操作。

[0074] 相应的，本实施例还提供一种运动台定位误差的补偿方法，如图2所示，本实施例提供的运动台定位误差的补偿方法包括以下步骤：

[0075] S01：进行工件台定位误差测试曝光；

[0076] S02：下载曝光完成的基底8进行显影；

[0077] S03：将显影完成的基底8重新上载至工件台5上并移动到对准装置9下方进行测量；

[0078] S04：根据测量结果计算运动台的定位误差，并进行数据处理得到定位误差补偿表；

[0079] S05：利用得到的补偿表分别对工件台控制系统4和掩模台控制系统6进行前馈补偿；

[0080] 其中，所述步骤S01中定位误差测试曝光时采用了本实施例中所述的运动台定位误差的测量标记组合20。

[0081] 所述步骤S01中，进行工件台定位误差测试曝光包括以下步骤：

[0082] S11：上载设置有测量标记组合20的掩模版2；

[0083] S12：将测量标记组合20移动到投影物镜7光轴上，并保持掩模台3不动；

[0084] S13：设置曝光窗口大小，保证只有测量标记组合20的区域透光；

[0085] S14：工件台5承载基底8进行X向和Y向步进曝光。

[0086] 图5a为本实施例所提供的运动台定位误差的测量标记组合的结构示意图，图5b为与图5a中测量标记组合曝光后相对应的部分成像标记，图5c为与图5a中测量标记组合相对
应的数据网格。如图5a所示，掩模板2上第一测量标记(A型标记)和第二测量标记(B型标记)
分布在第一分支位置点101、第二分支位置点103及第三分支位置点103上，设定所述第一分
支位置点101为名义位置点并位于第i行(i为大于等于2的整数)，所述第二分支位置点102
和所述第三分支位置点103位于第i‑1行；

[0087] 设定工件台X向、Y向步进的步距为NX、NY，两行测量标记组合20曝光时工件台位置的X向、Y向偏移量为NX0、NY0，其中NX、NY、NX0及NY0的计算方法为：

[0088]

[0089] 其中，LX1、LY1为第二分支位置点102距第一分支位置点101的X向、Y向间距，LX2、LY2为第三分支位置点103距第一分支位置点101的X向、Y向间距，M为物镜倍率。

[0090] 如图5b所示，测量标记组合20曝光后相对应的成像标记30呈二维网格排布，成像标记30上至少存在三个不在同一直线上的测量位置点，第一位置点201、第二位置点202及
第三位置点203，其中，设定第一位置点201上的A型标记和B型标记为A1、B1，第二位置点202
上对应标记记为A2、B2，第三位置点203上对应标记记为A3、B3，且至少有一位置点上至少存
在两个第二测量标记(B型标记)分别与两个第一测量标记(A型标记)叠加，在本实施例中，
在第一位置点201上，位于第i行(名义位置点分布在第i行)的测量标记组合20中的两个B型
标记B1分别与位于第i+1行的两个测量标记组合20的A型标记A2、A3叠加，在第一位置点201
得到B1、A2的叠加标记和B1、A3的叠加标记。另外，所述步骤S03中，利用对准装置9测得第一
测量标记(A型标记)和第二测量标记(B型标记)的X向对准位置和Y向对准位置。

[0091] 所述步骤S04中计算运动台的定位误差的方法为：

[0092] S41：分别测量获得工件台第二位置点、第三位置点相对于第一位置点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差；

[0093] S42：对工件台上曝光结果中所有的成像标记的位置点进行步骤S31处理，以获得与成像标记相对应的数据网格；

[0094] S43：通过插值得到工件台的定位误差补偿表。

[0095] 其中，第一位置点201上的标记B1与第一位置点201上的标记A2的位置偏差为工件台5位于第一位置点201与第二位置点202曝光时的工件台定位误差，设定为曝光误差，第二
位置点202上标记B2与第一位置点201上的标记A2的位置偏差标记为工件台5位于第一位置
点201与第二位置点202测量时的工件台定位误差，设定为测量误差。其中，设定曝光误差中
的位置偏差是指第一位置点201上B1、A2的叠加偏差(dX、dY)，设定测量误差中的位置偏差
是指第二位置点202上标记B2与第一位置点201上的标记A2(名义位置点在第二位置点202
的测量标记组合20中 )实际对准位置距离与理论对准位置距离的偏差。在本发明其他
实施例中，所述曝光误差和所述测量误差还可以采用其他设定方式，优选的，用于设定测量
误差中的A型标记与用于设定曝光误差中的第A型标记为同一个A型标记。

[0096] 同理，可得工件台处于第一位置点201与第三位置点203时的曝光误差、工件台处于第一位置点201与第三位置点203时的测量误差。即得到了第二位置点202、第三位置点
203相对于第一位置点201的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差。

[0097] 接着，对所有成像标记进行步骤S41处理，即可得到如图5c所示的与成像标记30相对应的数据网格40，任意两个以线段相连接的两个网格点之间的X向曝光误差、Y向曝光误
差、X向测量误差、Y向测量误差均可得到。然后，以其中任意一个网格点为基准点，则可沿网
格连线递推得到其余网格点相对于基准点的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向
测量误差。最后，通过插值得到工件台的定位误差补偿表，所述定位误差补偿表包括X向曝
光误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿表、Y向测量误差补偿表。此外，还可
对误差补偿表中的数据进行滤波等数据处理。

[0098] 步骤S05中，利用得到的误差补偿表分别对工件台控制系统4和掩模台控制系统6进行前馈补偿的具体方法如下：若没有设定参考值，则将第一次测试得到的补偿表作为参
考值，并在工件台控制系统和掩模台控制系统进行伺服控制时进行前馈补偿；若已经存在
参考值，则将新测的补偿表与参考值进行比较，若差值小于或等于预设的警告阈值，则正常
生产并采用新测的补偿表进行前馈补偿，反之发出警告信息提示用户，并由用户选择是否
继续量产曝光，若用户选择继续生产，则采用新测的补偿表对运动控制系统进行前馈补偿，
否则停止生产；若已经存在参考值并大于预设的错位阈值，则发出错误信息，并停止生产。

[0099] 需要指出的是，运动台定位误差的测量标记组合20具有二维可扩展特征，也就是说，按上述步骤可得到一个与二维网格坐标点相对应的数据网格，利用该数据网格进行插
值处理即可得到该二维坐标系下任意位置点所对应的数据值，包括X向曝光误差、Y向曝光
误差、X向测量误差、Y向测量误差。任何具有该特征的测量标记组合方式、布局方式均属于
本专利要求保护范围。

[0100] 实施例二

[0101] 用图4所示A型标记、B型标记进一步组合，得到如图6a所示的测量标记组合21，第一分支位置点101、第二分支位置点102及第三分支位置点103上分别布置一A型标记和一B
型标记，其中一A型标记的右上顶点与一B型标记的左上顶点布置在第一分支位置点101上，
一A型标记的底边中点与一B型标记的右上顶点布置在第二分支位置点102上，一B型标记的
底边中点与一A型标记的左上顶点布置在第三分支位置点103上。第二分支位置点102与第
一分支位置点101的X向距离为LX1、Y向距离为LY1，第三分支位置点103与第一分支位置点
101的X向距离为LX2、Y向距离为LY2。以NX为X向步进步距、NY为Y向步进步距、NX0为两行标
记曝光时X向偏移量、NY0为两行标记曝光时Y向偏移量进行曝光，其中NX、XY、NX0、NY0计算
方法见实施例一中公式(1)。曝光结果中成像标记31的部分图形如图6b所示。利用对准装置
9测量A型标记A1、A2、A3和B型标记B1、B2、B3的X向位置与Y向位置。第三位置点203处的标记
A1与第三位置点203处标记B3的位置偏差为工件台处于第一位置点201与第三位置点203曝
光时的工件台定位误差，设定为曝光误差；第一位置点201处标记B1与第三位置点203处标
记A1的位置偏差为工件台处于第一位置点201与第三位置点203测量时的工件台定位误差，
设定为测量误差。同理可得工件台处于第二位置点202与第三位置点203时的曝光误差、测
量误差，工件台处于第一位置点201与第二位置点202时的曝光误差、测量误差。

[0102] 与实施例一原理相类似，通过一次曝光及测量流程即可得到工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差，每一种误差均有如图6c所示的数据网格41。通过
插值即可得到任意点的工件台X向曝光误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿
表、Y向测量误差补偿表。

[0103] 需要指出的是，与实施例一相比，通过改变A型标记与B型标记的布局及数量，本实施例得到了有别于实施例一的数据网格。然而本发明的核心思想并未改变，即至少两个A型
标记和至少两个B型标记分别设置在至少三个不同分支位置点处，形成一种具有二维可扩
展性的测量标记组合结构。

[0104] 实施例三

[0105] 与实施例一相比，本实施例中测量标记组合22中LX1、LY2为0，如图7a所示，其曝光结果中成像标记32的部分图形如图7b所示，其数据网格42如图7c所示。同实施例一，经过一
次曝光及测量流程即可得到工件台的X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误
差，每一种误差均有如图7c所示的数据网格42。通过插值即可得到任意点的工件台X向曝光
误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿表、Y向测量误差补偿表。

[0106] 实施例四

[0107] 与实施例一相比，本实施例中测量标记组合23中LX1等于LX2、LY1等于LY2，如图8a所示，其曝光结果中成像标记33如图8b所示，其数据网格43如图8c所示。同实施例一，经过
一次曝光及测量流程即可得到工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误
差，每一种误差均有如图8c所示的数据网格43。通过插值即可得到任意点的工件台X向曝光
误差补偿表、Y向曝光误差补偿表、X向测量误差补偿表、Y向测量误差补偿表。

[0108] 实施例五

[0109] 与实施例二相比，本实施例中测量标记组合24的LX1与LX2相等、LY1与LY2相等，如图9a所示，其曝光结果中的成像标记34如图9a所示，其数据网格44如图9c所示。同实施例
二，一次曝光及测量流程即可得到工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测
量误差，每一种误差均有如图9c所示的数据网格44。通过插值即可得到任意点的工件台X向
曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差。

[0110] 实施例六

[0111] 本实施例在实施例四的基础上增加一个分支位置点，并以图4所示标记进一步组合得到如图10a所示测量标记组合25，此处特别地取LX1、LX2相等，LY1、LY2、LY3相等，其中，
LY3只是表示第四分支位置点与第一分支位置点的Y向距离，并不参与后续公式(1)计算，以
X向步进间距NX、Y向步进间距NY进行曝光，其曝光结果中成像标记35的部分图形如图10b所
示，NX、NY计算方法见实施例一种公式(1)。同实施例四，一次曝光及测量流程即可得到工件
台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差，每一种误差均有如图10c所示的
数据网格。通过插值即可得到任意点的工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y
向测量误差。

[0112] 实施例七

[0113] 本实施例在实施例四的基础上增加两个分支位置点，并以图4所示标记进一步组合得到如图11a所示测量标记组合26，此处特别地取LX1、LX2、LX3、LX4相等，LY1、LY2、LY3、
LY4相等，其中，由于LX3、LX4与LX1、LX2相等，LY3、LY4与LY1、LY2相等，增加的两个分支位置
点并不影响后续公式(1)的计算。以NX为X向步进间距、NY为Y向步进间距、NX0为两行标记曝
光时X向偏移量、NY0为两行标记曝光时Y向偏移量进行曝光，其曝光结果中成像标记36的部
分图形如图11b所示，NX、NY计算方法见公式(1)。同实施例四，一次曝光及测量流程即可得
到工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差，每一种误差均有如图11c
所示的数据网格46。通过插值即可得到任意点的工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测
量误差、Y向测量误差。

[0114] 实施例八

[0115] 本实施例在实施例二的基础上增加两个分支位置点，并以图4所示标记进一步组合得到如图12a所示测量标记组合27，此处特别地取LY1、LX2、LY3、LX4相等，LX1、LY2、LX3、
LY4等于0，以NX为X向步进间距、NY0为两行标记曝光时Y向偏移量进行曝光，其曝光结果中
成像标记37部分图形如图12b所示，NX、NY计算方法见公式(1)。同实施例二，一次曝光及测
量流程即可得到工件台X向曝光误差、Y向曝光误差、X向测量误差、Y向测量误差，每一种误
差均有如图12c所示的数据网格47。通过插值即可得到任意点的工件台X向曝光误差、Y向曝
光误差、X向测量误差、Y向测量误差。

[0116] 需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
尤其，对于结构实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之
处参见方法实施例的部分说明即可。

[0117] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护
范围。