專利名稱：提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光刻領(lǐng)域，且特別涉及一種提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法。
背景技術(shù)：
在投影光刻裝置中，為了對硅片表面的位置進(jìn)行高精度的測量，同時(shí)為了避 免測量裝置損傷硅片，調(diào)焦調(diào)平測量必須是非接觸式測量，即裝置本身不直接
接觸被測物體。常用的非接觸式調(diào)焦調(diào)平測量方法有三種光學(xué)測量法、電容 測量法、氣壓測量法。在現(xiàn)今的掃描投影光刻裝置中，多使用光學(xué)測量法實(shí)現(xiàn) 調(diào)焦調(diào)平測量，光學(xué)調(diào)焦調(diào)平測量裝置的技術(shù)多種多樣。調(diào)焦調(diào)平測量裝置的 測量對象為硅片表面，然因圖形工藝等不同工況，測量對象的反射率變化較大， 有可能達(dá)10°/。至100%。所以，對不同硅片表面反射率的自適應(yīng)性是調(diào)焦調(diào)平測 量裝置需要解決的主要問題之一。
在調(diào)焦調(diào)平測量的現(xiàn)有技術(shù)中，有些在光路上采用分光差分的測量手段， 從而避免不同反射率對測量結(jié)果的影響，如ASML公司的調(diào)焦調(diào)平測量技術(shù)；而 有些則選擇在電路上進(jìn)行自動(dòng)增益調(diào)節(jié)，即根據(jù)當(dāng)前光電探測器輸出的峰值或 者有效值來判斷當(dāng)前硅片反射率，從而在信號調(diào)理電路上進(jìn)行相應(yīng)得增益調(diào)節(jié)， 如Nikon的調(diào)焦調(diào)平測量技術(shù)。然而，隨著光源壽命的下降，在同一驅(qū)動(dòng)電壓 下，光源輸出的功率必將同步下降，后者所述的技術(shù)就必須采取相應(yīng)的措施， 否則，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度將下降。根據(jù)Nikon的產(chǎn)品維護(hù)手冊可知，后者所述 的技術(shù)采用增益補(bǔ)償技術(shù)來解決該問題。即根據(jù)當(dāng)前光源的工作時(shí)間，來對增 益進(jìn)行補(bǔ)償。如，當(dāng)光源工作時(shí)間為O時(shí)，50%硅片反射率對應(yīng)的電路增益為1; 而當(dāng)光源工作時(shí)間為600小時(shí)時(shí)，50°/。硅片反射率對應(yīng)的電路增益為1.5。該技 術(shù)很好地解決了光源壽命對測量結(jié)果精確度的影響，但其也存在如下的不足 沒有解決光源壽命對測量重復(fù)精度的影響，當(dāng)光源輸出的光功率下降時(shí)，其光 電轉(zhuǎn)換后測量信號的信噪比也下降，如果僅僅進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，不能完全消除信噪比下降對測量重復(fù)精度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種方法，可以在消除光源 壽命對測量結(jié)果精確度影響的同時(shí)，不產(chǎn)生因信噪比下降而對測量重復(fù)精度產(chǎn) 生影響的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法，所述方
法應(yīng)用于光學(xué)曝光系統(tǒng)，包括以下步驟初次在所述系統(tǒng)中安裝調(diào)焦調(diào)平測量 裝置時(shí)，獲取所述調(diào)焦調(diào)平裝置的光源的現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓VI;用所述光源照射所 述系統(tǒng)中工件臺上的對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，通過所述調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn) 基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第一峰值電壓 V2;檢測所述光源的光強(qiáng)是否變?nèi)?，若是，則用所述光源照射所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版， 通過所迷調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信 號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第二峰值電壓V3,計(jì)算所述光源的最佳驅(qū)動(dòng)電壓 V4,計(jì)算公式為V4=Vl*f (V2,V3)，其中f (V2,V3)為V2和V3的函數(shù)關(guān)系式， 將所述光源的電壓調(diào)節(jié)為最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4，若否，則保持所述光源的電壓不變。
可選的，所述函凄t關(guān)系式f (V2，V3) =V2/V3。
可選的，所述光源為燈泡。
本發(fā)明所述的提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法的有益效果主要表現(xiàn)在本發(fā)明 提供的方法在檢測到光源的光強(qiáng)變?nèi)鯐r(shí)，通過及時(shí)調(diào)整光源上的電壓，使得光 源的光強(qiáng)始終保持不變，從而有效地消除了因光源變?nèi)醵绊懙綔y量結(jié)果精確 度的問題，此外也避免因信噪比下降而對測量重復(fù)精度產(chǎn)生影響的問題。


圖1是光學(xué)曝光系統(tǒng)第一示意圖； 圖2是光學(xué)曝光系統(tǒng)第二示意圖； 圖3本發(fā)明提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。首先，請參考圖1,圖l是光學(xué)曝光系統(tǒng)第一示意圖，從圖上可以看到，在
照明系統(tǒng)100的照射下，照明系統(tǒng)100的光源通過投影物鏡310將掩模220上 的圖像投影曝光到珪片420上。掩模220由掩模臺210支承，硅片420由工件 臺410支承。在圖1中，在投影物鏡310和硅片420之間有一個(gè)硅片調(diào)焦調(diào)平 測量裝置500，該裝置與投影物鏡支承300剛性相連，用于對硅片420表面的位 置信息的測量，測量結(jié)果送往硅片表面位置控制系統(tǒng)560,經(jīng)過信號處理和調(diào)焦 調(diào)平量的計(jì)算后，驅(qū)動(dòng)調(diào)焦調(diào)平執(zhí)行器430對工件臺410的位置進(jìn)行調(diào)整，完 成> 圭片420的調(diào)焦調(diào)平。
除了硅片420,對準(zhǔn)基準(zhǔn)版440也是調(diào)焦調(diào)平測量裝置500的測量對象之一。 在投影光刻機(jī)中，可能包括多個(gè)對準(zhǔn)基準(zhǔn)版440。圖2是光學(xué)曝光系統(tǒng)第二示意 圖，即調(diào)焦調(diào)平測量裝置500測量對準(zhǔn)基準(zhǔn)版440的示意圖，其他裝置的相對 位置以及光路都和圖2中所介紹的一樣，唯一的區(qū)別就是圖l是測量硅片420, 圖2是測量對準(zhǔn)基準(zhǔn)版440。
接著，請參考圖3,圖3是本發(fā)明提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法的流程示意 圖，從圖中可以看到，本發(fā)明包括如下步驟步驟11:初次在所述系統(tǒng)中安裝 調(diào)焦調(diào)平測量裝置時(shí)，獲取所述調(diào)焦調(diào)平裝置的光源的現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓VI，所述 光源為燈泡，因?yàn)槭浅醮问褂?，因此燈泡不?huì)出現(xiàn)因老化而導(dǎo)致在正常電壓工 作下光強(qiáng)變?nèi)醯膯栴}，所述現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓VI在這種情況下就可以當(dāng)成是最佳驅(qū) 動(dòng)電壓使用；步驟12:用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，通 過所述調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信號 轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第一峰值電壓V2，轉(zhuǎn)換后的電信號為正弦波信號， 所獲取的第一峰值電壓V2即為正弦波的幅值的最大值；步驟13:檢測所述光源 的光強(qiáng)是否變?nèi)?；步驟14:若是，則用所述光源照射所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，通過所 述調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn) 換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第二峰值電壓V3;步驟15:計(jì)算所述光源的最佳驅(qū)動(dòng) 電壓V4，計(jì)算公式為V4-V1* f (V2， V3)，其中f (V2,V3)為V2和V3的函數(shù)關(guān) 系式，此函數(shù)關(guān)系可以由研發(fā)人員根據(jù)實(shí)際情況自行定義，可以為線性的，也 可以為非線性的，比如二次或者多次函數(shù)關(guān)系，以線性函數(shù)關(guān)系示例，則所述 函數(shù)關(guān)系式f (V2，V3) -V2/V3,步驟16:將所述光源的電壓調(diào)節(jié)為最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4,實(shí)際情況中，最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4—般大于現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓VI，因此此步驟 本質(zhì)上是調(diào)高光源的電壓，理想情況下，使得調(diào)高電壓后的光源的光強(qiáng)和初始 時(shí)候光源光強(qiáng)一樣；步驟17:若否，則保持所述光源的電壓不變。
與傳統(tǒng)的在光學(xué)曝光系統(tǒng)中的調(diào)焦調(diào)平測量方法相比，本發(fā)明提供的方法 通過提高調(diào)焦調(diào)平測量的光源上的電壓，使得光強(qiáng)變?nèi)醯墓庠粗匦禄謴?fù)到初始 光源的光強(qiáng)，從而從本質(zhì)上避免了因光源壽命導(dǎo)致光強(qiáng)對測量結(jié)果精度的影響， 也不會(huì)引入因信噪比下降而對測量重復(fù)精度產(chǎn)生影響的新問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所 屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種 的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法，所述方法應(yīng)用于光學(xué)曝光系統(tǒng)，其特征在于包括以下步驟初次在所述系統(tǒng)中安裝調(diào)焦調(diào)平測量裝置時(shí)，獲取所述調(diào)焦調(diào)平裝置的光源的現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓V1；用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，通過所述調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第一峰值電壓V2；檢測所述光源的光強(qiáng)是否變?nèi)?，若是，則用所述光源照射所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，通過所述調(diào)焦調(diào)平測量系統(tǒng)獲取從所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版反射的光信號并進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的第二峰值電壓V3，計(jì)算所述光源的最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4，計(jì)算公式為V4＝V1*f(V2，V3)，其中f(V2，V3)為V2和V3的函數(shù)關(guān)系式，將所述光源的電壓調(diào)節(jié)為最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4，若否，則保持所述光源的電壓不變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法，其特征在于所述 函數(shù)關(guān)系式f (V2，V3) =V2/V3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法，其特征在于所述 光源為燈泡。
全文摘要
本發(fā)明提出一種提高調(diào)焦調(diào)平測量精度的方法，所述方法應(yīng)用于光學(xué)曝光系統(tǒng)，包括以下步驟獲取所述系統(tǒng)中調(diào)焦調(diào)平裝置的光源的現(xiàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓V1；用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的峰值電壓V2；檢測所述光源的光強(qiáng)是否變?nèi)酰羰?，則用所述光源照射所述對準(zhǔn)基準(zhǔn)版，進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換，獲取轉(zhuǎn)換后電信號的峰值電壓V3，計(jì)算所述光源的最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4，將所述光源的電壓調(diào)節(jié)為最佳驅(qū)動(dòng)電壓V4，若否，則保持所述光源的電壓不變，本發(fā)明能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正因光源的光強(qiáng)變?nèi)醵鴮?dǎo)致測量精度下降的問題，從而提高了調(diào)焦調(diào)平的測量精度。
文檔編號G03F7/20GK101609264SQ200910055388
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者陳飛彪 申請人:上海微電子裝備有限公司