專利名稱：一種提高對(duì)準(zhǔn)掃描成功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻機(jī)中的對(duì)準(zhǔn)掃描的方法。
背景技術(shù)：
在采用光刻機(jī)進(jìn)行集成電路芯片生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)期望的精度指標(biāo)， 需要精確建立光刻機(jī)各坐標(biāo)系之間的關(guān)系，使掩模、掩模臺(tái)、物鏡、硅片、硅片臺(tái)能夠在一個(gè) 統(tǒng)一的定標(biāo)系統(tǒng)中工作。對(duì)準(zhǔn)掃描就是通過(guò)硅片臺(tái)上的參考光柵找到掩模或掩模臺(tái)上或硅 片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的相對(duì)位置，使用傳感器對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行掃描采樣，在進(jìn)行光強(qiáng)采樣的同時(shí)對(duì) 位置進(jìn)行采樣，通過(guò)對(duì)光強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合計(jì)算，找出最大光強(qiáng)所在位置。通過(guò)對(duì)準(zhǔn)掃 描找到所成像的光強(qiáng)最大位置就稱為對(duì)準(zhǔn)位置。在進(jìn)行擬合時(shí)，需要足夠多的采樣點(diǎn)以便為擬合計(jì)算提供足夠的信息，一個(gè)采樣 點(diǎn)包括一個(gè)光強(qiáng)采樣點(diǎn)和一個(gè)位置采樣點(diǎn)。如果采樣點(diǎn)中的噪聲能量比較大，當(dāng)信噪比小 于某個(gè)閾值后，擬合效果明顯變差，影響對(duì)準(zhǔn)位置的精度。影響對(duì)準(zhǔn)擬合效果的因素眾多，在采樣點(diǎn)數(shù)滿足要求，擬合算法最優(yōu)的情況下，采 樣數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接決定了最終的擬合效果。然而，在對(duì)準(zhǔn)位置和光強(qiáng)的采集過(guò)程中，采樣數(shù) 據(jù)通常受環(huán)境波動(dòng)、電路噪聲等影響較大，直接使用污染后的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)擬合，難以 獲得較高的對(duì)準(zhǔn)精度，甚至造成對(duì)準(zhǔn)失敗。目前，對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，位置采樣數(shù)據(jù)中含有噪聲。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)信 噪比比較小時(shí)，擬合效果明顯變差。由于光強(qiáng)和位置信號(hào)都通過(guò)采樣得到，不可避免含有高 頻噪聲，這些噪聲將會(huì)影響到信噪比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高對(duì)準(zhǔn)掃描成功率。本發(fā)明提出的方法具有如下步驟(1)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；(2)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大處理；(3)對(duì)預(yù)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到離散光信號(hào)；(4)對(duì)離散光信號(hào)和原始位置數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到信號(hào)的功率譜信息；(5)根據(jù)功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據(jù)所選的濾波器類 型對(duì)功率譜信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理；(6)對(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理的信號(hào)進(jìn)行擬合處理，得到精確的對(duì)準(zhǔn)位置。其中濾波器類型是低通濾波器或高通濾波器。其中低通濾波器是有限沖激響應(yīng)濾波器。其中利用數(shù)字均衡器對(duì)通過(guò)有限沖激響應(yīng)濾波器的信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。其中功率譜分析采用多非參數(shù)法或參數(shù)法實(shí)現(xiàn)。利用本發(fā)明提出的方法，對(duì)原始光強(qiáng)和位置信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，選擇相應(yīng)的濾波器對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行處理，可以提高信噪比，從而提高了對(duì)準(zhǔn)掃描的成功率。


通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例并結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體結(jié) 構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的信號(hào)處理的原理框圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信號(hào)處理的原理框圖；圖3所示為數(shù)字濾波處理的原理框圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為了便于描述和突出顯示本 發(fā)明，附圖中省略了現(xiàn)有技術(shù)中已有的相關(guān)部件，并將省略對(duì)這些公知部件的描述。如圖2所示，對(duì)采樣后的光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，然后進(jìn)行低通濾波處理，能夠降 低高頻噪聲能量，提高信噪比，從而提高對(duì)準(zhǔn)精度。濾波算法可以通過(guò)軟件或硬件的方式實(shí) 現(xiàn)。圖2為本實(shí)施例的原理框圖，主要功能包括以下兩部分1)功率譜分析模塊對(duì)原始光強(qiáng)和位置信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，估計(jì)其能量分布。2)通過(guò)1)中得到的功率譜信息，如果某個(gè)噪聲的功率過(guò)大，則通過(guò)選擇相應(yīng)的數(shù) 字濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，濾掉該頻率上的信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波處理后的光強(qiáng)和位置處理信號(hào) 直接送后續(xù)處理。對(duì)于上述1)中的頻譜分析，可采用多非參數(shù)法或參數(shù)法實(shí)現(xiàn)，2)中的數(shù)字濾波器 為預(yù)先設(shè)置的幾種濾波器類型(低通，高通)，根據(jù)1)中的功率譜信息進(jìn)行選擇。光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電傳感器1轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模塊5進(jìn)行預(yù)放大處理，預(yù)放大處理器 中包含有模擬低通濾波器，預(yù)放大處理后的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊10轉(zhuǎn)換成為離散光信號(hào)， 在功率譜分析模塊15中對(duì)離散光信號(hào)和原始位置信息進(jìn)行功率譜分析，得到信號(hào)的功率 譜信息，在數(shù)字濾波器選擇模塊16中選擇濾波器類型，并根據(jù)所選的濾波器類型在數(shù)字濾 波器模塊17中進(jìn)行數(shù)字濾波處理。由于根據(jù)光強(qiáng)的空間分布特性，可以得到光強(qiáng)和空間 位置的函數(shù)關(guān)系，利用該函數(shù)、采樣得到的光強(qiáng)和位置數(shù)據(jù)，通過(guò)最小二乘法可以擬合得到 函數(shù)的具體形式，即確定函數(shù)的系數(shù)，這樣通過(guò)對(duì)確定的函數(shù)進(jìn)行求解，可以得到全局最大 值。由于經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理，能夠減少噪聲能量，從而可以最后在擬合處理模塊20中通過(guò) 擬合處理算法的處理得到更精確的對(duì)準(zhǔn)位置。本實(shí)施例中選擇FIR數(shù)字低通濾波器，S卩(finite impulse filter)有限沖激響 應(yīng)濾波器。如圖3中的濾波器30。原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)位置數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)由HR低通濾波器30和數(shù) 字均衡器35組成的數(shù)字濾波器模塊17后得到濾波處理后的數(shù)據(jù)。其中，為了減少計(jì)算時(shí) 間，可以選擇適當(dāng)階數(shù)的轉(zhuǎn)換函數(shù)H(z) =G·^a2Z'2+Aa^)(1)其中，G為增益系數(shù)，N為濾波器階數(shù)，a,為濾波器系數(shù)，決定了濾波器的頻率響應(yīng) 特性。選擇合適的濾波器系數(shù)，得到對(duì)應(yīng)的截止頻率《。，可以濾掉由A/D轉(zhuǎn)換引入的高頻噪 聲。該截止頻率已進(jìn)行歸一化處理，即w。/Vs，范圍為W，1]，其中Ws為采樣頻率。例如光強(qiáng)采樣頻率為f，如果選擇歸一化后的截止頻率0. 5，實(shí)際截止頻率為f/2。選取適當(dāng)?shù)脑鲆嫦?數(shù)G和濾波器系數(shù)^，能夠很好的衰減噪聲能量，同時(shí)確保有用信號(hào)的能量不被衰減。HR濾波器會(huì)引入相位延遲，延遲時(shí)間為采樣周期的N/2倍，對(duì)于離散時(shí)間，為了 和原始數(shù)據(jù)的相位保持一致，需要對(duì)濾波之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位補(bǔ)償，如圖3中的數(shù)字均衡 器35。直觀表示為將濾波后的數(shù)據(jù)前移N/2個(gè)采樣時(shí)間，即將公式(1)中的下標(biāo)減去N/2。 對(duì)于原始光強(qiáng)數(shù)據(jù)，必須保證濾波后的相位和濾波之前的原始相位保持一致，否則，將會(huì)嚴(yán) 重影響擬合精度。本說(shuō)明書(shū)中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本 發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、 推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高對(duì)準(zhǔn)掃描成功率的方法，具有如下步驟(1)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；(2)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大處理；(3)對(duì)預(yù)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到離散光信號(hào)；(4)對(duì)離散光信號(hào)和原始位置數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到信號(hào)的功率譜信息；(5)根據(jù)功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據(jù)所選的濾波器類型對(duì) 功率譜信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理；(6)對(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理的信號(hào)進(jìn)行擬合處理，得到精確的對(duì)準(zhǔn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中濾波器類型是低通濾波器或高通濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中低通濾波器是有限沖激響應(yīng)濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中利用數(shù)字均衡器對(duì)通過(guò)有限沖激響應(yīng)濾波器的信 號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中功率譜分析采用多非參數(shù)法或參數(shù)法實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種提高對(duì)準(zhǔn)掃描成功率的方法，具有如下步驟將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；對(duì)電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大處理；對(duì)預(yù)放大處理后的信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到離散光信號(hào)；對(duì)離散光信號(hào)和原始位置數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，得到信號(hào)的功率譜信息；根據(jù)功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據(jù)所選的濾波器類型對(duì)功率譜信息進(jìn)行數(shù)字濾波處理；對(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波處理的信號(hào)進(jìn)行擬合處理，得到精確的對(duì)準(zhǔn)位置。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102081309SQ200910199599
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者宋海軍, 朱正平, 李運(yùn)鋒, 韋學(xué)志 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司