專利名稱：一種調(diào)焦調(diào)平檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于光刻機(jī)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置。
背景技術(shù)：
投影光刻機(jī)是一種把掩模上的圖案通過投影物鏡投影到硅片表面的設(shè)備。為了使硅片表面位于指定的曝光位置，必須有自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。目前，ASML、NIK0N.CAN0N公司的自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平技術(shù)最具代表性。自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)一般由光源、光闌、投影分支、檢測分支、信號處理單元等部分構(gòu)成，以獲取曝光場內(nèi)硅片表面高度與傾斜信息。通常，自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用的光源都設(shè)定以最佳功率運(yùn)行、發(fā)出近似恒定的光強(qiáng)，但實(shí)際上光源是在不斷老化的，其光強(qiáng)整體呈遞減趨勢，使得自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)投影分 支投射到硅片表面的入射光經(jīng)反射后，其光強(qiáng)衰減程度變大，檢測分支檢測到的光強(qiáng)信號變?nèi)?，影響自?dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)檢測精度，因而需對自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的光源老化問題進(jìn)行改進(jìn)。SMEE的
公開日期為2009年7月24日中國專利申請200910055388. 4中提供了一種利用基準(zhǔn)板對自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)老化后的光源進(jìn)行調(diào)整的方法，該方法流程比較簡單，但也存在著需要利用基準(zhǔn)板對光源進(jìn)行定期維護(hù)、增加客戶使用復(fù)雜度的缺陷。光刻機(jī)自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)采用的多點(diǎn)探測、對探測狹縫成像圖像進(jìn)行調(diào)制等技術(shù)的前提條件是設(shè)計(jì)使用的光源光強(qiáng)恒定，但實(shí)際上光源是在不斷老化的，使得自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平分系統(tǒng)檢測分支檢測到的光強(qiáng)信號變?nèi)酰档土诵旁氡?，影響到分系統(tǒng)的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器進(jìn)行光強(qiáng)檢測，主控制器根據(jù)光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)信號情況，通過光源控制器對光源光強(qiáng)實(shí)施調(diào)控；另一束經(jīng)投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進(jìn)入信號處理單元，由其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號處理。利用上述裝置對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，包括以下步驟I)在整機(jī)集成時(shí)，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡從所述光源分出的光束的光強(qiáng)10，其中，所述最佳工作電壓Uo由整機(jī)集成前的測校流程獲得；2)在整機(jī)正常工作期間，所述主控制器周期性地實(shí)時(shí)獲取所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ；3)所述主控制器判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述光源控制器進(jìn)行控制將光源的工作電壓改變?yōu)閁c = Uo*f (Io，Ic)，其中，f (Io，Ic)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式，使所述光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)Ic恢復(fù)到整機(jī)集成時(shí)Io的水平；
4)計(jì)算光源的工作電壓Uc的累積調(diào)整次數(shù)，達(dá)到預(yù)定值時(shí)進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。本發(fā)明還提出了ー種對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置，光源發(fā)出的光線經(jīng)分光鏡分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器進(jìn)行光強(qiáng)檢測，主控制器根據(jù)光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)信號情況，對信號處理單元的信號増益情況進(jìn)行控制；另一束經(jīng)投影単元入射到硅片等材料上，反射后進(jìn)入檢測單元，由檢測單元進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號處理單元進(jìn)行包括信號増益在內(nèi)的信號處理。利用上述裝置對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，包括以下步驟I)在整機(jī)集成時(shí)，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡從所述光源分出光線的光強(qiáng)情況10，所述信號處
理單元對所述檢測單元輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的最佳增益Go ;最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機(jī)集成前的測校流程獲得；2)整機(jī)正常工作期間，所述主控制器周期性地實(shí)時(shí)獲取所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ；3)所述主控制器判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述信號處理單元進(jìn)行控制，將其對所述檢測單元輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的增益增大為Ge = Go*f(Io，Ic)，其中，f(Io，Ic)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式，使所述經(jīng)過増益調(diào)節(jié)后的光電轉(zhuǎn)換信號保持恒定；4)計(jì)算所述光電轉(zhuǎn)換信號増益Ge的累積調(diào)整次數(shù)，達(dá)到預(yù)定值時(shí)進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。本發(fā)明g在通過對光源光強(qiáng)的周期性實(shí)時(shí)采樣，獲取當(dāng)前的光源光強(qiáng)信息，從而對光源的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的恒定輸出，使得光源光強(qiáng)光電轉(zhuǎn)換后的信號基本恒定；或者由光源的當(dāng)前光強(qiáng)信息對信號處理單元進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對光源光強(qiáng)光電轉(zhuǎn)換后的信號基本恒定，提高信噪比，進(jìn)而提高自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的檢測精度，提高光刻機(jī)產(chǎn)率與工作壽命。本發(fā)明無需利用基準(zhǔn)板對光源進(jìn)行定期維護(hù)，不會(huì)増加客戶使用復(fù)雜度，并且還可以對光源的使用壽命進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。


圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置的物理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置的物理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的流程圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的流程圖。
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，并將省略對這些公知部件的描述。
圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置的物理結(jié)構(gòu)示意圖。在該裝置中投影物鏡2將掩模I的圖案投影至工件臺3上的硅片4的上表面，光源5發(fā)出的光由分光鏡6分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器9進(jìn)行光強(qiáng)檢測，另一束經(jīng)投影單元7 A射到硅片4上，由硅片4反射后進(jìn)入信號處理單元8，由其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、信號處理，實(shí)現(xiàn)對硅片4上表面垂向位置的檢測。主控制器10根據(jù)光強(qiáng)探測器9檢測到的光源5的當(dāng)前光強(qiáng)信號情況Ic對光源控制器11進(jìn)行控制。具體過程如圖3的流程圖所示I.在整機(jī)集成時(shí)，光源5以最佳工作電壓Uo工作，主控制器10獲取并記錄光強(qiáng)探測器9實(shí)時(shí)測得的、由分光鏡6從光源5分出光線的光強(qiáng)情況Io。最佳工作電壓Uo由整機(jī)集成前的測校流程獲得；2.整機(jī)正常工作期間，主控制器10周期性地實(shí)時(shí)獲取光強(qiáng)探測器9實(shí)時(shí)測得的、由分光鏡6分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ；3.主控器10判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，比如，某一時(shí)刻檢測到的光強(qiáng)信號Ic僅有整機(jī)集成時(shí)Io的96% (或其他值，根據(jù)整機(jī)工藝性能 參數(shù)而定)，則主控制器10對光源控制器11進(jìn)行控制改變光源5的工作電壓Uc (Uc =Uo*f (Io，Ic)，式中的f (Io，Ic)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式)，使光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)Ic恢復(fù)到整機(jī)集成時(shí)Io的水平，從而保證光源光強(qiáng)經(jīng)檢測單元9光電轉(zhuǎn)換、信號處理后的"[目號So基本恒定，進(jìn)而提聞自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的檢測精度，以及提聞光刻機(jī)廣率與工作壽命；4.計(jì)算光源5的工作電壓Uc的累積調(diào)整次數(shù)，若達(dá)到N次(根據(jù)整機(jī)工藝性能參數(shù)而定)，則進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的調(diào)焦調(diào)平裝置對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的物理結(jié)構(gòu)圖，投影物鏡2將掩模I的圖案投影到工件臺3上的硅片4的上表面，光源5發(fā)出的光線經(jīng)分光鏡6分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器9進(jìn)行光強(qiáng)檢測，另一束經(jīng)投影單元7入射到硅片4上，反射后進(jìn)入檢測單元8，由8進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號處理單元11進(jìn)行包括信號增益在內(nèi)的信號處理，實(shí)現(xiàn)對硅片4上表面垂向位置的檢測。主控制器10根據(jù)光強(qiáng)探測器9檢測到的光源5的當(dāng)前光強(qiáng)信號情況Ic對信號處理單元11的信號增益情況Ge進(jìn)行控制。具體過程如圖4的流程圖所示 I.在整機(jī)集成時(shí)，光源5以最佳工作電壓Uo工作，主控制器10獲取并記錄光強(qiáng)探測器9實(shí)時(shí)測得的、由分光鏡6從光源5分出光線的光強(qiáng)情況Io，記錄信號處理單元11對檢測單元9輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的最佳增益Go。最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機(jī)集成前的測校流程獲得；2.整機(jī)正常工作期間，主控制器10周期性地實(shí)時(shí)獲取光強(qiáng)探測器9實(shí)時(shí)測得的、由分光鏡6分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ；3.主控器10判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，比如，某一時(shí)刻檢測到的光強(qiáng)信號Ic僅有整機(jī)集成時(shí)Io的96% (或其它值，根據(jù)整機(jī)工藝性能參數(shù)而定)，則主控制器10對信號處理單元11進(jìn)行控制，增大其對檢測單元9輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的增益Ge (Ge = 60*€(10，1(3)，式中的€(10，1(3)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式)，從而保證光源光強(qiáng)經(jīng)檢測單元9光電轉(zhuǎn)換、信號處理單元11信號處理后的信號So基本恒定，進(jìn)而提高自動(dòng)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的檢測精度，以及提高光刻機(jī)產(chǎn)率與工作壽命；
4.計(jì)算光電轉(zhuǎn)換信號增益Ge的累積調(diào)整次數(shù)，若達(dá)到N次(根據(jù)整機(jī)工藝性能參數(shù)而定)，則進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(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
1.一種對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器進(jìn)行光強(qiáng)檢測，主控制器根據(jù)光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)信號情況，通過光源控制器對光源光強(qiáng)實(shí)施調(diào)控；另一束經(jīng)投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進(jìn)入信號處理單元，由其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換及信號處理。
2.利用權(quán)利要求I所述的裝置對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，包括以下步驟 1)在整機(jī)集成時(shí)，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡從所述光源分出的光束的光強(qiáng)10，其中，所述最佳工作電壓Uo由整機(jī)集成前的測校流程獲得； 2)在整機(jī)正常工作期間，所述主控制器周期性地實(shí)時(shí)獲取所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ； 3)所述主控制器判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述光源控制器進(jìn)行控制將光源的工作電壓改變?yōu)閁c = Uo*f(Io, Ic)，其中，f (10，Ic)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式，使所述光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)Ic恢復(fù)到整機(jī)集成時(shí)Io的水平； 4)計(jì)算光源的工作電壓Uc的累積調(diào)整次數(shù)，達(dá)到預(yù)定值時(shí)進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。
3.一種對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置，光源發(fā)出的光線經(jīng)分光鏡分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器進(jìn)行光強(qiáng)檢測，主控制器根據(jù)光強(qiáng)探測器檢測到的光強(qiáng)信號情況，對信號處理單元的信號增益情況進(jìn)行控制；另一束經(jīng)投影單元入射到硅片等材料上，反射后進(jìn)入檢測單元，由檢測單元進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號處理單元進(jìn)行包括信號增益在內(nèi)的信號處理。
4.利用權(quán)利要求3所述的裝置對信號增益進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，包括以下步驟 1)在整機(jī)集成時(shí)，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡從所述光源分出光線的光強(qiáng)情況10，所述信號處理單元對所述檢測單元輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的最佳增益Go ;最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機(jī)集成前的測校流程獲得； 2)整機(jī)正常工作期間，所述主控制器周期性地實(shí)時(shí)獲取所述光強(qiáng)探測器實(shí)時(shí)測得的、由所述分光鏡分出光線的當(dāng)前光強(qiáng)情況Ic ； 3)所述主控制器判斷當(dāng)前光強(qiáng)Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述信號處理單元進(jìn)行控制，將其對所述檢測單元輸出的光電轉(zhuǎn)換信號的增益增大為Ge = Go*f(Io，Ic)，其中，f(Io，Ic)為Io與Ic之間的函數(shù)映射關(guān)系式，使所述經(jīng)過增益調(diào)節(jié)后的光電轉(zhuǎn)換信號保持恒定； 4)計(jì)算所述光電轉(zhuǎn)換信號增益Ge的累積調(diào)整次數(shù)，達(dá)到預(yù)定值時(shí)進(jìn)入光源維護(hù)流程進(jìn)行光源報(bào)廢、更換等處理。
全文摘要
一種對光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)焦調(diào)平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強(qiáng)探測器進(jìn)行光強(qiáng)檢測，另一束經(jīng)投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進(jìn)入信號處理單元，由其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、信號處理，主控制器根據(jù)光強(qiáng)探測器檢測到的光源的當(dāng)前光強(qiáng)信號情況對光源控制器或信號處理單元進(jìn)行控制。
文檔編號G03F9/00GK102768477SQ20111011715
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者徐兵, 李志丹, 潘煉東, 陳飛彪, 魏禮俊 申請人:上海微電子裝備有限公司