專利名稱：光刻裝置的對準方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實時信號處理系統(tǒng)，具體地說，涉及一種用于光刻裝置的 對準方法及系統(tǒng)。
背景技術：
在工業(yè)裝置中，由于高精度和高產能的需要，分布著大量高速實時信號采 樣、數據采集、信號實時處理系統(tǒng)。其中信號實時處理系統(tǒng)需要采用有效的信號處理模型和方法以達到高精密、高效率的要求。有該需求的裝置包括集成 電路制造光刻裝置、液晶面板光刻裝置、光掩膜刻印裝置、MEMS(微電子機 械系統(tǒng))/MOMS (微光機系統(tǒng))光刻裝置、先進封裝光刻裝置、印刷電路板光 刻裝置、印刷電路板加工裝置等。在現有技術中，如果上述裝置中光刻對準系統(tǒng)使用的光源是DUV(深紫外) 光源，則該輻射源以波長為248nm、 193nm的準分子激光光源為主，也有的使 用157nm的準分子激光光源。此外，還有使用EUV (極紫外)脈沖輻射源和X 射線脈沖輻射源的對準系統(tǒng)。當對準系統(tǒng)使用的光源是脈沖輻射源時，對準系統(tǒng)中的對準方法對于掩膜 對準的重復精度有較大影響。通常，在該對準過程中，需要用探測到的脈沖輻 射信號振幅值代替脈沖輻射波形的能量值，即用脈沖輻射強度的最大值代替其 能量值。此時，由于光電探測的光電串擾、電氣噪聲和測量抖動，會導致實際 測量得到的脈沖輻射振幅最大值帶有一定的噪聲，從而與真實值存在一定誤差。 同時，由于輻射發(fā)生源的激發(fā)控制信號與脈沖輻射的采樣控制信號之間存在同 步誤差，使得實際測量得到的振幅值并非脈沖輻射信號的最大值，且脈沖輻射 振幅測量值的變化與真實值之間的變化不成正比關系，從而導致了使用這些測 量值限制了對準位置重復精度的提高。在中國專利申請第200410055004.6號中，揭露了一種通過傳感器4企測脈沖 輻射強度(此處即為光輻射振幅)與可獨立控制元件陣列(即對準掩膜圖形)、 基底臺(即為工件臺)的位置，來計算校準量以增加光刻裝置對準精度的方法。 該校準量建立了可獨立控制元件陣列的坐標系坐標和基底臺的坐標系坐標之間 的關系。在該技術方案中，由于傳感器檢測的脈沖輻射強度存在各種噪聲，用 這樣的脈沖輻射強度與對準掩膜圖形及工件臺對準圖形的位置計算得到的校準 量本身存在較大誤差，使得該校準的精度難以進一步提高。用這樣的脈沖輻射 強度去校準輻射發(fā)生器的激發(fā)控制信號與脈沖輻射的采樣控制信號、位置釆樣 控制信號之間的延遲時序關系，得到的時序同步誤差較大，從而進一步阻礙了 光刻裝置對準精度的進一步提高。此外，在現有技術的對準方法中，用脈沖輻射單采樣的脈沖輻射振幅值， 與掩膜及工件臺間相對位置去逼近一個模型，逼近該模型的對準處理必須滿足 足夠的單脈沖采樣樣本，否則就難以達到相應的模型逼近精度，特別是進行精 確對準掃描時尤其如此。這樣就需要采集足夠多的脈沖輻射單采樣光強，而大部分脈沖輻射發(fā)生器的激發(fā)頻率只能在低于10KHz范圍以內變化，因而降低了 對準掃描的效率，也因為每次對準掃描時增加較多的冗余脈沖輻射，降低了上 述裝置中脈沖輻射發(fā)生器的使用壽命。因此，有必要提供一種改進的用于光刻裝置的對準技術。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種實時信號處理系統(tǒng)，具體地說，涉及一種用于 光刻裝置的對準方法及系統(tǒng)。為實現上述目的，本本發(fā)明提供一種光刻裝置的對準方法及系統(tǒng)，該方法 首先移動對準掩膜圖形與工件臺基準板對準圖形，同步對掩膜臺與工件臺的位 置數據進行采樣，并對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣，再對得到的采樣值進 行自適應濾波去噪處理，并對脈沖輻射激發(fā)數進行判斷，然后得出每個脈沖輻 射的能量值，并用所得的能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間的相 對位置得到模型參數，用所述模型參數得到對準掩膜圖形相對工件臺圖形之間 的位置關系，最后將該位置關系用于校準對準掩膜圖形坐標系坐標相對工件臺 坐標系坐標之間的關系。
與現有技術相比，本發(fā)明的技術方案有效地提高了光刻裝置的對準精度， 并延長了光刻裝置中脈沖輻射發(fā)生器的使用壽命。


通過以下對本發(fā)明實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發(fā)明的目的、具體結構特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1為本發(fā)明光刻裝置對準系統(tǒng)的結構示意圖。 圖2為本發(fā)明光刻裝置對準方法的實施流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明的光刻裝置對準方法通過對所有被擴展的脈沖輻射采樣信息進行自 適應濾波處理，得到非常接近真實的脈沖輻射釆樣信息。用這些信息逼近處理 得到的脈沖輻射能量，去逼近脈沖輻射能量與掩膜及工件臺間相對位置的關系， 得到脈沖輻射能量與掩膜及工件臺間相對位置的關系模型參數，從該模型得到 對準位置。請參閱圖1,為本發(fā)明光刻裝置的對準系統(tǒng)的示意圖。該對準系統(tǒng)包括脈沖 輻射發(fā)生器1、掩膜圖形照射窗口 2、控制板3、掩膜4、對準掩膜圖形5、掩膜 臺6、掩膜臺位置探測器7、投影系統(tǒng)8、被光刻工件9、工件臺10、工件臺基 準板對準圖形11、脈沖輻射傳感器12以及工件臺位置探測器13。其中，掩膜圖形照射窗口 2及其控制板3用于形成窗口，將脈沖輻射發(fā)生 器1產生的脈沖輻射透射到對準掩膜圖形5上。投影系統(tǒng)8用于將脈沖輻射照 射到對準掩膜圖形5上形成透射像或反射像，該透射像或反射像通過投影系統(tǒng)8 投射到工件臺IO平面形成空間像，并用工件臺基準板對準圖形11探測該空間 像。脈沖輻射傳感器12位于工件臺基準板對準圖形11的下方，用于檢測空間 像經過工件臺基準板對準圖.形ll透射后的脈沖輻射。掩膜臺位置探測器7和工 件臺位置探測器13分別探測對準掃描過程中的掩膜臺6和工件臺10的空間位 置。請參閱圖2，對準方法具體控制流程步驟如下1.啟動對準掃描，使對準掩膜圖形5與工件臺基準板對準圖形11在空間上 發(fā)生相對移動，包括只移動掩膜臺6、只移動工件臺10或將掩膜臺6與工件臺 10同時都移動。該對準掃描是關于掩膜臺6和工件臺IO的位置、輻射器激發(fā)和 脈沖輻射振幅之間的同步掃描，其中的脈沖輻射輻射器1的輻射源波長為 157nm、 193nm、 248nm或其它波長；2. 同步對掩膜臺6與工件臺IO的位置數據進行采樣，并對探測到的脈沖輻 射信號進行擴展采樣。即根據經過校準位置數據采樣和脈沖輻射振幅擴展采樣 后的同步時序關系，同時對位置數據進行采樣和對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣；3. 對脈沖輻射振幅擴展采樣得到的所有采樣值進行自適應濾波去噪處理， 其中的自適應濾波處理與采樣同時進行，自適應濾波方法包括最小均方類自 適應濾波方法、遞歸最小二乘方類自適應濾波方法、小波變換類自適應濾波， 或使用小波變換類自適應濾波與最小均方類自適應濾波方法，小波變換類自適 應濾波與遞歸最小二乘方類自適應濾波方法形成的組合濾波器；4. 對脈沖輻射激發(fā)數進行比較判斷，看已經完成的脈沖輻射激發(fā)數是否與 設定的脈沖輻射激發(fā)數一致，若少于設定的激發(fā)數，則轉到步驟2，否則轉到步 驟5;5. 將脈沖輻射振幅探測信號擴展采樣值經過自適應濾波去噪后的值用于逼 近脈沖模型，得到每個脈沖輻射的能量值；6. 用得到的每個脈沖輻射能量值和它對應的對準掩膜圖形5及工件臺10 對準圖形間相對位置逼近模型得到相應的模型參數，用該模型參數得到對準掩 膜圖形5相對工件臺IO圖形之間的位置關系。每個脈沖輻射能量值和它對應的對準掩膜圖形5及工件臺10圖形間相對位 置的二維逼近模型為其中X可以用Y代替，X、 Y、 Z分別表示x、 y、 z等方向上的對準掩膜圖 形5和工件臺10圖形間的相對位置，/i, A是逼近多項式的系數，g(U)和 g^，Z)分別是隨x、 z方向上和隨y、 z方向上對準掩膜圖形5和工件臺10圖形 間的相對位置變化而變化的透射脈沖輻射能量；每個脈沖輻射能量值和它對應的對準掩膜圖形5及工件臺10圖形間相對位 置的一維逼近模型為
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其中X可以用Y或Z代替，X、 Y、 Z分別表示x、 y、 z等方向上的對準 掩膜圖形5和工件臺IO圖形間的相對位置，A /^是逼近多項式的系數，g(義)、 g(y)和g(Z)分別是隨x、 y和z方向上對準掩膜圖形5和工件臺IO圖形間的相 對位置變化而變化的透射脈沖輻射能量；
7.完成對準掃描，將6的結果用于校準對準掩膜圖形5坐標系坐標相對工 件臺10坐標系坐標之間的關系。
本發(fā)明的光刻裝置的對準方法及系統(tǒng)能夠降低所檢測脈沖輻射強度存在的 各種噪聲，減小采樣控制信號與位置采樣控制信號之間的時序同步誤差，有效 地提高了光刻裝置的對準精度，并延長了光刻裝置中脈沖輻射發(fā)生器的使用壽 命。
權利要求
1、一種光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a.啟動對準掃描，使對準掩膜圖形與工件臺基準板對準圖形相對移動；b.同步對掩膜臺與工件臺的位置數據進行采樣，并對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣；c.對脈沖輻射探測信號擴展采樣得到的采樣值進行自適應濾波去噪處理；d.對脈沖輻射激發(fā)數進行判斷，若其少于設定的激發(fā)數，轉至步驟b，否則轉到步驟e；e.將脈沖輻射探測信號擴展采樣值經過自適應濾波去噪后的值用于逼近脈沖模型，得到每個脈沖輻射的能量值；f.用得到的每個脈沖輻射能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間的相對位置逼近模型得到相應的模型參數，用所述模型參數得到對準掩膜圖形相對工件臺圖形之間的位置關系；g.完成對準掃描，將步驟f的結果用于校準對準掩膜圖形坐標系坐標相對工件臺坐標系坐標之間的關系。
2、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述步驟a中對準 掩膜圖形與工件臺基準板對準圖形的相對移動包括只移動掩膜臺、只移動工件 臺或將掩膜臺與工件臺同時移動。
3、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述對準掃描是關 于掩膜臺和工件臺的位置、輻射器激發(fā)和脈沖輻射探測信號之間的同步掃描。
4、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述步驟b是根據 經過校準位置數據采樣和脈沖輻射探測信號擴展采樣后的同步時序關系，同時 對位置數據進行采樣和對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣。
5、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述步驟c中的自 適應濾波去噪處理與采樣同時進行。
6、 如權利要求5所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述自適應濾波去 噪處理方法包括最小均方類自適應濾波方法、遞歸最小二乘方類自適應濾波 方法、小波變換類自適應濾波，或使用小波變換類自適應濾波與最小均方類自 適應濾波方法，小波變換類自適應濾波與遞歸最小二乘方類自適應濾波方法形 成的組合濾波器進行處理。
7、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述步驟f中，每 個脈沖輻射能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間相對位置的二維逼 近才莫型為《(義,2) = 〃1.義2+//2,義.2 + 〃3.22+//4.義+ >"5.2+;"6，其中X可以用Y或Z 代替，X、 Y、 Z分別表示x、 y、 z等方向上的對準掩膜圖形和工件臺圖形間的 相對位置，M A是逼近多項式的系數，g(X,Z)和g(Z，Z)分別是隨x、 z方向上 和隨y、 z方向上對準掩膜圖形和工件臺圖形間的相對位置變化而變化的透射脈 沖輻射能量。
8、 如權利要求1所述的光刻裝置的對準方法，其特征在于，所述步驟f中，每 個脈沖輻射能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間相對位置的一維逼 近模型為g(I) = 〃rX2+/vy + y 3,其中X可以用Y或Z代替，X、 Y、 Z分別 表示x、 y、 z等方向上的對準掩膜圖形和工件臺圖形間的相對位置，a ^是逼 近多項式的系數，g(I)、 g(y)和g(Z)分別是隨x、 y和z方向上對準掩膜圖形 和工件臺圖形間的相對位置變化而變化的透射脈沖輻射能量。
9、 一種光刻裝置的對準系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括脈沖輻射發(fā)生器、掩膜圖形照射窗 口、控制板、掩膜、對準掩膜圖形、掩膜臺、掩膜臺位置探測器、投影系統(tǒng)、 被光刻工件、工件臺、工件臺基準板對準圖形、脈沖輻射傳感器以及工件臺位 置探測器，其特征在于，所述系統(tǒng)同步對掩膜臺與工件臺的位置數據進行采樣， 并對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣，對脈沖輻射探測信號擴展采樣得到的釆 樣值進行自適應濾波去噪處理，將所述自適應濾波去噪后的值用于逼近脈沖模 型，得到每個脈沖輻射的能量值，用所述每個脈沖輻射能量值及其對應的對準 掩膜圖形與工件臺圖形間的相對位置逼近模型得到相應的模型參數，用所述模 型參數得到對準掩膜圖形相對工件臺圖形之間的位置關系，并將所述位置關系 用于校準對準掩膜圖形坐標系坐標相對工件臺坐標系坐標之間的關系。
10、 如權利要求9所述的光刻裝置的對準系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)根據經 過校準位置數據采樣和脈沖輻射探測信號擴展采樣后的同步時序關系，同時對 位置數據進行采樣和對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣。
11、 如權利要求9所述的光刻裝置的對準系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應濾波 去噪處理方法包括最小均方類自適應濾波方法、遞歸最小二乘方類自適應濾 波方法、小波變換類自適應濾波，或使用小波變換類自適應濾波與最小均方類 自適應濾波方法，小波變換類自適應濾波與遞歸最小二乘方類自適應濾波方法 形成的組合濾波器進行處理。
12、 如權利要求9所述的光刻裝置的對準系統(tǒng)，其特征在于，所述每個脈沖輻 射能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間相對位置的二維逼近模型為 g(Z，Z) = /vX2+〃2-X.Z + /vZ2+/vJT + /vZ + //6,其中X可以用Y或Z代替，X、 Y、 Z分別表示x、 y、 z等方向上的對準掩膜圖形和工件臺圖形間的相對位置， M A是逼近多項式的系數，g(U)和g(X，Z)分別是隨x、 z方向上和隨y、 z 方向上對準掩膜圖形和工件臺圖形間的相對位置變化而變化的透射脈沖輻射能 量。
13、 如權利要求9所述的光刻裝置的對準系統(tǒng)，其特征在于，所述每個脈沖輻 射能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間相對位置的一維逼近模型 為g(X卜〃,.J^+;v義+ 〃3,其中X可以用Y或Z代替，X、 Y、 Z分別表示x、 y、 z等方向上的對準掩膜圖形和工件臺圖形間的相對位置，A /^是逼近多項式 的系數，g(X)、 g^)和g(z;)分別是隨x、 y和z方向上對準掩膜圖形和工件臺 圖形間的相對位置變化而變化的透射脈沖輻射能量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光刻裝置的對準方法及系統(tǒng)，該方法首先移動對準掩膜圖形與工件臺基準板對準圖形，同步對掩膜臺與工件臺的位置數據進行采樣，并對脈沖輻射探測信號進行擴展采樣，再對得到的采樣值進行自適應濾波去噪處理，并對脈沖輻射激發(fā)數進行判斷，然后得出每個脈沖輻射的能量值，并用所得的能量值及其對應的對準掩膜圖形與工件臺圖形間的相對位置得到模型參數，用所述模型參數得到對準掩膜圖形相對工件臺圖形之間的位置關系，最后將該位置關系用于校準對準掩膜圖形坐標系坐標相對工件臺坐標系坐標之間的關系。與現有技術相比，本發(fā)明的技術方案有效地提高了光刻裝置的對準精度，并延長了光刻裝置中脈沖輻射發(fā)生器的使用壽命。
文檔編號H01L21/027GK101101458SQ200710044559
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權日2007年8月3日
發(fā)明者嚴天宏, 暢 周, 李煥煬, 陳勇輝 申請人:上海微電子裝備有限公司