專利名稱:提高調焦調平測量精度的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及半導體光刻領域,且特別涉及一種提高調焦調平測量精度的方法。
背景技術:
在投影光刻裝置中,為了對硅片表面的位置進行高精度的測量,同時為了避 免測量裝置損傷硅片,調焦調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。常用的非接觸式調焦調平測量方法有三種光學測量法、電容 測量法、氣壓測量法。在現(xiàn)今的掃描投影光刻裝置中,多使用光學測量法實現(xiàn) 調焦調平測量,光學調焦調平測量裝置的技術多種多樣。調焦調平測量裝置的 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10°/。至100%。所以,對不同硅片表面反射率的自適應性是調焦調平測 量裝置需要解決的主要問題之一。
在調焦調平測量的現(xiàn)有技術中,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果的影響,如ASML公司的調焦調平測量技術;而 有些則選擇在電路上進行自動增益調節(jié),即根據(jù)當前光電探測器輸出的峰值或 者有效值來判斷當前硅片反射率,從而在信號調理電路上進行相應得增益調節(jié), 如Nikon的調焦調平測量技術。然而,隨著光源壽命的下降,在同一驅動電壓 下,光源輸出的功率必將同步下降,后者所述的技術就必須采取相應的措施, 否則,測量結果的準確度將下降。根據(jù)Nikon的產(chǎn)品維護手冊可知,后者所述 的技術采用增益補償技術來解決該問題。即根據(jù)當前光源的工作時間,來對增 益進行補償。如,當光源工作時間為O時,50%硅片反射率對應的電路增益為1; 而當光源工作時間為600小時時,50°/。硅片反射率對應的電路增益為1.5。該技 術很好地解決了光源壽命對測量結果精確度的影響,但其也存在如下的不足 沒有解決光源壽命對測量重復精度的影響,當光源輸出的光功率下降時,其光 電轉換后測量信號的信噪比也下降,如果僅僅進行增益調節(jié),不能完全消除信噪比下降對測量重復精度的影響。
發(fā)明內容
為了克服已有技術中存在的缺點,本發(fā)明提供一種方法,可以在消除光源 壽命對測量結果精確度影響的同時,不產(chǎn)生因信噪比下降而對測量重復精度產(chǎn) 生影響的問題。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出一種提高調焦調平測量精度的方法,所述方
法應用于光學曝光系統(tǒng),包括以下步驟初次在所述系統(tǒng)中安裝調焦調平測量 裝置時,獲取所述調焦調平裝置的光源的現(xiàn)時驅動電壓VI;用所述光源照射所 述系統(tǒng)中工件臺上的對準基準版,通過所述調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準 基準版反射的光信號并進行光電信號轉換,獲取轉換后電信號的第一峰值電壓 V2;檢測所述光源的光強是否變弱,若是,則用所述光源照射所述對準基準版, 通過所迷調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準基準版反射的光信號并進行光電信 號轉換,獲取轉換后電信號的第二峰值電壓V3,計算所述光源的最佳驅動電壓 V4,計算公式為V4=Vl*f (V2,V3),其中f (V2,V3)為V2和V3的函數(shù)關系式, 將所述光源的電壓調節(jié)為最佳驅動電壓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)明所述的提高調焦調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變弱時,通過及時調整光源上的電壓,使得光 源的光強始終保持不變,從而有效地消除了因光源變弱而影響到測量結果精確 度的問題,此外也避免因信噪比下降而對測量重復精度產(chǎn)生影響的問題。
圖1是光學曝光系統(tǒng)第一示意圖; 圖2是光學曝光系統(tǒng)第二示意圖; 圖3本發(fā)明提高調焦調平測量精度的方法的流程示意圖。
具體實施例方式
下面,結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。首先,請參考圖1,圖l是光學曝光系統(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之間有一個硅片調焦調平 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,測量結果送往硅片表面位置控制系統(tǒng)560,經(jīng)過信號處理和調焦 調平量的計算后,驅動調焦調平執(zhí)行器430對工件臺410的位置進行調整,完 成> 圭片420的調焦調平。
除了硅片420,對準基準版440也是調焦調平測量裝置500的測量對象之一。 在投影光刻機中,可能包括多個對準基準版440。圖2是光學曝光系統(tǒng)第二示意 圖,即調焦調平測量裝置500測量對準基準版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是測量對準基準版440。
接著,請參考圖3,圖3是本發(fā)明提高調焦調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 調焦調平測量裝置時,獲取所述調焦調平裝置的光源的現(xiàn)時驅動電壓VI,所述 光源為燈泡,因為是初次使用,因此燈泡不會出現(xiàn)因老化而導致在正常電壓工 作下光強變弱的問題,所述現(xiàn)時驅動電壓VI在這種情況下就可以當成是最佳驅 動電壓使用;步驟12:用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準基準版,通 過所述調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準基準版反射的光信號并進行光電信號 轉換,獲取轉換后電信號的第一峰值電壓V2,轉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 的光強是否變弱;步驟14:若是,則用所述光源照射所述對準基準版,通過所 述調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準基準版反射的光信號并進行光電信號轉 換,獲取轉換后電信號的第二峰值電壓V3;步驟15:計算所述光源的最佳驅動 電壓V4,計算公式為V4-V1* f (V2, V3),其中f (V2,V3)為V2和V3的函數(shù)關 系式,此函數(shù)關系可以由研發(fā)人員根據(jù)實際情況自行定義,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)關系,以線性函數(shù)關系示例,則所述 函數(shù)關系式f (V2,V3) -V2/V3,步驟16:將所述光源的電壓調節(jié)為最佳驅動電壓V4,實際情況中,最佳驅動電壓V4—般大于現(xiàn)時驅動電壓VI,因此此步驟 本質上是調高光源的電壓,理想情況下,使得調高電壓后的光源的光強和初始 時候光源光強一樣;步驟17:若否,則保持所述光源的電壓不變。
與傳統(tǒng)的在光學曝光系統(tǒng)中的調焦調平測量方法相比,本發(fā)明提供的方法 通過提高調焦調平測量的光源上的電壓,使得光強變弱的光源重新恢復到初始 光源的光強,從而從本質上避免了因光源壽命導致光強對測量結果精度的影響, 也不會引入因信噪比下降而對測量重復精度產(chǎn)生影響的新問題。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所 屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內,當可作各種 的更動與潤飾。因此,本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種提高調焦調平測量精度的方法,所述方法應用于光學曝光系統(tǒng),其特征在于包括以下步驟初次在所述系統(tǒng)中安裝調焦調平測量裝置時,獲取所述調焦調平裝置的光源的現(xiàn)時驅動電壓V1;用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準基準版,通過所述調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準基準版反射的光信號并進行光電信號轉換,獲取轉換后電信號的第一峰值電壓V2;檢測所述光源的光強是否變弱,若是,則用所述光源照射所述對準基準版,通過所述調焦調平測量系統(tǒng)獲取從所述對準基準版反射的光信號并進行光電信號轉換,獲取轉換后電信號的第二峰值電壓V3,計算所述光源的最佳驅動電壓V4,計算公式為V4=V1*f(V2,V3),其中f(V2,V3)為V2和V3的函數(shù)關系式,將所述光源的電壓調節(jié)為最佳驅動電壓V4,若否,則保持所述光源的電壓不變。
2. 根據(jù)權利要求l所述的提高調焦調平測量精度的方法,其特征在于所述 函數(shù)關系式f (V2,V3) =V2/V3。
3. 根據(jù)權利要求l所述的提高調焦調平測量精度的方法,其特征在于所述 光源為燈泡。
全文摘要
本發(fā)明提出一種提高調焦調平測量精度的方法,所述方法應用于光學曝光系統(tǒng),包括以下步驟獲取所述系統(tǒng)中調焦調平裝置的光源的現(xiàn)時驅動電壓V1;用所述光源照射所述系統(tǒng)中工件臺上的對準基準版,進行光電信號轉換,獲取轉換后電信號的峰值電壓V2;檢測所述光源的光強是否變弱,若是,則用所述光源照射所述對準基準版,進行光電信號轉換,獲取轉換后電信號的峰值電壓V3,計算所述光源的最佳驅動電壓V4,將所述光源的電壓調節(jié)為最佳驅動電壓V4,若否,則保持所述光源的電壓不變,本發(fā)明能及時發(fā)現(xiàn)并修正因光源的光強變弱而導致測量精度下降的問題,從而提高了調焦調平的測量精度。
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