一種調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的歸一化方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的歸一化方 法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 投影光刻機(jī)是一種把掩模上的圖案通過(guò)物鏡投影到硅片面上的裝置。在投影曝光 設(shè)備中，必須有自動(dòng)調(diào)焦控制系統(tǒng)把硅片面精確帶入到指定的曝光位置，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)有多 種不同的技術(shù)方案。目前在信號(hào)處理環(huán)節(jié)，比較常用是頻域法：裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，可見(jiàn) 在探測(cè)光路中，放置有一個(gè)掃描反射鏡和一個(gè)探測(cè)狹縫；掃描反射鏡以某個(gè)頻率作高速簡(jiǎn) 諧振動(dòng)，導(dǎo)致投影光斑在探測(cè)狹縫處也產(chǎn)生高速往復(fù)掃描運(yùn)動(dòng)。由于狹縫的遮光作用，光電 探測(cè)器最終探測(cè)的信號(hào)將成為某種動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)，通過(guò)對(duì)該動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行分析處理， 可以獲取高信噪比的光斑位置，進(jìn)而獲取硅片的高度值，并根據(jù)該高度值對(duì)硅片的支撐機(jī) 構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，直到硅片位于最佳焦面(原理詳細(xì)可見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利CN201210091294. 4)。上述方 法對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)的處理過(guò)程如圖2所示，信號(hào)處理中為了消除入射光強(qiáng)的變化帶來(lái)的對(duì) 測(cè)量的影響，在AD轉(zhuǎn)換前必須對(duì)光電探測(cè)器探測(cè)的動(dòng)態(tài)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行歸一化處理?，F(xiàn)使用 的歸一化方法首先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，根據(jù)檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值來(lái)切換相應(yīng)的放大 倍數(shù)，使得入射光強(qiáng)在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，模塊的輸出可以限定在一個(gè)較小的電壓區(qū)間。而 后通過(guò)變阻器對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)一步微調(diào)，達(dá)到歸一化模塊輸入要求(如圖3所示)。最后將經(jīng) 過(guò)增益控制后的輸入信號(hào)除以其自身峰值的方法實(shí)現(xiàn)歸一化處理(如圖4所示)。該增益 控制和歸一化方法在增益控制模塊的輸出信號(hào)精度依賴(lài)于模擬開(kāi)關(guān)的檔位數(shù)以及后端微 調(diào)的可變電阻的精度，在峰值檢測(cè)部分的精度依賴(lài)于積分電容。上述兩模塊上產(chǎn)生的噪聲 最終對(duì)歸一化后的信號(hào)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致輸出信號(hào)的精度無(wú)法保證，也降低了可互換性，最終 降低了調(diào)焦系統(tǒng)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明公開(kāi)一種調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的歸一化方法及 裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)焦調(diào)平輸出信號(hào)的監(jiān)控，既保證了信號(hào)精度，也提高了可互換性。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開(kāi)一種光刻機(jī)用調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的歸一化方法， 其特征在于，包括步驟：步驟一、對(duì)經(jīng)過(guò)自動(dòng)調(diào)整的輸入電壓信號(hào)濾波后分壓，形成一 分壓后輸出電壓信號(hào)G;步驟二、利用一增益調(diào)整信號(hào)匕對(duì)所述分壓后輸出電壓信號(hào)G進(jìn) 行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)調(diào)整后輸出信號(hào)^的信號(hào)歸一化；其中，所述增益調(diào)整信號(hào)匕根據(jù)所述 輸出信號(hào)&O與一參考信號(hào)療e/的比較而改變。
[0005] 更進(jìn)一步地，所述利用一增益調(diào)整信號(hào)^對(duì)所述分壓后輸出電壓信號(hào)G進(jìn)行調(diào)整 進(jìn)一步包括其中A是倍數(shù)調(diào)節(jié)值。
[0006] 更進(jìn)一步地，所述增益調(diào)整信號(hào)匕根據(jù)所述輸出信號(hào)與一參考信號(hào) 的比較而改變進(jìn)一步包括：對(duì)所述輸出信號(hào)檢測(cè)其峰值電壓吻；對(duì)所述參考信號(hào) be/和所述峰值電壓吻ea々之差進(jìn)行反向積分后輸出所述增益調(diào)整信號(hào)匕。
[0007] 更進(jìn)一步地，所述增益調(diào)整信號(hào)匕從近似于〇逐漸增大。
[0008] 本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)一種用于光刻機(jī)調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的歸一化裝置，其特征在于，包 括： 一濾波器，用于對(duì)一輸入信號(hào)Gsa濾波； 一分壓電路，對(duì)所述濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行分壓后形成分壓后輸出電壓信號(hào)G; 一模擬運(yùn)算電路，用于利用一增益調(diào)整信號(hào)6對(duì)所述分壓后輸出電壓信號(hào)G進(jìn)行調(diào) 整，以實(shí)現(xiàn)調(diào)整后輸出信號(hào)^的信號(hào)歸一化； 一峰值檢測(cè)電路，用于檢測(cè)所述輸出信號(hào)的峰值電壓吻 一減法器電路，用于獲得一參考信號(hào)療e/和所述峰值電壓吻ea々之差； 一積分電路，用于對(duì)所述減法器電路的輸出信號(hào)反向積分并形成所述增益調(diào)整信號(hào) 匕。
[0009] 更進(jìn)一步地，所述峰值檢測(cè)電路由LT1358運(yùn)放器、整流二極管、電阻和電容組成。
[0010] 更進(jìn)一步地，所述減法器電路由LT1358運(yùn)放器及差動(dòng)放大器組成。
[0011] 更進(jìn)一步地，所述積分電路通過(guò)ACF2101積分器實(shí)現(xiàn)。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述模擬運(yùn)算電路通過(guò)AD734芯片實(shí)現(xiàn)。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過(guò)將歸一化后的輸出信號(hào)的峰值與設(shè)定的參考電壓 進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)增益控制信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)反饋控制，最終將輸出信號(hào) 控制在一個(gè)和療e/先關(guān)的數(shù)值上。本發(fā)明真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)模塊輸出信號(hào)的監(jiān)控，既保證了信 號(hào)精度，也提高了可互換性。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了 解。
[0015] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)調(diào)焦控制系統(tǒng)的原理示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)焦調(diào)平測(cè)量信號(hào)分析處理流程圖； 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中增益調(diào)整模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)歸一化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明所公開(kāi)的信號(hào)歸一化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的模擬計(jì)算電路的示意圖； 圖7是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的峰值檢測(cè)電路的示意圖； 圖8是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的減法器電路的示意圖； 圖9是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的積分電路的示意圖； 圖10是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的結(jié)果仿真示意圖之一； 圖11是本發(fā)明所涉及的信號(hào)歸一化模塊的結(jié)果仿真示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)調(diào)焦控制系統(tǒng)的原理示意圖如圖1所示，其中該自動(dòng)調(diào)焦控制系 統(tǒng)包括照明光源1，投影狹縫陣列2,被測(cè)硅片3,掃描反射鏡4,偏置平板5,探測(cè)狹縫陣列 6,光電探測(cè)器以及信號(hào)處理系統(tǒng)，反射鏡8、反射鏡9、反射鏡10以及投影物鏡11。
[0018] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)焦調(diào)平測(cè)量信號(hào)分析處理流程圖。如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中 調(diào)焦調(diào)平測(cè)量信號(hào)分析處理流程為，當(dāng)傳感器輸入信號(hào)時(shí)進(jìn)行增益控制201，輸出增益控制 輸出信號(hào)^P &A。再進(jìn)行歸一化處理202,輸出歸一化處理信號(hào)Κ/ΛΟ。對(duì)歸一化處理信號(hào) 進(jìn)行帶通濾波203后再同步解調(diào)204、AD裝換205,最后進(jìn)行FPGA206。
[0019] 圖3是現(xiàn)有技術(shù)中增益調(diào)整模塊示意圖。如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)焦調(diào)平測(cè)量信 號(hào)進(jìn)行增益處理需要依次經(jīng)過(guò)放大器301，峰值檢測(cè)電路302, ADC303, FPGA增益切換304， 8選1模擬開(kāi)關(guān)305,增益電阻305。
[0020] 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)歸一化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)調(diào) 焦調(diào)平進(jìn)行歸一化處理如下：增益控制輸出信號(hào)G sa分為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)濾波器401， 一路經(jīng)過(guò)峰值檢測(cè)電路404,經(jīng)過(guò)濾波器401后的信號(hào)一路進(jìn)入峰值檢測(cè)電路404,另一路 進(jìn)入分壓電路402。分壓電路402的輸出信號(hào)和峰值檢測(cè)電路404的輸出信號(hào)匕進(jìn)入 模擬運(yùn)算電路403，輸入歸一