[发明专利]硅片对准信号的处理方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及半导体集成电路光刻生产设备中的对准技术处理方法，特别涉及一种硅片对准信号的处理方法。

背景技术

光刻机是集成电路加工过程中最为关键的设备。对准是光刻机的主要工艺流程之一，通过掩模、掩模台、硅片、硅片台上的特殊标记确定它们之间的相对位置关系，使掩模图形能够精确的成像于硅片上，实现套刻精度。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一。光刻机对准可分为掩模对准和硅片对准，掩模对准实现掩模与掩模台的相对位置关系，硅片对准实现硅片与硅片台的相对位置关系。掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。

在硅片对准扫描过程中，硅片标记成像于参考光栅上，参考光栅下方的传感器检测到光强信号，硅片对准信号采集与处理系统结合工件台的位置信息，进行一系列的数字信号处理，求出其对准位置。在该过程中，信号处理的时间直接影响着对准信号处理的实时性，从而直接影响光刻机的效率。在以往的硅片对准信号处理中，信号周期都是作为固定参数，参与信号拟合。 

中国专利CN200510030807.0、CN200810035115.9给出了用于光刻装置的硅片对准系统。这些专利采用信号周期                                               作为预先设定好的固定值直接引入。在先专利CN201010177516.5运用高斯－牛顿法算法，对含有信号周期P的非线性模型进行逐步逼近拟合求解。这种算法运算步骤繁多，在所有采样点全部采完后，才能执行，实时性差。如图5所示，如信号周期P预先设定的固定值与信号实际周期存在偏差时，通过拟合获得的拟合曲线的周期与对准信号的实际周期不一致。图中，实线表示待拟合正弦波波形，虚线表示运用含有预先设定的信号周期P拟合结果。

发明内容

本发明解决的技术问题是保证硅片对准信号处理实时性的同时，提高信号周期的求解精度。

为了解决该技术问题，本发明提供一种硅片对准信号的处理方法，包括以下步骤：

（a）对准操作与管理模块确定拟合模型 

其中，为光强采样信号，为位置采样信号，DC为直流分量，A为余弦系数，B为正弦系数，P为信号周期；

（b）硅片对准系统进行对准扫描，信号采集与处理模块、位置采集与运动控制模块分别采集获得所述光强采样信号和对应的所述位置采样信号，并将所述光强采样信号和所述位置采样信号传送至所述对准操作与管理模块；

其特征在于，还包括，

（c）将上次所述拟合模型拟合获得的信号周期P代入所述拟合模型，当本次拟合为第一次拟合时，信号周期P代入预先设定初始值，所述对准操作与管理模块根据所述光强采样信号和所述位置采样信号采用最小二乘法拟合获得直流分量DC、余弦系数A，正弦系数B，采用频域分析法获得本次所述信号周期P;

（d）根据所述拟合模型求出最佳对准位置。

优选的，所述最小二乘法实时构建矩阵方程Ax=B，其中， 

N为采样总数，a、b、c、d、e为矩阵A的元素，、、为矩阵B的元素，矩阵A和B中的元素通过最小二乘法累加数据获得。

进一步，所述步骤（c）具体包括：

（1）求解所述最小二乘法的各元素累加值；

（2）判断当前采样点是否达到要求的总采样点数，如果当前采样点i等于扫描采样点数N，则进行最小二乘法拟合和频域分析，否则返回步骤（a），继续采集数据。

优选的，所述频域分析法为离散傅里叶变换法。

优选的，所述频域分析法为频域抽取法快速傅里叶变换。

进一步，所述频域分析法的具体步骤为：

计算信号的频谱特性，求的模，判断幅值大小为第二位的采样点数i，根据计算出信号的基波频率，从而求出本次扫描采样点的信号周期，其中为采样频率。

进一步，所述离散傅里叶变化的公式为。

进一步，频域抽取法快速傅里叶变换的公式为

    

其中：、、r=0，1，...，N/2-1。

本方法的优点在于能够实时的对采样点进行模型拟合，并且同时实时的求出当前采样数据的周期信号P，作为下次拟合的已知周期信号参量，提高了信号周期P的求解精度，进而提高了其对准精度。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为硅片对准系统结构示意图；