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基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法.pdf

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基于 自适应 纠正 处理 提高 对准 信号 精度 方法
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摘要
申请专利号:

CN200710172938.1

申请日:

2007.12.25

公开号:

CN101221365A

公开日:

2008.07.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G03F 7/20变更事项:专利权人变更前:上海微电子装备有限公司变更后:上海微电子装备(集团)股份有限公司变更事项:地址变更前:201203 上海?#22995;?#27743;高科技园区张东路1525号变更后:201203 上海?#22995;?#27743;高科技园区张东路1525号|||专利权质押合同登记的生效IPC(主分类):G03F 7/20登记号:2013310000041登记生效日:20130910出质人:上海微电子装备有限公司质权人:中国银行股份有限公司上海市浦东开发区支行发明名称:基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法申请日:20071225授权公告日:20091111|||授权|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: G03F7/20; G03F9/00; G05D3/20 主分类号: G03F7/20
申请人: 上海微电子装备有限公司
发明人: 李焕炀; 宋海军; 陈勇辉; 严天宏; 周 畅
地址: 201203上海?#22995;?#27743;高科技园区张东路1525号
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 上海思微知识产权代理事务所 代理人: 屈 蘅;李时云
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710172938.1

授权公告号:

||||||100559282||||||

法律状态公告日:

2017.06.20|||2013.11.06|||2009.11.11|||2008.09.10|||2008.07.16

法律状态类型:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||专利权质押合同登记的生效、变更及注销|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,该方法使用了椭圆旁瓣滤波器,实现了更好的滤波效果;运用对准位置是否在捕获范围以内的检验方法,自适应更新扫描中心和扫描范围,提高了对准扫描对空间像的大小的适应能力,从而提高了对准扫描的可重复性和扫描效率;提供了自适应更新阈值常数值和进行阈值滤波处理的方法,提高了对准扫描的适应性和对准扫描的精度。

权利要求书

权利要求书
1.  一种基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,用于光刻设备的对准系统中,所述对准系统包括:探测构图部件、目标构图部件、置于目标构图部件上的对准标记、用于照射目标构图部件上标记的照明装置、探测构图部件上的对准标记及其下面的探测装置、目标构图部件运动台及其位置测量装置、探测构图部件运动台及其位置测量装置、置于目标构图部件和探测构图部件之间的投影系统和对准信号处理装置,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)设置参数,进行初始化,设置照明装置直接照射在目标构图部件上对准标记的辐射束窗口,形成目标构图部件上对准标记的透射成像;
(2)用探测构图部件上的对准标记,扫描目标构图部件上对准标记经过投影系统后的空间成像,由探测构图部件上的对准标记下方的传感器探测该空间成像透过探测构图部件上对准标记的光信息;在采集所述光信息时同步采集目标构图部件运动台的位置数据,采集探测构图部件运动台的位置数据;对采集得到的所述目标构图部件运动台的位置数据和所述探测构图部件运动台的位置数据进行空间变换,对采集到的所述光信息数据进行归一化处理,并进行采样计数;
(3)进?#20449;?#29923;滤波处理;
(4)进行阈值滤波处理;
(5)归约化简处理;
(6)判断是否达到所需的扫描采样点总数,未达到则返回步骤(2),达到则进入步骤(7);
(7)检验对准位置是否在捕获范围内,若在所述捕获范围内则进入步骤(9),否则进入步骤(8);
(8)自适应调整扫描中心和扫描范围,返回步骤(1);
(9)判断是否通过阈值检验,若未通过所述阈值检验则进入步骤(10),否则进入步骤(13);
(10)更新阈值常数值,进行阈值滤波处理;
(11)归约化简处理;
(12)判断是否完成对所有采样点的处理,未完?#31245;?#36820;回步骤(11),完?#31245;?#36827;入步骤(13);
(13)计算逼近模型参数、对准位置?#26925;?#30456;关值;
(14)判?#29616;?#30456;关值是否满足要求,不满足要求则返回步骤(1),满足要求则进入步骤(15);
(15)返回对准矢量,结束对准扫描。

2.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述步骤(1)包括对所有与扫描有关的预备参数和状态的设置和初始化,完成参数传递和同步控制的设置,启动目标构图部件和探测构图部件运动控制系统和光电探测系统所设置的参数。

3.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述步骤(3)进?#20449;?#29923;滤波处理时使用的是椭圆旁瓣滤波器,将超出所述椭圆旁瓣滤波器的形状范围的光信息设置为0。

4.  根据权利要求3所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述的椭圆旁瓣滤波器的形状表示为:
(xSLR)2+(zASZ)2<1]]>
其中,SLR为旁瓣范围,ASZ为垂向空间像大小,x和z分别为x方向和z方向上相对各自扫描中心的坐标位置。

5.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述步骤(4)和步骤(10)中的阈值滤波处理,是将归一化的所述光信息与阈值常数进行比较,将超过该阈值常数的光信息保留,将低于该阈值常数的所述光信息设置为0,并将对应的采样点去掉。

6.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于,所述步骤(7)中检验对准位置AP是否在捕获范围CR内的方法是:计算出扫描中心SC后,判断对准位置AP到扫描中心SC的距离是否落在捕获范围CR以内,即判断SC-CR<AP<SC+CR是否成立。

7.  根据权利要求6所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:扫描中心SC的计算公式为SC=(min(p)+max(p))/2,其中,SC是扫描位置方向上的扫描中心,p是扫描方向上的位置,min(p)和max(p)分别是扫描方向上的起始点?#26925;?#27490;点,或者是扫描方向上的终止点和起始点,对准位置的?#27490;?#35745;可以通过查找光信息的最大采样值对应的位置得到。

8.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于,所述步骤(8)中自适应调整扫描中心和扫描范围的方法是:根据所述光信息的最大采样值位置调整自适应更?#28388;?#36848;扫描中心,根据扫描得到的空间像大小自适应调整所述扫描范围。

9.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于,所述步骤(9)?#20449;?#26029;是否通过阈值检验的方法是?#21495;?#26029;所述光信息的最大采样值处对应归一化光信息的一定比例m与现有阈值常数进行比较,其中0.3<m<0.7,看它们的差值是否超过了阈值常数的某一比例n,其中0.02<n<0.3,若超过该比例n,即为未通过所述阈值检验,若未超过该比例n,即为通过所述阈值检验。

10.  根据权利要求9所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述步骤(10)中更新阈值常数值的方法是将所述光信息的最大采样值处对应归一化光信息的一定比例m作为新的阈值常数。

11.  根据权利要求1所述的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,其特征在于:所述步骤(5)和步骤(11)中归约化简处理的方法是将采样点数据进行递归化简处理,得到对准逼近信号模型递归矩阵中的每个元素的递归运算处理值。

说明书

说明书基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法
技术领域
本发明涉及基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,具体地说,涉及光刻设备的对准系统中,基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法。
背景技术
在工业装置中,由于高精度和高产能的需要,分布着大量高速实时测量、信号采样、数据采集、数据交换、通信传输和信号处理等的探测装置和控制系统。这些系统需要我们采用多种方式实现探测、信号采样控制、数据采集控制、数据交换控制、数据传输通信和信号处理等的控制。有该探测信号处理和控制需求的装置包括:集成电?#20998;?#36896;光刻设备、平板显示面板光刻设备、MEMS/MOEMS光刻设备、先进封装光刻设备、印刷电路板光刻设备、印刷电路板加工装置以及印刷电路板器件贴装装置等。
光刻设备是一种将所需图案应用于工件上的装置。通常是将所需图案应用于工件上的目标部分上的装置。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下,构图部件可用于生产在IC一个单独层上形成的电路图案。该图案可以传递到工件(如硅晶片)的目标部分(例如包括一部分,一个或者多个管芯)上。通常是通过将图案投射到工件上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上?#31383;?#27604;例复制所需图案。已知的光刻设备还包括所谓扫描器,运用辐射光束沿给定的方向(“扫描”方向)扫描所属图案,并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描工件来辐照每一目标部分。还可以通过将图案压印在工件上而将图案通过构图部件生成到工件上。
阈值滤波方法与小波变换原理相结合通常应用在数字图象处理和某些专业领域如医学、地质和核能等领域的信号检测与处理中,而输入诱导自适应阈值滤波方法却?#36745;?#29992;在上述领域中。在以前的光刻装置中,由于对准的信号处理过程是对信号的幅度进行逼近处理,为提高信噪比,在采样?#24065;?#20837;了阈值常数,只有高于阈值常数的信号才被用于数据逼近。除此之外,由于逼近模型与理论模型的差异,还需要利用光信息与阈值常数计算加权因子进行加权。而在光刻装置的对准系统中,由于使用的准分子激光光源作为对准光源,该光源的能量波动较大,如果使用固定阈值常数作为阈值滤波的阈值条件进行滤波处理,这会恶化对准信号处理的再现性精度,甚至对准信号处理失败。因此需要一种将准分子激光光源的能量波动作为输入诱导进行自适应阈值滤波方法。
在某些情况下,光刻装置对准系统单次扫描的最大归一化光信息值可能会偏离预设的阈值常数值很远,这样就会对对准信号处理结果造成较大影响。因为使用高透光率的衰减型PSM(移相掩模:构图部件的一种)带来的旁瓣,有时旁瓣信号已经足以超过阈值常数值,被信号处理程序采用并进行处理,这必?#25442;?#23548;致信号处理结果出现较大偏差,结果的相关度也会大大?#26723;停?#20174;而大大?#26723;?#20102;对准信号处理的再现性精度。
理论上,光刻装置的对准系统?#30475;?#23545;准扫描的扫描中心应该在对准位置附近,否则,如果这两个位置相距较大,可能会造成期望光信息随扫描位置变化的波峰不能落在对准扫描范围之内的情况,即不满足捕获范围要求,这样采样数据对信号处理的结果也会造成较大影响,而?#19968;?#36739;多地?#26723;?#20102;对准的重复精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种为光刻装置中对准系统提供了基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,以实现较好的对准信号处理结果,从而得到较高对准重复精度。
为了达到上述的目的,本发明提供一种基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法,用于光刻设备的对准系统中,所述对准系统包括:探测构图部件、目标构图部件、置于目标构图部件上的对准标记、用于照射目标构图部件上标记的照明装置、探测构图部件上的对准标记及其下面的探测装置、目标构图部件运动台及其位置测量装置、探测构图部件运动台及其位置测量装置、置于目标构图部件和探测构图部件之间的投影系统和对准信号处理装置,所述方法包括以下步骤:
(1)设置参数,进行初始化,设置照明装置直接照射在目标构图部件上对准标记的辐射束窗口,形成目标构图部件上对准标记的透射成像;
(2)用探测构图部件上的对准标记,扫描目标构图部件上对准标记经过投影系统后的空间成像,由探测构图部件上的对准标记下方的传感器探测该空间成像透过探测构图部件上对准标记的光信息;在采集所述光信息时同步采集目标构图部件运动台的位置数据,采集探测构图部件运动台的位置数据;对采集得到的所述目标构图部件运动台的位置数据和所述探测构图部件运动台的位置数据进行空间变换,对采集到的所述光信息数据进行归一化处理,并进行采样计数;
(3)进?#20449;?#29923;滤波处理;
(4)进行阈值滤波处理;
(5)归约化简处理;
(6)判断是否达到所需的扫描采样点总数,未达到则返回步骤(2),达到则进入步骤(7);
(7)检验对准位置是否在捕获范围内,若在所述捕获范围内则进入步骤(9),否则进入步骤(8);
(8)自适应调整扫描中心和扫描范围,返回步骤(1);
(9)判断是否通过阈值检验,若未通过所述阈值检验则进入步骤(10),否则进入步骤(13);
(10)更新阈值常数值,进行阈值滤波处理;
(11)归约化简处理;
(12)判断是否完成对所有采样点的处理,未完?#31245;?#36820;回步骤(11),完?#31245;?#36827;入步骤(13);
(13)计算逼近模型参数、对准位置?#26925;?#30456;关值;
(14)判?#29616;?#30456;关值是否满足要求,不满足要求则返回步骤(1),满足要求则进入步骤(15);
(15)返回对准矢量,结束对准扫描。
所述步骤(1)包括对所有与扫描有关的预备参数和状态的设置和初始化,完成参数传递和同步控制的设置,启动目标构图部件和探测构图部件运动控制系统和光电探测系统所设置的参数。
所述步骤(3)进?#20449;?#29923;滤波处理时使用的是椭圆旁瓣滤波器,将超出所述椭圆旁瓣滤波器的形状范围的光信息设置为0;所述的椭圆旁瓣滤波器的形状表示为:
(xSLR)2+(zASZ)2<1]]>
其中,SLR为旁瓣范围,ASZ为垂向空间像大小,x和z分别为x方向和z方向上相对各自扫描中心的坐标位置。
所述步骤(4)和步骤(10)中的阈值滤波处理,是将归一化的所述光信息与阈值常数进行比较,将超过该阈值常数的光信息保留,将低于该阈值常数的所述光信息设置为0,并将对应的采样点去掉。
所述步骤(7)中检验对准位置AP是否在捕获范围CR内的方法是:计算出扫描中心SC后,判断对准位置AP到扫描中心SC的距离是否落在捕获范围CR以内,即判断SC-CR<AP<SC+CR是否成立;扫描中心SC的计算公式为SC=(min(p)+max(p))/2,其中,SC是扫描位置方向上的扫描中心,p是扫描方向上的位置,min(p)和max(p)分别是扫描方向上的起始点?#26925;?#27490;点,或者是扫描方向上的终止点和起始点,对准位置的?#27490;?#35745;可以通过查找光信息的最大采样值对应的位置得到。
所述步骤(8)中自适应调整扫描中心和扫描范围的方法为根据该光信息的最大采样值位置调整自适应更新该扫描中心,根据扫描得到的空间像大小自适应调整该扫描范围。
所述步骤(9)?#20449;?#26029;是否通过阈值检验的方法为,判断所述光信息的最大采样值处对应归一化光信息的一定比例m与现有阈值常数进行比较,其中0.3<m<0.7,看它们的差值是否超过了阈值常数的某一比例n,其中0.02<n<0.3,若超过该比例n,即为未通过所述阈值检验,若未超过该比例n,即为通过所述阈值检验。
所述步骤(5)和步骤(11)中归约化简处理的方法为将采样点数据进行递归化简处理,得到对准逼近信号模型递归矩阵中的每个元素的递归运算处理值。
本发明的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法使用了椭圆旁瓣滤波器,实现了更好的滤波效果;运用对准位置是否在捕获范围以内的检验方法,自适应更新扫描中心和扫描范围,提高了对准扫描对空间像的大小的适应能力,从而提高了对准扫描的可重复性和扫描效率;提供了自适应更新阈值常数值和进行阈值滤波处理的方法,提高了对准扫描的适应性和对准扫描的精度。
附图说明
图1为应用本发明基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法的光刻设备中对准系统结构示意图;
图2为本发明的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法步骤示意图。
附图1中:1、辐射;2、构图图形照射窗口;3控制板;4、构图部件;5、对准构图图形;6、构图部件?#24615;?#21488;;7、构图部件?#24615;?#21488;位置探测器;8、投影系?#24120;?、被光刻工件;10、工件台;11、工件台对准标记;12、辐射空间图案探测装置;13、工件台位置探测器;14、对准信号处理装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1示出了应用本发明基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法的光刻设备中对准系统结构示意图,构图部件4上具有构图图形(包括曝光构图图形和对准构图图形5),构图图形照射窗口2及其控制板3用于形成窗口将辐射1透射到对准构图图形5上,以形成透射像;投影系统8用于将该透射像投射形成空间图案,并用工件台对准标记11探测该空间图案;辐射空间图案探测装置12用于检测空间图案经过工件台对准标记11透射后的辐射信息?#36824;?#22270;部件?#24615;?#21488;位置探测器7和工件台位置探测器13分别探测对准扫描过程中的构图部件?#24615;?#21488;6和工件台10的空间位置,在扫描中得到位置探测器7和13所测量得到的位置数据,还同步测量得到辐射空间图案探测装置12中的辐射信息,将探测到的所有信息采集到对准信号处理装置14中,进行对准信号处理得到对准位置。
图2示出了本发明的基于自适应纠正处理提高对准信号处理精度的方法步骤示意图,其具体过程如下:
步骤S1、设置参数,进行初始化,启动对准扫描,包括了所有与扫描有关的预备参数和状态的设置和初始化,完成参数传递和同步控制的设置,启动目标构图部件和探测构图部件运动控制系统和光电探测系统所设置参数,设置照明装置直接照射在目标构图部件上对准标记的辐射束窗口,形成目标构图部件上对准标记的透射成像。
步骤S2、用探测构图部件上的对准标记,扫描被投影系统投射目标构图部件上对准标记所成的空间成像,由探测构图部件上的对准标记下方的传感器探测该空间成像透过探测构图部件上对准标记的光信息。在采集该光信息时同步采集目标构图部件运动台的位置数据,采集探测构图部件运动台的位置数据。对采集得到的该目标构图部件运动台的位置数据和该探测构图部件运动台的位置数据进行空间变换,对采集到的该光信息数据进行归一化处理,并进行采样计数。
步骤S3、进?#20449;?#29923;滤波处理时使用的是椭圆旁瓣滤波器,它有如下形状:
(xSLR)2+(zASZ)2<1]]>
其中SLR为旁瓣范围,ASZ=f(NA)为垂向空间像大小,f(NA)是与数值孔径NA相关的函数,x和z分别为x方向和z方向上的坐标位置,对于不满足上式要求的位置处,将对应的光信息设置为0。
步骤S4、进行阈值滤波处理,是将归一化的光信息与阈值常数进行比较,将超过该阈值常数的光信息保留,将低于该阈值常数的光信息设置为0,将对应的采样点去掉,不将其用于对准逼近信号处理中使用的数据。
步骤S5、归约化简处理,是将用于对准逼近信号模型的采样点数据进行递归化简处理,得到对准逼近信号模型递归矩阵中的每个元素的递归运算处理值。
步骤S6、判断是否达到所需的扫描采样点总数,若没有达到,则转至步骤S2,否则进入步骤S7。
步骤S7、检验对准位置AP是否在捕获范围CR以内,计算扫描中心:
SC=(min(p)+max(p))/2,其中SC是扫描位置方向上的扫描中心,p是扫描方向上的位置,min(p)和max(p)分别是扫描方向上的起始点?#26925;?#27490;点,或者是扫描方向上的终止点和起始点,对准位置的?#27490;?#35745;可以通过查找光信息的最大采样值对应的位置得到,判断SC-CR<AP<SC+CR是否成立,若不成立,则转向步骤S9;否则,转向步骤S8。
步骤S8、自适应调整扫描中心和扫描范围,根据步骤S7中得到的?#27490;?#35745;对准位置调整自适应更新扫描中心,根据扫描得到的空间像大小自适应调整扫描范围,调整时有SR=ASZ+2·ZOP,其中SR为扫描范围,ASZ为垂直方向的空间像大小,ZOP为偏移参数,然后转向步骤S1。
步骤S9、判断该光信息的最大采样值处对应归一化光信息的一定比例m与现有阈值常数进行比较,其中0.3<m<0.7,看它们的差值是否超过了阈值常数的某一比例n,其中0.02<n<0.3,若未超过该比例n,即为通过该阈值检验,转向步骤S13,否则,转向步骤S10。
步骤S10、更新阈值常数值,进行阈值滤波处理。更新阈值常数值的方法为?#27490;?#35745;对准位置处对应归一化光信息的一定比例m作为新的阈值常数;进行阈值滤波处理,是将归一化的光信息与阈值常数进行比较,将超过该阈值常数的光信息保留,将低于该阈值常数的光信息设置为0,将对应的采样点去掉,不将其用于对准逼近信号处理中使用的数据。
步骤S11、归约化简处理,将用于对准逼近信号模型的采样点数据进行递归化简处理,得到对准逼近信号模型递归矩阵中的每个元素的递归运算处理值。
步骤S12、判断是否完成对所有采样点的处理,如果完成了,则转向步骤S13,否则,转至步骤S11。
步骤S13、计算逼近模型参数、对准位置?#26925;?#30456;关值MCV,对准位置是从所计算得到的逼近模型参数中,经过计算处理得到对准位置,重相关值MCV可以在进行归约化简处理结束后就可以计算出来。
步骤S14、判?#29616;?#30456;关值是否满足要求,若不满足要求,则转至步骤S1;满足要求则转向步骤S15。
步骤S15、返回对准矢量,结束对准扫描,将对准矢量返回给光刻设备中需要对准位置的其它系统。
以上介绍的仅仅是基于本发明的优选实施例,并不能以此来限定本发明的范围。任何对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的揭露以及保护范围。

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