专利名称：用于掩模对准的对准信号采集系统及对准方法
技术领域：
本发明涉及集成电路和/或其他微型器件制造领域的光刻装置，尤其涉及一种用于光刻设备的用于掩模对准的对准信号采集系统及对准方法。
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。 对准可分为掩模对准和硅片对准，掩模对准实现掩模与工件台的相对位置关系，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。
在掩模对准扫描过程中，掩模标记成像于硅片标记上，硅片标记下方的传感器检测光强信号。对光强信号进行一系列的数字信号处理，其光强最大值点，即对准点。其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。在以往的掩模对准信号处理中，所用的空间像拟合模型是抛物面拟合，这种模型是理想的数学模型。在实际情况中，还有光学部分所引起的畸变。
现有技术中CN200910201611.1给出了一种用于光刻装置的掩模对准系统。该专利中，采用了一维的光强位置高斯拟合数学模型。在这种情况下，只能求出水平向的对准位置，而不能求出垂向的对准位置。发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于掩模对准的对准信号采集系统及对准方法，该技术方案提供了更接近实际采样数据的光强与位置关系的拟合数学模型，比以往的抛物线拟合模型更接近实际模型，使运算获得的对准位置更为精确。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于掩模对准的对准信号采集系统，用以实现工件台相对于掩模台位置的确定，包括照明单元，用于提供一激光脉冲；掩模台单元，该掩模台单元包括掩模台、掩模台位置测量模块及掩模台控制模块，该掩模台控制模块根据该掩模台位置测量模块所获得的掩模台位置数据移动位于该掩模台上的掩模标记； 投影物镜，用以对该掩模标记成像；工件台单元，该工件台单元包括工件台、工件台位置测量模块及工件台控制模块，该工件台控制模块根据该工件台位置测量模块所获得的工件台位置数据移动位于该工件台上的工件标记，并根据对准扫描参数进行水平及垂向运动； 光强采集单元，用于采集该掩模标记的像扫描过该工件台标记时形成的二维空间像的光强信号；对准操作单元，用于接收并处理来自该掩模台单元、工件台单元及光强采集单元的信息以获得一对准位置；该对准操作单元处理该信息采用以下对准信号拟合模型[_ F{x,Z)=A-f{z).e^(Z^
权利要求
1.一种用于掩模对准的对准信号采集系统，用以实现工件台相对于掩模台位置的确定，其特征在于，包括照明单元，用于提供一激光脉冲；掩模台单元，所述掩模台单元包括掩模台、掩模台位置测量模块及掩模台控制模块， 所述掩模台控制模块根据所述掩模台位置测量模块所获得的掩模台位置数据移动位于所述掩模台上的掩模标记；投影物镜，用以对所述掩模标记成像；工件台单元，所述工件台单元包括工件台、工件台位置测量模块及工件台控制模块， 所述工件台控制模块根据所述工件台位置测量模块所获得的工件台位置数据移动位于所述工件台上的工件标记，并根据对准扫描参数进行水平及垂向运动；光强采集单元，用于采集所述掩模标记的像扫描过所述工件台标记时形成的二维空间像的光强信号；对准操作单元，用于接收并处理来自所述掩模台单元、工件台单元及光强采集单元的信息以获得一对准位置；所述对准操作单元处理所述信息采用以下对准信号拟合模型
2.如权利要求1所述的对准信号采集系统，其特征在于，所述光强采集单元包括集成传感器和光强采集板。
3.如权利要求2所述的对准信号采集系统，其特征在于，所述集成传感器受所述激光脉冲激发后产生可见波长段的荧光。
4.如权利要求3所述的对准信号采集系统，其特征在于，所述集成传感器包括光电探测器和放大环节，所述荧光经光电探测器转化为一电信号，所述电信号经所述放大环节进行放大。
5.如权利要求3所述的对准信号采集系统，其特征在于，所述光强采集板根据所述对准操作单元的时序控制，采集所述集成传感器探测到的光强信号。
6.一种用于掩模对准的对准信号采集方法，用以实现工件台相对于掩模台位置的确定，包括利用一激光脉冲照射一掩模标记，所述掩模标记经过一投影物镜形成一掩模标记像， 所述掩模标记像扫描一工件台标记形成一二维空间像；采集所述二维空间像的光强信号、掩模台位置数据和工件台位置数据进行信息处理以获得对准位置(xO，z0)，其特征在于，所述信息处理采用以下对准信号拟合模型F(x,z)=A-f(z)-e L —
7.如权利要求6所述的对准信号采集方法，其特征在于，所述对准信号拟合模型利用麦夸托(Marquardt)算法进行迭代拟合。
8.如权利要求7所述的对准信号采集方法，其特征在于，所述利用麦夸托(Marquardt) 算法进行迭代拟合对准信号拟合模型的具体步骤为步骤1、对采集的光强进行滤波，归一化等数据信号处理，得光强I (η);根据掩模台位置和工件台位置信息计算掩模台工件台的相对位置关系，水平向位置x(n)、y(η)和垂向位置 ζ (η)；步骤2、给拟合模型参数赋初始值，其中水平对准位置xO和垂向对准位置ζΟ的初始值为已知的粗扫描中心，光强最大值A初始值为1，AIX, AIY的初始值为设定参数；步骤3、对所述对准信号拟合模型进行雅克比矩阵J、残差向量R和残差向量平方和Q计算V:
全文摘要
本发明公开一种用于掩模对准的信号采集与信号处理系统，其中信号采集系统包括照明单元，用于提供一激光脉冲；掩模台单元；投影物镜，用以对该掩模标记成像；工件台单元；光强采集单元，用于采集该掩模标记的像扫描过该工件台标记时形成的二维空间像的光强信号；对准操作控制单元，用于接收并处理来自该掩模台单元、工件台单元及光强采集单元的信息以获得一对准位置。本发明提供的信号处理系统，是基于包含最大光强、水平向对准位置、垂向对准位置、二维空间像的像宽和像高等参量的拟合数学模型，运用麦夸托(Marquardt)迭代算法进行迭代拟合，求出对准位置、最大光强值、二维空间像的像宽和像高。
文档编号G03F7/20GK102998907SQ201110272730
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者陈小娟, 李运锋, 赵正栋, 赵新 申请人:上海微电子装备有限公司, 上海微高精密机械工程有限公司