專利名稱：一種調焦調平檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻領域，尤其涉及應用于光刻機的調焦調平檢測裝置。
背景技術：
投影光刻機是一種把掩模上的圖案通過投影物鏡投影到硅片表面的設備。為了使硅片表面位于指定的曝光位置，必須有自動調焦調平系統(tǒng)進行精確控制。目前，ASML、NIK0N.CAN0N公司的自動調焦調平技術最具代表性。自動調焦調平系統(tǒng)一般由光源、光闌、投影分支、檢測分支、信號處理單元等部分構成，以獲取曝光場內硅片表面高度與傾斜信息。通常，自動調焦調平系統(tǒng)設計使用的光源都設定以最佳功率運行、發(fā)出近似恒定的光強，但實際上光源是在不斷老化的，其光強整體呈遞減趨勢，使得自動調焦調平系統(tǒng)投影分 支投射到硅片表面的入射光經反射后，其光強衰減程度變大，檢測分支檢測到的光強信號變弱，影響自動調焦調平系統(tǒng)檢測精度，因而需對自動調焦調平系統(tǒng)的光源老化問題進行改進。SMEE的
公開日期為2009年7月24日中國專利申請200910055388. 4中提供了一種利用基準板對自動調焦調平系統(tǒng)老化后的光源進行調整的方法，該方法流程比較簡單，但也存在著需要利用基準板對光源進行定期維護、增加客戶使用復雜度的缺陷。光刻機自動調焦調平系統(tǒng)采用的多點探測、對探測狹縫成像圖像進行調制等技術的前提條件是設計使用的光源光強恒定，但實際上光源是在不斷老化的，使得自動調焦調平分系統(tǒng)檢測分支檢測到的光強信號變弱，降低了信噪比，影響到分系統(tǒng)的檢測精度。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種對光源進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強探測器進行光強檢測，主控制器根據光強探測器檢測到的光強信號情況，通過光源控制器對光源光強實施調控；另一束經投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進入信號處理單元，由其進行光電轉換及信號處理。利用上述裝置對光源進行調節(jié)的方法，包括以下步驟I)在整機集成時，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡從所述光源分出的光束的光強10，其中，所述最佳工作電壓Uo由整機集成前的測校流程獲得；2)在整機正常工作期間，所述主控制器周期性地實時獲取所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡分出光線的當前光強情況Ic ；3)所述主控制器判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述光源控制器進行控制將光源的工作電壓改變?yōu)閁c = Uo*f (Io，Ic)，其中，f (Io，Ic)為Io與Ic之間的函數映射關系式，使所述光強探測器檢測到的光強Ic恢復到整機集成時Io的水平；
4)計算光源的工作電壓Uc的累積調整次數，達到預定值時進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。本發(fā)明還提出了ー種對信號增益進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置，光源發(fā)出的光線經分光鏡分為兩束，一束由光強探測器進行光強檢測，主控制器根據光強探測器檢測到的光強信號情況，對信號處理單元的信號増益情況進行控制；另一束經投影単元入射到硅片等材料上，反射后進入檢測單元，由檢測單元進行光電轉換，再由信號處理單元進行包括信號増益在內的信號處理。利用上述裝置對信號增益進行調節(jié)的方法，包括以下步驟I)在整機集成時，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡從所述光源分出光線的光強情況10，所述信號處
理單元對所述檢測單元輸出的光電轉換信號的最佳增益Go ;最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機集成前的測校流程獲得；2)整機正常工作期間，所述主控制器周期性地實時獲取所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡分出光線的當前光強情況Ic ；3)所述主控制器判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述信號處理單元進行控制，將其對所述檢測單元輸出的光電轉換信號的增益增大為Ge = Go*f(Io，Ic)，其中，f(Io，Ic)為Io與Ic之間的函數映射關系式，使所述經過増益調節(jié)后的光電轉換信號保持恒定；4)計算所述光電轉換信號増益Ge的累積調整次數，達到預定值時進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。本發(fā)明g在通過對光源光強的周期性實時采樣，獲取當前的光源光強信息，從而對光源的光強進行調控，實現(xiàn)光強的恒定輸出，使得光源光強光電轉換后的信號基本恒定；或者由光源的當前光強信息對信號處理單元進行調整，實現(xiàn)對光源光強光電轉換后的信號基本恒定，提高信噪比，進而提高自動調焦調平系統(tǒng)的檢測精度，提高光刻機產率與工作壽命。本發(fā)明無需利用基準板對光源進行定期維護，不會増加客戶使用復雜度，并且還可以對光源的使用壽命進行實時預警。


圖I所示為根據本發(fā)明的對光源進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置的物理結構示意圖；圖2所示為根據本發(fā)明的對信號增益進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置的物理結構示意圖；圖3所示為根據本發(fā)明的調焦調平檢測裝置對光源進行調節(jié)的流程圖；圖4所示為根據本發(fā)明的調焦調平檢測裝置對信號增益進行調節(jié)的流程圖。
具體實施例方式下面，結合附圖詳細描述根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例。為了便于描述和突出顯示本發(fā)明，附圖中省略了現(xiàn)有技術中已有的相關部件，并將省略對這些公知部件的描述。
圖I所示為根據本發(fā)明的對光源進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置的物理結構示意圖。在該裝置中投影物鏡2將掩模I的圖案投影至工件臺3上的硅片4的上表面，光源5發(fā)出的光由分光鏡6分為兩束，一束由光強探測器9進行光強檢測，另一束經投影單元7 A射到硅片4上，由硅片4反射后進入信號處理單元8，由其進行光電轉換、信號處理，實現(xiàn)對硅片4上表面垂向位置的檢測。主控制器10根據光強探測器9檢測到的光源5的當前光強信號情況Ic對光源控制器11進行控制。具體過程如圖3的流程圖所示I.在整機集成時，光源5以最佳工作電壓Uo工作，主控制器10獲取并記錄光強探測器9實時測得的、由分光鏡6從光源5分出光線的光強情況Io。最佳工作電壓Uo由整機集成前的測校流程獲得；2.整機正常工作期間，主控制器10周期性地實時獲取光強探測器9實時測得的、由分光鏡6分出光線的當前光強情況Ic ；3.主控器10判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，比如，某一時刻檢測到的光強信號Ic僅有整機集成時Io的96% (或其他值，根據整機工藝性能 參數而定)，則主控制器10對光源控制器11進行控制改變光源5的工作電壓Uc (Uc =Uo*f (Io，Ic)，式中的f (Io，Ic)為Io與Ic之間的函數映射關系式)，使光強探測器檢測到的光強Ic恢復到整機集成時Io的水平，從而保證光源光強經檢測單元9光電轉換、信號處理后的"[目號So基本恒定，進而提聞自動調焦調平系統(tǒng)的檢測精度，以及提聞光刻機廣率與工作壽命；4.計算光源5的工作電壓Uc的累積調整次數，若達到N次(根據整機工藝性能參數而定)，則進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。圖2所示為根據本發(fā)明的調焦調平裝置對信號增益進行調節(jié)的物理結構圖，投影物鏡2將掩模I的圖案投影到工件臺3上的硅片4的上表面，光源5發(fā)出的光線經分光鏡6分為兩束，一束由光強探測器9進行光強檢測，另一束經投影單元7入射到硅片4上，反射后進入檢測單元8，由8進行光電轉換，再由信號處理單元11進行包括信號增益在內的信號處理，實現(xiàn)對硅片4上表面垂向位置的檢測。主控制器10根據光強探測器9檢測到的光源5的當前光強信號情況Ic對信號處理單元11的信號增益情況Ge進行控制。具體過程如圖4的流程圖所示 I.在整機集成時，光源5以最佳工作電壓Uo工作，主控制器10獲取并記錄光強探測器9實時測得的、由分光鏡6從光源5分出光線的光強情況Io，記錄信號處理單元11對檢測單元9輸出的光電轉換信號的最佳增益Go。最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機集成前的測校流程獲得；2.整機正常工作期間，主控制器10周期性地實時獲取光強探測器9實時測得的、由分光鏡6分出光線的當前光強情況Ic ；3.主控器10判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，比如，某一時刻檢測到的光強信號Ic僅有整機集成時Io的96% (或其它值，根據整機工藝性能參數而定)，則主控制器10對信號處理單元11進行控制，增大其對檢測單元9輸出的光電轉換信號的增益Ge (Ge = 60*€(10，1(3)，式中的€(10，1(3)為Io與Ic之間的函數映射關系式)，從而保證光源光強經檢測單元9光電轉換、信號處理單元11信號處理后的信號So基本恒定，進而提高自動調焦調平系統(tǒng)的檢測精度，以及提高光刻機產率與工作壽命；
4.計算光電轉換信號增益Ge的累積調整次數，若達到N次(根據整機工藝性能參數而定)，則進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領 域技術人員依本發(fā)明的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.一種對光源進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強探測器進行光強檢測，主控制器根據光強探測器檢測到的光強信號情況，通過光源控制器對光源光強實施調控；另一束經投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進入信號處理單元，由其進行光電轉換及信號處理。
2.利用權利要求I所述的裝置對光源進行調節(jié)的方法，包括以下步驟 1)在整機集成時，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡從所述光源分出的光束的光強10，其中，所述最佳工作電壓Uo由整機集成前的測校流程獲得； 2)在整機正常工作期間，所述主控制器周期性地實時獲取所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡分出光線的當前光強情況Ic ； 3)所述主控制器判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述光源控制器進行控制將光源的工作電壓改變?yōu)閁c = Uo*f(Io, Ic)，其中，f (10，Ic)為Io與Ic之間的函數映射關系式，使所述光強探測器檢測到的光強Ic恢復到整機集成時Io的水平； 4)計算光源的工作電壓Uc的累積調整次數，達到預定值時進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。
3.一種對信號增益進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置，光源發(fā)出的光線經分光鏡分為兩束，一束由光強探測器進行光強檢測，主控制器根據光強探測器檢測到的光強信號情況，對信號處理單元的信號增益情況進行控制；另一束經投影單元入射到硅片等材料上，反射后進入檢測單元，由檢測單元進行光電轉換，再由信號處理單元進行包括信號增益在內的信號處理。
4.利用權利要求3所述的裝置對信號增益進行調節(jié)的方法，包括以下步驟 1)在整機集成時，所述光源以最佳工作電壓Uo工作，所述主控制器獲取并記錄所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡從所述光源分出光線的光強情況10，所述信號處理單元對所述檢測單元輸出的光電轉換信號的最佳增益Go ;最佳工作電壓Uo、最佳增益Go由整機集成前的測校流程獲得； 2)整機正常工作期間，所述主控制器周期性地實時獲取所述光強探測器實時測得的、由所述分光鏡分出光線的當前光強情況Ic ； 3)所述主控制器判斷當前光強Ic是否發(fā)生明顯衰減，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)生明顯衰減，則所述主控制器對所述信號處理單元進行控制，將其對所述檢測單元輸出的光電轉換信號的增益增大為Ge = Go*f(Io，Ic)，其中，f(Io，Ic)為Io與Ic之間的函數映射關系式，使所述經過增益調節(jié)后的光電轉換信號保持恒定； 4)計算所述光電轉換信號增益Ge的累積調整次數，達到預定值時進入光源維護流程進行光源報廢、更換等處理。
全文摘要
一種對光源進行調節(jié)的調焦調平檢測裝置，在所述裝置中光源發(fā)出的光由分光鏡分為兩束，一束由光強探測器進行光強檢測，另一束經投影單元入射到硅片等材料上，由硅片反射后進入信號處理單元，由其進行光電轉換、信號處理，主控制器根據光強探測器檢測到的光源的當前光強信號情況對光源控制器或信號處理單元進行控制。
文檔編號G03F9/00GK102768477SQ20111011715
公開日2012年11月7日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權日2011年5月5日
發(fā)明者徐兵, 李志丹, 潘煉東, 陳飛彪, 魏禮俊 申請人:上海微電子裝備有限公司