專利名稱：一種提高對準掃描成功率的方法
技術領域：
本發明涉及光刻機中的對準掃描的方法。
背景技術：
在采用光刻機進行集成電路芯片生產過程中，為了實現光刻機期望的精度指標， 需要精確建立光刻機各坐標系之間的關系，使掩模、掩模臺、物鏡、硅片、硅片臺能夠在一個 統一的定標系統中工作。對準掃描就是通過硅片臺上的參考光柵找到掩模或掩模臺上或硅 片上的對準標記的相對位置，使用傳感器對光強進行掃描采樣，在進行光強采樣的同時對 位置進行采樣，通過對光強和位置數據進行擬合計算，找出最大光強所在位置。通過對準掃 描找到所成像的光強最大位置就稱為對準位置。在進行擬合時，需要足夠多的采樣點以便為擬合計算提供足夠的信息，一個采樣 點包括一個光強采樣點和一個位置采樣點。如果采樣點中的噪聲能量比較大，當信噪比小 于某個閾值后，擬合效果明顯變差，影響對準位置的精度。影響對準擬合效果的因素眾多，在采樣點數滿足要求，擬合算法最優的情況下，采 樣數據的質量直接決定了最終的擬合效果。然而，在對準位置和光強的采集過程中，采樣數 據通常受環境波動、電路噪聲等影響較大，直接使用污染后的采樣數據進行對準擬合，難以 獲得較高的對準精度，甚至造成對準失敗。目前，對所獲取的數據進行頻譜分析，位置采樣數據中含有噪聲。實驗證明，當信 噪比比較小時，擬合效果明顯變差。由于光強和位置信號都通過采樣得到，不可避免含有高 頻噪聲，這些噪聲將會影響到信噪比。
發明內容
本發明的目的在于提高對準掃描成功率。本發明提出的方法具有如下步驟(1)將光信號轉換為電信號；(2)對電信號進行預放大處理；(3)對預放大處理后的信號進行模/數轉換，得到離散光信號；(4)對離散光信號和原始位置數據進行功率譜分析，得到信號的功率譜信息；(5)根據功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據所選的濾波器類 型對功率譜信息進行數字濾波處理；(6)對經過數字濾波處理的信號進行擬合處理，得到精確的對準位置。其中濾波器類型是低通濾波器或高通濾波器。其中低通濾波器是有限沖激響應濾波器。其中利用數字均衡器對通過有限沖激響應濾波器的信號進行相位補償。其中功率譜分析采用多非參數法或參數法實現。利用本發明提出的方法，對原始光強和位置信號進行頻譜分析，選擇相應的濾波器對原始信號進行處理，可以提高信噪比，從而提高了對準掃描的成功率。
通過本發明實施例并結合其附圖的描述，可以進一步理解其發明的目的、具體結 構特征和優點。其中，附圖為圖1所示為現有技術的信號處理的原理框圖；圖2所示為根據本發明的實施例的信號處理的原理框圖；圖3所示為數字濾波處理的原理框圖。
具體實施例方式下面，結合附圖詳細描述根據本發明的優選實施例。為了便于描述和突出顯示本 發明，附圖中省略了現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。如圖2所示，對采樣后的光強數據進行頻譜分析，然后進行低通濾波處理，能夠降 低高頻噪聲能量，提高信噪比，從而提高對準精度。濾波算法可以通過軟件或硬件的方式實 現。圖2為本實施例的原理框圖，主要功能包括以下兩部分1)功率譜分析模塊對原始光強和位置信號進行功率譜分析，估計其能量分布。2)通過1)中得到的功率譜信息，如果某個噪聲的功率過大，則通過選擇相應的數 字濾波器對信號進行處理，濾掉該頻率上的信號，經過濾波處理后的光強和位置處理信號 直接送后續處理。對于上述1)中的頻譜分析，可采用多非參數法或參數法實現，2)中的數字濾波器 為預先設置的幾種濾波器類型(低通，高通)，根據1)中的功率譜信息進行選擇。光信號經過光電傳感器1轉換為電信號，經模塊5進行預放大處理，預放大處理器 中包含有模擬低通濾波器，預放大處理后的信號經A/D轉換模塊10轉換成為離散光信號， 在功率譜分析模塊15中對離散光信號和原始位置信息進行功率譜分析，得到信號的功率 譜信息，在數字濾波器選擇模塊16中選擇濾波器類型，并根據所選的濾波器類型在數字濾 波器模塊17中進行數字濾波處理。由于根據光強的空間分布特性，可以得到光強和空間 位置的函數關系，利用該函數、采樣得到的光強和位置數據，通過最小二乘法可以擬合得到 函數的具體形式，即確定函數的系數，這樣通過對確定的函數進行求解，可以得到全局最大 值。由于經過數字濾波處理，能夠減少噪聲能量，從而可以最后在擬合處理模塊20中通過 擬合處理算法的處理得到更精確的對準位置。本實施例中選擇FIR數字低通濾波器，S卩(finite impulse filter)有限沖激響 應濾波器。如圖3中的濾波器30。原始光強數據位置數據經過由HR低通濾波器30和數 字均衡器35組成的數字濾波器模塊17后得到濾波處理后的數據。其中，為了減少計算時 間，可以選擇適當階數的轉換函數H(z) =G·^a2Z'2+Aa^)(1)其中，G為增益系數，N為濾波器階數，a,為濾波器系數，決定了濾波器的頻率響應 特性。選擇合適的濾波器系數，得到對應的截止頻率《。，可以濾掉由A/D轉換引入的高頻噪 聲。該截止頻率已進行歸一化處理，即w。/Vs，范圍為W，1]，其中Ws為采樣頻率。例如光強采樣頻率為f，如果選擇歸一化后的截止頻率0. 5，實際截止頻率為f/2。選取適當的增益系 數G和濾波器系數^，能夠很好的衰減噪聲能量，同時確保有用信號的能量不被衰減。HR濾波器會引入相位延遲，延遲時間為采樣周期的N/2倍，對于離散時間，為了 和原始數據的相位保持一致，需要對濾波之后的數據進行相位補償，如圖3中的數字均衡 器35。直觀表示為將濾波后的數據前移N/2個采樣時間，即將公式(1)中的下標減去N/2。 對于原始光強數據，必須保證濾波后的相位和濾波之前的原始相位保持一致，否則，將會嚴 重影響擬合精度。本說明書中所述的只是本發明的幾種較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本 發明的技術方案而非對本發明的限制。凡本領域技術人員依本發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，皆應在本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種提高對準掃描成功率的方法，具有如下步驟(1)將光信號轉換為電信號；(2)對電信號進行預放大處理；(3)對預放大處理后的信號進行模/數轉換，得到離散光信號；(4)對離散光信號和原始位置數據進行功率譜分析，得到信號的功率譜信息；(5)根據功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據所選的濾波器類型對 功率譜信息進行數字濾波處理；(6)對經過數字濾波處理的信號進行擬合處理，得到精確的對準位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其中濾波器類型是低通濾波器或高通濾波器。
3.根據權利要求2所述的方法，其中低通濾波器是有限沖激響應濾波器。
4.根據權利要求3所述的方法，其中利用數字均衡器對通過有限沖激響應濾波器的信 號進行相位補償。
5.根據權利要求1所述的方法，其中功率譜分析采用多非參數法或參數法實現。
全文摘要
一種提高對準掃描成功率的方法，具有如下步驟將光信號轉換為電信號；對電信號進行預放大處理；對預放大處理后的信號進行模/數轉換，得到離散光信號；對離散光信號和原始位置數據進行功率譜分析，得到信號的功率譜信息；根據功率譜信息中的噪聲能量分布選擇濾波器類型，并根據所選的濾波器類型對功率譜信息進行數字濾波處理；對經過數字濾波處理的信號進行擬合處理，得到精確的對準位置。
文檔編號G03F9/00GK102081309SQ200910199599
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者宋海軍, 朱正平, 李運鋒, 韋學志 申請人:上海微電子裝備有限公司