CN101609264B - 提高调焦调平测量精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种提高调焦调平测量精度的方法，所述方法应用于光学曝光***，包括以下步骤：获取所述***中调焦调平装置的光源的现时驱动电压V1；用所述光源照射所述***中工件台上的对准基准版，进行光电信号转换，获取转换后电信号的峰值电压V2；检测所述光源的光强是否变弱，若是，则用所述光源照射所述对准基准版，进行光电信号转换，获取转换后电信号的峰值电压V3，计算所述光源的最佳驱动电压V4，将所述光源的电压调节为最佳驱动电压V4，若否，则保持所述光源的电压不变，本发明能及时发现并修正因光源的光强变弱而导致测量精度下降的问题，从而提高了调焦调平的测量精度。

Description

提高调焦调平测量精度的方法

技术领域

本发明涉及半导体光刻领域，且特别涉及一种提高调焦调平测量精度的方法。

背景技术

在投影光刻装置中，为了对硅片表面的位置进行高精度的测量，同时为了避免测量装置损伤硅片，调焦调平测量必须是非接触式测量，即装置本身不直接接触被测物体。常用的非接触式调焦调平测量方法有三种：光学测量法、电容测量法、气压测量法。在现今的扫描投影光刻装置中，多使用光学测量法实现调焦调平测量，光学调焦调平测量装置的技术多种多样。调焦调平测量装置的测量对象为硅片表面，然因图形工艺等不同工况，测量对象的反射率变化较大，有可能达10％至100％。所以，对不同硅片表面反射率的自适应性是调焦调平测量装置需要解决的主要问题之一。

在调焦调平测量的现有技术中，有些在光路上采用分光差分的测量手段，从而避免不同反射率对测量结果的影响，如ASML公司的调焦调平测量技术；而有些则选择在电路上进行自动增益调节，即根据当前光电探测器输出的峰值或者有效值来判断当前硅片反射率，从而在信号调理电路上进行相应得增益调节，如Nikon的调焦调平测量技术。然而，随着光源寿命的下降，在同一驱动电压下，光源输出的功率必将同步下降，后者所述的技术就必须采取相应的措施，否则，测量结果的准确度将下降。根据Nikon的产品维护手册可知，后者所述的技术采用增益补偿技术来解决该问题。即根据当前光源的工作时间，来对增益进行补偿。如，当光源工作时间为0时，50％硅片反射率对应的电路增益为1；而当光源工作时间为600小时时，50％硅片反射率对应的电路增益为1.5。该技术很好地解决了光源寿命对测量结果精确度的影响，但其也存在如下的不足：没有解决光源寿命对测量重复精度的影响，当光源输出的光功率下降时，其光电转换后测量信号的信噪比也下降，如果仅仅进行增益调节，不能完全消除信噪比下降对测量重复精度的影响。

发明内容

为了克服已有技术中存在的缺点，本发明提供一种方法，可以在消除光源寿命对测量结果精确度影响的同时，不产生因信噪比下降而对测量重复精度产生影响的问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种提高调焦调平测量精度的方法，所述方法应用于光学曝光***，包括以下步骤：初次在所述***中安装调焦调平测量装置时，获取所述调焦调平装置的光源的现时驱动电压V1；用所述光源照射所述***中工件台上的对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第一峰值电压V2；检测所述光源的光强是否变弱，若是，则用所述光源照射所述对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第二峰值电压V3，计算所述光源的最佳驱动电压V4，计算公式为V4＝V1*f(V2，V3)，其中f(V2，V3)为V2和V3的函数关系式，将所述光源的电压调节为最佳驱动电压V4，若否，则保持所述光源的电压不变。

可选的，所述函数关系式f(V2，V3)＝V2/V3。

可选的，所述光源为灯泡。

本发明所述的提高调焦调平测量精度的方法的有益效果主要表现在：本发明提供的方法在检测到光源的光强变弱时，通过及时调整光源上的电压，使得光源的光强始终保持不变，从而有效地消除了因光源变弱而影响到测量结果精确度的问题，此外也避免因信噪比下降而对测量重复精度产生影响的问题。

附图说明

图1是光学曝光***第一示意图；

图2是光学曝光***第二示意图；

图3本发明提高调焦调平测量精度的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明作进一步的说明。

首先，请参考图1，图1是光学曝光***第一示意图，从图上可以看到，在照明***100的照射下，照明***100的光源通过投影物镜310将掩模220上的图像投影曝光到硅片420上。掩模220由掩模台210支承，硅片420由工件台410支承。在图1中，在投影物镜310和硅片420之间有一个硅片调焦调平测量装置500，该装置与投影物镜支承300刚性相连，用于对硅片420表面的位置信息的测量，测量结果送往硅片表面位置控制***560，经过信号处理和调焦调平量的计算后，驱动调焦调平执行器430对工件台410的位置进行调整，完成硅片420的调焦调平。

除了硅片420，对准基准版440也是调焦调平测量装置500的测量对象之一。在投影光刻机中，可能包括多个对准基准版440。图2是光学曝光***第二示意图，即调焦调平测量装置500测量对准基准版440的示意图，其他装置的相对位置以及光路都和图2中所介绍的一样，唯一的区别就是图1是测量硅片420，图2是测量对准基准版440。

接着，请参考图3，图3是本发明提高调焦调平测量精度的方法的流程示意图，从图中可以看到，本发明包括如下步骤：步骤11：初次在所述***中安装调焦调平测量装置时，获取所述调焦调平装置的光源的现时驱动电压V1，所述光源为灯泡，因为是初次使用，因此灯泡不会出现因老化而导致在正常电压工作下光强变弱的问题，所述现时驱动电压V1在这种情况下就可以当成是最佳驱动电压使用；步骤12：用所述光源照射所述***中工件台上的对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第一峰值电压V2，转换后的电信号为正弦波信号，所获取的第一峰值电压V2即为正弦波的幅值的最大值；步骤13：检测所述光源的光强是否变弱；步骤14：若是，则用所述光源照射所述对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第二峰值电压V3；步骤15：计算所述光源的最佳驱动电压V4，计算公式为V4＝V1*f(V2，V3)，其中f(V2，V3)为V2和V3的函数关系式，此函数关系可以由研发人员根据实际情况自行定义，可以为线性的，也可以为非线性的，比如二次或者多次函数关系，以线性函数关系示例，则所述函数关系式f(V2，V3)＝V2/V3，步骤16：将所述光源的电压调节为最佳驱动电压V4，实际情况中，最佳驱动电压V4一般大于现时驱动电压V1，因此此步骤本质上是调高光源的电压，理想情况下，使得调高电压后的光源的光强和初始时候光源光强一样；步骤17：若否，则保持所述光源的电压不变。

与传统的在光学曝光***中的调焦调平测量方法相比，本发明提供的方法通过提高调焦调平测量的光源上的电压，使得光强变弱的光源重新恢复到初始光源的光强，从而从本质上避免了因光源寿命导致光强对测量结果精度的影响，也不会引入因信噪比下降而对测量重复精度产生影响的新问题。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (3)

1.一种提高调焦调平测量精度的方法，所述方法应用于光学曝光***，其特征在于包括以下步骤：初次在所述***中安装调焦调平测量装置时，获取所述调焦调平装置的光源的现时驱动电压V1；用所述光源照射所述***中工件台上的对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第一峰值电压V2；检测所述光源的光强是否变弱，若是，则用所述光源照射所述对准基准版，通过所述调焦调平测量***获取从所述对准基准版反射的光信号并进行光电信号转换，获取转换后电信号的第二峰值电压V3，计算所述光源的最佳驱动电压V4，计算公式为V4＝V1*f(V2，V3)，其中f(V2，V3)为V2和V3的函数关系式，将所述光源的电压调节为最佳驱动电压V4，若否，则保持所述光源的电压不变。

2.根据权利要求1所述的提高调焦调平测量精度的方法，其特征在于所述函数关系式f(V2，V3)＝V2/V3。

3.根据权利要求1所述的提高调焦调平测量精度的方法，其特征在于所述光源为灯泡。

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