[发明专利]对准光强信号采集与解调装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体集成电路光刻生产设备中的信号采集与解调装置，且特别是有关于一种对准光强信号采集与解调装置。

背景技术

在集成电路IC或其它微型器件的制造过程中，通过光刻装置，将具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的硅片上，例如半导体硅片或LCD板。光刻装置的对准系统，其主要功能是在套刻曝光前实现掩模-硅片对准，以满足套刻精度的要求。

目前，光刻设备大多所采用的对准装置为光栅对准系统，如附图1所示，该光栅对准装置包括、照明系统1、支承掩模版3、掩模台4、对准光栅标记2、投影光学系统5、硅片6、硅片光栅标记7、基底台8、运动台9、对准光栅标记10、伺服运动控制系统11、对准照明系统12、以及硅片对准采集与处理系统300。

照明系统1提供曝光光束；掩模台4用于支承掩模版3；投影光学系统5用于将掩模版3上的掩模图案投影到硅片6上；基底台8支撑硅片6；运动台9驱动基底台8x和y向直线往复移动，运动台9由伺服运动控制系统11和测量系统IFx和IFy采集与控制；对准照明系统12提供硅片对准照明；硅片对准采集与处理系统300包括用于对准光信号的采集与处理模块301、于位置数据的采集与处理模块303、基于对准光强信号和位置数据，确定对准位置的对准信号处理模块302。

对准扫描过程中，对准照明系统12提供的多个分立波长照明光束，经传输光纤照射到硅片光栅标记7或基底台光栅标记10上，发生衍射，衍射光携带有关于对准光栅标记的结构信息，经对准光学成像系统(图未示)，在参考光栅前表面上形成明暗相间的周期性光斑条纹。随着运动台的匀速直线移动，带动硅片光栅标记7和基底台光栅标记10一起做匀速运动，周期性光斑条纹将匀速扫过参考光栅，对准光信号的采集与处理模块301将探测到具有恒定周期的正弦形式的信号曲线，结合位置数据的采集与处理303，经对准信号处理模块302，可获得随位置做正弦形式变化的光强曲线，从而确定对准位置。由于对准光学信号的强度微弱、波动大，容易受工作环境干扰等特点，在对准信号采集的过程中，为了提高信号的稳定性与抗干扰能力，通常采用光电信号的调制与解调技术。在对准照明光束端进行相位调制，以获得包含对准信息的高频载波信号；在对准信号的采集端进行相位解调，引入参考信号作为解调信号，解调高频载波信号，提取包含其中的低频对准信号。

文献1(微光信号探测对准技术，杨兴平，程建瑞，电子工业专用设备，2006，140：7～12)公开了一种光刻对准信号的采集与解调技术，该技术采用原调制信号(Hinds板信号)作为参考信号引入，实现对准信号的解调与采集过程。然而，由于对准信号和调制信号到达解调器所经过的路径不同，二者之间存在相位差。相位差越大，解调后输出信号的幅值就越小，精度也就越低。虽然在该文献中采用了可变相位调整的方法，不断检测对准信号和调制信号之间的相位超前与滞后关系，以调整相位差达到小于某个设定值。但是，由于是动态的调整过程，使得在同样前提下的两次调整可能产生不同的结果，进而影响对准的重复精度。另外，即便是二者相位差已经调整到足够小的地步(小于某个设定值)，仍然会因存在相位差而影响最终的对准重复精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对准信号的解调与采集装置，以改善现有技术的缺失。

为了达到上述目的，本发明提供一种对准信号采集与解调装置，采集经过光信号调制器调制的对准光强信号。对准信号采集与解调装置包括光电传感器、前置放大器、可变增益放大器、带通滤波器、参考信号生成器、以及解调器。

光电传感器将对准光强信号转换为电流信号；前置放大器电性连接光电传感器，将电流信号转换为电压信号；可变增益放大器电性连接前置放大器，将电压信号调整至设定幅值；带通滤波器电性连接可变增益放大器，滤除电压信号中的直流成分和干扰成分，参考信号生成器电性连接带通滤波器，并从电压信号中分离出参考信号；解调器电性连接带通滤波器和参考信号生成器，用参考信号对电压信号进行解调，输出一解调信号；低通滤波器电性连接解调器，用于滤除解调器输出的解调信号中的频率为调制信号频率的两倍的成分。

本发明提供的对准光强信号采集与解调装置，从调制光强信号(对准信号)中分离出调制信号频率成分。由于分离过程使调制信号产生了固定的相位变化，因此通过调整移相器参数可以使对准信号和调制信号同相位。应用此方法的对准光强信号采集与解调装置实现了光强信号采集和解调功能。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。