[发明专利]一种光刻机对准信号多通道采集校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻机对准信号多通道采集校准装置，尤其涉及一种能够准确反映输入光强和输出信号之间的对应关系并且一次调整长期有效的光刻机对准信号多通道采集校准装置。

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板上。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，如图1所示，该光栅对准系统包括：用于提供曝光光束的照明系统1；用于支承掩模版3的掩模台4，掩模版3上有掩模图案和用于掩模对准的周期性结构对准光栅标记2；用于将掩模版3上的掩模图案投影到硅片6上的投影光学系统5；用于支撑硅片6的基底台8，基底台8上刻有对准光栅标记10；用于驱动基底台x和y向直线往复移动的运动台9，运动台9由伺服运动控制系统11以及测量系统IFx和IFy采集与控制；用于提供硅片对准照明的照明系统12，硅片对准照明光束用于投射到硅片光栅标记7或基底台光栅标记10上；用于对准光信号的采集与处理模块301；用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。对准光信号的采集与处理模块301、位置数据的采集与处理模块303、对准信号处理模块302以及时序同步控制器(图中未示出)构成硅片对准采集与处理系统300。

对准扫描过程中，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(图中未示出)，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模块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，在对准光强信号采集的过程中，为了提高信号的稳定性与抗干扰能力，通常对信号进行放大、滤波，以及光电信号的调制与解调技术。在对信号放大的过程中，可以获得一个表示放大率的电压信号，同时该电压信号也间接反映了输入光强信号强度，即输入信号强度信号(以下简称SS信号)，该信号被看作是反映标记质量和硅片反射率的特征参数，是对准过程中需要考虑的重要参数。

在如中国专利200810035115.9所公开的一种硅片对准信号采集与处理系统中，不同的信号采集通道间存在不一致性；且由于噪声等其他因素的影响，使得SS信号与设置值之间存在一定差异。目前通常根据SS信号和输入光强之间的线性关系，在增益区间内用两个不同的输入信号(例如暗信号Dark signal和测试信号Test signal)对SS信号进行校准，并建立输入信号强度和SS信号之间的关系。标定了这两个值以后就可以根据增益与输入光强的线性关系，准确计算SS信号所对应的输入光强。由于光强采集设备的不一致性，实际应用中需要经常使用软件方法校准SS信号。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种光刻机对准信号多通道采集校准装置，通过该装置实现对准信号多通道采集的硬件校准，提高各通道SS信号的一致性，且一次调整能够长期有效，简化后期信号处理流程。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光刻机对准信号多通道采集校准装置，包括：光电传感器，用于将经过调制的光强信号转换为调制电流信号；前置放大器，用于将调制电流信号转换为调制电压信号；可变增益放大器，用于将调制电压信号调整至设定幅值；SS信号校准器，用于校准可变增益放大器所产生的SS信号并将其输出；带通滤波器，用于滤除调制电压信号中的直流成分和其它干扰成分；解调器，用参考信号对调制电压信号进行解调；低通滤波器，用于滤除解调器输出的信号中的调制频率成分。

根据本发明的一优选实施方式，SS信号校准器调整SS信号的直流偏置和比例，其中通过调整直流偏置来消除由于漏电流和电路噪声所产生的SS信号误差，通过调整比例来消除各信号采集通道之间的不一致性。

可变增益放大器可以由可变增益运算放大器、调制电压信号有效值检测电路、增益控制信号生成电路和接口信号幅值调整电路组成。