[发明专利]基于双相锁相放大原理的检焦装置的检焦方法

说明书

技术领域

本发明属于微弱信号检测领域，本发明涉及一种基于双相锁相放大原理的检焦装置的检焦方法，主要用于光刻设备调平调焦系统中的检焦电路模块以及其他带载波信号的解调。

背景技术

在过去的三十多年里，以集成电路为核心的微电子技术迅速发展，高密度、高速度和超高频器件不断出现，促进了以计算机、网络技术、移动通信技术、多媒体传播等为代表的信息技术的发展。尤其是近十年，按照摩尔规律，单位面积硅片上的晶体管集成度以每三年增长两倍的速度增长。能够把集成电路的集成度越做越高，完全得益于微细加工技术的不断进步，特别是光刻技术的不断进步。

随着特征线宽不断减小，需要光刻技术不断提高光刻设备的调平调焦精度，从而曝光出理想的线条尺寸。纳米投影光刻对于调焦精度有着极为苛刻的要求，而调焦精度直接依赖于检焦精度，只有检焦精度大幅度提升，才能促使调焦精度进一步提高。

光学投影光刻中两个最重要的参数是分辨力R和焦深DOF。

瑞利公式如下所示：

R=k1λ/NADOF=k2λ/NA2---(1)]]>

公式(1)中，分辨力R表示能分辨的最小线宽，能分辨的线宽越小，分辨力越高；焦深DOF表示一定工艺条件下，能刻出最小线宽时像面偏离理想焦面的范围，焦深越大，对图形制作越有利，工艺宽容度越大。NA为数值孔径，λ为成像波长，k₁、k₂为工艺系数因子。

由(1)可知，分辨力R和焦深DOF都与其数值孔径NA、成像波长λ有关。由上式可知，增大数值孔径、减小波长和工艺因子是提高分辨力的有效手段，但同时带来了焦深的急剧缩小。

分辨力的提高直接导致焦深的急剧下降；硅片尺寸的增大又带来了曝光面积的大幅增加；但检焦误差源(真空吸附导致的翘曲，衬底的平整度，抗蚀剂的厚度等)并未减小，从而必须进一步提高检焦精度。

发明内容

为了解决分辨力提高带来的焦深急剧减小的问题，本发明旨在努力寻求一种新的实时检焦技术，能够大幅度提高纳米投影光刻中的检焦精度，以使得光学投影光刻能够在更小的焦深范围内得以应用，为此本发明的目的是提出一种基于双相锁相放大原理的检焦装置的检焦方法。

为了实现上述目的，本发明提供的基于双相锁相放大原理的检焦装置的检焦方法技术方案如下：

所述检焦的步骤如下：

步骤S1：光强调制器产生一个频率为50kHz的正弦信号；

步骤S2：将50kHz的正弦信号直接送至光弹调制装置，光弹调制装置对入射的线偏振光进行光学调制；

步骤S3：与此同时，将50kHz的正弦信号分别产生两路频率均为50kHz的余弦参考信号和50kHz的正弦参考信号；

步骤S4：光电探测器的输出为包含有硅片离焦量信息的待检测电压信号u1，该待检测电压信号u_a为噪声背景下经高频载波调制的低频信号，该低频信号中即包含有硅片离焦量信息，需要我们提取出来；

步骤S5：第一放大电路对待检测电压信号u_a进行放大，得到经过一次放大后的电压信号u_b；

步骤S6：带通滤波电路对一次放大后的电压信号u_b进行带通滤波，得到去除背景噪声的电压信号u_c；

步骤S7：第二放大电路对去除背景噪声的电压信号u_c进行二次放大并输出经过二次放大及带通滤波后的电压信号u_d；