[发明专利]一种调焦调平信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及光刻设备调焦调平的信号处理方法。

背景技术

投影光刻机是一种把掩模上的图案通过物镜投影到硅片面上的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦控制系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置，实现该系统有多种不同的技术方案。目前在信号处理环节，比较常用是频域法，即在探测光路中，放置有一个扫描反射镜和一个探测狭缝；扫描反射镜以某个频率作高速简谐振动，导致投影光斑在探测狭缝处也产生高速往复扫描运动。由于狭缝的遮光作用，光电探测器最终探测的信号将成为某种动态测量信号，通过对该动态测量信号进行分析处理，可以获取高信噪比的光斑位置，进而获取硅片的高度值。这种动态测量方法，可以显著提高测量的信噪比和鲁棒性，但是该方法无法完全避免硅片面上形貌差异对测量的影响，继而降低了系统的测量精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是硅片形貌差异对调焦调平信号处理的影响。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种调焦调平信号处理方法，照明光源产生的照明光束投射到投影狭缝阵列上形成狭缝光束，所述狭缝光束投射到被测硅片上形成投影光束，经被测硅片反射后通过光学探测结构形成投影光斑，所述投影光斑入射到探测狭缝阵列上形成探测光斑，所述探测光斑入射到光电探测器上形成探测信号，所述光学探测结构包括偏置平板和扫描反射镜，所述扫描反射镜做简谐振动，该方法包括以下步骤：

步骤1，模数转换单元对所述探测信号进行模数转换后，结合所述扫描反射镜同步信号存储采样数据；

步骤2，获得所述采样数据中两个相邻波峰的时间间隔；

步骤3，判断所述被测硅片是否进入精测范围，如果进入精测范围，根据所述时间间隔计算出所述被测硅片的离焦量z；如果没有进入精测范围，重复步骤2、3。

优选的，步骤1之前还包括，模拟滤波器单元对所述探测信号进行滤波处理。

进一步，所述模拟滤波器单元滤除远高于探测信号频段的高频信号和远低于探测信号频段的低频信号。

优选的，步骤2之前还包括，可编程门阵列对所述探测信号进行数字滤波，提高所述探测信号的信噪比。

进一步，所述两个相邻波峰的时刻为Tc和Td，如果0<|Tc-Td|<2/T，则表示所述被测硅片进入精测范围，T为所述扫描反射镜做简谐振动的周期。

进一步，所述离焦量z的计算公式                                               ，，其中w表示所述扫描反射镜的角频率，d表示探测狭缝宽度，k为投影光斑偏移量。

优选的，所述投影光斑的宽度等于所述探测狭缝的宽度。

优选的，所述照明光束通过光学照明结构后投射到所述投影狭缝阵列上，所述狭缝光束通过投影照明结构后投射到被测硅片上，所述投影光束经被测硅片反射后通过反射镜后入射到所述光学探测结构，所述探测光斑经过光学中继模块后入射到所述光电探测器。

优选的，所述光学照明结构为反射镜，所述投影照明结构为反射镜。

本发明的优点在于很好地规避了因硅片面形貌差异导致的测量误差，提升系统的测量精度。

附图说明

图1是应用本发明的调焦调平系统结构示意图；

图2是被测硅片位于最佳焦平面时投影光斑在探测狭缝上的运动规律示意图；

图3是被测硅片离焦时投影光斑在探测狭缝上的运动规律示意图；

图4是探测光束偏移量为[0，0.5d]时探测信号周期波形仿真示意图；

图5是探测光束偏移量为[-0.5d，0]时探测信号周期波形仿真示意图；

图6是探测信号仿真波形示意图；

图7是本发明调焦调平信号处理方法的系统框图；

图8是本发明调焦调平信号处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。