[发明专利]用于硅片对准级间串绕测试和拟合的信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于硅片对准级间串绕测试和拟合的信号处理方法。

背景技术

光刻机是集成电路加工过程中最为关键的设备。对准是光刻机的主要工艺流程之一，通过掩模、掩模台、硅片、硅片台上的特殊标记确定它们之间的相对位置关系，使掩模图形能够精确的成像于硅片上，实现套刻精度。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一。对准可分为掩模对准和硅片对准，掩模对准实现掩模与工件台的相对位置关系，硅片对准实现硅片与硅片台的相对位置关系。掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。

在硅片对准扫描过程中，光束照射到对准标记上，形成携带标记信息的衍射光，通过成像模块成像到参考光栅表面上，参考光栅下方的传感器检测光强信号，结合工件台的位置信息，进行一系列的数字信号处理，求出其对准位置。在实际的偶级次光采样信号，由于受设备工艺误差影响较大，信号中掺杂着其它级次光分量，并且占有很大的比重。中国专利CN200510030807.0给出了用于光刻装置的硅片对准系统。该专利中，所列举的拟合模型对于实际中的偶级次光信号拟合误差较大，甚至并不适用。

以往测量各级次自身的光功率和其他级次光串扰后的光功率，是利用辅助光阑板的遮光作用，在探测光纤输出端，分别测得各级次自身的光功率和其他级次光串扰后的光功率，再通过计算得到各级次的级间串扰。 这种方法操作流程复杂，精度不高。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于硅片对准级间串绕测试和拟合的信号处理方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于硅片对准级间串绕测试和拟合的信号处理方法，包括：步骤一：开始对准扫描，获取光强和工件台和掩模台位置信息；

步骤二：根据所述工件台和掩模台位置信息计算工件台的水平向相对位置；

步骤三：对光强和工件台的水平向相对位置进行频谱分析，获取各级次光信号的频谱特性。

步骤四：根据光强和工件台的水平相对位置频谱分析结果，分别建立奇次级光拟合模型和偶次级光拟合模型，对奇次级光拟合模型和偶次级光拟合模型进行信号拟合，得到奇次光和偶次光的信号表达式，并进行对准位置计算。

对光强进行频谱分析如下：

其中，n=1、2、3、……代表采样信号各级次光；为基波分量；为各级次采样信号中其他级次串扰后的光功率和自身的光功率；为各级次光信号频谱分析后，各级次采样信号中其他级次串扰信号和自身信号的幅值。为各级次光信号频谱分析后，各级次采样信号中其他级次串扰信号和自身信号的频率；为各级次光信号频谱分析后，各级次采样信号中其他级次串扰信号和自身信号的初始相位。

步骤四中对奇次级光拟合模型和偶次级光拟合模型所进行信号拟合可以为最小二乘法模型拟合。

奇次级光拟合模型为：

，其中，n为奇数1、3、5、7、……，DCn为第n级次光拟合模型直流分量，An为第n级次光余弦系数，Bn为第n级次光正弦系数，Pn为第n级次光周期。

偶次级光拟合模型为：

其中，n为偶数2、4、6、……，DCn为第n级次光拟合模型直流分量，A1n为第n级次光中含有的1次级光的余弦系数，A2n为第n级次光中含有的2次级光的余弦系数，ANn为第n级次光中含有的n次级光的余弦系数，B1n为第n级次光中含有的1次级光的正弦系数，B2n为第n级次光中含有的2次级光的正弦系数，BNn为第n级次光中含有的n次级光的正弦系数，P1为1级次光周期，P2为2级次光周期，Pn为n级次光周期。

得到偶次级光的信号表达式为：

其中，n为偶数2、4、6、……，ANn为第n级次光中含有的n次级光的余弦系数， BNn为第n级次光中含有的n次级光的正弦系数，Pn为n级次光周期。

奇次光的信号表达式为：

其中，n为奇数1、3、5、7、……，DCn为第n级次光拟合模型直流分量，An为第n级次光余弦系数，Bn为第n级次光正弦系数，Pn为第n级次光周期。

根据奇次级光拟合模型和偶次极光信号表达式计算结果，求出对准位置。