CN102692828A

CN102692828A - 光刻设备对准方法

Info

Publication number: CN102692828A
Application number: CN2011100744075A
Authority: CN
Inventors: 赵正栋; 李运锋; 陈小娟; 赵新; 宋海军
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: CN102692828B

Abstract

一种光刻设备对准方法，包括光源与照明模块提供照明光束照射位于硅片上的对准标记上形成衍射光，硅片位于运动台上；位置采集与运动控制模块采集运动台位置信息，与对准操作与管理模块同步谈判，控制运动台运动；衍射光通过成像模块扫描参考光栅的多个子光栅形成光强信号；对准操作与管理模块采集运动台的若干位置信号和对应位置的光强信号，由队列处理模块获得若干位置信号和对应位置的光强信号的拟合结果，队列处理模块包括拟合命令队列、位置光强队列和拟合结果队列，拟合命令队列、位置光强队列和拟合结果队列为环形队列或者链队列；根据拟合结果计算对准标记的对准位置。所述对准方法可以提高对准系统的稳定性，减少对准时间。

Description

光刻设备对准方法

技术领域

本发明涉及一种光刻设备对准方法，特别涉及应用队列处理机制处理对准信号的光刻设备对准方法。

背景技术

专利CN200710045495X、CN2007100454964和CN200910200223.1都公开了结合多个对准信号获得对准位置的方法。工程实际中，为了提高对准效率，在同步谈判机制下，采用过渡轨迹平滑、高速无缝地衔接各个子光栅的扫描过程，以减少对准用时，如附图1中扫描子光栅MG1x、MG2x沿O1、O2、O3、O4的扫描轨迹，以及附图2中扫描子光栅MG1x、MG1y沿O1、O2、O3、O4的扫描轨迹。那么同时要求对准信号处理过程能够在时序上匹配，即在下一个子光栅扫描数据到来之前，完成上一个子光栅的数据处理过程。虽然在专利CN201010164981.5采用reduce过程(每次采样同时进行处理的手段)，以及采用更高速度的DSP芯片，但是，依然无法确保在两个子光栅扫描间隙能够彻底完成数据的处理。具体而言，即上一次拟合命令没有处理完，下一子光栅扫描的位置数据和光强数据已经到来，可能导致位置数据和光强数据的丢失。

发明内容

本发明解决的技术问题是光刻设备对准过程中，对准信号中的位置信号和光强信号由于处理速度导致的丢失问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻设备对准方法，包括：

光源与照明模块提供照明光束照射到对准标记上形成衍射光，所述对准标记位于硅片上，所述硅片位于运动台上；

位置采集与运动控制模块采集运动台的位置信息，与对准操作与管理模块同步谈判，控制运动台进行运动；

所述衍射光通过成像模块形成对准标记的像，所述对准标记的像扫描参考光栅的多个子光栅形成光强信号；

所述对准操作与管理模块采集运动台运动过程中的若干位置信号和对应位置的光强信号，由队列处理模块获得所述若干位置信号和对应位置的光强信号的拟合结果，所述队列处理模块包括拟合命令队列、位置光强队列和拟合结果队列，所述拟合命令队列、所述位置光强队列和所述拟合结果队列为环形队列或者链队列；

根据所述拟合结果计算所述对准标记的对准位置。

进一步，在所有步骤前，进行对准操作与管理模块初始化。

进一步，所述由队列处理模块获得所述若干位置信号和对应位置的光强信号的拟合结果，包括：

下发拟合命令到所述拟合命令队列；

读入所述位置信号和对应位置的光强信号，存储到所述位置光强队列；

读取所述拟合命令队列的拟合命令；

从所述位置光强队列中读取所述拟合命令对应的位置信号和对应位置的光强信号；

进行拟合，将拟合结果存储到所述拟合结果队列；

判断所述拟合结果队列是否为空，当所述拟合结果队列不为空时返回所述拟合结果。

优选的，对准系统开诊断时把原始数据和拟合过程中产生的中间数据分别存入所述拟合命令队列的诊断数据和过程数据中，对准系统通过所述诊断数据和所述过程数据追踪系统的问题和错误。

优选的，当所述拟合命令队列及所述拟合结果队列的大小为1时，所述队列处理模块在每次拟合完成返回所述拟合结果后再下发新的拟合命令。

优选的，在所述下发拟合命令到所述拟合命令队列之前，判断拟合命令队列是否为满，如果为满，不再下发拟合命令，等待所述队列处理模块处理拟合命令。

优选的，在所述读取所述拟合命令队列的拟合命令之前，判断拟合命令队列是否为空，如果为空，不再读取拟合命令，等待下发拟合命令。

优选的，在所述读入所述位置信号和对应位置的光强信号，存储到所述位置光强队列之前，判断所述位置光强队列是否为满，如果为满，不再读入位置信号和对应位置的光强信号，等待队列处理模块读取位置信号和对应位置的光强信号进行拟合。

与现有技术相比，上述光刻设备对准方法采用队列处理机制，在对准连续扫描的情况下，可以保证位置数据和光强数据的不丢失，提高了对准系统的稳定性，减小对准时间。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为现有技术中对准系统参考光栅的一种扫描轨迹示意图；

图2为现有技术中对准系统参考光栅的另一种扫描轨迹示意图；

图3为现有技术中对准系统结构示意图；

图4为本发明应用图3中对准系统的对准方法框图；

图5为图4中队列处理模块的队列处理流程图；

图6为图5中队列处理流程的程序运行流程示意图；

图7为图6中位置光强队列采用链队列的数据结构示意图；

图8为图6中拟合命令队列采用链队列的数据结构示意图；

图9为图6中拟合结果队列采用链队列的数据结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的优选实施例。为了便于描述和突出显示本发明，附图中省略了现有技术中已有的相关步骤，并将省略对这些公知步骤的描述，比如reduce过程等。

应用本发明的现有对准系统结构框图参见图3所示，该对准系统包括：光源与照明模块1、成像模块2、参考光栅3、信号采集与处理模块4、对准标记5、运动台7、位置采集与运动控制模块8、对准操作与管理模块9。其中，对准标记设置于硅片6上，光源与照明模块1提供照明光束照射到对准标记5上，形成携带标记信息的衍射光，衍射光通过成像模块形成对准标记的像，并成像到参考光栅3的表面上。位置采集与运动控制模块8采集承载硅片6的运动台7的位置信息，并采用同步控制的方法，与对准操作与管理模块9进行同步谈判，规划运动轨迹，控制运动台7的运动；同时，位置采集与运动控制模块8采集运动台位置信息，并对这些位置信息进行处理后，传输到对准操作与管理模块9。运动台7的运动使得对准标记5所成的像扫描参考光栅3并产生光强信号。信号采集与处理模块4采集光强信号，并对这些光强信息进行处理后，传输到对准操作与管理模块9。对准操作与管理模块9采集来自多个参考光栅的子光栅的光强信号和用以对准的位置信息，计算求取硅片6上的对准标记的对准位置。

参见图4所示，对准系统的对准方法包括：

步骤101对准操作与管理模块初始化，系统完成所有的准备工作；

步骤102系统中位置采集与运动控制模块与对准操作与管理模块进行同步谈判，运动台开始按照预定轨迹进行运动；

步骤103位置采集与运动控制模块分别采集运动台位置信号和对应位置的光强信号经处理后传输到对准操作与管理模块，其中位置和光强数据是一一对应关系；

步骤104对准操作与管理模块应用队列处理模块获得位置与光强的拟合结果，其过程包括下述的几个分步骤，分步骤要进行一些判断，确保处理机制运行流畅，无错误，然后调用公知的算法进行求解，把求解的结果存储到拟合结果队列。

步骤105当位置与光强的拟合结果队列有结果时返回拟合结果，系统会根据返回的拟合结果计算出最佳的对准位置。

在上述的操作步骤104中，队列处理模块的队列处理方法和流程如图5所示，具体地包括如下操作步骤：

步骤104.1判断拟合命令队列是否已满，如果队列已满不再下发拟合命令，等待返回的拟合结果；

步骤104.2如果拟合命令队列不满，可以下发拟合命令到拟合命令队列；

步骤104.3在取拟合命令进行拟合前先判断拟合命令队列是否为空，如果为空等待队列中有拟合命令，再取拟合命令进行处理；

步骤104.4判断位置光强队列是否已满，如果已满，不再进行对准操作产生位置光强数据，所以要结合系统的要求设计系统存储空间的大小，做到队列的长度足够大满足系统的需求；

步骤104.5读入位置和对应位置的光强数据，存储到位置光强队列中；

步骤104.6读取拟合命令，然后读取拟合命令对应的位置和光强数据进行拟合；

步骤104.7拟合完成，进行求解把求解的结果存储到拟合结果队列；

步骤104.8判断拟合结果队列是否为空，如果为空等待拟合结果；

步骤104.9当拟合结果不为空时返回拟合结果；

更具体的实施例如6所示，该实例采用环形队列，对准操作与管理模块完成初始化后，当要进行对准时，系统首先完成同步谈判，然后运动台开始按照预定轨迹完成一系列的运动，同时下发拟合命令到拟合命令队列中，拟合命令队列的front加一。由外部中断通知系统，系统的存储访问控制器EDMA会搬运位置和光强信号到位置光强队列中，光强队列的front加一；读取拟合命令开始拟合，位置光强队列的rear加一，位置光强队列的queue_num减一，每次拟合开始时检测队列中第一个和对应拟合命令的fit_ID相同、连续的位置和光强数据作为位置光强队列的scan_fit_ID_rear；系统开始ruduce过程，每读一次拟合命令队列的rear加一，到最后一包和对应拟合命令的fit_ID相同、连续的位置和光强数据为位置光强队列的scan_fit_ID_front，完成ruduce过程；然后按照上述专利算法进行求解过程，把拟合结果存储到拟合结果队列，拟合结果队列的front、queue_num加一；当检测到拟合结果队列的queue_num大于零说明有拟合好的结果，可以返回，返回拟合结果，拟合结果队列的rear加一，同时拟合结果队列的queue_num减一。

当拟合命令队列的front、rear和拟合结果队列的front、rear加到n时，系统会把它们转化为零，当位置光强队列中的front、rear加到m时，系统也会把它们转化为零。当拟合命令队列的queue_num等于n时，说明拟合命令队列已满，不能再下发拟合命令。

系统开诊断时把原始数据和拟合过程中产生的中间数据分别存入拟合命令队列的诊断数据和过程记录数据中，系统可以通过这些诊断数据(包括原始数据和中间过程记录数据)追踪系统的问题和错误。

在模块中加入如此队列的处理机制，就可以有效解决上一次拟合命令没有处理完，新的位置数据和光强数据已经到来和丢失位置和光强数据问题。

在实施例中当拟合命令队列及拟合结果队列的大小为1时，系统会在每次拟合完成后，读取到拟合结果后再下新的拟合命令，这也是解决上述问题的一种方法。

在实施例中拟合命令队列、拟合结果队列、位置光强队列采用环形队列，同样也可以采用链队列，如附图7-9所示，该实施例采用链式队列处理的流程和环形队列基本相同，区别在于每当到队列最大值时，系统要重新赋值从头开始。

三个队列采用环形队列和链式队列组合的方式都能解决上述问题。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims

1.一种光刻设备对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据所述拟合结果计算所述对准标记的对准位置。

2.根据权利要求1所述的光刻设备对准方法，其特征在于，在所有步骤前，进行对准操作与管理模块初始化。

3.根据权利要求1所述的光刻设备对准方法，其特征在于，所述由队列处理模块获得所述若干位置信号和对应位置的光强信号的拟合结果，包括：

下发拟合命令到所述拟合命令队列；

读取所述拟合命令队列的拟合命令；

进行拟合，将拟合结果存储到所述拟合结果队列；

4.根据权利要求1所述的光刻设备对准方法，其特征在于，对准系统开诊断时把原始数据和拟合过程中产生的中间数据分别存入所述拟合命令队列的诊断数据和过程数据中，对准系统通过所述诊断数据和所述过程数据追踪系统的问题和错误。

5.根据权利要求3所述的光刻设备对准方法，其特征在于，当所述拟合命令队列及所述拟合结果队列的大小为1时，所述队列处理模块在每次拟合完成返回所述拟合结果后再下发新的拟合命令。

6.根据权利要求3所述的光刻设备对准方法，其特征在于，在所述下发拟合命令到所述拟合命令队列之前，判断拟合命令队列是否为满，如果为满，不再下发拟合命令，等待所述队列处理模块处理拟合命令。

7.根据权利要求3所述的光刻设备对准方法，其特征在于，在所述读取所述拟合命令队列的拟合命令之前，判断拟合命令队列是否为空，如果为空，不再读取拟合命令，等待下发拟合命令。

8.根据权利要求3所述的光刻设备对准方法，其特征在于，在所述读入所述位置信号和对应位置的光强信号，存储到所述位置光强队列之前，判断所述位置光强队列是否为满，如果为满，不再读入位置信号和对应位置的光强信号，等待队列处理模块读取位置信号和对应位置的光强信号进行拟合。