CN102866603B - 光刻机掩模的对准扫描方法及对准信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种光刻机掩模的对准扫描方法，依次进行X轴方向扫描、由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描、Y轴方向扫描；其中所述X轴方向及Y轴方向的扫描速度、采样点数为固定值，所述过渡扫描的扫描轨迹、扫描速度及采样点数为随机值。针对上述对准扫描方法，本发明还提供了一种逐点推进的对准信号处理方法，上述对准扫描方法和对准信号处理方法能够提高数字信号处理的速度、更好地实现实时性，进而提高光刻机的效率。

Description

光刻机掩模的对准扫描方法及对准信号处理方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路光刻生产过程中的一种对准技术，尤其涉及一种用于光刻机掩模的对准扫描方法及对准信号处理方法。

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。

在掩模对准扫描过程中，掩模标记成像于硅片标记上，硅片标记下方的传感器检测光强数据。对光强数据进行一系列的数字信号处理，其光强最大值点，即对准点。其信号处理的时间直接影响着对准信号处理的实时性，从而直接影响光刻机的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种提高对准处理速度、更好地实现实时性的光刻机掩模的对准扫描方法及对准信号处理方法。

为解决上述问题，本发明提供一种光刻机掩模的对准扫描方法，所述扫描方法为依次进行X轴方向扫描、由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描、Y轴方向扫描；其中所述X轴方向及Y轴方向的扫描速度、采样点数为固定值，所述过渡扫描的扫描轨迹、扫描速度及采样点数为随机值。

一种光刻机掩模的对准信号处理方法，采用上述对准扫描方法，所述X轴方向的采样点数为N_x，所述Y轴方向的采样点数为N_y，所述对准信号处理方法包括以下步骤：

步骤101：设定处理所述光刻机掩模对准信号所采用的拟合方程及拟合方程系数确定方程；

步骤102：计算已采样点数n，获得采样点的位置数据和对应光强数据；

步骤103：确定X轴方向拟合方程系数和Y轴方向拟合方程系数，当n小于N_x，每获得一采样点，即对采样点的位置数据中和对应光强数据进行累加计算和数字处理；当n等于N_x，完成X轴方向扫描，确定X轴方向拟合方程的系数；当n大于(N_x+N_y)，每获得一采样点，即第(n-N_x)个采样点，对剩余采样点的位置数据中和对应光强数据进行累加计算和数字处理；当扫描采集到标志结束的采样点时，完成Y轴方向扫描，确定Y轴方向拟合方程的系数；

步骤104：带入已确定X轴方向拟合方程系数和Y轴方向拟合方程系数，根据X轴方向拟合方程和Y轴方向拟合方程确定光强最大点，即确定X轴方向和Y轴方向对准位置。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，在步骤102中，还包括对采样点的位置数据和对应光强数据进行卷积滤波处理。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，X轴方向的拟合方程为

I(x)＝β_x1x²+β_x2x+β_x3，其中

β_x1、β_x2、β_x3为X轴方向拟合方程的系数，x为位置数据，I(x)为对应光强数据。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，所述X轴方向拟合方程系数确定方程，其矩阵形式为

AX＝D，其中

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_x& b_x& c_x\\ b_x& c_x& d_x\\ c_x& d_x& v_x\end{array}\right],$ $X=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{x1}\\ {\mathrm{\β}}_{x2}\\ {\mathrm{\β}}_{x3}\end{array}\right],$

矩阵A、D的各系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、φ_x计算公式为：

$a_x=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^4,$ $b_x=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^3,$ $c_x=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2,$

$d_x=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n,$ $v_x=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n{I}_n,$

其中w_n为加权因子。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，所述加权因子w_n的确定公式为

w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).∧wei_exp onent)

其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，Y轴方向拟合方程为

I(y)＝β_y1y²+β_y2y+β_y3，其中

β_y1、β_y2、β_y3为Y轴方向拟合方程的系数，y为位置数据，I(y)为对应光强信号。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，所述Y轴方向拟合方程系数的求解方程，其矩阵形式为

AY＝D，其中：

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_y& b_y& c_y\\ b_y& c_y& d_y\\ c_y& d_y& v_y\end{array}\right],$ $Y=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{y1}\\ {\mathrm{\β}}_{y2}\\ {\mathrm{\β}}_{y3}\end{array}\right],$

矩阵A、D中的各系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、φ_y计算公式为：

$a_y=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^4,$ $b_y=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^3,$ $c_y=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2,$

$d_y=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n,$ $v_y=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n{I}_n,$

其中w_n为加权因子。

针对所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，所述加权因子w_n的求解公式为

w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).^wei_exp onent)

其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。

综上所述，本发明所述光刻机掩模的对准扫描方法，所述扫描方法为依次进行X轴方向扫描、由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描、和Y轴方向扫描；其中所述X轴方向及Y轴方向的扫描速度及采样点数为固定值，所述过渡扫描的扫描轨迹、采样速度及采样点数为随机值。

针对上述扫描方法，本发明所述光刻机掩模的对准信号处理方法，采用逐点推进法来确定Y轴方向扫描段扫描起始采样点，不需要根据X轴方向扫描段和过渡扫描段的采样点数来确定Y轴方向扫描段起始采样点，运用上述对准信号处理方法，能够提高数字信号处理的速度、更好地实现实时性，进而提高光刻机的效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中所述光刻机掩模的对准扫描方法的扫描轨迹图。

图2为本发明所述光刻机掩模的对准信号处理方法的简要流程图。

图3为本发明所述对准信号处理方法一实施例的详细流程图。

图4为本发明一实施例中采样点位置数据与对应光强数据的相对关系图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。

本发明提供一种光刻机掩模的对准扫描方法，所述扫描方法为依次进行X轴方向扫描、由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描、和Y轴方向扫描；其中所述X轴方向及Y轴方向的扫描速度及采样点数为固定值，所述过渡扫描的扫描轨迹、采样速度及采样点数为随机值。

本发明用于光刻机掩模的对准扫描方法，其扫描轨迹如图1所示，扫描运动轨迹依次经过①、②、③、④。其中①～②段为X轴方向扫描和③～④段为Y轴方向扫描，其扫描速度和采样点数都是已设定的定值，X轴方向的采样点数为N_x，Y轴方向的采样点数为N_y，N_x可以等于N_y，②～③段的运动轨迹和运动速度不受限制，对对准扫描的运动轨迹、相对运动速度和采样点数没有严格的要求，从而降低了对光刻机其他分系统的要求。

在上述对准扫描方式下，②～③段的采样点数不确定，也就不能够直接用①～②段和②～③段的采样点数来确定③～④段垂直向扫描的起始采样点。针对上述扫描方法，本发明提供一种光刻机掩模的对准信号处理方法，采用逐点推进法来确定③～④段垂直向扫描起始采样点，而不需要确定②～③段的采样点数。并且在采样间隔时间内，对光强采样数据和位置数据进行数据信号处理。运用上述对准信号处理方法，能够提高数字信号处理的速度、更好地实现实时性，进而提高光刻机的效率。

具体地，图2为本发明所述光刻机掩模的对准信号处理方法的简要流程图。图3为本发明所述对准信号处理方法一实施例的详细流程图。请结合图2和图3，本发明所述光刻机掩模的对准信号处理方法包括以下步骤：

步骤101：设定处理所述光刻机掩模对准信号所采用的拟合方程及拟合方程的系数的确定方程(以下称为系数确定方程)；

(1)X轴方向的拟合方程为：

I(x)＝β_x1x²+β_x2x+β_x3，其中β_x1、β_x2、β_x3为X轴方向拟合方程的系数，x为位置数据，I(x)为对应光强数据。

(2)X轴方向实际采样光强值与拟合模型光强值的误差函数为

$\mathrm{\ϵ}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left[w_n(I_n-f\left(x_n\right))\right]}^2,$ ω_n为加权因子，ω_n的确定方程为w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).∧wei_exp onent)，其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。

对上述误差函数ε进行求导，即可得出求解X轴方向的系数β_x1、β_x2、β_x3的系数确定方程，其矩阵形式为

AX＝D，其中

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_x& b_x& c_x\\ b_x& c_x& d_x\\ c_x& d_x& v_x\end{array}\right],$ $X=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{x1}\\ {\mathrm{\β}}_{x2}\\ {\mathrm{\β}}_{x3}\end{array}\right],$

矩阵A、D的各系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、φ_x计算公式为：

$a_x=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^4,$ $b_x=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^3,$ $c_x=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2,$

$d_x=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n,$ $v_x=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n{I}_n,$

(3)同样，Y轴方向拟合方程为

I(y)＝β_y1y²+β_y2y+β_y3，其中β_y1、β_y2、β_y3为Y轴方向拟合方程的系数，y为位置数据，I(y)为对应光强信号。

Y轴方向实际采样光强值与拟合模型光强值的误差函数为

$\mathrm{\ϵ}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left[w_n(I_n-f\left(y_n\right))\right]}^2$ 其中，ω_n为加权因子，ω_n的确定方程为

w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).∧wei_exponent)

其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。

对上述误差函数ε进行求导，即可得出关于Y轴方向拟合方程的系数β_y1、β_y2、β_y3的系数确定方程，其矩阵形式为

AY＝D，其中：

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_y& b_y& c_y\\ b_y& c_y& d_y\\ c_y& d_y& v_y\end{array}\right],$ $Y=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{y1}\\ {\mathrm{\β}}_{y2}\\ {\mathrm{\β}}_{y3}\end{array}\right],$

矩阵A、D中的各系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、计算公式为：

$a_y=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^4,$ $b_y=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^3,$ $c_y=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2,$

$d_y=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n,$ $v_y=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n{I}_n,$

步骤102：计算至当前为止已采样点数n，获得采集点的位置数据x_n，y_n，z_n和对应光强数据I_n，并对所述位置数据x_n，y_n，z_n和对应光强数据I_n进行卷积滤波处理。其中n初始值为0，每获得一采样点，n值加一。

图4为本发明一实施例中采样点位置数据与对应光强数据的相对关系图。在x轴方向扫描和y轴方向扫描情况下，采样点的位置数据与对应光强数据的相对关系如图4所示，类似于梯形，对准位置就在梯形平台处，不易找出对准位置，所以就需要对光强信号I_n和位置信号x_n、y_n、z_n进行卷积滤波处理，从而找出光强最大值点，其相应位置即对准位置。具体处理执行流程如下：

当n＜cov_length时，Ave_I_n＝0，Ave_x_n＝0，Ave_y_n＝0，Ave_z_n＝0.

Sum_I＝Sum_I+I_n；

Sum_x＝Sum_x+x_n；

Sum_y＝Sum_y+y_n；

Sum_z＝Sum_z+z_n；

当n＝cov_length时，

Ave_I_n＝Sum_I/cov_length；

Ave_x_n＝Sum_x/cov_length；

Ave_y_n＝Sum_y/cov_length；

Ave_z_n＝Sum_z/cov_length；

当n＞cov_length时，

Sum_I＝Sum_I+I_n-I_{(n-cov_length)}；

Sum_x＝Sum_x+x_n-x_{(n-cov_length)}；

Sum_y＝Sum_I+y_n-y_{(n-cov_length)}；

Sum_z＝Sum_z+z_n-z_{(n-cov_length)}；

Ave_I_n＝Sum_I/cov_length；

Ave_x_n＝Sum_x/cov_length；

Ave_y_n＝Sum_y/cov_length；

Ave_z_n＝Sum_z/cov_length；

其中，cov_length为卷积滤波长度，它是根据实际扫描结果，如图4中梯形平台的大小决定的。Ave_I_n，Ave_x_n，Ave_y_n，Ave_z_n为卷积滤波处理后数值。

步骤103，确定X轴方向拟合方程系数和Y轴方向拟合方程系数，从n＝1开始(即第一个采样点开始)至扫描采集到标志结束的采样点为止进行步骤103其中步骤103包括步骤103a～步骤103e：

步骤103a：从n＝1开始(即第一个采样点开始)，进行X轴方向扫描，每获得一采样点后，将所有采样点的位置数据中x₁，x₂，...，x_n和对应光强数据I_n，I_n，...，I_n代入步骤101中所述系数确定方程中，进行累加计算和数字处理，

$a_x=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^4,$ $b_x=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^3,$ $c_x=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2,$

$d_x=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n,$ $v_x=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n{I}_n,$

从而得到所述系数确定方程各个系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、每获得一采样点，即重新进行一次累加计算和数字处理，并存储最新计算得到的系数确定方程中各系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、并判断n与N_x的大小关系，若n小于N_x就循环依次进行步骤102和步骤103a，否则进行步骤103b。

步骤103b：当n等于N_x时，则判断为已经完成X轴方向扫描，则将在步骤103b中最后一个计算得到的系数确定方程中各系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、φ_x带入

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_x& b_x& c_x\\ b_x& c_x& d_x\\ c_x& d_x& v_x\end{array}\right],$ $X=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{x1}\\ {\mathrm{\β}}_{x2}\\ {\mathrm{\β}}_{x3}\end{array}\right],$

并根据AX＝D确定X轴方向拟合方程的系数β_x1、β_x2、β_x3。

步骤103c：继续进行采样，此时n大于N_x，进入由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描和Y轴方向扫描，判断n与(N_x+N_y)大小关系，当n小于等于(N_x+N_y)时，每获得一采样点后，将所有采样点的位置数据中y₁，y₂，...，y_n和对应光强数据I_n，I_n，...，I_n代入步骤101中所述系数确定方程中，进行累加计算和数字处理，

$a_y=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^4,$ $b_y=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^3,$ $c_y=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2,$

$d_y=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n,$ $v_y=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n{I}_n,$

根据上述公式计算Y轴方向的系数确定方程的各个系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、φ_y。每获得一采样点，即重新进行一次累加计算和数字处理，并存储最新计算得到的系数确定方程的各个系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、φ_y，并判断n与(N_x+N_y)的大小关系，若n小于等于(N_x+N_y)就循环进行步骤进行步骤102和步骤103c，否则进行步骤103d。

步骤103d：当n大于(N_x+N_y)，每获得一采样点，即去除第(n-N_x)个采样点，且该采样点不不再存储使用，对剩余采样点的位置数据中y₁，y₂，...，y_Nx，y_(n-Nx+1)，y_(n-Nx+2)，...，y_n和对应光强数据I₁，I₂，...，I_Nx，I_(n-Nx+1)，I_(n-Nx+2)，...，I_n带入步骤101中所述系数确定方程中进行累加计算和数字处理，

$a_y=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^4,$ $b_y=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^3,$ $c_y=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2,$

$d_y=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n,$ $v_y=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,$ ${\mathrm{\δ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n{I}_n,$

根据上述公式计算系数确定方程的各个系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、φ_y。利用逐点推进法，去除第(n-N_x)个采样点的数据，则每次采样后，保留从最后一采样点向前计算的共N_y个采样点，根据该N_y个采样点获得Y轴方向的系数确定方程的各个系数a_y0、b_y0、c_y0、d_y0、v_y0、δ_y0、λ_y0、φ_y0，计算公式如下

a_y0＝a_y+a_n-a_n-N_x，b_y0＝b_y+b_n-b_n-Nx，c_y0＝c_y+c_n-c_n-Nx，

d_y0＝d_y+d_n-d_n-N_x，v_y0＝v_y+v_n-v_n-Nx，δ_y0＝δ_y+δ_n-δ_n-Nx、λ_y0＝λ_y+λ_n-λ_n-Nx，

每获得一采样点，即重新进行一次累加计算和数字处理，并存储最新计算得到的系数确定方程的各个系数a_y0、b_y0、c_y0、d_y0、v_y0、δ_y0、λ_y0、并在采集到标志结束的采样点之前循环进行步骤步骤102和步骤103d。

步骤103e：当扫描采集到标志结束的采样点时，判断为完成Y轴方向扫描，则将在步骤103d中最后一个计算得到的系数确定方程的各个系数a_y0、b_y0、c_y0、d_y0、v_y0、δ_y0、λ_y0、带入

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_y& b_y& c_y\\ b_y& c_y& d_y\\ c_y& d_y& v_y\end{array}\right],$ $Y=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{y1}\\ {\mathrm{\β}}_{y2}\\ {\mathrm{\β}}_{y3}\end{array}\right],$

并根据AY＝D确定为Y轴方向拟合方程的系数β_y1、β_y2、β_y3。

步骤104：带入已确定X轴方向拟合方程系数和Y轴方向拟合方程系数，

I(x)＝β_x1x²+β_x2x+β_x3，以及

I(y)＝β_y1y²+β_y2y+β_y3

根据上述X轴方向拟合方程和Y轴方向拟合方程确定光强最大点，即确定X轴方向和Y轴方向对准位置。本发明预设的处理所述光刻机掩模对准信号所采用的拟合方程为二元一次方程，分别确定X轴方向和Y轴方向的方程系数后即可确定X轴方向的光强最大点(I_xmax，X_max)和Y轴方向的光强最大点(I_ymax，y_max)，则确定的光强最大点则分别为X轴方向和Y轴方向的对准位置。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种光刻机掩膜的对准扫描方法，其特征在于，所述扫描方法为依次进行X轴方向扫描、由X轴方向至Y轴方向的过渡扫描、和Y轴方向扫描；其中所述X轴方向及Y轴方向的扫描速度及采样点数为固定值，所述过渡扫描的扫描轨迹、扫描速度及采样点数为随机值。

2.一种光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的对准扫描方法，所述X轴方向的采样点数为N_x，所述Y轴方向的采样点数为N_y，所述对准信号处理方法包括以下步骤：

步骤101：设定处理所述光刻机掩模对准信号所采用的拟合方程及拟合方程系数确定方程；

步骤102：计算已采样点数n，获得采样点的位置数据和对应光强数据；

步骤103：确定X轴方向拟合方程系数和Ｙ轴方向拟合方程系数，当n小于N_x，每获得一采样点，即对采样点的位置数据和对应光强数据进行累加计算和数字处理；当n等于N_x，完成X轴方向扫描，确定X轴方向拟合方程的系数；当n大于(N_x+N_y)，每获得一采样点，即第(n-N_x)个采样点，对剩余采样点的位置数据和对应光强数据进行累加计算和数字处理；当扫描采集到标志结束的采样点时，完成Y轴方向扫描，确定Y轴方向拟合方程的系数；

步骤104：带入已确定X轴方向拟合方程系数和Ｙ轴方向拟合方程系数，根据X轴方向拟合方程和Y轴方向拟合方程确定光强最大点，即确定X轴方向和Y轴方向对准位置。

3.如权利要求2所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，在步骤102中，还包括对采样点的位置数据和对应光强数据进行卷积滤波处理。

4.如权利要求2所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，X轴方向的拟合方程为

I(x)＝β_x1x²+β_x2x+β_x3，其中

β_x1、β_x2、β_x3为X轴方向拟合方程的系数，x为位置数据，I(x)为对应光强数据。

5.如权利要求2所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，所述X轴方向拟合方程系数确定方程，其矩阵形式为

AX＝D，其中

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_x& b_x& c_x\\ b_x& c_x& d_x\\ c_x& d_x& v_x\end{array}\right],$

矩阵A、D的各系数a_x、b_x、c_x、d_x、v_x、δ_x、λ_x、计算公式为：

$a_x=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^4,b_x=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^3,c_x=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2,$

${\mathrm{\λ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n{I}_n,$

其中w_n为加权因子。

6.如权利要求5所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，所述加权因子w_n的确定公式为

w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).^wei_exponent)

其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。

7.如权利要求2所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，Y轴方向拟合方程为

$d_x=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n,v_x=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,{\mathrm{\δ}}_x=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{x}_n^2{I}_n,$

I(y)＝β_y1y²+β_y2y+β_y3，其中

β_y1、β_y2、β_y3为Y轴方向拟合方程的系数，y为位置数据，I(y)为对应光强信号。

8.如权利要求2所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，所述Y轴方向拟合方程系数的求解方程，其矩阵形式为

AY＝D，其中：

矩阵A、D中的各系数a_y、b_y、c_y、d_y、v_y、δ_y、λ_y、计算公式为：

$A=\left[\begin{array}{ccc}{a}_y& b_y& c_y\\ b_y& c_y& d_y\\ c_y& d_y& v_y\end{array}\right],$ $Y=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\β}}_{y1}\\ {\mathrm{\β}}_{y2}\\ {\mathrm{\β}}_{y3}\end{array}\right],$

$a_y=\mathrm{\Σ}{a}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^4,b_y=\mathrm{\Σ}{b}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^3,c_y=\mathrm{\Σ}{c}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2,$

$d_y=\mathrm{\Σ}{d}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n,v_y=\mathrm{\Σ}{v}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2,{\mathrm{\δ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n^2{I}_n,$

${\mathrm{\λ}}_y=\mathrm{\Σ}{\mathrm{\λ}}_n=\mathrm{\Σ}{w}_n^2{y}_n{I}_n,$

其中w_n为加权因子。

9.如权利要求8所述的光刻机掩模的对准信号处理方法，其特征在于，所述加权因子w_n的求解公式为

w_n＝sqrt((I_n-threshold*0.99).^wei_exponent)

其中wei_exponent为加权指数因子，默认值为1。