CN103365105B - 一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法 - Google Patents
一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法，包括：获取对照标记光强波形中不同周期的相同采样点；根据不同光强波形特点，判断该光强采样点是否为畸变点；判断该畸变点是否连续；根据该畸变点是否连续，对该畸变点进行修正以获得修正后的光强数据。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造装备领域，尤其涉及一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法。
背景技术
光刻装置是制造集成电路的主要设备，其作用是使不同的掩膜图案依次成像到基底（半导体硅片或LCD板）上的精确对准的位置。然而这个对准位置却因为连续图形所经历的物理和化学变化而改变，因此需要一个对准系统，以保证硅片对应掩膜的对准位置每次都能够被精确的对准。随着基底每单位表面积上的电子元件数量的增长以及电子元件的尺寸合成越来越小，对集成电路的精度要求日益提高，因此依次掩膜成像在基底上的位置必须越来越准确的固定，对光刻时对准精度的要求也越来越高。
美国专利US5243195公开了一种对准系统其中提及一种轴上对准方式，这种对准方式的优点在于掩膜和基底可以直接被对准，但其缺点在于难以改进到更高的精密度和准确度，而且各种工艺步骤会引起对准标记变化，从而引入不对称性和基底光栅标记的沟槽有效深度的变化。这种现象导致工艺检测不到光栅标记，或在其他情况下仅提供微弱的信号，对准系统稳定性降低。
为了解决这个问题，中国专利申请CN03164858公开了一种双波长对准系统，包括具有第一波长和第二波长的对准辐射源；具有第一波长通道和第二波长通道的检测系统，第一波长通道接收对准标记第一波长处的对准辐射，第二波长通道接收对准标记第二波长处的对准辐射；以及一个定位单元，用以根据在第一波长处检测到的对准辐射相对于在第二波长处检测到的对准辐射的相对强度来确定对准标记的位置。从上述系统中，可以看出，该系统事实上是使用了两个独立的波长来照射和检测基底上的对准标记的位置，从而可以动态的选择对准激光，以取得更好的对准效果。在现有的双波长激光测量系统中，由于工件台在扫描过程中的抖动，以及标记受工艺条件等因素的影响，容易对双波长激光测量系统照射标记所获的光强辐射值产生影响，导致光强波形某点或者一段区域发生偏差，进而导致影响对准精度的计算，甚至是硅片对准的失败。最终影响光刻机对准速度和整机片产率。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种对照过程中光强采样点筛选修正的方法，该方法能对对准光强波形中畸变点和失真段波形进行修正，进而保证对准光强波形的正确性，最终实现硅片对准功能。
为了实现上述发明目的，一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法，包括：获取对照标记光强波形中不同周期的相同采样点；根据不同光强波形特点，判断该光强采样点是否为畸变点；判断该畸变点是否连续；根据该畸变点是否连续，对该畸变点进行修正以获得修正后的光强数据。
更进一步地，该方法包括：选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2X，I3x，…InX,(n=1,2,…);计算首尾周期同一采样点差值∆I=InX-Ix;若该值在上下限阈值内（KMAX，KMIN），则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。
更进一步地，该方法包括：若该光强波形为平顶光强波形时，且满足(1-t)(I3X /I2X)<I2X
/IX<(1+t)(I3X /I2X)则该点为正常光强点，反之则为畸变点；若该光强波形为上升光强波形时，且满足(I2X /IX)<(I3X /IX)且（I2x/Ix）>1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点；若该光强波形为下降光强波形时，且满足(I2X /IX)>(I3X /IX)且（I2x/Ix）<1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点。
更进一步地，该方法包括：重复上述步骤以判断后续采样点是否为畸变点，若仍为畸变点，则该光强畸变点连续；若不为畸变点，则该光强畸变点不连续。若光强畸变点不连续，则寻找该畸变点的前一个光强采样点和后一个光强采样点，以该两个光强采样点的光强值的均值，作为该畸变点的光强值。该光强畸变点不连续情况下的计算公式为：Ix=(Ix-1+
Ix+1)/2。
更进一步地，该方法包括：若光强畸变点连续，计算异常周期个数。该异常周期个数的计算方法为将异常的起始点和终止点分别除以一个周期的固定采样点数，结果分别向上取整，获得需要替换的异常周期个数。获得异常周期相邻的前一个和后一个正常周期的采样数据 将一个波形分解为基值 基值变化量和幅值变化量 Ix=D+k*x+A*sin(2*pi*x/n0)，其中x为非正常周期的第一个采样点，x取[1,n0]，n0为单个周期采样点数k =（I1-I0)/n0，A=(I峰值0-I谷值0+I峰值1-I谷值1 )/2，D=I0 ，I0 是非正常周期前的正常周期的最末点，I1是非正常周期后第一个周期的第一个点，I峰值0 I谷值0 I峰值1 I谷值1 分别代表了上一周期和下一周期的光强峰值与谷值。
与现有技术相比较，本发明所提供的对准过程中光强采样点筛选修正的方法，用于受工件台扫描过抖动，以及标记工艺条件等因素影响，所导致的光强采样偏差畸变情况。在该种情况下，该方法通过自身判断流程和算法，实现对对准光强波形中畸变点和失真段波形的修正，进而保证对准光强波形的正确性，最终实现硅片对准功能。
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所示为根据本发明描述的基于双光源多级次的对准系统的示意图；
图2 所示为对准标记组成形式；
图3所示为光强波形为平顶正弦波形示意图；
图4所示为光强波形为上升型正弦波形示意图；
图5所示为光强波形为下降型正弦波形示意图；
图6所示为确定光强畸变点示意图之一；
图7所示为非连续光强畸变点修正示意图；
图8所示为确定光强畸变点示意图之二；
图9所示为确定光强畸变点示意图之三；
图10所示为确定光强畸变点示意图之四；
图11所示为连续光强畸变点修正示意图。
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。
本发明提出一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法，包括：一种基于多波长的对准系统，包含多个周期组合的标记类型，一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法。
该对准过程中光强采样点筛选修正的方法进一步包括：下发标记的期望位置，移动工件台，光源照射对准标记，获取光强数据，计算对准结果。判断对准结果是否满足重复精度要求且满足MCC （Multiple Correlation Coefficient 一个用于反映拟合数据与原始数据偏差的数值）
要求。若满足重复精度及MCC值要求，返回对准结果。若不满足重复精度要求且不满足MCC值要求，则进行光强数据筛选修正。
依据光强筛选方法，对畸变光强数据点筛选方法。
畸变光强数据点筛选方法具体包括：选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2X，I3x，…InX (n=1,2,…)。计算首尾周期同一采样点差值∆I=InX-Ix 若该值在上下限阈值内（KMAX，KMIN），则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。
根据不同光强波形特点，选择畸变光强数据点筛选方法。若为平顶光强波形时，(1-t)(I3X /I2X)<I2X /IX<(1+t)(I3X
/I2X),这里的t为常数，用于检验点是否发生畸变的经验阈值，则该点为正常光强点，反之则为畸变点。
根据不同光强波形特点，选择畸变光强数据点筛选方法。若为上升光强波形时，(I2X /IX)<(I3X /IX)且（I2x/Ix）〉1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点.
根据不同光强波形特点，选择畸变光强数据点筛选方法。若为下降光强波形时，(I2X /IX)>(I3X /IX)且（I2x/Ix）<1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点.
在筛选过程中，重复上述方法，若后续采样点亦大于经验阈值，则为光强点连续畸变。根据光强畸变点是否连续，选择不同的光强点处理方法。若光强畸变点不连续，则寻找该畸变点的前一个光强采样点和后一个光强采样点，以该两个光强采样点的光强值的均值，作为该畸变点的光强值光强畸变点不连续情况下的计算公式可以表述为：Ix=(Ix-1+ Ix+1)/2
若光强畸变点连续，计算异常周期个数。在计算异常周期个数过程中，将异常的起始点和终止点分别除以一个周期的固定采样点数，结果分别向上取整，获得需要替换的异常周期个数。在获得需替换周期个数后，使用光强畸变点连续修正算法，修正畸变点。获得异常周期相邻的前一个和后一个正常周期的采样数据将一个波形分解为基值
基值变化量和幅值变化量，公式表述为：Ix=D+k*x+A*sin(2*pi*x/ n0)，其中x为非正常周期的第一个采样点，n0 为单个周期采样点数，k =（I1-I0)/n0，A=（I峰值0-I谷值0+I峰值1-I谷值1）/2，D=I0 ，I0
是非正常周期前的正常周期的最末点，I1 是非正常周期后第一个周期的第一个点，I峰值0 I谷值0 I峰值1 I谷值1 分别代表了上一周期和下一周期的光强峰值与谷值，x取[1,n0]。
通过光强不连续畸变点修正方法或者光强连续畸变点筛选方法，获得修正后的光强数据，并重新计算对准位置。返回对准结果。
实施例一：
图1所示为已知技术的双光源多级次对准系统的示意图。如图1所示，双光源多级次对准系统包括光源模块11，21、参考光栅2、光纤13，23、棱镜14，24、偏振镜3、物镜4、标记5、级次光楔15，25、反射镜16，26、物镜17，27、像平面18，28以及探测器19、29。双光源多级次对准系统的具体工作原理对于本领域中具有通常知识的人来说是公知常识，在此不再赘述。
图2 所示为对准标记组成形式，对准系统在照射该标记后，获得各级次光的反射信息。下发标记的期望位置，移动工件台，光源照射对准标记，获取光强数据IX（X= 1，2，3…….），计算对准结果P。
判断对准结果P是否满足重复精度及MCC值要求。
若满足重复精度要求及MCC值要求，返回对准结果。
若不满足重复精度要求及MCC值要求，进行光强数据筛选修正。
依据光强筛选方法，对畸变光强数据点筛选方法。
选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2X，I3x，…InX (n=1,2,…)。计算首尾周期同一采样点差值∆I=InX-Ix。若该值在上下限阈值内（KMAX，KMIN），则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。如图3，4，5所示，其中图3为光强波形为平顶正弦波形示意图，图4为光强波形为上升型正弦波形示意图，图5为光强波形为下降型正弦波形示意图。
判断可知该光强波形，为平顶光强波形时，I2X
/IX〉(1+t)(I3X /I2X),则该点为畸变点。如图6所示，图6为确定光强畸变点示意图之一。
在筛选过程中，重复上述方法，若后续采样点异常，则为光强点连续畸变。
筛选可知该光强畸变点不连续，故寻找该畸变点的前一个光强采样点和后一个光强采样点，以该两个光强采样点的光强值的均值，作为该畸变点的光强值
光强畸变点不连续情况下的计算公式可以表述为：Ix=(Ix-1+
Ix+1)/2，通过上述公式可知，该点异常光强值修正的值为Ix。如图7所示，图7为非连续光强畸变点修正示意图。
将通过光强不连续畸变点修正方法，获得修正后的光强数据，并重新计算对准位置。
返回对准结果。
实施例二：
图1所示为已知技术的双光源多级次对准系统的示意图。如图1所示，双光源多级次对准系统包括光源模块11，21、参考光栅2、光纤13，23、棱镜14，24、偏振镜3、物镜4、标记5、级次光楔15，25、反射镜16，26、物镜17，27、像平面18，28以及探测器19、29。双光源多级次对准系统的具体工作原理对于本领域中具有通常知识的人来说是公知常识，在此不再赘述。
图2所示为对准标记组成形式，对准系统在照射该标记后，获得各级次光的反射信息。
下发标记的期望位置，移动工件台，光源照射对准标记，获取光强数据IX（X= 1，2，3…….），计算对准结果P。
判断对准结果P是否满足重复精度及MCC值要求。
若满足重复精度要求及MCC值要求，返回对准结果。
若不满足重复精度要求及MCC值要求，进行光强数据筛选修正。
依据光强筛选方法，对畸变光强数据点筛选方法。
选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2X，I3x，…InX (n=1,2,…)。计算首尾周期同一采样点差值∆I=InX-Ix 若该值在上下限阈值内（KMAX，KMIN），则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。如图3，4，5所示，其中图3为光强波形为平顶正弦波形示意图，图4为光强波形为上升型正弦波形示意图，图5为光强波形为下降型正弦波形示意图。
根据不同光强波形特点，该光强波形为上升光强波形，由此可知(I2X
/IX)<(I3X /IX)且（I2x/Ix）<1,则该点为畸变点。如图8所示，图8所示为确定光强畸变点示意图之二。
在筛选过程中，重复上述方法，若后续采样点异常，则为光强点连续畸变。
筛选可知该光强畸变点不连续，故寻找该畸变点的前一个光强采样点和后一个光强采样点，以该两个光强采样点的光强值的均值，作为该畸变点的光强值
光强畸变点不连续情况下的计算公式可以表述为：Ix=(Ix-1+
Ix+1)/2，通过上述公式可知，该点异常光强值修正的值为Ix。
将通过光强不连续畸变点修正方法，获得修正后的光强数据，并重新计算对准位置。
返回对准结果。
实施例三：
图1所示为已知技术的双光源多级次对准系统的示意图。如图1所示，双光源多级次对准系统包括光源模块11，21、参考光栅2、光纤13，23、棱镜14，24、偏振镜3、物镜4、标记5、级次光楔15，25、反射镜16，26、物镜17，27、像平面18，28以及探测器19、29。双光源多级次对准系统的具体工作原理对于本领域中具有通常知识的人来说是公知常识，在此不再赘述。
图2 所示为对准标记组成形式，对准系统在照射该标记后，获得各级次光的反射信息
下发标记的期望位置，移动工件台，光源照射对准标记，获取光强数据IX（X= 1，2，3…….），计算对准结果P。
判断对准结果P是否满足重复精度及MCC值要求。
若满足重复精度要求及MCC值要求，返回对准结果。
若不满足重复精度要求及MCC值要求，进行光强数据筛选修正。
依据光强筛选方法，对畸变光强数据点筛选方法。
选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2X，I3x，…InX (n=1,2,…)。计算首尾周期同一采样点差值∆I=InX-Ix 若该值在上下限阈值内（KMAX，KMIN），则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。如图3，4，5所示，其中图3为光强波形为平顶正弦波形示意图，图4为光强波形为上升型正弦波形示意图，图5为光强波形为下降型正弦波形示意图。
进一步的，根据不同光强波形特点，判断可知该光强波形，(I2X
/IX)<(I3X /IX)且（I2x/Ix）<1,则该点为畸变点.
进一步的，在筛选过程中，重复上述方法，发现后续采样点异常，(I2X+1 /IX+1)<(I3X+1 /IX+1)且（I2x+1/Ix+1）<1,则该点为畸变点.则为光强点连续畸变。如图9所示，图9所示为确定光强畸变点示意图之三。
判别可知该光强畸变点连续，故计算异常周期个数。
在计算异常周期个数过程中，将异常的起始点和终止点分别除以一个周期的固定采样点数，结果分别向上取整，获得需要替换的异常周期个数。即X/f和（X+n）/f。其中X为畸变起始采样点序数，X+n为畸变终止采样点序数，f为每个周期的采样点数。如图10所示，图10所示为确定光强畸变点示意图之四。
在获得需替换周期个数后，使用光强畸变点连续修正算法，修正畸变点。
获得异常周期相邻的前一个和后一个正常周期的采样数据将一个波形分解为基值 基值变化量和幅值变化量，公式表述为：Ix=D+kx+A*sin(2*pi*x/n0)，其中x为非正常周期的第一个采样点，n0 为单个周期采样点数，k=（I1-I0)/n0，A=（I峰值0-I谷值0+ I峰值1- I谷值1）/2
，D=I0 ，I0
是非正常周期前的正常周期的最末点，I1 是非正常周期后第一个周期的第一个点，I峰值0 I谷值0 I峰值1 I谷值1 分别代表了上一周期和下一周期的光强峰值与谷值，x取[1, n0]。
将通过光强连续畸变点修正方法，获得修正后的光强数据，并重新计算对准位置。如图11所示，图11所示为连续光强畸变点修正示意图。
返回对准结果。
与现有技术相比较，本发明所提供的对准过程中光强采样点筛选修正的方法，用于受工件台扫描过抖动，以及标记工艺条件等因素影响，所导致的光强采样偏差畸变情况。在该种情况下，该方法通过自身判断流程和算法，实现对对准光强波形中畸变点和失真段波形的修正，进而保证对准光强波形的正确性，最终实现硅片对准功能。
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 (8)
1.一种对准过程中光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，包括：
(a)获取对照标记光强波形中不同周期的相同采样点；
(b)根据不同光强波形特点，判断该光强采样点是否为畸变点；
(c)判断该畸变点是否连续；
(d)根据所述畸变点是否连续，对所述畸变点进行修正以获得修正后的光强数据。
2.如权利要求1所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：
(a1)选择光强波形中不同周期的相同采样点，Ix，I2x，I3x，…Inx,(n＝1,2,…)；
(a2)计算首尾周期同一采样点差值ΔI＝InX-Ix；
(a3)若所述采样点差值ΔI在上下限阈值内(KMAX，KMIN)，则认为该光强波形为平顶正弦波形；若大于上限值KMAX则认为该光强波形为上升型正弦波形；若小于下限值KMIN则认为该光强波形为下降型正弦波形。
3.如权利要求2所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：
(b1)若所述光强波形为平顶光强波形时，且满足(1-t)(I3X/I2X)<I2X/IX<(1+t)(I3X/I2X)则该点为正常光强点，反之则为畸变点；
(b2)若所述光强波形为上升光强波形时，且满足(I2X/IX)<(I3X/IX)且(I2x/Ix)>1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点；
(b3)若所述光强波形为下降光强波形时，且满足(I2X/IX)>(I3X/IX)且(I2x/Ix)<1,则该点为正常光强点，反之则为畸变点。
4.如权利要求3所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：重复步骤b以判断后续采样点是否为畸变点，若仍为畸变点，则所述光强畸变点连续；若不为畸变点，则所述光强畸变点不连续。
5.如权利要求4所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述步骤d进一步包括：若光强畸变点不连续，则寻找该畸变点的前一个光强采样点和后一个光强采样点，以该两个光强采样点的光强值的均值，作为该畸变点的光强值。
6.如权利要求4所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述步骤d进一步包括：若光强畸变点连续，计算异常周期个数。
7.如权利要求6所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，所述异常周期个数的计算方法为将异常的起始点和终止点分别除以一个周期的固定采样点数，结果分别向上取整，获得需要替换的异常周期个数。
8.如权利要求7所述的光强采样点筛选修正的方法，其特征在于，获得异常周期相邻的前一个和后一个正常周期的采样数据，将一个波形分解为基值、基值变化量和幅值变化量Ix＝D+k*x+A*sin(2*pi*x/n0)，其中x为非正常周期的第一个采样点，x取[1,n0]，n0为单个周期采样点数k＝(I1-I0)/n0，A＝(I峰值0-I谷值0+I峰值1-I谷值1)/2，D＝I0，I0是非正常周期前的正常周期的最末点，I1是非正常周期后第一个周期的第一个点，I峰值0I谷 值0I峰值1I谷值1分别代表了上一周期和下一周期的光强峰值与谷值。
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