專利名稱：用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)及其對準標記搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種對準標記搜索系統(tǒng)及其對準搜索方法，且特別是有關(guān)于一種用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)及其對準標記搜索方法。
背景技術(shù)：
光刻機屬于芯片制造的工藝線上的 一類關(guān)鍵設(shè)備，其原理就是利用投影鏡頭，通過照明光源照射掩模板，將掩模上的圖案，曝光到硅片上的指定的位置。由于工藝的需要，制造具有一定功能芯片，需要在同一芯片上進行多層的曝光，層與層線條之間具有一定位置關(guān)系，該位置關(guān)系要求非常嚴格，這需要通過對準標記搜索系統(tǒng)來進行保證。對于硅片對準標記搜索系統(tǒng)來說，其原理是，使用不同于曝光光源的照明光源和不同于投影鏡頭的光學(xué)檢測裝置，當光學(xué)檢測裝置準確檢測到工件臺基準標記或硅片上對準標記的位置的過程叫做對準的過程。
只有對準標記在光學(xué)檢測裝置的檢測范圍(也叫捕獲范圍)內(nèi)時，才可以進行對準，如果對準標記在光學(xué)檢測裝置的捕獲范圍之外，將會導(dǎo)致對準的過程的失敗。
所以對準之前需要有 一套對準標記的搜索方法，能粗略的找到標記的大概位置，從而使標記在對準的捕獲范圍內(nèi)時，再進行對準，以獲得精確的標記位置，完成對準過程。
在光刻機實際的工作過程中，下面的2個場景需要用到標記搜索過程。一是在光學(xué)檢測模塊初次安裝后，由于光學(xué)檢測模塊安裝位置偏差(相對于工件臺的位置)或光學(xué)檢測模塊內(nèi)部光學(xué)元件安裝偏差，會導(dǎo)致光學(xué)成像模塊觀測裝置觀測結(jié)果與光學(xué)檢測裝置檢測結(jié)果不一致，以致無法通過其觀測裝置的觀測結(jié)果來確定標記的真正位置，需要重新對標記的位置進行標定。
二是系統(tǒng)由于維護的原因，有時需要將工件臺移出正常工作位置，而再將工件臺移回到正常工作位置時，工件臺與主機板相對位置發(fā)生了變化，導(dǎo)致工 件臺上零位基準標記的位置發(fā)生了變化，即系統(tǒng)機器常數(shù)發(fā)生了變化，所以也 需要重新對標記的位置進行搜索標定。
現(xiàn)有光刻裝置中使用到借助于電荷耦合裝置(CCD)和顯示器，用于手動 對準和視頻監(jiān)測，其原理直接提取部分標記成像光信號引入到CCD上，并在顯 示器上形成標記圖像，通過目測顯示器上是否有標記成像的方法，來確定標記 位置。該方法的主要操作為預(yù)先估計標記的大概位置，設(shè)定標記搜索范圍， 慢速的直線移動工件臺位置，同時人工目測顯示器，當顯示器上有標記閃過的 時候，在現(xiàn)有的移動路線上，重新采用步進的方法移動工件臺，直到顯示器顯 示完整的標記成像后，記錄下此時工件臺的位置。如果顯示器沒有看到標記成 像，將改變工件臺的移動路線，在其它的位置，利用上述方法繼續(xù)尋找。
該標記搜索的方法，由于CCD光路安裝上存在著偏差，容易導(dǎo)致CCD直 接觀測到標記的位置，與實際對準位置的偏差較大，有可能超出對準檢測的范 圍，導(dǎo)致對準失敗。另外該標記搜索方法需要借助于目測，手段比較落后，搜 索范圍如果沒有選好，需要將搜索范圍增大,耗時比較長，效率比較低，并且 不容易實現(xiàn)自動化。
所以提供一種自動高效準確的對準標記搜索裝置和標記搜索方法也是非常 必要的。
此外，目前對于光電信號增益的控制方式多是積分器模式的信號增益控制 方式。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)采用積分器模式的信號增益控制示意圖。該積分器 模式的信號增益控制可以實現(xiàn)自動增益的功能，其組成有三部分，為可調(diào)增益 放大器l，信號有效值檢測電路2和積分器3，這種形式存在著局限性。當可調(diào) 增益放大器1的控制端由積分器3的輸出來控制時，積分器3工作階段有積分 過程和放電過程，相比于放電過程，積分過程慢，用于實現(xiàn)增益的連續(xù)控制， 由于積分的原理，^f吏得積分器3的輸出值是由小到大的過程，這也就決定了增 益只能是單方向調(diào)整的，積分器3的放電過程時間短，用來對積分器清零。在 實際工作過程中，積分器3初始狀態(tài)與清零后的狀態(tài)是一致的，即對應(yīng)著增益 最大的狀態(tài)，當啟動自動增益時，積分器3根據(jù)實際光電信號的大小(有無標 記)來調(diào)整信號的增益，增益由最大值開始往小調(diào)整，當信號輸出滿足設(shè)定要
7求時，停止積分，增益暫時鎖定了，對準的過程是在增益鎖定后很短的時間內(nèi) 完成，因為增益鎖定并不是完全意義的鎖定，由于電路泄漏電流的存在，使得
積分器3會緩慢的自行放電，這也使得增益慢慢回到初始狀態(tài)，增益變?yōu)槌跏?br>
的最大值，這樣的結(jié)果是，自動增益環(huán)節(jié)的信號輸出大部分的時間是處子飽和 狀態(tài)，不管是否檢測和沒有檢測到標記，所以也無法利用其信號的輸出來實現(xiàn) 這種標記的自動搜索，并且其信號增益的調(diào)節(jié)只能從大增益向小增益調(diào)節(jié)，不 能靈活的設(shè)置與調(diào)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)及其 對準標記搜索方法。
本發(fā)明提出的用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)包括光學(xué)成像系統(tǒng)，獲 得基準板的像，并輸出第一光強信號；信號調(diào)理系統(tǒng)，接收所述第一光強信號， 通過數(shù)字電位控制設(shè)備實現(xiàn)雙向電壓調(diào)節(jié)，輸出光強數(shù)椐；主控系統(tǒng)，依據(jù)所 述光強數(shù)據(jù)，調(diào)整所述基準板位置。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括照明模塊， 提供光源；光學(xué)成像模塊，引入所述光源，獲得所述基準板的像，并輸出像的 第一光強信號。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述信號調(diào)理系統(tǒng)包括光電信號 調(diào)理單元，接收所述第一光強信號，通過增益調(diào)整，輸出第二光強信號；光強 數(shù)據(jù)采集單元，接收所述第二光強信號，輸出光強數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述光電信號調(diào)理單元包括光電 接收器，接收所述第一光強信號；帶通濾波器，與所述光電接收器電性連接； 可調(diào)自動增益放大器，其輸入端與所述帶通濾波器電性連接，其輸出端與反饋 回路輸入端電性連接，其調(diào)整信號輸入端與所述反饋回路輸出端電性連接。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述反饋回路包括有效值檢測單 元與數(shù)字電位控制設(shè)備;所述有效值檢測單元的輸入端與所述可調(diào)自動增益放 大器輸出端電性連接；所述數(shù)字電位控制設(shè)備包括數(shù)字電位器控制器與數(shù)字電 位器增益控制器，且數(shù)字電位器控制器的輸入端與所述有效值檢測單元輸出端電性連接；所述數(shù)字電位器增益控制器的輸入端與所述數(shù)字電位器控制器輸出 端電性連接，其輸出端與所述可調(diào)自動增益放大器電性連接。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述有效值檢測單元將輸出的動態(tài) 信號轉(zhuǎn)換為有效值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器控制器包括存儲器， 對增益值進行記憶。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器控制器可恢復(fù)設(shè)置 的默認增益值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器控制器判斷所述有 效值檢測單元輸出的有效值是否達到預(yù)設(shè)值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器增益控制器包括數(shù) 字電位器。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器控制器可雙向調(diào)節(jié) 數(shù)字電位器的輸出電壓值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所迷數(shù)字電位器增益控制器依據(jù)所 述數(shù)字電位器的輸出電壓值發(fā)出增益指令。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所迷可調(diào)自動增益放大器接收所述 增益指令，實現(xiàn)增益。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述基準板包括柵型基準標記。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述主控系統(tǒng)依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)判 斷所述基準板的像是否包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述光強數(shù)據(jù)大于系統(tǒng)最大光強值 的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述系統(tǒng)最大光強值為在所述數(shù)字 電位器的固定增益值下的信號最大值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述數(shù)字電位器的固定增益值為使 用二分法收斂獲得。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，計算所述光強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù) 據(jù)的最大值與最小值的差值。本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，當所述差值大于所述標記寬度的2/3 時，所述主控系統(tǒng)判斷是找到了整個標記。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，計算所述光強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù) 據(jù)的最大值與最小值的均值，作為斬述標記的準確位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述光強數(shù)據(jù)小于系統(tǒng)最大光強值 的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，當所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的 像不包含所述柵型基準標記的像時，所述主控系統(tǒng)調(diào)整所述基準板位置，再次 成像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，當所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的 像包含所述柵型基準標記的像時，停止調(diào)整所述基準板位置。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述所述基準板的像的部分圖像信 息被抽取出來傳送到CCD模塊，并在顯示器上顯示。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)包括，所述照明模塊為激光器。
本發(fā)明提出的用于光刻設(shè)備的對準標記搜索方法，包括使用光學(xué)成像系 統(tǒng)，獲得基準板的像，并輸出第一光強信號；使用信號調(diào)理系統(tǒng)，接收所述第 .一光強信號，通過數(shù)字電位器控制器實現(xiàn)雙向調(diào)壓，輸出光強數(shù)據(jù)；使用主控 系統(tǒng)，依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)，調(diào)整所述基準板位置。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述基準板包括柵型基準標記。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述主控系統(tǒng)依據(jù)所迷光強數(shù)據(jù) 判斷所述基準板的像是否包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述光強數(shù)據(jù)大于系統(tǒng)最大光強 值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述系統(tǒng)最大光強值為在所述數(shù) 字電位器的固定增益值下的信號最大值。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述數(shù)字電位器的固定增益值為 使用二分法收斂獲得。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，計算所述光強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置 數(shù)據(jù)的最大值與最小值的差值。
10本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，當所述差值大于所述標記寬度的
2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷是找到了整個標記。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，計算所述光強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置 數(shù)據(jù)的最大值與最小值的均值，作為所述標記的準確位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，所述光強數(shù)據(jù)小于系統(tǒng)最大光強 值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述柵型基準標記的像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，當所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板 的像不包含所述柵型基準標記的像時，所迷主控系統(tǒng)調(diào)整所述基準板位置，再 次成像。
本發(fā)明提出的對準標記搜索方法還包括，當所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板 的像包含所述柵型基準標記的像時，停止調(diào)整所述基準板位置。
本發(fā)明提出的對準標記搜索系統(tǒng)，通過在信號調(diào)理單元中，采用了新型信 號增益控制方式，相比于原增益控制方式，增益可以實現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)，操作起來 方便靈活，同時，對增益具有記憶性，除了可以自動增益外，還可以進行固定 增益設(shè)置，有效控制了光強信號不出現(xiàn)飽和，使得信號可以用來進行標記是否 被檢測到的判斷。本發(fā)明的對準標記搜索系統(tǒng)有利于準確獲取機器基準標記相 對位置信息，便于快速對機器標記位置相關(guān)機器常數(shù)進行標定校準，縮短整機 安裝后該機器常數(shù)校準時間，提高整機恢復(fù)正常工作的效率。此外，在基于對 準標記搜索系統(tǒng)的基礎(chǔ)上所采用的對準標記搜索方法，更容易在軟件內(nèi)部實現(xiàn)， 實現(xiàn)標記搜索的自動化，該方法相比于采用CCD和顯示器搜索標記的方法，降 低操作人員操作強度，智能性增強，效率得到了提高。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配 合附圖，作詳細說明如下。
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)采用積分器模式的信號增益控制示意圖。 圖2所示為本發(fā)明的對準標記搜索系統(tǒng)與光刻裝置之間的總體布局、工作 原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示為本發(fā)明對準標記搜索系統(tǒng)的柵型基準標記的示意圖。圖4所示為本發(fā)明對準標記搜索系統(tǒng)的工件臺上基準標記位置示意圖。
圖5所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的流程圖。
圖6所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的增益選擇機制示意圖。
圖7所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的標記搜索路徑示意圖。
圖8a所示為按圖8中標記搜索路徑L1 (L2、 L6、 L7 )進行標記搜索時的
光強位置信號波形圖。
圖8b所示為按圖8中標記搜索路徑L3進行標記搜索時的光強位置信號波形圖。
圖8c所示為按圖8中標記搜索路徑L4進行標記搜索時的光強位置信號波 形圖。
圖8d所示為按圖8中標記搜索路徑L5進行標記搜索時的光強位置信號波 形圖。
具體實施例方式
為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。 圖2所示為本發(fā)明的對準標記搜索系統(tǒng)與光刻裝置之間的總體布局、工作 原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，掩模臺系統(tǒng)4、投影鏡頭5、工件臺6、位置測 量系.統(tǒng)7為光刻機的基本組成部分，其中投影鏡頭5作為位置的基準，而工件 臺6、位置測量系統(tǒng)7是對準標記搜索組成單元。
本發(fā)明實施例的對準標記搜索系統(tǒng)包括以下幾個部分光學(xué)成像模塊8、 CCD模塊與顯示器9、照明模塊IO、光強數(shù)據(jù)采集單元ll、主控系統(tǒng)12、基準 板及基準標記13、工件臺6、位置測量系統(tǒng)7、光電信號調(diào)理單元14，其中光 電信號調(diào)理單元14又包括如下幾個環(huán)節(jié)光電接收器15、帶通濾波器16、可 調(diào)自動增益放大器17、有效值檢測單元18、數(shù)字電位器控制器19、數(shù)字電位器 增益控制器20。
采用圖2所示的對準標記搜索系統(tǒng)，對對準標記進行搜索的具體實施方式
如下
基準板及基準標記13作為被搜索對象，本發(fā)明實施例中，該標記為柵型。 圖3所示為本發(fā)明對準標記搜索系統(tǒng)的柵型基準標記的示意圖。圖4所示為本發(fā)明對準標記搜索系統(tǒng)的工件臺上基準標記位置示意圖。標記相對于工件臺位
置如圖4所示，基準板及基準標記13在工件臺6的邊緣處。
本發(fā)明實施例中，照明模塊IO采用激光器為標記搜索系統(tǒng)提供光源。 光學(xué)成像才莫塊8作為標記成像裝置，實現(xiàn)引入光源，并使標記成像，其中 部分標記圖像信息被抽取出來，送到CCD模塊與顯示器9上，同時成像信息還 通過光電接收器15接收。當光學(xué)成像模塊8檢測到基準^反及基準標記13時， 利用光學(xué)衍射和干涉原理，光學(xué)輸出的光信號比較強，對應(yīng)的光電信號比較強， 如果信號太強，需要通過自動增益調(diào)整，將輸出調(diào)整到用戶要求的范圍內(nèi)。即 有標記時光信號強，無標記時光信號弱。
光學(xué)成像沖莫塊8輸出的信號，要經(jīng)過光電信號調(diào)理單元14,所述的光電信 號調(diào)理單元14是由光電接收器15、帶通濾波器16、可調(diào)自動增益放大器17、 有效值檢測單元18、數(shù)字電位器控制器19、數(shù)字電位器增益控制器20組成。 使得系統(tǒng)可以利用該標記的位置，進行對準掃描。
可調(diào)自動增益放大器17實現(xiàn)信號(反映是否檢測到標記的光電信號)的放 大功能，并且放大倍數(shù)可以由其外部進行控制。可調(diào)自動增益的控制方式使用 的新型信號增益控制方式。有效值檢測單元18將輸出動態(tài)信號轉(zhuǎn)化有效值， 可以用來判斷動態(tài)信號的幅值大小。在數(shù)字電位器增益控制器20環(huán)節(jié)中，包括 數(shù)字電位器，且內(nèi)部電阻進行了細分，可以由外部來控制電阻的大小，通過改 變電阻值的大小來輸出不同的控制電壓，控制可調(diào)自動增益放大器17增益，增 益非常穩(wěn)定。數(shù)字電位器控制器19接收輸出信號的有效值的信息，根據(jù)此信息 來決定數(shù)字電位器的控制輸出入電壓是向大的方向調(diào)，還是向小的方向調(diào)整， 即可以進行雙向調(diào)整，并且內(nèi)部具有增益控制的記憶的功能，能記錄電位器的 電阻的位置信息。
這幾個單元構(gòu)成了反々赍回路，最終的效果是將信號的輸出調(diào)整到設(shè)定的范 圍，只要設(shè)定好合適的增益值，可以保證信號的輸出不會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，該信 號可以直接用來進行標記的搜索，用來判斷是否檢測到標記。
調(diào)理后的信號由光強數(shù)據(jù)采集單元11將信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)直接傳給主 控系統(tǒng)12，以便主控系統(tǒng)12根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果進行判斷。
圖5所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的流程圖。所提出的對準標記搜索系統(tǒng)，由于使用了數(shù)字電位器控制增益的方式，可以實現(xiàn)對準掃描過程中的自動 增益調(diào)節(jié)，同時還可以用于標記的搜索功能。
(1) 在進行標記搜索前，需要對增益值進行學(xué)習(xí)，確定固定增益值，并記
錄在使用該增益情況下的信號最大值Smax;
在這種新型增益控制條件下，對準標記搜索的方法如下
(2) 根據(jù)安裝位置可以確定標記位置，該位置不是非常精確的值；
(3) 考慮安裝偏差，來確定標記搜索的邊界； (4 )規(guī)劃標記搜索的路徑；
(5) 選擇其中規(guī)劃路徑，移動工件臺進行搜索；
(6) 同時記錄工件臺的位置與對應(yīng)的光強；
(7) 對光強值進行判斷；
(8) 如果光強值大于Smax的2/3時，認為找到標記，但還不確定是否找 到標記的中心位置；如果小于Smax的2/3時，認為該路徑?jīng)]有找到標記，返回 步驟(5 );
(9 )如果光強值大于Smax的2/3,則計算這些光強值所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的 最大值與最小值差值；
(10) 如果差值大于標記的2/3寬度時，可以認為是找到了整個標記，否則 返回步驟(5);
(11) 如果差值大于標記的2/3寬度時，則計算這些光強值所對應(yīng)的位置數(shù) 據(jù)的最大值與最小值均值，作為標記的準確位置，實現(xiàn)了標記的搜索；
使得系統(tǒng)可以利用該標記的位置，進^ 亍對準掃描。 基于該對準標記搜索系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所采用的標記搜索方法如下。 在整機安裝后，根據(jù)安裝位置確定標記位置，先進行增益學(xué)習(xí)，具體學(xué)習(xí) 步驟如下。
圖6所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的增益選擇機制示意圖。 根據(jù)電位器特性，增益可以為G1、 G2...G14,檔次，依次增大，增益選擇 使用了二分法，具體過程如下即設(shè)定初始最大增益，執(zhí)行標記搜索，判斷光 強信號是否飽和，如果沒有飽和，則該增益為標記搜索的增益設(shè)定值，如果信 號出現(xiàn)飽和，需要將增益調(diào)小，取最小增益與最大增益的中間增益值作為新的增益值，執(zhí)行標記搜索，判斷光強信號是否飽和，如果信號飽和，需要將增益 調(diào)小，取最小增益與當前增益的中間增益值作為新的增益值，如果信號沒有飽 和，需要將增益調(diào)大，取最大增益與當前增益的中間增益值作為新的增益值， 執(zhí)行標記搜索，依次進行，最終收斂到唯——個固定增益值。
增益學(xué)習(xí)過程，開始階段時間比較長，但一旦學(xué)習(xí)好后，以后不需要再對 增益進行學(xué)習(xí)。
實際過程為設(shè)定最大增益G14,在搜索路徑上，進行標記搜索，判斷光強
信號是否出現(xiàn)飽和，出現(xiàn)飽和則需要重新選擇增益，在搜索路徑上，重新進行
標記搜索；
設(shè)定G0和G14的中間位置G7，在搜索路徑上，進行標記搜索，判斷光強 信號是否出現(xiàn)飽和，如果信號沒有出現(xiàn)飽和，重新選擇的增益則在G7與G14 中間選擇增益G11;
增益設(shè)定Gll,在搜索路徑上，進行標記搜索，信號出現(xiàn)飽和，重新選擇 的增益則在Gll與G7選擇中間增益G9;
增益設(shè)定G9，在搜索路徑上，進行標記搜索，信號沒有出現(xiàn)飽和，重新選 擇的增益則在G9與Gll選擇中間增益G10;
增益設(shè)定GIO，在搜索路徑上，進行標記搜索，信號沒有出現(xiàn)飽和，G10 為最后選擇的增益，信號出現(xiàn)飽和，則G9為最后選擇的增益；同時記錄標記對 準信號的最大值Smax。
以后設(shè)備再重新安裝后，或標記位置發(fā)生變化后，直接設(shè)置學(xué)習(xí)好的增益。
根據(jù)安裝位置可以確定標記位置，該位置不是非常精確的值。
考慮安裝偏差，來確定標記搜索的邊界，并規(guī)劃好搜索路徑，規(guī)劃的掃描 路徑如圖7所示。圖7所示為本發(fā)明對準標記搜索方法的標記搜索路徑示意圖。
如圖7所示，路徑包括L1， L2, L3， L4， L5， L6， L7。選擇其中規(guī)劃路 徑，移動工件臺進行搜索，在搜索過程中，同時記錄工件臺的位置與對應(yīng)的光 強，得到光強位置信號波形。
圖8a所示為按圖7中標記搜索路徑L1 (L2、 L6、 L7)進行標記搜索時的 光強位置信號波形圖。圖8b所示為按圖7中標記搜索路徑L3進行標記搜索時 的光強位置信號波形圖。圖8c所示為按圖7中標記搜索路徑L4進行標記搜索時的光強位置信號波形圖。圖8d所示為按圖7中標記搜索路徑L5進行標記搜 索時的光強位置信號波形圖。
如圖8a、 8b、 8c、 8d所示，其中路徑Ll, L2， L3， L5, L6, L7對應(yīng)的 光強值小于Smax的2/3時，認為沒有找到標記，而路徑L4對應(yīng)的光強值大于 Smax的2/3 ，認為找到標記。
如圖8a中可以看出在路徑Ll (L2、 L6、 L7)沒有搜索到標記。如圖8b、 圖8d所示，路徑L3、 L5搜索到標記，但還沒有搜索到標記的中心。如圖8c所 示，路徑L4搜索到標記的，位置接近于標記中心。
圖8c中，xl與x2為信號大于等于2/3 Smax時對應(yīng)的最小位置數(shù)據(jù)和最大 位置數(shù)據(jù)，w為標記寬度2/3，并且通過計算這些光強值所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最 大值與最小值差值，即(x2-xl)，該差值滿足大于標記的2/3寬度，也認為是找 到了整個標記。
通過計算這些光強值所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最大值與最小值均值，作為標記 的準確位置，即x向為(x2+xl)/2， y向為L4，實現(xiàn)標記的搜索。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所 屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許 的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1. 一種用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，包括光學(xué)成像系統(tǒng)，獲得基準板的像，并輸出第一光強信號；信號調(diào)理系統(tǒng)，接收所述第一光強信號，通過數(shù)字電位控制設(shè)備實現(xiàn)雙向電壓調(diào)節(jié)，輸出光強數(shù)據(jù)；主控系統(tǒng)，依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)，調(diào)整所述基準板位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)成像 系統(tǒng)包括照明模塊，提供光源；光學(xué)成像模塊，引入所述光源，獲得所述基準板的像，并輸出像的第一光 強信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理 系統(tǒng)包括光電信號調(diào)理單元，接收所述第一光強信號，通過增益調(diào)整，輸出第二光 強信號；光強數(shù)據(jù)采集單元，接收所述第二光強信號，輸出光強數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述光電信號 調(diào)理單元包括光電接收器，接收所述第一光強信號； 帶通濾波器，與所述光電接收器電性連接；可調(diào)自動增益放大器，其輸入端與所述帶通濾波器電性連接，其輸出端與 反饋回路輸入端電性連接，其調(diào)整信號輸入端與所述反饋回路輸出端電性連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋回路 包括有效值檢測單元與數(shù)字電位控制設(shè)備；所述有效值檢測單元的輸入端與所 述可調(diào)自動增益放大器輸出端電性連接；所述數(shù)字電位控制設(shè)備包括數(shù)字電位器控制器與數(shù)字電位器增益控制器， 且數(shù)字電位器控制器的輸入端與所述有效值檢測單元輸出端電性連接；所述數(shù)字電位器增益控制器的輸入端與所述數(shù)字電位器控制器輸出端電性連接，其輸 出端與所述可調(diào)自動增益放大器電性連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述有效值檢 測單元將輸出的動態(tài)信號轉(zhuǎn)換為有效值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電位 器控制器包括存儲器，對增益值進行記憶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電位 器控制器可恢復(fù)設(shè)置的默認增益值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電位 器控制器判斷所述有效值檢測單元輸出的有效值是否達到預(yù)設(shè)值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電位 器增益控制器包括數(shù)字電位器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電 位器控制器可雙向調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的輸出電壓值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電 位器增益控制器依據(jù)所述數(shù)字電位器的輸出電壓值發(fā)出增益指令。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)自 動增益放大器接收所述增益指令，實現(xiàn)增益。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述基準板包 括柵型基準標記。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述主控系 統(tǒng)依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)判斷所述基準板的像是否包含所述柵型基準標記的像。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述光強數(shù) 據(jù)大于系統(tǒng)最大光強值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像包含所述柵 型基準標記的像。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)最 大光強值為在所述數(shù)字電位器的固定增益值下的信號最大值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字電 位器的固定增益值為使用二分法收斂獲得。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，計算所述光 強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最大值與最小值的差值。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，當所述差值 大于所述標記寬度的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷是找到了整個標記。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，計算所述光 強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最大值與最小值的均值，作為所述標記的準確位置 數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述光強數(shù) 據(jù)小于系統(tǒng)最大光強值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述 柵型基準標記的像。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，當所述主控 系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述柵型基準標記的像時，所述主控系統(tǒng)調(diào)整 所述基準板位置，再次成像。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的對準標"^&索系統(tǒng)，其特征在于，當所述主控 系統(tǒng)判斷所述基準板的像包含所述柵型基準標記的像時，停止調(diào)整所述基準板 位置。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述所述基準 板的像的部分圖像信息被抽取出來傳送到CCD模塊，并在顯示器上顯示。
26. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的對準標記搜索系統(tǒng)，其特征在于，所述照明模塊 為;敫光器。
27. —種用于光刻設(shè)備的對準標記搜索方法，其特征在于，包括 使用光學(xué)成像系統(tǒng)，獲得基準板的像，并輸出第一光強信號； 使用信號調(diào)理系統(tǒng)，接收所述第一光強信號，通過數(shù)字電位器控制器實現(xiàn)雙向調(diào)壓，輸出光強數(shù)據(jù)；使用主控系統(tǒng)，依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)，調(diào)整所述基準板位置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述基準板 包括柵型基準標記。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述主控系 統(tǒng)依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)判斷所述基準板的像是否包含所述柵型基準標記的像。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述光強數(shù) 據(jù)大于系統(tǒng)最大光強值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所迷基準板的像包含所述柵 型基準標記的像。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述系統(tǒng)最 大光強值為在所述數(shù)字電位器的固定增益值下的信號最大值。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述數(shù)字電 位器的固定增益值為使用二分法收斂獲得。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的對準標記搜索方法，其特征在于，計算所述光 強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最大值與最小值的差值。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的對準標記搜索方法，其特征在于，當所述差值 大于所述標記寬度的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷是找到了整個標記。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的對準標記搜索方法，其特征在于，計算所述光 強數(shù)據(jù)所對應(yīng)的位置數(shù)據(jù)的最大值與最小值的均值，作為所述標記的準確位置 數(shù)據(jù)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的對準標記搜索方法，其特征在于，所述光強數(shù) 據(jù)小于系統(tǒng)最大光強值的2/3時，所述主控系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述 柵型基準標記的像。
37. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的對準標記搜索方法，其特征在于，當所述主控 系統(tǒng)判斷所述基準板的像不包含所述柵型基準標記的像時，所述主控系統(tǒng)調(diào)整 所述基準板位置，再次成像。
38. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的對準標記搜索方法，其特征在于，當所述主控 系統(tǒng)判斷所述基準板的像包含所述柵型基準標記的像時，停止調(diào)整所述基準板 位置。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)及其對準標記搜索方法。本發(fā)明提出的用于光刻設(shè)備的對準標記搜索系統(tǒng)包括光學(xué)成像系統(tǒng)，獲得基準板的像，并輸出第一光強信號；信號調(diào)理系統(tǒng)，接收所述第一光強信號，通過數(shù)字電位器控制器實現(xiàn)雙向調(diào)壓，輸出光強數(shù)據(jù)；主控系統(tǒng)，依據(jù)所述光強數(shù)據(jù)，調(diào)整所述基準板位置。本發(fā)明的對準標記搜索系統(tǒng)有利于準確獲取機器基準標記相對位置信息，便于快速對機器標記位置相關(guān)機器常數(shù)進行標定校準，縮短整機安裝后該機器常數(shù)校準時間，提高整機恢復(fù)正常工作的效率。
文檔編號G03F7/20GK101487985SQ200910046308
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月18日
發(fā)明者強 劉, 唐文力, 宋海軍, 李運鋒, 王海江, 鵬 程, 胡明輝, 陳振飛, 韋學(xué)志 申請人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機械工程有限公司