一种调焦调平信号的归一化方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种调焦调平信号的归一化方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 投影光刻机是一种把掩模上的图案通过物镜投影到硅片面上的装置。在投影曝光 设备中，必须有自动调焦控制系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置，实现该系统有多 种不同的技术方案。目前在信号处理环节，比较常用是频域法：装置结构如图1所示，可见 在探测光路中，放置有一个扫描反射镜和一个探测狭缝；扫描反射镜以某个频率作高速简 谐振动，导致投影光斑在探测狭缝处也产生高速往复扫描运动。由于狭缝的遮光作用，光电 探测器最终探测的信号将成为某种动态测量信号，通过对该动态测量信号进行分析处理， 可以获取高信噪比的光斑位置，进而获取硅片的高度值，并根据该高度值对硅片的支撑机 构进行调整，直到硅片位于最佳焦面(原理详细可见中国专利CN201210091294. 4)。上述方 法对动态测量信号的处理过程如图2所示，信号处理中为了消除入射光强的变化带来的对 测量的影响，在AD转换前必须对光电探测器探测的动态测量信号进行归一化处理。现使用 的归一化方法首先对输入信号进行增益调整，根据检测输入信号的峰值来切换相应的放大 倍数，使得入射光强在较大范围内变化时，模块的输出可以限定在一个较小的电压区间。而 后通过变阻器对测量信号进一步微调，达到归一化模块输入要求(如图3所示)。最后将经 过增益控制后的输入信号除以其自身峰值的方法实现归一化处理(如图4所示)。该增益 控制和归一化方法在增益控制模块的输出信号精度依赖于模拟开关的档位数以及后端微 调的可变电阻的精度，在峰值检测部分的精度依赖于积分电容。上述两模块上产生的噪声 最终对归一化后的信号产生影响，导致输出信号的精度无法保证，也降低了可互换性，最终 降低了调焦系统的精度。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明公开一种调焦调平信号的归一化方法及 装置，实现对调焦调平输出信号的监控，既保证了信号精度，也提高了可互换性。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明公开一种光刻机用调焦调平信号的归一化方法， 其特征在于，包括步骤：步骤一、对经过自动调整的输入电压信号滤波后分压，形成一 分压后输出电压信号G;步骤二、利用一增益调整信号匕对所述分压后输出电压信号G进 行调整，以实现调整后输出信号^的信号归一化；其中，所述增益调整信号匕根据所述 输出信号&O与一参考信号疗e/的比较而改变。
[0005] 更进一步地，所述利用一增益调整信号^对所述分压后输出电压信号G进行调整 进一步包括其中A是倍数调节值。
[0006] 更进一步地，所述增益调整信号匕根据所述输出信号与一参考信号 的比较而改变进一步包括：对所述输出信号检测其峰值电压吻；对所述参考信号 be/和所述峰值电压吻ea々之差进行反向积分后输出所述增益调整信号匕。
[0007] 更进一步地，所述增益调整信号匕从近似于〇逐渐增大。
[0008] 本发明同时公开一种用于光刻机调焦调平系统的归一化装置，其特征在于，包 括： 一滤波器，用于对一输入信号Gsa滤波； 一分压电路，对所述滤波器的输出信号进行分压后形成分压后输出电压信号G; 一模拟运算电路，用于利用一增益调整信号6对所述分压后输出电压信号G进行调 整，以实现调整后输出信号^的信号归一化； 一峰值检测电路，用于检测所述输出信号的峰值电压吻 一减法器电路，用于获得一参考信号疗e/和所述峰值电压吻ea々之差； 一积分电路，用于对所述减法器电路的输出信号反向积分并形成所述增益调整信号 匕。
[0009] 更进一步地，所述峰值检测电路由LT1358运放器、整流二极管、电阻和电容组成。
[0010] 更进一步地，所述减法器电路由LT1358运放器及差动放大器组成。
[0011] 更进一步地，所述积分电路通过ACF2101积分器实现。
[0012] 更进一步地，所述模拟运算电路通过AD734芯片实现。
[0013] 与现有技术相比较，本发明通过将归一化后的输出信号的峰值与设定的参考电压 进行比较，根据比较结果对增益控制信号进行积分运算来实现反馈控制，最终将输出信号 控制在一个和疗e/先关的数值上。本发明真正实现了对模块输出信号的监控，既保证了信 号精度，也提高了可互换性。
【附图说明】
[0014] 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。
[0015] 图1是现有技术中自动调焦控制系统的原理示意图； 图2是现有技术中调焦调平测量信号分析处理流程图； 图3是现有技术中增益调整模块的结构示意图； 图4是现有技术中信号归一化模块的结构示意图； 图5是本发明所公开的信号归一化模块的结构示意图； 图6是本发明所涉及的信号归一化模块的模拟计算电路的示意图； 图7是本发明所涉及的信号归一化模块的峰值检测电路的示意图； 图8是本发明所涉及的信号归一化模块的减法器电路的示意图； 图9是本发明所涉及的信号归一化模块的积分电路的示意图； 图10是本发明所涉及的信号归一化模块的结果仿真示意图之一； 图11是本发明所涉及的信号归一化模块的结果仿真示意图之二。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0017] 现有技术中自动调焦控制系统的原理示意图如图1所示，其中该自动调焦控制系 统包括照明光源1，投影狭缝阵列2,被测硅片3,扫描反射镜4,偏置平板5,探测狭缝阵列 6,光电探测器以及信号处理系统，反射镜8、反射镜9、反射镜10以及投影物镜11。
[0018] 图2是现有技术中调焦调平测量信号分析处理流程图。如图2所示，现有技术中 调焦调平测量信号分析处理流程为，当传感器输入信号时进行增益控制201，输出增益控制 输出信号^P &A。再进行归一化处理202,输出归一化处理信号Κ/ΛΟ。对归一化处理信号 进行带通滤波203后再同步解调204、AD装换205,最后进行FPGA206。
[0019] 图3是现有技术中增益调整模块示意图。如图3所示，现有技术中调焦调平测量信 号进行增益处理需要依次经过放大器301，峰值检测电路302, ADC303, FPGA增益切换304， 8选1模拟开关305,增益电阻305。
[0020] 图4是现有技术中信号归一化模块的结构示意图。如图4所示，现有技术中对调 焦调平进行归一化处理如下：增益控制输出信号G sa分为两路，其中一路经过滤波器401， 一路经过峰值检测电路404,经过滤波器401后的信号一路进入峰值检测电路404,另一路 进入分压电路402。分压电路402的输出信号和峰值检测电路404的输出信号匕进入 模拟运算电路403，输入归一