專利名稱：一種用于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及用于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)裝置及對準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的光刻設(shè)備，主要用于集成電路IC或其他微型器件的制造。通過光刻設(shè)備，具有不同掩模圖案的多層掩模在精確對準(zhǔn)情況下依次曝光成像在涂覆有光刻膠的硅片上。目前的光刻設(shè)備大體上分為兩類，一類是步進光刻設(shè)備，掩模圖案一次曝光成像在硅片的一個曝光區(qū)域，隨后硅片相對于掩模移動，將下一個曝光區(qū)域移動到掩模圖案和投影物鏡下方，再一次將掩模圖案曝光在硅片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過程直到硅片上所有曝光區(qū)域都擁有相應(yīng)掩模圖案的像。另一類是步進掃描光刻設(shè)備，在上述過程中，掩模圖案不是一次曝光成像，而是通過投影光場的掃描移動成像。在掩模圖案成像過程中，掩模與硅片同時相對于投影系統(tǒng)和投影光束移動，完成硅片曝光。光刻設(shè)備中關(guān)鍵的步驟是將掩模與硅片對準(zhǔn)。第一層掩模圖案在硅片上曝光后從設(shè)備中移走，在硅片進行相關(guān)的工藝處理后，進行第二層掩模圖案的曝光，但為確保第二層掩模圖案和隨后掩模圖案的像相對于硅片上已曝光掩模圖案像的精確定位，需要將掩模和硅片進行精確對準(zhǔn)。由于光刻技術(shù)制造的IC器件需要多次曝光在硅片中形成多層電路，為此，光刻設(shè)備中要求實現(xiàn)掩模和硅片的精確對準(zhǔn)。當(dāng)特征尺寸要求更小時，對對準(zhǔn)精度的要求將變得更加嚴(yán)格?，F(xiàn)有技術(shù)有兩種對準(zhǔn)方案。一種是透過鏡頭的TTL對準(zhǔn)技術(shù)，激光照明掩模上的對準(zhǔn)標(biāo)記通過物鏡成像于硅片平面，移動硅片臺，使硅片臺上的參考標(biāo)記掃描對準(zhǔn)標(biāo)記所成的像，同時采樣所成像的光強，探測器輸出的最大光強位置即表示正確的對準(zhǔn)位置，該對準(zhǔn)位置為用于監(jiān)測硅片臺位置移動的激光干涉儀的位置測量提供了零基準(zhǔn)。另一種是OA離軸對準(zhǔn)技術(shù)，通過離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)測量位于硅片臺上的多個對準(zhǔn)標(biāo)記以及硅片臺上基準(zhǔn)板 的基準(zhǔn)標(biāo)記，實現(xiàn)硅片對準(zhǔn)和硅片臺對準(zhǔn)；硅片臺上參考標(biāo)記與掩模對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)，實現(xiàn)掩模對準(zhǔn)；由此可以得到掩模和硅片的位置關(guān)系，實現(xiàn)掩模和硅片對準(zhǔn)。目前，主流光刻設(shè)備大多所采用的對準(zhǔn)方式為光柵對準(zhǔn)。光柵對準(zhǔn)是指照明光束照射在光柵型對準(zhǔn)標(biāo)記上發(fā)生衍射，衍射光攜帶有關(guān)于對準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的全部信息。多級次衍射光以不同角度從相位對準(zhǔn)光柵上散開，通過空間濾波器濾掉零級光后，采集±1級衍射光，或者隨著CD要求的提高，同時采集多級衍射光(包括高級)在參考面干涉成像，利用像與相應(yīng)參考光柵在一定方向掃描，經(jīng)光電探測器探測和信號處理，確定對準(zhǔn)中心位置。一種現(xiàn)有技術(shù)的情況(參見中國發(fā)明專利CN1506768A，發(fā)明名稱用于光刻系統(tǒng)的對準(zhǔn)系統(tǒng)和方法)，荷蘭ASML公司所米用的一種4f光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(4f光學(xué)系統(tǒng)符合嚴(yán)格傅里葉變換關(guān)系的光學(xué)系統(tǒng)，由兩個傅里葉變換透鏡組成。當(dāng)平行光垂直照射物面，并發(fā)生衍射，在像面形成相干像。下稱該光學(xué)系統(tǒng)為4f光學(xué)系統(tǒng))的ATHENA離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)，該對準(zhǔn)系統(tǒng)在光源部分采用紅光、綠光雙光源照射；并采用楔塊列陣或楔板組來實現(xiàn)對準(zhǔn)標(biāo)記多級衍射光的重疊和相干成像，并在像面上將成像空間分開；紅光和綠光的對準(zhǔn)信號通過一個偏振分束棱鏡來分離；通過探測對準(zhǔn)標(biāo)記像透過參考光柵的透射光強，得到正弦輸出的對準(zhǔn)信號。該對準(zhǔn)系統(tǒng)通過探測對準(zhǔn)標(biāo)記的(包括高級次衍射光在內(nèi))多級次衍射光以減小對準(zhǔn)標(biāo)記非對稱變形導(dǎo)致的對準(zhǔn)位置誤差。具體采用楔塊列陣或楔板組來實現(xiàn)對準(zhǔn)標(biāo)記多級衍射光的正、負(fù)級次光斑對應(yīng)重疊、相干成像，同時各級衍射光光束通過楔塊列陣或楔板組的偏折使得對準(zhǔn)標(biāo)記用于X方向?qū)?zhǔn)的光柵各級光柵像在像面沿I方向排列成像；用于I方向?qū)?zhǔn)的光柵各級光柵像在像面沿X方向排列成像，避免了對準(zhǔn)標(biāo)記各級光柵像掃描對應(yīng)參考光柵時不同周期光柵像同時掃描一個參考光柵的情況，有效解決信號的串?dāng)_問題。但是，使用楔塊列陣時，對折射正、負(fù)相同級次的兩楔塊的面型和楔角一致性要求很高；而楔板組的加工制造、裝配和調(diào)整的要求也很高，具體實現(xiàn)起來工程難度較大，代價昂貴。另一種現(xiàn)有技術(shù)的情況(參見中國發(fā)明專利申請200710044152. 1，發(fā)明名稱一種用于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)系統(tǒng))，該對準(zhǔn)系統(tǒng)采用具有粗細結(jié)合的三周期相位光柵，只利用這三個周期的一級衍射光作為對準(zhǔn)信號，可以實現(xiàn)大的捕獲范圍的同時獲得高的對準(zhǔn)精度，只使用各周期的一級衍射光，可以獲取較強的信號強度，提高系統(tǒng)信噪比，不需要借助楔板 等調(diào)節(jié)裝置來分開多路高級次衍射分量，簡化光路設(shè)計和調(diào)試難度，但對準(zhǔn)系統(tǒng)中對準(zhǔn)標(biāo)記在硅片和基準(zhǔn)板上一字排開分布，降低了光源的利用率，并且這種排列方式在對準(zhǔn)掃描中對準(zhǔn)標(biāo)記各組光柵像掃描對應(yīng)參考光柵時，不同周期的光柵像同時掃描一個參考光柵的情況，會引起掃描信號的串?dāng)_問題，不利于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種對準(zhǔn)裝置，包括光源、目標(biāo)光柵、4F光學(xué)系統(tǒng)、設(shè)置于4F光學(xué)系統(tǒng)兩個透鏡之間頻譜面的衍射級次選擇部件、設(shè)置有對準(zhǔn)標(biāo)記的硅片、光電探測器以及對準(zhǔn)信號處理模塊，其中，從所述光源發(fā)出的光照明所述目標(biāo)光柵后發(fā)生衍射，產(chǎn)生衍射光束，衍射光束照射至4F光學(xué)系統(tǒng)，其中的衍射級次選擇部件選擇衍射級次，使得衍射光束產(chǎn)生的干涉條紋周期與所述對準(zhǔn)標(biāo)記中光柵周期的大小相對應(yīng)，各級次衍射光束經(jīng)過所述4F光學(xué)系統(tǒng)后，相干成像于所述硅片上的相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記上，經(jīng)過硅片臺帶動所述硅片運動，實現(xiàn)干涉像與對準(zhǔn)標(biāo)記掃描，所述光電探測器對掃描得到的光信號進行探測，并經(jīng)過所述對準(zhǔn)信號處理模塊根據(jù)對準(zhǔn)信號進行對準(zhǔn)位置的計算。其中，所述衍射級次選擇部件為旋轉(zhuǎn)光闌及電機的組合，在旋轉(zhuǎn)光闌上設(shè)置相應(yīng)于選取的衍射級次的濾波孔，電機調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)光闌的角度，使相應(yīng)衍射級次的衍射光束通過4F光學(xué)系統(tǒng)的頻譜面而干涉成像。其中，所述衍射級次選擇部件為可控液晶閥，配合控制器，實現(xiàn)透過衍射光束的選擇。其中，照明所述目標(biāo)光柵后產(chǎn)生1-7級衍射光束，衍射級次選擇部件選擇1、3、5、7級衍射光透過。其中，所述光源為單色光，所述單色光對硅片和石英透過，對對準(zhǔn)標(biāo)記材料高反射或高吸收。其中，所述目標(biāo)光柵為振幅型光柵，從所述光源發(fā)出的光經(jīng)傳輸光纖照射至所述目標(biāo)光柵。
其中，所述傳輸光纖為保偏光纖。其中，所述目標(biāo)光柵為位相型光柵，從所述光源發(fā)出的光經(jīng)反射棱鏡反射至所述目標(biāo)光柵。其中，通過調(diào)節(jié)所述目標(biāo)光柵占空比增強相應(yīng)衍射級次。其中，所述對準(zhǔn)標(biāo)記所用的材料為金屬材料。本發(fā)明還提出了一種光刻設(shè)備，其中使用了上述對準(zhǔn)裝置。還可利用設(shè)置于基準(zhǔn)板上的對準(zhǔn)標(biāo)記代替設(shè)置于硅片上的對準(zhǔn)標(biāo)記。一種用于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)方法，在對準(zhǔn)裝置中，選擇不同的衍射級次干涉像對相應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記進行掃描，得到不同周期大小的對準(zhǔn)信號，根據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)對準(zhǔn)精度的需求，選擇所需要周期的對準(zhǔn)信號進行掃描，得到對準(zhǔn)位置。根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)裝置，采用標(biāo)記分支光柵單獨照明，提高對準(zhǔn)裝置能量利用率，并降低了圖形層對測量的串?dāng)_影響，提高了對準(zhǔn)精度。


圖I所示為使用根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對準(zhǔn)裝置的目標(biāo)光柵示意圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)裝置的旋轉(zhuǎn)光闌結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為本發(fā)明所用對準(zhǔn)標(biāo)記示意圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的對準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖7所示為本發(fā)明的對準(zhǔn)裝置采集的對準(zhǔn)信號示意圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例。為了便于描述和突出顯示本發(fā)明，附圖中省略了現(xiàn)有技術(shù)中已有的相關(guān)部件，并將省略對這些公知部件的描述。圖I所示為使用根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該光刻設(shè)備包括用于提供曝光光束的照明系統(tǒng)I ;用于支承掩模版2的掩模支架和掩模臺3,掩模版2上有掩模圖案和具有周期性結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)標(biāo)記RM ;用于將掩模版2上的掩模圖案投影到硅片6的投影光學(xué)系統(tǒng)4 ;用于支承硅片6的硅片支架和硅片臺7，硅片臺7上有刻有基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8，硅片6上有周期性光學(xué)結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)標(biāo)記；用于掩模和硅片對準(zhǔn)的離軸對準(zhǔn)系統(tǒng)5 ;用于掩模臺3和硅片臺7位置測量的反射鏡10、16和激光干涉儀11、15，以及由主控制系統(tǒng)12控制的掩模臺3和硅片臺7位移的伺服系統(tǒng)13和驅(qū)動系統(tǒng)9、14。其中，照明系統(tǒng)I包括一個光源、一個使照明均勻化的透鏡系統(tǒng)、一個反射鏡、一個聚光鏡(圖中均未示出)。作為一個光源單元，采用KrF準(zhǔn)分子激光器(波長248nm) ,ArF準(zhǔn)分子激光器(波長193nm)、F2激光器(波長157nm)、Kr2激光器(波長146nm)、Ar2激光器(波長126nm)、或者使用超高壓汞燈(g_線、i_線)等。照明系統(tǒng)I均勻照射的曝光光束IL照射在掩模版2上，掩模版2上包含有掩模圖案和周期性結(jié)構(gòu)的標(biāo)記RM，用于掩模對準(zhǔn)。掩模臺3可以經(jīng)驅(qū)動系統(tǒng)14在垂直于照明系統(tǒng)光軸(與投影物鏡的光軸AX重合)的X-Y平面內(nèi)移動，并且在預(yù)定的掃描方向(平行于X軸方向)以特定的掃描速度移動。掩模臺3在移動平面內(nèi)的位置通過位于掩模臺3上的反射鏡16由多普勒雙頻激光干涉儀15精密測得。掩模臺3的位置信息由激光干涉儀15經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12，主控制系統(tǒng)12根據(jù)掩模臺3的位置信息通過驅(qū)動系統(tǒng)14驅(qū)動掩模臺3。投影光學(xué)系統(tǒng)4 (投影物鏡)位于圖I所示的掩模臺3下方，其光軸AX平行于Z軸方向。由于采用雙遠心結(jié)構(gòu)并具有預(yù)定的縮小比例如1/5或1/4的折射式或折反射式光學(xué)系統(tǒng)作為投影光學(xué)系統(tǒng)，所以當(dāng)照明系統(tǒng)I發(fā)射的曝光光束照射掩模版2上的掩模圖案時，掩模圖案經(jīng)過投影光學(xué)系統(tǒng)在涂覆有光刻膠的硅片6上成縮小的圖像。硅片臺7位于投影光學(xué)系統(tǒng)4的下方，硅片臺7上設(shè)置有一個硅片支架(圖中未示出)，硅片6固定在支架上。硅片臺7經(jīng)驅(qū)動系統(tǒng)9驅(qū)動可以在掃描方向(X方向)和垂直于掃描方向(Y方向)上運動，使得可以將娃片6的不同區(qū)域定位在曝光光場內(nèi)，并進行步進掃描操作。硅片臺7在X-Y平面內(nèi)的位置通過一個位于硅片臺上的反射鏡10由多普勒雙頻激光干涉儀11精密測得，硅片臺7的位置信息經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12， 主控制系統(tǒng)12根據(jù)位置信息(或速度信息)通過驅(qū)動系統(tǒng)9控制硅片臺7的運動。硅片6上設(shè)有周期性結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)標(biāo)記，硅片臺7上有包含基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8，對準(zhǔn)系統(tǒng)5分別通過硅片對準(zhǔn)標(biāo)記WM和基準(zhǔn)標(biāo)記FM實現(xiàn)硅片6對準(zhǔn)和硅片臺7對準(zhǔn)。另夕卜，一個同軸對準(zhǔn)單元(圖中未示出)將硅片臺上基準(zhǔn)板8的基準(zhǔn)標(biāo)記FM與掩模對準(zhǔn)標(biāo)記RM對準(zhǔn)，實現(xiàn)掩模對準(zhǔn)。對準(zhǔn)系統(tǒng)5的對準(zhǔn)信息結(jié)合同軸對準(zhǔn)單元的對準(zhǔn)信息一起傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)12，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，驅(qū)動系統(tǒng)9驅(qū)動硅片臺7移動實現(xiàn)掩模和硅片6的對準(zhǔn)。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對準(zhǔn)裝置5的結(jié)構(gòu)原理示意圖。光源201發(fā)出的光經(jīng)過傳輸光纖202傳輸,照明目標(biāo)光柵203后發(fā)生衍射,產(chǎn)生1-7級衍射光束,各級次衍射光束經(jīng)過4F光學(xué)系統(tǒng)204，相干成像在硅片208上的相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記207上，經(jīng)過硅片臺7帶動硅片208運動，實現(xiàn)干涉像與對準(zhǔn)標(biāo)記207掃描，光電探測器209對掃描得到的光信號進行探測，并經(jīng)過對準(zhǔn)信號處理模塊210根據(jù)對準(zhǔn)信號進行對準(zhǔn)位置的計算，在4F光學(xué)系統(tǒng)204頻譜面上安裝有旋轉(zhuǎn)光闌205，旋轉(zhuǎn)光闌205可由電機206帶動，進行旋轉(zhuǎn)動作，根據(jù)需要，由電機206調(diào)整旋轉(zhuǎn)光闌205的角度，使相應(yīng)衍射級次的衍射光束通過4F光學(xué)系統(tǒng)204的頻譜面而干涉成像。光源201 —般為單色光，要求這種單色光的光屬性是對硅片和石英透過，對對準(zhǔn)標(biāo)記材料(如銅等)高反射或高吸收，例如采用1550nm紅外光等。傳輸光纖202 —般為保偏光纖，以適應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記信號對光偏振屬性的要求，也可以是其他可以傳輸光的光纖?？梢岳媚繕?biāo)光柵1、3、5、7級衍射光，也可以利用其他級次衍射光束。旋轉(zhuǎn)光闌205的轉(zhuǎn)動可以選擇通過4F光學(xué)系統(tǒng)204頻譜面的衍射光束，選擇的根據(jù)是衍射光束產(chǎn)生的干涉條紋周期與對準(zhǔn)標(biāo)記207中光柵周期的大小相對應(yīng)。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對準(zhǔn)裝置的目標(biāo)光柵203示意圖，該光柵由X向光柵301和Y向光柵302組成。目標(biāo)光柵203可以是振幅型光柵(對應(yīng)第一實施例)，也可以是位相型光柵(對應(yīng)第二實施例)，光柵的占空比為I : 1，為了使相應(yīng)衍射級次增強，光柵的占空比可以根據(jù)需要改變。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)裝置的旋轉(zhuǎn)光闌205的結(jié)構(gòu)示意圖，其上分別對應(yīng)于一、三、五、七級衍射光設(shè)置的濾波孔，通過旋轉(zhuǎn)運動，可以選擇通過的衍射級次，旋轉(zhuǎn)運動通過電機206實現(xiàn)。其中，旋轉(zhuǎn)光闌濾波孔的位置和數(shù)目可以根據(jù)需要改變。旋轉(zhuǎn)光闌及電機的組合可由可控掖晶閥代替，配合控制器，放置在頻譜面，實現(xiàn)透過衍射光束的選擇，也可以由相同功能的其他器件代替。圖5所示為本發(fā)明所用對準(zhǔn)標(biāo)記207的示意圖,對準(zhǔn)標(biāo)記207由三組不同周期的光柵501、光柵502和光柵503組成，對應(yīng)光柵周期分別為P1、P2和P3。組成對準(zhǔn)標(biāo)記207的光柵周期分別于目標(biāo)光柵203的各級次衍射光束經(jīng)過4F光學(xué)系統(tǒng)成的干涉像周期相對應(yīng)。在圖5中只示出了 X向?qū)?zhǔn)標(biāo)記，Y向?qū)?zhǔn)標(biāo)記為X向?qū)?zhǔn)標(biāo)記旋轉(zhuǎn)90度得到。對準(zhǔn)標(biāo)記207可以由三組不同周期的光柵組成，根據(jù)需要，也可以是由其他數(shù)目的光柵組成。對準(zhǔn)標(biāo)記207的制作材料是對對準(zhǔn)光源起高反射或高吸收的材料制作(例如銅等)。并制作在硅片208上和(或)基準(zhǔn)板8上。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的對準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖，相對第一實施例，目標(biāo)光柵203 (振幅型光柵)由位相型目標(biāo)光柵604代替，對準(zhǔn)裝置中增加了反射棱鏡603，以改變由光源601發(fā)出的照明光束602的方向，照明對準(zhǔn)標(biāo)記604。其他的4F光學(xué)系統(tǒng)605、旋轉(zhuǎn)光闌606、電機607、對準(zhǔn)標(biāo)記608、硅片609、光電探測器610以及對準(zhǔn)信號處理模塊611的結(jié)構(gòu)均與第一實施例中相應(yīng)部件的結(jié)構(gòu)相同。其中，旋轉(zhuǎn)光闌606以及電機607，可由可控掖晶閥代替，配合控制器，放置在頻譜面，實現(xiàn)透過衍射光束的選擇。圖7所示為本發(fā)明的對準(zhǔn)裝置采集的對準(zhǔn)信號示意圖(經(jīng)過擬合處理)。其中SPl對應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記中周期為Pl的對準(zhǔn)信號，SP2對應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記中周期為P2的對準(zhǔn)信號，SP3對應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記中周期為P3的對準(zhǔn)信號，根據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)對準(zhǔn)精度需要，選擇不同的對準(zhǔn)信號進 行對準(zhǔn)位置的計算。本說明書中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對準(zhǔn)裝置，包括光源、目標(biāo)光柵、4F光學(xué)系統(tǒng)、設(shè)置于4F光學(xué)系統(tǒng)兩個透鏡之間頻譜面的衍射級次選擇部件、光電探測器以及對準(zhǔn)信號處理模塊，其中，從所述光源發(fā)出的光照明所述目標(biāo)光柵后發(fā)生衍射，產(chǎn)生衍射光束，衍射光束照射至4F光學(xué)系統(tǒng)，其中的衍射級次選擇部件選擇衍射級次，使得衍射光束產(chǎn)生的干涉條紋周期與所述對準(zhǔn)標(biāo)記中光柵周期的大小相對應(yīng)，各級次衍射光束經(jīng)過所述4F光學(xué)系統(tǒng)后，相干成像于硅片上的相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記上，經(jīng)過硅片臺帶動所述硅片運動，實現(xiàn)干渉像與所述對準(zhǔn)標(biāo)記掃描，所述光電探測器對掃描得到的光信號進行探測，并經(jīng)過所述對準(zhǔn)信號處理模塊根據(jù)對準(zhǔn)信號進行對準(zhǔn)位置的計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述衍射級次選擇部件為旋轉(zhuǎn)光闌及電機的組合，在旋轉(zhuǎn)光闌上設(shè)置相應(yīng)于選取的衍射級次的濾波孔，電機調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)光闌的角度，使相應(yīng)衍射級次的衍射光束通過4F光學(xué)系統(tǒng)的頻譜面而干涉成像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述衍射級次選擇部件為可控液晶閥，配合控制器，實現(xiàn)透過衍射光束的選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對準(zhǔn)裝置，其中，照明所述目標(biāo)光柵后產(chǎn)生1-7級衍射光束，衍射級次選擇部件選擇I、3、5、7級衍射光透過。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一個所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述光源為単色光，所述單色光對硅片和石英透過，對對準(zhǔn)標(biāo)記材料高反射或高吸收。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述目標(biāo)光柵為振幅型光柵，從所述光源發(fā)出的光經(jīng)傳輸光纖照射至所述目標(biāo)光柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述傳輸光纖為保偏光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述目標(biāo)光柵為位相型光柵，從所述光源發(fā)出的光經(jīng)反射棱鏡反射至所述目標(biāo)光柵。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對準(zhǔn)裝置，其中，通過調(diào)節(jié)所述目標(biāo)光柵占空比增強相應(yīng)衍射級次。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對準(zhǔn)裝置，其中，所述對準(zhǔn)標(biāo)記所用的材料為金屬材料。
11.ー種光刻設(shè)備，其中使用了權(quán)利要求1-10中任意一個所述的對準(zhǔn)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光刻設(shè)備，其中，利用設(shè)置于基準(zhǔn)板上的對準(zhǔn)標(biāo)記代替設(shè)置于硅片上的對準(zhǔn)標(biāo)記。
13.—種用于光刻設(shè)備的對準(zhǔn)方法,其特征在于 在對準(zhǔn)裝置中，選擇不同的衍射級次干涉像對相應(yīng)的對準(zhǔn)標(biāo)記進行掃描，得到不同周期大小的對準(zhǔn)信號，根據(jù)對準(zhǔn)系統(tǒng)對準(zhǔn)精度的需求，選擇所需要周期的對準(zhǔn)信號進行掃描，得到對準(zhǔn)位置。
全文摘要
一種對準(zhǔn)裝置及使用對準(zhǔn)裝置的光刻設(shè)備。對準(zhǔn)裝置包括光源、目標(biāo)光柵、4F光學(xué)系統(tǒng)、設(shè)置于4F光學(xué)系統(tǒng)兩個透鏡之間頻譜面的衍射級次選擇部件、設(shè)置有對準(zhǔn)標(biāo)記的硅片、光電探測器以及對準(zhǔn)信號處理模塊，其中，從光源發(fā)出的光照明目標(biāo)光柵后發(fā)生衍射，產(chǎn)生衍射光束，衍射光束照射至4F光學(xué)系統(tǒng)，其中的衍射級次選擇部件選擇衍射級次，使得衍射光束產(chǎn)生的干涉條紋周期與對準(zhǔn)標(biāo)記中光柵周期的大小相對應(yīng)，各級次衍射光束經(jīng)過4F光學(xué)系統(tǒng)后，相干成像于硅片上的相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記上，經(jīng)過硅片臺帶動硅片運動，實現(xiàn)干涉像與對準(zhǔn)標(biāo)記掃描，光電探測器對掃描得到的光信號進行探測，并經(jīng)過對準(zhǔn)信號處理模塊根據(jù)對準(zhǔn)信號進行對準(zhǔn)位置的計算。
文檔編號G03F7/20GK102692827SQ201110068080
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者宋海軍, 徐榮偉, 杜聚有 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