專利名稱：用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置及調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路制造裝備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置及調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種應(yīng)用于集成電路制造的裝備，利用該裝備包括但不限于集成電路制造光刻裝置、液晶面板光刻裝置、光掩?？逃⊙b置、MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))/MOMS(微光機(jī)系統(tǒng))光刻裝置、先進(jìn)封裝光刻裝置、印刷電路板光刻裝置及印刷電路板加工裝置等。利用光刻設(shè)備實(shí)現(xiàn)曝光的過程中，掩模版與曝光對(duì)象(例如硅片、印刷電路板等)的位置必須對(duì)準(zhǔn)，通常掩模版上方與曝光對(duì)象上方均配置一定的位置對(duì)準(zhǔn)裝置，用于建立 掩模版與曝光對(duì)象之間精確的相對(duì)位置關(guān)系。隨著芯片的集成度的提高，對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)裝置的精度要求也越來越高。因此現(xiàn)有技術(shù)中的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)又可分為掩模對(duì)準(zhǔn)和硅片對(duì)準(zhǔn)。硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)在光刻設(shè)備中完成工件臺(tái)基準(zhǔn)板與硅片間的相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，利用工件臺(tái)基準(zhǔn)板或者硅片位相光柵的干涉像(空間像)與參考光柵(振幅型光柵)掃描得到其相對(duì)位置。在硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中容易出現(xiàn)的誤差有離焦量和傾斜量。硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)工作過程中的離焦量和傾斜量如果單獨(dú)出現(xiàn)，不會(huì)影響硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度，如果兩者同時(shí)存在，將會(huì)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)誤差，特別對(duì)于雙波長(zhǎng)工作的硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。雙波長(zhǎng)工作的硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的詳細(xì)介紹請(qǐng)參見CN1506768A。因此將參考光柵相對(duì)標(biāo)記干涉像(空間像)精確地調(diào)整到最佳焦面尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置及調(diào)整方法，能在同時(shí)具有離焦量和傾斜量的情況下，將參考光柵相對(duì)標(biāo)記干涉像精確地調(diào)整到最佳焦面。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置，沿光線傳播的方向依次包括光源，用于提供照明光束；偏轉(zhuǎn)平板，用于改變照明光束的傾斜角度；曝光對(duì)象，該曝光對(duì)象含有至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；光學(xué)元件單元，用于將該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的衍射光束干涉成像在參考光柵上；還包括偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備，用于控制該偏轉(zhuǎn)平板的角度；參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置,用于控制該參考光柵Z向位移。更進(jìn)一步地，該光學(xué)元件按光線傳播的方向依次包括第一透鏡組、反射棱鏡、第二透鏡組及光纖，該參考光柵放置于該第二透鏡組與該光纖之間。該參考光柵空間像調(diào)整裝置還包括光電探測(cè)及放大處理單元及信號(hào)處理單元，該光電探測(cè)及放大處理單元用于探測(cè)光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該信號(hào)處理單元用于處理該電信號(hào)。參考光柵空間像調(diào)整裝置還包括一反射鏡。參考光柵空間像調(diào)整裝置還包括光電探測(cè)及放大濾波單元。參考光柵空間像調(diào)整裝置電光調(diào)制裝置及電光調(diào)制控制器，該電光調(diào)制裝置用于調(diào)節(jié)該照明光束的光強(qiáng)。
更進(jìn)一步地，該光源是一激光光源。該參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置包括位置傳感器和電機(jī)。該偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備是一電機(jī)。該光電探測(cè)及放大處理單元包括光電探測(cè)和前置放大模塊、多路開關(guān)及鎖相放大模塊。本發(fā)明同時(shí)公開一種使用上述裝置調(diào)整參考光柵空間像的方法，包括利用該偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備至少一次改變照明光束以獲得傾斜量，利用該參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置至少一次改變?cè)搮⒖脊鈻诺腪向位移以獲得離焦量，測(cè)量至少四條通過參考光柵掃描后的光強(qiáng)曲線，根據(jù)該光強(qiáng)曲線計(jì)算該參考光柵的最佳焦平面。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所公開的使用上述裝置調(diào)整參考光柵空間像的裝置與方法，通過控制參考光柵Z向位移，并根據(jù)所獲得的掃描信號(hào)可以定位最佳參考光柵位置，實(shí)現(xiàn)了將參考光柵精密地調(diào)整在硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的空間像焦面位置。


關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了 解。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。圖I是本發(fā)明所涉及的參考光柵空間像調(diào)整裝置的光學(xué)原理圖；圖2是參考光柵焦面調(diào)整的光學(xué)原理圖；圖3是偏轉(zhuǎn)平板調(diào)整光束偏移的光學(xué)原理圖；圖4是參考光柵不同Xtl位置對(duì)應(yīng)的參考光柵掃描信號(hào)；圖5是本發(fā)明所涉及的參考光柵空間像調(diào)整裝置的第一實(shí)施方式；圖6是第一實(shí)施方式的光路圖；圖7是本發(fā)明所涉及的參考光柵空間像調(diào)整裝置的第二實(shí)施方式。主要符號(hào)說明I-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；2-硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)前組透鏡3-照明光束4-偏轉(zhuǎn)平板5-反射棱鏡6-光闌7-硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)后組透鏡8-參考光柵9-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記干涉像101-硅片102-第一透鏡組103-棱鏡104-第二透鏡組105-參考光柵106-反射鏡
107-偏轉(zhuǎn)平板108-參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置109-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記干涉像110-光電探測(cè)及放大處理單元111-光闌112-電光調(diào)制控制器113-偏轉(zhuǎn)平板控制裝置
114-電光調(diào)制裝置115-信號(hào)處理主控制器117-激光光源118-光電探測(cè)及放大濾波單元
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。本發(fā)明的主要發(fā)明構(gòu)思為根據(jù)硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的工作原理特征，提供一種參考光柵與空間像裝調(diào)理論，并根據(jù)該理論提供一種參考光柵的調(diào)整裝置及方法，可以將參考光柵精密地調(diào)整在硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的空間像焦面位置。同時(shí)針對(duì)在該硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)際工程實(shí)踐過程中容易受到工藝缺陷限制的特點(diǎn)，提供了克服工藝缺陷限制的技術(shù)方案。圖I是本發(fā)明所涉及的參考光柵空間像調(diào)整裝置的光學(xué)原理圖，圖2是參考光柵焦面調(diào)整的光學(xué)原理圖，圖3是偏轉(zhuǎn)平板調(diào)整光束偏移的光學(xué)原理圖。以下將詳細(xì)闡述本發(fā)明的光學(xué)原理，并請(qǐng)同時(shí)參考圖I至圖3。如圖I中所示，照明光束3經(jīng)過偏轉(zhuǎn)平板4后，其位置發(fā)生改變，照明光束3經(jīng)過硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)前組透鏡2后，照明光束的位置改變轉(zhuǎn)換為角度改變，然后照射到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記I上。這種照明光束相對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的角度改變可以認(rèn)為是對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記I相對(duì)照明光束的傾斜，經(jīng)過對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)后，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記I衍射光束干涉成像在參考光柵8面上，照明光束的傾斜會(huì)導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記I衍射光束干涉像在Z向發(fā)生傾斜。假設(shè)照明光束傾斜角度為Rx，則對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記I衍射光束干涉像沿Z向傾斜角度同樣為Rx，此處假設(shè)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)放大倍率為I。調(diào)整原理根據(jù)光學(xué)成像系統(tǒng)的離焦傾斜性Ax = RxX Λζ，其中Λ χ是像的移動(dòng)量，Rx為照明光束相對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的傾斜量，Az為參考光柵離焦量。照明光束傾斜角度與對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)前組透鏡焦距有關(guān)，假設(shè)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)前組透鏡焦距為f，則需要偏轉(zhuǎn)平板4實(shí)現(xiàn)的光束偏移量為D = fXRx。光束偏移量D與偏轉(zhuǎn)平板4偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系如圖3所示，為
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置，包括 光源，用于提供照明光束； 偏轉(zhuǎn)平板，用于改變照明光束的傾斜角度； 曝光對(duì)象，所述曝光對(duì)象含有至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記； 光學(xué)元件單元，用于將所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的衍射光束干涉成像在參考光柵上； 偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備，用于控制所述偏轉(zhuǎn)平板的角度； 參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制所述參考光柵Z向位移。
2.如權(quán)利要求I所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件按光線傳播的方向依次包括第一透鏡組、反射棱鏡、第二透鏡組及光纖，所述參考光柵放置于所述第二透鏡組與所述光纖之間。
3.如權(quán)利要求I所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，還包括光電探測(cè)及放大處理單元及信號(hào)處理單元，所述光電探測(cè)及放大處理單元用于探測(cè)光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，所述信號(hào)處理單元用于處理所述電信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，還包括一反射鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，還包括光電探測(cè)及放大濾波單元。
6.如權(quán)利要求5所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，還包括電光調(diào)制裝置及電光調(diào)制控制器，所述電光調(diào)制裝置用于調(diào)節(jié)所述照明光束的光強(qiáng)。
7.如權(quán)利要求I所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，所述光源是一激光光源。
8.如權(quán)利要求I所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，所述參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置包括位置傳感器和電機(jī)。
9.如權(quán)利要求I所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備是一電機(jī)。
10.如權(quán)利要求3所述的參考光柵空間像調(diào)整裝置，其特征在于，所述光電探測(cè)及放大處理單元包括光電探測(cè)和前置放大模塊、多路開關(guān)及鎖相放大模塊。
11.一種使用權(quán)利要求I至10任一項(xiàng)裝置調(diào)整參考光柵空間像的方法，其特征在于，利用所述偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備至少一次改變照明光束以獲得傾斜量，利用所述參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置至少一次改變所述參考光柵的Z向位移以獲得離焦量，測(cè)量至少四條通過參考光柵掃描后的光強(qiáng)曲線，根據(jù)所述光強(qiáng)曲線計(jì)算所述參考光柵的最佳焦平面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整裝置，沿光線傳播的方向依次包括光源，用于提供照明光束；偏轉(zhuǎn)平板，用于改變照明光束的傾斜角度；曝光對(duì)象，所述曝光對(duì)象含有至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；光學(xué)元件單元，用于將所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的衍射光束干涉成像在參考光柵上；還包括偏轉(zhuǎn)平板控制設(shè)備，用于控制所述偏轉(zhuǎn)平板的角度；參考光柵Z向驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制所述參考光柵Z向位移。本發(fā)明同時(shí)公開一種用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的參考光柵空間像調(diào)整方法。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102880018SQ20111019300
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者唐文力, 王海江 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司