[发明专利]一种用于光刻机的掩模预对准装置及方法

权利要求书

1.一种用于光刻机的掩模预对准装置，包括：

第一光源和第二光源；

分别对第一光源和第二光源发出的第一光束和第二光束进行准直的第一准直单元和第二准直单元；

位于掩模板上的第一预对准标记和第二预对准标记；

双远心成像系统；

图像传感器和信号处理系统；

其中，经第一准直单元准直的第一光束穿过第一预对准标记后由半透半反棱镜反射至双远心成像系统，并经由双远心成像系统成像于图像传感器上；

经第二准直单元准直的第二光束穿过第二预对准标记后由反射棱镜反射后透过半透半反棱镜入射至双远心成像系统，并经由双远心成像系统成像于图像传感器上；

信号处理系统对图像传感器上所成的像进行处理，并将处理结果反馈至掩模运动系统，由掩模运动系统控制掩模运动，并重复上述成像、处理、反馈和运动过程，直至实现预对准。

2.如权利要求1所述的掩模预对准装置，其特征在于该装置还具有补偿单元，补偿单元将穿过第二预对准标记的光在一平面上成等大的像，光束从该平面到达双远心成像系统的光程和第一光束穿过第一预对准标记后到达双远心成像系统的光程相等。

3.如权利要求2所述的掩模预对准装置，其特征在于两个预对准标记形状相同。

4.如权利要求3所述的掩模预对准装置，其特征在于预对准标记是小圆孔。

5.如权利要求2所述的掩模预对准装置，其特征在于第一光束和第二光束穿过第一预对准标记和第二预对准标记后出射的光束均以45度角分别入射到半透半反棱镜的半透半反面和反射棱镜的反射面上。

6.如权利要求1所述的掩模预对准装置，其特征在于双远心成像系统的放大倍率M满足C≤M×X，其中，X是对准精度，C是图像传感器像素尺寸。

7.如权利要求1所述的掩模预对准装置，其特征在于图像传感器满足B＝M×S，其中，B是传感器尺寸，S是所需的标记捕获范围，M是所述双远心成像系统的放大倍率。

8.如权利要求1所述的掩模预对准装置，其特征在于从两个光源发出的光经第一准直单元和第二准直单元准直后相互平行。

9.一种掩模预对准方法，采用了权利要求1～8之一所述的掩模预对准装置，在经第一准直单元准直的第一光束穿过第一预对准标记后由半透半反棱镜反射至双远心成像系统，并经由双远心成像系统成像于图像传感器上，同时，经第二准直单元准直的第二光束穿过第二预对准标记后由反射棱镜反射后透过半透半反棱镜入射至双远心成像系统，并经由双远心成像系统成像于图像传感器上的情况下，进行下述步骤：

(a)利用信息处理系统对图像传感器的每一象素进行坐标值定义；

(b)利用信息处理系统识别第一预对准标记和第二预对准标记在图像传感器上所成的像，确定其坐标值，计算两个像之间的距离；

(c)根据两个像之间的距离确定掩模的旋转角度，将计算值反馈给掩模运动系统，利用该运动系统旋转掩模；

(d)重复步骤(b)、(c)，直至两个像之间的距离小于预定值，此时两个像在图像传感器上基本重合；

(e)利用信息处理系统确定基本重合的像的坐标值，计算该坐标到坐标原点的距离；

(f)根据步骤(e)中的距离确定掩模的平移值，将该值反馈给掩模运动系统，利用该运动系统平移掩模；

(g)重复步骤(e)、(f)，直至重合的像的坐标值为(0，0)。