[发明专利]用于对准系统的参考光栅空间像调整装置及调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造装备的技术领域，尤其涉及一种用于对准系统的参考光栅空间像调整装置及调整方法。

背景技术

光刻设备是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于：集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS(微电子机械系统)/MOMS(微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工装置等。

利用光刻设备实现曝光的过程中，掩模版与曝光对象(例如硅片、印刷电路板等)的位置必须对准，通常掩模版上方与曝光对象上方均配置一定的位置对准装置，用于建立掩模版与曝光对象之间精确的相对位置关系。

随着芯片的集成度的提高，对位置对准装置的精度要求也越来越高。因此现有技术中的对准系统又可分为掩模对准和硅片对准。硅片对准系统在光刻设备中完成工件台基准板与硅片间的相对位置对准，利用工件台基准板或者硅片位相光栅的干涉像(空间像)与参考光栅(振幅型光栅)扫描得到其相对位置。在硅片对准系统中容易出现的误差有离焦量和倾斜量。硅片对准系统工作过程中的离焦量和倾斜量如果单独出现，不会影响硅片对准系统的对准精度，如果两者同时存在，将会产生对准误差，特别对于双波长工作的硅片对准系统。双波长工作的硅片对准系统的详细介绍请参见CN1506768A。因此将参考光栅相对标记干涉像(空间像)精确地调整到最佳焦面尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于对准系统的参考光栅空间像调整装置及调整方法，能在同时具有离焦量和倾斜量的情况下，将参考光栅相对标记干涉像精确地调整到最佳焦面。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于对准系统的参考光栅空间像调整装置，沿光线传播的方向依次包括：光源，用于提供照明光束；偏转平板，用于改变照明光束的倾斜角度；曝光对象，该曝光对象含有至少一个对准标记；光学元件单元，用于将该对准标记的衍射光束干涉成像在参考光栅上；还包括：偏转平板控制设备，用于控制该偏转平板的角度；参考光栅Z向驱动装置，用于控制该参考光栅Z向位移。

更进一步地，该光学元件按光线传播的方向依次包括：第一透镜组、反射棱镜、第二透镜组及光纤，该参考光栅放置于该第二透镜组与该光纤之间。该参考光栅空间像调整装置还包括光电探测及放大处理单元及信号处理单元，该光电探测及放大处理单元用于探测光信号并转化为电信号，该信号处理单元用于处理该电信号。参考光栅空间像调整装置还包括一反射镜。参考光栅空间像调整装置还包括光电探测及放大滤波单元。参考光栅空间像调整装置电光调制装置及电光调制控制器，该电光调制装置用于调节该照明光束的光强。

更进一步地，该光源是一激光光源。该参考光栅Z向驱动装置包括位置传感器和电机。该偏转平板控制设备是一电机。该光电探测及放大处理单元包括光电探测和前置放大模块、多路开关及锁相放大模块。

本发明同时公开一种使用上述装置调整参考光栅空间像的方法，包括：利用该偏转平板控制设备至少一次改变照明光束以获得倾斜量，利用该参考光栅Z向驱动装置至少一次改变该参考光栅的Z向位移以获得离焦量，测量至少四条通过参考光栅扫描后的光强曲线，根据该光强曲线计算该参考光栅的最佳焦平面。

与现有技术相比较，本发明所公开的使用上述装置调整参考光栅空间像的装置与方法，通过控制参考光栅Z向位移，并根据所获得的扫描信号可以定位最佳参考光栅位置，实现了将参考光栅精密地调整在硅片对准系统的空间像焦面位置。

附图说明

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。

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。

图1是本发明所涉及的参考光栅空间像调整装置的光学原理图；

图2是参考光栅焦面调整的光学原理图；

图3是偏转平板调整光束偏移的光学原理图；

图4是参考光栅不同x₀位置对应的参考光栅扫描信号；

图5是本发明所涉及的参考光栅空间像调整装置的第一实施方式；

图6是第一实施方式的光路图；

图7是本发明所涉及的参考光栅空间像调整装置的第二实施方式。

主要符号说明：

1-对准标记；

2-硅片对准系统前组透镜

3-照明光束

4-偏转平板

5-反射棱镜

6-光阑

7-硅片对准系统后组透镜

8-参考光栅