[发明专利]基于光源调制的掩模预对准系统及预对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种基于光源调制的掩模预对准系统及预对准方法。

背景技术

传统的掩模对准技术是基于四象限传感器对称性，利用LED光源（或者激光器光源）照射到掩模标记上，通过标记下面的四象限传感器来接收从掩模对准标记上透过的光能量大小来判断掩模板相对于四象限中心位置，并根据该判断对掩模板的位置进行调整，以达到掩模对准的目的。但是传统的掩模对准方法只能实现点对点的对准。

为了解决传统的掩模对准方法只能实现点对点的对准的缺陷，现有技术中提出一种掩模传输四象限对准装置，如CN200510105260.6中公开内容所示。如图1中所示，图1是现有技术中典型的掩模对准系统的结构示意图。该技术方案利用四象限传感器的对中性，根据传感器接收到信号的大小来控制掩模机械手运动来达到调整掩模板位置，达到对准的目的。但是，由于对准装置中存在电机等其它大功率电器设备，以及滤光片未能滤除杂散光的影响，导致对准信号中存在严重的噪声。若信号处理得不好，就难以获得理想的对准精度，甚至出现反复对准而无法获得确切对准位置的死循环情况。

现有技术中针对对准精度不高的技术缺陷，同时提出一种掩膜对准系统及其方法，如CN200810203806.5中公开内容所示。该技术方案中针对上述问题提出了一种基于光源调制的掩模预对准系统，其中所包含的光学调制单元利用电光晶体上外加电场变化是所产生的电光效应对光源发出的光束进行调制，使照射到掩模标记上的光束是已经进行过调制的、包含有特定信息的调制波，该调制波的频率与调制信号的频率相同。后续的信号采集处理部分对对准信号进行采集、解调、滤波处理后即可还原出实际的光强信号。还原出实际的信号后，对传感器四个象限所产生的信号根据需要进行加法、减法运算，进行归一化处理，从而转化成标记所在位置信息进而获取对准位置信息。该方案虽可行但存在成本高昂的问题。

因此，现有技术中急需要一种新的掩模预对准技术方案，既能真实准确地还原出对准信号，还避免采用昂贵的光学调制单元，从而大幅度降低掩模对准系统的开发成本。

 

发明内容

    为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供一种基于光源调制的掩模预对准系统能有效真实准确地还原出对准信号，且避免采用昂贵的光学调制单元，从而大幅度降低掩模对准系统的开发成本。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种基于光源调制的掩模预对准系统，包括：光源单元，用于为该系统提供预对准光束；至少一光源内调制单元，用于调制该对准光束；掩模板及位于该掩模板上的标记；一四象限传感器单元，用于接收该调制后对准光束照射该标记后的光强信号；一信号采集调理解调单元，用于采集该光强信号；一掩模板运动及控制系统，根据该光强信号调整该掩模板的位置。

更进一步地，该光源单元包括两个光源，该光源为单色发光二极管。

更进一步地，该掩模板不透光，该标记透光。

更进一步地，该光源内调制单元由光源驱动及调制电路组成。该光源内调制单元的调制电路包括一调制信号与该调制信号串联的一电容、电感和偏置电流。该偏置电流略低于该光源模块的光源的阈值电流。

更进一步地，该信号采集调理解调单元包括电流转电压模块、模拟带通滤波及信号放大模块、信号解调模块、滤波模块以及归一化模块。该归一化模块包括两个加法器以及一个减法器，该加法器用于将信号叠加，该减法器用于实现信号归一化处理。

更进一步地，该掩模板运动及控制系统包括板叉、板叉传动系统以及板叉运动控制系统。该板叉传动系统以及板叉运动控制系统包括x、y向精密丝杠及导轨，Z向升降平台，Rz向转台，x、y向绝对值编码器，x、y 、Z、Rz 向驱动电机及其驱动器，运动控制器，该掩模板吸附于该板叉上，该板叉在该运动控制器控制下，经该x 、 y 向驱动电机驱动，实现沿 x 、 y 向精密导轨平移运动，以及在Z向升降平台上升降运动，以及沿Rz向旋转。

本发明同时公开一种基于光源调制的掩模预对准方法，包括：对光源的出射光束进行调制，利用该调制光束照射位于掩模板上的标记，接收该调制后对准光束照射该标记后的光强信号，采集该光强信号并进行调理解调，根据该调理解调后的光强信号调整该掩模板的位置。

更进一步地，该调理解调的步骤包括：电流转电压、模拟带通滤波及信号放大、信号解调、滤波以及归一化处理。该归一化处理包括将该光强信号进行加法减法运算后归一化。