[发明专利]基于相对位置测量的对准系统、双工件台系统及测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其是一种基于相对位置测量的对准系统、双工件台系统及测量系统。

背景技术

在半导体IC集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次曝光留下的图形进行精确定位，这样才能保证每一层图形之间有正确的相对位置。每一层图形之间相对位置的误差，即为套刻精度。通常情况下，套刻精度为光刻机分辨率指标的1/3～1/5，对于100纳米的光刻机而言，套刻精度指标要求小于35nm。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一，而掩膜与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。当特征尺寸CD要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对准精度的要求变得更加严格，如90nm的CD尺寸要求10nm或更小的对准精度。

为进一步提高产率，如图1所示的双工件台系统被用于步进扫描光刻机中，

包括：主框架101、固定在所述主框架101上的投影物镜102及对准传感器103、与所述投影物镜102对应的曝光位工件台104、与所述对准传感器103对应的测量位工件台105。测量位硅片108位于所述测量位工件台105上，曝光位硅片107位于所述曝光位工件台104上。其中，所述测量位工件台105用于硅片上片后的测量，包括对准标记测量、调平调焦测量等；曝光位工件台104主要用于线条的曝光。二者并行进行，交换操作，可以极大地提高产率。

在上述双工件台系统中，由于采用双台结构，所述投影物镜102的振动会引起主框架101的振动增大，从而导致对准传感器103的振动也将随之增大。此外，随着对产率的要求越来越高，工件台加速度也越来越大，导致冲击力会增大，将进一步增大对准传感器103的振动。对准传感器103的振动增大进而使得对准标记测量的对准误差增大。

而且随着光刻机Overlay(迭对)精度越来越高，对对准的重复精度也要求越来越高，而对准传感器103的振动直接引入对准误差，故对准传感器103的对准误差的容忍度将会越来越低。对于高达2nm对准重复精度，对准传感器103的振幅不能超过10nm(10nm振幅将大致导致0.3nm对准误差)，上述的双工件台系统的对准传感器的振幅很难控制在10nm以内，导致对准重复精度不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于相对位置测量的对准系统，以解决对准重复精度不够高的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于相对位置测量的对准系统、双工件台系统及测量系统，其中，基于相对位置测量的对准系统包括：

主框架；

对准传感器，所述对准传感器固定于所述主框架上；

光强信号采集处理模块，所述光强信号采集处理模块获取所述对准传感器输出的光信号，将所述光信号转换成数字电信号，并输出所述数字电信号；

反射镜，所述反射镜设置于所述对准传感器上；

工件台，所述对准传感器悬浮于所述工件台的上方，所述工件台用于放置一硅片，所述硅片包括一对准标记；

位置采集模块，所述位置采集模块获取所述反射镜及所述工件台的位置数据，输出所述反射镜及所述工件台的相对位置数据；及

对准操作与管理模块，所述对准操作与管理模块获取所述数字光强信号及所述相对位置数据并处理，计算出所述对准标记的对准位置。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述对准传感器内的照明模块提供紫外光或超紫外光对所述对准标记进行对准照明辐射。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述对准传感器内包含有光电探测器，所述光电探测器探测并接收所述对准标记上的反射和衍射光束，输出所述光信号。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述位置采集模块还包括一提供可见光光束的光源模块。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述光源模块发射一第一可见光束到所述反射镜，经所述反射镜后反射出一参考光束；同时，所述光源模块发射一第二可见光束到所述工件台，经所述工件台后反射出一测量光束。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述位置采集模块还包括一光电系统，所述光电系统接收所述参考光束，并生成参考光电信号。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述光电系统接收所述测量光束，生成测量光电信号。

优选的，在上述的基于相对位置测量的对准系统中，所述对准传感器悬浮于所述工件台中心的正上方。