[发明专利]一种对准系统及对准方法

权利要求书

1.一种对准系统，其特征在于，包括：

掩模版，提供投影曝光图案和对准标记；

投影物镜焦面测量标记，设置于所述掩模版上；

投影物镜，对掩模版上的曝光图案、标记成像到硅片方像方焦面；

工件台，承载有同轴镜头、基准板和硅片，并提供水平向和垂向的运动，其中所述同轴镜头对所述对准标记、投影物镜焦面测量标记和调焦标记进行成像，构成同轴成像系统，所述基准板承载有调焦标记和参考标记，提供水平向和垂向测量基准，所述硅片承载有硅片对准标记；

调焦调平系统，对硅片表面调平，控制硅片上表面与硅片焦面重合；

离轴对准系统，对硅片图案对准，

其中，所述调焦标记为相移标记，所述相移标记的结构为在所述基准板的玻璃基底上设置一层不透光的标记和厚度为a、折射率为n的相移层，定义玻璃基底其他透过部分的相位为零，所述相移层与玻璃基底的相位差为π2，可知，相位差与相移层的厚度的关系为：π2＝2·π·a·〔n-1〕λ，λ为同轴成像系统的主波长。

2.根据权利要求1所述的对准系统，其特征在于，所述投影物镜焦面测量标记为一维或二维光栅标记，其特征尺寸满足如下关系：

p≤1.22·λ·M/NA，λ为同轴成像系统的主波长，M为投影物镜的放大倍率，NA为同轴成像系统的数值孔径。

3.一种对准方法，采用如权利要求1-2中任一项所述的对准系统，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一，工件台带动同轴镜头到投影物镜的成像视场范围内，通过同轴镜头探测投影物镜焦面测量标记和调焦标记，垂向运动工件台搜索最佳成像焦面，并记录工件台垂向位置；

步骤二，工件台带动基准板到调焦调平系统测量视场范围内，调焦调平系统对基准板表面进行测量，探测调焦标记，并以此为基准矫正调焦调平系统内部误差；

步骤三，调焦调平系统对硅片上表面进行测量、调平、并使硅片上表面与上述最佳成像焦面重合；

步骤四，离轴对准系统对基准板上的参考标记成像，建立水平向测量基准，并对硅片对准标记成像，建立硅片与基准板之间的位置关系；

步骤五，同轴镜头对基准板参考标记和掩模版对准标记成像，建立掩模与基准板之间的位置关系，至此建立掩模图案与硅片图案的位置关系，对准完成。

4.根据权利要求3所述的对准方法，其特征在于，在步骤一之前还包括机器常数记录步骤，即同轴镜头对基准板上的相移标记和参考标记成像，记录两标记在同轴坐标系下的位置并作为机器常数。

5.根据权利要求4所述的对准方法，其特征在于，所述步骤一中，同轴镜头探测投影物镜焦面测量标记和相移标记，并对投影物镜焦面测量标记和相移标记成像。

6.根据权利要求5所述的对准方法，其特征在于，还包括步骤六，在一测校周期后，同轴镜头对相移标记和参考标记成像，分析参考标记的水平向偏移量并根据此值补偿水平向漂移，分析相移标记水平向偏移量，除去同轴镜头水平向偏移的部分，剩下的相移标记水平向偏移量与同轴镜头相对于基准板的垂向漂移相关，将垂向偏移距离及方向补偿至垂向控制机器常数。