[发明专利]一种适合于光刻机复位用的对准方法及装置

说明书

本发明公开了一种适合于光刻机复位用的对准装置及方法，可以实现快速高精度复位对准。目前荷兰ASML最新一代光刻机其专利所采用的是两块同型二维光栅进行对准。本发明则提供另一种采用同型两块散斑玻片替代光栅的方案，一样可以达到高精度对准，甚至超越前者的对准方案，制作简单且价格低廉。

技术领域

本发明属于精密仪器领域，具体为一种适合于光刻机复位用的对准方法及装置，特别适合于需要精密复位控制的系统，如光刻机中晶圆相对于投影镜头之间的相对位置关系对位等。

背景技术

对准复位在光刻机、精密机床、全息元件制作等方面有广泛的应用，是不可或缺的技术手段之一。例如，在半导体光刻制作过程中，必须对晶圆局部与曝光掩膜进行精密对准，以便顺序光刻形成器件各个部分。由于器件尺寸小、密度高，每次对准必须十分精确、快速，同时要与已有的机构相互配合，不可过大或影响主机构运行。在已有的光刻机技术中，如ASML的专利，多采用二维光栅进行对准。

采用二维光栅对准的方法实际上早已有之，即几何云纹法，其主要原理是探测穿透并列放置两光栅的光强变化。但是，为了避免光栅衍射效应的影响，光栅节距一般不超过100线对/毫米，精度的进一步提高则依赖于电子细分技术。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于散斑玻片的对准方法及装置。相比于二维光栅对准方法，透过光栅的光强分布(或者透过率调制度)在空间上局限于1/4周期，而本发明的散斑对准方法，散斑的光强分布在空间上是随机的，而且不像光栅那样只有两个方向最敏感，再配以合理的散斑颗粒尺寸统计参数，本发明可以实现比二维光栅更高的对准精度，且制作简单、价格低廉。

另外，本发明还提出采用等幅成像透镜转像的方法，解决了由于两玻片需要面面靠近以避免衍射效应的困难，这种方案不仅适用于本发明的散斑玻片对准，用于光栅对准方案也一样非常有益。

为实现上述目的所采用的具体技术方案为：

一种适合于光刻机复位用的对准方法，采用两片透射散斑特征相同的两个玻片分别固定于相对运动的两个待配准部件，如果两个玻片的位置完全重合，则透射光是最强的，并可以该光的最大值作为配准完成的判据；但当配准精度要求更高时，两个玻片将需要非常接近，甚至相互接触而擦伤玻片，为此，进一步利用菲涅尔透镜或1：1的成像镜头将其中一玻片成像后与另一玻片进行对准比较，从而避免玻片过于接近造成的擦伤。

包括两块有相同透光率散斑分布的散斑玻片、光电探头、准直光源；两片散斑玻片平行放置，两片散斑玻片位于准直光源与光电探头之间，准直光源的光垂直照射在其中一个玻片，使得光垂直通过两个玻片，光电探头从另一玻片外侧对透过两玻片后的光进行探测。

所述两片散斑玻片中间放置有菲涅尔透镜或1：1的成像镜头。

所述的两片散斑玻片中，一个玻片及准直光源通过支架一固定在一起；将另一个玻片及光电探头通过支架二固定在一起；菲涅尔透镜或1：1的成像镜头固定在支架一或者支架二上；所述支架一和支架二则根据待对准应用的需要进行设计，起到固定作用。

所述的光电探头为光电二级管或CCD摄像头或COMS摄像头。

本发明与已有类似用途的发明相比较，具有以下优点：

其一，本发明采用散斑玻片进行对准，相比于光栅对准，其制作工艺简单、成本低廉，且对准精度更高。

其二，本发明提出转像对准的方法，即采用等幅成像透镜将其中一玻片的像与另一玻片同位比较。这样做避免了以往方法中(例如，光栅对准)为降低衍射效应而不得不将两玻片靠近的方案，其不足在于，当玻片靠的过近，则其间相对运动容易擦伤玻片，尤其对光栅型玻片不利。而转像的方法则大大地提高了两玻片面间距的布置余量。

附图说明