[发明专利]掩模对准系统、掩模对准方法和光刻设备

说明书

本发明涉及光刻设备及工艺技术领域，尤其涉及一种掩模对准系统、掩模对准方法和光刻设备。该掩模对准系统包括数据处理装置、图像采集装置、工作台、掩模台、成像装置和投影物镜。工作台和掩模台分别设置于投影物镜的两侧，基准版的基准标记通过投影物镜呈倒立放大的像投射在掩模版上，成像装置的物侧朝向掩模版，图像采集装置设置于成像装置的像侧，数据处理装置能够对拍摄图像进行图像处理，确定掩模版与工作台的相对位置关系。该掩模对准方法和该光刻设备均采用该掩模对准系统。该掩模对准系统、掩模对准方法和光刻设备，对于测量范围的限制较小，能够应对多种多样的套合标记。

技术领域

本发明涉及光刻设备及工艺技术领域，尤其涉及一种掩模对准系统、掩模对准方法和光刻设备。

背景技术

掩模版是光刻工艺不可缺少的部件。掩模版上承载有设计图形，光线透过它，把设计图形投射在光刻胶上。掩模版的性能直接决定了光刻工艺的性能。在投影式光刻机中，掩模版作为一个光学元件位于照明系统与投影透镜之间，它并不和晶圆有直接接触。掩模版上的图形缩小4-10倍后投射在晶圆表面。

光刻工艺的目的是将掩模版上的图形完美准确地转移到硅片上，每次换版时传输机械手将掩模版运送到掩模台上，受传输机械手的传输误差的影响，掩模版相对于硅片的位置存在偏差。

因而，需要通过掩模对准系统定位掩膜标记和基准版上的标记，从而建立掩模版和基准版之间的坐标关系，进而获得掩模版和硅片的相对位置。

掩摸对准的精度直接影响套刻精度，相关技术中，TIS(Transmission ImageSensor，透射空间像传感器)对准是通过光电传感器进行空间像扫描，测量范围小，同时需要设计专用的对准标记。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种掩模对准系统，以在一定程度上解决现有技术中的对准设备对于对准标记种类存在限制、测量范围小的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种掩模对准方法，以在一定程度上解决现有技术中的对准方法对于对准标记种类存在限制、测量范围小的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

基于上述第一目的，本发明提供的掩模对准系统，用于光刻设备，包括数据处理装置、图像采集装置、用于支撑基准版的工作台、用于支撑掩模版的掩模台、成像装置以及投影物镜；

所述工作台和所述掩模台分别设置于所述投影物镜的两侧，所述基准版上的基准标记通过所述投影物镜呈倒立放大的像投射在掩模版上，以形成与所述掩模标记大致对准的基准标记投影；

所述成像装置的物侧朝向所述掩模版，以观察所述掩模标记并对观察到的图像进行放大；

所述图像采集装置设置于所述成像装置的像侧，所述图像采集装置能够对所述成像装置放大后的图像进行拍摄以得到拍摄图像；

所述数据处理装置与所述图像采集装置电连接，所述图像采集装置能够将所述拍摄图像传输至所述数据处理装置；

所述数据处理装置能够对所述拍摄图像进行图像处理，以确定所述掩模版与所述工作台的相对位置关系。

在上述任一技术方案中，可选地，所述掩模版上的掩模标记的数量为多个，所述基准版上的基准标记的数量为至少一个；

当所述基准版上的基准标记的数量为一个，所述工作台能够沿水平方向移动，以使一个所述基准标记投影依次与多个所述掩模标记大致对准；

当所述基准版上的基准标记的数量为多个，多个所述掩模标记一一对应地大致对准多个所述基准标记投影；

所述成像装置的数量为多个，每个所述成像装置的物侧分别朝向一个所述掩模标记，所述图像采集装置与所述成像装置的数量一致且一一对应。