[發明專利]基于光源調制的掩模預對準系統及預對準方法

有效

• 申請號: 201210159466.7
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN103425005A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 唐文力;王海江;王麗
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機械工程有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及一種集成電路裝備制造領域，尤其涉及一種基于光源調制的掩模預對準系統及預對準方法。

背景技術

傳統的掩模對準技術是基于四象限傳感器對稱性，利用LED光源（或者激光器光源）照射到掩模標記上，通過標記下面的四象限傳感器來接收從掩模對準標記上透過的光能量大小來判斷掩模板相對于四象限中心位置，并根據該判斷對掩模板的位置進行調整，以達到掩模對準的目的。但是傳統的掩模對準方法只能實現點對點的對準。

為了解決傳統的掩模對準方法只能實現點對點的對準的缺陷，現有技術中提出一種掩模傳輸四象限對準裝置，如CN200510105260.6中公開內容所示。如圖1中所示，圖1是現有技術中典型的掩模對準系統的結構示意圖。該技術方案利用四象限傳感器的對中性，根據傳感器接收到信號的大小來控制掩模機械手運動來達到調整掩模板位置，達到對準的目的。但是，由于對準裝置中存在電機等其它大功率電器設備，以及濾光片未能濾除雜散光的影響，導致對準信號中存在嚴重的噪聲。若信號處理得不好，就難以獲得理想的對準精度，甚至出現反復對準而無法獲得確切對準位置的死循環情況。

現有技術中針對對準精度不高的技術缺陷，同時提出一種掩膜對準系統及其方法，如CN200810203806.5中公開內容所示。該技術方案中針對上述問題提出了一種基于光源調制的掩模預對準系統，其中所包含的光學調制單元利用電光晶體上外加電場變化是所產生的電光效應對光源發出的光束進行調制，使照射到掩模標記上的光束是已經進行過調制的、包含有特定信息的調制波，該調制波的頻率與調制信號的頻率相同。后續的信號采集處理部分對對準信號進行采集、解調、濾波處理后即可還原出實際的光強信號。還原出實際的信號后，對傳感器四個象限所產生的信號根據需要進行加法、減法運算，進行歸一化處理，從而轉化成標記所在位置信息進而獲取對準位置信息。該方案雖可行但存在成本高昂的問題。

因此，現有技術中急需要一種新的掩模預對準技術方案，既能真實準確地還原出對準信號，還避免采用昂貴的光學調制單元，從而大幅度降低掩模對準系統的開發成本。

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發明內容

????為了克服現有技術中存在的技術缺陷，本發明提供一種基于光源調制的掩模預對準系統能有效真實準確地還原出對準信號，且避免采用昂貴的光學調制單元，從而大幅度降低掩模對準系統的開發成本。

為了實現上述發明目的，本發明公開一種基于光源調制的掩模預對準系統，包括：光源單元，用于為該系統提供預對準光束；至少一光源內調制單元，用于調制該對準光束；掩模板及位于該掩模板上的標記；一四象限傳感器單元，用于接收該調制后對準光束照射該標記后的光強信號；一信號采集調理解調單元，用于采集該光強信號；一掩模板運動及控制系統，根據該光強信號調整該掩模板的位置。

更進一步地，該光源單元包括兩個光源，該光源為單色發光二極管。

更進一步地，該掩模板不透光，該標記透光。

更進一步地，該光源內調制單元由光源驅動及調制電路組成。該光源內調制單元的調制電路包括一調制信號與該調制信號串聯的一電容、電感和偏置電流。該偏置電流略低于該光源模塊的光源的閾值電流。

更進一步地，該信號采集調理解調單元包括電流轉電壓模塊、模擬帶通濾波及信號放大模塊、信號解調模塊、濾波模塊以及歸一化模塊。該歸一化模塊包括兩個加法器以及一個減法器，該加法器用于將信號疊加，該減法器用于實現信號歸一化處理。

更進一步地，該掩模板運動及控制系統包括板叉、板叉傳動系統以及板叉運動控制系統。該板叉傳動系統以及板叉運動控制系統包括x、y向精密絲杠及導軌，Z向升降平臺，Rz向轉臺，x、y向絕對值編碼器，x、y?、Z、Rz?向驅動電機及其驅動器，運動控制器，該掩模板吸附于該板叉上，該板叉在該運動控制器控制下，經該x?、?y?向驅動電機驅動，實現沿?x?、?y?向精密導軌平移運動，以及在Z向升降平臺上升降運動，以及沿Rz向旋轉。

本發明同時公開一種基于光源調制的掩模預對準方法，包括：對光源的出射光束進行調制，利用該調制光束照射位于掩模板上的標記，接收該調制后對準光束照射該標記后的光強信號，采集該光強信號并進行調理解調，根據該調理解調后的光強信號調整該掩模板的位置。

更進一步地，該調理解調的步驟包括：電流轉電壓、模擬帶通濾波及信號放大、信號解調、濾波以及歸一化處理。該歸一化處理包括將該光強信號進行加法減法運算后歸一化。