[發(fā)明專利]用于光刻設(shè)備的對準系統(tǒng)和方法

有效

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• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN104133350B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱樹存;朱健;孫剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光刻設(shè)備的對準系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

目前光學光刻技術(shù)已達到22nm工藝節(jié)點，這對套刻精度提出了更高的要求，而作為投影光刻機核心部件之一的硅片及掩模對準分系統(tǒng)，其對準精度是影響套刻精度的關(guān)鍵因素，而對準速度、效率以及對準技術(shù)的靈活性亦將直接影響光刻機的另一關(guān)鍵指標——產(chǎn)率。

所謂對準，是指建立掩模與硅片之間精確的相對位置關(guān)系。對準技術(shù)，一般包括照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、標記、信號探測和處理等四個部分。通過已公開的相關(guān)專利及科技文獻可知，光刻對準技術(shù)已從早期的明、暗場對準（GCA）發(fā)展到最新的同軸、離軸搭配，粗、精對準混合的高精度光柵衍射對準技術(shù)。如ASML公司采用TIS對準（同軸對準）+ATHENA對準（離軸）間接實現(xiàn)掩模與硅片的對準，而Nikon公司則根據(jù)工藝側(cè)重點的不同，開發(fā)出FIA、LSA以及LIA等混合型光柵對準技術(shù)。這類對準技術(shù)的共性在于均采用位相光柵標記以取代早期的光度式對準標記以提高信噪比，并根據(jù)需要優(yōu)化選擇明場、暗場或相襯技術(shù)以提高對準技術(shù)的工藝適應(yīng)性。

不過，用于對準系統(tǒng)的光柵標記有很多類型，如XPA、SPM等，不同的光刻機制造商、不同產(chǎn)品型號、不同的對準系統(tǒng)、采用不同的對準標記，無法相互兼容，且一旦安裝完畢，如參考光柵，即使存在安裝或制造誤差，亦無法更改，缺乏必要的靈活性與兼容性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種實時可重構(gòu)式離軸光柵對準系統(tǒng)和方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于光刻設(shè)備的對準系統(tǒng)，其特征在于，包括：光源模塊，所述光源模塊用于提供照明光束；照明模塊，所述照明光束經(jīng)所述照明模塊并經(jīng)過一數(shù)字微鏡器件，所述數(shù)字微鏡器件用于形成與所述對準標記匹配的參考光柵；成像模塊，經(jīng)過數(shù)字微鏡器件的光束經(jīng)過成像模塊和參考光柵后入射到對準標記面，所述參考光柵受所述對準標記調(diào)制后光束發(fā)生干涉形成莫爾條紋，所述成像模塊收集攜帶莫爾條紋的光強信號的干涉光；探測模塊，探測所述莫爾條紋的光強信號并根據(jù)所述光強信號確定對準位置信息。

更進一步地，所述光源模塊包括第一光源模塊和第二光源模塊，所述第一光源模塊用于提供第一波長光束，所述第二光源模塊用于提供不同于第一波長的第二波長光束，兩種波長光束均通過各自的照明模塊和數(shù)字微鏡器件后一同進入共同的成像模塊，每個數(shù)字微鏡器件分別形成各自的參考光柵，每個波長的光束形成各自的莫爾條紋后被成像模塊收集再分別進入各自的探測模塊。

更進一步地，所述照明模塊沿光束傳播的方向依次包括擴束準直元件、反射鏡。

更進一步地，所述成像模塊沿光束傳播的方向依次包括偏振分光棱鏡和一投影物鏡。

更進一步地，所述激光光源為635nm紅色激光光源和532nm綠色激光光源。

更進一步地，所述反射鏡為20度入射角控制反射鏡。

本發(fā)明同時公開一種采用上述的用于光刻設(shè)備的對準系統(tǒng)的對準方法，其特征在于，將所述參考光柵的位相沿所述對準標記的光柵柵距方向進行平移調(diào)制，形成所述莫爾條紋后，根據(jù)所述平移信息和光強信號進行最小二乘法擬合以確定對準位置信息?。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種具有實時可重構(gòu)性的光刻投影裝置的對準系統(tǒng)，可根據(jù)不同對準場景、對準方案以及對準光柵標記的需求，實時在線重構(gòu)與之匹配的參考光柵，將傳統(tǒng)對準過程中的機械物理掃描動作，轉(zhuǎn)化為對應(yīng)參考光柵標記的實時重構(gòu)過程，以通過莫爾條紋等光強信號檢測實現(xiàn)對應(yīng)目標對準位置的測量，進而提高了對準系統(tǒng)的柔性、通用性以及對準效率，有助于提高光刻投影裝置的產(chǎn)率。

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1是本發(fā)明所示出的含有的數(shù)字微鏡器件的光刻投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所示出的X方向數(shù)字微鏡器件產(chǎn)生的參考光柵圖案與目標光柵掃描過程示意圖；

圖3是本發(fā)明所示出的基于雙波長對準的數(shù)字微鏡器件光柵對準系統(tǒng)示意圖；

圖4是雙波長對準不同象限內(nèi)光柵標記的掃描示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的一種具體實施例的用于光刻設(shè)備的光柵對準系統(tǒng)和方法。然而，應(yīng)當將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實施。