[發明專利]掩模對準裝置及光刻設備

在審

• 申請號: 202011521310.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN114647160A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 邢奕飛;孫建超
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發明提供了一種掩模對準裝置及光刻設備，在基準板和光子晶體轉換元件之間設置匯聚鏡組，匯聚鏡組可將空間像透過基準參考標記后形成的輻射光斑匯聚至光子晶體轉換元件中，并被輻射探測器探測到，相當于將輻射光斑的光線偏折進光子晶體轉換元件中，延長輻射光斑的部分光線經過所述光子晶體轉換元件的長度，避免了輻射光斑的能量損失，提升了光子晶體轉換元件的能量轉化率，進而提高的對準精度。

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，尤其涉及一種掩模對準裝置及光刻設備。

背景技術

在光刻設備中，通過使用掩模對準裝置中的對準標記進行對準掃描以得到對準信息，對這些信息進行相應處理，得到掩模版和工件臺的位置關系，實現掩模版和工件臺的對準，該光刻設備的掩模對準裝置包括：照明組件、照射窗口及其控制板、掩模版及其掩模對準標記、掩模臺、掩模臺位置探測器、投影組件、基準板及其基準參考標記、工件臺位置探測器、光子晶體轉換元件和輻射探測器；照射窗口及其控制板用于形成窗口以將輻射光線透射到掩模對準標記上形成透射像或反射像，該透射像或反射像通過投影組件投射形成空間像，空間像透射過基準參考標記后形成輻射光斑，輻射光斑的能量被光子晶體轉換元件吸收后激發出可見光，最終被輻射探測器接收。掩模臺位置探測器和工件臺位置探測器分別探測對準掃描過程中的掩模臺和工件臺的空間位置，最后結合輻射探測器收集的輻射能量按照一定的模型計算得到對準位置，該對準位置即掩模版與工件臺之間的位置關系。

由于光子晶體轉換元件的尺寸有限，當投影組件的數值孔徑過大或掩模對準標記具有至少兩組光柵且相鄰光柵之間的間距過大時，輻射光斑的發散角過大，導致輻射光斑的一部分經過光子晶體轉換元件的長度不足，能量轉化率較低，導致輻射光斑的這部分能量不能被探測到，能量缺失會影響對準精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種掩模對準裝置及光刻設備，提升輻射光斑的能量轉化率，消除了輻射光斑能量缺失的問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種掩模對準裝置，用于實現掩模版和工件臺的對準，包括：

照明組件，用于發出輻射光線照射位于所述掩模版上的掩模對準標記；

投影組件，用于將所述掩模對準標記投影成空間像；

基準板，位于所述工件臺上，用于承載基準參考標記；

圖像探測組件，包括匯聚鏡組、光子晶體轉換元件及輻射探測器，所述匯聚鏡組將空間像透過所述基準參考標記后形成的輻射光斑匯聚至所述光子晶體轉換元件中，所述輻射探測器探測所述輻射光斑透過所述光子晶體轉換元件后的輻射信息。

可選的，所述掩模對準標記及所述基準參考標記均包括至少兩組光柵，所述掩模對準標記的每組光柵沿預定方向上的間距均為d₁₁，所述基準參考標記的相鄰光柵沿所述預定方向上的間距依次為d₂₁…d_2n，且滿足如下關系：

其中，d為大于0的常數，m為所述投影組件的投影倍率，n為所述基準參考標記的相鄰光柵之間的間距的序號，n的取值為1～N-1，N為所述基準參考標記中的光柵的組數，且N為大于或等于2的整數，Δd為所述空間像投影至所述基準板上后沿所述預定方向的寬度。

可選的，所述匯聚鏡組為一匯聚鏡片。

可選的，所述匯聚鏡片為凸透鏡、菲涅爾透鏡或微透鏡陣列。

可選的，所述匯聚鏡片的直徑D滿足如下關系：

其中，l為所述基準參考標記中的每組光柵沿所述預定方向的寬度，Z₁為所述基準板與所述光子晶體轉換元件之間的距離，θ為所述輻射光斑的發散角。

可選的，當所述匯聚鏡片為凸透鏡或菲涅爾透鏡時，所述匯聚鏡片的焦距f滿足如下關系：