[發明專利]一種投影光刻莫爾對準裝置及方法

在審

• 申請號: 202211207341.7
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115561979A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 李天;周紹林;陳志堅;李斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

本發明公開了一種投影光刻莫爾對準裝置及，其中裝置包括：照明系統、掩模標記、光刻投影物鏡、對準標記、DMD空間調制器、CCD相機和傳感器運動臺；照明系統發射光線，光線穿過掩模標記后，經過光刻投影物鏡形成空間像；通過控制傳感器運動臺的移動尋找空間像的位置，以使經過對準標記的光線產生衍射，形成莫爾條紋；莫爾條紋到達DMD空間調制器，進行編碼；編碼后的莫爾條紋到達CCD相機，根據采集獲得的光強信息重構莫爾條紋；根據重構的莫爾條紋獲取理想成像與實際成像的位置偏差，將位置偏差量反饋回傳感器運動臺進行修正，實現對準。本發明無需空間濾波片，光學系統更為簡單，降低了硬件成本，可廣泛應用于光學精密檢測技術領域。

技術領域

本發明涉及光學測量、光刻機系統的光學精密檢測技術領域，尤其涉及一種投影光刻莫爾對準裝置及方法。

背景技術

在半導體制造領域，光刻機是推動行業發展的核心技術之一，作為光刻機三大核心系統之一的光刻投影物鏡，它的成像質量決定了曝光線條的清晰度以及套刻誤差是否滿足公差，因此，必須對實際成像位置進行檢測并且修正以達到接近理想成像位置。常見的光刻對準方法包括明場和暗場對準、光柵衍射對準、空間像傳感器以及莫爾條紋對準。

明場和暗場對準是光度式的對準方法，明場的像來自于硅片上對準標記的反射光和散射光，暗場對準的像來自于對準標記邊緣的散射光和衍射光，并阻攔掉了直接反射光，明場對準的信號強度比暗場強，但精度不如暗場對準。

光柵衍射是通常是使用對準光對對準標記進行衍射，中間添加空間濾波器濾除不需要的級次，通過成像系統與掩模標記上的標記進行干涉，傳感器記錄信號解調得到位置偏移量。

空間像傳感器設計形狀一樣的掩模標記和對準標記通過工件臺在成像視場掃描，使得工件臺上的對準標記與掩模標記形成的空間像做卷積，將光強信號轉換為電信號，信號的最大值即為對準位置，通過模數轉換得到成像的偏移量。空間像傳感器對準有著較高的精度、并且能夠掃描三維空間像信息，但是需要設計對應的TIS標記，檢測時間較長，精度受限于工件臺。

傳統莫爾條紋對準方法采取的是用一束激光照射在硅片上的對準標記上，然后反射的光經過空間濾波片和投影物鏡后照射到掩模標記上的參考標記上，由于衍射效應產生莫爾條紋，最后用光電探測器接收光信號可以檢測實際成像與理想成像的位置偏移量。這種方式原理簡單、不需要昂貴的設備，但這種對準方式需要額外的激光光路，并且還需要空間濾波片來截取‘±1’級的衍射光。

發明內容

為至少一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，本發明的目的在于提供一種投影光刻莫爾對準裝置及方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種投影光刻莫爾對準裝置，包括：照明系統、掩模標記、光刻投影物鏡、對準標記、DMD空間調制器、CCD相機和傳感器運動臺；所述對準標記、DMD空間調制器和CCD相機設置在傳感器運動臺上；

照明系統發射光線，光線穿過掩模標記后，經過光刻投影物鏡形成空間像；通過控制傳感器運動臺的移動尋找空間像的位置，以使空間像與對準標記發生衍射，形成莫爾條紋；莫爾條紋到達DMD空間調制器，進行編碼；編碼后的莫爾條紋到達CCD相機，根據采集獲得的光強信息重構莫爾條紋；根據重構的莫爾條紋獲取理想成像與實際成像的位置偏差，將位置偏差量反饋回傳感器運動臺進行修正，實現對準。其中，該理想成像可通過仿真提前計算得到。

進一步地，所述掩模標記的強度分布為：

所述對準標記的強度分布為：

其中，f₁代表掩模標記的頻率，f₂代表對準標記的頻率；t_xy1為掩模標記的x、y坐標，t_xy2為對準標記的的x、y坐標。