[发明专利]一种使用信号处理的方法进行硅片对准的对准系统及方法

权利要求书

1.一种用于光刻设备的硅片对准系统，包括：光源模块，激光调制模块，对准标记，照明与成像单元，对准信号采集单元，对准信号处理单元，以及位置采集与运动控制单元；所述光源模块提供照明光，所述激光调制模块调制所述照明光，所述照明与成像单元将对准标记成像于对准信号采集单元的参考光栅上，并由所述对准信号采集单元将光强信号转换为数字信号，所述对准信号处理单元对对准信号采集单元输出的信号进行拟合并提取对准位置，所述位置采集与运动控制单元根据该提取出的对准位置，控制工件台运动到指定位置；其特征在于：所述硅片对准系统以步进方式扫描对准标记，通过对扫描得到的光强信号进行数字滤波，提取其光强信号的第三级信号用于对准，分析所述第三级信号振荡波形中最靠近原始光强信号中心位置的峰值位置，得到对准位置；所述对准标记包括两组排列方向相互垂直的标记，所述每组标记由一组等间距排列的线条构成，相邻线条之间形成沟槽，且线条宽度小于槽宽；所述参考光栅是具有与对准标记相同的周期，相同的条纹个数，但占空比不同的透射型光栅；所述对准信号采集单元包括光电信号处理器、模数转换模块和数字滤波器。

2.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准标记包括位于硅片上的硅片对准标记和位于基准板上的基准板标记，所述硅片对准标记和所述基准板对准标记具有完全相同的结构。

3.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述参考光栅的占空比大于所述对准标记的占空比。

4.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述光源模块是波长为300nm～800nm的单波长激光光源。

5.根据权利要求4所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述光源是波长为633纳米的红光或波长为532纳米的绿光。

6.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述激光调制模块对激光信号进行高频调制。

7.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述照明与成像单元包括中继透镜、半透半反镜、物镜、反射镜以及透镜，其中所述物镜和透镜组成双远心成像系统。

8.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述光电信号处理器包括模拟带通滤波器，且其通带频率包含所述激光调制模块的调制信号的频率。

9.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述数字滤波器包括低通数字滤波器和高通数字滤波器，所述低通数字滤波器的截止频率为所选取的对准信号的频谱中第三级信号的上限，所述高通数字滤波器的截止频率为所选取的对准信号的频谱中第三级信号的下限。

10.根据权利要求1所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准信号处理单元包括对准信号拟合环节、对准位置求解环节、对准控制环节。

11.根据权利要求10所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准信号拟合环节以正弦模型对对准信号进行拟合处理。

12.根据权利要求10所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准位置求解环节根据拟合得到的拟合曲线求取其最靠近原始信号中心位置的一个峰值位置，作为对准位置。

13.根据权利要求10所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准控制环节将获得的对准位置转换为工件台坐标系下的位置坐标，并存储所述位置坐标。

14.根据权利要求10所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述对准控制环节控制位置采集与运动控制单元、对准信号采集单元，以及整个对准系统的控制与操作。

15.根据权利要求2所述的用于光刻设备的硅片对准系统，其特征在于：所述位置采集与控制单元包括位置数据采集模块，用于承载工件台的运动台，以及运动控制模块；所述位置采集模块采集工件台的位置信息，并将位置数据实时地提供给对准信号处理单元和运动控制模块；所述运动控制模块控制运动台带动工件台到特定的位置，对硅片对准标记或基准板对准标记进行步进扫描；所述运动台由直线电机驱动，在运动控制模块的控制下，在水平面内正交方向上进行直线往复运动和高精度定位。