[发明专利]一种用于DUV光刻装置的掩模对准面形探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及一种用于DUV光刻装置掩模对准面形探测装置。

背景技术

光刻机属于芯片制造的工艺线上的一类关键设备，其原理就是利用投影镜头，通过照明光源照射掩模板，将掩模上的图案，曝光到硅片上的指定的位置。为了将掩模上的图案准确的曝光到指定位置，需要配备掩模对准系统。掩模对准系统，是在硅片面上，使用探测器去探测掩模板上掩模标记的成像，获取成像位置。掩模与硅片的位置关系是通过掩模对准和硅片对准来实现的。

现有的掩模对准的探测装置，其探测单元数与掩模标记的单元数目相当，探测标记尺寸与掩模标记成像的尺寸相当，所以在进行掩模标记的捕获过程中，即相当于点对点的探测，很难快速直接找到标记成像位置。一般采用的方法是在掩模台基准板上或掩模板上加入专用的捕获的标记，该标记尺寸比标准的掩模对准标记尺寸要大，即掩模台基准板或掩模板上需要专门留出一定的捕获标记布局区域。占用了一定的资源(对于掩模板)。

而在标记成像位置的捕获过程中，由于不是采用的面型探测装置，需要进行多次水平向和垂向扫描对准，以逐级进行标记的捕获。尤其是粗扫描，相比精扫描，其扫描长度长，相邻采样点时间间隔长，占用的系统的时间长。

该方法的缺点：

一是多次扫描占用的时间长，在一定程度上降低了生产效率；

二是由于光刻装置使用的DUV深紫外脉冲光源，光源已经消耗的脉冲数越多，光源剩余使用年限就越少，从这个角度上也浪费了资源。尤其在设备出厂前的测试过程中，设备的其它分系统由于不定期的进行装校，影响到工件台的位置经常进行重新标定，也直接引起对准系统标记成像位置重新标定，重新对标记进行捕获，花费的时间长和消耗的光脉冲多。间接的降低了光刻装置出厂后光源的使用寿命。

发明内容

采用面形探测装置可以有效的解决上述的缺点，据此，本发明提出了一种用于DUV光刻装置的掩模对准面形探测装置，以实现掩模对准的功能的基础上，快速实现掩模标记成像的捕获。

本发明提出的用于DUV光刻装置的掩模对准面形探测装置，包括探测部分和处理部分，其中探测部分包括：

面形探测标记，包含多个独立的探测标记；

光学滤波器，包含多个光学滤波器单元，将DUV转化成可见光；

面形的硅光电二极管，包括多个独立的单元，对转化后的可见光进行探测；

放大器，包括多路放大器单元，对面形的硅光电二极管的每个单元输出的信号进行放大；

处理部分包括：

信号处理元件，具有多个信号处理单元，对从信号输出线缆输出的放大器的信号进行处理；

模数转换元件，具有多个模数转换单元对相应的信号处理单元输出的模拟信号进行模数转换；

运算处理元件，控制模数转换元件并接收转换后的数字信号，对数字信号进行处理，直接换算出标记成像相对于面形探测装置探测区域表面中心的位置；

上位机，控制运算处理元件工作，并接收运算处理元件的处理结果；

其中，面形探测装置具有多个探测单元，每个探测单元都有相应的一个探测标记、一个光学滤波器单元、一个硅光电二极管单元，一个放大器单元、一个信号处理单元、一个模数转换单元。

其中，光学滤波器的各单元对内部各单元光路相互之间进行隔离。

其中，还包括设置于各硅光电二极管单元之间的隔离板，对各探测单元进行物理的隔离。

其中，面形探测标记上兼容现有掩模对准标记的形状。

其中，上述装置可被应用于光刻装置中。

其中，探测部分被设置于光刻装置的硅片台上。

其中，在进行对准捕获时，有两种对准捕获方法：一是静态对准捕获，二是动态对准捕获。

其中，在采用静态对准捕获时，工件台静止，光源发出激光脉冲，光束透过掩模标记和投影镜头成像于面形探测装置探测单元上，各探测单元同时对光脉冲进行采集、探测，通过设定阀值Iv，选取大于Iv的能量值为Imn进行数据处理，对应的探测单元的编号mn即为所捕获的成像位置。

其中，Iv为能量最大值Imax的1/2。

其中，在一次激光脉冲未捕获成功时，移动工件台，进行微量步进，重复一次静态对准捕获

其中，在静态对准捕获之后，采用动态对准捕获，确定最佳对准位置。

其中，在采用动态对准捕获时，在多个不同的高度上进行扫描，水平方向上的最大光强数据所对应的位置为最佳水平对准位置，对水平方向上的最大光强数据进行拟合处理，获取最佳垂向对准位置。

其中，采用抛物线拟合处理获取最佳垂向对准位置，抛物线的顶点所对应的位置即为最佳垂向对准位置。