[发明专利]光刻机掩模预对准装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造装备制造领域，尤其涉及一种用于光刻机的掩模预对准装置及方法。

背景技术

光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于：集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS(微电子机械系统)/MOMS(微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工装置等。

光刻机的掩模预对准是将掩模在一定对准精度范围内与光刻物镜光轴进行预对准，包括水平位移方向和水平旋转方向的对准，以使得掩模的精对准标记位于精对准系统的捕获范围内。掩模预对准的精度影响精对准的效率，而掩模预对准的效率影响着掩模的上片速度，所以，掩模预对准影响着光刻机的曝光生产效率，提高预对准的效率和精度是提高光刻机生产效率的重要一环。

如图1所示，专利CN101403865提供了一种掩模预对准装置，该装置的技术特点是具有左右对称的两路对准光路，使用两个四象限传感器101分别采集掩模上的两个预对准标记，利用每个象限之间能量差值关系表征掩模的位置信息。这种装置是光刻机系统中常用的预对准方法，无论是用于掩模预对准还是硅片预对准。但是，这种预对准装置的对准精度受限于照明的能量，稳定性，震动和四象限传感器的精度等因素。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题，提供一种结构简洁、工程制造成本较低的光刻机掩模预对准装置及方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开的技术方案如下：

一种用于光刻机的掩模预对准装置，包括：调制信号电源，照明模块，掩模，掩模预对准标记、四象限传感器和信号处理模块组成，其特征在于所述调制信号电源提供两种不同频率的电流或电压使照明模块出射两种不同频率的光斑，所述两种不同频率的光斑经过设置在所述掩模上的所述掩模预对准标记后，被所述四象限传感器接收。

其中，所述照明模块包括两个结构相同的照明构件，用于发射脉冲式发射光。

其中，所述掩模预对准标记至少包括形状相同的第一掩模预对准标记和第二掩模预对准标记。

其中，所述掩模预对准标记为中心对成形图案标记。

其中，所述信号处理模块包括信号采集组件和信号计算组件，所述信号采集组件将输入信号根据不同频率分开，所述信号计算组件计算所述掩模的水平位移和水平旋转位置信息。

一种用于光刻机的掩模预对准方法，包括调制信号电源提供两种不同频率的电流或电压使照明模块出射两种不同频率的光斑，所述两种不同频率的光斑，在通过设置在掩模上的掩模预对准标记后，被四象限传感器接收并转化为输入信号，信号处理模块将所述输入信号根据不同频率分开并计算所述掩模的水平位移和水平旋转位置信息。

进一步地，所述计算掩模的水平位移和水平旋转位置信息，步骤如下：

步骤1，所述掩模预对准标记设置有第一掩模预对准标记和第二掩模预对准标记，

步骤2，所述两种不同频率的光斑包括第一光斑和第二光斑，所述第一光斑通过所述第一掩模预对准标记获得第一标记投影光斑，所述第二光斑通过所述第二掩模预对准标记获得第二标记投影光斑，

步骤3，所述四象限传感器设置有感光区域，划分所述感光区域为A象限，B象限，C象限，及D象限，用于接受上述第一标记投影光斑及第二标记投影光斑，按照投影位置与上述象限的关系，划分为第一标记投影光斑A象限信号A_{s_l}，第一标记投影光斑B象限信号B_{a_l}，第一标记投影光斑C象限信号C_{s_l}，第一标记投影光斑D象限信号D_{s_l}，第二标记投影光斑A象限信号A_{s_r}，第二标记投影光斑B象限信号B_{s_r}，第二标记投影光斑C象限信号C_{s_r}，第二标记投影光斑D象限信号D_{s_}r，

步骤4，根据下列公式，计算出所述掩模的位置信息，

X＝a(A_{s_l}+B_{s_l}+A_{s_r}+B_{s_r}-C_{s_l}-D_{s_l}-C_{s_r}-D_{s_r})