[发明专利]掩模对准探测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及对准探测领域，特别涉及应用于光刻装置的掩模对准探测装置及方法。

背景技术

由于高精度和高产能的需要，工业装置中存在大量精密光电测量和高速实时信号采样、数据采集、数据交换和通信传输测量系统和控制系统。这些系统需要采用多种方式实现传感器信号采样、数据采集、数据交换和数据传输通信等控制。这些装置包括：集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、MEMS/MOEMS光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置、印刷电路板加工装置以及印刷电路板器件贴装装置等。

在光刻装置中，对准系统为同轴对准系统与离轴对准系统，分别实现掩模(或掩模台基准板)与工件台基准板间及硅片与工件台基准板间的位置对准，通过对准操作确定掩模与硅片间的位置关系，准确地将掩模图形曝光在硅片相应的位置。光刻装置的同轴对准系统包括：照明系统、掩模板、掩模台、掩模台位置探测器、投影光学系统、工件台及工件台基准板、工件台位置探测器；其中掩模板上有掩模图案和掩模对准标记，投影光学系统用于将掩模图案投射形成空间像，用工件台基准板基准标记下方的探测装置探测该空间像；掩模台位置探测器和工件台位置探测器分别监测对准扫描过程中的掩模台和工件台的空间位置。

由于光刻设备的探测装置是位置信息与光信息的综合超高精密探测装置，因此对所使用的材料有严格的要求，特别是材料的光学和光热特性。同时，对该探测装置的制造精度和制造难度有特殊要求，需要在不降低装配精度和长期使用探测精度稳定的前提下，降低制造难度和成本。现有产品中荷兰ASML公司的探测装置的石英板盲孔加工制造困难，盲孔与光子转换晶体难于装配，其位置精度直接影响探测装置的能量利用率，标记各分支产生的透射光学信号间有串扰，其直接影响对准重复精度指标。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明解决的技术问题是避免透射光学信号窜扰，提高位置探测装置的装配精度与装配方便性，从而提高光刻设备的性能与效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种掩模对准探测装置，包括：

透射型标记；

光电组件，探测掩模对准标记的空间像经过上述透射型标记后的光强信息，所述光电组件依次包括光子转换晶体、光学滤波片、光电探测器，所述光电探测器通过隔离板的通孔与光学滤波片相连；

工件台基准板，上面有通孔，所述透射型标记通过工件台基准板通孔与所述光子转换晶体直接连接。

光电组件的结构进一步包括所述光子转换晶体和光学滤波片安装在光学支架的通孔中，所述掩模对准探测装置设置有暗销，用于将所述光学支架、所述隔离板和所述光电探测器支架固定，预放大电路板与所述光电探测器支架相连接。

进一步的，所述工件台基准板通孔边沿呈阶梯状，所述透射型标记放置在所述工件台基准板通孔边沿上，形成复合盲孔结构。

优选的，所述掩模对准探测装置设置有标记承载板，所述透射型标记设置在所述标记承载板上。

更进一步，所述标记承载板为石英板。

优选的，所述工件台基准板上还有反射型标记，用于硅片与工件台对准。

与现有技术相比，上述掩模对准探测装置具有以下优点：采用具有通孔的工件台基准板，从而在保证探测装置结构紧凑的基础上，降低了工件台基准板的加工难度、加工成本和透射型标记分支间光串扰量，提高了工件台基准板加工成品率，提高了同轴对准系统的对准重复精度。

本发明还提供了一种掩模对准探测方法，包括：

照明系统将照明光束照射到掩模对准标记上；

所述掩模对准标记通过投影物镜形成空间像；

光电组件探测所述空间像经过透射型标记后的光强信息，所述光电组件依次包括光子转换晶体、光学滤波片、光电探测器，所述光电探测器通过隔离板的通孔与光学滤波片相连，所述透射型标记通过工件台基准板通孔与所述光子转换晶体直接连接。

具体的，所述光子转换晶体和光学滤波片安装在光学支架的通孔中。

更进一步，所述掩模对准探测装置设置有暗销，用于将所述光学支架、所述隔离板和所述光电探测器支架固定，预放大电路板与所述光电探测器支架相连接。

具体的，所述工件台基准板通孔边沿呈阶梯状，所述透射型标记放置在所述工件台基准板通孔边沿上，形成复合盲孔结构。

附图说明

图1是包含同轴对准系统的光刻装置结构示意图；

图2是现有技术光刻装置中掩模对准探测装置结构示意图；

图3是本发明掩模对准探测装置第一种实施方案结构示意图；