[发明专利]脉冲光信号发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲光信号发生装置，尤其涉及一种光刻机五象限光电传感器测试中使用的脉冲光信号发生装置。

背景技术

现有技术中的光刻装置，主要用于集成电路IC或其他微型器件的制造。通过光刻装置，具有不同掩模图案的多层掩模在精确对准下依次成像在涂覆有光刻胶的硅片上，例如半导体硅片或LCD板。光刻装置大体上分为两类，一类是步进光刻装置，掩模图案一次曝光成像在硅片的一个曝光区域，随后硅片相对于掩模移动，将下一个曝光区域移动到掩模图案和投影物镜下方，再一次将掩模图案曝光在硅片的另一曝光区域，重复这一过程直到硅片上所有曝光区域都拥有掩模图案的像。另一类是步进扫描光刻装置，在上述过程中，掩模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像。在掩模图案成像过程中，掩模与硅片同时相对于投影系统和投影光束移动。

光刻装置中关键的步骤是将掩模与硅片对准。第一层掩模图案在硅片上曝光后从装置中移开，在硅片进行相关的工艺处理后，进行第二层掩模图案的曝光，但为确保第二层掩模图案和随后掩模图案的像相对于硅片上已曝光掩模图案像的精确定位，需要将掩模和硅片进行精确对准。由光刻技术制造的IC器件需要多次曝光在硅片中形成多层电路，因此光刻装置中需要配置对准系统，实现掩模和硅片的精确对准。当特征尺寸要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对对准精度的要求变得更加严格。

光刻装置的对准系统，其主要功能是在套刻曝光前实现掩模和硅片的对准，即测出硅片在机器坐标系中的坐标(X_W，Y_W，Ф_WZ)，及掩模在机器坐标系中的坐标(X_R，Y_R，ФR_Z)，并计算得到掩模相对于硅片的位置，以满足套刻精度的要求。现有技术有两种对准方案。其中一种是透过镜头的同轴对准技术，激光照明在设置在硅片上的周期性相位光栅结构的对准标记，由光刻装置的投影物镜所收集的硅片对准标记的衍射光或散射光照射在掩模对准标记上，该对准标记可以为振幅或相位光栅。在掩模标记后设置探测器，当在投影物镜下扫描硅片时，探测器探测透过掩模标记的光强，探测器输出的最大值表示正确的对准位置。该对准位置为用于监测硅片台位置移动的激光干涉仪的位置测量提供了零基准。

典型的同轴对准系统中的关键部件系统包括：曝光光源(包括照明光源)，掩模与掩模台，投影系统，工件台与硅片，光电传感器等，如图1所示。

实际工艺过程中，同轴对准系统采用透射式掩模进行同轴对准，采用曝光光源(例如：193nm)进行同轴对准，在对准过程中，曝光光源为脉冲光，脉冲频率在1kHz～4kHz之间，如图3所示。然而，当前市场上成熟的光电二极管基本上都是在可见光波段，因此，在同轴对准系统中，采用相应的光学手段将193nm的紫外光转化为可见光，图1所示中采用光子转换晶体，将曝光光源波长193nm的紫外光转化为以530nm为中心波长的可见光，并采用传感器进行相应的信号采集及检测。

由于光刻装置系统的特殊性，在实际产品集成之前，必须对同轴对准系统中采用的光电传感器及其相应的信号处理电路进行充分的测试，包括测试系统运行性能、测试光电传感器及其相应的信号处理电路的重复精度、验证光电传感器及其相应的信号处理电路的动态性能，保证光电传感器(及其相应的信号处理电路)的可靠性，因此，需要采用合适的测试装置及方法。基于装配上的难度，同轴对准系统中采用的光电传感器及其相应的信号处理电路不可能装配在相应的光刻装置中进行测试，因而，需要采用离线测试方法进行测试。在离线测试过程中，需要根据实际的工作环境、信号输入形式进行模拟。离线测试装置需要包含有具备模拟曝光光源作用的光源系统。上文提到，在实际的光刻装置中，同轴对准系统中采用的光电传感器及其相应的信号处理电路的输入信号为脉冲式可见光波段的光信号(例如530nm脉冲信号，信号形式如图4所示)，当前市场上成熟的可见光波段光源基本上都是连续光，脉冲光的产品成本极高。因此，需要一种可利用现有连续可见光光源实现对同轴对准系统中采用的光电传感器及其相应的信号处理电路进行测试的装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是模拟光刻装置曝光光源光信号，以提供光刻装置同轴对准系统离线测量中的光信号。

为解决上述问题，本发明提供一种脉冲光信号发生装置，包括：

激光光源，产生连续可见光；

第一孔径光阑，所述第一孔径光阑上分布至少一个通光孔；

第二孔径光阑，与第一孔径光阑相匹配；