[发明专利]用于掩模对准的探测器系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造装备技术领域，尤其涉及一种用于掩模对准的探测器系统及探测方法。

背景技术

光刻设备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。

利用光刻设备实现曝光的过程中，掩模版与曝光对象(例如硅片、印刷电路板等)的位置必须对准，通常掩模版上方与曝光对象上方均配置一定的位置对准装置，用于建立掩模版与曝光对象之间精确的相对位置关系。

专利CN200510112114.6公开了一种同轴对准信号采集及处理控制方法及关键子系统，文中提到对准扫描所采用的工件台运动轨迹，为多个不同水平面运动构成二维运动轨迹。CN200910045415.X、CN200810036910.X、CN200810036911.4等公开了用于实现第一物件(位于掩模或掩模基准版上的透射式标记)相对于第二物件(位于工件台基准板上的参考标记)的位置关系的对准系统或对准标记。文中所提到的对准系统为获取垂向对准位置，必须采取包括个多个不同水平面运动构成二维运动轨迹。该扫描方式下，工件台在每个水平向的扫描涉及到工件台的加速、匀速、减速过程，不同的水平面之间通过工件台在垂向进行步进控制来实现，而工件台由一个水平面步进到另一个水平面，又会涉及到工件台的重新调平调焦，以进行下一次的水平向的扫描。该多个不同水平面的二维扫描运动，消耗设备时间较长，在一定程度上降低了设备产率。

现有技术中急需要一种新的掩模对准装置或掩模对准方法，以简化对准扫描方式，提高对准效率并进一步提高设备产率。

发明内容

为克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供一种用于掩模对准的探测器系统及探测方法。

为了实现上述发明目的，本发明一种用于掩模对准的探测器系统，包括：透射光栅及探测器单元，掩模对准标记的光学成像经过该透射光栅后由该探测器单元接收，其特征在于，该探测器单元包括至少两个探测器，该探测器在垂直方向上呈递增或递减位置分步，在水平方向上呈直线分布。

更进一步地，该探测器系统还包括一光学组件，该掩模对准标记的光学成像经该透射光栅后经该光学组件后透过。该探测器系统还包括一信号放大单元，该信号放大单元用于将该探测器接收的信号放大。该探测器探测表面之间的垂向距离为Δz，其中Δz的取值范围为1um～10mm。

本发明同时公开一种光刻设备，包括：掩模台、投影物镜、工件台，其特征在于，该光刻设备还包括上文所述的用于掩模对准的探测器系统。

本发明同时公开一种用于掩模对准的探测方法，包括：将掩模对准标记的光学成像经过透射光栅后由探测器单元接收，其特征在于，该探测器单元包括至少两个探测器，该探测器在垂直方向上呈递增或递减位置分步，在水平方向上呈直线分布。

更进一步地，该探测器系统还包括一光学组件，该掩模对准标记的光学成像该透射光栅后经该光学组件后透过。该探测器系统还包括一信号放大单元，该信号放大单元用于将该探测器接收的信号放大。该探测器探测表面之间的垂向距离为Δz，其中Δz的取值范围为1um～10mm。该掩模对准标记数量大于或等于一。

本发明同时公开一种用于掩模对准方法，包括：

步骤一、对各探测器进行校准以确定各探测器的校准系数；

步骤二、水平向扫描光栅以获取初始光强数据及初始位置数据；

步骤三、利用该校准系数对该初始光强数据进行校准以获得校准后光强数据；

步骤四、根据各探测器的相对位置和坐标系方向对位置数据进行变换以或得变换后位置数据；

步骤五、对该校准后光强数据和变换后位置数据进行拟合处理以获得数学模型；

步骤六、根据该数学模型计算光强极值，该光强极值对应的位置数据即为对准位置。

更进一步地，该步骤一中的对各探测器进行校准采用归一化校准。该归一化校准具体包括：各探测器探测的最大光强值为：Im1，Im2，……，ImN，加入校准参数C1，C2，……，CN，根据Im1*C1＝Im2*C2＝……＝ImN*CN计算校准参数C1，C2，……，CN，其中N≥3。