[发明专利]用于光刻系统的对准装置

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路和/或其他微型器件制造领域的光刻装置，尤其涉及一种用于光刻系统的对准装置。

背景技术

光刻机是集成电路加工过程中最为关键的设备。对准是光刻机的主要工艺流程之一，通过掩模、掩模台、硅片、硅片台上的特殊标记确定它们之间的相对位置关系，使掩模图形能够精确的成像于硅片上，实现套刻精度。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一。对准可分为掩模对准和硅片对准，掩模对准实现掩模与工件台的相对位置关系，硅片对准实现硅片与硅片台的相对位置关系。掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。

现有技术方案中，对准系统在光刻设备中完成硅片标记像与参考光栅间的相对位置对准，利用偏转元件将硅片标记各级次的干涉像分开，使光束的各个级次分别干涉成像。如专利CN1506768A和US6297876B1中公开的内容可知，偏转元件是由楔块（在光学平板上粘贴小棱镜实现光束的偏折，各小棱镜块具有不同的角度）或者楔板组（由多个楔块胶合组合而成，光束通过不同的楔块组合达到偏转不同角度的目的）组成，用于完成各级次的分光，使各子光束的像到达基准面内的不同位置。衍射光束进入楔块或者楔板组时有一个微小的角度（由光学系统设计而定），因此楔块或者楔板组的材料、厚度都会给光学系统带入像差，而且楔块或者楔板组的加工都离不开胶合工序，在此操作中必定会引入胶合误差，会影响最终的对准的精度，因此偏转元件像差和胶合精度的控制对整个偏轴对准系统的对准精度及其重要。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种用于光刻系统的对准装置，该对准装置包括一偏转模块，该偏转模块可以完全消除原光学设计中由楔块和楔板组带入的各项像差。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于光刻系统的对准装置，照明模块，用于提供照射对准标记的光束；光学装置，对对准标记各级次的衍射光进行光学处理；探测模块，用于探测干涉像；其中光学装置包括一偏转模块，偏转模块使各级次衍射光分别形成干涉像。

更进一步地，该偏转模块包括多个对各级次衍射光进行反射的反射面，该反射面均与一棱镜一体成型。

更进一步地，该反射面包括沿X方向排列的-3级次反射面、-2级次反射面、-1级次反射面、+1级次反射面、+2级次反射面以及+3级次反射面，和沿Y方向排列的-3级次反射面、-2级次反射面、-1级次反射面、+1级次反射面、+2级次反射面以及+3级次反射面。该同一方向的同一正负级次反射面的偏转角相同。该棱镜为等腰直角棱镜。该反射面上镀有高反膜。该干涉像面上各级次位置与反射面的偏转角的位置满足公式：                                                ，其中为第N衍射级次的光在干涉像面上的成像距离，是对准后组透镜的焦距，为反射面的偏转角度。

更进一步地，该光学装置还包括对准前组透镜和对准后组透镜。该照明模块用于提供红色激光和绿色激光。该偏转模块由任意玻璃材料制成。

与现有技术相比较，本发明所提供的用于光刻系统的对准装置根据楔板偏转角度的工作原理设计而成，提供一组用于同样功能的反射面，每个反射面面都有各自不同的角度，在光学系统中反射面是唯一成完善像的元件，所以此方法可以完全消除原光学设计中由楔块和楔板组带入的各项像差（例如：球差、像散等），此反射面的各反射面是在一整块棱镜上加工而来的，因此在实际加工省去了胶合工序。在对准系统中运用反射面面代替楔块和楔板组，不仅有效的简化了光学设计中的像差平衡，而且还消除了加工中胶合工序引入的误差项，提高整个系统了对准精度。

附图说明

关于本发明的优点可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是光刻系统的离轴对准系统的原理结构示意图；

图2是用于光刻系统的对准标记的结构示意图；

图3是本发明所示出的偏转模块的结构示意图；

图4是本发明所示出的偏转模块的反射面的偏角示意图；

图5是本发明所示出的经过偏转模块后获得的光束干涉像的示意图。

具体实施方式

    下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的用于光刻系统的对准装置。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。