[发明专利]基于阵列光电传感器的背面离轴对准系统、光刻装置及方法

权利要求书

1.一种基于阵列光电传感器的背面离轴对准系统，用于确定基底与工件台之间的相对位置关系，其中，所述工件台，具有第一表面及与第二表面相对的第二表面，用于支撑所述基底并提供所述基底运动，所述基底的背面与所述工件台的第一表面接触，该对准系统包括：

一成像光学系统，用于将所述基底背面的至少一个对准标记成像于所述工件台第一表面上方；

阵列光电传感器，用于探测所述对准标记的像，其中，所述阵列传感器包括多数相互分离的光电传感器，每个光电传感器的光敏面尺寸大于所述对准标记的像的最小尺寸所述任意两个光电传感器的光敏面之间的间距小于所述对准标记的像的最小尺寸；

控制模块，用于采集并处理所述对准标记的像信息以确定所述基板背面的对准标记的位置信息。

2.如权利要求1所述的背面离轴对准系统，其特征在于，所述成像光学系统包括第一成像光学子系统和第二成像光学子系统，所述第一、第二成像光学子系统结构一致。

3.如权利要求2所述的背面离轴对准系统，其特征在于，所述第一、第二成像光学子系统按照光线传播的方向依次包括：照明模块、一偏振分束器、一成像透镜组以及一反射镜。

4.如权利要求3所述的背面离轴对准系统，其特征在于，所述照明模块设置在所述工件台外部，所述偏振分束器、成像透镜组以及反射镜设置在所述工件台内部。

5.如权利要求1所述的背面离轴对准系统，其特征在于，所述每个光电传感器的位置固定且对应一坐标位置，该坐标位置可通过测校方式进行标定。

6.一种光刻装置，包括：

一照明系统，用于提供曝光光束；

一掩模台，用于支撑一掩模；

投影光学系统，用于将所述掩模图案成像在一基底表面；

工件台，用于支撑所述基底，并提供所述基底运动，具有第一表面及与第二表面相对的第二表面，所述基底的背面与所述工件台的第一表面接触；

其特征在于，该光刻装置还包括如权利要求1至5任一项所述的基于阵列传感器的背面离轴对准系统。

7.一种背面离轴对准的方法，包括：

提供一工件台用于支撑一基底并提供所述基底运动，所述工件台包括第一表面及与第一表面相对的第二表面，所述基底背面与所述第一表面接触，所述基底背面形成有至少一对准标记；

利用一成像光学系统，将所述基底背面的至少一个对准标记成像于所述工件台第一表面上方；

利用一阵列光电传感器探测所述对准标记的像；

根据所述对准标记在阵列传感器中成像的位置获取所述对准标记的位置信息。

8.如权利要求7所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述阵列光电传感器包括多个相互分离的光电传感器。

9.如权利要求8所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述每个光电传感器的位置固定且对应一坐标位置。

10.如权利要求8所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述光电传感器的光敏面尺寸大于所述标记的成像的最小尺寸；所述任意两个光电传感器的光敏面之间的间距小于所述标记的成像的最小尺寸。

11.如权利要求7所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述阵列光电传感器经校准标定后探测所述对准标记的像。

12.如权利要求11所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，采用静态对准法对所述阵列光电传感器校准标定，所述静态对准法包括：使所述工件台静止，由一对准光源发出的光束经所述成像光学系统照射至所述对准标记上形成所述对准标记的像，所述对准标记的像经所述阵列光电传感器探测后获得若干采集数据，设定一能量阈值Iv，选取大于Iv的能量值为Imn进行数据处理，即可获得对应编号为mn的分离的光电传感器在系统的中标定位置及对应的校准因子；其中， m为光电传感器的行编号，n为光电传感器的列编号，Iv为能量最大值Imax的1/2。

13.如权利要求8所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述根据所述成像的位置信息获取对准标记的位置具体包括：根据所述阵列光电传感器的每个光电传感器对应的通道的对准光信号中峰值信号的幅值信息以及所述光电传感器预设的位置坐标，拟和出对应的标记信号曲线，获取对准标记的位置信息。

14.如权利要求13所述的背面离轴对准的方法，其特征在于，所述获取对准标记的位置信息进一步包括：根据所述幅值信息计算所述光电传感器的位置偏移量，再根据所述光电传感器的校准因子，经过平均化处理后获得所述对准标记在整个光刻装置中的相对位置。