[发明专利]一种对准装置和对准方法

权利要求书

1.一种对准装置，其特征在于，依次包括面阵探测器、成像镜头、分光棱镜、投影系统、对准标记，所述分光棱镜还与照明装置光路连接，所述对准标记位于硅片或者基准板上，所述对准标记包括并排放置的两组周期有差异的光栅，所述照明装置提供的照明光经过所述分光棱镜、所述投影系统后到达所述对准标记，产生衍射后光线通过所述投影系统、所述分光棱镜、所述成像镜头后在所述面阵探测器上形成莫尔条纹图像；

所述投影系统的光学放大倍率为-1倍，所述投影系统包括反射镜与物镜，所述反射镜为环形，中心开孔透光，并且位于所述物镜的后焦面上，

其中，当照明光经过分光棱镜、环形反射镜的中心孔以及物镜后照射至一组光栅上进行衍射，衍射光通过物镜和环形反射镜后以180°的角度翻转又反射回与前次照射的光栅周期有差异的另一组光栅上。

2.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，所述光栅为一维线性光栅。

3.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，所述探测器为电荷耦合元件或者互补金属氧化物半导体。

4.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，所述照明装置提供具有准直光线的照明光，所述照明光波长在450nm～750nm，或者所述照明光包括多个波长的光。

5.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，所述照明装置中还包括光源选通装置，选择一定波长的光源进行照明。

6.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，还包括处理单元与工件台，所述硅片或者基准板放置于所述工件台上，所述处理单元与所述面阵探测器、所述工件台电路连接。

7.如权利要求1所述的对准装置，其特征在于，所述投影系统与所述对准标记之间还设置孔径光阑，所述孔径光阑遮挡衍射角为0°的衍射光或者反射角为0°的反射光。

8.一种使用如权利要求1～7任意一项所述的对准装置的对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：打开照明装置，照明光依次经过分光棱镜、投影系统到达对准标记上第一组光栅上；

步骤二：从所述对准标记上衍射的第一组衍射光进入所述投影系统，所述投影系统将光线反射会聚至所述对准标记上第二组光栅上；

步骤三：从所述第二组光栅上衍射的第二组衍射光依次经过所述投影系统、所述分光棱镜以及成像镜头后在面阵探测器上形成莫尔条纹图像；

步骤四：处理单元根据所述面阵探测器传输的莫尔条纹图像的电信号，计算出当前所述对准标记所在的位置与标准位置的间距，并且根据该间距给工件台发送移动指令，直至所述对准标记所在的位置与标准位置间距为0，对准完成。

9.如权利要求8中所述的对准方法，其特征在于，步骤二中所述第一组衍射光中的+1级和-1级衍射光的出射角为θ₁，则其中λ为所述照明光的波长，P₁为步骤一中所述第一组光栅的周期。

10.如权利要求9中所述的对准方法，其特征在于，步骤二中所述会聚至所述对准标记第二组光栅上的光入射角为0°或者θ₁，当入射角为0°时，所述第二组衍射光中的+1级和-1级的衍射光的出射角为θ₃，其中λ为所述照明光的波长，P₂是所述第二组光栅的周期；当入射角为θ₁时，所述第二组衍射光中的+1级和-1级的衍射光的出射角为θ₂，其中即sinθ₂＝sinθ₁-sinθ₃。

11.如权利要求10中所述的对准方法，其特征在于，步骤三中所述莫尔条纹图像的周期