[发明专利]一种基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统及方法

权利要求书

1.一种基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，包括分束器(7)，所述分束器(7)的两端分别安装有CMOS相机(14)和硅片(11)，所述分束器(7)与CMOS相机(14)之间依次设置有低通滤波片(12)和镜筒透镜(13)，所述分束器(7)与硅片(11)之间依次设置有显微物镜(8)和掩膜(10)，所述掩膜(10)的一端设有介质微球层(9)；所述分束器(7)的一侧安装有激光器(1)，所述激光器(1)与分束器(7)之间设置有柯勒照明系统；

所述掩膜(10)上设有第一对准标记(15)、第二对准标记(16)和第三对准标记(17)，所述硅片(11)上设有第四对准标记(18)、第五对准标记(19)和第六对准标记(20)，所述第一对准标记(15)、第二对准标记(16)和第三对准标记(17)分别与第四对准标记(18)、第五对准标记(19)和第六对准标记(20)相匹配。

2.根据权利要求1所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，所述柯勒照明系统包括第一透镜(6)、视场光阑(5)、第二透镜(4)、孔径光阑(3)和第三透镜(2)，所述第一透镜(6)、第二透镜(4)和第三透镜(2)均为聚光透镜。

3.根据权利要求1所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，所述第一对准标记(15)和第四对准标记(18)均包括两个十字标记和两个十字框，所述第一对准标记(15)的十字标记与第四对准标记(18)的十字框相匹配；所述第一对准标记(15)位于掩膜(10)的四角，所述第一对准标记(15)的两个十字标记设置在掩膜(10)的两对角。

4.根据权利要求1所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，所述第二对准标记(16)和第五对准标记(19)均包括两个光栅，两个所述光栅的设置方向相互垂直；所述第二对准标记(16)与第五对准标记(19)的光栅周期相同，且相对位置为半个周期；所述第二对准标记(16)的一个光栅设置在掩膜(10)的前侧或后侧，另一个光栅设置在掩膜(10)的左侧或右侧。

5.根据权利要求1所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，所述第三对准标记(17)为设置在掩膜(10)中心的正六边形环，所述第六对准标记(20)为设置在硅片(11)中心的两个正六边形线框，所述两个正六边形线框同心。

6.根据权利要求1所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统，其特征在于，所述介质微球层(9)包括去离子水和PS微球。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的基于介质微球超分辨成像的复合光刻对准系统进行对准的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：打开激光器(1)，使第一对准标记(15)、第二对准标记(16)、第三对准标记(17)、第四对准标记(18)、第五对准标记(19)和第六对准标记(20)均成像于CMOS相机(14)，CMOS相机(14)输出图像；

S2：利用CMOS相机输出的图像，使第一对准标记(15)的两个十字标记填充在第四对准标记(18)的两个十字框中，第四对准标记(18)的两个十字标记填充在第一对准标记(15)的两个十字框中，完成粗对准，CMOS相机(14)输出粗对准图像；

S3：利用粗对准图像，使掩膜(10)的光栅嵌入到硅片(11)光栅的间隙中，确保不会产生线宽放大的莫尔条纹，完成精对准预处理，CMOS相机(14)输出预处理图像；

S4：利用预处理图像，使掩膜(10)中心的正六边形环嵌套入硅片(11)中心的两个正六边形框之间；

S5：通过在掩膜(10)上方添加介质微球，进行超分辨成像；再次校正，使掩膜(10)中心的正六边形环再次嵌套入硅片(11)中心的两个正六边形框之间，完成精对准。