專利名稱：一種用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和對(duì)準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路或其他微型器件制造領(lǐng)域的光刻設(shè)備，尤其涉及一種用于光 刻設(shè)備對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和對(duì)準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
目前，光刻設(shè)備主要用于集成電路IC或其他微型器件的制造。通過(guò)光刻設(shè)備，具 有不同掩模圖案的多層掩模在精確對(duì)準(zhǔn)情況下依次曝光成像在涂覆有光刻膠的硅片上。目 前的光刻設(shè)備主要分為兩類，一類是步進(jìn)光刻設(shè)備，掩模圖案一次曝光成像在硅片的一個(gè) 曝光區(qū)域，隨后硅片相對(duì)于掩模移動(dòng)，將下一個(gè)曝光區(qū)域移動(dòng)到掩模圖案和投影物鏡下方， 再一次將掩模圖案曝光在硅片的另一曝光區(qū)域，重復(fù)這一過(guò)程直到硅片上所有曝光區(qū)域都 擁有相應(yīng)掩模圖案的像。另一類是步進(jìn)掃描光刻設(shè)備，在上述過(guò)程中，掩模圖案不是一次曝 光成像，而是通過(guò)投影光場(chǎng)的掃描移動(dòng)成像。在掩模圖案成像過(guò)程中，掩模與硅片同時(shí)相對(duì) 于投影系統(tǒng)和投影光束移動(dòng)，完成硅片曝光。光刻設(shè)備中關(guān)鍵的步驟是將掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)。第一層掩模圖案在硅片上曝光后從 設(shè)備中移走，在硅片進(jìn)行相關(guān)的工藝處理后，進(jìn)行第二層掩模圖案的曝光，但為確保第二層 掩模圖案和隨后掩模圖案的像相對(duì)于硅片上已曝光掩模圖案像的精確定位，需要將掩模和 硅片進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)。由于光刻技術(shù)制造的IC器件需要多次曝光在硅片中形成多層電路，為 此，光刻設(shè)備中要求實(shí)現(xiàn)掩模和硅片的精確對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)特征尺寸要求更小時(shí)，對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度的要 求將變得更加嚴(yán)格?，F(xiàn)有技術(shù)有兩種對(duì)準(zhǔn)方案。一種是透過(guò)鏡頭的TTL對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，激光照明掩模上的 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記通過(guò)物鏡成像于硅片平面，移動(dòng)硅片臺(tái)，使硅片臺(tái)上的參考標(biāo)記掃描對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所 成的像，同時(shí)采樣所成像的光強(qiáng)，探測(cè)器輸出的最大光強(qiáng)位置即表示正確的對(duì)準(zhǔn)位置，該對(duì) 準(zhǔn)位置為用于監(jiān)測(cè)硅片臺(tái)位置移動(dòng)的激光干涉儀的位置測(cè)量提供了零基準(zhǔn)。另一種是OA 離軸對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，通過(guò)離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)測(cè)量位于硅片臺(tái)上的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以及硅片臺(tái)上基準(zhǔn)板 的基準(zhǔn)標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)硅片對(duì)準(zhǔn)和硅片臺(tái)對(duì)準(zhǔn)；硅片臺(tái)上參考標(biāo)記與掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)掩 模對(duì)準(zhǔn)；由此可以得到掩模和硅片的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)掩模和硅片對(duì)準(zhǔn)。目前，主流光刻設(shè)備大多所采用的對(duì)準(zhǔn)方式為光柵對(duì)準(zhǔn)。光柵對(duì)準(zhǔn)是指照明光束 照射在光柵型對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上發(fā)生衍射，衍射光攜帶有關(guān)于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的全部信息。多級(jí)次 衍射光以不同角度從相位對(duì)準(zhǔn)光柵上散開(kāi)，通過(guò)空間濾波器濾掉零級(jí)光后，采集士 1級(jí)衍 射光，或者隨著CD要求的提高，同時(shí)采集多級(jí)衍射光(包括高級(jí))在參考面干涉成像，利用 像與相應(yīng)參考光柵在一定方向掃描，經(jīng)光電探測(cè)器探測(cè)和信號(hào)處理，確定對(duì)準(zhǔn)中心位置。一種現(xiàn)有技術(shù)的情況(中國(guó)發(fā)明專利CN1506768A，發(fā)明名稱用于光刻系統(tǒng)的對(duì) 準(zhǔn)系統(tǒng)和方法)，荷蘭ASML公司所采用的一種4f系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的ATHENA離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該對(duì)準(zhǔn) 系統(tǒng)在光源部分采用紅光、綠光雙光源照射；并采用楔塊列陣或楔板組來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記多 級(jí)衍射光的重疊和相干成像，并在像面上將成像空間分開(kāi)；紅光和綠光的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)一 個(gè)偏振分束棱鏡來(lái)分離；通過(guò)探測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記像透過(guò)參考光柵的透射光強(qiáng)，得到正弦輸出的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)。該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)通過(guò)探測(cè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的(包括高級(jí)次衍射光在內(nèi))多級(jí)次衍射光以減小 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記非對(duì)稱變形導(dǎo)致的對(duì)準(zhǔn)位置誤差。具體采用楔塊列陣或楔板組來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 多級(jí)衍射光的正、負(fù)級(jí)次光斑對(duì)應(yīng)重疊、相干成像，同時(shí)各級(jí)衍射光光束通過(guò)楔塊列陣或楔 板組的偏折使得對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記用于X方向?qū)?zhǔn)的光柵各級(jí)光柵像在像面沿y方向排列成像；用 于y方向?qū)?zhǔn)的光柵各級(jí)光柵像在像面沿χ方向排列成像，避免了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各級(jí)光柵像掃 描對(duì)應(yīng)參考光柵時(shí)不同周期光柵像同時(shí)掃描一個(gè)參考光柵的情況，有效解決信號(hào)的串?dāng)_問(wèn) 題。但是，使用楔塊列陣時(shí)，對(duì)折射正、負(fù)相同級(jí)次的兩楔塊的面型和楔角一致性要求很高； 而楔板組的加工制造、裝配和調(diào)整的要求也很高，具體實(shí)現(xiàn)起來(lái)工程難度較大，代價(jià)昂貴。另一種現(xiàn)有技術(shù)的情況(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200710044152. 1，發(fā)明名稱一種用 于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng))，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)采用具有粗細(xì)結(jié)合的三周期相位光柵，只利用這三 個(gè)周期的一級(jí)衍射光作為對(duì)準(zhǔn)信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)大的捕獲范圍的同時(shí)獲得高的對(duì)準(zhǔn)精度，只 使用各周期的一級(jí)衍射光，可以獲取較強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度，提高系統(tǒng)信噪比，不需要借助楔板等 調(diào)節(jié)裝置來(lái)分開(kāi)多路高級(jí)次衍射分量，簡(jiǎn)化光路設(shè)計(jì)和調(diào)試難度，但對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 在硅片和基準(zhǔn)板上一字排開(kāi)分布，降低了光源的利用率，并且這種排列方式在對(duì)準(zhǔn)掃描中 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各組光柵像掃描對(duì)應(yīng)參考光柵時(shí)，不同周期的光柵像同時(shí)掃描一個(gè)參考光柵的情 況，會(huì)引起掃描信號(hào)的串?dāng)_問(wèn)題，不利于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)。同時(shí)上述兩種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在發(fā)生硅片非對(duì)稱變形時(shí)會(huì)引起對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的非對(duì)稱變形， 從而導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)位置產(chǎn)生較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高對(duì)準(zhǔn)精度，減小對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記非對(duì)稱變形導(dǎo)致的對(duì)準(zhǔn)位置誤 差。本發(fā)明采用了下述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和對(duì)準(zhǔn)方法一種用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在兩個(gè)不同的方向上， 在每個(gè)方向上至少包含兩種不同周期的光柵，且每種光柵都有多個(gè)；不同周期的光柵在對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記的每個(gè)方向上交替排列；所述不同周期的光柵的士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成 像，所成像的周期分別與參考光柵的不同周期的光柵相對(duì)應(yīng)。其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的兩個(gè)方向相互垂直，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包含兩種不同周期的光 柵，這兩種周期的光柵在二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的每個(gè)方向上交替排列。其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的兩個(gè)方向相互垂直，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包含多于兩種不同周期的 光柵。其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中包含作為制造對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記基準(zhǔn)的“十”字圖形，且所述圖形可被 用于位置捕獲。其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是被形成于硅片的曝光場(chǎng)之間的互相垂直的劃線槽中的劃線 槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，每個(gè)劃線槽中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記都包含交替排列的兩種周期的光柵。其中劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中包含交替排列的兩種以上的周期的光柵。其中所述參考光柵為振幅型光柵，參考光柵各分支的周期大小與對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 士 1級(jí)衍射光成像周期大小相同。其中參考光柵各分支中光柵長(zhǎng)度與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中對(duì)應(yīng)方向上對(duì)應(yīng)光柵的長(zhǎng)度相同。
其中參考光柵中各分支光柵分布于互相垂直的兩條線上，每個(gè)光柵的位置根據(jù)對(duì) 準(zhǔn)系統(tǒng)中光束偏折器的偏折大小和對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)確定。其中參考光柵各分支光柵的寬度與對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記士 1級(jí)衍射光成像寬度相同。其中參考光柵各分支光柵的寬度大于或小于對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記士 1級(jí)衍射光成像寬度。一種采用上述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)方法，包括如下步驟(1)根據(jù)對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中“十”字所成的像的圖像處理或者對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中較大周期光柵 的士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光柵掃描得到的信號(hào)強(qiáng)度包絡(luò)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn) 位置捕獲，并獲得較大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息；(2)根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中小周期光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光 柵掃描得到的信號(hào)的位相信息進(jìn)行位置精密對(duì)準(zhǔn)。其中先利用二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中的“十”字圖形經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)后所成的像進(jìn)行位置捕獲， 再根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中大周期光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光柵掃描得 到的信號(hào)的位相信息進(jìn)行位置二級(jí)捕獲。其中所有掃描得到的信號(hào)都經(jīng)過(guò)軟件算法進(jìn)行信號(hào)位相峰值校正，使其在同一對(duì) 準(zhǔn)位置時(shí)所有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期的光柵所有經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的衍射光成像與相應(yīng)參 考光柵掃描得到的信號(hào)的位相信息一個(gè)周期中的峰值在同一位置。其中所有掃描得到的信號(hào)都經(jīng)過(guò)增益處理，使各個(gè)信號(hào)在強(qiáng)度上相當(dāng)。其中對(duì)用于位置捕獲的掃描強(qiáng)度信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行擬合處理。其中對(duì)得到的相應(yīng)于大周期光柵的三個(gè)或相應(yīng)于小周期光柵的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的 峰值對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行加權(quán)平均處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了包含至少兩組不同周期的分段光柵的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記， 對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期光柵交替排列，對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中只用不同周期光柵的士 1級(jí)衍射光，利用 圖像處理“十字”標(biāo)記進(jìn)行捕獲或者利用光柵相干像與參考光柵掃描的信號(hào)包絡(luò)峰值進(jìn)行 捕獲，利用較大周期光柵相干像與相應(yīng)參考光柵掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行粗對(duì)準(zhǔn)，利用較小 周期光柵與相應(yīng)參考光柵掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)利用光柵進(jìn)行捕獲或?qū)?zhǔn) 過(guò)程中可以利用幾個(gè)得到的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，從而提高了對(duì)準(zhǔn)精度，減小了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記非 對(duì)稱變形導(dǎo)致的對(duì)準(zhǔn)位置誤差。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記還可設(shè)置于硅片的劃線槽中，互相垂直的劃線槽 中采用兩種以上的不同周期的光柵交替排列，參考光柵采用相應(yīng)周期的光柵，光柵數(shù)目為 劃線槽中采用的周期數(shù)的兩倍，排列方式可以根據(jù)需要進(jìn)行排列。這種標(biāo)記具有更大的捕 獲范圍，排列更加緊湊，標(biāo)記面積減少，參考光柵更加緊湊，同時(shí)減小了照明光源的光束直 徑，降低了其他光刻圖形對(duì)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的干擾，提高了光源的能量利用率，有利于提高對(duì)準(zhǔn)重 復(fù)精度和探測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍。


通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例并結(jié)合附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu) 特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為圖1是本發(fā)明光刻設(shè)備所用的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)與光刻設(shè)備之間的總體布局、工作原理結(jié) 構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的光刻設(shè)備中所用的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中所用的濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中所用的光束偏折器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例所用的參考光柵結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所用劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例所用劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在硅片上的分布示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的掃描信號(hào)仿真圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為了便于描述和突出顯示本 發(fā)明，附圖中省略了現(xiàn)有技術(shù)中已有的相關(guān)部件，并將省略對(duì)這些公知部件的描述。圖1示出了本發(fā)明所用光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)與光刻設(shè)備之間的總體布局、工作原 理結(jié)構(gòu)示意圖。光刻設(shè)備的構(gòu)成包括用于提供曝光光束的照明系統(tǒng)1 ；用于支承掩模版2 的掩模支架和掩模臺(tái)3，掩模版2上有掩模圖案和具有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RM ；用于將掩 模版2上的掩模圖案投影到硅片6的投影光學(xué)系統(tǒng)4 ；用于支承硅片6的硅片支架和硅片 臺(tái)7，硅片臺(tái)7上有刻有基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8，硅片6上有周期性光學(xué)結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記； 用于掩模和硅片對(duì)準(zhǔn)的離軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5 ；用于掩模臺(tái)3位置測(cè)量的反射鏡10和激光干涉儀 11 ；用于硅片臺(tái)7位置測(cè)量的反射鏡16和激光干涉儀15 ；以及由主控制系統(tǒng)12控制的用 于掩模臺(tái)3和硅片臺(tái)7位移的伺服系統(tǒng)13和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9、14。其中，照明系統(tǒng)1包括一個(gè)光源、一個(gè)使照明均勻化的透鏡系統(tǒng)、一個(gè)反射鏡、一 個(gè)聚光鏡(圖中均未示出)。作為光源單元，可以采用KrF準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)248nm)、ArF 準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)193nm)、F2激光器(波長(zhǎng)157nm)、Kr2激光器(波長(zhǎng)146nm)、Ar2激 光器(波長(zhǎng)126nm)、或者使用超高壓汞燈(g-線、i_線)等。照明系統(tǒng)1發(fā)出的均勻的曝 光光束IL照射在掩模版2上，掩模版2上包含有掩模圖案和用于掩模對(duì)準(zhǔn)的周期性結(jié)構(gòu)的 標(biāo)記RM。掩模臺(tái)3上設(shè)置有掩模支架(圖中未示出)，掩模版2固定在掩模支架上。掩模 臺(tái)3可以在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14的驅(qū)動(dòng)下在垂直于照明系統(tǒng)光軸(與投影物鏡的光軸AX重合)的 X-Y平面內(nèi)移動(dòng)，并且在預(yù)定的掃描方向(平行于X軸方向)以特定的掃描速度移動(dòng)。掩模 臺(tái)3在移動(dòng)平面內(nèi)的位置通過(guò)位于掩模臺(tái)3上的反射鏡16由多普勒雙頻激光干涉儀15精 密測(cè)得。掩模臺(tái)3的位置信息由激光干涉儀15經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12，主控 制系統(tǒng)12根據(jù)掩模臺(tái)3的位置信息通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14驅(qū)動(dòng)掩模臺(tái)3。投影光學(xué)系統(tǒng)4 (投影物鏡)位于圖1所示的掩模臺(tái)3下方，其光軸AX平行于Z 軸方向。由于采用雙遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)并具有預(yù)定的縮小比，例如1/5或1/4，的折射式或折反射式 光學(xué)系統(tǒng)作為投影光學(xué)系統(tǒng)，所以當(dāng)照明系統(tǒng)1發(fā)射的曝光光束照射掩模版2上的掩模圖 案時(shí)，電路掩模圖案經(jīng)過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)在涂覆有光刻膠的硅片6上成縮小的圖像。硅片臺(tái)7位于投影光學(xué)系統(tǒng)4的下方，硅片臺(tái)7上設(shè)置有一個(gè)硅片支架(圖中未 示出)，硅片6固定在支架上。硅片臺(tái)7經(jīng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9驅(qū)動(dòng)可以在掃描方向(X方向)和垂 直于掃描方向(Y方向)上運(yùn)動(dòng)，從而可以將硅片6的不同區(qū)域定位在曝光光場(chǎng)內(nèi)，并進(jìn)行 步進(jìn)掃描操作。硅片臺(tái)7在X-Y平面內(nèi)的位置通過(guò)一個(gè)位于硅片臺(tái)上的反射鏡10由多普
7勒雙頻激光干涉儀11精密測(cè)得，硅片臺(tái)7的位置信息經(jīng)伺服系統(tǒng)13發(fā)送到主控制系統(tǒng)12， 主控制系統(tǒng)12根據(jù)位置信息(或速度信息)通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9控制硅片臺(tái)7的運(yùn)動(dòng)。硅片6上設(shè)有周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，硅片臺(tái)7上有包含基準(zhǔn)標(biāo)記FM的基準(zhǔn)板8， 對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5分別通過(guò)硅片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和基準(zhǔn)標(biāo)記FM實(shí)現(xiàn)硅片6對(duì)準(zhǔn)和硅片臺(tái)7對(duì)準(zhǔn)。另外， 一個(gè)同軸對(duì)準(zhǔn)單元(圖中未示出)將硅片臺(tái)上基準(zhǔn)板8的基準(zhǔn)標(biāo)記FM與掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記RM 對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)掩模對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)5的對(duì)準(zhǔn)信息結(jié)合同軸對(duì)準(zhǔn)單元的對(duì)準(zhǔn)信息一起傳輸?shù)街?控制系統(tǒng)12，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)9驅(qū)動(dòng)硅片臺(tái)7移動(dòng)實(shí)現(xiàn)掩模和硅片6的對(duì)準(zhǔn)。圖2是本發(fā)明實(shí)施方案所用對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)主要由光源模塊、 照明模塊、成像模塊、探測(cè)模塊、信號(hào)處理和定位模塊(圖中沒(méi)有示出)等組成。光源模塊 主要包括提供兩個(gè)波長(zhǎng)的光源、快門、光隔離器和RF調(diào)制器(圖中沒(méi)有示出)。照明模塊包 括傳輸光纖和照明光學(xué)系統(tǒng)。成像模塊主要包括大數(shù)值孔徑的物鏡611，分束器614，雙向 分束器618，空間光濾波偏折器619、624和透鏡系統(tǒng)611、620、625。探測(cè)模塊包括參考光柵 621、626，傳輸光纖616、622、627，00)相機(jī)617和光電探測(cè)器623、628。信號(hào)處理和定位模 塊主要包括光電信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理電路等。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)原理為光源模塊輸出的光束601 (包含兩種可選波長(zhǎng)，也可同時(shí)應(yīng)用) 進(jìn)入光束合束器602，經(jīng)由單膜保偏光纖603傳輸?shù)狡鹌?04、透鏡605、照明孔徑光闌 606和透鏡607，然后經(jīng)平板609上的反射棱鏡608垂直入射到消色差的λ /4波片610進(jìn)入 大數(shù)值孔徑的物鏡611 (4F透鏡的前組)，光束經(jīng)大數(shù)值孔徑的物鏡611會(huì)聚照射到硅片標(biāo) 記612上并發(fā)生衍射，標(biāo)記612各級(jí)次衍射光沿原路返回并經(jīng)平板609進(jìn)入分束器614，分 束器分束器614將一小部分衍射光經(jīng)過(guò)鍍膜反射面613反射到CXD光路經(jīng)過(guò)透鏡615、傳輸 光纖616，成像于(XD617上用于觀測(cè)標(biāo)記成像情況，另一部分衍射光沿光路透射過(guò)去由分 光棱鏡618兩種波長(zhǎng)光束分開(kāi)，分別進(jìn)入不同的光路，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的空間光濾波偏折器619、 624選擇需要的衍射光級(jí)次，并對(duì)相應(yīng)衍射光束進(jìn)行傳播方向偏射，并通過(guò)透鏡系統(tǒng)620、 625 (4F透鏡的后組)將相應(yīng)衍射級(jí)次光干涉像成在參考光柵621、626上，標(biāo)記衍射級(jí)次干 涉像經(jīng)由參考光柵621、626掃描得到的信號(hào)經(jīng)傳輸光纖622、627輸送到光電探測(cè)器623、 628進(jìn)行信號(hào)探測(cè)。圖3是本發(fā)明實(shí)施方案對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中濾波器結(jié)構(gòu)示意圖，分為垂直和水平兩個(gè)方向 排列，其作用是讓二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200、劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Χ和劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Υ中周期 為Pl和Ρ2光柵士 1級(jí)衍射光通過(guò)，其他級(jí)次衍射光被阻擋。以便對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)成干涉像。圖4是本發(fā)明實(shí)施方案對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中光束偏折器619、624的結(jié)構(gòu)示意圖，光束偏折 器的作用是使對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)所需要的衍射光束通過(guò)，并將不同級(jí)次的衍射光束進(jìn)行 偏折，以便在光學(xué)系統(tǒng)像面上將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記不同級(jí)次的衍射光束成像分開(kāi)，與相應(yīng)參考光柵 相應(yīng)分支分別進(jìn)行信號(hào)掃描，得到相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)。光束照射到基準(zhǔn)標(biāo)記光柵Wf后發(fā)生衍射，光束被分成許多子光束，這些光束相對(duì) 于光柵法線成不同的角度αη(圖中未示出)射出，其中所述角度由光柵衍射方程定義Sin α η = η λ /P其中η為衍射光級(jí)次，P為光柵周期，λ為波長(zhǎng)。光柵反射子光束通過(guò)透鏡系統(tǒng)Ll (本實(shí)施例中為透鏡611)，此透鏡系統(tǒng)將子光束 的不同方向轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g濾波偏折器WEP上的不同位置dn
dn = f* α n其中f為透鏡的焦距。在該平面上，為了將不同子光束的相干成像位置分開(kāi)而設(shè)置了空間濾波偏折器 WEP，其作用是通過(guò)例如濾波孔或平板玻璃的wl、wf使大周期光柵Pl的士 1級(jí)衍射光不改 變方向垂直通過(guò)，通過(guò)例如光楔《2、W^的偏折器件使小周期光柵P2的士 1級(jí)衍射光向相 同方向偏折一定的角度通過(guò)。具體偏折的角度可根據(jù)像面上參考標(biāo)記各自分開(kāi)的實(shí)際距離 需要而定，一般情況下光楔《2、W^使光偏折的角度應(yīng)該相同，以保證不同光柵衍射光經(jīng)過(guò) 對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)后成像在同一像平面上。子光束經(jīng)過(guò)頻譜面的濾波和偏折后，經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)L2 (在本實(shí)施例中為透鏡620、 625)后成像于參考標(biāo)記面上，其中光柵P1、P2分別成像于參考標(biāo)記Gl (在本實(shí)施例中為參 考標(biāo)記中的光柵501、502)、G2(在本實(shí)施例中為參考標(biāo)記中的光柵503、504)上，經(jīng)過(guò)其后 的高靈敏度光電探測(cè)器Dl、D2進(jìn)行光柵像與相應(yīng)參考標(biāo)記掃描信號(hào)的探測(cè)。圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖，該二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 200包括互相垂直的X向光柵201和Y向光柵202，X向光柵201和Y向光柵202由大周期 光柵Pl和小周期光柵P2交替排列組成，各周期光柵的周期數(shù)目根據(jù)需要可以增加或減少， 光柵的周期也可以根據(jù)需要變化，分別完成X向和Y向?qū)?zhǔn)。二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200中“十”字 為二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200的制造基準(zhǔn)，同時(shí)也可以經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)成像，經(jīng)過(guò)圖像處理完成對(duì)準(zhǔn) 系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記捕獲功能。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例所用參考光柵結(jié)構(gòu)示意圖，參考光柵500包含四組振幅型 光柵，即周期與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中周期為Pi的光柵的士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像的周期相 應(yīng)的振幅型光柵501和振幅型光柵502、周期與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中周期為P2的光柵的士 1級(jí)衍射 光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像的周期相應(yīng)的振幅型光柵503和振幅型光柵504。振幅型光柵501 對(duì)應(yīng)二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200中Y向光柵202中周期為Pl的單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所 成的干涉像；振幅型光柵502對(duì)應(yīng)二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200中X向光柵201中周期為Pl的單組光 柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的干涉像；振幅型光柵503對(duì)應(yīng)二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200中Y向 光柵202中周期為P2的單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的干涉像；振幅型光柵504 對(duì)應(yīng)二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200中X向光柵201中周期為P2的單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng) 所成的干涉像。參考光柵分支的寬度可以略大于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系 統(tǒng)所成的干涉像寬度，長(zhǎng)度與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中對(duì)應(yīng)光柵的長(zhǎng)度相應(yīng)。四組振幅型光柵后分別設(shè)置有傳輸光纖束，包括光纖505、506、507和508，將參考 光柵的各組振幅型光柵的透射光傳輸?shù)较鄳?yīng)的光電探測(cè)器陣列，在二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200掃描 過(guò)程中，得到χ和y方向的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)。圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所用劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖，圖7 (a)所示為水平 向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X，圖7 (b)所示為垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y。水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記300X和垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y都分別由大周期光柵Pl和小周期光柵P2交替排列 組成，各周期光柵的周期數(shù)目根據(jù)需要可以增加或減少，光柵的周期也可以根據(jù)需要變化， 水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X和垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y分別完成X向和Y向位置捕獲 和對(duì)準(zhǔn)。圖8是本發(fā)明實(shí)施例所用劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在硅片上的分布示意圖。在硅片上曝光場(chǎng)EF之間相互垂直的劃線槽內(nèi)，布設(shè)有水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X和垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記300Y，水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X位于χ方向劃線槽內(nèi)，用于χ方向位置捕獲和對(duì)準(zhǔn)， 垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y位于y方向劃線槽內(nèi)，用于y方向位置捕獲和對(duì)準(zhǔn)，為防止來(lái) 自IC產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的信號(hào)串?dāng)_，水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X和垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y應(yīng) 該位于劃線槽的中間區(qū)域，并且寬度小于硅片上劃線槽寬度，例如對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的寬度可以為 72 μ m或36 μ m。在進(jìn)行χ方向位置捕獲和對(duì)準(zhǔn)時(shí)，隨著硅片臺(tái)7沿χ方向的位移，圓形照 明光斑401沿χ方向掃描劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Χ ；在進(jìn)行y方向位置捕獲和對(duì)準(zhǔn)時(shí)，隨著硅 片臺(tái)7沿y方向的位移，圓形照明光斑402沿y方向掃描劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記400Y，照明光斑的 大小應(yīng)該可以將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中單個(gè)分段光柵覆蓋。在該實(shí)施例中采用的參考光柵與上一實(shí)施例中所用的參考光柵相同，均為采用圖 6中所示的結(jié)構(gòu)。其中，振幅型光柵501對(duì)應(yīng)垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y中周期為Pl的單 組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的干涉像；振幅型光柵502對(duì)應(yīng)水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記300X中周期為Pl的單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的干涉像；振幅型光柵503 對(duì)應(yīng)垂直向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y中周期為P2的單組光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的 干涉像；振幅型光柵504對(duì)應(yīng)水平向劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X中周期為P2的單組光柵士1級(jí) 衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)所成的干涉像。圖9是本發(fā)明實(shí)施方案對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)掃描信號(hào)仿真圖，圖9(a)中為二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200 或劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300X、劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y中周期為Pl的光柵士 1級(jí)衍射光干涉成像 與相應(yīng)參考光柵掃描得到的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)；圖9(b)中為二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記200或劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 300X、劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記300Y中周期為P2的光柵士 1級(jí)衍射光干涉成像與相應(yīng)參考光柵掃 描得到的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)。對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，可以利用對(duì)準(zhǔn)掃描信號(hào)強(qiáng)度包絡(luò)進(jìn)行擬合，利用擬合后的掃描信號(hào) 強(qiáng)度包絡(luò)進(jìn)行位置捕獲并獲得大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息，同時(shí)利用三個(gè)峰值點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的位置X0、XI、X2進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算捕獲大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息，提高位置 捕獲精度，在此基礎(chǔ)上利用小周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行位置精確對(duì)準(zhǔn)，計(jì)算精 確對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)利用兩個(gè)峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置XI、X2進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，以提高對(duì)準(zhǔn)精度和減 小工藝變形對(duì)位置精確對(duì)準(zhǔn)的影響。在采用二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，也可以利用二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中“十”字成像信號(hào)處理進(jìn)行 位置捕獲，然后利用大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行二級(jí)位置捕獲，此時(shí)，可以利用 三個(gè)峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置xo、Xl、X2進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算捕獲大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信 息，提高位置捕獲精度，在二級(jí)位置捕獲的基礎(chǔ)上，利用小周期光柵成像掃描信號(hào)位相信息 進(jìn)行位置精確對(duì)準(zhǔn)，計(jì)算精確對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)利用兩個(gè)峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置XI、X2進(jìn)行加權(quán)平均 計(jì)算，以提高對(duì)準(zhǔn)精度和減小工藝變形對(duì)位置精確對(duì)準(zhǔn)的影響。在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期的光柵所有經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的衍射光成像 與相應(yīng)參考光柵掃描得到的信號(hào)需要經(jīng)過(guò)軟件算法進(jìn)行信號(hào)位相峰值校正，使其在同一對(duì) 準(zhǔn)位置時(shí)所有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期的光柵所有經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的衍射光成像與相應(yīng)參 考光柵掃描得到的信號(hào)的位相信息一個(gè)周期中的峰值在同一位置，以便于提高對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的 穩(wěn)定性，提高對(duì)準(zhǔn)重復(fù)精度。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期的光柵所有經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的衍射光 成像與相應(yīng)參考光柵掃描得到的信號(hào)還可經(jīng)過(guò)增益處理，使各個(gè)信號(hào)在強(qiáng)度上相當(dāng)，以便
10于對(duì)準(zhǔn)。用于位置捕獲的掃描強(qiáng)度信號(hào)包絡(luò)需要擬合或其他方法處理，以便提高位置捕獲 的重復(fù)精度和可靠性。上述兩種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記除了可以單獨(dú)使用以外，還可以兩者結(jié)合進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。本說(shuō)明書(shū)中所述的只是本發(fā)明的幾種較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本 發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、 推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在兩個(gè)不同的方向上，在每個(gè)方向上至少包含兩種不同周期的光柵，且每種光柵都有多個(gè)；不同周期的光柵在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的每個(gè)方向上交替排列；所述不同周期的光柵的±1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像，所成像的周期分別與參考光柵的不同周期的光柵相對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的兩個(gè)方向相互垂直，所 述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包含兩種不同周期的光柵，這兩種周期的光柵在二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的每個(gè)方向上交 替排列。
3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的兩個(gè)方向相互垂直，所 述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包含多于兩種不同周期的光柵。
4.如權(quán)利要求2或3所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中包含作為制造對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記基準(zhǔn)的“十”字圖形，且所述圖形可被用于位置捕獲。
5.如權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是被形成于硅片的曝光場(chǎng) 之間的互相垂直的劃線槽中的劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，每個(gè)劃線槽中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記都包含交替排列 的兩種周期的光柵。
6.如權(quán)利要求5所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于劃線槽對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中包含交替排列的兩種 以上的周期的光柵。
7.如權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于所述參考光柵為振幅型光柵，參考光柵 各分支的周期大小與對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記士1級(jí)衍射光成像周期大小相同。
8.如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于參考光柵各分支中光柵長(zhǎng)度與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 中對(duì)應(yīng)方向上對(duì)應(yīng)光柵的長(zhǎng)度相同。
9.如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于參考光柵中各分支光柵分布于互相垂直 的兩條線上，每個(gè)光柵的位置根據(jù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中光束偏折器的偏折大小和對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)參數(shù) 確定。
10.如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于參考光柵各分支光柵的寬度與對(duì)應(yīng)對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記士 1級(jí)衍射光成像寬度相同。
11.如權(quán)利要求7所述的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，其特征在于參考光柵各分支光柵的寬度大于或小 于對(duì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記士1級(jí)衍射光成像寬度。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1 11之一的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)方法，包括如下 步驟(1)根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中較大周期光柵的士1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光 柵掃描得到的信號(hào)強(qiáng)度包絡(luò)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)位置捕獲，并獲得較大周期光柵成像掃描信號(hào)位相信 息；(2)根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中小周期光柵士1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光柵掃 描得到的信號(hào)的位相信息進(jìn)行位置精密對(duì)準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于先利用二維對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中的“十”字圖形經(jīng)對(duì) 準(zhǔn)系統(tǒng)后所成的像進(jìn)行位置捕獲，再根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中大周期光柵士 1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué) 系統(tǒng)成像與相應(yīng)參考光柵掃描得到的信號(hào)的位相信息進(jìn)行位置二級(jí)捕獲。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所有掃描得到的信號(hào)都經(jīng)過(guò)軟件算法進(jìn)行 信號(hào)位相峰值校正，使其在同一對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)所有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同周期的光柵所有經(jīng)過(guò)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的衍射光成像與相應(yīng)參考光柵掃描得到的信號(hào)的位相信息一個(gè)周期中的峰值在同一位置。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所有掃描得到的信號(hào)都經(jīng)過(guò)增益處理，使 各個(gè)信號(hào)在強(qiáng)度上相當(dāng)。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于對(duì)用于位置捕獲的掃描強(qiáng)度信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行 擬合處理。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于對(duì)得到的相應(yīng)于大周期光柵的三個(gè)或相應(yīng) 于小周期光柵的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的峰值對(duì)應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)位置進(jìn)行加權(quán)平均處理。
全文摘要
一種用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分布在兩個(gè)不同的方向上，在每個(gè)方向上至少包含兩種不同周期的光柵，且每種光柵都有多個(gè)；不同周期的光柵在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的每個(gè)方向上交替排列；所述不同周期的光柵的±1級(jí)衍射光經(jīng)對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)成像，所成像的周期分別與參考光柵的不同周期的光柵相對(duì)應(yīng)。利用“十”字成像圖象處理或者利用掃描擬合信號(hào)強(qiáng)度峰值進(jìn)行位置捕獲，利用較大周期光柵相干像與相應(yīng)參考光柵掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行粗對(duì)準(zhǔn)，利用較小周期光柵與相應(yīng)參考光柵掃描信號(hào)位相信息進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)，從而提高了對(duì)準(zhǔn)精度，減小了對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記非對(duì)稱變形導(dǎo)致的對(duì)準(zhǔn)位置誤差。該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記還可被形成于硅片的曝光場(chǎng)之間的互相垂直的劃線槽中。
文檔編號(hào)G03F9/00GK101943865SQ200910057580
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者宋海軍, 徐榮偉, 杜聚有 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機(jī)械工程有限公司