專利名稱：一種用于光刻設(shè)備的近場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及用于光刻設(shè)備的近場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)裝置和對(duì)準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的光刻設(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)備大體上分為兩類，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。現(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，通過(guò)空間濾波器濾掉零級(jí)光后，采集±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。在荷蘭ASML公司的發(fā)明名稱為“用于光刻系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和方法”的中國(guó)發(fā)明專利CN1506768A中，采用了一種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；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)中，對(duì)準(zhǔn)精度主要取決于對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，即光柵的周期大小，周期越小，理論上對(duì)準(zhǔn)精度越高，光柵的周期遠(yuǎn)大于對(duì)準(zhǔn)所用照明光源波長(zhǎng)時(shí)，衍射方程所需要的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，即asin0 =ηλ，其中a為光柵周期，Θ為光柵衍射角度，η為光柵衍射級(jí)次，λ為照明光源波長(zhǎng)，遵從標(biāo)量衍射理論，但當(dāng)光柵周期與對(duì)準(zhǔn)所用照明光源波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)(彡5λ)，由于受矢量衍射理論的影響，光柵衍射的能量主要集中在O級(jí)，而O級(jí)衍射光不能用于干涉成像，進(jìn)而不能用于對(duì)準(zhǔn)。而當(dāng)光柵周期進(jìn)一步減小時(shí)，標(biāo)量衍射理論也不成立，因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)涉及到光波近場(chǎng)理論，所以上述專利中的方法已經(jīng)不能用于對(duì)準(zhǔn)
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種對(duì)準(zhǔn)裝置，包括照明光源、工件臺(tái)、探針陣列、傳輸光纖、光電探測(cè)器、對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊，及Z向控制單元；從所述照明光源發(fā)出的光束，從所述工件臺(tái)背面，以大于臨界角的角度照射置于所述工件臺(tái)上的基準(zhǔn)板或硅片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，在所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記正面形成近場(chǎng)信息，所述探針陣列將收集到的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的近場(chǎng)信息以光強(qiáng)的方式耦合進(jìn)所述傳輸光纖，所述傳輸光纖將光強(qiáng)信號(hào)傳輸給光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行放大，最后傳輸給對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)處理和對(duì)準(zhǔn)位置的計(jì)算；利用所述Z向控制單元調(diào)整探針陣列和硅片表面的距離，使所述距離處于近場(chǎng)區(qū)域。其中，所述傳輸光纖與所述探針陣列被形成為一體。其中，利用鏡架實(shí)現(xiàn)各組件的固定和定位。其中，所述探針陣列和硅片表面之間的距離處于近場(chǎng)區(qū)域中，即在對(duì)準(zhǔn)光源的一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)。其中，所述照明光源為對(duì)硅片和石英透過(guò)的單色光或窄帶光。其中，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被形成于工件臺(tái)基準(zhǔn)板上或硅片上。其中，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線寬小于照明光波長(zhǎng)。其中，所述探針陣列為一維陣列。其中，所述探針陣列的探針數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線條數(shù)量對(duì)應(yīng)。其中，所述探針陣列為二維陣列。其中，所述探針陣列的探針行或列的數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線條數(shù)量相對(duì)應(yīng)。其中，為了提高測(cè)量效率，探針表面除尖端一定區(qū)域通光口徑外，其他部分可以鍍Al膜或其他金屬膜。其中，所述探針陣列通過(guò)化學(xué)腐蝕法或光刻方法制得。其中，所述近場(chǎng)信息為符合所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記表面形貌分布的光強(qiáng)信息。其中，所述Z向控制單元包括石英共振器、Z向控制器以及頻率發(fā)生器和電流測(cè)量裝置；所述頻率發(fā)生器向所述石英共振器提供固定頻率，所述石英共振器隨著所述探針陣列的位置變化，其切變力隨之變化，發(fā)生振幅改變，形成探測(cè)電流，并發(fā)送至所述電流測(cè)量裝置，所述電流測(cè)量裝置根據(jù)所述探測(cè)電流，確定所述探針陣列和所述和硅片表面的距離，并控制所述Z向控制器調(diào)節(jié)所述距離。本發(fā)明還提出了前述對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的方法，包括以下步驟步驟一、將硅片輸送至工件臺(tái)的相應(yīng)位置；步驟二、將硅片進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)，使其進(jìn)入對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記捕獲范圍；
步驟三、利用Z向控制器根據(jù)石英共振器反饋的信號(hào)，調(diào)整探針陣列與硅片標(biāo)記面之間的間距，使探針陣列進(jìn)入近場(chǎng)探測(cè)區(qū)域；步驟四、通過(guò)工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，利用對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行水平向掃描；步驟五、根據(jù)掃描得到的強(qiáng)度與位置關(guān)系的掃描信號(hào)，計(jì)算對(duì)準(zhǔn)位置；步驟六、根據(jù)計(jì)算得到的對(duì)準(zhǔn)位置，將工件臺(tái)移動(dòng)到相應(yīng)位置，完成對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置，利用近場(chǎng)理論進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，照明光源利用對(duì)硅片透過(guò)的光，探測(cè)近場(chǎng)信號(hào)的裝置由探針陣列組成，由于突破了衍射極限，利用近場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)，可以將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記線條寬度大大縮小，進(jìn)而大大提高了對(duì)準(zhǔn)精度。同時(shí)，將探針制作成陣列形式，有效的提高了能量利用率。


圖I所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用探針陣列和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用探針陣列俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用另一種探針陣列俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為根據(jù)本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)裝置所用對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)示意圖。
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I所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。照明光源101發(fā)出的光束102從背面照明硅片104上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記105，硅片104利用工件臺(tái)103承載，探針陣列106將收集到的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記105近場(chǎng)信息以光強(qiáng)的方式耦合進(jìn)傳輸光纖107，所屬近場(chǎng)信息為所述光束102照射所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記105后,在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記105正面空間形成的光強(qiáng)信號(hào)，記載有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記105的分布特征。傳輸光纖107將光強(qiáng)信號(hào)傳輸給光電倍增管108，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行放大，最后傳輸給對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊110進(jìn)行信號(hào)處理和對(duì)準(zhǔn)位置的計(jì)算。鏡架109實(shí)現(xiàn)上述組件的固定和定位，石英共振器111配合Z向控制器113完成對(duì)準(zhǔn)裝置Z向控制，頻率發(fā)生器和電流測(cè)量裝置112產(chǎn)生固定頻率提供給石英共振器111，當(dāng)探針陣列106和硅片104表面的距離發(fā)生改變時(shí)，其切變力隨之變化，進(jìn)而調(diào)制石英共振器111的振幅，產(chǎn)生電流變化，通過(guò)電流測(cè)量可以確定兩者之間的距離，進(jìn)行通過(guò)Z向控制器113調(diào)整探針陣列106和硅片104表面的距離，使進(jìn)入近場(chǎng)區(qū)域，以便測(cè)量，一般可以控制在0-50nm之間。照明光源101 —般為單色光,這種光屬性是對(duì)娃片和石英透過(guò),例如米用1550nm紅外光等；也可以是窄帶光，屬性與上述單色光相同。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以制作于硅片上，同樣可以制作于工件臺(tái)基準(zhǔn)板上或其他載體上，以完成娃片對(duì)準(zhǔn)。所述近場(chǎng)區(qū)域通常是光漸逝波傳播區(qū)域，一般指距離硅片表面一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)的區(qū)域。圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用探針陣列和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)示意圖。照明光束201以大于臨界角的α角從背面入射到硅片202，硅片202上分布有按照一定周期排列的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記203，照明光束201在硅片202上表面(對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記203區(qū)域)產(chǎn)生的漸逝波被探針陣列探針206探測(cè)，通過(guò)探針陣列204將探測(cè)到的能量205進(jìn)行傳輸。為了提高測(cè)量效率，探針206表面除尖端一定區(qū)域通光口徑外，其他部分可以鍍Al膜。探針陣列的排列方式和數(shù)量可以根據(jù)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的特征確定。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線寬和周期大小根據(jù)對(duì)準(zhǔn)精度需要設(shè)定，一般線寬小于照明光波長(zhǎng)，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記也可以不按照周期進(jìn)行排列，根據(jù)對(duì)準(zhǔn)需要，可以按照其他方式排列。只列出了一個(gè)方向的探針陣列和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，另一個(gè)方向與此排列方向垂直。圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用的探針陣列俯視結(jié)構(gòu)示意圖。探針為一維方向排列，探針數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記線條數(shù)量相對(duì)應(yīng)，也可以不對(duì)應(yīng)。探針間距與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記線條間距對(duì)應(yīng),也可以不對(duì)應(yīng)。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用的另一種探針陣列俯視結(jié)構(gòu)示意圖，探針為兩維方向排列，探針間距與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記線條間距對(duì)應(yīng)，也可以不對(duì)應(yīng)。探針行(列)數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記線條數(shù)量相對(duì)應(yīng)，也可以不對(duì)應(yīng)。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置所用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于光刻設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其結(jié)構(gòu)與圖I中的結(jié)構(gòu)基本相同，照明光源601發(fā)出的光束602從背面照明硅片604上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記605，硅片604利用工件臺(tái)603承載，探針陣列606將收集到的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記605近場(chǎng)信息以光強(qiáng)的方式耦合進(jìn)傳輸光纖607，傳輸光纖607將光強(qiáng)信號(hào)傳輸給光電倍增管608，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行放大，最后傳輸給放大和對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊610進(jìn)行信號(hào)處理和對(duì)準(zhǔn)位置的計(jì)算。鏡架609實(shí)現(xiàn)上述組件的固定和定位，石英共振器611配合Z向控制器613完成對(duì)準(zhǔn)裝置Z向控制，頻率發(fā)生器和電流測(cè)量裝置612產(chǎn)生固定頻率提供給石英共振器611，當(dāng)探針陣列606和硅片604表面的距離發(fā)生改變時(shí)，其切變力隨之變化，進(jìn)而調(diào)制石英共振器611的振幅，通過(guò)電流測(cè)量可以確定兩者之間的距離，進(jìn)行通過(guò)Z向控制器613調(diào)整探針陣列606和硅片604表面的距離，使進(jìn)入近場(chǎng)區(qū)域，以便測(cè)量，一般可以控制在0-50nm之間。其中傳輸光纖607與探針陣列606被形成為一體。圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)裝置產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)信號(hào)示意圖。利用光強(qiáng)分支的強(qiáng)度信息對(duì)比進(jìn)行位置捕獲，利用捕獲到的光強(qiáng)分支信息進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)，其中PO點(diǎn)即光強(qiáng)最大的分支(光強(qiáng)最大位置)為對(duì)準(zhǔn)位置?？梢圆捎没瘜W(xué)腐蝕法或光刻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述探針陣列的制作。根據(jù)圖8所示的流程，利用上述對(duì)準(zhǔn)裝置的對(duì)準(zhǔn)方法如下步驟一、將硅片輸送至工件臺(tái)的相應(yīng)位置；步驟二、將硅片進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)，使其進(jìn)入對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記捕獲范圍；步驟三、利用Z向控制器根據(jù)石英共振器反饋的信號(hào)，調(diào)整探針陣列與硅片標(biāo)記面之間的間距，使探針陣列進(jìn)入近場(chǎng)探測(cè)區(qū)域；、
步驟四、通過(guò)工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，利用對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行水平向掃描；步驟五、根據(jù)掃描得到的強(qiáng)度與位置關(guān)系的掃描信號(hào)，計(jì)算對(duì)準(zhǔn)位置；
步驟六、根據(jù)計(jì)算得到的對(duì)準(zhǔn)位置，將工件臺(tái)移動(dòng)到相應(yīng)位置，完成對(duì)準(zhǔn)。本說(shuō)明書中所述的只是本發(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
1.一種對(duì)準(zhǔn)裝置，包括照明光源、工件臺(tái)、探針陣列、傳輸光纖、光電探測(cè)器、對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊，及Z向控制單元；從所述照明光源發(fā)出的光束，從所述工件臺(tái)背面，以大于臨界角的角度照射置于所述工件臺(tái)上的基準(zhǔn)板或硅片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，在所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記正面形成近場(chǎng)信息，所述探針陣列將收集到的所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的近場(chǎng)信息以光強(qiáng)的方式耦合進(jìn)所述傳輸光纖，所述傳輸光纖將光強(qiáng)信號(hào)傳輸給光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行放大，最后傳輸給對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)處理和對(duì)準(zhǔn)位置的計(jì)算；利用所述Z向控制單元調(diào)整探針陣列和硅片表面的距離，使所述距離處于近場(chǎng)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述傳輸光纖與所述探針陣列被形成為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，利用鏡架實(shí)現(xiàn)各組件的固定和定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列和硅片表面之間的距離處于近場(chǎng)區(qū)域中，即在對(duì)準(zhǔn)光源的一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述照明光源為對(duì)硅片和石英透過(guò)的單色光或窄帶光。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被形成于工件臺(tái)基準(zhǔn)板上或硅片上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線寬小于照明光波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列為一維陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列的探針數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線條數(shù)量對(duì)應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列為二維陣列。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列的探針行或列的數(shù)量與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的線條數(shù)量相對(duì)應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，探針表面除尖端一定區(qū)域通光口徑外，其他部分鍍覆金屬膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一個(gè)所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述探針陣列通過(guò)化學(xué)腐蝕法或光刻方法制得。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述近場(chǎng)信息為符合所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記表面形貌分布的光強(qiáng)信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)準(zhǔn)裝置，其中，所述Z向控制單元包括石英共振器、Z向控制器以及頻率發(fā)生器和電流測(cè)量裝置；所述頻率發(fā)生器向所述石英共振器提供固定頻率，所述石英共振器隨著所述探針陣列的位置變化，其切變力隨之變化，發(fā)生振幅改變，形成探測(cè)電流，并發(fā)送至所述電流測(cè)量裝置，所述電流測(cè)量裝置根據(jù)所述探測(cè)電流，確定所述探針陣列和所述和硅片表面的距離，并控制所述Z向控制器調(diào)節(jié)所述距離。
16.一種利用權(quán)利要求1-15中任意一個(gè)所述的對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的方法，包括以下步驟 步驟一、將硅片輸送至工件臺(tái)的相應(yīng)位置； 步驟二、將硅片進(jìn)行預(yù)對(duì)準(zhǔn)，使其進(jìn)入對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記捕獲范圍； 步驟三、利用Z向控制器根據(jù)石英共振器反饋的信號(hào)，調(diào)整探針陣列與硅片標(biāo)記面之間的間距，使探針陣列進(jìn)入近場(chǎng)探測(cè)區(qū)域； 步驟四、通過(guò)工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)， 利用對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行水平向掃描； 步驟五、根據(jù)掃描得到的強(qiáng)度與位置關(guān)系的掃描信號(hào)，計(jì)算對(duì)準(zhǔn)位置； 步驟六、根據(jù)計(jì)算得到的對(duì)準(zhǔn)位置，將工件臺(tái)移動(dòng)到相應(yīng)位置，完成對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
一種對(duì)準(zhǔn)裝置，包括照明光源、工件臺(tái)、探針陣列、傳輸光纖、光電探測(cè)器、對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊、石英共振器、Z向控制器以及頻率發(fā)生器和電流測(cè)量裝置；從照明光源發(fā)出的光束從背面以大于臨界角的角度照明置于工件臺(tái)上的基準(zhǔn)板或硅片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，探針陣列將收集到的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的近場(chǎng)信息以光強(qiáng)的方式耦合進(jìn)傳輸光纖，傳輸光纖將光強(qiáng)信號(hào)傳輸給光電探測(cè)器，光電探測(cè)器將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行放大，最后傳輸給對(duì)準(zhǔn)信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)處理和對(duì)準(zhǔn)位置的計(jì)算；利用電流測(cè)量裝置確定探針陣列和硅片表面的距離；利用頻率發(fā)生器向石英共振器提供固定頻率；利用石英共振器配合Z向控制器調(diào)整探針陣列和硅片表面的距離，使距離處于近場(chǎng)區(qū)域。
文檔編號(hào)G03F9/00GK102736452SQ20111008620
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7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