[发明专利]用于光刻设备的参考光栅装调装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造装备制造领域，尤其涉及一种用于在半导体光刻设备的参考光栅装调装置及方法。

背景技术

光刻设备是大规模集成电路生产的重要设备之一。光刻设备可以将位于掩模板上的图形通过其投影物镜按一定比例转移到基板上，其中基板泛指所有的曝光对象，包括衬底、镀膜和光刻胶等。由于一般都要在基板上的器件区曝多层图形来最终形成特定的器件，因而就需要保证不同层图形之间精确对准，也就是我们常说的不同图形之间的套刻，套刻精度是光刻设备的三大重要指标之一，而光刻设备的套刻功能是由对准分系统在其他分系统(如工件台、整机控制和调焦调平分系统)配合下完成的。在现有的对准系统中，参考光栅的装调误差将导致总的对准误差加大。

如附图1中所示，图1是现有技术中已公开的参考光栅装调装置。由激光光源1发出的光束b透过振动镜2，然后又经反射镜3反射，透过透镜组4照射到硅片5上。由硅片5产生的衍射光b+1，b-1，经透镜组4汇聚后，透过光阑6上的通孔，又经透镜组7汇聚后在焦平面9上成一个像点p。

振动镜2受振动镜控制装置13控制左右摆动。当振动镜2处于零位时，光束垂直入射振动镜后同样垂直出射而不发生偏转。当振动镜2开始摆动时，振动镜偏离零位一个角度入射光束也偏离原来的光路一定距离。因此，随着振动镜的左右转动，入射光束b也会左右摆动。如图1所示的光束b₁，b₂是透射光束受振动镜影响偏离原来位置的两束光。由b₁产生的衍射光b_1，+1，b_1，-1在焦平面9上所成像p₁’与p重合，由b₂产生的衍射光b_2，+1，b_2，-1在焦平面9上所成像p₂’与p重合。因此，如果参考光栅8置于焦平面9上，则透过参考光栅的光强不会随着振动镜的左右摆动而发生变化，因而透过的光强信号是一个直流信号。如果参考光栅8不处在焦平面9上，而是偏离焦平面ΔZ一个位置的9’上，则透过参考光栅的光强信号会随着振动镜的左右摆动而变化，因而存在一个交流信号值。理想情况下，透过参考光栅的光强信号随着参考光栅位置的变化关系如下：

F(t)=-2A02cos(ωt)4πsin[π8(x0+αr(z-z0))]J1[π8αm(z-z0)]]]>

其中z₀表示焦点位置，z表示参考光栅位置，ω表示振动镜摆动角频率，ω，x₀，α_r，α_m分别是常数。当参考光栅位于焦点位置时，即z＝z₀时，贝赛儿函数因此交流信号成分F(t)＝0。而当参考光栅偏离焦点位置一个小量Δz时，F(t)≠0。因此利用这样的原理可以将参考光栅调整到焦点位置处。