专利名称：一种信号归一化掩模对准系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路或其它微型器件制造领域的光刻装置，尤其涉及一种用于光刻装置的信号归一化掩模对准系统。
背景技术：
在半导体IC集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次曝光留下的图形进行精确定位，这样才能保证每一层图形之间有正确的相对位置，即套刻精度。通常情况下，套刻精度为光刻机分辨率指标的1/3 1/5，对于100纳米的光刻机而言，套刻精度指标要求小于35nm。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一，而掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。当特征尺寸CD要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对准精度的要求变得更加严格，如90nm的CD尺寸要求IOnm或更小的对准精度。掩模与硅片之间的对准可采用掩模对准加硅片对准的方式，即以工件台基准板标记为桥梁，建立掩模标记和硅片标记之间的位置关系。对准的基本过程为首先通过掩模对准系统，实现掩模标记与工件台基准板标记之间的对准，然后利用硅片对准系统，完成硅片标记与工件台基准板标记之间的对准，进而间接实现硅片标记与掩模标记之间对准。中国专利 CN200910045415. X、CN200810036910. X、CN200810036911. 4 等公开了用于实现第一物件(位于掩模或掩模基准版上的透射式标记)相对于第二物件(位于工件台基准板上的参考标记)的位置关系的对准系统或对准标记。在该对准系统的对准标记(透射式标记和参考标记)中，通常包括归一化标记和分支标记。如
图1所示，标记中用于归一化级光光强的子标记为归一化标记；标记中用于精对准的子标记，叫分支标记。在该对准系统中，采用曝光光源作为对准光源，由于激光器的功率存在波动(每次激光脉冲的能量波动甚至高达10%以上)，导致一次精对准对准扫描时，不同时刻获得原始光强数据不具备可比性，无法获得准确的对准信号，即分支标记获得原始光强数据Iraw为Iraw 一 Y laser f P gratingdsgrating ζ式中，ρ grating为透射式标记的分支标记成像能量分布函数，Sgrating为参考标记的分支标记透光面积，为激光脉冲的能量。显然，精对准扫描时，当Ylasw存在波动时， 在不同位置采集到的分支标记的原始光强Imw将不具备位置意义下的可比性。为解决该问题，现有的掩模对准系统中通常利用归一化标记光强对分支标记原始光强数据进行归一化，以消除激光器的功率波动对分支标记光强信号的影响。在精对准扫描时，归一化标记获得光强IgHd为Igrid Y laser f P griddsgrid二式中，ρ grid为透射式标记的归一化标记成像能量分布函数，Sgrid为参考标记的归一化标记透光面积，Ylasw为激光脉冲的能量。由于精对准扫描时，透射式标记的归一化标记成像自始自终均全部透过参考标记的归一化标记(如附图2所示)，故理想情况下，
权利要求
1.一种用于光刻设备的对准系统，用于确定第一物件相对于第二物件的位置关系，该系统包括照明模块，用于提供对准照明辐射； 标记模块，包括透射式标记和参考标记； 投影模块，用于对透射式标记进行成像；光强测量模块，用于采集透射式标记的像扫描过参考标记时透过的原始光强数据； 位置测量模块包括掩模台测量子模块和工件台测量子模块，分别用于测量与采集掩模台位置数据和工件台位置数据；能量探测模块，用于探测和采集照明模块的能量数据；其特征在于，所述对准系统利用所述能量数据、原始光强数据、掩模台位置数据、工件台位置数据经处理后获得对准位置。
2.根据权利要求1所述的对准系统，其特征在于，所述能量探测模块位于照明模块的内部或照明模块与投影模块之间，或位于投影模块与工件台之间。
3.根据权利要求2所述的对准系统，其特征在于，所述照明模块提供紫外光和极紫外光进行对准照明辐射。
4.根据权利要求3所述的对准系统，其特征在于，所述光强测量模块中含一集成传感器，所述集成传感器内包含有光子晶体，所述光子晶体将透过所述参考标记的紫外光或极紫外光转换为可见波长段的荧光，并被集成传感器内的光电探测器探测，生成电信号。
5.根据权利要求4所述的对准系统，其特征在于，所述能量探测模块内置有光子晶体， 将紫外波长的激光脉冲或连续光束转换为可见波长段的荧光，然后通过光电探测器探测荧光的能量。
6.根据权利要求1所述的对准系统，其特征在于，照明模块提供可见光进行对准照明辐射。
7.根据权利要求6所述的对准系统，其特征在于，所述光强测量模块中含一集成传感器，通过集成传感器内的光电探测器直接探测透过参考标记的光强，生成电信号。
8.根据权利要求7所述的对准系统，其特征在于，通过所述能量探测模块内的光电探测器直接探测可见光的能量。
9.根据权利要求1所述的对准系统，其特征在于，所述透射式标记和参考标记均包括分支标记和归一化标记。
10.根据权利要求8所述的对准系统，其特征在于，在所述光强测量模块中，各分支标记和归一化标记透过的原始光强通过相互独立的通道采集。
11.根据权利要求10所述的对准系统，其特征在于，所述透射式标记的分支标记成像到所述参考标记的分支标记上，所述透射式标记的归一化标记成像到所述参考标记的归一化标记上。
12.根据权利要求1-11中任意一个所述的对准系统，其特征在于，对准操作模块将对获得原始光强数据、掩模台位置数据、工件台位置数据和能量数据进行处理的过程如下将掩模台位置坐标数据和工件台位置坐标数据转换到工件台坐标系下，处理公式为
13.根据权利要求12所述的对准系统，其特征在于，在X或Y方向做一维精对准扫描， 通过所述一维精对准扫描和对准信号的拟合，确定X或Y方向的精对准位置。
14.根据权利要求12所述的对准系统，其特征在于，在X与Z方向或者Y与Z方向做二维精对准扫描，通过所述二维精对准扫描和对准信号的拟合，确定X或Y方向的精对准位置和最佳焦面Z的位置。
全文摘要
一种用于光刻设备的掩模对准系统，该对准系统包括照明模块、标记模块、投影模块、光强测量模块、位置测量模块、运动控制模块、能量探测模块、对准操作模块。本发明利用能量探测模块获得照明模块输出能量波动，并利用该能量数据对精对准时分支标记原始光强数据进行归一化，在消除照明模块输出能量波动的同时，避免了引入新的误差，提高了精对准的精度。
文档编号G03F7/20GK102375351SQ201010250440
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者李运锋 申请人:上海微电子装备有限公司