对准成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术领域，特别涉及半导体光刻设备中一种对准成像装置。
【背景技术】
[0002] 微电子技术在信息产业革命中起着重要的作用，而光刻机是微电子器件制造业中 不可或缺的工具，对准分系统为光刻机中关键部件之一，其与光刻机的套刻精度紧密相关。 随着半导体器件的种类的增多，对准分系统所需应对的工艺情况日臻复杂，这种情况对后 道封装光刻机来说尤为明显，所以对对准分系统的性能提出了更高的要求。
[0003] 对于使用视觉传感系统（MVS)原理进行对准的系统来说，对准成像镜头的成像质 量是关系到对准精度的关键因素，甚至在工艺复杂的情况下产生失对准的情况，所以使用 图像增强方法提高对准成像镜头的成像质量和工艺适应性成为最迫切的需求。
[0004] 目前，本领域技术人员使用一种同轴双远心成像光学系统，其中的照明部分为柯 勒照明，而柯勒照明作为一种明场照明成像镜头，不具备相应的图像增强功能。即使在这种 基础上改变照明模式以达到图像增强的目的，也只能通过改变光阑形状和尺寸的方式来进 行，这是一种能量利用率很低且不经济的方式。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种对准成像装置，以实现对准成像镜头不同图案增强模式的快速、 简单和方便的切换。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种对准成像装置，包括：成像组件、同轴照明 组件和控制器；其中，所述同轴照明组件包括照明前组和图像增强组件，所述图像增强组件 采用角锥棱镜组、菲涅尔透镜组或二元光学元件；成像组件沿光传播方向依次包括成像前 组、分光单元、成像孔径光阑、成像后组和探测器；所述控制器分别与所述照明前组光源、图 像增强组件以及探测器连接；所述照明前组产生照明光束经图像增强组件调节后，再经分 光单元和成像前组照射到硅片表面；硅片上的对准标记经成像前组、分光单元、成像孔径光 阑和成像后组，成像到探测器中，并由探测器反馈至所述控制器中。
[0007] 作为优选，所述照明前组沿光传播方向依次包括：光源、滤光片组件、照明透镜组、 照明视场光阑和反射单元，光源发出的光经所述滤光片组件、照明透镜组、照明视场光阑和 反射单元汇聚和反射后进入到所述图像增强组件。
[0008] 作为优选，所述光源米用LED光源、卤素灯光源或激光。
[0009] 作为优选，所述成像前组沿光传播方向依次包括：保护窗片、转折棱镜和成像前组 透镜组。
[0010] 作为优选，所述探测器采用（XD、CMOS或红外传感器。
[0011] 作为优选，所述成像组件为物方远心镜头。
[0012] 作为优选，所述图像增强组件沿光传播方向依次包括第一图像增强元件和第二图 像增强元件；入射的光束经过第一图像增强元件，并在第一图像增强元件的倾斜面上发生 折射后入射到第二图像增强元件的斜面上，同样在所述第二图像增强元件的斜面上产生折 射。
[0013] 作为优选，入射的光束在所述图像增强组件中的偏心λ满足：
【主权项】
1. 一种对准成像装置，包括：成像组件、同轴照明组件和控制器；其中， 所述同轴照明组件包括照明前组和图像增强组件，所述图像增强组件采用角锥棱镜 组、菲涅尔透镜组或二元光学元件； 成像组件沿光传播方向依次包括成像前组、分光单元、成像孔径光阑、成像后组和探测 器； 所述控制器分别与所述照明前组、图像增强组件以及探测器连接； 所述照明前组产生照明光束经图像增强组件调节后，再经分光单元和成像前组照射到 硅片表面；硅片上的对准标记经成像前组、分光单元、成像孔径光阑和成像后组，成像到探 测器中，并由探测器反馈至所述控制器中。
2. 如权利要求1所述的对准成像装置，其特征在于，所述照明前组沿光传播方向依次 包括：光源、滤光片组件、照明透镜组、照明视场光阑和反射单元，光源发出的光经所述滤光 片组件、照明透镜组、照明视场光阑和反射单元汇聚和反射后进入到所述图像增强组件。
3. 如权利要求3所述的对准成像装置，其特征在于，所述光源采用LED光源、卤素灯光 源或激光。
4. 如权利要求1所述的对准成像装置，其特征在于，所述成像前组沿光传播方向依次 包括：保护窗片、转折棱镜和成像前组透镜组。
5. 如权利要求1所述的对准成像装置，其特征在于，所述探测器采用CCD、CMOS或红外 传感器。
6. 如权利要求1所述的对准成像装置，其特征在于，所述成像组件为物方远心镜头。
7. 如权利要求1所述的对准成像装置，其特征在于，所述图像增强组件沿光传播方向 依次包括第一图像增强元件和第二图像增强元件；入射的光束经过第一图像增强元件，并 在第一图像增强元件的倾斜面上发生折射后入射到第二图像增强元件的斜面上，同样在所 述第二图像增强元件的斜面上产生折射。
8. 如权利要求7所述的对准成型装置，其特征在于，入射的光束在所述图像增强组件 中的偏心A满足：
其中，d为第一、第二图像增强元件之间的距离； n为所述图像增强组件的材料折射率； a为第一、第二图像增强元件的倾角。
9. 如权利要求8所述的对准成型装置，其特征在于，调节所述第一、第二图像增强元件 之间的距离可实现同轴照明组件的瞳面环形或圆形的光分布，从而进行明场照明、暗场照 明和环形照明模式的切换； 调节所述第一、第二图像增强元件的横向偏心，使入射光只通过第一、第二图像增强元 件的半边，实现半环形的倾斜照明模式。
10. 如权利要求9所述的对准成型装置，其特征在于，照明模式包括人工干预或程序自 动判断选项。
【专利摘要】本发明公开了一种对准成像装置，包括：同轴照明组件，包括照明前组和图像增强组件，图像增强组件采用角锥棱镜组、菲涅尔透镜组或二元光学元件；成像组件，沿光传播方向依次包括成像前组、分光单元、成像孔径光阑、成像后组和探测器；控制器，与照明前组、图像增强组件及探测器连接；照明前组产生光束经图像增强组件调节，再经分光单元和成像前组照射到硅片上；硅片上的对准标记经成像前组、分光单元、成像孔径光阑和成像后组成像到探测器上。与现有技术相比，本发明采用角锥棱镜组、菲涅耳透镜或二元光学件与照明前组、成像前组形成柯勒同轴照明光路，实现对准成像镜头不同图像增强模式的快速、简单和方便的切换，在切换过程中无额外的能量损失。
【IPC分类】G03F7-20, G02B27-00
【公开号】CN104698764
【申请号】CN201310670314
【发明人】于大维, 潘炼东
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日