波长可调谐曝光机对准系统及其对准方法技术方案

本发明专利技术提供一种波长可调谐曝光机对准系统和方法，该对准系统包括：光源部件，所述光源部件包括第一波长可调谐激光器和第二波光可调谐激光器，以及波长信号控制器，其中第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器能够提供可调谐波长的激光，波长信号控制器控制第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出指定波段的激光。本发明专利技术的波长可调谐曝光机对准系统可以通过调节光源的波长来选择或优化用于对准图样的光源，从而得到更好或者更稳定的产品套刻表现；此外，还可以提供补救方案来应对工艺不稳定而造成的对准图形异常的情况。

Alignment system and method of wavelength tunable exposure machine

【技术实现步骤摘要】
波长可调谐曝光机对准系统及其对准方法
本专利技术涉及用于IC器件或者其他微型器件制造的系统和方法，尤其涉及一种曝光机对准系统和方法，可应用于半导体激光对准系统和激光对准图形后信号检测。
技术介绍
现有技术中，曝光机通常使用双光源(红光/绿光)或者四光源(红光/绿光/远红外光/近红外光)，光源的具体选择取决于所应用的硬件。对于四光源曝光机来讲，如图1和2中所示，采用了绿光(532nm)/红光(635nm)/近红外光(780nm)/远红外光(850nm)的四种光源，每种光源为单一波长光源，对准时利用光源在标记的凸起和凹陷处反射光的干涉来进行判定，但是因为单一波长的使用，为了使得接收信号在特定区域相干，在设计标记深度的时候必须要考虑单一光源的波长，这样会使得标记深度D的设计受到限制。此外，参考图3和图4，现有技术中光源对可读取的对准图形的节距尺寸d具有限制。数值孔径NA＝nsinθ，而sinθ＝mλ/d，其中对于空气而言n＝1，m是在标记上下表面两束反射光的相干级数，综合以上两个等式可知，d≥mλ/NA。可见现有技术中固定波长光源的对准系统和方法对标记节距尺寸的最小值存在限制。综上可看出，现有技术中的曝光机对准系统和方法存在如下缺陷：对准图样的节距尺寸和深度受到限制。此外，对于蚀刻或化学机械研磨(CMP)等工艺不稳定而造成的对准图样的异常的情况下，对于单一波长的曝光对准系统没有备用补救方案。
技术实现思路
为了解决上述问题中的一项或多项而提出了本专利技术。本专利技术提供了一种波长可调谐曝光机对准系统和方法。根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种波长可调谐曝光机对准系统，包括：光源部件，其特征在于，所述光源部件包括第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器，以及波长信号控制器，其中第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器能够提供波长可调谐的激光，波长信号控制器控制第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出指定波段的激光。通过提供波长可调谐的激光用于曝光对准，可以不限于固定的两种或四种单一波长光源选项，避免了对对准图样节距尺寸和深度的限制。可选地，第一可调谐激光器和第二波长可调谐激光器被设计为：其中一个激光器发出高波段的激光，另一个激光器发出低波段的激光，具体地，高波段为650-950nm，低波段为189-650nm；或者第一可调谐激光器和第二波长可调谐激光器均使用全幅波段的激光，具体地，全幅波段为189-950nm。通过对激光器所发出光的波长区域限制，提高了可选波长范围，进一步有助于本专利技术目的的实现。可选地，一种波长可调谐曝光机对准系统还包括第一反射元件，瞳板，级膜，第二反射元件，成像透镜，参考光栅，检测部和偏振分束器，光从光源部件发出之后被第一反射元件反射至偏振分束器，之后入射至对准标记，经过对准标记衍射的光束通过偏振分束器后依次经过瞳板，级膜，第二反射元件，成像透镜，参考光栅之后被检测部接收，检测部中包括用于将光信号转换为电信号的光电转换板。可选地，一种波长可调谐曝光机对准系统，还包括CCD相机，经过瞳板和级膜输出的一部分光通过一反射元件转换方向，并依次通过会聚透镜和成像透镜成像在CCD相机上。通过设置CCD相机以及对经其成的像进行分析能够实现粗调整。根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种波长可调谐曝光机对准方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：S1：光源部件的第一波长可调谐激光器和/或第二波光可调谐激光器在波长信号控制器的控制下发出指定波段的光；S2：对准标记在对第一波长可调谐激光器和/或第二波光可调谐激光器发出的经调制的光束进行衍射后干涉成像在参考光栅上；S3：检测部接收经过对准标记衍射的光束，并进行对准标记的检测。优选实施例中，第一波长可调谐激光器和第二波光可调谐激光器采用钛宝石类激光器。优选地在检测部中包含有用于将光信号转换为电信号的光电转换板。优选经过对准标记衍射的一部分光束在经过瞳板和级膜输出之后可通过反射元件转换方向，并依次通过会聚透镜和成像透镜成像在CCD相机上以帮助进行粗对准。采用本专利技术的动态可调整波长曝光机对准系统和方法通过多光源不同波长的应用，相比现有技术中的双光源或四光源，可以通过调节光源的波长来选择或优化用于对准图样的光源，从而得到更好或者更稳定的产品套刻产线表现；此外，还可以提供补救方案来应对工艺不稳定而造成的对准图样图形异常的情况。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1-2是现有技术四光源曝光机的对准激光的示意图；图3是现有技术曝光机的对准激光的示意图；图4是图3中圆圈区域的局部放大图；图5是根据本专利技术实施例的波长可调谐曝光机对准系统的示意图；图6是根据本专利技术实施例的波长可调谐曝光机对准系统的第一种设计的光源部的示意图；图7是根据本专利技术实施例的波长可调谐曝光机对准系统的第二种设计的光源部的示意图。附图标记1光源部件3级膜4偏振分束器5对准标记6CCD相机11第一波长可调谐激光器12第二波光可调谐激光器13波长信号控制器14第一调制器15第二调制器21第一反射元件22瞳板23级膜24第二反射元件25成像透镜26参考光栅27检测部具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参考图5，本专利技术提供一种波长可调谐曝光机对准系统和方法，对光源部分其采用了第一波长可调谐激光器11和第二波光可调谐激光器12，且第一和第二波长可调谐激光器能够提供不同波长的光源用于本专利技术的曝光机对准系统和方法，由于本专利技术的对准系统波长可调谐，因此可不受对准图样的深度、节距尺寸等的限制，而且即使由于刻蚀或者CMP等制造工艺不稳定造成了标记图形的异常，也可以通过本专利技术的对准系统提供最佳波长的光源实施准确检测，因此克服现有技术中通过固定波长光源用于对准系统带来的缺陷。本专利技术实施例提供一种波长可调谐曝光机对准系统，其包括：光源部件1，光源部件1可包括第一波长可调谐激光器11和第二波光可调谐激光器12，以及波长信号控制器13，其中第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器能够提供可调谐波长的激光，波长信号控制器13控制第一和第二波长可调谐激光器11和12发出指定波段光。通过上述结构，在对准过程中，波长信号控制器13可控制激光器使用连续波长光源扫描对准标记，由此在此波长区间内找出最强信号波长，并将该波长设定为后续对准最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长可调谐曝光机对准系统，其特征在于，包括：/n光源部件，所述光源部件包括第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器；/n第一调制器和第二调制器，分别用于调制所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出的激光；以及/n波长信号控制器，其控制所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出指定波段的激光。/n

【技术特征摘要】
1.一种波长可调谐曝光机对准系统，其特征在于，包括：
光源部件，所述光源部件包括第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器；
第一调制器和第二调制器，分别用于调制所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出的激光；以及
波长信号控制器，其控制所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器发出指定波段的激光。


2.根据权利要求1所述的波长可调谐曝光机对准系统，其特征在于，所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器被设计为：其中一个激光器发出高波段的激光，所述高波段为650-950nm；另一个激光器发出低波段的激光，所述低波段为189-650nm。


3.根据权利要求1所述的波长可调谐曝光机对准系统，其特征在于，所述第一波长可调谐激光器和第二波长可调谐激光器均使用全幅波段，所述全幅波段为189-950nm，且所使用的激光器为钛宝石型激光器。


4.根据权利要求1所述的波长可调谐曝光机对准系统，其特征在于，还包括：
第一反射元件，瞳板，级膜，第二反射元件，成像透镜，参考光栅，检测部和偏振分束器，
其中，激光从所述光源部件发出之后被所述第一反射元件反射至所述偏振分束器，之后入射至对准标记，经过所述对准标记衍射的光束通过所述偏振分束器后依次经过所述瞳板，所述级膜，所述第二反射元件，所述成像透镜，所述参考光栅之后被所述检测部接收，所述检测部包含有用于将光信号转换为电信号的光电转换板。


5.根据权利要求1所述的波长可调谐曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34