归一化对准标记组合及其对准方法和对准系统技术方案

本发明专利技术公开了一种归一化对准标记组合及其对准方法和对准系统，所述归一化对准标记组合由置于光刻装置对准系统的目标构图部件上的多孔形归一化对准标记和置于探测构图部件上的单孔形归一化对准标记组成；所述多孔形归一化对准标记由四个透光元件和一镀铬屏蔽层构成，所述单孔形归一化对准标记由一个透光元件及镀铬屏蔽层构成。所述方法采用探测构图部件上的单孔形归一化对准标记及其下面的探测装置，对目标构图部件上多孔形归一化对准标记所成的像做两次二维对准扫描，并综合两次扫描所获得的辐射测量信息和位置测量信息进行对准信号处理，获得目标构图部件承载台上目标构图部件经投影系统所成空间像，相对探测构图部件承载台的位置关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻设备的对准扫描方法，特别涉及光刻设备的多孔形归一化 对准进行对准扫描的方法。
技术介绍
在工业装置中，由于高精度和高产能的需要，分布着大量高速实时测量、 信号采样、数据采集、数据交换和通信传输等的探测装置和控制系统。这些系 统需要我们采用多种方式实现探测、信号采样控制、数据采集控制、数据交换控制和数据传输通信等的控制。有该探测和控制需求的装置包括集成电路制 造光刻设备、平板显示面板光刻设备、MEMS/MOEMS光刻设备、先进封装光 刻设备、印刷电路板光刻设备、印刷电路板加工装置以及印刷电路板器件贴装 装置等。光刻设备是一种将所需图案应用于工件上的装置。通常是将所需图案应用 于工件上的目标部分上的装置。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。 在这种情况下，构图部件可用于生产在IC一个单独层上形成的电路图案。该图 案可以传递到工件(如硅晶片)的目标部分(一个或者多个管芯)上。通常是 通过将图案成像到工件上提供的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上来按比例复制 所需图案。已知的光刻设备还包括所谓扫描器，运用辐射光束沿给定的方向("扫 描，，方向)扫描所述图案，并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描工 件来辐照每一目标部分。还可以通过将图案压印在工件上而将图案通过构图部 件生成到工件上。在光刻设备中，通过光刻设备中的对准系统使用对准标记组合进行对准扫 描得到各对准标记分支的光信息和位置信息等对准信息，对这些信息进行相应 处理，得到对准构图部件上的标记组合和工件台探测构图部件上的标记组合间 的位置关系，对准该光刻设备的对准系统包括辐射发生器、构图照射窗口及其控制板、构图部件及其对准标记組合、构图部件承载运动台及其位置探测器、 投影系统、工件台及其基准板对准标记组合、工件台位置探测器和辐射探测传感器；其中构形包括曝光构形和对准构形，构形照射窗口及 其控制板用于形成窗口将辐射透射到对准构形上；投影系统用于将辐射照 射到对准构形上形成透射像或反射像，该透射像或反射像通过投影系统投 射形成空间像，用工件台基准板对准标记下方的传感器探测该空间像；辐射传 感器用于检测空间像经过工件台对准图形透射后的辐射能量；构图部件承载运 动台位置探测器和工件台位置探测器分别探测对准扫描过程中的构图部件承载 台和工件台的空间位置。单孔形标记是一种孔形透光标记，如200710045044.6、 200710045037.6、 200710046061.1、 200710046156.3、 200710046157.8和200710173146. 6等中国 专利申请中所描述的那样，这种标记存在于目标构图部件上和调制构图部件上， 它被用于多工件的对准扫描定位、粗捕获和对组合标记中的其它标记的扫描光 信息进行归一化处理。在以前的上述装置中，由于在构图部件上的单孔形归一化对准标记透光面 积大，又集中，存在探测成像能量密度较大的问题，另外其探测捕获范围较小， 特别是对准扫描信号的平顶和梯形斜坡段较短，当扫描速度较高的时候，由于 此段采样点数不足，不利于满足对准扫描定位、粗捕获的精度要求，如果需要 增加足够的采样点，则一方面可以降低对准扫描速度，但如此会降低光刻装置 的产能，另 一方面可以增大目标构图部件上的单孔形归一化对准标记的尺寸， 但又增加了成像面积，不利于提高对准扫描的稳定性精度。对于常规多孔形归一化对准标记， 一方面存在上述问题，另一方面还存在 对准扫描信号存在多阶梯状对准扫描信号或者上凸/下凹的拐点，这都不利于提 高归一化对准扫描的精度和适应性的要求。此外，上述的单孔形归一化对准标记和常^见多孔形归一化对准标记的捕获 范围较小。因此，需要提供应用特殊的多孔形归一化对准标记进行对准扫描的方法， 使得该方法能够很好地处理单孔形归一化对准标记和常规多孔形归一化对准标 记在对准扫描中出现的对准扫描的精度和适应性等问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种归 一化对准标记组合及其对准方法 和对准系统，以实现对准系统更高的对准扫描定位精度、粗捕获精度、捕获范 围、稳定性和更强对准扫描的适应性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种归一化对准标记组合，用于光刻 装置的对准系统，所述的归一化对准标记组合由置于所述对准系统目标构图部 件上的多孔形归一化对准标记和置于所述对准系统探测构图部件上的单孔形归一化对准标记组成；所述的多孔形归一化对准标记由第一至第四透光元件以及 镀铬屏蔽层构成，所述第一至第四透光元件为尺寸相同的长方形，呈中心对称 分布，且相邻透光元件靠近对称中心的长边相互垂直并相交于顶点，所述镀4各 屏蔽层分布于该四个透光元件以外的区域；所述的单孔形归一化对准标记由第 五透光元件以及镀#^屏蔽层构成，所述的第五透光元件是正方形孔状结构，所 述镀铬屏蔽层分布于第五透光元件以外的区域。。进一步地，所述多孔形归一化对准标记中的每一透光元件的长是宽的两倍。 进一步地，采用单孔形归一化对准标记来扫描所述多孔形归一化对准标记 经过投影系统所成的像，并且所述单孔形归一化对准标记中第五透光元件的边 长，大于等于两倍多孔形归一化对准标记中透光元件所成像的长边长度与两倍 的目标构图部件放置的预对准精度误差尺寸之和。本专利技术的另 一解决方案是提供一种采用上述归一化对准标记组合进行光刻 装置对准扫描的方法，所述方法包括如下步骤(1)将目标构图部件置于目标 构图部件承载台上，并完成预对准定位；(2)设置直接照射在所述目标构图部 件上多孔形标记的辐射束窗口 ，形成目标构图部件上多孔形标记的透射成像； (3)用探测构图部件上的单孔形归一化对准标记及其下面的探测装置，沿目标 构图部件上多孔形归 一化对准标记所成像的四边其中的 一维度方向和垂至于该 像面的方向，做二维对准扫描，获得一系列辐射测量信息和位置测量信息，用 这些信息进行对准信号处理，得到在这两个方向上的对准位置；(4)用探测构 图部件上的单孔形归一化对准标记及其下面的探测装置，沿目标构图部件上多 孔形归一化对准标记所成像的四边中的另一维度方向和垂至于该像面的方向， 做二维对准扫描，获得一系列辐射测量信息和位置测量信息，用这些信息进行对准信号处理，得到在这两个方向上的对准位置；(5)综合步骤(3)和步骤(4) 的结果，获得目标构图部件承载台上目标构图部件经投影系统所成空间像，相 对探测构图部件承载台的位置关系。进一步地，所述对准信息包括与探测构图部件上单孔形归一化对准标记及 其传感器的位置相关信息，所述光信息包括辐射振幅强度信息、辐射能量信息、 辐射相位信息中任意一种或者相位信息与其它两种信息的组合。进一步地，所述单孔形归一化对准标记对多孔形归一化对准标记所成^象进 行对准扫描的捕获扫描范围是多孔形归一化对准标记中每个透光元件所成像的 长边长度的两倍与单孔形归一化对准标记第五透光元件的方孔边长之和。本专利技术还提供了一种用于光刻装置的对准系统，该系统包括目标构图部 件；探测构图部件；置于目标构图部件上的多孔形归一化对准标记；探测构图 部件上的单孔形归一化对准标记及其下面的探测装置；目标构图部件承载台及 其位置测量装置；探测构图部件承载台及其位置测量装置；置于目标构图部件 和探测构图部件之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种归一化对准标记组合，其特征在于：所述的归一化对准标记组合由置于一对准系统目标构图部件上的多孔形归一化对准标记和置于一对准系统探测构图部件上的单孔形归一化对准标记组成；所述的多孔形归一化对准标记由第一至第四透光元件以及镀铬屏蔽层构成，所述第一至第四透光元件为尺寸相同的长方形，呈中心对称分布，且相邻透光元件靠近对称中心的长边相互垂直并相交于顶点，所述镀铬屏蔽层分布于该四个透光元件以外的区域；所述的单孔形归一化对准标记由第五透光元件以及镀铬屏蔽层构成，所述的第五透光元件是正方形孔状结构，所述镀铬屏蔽层分布于第五透光元件以外的区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕炀，宋海军，胡明辉，严天宏，周畅，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]