亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置制造方法及图纸

亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，属于对滤波和照明结构的进一步改进。其特征是激光器发出的光经分光镜，以水平方向射入胶接成滤波机构一体的小反射镜和反射棱镜上，光刻机的光刻光和光栅标记的衍射光通过分区镀制各膜系的滤波板，得到高透过和完全滤波。它方便装调，克服温度影响，提高对准稳定性和对准信号质量，提高对准精度和套刻精度。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是一种亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，属于对滤波和照明结构的进一步改进。涉及亚微米光刻机掩模硅片光栅衍射直接同轴对准
随着微电子技术向更高集成度超微细化方向发展，微电子器件线条越来越细，要求光刻微细图形的套刻精度越来越高。对于亚微米光刻机，一般情况下套刻精度要求控制在0.3μm(3σ)以内，而套刻精度主要是由对准精度决定，则对准精度要求达0.15μm(3σ)。目前已有光刻机对准系统采用的光栅衍射同轴对准结构，存在以下不足1、对准照明反射镜固定在物镜内壁，造成装配调整困难，另一方面由于温度变化，由此带来对准光轴漂移，降低对准精度的长时间稳定性，从而降低光刻机的套刻精度。2、光栅衍射空间滤波结构，其滤波膜为双向截止膜，光刻波段和对准波段的±1级衍射光透过差，对准波段的高级次衍射光截止情况也难于兼顾，不能同时都达到最高，因此既降低了对准信号的信噪比，使对准精度差，以至套刻精度也低，同时由于光刻波长透过差，增加了光刻时间，也降低了光刻生产率。本技术的目的在于避免上述已有技术的不足而提供一种亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，以提高对准稳定性和套刻精度，提高光刻物镜的透过率，满足亚微米光刻机的套刻和光刻生产的需要。本技术的目的可以通过以下措施来达到激光器发出的线偏振光经分光镜后，透射和反射两光束从物镜外侧以水平方向射入胶接成滤波机构一体的小反射镜和反射棱镜，照明硅片的相位光栅对准标记W1和W2，产生的衍射光在光刻物镜中返回，通过分区镀制各膜系的滤波板后，得到完全滤波的±1级对准衍射光，在掩模板的掩模面EE上成象并发生干涉。本技术的目的还可以通过以下措施来达到物镜中放置的光栅衍射空间滤波机构，由小透镜、滤波板、小反射镜、以及反射棱镜胶接为一滤波机构整体，等腰三角形小反射镜底面镀有全反射膜，其顶棱与滤波板的滤波面平行，反射棱镜垂直与滤波板一侧面胶接，并且直角棱与小反射镜顶棱平行；滤波板的滤波面膜系是沿径向和圆周方向分区镀制，各区都是各有侧重的高透过和高反射膜；对准照明激光器发出的线偏振光，由分光镜分光后，透射和反射两光束以水平方向从物镜外侧平行入射到小反射镜和反射棱镜上。 附图说明图1为光栅衍射空间滤波结构放大图。图2为本技术结构图。如图1所示由小透镜(1)、滤波板(2)、小反射镜(3)以及反射棱镜(4)胶接为一滤波机构整体。小透镜(1)中心正对滤波板(2)胶接，等腰小反射镜(3)底面镀有全反射膜，它的底面也同样与滤波板(2)的另一面滤波面正中胶接，其顶棱平行于滤波板(2)的滤波面，反射棱镜(4)垂直胶接在滤波板(2)的一侧面，并使反射棱镜(4)的直角棱平行于小反射镜(3)的顶棱，改变原来用反射镜固定在物镜内壁情况。在滤波板(2)的滤波面膜系，是沿径向和圆周方向OA、AB、BC不同区域，分区分别各有侧重地镀制对准波长高反射，对准波长高透过，以及光刻波长高秀透过和对准波长高反射不同膜系，以达到完全滤去0级和高级次，只让±1级衍射光通过，同时达到物镜光刻波长光线透过高，光刻不受影响。如图2所示对准照明激光器(11)发出的线偏振激光通过分光镜(12)分束，透过光束和反射光束从光刻物镜(5)外部侧面水平入射位于物镜(5)中光瞳面处的光栅衍射空间滤波机构的小反射镜(3)和反射棱镜(4)上。其中透过光束经聚光镜(13)、小反射镜(3)、以及物镜(5)的后组(8)以平行光垂直均匀照明硅片(6)上相位光栅对准标记W2；其反射光束经反射镜(10)、聚光镜(9)、反射棱镜(4)、小反射镜(3)、以及物镜(5)的后组(8)同样以平行光垂直均匀照明硅片(6)上相位光栅对准标记W1、W2经垂直入射的平行光均匀照明后产生衍射，衍射光在物镜(5)中原方向返回，经滤波板(2)滤波后，0级和高级次光被完全滤去，通过小透镜(1)后，±1级衍射光经物镜前组(14)和分切板(15)在掩模板(16)的下表面掩膜面EE成象，并发生干涉。分切板(15)把光分切为偏振方向相互垂直的O光和e光，并产生剪切错位。掩模板(16)的下表面掩模面EE上作有振幅对准光栅标记M1、M2，光栅线为透光线。当硅片(6)上的光栅标记W1随着工件台(7)沿某方向扫描，标记像W1′和掩模面上的掩模光栅标记M1会出现重叠，干涉图象出现全亮(或全黑)，W1和M1标记在扫描方向上就对准了，此时工件台所处位置，即为掩模硅片直接对准坐标位置。另一个方向对准，以及W2和M2标记对准与之同理。本技术相比已有技术具有如下优点1、在物镜中放置的空间滤波机构各零件小透镜(1)、滤波板(2)、小反射镜(3)和反射棱镜(4)是相互胶接固定为一整体的滤波机构，克服了由于温度变化带来对准光轴的漂移，提高对准精度的长时间稳定性，从而提高光刻机的套刻精度。2、由于滤波机构中，采用了反射棱镜(4)作为反射镜，同时小反射镜(3)采用了非90°顶角等腰小反射镜结构，使两激光照明光束可以从水平方向平行射入光刻物镜，方便了光刻物镜的总装配调整，既提高了调整精度，又缩短了总装配时间。3、对滤波板(2)的滤波面膜系采用径向和圆周方向分区镀制，各区各有自己的透射或反射的重点，由于对准光的各级次衍射光光点所占位置小，用此法的该滤波板(2)能有效提高光刻波段的光刻透过率，提高整机光刻生产效率。同时高透过±1级衍射光，提高了对准信号质量，从而提高对准精度和套刻精度。权利要求1.亚微米光刻机的光栅衍射同轴对准装置，包括有光刻物镜、光栅衍射空间滤波机构、以及对准照明，其特征在于激光器(11)发出的线偏振光经分光镜(12)后，透射和反射两光束从物镜(5)外侧以水平方向射入到小反射镜(3)和反射棱镜(4)上，分别以平行光垂直均匀照明硅片(6)的相位光栅对准标记W1和W2，产生的衍射光在光刻物镜(5)中按原方向返回，通过分区镀制各膜系的滤波板(2)后，得到完全滤波的±1级对准衍射光，经分切板(15)在掩模板(16)的掩模面EE上成象，并发生干涉。2.如权利要求1所述的亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装量，其特征在于物镜中放置的光栅衍射空间滤波机构，由小透镜(1)、滤波板(2)、小反射镜(3)、以及反射棱镜(4)胶接为一滤波机构整体，小反射镜(3)底面镀有全反射膜，其顶棱与滤波板(2)的滤波面平行，反射棱镜(4)垂直与滤波板一侧面胶接，并且直角棱与小反射镜(3)顶棱平行。3.如权利要求1或2所述的亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，其特征在于滤波板(2)的滤波面膜系是沿径向和圆周方向分区镀制，各区都是各有侧重的高透过或高反射膜。4.如权利要求1或2所述的亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，其特征在于对准照明激光器(11)射出的线偏振激光，由分光镜(12)分光后，透射和反射两光束以水平方向从物镜(5)外侧平行入射到小反射镜(3)和反射棱镜(4)上。专利摘要亚微米光刻机光栅衍射同轴对准装置，属于对滤波和照明结构的进一步改进。其特征是激光器发出的光经分光镜，以水平方向射入胶接成滤波机构一体的小反射镜和反射棱镜上，光刻机的光刻光和光栅标记的衍射光通过分区镀制各膜系的滤波板，得到高透过和完全滤波。它方便装调，克服温度影响，提高对准稳定性和对准信号质量，提高对准精度和套刻精度。文档编号G03F7/20GK23本文档来自技高网...

【技术保护点】
亚微米光刻机的光栅衍射同轴对准装置，包括有光刻物镜、光栅衍射空间滤波机构、以及对准照明，其特征在于激光器（１１）发出的线偏振光经分光镜（１２）后，透射和反射两光束从物镜（５）外侧以水平方向射入到小反射镜（３）和反射棱镜（４）上，分别以平行光垂直均匀照明硅片（６）的相位光栅对准标记Ｗ↓［１］和Ｗ↓［２］，产生的衍射光在光刻物镜（５）中按原方向返回，通过分区镀制各膜系的滤波板（２）后，得到完全滤波的±１级对准衍射光，经分切板（１５）在掩模板（１６）的掩模面ＥＥ上成象，并发生干涉。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭南，陈伟明，郭永洪，罗先刚，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]