一种光栅衍射光束干涉离轴对准测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于硅片与工件台之间的光栅衍射光束干涉离轴对准测量装置，属于光刻技术领域；本发明专利技术采用四通道合束器对四种不同波长的激光光束进行合束，利用光束调控模块对四通道合束器输出的光束进行处理，使用自参考干涉镜组实现光栅多级次混叠衍射信号的生成，使用归一化信号探测模块对多级次对准信号进行采集，最后利用软件模块对采集的对准信号进行分析与处理，提高了系统的工艺适应性。本发明专利技术结合光束调控模块、两组自参考干涉镜组与归一化信号探测模块，解决了激光光束偏振态、光强波动以及系统内部杂散光束等因素影响对准信号质量的问题，从而提高了系统的信号探测精度和稳定性。度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅衍射光束干涉离轴对准测量装置


[0001]本专利技术属于光刻
，主要涉及一种用于光刻系统的光栅衍射光束干涉离轴对准测量装置。

技术介绍

[0002]集成电路产业作为新一代信息技术产业的核心，其芯片的制造过程极为复杂，工艺流程要求极为严苛，其主要包括光刻胶涂覆、光刻曝光、显影、刻蚀、离子掺杂、去胶、沉积等多重工艺流程。在集成电路芯片的制造过程中，其难点和关键点在于将掩膜版上的电路图案印制至硅衬底的光感材料上，这一过程需要通过光刻曝光来实现。集成电路芯片的制作一般需要进行25
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40次重复套刻曝光，在每一层电路图案曝光之前，其相应的掩膜版需要与上一次光刻曝光的电路图案建立准确的相对位置关系，并同时保证每一层与前后两层电路图案的相对位置精度。为此，光刻系统要求配备对准测量装置，实现掩模和硅片之间的高精度对准。
[0003]主流光刻系统的对准测量方式主要为同轴对准与离轴对准。同轴对准测量方式是在套刻曝光前实现掩模和工件台之间的对准，即测量掩模在机器坐标系中的坐标，以及工件台在机器坐标系中的坐标，并计算掩模相对于工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅衍射光束干涉离轴对准测量装置，其特征在于所述装置包括：光源模块(1)、光束调控模块(2)、信号生成模块(3)、第一自参考干涉镜组模块(4)、第一归一化信号探测模块(5)、第二自参考干涉镜组模块(6)、第二归一化信号探测模块(7)、软件模块(8)；所述光源模块(1)包括第一激光器(101)、第二激光器(102)、第三激光器(103)、第四激光器(104)和四通道合束器(105)，利用四通道合束器(105)将第一激光器(101)、第二激光器(102)、第三激光器(103)和第四激光器(104)发出的激光进行合束，并引导至光束调控模块(2)；所述光束调控模块(2)包括光调制器(201)、光偏振控制器(202)和光准直器(203)，利用光调制器(201)对光源模块(1)输出的激光光束进行调制，使用光偏振控制器(202)对光调制器(201)输出光束的偏振态进行改变，再由光准直器(203)对光偏振控制器(202)输出的光束进行准直，并引导至信号生成模块(3)；所述信号生成模块(3)包括微反射镜(301)、聚焦透镜(302)、测量光栅标记(303)、空间滤波器(304)和第一偏振分束器(305)，将光束调控模块(2)输出的激光光束依次经过微反射镜(301)和聚焦透镜(302)，汇聚至测量光栅标记(303)表面，采用大数值孔径的聚焦透镜(302)收集由测量光栅标记(303)表面产生的衍射光束，使用空间滤波器(304)对所收集的衍射光束进行滤波，再利用第一偏振分束器(305)将滤波后的光束分成两路，并分别引导至第一自参考干涉镜组模块(4)和第二自参考干涉镜组模块(6)；所述第一自参考干涉镜组模块(4)包括第一二分之一波片(401)、第二偏振分束器(402)、第一四分之一波片(403)、第一反射镜(404)、第二四分之一波片(405)和第一棱镜(406)，利用第二偏振分束器(402)将透过第一二分之一波片(401)的光束分成两路，一路光束依次经过第一四分之一波片(403)和第一反射镜(404)，另一路光束依次经过第二四分之一波片(405)和第一棱镜(406)实现光场的翻转，再由第二偏振分束器(402)将两路光束进行合束，进入第一归一化信号探测模块(5)；所述第一归一化信号探测模块(5)包括第二二分之一波片(501)、第三偏振分束器(502)、第一分束系统(503)、第一多通道光电探测器(504)、第二分束系统(505)和第二多通道光电探测器(506)，利用第三偏振分束器(502)将透过第二二分之一波片(501)的光束分成两路，一路经过第一分束系统(503)分成四种波长对应的光束测量信号，另一路经过第二分束系统(505)分成四种波长对应的光束参考信号，再分别使用第一多通道光电探测器(504)和第二多通道光电探测器(506)进行同步探测，并将探测信号传输至软件模块(8)；所述第二自参考干涉镜组模块(6)包括第三二分之一波片(601)、第四偏振分束器(602)、第三四分之一波片(603)、第二反射镜(604)、第四四分之一波片(605)和第二棱镜(606)，利用第四偏振分束器(602)将透过第三二分之一波片(601)的光束分成两路，一路光束依次经过第三四分之一波片(603)和第二反射镜(604)，另一路光束依次经过第四四分之一波片(605)和第二棱镜(606)实现光场的翻转，再由第四偏振分束器(602)将两路光束进行合束，进入第二归一化信号探测模块(7)；所述第二归一化信号探测模块(7)包括第四二分之一波片(701)、第五偏振分束器(702)、第三分束系统(703)、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟波，黄康胜，宋培宇，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：