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光刻机对准系统功能原理
投影光刻机对准系统功能原理
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对准系统简介
对准系统的主要功能就是将工件台上硅片的标记与掩膜版上的标记对准，其标记的对准精度能达到±04μm
（正态分布曲线的3σ值）。因为一片硅片在一个工艺流程中的曝光次数可能达到30次，而对准精度直接
影响硅片的套刻精度，所以硅片的对准精度非常的关键。
由于对准系统对硅片标记的搜索扫描有一定的范围，它在X方向和Y方向都只能扫描±44μm，所以硅片被
传送到工件台上进行对准之前，需要在预对准工件台上先后完成两次对准，即机械预对准和光学预对准，
以便满足精细对准的捕捉范围。注意：本文所提到的对准都是所谓的精细对准。
PAS250010投影光刻机对准系统主要由三个单位部分构成：照明（对准光源）部分，双折射单元和对准单
元。这三个单元与掩膜版、硅片、以及投影透镜的相对位置如图1所示，在图中可以看出，对准系统中用
了两个完全相同的光路，这是为了满足对准功能的需要。
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对准系统的光学结构和功能
由于对准系统中的两条完全相同，所以在下面的介绍中只详细地阐述了其中的一条光路。在对准系统中，
照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生波长为633
m的线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅
片被曝光（硅片曝光用的光为紫外光）。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激
光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返
回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。
在对准单元内，硅片的标记图象和掩膜版标记的图象同时通过一个调制器后，将被聚焦到一个QCELL光
电检测器上。此调制器是用来交替传送两个极化方向的硅片标记图象，QCELL光电检测器将对硅片的标记
的每个极化方向图象分别产生一个电信号，由此产生的电信号的振幅取决于该极化方向硅片标记的图象与
掩膜版标记图象在QCELL的显示比例。
硅片上的对准标记如图2所示，标记分为四个象限，每个象限有8μm或88μm的对准条，其中有两个象
限的对准条用来对准X向，另外两个象限用来对准Y向。而QCELL光电检测器的每一个单元对应标记的
一个象限，当在QCELL检测器的每一个单元中，两个极化方向的标记图象的能量都相等的时候，就表明
硅片与掩膜版的标记完全对准了。从图1中可以看到对准光束在经过对准单元的时候被分成了两束，一束
激光将通过调制器到达QCELL光电检测器，r