[发明专利]光电探测器校准装置及其校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电测量领域，特别涉及一种光电探测器校准装置及其校准方法。

背景技术

在光刻机系统中，光电探测器是光学系统中用来测量曝光光束的能量探测器。一般情况下，照明系统有两个光束光电探测器，一个在照明系统内部，称为剂量探测器，用以在曝光中动态监控光束能量，许多光刻机剂量控制均基于剂量探测器的测量值做反馈控制。另外一个在工件台上，称为光电探测器，用以在非曝光时测量视场轮廓和剂量。

光刻机中的光电探测器和剂量探测器的工作原理类似，都是采用特殊的晶体(比如YAG:CE晶体)把紫外光转化为绿光，然后通过光电效应把光信号转化为电信号，进而测量电信号的强度计算出能量探测器探测到的光束强度。

理想情况下，在硅片曝光过程中，工件台Wafer表面的剂量要能被检测和控制，然而不可能用放置在工件台上的光电探测器在曝光时测量及控制，所以需要用剂量探测器在照明系统的前端来测量和控制光的剂量大小；工件台上的光电探测器用来测量投影物镜像方的光强，在照明系统的多个测试中，都需要用光电探测器在曝光视场内的指定位置对光强进行采样，在照明系统及剂量控制相关测试流程中，工件台需要驱动光电探测器到视场内任意位置，利用该探测器可以进行多种项目的测试：改变照明设置时用光电探测器校准剂量探测器；测量照明均匀性；测量剂量的精度与重复性；测量照明视场尺寸；测量远心性，测量工件台Wafer表面的杂散光等等；但通常情况下，工件台上的光电探测器和剂量探测器，两者测量结果不准确，不能准确的测量当前实际光强大小；未经过外部绝对探测器校正的剂量探测器和光电探测器的能量测量结果并不准确，其影响在精密的剂量系统中无法被忽视，将直接导致剂量控制性能及工件台Wafer表面能量准确性失调到难以接受的地步。

解决上述问题通常的做法是：第一步，手动将绝对探测器放置到工件台有光区域，然后读取绝对探测器的读数，再手动拿走绝对探测器；第二步，驱动工件台上的被校准光电探测器到有光区域，同时读取该光电探测器的读数；第三步，根据测量结果计算绝对探测器和被校准光电探测器之间的关系，完成校准。但是，以上方法存在一定缺点：1、手动将绝对探测器放置在工件台上，操作不方便，安全程度低，增加测试复杂性；绝对探测器实时标定校准时，人为手动放进放出，对光刻系统环境污染较大；3、绝对探测器和被校准光电探测器在分别测量时，难以保证两者在同一垂向最佳焦面测量光强大小，因而在校准结果中，将由于焦面位置误差导致光强测量的误差引入测量结果中，使得测量结果不准确。

由于光源的波动性及稳定性，绝对探测器和被校准探测器测量光强不在同一时刻，绝对探测器和被校准探测器测量光强不为同一束光的能量；则造成在两次校准时，物镜的透过率T发生变化，使得探测器测量到的光强发生变化，导致校准结果不准确，测量误差较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是光电探测器校准装置与光电探测器同时对相同光束进行测量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光电探测器校准装置，包括：

一种光电探测器校准装置，其特征在于，包括

分光棱镜，位于所述光电探测器上方，所述光电探测器位于工件台上，照明光通过所述分光棱镜分为第一测量光和第二测量光；

绝对探测器，位于所述分光棱镜一侧，所述第二测量光入射到所述绝对探测器，所述第一测量光入射到所述光电探测器；以及

处理单元，用于对所述绝对探测器测得的第二测量光光强和所述光电探测器测得的第一测量光光强进行计算，建立所述光电探测器和所述绝对探测器的关系，校准所述光电探测器的增益和偏置。

进一步，水平向控制器控制所述分光棱镜沿水平向移动。

进一步，执行曝光校准时，所述水平向控制器通过可伸缩线缆驱动所述分光棱镜位于所述光电探测器正上方。

进一步，垂向控制器控制所述绝对探测器沿垂向移动。

进一步，执行曝光校准时，所述垂向控制器控制所述绝对探测器位于垂向最佳焦平面上。

进一步，所述垂向控制器通过伸缩器驱动所述绝对探测器沿垂直方向运动。

优选的，照明光通过所述分光棱镜分为50％光强的透射光和50％光强的反射光。

优选的，所述第一测量光为透射光，所述第二测量光为反射光。

进一步，还包括位于所述分光棱镜上方的光束转换晶体，所述照明光通过所述光束转换晶体后入射到所述分光棱镜。

进一步，所述照明光为深紫外线光，通过所述光束转换晶体转换为可见光。

优选的，所述光束转换晶体为YAG:CE晶体。