[发明专利]一种调焦调平装置及调焦调平方法有效

专利信息
申请号: 201210101739.2 申请日: 2012-04-10
公开(公告)号: CN103365103A 公开(公告)日: 2013-10-23
发明(设计)人: 卢丽荣;李志丹;张冲 申请(专利权)人: 上海微电子装备有限公司
主分类号: G03F7/20 分类号: G03F7/20;G03F9/00
代理公司: 北京连和连知识产权代理有限公司 11278 代理人: 王光辉
地址: 201203 上海市浦*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 调焦 平装 平方
【说明书】:

技术领域

本发明涉及半导体集成电路装备制造领域,尤其涉及一种用于光刻设备的调焦测控装置及方法。

背景技术

光刻技术或称光学刻蚀术,已经被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光刻系统曝光,将设计的掩模图形转移到光刻胶上。由于最终决定集成电路的特征尺寸,光刻系统作为集成电路制造工艺中的重要设备,其精度要求对于光刻工艺的重要性不言自明。为获得最佳成像效果,在曝光时,涂有光刻胶的硅片被吸附于承片台上,且其上表面需置于最佳像面高度。

在投影曝光设备中,必须有自动调焦控制系统(或称调焦调平系统)把硅片面精确带入到指定的曝光位置。现有技术中,实现该系统有多种不同的技术方案。目前比较常用是非接触式光电测量技术。

公开日期为1996年1月9日日本专利JP5483056专利中提供了调焦调平装置,该装置的技术缺陷在于:首先,当带宽比较大时,不能使用闪耀光栅,否则会导致部分光过不去,并且当狭缝之间的距离比较近的时候导致级次之间的窜扰影响测量。然后,入射角度大于80度时,使用直角棱镜与投影光阑胶合时,色差难以控制。再次,在光机装调过程中,没有调焦机构,给装配加工提出更高要求。最后,由于温度等环境的影响,导致物镜的最佳焦面发生了飘移,如果调焦调平不对自身零平面校正,会使调焦调平测量点中心与物镜曝光视场不重合,引起测量误差(当前曝光场实际Z,Rx,Ry与调焦调平所测Z,Rx,Ry之差)。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷,本发明提供一种新的调焦调平装置及调焦调平方法,能有效校正因温度等环境的影响所导致的投影物镜的最佳焦面发生的漂移。

为了实现上述发明目的,本发明提供一种调焦调平装置,用于调整待测面的焦平面及自身零平面校正,包括:光源模块、光学透镜模块、被测对象以及探测器模块,其特征在于,该光学透镜模块包括投影光阑、调焦双光楔组件、投影光学组件、零平面调整组件和探测光学组件,该光源模块发出的光束经过投影光阑、投影光学组件、第一调焦双光楔后经该被测对象反射形成反射光束,该反射光束依次经过投影光学组件、零平面调整组件以及第二调焦双光楔后被该探测器模块接收。

更进一步地,该光学透镜组件还包括一偏转棱镜,该反射光经过该第二调焦双光楔后进入该偏转棱镜。该光学透镜组件还包括一中继棱镜,该反射光经过该偏转棱镜后进入该中继棱镜。

更进一步地,该光学透镜组件还包括一偏转棱镜,该源模块发出的光束经过该偏转棱镜后进入该投影光阑。该偏转棱镜与该投影光阑胶合固定。该偏转棱镜是一非直角、高折射率低色散棱镜。当入射光束的入射角大于78度时,该偏转棱镜为楔棱镜或者消色差棱镜。

更进一步地,该第一第二调焦双光楔均由两个直角光楔组成,该直角光楔的斜面相互紧贴放置,一个直角光楔沿另一直角光楔的斜面发生运动。

更进一步地,该零平面调整组件由两个直角光楔组成,该直角光楔的斜面相互平行放置,其中一个直角光楔沿光轴方向移动。

更进一步地,该投影组件和探测组件的构成相同且对称。该投影组件和探测组件均由反远摄结构物镜组成,该反远摄结构物镜的前组镜组和后组镜组形成对称结构。该探测组件的前组镜组和后组镜组之间还设置一扫描反射镜。

更进一步地,该光源模块为宽带光源。该投影光阑为按一定间距排列的若干狭缝。该探测器模块包括一探测狭缝和一探测器。

本发明同时公开一种调焦调平方法,用于调整待测面的焦平面及自身零平面校正,其特征在于,包括:使一照明光束经过投影光阑后依次经过一投影光学组件、一调焦双光楔后经该被测对象反射形成测量光斑,该测量光斑依次经过一投影光学组件、零平面调整组件、调焦双光楔以及一探测狭缝后成像至一探测器表面以一光斑光强分步信号,根据该光斑光强分别信号测量光斑沿像面的平移量和离焦量。

更进一步地,该光斑沿像面的平移量的计算公式为:△Y=T/cosB,T=d*tan(I-a),nsina=sinI,其中a是零平面调整组件的光楔角度,n是光楔材料的折射率,d是两个光楔的间距。

更进一步地,该离焦量和平移量之间的关系式为:△Y= d*tan(I-a)/cosB=2△z tanB,其中a是零平面调整组件的光楔角度,n是光楔材料的折射率,d是两个光楔的间距,△z是离焦量。

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