[发明专利]一种基于预扫描的轨迹校正调焦调平装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及一种用于光刻机中的基于预扫描的轨迹校正调焦调平装置和方法。

背景技术

在投影光刻装置中，通常使用硅片调焦调平探测装置来实现对硅片表面特定区域进行高度和倾斜度的测量。该测量装置要求的精度较高，且操作时不能损伤硅片。所以，硅片调焦调平测量必须是非接触式测量，常用的非接触式调焦调平测量方法有三种：光学测量法、电容测量法、气压测量法。

美国专利US4650983中记载了一种调焦调平检测装置和方法，其中采用扫描反射镜来调制包含被测物体（比如：半导体衬底或硅片）表面相对光刻机投影光学系统焦平面的离焦高度信息的光信号，并使经过扫描反射镜调制的光信号通过光敏探测器转变成包含离焦高度信息的模拟电信号，最后再通过相敏解调（PSD）电路从模拟电信号中解调出实际的离焦高度数据。该三角测量方法中，入射到被测物上的光斑是有一定大小的，且与调焦调平检测装置的量程有关。

传统的干涉仪也是一种非接触式的用来测量微小的空间距离的设备。传统干涉仪一般采用相干长度很长的单色(或窄带)光源，通过检测干涉条纹的位置、形状和距离等参数的变化来精确测定空间距离。该测量方法中，入射到被测物上的光斑可认为是一个点。

实际被测物如硅片或玻璃基板，表面会存在周期性的沟槽，而该沟槽并不是我们要测量的位置。沟槽出现的周期一般为毫米量级(如3mm),沟槽本身的大小为数百微米量级(可为100um)。这就使得在光斑很小时，测量点可能会落在工艺沟槽内，使得测量产生误差。本发明提出了一种基于预扫描的轨迹可校正的调焦调平装置，在每批被测物测量前通过预扫描，进而调整测量轨迹，避免测量到沟槽位置。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种基于预扫描的轨迹校正调焦调平装置，其特征在于，包括一传感器阵列和一水平运动台，在预扫描过程中，所述传感器阵列可对多个采样点进行采样，所述装置可根据传感器的采样结果对被测表面进行拟合，根据采样结果和拟合得到的拟合面之间的差值，所述水平运动台可运动，控制所述传感器阵列整体在x方向上进行位置微调。

一种基于预扫描的轨迹校正调焦调平装置，其特征在于，包括一传感器阵列，在预扫描过程中，所述传感器阵列可对多个采样点进行采样，所述装置可根据传感器的采样结果对被测表面进行拟合，根据采样结果和拟合得到的拟合面之间的差值，所述传感器阵列中超出阈值的测量值所对应的的传感器在x方向上进行位置微调。

其中，所述传感器阵列中的每一个传感器都可以在x方向上进行位置微调。

其中，所述传感器阵列中相邻传感器之间的距离小于被测表面上相邻划线槽之间的距离。

本发明还提出了一种利用上述装置进行预扫描以及轨迹校正的方法，包括：

步骤一：确定初始测量位置；

步骤二：利用传感器阵列在该初始测量位置进行测量，获得传感器阵列中各传感器的测量点高度值并拟合平面；

步骤三：计算各点与拟合面的偏差值△H；

步骤四：将各点的偏差值与高度阈值H₀进行比较，若所有的偏差值均小于高度阈值H₀，则进入步骤八，否则进入步骤五；

步骤五：判断进入该传感器的第i次微调（i=1,2,3，……）；

步骤六：将 i与预设最大调整次数I进行比较，若小于I，则微调运动台控制所述传感器阵列整体在x方向上的位置并重复步骤二至步骤六，否则进入步骤七；

步骤七：选取多次调整中偏差值的最大值最小的一次所处的位置作为采样位置，并结束；

步骤八：确定目前的位置为采样位置，并结束。

一种利用上述装置进行预扫描以及轨迹校正的方法，其特征在于，包括

步骤一：确定初始测量位置；

步骤二：利用传感器阵列在该初始测量位置进行测量，获得传感器阵列中各传感器的测量点高度值并拟合平面；

步骤三：计算各点与拟合面的偏差值△H；

步骤四：将各点的偏差值与高度阈值H₀进行比较，若所有的偏差值均小于高度阈值H₀，则进入步骤八，否则进入步骤五；

步骤五：判断进入该传感器的第i次微调（i=1,2,3，……）；

步骤六：将 i与预设最大调整次数I进行比较，若小于I，则微调所述传感器阵列中超出阈值的测量值所对应的的传感器在x方向上的位置并重复步骤二至步骤六，否则进入步骤七；

步骤七：选取多次调整中偏差值的最大值最小的一次所处的位置作为采样位置，并结束；