[发明专利]一种调焦调平测量系统及其校准方法

说明书

本发明涉及一种调焦调平测量系统及其校准方法，该系统包括测量分系统和校准分系统，测量分系统包括第一照明单元、第一投影单元、第一探测透镜组及第一调焦探测器，校准分系统包括第二照明单元、第二投影单元、第二探测透镜组及第二调焦探测器，测量分系统与校准分系统关于硅平面的上表面呈轴对称分布，第一照明单元发出的光源经所述第一投影单元入射至硅平面的上表面，经反射后入射至第一探测透镜组并被第一调焦探测器接收；第二照明单元发出的光源经第二投影单元入射至硅平面的下表面，经反射后入射至第二探测透镜组并被第二调焦探测器接收。本发明在同一个系统中设置两套三角测量装置，能够进行交叉测量，从而快速识别漂移部位并进行有效补偿。

技术领域

本发明涉及投影光刻设备领域，尤其涉及一种调焦调平测量系统及其校准方法。

背景技术

投影光刻设备是将掩模上的图案通过投影物镜投影到工件表面的装置。在投影光刻设备中，调焦调平传感器用于对被测工件的垂向位置进行测量，垂向测量结果用于工件台伺服控制，将工件表面精确地移动到指定的曝光位置。

目前实现调焦调平测量多采用光学测量法，如三角测量方案，三角测量是光刻机中一种常用的调焦测量方案，在三角测量的测量体系中，各器件受温压影响，测量系统会产生焦面漂移，同时在光刻设备中，物镜和被测物也可能存在漂移。为了检测这种漂移由哪一部分产生，及解决如何补偿这种漂移的问题，本发明提出了一种具备自动校准功能的调焦调平测量系统及其校准方法。

发明内容

本发明提供一种调焦调平测量系统及其校准方法，以解决现有测量系统产生焦面漂移的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种调焦调平测量系统，包括测量分系统和校准分系统，所述测量分系统沿光路传播方向依次包括第一照明单元、第一投影单元、第一探测透镜组以及第一调焦探测器，所述校准分系统沿光路传播方向依次包括第二照明单元、第二投影单元、第二探测透镜组以及第二调焦探测器，所述测量分系统与所述校准分系统关于硅平面的上表面呈轴对称分布，所述第一照明单元发出的光源经所述第一投影单元入射至硅平面的上表面，经所述硅平面的上表面反射后入射至所述第一探测透镜组并被所述第一调焦探测器接收；所述第二照明单元发出的光源经所述第二投影单元入射至硅平面的下表面，经所述硅平面的下表面反射后入射至所述第二探测透镜组并被所述第二调焦探测器接收。

较佳地，所述第一投影单元包括第一投影狭缝和第一投影透镜组；所述第二投影单元包括第二投影狭缝和第二投影透镜组。

较佳地，所述第一投影狭缝与第二投影狭缝采用同一种狭缝。

较佳地，所述第一调焦探测器和第二调焦探测器采用CCD相机、扫描反射镜或PSD位置传感器。

本发明还提供了一种利用调焦调平测量系统进行校准的校准方法，所述调焦调平测量系统包括测量分系统和校准分系统，所述测量分系统沿光路传播方向依次包括第一照明单元、第一投影单元、第一探测透镜组以及第一调焦探测器，所述校准分系统沿光路传播方向依次包括第二照明单元、第二投影单元、第二探测透镜组以及第二调焦探测器，所述测量分系统与所述校准分系统关于硅平面的上表面呈轴对称分布，所述校准方法包括如下步骤：

S1：当所述硅平面存在，第一调焦探测器探测第一投影单元的位置信息，第二调焦探测器探测第二投影单元的位置信息，记为第一工况，记录此时第一投影单元与第一调焦探测器，以及第二投影单元与第二调焦探测器的相对初始位置信息；

S2：将所述硅平面移除，所述第二调焦探测器接收第一投影单元的位置信息，第一调焦探测接收器接收第二投影单元的位置信息，记为第二工况，并记录此时第一投影单元与第二调焦探测器，以及第二投影单元与第一调焦探测器的相对初始位置信息；

S3：根据步骤S1和S2中的相对初始位置信息计算得到测量分系统中，第一投影单元与第一调焦探测器的相对初始位置；