[发明专利]兼顾对准和调焦调平的测量系统及其测量方法和光刻机

说明书

本发明公开了一种兼顾对准和调焦调平的测量系统及其测量方法和光刻机，该系统包括标记板和至少一组探测支路，每组探测支路包括左探测支路和右探测支路，所述左探测支路和所述右探测支路对称设置，对称轴与所述物镜的光轴平行，所述标记板设置在所述工件台上。所述兼顾对准和调焦调平的测量系统实现了垂向测量系统和水平向测量系统的一体化结构，减少了光刻机整机的系统的空间需求。所述兼顾对准和调焦调平的测量系统的测量方法，实现工件的调焦调平及对准，提高了光刻机的工作效率。本发明还公开了一种光刻机，包括物镜和工件台等组件，以及设置在所述物镜和工件台之间的上述兼顾对准和调焦调平的测量系统，节约了光刻机的空间占用率。

技术领域

本发明涉及光刻机领域，特别涉及一种兼顾对准和调焦调平的测量系统，及其测量方法，以及一种光刻机。

背景技术

集成电路芯片生产过程中，为了实现光刻机期望的精度指标，需要精确建立光刻机各个坐标系间的关系，使掩模、掩模台、物镜、硅片、工件台能够建立统一的位置关系。通常可将光刻机中的对准系统分为掩模对准系统和工件对准系统两种，其中，在工件对准系统的设计方案上，如先进封装光刻机、类光机，以及缺陷检测设备上，多采用机器视觉的原理；而与此同时，这些设备上往往会配置一套垂向检测系统，用于工件对准前将被测工件进行调焦调平，以便工件对准时，被测标记或者特征处于工件对准系统的检测范围内，减少因离焦倾斜而引起的测量误差。

现有设备中多是采用配置独立的垂向、水平向检测系统，在工作流程中，先进行垂向测量，将被测工件调焦调平后，再进行工件对准。如此顺序执行，势必占用一定的生产时间，对产率的提升产生影响；另外，特别的工艺情况下，需要进行逐场调焦调平，将会耗费更多时间。目前水平向检测系统多为离轴(偏离物镜中心)对准方式，距离被测工件中心有一定偏离距离，导致在全范围检测时存在一定范围的盲区。

发明内容

本发明提供了一种兼顾对准和调焦调平的测量系统，用以解决现有光刻机中配置独立的垂向、水平向检测系统造成的光刻机空间占用率高的问题，本发明还提供了一种测量方法，用以解决现有光刻机先行垂向测量，将被测工件调焦调平后，再进行工件对准造成的生产时间长，光刻机产率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种兼顾对准和调焦调平的测量系统，设置在物镜和工件台之间，所述兼顾对准和调焦调平的测量系统包括标记板和至少一组探测支路，每组探测支路对称设置，且对称轴与所述物镜的光轴平行，所述标记板设置在所述工件台上。

作为优选，每组探测支路包括左探测支路和右探测支路，所述左探测支路包括沿着光束传播方向依次设置的左照明模块、左成像模块和左探测模块，所述右探测支路包括右照明模块、右成像模块和右探测模块，所述左照明模块发出光束照射所述标定标记，经反射，光束经过所述左成像模块成像在所述左探测模块的探测面上，所述右照明模块发出光束照射所述标定标记，经反射，光束经过所述右成像模块成像在所述右探测模块的探测面上，所述左探测模块与物镜的最佳焦面存在物像共轭关系，所述右探测模块与物镜的最佳焦面存在物像共轭关系，所述照明模块发出非紫外波长光波的光束。

作为优选，所述左照明模块包括沿光束传播方向设置的左光源和左照明镜组，所述左光源发出光束，经过所述左照明镜组反射照射所述标记板，所述右照明模块包括沿光束传播方向设置的右光源和右照明镜组，所述右光源发出光束，经过所述右照明镜组反射照射所述标记板。

作为优选，所述左照明镜组包括沿光束传播方向设置的左第一镜组、左分光棱镜和左第二镜组，光束经过所述左第一镜组照射所述左分光棱镜，经过左分光棱镜反射至所述左第二镜组，所述右照明镜组包括沿光束传播方向设置的右第一镜组、右分光棱镜和右第二镜组，光束经过所述右第一镜组照射所述右分光棱镜，经过右分光棱镜反射至所述右第二镜组。

作为优选，所述左成像模块为所述右第二镜组，所述右成像模块为所述左第二镜组。

作为优选，所述标记板上设有标定标记。