[發(fā)明專利]一種測量系統(tǒng)及使用該測量系統(tǒng)的光刻設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010606302.5
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102540778A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王帆;馬明英
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;G03F7/20;G01J9/02
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

1.一種測量系統(tǒng)，沿光傳播方同依序包括：

光源模塊，用于出射一光束；

照明模塊，該光束入射該照明模塊后出射一照明光束照明一基底表面的標記，該照明光束經(jīng)該標記反射與衍射之后，形成多個衍射級次的光出射；

成像模塊；以及

探測模塊，包括探測光柵及光強探測器，該些多個衍射級次的光經(jīng)過該成像模塊后形成入射光入射該探測光柵，該探測光柵對對該入射光進行二次衍射形成不同衍射級次的光束在該光強探測器上形成干涉圖樣；

其特征在于，透過移動該基底或探測光柵，對多個衍射級次的光進行位相調(diào)制，以獲取多個衍射級次的光之間的相位差信息，進而由該相位差信息獲取該基底三維位置信息，實現(xiàn)對該基底對準及調(diào)焦調(diào)平測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，照明模塊使用柯拉照明(Kohler?illumination)對該基底表面的標記進行照明。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，探測模塊還包括準直透鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，光強探測器為CCD或CMOS光強探測器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，該基底表面的標記由一個二維光柵或由兩個方向的一維光柵構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，探測光柵由一維光柵或二維光柵構(gòu)成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，光源模塊為激光器或?qū)拵Ч庠础?/p>

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，光源模塊采用多個不同波長的光源進行切換測量。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，還包括一分束器，該照明模塊的出射光經(jīng)由該分束器反射至該基底的標記上，該標記產(chǎn)生的衍射光透射穿過該分束器后入射至該成像模塊。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，該照明模塊包括一將光線反射至該標記上的反射鏡，該成像模塊包括一將該標記產(chǎn)生的衍射光反射進入成像光路的反射鏡。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，該基底沿著垂直于該基底表面的標記方向移動。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，該探測光柵沿著垂直于該探測光柵方向移動。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中，該標記的周期與該探測光柵的周期匹配。

14.利用權(quán)利要求1-13中任意一個進行基底對準以及調(diào)焦調(diào)平測量的方法，包括：

沿垂直該基底標記的方向移動基底或沿垂直于探測光柵的方向移動該探測光柵，對多個衍射級次的光的位相進行調(diào)制；

在光強探測器上接收多個衍射級次的光不同初始位相下的光強，實現(xiàn)移相干涉；以及

分析該光強探測器上各點對應(yīng)的光瞳面上的相位信息，獲取該基底三維位置信息，以實現(xiàn)對該基底對準及調(diào)焦調(diào)平測量。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過至少兩個衍射方向的相位圖進行zernike系數(shù)擬合，利用其中的低級Zernike系數(shù)計算該基底三維位置信息：

Δx＝Z2/NA

Δy＝Z3/NA

Δz=2×Z41-1-NA2]]>

其中Δx、Δy、Δz分別為x、y、z方向上的位置誤差值，Z2～Z4為2～4級Zernike系數(shù)，NA為所述成像模塊的數(shù)值孔徑。