[發(fā)明專利]光電探測器校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法

有效

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• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN102890423A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋平;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(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;G01J1/42
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電測量領(lǐng)域，特別涉及一種光電探測器校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

在光刻機(jī)系統(tǒng)中，光電探測器是光學(xué)系統(tǒng)中用來測量曝光光束的能量探測器。一般情況下，照明系統(tǒng)有兩個(gè)光束光電探測器，一個(gè)在照明系統(tǒng)內(nèi)部，稱為劑量探測器，用以在曝光中動(dòng)態(tài)監(jiān)控光束能量，許多光刻機(jī)劑量控制均基于劑量探測器的測量值做反饋控制。另外一個(gè)在工件臺(tái)上，稱為光電探測器，用以在非曝光時(shí)測量視場輪廓和劑量。

光刻機(jī)中的光電探測器和劑量探測器的工作原理類似，都是采用特殊的晶體(比如YAG:CE晶體)把紫外光轉(zhuǎn)化為綠光，然后通過光電效應(yīng)把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而測量電信號(hào)的強(qiáng)度計(jì)算出能量探測器探測到的光束強(qiáng)度。

理想情況下，在硅片曝光過程中，工件臺(tái)Wafer表面的劑量要能被檢測和控制，然而不可能用放置在工件臺(tái)上的光電探測器在曝光時(shí)測量及控制，所以需要用劑量探測器在照明系統(tǒng)的前端來測量和控制光的劑量大??；工件臺(tái)上的光電探測器用來測量投影物鏡像方的光強(qiáng)，在照明系統(tǒng)的多個(gè)測試中，都需要用光電探測器在曝光視場內(nèi)的指定位置對(duì)光強(qiáng)進(jìn)行采樣，在照明系統(tǒng)及劑量控制相關(guān)測試流程中，工件臺(tái)需要驅(qū)動(dòng)光電探測器到視場內(nèi)任意位置，利用該探測器可以進(jìn)行多種項(xiàng)目的測試：改變照明設(shè)置時(shí)用光電探測器校準(zhǔn)劑量探測器；測量照明均勻性；測量劑量的精度與重復(fù)性；測量照明視場尺寸；測量遠(yuǎn)心性，測量工件臺(tái)Wafer表面的雜散光等等；但通常情況下，工件臺(tái)上的光電探測器和劑量探測器，兩者測量結(jié)果不準(zhǔn)確，不能準(zhǔn)確的測量當(dāng)前實(shí)際光強(qiáng)大??；未經(jīng)過外部絕對(duì)探測器校正的劑量探測器和光電探測器的能量測量結(jié)果并不準(zhǔn)確，其影響在精密的劑量系統(tǒng)中無法被忽視，將直接導(dǎo)致劑量控制性能及工件臺(tái)Wafer表面能量準(zhǔn)確性失調(diào)到難以接受的地步。

解決上述問題通常的做法是：第一步，手動(dòng)將絕對(duì)探測器放置到工件臺(tái)有光區(qū)域，然后讀取絕對(duì)探測器的讀數(shù)，再手動(dòng)拿走絕對(duì)探測器；第二步，驅(qū)動(dòng)工件臺(tái)上的被校準(zhǔn)光電探測器到有光區(qū)域，同時(shí)讀取該光電探測器的讀數(shù)；第三步，根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算絕對(duì)探測器和被校準(zhǔn)光電探測器之間的關(guān)系，完成校準(zhǔn)。但是，以上方法存在一定缺點(diǎn)：1、手動(dòng)將絕對(duì)探測器放置在工件臺(tái)上，操作不方便，安全程度低，增加測試復(fù)雜性；絕對(duì)探測器實(shí)時(shí)標(biāo)定校準(zhǔn)時(shí)，人為手動(dòng)放進(jìn)放出，對(duì)光刻系統(tǒng)環(huán)境污染較大；3、絕對(duì)探測器和被校準(zhǔn)光電探測器在分別測量時(shí)，難以保證兩者在同一垂向最佳焦面測量光強(qiáng)大小，因而在校準(zhǔn)結(jié)果中，將由于焦面位置誤差導(dǎo)致光強(qiáng)測量的誤差引入測量結(jié)果中，使得測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

由于光源的波動(dòng)性及穩(wěn)定性，絕對(duì)探測器和被校準(zhǔn)探測器測量光強(qiáng)不在同一時(shí)刻，絕對(duì)探測器和被校準(zhǔn)探測器測量光強(qiáng)不為同一束光的能量；則造成在兩次校準(zhǔn)時(shí)，物鏡的透過率T發(fā)生變化，使得探測器測量到的光強(qiáng)發(fā)生變化，導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果不準(zhǔn)確，測量誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是光電探測器校準(zhǔn)裝置與光電探測器同時(shí)對(duì)相同光束進(jìn)行測量。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光電探測器校準(zhǔn)裝置，包括：

一種光電探測器校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括

分光棱鏡，位于所述光電探測器上方，所述光電探測器位于工件臺(tái)上，照明光通過所述分光棱鏡分為第一測量光和第二測量光；

絕對(duì)探測器，位于所述分光棱鏡一側(cè)，所述第二測量光入射到所述絕對(duì)探測器，所述第一測量光入射到所述光電探測器；以及

處理單元，用于對(duì)所述絕對(duì)探測器測得的第二測量光光強(qiáng)和所述光電探測器測得的第一測量光光強(qiáng)進(jìn)行計(jì)算，建立所述光電探測器和所述絕對(duì)探測器的關(guān)系，校準(zhǔn)所述光電探測器的增益和偏置。

進(jìn)一步，水平向控制器控制所述分光棱鏡沿水平向移動(dòng)。

進(jìn)一步，執(zhí)行曝光校準(zhǔn)時(shí)，所述水平向控制器通過可伸縮線纜驅(qū)動(dòng)所述分光棱鏡位于所述光電探測器正上方。

進(jìn)一步，垂向控制器控制所述絕對(duì)探測器沿垂向移動(dòng)。

進(jìn)一步，執(zhí)行曝光校準(zhǔn)時(shí)，所述垂向控制器控制所述絕對(duì)探測器位于垂向最佳焦平面上。

進(jìn)一步，所述垂向控制器通過伸縮器驅(qū)動(dòng)所述絕對(duì)探測器沿垂直方向運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，照明光通過所述分光棱鏡分為50％光強(qiáng)的透射光和50％光強(qiáng)的反射光。

優(yōu)選的，所述第一測量光為透射光，所述第二測量光為反射光。

進(jìn)一步，還包括位于所述分光棱鏡上方的光束轉(zhuǎn)換晶體，所述照明光通過所述光束轉(zhuǎn)換晶體后入射到所述分光棱鏡。

進(jìn)一步，所述照明光為深紫外線光，通過所述光束轉(zhuǎn)換晶體轉(zhuǎn)換為可見光。

優(yōu)選的，所述光束轉(zhuǎn)換晶體為YAG:CE晶體。