[發(fā)明專利]一種調(diào)焦調(diào)平裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110321960.4
• 申請(qǐng)日: 2011-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN102778822A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉廣義;齊月靜;王宇;周翊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G03F9/00
• 分類號(hào): G03F9/00;G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于投影光刻機(jī)調(diào)焦調(diào)平技術(shù)，具體地涉及一種具有光柵和參考光柵的調(diào)焦調(diào)平裝置。

背景技術(shù)

調(diào)平調(diào)焦系統(tǒng)中主要的技術(shù)路線有：基于光柵莫爾條紋技術(shù)(US5191200)，基于狹縫和探測(cè)器陣列的技術(shù)(US?6765647B1)和基于針孔和CCD的調(diào)焦技術(shù)(US?6081614)，其中只有US?5191200為差分光路，穩(wěn)定性高，它通過偏振片起偏得到兩束強(qiáng)度相等的o光(ordinary?rays，尋常光線)和e光(extraordinary?rays，非尋常光線)，利用SAVART板得到有偏置的兩束光路，最后經(jīng)過差分得到硅片的位置。但為得到強(qiáng)度相等的o光和e光，起偏器須呈45度放置，這樣只利用了從硅片上反射回來光的一半能量，能量利用率低，信噪比差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)焦調(diào)平裝置，充分利用硅片反射回來的光線，提高光能的有效利用率和調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的信噪比。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的調(diào)焦調(diào)平裝置，由照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)組成，其中：

成像系統(tǒng)中包括有第一偏振片、1/4波片和SAVART板組成的起偏光路，由該起偏光路將接收到的硅片反射光分成兩束偏振方向垂直，空間上錯(cuò)開半個(gè)周期的兩幅圖像。

所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其中，照明系統(tǒng)為遠(yuǎn)心科勒照明系統(tǒng)。

所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其中，探測(cè)系統(tǒng)將起偏光路的光線匯聚到探測(cè)器上。

所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其中，探測(cè)系統(tǒng)中包括有光彈調(diào)制器和第二偏振片，光彈調(diào)制器將偏振方向不同的兩幅圖像沿時(shí)間軸進(jìn)行調(diào)制。

所述的調(diào)焦調(diào)平裝置，其中，光彈調(diào)制器由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制。

本發(fā)明提供的調(diào)焦調(diào)平裝置，利用第一偏振片和1/4波片作為起偏光路產(chǎn)生o光和e光，并充分利用硅片反射回來的光線，提高光能的有效利用率，提高調(diào)焦調(diào)平信號(hào)的信噪比。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的調(diào)焦調(diào)平裝置的總體光路圖；

圖2是光線在硅片光刻膠上的反射率；

圖3是本發(fā)明調(diào)焦調(diào)平裝置中起偏光路圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明提供的用于投影光刻機(jī)的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)裝置，包含有照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)。其中的照明系統(tǒng)和探測(cè)系統(tǒng)均采用公知技術(shù)而成，因此對(duì)此兩部分不作過多的描述。

照明系統(tǒng)中，s為寬光譜光源，可以是鹵素?zé)艋蚨囝wLED組成。L1、L2和L3構(gòu)成遠(yuǎn)心科勒照明系統(tǒng)，其中ST1為照明系統(tǒng)的視場(chǎng)光闌，ST2為照明系統(tǒng)的孔徑光闌，L4、L5為照明系統(tǒng)中的投影物鏡。

成像系統(tǒng)中，由第一組成像物鏡L6、L7共同將調(diào)焦標(biāo)記G1成像到參考光柵G2的位置。本發(fā)明的成像系統(tǒng)中設(shè)有起偏光路，該起偏光路的結(jié)構(gòu)可參閱圖3所示，起偏光路由第一偏振片1、1/4波片2和SAVART板3組成。照明系統(tǒng)的調(diào)焦標(biāo)記G1成像通過硅片A產(chǎn)生的反射光，經(jīng)由起偏光路分成兩束偏振方向垂直，空間上錯(cuò)開半個(gè)周期的兩幅圖像，并由探測(cè)系統(tǒng)的第二組成像物鏡L8、L9將經(jīng)過參考光柵G2的光線匯聚到探測(cè)器B上，由放大電路7和光彈調(diào)制器4的驅(qū)動(dòng)6的共同作用下完成信號(hào)的放大。探測(cè)系統(tǒng)第二成像物鏡L8、L9之間設(shè)有光彈調(diào)制器4和第二偏振片5，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的作用下，光彈調(diào)制器4將偏振方向不同的兩幅圖像沿時(shí)間軸進(jìn)行調(diào)制，前半個(gè)周期通過o光，后半個(gè)周期通過e光，當(dāng)硅片不離焦時(shí)，前后半個(gè)周期信號(hào)強(qiáng)度相同，當(dāng)硅片離焦時(shí)，前后半個(gè)周期信號(hào)強(qiáng)度不同，通過比較前后半個(gè)周期的光強(qiáng)差，就可以判斷硅片的離焦方向和離焦量，最后經(jīng)放大電路7通過控制機(jī)構(gòu)8將信號(hào)反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)9，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)焦調(diào)平。

本發(fā)明的技術(shù)特征是，采用第一偏振片、1/4波片和SAVART板組成起偏光路，由此起偏方式得到最大的光強(qiáng)，提高探測(cè)信噪比。入射到硅片上的光線為自然光，沒有明顯的偏振態(tài)，經(jīng)過硅片反射后，其中s偏振態(tài)光的反射率如圖2中曲線a所示，p偏振態(tài)光的反射率如圖2中曲線b所示。美國專利US?5191200中利用45度偏振片產(chǎn)生o光和e光，光總強(qiáng)度為：I_i(a+b)/2，光強(qiáng)度變?yōu)槿肷涔鈴?qiáng)度的(a+b)/2倍。本發(fā)明的起偏方式如圖3所示，第一偏振片1是0度放置，讓s偏振態(tài)光全部透光，p偏振態(tài)被遮擋，再利用1/4波片產(chǎn)生一個(gè)圓偏振光，圓偏振光同樣可以分解強(qiáng)度相等的為o光和e光，效果等同于偏振片起偏法，但光總強(qiáng)度變?yōu)椋篒_ia，因?yàn)閍＞b，所以I_ia＞I_i(a+b)/2，因此本發(fā)明得到更強(qiáng)的出射光用于調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的探測(cè)，得到更高的信噪比。