[發明專利]一種傾斜物體位置測量裝置

有效

• 申請號: 201110416818.8
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN103163740A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 張沖;李志丹;陳飛彪
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明涉及光刻領域，尤其涉及用于光刻裝置的傾斜物體位置測量裝置。

背景技術

投影光刻機是一種把掩模上的圖案通過物鏡投影到硅片面上的裝置。在投影曝光設備中，必須有自動調焦控制系統把硅片面精確帶入到指定的曝光位置，實現該系統有多種不同的技術方案。目前比較常用是非接觸式光電測量技術，其共同點是測量系統中光學部分都采用了滿足Scheimpflug條件（即傾斜的物成傾斜的像所滿足的條件）的光學結構，主要目的是使標記在硅片面上成像清晰，降低測量誤差，提高測量精度。為了達到上述目的，發明名稱為“一種調焦調平傳感裝置的光學系統”的中國專利200610119021.0中采用了階梯反射鏡的結構，美國專利US5414515中采用了補償透鏡結構。當采用階梯反射鏡時，其固定結構方便，但其需要成像系統把物標記成像到階梯反射鏡上，達到補償的目的。而采用透鏡補償時，補償透鏡放置在物標記后不同的位置上，對補償透鏡的設計和安裝都提出了很高的要求，結構復雜。

發明內容

本發明提供了一種傾斜物體位置測量裝置，沿光路方向依次包括：

用于產生均勻照明光的照明單元；

垂直于所述照明光光軸的標記板；

將所述標記板上的標記投影到與所述光軸不相垂直的第一平面上不同位置處的標記調整單元；

將經過所述標記調整單元的標記像投影至所述傾斜物體的被測面的投影成像單元，所述第一平面與所述被測面相對于所述投影成像單元物像共軛；

接收所述被測面反射的標記像的接收成像單元，所述投影成像單元和所述接收成像單元為雙遠心結構；

將所述接收成像單元所成的標記像調整到與所述光軸垂直的第二平面上不同位置處的像方調整單元；

和帶有探測面的探測單元,?所述第二平面上的標記像投影至所述探測面；

所述被測面在所述物鏡光軸方向上的位置變化，導致所述探測面上的標記像在所述探測面上產生相應的位置變化。

其中，所述投影成像單元和接收成像單元滿足SC成像條件。

其中，所述標記調整單元具有多個在空間上不同位置處的帶有反射面的物體，所述反射面用于反射經過所述標記板的入射光。

其中，所述物體為反射鏡。

其中，所述反射鏡上主光線的入射角小于等于45度。

其中，相鄰的兩反射鏡間在橫向和垂向的距離相等。

其中，所述標記調整單元還具有轉折反射鏡,用于將所述反射鏡反射出的光反射到所述投影成像單元以調節光路方向。

其中，所述物體為多個相互膠合并具有相同外形尺寸的反射棱鏡，在所述反射棱鏡上的每個入射點區域都鍍有反射膜。

其中，所述標記調整單元還具有用于調整光程的補償板。

其中，所述反射棱鏡數量為兩個。

其中，所述補償板具有第一補償板和第二補償板,?所述第一補償板與遠離投影成像單元的所述反射棱鏡的所述入射點區域膠合，所述第二補償板與靠近投影成像單元的所述反射棱鏡的所述入射點區域膠合,所述第一補償板比所述第二補償板厚。

其中，所述標記調整單元還具有一個與靠近投影成像單元的所述反射棱鏡膠合的棱鏡,所述棱鏡的一個面與出射光垂直。

其中，在所述像方調整單元之后還具有用于放大所述標記像的中繼放大成像單元，所述中繼放大成像單元為雙遠心結構且放大倍率大于1倍。

其中，在所述中繼放大成像單元之后和所述探測單元之前還具有用于把所述標記像的非測量方向進行壓縮的單向會聚單元。

其中，所述單向會聚單元具有多個數量與非測量方向上的所述標記的行數相對應的柱面鏡。

其中，所述探測面上探測到所述標記像的位移量Δx與所述被測面的位移量Δz之間的關系為：

Δx=2×f1×Δz×sinθ×f2，

其中，θ為所述第一平面與所述標記調整單元的出射光之間的夾角,?f1為所述接收成像單元的倍率,?f2為所述中繼放大成像單元的放大倍率。

其中，所述f1的值為1，所述f2的值大于等于10。

本發明結合了現有技術中兩種不同結構的優點，提出了一種不需要成像系統的采用反射鏡或反射棱鏡的補償方案，并把該方案用于傾斜物體表面位置的直接測量系統中，其結構簡單，便于設計和安裝。且透過調整補償角度或位置，還可以減小標記的有效面積，降低后續放大光學系統的設計場，降低結構設計難度。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。