[發(fā)明專利]一種硅片預(yù)對準(zhǔn)測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210022850.2
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN103246166A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王邵玉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機械工程技術(shù)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(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)明涉及預(yù)對準(zhǔn)測量裝置，特別涉及一種硅片邊緣信息測量裝置。?

背景技術(shù)

光刻設(shè)備是一種將掩模圖案曝光成像到硅片上的設(shè)備。光刻設(shè)備是高度自動化的，它擁有全自動的硅片伺服系統(tǒng)，稱之為wafer?handling，光刻設(shè)備不僅對wafer?handling有必要的產(chǎn)率要求，以滿足整個設(shè)備的生產(chǎn)效率，而且對硅片被傳輸?shù)焦ぷ髋_上的精度有著嚴(yán)格的要求。由于硅片具備圓形和缺口這兩種幾何特征，從幾何計算上，只要取得硅片圓周上足夠的特征點，就可以得到一張硅片的圓心位置和缺口方向，進(jìn)而將硅片以較高的定心和定向重復(fù)性向工作臺傳輸。在傳統(tǒng)的wafer?handling設(shè)計中，一般都會添加預(yù)對準(zhǔn)裝置，以解決硅片向工作臺傳輸?shù)亩ㄐ模ㄏ蛑貜?fù)性問題，但由于預(yù)對準(zhǔn)裝置是安裝在傳輸系統(tǒng)框架上，在向光刻機內(nèi)部傳輸時，由于框架間的穩(wěn)定性問題，即預(yù)對準(zhǔn)后傳輸過程中引入的新位置誤差，導(dǎo)致傳輸?shù)焦ぷ髋_上的硅片重復(fù)性受到較大影響，因此在對傳輸系統(tǒng)硅片伺服精度提出更高要求時，顯然是難以滿足的。如果在傳輸系統(tǒng)內(nèi)部添加再次測量裝置及精度調(diào)整運動，顯然極大增加傳輸?shù)脑O(shè)計復(fù)雜度，增加成本，降低了可靠性?？紤]工作臺與傳輸系統(tǒng)在協(xié)同工作時有交接位，可以在交接位設(shè)置視覺測量裝置測量交接時硅片的殘余偏差，工作臺獲取硅片時，補償該偏差，就達(dá)到了進(jìn)一步提高上片精度的目的。?

參見圖1所示，美國專利US5648854采用了此種設(shè)計構(gòu)想，但在具體應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計時，存在以下問題：?

1、三個視覺系統(tǒng)的圖像處理模塊261、262、263靠近投影物鏡及主基板，其熱源影響它們的熱穩(wěn)定性；2、視覺系統(tǒng)垂直布局，影響鏡頭徑向尺寸設(shè)計，并且要求主基板要開孔，影響主基板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；3、由于視覺系統(tǒng)的垂直布局，導(dǎo)致三組視覺不能正交布置，正交布置對于二次預(yù)對準(zhǔn)測量精度提高最有利；4、視覺系統(tǒng)的走線布線不可避免進(jìn)入整機設(shè)計內(nèi)部提高了設(shè)計復(fù)雜性，不利于此部件的模塊化，獨立化，集成調(diào)試不方便。由于結(jié)構(gòu)布置松散，該部件難以離線裝調(diào)測試，制造風(fēng)險大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是視覺系統(tǒng)布局受到光刻機鏡頭的限制。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種硅片預(yù)對準(zhǔn)測量裝置，包括三組視覺光機和殼體，對工作臺上放置的被測硅片進(jìn)行預(yù)對準(zhǔn)操作，所述殼體用以固定所述三組視覺光機，所述視覺光機包括成像CCD、成像光路和照明光路，?

所述視覺光機還包括一反射鏡，來自所述被測硅片的光線由所述反射鏡改變角度后經(jīng)所述成像光路進(jìn)入所述成像CCD；

所述三組視覺光機的成像光路在平行于所述被測硅片的同一平面內(nèi)；

所述三組視覺光機分別獲取所述被測硅片的三段邊緣信息，根據(jù)獲取的硅片邊緣信息，計算獲得所述硅片的偏心偏向殘差。

進(jìn)一步，所述三組視覺光機的取像點分布在一半圓弧上，且相鄰兩組視覺光機的取像點的圓心角成90度。?

進(jìn)一步，所述視覺光機的照明光路，位于所述三組視覺光機成像光路所在的平面內(nèi)。?

進(jìn)一步，所述成像光路和所述照明光路同軸。?

進(jìn)一步，還包括散熱板，所述散熱板貼合于所述成像CCD。?

進(jìn)一步，所述散熱板通過導(dǎo)熱硅膠貼合于所述成像CCD。?

進(jìn)一步，所述散熱板還包括冷卻循環(huán)裝置，通過投影物鏡鏡頭冷卻水實現(xiàn)熱交換。?

進(jìn)一步，還包括三個反射鏡，位于所述工作臺上，所述三個反射鏡與所述三組視覺光機位置對應(yīng)，用以反射所述視覺光機發(fā)出的照明光，為所述視覺光機提供背光。?

進(jìn)一步，所述預(yù)對準(zhǔn)測量裝置位于光刻機主基板下方，光刻機投影物鏡側(cè)方，所述工作臺上方，所述殼體與所述光刻機主基板連接。?

進(jìn)一步，所述殼體由上接口板、下接口板及連接件組成，所述的預(yù)對準(zhǔn)測量裝置通過所述上接口板與所述光刻機主基板連接，下接口板用以承載所述三組視覺光機，連接件用以連接所述上接口板和所述下接口板。?

進(jìn)一步，還包括三塊光機調(diào)整板，每一所述視覺光機分別通過一所述光機調(diào)整板與下接口板連接，所述光機調(diào)整板對所述視覺光機進(jìn)行6自由度調(diào)整。?

進(jìn)一步，所述上接口板與所述下接口板間的所述連接件，為三組差分調(diào)整器，用以調(diào)整所述預(yù)對準(zhǔn)測量裝置整體水平度。?

進(jìn)一步，所述上接口板接口處設(shè)置有RZ向調(diào)整機構(gòu)。?

本發(fā)明硅片預(yù)對準(zhǔn)測量裝置的優(yōu)點在于提高預(yù)對準(zhǔn)精度、結(jié)構(gòu)獨立性強、結(jié)構(gòu)緊湊，不限制投影物鏡的空間，離線調(diào)整靈活性強，對周圍微環(huán)境的溫度影響降低。?

附圖說明