[發明專利]一種焦面測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201410052179.5
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN104849964B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 張鵬黎;徐文;王帆
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

1.一種焦面測量裝置，包括：

投影單元，產生投影光束照射待測硅片表面，經所述硅片反射后產生探測光束；

探測單元，用于探測所述探測光束；

其特征在于，所述投影單元包括波長選擇單元及偏振調制單元，所述波長選擇單元對所述投影光束的波長或波段進行選擇，所述偏振調制單元對所述波長選擇單元輸出的投影光束的偏振態進行調制；

所述探測單元包括偏振解調單元，通過設置波長選擇單元、偏振調制單元以及偏振解調單元，實現硅片上表面反射的探測光束透過，硅片底層圖案的反射光束被抑制；以及

參數設置單元，用于根據所述硅片的工藝特性對所述波長選擇單元、偏振調制單元及偏振解調單元的參數進行配置。

2.如權利要求1所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述投影單元還包括光源以及狹縫陣列。

3.如權利要求2所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述光源與所述波長選擇單元之間還設有第一透鏡。

4.如權利要求2所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述狹縫陣列與所述硅片之間還設有投影鏡組。

5.如權利要求4所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述投影鏡組由第二透鏡和第三透鏡組成。

6.如權利要求1所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述探測單元還包括探測鏡組，所述探測鏡組由第四透鏡和第五透鏡組成，所述第四透鏡和第五透鏡分設于所述偏振解調單元的入射光路和出射光路上。

7.如權利要求1所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述投影單元還包括光源，所述光源為LED光源、氙燈、鹵素燈或耦合了多個波長的光纖激光。

8.如權利要求1所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述波長選擇單元為光柵衍射型濾光片或多個透射型的帶通濾光片。

9.如權利要求1所述的焦面測量裝置，其特征在于，所述偏振調制單元和偏振解調單元采用磁致旋光器、光電調制器或旋轉的偏振片。

10.一種焦面測量方法，應用于如權利要求1至9中任一所述的焦面測量裝置中，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將硅片上載到工件臺上；

S2：根據所述硅片的工藝特性選擇調制方式；

S3：根據選擇的調制方式獲取調制的配置參數；

S4：根據所述的配置參數對所述焦面測量裝置的波長選擇單元、偏振調制單元以及偏振解調單元進行調節；

S5：執行焦面測量作業：以一投影光束照射所述硅片表面并收集所述硅片表面反射的探測光束，進而獲取硅片表面各點的高度值。

11.如權利要求10所述的焦面測量方法，其特征在于，在S2步驟中，若硅片的底層為周期性圖案，則選用靜態調制方式；若硅片的底層為非周期性圖案，則選用動態調制方式。

12.如權利要求11所述的焦面測量方法，其特征在于，所述靜態調制方式為：所述偏振調制單元調節投影光束，使其具有特定的偏振方向所述偏振解調單元調節透振軸，使其與硅片上表面反射的光束的偏振方向相同；所述動態調制方式為：所述偏振調制單元加載周期性信號，使投影光束的偏振方向周期性變化，所述偏振解調單元也加載周期性信號，使任意時刻硅片上表面反射的探測光束的偏振方向均與偏振解調單元的透振軸方向相同。

13.如權利要求10所述的焦面測量方法，其特征在于，在S3步驟中，所述配置參數通過仿真建模的方式或者實驗測試的方式獲得。