[發明專利]一種光柵式垂向位置測量系統

有效

• 申請號: 201511025509.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN106931876B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 王福亮;徐榮偉;孫建超
• 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: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 31237 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，沿光路傳播方向，依次包括照明單元、成像單元和中繼單元，所述成像單元包括投影分支和探測分支，所述投影分支具有投影狹縫，所述探測分支具有探測狹縫，其中該光柵式垂向位置測量系統還包括隨機噪聲產生裝置，設置于所述成像單元中；

其中，所述隨機噪聲產生裝置設置在投影分支或探測分支的其中一個光路上；

所述投影狹縫被所述照明單元均勻照明后產生測量光和非測量光，其中

所述測量光被所述投影分支成像到待測工件表面，之后經所述待測工件表面反射后，被所述探測分支成像在所述探測狹縫面，形成投影狹縫像，所述投影狹縫像經過所述中繼單元投射到光電探測器上；

所述非測量光經過所述隨機噪聲產生裝置，不同角譜分量之間產生隨機的復振幅，彼此之間無任何關聯，由于不同角度衍射光復振幅不具有相關性，所述待測工件的底層工藝圖形層在所述探測狹縫面所成的像對比度衰減，從而減弱或消除所述底層工藝圖形層對所述投影狹縫在所述探測狹縫面所成像的照明均勻性的不利影響，進而減弱或消除測量結果對所述底層工藝圖形的依賴；

其中，所述隨機噪聲產生裝置的噪聲產生區域大小可變。

2.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置設置于所述投影分支中，所述非測量光經過位于所述投影分支的頻譜面的所述隨機噪聲產生裝置，不同角譜分量之間產生隨機的復振幅，彼此之間無任何關聯，之后到達所述待測工件的光刻膠底層下面的所述底層工藝圖形層，被所述底層工藝圖形層衍射，由于不同角度衍射光復振幅不具有相關性，所述底層工藝圖形層在所述探測狹縫面所成的像對比度衰減，從而減弱或消除所述底層工藝圖形層對所述投影狹縫在所述探測狹縫面所成像的照明均勻性的不利影響，進而減弱或消除測量結果對所述底層工藝圖形層的依賴。

3.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置設置于所述探測分支中，所述非測量光到達所述待測工件的光刻膠底層下面的所述底層工藝圖形層后，其衍射光經過位于所述探測分支的頻譜面的所述隨機噪聲產生裝置，不同角譜分量之間產生隨機的復振幅，彼此之間無任何關聯，由于不同角度衍射光復振幅不具有相關性，所述底層工藝圖形層在所述探測狹縫面所成的像對比度衰減，從而減弱或消除所述底層工藝圖形層對所述投影狹縫在所述探測狹縫面所成像的照明均勻性的不利影響，進而減弱或消除測量結果對底層工藝圖形的依賴。

4.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述照明單元為激光器。

5.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置設置有電動開關，用于調節所述隨機噪聲產生裝置的噪聲產生區域大小。

6.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置采用光刻工藝制成的石英玻璃，并通過所述光刻工藝調節不同區域的厚度，形成隨機的透射率和折射率。

7.根據權利要求6所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述光刻工藝采用二元光學光刻工藝。

8.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置采用液晶裝置，所述液晶裝置通過外部裝置調節不同區域的隨機透射率和折射率參數。

9.根據權利要求1所述的光柵式垂向位置測量系統，其特征在于，所述隨機噪聲產生裝置采用可編程透射式空間光調制器，所述可編程透射式空間光調制器每一個小單元通過改變入射到該小單元上的光束的振幅和相位，從而產生隨機噪聲。