[發明專利]一種調焦對準裝置及對準方法

有效

• 申請號: 201610113256.2
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN107168018B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 齊景超;陳飛彪;吳旭婷;于大維
• 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: G03F7/207
• 分類號: G03F7/207;G03F9/00
• 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

本發明公開了一種調焦對準裝置及對準方法，用于基底臺上基底的調焦和對準，所述調焦對準裝置包括第一探測支路，第一探測支路沿光路方向依次包括：光源，產生均勻的照明光；投影狹縫陣列，照明光經投影狹縫陣列后產生調焦光斑和對準光斑，投射至基底表面；分光棱鏡，分離經基底反射的調焦光斑和對準光斑；探測單元，包括調焦探測器和對準探測器，調焦探測器對調焦光斑成像得到調焦信號，對準探測器對對準光斑成像得到對準信號；以及信號處理單元，根據調焦信號獲得基底的垂向高度變化，根據對準信號獲得基底的水平向位置變化；第一探測支路滿足Scheimpflug成像條件。本發明使基底上的標記清晰成像到探測器上，提高了調焦和對準精度。

技術領域

本發明涉及光刻機技術領域，具體涉及一種調焦對準裝置及對準方法。

背景技術

投影光刻機是將掩模上的圖案通過投影物鏡投影到工件表面的裝置。在投影光刻設備中，FLS(Focus and Leveling Sensor，調焦傳感器)用于對被測工件(即基底)的垂向位置測量，即調焦測量，以確?；咨媳砻嫖挥谕队拔镧R的焦深范圍內，MVS(MachineVision Sensor機器視覺傳感器)用于對被測工件的水平向位置測量，即對準測量，以實現基底表面標記的對準。垂向測量與水平向測量結果用于對基底臺進行伺服控制，將基底表面精確地移動到指定的曝光位置。

目前實現調焦測量主要采用基于光電式三角測量技術，如現有技術中披露的一種大角度三角測量的調焦調平裝置和方法等。實現對準測量則主要采用基于機器視覺的圖像邊緣檢測技術，該技術要求光路垂直入射到被測工件表面，否則被測工件的垂向位置變化會導致水平向位置檢測的偏差，也即離焦傾斜現象。如現有技術中披露了一種垂直入射的對準方案，利用同軸對準方式實現基底表面的對準，之后又提出了一種大視場物體微觀表面三維形貌的測量系統，水平運動載物臺，利用干涉條紋記錄每個位置的高度。

然而上述兩個方案都存在以下兩方面的問題：一是由于光刻機空間布局緊湊，在實際應用中，采用垂直入射的對準傳感器容易受到空間限制，且由于基底上方布有物鏡等裝置，導致對準傳感器無法在其上方布置；二是調焦測量與對準測量采用兩個獨立的測量系統，占用了較大的空間，影響了光刻機的空間緊湊性。

發明內容

本發明提供了一種調焦對準裝置及對準方法，用于基底的調焦和水平向對準，以解決上述技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種調焦對準裝置，用于基底臺上基底的調焦和對準，包括第一探測支路，所述第一探測支路沿光路方向依次包括：

光源，產生均勻的照明光；

投影狹縫陣列，所述照明光經所述投影狹縫陣列后產生調焦光斑和對準光斑，投射至所述基底表面；

分光棱鏡，分離經所述基底反射的調焦光斑和對準光斑；

探測單元，包括調焦探測器和對準探測器，所述調焦探測器對所述調焦光斑成像得到調焦信號，所述對準探測器對所述對準光斑成像得到對準信號；

以及信號處理單元，根據所述調焦信號獲得所述基底的垂向高度變化，根據所述對準信號獲得所述基底的水平向位置變化；

所述第一探測支路滿足Scheimpflug成像條件。

進一步的，所述基底上設有標記，所述標記包括第一線條和相對所述第一線條正交分布的第二線條，所述第一線條平行于所述照明光的光軸在所述基底上的投影方向。

進一步的，所述第一探測支路同時探測所述第一線條和所述第二線條。

進一步的，所述調焦對準裝置還包括與所述第一探測支路完全相同的第二探測支路，所述第一探測支路探測所述第一線條，所述第二探測支路探測所述第二線條。