[發明專利]離軸照明裝置

有效

• 申請號: 201610379169.1
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN107450272B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 孫建超;忻斌杰;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: G03F7/20
• 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

技術領域

本發明涉及光刻領域，尤其涉及一種離軸照明裝置。

背景技術

隨著光刻工藝的發展，光刻工藝對套刻精度要求越來越高。但是如何進一步提高對準的精度，成為新型對準的研究目標。目前，常用的提高對準精度的方法為收集更高級次的衍射光，或者利用周期更小的對準標記。但是這兩種方法均需要提高對準裝置的數值孔徑(NA)，如果簡單的通過改變對準物鏡鏡頭的方式提高數值孔徑，考慮到對其測量裝置(如調焦調平測量裝置)的影響，對準裝置的工作距就必須增加，而且數值孔徑越大，工作距增加的越快，工作距增加將導致對準裝置的后端元件異常龐大。因此，對準物鏡數值孔徑增加到一定程度后，就需要考慮采用其他結構來有效的采集高級次衍射光。

另外，當對準標記的周期減小到對準裝置照明光波長量級時，照明光束的偏振態對對準標記衍射的影響顯著增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離軸照明裝置，使對準裝置在不改變物鏡數值孔徑的條件下，探測更小的對準標記，并且收集更高級次的衍射光。

為了實現上述目的，本發明提出了一種離軸照明裝置，包括：照明光纖、光源發射器、光束調節轉換裝置、波片、第一分光棱鏡、第二分光棱鏡、對準物鏡及探測裝置；所述照明光纖將多波長的光束打入至光源發射器，再由所述光源發射器將不同位置的光束發射至所述光束調節轉換裝置的一側，所述光束調節轉換裝置將接收的光束進行分離和轉折，并在另一側將光束發射出，所述光束分別經過所述波片、第一分光棱鏡、第二分光棱鏡和對準物鏡照射至硅片面標記上；由硅片面衍射的信號光被對準物鏡收集，通過所述第一分光棱鏡和/或第二分光棱鏡被所述探測裝置收集信號；所述第一分光棱鏡的環形區域鍍高反射膜。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述探測裝置包括第一探測裝置和第二探測裝置，所述第一探測裝置包括第一探測物鏡和第一探測器；所述第二探測裝置包括第二探測物鏡和第二探測器；硅片面衍射的信號光經過所述第一探測物鏡和第二探測物鏡分別照射至第一探測器和第二探測器上。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述硅片面衍射的信號光被對準物鏡收集，并通過所述第二分光棱鏡被所述第一探測裝置收集信號，還通過所述第二分光棱鏡和第一分光棱鏡被所述第一探測裝置收集信號。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述光束調節轉換裝置包括PBS棱鏡、1/2波片和直角棱鏡；其中，1/2波片的兩個通光面分別與PBS棱鏡和直角棱鏡粘接；PBS棱鏡立方體邊長與光源發射器的發射端面邊長一致；在所述直角棱鏡的兩個直角面鍍內反膜。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述波片為1/2波片，由兩個直角三角形的1/2波片組合而成，兩個1/2波片的快軸相對夾角為45°或者135°。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述光源發射器的端口位于水平和垂直方向。

在本發明的另一方面還提出了一種離軸照明裝置，包括：照明光纖、光源發射器、光束調節轉換裝置、波片、分光棱鏡、對準物鏡及探測裝置；所述照明光纖將多波長的光束打入至光源發射器，再由所述光源發射器將不同位置的光束發射至所述光束調節轉換裝置的一側，所述光束調節轉換裝置將接收的光束進行分離和轉折，并在另一側將光束發射出，所述光束分別經過所述波片、分光棱鏡和對準物鏡照射至硅片面標記上；由硅片面衍射的信號光被對準物鏡收集，通過所述分光棱鏡被所述探測裝置收集信號；所述分光棱鏡的環形區域鍍高反射膜。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述探測裝置包括第一探測裝置和第二探測裝置，所述第一探測裝置包括第一探測物鏡和第一探測器；所述第二探測裝置包括第二探測物鏡和第二探測器；硅片面衍射的信號光經過所述第一探測物鏡和第二探測物鏡分別照射至第一探測器和第二探測器上。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述探測裝置還包括1/2波片、自參考棱鏡及PBS棱鏡，硅片面衍射的信號光被對準物鏡收集，通過所述分光棱鏡照射至所述1/2波片上，經過所述自參考棱鏡和PBS棱鏡分別被第一探測裝置和第二探測裝置進行信號收集。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述光束調節轉換裝置包括PBS棱鏡、1/2波片和直角棱鏡；其中，1/2波片的兩個通光面分別與PBS棱鏡和直角棱鏡粘接；PBS棱鏡立方體邊長與光源發射器的發射端面邊長一致；在所述直角棱鏡的兩個直角面鍍內反膜。

進一步的，在所述的離軸照明裝置中，所述波片為1/2波片，由兩個直角三角形的1/2波片組合而成，兩個1/2波片的快軸相對夾角為45°或者135°。