[發明專利]一種調焦調平裝置及方法

有效

• 申請號: 201710773192.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109426101B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 莊亞政
• 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: G03F9/00
• 分類號: 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調平裝置及方法，該裝置包括分設于基底兩側的測量光發射部分和測量光接收部分，所述測量光發射部分包括沿光路依次設置的光源、投影狹縫組和投影組件；所述測量光接收部分包括沿光路依次設置的探測組件、探測狹縫組和探測器，所述投影狹縫組上設有多個探測狹縫對，每個所述探測狹縫對包括兩個位置不重合的子探測狹縫。通過在探測狹縫組上設置多個探測狹縫對，每個所述探測狹縫對與一個投影光斑對應，且包括兩個位置不重合的子探測狹縫，根據每個投影光斑透過兩個子探測狹縫沿投影方向的長度得到兩個電壓值，組成一對差分信號，從空間上采用差分探測法，不存在時間差，避免由于掃描反射鏡不穩定性及其調制特性而導致的測量誤差。

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，具體涉及一種調焦調平裝置及方法。

背景技術

投影光刻機是一種把掩模上的圖案通過物鏡投影到硅片面上的裝置。在投影曝光設備中，必須有自動調焦調平系統把硅片面精確帶入到指定的曝光位置?，F有技術中提供的調焦調平檢測裝置，其系統原理如圖1所示。其中，照明單元101出射的光，經投影狹縫102后由第一平面反射鏡103反射至硅片104表面，形成投影光斑；硅片104表面將光反射至第二平面反射鏡105；從第二平面反射鏡105出射的光入射至掃描反射鏡106上；掃描反射鏡106作周期性簡諧振動，對光信號進行調制，以提高測量信號的信噪比；掃描反射鏡106的出射光經探測狹縫107，入射到光電探測器108上，光電探測器108再根據所接收到的光強大小輸出相應的電壓信號。由于掃描反射鏡106的調制作用，光電探測器108最終輸出周期性的動態電壓信號。最后，通過結合掃描反射鏡106反饋方波對該動態電壓信號進行分析處理，實現硅片104表面離焦量的探測。

然而上述采用基于掃描反射鏡調制的調焦調平系統，存在如下2個問題：第一，掃描反射鏡作為一個運動部件，且長期處于工作狀態，由于溫度，氣壓，濕度等因素，以及長期運動而導致的金屬疲勞將會影響其穩定運行，進而導致測量誤差；第二，掃描反射鏡在調焦調平系統中的主要作用為在時間維度上對信號進行差分調制，這會導致所采集的差分值存在時間差，當掃描運動時，該時間差與硅片面局部面型耦合將會導致測量誤差。

發明內容

本發明提供了一種調焦調平裝置及方法，以解決現有技術中存在的由于掃描反射鏡的不穩定性及其調制特性而導致的測量誤差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種調焦調平裝置，包括分設于工件臺上基底兩側的測量光發射部分和測量光接收部分，所述測量光發射部分包括沿光路依次設置的光源、投影狹縫組和投影組件；所述測量光接收部分包括沿光路依次設置的探測組件、探測狹縫組和探測器，所述投影狹縫組上設有多個探測狹縫對，每個所述探測狹縫對與一個投影光斑對應，且包括兩個位置不重合的子探測狹縫。

進一步的，所述測量光發射部分還包括位于所述光源和投影狹縫組之間的照明組件。

進一步的，所述測量光接收部分還包括設于所述探測狹縫組和探測器之間的中繼組件。

進一步的，兩個所述子探測狹縫大小相等。

進一步的，兩個所述子探測狹縫在投影方向的距離D，在非投影方向的距離L，子探測狹縫在投影方向的長度D_d，子探測狹縫在非投影方向的寬度L_d之間滿足以下關系：LL_d，0DD_d。

進一步的，所述投影光斑在探測狹縫組上所成的像在投影方向的長度D_p，在非投影向寬度L_p與探測狹縫對的關系滿足：D_p＝D_d，L_pL+L_d。