專(zhuān)利名稱(chēng)：用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)，且特別涉及一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置。
背景技術(shù)：
調(diào)焦調(diào)平傳感器系統(tǒng)是光刻機(jī)子系統(tǒng)之一，目的是利用調(diào)焦調(diào)平傳感器測(cè)量出硅片的單點(diǎn)或多點(diǎn)高度，從而獲得硅片相對(duì)于投影物鏡最佳焦平面的離焦量、傾斜量，并作為工件臺(tái)垂向控制系統(tǒng)的輸入反饋信號(hào)。當(dāng)投影物鏡焦面發(fā)生漂移后，若不對(duì)其焦面位置進(jìn)行校正補(bǔ)償，會(huì)使調(diào)焦調(diào)平的測(cè)量點(diǎn)的中心與投影物鏡曝光視場(chǎng)不重合，引起測(cè)量誤差。這種情況下為了校正補(bǔ)償，現(xiàn)在一般的做法是，采用在光路中加一個(gè)偏置平板，并通過(guò)對(duì)偏置平板旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦面位置漂移的校正和補(bǔ)償。美國(guó)發(fā)明US5633721采用一個(gè)偏置平板的旋轉(zhuǎn)來(lái)補(bǔ)償投影物鏡焦面發(fā)生漂移。然而，當(dāng)偏置平板放在會(huì)聚光路中，就會(huì)引起像差。如果垂直光軸放置，主要引起球差和色差 (軸上點(diǎn)像差)；如果傾斜光軸放置，還會(huì)引起難以校正的中心像散。調(diào)焦調(diào)平傳感器偏置平板通常有兩種結(jié)構(gòu)1.旋轉(zhuǎn)電機(jī)直接帶動(dòng)平板旋轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖1)2.直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)杠桿，帶動(dòng)平板旋轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖2)以上兩種結(jié)構(gòu)各有其缺點(diǎn)第一種結(jié)構(gòu)中，電機(jī)無(wú)法滿(mǎn)足日益提高的旋轉(zhuǎn)精度的要求，導(dǎo)致調(diào)整精度有限；第二種結(jié)構(gòu)中，為了保持旋轉(zhuǎn)精度，同時(shí)降低對(duì)步進(jìn)電機(jī)的精度要求，采用了凸輪結(jié)構(gòu)；這樣的缺點(diǎn)就是加工復(fù)雜，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便并且成本較低。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，包括光源、投影狹縫、反射鏡組、探測(cè)狹縫和光電探測(cè)器，所述反射鏡組包括入射端的第一反射鏡，以及出射端的第二反射鏡；由所述光源發(fā)出的光束，垂直入射所述投影狹縫，接著光束經(jīng)由第一反射鏡反射到測(cè)量硅片上；所述測(cè)量硅片將光束反射到第二反射鏡上，經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫，接著出射光束進(jìn)入所述光電探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量，其中，所述第二反射鏡具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器控制所述第二反射鏡沿其法線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的，所述反射鏡組還包括入射端的第三反射鏡，用于引導(dǎo)光源發(fā)出的光束垂直入射所述投影狹縫。
進(jìn)一步的，所述反射鏡組還包括出射端的第四反射鏡，用于引導(dǎo)經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫。進(jìn)一步的，所述第二反射鏡的補(bǔ)償位移量Ae由以下公式得到Ae = ΔΖ · sine/sina，其中Δ ζ為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角，α為光束在所述第二反射鏡上的入射角。進(jìn)一步的，所述光束的偏移量AL由以下公式得到AL =Δζ，其中 Δζ為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角。本發(fā)明采用一個(gè)可被馬達(dá)控制驅(qū)動(dòng)的反射鏡，取代原有的固定反射鏡，且不使用光路中的偏置平板裝置，簡(jiǎn)化了調(diào)焦調(diào)平傳感器裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)也簡(jiǎn)化了光機(jī)裝調(diào)步驟，并且減去了原有光路中的透鏡，不會(huì)帶入其它的像差。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)電機(jī)直接帶動(dòng)平板旋轉(zhuǎn)的示意圖；圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)杠桿帶動(dòng)平板旋轉(zhuǎn)的示意圖；圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的零位調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為本發(fā)明的光程差相等原理示意圖；圖5所示為本發(fā)明的反射鏡補(bǔ)償位移示意圖；圖6所示為本發(fā)明的反射鏡補(bǔ)償位移公式推導(dǎo)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下。本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便并且成本較低。請(qǐng)參考圖3，圖3所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例的零位調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，包括光源10、投影狹縫30、反射鏡組20、 探測(cè)狹縫50和光電探測(cè)器60，所述反射鏡組20包括入射端的第三反射鏡21和第一反射鏡 22，以及出射端的第二反射鏡23和第四反射鏡M ；由所述光源10發(fā)出的光束100，經(jīng)由所述第三反射鏡21反射之后垂直入射所述投影狹縫30，接著光束100經(jīng)由第一反射鏡22反射到測(cè)量硅片40上；所述測(cè)量硅片40將光束100反射到第二反射鏡23上，并經(jīng)由第四反射鏡M反射后垂直入射到所述探測(cè)狹縫50，接著出射光束100進(jìn)入所述光電探測(cè)器60進(jìn)行測(cè)量，其中，所述第二反射鏡23具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器70控制所述第二反射鏡23沿其法線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)。如圖3，測(cè)量硅片40的漂移Δ ζ造成了光束偏移Δ L，用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器70驅(qū)動(dòng)第二反射鏡23移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。用三次多項(xiàng)式擬合出電機(jī)行程和脈沖數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由驅(qū)動(dòng)軟件控制從而達(dá)到調(diào)整目的。再請(qǐng)參考圖4，圖4所示為本發(fā)明的光程差相等原理示意圖。入射光束1經(jīng)反射鏡 2反射后，入射到光電探測(cè)器上。第二反射鏡在設(shè)備裝調(diào)期間，入射角α確定之后，可由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器3驅(qū)動(dòng)第二反射鏡沿光路法線(xiàn)方向往返運(yùn)動(dòng)。假設(shè)第二反射鏡平面從位置4，運(yùn)動(dòng)到位置5時(shí)，光程6+光程7 =光程8+光程9。利用光程差相等原理，達(dá)到硅平面調(diào)整的效果。再請(qǐng)參考圖5，圖5所示為本發(fā)明的反射鏡補(bǔ)償位移示意圖。所述第二反射鏡的補(bǔ)償位移量Ae由以下公式得到Ae= Δ z ^in θ/sin α，其中Δζ為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角，α為光束在所述第二反射鏡上的入射角。在光機(jī)裝備期間，各個(gè)反射鏡的傾斜角度必須確定，即入射角θ和入射角α都為預(yù)先設(shè)定的固定值。請(qǐng)參考圖6，圖6所示為本發(fā)明的反射鏡補(bǔ)償位移公式推導(dǎo)示意圖。首先由ΔΖ求出AL，AL為由于測(cè)量硅片的漂移量Δζ引起的光束偏移量，cos θ = Δ ζ/χ(1)sin ( π -2 θ ) = Δ L/xsin2 θ = Δ L/x(2)由公式(1)和公式(2)可以得到AL = 2sin θ . Δζ(3)然后再由AL，求出Δθ，cos α = Δ e/y(4)sin ( π -2 α ) = Δ L/ysin2 α = Δ L/y(5)由公式(4)和公式(5)可以得到Ae/AL = cos α /sin2 αAe = (l/2sina ) · AL = AL/2sina(6)將公式(3)中的Δ L代入公式(6)中可以得到Ae= Δ ζ · sin θ /sin a同時(shí)，所述光束的偏移量AL由上述公式(3)AL = 2sine · Δ z得到，其中Δζ 為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角。因此，當(dāng)測(cè)量硅片產(chǎn)生漂移后，通過(guò)控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)第二反射鏡進(jìn)行位移補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)光束偏移量的補(bǔ)償，最終利用光程差相等原理，達(dá)到硅平面調(diào)整的效果。從附圖和以上闡述可以看出，第三反射鏡、第四反射鏡的作用在于分別引導(dǎo)光源發(fā)出的光束垂直入射到所述投影狹縫、引導(dǎo)經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫，所以第三反射鏡、第四反射鏡只是一種優(yōu)選實(shí)施例，不是必須的。該技術(shù)方案在刪除第三反射鏡、第四反射鏡的情況下也可以通過(guò)設(shè)置光源發(fā)出光束的方向和探測(cè)狹縫的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明采用一個(gè)可被馬達(dá)控制驅(qū)動(dòng)的反射鏡，取代原有的固定反射鏡， 且不使用光路中的偏置平板裝置，本發(fā)明簡(jiǎn)化了調(diào)焦調(diào)平傳感器裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時(shí)也簡(jiǎn)化了光機(jī)裝調(diào)步驟，并且減去了原有光路中的透鏡，不會(huì)帶入其它的像差。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書(shū)所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，其特征在于，包括光源、投影狹縫、反射鏡組、探測(cè)狹縫和光電探測(cè)器，所述反射鏡組包括入射端的第一反射鏡，以及出射端的第二反射鏡；由所述光源發(fā)出的光束，垂直入射所述投影狹縫，接著光束經(jīng)由第一反射鏡反射到測(cè)量硅片上；所述測(cè)量硅片將光束反射到第二反射鏡上，經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫，接著出射光束進(jìn)入所述光電探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量，其中，所述第二反射鏡具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器控制所述第二反射鏡沿其法線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，其特征在于所述反射鏡組還包括入射端的第三反射鏡，用于引導(dǎo)光源發(fā)出的光束垂直入射所述投影狹縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，其特征在于所述反射鏡組還包括出射端的第四反射鏡，用于引導(dǎo)經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中之一所述的用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，其特征在于，所述第二反射鏡的補(bǔ)償位移量Δ e由以下公式得到Δ e = Δ ζ · sin θ /sin α，其中Δζ為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角，α為光束在所述第二反射鏡上的入射角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3其中之一所述的用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，其特征在于，所述光束的偏移量Δ L由以下公式得到Δ L = 2sin (π-θ)Δζ，其中Δζ為所述測(cè)量硅片的漂移量，θ為光束在所述測(cè)量硅片上的入射角。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，包括光源、投影狹縫、反射鏡組、探測(cè)狹縫和光電探測(cè)器，所述反射鏡組包括入射端的第一反射鏡，以及出射端的第二反射鏡；由所述光源發(fā)出的光束，垂直入射所述投影狹縫，接著光束經(jīng)由第一反射鏡反射到測(cè)量硅片上；所述測(cè)量硅片將光束反射到第二反射鏡上，經(jīng)第二反射鏡反射后的光束垂直入射到所述探測(cè)狹縫，接著出射光束進(jìn)入所述光電探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量，其中，所述第二反射鏡具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器控制所述第二反射鏡沿其法線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明提出一種用于調(diào)焦調(diào)平測(cè)量系統(tǒng)的零位調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便并且成本較低。
文檔編號(hào)G01B11/00GK102252606SQ201010181419
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者嚴(yán)兵, 張沖, 賈翔, 陳飛彪 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司