调焦调平装置及光刻机制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种调焦调平装置及光刻机，扫描反射组件包括驱动单元及驱动单元，反射镜单元具有一个或至少两个周向分布的反射面，驱动单元通过驱动反射镜单元旋转以将投影光斑扫描成像在基底的表面，无需克服反射镜单元自身质量产生的惯性，通过提高旋转速度即可提高调制频率，进而提高调焦调平装置的探测信噪比，并降低测量误差，且当反射镜单元具有至少两个反射面时，反射镜单元旋转一圈可以提供多次光强调制，从而进一步提高调制频率。从而进一步提高调制频率。从而进一步提高调制频率。

【技术实现步骤摘要】
调焦调平装置及光刻机


[0001]本专利技术涉及光刻
，尤其涉及一种调焦调平装置及光刻机。

技术介绍

[0002]在光刻机的曝光过程中，硅片的厚度偏差、面形起伏以及投影物镜(将被照明的物成一明亮清晰的实像在屏幕上)，焦平面位置的不准确性、不重复性等因素会造成硅片相对于物镜焦平面的离焦或倾斜。如果硅片的离焦或倾斜使曝光视场内某些区域处于有效焦深之外，将严重影响集成电路的质量和成品率。因此，必须采用调焦调平装置测量出硅片表面相对于投影物镜焦平面的高度值和倾斜量。在整个曝光的过程中，一旦硅片的位置偏离了最佳焦平面，便通过工件台调整硅片的位置，使其始终位于投影物镜的最佳焦平面上，以保证成在硅片上的像是清晰的。
[0003]在光强调制的调焦调平装置中，通常采用单面的扫描反射镜做高速往复的简谐振动，然而由于单面扫描反射镜在往复运动的过程中需要克服自身质量产生的惯性进行重复地启动和制动，导致其往复运动的频率受到一定限制，如只能达到3kHz～4kHz。而光强调制的调制频率是扫描反射镜往复振动频率的两倍，扫描反射镜往复运动频率的受限，使光强调制的调制频率无法进一步提高。而光强调制的调制频率与调焦调平装置的探测信噪比和测量误差相关，若调制频率较低，则探测信噪比较低、测量误差较大，极大地影响了采用光强调制技术的调焦调平装置的性能提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种调焦调平装置及光刻机，以解决现有的单面的扫描反射镜色的扫描频率受限，导致调焦调平装置的信噪低、测量误差大等问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种调焦调平装置，包括沿光路依次设置的：
[0006]照明组件，用于发出检测光束；
[0007]投影狭缝组件，用于透射所述检测光束并形成多个投影光斑；
[0008]扫描反射组件，包括驱动单元及反射镜单元，所述反射镜单元具有一个或至少两个周向分布的反射面，所述驱动单元驱动所述反射镜单元沿预定方向旋转并将所述投影光斑投影成像在基底的表面，所述投影光斑被所述基底的表面反射后形成探测光斑；
[0009]探测狭缝组件，用于透射所述探测光斑并形成标记光斑；以及，
[0010]探测器组件，用于探测所述标记光斑的能量。
[0011]可选的，多个所述投影光斑整体入射至所述反射面的中心时，所述探测器组件探测到的所述标记光斑的能量最大。
[0012]可选的，多个所述投影光斑刚入射至所述反射面至完全离开所述反射面之间的时间为一个扫描周期，每个所述反射面对应的扫描周期均相等。
[0013]可选的，每个所述反射面沿扫描方向的宽度相等，所述驱动单元驱动所述反射镜单元匀速旋转。
[0014]可选的，每个所述反射面沿扫描方向的宽度不相等，所述驱动单元驱动所述反射镜单元非匀速旋转。
[0015]可选的，所述反射镜单元为棱柱、棱台或棱锥，所述棱柱、棱台或棱锥的至少一个侧面为所述反射面。
[0016]可选的，所述反射镜单元具有沿周向分布的凸起，所述凸起的露出的至少一个表面为所述反射面。
[0017]可选的，所述凸起为棱柱、棱台或棱锥。
[0018]可选的，还包括：
[0019]投影成像组件，位于所述投影狭缝组件和所述扫描反射组件之间，用于将所述投影光斑进行中继放大后入射至所述基底上；以及，
[0020]探测成像组件，位于所述扫描反射组件与所述探测狭缝组件之间，用于将所述探测光斑进行中继放大后入射至所述探测狭缝组件中；以及，
[0021]中继成像组件，位于所述探测狭缝组件与所述探测器组件之间，用于将所述标记光斑进行中继放大后入射至所述探测器组件中。
[0022]可选的，还包括：
[0023]第一反射镜，位于所述扫描反射组件与所述探测成像组件之间，用于将所述探测光斑反射至所述探测成像组件中；以及，
[0024]第二反射镜，位于所述探测成像组件与所述探测狭缝组件之间，用于将经过所述探测成像组件中继放大后的所述探测光斑反射至所述探测狭缝组件中。
[0025]可选的，所述探测器组件输出表征所述标记光斑的能量的电信号，并利用如下公式计算出所述基底的离焦量ΔZ：
[0026][0027][0028][0029]其中，θ为所述投影光斑入射至所述基底的表面的入射角；β为所述探测光斑从所述基底到所述探测狭缝组件的放大倍率；f为所述反射镜单元到所述基底的焦距；A为所述投影光斑刚入射至一个所述反射面时所述探测器组件输出的电信号的幅值；B为所述投影光斑完全离开所述反射面时所述探测器组件输出的电信号的幅值。
[0030]本专利技术还提供了一种光刻机，包括所述的调焦调平装置。
[0031]在本专利技术提供的调焦调平装置及光刻机中，扫描反射组件包括驱动单元及驱动单元，反射镜单元具有一个或至少两个周向分布的反射面，驱动单元通过驱动反射镜单元旋转以将投影光斑扫描成像在基底的表面，无需克服反射镜单元自身质量产生的惯性，通过提高旋转速度即可提高调制频率，进而提高调焦调平装置的探测信噪比，并降低测量误差，且当反射镜单元具有至少两个反射面时，反射镜单元旋转一圈可以提供多次光强调制，从而进一步提高调制频率。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例一提供的调焦调平装置的结构示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例一提供的反射镜单元的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例一提供的投影光斑与探测光斑之间的位移ΔL随时间的变化关系图；
[0035]图4为图3中的三个扫描周期中探测器组件输出的电信号随时间的变化关系图；
[0036]图5为本专利技术实施例二提供的反射镜单元的示意图；
[0037]图6为本专利技术实施例三提供的反射镜单元的示意图；
[0038]图7为本专利技术实施例四提供的反射镜单元的示意图；
[0039]其中，附图标记为：
[0040]101
‑
照明组件；102
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投影狭缝组件；103
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投影成像组件；104
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反射镜单元；105
‑
基底；106
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第一反射镜；107
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探测成像组件；108
‑
第二反射镜；109
‑
探测狭缝组件；110
‑
中继成像组件；120
‑
探测器组件；200
‑
投影物镜。
具体实施方式
[0041]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0042]实施例一
[0043]图1为本实施例提供的调焦调平装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的调焦调平装置包括沿光路依次设置的照明组件101、投影狭缝组件102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调焦调平装置，其特征在于，包括沿光路依次设置的：照明组件，用于发出检测光束；投影狭缝组件，用于透射所述检测光束并形成多个投影光斑；扫描反射组件，包括驱动单元及反射镜单元，所述反射镜单元具有一个或至少两个周向分布的反射面，所述驱动单元驱动所述反射镜单元沿预定方向旋转并将所述投影光斑投影成像在基底的表面，所述投影光斑被所述基底的表面反射后形成探测光斑；探测狭缝组件，用于透射所述探测光斑并形成标记光斑；以及，探测器组件，用于探测所述标记光斑的能量。2.如权利要求1所述的调焦调平装置，其特征在于，多个所述投影光斑整体入射至所述反射面的中心时，所述探测器组件探测到的所述标记光斑的能量最大。3.如权利要求1或2所述的调焦调平装置，其特征在于，多个所述投影光斑刚入射至所述反射面至完全离开所述反射面之间的时间为一个扫描周期，每个所述反射面对应的扫描周期均相等。4.如权利要求3所述的调焦调平装置，其特征在于，每个所述反射面沿扫描方向的宽度相等，所述驱动单元驱动所述反射镜单元匀速旋转。5.如权利要求3所述的调焦调平装置，其特征在于，每个所述反射面沿扫描方向的宽度不相等，所述驱动单元驱动所述反射镜单元非匀速旋转。6.如权利要求1或2所述的调焦调平装置，其特征在于，所述反射镜单元为棱柱、棱台或棱锥，所述棱柱、棱台或棱锥的至少一个侧面为所述反射面。7.如权利要求1或2所述的调焦调平装置，其特征在于，所述反射镜单元具有沿周向分布的凸起，所述凸起的露出的至少一个表面为所述反射面。8.如权利要求7所述的调焦调平装...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭俊，李道萍，孙建超，王晓庆，陈小娟，庄亚政，徐荣伟，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：