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，投影微镜阵列组件的j个投影微镜组将入射至其上的所述检测光束转换为j个投影光斑并投影成像在基底的表面，探测微镜阵列组件的j个探测微镜组分别将j个探测光斑分光后形成j个第一标记光斑和j个第二标记光斑，投影微镜阵列组件和探测微镜阵列组件空间同步调制，根据需要改变j的大小以及j个所述投影微镜组和j个探测微镜组的位置即可改变投影光斑、第一标记光斑和第二标记光斑的数量和位置，可以减少调焦调平装置测量过程中因基底的表面采用了不同工艺图案和工艺膜系所导致的工艺适应性误差。艺图案和工艺膜系所导致的工艺适应性误差。艺图案和工艺膜系所导致的工艺适应性误差。

【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]在基于空间分光调制的调焦调平装置中，投影狭缝组件一经安装固定后就无法改变，然而在硅片表面光刻过程中会采用不同工艺图形或涂覆不同组合和厚度的工艺膜层，当投影狭缝组件的狭缝的尺寸或形状与工艺匹配不佳时，会导致测量的工艺适应性误差增大。

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，以解决现有的空间分光调制的调焦调平装置工艺适应性误差大的问题。
[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]投影微镜阵列组件，包括i个投影微镜组，j个所述投影微镜组将入射至其上的所述检测光束转换为j个投影光斑并投影成像在基底的表面，j个所述投影光斑被所述基底的表面反射后形成j个探测光斑，其中，0＜j≤i；
[0008]探测微镜阵列组件，包括i个探测微镜组，与j个所述投影微镜组对应的j个所述探测微镜组分别将j个所述探测光斑分光后形成j个第一标记光斑和j个第二标记光斑；以及，
[0009]探测器组件，包括第一探测器单元和第二探测器单元，所述第一探测器单元和所述第二探测器单元分别用于探测j个所述第一标记光斑的能量和j个所述第二标记光斑的能量。
[0010]可选的，i个所述投影微镜组与i个所述探测微镜组的分布方式相同，相对应的所述投影微镜组与所述探测微镜组的位置相对应。
[0011]可选的，每个所述投影微镜组包括m个投影微镜，每个所述探测微镜组包括m个探测微镜集，每个所述探测微镜集包括n个沿测量方向分布的探测微镜，其中，m≥1，n≥2且n为偶数。
[0012]可选的，所述投影微镜组中的m个所述投影微镜的位置分布与所述探测微镜组中的m个所述探测微镜集的分布方式相同，相对应的所述投影微镜与所述探测微镜集的位置
相对应。
[0013]可选的，所述投影微镜沿所述测量方向的宽度L1与所述探测微镜沿所述测量方向的宽度L2满足如下关系：
[0014]L1＝n
·
L2。
[0015]可选的，所述投影微镜阵列组件还包括投影杂光陷阱，i
‑
j个所述投影微镜组将入射至其上的所述检测光束反射至所述投影杂光陷阱中；和/或，
[0016]所述探测微镜阵列组件还包括探测杂光陷阱，i
‑
j个所述探测微镜组入射至其上的所述探测光斑反射至所述探测杂光陷阱中。
[0017]可选的，所述投影微镜具有第一姿态和第二姿态，同一所述投影微镜组中的m个所述投影微镜均处于第一姿态或均处于第二姿态，所述投影微镜在所述第一姿态和所述第二姿态下的倾斜角度不同；以及，
[0018]j个所述投影微镜组中的所有所述投影微镜均处于所述第一姿态，以将入射至其上的所述检测光束转换为j个所述投影光斑，i
‑
j个所述投影微镜组中的所有所述投影微镜均处于所述第二姿态，以将入射至其上的所述检测光束反射至所述投影杂光陷阱中。
[0019]可选的，所述探测微镜具有第三姿态、第四姿态和第五姿态，所述探测微镜在所述第三姿态、第四姿态和第五姿态下的倾斜角度均不同；以及，
[0020]j个所述探测微镜组中的每个所述探测微镜集中的一半所述探测微镜均处于所述第三姿态，另一半所述探测微镜均处于所述第四姿态，以分别将j个所述投影光斑分光后形成j个所述第一标记光斑和j个所述第二标记光斑，i
‑
j个所述探测微镜组中的所有所述探测微镜均处于第五状态，以入射至其上的所述探测光斑反射至所述探测杂光陷阱中。
[0021]可选的，每个所述探测微镜集中的所述探测微镜成对出现，每对所述探测微镜中的一个所述探测微镜处于所述第三姿态，另一个处于所述第四姿态，且处于所述第三姿态的所述探测微镜在每对所述探测微镜中的位置相对应，处于所述第四姿态的所述探测微镜在每对所述探测微镜中的位置相对应。
[0022]可选的，每对所述探测微镜中的两个所述探测微镜的表面相对或相背。
[0023]可选的，所述投影微镜与所述探测微镜的形状均为圆形或矩形。
[0024]可选的，所述投影微镜与所述探测微镜为折射式、反射式或折反式的微镜。
[0025]可选的，还包括：
[0026]投影成像组件，位于所述投影微镜阵列组件和所述探测微镜阵列组件之间，用于将j个所述投影光斑进行中继放大后入射至所述基底中；
[0027]探测成像组件，位于所述投影成像组件与所述探测微镜阵列组件之间，用于将j个所述探测光斑进行中继放大后入射至所述探测微镜阵列组件中；以及，
[0028]中继成像组件，包括第一中继成像单元和第二中继成像单元，所述第一中继成像单元位于所述探测微镜阵列组件与所述第一探测器单元之间，用于将j个所述第一标记光斑进行中继放大后入射至所述第一探测器单元中，所述第二中继成像单元位于所述探测微镜阵列组件与所述第二探测器单元之间，用于将j个所述第二标记光斑进行中继放大后入射至所述第二探测器单元中。
[0029]可选的，还包括：
[0030]第一反射镜，位于所述投影成像组件与所述探测成像组件之间，用于将j个所述投
影光斑反射至所述基底上；以及，
[0031]第二反射镜，位于所述第一反射镜与所述探测成像组件之间，用于将j个所述探测光斑反射至所述探测成像组件中。
[0032]可选的，所述第一探测器单元输出表征j个所述第一标记光斑的能量的j个第一电信号，所述第二探测器单元输出表征j个所述第二标记光斑的能量的j个第二电信号，并利用如下公式计算出所述基底上被第K个所述投影光斑入射的位置的离焦量ΔZ
K
：
[0033][0034]ΔZ
K
＝α
K
·
S
K
；
[0035]其中，1≤K≤j；A
K
为第K个所述第一电信号的幅值；B
K
为第K个所述第二电信号的幅值；S
K
为第K个所述第一电信号与第K个所述第二电信号的解调信号；α
K
为预先计算并离线标定的离焦量ΔZ
K
与解调信号S
K
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【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；投影微镜阵列组件，包括i个投影微镜组，j个所述投影微镜组将入射至其上的所述检测光束转换为j个投影光斑并投影成像在基底的表面，j个所述投影光斑被所述基底的表面反射后形成j个探测光斑，其中，0＜j≤i；探测微镜阵列组件，包括i个探测微镜组，与j个所述投影微镜组对应的j个所述探测微镜组分别将j个所述探测光斑分光后形成j个第一标记光斑和j个第二标记光斑；以及，探测器组件，包括第一探测器单元和第二探测器单元，所述第一探测器单元和所述第二探测器单元分别用于探测j个所述第一标记光斑的能量和j个所述第二标记光斑的能量。2.如权利要求1所述的调焦调平装置，其特征在于，i个所述投影微镜组与i个所述探测微镜组的分布方式相同，相对应的所述投影微镜组与所述探测微镜组的位置相对应。3.如权利要求1或2所述的调焦调平装置，其特征在于，每个所述投影微镜组包括m个投影微镜，每个所述探测微镜组包括m个探测微镜集，每个所述探测微镜集包括n个沿测量方向分布的探测微镜，其中，m≥1，n≥2且n为偶数。4.如权利要求3所述的调焦调平装置，其特征在于，所述投影微镜组中的m个所述投影微镜的位置分布与所述探测微镜组中的m个所述探测微镜集的分布方式相同，相对应的所述投影微镜与所述探测微镜集的位置相对应。5.如权利要求3所述的调焦调平装置，其特征在于，所述投影微镜沿所述测量方向的宽度L1与所述探测微镜沿所述测量方向的宽度L2满足如下关系：L1＝n
·
L2。6.如权利要求3所述的调焦调平装置，其特征在于，所述投影微镜阵列组件还包括投影杂光陷阱，i
‑
j个所述投影微镜组将入射至其上的所述检测光束反射至所述投影杂光陷阱中；和/或，所述探测微镜阵列组件还包括探测杂光陷阱，i
‑
j个所述探测微镜组入射至其上的所述探测光斑反射至所述探测杂光陷阱中。7.如权利要求6所述的调焦调平装置，其特征在于，所述投影微镜具有第一姿态和第二姿态，同一所述投影微镜组中的m个所述投影微镜均处于第一姿态或均处于第二姿态，所述投影微镜在所述第一姿态和所述第二姿态下的倾斜角度不同；以及，j个所述投影微镜组中的所有所述投影微镜均处于所述第一姿态，以将入射至其上的所述检测光束转换为j个所述投影光斑，i
‑
j个所述投影微镜组中的所有所述投影微镜均处于所述第二姿态，以将入射至其上的所述检测光束反射至所述投影杂光陷阱中。8.如权利要求6所述的调焦调平装置，其特征在于，所述探测微镜具有第三姿态、第四姿态和第五姿态，所述探测微镜在所述第三姿态、第四姿态和第五姿态下的倾斜角度均不同；以及，j个所述探测微镜组中的每个所述探测微镜集中的一半所述探测微镜均处于所述第三姿态，另一半所述探测微镜均处于所述第四姿态，以分别将j个所述投影光斑分光后形成j个所述第一标记光斑和j个所述第二标记光斑，i
‑
j个所...

【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：