[发明专利]一种硅片预对准测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及预对准测量装置，特别涉及一种硅片边缘信息测量装置。 

背景技术

光刻设备是一种将掩模图案曝光成像到硅片上的设备。光刻设备是高度自动化的，它拥有全自动的硅片伺服系统，称之为wafer handling，光刻设备不仅对wafer handling有必要的产率要求，以满足整个设备的生产效率，而且对硅片被传输到工作台上的精度有着严格的要求。由于硅片具备圆形和缺口这两种几何特征，从几何计算上，只要取得硅片圆周上足够的特征点，就可以得到一张硅片的圆心位置和缺口方向，进而将硅片以较高的定心和定向重复性向工作台传输。在传统的wafer handling设计中，一般都会添加预对准装置，以解决硅片向工作台传输的定心，定向重复性问题，但由于预对准装置是安装在传输系统框架上，在向光刻机内部传输时，由于框架间的稳定性问题，即预对准后传输过程中引入的新位置误差，导致传输到工作台上的硅片重复性受到较大影响，因此在对传输系统硅片伺服精度提出更高要求时，显然是难以满足的。如果在传输系统内部添加再次测量装置及精度调整运动，显然极大增加传输的设计复杂度，增加成本，降低了可靠性。考虑工作台与传输系统在协同工作时有交接位，可以在交接位设置视觉测量装置测量交接时硅片的残余偏差，工作台获取硅片时，补偿该偏差，就达到了进一步提高上片精度的目的。 

参见图1所示，美国专利US5648854采用了此种设计构想，但在具体应用于产品设计时，存在以下问题： 

1、三个视觉系统的图像处理模块261、262、263靠近投影物镜及主基板，其热源影响它们的热稳定性；2、视觉系统垂直布局，影响镜头径向尺寸设计，并且要求主基板要开孔，影响主基板结构稳定性；3、由于视觉系统的垂直布局，导致三组视觉不能正交布置，正交布置对于二次预对准测量精度提高最有利；4、视觉系统的走线布线不可避免进入整机设计内部提高了设计复杂性，不利于此部件的模块化，独立化，集成调试不方便。由于结构布置松散，该部件难以离线装调测试，制造风险大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是视觉系统布局受到光刻机镜头的限制。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种硅片预对准测量装置，包括三组视觉光机和壳体，对工作台上放置的被测硅片进行预对准操作，所述壳体用以固定所述三组视觉光机，所述视觉光机包括成像CCD、成像光路和照明光路， 

所述视觉光机还包括一反射镜，来自所述被测硅片的光线由所述反射镜改变角度后经所述成像光路进入所述成像CCD；

所述三组视觉光机的成像光路在平行于所述被测硅片的同一平面内；

所述三组视觉光机分别获取所述被测硅片的三段边缘信息，根据获取的硅片边缘信息，计算获得所述硅片的偏心偏向残差。

进一步，所述三组视觉光机的取像点分布在一半圆弧上，且相邻两组视觉光机的取像点的圆心角成90度。 

进一步，所述视觉光机的照明光路，位于所述三组视觉光机成像光路所在的平面内。 

进一步，所述成像光路和所述照明光路同轴。 

进一步，还包括散热板，所述散热板贴合于所述成像CCD。 

进一步，所述散热板通过导热硅胶贴合于所述成像CCD。 

进一步，所述散热板还包括冷却循环装置，通过投影物镜镜头冷却水实现热交换。 

进一步，还包括三个反射镜，位于所述工作台上，所述三个反射镜与所述三组视觉光机位置对应，用以反射所述视觉光机发出的照明光，为所述视觉光机提供背光。 

进一步，所述预对准测量装置位于光刻机主基板下方，光刻机投影物镜侧方，所述工作台上方，所述壳体与所述光刻机主基板连接。 

进一步，所述壳体由上接口板、下接口板及连接件组成，所述的预对准测量装置通过所述上接口板与所述光刻机主基板连接，下接口板用以承载所述三组视觉光机，连接件用以连接所述上接口板和所述下接口板。 

进一步，还包括三块光机调整板，每一所述视觉光机分别通过一所述光机调整板与下接口板连接，所述光机调整板对所述视觉光机进行6自由度调整。 

进一步，所述上接口板与所述下接口板间的所述连接件，为三组差分调整器，用以调整所述预对准测量装置整体水平度。 

进一步，所述上接口板接口处设置有RZ向调整机构。 

本发明硅片预对准测量装置的优点在于提高预对准精度、结构独立性强、结构紧凑，不限制投影物镜的空间，离线调整灵活性强，对周围微环境的温度影响降低。 

附图说明