[发明专利]一种扫描反射镜振动幅度自动调节的调焦调平装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种扫描反射镜振动幅度自动调节的调焦调平装置及方法。 

背景技术

投影光刻机是一种把掩模上的图案通过物镜投影到硅片面上的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦控制系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置，实现该系统有多种不同的技术方案。在探测光路中，放置有一个扫描反射镜和一个探测狭缝；扫描反射镜以某个频率作高速简谐振动，导致投影光斑在探测狭缝处也产生高速往复扫描运动。由于狭缝的遮光作用，光电探测器最终探测的信号将成为某种动态测量信号，通过对该动态测量信号进行分析处理，可以获取高信噪比的光斑位置，进而获取硅片的高度值，并根据该高度值对硅片的支撑机构进行调整，直到硅片位于最佳焦面。调焦调平技术作为公知原理这里不做赘述，详细原理参见中国专利CN100535763C。 

基于扫描反射镜的调焦调平系统在使用之前，需要将扫描反射镜的振幅调节到最佳振幅，并且扫描反射镜的振幅一旦设置好就不会改变，扫描反射镜长时间使用，难免会出现误差，此时需要系统对扫描反射镜振幅进行校准。扫描反射镜振幅的大小直接影响到调焦调平系统的测量，如果扫描反射镜的振幅过大，系统的测量范围变小，分辨率会变大；如果扫描反射镜的振幅过小，则系统的测量范围会变大，分辨率会变小。通过调节扫描反射镜的振幅来使光强可以达到最大值和0。此时认为扫描反射镜在最佳振幅。 

目前调节扫描反射镜的振幅都是通过手动调节结合观察示波器的方式来达到最佳幅值。这样的调节方式不仅精确度差，调节耗时长、效率低，而且在长时间使用后对扫描反射镜振幅校准比较困难。 

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种根据信号特征进行自动搜索，确定扫描反射镜振幅的控制装置及方法。 

为了实现上述发明目的，本发明公开一种扫描反射镜振动幅度自动调节的调焦调平装置，包括：一光源，用于提供一照明光束，投影光学单元，用于将所述照明光束投射至一工件表面并形成一反射光束；成像光学单元，用于将所述反射光束成像至探测单元，所述成像光学包括一扫描反射镜，用于按一定振幅反射所述工件表面的反射光束；探测单元，用于探测所述反射光束的光强信号；一数据采集单元，用于采集所述光强信号数据；一控制单元，用于根据支撑所述工件的工件台位置数据及所述光强信号数据设定所述扫描反射镜的振幅值；一扫描反射镜幅值调节单元，根据所述振幅值调节所述扫描反射镜的振幅。 

更进一步地，所述投影光学单元包括第一、第二反射镜，所述照明光束经第一、第二反射镜调整角度后入射所述工件表面；所述成像光学单元还包括第三反射镜，所述工件表面的反射光束经所述扫描反射镜、第三反射镜调整角度。 

更进一步地，所述调焦调平装置还包括投影狭缝及探测狭缝，所述投影狭缝位于第一第二反射镜之间，所述反射光束经所述扫描反射镜、第三反射镜调整角度后经由所述探测狭缝入射所述探测单元。 

本发明同时公开一种应用于上述扫描反射镜振动幅度自动调节的调焦调平装置中的扫描反射镜振动幅度自动调节方法，其特征在于，包括： 

步骤一、根据数据采集单元的光强信号数据的极值确定调焦调平的零位以及工作台的位置，确定光强最大值MAX以及光强为0.5MAX时工作台的位置；

步骤二、设置工件台位置，使所述工件台位置对应于探测单元接收到的光强信号为0.5MAX处；

步骤三、设定扫描反射镜振幅设定值，采集所述扫描反射镜在90?及其附近±△和270?及其附近±△度光强值；

步骤四、判断所述采集到的光强值，判断光强数据最大值点是否等于MAX，或最小值点是否为零，以及判断所述最大值或最小值是否为唯一极值；

步骤五：如果最大值点等于MAX或最小值点等于零，且该极值点不唯一，则减小所述扫描反射镜振幅设定值，进入步骤三；如果最大值点小于MAX或最小值点大于零，则增大所述扫描反射镜振幅设定值，进入步骤三；如果最大值点等于MAX或最小值点等于零，且该极值点唯一，则完成所述扫描反射镜调节。

更进一步地，工件台位置信息获取的步骤，具体包括：在扫描反射镜关闭的情况下，控制单元控制工作台做垂向运动；以及控制单元在控制工作台的同时令数据采集单元不断采集工作台的位置数据，同时令数据采集单元对探测单元探测到的光强数据进行采集。