[发明专利]一种调焦装置、光刻机及调焦装置的调焦方法

说明书

本发明实施例提供了一种调焦装置、光刻机及调焦装置的调焦方法，通过在光路上依次设置照明光源、照明单元、投影单元和光电探测单元；投影单元包括至少一个投影光栅；光电探测单元包括至少一个探测光栅对和至少两个光电探测器，探测光栅对与投影光栅一一对应设置，探测光栅对包括两个错位放置的子探测光栅，子探测光栅与光电探测器一一对应设置。本发明提供的技术方案，通过采用投影光栅产生多个光栅周期的投影光栅像，减小了工艺适应性对测量误差的影响，并且通过光电探测器获取经过与其对应的子探测光栅的探测信号，根据探测信号获取电压差分信号，避免了扫描反射镜导致的测量误差，提高了测量离焦量准确度。

技术领域

本发明实施例涉及光刻技术，尤其涉及一种调焦装置、光刻机及调焦装置的调焦方法。

背景技术

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，必须有自动调焦调平系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置。

图1是现有技术中的一种调焦装置的结构示意图。参见图1，照明单元101出射的光，经投影狭缝102后由第一平面反射镜103反射至硅片表面104，形成投影光斑；硅片表面104将光反射至第二平面反射镜105；从第二平面反射镜105出射的光入射至扫描反射镜106上；扫描反射镜106作周期性简谐振动，对光信号进行调制，以提高测量信号的信噪比；扫描反射镜106的出射光经探测狭缝107，入射到光电探测器108上，光电探测器108再根据所接收到的光强大小输出相应的电压信号。由于扫描反射镜106的调制作用，光电探测器108最终输出的为周期性的动态电压信号。最后，通过对该动态电压信号结合扫描反射镜反馈方波进行分析处理，实现硅片表面104离焦量的探测。

但是扫描反射镜作为一个运动部件，长期处于工作状态，其稳定性直接影响测量精度。然而，由于温度、气压、湿度等因素，以及长期运动而导致的金属疲劳将会影响其稳定运行，进而导致测得的离焦量存在误差，不能精确的确定离焦量并进行调焦。

发明内容

本发明提供一种调焦装置、光刻机及调焦装置的调焦方法，以实现减小工艺适应性对测量误差的影响，提高测量离焦量准确度的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种调焦装置，包括：在光路上依次设置的照明光源、照明单元、投影单元和光电探测单元；

所述投影单元包括至少一个投影光栅；

所述光电探测单元包括至少一个探测光栅对和至少两个光电探测器，所述探测光栅对与所述投影光栅一一对应设置，所述探测光栅对包括两个错位放置的子探测光栅，所述子探测光栅与所述光电探测器一一对应设置。

可选的，所述探测光栅对的两个子探测光栅的狭缝沿投影方向依次排布，所述两个子探测光栅沿与所述投影方向垂直的方向依次排布。

可选的，所述探测光栅对中两个子探测光栅的光栅周期大小相同。

可选的，所述探测光栅对中两个子探测光栅的光栅周期在投影方向垂直的方向错位1/2个周期。

可选的，所述探测光栅对中两个子探测光栅的光栅周期与对应的所述投影光栅形成的投影光栅像的光栅周期相同。

可选的，在所述投影方向垂直的方向上，所述探测光栅对中两个子探测光栅的中心距离大于单个所述子探测光栅的宽度，所述投影光栅形成的投影光栅像完全覆盖所述探测光栅对的两个子探测光栅。

可选的，所述探测光栅对中两个子探测光栅在所述投影方向垂直的方向的宽度相同。

可选的，所述光电探测单元包括微透镜阵列，每个所述子探测光栅对应一个微透镜，所述微透镜设置在所述子探测光栅与所述光探测器之间，用于对经过所述子探测光栅的光进行汇聚。

可选的，所述调焦装置还包括：成像单元，所述成像单元位于所述探测光栅对与所述光电探测器之间，用于放大经过所述探测光栅对的光。