[发明专利]一种调焦调平装置、光刻机及调焦调平的方法

说明书

本发明提供了一种调焦调平装置、光刻机及调焦调平的方法，所述调焦调平装置包括主控制单元和驱动单元，所述主控制单元用于根据衬底的表面的垂向位置以及测量光斑的坐标位置结果得到调节参数，并根据所述调节参数控制所述驱动单元对所述调焦调平装置进行自动调节，以使所述衬底的表面的垂向位置的变化量等于0，所述调节参数包括入射角参数、整场倍率参数、整场旋转参数及偏心参数。从而实现了所述调焦调平装置的投影标记与探测标记的对准，大大降低了调整时间，从而提高了工作效率。

技术领域

本发明属于光刻领域，涉及一种调焦调平装置、光刻机及调焦调平的方法。

背景技术

调焦调平系统(FLS)作为光刻机的关键分系统，其主要测量硅片面的垂向高度信息及倾斜信息，保证硅片在曝光过程中处于物镜的最佳焦平面位置处，目前用于硅片垂向位置测量的传感器大多采用光电式测量方法。

为了使投影标记与探测标记精确对准目前通常采用离线手动的方式，这种调整方式过于依赖光刻机装配工程师的经验和运气，而且调整时间长、效率低、需要多次反复操作，降低了光刻机的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调焦调平装置、光刻机及调焦调平的方法，以解决现有技术中的光刻机在投影标记与探测标记对准过程中的调整时间长、工作效率低且需要多次反复操作的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种调焦调平装置，包括主控制单元和驱动单元，所述主控制单元用于根据衬底的表面的垂向位置以及测量光斑的坐标位置结果得到调节参数，并根据所述调节参数控制所述驱动单元对所述调焦调平装置进行自动调节，以使所述衬底的表面的垂向位置的变化量等于0；

所述调节参数包括入射角参数、整场倍率参数、整场旋转参数和偏心参数。

优选地，所述调焦调平装置的测量光路包括以光路依次连接的光源与照明单元、投影镜组、光学投影单元、光学探测单元、探测镜组、光电探测器及图像采集与处理单元；

其中，所述光学投影单元沿光传播方向依次包括第一平板、第一楔板组、第二平板、第二楔板组及第一倍率透镜组；所述光学探测单元沿光传播方向依次包括第二倍率透镜组、第三楔板组、第三平板、第四楔板组及第四平板。

优选地，所述主控制单元用于：

根据所述整场旋转参数控制所述驱动单元调整所述投影镜组或所述探测镜组的位置；

根据所述入射角参数控制所述驱动单元调整所述第二楔板组及所述第二平板或所述第三楔板组及所述第三平板的位置；

根据所述偏心参数和图像畸变参数控制所述驱动单元调整所述第一楔板组及所述第一平板或所述第四楔板组及所述第四平板的位置；

根据所述整场倍率参数控制所述驱动单元调整所述第一倍率透镜组或所述第二倍率透镜组的位置；

以使所述衬底的表面的垂向位置的变化量等于0。

优选地，所述调节参数采用如下方程式得到：

其中，ΔZ为所述衬底的表面的垂向位置的总变化量，α为所述测量光斑的投影光束的入射角，β为所述测量光斑的测量方向倍率，γ为整场倍率的变化量，Δθ′为所述衬底的当前曝光场表面的拟合平面的法向矢量与所述调焦调平装置的坐标系Z轴之间的夹角，ε为所述测量光斑发生梯形畸变时导致的倍率在所述测量光斑的测量方向的梯度斜率，σ为偏心导致的测量方向偏移量与所述测量光斑的y坐标的比值，x和y分别为所述测量光斑在所述调焦调平装置的坐标系中的x坐标和y坐标。

优选地，所述投影镜组包括第一双棱镜组及一投影狭缝阵列，所述投影狭缝阵列夹在所述第一双棱镜组的两个棱镜之间；