[发明专利]一种适用于双工件台投影光刻机的检焦装置

摘要

本发明提供一种适用于双工件台投影光刻机的检焦装置，该装置包含激光器、聚焦光学单元、力检测单元、位置检测单元、六自由度工件台、硅片、差分放大器、Z向反馈控制单元、扫描信号发生器、三维形貌数据存储单元；由激光器发出的激光束经聚焦光学单元聚焦在力检测单元的背面，并从力检测单元背面反射到位置检测单元，硅片经真空吸附在六自由度工件台上，六自由度工件台在扫描信号发生器驱动下带动硅片进行XY二维扫描检测过程中，由位置检测单元的输出得到探针与光刻胶相互作用的强度，进而计算出两者间距并用于改变六自由度精密工件台的Z向驱动电压，以调节探针与光刻胶表面的间距，即通过Z向反馈控制单元实现反馈控制。

主权项

一种适用于双工件台投影光刻机的检焦装置，其特征在于：该装置包含激光器、聚焦光学单元、力检测单元、位置检测单元、六自由度工件台、硅片、差分放大器、Z向反馈控制单元、扫描信号发生器和三维形貌数据存储单元，聚焦光学单元位于激光器和力检测单元之间，位置检测单元位于力检测单元的反射光束线上，由激光器发出的激光束经聚焦光学单元聚焦在力检测单元的背面，并从力检测单元背面反射到位置检测单元，力检测单元的探针与光刻胶间距为纳米量级，利用探针与光刻胶的原子间作用力生成探针与光刻胶相互作用的强度信号；硅片经真空吸附在六自由度工件台上，硅片表面光刻胶原子与力检测单元探针尖端的原子间相互作用力使力检测单元将随光刻胶表面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，则通过位置检测单元检测光斑位置的变化就能获得光刻胶表面的形貌信息；六自由度工件台的驱动端与扫描信号发生器的驱动端连接，六自由度工件台在扫描信号发生器驱动信号控制下带动硅片进行XY二维扫描检测过程中，由位置检测单元检测并输出反映探针与光刻胶相互作用的强度的探针信号，进而由Z向反馈控制单元计算出探针与光刻胶表面之间的间距并用于改变六自由度工件台的Z向驱动电压，差分放大器的输入端与位置检测单元的输出端连接，差分放大器接收探针与光刻胶相互作用的强度信号和参考信号进行差分计算并输出用于改变六自由度工件台的Z向差分信号，Z向反馈控制单元的输入端与差分放大器的输出端连接，Z向反馈控制单元的输入端接收预定的增益信号和Z向差分信号并输出Z扫描驱动电压，Z向反馈控制单元的输出端分别与三维形貌数据存储单元和六自由度工件台的Z扫描电压控制端连接，Z扫描驱动电压控制六自由度工件台的Z向调平调焦执行机构移动从而使光刻胶表面上升或下降以调节探针与光刻胶表面的间距，使探针与光刻胶表面间的距离始终保持在纳米量级，即通过Z向反馈控制单元实现反馈控制，用以完成硅片表面光刻胶三维形貌测量；三维形貌数据存储单元的输入端与扫描信号发生器的输出端连接，接收扫描信号发生器输出的(x，y)坐标和Z向反馈控制单元输出的z坐标，完成硅片表面光刻胶三维形貌数据(x，y，z)的存储。