[发明专利]一种调焦调平系统、方法及光刻机

说明书

本发明提供了一种调焦调平系统、方法及光刻机，调焦调平系统包括光源模块、照明模块、投影模块、探测模块、探测器和信息处理模块，投影模块包括对准狭缝和测量狭缝，探测器设有第一参考标记和第二参考标记。光源模块提供的照射光束，经照明模块、投影狭缝、投影组件后入射至基底，经基底反射后出射至探测模块，最后在探测器上形成对准光斑和测量光斑，探测器根据第一参考标记接收到的对准光斑输出第一电压信号，根据第二参考标记接收到的测量光斑输出第二电压信号，信息处理模块根据第一电压信号判断对准光斑与第一参考标记是否对准，若对准，根据第二电压信号计算基底的离焦量。本发明可以提高集成效率，降低系统测量误差，增加测量精度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种调焦调平系统、方法及光刻机。

背景技术

投影光刻机或投影光刻设备，是将掩模上的图案通过投影物镜投影到工作表面的装置。在投影光刻机或投影光刻设备的曝光过程中，如果基底相对于投影物镜的最佳焦平面的离焦或倾斜使曝光视场内某些区域处于有效焦深之外，将严重影响光刻质量，因此必须采用调焦调平系统精确测量出基底的离焦量，然后控制基底位于指定位置。现有的调焦调平系统的一般工作原理是：首先获得整个曝光场内基底的高度与倾斜信息，以此来判断基底是否位于投影物镜的最佳焦平面位置，并根据这些信息作出相应调节，直到基底位于投影物镜的最佳焦平面位置。

图1是典型的基于图像处理技术的调焦调平系统(FLS)三角测量的原理示意图，来自投影支路的光线入射到基底的上表面后，经基底的上表面反射后到达探测支路，最终被探测器接收。当基底的上表面位置与投影物镜的最佳焦平面位置的高度偏差为Δz时，光斑在探测器上所成像的位置改变量Δy与Δz的关系为：

式(1-1)，β为成像放大倍率，ω为来自投影支路的光线照射在基底的上表面的入射角。

基于调焦调平系统测量出的光斑在探测器上所成像的位置改变量Δy反算出基底的上表面的离焦量。

目前，为了精确得到基底的高度和倾斜信息，会设置多个密集的测量点，即FLS中的投影狭缝面有多个密集且窄小的狭缝，狭缝的布局使得探测面的参考标记尺寸与间隔也是密集与窄小的，因此每个参考标记相对于光斑的余量也在变小。在FLS集成过程中，光斑依次通过投影狭缝和成像系统，最终成像在探测面上，集成人员依靠个人经验通过目视将每个光斑对准到对应的参考标记上。由于高精度的FLS中狭缝与参考标记越来越小，目视对准不仅造成集成效率下降，同时也因无法保证光斑中心与参考标记中心调至重合而导致串扰增加，从而引起FLS测量误差，导致FLS测量精度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调焦调平系统、方法及光刻机，以解决现有技术中调焦调平系统测量误差大、测量精度低的问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种调焦调平系统，包括：光源模块、照明模块、投影模块、探测模块、探测器和信息处理模块；

其中，所述投影模块包括投影狭缝和投影组件，所述投影狭缝位于所述照明模块和所述投影组件之间，所述投影狭缝包括对准狭缝和测量狭缝；

所述探测器的探测面上设有第一参考标记和第二参考标记，所述第一参考标记、所述第二参考标记的排列分别与所述对准狭缝、所述测量狭缝的排列一一对应；

所述光源模块提供的照射光束，依次经所述照明模块、所述投影狭缝、所述投影组件后入射至基底的表面，经所述基底的表面反射后出射至所述探测模块，最后进入所述探测器成像，在所述探测器的探测面上形成对准光斑和测量光斑；

所述探测器根据所述第一参考标记处接收到的对准光斑的光强大小输出相应的第一电压信号，以及根据所述第二参考标记处接收到的测量光斑的光强大小输出相应的第二电压信号；