[发明专利]成像调整单元及应用其的调焦调平控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制系统，且特别涉及一种调整光刻机中硅片的控制系统，该控制系统所包括的成像调整单元也一并涉及。

背景技术

投影光刻机是用以将掩模上的图案通过投影物镜投影到硅片表面的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦调平控制系统把硅片的表面精确地设置到指定的曝光位置。

实现自动调焦调平控制功能有多种不同的技术方案。目前比较常用是非接触式光电测量技术，其中测量系统中光学部分都采用了满足倾斜成像的光学结构，主要目的是使得用以调焦的标记在硅片面上成像清晰，降低曝光图案对测量精度的影响。

在美国专利号为US5414515的公开专利中，其技术方案主要采用的是针对每个测量点设置一个补偿透镜的补偿方案，这种方案对补偿透镜的安装位置有着严格的要求，同时由于各补偿透镜的焦距不同，各补偿点的倍率也会发生变化，结构设计和安装难度较大。

发明内容

本发明提出一种成像调整单元及应用其的调焦调平控制系统，能够解决上述安装难度大的问题，并且能够在不改变成像精度的前提下，简化自身结构。

为了达到目的，本发明提出一种成像调整单元，用于光刻机中的调焦调平控制系统。调焦调平控制系统包括照明单元、标记板、投影成像单元、接收成像单元、探测器和控制器。照明单元产生光束，光束经过标记板上的多个标记形成带有不同标记信息的多条入射光线。投影成像单元将入射光线投射至硅片，使得入射光线在硅片的硅片面上成像，形成多个标记投影。硅片面反射多个标记投影形成多条反射光线，接收成像单元将反射光线投射至探测器的探测面，使得反射光线在探测面上成像。控制器与探测器电性连接，控制器根据探测器的探测结果控制承载硅片的工件台移动。成像调整单元包括位于入射光线光路中的第一成像调整单元和位于反射光线光路中的第二成像调整单元。第一成像调整单元包括多个第一调整棱镜，分别调整入射光线的光程，以将入射光线同时聚焦在硅片面上。第二成像调整单元包括多个第二调整棱镜，分别调整反射光线的光程，以将反射光线同时聚焦在探测器的探测面上。

可选的，其中第一成像调整单元位于标记板与投影成像单元之间，或者位于投影成像单元与硅片之间。

可选的，其中第二成像调整单元位于硅片与接收成像单元之间，或者位于接收成像单元与探测器之间。

可选的，其中第一调整棱镜或第二调整棱镜包括：

第一反射面，

第二反射面，平行于第一反射面，

其中第一调整棱镜或第二调整棱镜的入射和出射光线相互平行且具有一偏移值。

可选的，其中第一成像调整单元中的多个第一调整棱镜的偏移值相同，第二成像调整单元中的多个第二调整棱镜的偏移值相同。

本发明还提出一种应用上述成像调整单元的调焦调平控制系统。

本发明所提供的成像调整单元具有设计简单，安装方便，不改变成像系统性能和精度，且空间适应性强的特点。应用该成像调整单元的调焦调平控制系统能够将标记板上的多个标记同时精确成像，探测器探测精度高，误差率小。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例的投影光刻机结构示意图。

图2所示为本发明第一实施例的投影标记至硅片的光路结构示意图。

图3所示为本发明第一实施例的探测标记投影的光路结构示意图。

图4a～4c所示为本发明第一实施例的第一/第二调整棱镜的结构示意图。

图5所示为本发明第二实施例的投影光刻机结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图示说明如下。

图1所示为本发明第一实施例的投影光刻机结构示意图。

请参考图1。投影光刻机100包括投影物镜1、硅片2和工件台11。投影物镜1沿第一光轴AX放置，用于对硅片2进行光刻。硅片2放置在工件台11上，硅片2的硅片面21与光轴AX垂直，硅片面21位于投影物镜1的最佳焦平面上。工件台11受工件台运动系统(图未示)带动，用以调整硅片2的位置。

投影光刻机100还包括调焦调平控制系统，用来调整硅片2的表面位于投影物镜1的最佳焦平面上。

调焦调平控制系统由照明单元、标记板4、第一成像调整单元5、投影成像单元、接收成像单元、第二成像调整单元8、探测器9和控制器10组成。

照明单元包括光源30和照明镜组31。光源30产生沿第二光轴BX射出的入射光，照明镜组31将入射光均匀化。

标记板4上包括多个标记41、42、43(如图2所示)，标记板4与第二光轴BX垂直。入射光穿过标记板4，带有标记信息。