[发明专利]一种调焦调平系统中光斑水平位置调整机构及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及光刻设备技术领域，尤其是涉及一种调焦调平系统中光斑水平位置调整机构及方法。

【背景技术】

随着半导体技术的发展，光刻技术作为一种精密的微细加工技术，其传递图形的尺寸限度缩小了2～3个数量级(从毫米级到亚微米级)，已从常规光学技术发展到应用电子束、X射线、微离子束、激光等新技术。

在光刻设备装机调试时，主要通过调焦调平光学系统测量硅片位置信息，然后把位置信息反馈给工件台，从而根据信息控制硅片的位置，使硅片与投影物镜的焦面重合。随着光刻设备的精度越来越高，要求调焦调平光学系统的测量光斑越来越小，对于多个狭缝，光斑与狭缝的匹配更为困难，而光斑与狭缝的匹配精度影响到最后的测量精度，因此，光斑的匹配直接影响到光刻设备的精度。当光斑个数比较多的情况下，光机装调中，由于公差的存在，光斑像的实际位置与理论位置有一定的偏差，必须有一种可以校正光斑像位置的机构，现有的多光斑位置校正主要采用了手动旋转双光楔的方式(绕光轴旋转)来实现对光斑测量方向和非测量方向进行粗调，粗调完成后，再采用电机带动平板偏转方式实现对光斑测量方向和非测量方向进行微调。这种方法虽然可实现光斑位置的校正，但主要存在的缺点就是机械结构设计复杂，占用空间比较大，调整速度缓慢，精度比较低，对于小光斑而来说很难实现高精度要求。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种调整速度快、精度及稳定性较高、结构相对简单的调焦调平系统中光斑水平位置调整机构。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种调焦调平系统中光斑水平位置调整机构，包括依次设置的光源、投影单元及接收单元，所述投影单元或接收单元中设有电光偏转器，所述光源发出的光束经过投影单元投射成像到待测硅片上后，由所述接收单元接收经硅片反射后光束的成像信息，并通过控制所述电光偏转器的电压来调整光束穿过所述电光偏转器后的偏转角，从而校正成像光斑在像面上的位置。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述电光偏转器为楔形棱镜偏转器。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述投影单元包括依次设置的投影光阑及第一会聚透镜组，所述光源发出的光束经过投影光阑的狭缝，并由第一会聚透镜组成像到硅片面上。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述接收单元包括第二会聚透镜组、第三会聚透镜组、偏振器、探测控制器及设于所述第二会聚透镜组、第三会聚透镜组之间的楔形棱镜偏转器，光束通过所述偏振器后由探测控制器接收，并通过探测控制器控制所述楔形棱镜偏转器的电压来调整光束穿过所述电光偏转器后的偏转角，从而校正成像光斑在像面上的位置。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述光源包括宽波段光源及准直透镜组，所述宽波段光源可为半导体激光器。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述光源还可包括一光滤波器。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述电光偏转器主要由液晶构材料组成，其液晶材料特性满足：0＜n₀3r63＜0.6Dh/Ly V，其中，h为z轴方向上的晶体宽度，L为沿传播方向晶体的长度，r63为电光系数，y为像面离开光楔的距离。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述电光偏转器还可为电光晶体及双折射晶体组成的数字式偏转器。

进一步，在上述调焦调平系统中光斑水平位置调整机构中，所述电光偏转器可为串联的多个楔形棱镜偏转器。

本发明还提供一种调焦调平系统中光斑水平位置调整方法，所述方法包括以下步骤：。

步骤S1：通过接收探测器记录系统中的光斑水平位置偏移量Δy；

步骤S2：判断Δy是否小于预定值，若Δy小于预定值，则根据光束通过电压偏转器的出射角度偏转公式计算与所述预定值对应的光束出射偏转角度，并由所述偏转角度计算出所述电压偏转器的两端电压值；

步骤S3：根据所述电压值调整电压偏转器哦两端电压，使得光束出射偏转角度发生改变，从而调整光斑水平位置偏移量Δy。

本发明采用楔形棱镜偏转器的电光偏转技术，具有调整速度快、精度及稳定性较高、结构相对简单的优点，对有限空间更有利。

【附图说明】

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明调焦调平系统中光斑水平位置调整机构较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中的光束通过电光偏转器后发生的偏转示意图；