[发明专利]一种调焦调平装置及调焦调平方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域的设备，特别涉及一种应用于投影光刻技术中的调焦调平装置及调焦调平方法。

背景技术

在当今投影光刻系统中，由于基板的厚度偏差、面形起伏及投影物镜、焦平面位置的不确定性，会导致基板相对于物镜焦平面产生离焦或倾斜，这将影响集成电路的质量和成品率，因此，通常包括用以精确探测被测物体表面位置与倾斜度的调焦调平系统，使得在曝光过程中，基板处于较佳的位置。

很显然，非接触式调焦调平装置是首选，目前常用的非接触式调焦调平装置有电容式、气压式和光学式，光学式调焦调平装置以其较佳的精密度得到了业内的认可。

请参考图1，图1为光学式调焦调平系统原理图，其测量光路分布于投影物镜13的光轴a-b的两侧，包括，光源1，所述光源1发出测量光斑经过照明镜组2、投影狭缝3、投影前组透镜组4、第一反射镜组5及投影后组透镜组6在基板7表面当前曝光区域内形成测量光斑，经基板7反射后依次经过成像前组透镜组8、第二反射镜组9及成像后组透镜组10后，测量光斑的像为一个长方形的探测光斑，所述探测光斑被探测器11接收，并经运算单元12计算以适应基板7的形貌偏移等。

美国专利US5834767公开了一种调焦调平装置，包含有一个光源、一个具有收集光源发出光线功能的投影光阑、一个具有光线收集功能的探测光阑、一个用于将光阑图案沿倾斜方向成像在物体表面的第一光学系统、一个用于将物体表面的像成像在探测光阑上的第二光学系统，并且在探测光阑上形成莫尔条纹，另有一个光电探测器，用以探测由莫尔条纹所产生的会聚光线会聚点的位置，并根据所得会聚点的位置信息来获得与之相关的物体表面的位置信息。

上述专利的不足之处在于，若基板为不同厚度的玻璃基板，则光电探测器上可能会探测到光束经玻璃基板上表面及下表面分别所成的两个像，即0次光(基板上表面反射的光)所成的像和1次光(基板下表面反射的光)所成的像，产生光斑重影的现象，影响探测器探测到的玻璃基板表面形貌特征，致使测量精度不能得以保证。

为了解决该缺陷，通常通过使用不同尺寸的投影光阑，从而减小探测光斑的尺寸，以应对匹配不同厚度的玻璃基板的测量。然而，这种方法并不能够彻底解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调焦调平装置及调焦调平方法，避免产生探测光斑重影的现象。

为解决上述技术问题，本发明提供一种调焦调平装置，包括照明单元、投影单元、成像单元和探测单元，其特征在于，所述投影单元包括空间光调制器；其中，所述照明单元的测量光斑入射到投影单元，经空间光调制器调制，出射至基板上，经所述基板反射后再经过所述成像单元进入所述探测单元。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述照明单元包括光源、照明镜组及光纤，所述光源发出光经过照明镜组聚光后，由光纤形成测量光斑发出。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述投影单元还包括控制装置、投影前组透镜组、第一反射镜组及投影后组透镜组，所述控制装置驱动所述空间光调制器调制测量光斑。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述成像单元包括成像前组透镜组、第二反射镜组及成像后组透镜组，所述测量光斑经基板反射后依次经过所述成像前组透镜组、第二反射镜组及成像后组透镜组，形成探测光斑。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述探测单元包括探测器和运算单元，所述探测器接收所述探测光斑，形成光强信号，所述运算单元根据所述光强信号计算所述基板的形貌。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述探测器还传递信号至所述控制装置，控制所述控制装置是否驱动所述空间光调制器调制测量光斑。

可选的，对于所述的调焦调平装置，所述基板为玻璃基板。

本发明提供一种采用如上所述的调焦调平装置进行调焦调平的方法，包括以下步骤，

提供基板，

所述照明单元发出测量光斑依次经过所述投影单元、基板及成像单元形成探测光斑被探测单元接收，若由所述探测器判断存在重影，则所述空间光调制器调制测量光斑，直至重影消失。

可选的，对于所述的调焦调平的方法，所述空间光调制器根据基板的厚度、照射面的大小调制测量光斑。

可选的，对于所述的调焦调平的方法，经所述空间光调制器调制后，所述测量光斑的尺寸Lp小于等于第一0次光和第一1次光在基板上的距离Lw，则重影消失；

所述其中，d为所述基板的厚度，α为测量光斑在基板上的入射角，n为基板的相对折射率。