[发明专利]一种用于调焦测量的光谱重构系统

说明书

一种光谱重构系统，包括：多种波段的光源系统，提供多个不同波段的光束；偏振分束系统，对不同波段的光束进行处理，以产生不同波段不同偏振态光束输出；偏振光强可调系统，根据不同工艺条件对不同波段不同偏振态光束的光强进行调整；合束系统，对经光强调整后的不同波段不同偏振态光束进行合束。该光谱重构系统可以根据不同工艺条件需求对各不同波段不同偏振态光束的光强进行配比，合束系统能够将不同波段不同偏振态的光束的偏振信息保留。将光谱重构系统应用于调焦调平系统可以起到大幅度减小调焦调平系统的测量误差，大幅度增强调焦调平系统的工艺适应性，大幅度提高调焦调平系统的测量精度的作用。

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及光刻机中用于调焦测量的光谱重构系统。

背景技术

由于目前尖端投影光刻机对调焦调平传感器的需求日益严苛，且其需求主要分为三大类：①测量过程中对光刻胶无损害 ②高产量即高测量速度③高测量精度。

目前只有“测量光线以掠射角入射的光学类传感器”，才能满足苛刻的性能需求。而在光学类传感器中，对其测量误差来源的分析以及对测量误差的校正和补偿技术的研究显得尤为关键。现有集成电路光刻设备的调焦调平系统都会遇到下列情况：在对不同工艺条件下的硅片高度进行测量时，由于硅片表面存在薄膜效应，会导致反射光束相对于入射光束的相位发生变化，产生古斯-汉森光束位移，且该位移量级与硅片高度变化的量级一致，同时，不同入射角的反射光束的反射率不同，都会造成调焦调平系统存在一定测量误差，降低了调焦调平系统的工艺适应性，降低了调焦调平系统的测量精度。为了减小调焦调平系统的测量误差，增强调焦调平系统的工艺适应性，提高调焦调平系统的测量精度，研究和开发多波段偏振可调光源技术。现有技术方案是使用多个不同波段光源，产生宽光谱作为调焦调平系统的光源，例如美国专利US5162642的实施例1，这种方案在一定程度上可以适当减小因硅片表面不同工艺条件及薄膜结构引起的测量误差，但减小的程度有限，对于当今高端投影光刻机苛刻的测量精度的需求来说，仍然是不可接受的。

发明内容

为了减小调焦调平系统的测量误差，增强调焦调平系统的工艺适应性，提高调焦调平系统的测量精度，本发明提出了一种调焦调平系统光源光谱重构系统，包括：多种波段的光源系统，提供多个不同波段的光束；偏振分束系统，对不同波段的光束进行处理，以产生不同波段不同偏振态光束输出；偏振光强可调系统，根据不同工艺条件对不同波段不同偏振态光束的光强进行调整；合束系统，对经光强调整后的不同波段不同偏振态光束进行合束。

其中，该多波段光源系统包括多个光源。

其中，该多波段光源系统还包括与多个光源分别对应的准直透镜。

其中，该光源可以是LED、光子晶体LED、卤素灯、汞灯、钠灯、氙灯、激光或等离子驱动激光灯。

其中，该偏振分束系统包括多个第一偏振分光棱镜，用于分别将多个不同波段光束进行处理，使每一波段光束被分成偏振态不同的两束光。

其中，该偏振光强可调系统包括多个可变偏振分光镜组，用于对不同波段不同偏振态光束的光强进行调整。

其中，该合束系统包括多个耦合镜组、多个保偏光纤、一个光纤合束器以及合束光纤。

其中，该合束系统包括多个第二偏振分光棱镜、多个第一二向色镜、多个第二二向色镜、一个耦合镜组以及合束光纤。

其中，该光谱重构系统还包括驱动系统，对光源进行开关及光强输出控制。

其中，该光谱重构系统还包括散热系统，对光源进行散热。

本发明还提出一种调焦调平系统，包括上述的光谱重构系统。