[发明专利]一种适用于投影光刻机的实时调平系统及其调平方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子设备中投影光刻机的调平技术领域，具体涉及一种适用于投影光刻机的实时调平系统及其调平方法，应用该系统可以快速的实现硅片台的调平，提高光刻机的工作效率以及光刻工艺的质量。

背景技术

目前，集成电路的规模越来越大，单位面积上的电路密度激增，为了满足这一要求，光刻线条的特征尺寸也越来越小，对光刻分辨力提出了更为苛刻的要求。同时分辨力的提高导致焦深的急剧下降，由此对光刻系统的调平调焦要求更为严苛。

目前国内的很多投影式光刻机有实时调焦系统，但没有实时调平系统。即使有调平系统，也不能做到实时调平。光刻过程中，保证硅片的平整性，可以提高光刻工艺的质量，同时实时的调平系统可以提高光刻机的工作效率。

发明内容

本发明提出了一种适用于投影光刻机的实时调平系统，能够实现硅片台的实时调平，保证光刻过程中硅片台的平整性要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于投影光刻机的实时调平系统，包括光源，第一准直透镜组，第二准直透镜组，第一反射镜，投影光阑，第一成像组镜，第二反射镜，硅片，真空吸盘，工作台，第三反射镜，第二成像镜组，第三成像镜组，第四成像镜组，第四反射镜，线阵CCD，Camerallink传输线，图像采集控制卡，RS232串口和计算机；由光源经第一准直透镜组、第二准直透镜组成为平行光束，经过第一反射镜照射到投影光阑成为一道狭缝光束，狭缝光束经过第一成像组镜成像到硅片表面，从硅片表面反射的光束经第二成像镜组、第三成像镜组、第四成像镜组成像在线阵CCD上，硅片通过真空吸盘固定在工作台上，当硅片在工件台上有存在偏角α时，从硅片反射的反射光束将偏转2α的角度，这一偏转，将使狭缝的像在线阵CCD上产生△X的位移，线阵CCD通过Camerallink传输线将图像信息传输到图像采集控制卡，图像采集控制卡对图像信息经行亚像素处理，计算出硅片的偏转角，通过控制硅片台下方的压电致动器，实时调平硅片台，保证曝光时硅片的平整性要求，图像采集控制卡通过RS232串口同计算机通信，可以进行初始化设置以及调试。

本发明还提供一种适用于投影光刻机的实时调平系统的调平方法，该方法步骤如下：

步骤一：光源经第一准直透镜组、第二准直透镜组成为平行光束，经过第一反射镜照射到投影光阑成为一道狭缝光束，狭缝光束经过第一成像组镜以及第二反射镜以较大的入射角成像到硅片表面，从硅片表面反射的光束依次经第三反射镜和第二成像镜组、第三成像镜组、第四成像镜组，再经过第四反射镜，成像在线阵CCD上；

步骤二：线阵CCD同过Camerallink传输线将采集到的图像信息传给图像采集控制卡，图像采集控制卡对图像经行亚像素处理，得到狭缝像的中心位置，根据预设的最佳平整位置，计算出偏移量△X，再通过公式转换为硅片的偏角；

步骤三：图像采集控制卡通过计算出的偏移量,控制硅片台下方的压电致动器，实时调整硅片的偏移，保证硅片台工作时的平整要求。

其中，狭缝光束成像到硅片上的O点到后面成像光学镜组的A点之间的距离为第二成像镜组的焦距，使不同角度的入射光束经第二成像镜组、第三成像镜组、第四成像镜组后，平行岀射到线阵CCD上。

其中，调整硅片的平整度时，通过控制硅片台下方，按三角形分布的压电致动器，进行硅片台的高精度调平。

其中，所述线阵CCD采用高灵敏度低噪声黑白线扫描CCD传感器，具有2048个有效像素，像素尺寸14μm×14μm，自带AD，具有8bit/10bit/12bit可配置输出数据精度，16位高精度积分时间设置，具有改进的相机配置串行通讯协议，最高数据率25MHz，最高行频11.7KHz。