[发明专利]调焦调平装置、光刻设备及调焦调平方法

说明书

本发明涉及一种调焦调平装置、光刻设备及调焦调平方法，光源模块发出的光线经照明模块入射至反射狭缝单元上，经反射狭缝单元反射后再经过投影单元投射至一衬底上，衬底反射的光线经过成像单元成像至探测模块上，探测模块处理接收到的光线，以获得衬底的位置信息。本发明突破了测量标记对狭缝材料的依赖，有利于大幅度提高调焦调平装置的能量利用率和提升探测信噪比。

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种调焦调平装置、光刻设备及调焦调平方法。

背景技术

投影光刻机是一种把掩模图形通过投影物镜成像到如衬底表面、玻璃基板或者LED上的设备。为了确保掩模图形能够准确曝光，需由调焦调平装置精确控制衬底表面位于指定位置。通过检测曝光视场内衬底表面的高度与倾斜信息来判断衬底表面是否正确调焦调平，根据测量结果进一步调整工件台位置，使工件台上的衬底表面位于投影物镜的最佳焦平面处。

为了获得整个曝光视场内衬底表面的高度与倾斜信息，会在曝光场内设置多个测量标记，通过检测测量标记的高度与倾斜信息得到整个衬底表面的位置信息。目前的调焦调平装置中，测量标记多设置在透射狭缝平板上或者透射狭缝与棱镜的组合件上。然而，目前的调焦调平装置中，透射狭缝需依赖基底材料，基底材料限制了透射波段，一方面，目前的基底材料仅在波段0.2μm-1.25μm有较高的透过率，其他波段则透过率较低；另一方面，当波段大于0.3μm时，色差较大。另外，透射狭缝平板或者透射狭缝与棱镜组合件还需要考虑倾斜入射到狭缝面的透射波能量损失，当光线以大于80°的角度入射到透射狭缝平板或者透射狭缝与棱镜组合件时，透射波能量损失较大，极大地降低了调焦调平装置的探测信噪比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调焦调平装置、光刻设备及调焦调平方法，能够克服测量标记对透射狭缝基底材料的依赖，采用反射狭缝以避免对基底材料透射波段的限制，并且有利于提高调焦调平装置的能量利用率与探测信噪比。

为了达到上述目的，本发明提供了一种调焦调平装置，用于检测一衬底的位置信息，包括光源模块、照明模块、反射狭缝单元、投影单元、成像单元及探测模块，所述光源模块发出的光线经所述照明模块入射至所述反射狭缝单元上，经所述反射狭缝单元反射后再经过所述投影单元投射至一衬底上，所述衬底反射的光线经过所述成像单元成像至所述探测模块上，所述探测模块处理接收到的光线以获得所述衬底的位置信息。

可选的，所述反射狭缝单元位于所述照明模块与所述投影单元的光阑位置。

可选的，所述反射狭缝单元上设置有若干标记区域，且所述标记区域镀有反射膜。

可选的，入射至所述反射狭缝单元上的光线与所述反射狭缝单元之间的夹角小于90度。

可选的，所述反射狭缝单元与所述衬底满足如下条件:

tanω＝m_a tan(90°-δ)

其中，δ为所述光线与所述反射狭缝单元的夹角，ω为所述光线入射至所述衬底的入射角，m_a为所述投影单元的成像放大率。

可选的，所述光源模块包括点光源、耦合光路及光纤，所述点光源发出的光线依次经过所述耦合光路及光纤，到达所述光纤的出射端。

可选的，所述照明模块包括照明镜组及平面反射镜，所述光线经过所述照明镜组及所述平面反射镜后入射至所述反射狭缝单元。

可选的，所述投影单元包括扫描反射镜及若干投影镜组，且所述扫描反射镜设置于所述投影单元的光阑位置，并由一驱动器驱动作扫描摆动，以将所述反射狭缝单元反射的光线投射至所述衬底上。

可选的，所述成像单元包括若干成像镜组，以将所述衬底反射的光线成像至所述探测模块上。

可选的，所述探测模块为光电探测器。