[发明专利]套刻误差测量装置及方法

权利要求书

1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，所述套刻误差测量装置包括照明单元、分光器件、光路折转单元、物镜、第一探测单元和数据处理器；其中，

所述照明单元用于提供光照；

所述分光器件包括第一分光板和第二分光板，所述照明单元提供的所述光照经所述第一分光板分为第一光束和第二光束，所述第一光束经所述物镜传输至一衬底，并经所述衬底反射后，传输经所述物镜、所述第一分光板和所述第二分光板后形成第三光束，所述第三光束传输至所述第一探测单元；

所述第二光束传输至所述光路折转单元，经所述光路折转单元反射至所述分光器件中，并经所述第二分光板反射至所述第一探测单元；

所述第一探测单元包括光瞳调制器和第一探测器，所述光瞳调制器用于调制所述第二光束和所述第三光束，并均传输至所述第一探测器，所述第一探测器输出第一信号和第二信号至所述数据处理器；

所述数据处理器用于根据所述第一信号和所述第二信号计算套刻误差。

2.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述光路折转单元包括反光镜组，所述光路折转单元用于将所述第二光束经多次反射后传输至所述分光器件中。

3.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述光瞳调制器包括第一孔径光阑和光楔；所述第三光束含有零级衍射光、正一级衍射光和负一级衍射光；

所述第一孔径光阑用于遮挡所述第三光束中的所述零级衍射光，并使所述第三光束中的所述正一级衍射光和所述负一级衍射光通过；

所述光楔用于调节所述第二光束与所述第三光束的传播角度，并使所述第二光束与所述第三光束中的所述正一级衍射光和所述负一级衍射光传输至所述第一探测器中。

4.如权利要求3所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一信号为所述第二光束的光强分布，所述第二信号为所述第三光束中的所述正一级衍射光光强分布和所述负一级衍射光光强分布。

5.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一探测单元还包括成像中继器和成像镜组，所述成像中继器、所述光瞳调制器、所述成像镜组和所述第一探测器依次布置；

所述成像中继器用于将所述第二光束和所述第三光束传输至所述光瞳调制器；

所述成像镜组用于将经所述光瞳调制器的所述第二光束和所述第三光束成像于所述第一探测器。

6.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明单元包括光源、照明准直器、第二孔径光阑和照明中继器；其中，

所述光源用于提供光照；

所述照明准直器用于调制所述光源提供的所述光照的波长，并配合所述第二孔径光阑调节所述光照的照明方式；

所述照明中继器用于传输经所述第二孔径光阑的光照至所述第一分光板。

7.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述物镜的数值孔径大于或等于0.9。

8.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述衬底上选取有多个样本位置，每一所述样本位置包括至少四个标记单元，每一所述标记单元上设置有测量标记，所述测量标记包括第一测量标记和第二测量标记，所述第一测量标记和所述第二测量标记相对应，且所述第一测量标记相对于所述第二测量标记设有预设偏移量，所述预设偏移量包括第一方向的预设偏移量和第二方向的预设偏移量，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

9.如权利要求8所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一测量标记和所述第二测量标记均为光栅，所述物镜传输的所述光照经所述光栅发生衍射，产生多级衍射光。