调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法制造方法及图纸

技术编号:15790595 阅读:102 留言:0更新日期:2017-07-09 19:30
本发明专利技术公开了一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法,该装置包括:照明单元、投影单元、探测单元及中继单元,所述投影单元包括投影狭缝整列,该投影狭缝阵列包括若干用于形成精测试光斑的第一狭缝,和设置在所述第一狭缝周围用于形成倾斜测试光斑的第二狭缝,所述第二狭缝沿调节调平系统的投影方向设置。本发明专利技术在沿着调焦调平系统的投影方向在第一狭缝的附近增加第二狭缝,进而在精测试光斑周围增设倾斜测试光斑,从而改变光斑布局,通过该倾斜测试光斑实现对硅片面上每个精测试光斑沿调焦调平系统投影方向的倾斜量进行实时测量,并使用软件模块根据倾斜量对单点的测量结果进行补偿。

【技术实现步骤摘要】
调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法
本专利技术涉及集成电路制造领域,特别涉及一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法。
技术介绍
在高精度调焦调平测量过程中多采用光电式测量技术。光电式调焦调平测量的各种技术流派也都涉及到光信号的调制,其中有基于扫描反射镜调制的多点测量技术测量方案,该技术方案结构如图1所示。光机模块由照明单元1、投影单元、探测单元及中继单元组成。照明单元1产生照明光;将投影单元中的投影狭缝阵列2投影到硅片3表面,获取硅片3的表面形貌信息;探测单元6使用扫描反射镜对光信号进行调制,以提高测量信号的信噪比。投影狭缝阵列2的像先后经过中继单元4和探测狭缝阵列5后入射到探测单元6的光电探测器阵列上。在理想的无倾斜情况下调焦调平的探测如图2所示:被测物的高度变化会被比例的反映到探测狭缝阵列5表面(如与硅片上高度为Z1的光斑D对应的探测狭缝阵列5表面的点d’)。而探测狭缝阵列5表面上的位置变化,会造成光通量的变化,该变化经过光电转换后变为电压信号由光电探测器阵列输出,被电子电气模块所接收。电子电气模块将包含有各个光斑硅片高度信息的电压信号进行AD转换。然后,采用高速可靠的并行总线传输技术,将转换后的结果传输给软件模块。软件模块接收到电子电气模块传来的测量值后,计算出各个光斑的垂向位置。然而调焦调平系统的被测对象是硅片3的表面。由于硅片3的面型并不是平坦的。在多数情况下,光斑所在区域的硅片3表面都存在一定程度的倾斜或面型较差。在没有离焦的情况下发生倾斜时,在光路的作用下,其在探测狭缝阵列5表面上的最佳成像点没有变化(例如图3中与光斑C对应的探测狭缝阵列5表面的点c1和点c2),从而不会在狭缝上带来额外的位置变化,所以这种倾斜并不会给调焦调平系统的测量结果带来误差。但由图3可见,在离焦情况下发生倾斜时光斑D在硅片3的最佳成像点为d2,其在探测狭缝阵列5表面上的成像点d2’,与没有倾斜时的成像点d1’有一定的位置差距。该误差将导致调焦调平的高度测量值发生误差,从而直接影响整机曝光。理论上FLS(调焦调平系统)最佳焦面只有一个,调焦调平系统只有在该位置测量时被测物的倾斜不会带来误差。但由于光机装配以及整机使用的条件限制,在大多数工作过程中,FLS都是工作在离焦状态,所以该离焦倾斜的误差现象不能通过控制离焦来消除。
技术实现思路
本专利技术提供一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法,以对现有技术中的离焦倾斜引起的测量误差进行补偿。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置,包括:照明单元、投影单元、探测单元及中继单元,所述投影单元包括投影狭缝整列,该投影狭缝阵列包括若干用于形成精测试光斑的第一狭缝,和设置在所述第一狭缝周围用于形成倾斜测试光斑的第二狭缝,所述第二狭缝沿调焦调平系统的投影方向设置。作为优选,所述第二狭缝的尺寸小于第一狭缝。作为优选,所述照明单元发射出波长不同的第一照明光束和第二照明光束,其中第一照明光束将第一狭缝投影到硅片上,所述第二照明光束将第二狭缝投影到硅片上。作为优选,所述第二投影狭缝为长方形,该长方形的长边与调焦调平系统投影方向的探测向平行。作为优选,所述第二狭缝设置有一个或多个。作为优选,所述第二狭缝设置有两个,沿所述调焦调平系统投影方向的探测向设置。作为优选,所述第二狭缝设置有四个,其中两个第二狭缝沿所述调焦调平系统投影方向的探测向设置,另外两个第二狭缝沿与所述调焦调平系统投影方向的探测向的垂直方向设置。作为优选,所述探测单元包括光电传感器,所述光电传感器上设置有镀膜,所述镀膜与所述倾斜测试光斑尺寸相应的照明光束波长对应。本专利技术还采用一种调焦调平的离焦倾斜补偿方法,采用如上所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,包括:将投影狭缝阵列移入照明单元的照明视场;探测单元获取精测试光斑、倾斜测试光斑的高度值;根据精测试光斑、倾斜测试光斑的高度值计算精测试光斑沿调焦调平系统投影方向的倾斜量;根据所述倾斜量补偿所述精测试光斑的高度值并上传至调焦调平系统;调焦调平系统根据补偿后的精测试光斑的高度值完成硅片的面型测试。作为优选,通过软件模块建立离焦倾斜模型计算调焦调平系统投影方向的倾斜量。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:本专利技术在沿着调焦调平系统的投影方向在第一狭缝的附近增加第二狭缝,进而在精测试光斑周围增设倾斜测试光斑,从而改变光斑布局,通过该倾斜测试光斑实现对硅片面上每个精测试光斑沿调焦调平系统投影方向的倾斜量进行实时测量,并使用软件模块根据倾斜量对单点的测量结果进行补偿。附图说明图1为调焦调平系统的结构示意图;图2为无倾斜情况下调焦调平系统的探测原理图;图3为发生倾斜情况下调焦调平系统的探测原理图;图4为本专利技术实施例1中倾斜测试光斑的布局示意图;图5为本专利技术实施例1中调焦调平的离焦倾斜补偿方法流程图;图6为本专利技术实施例1中调焦调平的离焦倾斜补偿方法中的离焦倾斜计算模型;图7为本专利技术实施例2中倾斜测试光斑的布局示意图;图8为本专利技术中对离焦倾斜引起的测量误差仿真图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。需说明的是,本专利技术附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例1如图4所示,并结合图1,本专利技术提供的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,包括:照明单元1、投影单元、中继单元4、探测狭缝阵列5及探测单元6,所述投影单元采用投影狭缝阵列2,该投影狭缝阵列2包括若干用于形成精测试光斑(01~03)的第一狭缝,和设置在所述第一狭缝周围用于形成倾斜测试光斑(T101~T302)的第二狭缝,所述第二狭缝沿调焦调平系统的投影方向设置。具体地,所述照明单元1发出照明光束,将第一狭缝和第二狭缝的像投射到硅片3表面,获取硅片3表面形貌信息,反射后的光束(包括精测试光斑和倾斜测试光斑)经中继单元4和探测狭缝阵列5后投射到探测单元6。进一步的,所述照明单元1发射出波长不同的第一照明光束和第二照明光束,其中第一照明光束经第一狭缝形成精测试光斑(01~03),该精测试光斑(01~03)投影到硅片3上,所述第二照明光束经第二狭缝形成倾斜测试光斑(T101~T302),该倾斜测试光斑(T101~T302)投影到硅片3上。为防止形成的精测试光斑(01~03)与倾斜测试光斑(T101~T302)之间出现串扰,本专利技术通过在照明单元1中对光源进行分别处理,使精测试用的第一照明光束与倾斜测量用的第二照明光束在波长上分离,并在探测单元6的光电传感器上对倾斜测试光斑(T101~T302)使用特定波长的镀膜,确保两者之间互不干扰。进一步的,每一组的第一狭缝周围设置2个倾斜测量用的第二狭缝,两个所述第二狭缝在所述第一狭缝周围沿调焦调平系统的投影方向设置,该倾斜测量用的第二狭缝被用于测量各精测试光斑沿调焦调平系统投影方向的倾斜量。具体地,所述第一狭缝和第二狭缝形成的新的光斑的布局如图4所示,以三组光斑为例,每组光斑包括一个精测试光斑(01/02/03)和两个倾斜测试光斑(T101~T102/T201~T202/T301~T302),其中,倾斜测试光斑(也即第二狭缝)的长边沿FLSY向设置,所述FLSY向是本文档来自技高网
...
调焦调平的离焦倾斜补偿装置与方法

【技术保护点】
一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置,包括:照明单元、投影单元、探测单元及中继单元,其特征在于,所述投影单元包括投影狭缝整列,该投影狭缝阵列包括若干用于形成精测试光斑的第一狭缝,和设置在所述第一狭缝周围用于形成倾斜测试光斑的第二狭缝,所述第二狭缝沿调焦调平系统的投影方向设置。

【技术特征摘要】
1.一种调焦调平的离焦倾斜补偿装置,包括:照明单元、投影单元、探测单元及中继单元,其特征在于,所述投影单元包括投影狭缝整列,该投影狭缝阵列包括若干用于形成精测试光斑的第一狭缝,和设置在所述第一狭缝周围用于形成倾斜测试光斑的第二狭缝,所述第二狭缝沿调焦调平系统的投影方向设置。2.如权利要求1所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,其特征在于,所述第二狭缝的尺寸小于所述第一狭缝。3.如权利要求1所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,其特征在于,所述照明单元发射出波长不同的第一照明光束和第二照明光束,其中第一照明光束将所述第一狭缝投影到硅片上,所述第二照明光束将所述第二狭缝投影到硅片上。4.如权利要求1所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,其特征在于,所述第二投影狭缝为长方形,该长方形的长边与所述调焦调平系统投影方向的探测向平行。5.如权利要求1所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,其特征在于,所述第二狭缝设置有一个或多个。6.如权利要求5所述的调焦调平的离焦倾斜补偿装置,其特征在于,所述第二狭缝设置有两个,沿所述调焦调平系统投影方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾俊王海江
申请(专利权)人:上海微电子装备有限公司上海微高精密机械工程有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1