一种调焦调平装置及光刻机制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种调焦调平装置及光刻机，调焦调平装置包括照明单元、投影单元、探测单元和信号处理单元；投影单元包括投影狭缝阵列，投影狭缝阵列包括至少三个以不同间距平行排列的狭缝，投影狭缝阵列中任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距L0需满足：

A focusing and leveling device and a lithography machine

The utility model provides a focusing and leveling device and a photolithograph. The focusing and leveling device comprises a lighting unit, a projection unit, a detection unit and a signal processing unit; the projection unit comprises a projection slit array; the projection slit array comprises at least three slits arranged in parallel at different spacing; and the projection slit array arbitrarily adjacent to each other. The minimum spacing between the two slits is L0.

【技术实现步骤摘要】
一种调焦调平装置及光刻机
本技术实施例涉及光学设备技术，尤其涉及一种调焦调平装置及光刻机。
技术介绍
光刻机是液晶显示行业核心的加工设备之一。调焦调平装置是投影光刻机中的垂向位置测量传感器，当前主流的调焦调平装置多采样基于三角测量的光电式测量方案。如美国专利US4650983中记载了一种调焦调平检测装置和方法，测量光路分布于投影物镜光轴的两侧，包括依次以光路连接的照明单元、投影单元及探测单元。照明单元提供的光源出射光经透镜组聚光之后，由光纤传送至投影单元，为整个测量装置提供照明光源。通过投影狭缝的光经过透镜和反射镜之后，在玻璃基板表面当前曝光区域内形成测量光斑。测量光斑经探测单元、中继单元被探测器接收，形成带有待测物体表面高度信息的光强信号。当待测物体为玻璃基板等透明材质时，通过狭缝的光不仅经过透明材质上表面反射(称为一次反射)，而且还会经过透明材质下表面反射(称为二次反射)，在进行垂向位置测量时往往通过对一次反射的像的进行分析得到，二次反射的像可能对一次反射的像产生不良影响，例如二次反射的像与一次反射的像有重影。
技术实现思路
本技术实施例提供一种调焦调平装置及光刻机，以避免二次反射对一次反射产生不良影响。第一方面，本技术实施例提供一种调焦调平装置，包括：照明单元，用于提供照明光束；投影单元，位于所述照明单元与待测物体之间，用于将所述照明光束以一定角度入射到待测物体的表面；探测单元，用于接收经待测物体表面反射的反射光束；信号处理单元，与所述探测单元电连接，用于根据反射光束所携带的信息计算所述待测物体的垂向位置和倾斜度；所述投影单元包括狭缝器件，所述狭缝器件包括至少一组投影狭缝阵列，投影狭缝阵列包括至少三个以不同间距平行排列的狭缝，所述投影狭缝阵列中任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距L0需满足：其中，为待测物体的厚度，α为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的上表面的入射角，θ为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的下表面的入射角，d1为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的上表面后被反射的光束的光斑宽度，d2为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的下表面后被反射的光束的光斑宽度，M为所述调焦调平装置的放大倍率。可选地，所述投影单元还包括投影透镜组，所述投影透镜组位于所述狭缝器件与待测物体之间。可选地，所述狭缝器件包括多个所述狭缝和围绕多个所述狭缝的非透光区，所述狭缝为开口，所述非透光区包括反光材料和/或吸光材料。可选地，所述狭缝器件包括第一偏振片、第二偏振片、至少三个波片和波片位置控制器；所述第一偏振片的透振方向为第一方向，所述第二偏振片的透振方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述至少三个波片位于所述第一偏振片和所述第二偏振片之间，一个波片代表一个所述狭缝；所述至少三个波片的形状为长条状且相互平行间隔设置；所述波片位置控制器与所述至少三个波片相连接，用于调节所述至少三个波片中任意两个波片之间沿排列方向的距离。可选地，所述至少三个波片包括二分之一波片和/或四分之一波片。可选地，所述狭缝器件包括多组所述投影狭缝阵列，多组投影狭缝阵列的任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距均不同，所述照明光束选择经过其中一组投影狭缝阵列后照射到待测物体的表面。第二方面，本技术实施例提供一种光刻机，包括第一方面所述的调焦调平装置。本技术实施例提供一种调焦调平装置，调焦调平装置包括投影单元，投影单元的狭缝器件可以设置一组或多组投影狭缝阵列，投影狭缝阵列中任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距L0需满足：此时可以避免二次反射对一次反射产生不良影响。附图说明图1为本技术实施例提供的一种调焦调平装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种狭缝器件的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一次反射和二次反射的示意图；图4为图2所示第一投影狭缝阵列的光斑的光强分布图；图5为本技术实施例提供的另一种狭缝器件的结构示意图；图6为本技术实施例提供的另一种狭缝器件的结构示意图；图7为图6所示狭缝器件中使用四分之一波片时的光路示意图；图8为图6所示狭缝器件中使用二分之一波片时的光路示意图；图9为偏振光经过二分之一波片后偏振态的变化示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1为本技术实施例提供的一种调焦调平装置的结构示意图，图2为本技术实施例提供的一种狭缝器件的结构示意图，结合图1和图2所示，调焦调平装置包括照明单元10、投影单元20、探测单元40和信号处理单元50。照明单元10用于提供照明光束，照明光束可以为平行光。投影单元20位于照明单元10与待测物体30之间，用于将照明光束以一定角度入射到待测物体30的表面。投影单元20包括狭缝器件201，狭缝器件201包括至少一个投影狭缝阵列S，投影狭缝阵列S包括至少三个以不同间距平行排列的狭缝P，示例性地，投影单元20包括第一投影狭缝阵列S1和第二投影狭缝阵列S2，照明单元10发出的光通过第一投影狭缝阵列S1后照射到待测物体30的表面(此时照明单元10发出的光未照射第二投影狭缝阵列S2)，当然也可以使照明单元10发出的光通过第二投影狭缝阵列S2后照射到待测物体30的表面(此时照明单元10发出的光未照射第一投影狭缝阵列S1)。实际上照明单元10发出的光在待测物体30的表面发生反射，并最终被探测单元40接收。可选地，探测单元40包括探测透镜组401和图像采集单元402，探测透镜组401位于图像采集单元402与待测物体30之间，图像采集单元402例如可以使用CCD图像传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)。信号处理单元50与探测单元40电连接，用于根据反射光束所携带的信息计算所述待测物体的垂向(Z轴方向)位置和倾斜度。待测物体30的垂向位置可以根据探测单元40采集到的光斑在探测单元40的中图像采集单元402上的坐标经计算得出。当待测物体30为非透明介质材料时，照明单元10发出的光通过第一投影狭缝阵列S1后照射到待测物体30的表面并反射后，探测单元40采集到的光斑为3个；照明单元10发出的光通过第二投影狭缝阵列S2后照射到待测物体30的表面并反射后，探测单元40采集到的光斑为4个，此时使用图2中所示两个投影狭缝阵列S中的任一个即可。图3为本技术实施例提供的一次反射和二次反射的示意图，参考图1、图2和图3所示，当待测物体30为透明介质材料时，例如可以是玻璃基板，则入射光线可以在待测物体30的两个表面发生反射。照明单元10发出的光通过第一投影狭缝阵列S1后照射到待测物体30的表面并反射后，探测单元40采集到的光斑为6个(待测物体30的上表面301反射形成的光斑为3个，待测物体30的下表面302反射后形成的光斑为3个)；照明单元10发出的光通过第二投影狭缝阵列S2后照射到待测物体30的表面并反射后，探测单元40采集到的光斑为8个(待测物体30的上表面301反射形成的光斑为4个，待测物体30的下表面302反射后形成的光斑为4个)。其中，上表面301位于下表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调焦调平装置，包括：照明单元，用于提供照明光束；投影单元，位于所述照明单元与待测物体之间，用于将所述照明光束以一定角度入射到待测物体的表面；探测单元，用于接收经待测物体表面反射的反射光束；信号处理单元，与所述探测单元电连接，用于根据反射光束所携带的信息计算所述待测物体的垂向位置和倾斜度；其特征在于，所述投影单元包括狭缝器件，所述狭缝器件包括至少一组投影狭缝阵列，投影狭缝阵列包括至少三个以不同间距平行排列的狭缝，所述投影狭缝阵列中任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距L0需满足：

【技术特征摘要】
1.一种调焦调平装置，包括：照明单元，用于提供照明光束；投影单元，位于所述照明单元与待测物体之间，用于将所述照明光束以一定角度入射到待测物体的表面；探测单元，用于接收经待测物体表面反射的反射光束；信号处理单元，与所述探测单元电连接，用于根据反射光束所携带的信息计算所述待测物体的垂向位置和倾斜度；其特征在于，所述投影单元包括狭缝器件，所述狭缝器件包括至少一组投影狭缝阵列，投影狭缝阵列包括至少三个以不同间距平行排列的狭缝，所述投影狭缝阵列中任意相邻两个狭缝之间间距的最小间距L0需满足：其中，h为待测物体的厚度，α为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的上表面的入射角，θ为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的下表面的入射角，d1为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的上表面后被反射的光束的光斑宽度，d2为透过狭缝后的照明光束入射到待测物体的下表面后被反射的光束的光斑宽度，M为所述调焦调平装置的放大倍率。2.根据权利要求1所述的调焦调平装置，其特征在于，所述投影单元还包括投影透镜组，所述投影透镜组位于所述狭缝器件与待测物体之间。3.根据权利要求1所述的调焦调平装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐景超，陈雪影，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31