【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻，特别涉及一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法。
技术介绍
1、投影光刻机是一种将掩模上的图案通过物镜投影到硅片上的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦调平控制系统把硅片精确带入到指定的曝光位置。自动调焦调平系统通过测量沉积各种工艺层的硅片最表层的光束反射情况以判断硅片的高度信息。由于投影光束会透过硅片表面到达最上层表面之下的工艺层，从而使硅片表面的出射光线的位置出现平移，即“古斯-汉森位移”物理效应，其详细原理参见论文“f.goos and h.ein neuer und fundamentaler versuch zur totalreflexion,ann.phys.1,333–346(1947)”，其与投影光束的偏振态、波长、入射角及工艺层信息(如厚度及其偏差、折射率等)相关，会造成调焦调平系统测量结果中存在工艺适应性误差。
2、调焦调平系统中采用宽波段的光源如光谱覆盖500nm～900nm的卤素灯或led光源作照明，探测时对宽光谱非偏振的信号进行探测。由于工艺变化产生的误差被平均处理，这样的处理方法只能使工艺适应性误差得到一定程度的抑制，对光刻工艺中硅片表面不同的工艺膜层材料组成、不同工艺膜厚所产生的工艺适应性问题，没有办法做出针对性的调整，造成在一部分工艺条件下工艺适应性误差较大，影响了调焦调平系统的测量精度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法，以解决光刻工艺中硅片表面不同的工艺膜层材
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种调焦调平系统，包括：光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，
3、所述探测器单元包括多个探测器；
4、所述光源单元用于提供宽带光束；
5、所述投影成像单元用于产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
6、所述探测成像单元用于接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
7、所述分光偏振单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成p偏振光和s偏振光并传输至不同的所述探测器。
8、可选的，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元，所述分光单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束，所述偏振分束单元用于将每个窄带光束分成p偏振光和s偏振光。
9、可选的，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧。
10、可选的，所述分光单元包括二向色镜或者二向色膜。
11、可选的，所述偏振分束单元包括偏振分束片或者偏振分束膜。
12、可选的，所述分光单元和偏振分束单元为相互独立设置的。
13、可选的，所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元。
14、可选的，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，所述宽带光束的主光线垂直入射和出射所述棱镜组。
15、可选的，所述棱镜组为矩形的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
16、可选的，所述棱镜组为不规则形状的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
17、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种光刻设备，包括上述任一项所述的调焦调平系统。
18、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种调焦调平方法，采用上述任一项所述的调焦调平系统测量，包括：
19、光源单元发出宽带光束；
20、投影成像单元产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
21、探测成像单元接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
22、所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成p偏振光和s偏振光并传输至不同的所述探测器；
23、根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
24、可选的，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数或者调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制的步骤包括：
25、获取不同膜层的信息；
26、将所述不同膜层的信息带入仿真模型中，通过权重补偿系数对不同光谱和不同偏振信号进行补偿，以获得所述不同膜层的工艺适应性测量误差最小时的对应的光谱权重和偏振权重；
27、动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
28、可选的，所述膜层信息包括膜层的材料、膜层的厚度和膜层的结构。
29、在本专利技术提供的调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法中，调焦调平系统通过分光偏振单元将探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束并将每个窄带光束分成p偏振光和s偏振光并传输至不同的探测器，通过获得不同光谱信息和偏振信息的测量信号，对测量信号中的不同光谱信息和偏振信息分别提取，通过对不同工艺膜层材料组成和不同工艺厚度组成导致的工艺适应性进行工艺仿真，从而对不同光谱和偏振采取有针对性的权重调整，相比于常规探测宽光谱非偏振信号，可以更有效地降低调焦调平系统的工艺适应性误差，提高调焦调平系统的测量精度。并且，能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，有利于提高探测精度。
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1.一种调焦调平系统，其特征在于，包括：光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，
2.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元，所述分光单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束，所述偏振分束单元用于将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光。
3.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧。
4.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元包括二向色镜或者二向色膜。
5.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述偏振分束单元包括偏振分束片或者偏振分束膜。
6.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元和偏振分束单元为相互独立设置的。
7.如权利要求6所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄
8.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，所述宽带光束的主光线垂直入射和出射所述棱镜组。
9.如权利要求8所述的调焦调平系统，其特征在于，所述棱镜组为矩形的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
10.如权利要求8所述的调焦调平系统，其特征在于，所述棱镜组为不规则形状的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
11.一种光刻设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的调焦调平系统。
12.一种调焦调平方法，其特征在于，采用如权利要求1-10中任一项所述的调焦调平系统测量，包括：
13.如权利要求12所述的调焦调平方法，其特征在于，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制的步骤包括：
14.如权利要求12所述的调焦调平方法，其特征在于，所述膜层信息包括膜层的材料、膜层的厚度和膜层的结构。
...【技术特征摘要】
1.一种调焦调平系统，其特征在于，包括：光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，
2.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元，所述分光单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束，所述偏振分束单元用于将每个窄带光束分成p偏振光和s偏振光。
3.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧。
4.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元包括二向色镜或者二向色膜。
5.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述偏振分束单元包括偏振分束片或者偏振分束膜。
6.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元和偏振分束单元为相互独立设置的。
7.如权利要求6所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭俊，张雨，王晓庆，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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