一种调焦调平测量方法和装置

摘要

本发明公开了一种调焦调平测量方法与装置，涉及应用于投影光刻系统中晶片的调焦调平传感系统的新方法，属于光学测量领域。本发明包括三大部分：光源准直模块、调焦子系统和调平子系统。本发明的激光器发出激光经过单模光纤准直，再经过漂移补偿装置后，透过偏振分光器和λ/4波片入射到被测硅片上，经过平面反射镜和直角反射棱镜使光线多次经过被测硅片，再利用透镜组在位置探测器前进行放大，得到硅片表面离焦信息。利用平面分光器将光线沿路返回，透过透镜入射到位置敏感探测器上，从而得到硅片表面的二维倾斜信息。本系统具有高分辨率、光路结构简单，不需要复杂的光学设计。

主权项

1.一种调焦调平测量系统，包括三大部分：光源准直模块(301)、调焦子系统和调平子系统，其特征在于：光源准直模块包括单模光纤准直模块(40)和漂移补偿模块(50)；调焦子系统包括第一平面反射镜(310)、第二平面反射镜(312)、三个直角反射棱镜(306，307，314)、透镜组(308)、四象限探测器(309)；调平子系统包括：偏振分光器(302)、λ/4波片(305)、第一平面反射镜(310)、第二平面反射镜(312)、半透半反分光器(313)、透镜(303)和位置敏感探测器(304)；首先，调焦子系统连接关系是：光源准直模块(301)发出激光透过偏振分光器(302)和λ/4波片(305)，经过第一平面反射镜(310)，入射到被测硅片(311)表面，再经过第二平面反射镜(312)，透过半透半反分光器(313)入射到第三直角反射棱镜(314)，经过第三直角反射棱镜(314)反射，再次入射到第二平面反射镜(312)和被测硅片(311)上，再经过第一平面反射镜(310)反射到第一直角反射棱镜(306)，经过第一直角反射棱镜(306)，又再次反射到第一平面反射镜(310)和被测硅片(311)上，经过第二平面反射镜(312)入射到第三直角反射棱镜(314)，再从第三直角反射棱镜(314)反射到第二平面反射镜(312)和被测硅片(311)，再经过第一平面反射镜(310)入射第二直角反射棱镜(307)，再透过透镜组(308)，入射到四象限探测器(309)上，此子系统反射光两次以上次经过被测硅片(311)表面；其次，调平子系统连接关系是：光源准直模块(301)发出激光透过偏振分光器(302)和λ/4波片(305)，经过第一平面反射镜(310)，入射到被测硅片(311)表面，再经过第二平面反射镜(312)，经过半透半反分光器(313)反射，再逆向反射到第二平面反射镜(312)和被测硅片(311)，经过第一平面反射镜(310)反射，透过λ/4波片(305)，经过偏振分光器(302)反射，透过透镜(303)，入射到位置敏感探测器(304)上；采用单模光纤准直装置和漂移补偿装置，得到高精度测量要求的测量基准；满足100nm分辨率以下光刻机调焦调平的要求，采用多次反射原理和透镜组放大原理，减小光线基准漂移给测量带来的误差，使测量系统更加稳定，提高调焦和调平子系统测量分辨率和测量精度。