一種提高工藝適應(yīng)性的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種提高工藝適應(yīng)性的調(diào)焦調(diào) 平系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光刻技術(shù)或稱光學(xué)刻蝕術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于集成電路制造工藝中。該技術(shù)通過 光刻系統(tǒng)曝光，將設(shè)計(jì)的掩模圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上。由于最終決定集成電路的特征尺寸， 光刻系統(tǒng)作為集成電路制造工藝中的重要設(shè)備，其精度要求對(duì)于光刻工藝的重要性不言自 明。為獲得最佳成像效果，在曝光時(shí)，涂有光刻膠的娃片被吸附于承片臺(tái)上，且其上表面需 置于最佳像面局度。
[0003] 在投影曝光設(shè)備中，必須有自動(dòng)調(diào)焦控制系統(tǒng)(或稱調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)）把娃片面精確 帶入到指定的曝光位置?，F(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)有多種不同的技術(shù)方案。目前比較常用 是非接觸式光電測(cè)量技術(shù)。
[0004] 美國專利US4558949中記載了一種調(diào)焦調(diào)平裝置，其系統(tǒng)原理如下；該調(diào)焦調(diào)平 裝置采用雙4F結(jié)構(gòu)，投影狹縫面、娃片面及其間的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成4F系統(tǒng)，將狹縫成像至娃 片面；娃片面、探測(cè)狹縫面、及其間的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成4F系統(tǒng)，將娃片面的光斑圖像成像于探 測(cè)狹縫面。
[0005] 然而由于娃片表面經(jīng)過復(fù)雜的工藝處理，變成多層介質(zhì)面，各層介質(zhì)面上的線條 圖形經(jīng)過后續(xù)的探測(cè)系統(tǒng)成像，疊加在投影狹縫像上導(dǎo)致投影狹縫像模糊，從而導(dǎo)致調(diào)焦 調(diào)平的精度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供高工藝適應(yīng)性的調(diào)焦調(diào)平系，使狹 縫完美成像，而其他介質(zhì)層的線條成像模糊，從而提高調(diào)焦調(diào)平的精度。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種提高工藝適應(yīng)性的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)，包括： 一照明單元，用于產(chǎn)生一照明光束，該照明單元包括若干投影狹縫陣列；一投影單元，用于 將該投影狹縫陣列投影至一待測(cè)物表面，根據(jù)該待測(cè)物表面所形成的多個(gè)測(cè)量光斑；一探 測(cè)單元，用于該測(cè)量光斑成像至一探測(cè)狹縫陣列面；所述投影單元由一前組透鏡和一后組 透鏡組成，所述探測(cè)單元由一前組投影和一后組透鏡組成，同時(shí)調(diào)整所述投影單元和所述 探測(cè)單元使投影光路和探測(cè)光路的光程呈非對(duì)稱關(guān)系，但投影光路和探測(cè)光路的光程之和 不變。
[0008] 更進(jìn)一步地，該投影單元的后組透鏡偏移該理想成像位置的距離等于該探測(cè)單元 的前組透鏡偏移該理想成像位置的距離。
[0009] 更進(jìn)一步地，該投影單元的后組透鏡離該待測(cè)物表面的理想成像位置近，該探測(cè) 單元的前組透鏡離該待測(cè)物表面的理想成像位置遠(yuǎn)。
[0010] 更進(jìn)一步地，該投影單元的后組透鏡離該待測(cè)物表面的理想成像位置遠(yuǎn)，該探測(cè) 單元的前組透鏡離該待測(cè)物表面的理想成像位置近。
[0011] 更進(jìn)一步地，該投影單元的后組透鏡偏離該待測(cè)物表面的理想成像位置值至少大 于該探測(cè)單元焦深的2倍。
[0012] 更進(jìn)一步地，該投影單元和該探測(cè)單元均包括一相同的模板組，用于改變經(jīng)過該 投影單元和該探測(cè)單元的光束的光程。
[0013]更進(jìn)一步地，所述模板組由兩塊結(jié)構(gòu)相同且斜邊相對(duì)貼合設(shè)置的模板組成，其中 一個(gè)模板相對(duì)于另一個(gè)模板移動(dòng)。
[0014] 更進(jìn)一步地，該模板組的垂直光軸方向的相對(duì)移動(dòng)量H滿足W下關(guān)系： //> 2義巧>-9tan(巧皿2蛛a為工作波長、《為該模板在工作波長處的折射率心為該模板 的模角、U為4F光學(xué)系統(tǒng)的物方最大張角。
[0015]更進(jìn)一步地，所述投影單元中的模板組位于所述投影單元與所述待測(cè)物表面的光 路之間，所述探測(cè)單元中的模板組位于所述待測(cè)物表面與所述探測(cè)單元的光路之間。
[0016]為克服上述問題，本發(fā)明提出一種提高工藝適應(yīng)性的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)，采用投影、探 測(cè)支路的非對(duì)稱設(shè)計(jì)，使狹縫完美成像，而其他介質(zhì)層的線條成像模糊，從而提高調(diào)焦調(diào)平 的精度。具體非對(duì)稱設(shè)計(jì)，包括兩種方案。第一種，使投影支路中4F后組透鏡與娃片面的 距離縮短、探測(cè)支路中4F前組透鏡與娃片面的距離變長，但總光程不變。第二種，采用在投 影、探測(cè)支路中各插入一完全相同的模板組，模板組由完全相同的兩模板組成且斜面貼合、 可相對(duì)滑動(dòng)，兩模板組的滑動(dòng)方向相反，W達(dá)到總光程不變但投影、探測(cè)單支光路的光程改 變。
【附圖說明】
[0017]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可W通過W下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了 解。
[0018] 圖1是本發(fā)明所示的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是理想雙4F系統(tǒng)成像不意圖； 圖3是理想狀態(tài)下介質(zhì)層內(nèi)的周期性線條在探測(cè)狹縫面W及投影狹縫在探測(cè)狹縫面 的成像情況圖； 圖4是非對(duì)稱時(shí)介質(zhì)層內(nèi)的周期性線條在探測(cè)狹縫面W及投影狹縫在探測(cè)狹縫面的 成像情況圖； 圖5是本發(fā)明所示的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明所示的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的模板組結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明所示的調(diào)焦調(diào)平系統(tǒng)的模板組原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的調(diào)焦調(diào)平裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該裝置主要由照明單元201、投影 單元203、探測(cè)單元206及中繼單元208組成。其中，照明單元201產(chǎn)生調(diào)焦調(diào)平裝置所需 的照明光；投影單元203將照明單元中的投影狹縫陣列202投影到娃片表面204,形成多個(gè) 測(cè)量光斑，來獲取娃片表面的形貌信息；探測(cè)單元206則使用掃描反射鏡205對(duì)光信號(hào)進(jìn)行 調(diào)制，W提高測(cè)量信號(hào)的信噪比；投影狹縫陣列202的像經(jīng)過探測(cè)單元206之后經(jīng)過中繼單 元208中的探測(cè)狹縫陣列207、中繼成像鏡組后入射到CCD陣列209上。CCD陣列209在掃 描反射鏡205的掃描方向上，進(jìn)行投影光斑寬度的實(shí)時(shí)探測(cè)，由于掃描反射鏡205的調(diào)制作 用，CCD陣列209最終輸出的信號(hào)為周期性的動(dòng)態(tài)光斑寬度信號(hào)。最后對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析 處理，實(shí)現(xiàn)娃片表面204離焦、傾斜的探測(cè)。 對(duì)于現(xiàn)有系統(tǒng)，投影狹縫面202、L1、L2、娃片面204構(gòu)成4F系統(tǒng)；娃片面204、L3、L4、 探測(cè)狹縫面207構(gòu)成4F系統(tǒng)，如圖2所示。小像差光學(xué)系統(tǒng)的焦深公式；l/(?sm2的，對(duì)雙4F 系統(tǒng)當(dāng)娃片表面204清晰成像時(shí)，對(duì)其上面的介質(zhì)層104、304內(nèi)（焦深范圍外）的圖形也能 成像，但有點(diǎn)模糊。此模糊的像疊加在清晰的狹縫像上，導(dǎo)致測(cè)量信號(hào)變差。