專利名稱：光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻機(jī)，尤其涉及一種光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
在光刻機(jī)的整機(jī)集成過程中，大多數(shù)零件、部件的安裝檢測都需要采用高精度調(diào)整工裝，以實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)的集成精度。參見圖1，以光刻機(jī)的主基板41的上表面所在的平面為XY平面建立三維坐標(biāo)系， 將右手拇指指向Z軸正方向，其余四指握拳，其余四指握拳的方向定義為Rz方向，同理定義 Rx、Ry方向。在光刻機(jī)中，Rz的測量基準(zhǔn)在掩模臺干涉儀上，物鏡42頂部設(shè)有物鏡頂板43， 物鏡頂板43的上表面在Rz方向上的安裝精度直接影響掩模預(yù)對準(zhǔn)傳感器的安裝精度，若物鏡頂板43安裝不到位則直接影響物鏡頂板至掩模臺干涉儀的安裝精度，從而影響掩模臺干涉儀的安裝精度，最終影響光刻機(jī)的曝光產(chǎn)率。從物鏡接口定位銷44至物鏡頂板43的定位面之間距離較遠(yuǎn)，通常在800mm左右， 若采用傳統(tǒng)的機(jī)械檢測工裝，精度只能達(dá)到士700Urad左右，遠(yuǎn)低于產(chǎn)品需求的精度指標(biāo)， 而且光刻機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空間布局緊湊，現(xiàn)有技術(shù)中光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置無法在線檢測并調(diào)整物鏡頂板43的上表面在Rz方向上的位置。針對以上問題，有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、模塊化、易拆卸的檢測裝置，以滿足對光刻機(jī)中部件裝調(diào)和檢測維護(hù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易裝卸，檢測行程長，適合在線檢測并調(diào)整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置，精度尚。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于， 包括下板組件、上板組件、自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，其余部分則經(jīng)所述下板組件反射后射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經(jīng)所述上板組件多次反射后射到所述物鏡頂板參考鏡上，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述下板組件包括工裝下板、多個工裝定位銷、分光棱鏡、工裝參考鏡和六維調(diào)整座；所述工裝下板設(shè)有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設(shè)置在所述安裝孔的外圓周；所述工裝參考鏡設(shè)置在所述工裝下板的上表面上，該工裝參考鏡設(shè)有反射面，所述反射面垂直于所述工裝下板的上表面；所述六維調(diào)整座設(shè)置在所述工裝下板的上表面上；所述分光棱鏡設(shè)置在所述六維調(diào)整座上。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分光棱鏡的中間設(shè)有一半透明半反射膜，該半透明半反射膜與所述分光棱鏡的上表面成45°，所述分光棱鏡的一側(cè)面鍍有半透明半反射膜。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述工裝定位銷的底端設(shè)有定位銷球頭接口。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述上板組件包括工裝上板、六維調(diào)整座和分光棱鏡；所述六維調(diào)整座設(shè)置在所述工裝上板上；所述分光棱鏡設(shè)置在所述六維調(diào)整座上。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述上板組件還包括工裝參考鏡，所述工裝參考鏡設(shè)置在所述工裝上板上，該工裝參考鏡設(shè)有反射面，所述反射面垂直于所述工裝上板。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分光棱鏡為五角分光棱鏡。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡包括分劃板和自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡；所述分劃板設(shè)置在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的后焦面處，該分劃板垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的光軸。上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分劃板上刻有X、Y向指標(biāo)線像，所述指標(biāo)線像的零位處與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦點(diǎn)重合。本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是，使用上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置調(diào)整物鏡頂板 Rz向精度的方法，包括以下步驟步驟Si，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡離線安裝調(diào)整下板組件；步驟 S2，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡離線安裝調(diào)整上板組件；步驟S3，將所述下板組件安裝到物鏡接口定位銷上；步驟S4，將自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡安裝到光刻機(jī)上；步驟S5，將所述上板組件安裝到物鏡頂板上；步驟S6，將物鏡頂板參考鏡安裝到所述物鏡頂板上；步驟S7，調(diào)整所述物鏡頂板； 步驟S8，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述下板組件工裝下板、多個工裝定位銷、分光棱鏡、工裝參考鏡和六維調(diào)整座；所述工裝下板設(shè)有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設(shè)置在所述安裝孔的外圓周，所述步驟Sl具體為步驟Si. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝下板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼一工裝定位銷的外側(cè)壁；步驟Si. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；步驟Si. 3，將所述六維調(diào)整座安裝到所述工裝下板上，所述分光棱鏡安裝到所述六維調(diào)整座上，使用所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡調(diào)整所述六維調(diào)整座，使所述分光棱鏡的側(cè)面平行于所述工裝參考鏡的反射面。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述上板組件包括工裝上板、六維調(diào)整座、分光棱鏡和工裝參考鏡；所述步驟S2具體為步驟S2. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝上板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼所述工裝上板的側(cè)壁；步驟S2. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；步驟S2. 3，將所述六維調(diào)整座安裝到所述工裝上板上，所述分光棱鏡安裝到所述六維調(diào)整座上，使用所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡調(diào)整所述六維調(diào)整座，使所述分光棱鏡垂直于所述工裝上板；步驟S3. 4，拆卸下所述工裝參考鏡。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S3具體為所述工裝下板組件通過所述工裝下板的安裝孔套在所述光刻機(jī)物鏡的外側(cè)壁上，所述工裝定位銷與所述物鏡接口定位銷連接。
上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S4具體為讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束射向所述工裝下板的分光棱鏡上，入射到所述分光棱鏡的光束一部分透過所述分光棱鏡入射到所述工裝參考鏡的反射面上，經(jīng)所述工裝參考鏡的反射面反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，觀測所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，調(diào)整所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述工裝參考鏡的反射面垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的光軸，以鎖定所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的位置。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述物鏡頂板上設(shè)有上板組件接口， 所述步驟S5中，所述上板組件通過所述上板組件接口安裝到所述物鏡頂板上。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述物鏡頂板上設(shè)有參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)，所述物鏡頂板參考鏡設(shè)有反射面，所述步驟S6中，所述物鏡頂板參考鏡的反射面緊貼所述參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)，保證所述物鏡頂板參考鏡的反射面垂直于所述物鏡頂板的上表面。上述調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S7具體為讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束入射到所述下板組件的分光棱鏡上，入射到所述下板組件的分光棱鏡的光束一部分被該分光棱鏡反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；一部分透過該分光棱鏡入射到所述下板組件的工裝參考鏡的反射面上，被該工裝參考鏡的反射面反射后透過所述下板組件的分光棱鏡返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；還有一部分被所述下板組件的分光棱鏡反射后射入所述上板組件的分光棱鏡，入射到所述上板組件的分光棱鏡的光束經(jīng)該分光棱鏡多次反射后射入所述物鏡頂板參考鏡，并被所述物鏡頂板參考鏡反射，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射的光束沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，觀測所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，調(diào)整所述物鏡頂板，使所述物鏡頂板參考鏡的反射面反射的光束與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束平行。本發(fā)明光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法，該裝置的各部件結(jié)構(gòu)簡單、易裝卸，可有效規(guī)避光刻機(jī)空間限制條件，能在線檢測并調(diào)整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置；該調(diào)整物鏡頂板Rz方向的方法操作簡便；該方法采用機(jī)械定位和光學(xué)檢測相接合的方式，檢測行程長，調(diào)整精度高，調(diào)整精度可控制在士365Urad內(nèi)。


本發(fā)明的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光刻機(jī)物鏡的示意圖；圖2是本發(fā)明中下板組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中上板組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明中分劃板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明中自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的工作原理圖；圖7是本發(fā)明中下板組件和自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的安裝示意圖；圖8是本發(fā)明中物鏡頂板的俯視圖；圖9是本發(fā)明中上板組件的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合圖2 圖9對本發(fā)明的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置包括下板組件、上板組件、自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，其余部分則經(jīng)所述下板組件反射后射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經(jīng)所述上板組件多次反射后射到所述物鏡頂板參考鏡上，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。參見圖2，所述下板組件包括工裝下板11、多個工裝定位銷12、分光棱鏡13、工裝參考鏡14和六維調(diào)整座15 ；所述工裝下板11的中央設(shè)有一安裝孔111 ；所述多個工裝定位銷12穿過所述工裝下板11、設(shè)置在所述安裝孔111的外圓周；所述工裝定位銷12的底端設(shè)有定位銷球頭接口 121 ；所述工裝參考鏡14設(shè)置在所述工裝下板11的上表面上，該工裝參考鏡14的反射面141緊貼一工裝定位銷12的外側(cè)壁，使所述工裝參考鏡14垂直于所述工裝下板11的上表面；所述六維調(diào)整座15設(shè)置在所述工裝下板11的上表面上；所述分光棱鏡13設(shè)置在所述六維調(diào)整座15上；所述分光棱鏡13的中間設(shè)有一半透明半反射膜131，該半透明半反射膜131與所述分光棱鏡13的上表面成45°，所述分光棱鏡13的一側(cè)面132鍍有半透明半反射膜。參見圖3，所述上板組件包括工裝上板21、六維調(diào)整座22、分光棱鏡23和工裝參考鏡24 ；所述工裝上板21呈“L”字形，包括橫板213和豎直板214，所述豎直板214垂直于所述橫板213，該豎直板214設(shè)置在所述橫板213的一端；所述工裝參考鏡M設(shè)置在所述橫板213的上表面上，該工裝參考鏡M的反射面 241緊貼所述豎直板214的側(cè)表面，使所述工裝參考鏡M垂直于所述橫板213的上表面；所述六維調(diào)整座22設(shè)置在所述橫板213的上表面上；所述分光棱鏡23設(shè)置在所述六維調(diào)整座22上；所述分光棱鏡23為五角分光棱鏡；所述橫板213設(shè)有通光孔211，所述豎直板214設(shè)有通光孔212，所述六維調(diào)整座 22設(shè)有通光孔221，所述六維調(diào)整座22的通光孔221與所述橫板213的通光孔211連通。參見圖4，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30包括分劃板31和自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32 ；所述分劃板31設(shè)置在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦面處，該分劃板31垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的光軸OA。所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的中心為0，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦點(diǎn)為 F'，該自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦距為f'。參見圖5，所述分劃板31上刻有X、Y向指標(biāo)線像，所述指標(biāo)線像的零位處與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦點(diǎn)F'重合。所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30射出的光束為平行光束。結(jié)合圖4和圖6，說明所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的工作原理將一平面反射鏡50設(shè)置在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30后，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束射到所述平面反射鏡50后會被所述平面反射鏡50反射回來，反射回來的光束經(jīng)所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32匯聚，在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的分劃板31上形成一光斑；若所述平面反射鏡 50的反射面垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的光軸0A，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束經(jīng)所述平面反射鏡50反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述分劃板31的指標(biāo)線像的零位處(即所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦點(diǎn)F'處)形成一光斑，如圖4所示；若所述平面反射鏡50的反射面與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的光軸OA之間有一夾角 α，則被所述平面反射鏡50反射回來的光束與所述平面反射鏡50的反射面的法線之間的夾角為2 α，反射回來的光束在所述分劃板31上形成的光斑相對于所述分劃板31的指標(biāo)線像有一位移L，如圖6所示。由幾何光學(xué)定律可知，夾角α與位移L的關(guān)系式如下L = 2f' α，即α = L/2f'，其中，f'為所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的后焦距，α為所述平面反射鏡50的反射面的傾斜角，因此，可通過光斑相對于指標(biāo)線像的位移L計(jì)算出所述平面反射鏡50的反射面的傾斜角α。本發(fā)明光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置的各部件結(jié)構(gòu)簡單、易裝卸，可有效規(guī)避光刻機(jī)空間限制條件，能在線檢測并調(diào)整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置。使用上述光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法包括以下步驟步驟1，離線安裝調(diào)整下板組件；步驟1. 1，在實(shí)驗(yàn)平臺上，將所述工裝參考鏡14安裝到所述工裝下板11上，安裝時，所述工裝參考鏡14的反射面141緊貼一工裝定位銷12的外側(cè)壁，使所述工裝參考鏡14 垂直于所述工裝下板11的上表面，即利用所述工裝定位銷12的外側(cè)壁(機(jī)械基準(zhǔn))定位所述工裝參考鏡14 ；步驟1. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30 ；讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束射向所述工裝參考鏡14的反射面141，調(diào)整所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束能被所述工裝參考鏡14 的反射面141反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，并固定所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的位置；步驟1. 3，將所述六維調(diào)整座15安裝到所述工裝下板11上，再將所述分光棱鏡13 安裝到所述六維調(diào)整座15上，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡檢測所述分光棱鏡13的側(cè)面132是否與所述工裝參考鏡14的反射面141平行讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束射向所述下板組件的分光棱鏡13，一部分入射到所述分光棱鏡13的光束透過所述分光棱鏡13的半透明半反射膜131后射到所述分光棱鏡13的側(cè)面132上，入射到所述分光棱鏡13的側(cè)面 132上的光束一部分被所述分光棱鏡13的側(cè)面132反射，另一部分透過所述分光棱鏡13 的側(cè)面132，經(jīng)所述分光棱鏡13的側(cè)面132反射的光束透過所述半透明半反射膜131返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的分劃板31上形成一光斑，如圖5中的B， 透過所述分光棱鏡13的側(cè)面132的光束射到所述下板組件的工裝參考鏡14的反射面141 上，經(jīng)所述工裝參考鏡14的反射面反射后透過所述分光棱鏡13的側(cè)面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述分劃板31上形成一光斑，如圖5中的C，若光斑不在所述分劃板31的指標(biāo)線像的零位處，則表明所述分光棱鏡13的側(cè)面132與所述工裝參考鏡14的反射面141不平行，先依據(jù)光斑偏離所述指標(biāo)線像的Y'軸的位移，調(diào)整所述下板組件的六維調(diào)整座15，直至光斑與所述指標(biāo)線像的Y'軸重合，如圖5中的B'和C'， 此時，所述下板組件完成Rx、Ry方向上的調(diào)整，接著依據(jù)光斑偏離所述指標(biāo)線像的X'軸的位移，調(diào)整所述下板組件的六維調(diào)整座15，直至光斑位于所述指標(biāo)線像的零位處，此時，所述下板組件完成Rz方向上的調(diào)整，所述下板組件已調(diào)至理想精度；步驟2，離線安裝調(diào)整上板組件；步驟2. 1，在實(shí)驗(yàn)平臺上，將所述工裝參考鏡M安裝到所述工裝上板21，安裝時， 所述工裝參考鏡M的反射面241緊貼所述豎直板214的側(cè)表面，使所述工裝參考鏡M垂直于所述工裝上板21的橫板213的上表面，即利用所述工裝上板21的橫板213的上表面 (機(jī)械基準(zhǔn))定位所述工裝參考鏡M ；步驟2. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30 ；讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束射向所述工裝參考鏡M的反射面Ml，調(diào)整所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束能被所述工裝參考鏡14 的反射面141反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，并固定所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的位置；步驟2. 3，將所述六維調(diào)整座22安裝到所述工裝上板21上，再將所述分光棱鏡23 安裝到所述六維調(diào)整座22上，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30調(diào)整所述分光棱鏡23的位置讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30發(fā)射的平行光束射向所述上板組件的分光棱鏡23，入射到所述分光棱鏡 23的光束透過所述分光棱鏡23后射到所述上板組件的工裝參考鏡M的反射面241上，被所述工裝參考鏡M的反射面241反射，經(jīng)所述工裝參考鏡M的反射面241反射的光束透過所述分光棱鏡23返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的分劃板31上形成一光斑，若光斑不在所述分劃板31的指標(biāo)線像的零位處，則表明所述分光棱鏡23不垂直于所述工裝上板21的上表面，先依據(jù)光斑偏離所述指標(biāo)線像的Y'軸的位移，調(diào)整所述上板組件的六維調(diào)整座22，直至光斑與所述指標(biāo)線像的V軸重合，此時，所述上板組件完成 Rx> Ry方向上的調(diào)整，接著依據(jù)光斑偏離所述指標(biāo)線像的X'軸的位移，調(diào)整所述上板組件的六維調(diào)整座22，直至光斑位于所述指標(biāo)線像的零位處，此時，所述上板組件完成Rz方向上的調(diào)整，所述上板組件已調(diào)至理想精度；步驟3，拆卸下所述上板組件的工裝參考鏡M ；步驟4，安裝所述下板組件；參見圖7，所述下板組件通過所述下板組件的工裝下板11中央的安裝孔111套在所述光刻機(jī)物鏡的外側(cè)壁上，所述下板組件的工裝定位銷12與光刻機(jī)主基板41的物鏡接口定位銷44連接，所述工裝定位銷12底端的定位銷球頭接口 121與所述物鏡接口定位銷 44頂端的定位銷球頭441配合，由機(jī)械加工保證了安裝所述下板組件的精度，使所述下板組件相對于光刻機(jī)物鏡接口處于理想位置；步驟5，安裝所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30 ；參見圖7，將所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30安裝到光刻機(jī)的主基板41上，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束入射到所述下板組件的分光棱鏡13上，入射到所述分光棱鏡13的光束一部分透過所述分光棱鏡13的半透明半反射膜131、所述分光棱鏡13的側(cè)面132入射到所述工裝參考鏡14的反射面141上，經(jīng)所述工裝參考鏡14的反射面反射后透過所述分光棱鏡13的側(cè)面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述分劃板 31上形成一光斑，若光斑不在所述分劃板31的指標(biāo)線像的零位處，則表明所述工裝參考鏡14的反射面141與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的光軸OA不垂直，調(diào)整所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，使光斑位于所述指標(biāo)線像的零位處，即表明所述工裝參考鏡14的反射面141垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡32的光軸0A，鎖定所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30的位置；步驟6，安裝所述上板組件；參見圖8，光刻機(jī)的物鏡頂板43上設(shè)有上板組件接口 45，所述上板組件通過所述上板組件接口 45安裝到所述物鏡頂板43上，設(shè)置所述上板組件接口 45，由機(jī)械加工保證安裝所述上板組件的精度；步驟9，安裝物鏡頂板參考鏡60 ；參見圖8，光刻機(jī)的物鏡頂板43上設(shè)有參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)47，將所述物鏡頂板參考鏡60安裝到所述物鏡頂板43上，所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61緊貼所述參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)47，保證所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61垂直于所述物鏡頂板43的上表面，設(shè)置所述參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)47，由機(jī)械加工保證安裝所述物鏡頂板參考鏡60的精度； 步驟10，調(diào)整所述物鏡頂板43 ；所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束入射到所述下板組件的分光棱鏡13的半透明半反射膜131上，一部分光束透過所述半透明半反射膜131射到所述側(cè)面132上，其余的被所述半透明半反射膜131反射；入射到所述側(cè)面132上的光束一部分直接被該側(cè)面132反射，其余的則透過該側(cè)面132 ；經(jīng)所述側(cè)面132反射的光束透過所述半透明半反射膜131返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡 30，在所述分劃板31上形成一光斑；透過所述側(cè)面132的光束射入所述工裝參考鏡14的反射面141，經(jīng)所述工裝參考鏡14的反射面141反射后透過所述側(cè)面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述分劃板31上形成一光斑；經(jīng)所述半透明半反射膜131反射的光束通過橫板213的通光孔211、所述六維調(diào)整座22的通光孔221射入所述分光棱鏡23，經(jīng)所述分光棱鏡23兩次反射后通過豎直板214 的通光孔212射到所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61上，入射到所述物鏡頂板參考鏡60 的反射面61上的光束經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射后射回所述分光棱鏡23， 再次經(jīng)所述分光棱鏡23兩次反射后射回所述半透明半反射膜131，射回所述半透明半反射膜131的光束經(jīng)所述半透明半反射膜131反射后返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30，在所述分劃板 31上形成一光斑；檢測三個光斑是否位于所述指標(biāo)線像的零位處，若光斑不位于所述指標(biāo)線像的零位處，則說明所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射的光束與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束不平行，即所述物鏡頂板43的上表面在Rz方向上沒有滿足集成精度要求，對所述物鏡頂板43Rz自由度進(jìn)行調(diào)整，使三個光斑均位于所述指標(biāo)線像的零位處，此時，所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射的光束與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡30出射的平行光束平行， 完成了所述物鏡頂板43Rz方向的調(diào)整；步驟10，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡60。本發(fā)明調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法操作簡便。本發(fā)明調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法采用機(jī)械定位和光學(xué)檢測相接合的方式， 檢測行程長，調(diào)整精度高，調(diào)整精度可控制在士 365Urad內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，包括下板組件、上板組件、自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，其余部分則經(jīng)所述下板組件反射后射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經(jīng)所述上板組件多次反射后射到所述物鏡頂板參考鏡上，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述下板組件包括工裝下板、多個工裝定位銷、分光棱鏡、工裝參考鏡和六維調(diào)整座；所述工裝下板設(shè)有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設(shè)置在所述安裝孔的外圓周；所述工裝參考鏡設(shè)置在所述工裝下板的上表面上，該工裝參考鏡設(shè)有反射面，所述反射面垂直于所述工裝下板的上表面；所述六維調(diào)整座設(shè)置在所述工裝下板的上表面上；所述分光棱鏡設(shè)置在所述六維調(diào)整座上。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述分光棱鏡的中間設(shè)有一半透明半反射膜，該半透明半反射膜與所述分光棱鏡的上表面成45°，所述分光棱鏡的一側(cè)面鍍有半透明半反射膜。
4.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述工裝定位銷的底端設(shè)有定位銷球頭接口。
5.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述上板組件包括工裝上板、六維調(diào)整座和分光棱鏡；所述六維調(diào)整座設(shè)置在所述工裝上板上；所述分光棱鏡設(shè)置在所述六維調(diào)整座上。
6.如權(quán)利要求5所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述上板組件還包括工裝參考鏡，所述工裝參考鏡設(shè)置在所述工裝上板上，該工裝參考鏡設(shè)有反射面，所述反射面垂直于所述工裝上板。
7.如權(quán)利要求5或6所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述分光棱鏡為五角分光棱鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡包括分劃板和自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡；所述分劃板設(shè)置在所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的后焦面處，該分劃板垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的光軸。
9.如權(quán)利要求8所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置，其特征在于，所述分劃板上刻有 X、Y向指標(biāo)線像，所述指標(biāo)線像的零位處與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦點(diǎn)重合。
10.一種使用如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟Si，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡離線安裝調(diào)整下板組件；步驟S2，使用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡離線安裝調(diào)整上板組件；步驟S3，將所述下板組件安裝到物鏡接口定位銷上；步驟S4，將自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡安裝到光刻機(jī)上； 步驟S5，將所述上板組件安裝到物鏡頂板上； 步驟S6，將物鏡頂板參考鏡安裝到所述物鏡頂板上； 步驟S7，調(diào)整所述物鏡頂板；步驟S8，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡。
11.如權(quán)利要求10所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述下板組件工裝下板、多個工裝定位銷、分光棱鏡、工裝參考鏡和六維調(diào)整座；所述工裝下板設(shè)有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設(shè)置在所述安裝孔的外圓周，所述步驟Sl 具體為步驟Si. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝下板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼一工裝定位銷的外側(cè)壁；步驟Si. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；步驟Si. 3，將所述六維調(diào)整座安裝到所述工裝下板上，所述分光棱鏡安裝到所述六維調(diào)整座上，使用所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡調(diào)整所述六維調(diào)整座，使所述分光棱鏡的側(cè)面平行于所述工裝參考鏡的反射面。
12.如權(quán)利要求11所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述上板組件包括工裝上板、六維調(diào)整座、分光棱鏡和工裝參考鏡；所述步驟S2具體為步驟S2. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝上板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼所述工裝上板的側(cè)壁；步驟S2. 2，定位所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；步驟S2. 3，將所述六維調(diào)整座安裝到所述工裝上板上，所述分光棱鏡安裝到所述六維調(diào)整座上，使用所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡調(diào)整所述六維調(diào)整座，使所述分光棱鏡垂直于所述工裝上板；步驟S3. 4，拆卸下所述工裝參考鏡。
13.如權(quán)利要求11所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述步驟S3具體為所述工裝下板組件通過所述工裝下板的安裝孔套在所述光刻機(jī)物鏡的外側(cè)壁上，所述工裝定位銷與所述物鏡接口定位銷連接。
14.如權(quán)利要求11所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述步驟S4具體為讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束射向所述工裝下板的分光棱鏡上，入射到所述分光棱鏡的光束一部分透過所述分光棱鏡入射到所述工裝參考鏡的反射面上，經(jīng)所述工裝參考鏡的反射面反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，觀測所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，調(diào)整所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，使所述工裝參考鏡的反射面垂直于所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的光軸，以鎖定所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的位置。
15.如權(quán)利要求10所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述物鏡頂板上設(shè)有上板組件接口，所述步驟S5中，所述上板組件通過所述上板組件接口安裝到所述物鏡頂板上。
16.如權(quán)利要求10所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述物鏡頂板上設(shè)有參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)，所述物鏡頂板參考鏡設(shè)有反射面，所述步驟S6中，所述物鏡頂板參考鏡的反射面緊貼所述參考鏡機(jī)械基準(zhǔn)，保證所述物鏡頂板參考鏡的反射面垂直于所述物鏡頂板的上表面。
17.如權(quán)利要求12所述的調(diào)整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特征在于，所述步驟S7具體為讓所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束入射到所述下板組件的分光棱鏡上，入射到所述下板組件的分光棱鏡的光束一部分被該分光棱鏡反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；一部分透過該分光棱鏡入射到所述下板組件的工裝參考鏡的反射面上，被該工裝參考鏡的反射面反射后透過所述下板組件的分光棱鏡返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；還有一部分被所述下板組件的分光棱鏡反射后射入所述上板組件的分光棱鏡，入射到所述上板組件的分光棱鏡的光束經(jīng)該分光棱鏡多次反射后射入所述物鏡頂板參考鏡，并被所述物鏡頂板參考鏡反射，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射的光束沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，觀測所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，調(diào)整所述物鏡頂板，使所述物鏡頂板參考鏡的反射面反射的光束與所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡射出的光束平行。
全文摘要
本發(fā)明涉及光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法，該裝置包括下板組件、上板組件、自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡，其余部分則經(jīng)所述下板組件反射后射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經(jīng)所述上板組件多次反射后射到所述物鏡頂板參考鏡上，經(jīng)所述物鏡頂板參考鏡反射后沿原光路返回所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡。本發(fā)明涉及光刻機(jī)物鏡頂板的檢測裝置及調(diào)整方法通過檢測所述自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡的出射光束與所述物鏡頂板參考鏡的反射光束的平行度，可調(diào)整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置，且調(diào)整精度高。
文檔編號G01M11/00GK102193322SQ20101011885
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者姜福君, 施勝男 申請人:上海微電子裝備有限公司