載物臺平移測量裝置及測量方法
【專利摘要】這種載物臺平移測量裝置，用于測量所述載物臺沿第一軸的位移，包括干涉儀、第一軸測量單元、第二軸測量單元以及處理單元，第一軸測量單元包括棱鏡和測量鏡，棱鏡具有入射面和出射面，測量鏡安裝于載物臺的側(cè)面，測量鏡具有折射面和反射面，入射面和出射面的夾角與折射面和反射面之間的夾角相等且均大于0度，棱鏡與測量鏡的折射率相同，第二軸測量單元包括X軸反射鏡，干涉儀中發(fā)出的第一測量光束，經(jīng)過棱鏡后以一定角度入射到測量鏡的折射面，經(jīng)過折射后正入射到測量鏡的反射面后能夠被原路返回；干涉儀發(fā)出的第二測量光束，經(jīng)X軸反射鏡反射后能夠原路返回，處理單元獲得載物臺沿第一軸的位移。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高的優(yōu)點。
【專利說明】載物臺平移測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種載物臺平移測量裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光刻設(shè)備中，激光干涉儀可以精確測量工件臺或掩模臺(統(tǒng)稱載物臺)的位置及姿態(tài)。對于光刻機(jī)工件臺水平方向X向或Y向的測量(在此定義坐標(biāo)系垂向為Z向，水平方向為X向和Y向)，可直接在載物臺側(cè)面安裝垂直于水平方向入射光的長方形反射鏡,測量X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。一般說來，載物臺垂向行程不大，水平向行程卻很大，而載物臺側(cè)面無需載物，所以側(cè)面安裝和行程相當(dāng)?shù)拈L方形反射鏡，可以在大行程內(nèi)測量載物臺的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。進(jìn)一步的，同一個方向上用二個以上的光軸可測量載物臺的旋轉(zhuǎn)。比如對X向和Y向同一個反射鏡上的各三個不同點進(jìn)行測量，可測得載物臺沿水平向X軸或水平向Y軸的平移、載物臺繞水平向X軸或水平向Y軸的旋轉(zhuǎn)以及繞垂向Z軸的旋轉(zhuǎn)(X，Y，Rx, Ry, Rz)。
[0003]載物臺沿Z軸方向(例如物鏡光軸)的位移通常由圖1所示方法獲得，ASML公司在專利US6020964A詳細(xì)描述了該類方法。鏡片104被放置在載物臺102 (即工件臺)上，并通過曝光系統(tǒng)105對其曝光。這類系統(tǒng)的優(yōu)點是干涉儀101置于載物臺102的側(cè)面，但可以精確測得Z向位移，這是通過反射鏡110來實現(xiàn)的。反射鏡110是布置在載物臺102側(cè)面并與X軸和Y軸成45度角，干涉儀101的第一測量光束射到反射鏡110上，反射成與Z軸平行，平面鏡108安裝在用于安裝曝光系統(tǒng)105的支撐架106上，它將光束沿原路反射回反射鏡110，光束再由反射鏡110反射回干涉儀101。平面鏡108通常是面積較大的長條形結(jié)構(gòu)，需要覆蓋載物臺X軸的行程。圖1中，載物臺沿Z軸的運動將導(dǎo)致干涉儀測量光束光程的改變，實際上，45度反射鏡110與干涉儀101之間的光程隨載物臺Z軸移動而相應(yīng)改變。
[0004]該專利還揭示了其他Z向位移測量方法，但其特點是都通過45度反射鏡將測量光束由水平向?qū)С膳cZ軸平行方向，再通過曝光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的反射鏡反射回來，由其中光程隨Z相位移的改變來計算Z向位移。
[0005]另一種測量載物臺Z向位移的方法如圖2所示，它是由Agilent公司在其
2005-11-24公開的專利US20050259268A1中提出的。干涉儀201的第一測量光束投射到反
射鏡210上，反射鏡210是與Z軸與Y軸所成平面成大于O度角(例如Θ )的測量反射鏡，
它將第一測量光束導(dǎo)向一固定的平面鏡208，平面鏡208與入射到其表面的光束垂直，將光
束沿原路反射回去。如果載物臺沿Z軸運動，測量光束光程會隨之變化，可表示為:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種載物臺平移測量裝置，用于測量所述載物臺沿第一軸的位移，其特征在于，包括干涉儀、用于測量所述載物臺在第一軸和第二軸所在的平面進(jìn)行位移前后第一測量光束的光程的改變量的第一軸測量單元、用于測量所述載物臺同時沿第二軸位移前后第二測量光束的光程的改變量的第二軸測量單元以及處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述第一軸測量單元包括棱鏡和測量鏡，所述棱鏡具有入射面和出射面，所述測量鏡安裝于所述載物臺的側(cè)面，所述測量鏡具有折射面和反射面，所述入射面和出射面的夾角與所述折射面和反射面之間的夾角相等且均大于O度，所述棱鏡與所述測量鏡的折射率相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述第二軸測量單元包括X軸反射鏡，所述干涉儀中發(fā)出的第一測量光束，經(jīng)過棱鏡后以一定角度入射到所述測量鏡的所述折射面，經(jīng)過折射后正入射到所述測量鏡的所述反射面后能夠被原路返回；所述干涉儀發(fā)出的第二測量光束，經(jīng)所述X軸反射鏡反射后能夠原路返回；所述處理單元根據(jù)載物臺在第一軸和第二軸所在的平面進(jìn)行位移前后第一測量光束的光程的改變量和載物臺沿第二軸位移獲得載物臺沿第一軸的位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述入射面與所述反射面平行，所述出射面與所述折射面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述棱鏡安裝于所述干涉儀的第一測量光束的出口處。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述處理單元通過公式
7.一種載物臺平移測量方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的載物臺平移測量裝置，包括如下步驟: 步驟1，干涉儀通過向第二軸測量單元發(fā)送第二測量光束測得載物臺沿第二軸位移Dx;步驟2，干涉儀通過向第一軸測量單元發(fā)送第一測量光束測得載物臺在第一軸和第二軸所在的平面進(jìn)行位移前后第一測量光束的光程的改變量Dm’ ；

步驟3，通過公式
8.一種載物臺平移測量裝置，用于測量所述載物臺沿第一軸的位移，其特征在于，包括干涉儀、用于測量所述載物臺沿第一軸位移前后第一測量光束的光程的改變量的第一軸測量單元以及處理單元，所述第一軸測量單元包括棱鏡和測量鏡，所述棱鏡具有入射面和出射面，所述測量鏡安裝于所述載物臺的側(cè)面，所述測量鏡具有折射面和反射面，所述入射面和出射面的夾角與所述折射面和反射面之間的夾角相等且均大于O度，所述棱鏡與所述測量鏡的折射率相同，所述干涉儀中發(fā)出的第一測量光束，經(jīng)過棱鏡后以一定角度入射到所述測量鏡的所述折射面，經(jīng)過折射后正入射到所述測量鏡的所述反射面后能夠被原路返回，所述處理單元獲得所述載物臺沿第一軸的位移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述入射面與所述反射面平行，所述出射面與所述折射面平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述棱鏡安裝于所述干涉儀的第一測量光束的出口處。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的載物臺平移測量裝置，其特征在于，所述處理單元通過公式
12.—種載物臺平移測量方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求8~11中任意一項所述的載物臺平移測量裝置，包括如下步驟: 步驟1，干涉儀通過向第一軸測量單元發(fā)送第一測量光束測得載物臺在第一軸和第二軸所在的平面進(jìn)行位移前后第一測量光束的光程的改變量Dm ； 步驟2，通過公式
【文檔編號】G03F7/20GK103868456SQ201210525294
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】徐文, 許琦欣 申請人:上海微電子裝備有限公司