CN102778822A - 一种调焦调平装置 - Google Patents
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Abstract
一种调焦调平装置，由照明系统、成像系统和探测系统组成，其中：成像系统中包括有第一偏振片、1/4波片和SAVART板组成的起偏光路，由该起偏光路将接收到的硅片反射光分成两束偏振方向垂直，空间上错开半个周期的两幅图像。本发明提供的调焦调平装置，利用第一偏振片和1/4波片作为起偏光路产生o光和e光，并充分利用硅片反射回来的光线，提高光能的有效利用率，提高调焦调平信号的信噪比。
Description
技术领域
本发明属于投影光刻机调焦调平技术，具体地涉及一种具有光栅和参考光栅的调焦调平装置。
背景技术
调平调焦系统中主要的技术路线有：基于光栅莫尔条纹技术(US5191200)，基于狭缝和探测器阵列的技术(US 6765647B1)和基于针孔和CCD的调焦技术(US 6081614)，其中只有US 5191200为差分光路，稳定性高，它通过偏振片起偏得到两束强度相等的o光(ordinary rays，寻常光线)和e光(extraordinary rays，非寻常光线)，利用SAVART板得到有偏置的两束光路，最后经过差分得到硅片的位置。但为得到强度相等的o光和e光，起偏器须呈45度放置，这样只利用了从硅片上反射回来光的一半能量，能量利用率低，信噪比差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调焦调平装置，充分利用硅片反射回来的光线，提高光能的有效利用率和调焦调平信号的信噪比。
为实现上述目的，本发明提供的调焦调平装置，由照明系统、成像系统和探测系统组成，其中：
成像系统中包括有第一偏振片、1/4波片和SAVART板组成的起偏光路，由该起偏光路将接收到的硅片反射光分成两束偏振方向垂直，空间上错开半个周期的两幅图像。
所述的调焦调平装置，其中，照明系统为远心科勒照明系统。
所述的调焦调平装置，其中，探测系统将起偏光路的光线汇聚到探测器上。
所述的调焦调平装置，其中，探测系统中包括有光弹调制器和第二偏振片，光弹调制器将偏振方向不同的两幅图像沿时间轴进行调制。
所述的调焦调平装置，其中，光弹调制器由驱动机构控制。
本发明提供的调焦调平装置，利用第一偏振片和1/4波片作为起偏光路产生o光和e光，并充分利用硅片反射回来的光线，提高光能的有效利用率，提高调焦调平信号的信噪比。
附图说明
图1是本发明的调焦调平装置的总体光路图；
图2是光线在硅片光刻胶上的反射率；
图3是本发明调焦调平装置中起偏光路图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明提供的用于投影光刻机的调焦调平系统装置，包含有照明系统、成像系统和探测系统。其中的照明系统和探测系统均采用公知技术而成，因此对此两部分不作过多的描述。
照明系统中，s为宽光谱光源，可以是卤素灯或多颗LED组成。L1、L2和L3构成远心科勒照明系统，其中ST1为照明系统的视场光阑，ST2为照明系统的孔径光阑，L4、L5为照明系统中的投影物镜。
成像系统中，由第一组成像物镜L6、L7共同将调焦标记G1成像到参考光栅G2的位置。本发明的成像系统中设有起偏光路，该起偏光路的结构可参阅图3所示，起偏光路由第一偏振片1、1/4波片2和SAVART板3组成。照明系统的调焦标记G1成像通过硅片A产生的反射光，经由起偏光路分成两束偏振方向垂直，空间上错开半个周期的两幅图像，并由探测系统的第二组成像物镜L8、L9将经过参考光栅G2的光线汇聚到探测器B上，由放大电路7和光弹调制器4的驱动6的共同作用下完成信号的放大。探测系统第二成像物镜L8、L9之间设有光弹调制器4和第二偏振片5，在驱动机构6的作用下，光弹调制器4将偏振方向不同的两幅图像沿时间轴进行调制，前半个周期通过o光，后半个周期通过e光，当硅片不离焦时，前后半个周期信号强度相同，当硅片离焦时，前后半个周期信号强度不同，通过比较前后半个周期的光强差，就可以判断硅片的离焦方向和离焦量，最后经放大电路7通过控制机构8将信号反馈给执行机构9，实现实时调焦调平。
本发明的技术特征是，采用第一偏振片、1/4波片和SAVART板组成起偏光路，由此起偏方式得到最大的光强，提高探测信噪比。入射到硅片上的光线为自然光，没有明显的偏振态，经过硅片反射后，其中s偏振态光的反射率如图2中曲线a所示，p偏振态光的反射率如图2中曲线b所示。美国专利US 5191200中利用45度偏振片产生o光和e光，光总强度为：Ii(a+b)/2，光强度变为入射光强度的(a+b)/2倍。本发明的起偏方式如图3所示，第一偏振片1是0度放置，让s偏振态光全部透光，p偏振态被遮挡，再利用1/4波片产生一个圆偏振光，圆偏振光同样可以分解强度相等的为o光和e光，效果等同于偏振片起偏法，但光总强度变为：Iia，因为a＞b，所以Iia＞Ii(a+b)/2，因此本发明得到更强的出射光用于调焦调平系统的探测，得到更高的信噪比。
Claims (5)
1.一种调焦调平装置，由照明系统、成像系统和探测系统组成，其中：
成像系统中包括有第一偏振片、1/4波片和SAVART板组成的起偏光路，由该起偏光路将接收到的硅片反射光分成两束偏振方向垂直，空间上错开半个周期的两幅图像。
2.根据权利要求1所述的调焦调平装置，其中，照明系统为远心科勒照明系统。
3.根据权利要求1所述的调焦调平装置，其中，探测系统将起偏光路的光线汇聚到探测器上。
4.根据权利要求1或3所述的调焦调平装置，其中，探测系统中包括有光弹调制器和第二偏振片，光弹调制器将偏振方向不同的两幅图像沿时间轴进行调制。
5.根据权利要求3所述的调焦调平装置，其中，光弹调制器由驱动机构控制。
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