CN106569397B - 一种物像面定位系统以及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种物像面定位系统以及物像面定位系统的定位方法。所述物像面定位系统包括：物镜系统，测量塔，定位板，检焦系统，调整机构，辅助折光镜，测量设备；所述物镜系统与所述测量塔装配在一起；所述测量塔上设置有三个位移传感器，所述三个位移传感器共面；所述定位板设置在所述三个位移传感器形成的面上；所述辅助折光镜设置在所述定位板上；所述物镜系统设置在检焦系统上；所述检焦系统的下面设置有调整机构；所述调整机构上设置有硅片。本发明还公开了一种物像面定位系统的定位方法。所述物像面定位系统以及物像面定位系统的定位方法能实现物像面的定位，为极紫外曝光装置的物镜系统集成提供可靠的基准。

Description

一种物像面定位系统以及定位方法
技术领域
本发明涉及光学领域，特别涉及一种物像面定位系统以及定位方法。
背景技术
极紫外光刻技术由于其分辨率高，且具有一定的产量优势及传统光学光刻技术的延伸性，是IC业界制备纳米级超大规模集成电路器件的首选方案之一。极紫外光刻曝光装置中，光源经过照明系统入射到掩模板，再经掩模板反射后入射到物镜系统，最后经物镜系统入射到硅片上，完成整个曝光过程。根据光路传播以及空间布置的需求，掩模板与物镜系统轴线的垂面有一个严格的夹角，同时硅片也随之存在一定的夹角与之匹配。对物镜系统而言，掩模板所在的位置为物面，硅片面所在的位置为像面。
为了保证理想物、像面与掩模面、硅片面的姿态一一对应，物面的定位通过测量塔装置来实现，其相对物镜系统的姿态通过三坐标机进行标定，并与物镜系统固联在一起，作为绝对基准。测量塔装置中两台真空CCD聚焦在掩模面，对准X/Y位置，三个位移传感器感应俯仰倾斜以及Z向位移，实现物面的定位。像面的位置通过检焦系统进行定位，检焦系统与物镜系统固联在一起，通过监测硅片面上三个点的距离来实现硅片面的姿态解算。由于检焦系统为非接触式测量，因此其与物镜系统集成时无法装配到理想姿态，不能作为绝对基准把硅片面调整至理想像面位置，给整个系统集成带来了困难。
发明内容
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种物像面定位系统，所述物像面定位系统包括：物镜系统，测量塔，定位板，检焦系统，调整机构，辅助折光镜，测量设备；所述物镜系统与所述测量塔装配在一起；所述测量塔上设置有三个位移传感器，所述三个位移传感器共面，且该面与理想物面重合；所述定位板设置在所述三个位移传感器形成的面上；所述辅助折光镜设置在所述定位板上；所述物镜系统设置在检焦系统上；所述检焦系统的下面设置有调整机构；所述调整机构上设置有硅片；所述测量设备与所述辅助折光镜相对。
一些实施例中，所述物像面定位系统还包括实验平台，所述调整机构和所述测量设备都设置在所述实验平面上。
一些实施例中，所述物镜系统与所述测量塔之间，以及所述物镜系统与所述检焦系统之间通过三坐标测量机进行装配。
一些实施例中，所述测量设备包括角度测量设备以及镜面定位仪；
所述角度测量设备射出的光通过所述辅助折光镜折射至物镜系统，检焦系统并到达所述硅片上。
另一方面，本发明提供如上所述的一种物像面定位系统的定位方法，所述物像面定位系统的定位方法包括：
以物镜系统为基准，定位出物面的位置；
将物镜系统的物面实体化，作为物像面定位的基础；
根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面；
调整硅片面的姿态至理想像面。
一些实施例中，以物镜系统为基准，定位出物面的位置具体为：利用三坐标测量机对物镜系统、测量塔装置、检焦系统进行机械粗装配，使得三坐标测量塔装置中的三个位移传感器共面，并以物镜系统为基准，调整该面相对于物镜系统的角度及高度至理想位置，保证该面与理想物面重合。
一些实施例中，所述将物镜系统的物面实体化根据定位板与测量塔装置的相对位置关系获得。
一些实施例中，所述检测设备包括角度测量设备以及镜面定位仪。
一些实施例中，所述根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面具体为：根据物面与像面的相对位置使用角度测量设备精确标定出像面相对于物镜系统的角度关系，再根据实体化的物面上的物点的位置，根据物像距使用镜面定位仪确定出像点的位置。
一些实施例中，所述硅片面的姿态通过调整机构进行调整。
本发明提供的物像面定位系统以及物像面定位系统的定位方法通过将物镜系统的物面实体化作为物像面定位的基础，并通过检测设备进行检测，调整硅片面的姿态至理想像面实现像面的定位，从而实现物像面的定位，为极紫外曝光装置的物镜系统集成提供可靠的基准。
附图说明
图1为本发明一个实施例的物像面示意图；
图2为本发明一个实施例的一种物像面定位系统中的物镜系统与测量塔的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的一种物像面定位系统的结构示意图。
图4为本发明一个实施例的一种物像面定位系统的定位方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
下面参考图1至图3来对本发明实施例的物像面定位系统以及物像面定位系统的定位方法进行详细说明。
参考图1至图3所示，是本发明实施例提供的一种物像面定位系统100，所述物像面定位系统100包括：物镜系统7，测量塔6，定位板5，检焦系统9，调整机构8，辅助折光镜4，测量设备10；所述物镜系统7与所述测量塔6装配在一起；所述测量塔6上设置有三个位移传感器3，所述三个位移传感器3共面，且该面与理想物面重合；所述定位板5设置在所述三个位移传感器3形成的面上；所述辅助折光镜4设置在所述定位板5上；所述物镜系统7设置在检焦系统9上；所述检焦系统9的下面设置有调整机构8；所述调整机构8上设置有硅片；所述测量设备10与所述辅助折光镜4相对。
一些实施例中，如图3所示，所述物像面定位系统还包括实验平台11，所述调整机构8和所述测量设备都设置在所述实验平面上。所述物镜系统7与所述测量塔6之间，以及所述物镜系统7与所述检焦系统9之间通过三坐标测量机进行装配。
一些实施例中，所述测量设备10包括角度测量设备以及镜面定位仪；所述角度测量设备射出的光通过所述辅助折光镜4折射至物镜系统7，检焦系统9并到达所述硅片上。
结合图1至图4所示，本发明的实施例还提供了如上所述的物像面定位系统的定位方法，所述物像面定位系统的定位方法包括以下步骤：
S1，以物镜系统为基准，定位出物面的位置；
S2，将物镜系统的物面实体化，作为物像面定位的基础；
S3，根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面；
S4，调整硅片面的姿态至理想像面。
一些实施例中，步骤S1，以物镜系统为基准，定位出物面的位置具体为：利用三坐标测量机对物镜系统、测量塔装置、检焦系统进行机械粗装配，使得三坐标测量塔装置中的三个位移传感器共面，并以物镜系统为基准，调整该面相对于物镜系统的角度及高度至理想位置，保证该面与理想物面重合。
一些实施例中，所述步骤S2中将物镜系统的物面实体化根据定位板与测量塔装置的相对位置关系获得。
一些实施例中，所述检测设备包括角度测量设备以及镜面定位仪。
一些实施例中，所述步骤S3，所述根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面具体为：根据物面与像面的相对位置使用角度测量设备精确标定出像面相对于物镜系统的角度关系，再根据实体化的物面上的物点的位置，根据物像距使用镜面定位仪确定出像点的位置。
一些实施例中，所述硅片面的姿态通过调整机构进行调整。
下面结合具体的实施方式来对本发明实施例提供的物像面定位系统以及定位方法进行详细说明。
首先将物镜系统7与测量塔6利用三坐标测量机进行精密机械装配，在此过程中主要调整物面定位用三个位移传感器3共面，并保证该面与物镜系统7光轴的夹角为理论值，并调整该面相对于物镜系统的角度及高度至理想位置，保证该面与理想物面重合。经调整后三个位移传感器3所在的面即为物面1。
在此基础上，利用三坐标测量机进行定位板5与测量塔6的位置调整，从而把物面1传递到定位板5的基准面上，从而实现物面1的实体化。然后利用定位板5与测量塔6装置的相对位置关系，把物面1和物点的实体化。
完成物镜系统7与测量塔6的装配后，通过三坐标测量机进行检焦系统9的相对位置调整。
在以上工作的基础上，在实验平台11上进行物像面定位实验，像面2的位置放置硅片及其调整机构8，利用角度测量设备，通过辅助折光镜4进行物像面的相对角度测量精确标定出像面相对于物镜系统的角度关系，再根据实体化的物面上的物点的位置，同时利用镜面定位仪进行物像距进行测量确定出像点的位置。根据测量值利用调整机构8进行像面2位置处硅片的姿态调整，调整后的硅片位置即为像面位置，通过检焦系统9进行记录，最终实现物镜系统的物像面定位。
本发明的有益效果在于：本发明实施例提供的物像面定位系统以及物像面定位系统的定位方法通过将物镜系统的物面实体化作为物像面定位的基础，并通过检测设备进行检测，调整硅片面的姿态至理想像面实现像面的定位，从而实现物像面的定位，为极紫外曝光装置的物镜系统集成提供可靠的基准。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物像面定位系统，其特征在于，包括：物镜系统，测量塔，定位板，检焦系统，调整机构，辅助折光镜，测量设备；
所述物镜系统与所述测量塔装配在一起；
所述测量塔上设置有三个位移传感器，所述三个位移传感器共面，且该面与理想物面重合；
所述定位板设置在所述三个位移传感器形成的面上；
所述辅助折光镜设置在所述定位板上；
所述物镜系统设置在检焦系统上；
所述检焦系统的下面设置有调整机构；
所述调整机构上设置有硅片；
所述测量设备与所述辅助折光镜相对。
2.如权利要求1所述的物像面定位系统，其特征在于，还包括实验平台，所述调整机构和所述测量设备都设置在所述实验平台上。
3.如权利要求1所述的物像面定位系统，其特征在于，所述物镜系统与所述测量塔之间，以及所述物镜系统与所述检焦系统之间通过三坐标测量机进行装配。
4.如权利要求1所述的物像面定位系统，其特征在于，所述测量设备包括角度测量设备以及镜面定位仪；
所述角度测量设备射出的光通过所述辅助折光镜折射至物镜系统，检焦系统并到达所述硅片上。
5.一种如权利要求1所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，包括：
以物镜系统为基准，定位出物面的位置；
将物镜系统的物面实体化，作为物像面定位的基础；
根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面；
调整硅片面的姿态至理想像面。
6.如权利要求5所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，以物镜系统为基准，定位出物面的位置具体为：
利用三坐标测量机对物镜系统、测量塔装置、检焦系统进行机械粗装配，使得三坐标测量塔装置中的三个位移传感器共面，并以物镜系统为基准，调整该面相对于物镜系统的角度及高度至理想位置，保证该面与理想物面重合。
7.如权利要求5所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，所述将物镜系统的物面实体化根据定位板与测量塔装置的相对位置关系获得。
8.如权利要求5所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，所述检测设备包括角度测量设备以及镜面定位仪。
9.如权利要求8所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，所述根据物面与像面的相对位置，通过检测设备标定出像面具体为：
根据物面与像面的相对位置使用角度测量设备精确标定出像面相对于物镜系统的角度关系，再根据实体化的物面上的物点的位置，根据物像距使用镜面定位仪确定出像点的位置。
10.如权利要求5所述的物像面定位系统的定位方法，其特征在于，所述硅片面的姿态通过调整机构进行调整。
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