CN117518724A - 调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 - Google Patents
调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117518724A CN117518724A CN202210910481.4A CN202210910481A CN117518724A CN 117518724 A CN117518724 A CN 117518724A CN 202210910481 A CN202210910481 A CN 202210910481A CN 117518724 A CN117518724 A CN 117518724A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- unit
- polarization
- splitting
- leveling system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 109
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 127
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 92
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 86
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 75
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 40
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 40
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 16
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 16
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 12
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 12
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/70541—Tagging, i.e. hardware or software tagging of features or components, e.g. using tagging scripts or tagging identifier codes for identification of chips, shots or wafers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法，调焦调平系统包括光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，所述探测器单元包括多个探测器；所述光源单元用于提供宽带光束；所述投影成像单元用于产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；所述探测成像单元用于接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；所述分光偏振单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器。能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，提高探测精度。
Description
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，特别涉及一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法。
背景技术
投影光刻机是一种将掩模上的图案通过物镜投影到硅片上的装置。在投影曝光设备中，必须有自动调焦调平控制系统把硅片精确带入到指定的曝光位置。自动调焦调平系统通过测量沉积各种工艺层的硅片最表层的光束反射情况以判断硅片的高度信息。由于投影光束会透过硅片表面到达最上层表面之下的工艺层，从而使硅片表面的出射光线的位置出现平移，即“古斯-汉森位移”物理效应，其详细原理参见论文“F.Goos and H.Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion,Ann.Phys.1,333–346(1947)”，其与投影光束的偏振态、波长、入射角及工艺层信息(如厚度及其偏差、折射率等)相关，会造成调焦调平系统测量结果中存在工艺适应性误差。
调焦调平系统中采用宽波段的光源如光谱覆盖500nm～900nm的卤素灯或LED光源作照明，探测时对宽光谱非偏振的信号进行探测。由于工艺变化产生的误差被平均处理，这样的处理方法只能使工艺适应性误差得到一定程度的抑制，对光刻工艺中硅片表面不同的工艺膜层材料组成、不同工艺膜厚所产生的工艺适应性问题，没有办法做出针对性的调整，造成在一部分工艺条件下工艺适应性误差较大，影响了调焦调平系统的测量精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法，以解决光刻工艺中硅片表面不同的工艺膜层材料组成、不同工艺膜厚所产生的工艺适应性误差较大，影响了调焦调平系统的测量精度的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种调焦调平系统，包括：光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，
所述探测器单元包括多个探测器；
所述光源单元用于提供宽带光束；
所述投影成像单元用于产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
所述探测成像单元用于接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
所述分光偏振单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器。
可选的，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元，所述分光单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束，所述偏振分束单元用于将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光。
可选的，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧。
可选的，所述分光单元包括二向色镜或者二向色膜。
可选的，所述偏振分束单元包括偏振分束片或者偏振分束膜。
可选的，所述分光单元和偏振分束单元为相互独立设置的。
可选的，所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元。
可选的，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，所述宽带光束的主光线垂直入射和出射所述棱镜组。
可选的，所述棱镜组为矩形的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
可选的，所述棱镜组为不规则形状的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
基于同一发明构思，本发明还提供一种光刻设备，包括上述任一项所述的调焦调平系统。
基于同一发明构思，本发明还提供一种调焦调平方法，采用上述任一项所述的调焦调平系统测量，包括：
光源单元发出宽带光束；
投影成像单元产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
探测成像单元接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器；
根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
可选的，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数或者调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制的步骤包括：
获取不同膜层的信息；
将所述不同膜层的信息带入仿真模型中，通过权重补偿系数对不同光谱和不同偏振信号进行补偿，以获得所述不同膜层的工艺适应性测量误差最小时的对应的光谱权重和偏振权重；
动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
可选的，所述膜层信息包括膜层的材料、膜层的厚度和膜层的结构。
在本发明提供的调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法中，调焦调平系统通过分光偏振单元将探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束并将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的探测器，通过获得不同光谱信息和偏振信息的测量信号，对测量信号中的不同光谱信息和偏振信息分别提取，通过对不同工艺膜层材料组成和不同工艺厚度组成导致的工艺适应性进行工艺仿真，从而对不同光谱和偏振采取有针对性的权重调整，相比于常规探测宽光谱非偏振信号，可以更有效地降低调焦调平系统的工艺适应性误差，提高调焦调平系统的测量精度。并且，能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，有利于提高探测精度。
附图说明
图1是一种调焦调平系统的原理示意图；
图2是一种基于光强调制的调焦调平系统的原理示意图；
图3是一种适用于紫外波段的基于空间分光的调焦调平系统的原理示意图；
图4是另一种调焦调平系统的组成示意图；
图5是另一种调焦调平系统的原理示意图；
图6是另一种调焦调平系统的原理示意图；
图7是理想光源的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图；
图8是三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿前工艺适应性误差曲线；
图9是三种常见金属基底膜层的GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线；
图10是三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿后工艺适应性误差曲线；
图11是本实施例中的一种调焦调平系统的原理示意图；
图12是本实施例中的另一种调焦调平系统的原理示意图；
图13是本实施例中的又一种调焦调平系统的原理示意图；
图14是本实施例中使用500～900nm波段卤素灯光源时，探测器接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图；
图15是本实施例中使用500～900nm波段卤素灯光源时，三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿前工艺适应性误差曲线；
图16是本实施例中使用500～900nm波段卤素灯光源时，三种常见金属基底膜层的GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线；
图17是本实施例中使用500～900nm波段卤素灯光源时，补偿后的等效光强；
图18是本实施例中使用500～900nm波段卤素灯光源时，三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿后工艺适应性误差曲线；
图19是本实施例中500nm～900nm的LED光源灯组时，探测器接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图；
图20是本实施例中500nm～900nm的LED光源灯组时，三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿前工艺适应性误差曲线；
图21是本实施例中500nm～900nm的LED光源灯组时，三种常见金属基底膜层的GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线；
图22是本实施例中500nm～900nm的LED光源灯组时，补偿后的等效光强；
图23是本实施例中500nm～900nm的LED光源灯组时，三种常见金属基底的工艺膜层的权重补偿后工艺适应性误差曲线；
图24是本实施例中一种调焦调平方法的流程图。
图中，
101-光源单元；102-照明单元；103-投影成像单元；104-待测目标面；105-探测成像单元；106-中继单元；107-探测器单元；
201-光源单元；202-照明单元；203-投影成像单元；203a-投影标记耦合棱镜；203b-整形镜组；203b-1-第一镜片；203b-2-第二镜片；203b-3-第三镜片；203b-4-第四镜片；204-待测目标面；205-探测成像单元；205a-探测光束调制整形镜组；205a-1-第一镜片；205a-2-第二镜片；205a-3-第三镜片；205a-4-第四镜片；205b-探测标记耦合棱镜；206-中继单元；207-探测器单元；
301-光源单元；302-照明单元；303-投影成像单元；303a-投影标记耦合棱镜；303b-整形镜组；303b-1-第一镜片；303b-2-第二镜片；303b-3-第三镜片；303b-4-第四镜片；304-待测目标面；305-探测成像单元；305a-探测光束调制整形镜组；305a-1-第一镜片；305a-2-第二镜片；305a-3-第三镜片；305a-4-第四镜片；305b-探测标记耦合棱镜；306-中继单元；307-探测器单元；
401-光源单元；402-照明单元；403-投影成像单元；404-待测目标面；405-探测成像单元；406-中继单元；407-分光单元；408-偏振分束单元；409-探测器单元；
501-探测标记耦合棱镜；502-中继单元；503-第一色散棱镜；504-第二色散棱镜；505-偏振分束膜；506-偏振分束棱镜；507a-探测器；507b-探测器；
601-探测标记耦合棱镜；602-光栅；603-中继单元；604-偏振分束膜；605-偏振分束棱镜；606a-探测器；606b-探测器；
1101-探测标记耦合棱镜；1102-中继单元；1103a-第一二向色反射镜；1103b-第二二向色反射镜；1103c-第三二向色反射镜；1103n-第n二向色反射镜；1104-1a-第一偏振分束片；1104-2a第二偏振分束片；1104-3a第三偏振分束片；1104-na第n偏振分束片；1104-1b-第一探测器；1104-2b第二探测器；1104-3b第三探测器；1104-nb第n探测器；1104-1c-第一探测器；1104-2c第二探测器；1104-3c第三探测器；1104-nc第n探测器；
1201-探测标记耦合棱镜；1202-中继单元；1203a-第一二向色膜；1203b-第二二向色膜；1203c-第三二向色膜；1203n-第n二向色膜；1204-1a-第一偏振分束膜；1204-2a第二偏振分束膜；1204-3a第三偏振分束膜；1204-na第n偏振分束膜；1204-1b-第一探测器；1204-2b第二探测器；1204-3b第三探测器；1204-nb第n探测器；1204-1c-第一探测器；1204-2c第二探测器；1204-3c第三探测器；1204-nc第n探测器；1205a-第一棱镜组；1205b-第二棱镜组；1205c-第三棱镜组；1205n-第n棱镜组；
1301-探测标记耦合棱镜；1302-中继单元；1303a-第一二向色膜；1303b-第二二向色膜；1303c-第三二向色膜；1303n-第n二向色膜；1304-1a-第一偏振分束膜；1304-2a第二偏振分束膜；1304-3a第三偏振分束膜；1304-na第n偏振分束膜；1304-1b-第一探测器；1304-2b第二探测器；1304-3b第三探测器；1304-nb第n探测器；1304-1c-第一探测器；1304-2c第二探测器；1304-3c第三探测器；1304-nc第n探测器；1305a-第一棱镜组；1305b-第二棱镜组；1305c-第三棱镜组；1305n-第n棱镜组。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，一种调焦调平系统，包括光源单元101、照明单元102、投影成像单元103、待测目标面104、探测成像单元105、中继单元106和探测器单元107。光源单元101例如是提供500nm～900nm宽光谱非偏振卤素灯或光发射二极管LED组，也可以是200nm～400nm紫外波段的宽光谱非偏振氙灯或等离子激发光源LDLS，用于产生具有能量的光束。照明单元102用于光束整形并将光束投射到投影标记面上，例如是透射镜或反射镜组成的镜组。投影成像单元103包括产生标记像的投影标记耦合棱镜和由透射镜或反射镜组成的镜组，用于产生标记像，并将带有标记像的光束调制和整形后投射在待测目标面104上。待测目标面104例如是覆盖有工艺膜层的硅片面。探测成像单元105包括检测标记像的探测标记耦合棱镜和由透射镜或反射镜组成的镜组，用于将带有目标面高度信息的标记像光束透射到探测标记面上，并对上述标记像进行检测。中继单元106，例如是透射镜或反射镜组成的镜组，用于传输经过检测的光束能量到探测面。探测器单元107例如是CCD、CMOS、PDA或者其他光电转换器件，用于收集经过检测的光束能量。
图2是基于光强调制的调焦调平系统的原理示意图。如图2所示，调焦调平系统采用单面扫描反射镜往复运动进行光强调制，调焦调平系统包括光源单元201、照明单元202、投影成像单元203、待测目标面204、探测成像单元205、中继单元206和探测器单元207。光源单元202，提供宽波段的光束，照明单元202，用于对宽波段的光束准直，投影成像单元203包括投影标记耦合棱镜203a和整形镜组203b，投影标记耦合棱镜203a产生带有标记像的投影光束，投影标记耦合棱镜203a可以倾斜放置，形成倾斜的标记像，并遵守Scheimpflug条件以较大的入射角照射在硅片表面。整形镜组203b用于对标记像光束调整，整形镜组203b包括第一镜片203b-1、第二镜片203b-2、第三镜片203b-3和第四镜片203b-4。整形镜组203b例如是由一个或若干个折射式的镜片或反射镜组成，包含但不限于楔板、平行平板、非球面镜、自由曲面镜及有特殊调节功能的光学器件。第二镜片203b-2为单面有反射功能的扫描反射镜，其在一定角度范围内往复运动，使反射光束的角度以一定的规律发生摆动。经过调制整形的标记像投影在被调焦调平系统待测目标204的表面，若待测目标204的表面面形有高度起伏位置，则投射在此位置的标记像不在调焦调平系统的最佳焦面发生反射，会导致标记像的反射像出现位置偏移，待测目标204例如是硅片，也可以是其他精密加工流程中需要面形测量的表面。探测成像单元205，用于对标记像的反射像进行调整。探测成像单元205包括探测光束调制整形镜组205a和探测标记耦合棱镜205b；探测标记耦合棱镜205b的形状和位置分布和203a的标记在一定放大比例条件下有对应的关系，可以使未发生偏移的标记像恰好通过，并对有偏移的标记像发生遮挡，起标记像检测作用，经过检测的标记像通过中继单元206的调整后由探测器单元207对信号进行采集。
图3为适用于紫外波段的基于空间分光的调焦调平系统的原理示意图，调焦调平系统包括光源单元301、照明单元302、投影成像单元303、待测目标面304、探测成像单元305、中继单元306和探测器单元307，投影成像单元303包括投影标记耦合棱镜303a和整形镜组303b，其与图2的不同之处在于，投影标记耦合棱镜303a为梯形内反射胶合棱镜，用于使照明光束的主光线垂直入射和出射耦合棱镜，减小紫外UV光的色散，在投影标记耦合棱镜303a中标记面也是倾斜放置，形成倾斜标记像，满足Scheimpflug约束条件，探测光束调制整形镜组305a包括第一镜片305a-1、第二镜片305a-2、第三镜片305a-3和第四镜片305a-4；第一镜片305a-1、第二镜片305a-2、第三镜片305a-3和第四镜片305a-4组成的投影成像光路是由反射镜组成的，目的是减小紫外UV光的色散，并且不需要类似图2中的第二镜片203b-2的扫描反射镜，探测光束调制整形镜组305a包括第一镜片305a-1、第二镜片305a-2、第三镜片305a-3和第四镜片305a-4；第一镜片305a-1、第二镜片305a-2、第三镜片305a-3和第四镜片305a-4组成的探测成像光路由反射镜组成，目的是减小紫外UV光的色散，探测标记耦合棱镜305b是探测端半透半反耦合棱镜，可以产生两路差分信号，当探测到待测目标面304表面面形出现起伏时，两路差分信号出现此消彼长的情况，且与303a类似，光束主光线入射和出射探测标记耦合棱镜305b时是垂直出入射的，可以有效抑制UV光的色散。
调焦调平系统的工艺适应性测量误差即“古斯-汉森位移”物理效应，在某一角度和波长时造成的工艺适应性误差GH数学表达为
拥有一定NA角和光谱宽度的实际光束造成的工艺适应性误差
其中，Φ是光束通过待测目标面的表面多层膜的总位相，λ1～λ2表示光源的光谱波段范围，θ0表示主光线入射目标面表面的入射角，NA表示光束的发散角，I(θ,λ)表示入射角为θ、波长为λ时的相对光强。
代入权重补偿系数对工艺适应性测量误差进行补偿，GH在代入权重系数的数学表达式为：
其中，假设将整个波段分为n段，其中pn是第n个波段的p光信号的权重补偿系数，sn是第n个波段的s光信号的权重补偿系数，Rp(θ,λ)为p光在某一角度和波长时经待测目标面的表面多层膜的等效反射率，Rs(θ,λ)为s光在某一角度和波长时经待测目标面的表面多层膜的等效反射率。
实现上述测量方法的前提是探测器需要采集到光谱分为n段的各个谱段的光强分布和s、p光的不同偏振的2n个数据。为了实现上述可以探测不同光强和偏振的调焦调平系统，有多种实施案例，其原理示意图如图4所示，图4描述了实现这种降低调焦调平系统工艺适应性误差的不同光谱的光强和偏振可以探测的原理示意图，调焦调平系统包括光源单元401、照明单元402、投影成像单元403、待测目标面404、探测成像单元405、中继单元406、分光单元408、偏振分束单元和探测器单元409，其中光源单元401、照明单元402、投影成像单元403、待测目标面404、探测成像单元405、中继单元406与光源单元101、照明单元102、投影成像单元103、待测目标面104、探测成像单元105、中继单元106的作用相同，分光单元407用于将光谱分光为n段，偏振分束单元408包括第一偏振分束器408-1、第二偏振分束器408-2、第三偏振分束器408-3…第n偏振分束器408-n，第一偏振分束器408-1、第二偏振分束器408-2、第三偏振分束器408-3…第n偏振分束器408-n的作用是将n段信号分偏振为s光和p光。
图5描述了一种在调焦调平系统中将宽光谱非偏振信号分解为不同光谱的光强和不同偏振态的信号进行探测。调焦调平系统包括探测标记耦合棱镜501、中继单元502、第一色散棱镜503、第二色散棱镜504、偏振分束棱镜506和探测器507a和探测器507b。含有待测目标面信息的光束经过探测标记耦合棱镜501检测，经过中继单元502的倍率调整后输出为经调整的准直光束，第一色散棱镜503和第二色散棱镜504组成色散棱镜对，第一色散棱镜503可以将复色光束分光为连续的光谱，第二色散棱镜504可以将光谱进一步展宽和准直，经分光的光束垂直入射和出射偏振分束棱镜506，偏振分束棱镜506包括偏振分束膜505，在偏振分束棱镜506中由偏振分束膜505将s光、p光分偏振，探测器507a接收到s光的连续光谱λs1、λs2…λsn，探测器507b接收到p光的连续光谱λp1、λp2…λpn。
图6描述了另一种在调焦调平系统中将宽光谱非偏振信号分解为不同光谱的光强和不同偏振态的信号进行探测。调焦调平系统包括探测标记耦合棱镜601、光栅602、中继单元603、偏振分束棱镜605和探测器606a和探测器606b。含有待测目标面信息的光束经过探测标记耦合棱镜601检测和准直，经过光栅602时，复色光束分光为连续的光谱，经过中继单元603的倍率调整后输出为经调整的准直光束，经分光的光束垂直入射和出射偏振分束棱镜605，偏振分束棱镜605包括偏振分束膜604，在偏振分束棱镜605中由偏振分束膜604将s光、p光分偏振，探测器606a接收到s光的连续光谱λs1、λs2…λsn，探测器606b接收到p光的连续光谱λp1、λp2…λpn。
图7是使用500nm～900nm光谱分布一致的理想光源时，探测器接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图，由于接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱为非偏振态，所以其s、p光的光谱分布相等。某典型的三种含金属的工艺膜层为在硅基底上方沉积铜(Cu)和光刻胶、钨(W)和光刻胶或者铝(Al)和光刻胶，在图7的接收信号的条件下，根据式(3)计算所得的工艺适应性误差曲线如图8所示，此时最大工艺适应性误差为铝Al作为基底时产生的，约为61.3nm。
通过仿真计算，获取在三种常见金属(铜、钨和铝)基底工艺膜层的前提下使GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线如图9所示，此时对于同一典型三种常见金属基底的工艺膜层的工艺适应性误差曲线如图10所示，此时最大工艺适应性误差为铝Al作为基底时产生的，约为3.5nm，说明采用权重补偿系数对不同光谱分布和不同偏振信号进行补偿后，可以有效地抑制调焦调平系统的工艺适应性误差。
图5和图6中的调焦调平系统提供的两种产生连续光谱的方法在实际应用中存在光斑布局单一、单光谱能量较弱、谱线弯曲、CCD采样速率受限等工程应用问题。图5和图6中调焦调平系统的分光策略中，探测成像单元出射的宽带光谱依次通过三角棱镜(或者光栅)和偏振分束镜后沿光谱拉伸方向形成连续光谱，因而与光谱拉伸方向不平行的光斑信号的不同波长发生串扰而无法被探测，因此，图5和图6中调焦调平系统的分光策略仅适用于线型标记探测而不适用于非线型光斑探测，但是线型标记若与硅片上被测图案的线条图案方向一致时易受串扰，导致调焦调平系统的测量精度低。
基此，本发明实的核心思想在于提供一种调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法，所述调焦调平系统通过所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束并将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器，所述调焦调平方法通过获得不同光谱信息和偏振信息的测量信号，对测量信号中的不同光谱信息和偏振信息分别提取，通过对不同工艺膜层材料组成和不同工艺厚度组成导致的工艺适应性进行工艺仿真，从而对不同光谱和偏振采取有针对性的权重调整，相比于常规探测宽光谱非偏振信号，可以更有效地降低调焦调平系统的工艺适应性误差，提高调焦调平系统的测量精度。并且能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，提高探测精度。
具体的，请参考图11，其为本实施例中的一种调焦调平系统的原理示意图。图11描述了一种在调焦调平系统中将宽光谱非偏振信号分解为不同光谱的光强和不同偏振态的信号进行探测。图11中的调焦调平系统只展示了探测成像单元中的探测标记耦合棱镜、中继单元、分光偏振单元和探测器单元，调焦调平系统中光源单元、照明单元、投影成像单元、探测成像单元的探测光束调制整形镜组可以参照图4所示。
如图11所示，本实施例提供一种调焦调平系统，包括光源单元、照明单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，所述探测器单元包括多个探测器，所述光源单元用于提供宽带光束，所述照明单元用于对所述宽带光束整形，所述投影成像单元用于产生标记像并将带有标记像的光束调制和整形后投射在待测目标面上，所述探测成像单元用于接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束对所述标记像的宽带光束进行检测位置变化，所述分光偏振单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束并将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器。
在本实施例中，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元。所述分光单元和偏振分束单元为独立设置的两个光学单元。相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下相反方向设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元分成P偏振光和S偏振光。所述分光单元例如是二向色镜，所述分光单元包括第一二向色反射镜1103a、第二二向色反射镜1103b、第三二向色反射镜1103c…第n二向色反射镜1103n，用于准直宽带光束分光为窄带分立谱；所述偏振分束单元例如是偏振分束片，所述偏振分束单元包括第一偏振分束片1104-1a、第二偏振分束片1104-2a、第三偏振分束片1104-3a、第n偏振分束片1104-na，用于将窄带分立谱分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn。
所述探测成像单元包括探测光束调制整形镜组和探测标记耦合棱镜1101，探测标记耦合棱镜1101的形状和位置分布和投影标记耦合棱镜的标记在一定放大比例条件下有对应的关系，可以使未发生偏移的标记像恰好通过，并对有偏移的标记像发生遮挡，起标记像检测作用，经过检测的标记像通过中继单元1102的调整后由探测器单元对信号进行采集。含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束经过探测标记耦合棱镜1101检测，经过中继单元1102的倍率调整后输出为经调整的准直光束，第一二向色反射镜1103a、第二二向色反射镜1103b、第三二向色反射镜1103c…第n二向色反射镜1103n为反射λ1、λ2…λn窄带波段的二向色反射镜，将准直宽带光束分光为窄带分立谱，经分光的光束入射到第一偏振分束片1104-1a、第二偏振分束片1104-2a、第三偏振分束片1104-3a…第n偏振分束片1104-na分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn，第一探测器1104-1b、第二探测器1104-2b、第三探测器1104-3b…第n探测器1104-nb用于接收λs1、λs2、λs3…λsn的S光；第一探测器1104-1c、第二探测器1104-2c、第三探测器1104-3c…第n探测器1104-nc用于接收λp1、λp2、λp3…λpn的P光。采用二向色镜将宽带光谱分成多个窄带光谱并通过偏振分束片分成S光和P光，本实施例提供的调焦调平系统不仅能够对线性标记的反射光进行探测，还能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，提高探测精度。
在另一实施例中，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，例如是采用棱镜型二向色膜和偏振分束棱镜，所述棱镜组是规则形状的，所述棱镜组例如是矩形的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元分成P偏振光和S偏振光。如图12所示，所述分光单元例如是二向色膜，所述分光单元包括第一二向色膜1203a、第二二向色膜1203b、第三二向色膜1203c…第n二向色膜1203n，用于准直宽带光束分光为窄带分立谱；所述偏振分束单元例如是偏振分束膜，所述偏振分束单元包括第一偏振分束膜1204-1a、第二偏振分束膜1204-2a、第三偏振分束膜1204-3a…第n偏振分束膜1204-na，用于将窄带分立谱分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn。上述两种膜系被固定在第一棱镜组1205a、第二棱镜组1205b、第三棱镜组1205c、…第n棱镜组1205n中，棱镜组的作用是使经过准直的光束的主光线垂直入射和出射玻璃材料，可以有效地减小光学的色差。
所述探测成像单元包括探测光束调制整形镜组和探测标记耦合棱镜1201，探测标记耦合棱镜1201的形状和位置分布和投影标记耦合棱镜的标记在一定放大比例条件下有对应的关系，可以使未发生偏移的标记像恰好通过，并对有偏移的标记像发生遮挡，起标记像检测作用，经过检测的标记像通过中继单元1202的调整后由探测器单元对信号进行采集。含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束经过探测标记耦合棱镜1201检测，经过中继单元1202的倍率调整后输出为经调整的准直光束，第一二向色膜1203a、第二二向色膜1203b、第三二向色膜1203c…第n二向色膜1203n为反射λ1、λ2…λn窄带波段的二向色反射镜，将准直宽带光束分光为窄带分立谱，经分光的光束入射到第一偏振分束膜1204-1a、第二偏振分束膜1204-2a、第三偏振分束膜1204-3a…第n偏振分束膜1204-na分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn，第一探测器1204-1b、第二探测器1204-2b、第三探测器1204-3b…第n探测器1204-nb用于接收λs1、λs2、λs3…λsn的S光；第一探测器1204-1c、第二探测器1204-2c、第三探测器1204-3c、第n探测器1204-nc用于接收λp1、λp2、λp3…λpn的P光。
在又一实施例中，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，例如是采用棱镜型二向色膜和偏振分束棱镜，所述棱镜组是不规则形状的，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元分成P偏振光和S偏振光。如图13所示，所述分光单元例如是二向色膜，所述分光单元包括第一二向色膜1303a、第二二向色膜1303b、第三二向色膜1303c…第n二向色膜1303n，用于准直宽带光束分光为窄带分立谱；所述偏振分束单元例如是偏振分束膜，所述偏振分束单元包括第一偏振分束膜1304-1a、第二偏振分束膜1304-2a、第三偏振分束膜1304-3a…第n偏振分束膜1304-na，用于将窄带分立谱分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn。上述两种膜系被固定在第一棱镜组1305a、第二棱镜组1305b、第三棱镜组1305c、…第n棱镜组1305n中，采用不规则形状棱镜组的作用是不仅可以使光束主光线垂直入射和出射玻璃材料，做到有效减小光学色差，还可以使结构更加紧凑。
所述探测成像单元包括探测光束调制整形镜组和探测标记耦合棱镜1301，探测标记耦合棱镜1301的形状和位置分布和投影标记耦合棱镜的标记在一定放大比例条件下有对应的关系，可以使未发生偏移的标记像恰好通过，并对有偏移的标记像发生遮挡，起标记像检测作用，经过检测的标记像通过中继单元1302的调整后由探测器单元对信号进行采集。含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束经过探测标记耦合棱镜1301检测，经过中继单元1302的倍率调整后输出为经调整的准直光束，第一二向色膜1303a、第二二向色膜1303b、第三二向色膜1303c…第n二向色膜1303n为反射λ1、λ2…λn窄带波段的二向色反射镜，将准直宽带光束分光为窄带分立谱，经分光的光束入射到第一偏振分束膜1304-1a、第二偏振分束膜1304-2a、第三偏振分束膜1304-3a…第n偏振分束膜1304-na分偏振为λs1和λp1、λs2和λp2…λsn和λpn，第一探测器1304-1b、第二探测器1304-2b、第三探测器1304-3b…第n探测器1304-nb用于接收λs1、λs2、λs3…λsn的S光；第一探测器1304-1c、第二探测器1304-2c、第三探测器1304-3c、第n探测器1304-nc用于接收λp1、λp2、λp3…λpn的P光。
对于图11、图12和图13中的调焦调平系统，若取光谱分段为4段，以覆盖500nm～900nm的卤素灯光源为例，图14是使用500～900nm波段卤素灯光源时，探测器接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图，由于接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱为非偏振态，所以其s、p光的光谱分布相等。某典型的三种含金属的工艺膜层为在硅基底上方沉积铜(Cu)和光刻胶、钨(W)和光刻胶或者铝(Al)和光刻胶，在图14接收信号的条件下，根据式(3)计算所得的工艺适应性误差曲线如图15所示，此时最大工艺适应性误差为铝(Al)作为基底时产生的，约为94.2nm。
通过仿真计算，获取在三种常见金属基底工艺膜层的前提下使GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线如图16所示，此时补偿后的等效光强如图17所示，对于同一典型三种常见金属基底的工艺膜层的工艺适应性误差曲线如图18所示，此时最大工艺适应性误差为铝(Al)作为基底时产生的，约为47.7nm，说明采用光谱分段为4段时，对卤素灯光源在探测端采用权重补偿的方法，可以有效地抑制调焦调平系统的工艺适应性误差。
对于图11、图12和图13中的调焦调平系统，若取光谱分段为4段，以覆盖500nm～900nm的LED光源灯组为例，图19是500nm～900nm的LED光源灯组时，探测器接收的宽光谱非偏振信号的不同光谱和偏振的分布图，由于其为非偏振态，所以其s、p光的光谱分布相等。某典型的三种含金属的工艺膜层为在硅基底上方沉积铜(Cu)和光刻胶、钨(W)和光刻胶或者铝(Al)和光刻胶，在图19的接收信号的条件下，根据式(3)计算所得的工艺适应性误差曲线如图20所示，此时最大工艺适应性误差为钨W作为基底时产生的，约为79.0nm。
通过仿真计算，获取在三种常见金属基底工艺膜层的前提下使GH最小时的s光和p光的补偿系数sn和pn曲线如图21所示，此时补偿后的等效光强如图22所示，对于同一典型三种常见金属基底的工艺膜层的工艺适应性误差曲线如图23所示，此时最大工艺适应性误差为铝Al作为基底时产生的，约为13.5nm，，说明采用光谱分段为4段时，对LED灯组光源在探测端采用权重补偿的方法，可以有效地抑制调焦调平系统的工艺适应性误差。
本实施例还提供一种光刻设备，包括上述所述的调焦调平系统。
图24是本实施例中一种调焦调平方法的流程图；如图24所示，本实施例提供一种调焦调平方法，采用上述所述的调焦调平系统测量，包括：
步骤S10，光源单元发出宽带光束；
步骤S20，投影成像单元产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
步骤S30，探测成像单元接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
步骤S40，所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器；
步骤S50，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数或者调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
在步骤S50中，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数或者通过光源或者在照明光路中调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制，包括以下子步骤：
步骤S51，获取不同膜层的信息；
步骤S52，将所述不同膜层的信息带入仿真模型中，通过权重补偿系数对不同光谱和不同偏振信号进行补偿或者通过光源或者在照明光路中调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以获得所述不同膜层的工艺适应性测量误差最小时的对应的光谱权重和偏振权重；
步骤S53，动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
在步骤S51中，所述膜层信息包括膜层的材料、膜层的厚度和膜层的结构。不同膜层的信息例如是典型的三种含金属的工艺膜层，典型的三种含金属的工艺膜层为在硅基底上方沉积铜和光刻胶、钨和光刻胶或者铝和光刻胶。
在步骤S52中，通过将不同膜层信息代入仿真模型确定合适的光谱光强权重和偏振比权重p1、p2…pn，s1、s2…sn。
在步骤S53中，在对某一待测目标的测试中，会遇到一个或多个工艺膜层，此时可以调用采集到的不同工艺膜层的各光谱的不同偏振态的能量，从而动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
综上可见，在本发明提供的调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法中，所述调焦调平系统通过所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束并将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器，所述调焦调平方法通过获得不同光谱信息和偏振信息的测量信号，对测量信号中的不同光谱信息和偏振信息分别提取，通过对不同工艺膜层材料组成和不同工艺厚度组成导致的工艺适应性进行工艺仿真，从而对不同光谱和偏振采取有针对性的权重调整，相比于常规探测宽光谱非偏振信号，可以更有效地降低调焦调平系统的工艺适应性误差，提高调焦调平系统的测量精度。并且能够对非线型标记的反射光进行探测，避免了硅片上图案对反射光串扰，提高探测精度。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (14)
1.一种调焦调平系统，其特征在于，包括：光源单元、投影成像单元、探测成像单元、分光偏振单元和探测器单元，
所述探测器单元包括多个探测器；
所述光源单元用于提供宽带光束；
所述投影成像单元用于产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
所述探测成像单元用于接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
所述分光偏振单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器。
2.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光偏振单元包括分光单元和偏振分束单元，所述分光单元用于将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束，所述偏振分束单元用于将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光。
3.如权利要求1所述的调焦调平系统，其特征在于，相邻的所述分光单元的反射面分别呈斜向上和斜向下设置，相邻波长的窄带光束对应的所述偏振分束单元和所述探测器单元分别位于所述宽带光束的主光线的两侧。
4.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元包括二向色镜或者二向色膜。
5.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述偏振分束单元包括偏振分束片或者偏振分束膜。
6.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元和偏振分束单元为相互独立设置的。
7.如权利要求6所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上，所述宽带光束经所述分光单元分光成多个窄带光束，所述窄带光束进入所述偏振分束单元。
8.如权利要求2所述的调焦调平系统，其特征在于，所述分光单元和偏振分束单元为固定在一个棱镜组中，所述宽带光束的主光线垂直入射和出射所述棱镜组。
9.如权利要求8所述的调焦调平系统，其特征在于，所述棱镜组为矩形的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
10.如权利要求8所述的调焦调平系统，其特征在于，所述棱镜组为不规则形状的棱镜组，所述棱镜组的所述分光单元均在所述宽带光束的主光线上。
11.一种光刻设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的调焦调平系统。
12.一种调焦调平方法，其特征在于，采用如权利要求1-10中任一项所述的调焦调平系统测量，包括：
光源单元发出宽带光束；
投影成像单元产生标记像并将带有标记像的宽带光束投射在待测目标面上；
探测成像单元接收含有所述待测目标面高度信息的标记像的宽带光束；
所述分光偏振单元将所述探测成像单元出射的宽带光束分成多个窄带光束以及将每个窄带光束分成P偏振光和S偏振光并传输至不同的所述探测器；
根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数或者调整投射在待测目标面上的宽带光束的光谱或者偏振，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
13.如权利要求12所述的调焦调平方法，其特征在于，根据所述待测目标面上的不同膜层，调整不同光谱和不同偏振信号的权重补偿系数，以动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制的步骤包括：
获取不同膜层的信息；
将所述不同膜层的信息带入仿真模型中，通过权重补偿系数对不同光谱和不同偏振信号进行补偿，以获得所述不同膜层的工艺适应性测量误差最小时的对应的光谱权重和偏振权重；
动态地对待测目标面的工艺适应性误差进行抑制。
14.如权利要求12所述的调焦调平方法，其特征在于，所述膜层信息包括膜层的材料、膜层的厚度和膜层的结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210910481.4A CN117518724A (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210910481.4A CN117518724A (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117518724A true CN117518724A (zh) | 2024-02-06 |
Family
ID=89759316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210910481.4A Pending CN117518724A (zh) | 2022-07-29 | 2022-07-29 | 调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117518724A (zh) |
-
2022
- 2022-07-29 CN CN202210910481.4A patent/CN117518724A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI294518B (en) | Scattermeter and method for measuring a property of a substrate | |
| US7046361B1 (en) | Positioning two elements using an alignment target with a designed offset | |
| US9176048B2 (en) | Normal incidence broadband spectroscopic polarimeter and optical measurement system | |
| TWI360653B (en) | Inspection method and apparatus, lithographic appa | |
| US8724109B2 (en) | Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization | |
| US11243070B2 (en) | Apparatus and method for multilayer thin film thickness measurement using single-shot angle-resolved spectral reflectometry | |
| KR102120551B1 (ko) | 오버레이 측정장치 | |
| JP4940218B2 (ja) | 光学フォーカスセンサ、検査装置及びリソグラフィ装置 | |
| TWI569002B (zh) | 精密測定工具、反射折射光學系統、及精密測定方法 | |
| US20220326008A1 (en) | Overlay measurment device | |
| JP5559294B2 (ja) | 光ビームの特性を検出するためのビーム特性モニタ | |
| US20200278295A1 (en) | Beam Pointing Monitor and Compensation Systems | |
| JPH06177012A (ja) | アライメント装置 | |
| TW202117309A (zh) | 量測方法 | |
| US11467507B2 (en) | Radiation system | |
| JP6619883B2 (ja) | メトロロジ装置における照明方法およびメトロロジ装置 | |
| KR970003422A (ko) | 다층 박막 시스템을 기판상에 형성하고 박막의 2개의 표면 사이의 거리를 측정하는 방법 및 장치 | |
| CN105446082B (zh) | 套刻误差测量装置及方法 | |
| CN115023658A (zh) | 小型化重叠测量系统的光学设计 | |
| US9534888B2 (en) | Detection apparatus, measurement apparatus, exposure apparatus, method of manufacturing article, and measurement method | |
| JP2003007601A (ja) | ２つの物体の間隔測定方法とそれを用いた半導体露光方法、および間隔測定装置、半導体露光装置 | |
| CN117518724A (zh) | 调焦调平系统、光学设备及调焦调平方法 | |
| JP2023019695A (ja) | 計測装置、計測方法、基板処理装置、および物品の製造方法 | |
| JP2004354330A (ja) | 結像光学系の調整方法、マーク位置検出装置の調整方法、マーク位置検出装置、調整用基板、および結像光学系の評価方法 | |
| JPH08124835A (ja) | アライメント装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |