TWI845347B - 成像場曲補償組件、光學系統及光刻機 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種成像場曲補償組件、光學系統及光刻機，所述成像場曲補償組件包括補償模組和成像模組，所述補償模組包括球頭補償座，所述球頭補償座用於控制所述成像模組通過繞x軸轉動、繞y軸轉動或繞z軸轉動進行補償。本發明採用球頭補償座調整補償場曲，可避免光學元件改動，有利於提升成像模組的成像品質。另外，球頭補償座採用凸球頭結構，補償過程中避免引入其他自由度串擾影響，可降低補償調整場曲的複雜性，提高補償的效率與製程性。本發明可實現實時在線補償方向並鎖定位置，保證模組化設計，提高補償方向適用性。
Description
本發明涉及光刻機技術領域，特別涉及一種成像場曲補償組件、光學系統及光刻機。
在積體電路晶片生產過程中，為了實現光刻機期望的精度指標，需要精確建立光刻機各個座標系間的關係，使掩模、掩模台、物鏡、待測基板、工件台能夠建立統一的位置關係。其中需要通過對準測量裝置去校測待測基板，對待測基板進行調焦調平，在對準時，使待測基板上的對準標記處於對準測量裝置的檢測範圍內，能夠減少因離焦傾斜引起的測量誤差。
在現有技術中，對準測量裝置包括光源、分束棱鏡、對準鏡頭和成像模組，光源發出的光束入射至分束棱鏡，被分束棱鏡反射至矽片上的對準標記上，並被對準標記反射後形成檢測光，檢測光透過分束棱鏡並入射至對準鏡頭和成像模組。而對準鏡頭存在場曲，將導致圖像局部區域對比度下降以及圖像局部區域存在畸變，這不利於對準影像處理計算，會降低矽片對準測量的複現性。由於不同對準鏡頭場曲補償方向不確定，需離線測試確定補償姿態，操作複雜並且補償過程中引起成像模組其他自由度串擾。
本發明的目的在於提供一種成像場曲補償組件、光學系統及光刻機，以解決鏡頭（尤其是對準鏡頭）存在場曲，不利於對準影像處理計算，降低矽片對準測量的複現性的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種成像場曲補償組件，用於補償鏡頭的場曲，所述成像場曲補償組件包括補償模組和成像模組，所述補償模組包括球頭補償座，所述球頭補償座用於控制所述成像模組通過繞x軸轉動、繞y軸轉動或繞z軸轉動進行補償。
較佳的，所述補償模組還包括鏡頭連接座，所述鏡頭連接座的一端用於與所述球頭補償座連接，所述鏡頭連接座的另一端用於連接所述鏡頭。
較佳的，所述鏡頭連接座與所述球頭補償座通過螺釘和所述球頭固定墊片固定連接。
較佳的，所述補償模組還包括球頭固定墊片，所述球頭固定墊片採用球頭結構。
較佳的，所述球頭補償座的一端採用凸球頭結構，通過所述凸球頭結構控制所述成像模組繞x軸轉動和/或繞y軸轉動並進行補償。
較佳的，所述鏡頭連接座的一端採用凹球頭結構，以通過所述凹球頭結構與所述球頭補償座的凸球頭結構連接。
較佳的，所述球頭補償座的凸球頭結構的一端的端面上設置有多個腰孔，以控制所述成像模組繞z軸轉動的補償。
較佳的，所述球頭補償座的另一端與所述成像模組螺紋連接。
基於同一發明構思，本發明還提供一種光學成像系統，包括對準鏡頭和上述的成像場曲補償組件，所述鏡頭與所述成像場曲補償組件連接，所述成像場曲補償組件用於補償所述鏡頭的場曲。
基於同一發明構思，本發明還提供一種光刻機，包括上述所述的光學成像系統。
在本發明提供的一種成像場曲補償組件中，補償模組包括球頭補償座，通過球頭補償座控制成像模組繞x軸轉動、繞y軸轉動和繞z軸轉動的補償鏡頭的場曲，以使所述成像模組的像面清晰。通過採用球頭補償座調整補償場曲，避免光學元件改動，提升成像模組成像品質。
進一步的，用於連接球頭補償座的鏡頭連接座採用凹形球頭結構，補償過程中避免引入其他自由度串擾影響，降低補償調整場區的複雜性，提高補償的效率與製程性。
進一步的，球頭補償座採用凸球頭結構，可實現實時在線補償方向並鎖定位置，保證模組化設計，提高補償方向適用性。所述成像場曲補償組件補償鏡頭（尤其是對準鏡頭）的成像場曲，有利於對準影像處理計算，提高矽片對準測量的複現性，提高精度。
為使本發明的目的、優點和特徵更加清楚，以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且未按比例繪製，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。此外，附圖所展示的結構往往是實際結構的一部分。特別的，各附圖需要展示的側重點不同，有時會採用不同的比例。還應當理解的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用於區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用於表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關係或者順序關係等。
具體的，圖1是本發明實施例的光學系統的結構示意圖。如圖1所示，本實施例提供一種光學成像系統，包括光源103、反射鏡104、被測樣品105、樣品台106、鏡頭（例如，對準鏡頭101）和成像場曲補償組件102，所述光源103為均勻照明光源，用於提供光束。所述反射鏡104的反射率與透射率比值根據光源103的強度和成像場曲補償組件102的靈敏度設計，在本實施例中，所述反射鏡104例如為反射率和透射率相等，即反射率和透射率比值為50：50的反射鏡，所述光束經所述反射鏡104反射到達所述被測樣品105上，所述被測樣品105位於所述樣品台106上，光束經所述被測樣品105上的對準標記散射後經所述反射鏡104透射進入所述對準鏡頭101和所述成像場曲補償組件102。所述對準鏡頭101和所述成像場曲補償組件102連接，所述對準鏡頭101會產生場曲，所述成像場曲補償組件102用於補償所述對準鏡頭101的場曲，提高對準標記的圖像對比度；降低對準標記的圖像畸變。有利於對準標記的影像處理計算，提高矽片對準測量的複現性。
請參考圖2，本實施例提供一種成像場曲補償組件，用於補償鏡頭的場曲，在本實施例中，所述鏡頭為對準鏡頭101，成像場曲補償組件102包括補償模組和成像模組203，所述補償模組包括球頭補償座202和球頭固定墊片204，所述球頭固定墊片204用於固定所述球頭補償座202，所述球頭補償座202與所述成像模組203連接，所述球頭補償座202控制所述成像模組203繞x軸轉動、繞y軸轉動和繞z軸轉動，所述補償模組用於補償所述對準鏡頭101的場曲，以使所述成像模組203的像面清晰。在其他實施例中，本實施例提供的成像場曲補償組件102也可以補償其他光學鏡頭產生的場曲。
具體的，所述補償模組還包括鏡頭連接座201，所述鏡頭連接座201的一端與所述球頭補償座202連接，所述鏡頭連接座201的另一端連接對準鏡頭101。所述鏡頭連接座201與所述球頭補償座202通過第一螺釘205和所述球頭固定墊片204固定連接。所述球頭固定墊片204位於所述第一螺釘205和所述球頭補償座202之間，所述球頭固定墊片204採用球頭結構，以適應所述成像模組203補償後傾斜角度壓緊固定。在本實施例中，所述成像模組203例如是相機或者感測器，所述感測器例如是二維圖像感測器，將光學強度訊號轉換成電子訊號並完成記錄。所述鏡頭連接座201與所述對準鏡頭101通過第二螺釘206固定連接。
當所述對準鏡頭101成像存在場曲需要補償時，可在線（在線指的是機器沒有停止工作）先微微鬆開第一螺釘205，通過球頭補償座202和鏡頭連接座201的球面配合，可手動同時調整成像模組203的Rx(繞x軸轉動)、Ry(繞y軸轉動)和Rz(繞z軸轉動)姿態，彌補成像場曲一階傾斜量，最後通過球頭固定墊片204鎖緊第一螺釘205固定，補償所述對準鏡頭101的場曲，提高對準標記的圖像對比度；降低對準標記的圖像畸變，有利於對準影像處理計算，提高矽片對準測量的複現性。
請參考圖6，所述球頭補償座202的一端採用凸球頭結構209，以與所述鏡頭連接座201連接，且通過所述凸球頭結構209控制所述成像模組203繞x軸轉動和繞y軸轉動的補償。所述鏡頭連接座201的一端採用凹球頭結構，以與所述球頭補償座202連接。所述球頭補償座202的另一端設置有螺紋介面208，所述球頭補償座202與所述成像模組203通過螺紋介面208連接成為一體。所述球頭補償座202的一端採用球頭型，可控制所述成像模組203的Rx方向和Ry方向的補償，對不確定方向場曲調整提供適宜性，同時球面設計，保證場曲補償時，不引起所述成像模組203的偏心帶入離焦的串擾，降低補償調整場曲的複雜性。
圖5是本發明實施例的圖3中球頭補償座的A向端面結構示意圖，請參考圖5，採用凸球頭結構209的所述球頭補償座202的一端的端面上設置有多個腰孔207，以控制所述成像模組203繞z軸轉動的補償。在本實施例中，所述球頭補償座202的一端的端面上設置有四個腰孔207，腰孔207的長度佔據了所述球頭補償座202的端面的面積的三分之二，在保證所述球頭補償座202可製程性和穩定性的情況下，所述腰孔207可以儘量長，以擴大第一螺釘205的活動範圍。所述腰孔207的寬度至少是所述第一螺釘205的1.1倍。所述球頭補償座202的端面上的腰孔207可以控制Rz方向旋轉，所述腰孔207大小的設計可根據第一螺釘205的調整範圍進行確定，提高場曲補償的製程性。
通過球頭補償座202補償場曲，避免光學元件改動，球頭補償座202採用球面結構，連接所述球頭補償座202的鏡頭連接座201採用凹形球頭結構，場曲補償過程中避免引入其他自由度串擾影響，降低補償調整場曲的複雜性，提高補償的效率。球頭補償座202補償對準鏡頭的成像場曲，有利於對準標記的影像處理計算，提高矽片對準測量的複現性，提高精度。通過成像場曲補償組件102固定在所述對準鏡頭101上，對準鏡頭101的場曲通過球頭補償座202調整所述成像模組203端的傾斜位置進行補償。調整成像端，進一步提升所述成像模組203的成像品質，保證實現模組化設計，提高補償適用性。
本發明還提供一種光刻機，包括上述的光學成像系統。
綜上可見，在本發明提供的一種成像場曲補償組件、光學系統及光刻機中，所述成像場曲補償組件包括補償模組和成像模組，所述補償模組包括球頭補償座，通過所述球頭補償座控制所述成像模組繞x軸轉動、繞y軸轉動和繞z軸轉動的補償對準鏡頭的場曲，以使所述成像模組的像面清晰；採用球頭補償座調整補償場曲，避免光學元件改動，提升成像模組的成像品質；連接所述球頭補償座的鏡頭連接座採用凹形球頭結構，補償過程中避免引入其他自由度串擾影響，降低補償調整場曲的複雜性，提高補償的效率與製程性。球頭補償座採用凸球頭結構，實現實時在線補償方向並鎖定位置，保證模組化設計，提高補償方向適用性；所述成像場曲補償組件補償對準鏡頭的成像場曲，有利於對準影像處理計算，提高矽片對準測量的複現性，提高精度。
需要說明的是，本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可，此外，各個實施例之間不同的部分也可互相組合使用，本發明對此不作限定。
此外還應該認識到，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以限定本發明。對於任何熟悉本領域的具有通常知識者而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍。
101:對準鏡頭
102:成像場曲補償組件
103:光源
104:反射鏡
105:被測樣品
106:樣品台
201:鏡頭連接座
202:球頭補償座
203:成像模組
204:球頭固定墊片
205:第一螺釘
206:第二螺釘
207:腰孔
208:螺紋介面
209:凸球頭結構
圖1是本發明實施例的光學系統的結構示意圖；
圖2是本發明實施例的光學系統的成像側的結構示意圖；
圖3是本發明實施例的成像場曲補償組件的結構示意圖；
圖4是本發明實施例的成像場曲補償組件的安裝調整示意圖；
圖5是本發明實施例的圖3中球頭補償座的A向端面結構示意圖；以及
圖6是本發明實施例的球頭補償座的側面結構示意圖。
201:鏡頭連接座
202:球頭補償座
203:成像模組
204:球頭固定墊片
205:第一螺釘
Claims (7)
- 一種成像場曲補償組件，用於補償一鏡頭的場曲，其中，該成像場曲補償組件包括一補償模組和一成像模組，該補償模組包括一球頭補償座，該球頭補償座用於控制該成像模組通過繞x軸轉動、繞y軸轉動或繞z軸轉動進行補償；該補償模組還包括一鏡頭連接座，該鏡頭連接座的一端用於與該球頭補償座連接，該鏡頭連接座的另一端用於連接該鏡頭；該補償模組還包括一球頭固定墊片，該球頭固定墊片採用球頭結構；該鏡頭連接座與該球頭補償座通過螺釘和該球頭固定墊片固定連接。
- 如請求項1所述的成像場曲補償組件，其中，該球頭補償座的一端採用一凸球頭結構，通過該凸球頭結構控制該成像模組繞x軸轉動和/或繞y軸轉動並進行補償。
- 如請求項2所述的成像場曲補償組件，其中，該鏡頭連接座的一端採用一凹球頭結構，以通過該凹球頭結構與該球頭補償座的該凸球頭結構連接。
- 如請求項2所述的成像場曲補償組件，其中，採用該凸球頭結構的該球頭補償座的一端的端面上設置有多個腰孔，以控制該成像模組繞z軸轉動並進行補償。
- 如請求項4所述的成像場曲補償組件，其中，該球頭補償座的另一端與該成像模組螺紋連接。
- 一種光學成像系統，其中，包括一鏡頭和如請求項1至5中任一項所述的成像場曲補償組件，該鏡頭與該成像場曲補償組件連接，該成像場曲補償組件用於補償該鏡頭的場曲。
- 一種光刻機，其中，包括如請求項6所述的光學成像系統。
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