光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法
2023-09-11 13:04:00
專利名稱：光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法
技術領域：
本發明涉及光刻機，尤其涉及一種光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法。
背景技術：
在光刻機的整機集成過程中，大多數零件、部件的安裝檢測都需要採用高精度調整工裝，以實現光刻機的集成精度。參見圖1，以光刻機的主基板41的上表面所在的平面為XY平面建立三維坐標系， 將右手拇指指向Z軸正方向，其餘四指握拳，其餘四指握拳的方向定義為Rz方向，同理定義 Rx、Ry方向。在光刻機中，Rz的測量基準在掩模臺幹涉儀上，物鏡42頂部設有物鏡頂板43， 物鏡頂板43的上表面在Rz方向上的安裝精度直接影響掩模預對準傳感器的安裝精度，若物鏡頂板43安裝不到位則直接影響物鏡頂板至掩模臺幹涉儀的安裝精度，從而影響掩模臺幹涉儀的安裝精度，最終影響光刻機的曝光產率。從物鏡接口定位銷44至物鏡頂板43的定位面之間距離較遠，通常在800mm左右， 若採用傳統的機械檢測工裝，精度只能達到士700Urad左右，遠低於產品需求的精度指標， 而且光刻機結構複雜、空間布局緊湊，現有技術中光刻機物鏡頂板的檢測裝置無法在線檢測並調整物鏡頂板43的上表面在Rz方向上的位置。針對以上問題，有必要設計一種結構簡單、模塊化、易拆卸的檢測裝置，以滿足對光刻機中部件裝調和檢測維護的需要。
發明內容
本發明的目的在於提供一種光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法，該裝置結構簡單，易裝卸，檢測行程長，適合在線檢測並調整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置，精度尚。為了達到上述的目的，本發明提供一種光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於， 包括下板組件、上板組件、自準直望遠鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準直望遠鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準直望遠鏡，其餘部分則經所述下板組件反射後射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經所述上板組件多次反射後射到所述物鏡頂板參考鏡上，經所述物鏡頂板參考鏡反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述下板組件包括工裝下板、多個工裝定位銷、分光稜鏡、工裝參考鏡和六維調整座；所述工裝下板設有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設置在所述安裝孔的外圓周；所述工裝參考鏡設置在所述工裝下板的上表面上，該工裝參考鏡設有反射面，所述反射面垂直於所述工裝下板的上表面；所述六維調整座設置在所述工裝下板的上表面上；所述分光稜鏡設置在所述六維調整座上。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分光稜鏡的中間設有一半透明半反射膜，該半透明半反射膜與所述分光稜鏡的上表面成45°，所述分光稜鏡的一側面鍍有半透明半反射膜。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述工裝定位銷的底端設有定位銷球頭接口。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述上板組件包括工裝上板、六維調整座和分光稜鏡；所述六維調整座設置在所述工裝上板上；所述分光稜鏡設置在所述六維調整座上。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述上板組件還包括工裝參考鏡，所述工裝參考鏡設置在所述工裝上板上，該工裝參考鏡設有反射面，所述反射面垂直於所述工裝上板。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分光稜鏡為五角分光稜鏡。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述自準直望遠鏡包括分劃板和自準直望遠鏡物鏡；所述分劃板設置在所述自準直望遠鏡物鏡的後焦面處，該分劃板垂直於所述自準直望遠鏡物鏡的光軸。上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其中，所述分劃板上刻有X、Y向指標線像，所述指標線像的零位處與所述自準直望遠鏡物鏡的焦點重合。本發明的另一種技術方案是，使用上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置調整物鏡頂板 Rz向精度的方法，包括以下步驟步驟Si，使用自準直望遠鏡離線安裝調整下板組件；步驟 S2，使用自準直望遠鏡離線安裝調整上板組件；步驟S3，將所述下板組件安裝到物鏡接口定位銷上；步驟S4，將自準直望遠鏡安裝到光刻機上；步驟S5，將所述上板組件安裝到物鏡頂板上；步驟S6，將物鏡頂板參考鏡安裝到所述物鏡頂板上；步驟S7，調整所述物鏡頂板； 步驟S8，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述下板組件工裝下板、多個工裝定位銷、分光稜鏡、工裝參考鏡和六維調整座；所述工裝下板設有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設置在所述安裝孔的外圓周，所述步驟Sl具體為步驟Si. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝下板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼一工裝定位銷的外側壁；步驟Si. 2，定位所述自準直望遠鏡，使所述自準直望遠鏡發射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準直望遠鏡；步驟Si. 3，將所述六維調整座安裝到所述工裝下板上，所述分光稜鏡安裝到所述六維調整座上，使用所述自準直望遠鏡調整所述六維調整座，使所述分光稜鏡的側面平行於所述工裝參考鏡的反射面。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述上板組件包括工裝上板、六維調整座、分光稜鏡和工裝參考鏡；所述步驟S2具體為步驟S2. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝上板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼所述工裝上板的側壁；步驟S2. 2，定位所述自準直望遠鏡，使所述自準直望遠鏡發射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準直望遠鏡；步驟S2. 3，將所述六維調整座安裝到所述工裝上板上，所述分光稜鏡安裝到所述六維調整座上，使用所述自準直望遠鏡調整所述六維調整座，使所述分光稜鏡垂直於所述工裝上板；步驟S3. 4，拆卸下所述工裝參考鏡。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S3具體為所述工裝下板組件通過所述工裝下板的安裝孔套在所述光刻機物鏡的外側壁上，所述工裝定位銷與所述物鏡接口定位銷連接。
上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S4具體為讓所述自準直望遠鏡射出的光束射向所述工裝下板的分光稜鏡上，入射到所述分光稜鏡的光束一部分透過所述分光稜鏡入射到所述工裝參考鏡的反射面上，經所述工裝參考鏡的反射面反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡，觀測所述自準直望遠鏡，調整所述自準直望遠鏡，使所述工裝參考鏡的反射面垂直於所述自準直望遠鏡的光軸，以鎖定所述自準直望遠鏡的位置。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述物鏡頂板上設有上板組件接口， 所述步驟S5中，所述上板組件通過所述上板組件接口安裝到所述物鏡頂板上。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述物鏡頂板上設有參考鏡機械基準，所述物鏡頂板參考鏡設有反射面，所述步驟S6中，所述物鏡頂板參考鏡的反射面緊貼所述參考鏡機械基準，保證所述物鏡頂板參考鏡的反射面垂直於所述物鏡頂板的上表面。上述調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其中，所述步驟S7具體為讓所述自準直望遠鏡射出的光束入射到所述下板組件的分光稜鏡上，入射到所述下板組件的分光稜鏡的光束一部分被該分光稜鏡反射回所述自準直望遠鏡；一部分透過該分光稜鏡入射到所述下板組件的工裝參考鏡的反射面上，被該工裝參考鏡的反射面反射後透過所述下板組件的分光稜鏡返回所述自準直望遠鏡；還有一部分被所述下板組件的分光稜鏡反射後射入所述上板組件的分光稜鏡，入射到所述上板組件的分光稜鏡的光束經該分光稜鏡多次反射後射入所述物鏡頂板參考鏡，並被所述物鏡頂板參考鏡反射，經所述物鏡頂板參考鏡反射的光束沿原光路返回所述自準直望遠鏡，觀測所述自準直望遠鏡，調整所述物鏡頂板，使所述物鏡頂板參考鏡的反射面反射的光束與所述自準直望遠鏡射出的光束平行。本發明光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法，該裝置的各部件結構簡單、易裝卸，可有效規避光刻機空間限制條件，能在線檢測並調整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置；該調整物鏡頂板Rz方向的方法操作簡便；該方法採用機械定位和光學檢測相接合的方式，檢測行程長，調整精度高，調整精度可控制在士365Urad內。
本發明的光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法由以下的實施例及附圖給出。圖1是現有技術中光刻機物鏡的示意圖；圖2是本發明中下板組件的結構示意圖；圖3是本發明中上板組件的結構示意圖；圖4是本發明中自準直望遠鏡的結構示意圖；圖5是本發明中分劃板的結構示意圖；圖6本發明中自準直望遠鏡的工作原理圖；圖7是本發明中下板組件和自準直望遠鏡的安裝示意圖；圖8是本發明中物鏡頂板的俯視圖；圖9是本發明中上板組件的安裝示意圖。
具體實施例方式以下將結合圖2 圖9對本發明的光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法作進一步的詳細描述。
本發明的光刻機物鏡頂板的檢測裝置包括下板組件、上板組件、自準直望遠鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準直望遠鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準直望遠鏡，其餘部分則經所述下板組件反射後射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經所述上板組件多次反射後射到所述物鏡頂板參考鏡上，經所述物鏡頂板參考鏡反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡。參見圖2，所述下板組件包括工裝下板11、多個工裝定位銷12、分光稜鏡13、工裝參考鏡14和六維調整座15 ；所述工裝下板11的中央設有一安裝孔111 ；所述多個工裝定位銷12穿過所述工裝下板11、設置在所述安裝孔111的外圓周；所述工裝定位銷12的底端設有定位銷球頭接口 121 ；所述工裝參考鏡14設置在所述工裝下板11的上表面上，該工裝參考鏡14的反射面141緊貼一工裝定位銷12的外側壁，使所述工裝參考鏡14垂直於所述工裝下板11的上表面；所述六維調整座15設置在所述工裝下板11的上表面上；所述分光稜鏡13設置在所述六維調整座15上；所述分光稜鏡13的中間設有一半透明半反射膜131，該半透明半反射膜131與所述分光稜鏡13的上表面成45°，所述分光稜鏡13的一側面132鍍有半透明半反射膜。參見圖3，所述上板組件包括工裝上板21、六維調整座22、分光稜鏡23和工裝參考鏡24 ；所述工裝上板21呈「L」字形，包括橫板213和豎直板214，所述豎直板214垂直於所述橫板213，該豎直板214設置在所述橫板213的一端；所述工裝參考鏡M設置在所述橫板213的上表面上，該工裝參考鏡M的反射面 241緊貼所述豎直板214的側表面，使所述工裝參考鏡M垂直於所述橫板213的上表面；所述六維調整座22設置在所述橫板213的上表面上；所述分光稜鏡23設置在所述六維調整座22上；所述分光稜鏡23為五角分光稜鏡；所述橫板213設有通光孔211，所述豎直板214設有通光孔212，所述六維調整座 22設有通光孔221，所述六維調整座22的通光孔221與所述橫板213的通光孔211連通。參見圖4，所述自準直望遠鏡30包括分劃板31和自準直望遠鏡物鏡32 ；所述分劃板31設置在所述自準直望遠鏡物鏡32的後焦面處，該分劃板31垂直於所述自準直望遠鏡物鏡32的光軸OA。所述自準直望遠鏡物鏡32的中心為0，所述自準直望遠鏡物鏡32的後焦點為 F'，該自準直望遠鏡物鏡32的後焦距為f'。參見圖5，所述分劃板31上刻有X、Y向指標線像，所述指標線像的零位處與所述自準直望遠鏡物鏡32的後焦點F'重合。所述自準直望遠鏡30射出的光束為平行光束。結合圖4和圖6，說明所述自準直望遠鏡30的工作原理將一平面反射鏡50設置在所述自準直望遠鏡30後，所述自準直望遠鏡30出射的平行光束射到所述平面反射鏡50後會被所述平面反射鏡50反射回來，反射回來的光束經所述自準直望遠鏡30的自準直望遠鏡物鏡32匯聚，在所述自準直望遠鏡30的分劃板31上形成一光斑；若所述平面反射鏡 50的反射面垂直於所述自準直望遠鏡物鏡32的光軸0A，所述自準直望遠鏡30出射的平行光束經所述平面反射鏡50反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡30，在所述分劃板31的指標線像的零位處(即所述自準直望遠鏡物鏡32的後焦點F'處)形成一光斑，如圖4所示；若所述平面反射鏡50的反射面與所述自準直望遠鏡物鏡32的光軸OA之間有一夾角 α，則被所述平面反射鏡50反射回來的光束與所述平面反射鏡50的反射面的法線之間的夾角為2 α，反射回來的光束在所述分劃板31上形成的光斑相對於所述分劃板31的指標線像有一位移L，如圖6所示。由幾何光學定律可知，夾角α與位移L的關係式如下L = 2f' α，即α = L/2f'，其中，f'為所述自準直望遠鏡物鏡32的後焦距，α為所述平面反射鏡50的反射面的傾斜角，因此，可通過光斑相對於指標線像的位移L計算出所述平面反射鏡50的反射面的傾斜角α。本發明光刻機物鏡頂板的檢測裝置的各部件結構簡單、易裝卸，可有效規避光刻機空間限制條件，能在線檢測並調整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置。使用上述光刻機物鏡頂板的檢測裝置調整物鏡頂板Rz向精度的方法包括以下步驟步驟1，離線安裝調整下板組件；步驟1. 1，在實驗平臺上，將所述工裝參考鏡14安裝到所述工裝下板11上，安裝時，所述工裝參考鏡14的反射面141緊貼一工裝定位銷12的外側壁，使所述工裝參考鏡14 垂直於所述工裝下板11的上表面，即利用所述工裝定位銷12的外側壁(機械基準)定位所述工裝參考鏡14 ；步驟1. 2，定位所述自準直望遠鏡30 ；讓所述自準直望遠鏡30發射的平行光束射向所述工裝參考鏡14的反射面141，調整所述自準直望遠鏡30，使所述自準直望遠鏡30發射的平行光束能被所述工裝參考鏡14 的反射面141反射回所述自準直望遠鏡30，並固定所述自準直望遠鏡30的位置；步驟1. 3，將所述六維調整座15安裝到所述工裝下板11上，再將所述分光稜鏡13 安裝到所述六維調整座15上，使用自準直望遠鏡檢測所述分光稜鏡13的側面132是否與所述工裝參考鏡14的反射面141平行讓所述自準直望遠鏡30發射的平行光束射向所述下板組件的分光稜鏡13，一部分入射到所述分光稜鏡13的光束透過所述分光稜鏡13的半透明半反射膜131後射到所述分光稜鏡13的側面132上，入射到所述分光稜鏡13的側面 132上的光束一部分被所述分光稜鏡13的側面132反射，另一部分透過所述分光稜鏡13 的側面132，經所述分光稜鏡13的側面132反射的光束透過所述半透明半反射膜131返回所述自準直望遠鏡30，在所述自準直望遠鏡30的分劃板31上形成一光斑，如圖5中的B， 透過所述分光稜鏡13的側面132的光束射到所述下板組件的工裝參考鏡14的反射面141 上，經所述工裝參考鏡14的反射面反射後透過所述分光稜鏡13的側面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準直望遠鏡30，在所述分劃板31上形成一光斑，如圖5中的C，若光斑不在所述分劃板31的指標線像的零位處，則表明所述分光稜鏡13的側面132與所述工裝參考鏡14的反射面141不平行，先依據光斑偏離所述指標線像的Y'軸的位移，調整所述下板組件的六維調整座15，直至光斑與所述指標線像的Y'軸重合，如圖5中的B'和C'， 此時，所述下板組件完成Rx、Ry方向上的調整，接著依據光斑偏離所述指標線像的X'軸的位移，調整所述下板組件的六維調整座15，直至光斑位於所述指標線像的零位處，此時，所述下板組件完成Rz方向上的調整，所述下板組件已調至理想精度；步驟2，離線安裝調整上板組件；步驟2. 1，在實驗平臺上，將所述工裝參考鏡M安裝到所述工裝上板21，安裝時， 所述工裝參考鏡M的反射面241緊貼所述豎直板214的側表面，使所述工裝參考鏡M垂直於所述工裝上板21的橫板213的上表面，即利用所述工裝上板21的橫板213的上表面 (機械基準)定位所述工裝參考鏡M ；步驟2. 2，定位所述自準直望遠鏡30 ；讓所述自準直望遠鏡30發射的平行光束射向所述工裝參考鏡M的反射面Ml，調整所述自準直望遠鏡30，使所述自準直望遠鏡30發射的平行光束能被所述工裝參考鏡14 的反射面141反射回所述自準直望遠鏡30，並固定所述自準直望遠鏡30的位置；步驟2. 3，將所述六維調整座22安裝到所述工裝上板21上，再將所述分光稜鏡23 安裝到所述六維調整座22上，使用自準直望遠鏡30調整所述分光稜鏡23的位置讓所述自準直望遠鏡30發射的平行光束射向所述上板組件的分光稜鏡23，入射到所述分光稜鏡 23的光束透過所述分光稜鏡23後射到所述上板組件的工裝參考鏡M的反射面241上，被所述工裝參考鏡M的反射面241反射，經所述工裝參考鏡M的反射面241反射的光束透過所述分光稜鏡23返回所述自準直望遠鏡30，在所述自準直望遠鏡30的分劃板31上形成一光斑，若光斑不在所述分劃板31的指標線像的零位處，則表明所述分光稜鏡23不垂直於所述工裝上板21的上表面，先依據光斑偏離所述指標線像的Y'軸的位移，調整所述上板組件的六維調整座22，直至光斑與所述指標線像的V軸重合，此時，所述上板組件完成 Rx> Ry方向上的調整，接著依據光斑偏離所述指標線像的X'軸的位移，調整所述上板組件的六維調整座22，直至光斑位於所述指標線像的零位處，此時，所述上板組件完成Rz方向上的調整，所述上板組件已調至理想精度；步驟3，拆卸下所述上板組件的工裝參考鏡M ；步驟4，安裝所述下板組件；參見圖7，所述下板組件通過所述下板組件的工裝下板11中央的安裝孔111套在所述光刻機物鏡的外側壁上，所述下板組件的工裝定位銷12與光刻機主基板41的物鏡接口定位銷44連接，所述工裝定位銷12底端的定位銷球頭接口 121與所述物鏡接口定位銷 44頂端的定位銷球頭441配合，由機械加工保證了安裝所述下板組件的精度，使所述下板組件相對於光刻機物鏡接口處於理想位置；步驟5，安裝所述自準直望遠鏡30 ；參見圖7，將所述自準直望遠鏡30安裝到光刻機的主基板41上，使所述自準直望遠鏡30出射的平行光束入射到所述下板組件的分光稜鏡13上，入射到所述分光稜鏡13的光束一部分透過所述分光稜鏡13的半透明半反射膜131、所述分光稜鏡13的側面132入射到所述工裝參考鏡14的反射面141上，經所述工裝參考鏡14的反射面反射後透過所述分光稜鏡13的側面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準直望遠鏡30，在所述分劃板 31上形成一光斑，若光斑不在所述分劃板31的指標線像的零位處，則表明所述工裝參考鏡14的反射面141與所述自準直望遠鏡30的自準直望遠鏡物鏡32的光軸OA不垂直，調整所述自準直望遠鏡30，使光斑位於所述指標線像的零位處，即表明所述工裝參考鏡14的反射面141垂直於所述自準直望遠鏡物鏡32的光軸0A，鎖定所述自準直望遠鏡30的位置；步驟6，安裝所述上板組件；參見圖8，光刻機的物鏡頂板43上設有上板組件接口 45，所述上板組件通過所述上板組件接口 45安裝到所述物鏡頂板43上，設置所述上板組件接口 45，由機械加工保證安裝所述上板組件的精度；步驟9，安裝物鏡頂板參考鏡60 ；參見圖8，光刻機的物鏡頂板43上設有參考鏡機械基準47，將所述物鏡頂板參考鏡60安裝到所述物鏡頂板43上，所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61緊貼所述參考鏡機械基準47，保證所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61垂直於所述物鏡頂板43的上表面，設置所述參考鏡機械基準47，由機械加工保證安裝所述物鏡頂板參考鏡60的精度； 步驟10，調整所述物鏡頂板43 ；所述自準直望遠鏡30出射的平行光束入射到所述下板組件的分光稜鏡13的半透明半反射膜131上，一部分光束透過所述半透明半反射膜131射到所述側面132上，其餘的被所述半透明半反射膜131反射；入射到所述側面132上的光束一部分直接被該側面132反射，其餘的則透過該側面132 ；經所述側面132反射的光束透過所述半透明半反射膜131返回所述自準直望遠鏡 30，在所述分劃板31上形成一光斑；透過所述側面132的光束射入所述工裝參考鏡14的反射面141，經所述工裝參考鏡14的反射面141反射後透過所述側面132、所述半透明半反射膜131返回所述自準直望遠鏡30，在所述分劃板31上形成一光斑；經所述半透明半反射膜131反射的光束通過橫板213的通光孔211、所述六維調整座22的通光孔221射入所述分光稜鏡23，經所述分光稜鏡23兩次反射後通過豎直板214 的通光孔212射到所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61上，入射到所述物鏡頂板參考鏡60 的反射面61上的光束經所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射後射回所述分光稜鏡23， 再次經所述分光稜鏡23兩次反射後射回所述半透明半反射膜131，射回所述半透明半反射膜131的光束經所述半透明半反射膜131反射後返回所述自準直望遠鏡30，在所述分劃板 31上形成一光斑；檢測三個光斑是否位於所述指標線像的零位處，若光斑不位於所述指標線像的零位處，則說明所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射的光束與所述自準直望遠鏡30出射的平行光束不平行，即所述物鏡頂板43的上表面在Rz方向上沒有滿足集成精度要求，對所述物鏡頂板43Rz自由度進行調整，使三個光斑均位於所述指標線像的零位處，此時，所述物鏡頂板參考鏡60的反射面61反射的光束與所述自準直望遠鏡30出射的平行光束平行， 完成了所述物鏡頂板43Rz方向的調整；步驟10，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡60。本發明調整物鏡頂板Rz向精度的方法操作簡便。本發明調整物鏡頂板Rz向精度的方法採用機械定位和光學檢測相接合的方式， 檢測行程長，調整精度高，調整精度可控制在士 365Urad內。
權利要求
1.一種光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，包括下板組件、上板組件、自準直望遠鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準直望遠鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準直望遠鏡，其餘部分則經所述下板組件反射後射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經所述上板組件多次反射後射到所述物鏡頂板參考鏡上，經所述物鏡頂板參考鏡反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡。
2.如權利要求1所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述下板組件包括工裝下板、多個工裝定位銷、分光稜鏡、工裝參考鏡和六維調整座；所述工裝下板設有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設置在所述安裝孔的外圓周；所述工裝參考鏡設置在所述工裝下板的上表面上，該工裝參考鏡設有反射面，所述反射面垂直於所述工裝下板的上表面；所述六維調整座設置在所述工裝下板的上表面上；所述分光稜鏡設置在所述六維調整座上。
3.如權利要求2所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述分光稜鏡的中間設有一半透明半反射膜，該半透明半反射膜與所述分光稜鏡的上表面成45°，所述分光稜鏡的一側面鍍有半透明半反射膜。
4.如權利要求2所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述工裝定位銷的底端設有定位銷球頭接口。
5.如權利要求1所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述上板組件包括工裝上板、六維調整座和分光稜鏡；所述六維調整座設置在所述工裝上板上；所述分光稜鏡設置在所述六維調整座上。
6.如權利要求5所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述上板組件還包括工裝參考鏡，所述工裝參考鏡設置在所述工裝上板上，該工裝參考鏡設有反射面，所述反射面垂直於所述工裝上板。
7.如權利要求5或6所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述分光稜鏡為五角分光稜鏡。
8.如權利要求1所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述自準直望遠鏡包括分劃板和自準直望遠鏡物鏡；所述分劃板設置在所述自準直望遠鏡物鏡的後焦面處，該分劃板垂直於所述自準直望遠鏡物鏡的光軸。
9.如權利要求8所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置，其特徵在於，所述分劃板上刻有 X、Y向指標線像，所述指標線像的零位處與所述自準直望遠鏡物鏡的焦點重合。
10.一種使用如權利要求1所述的光刻機物鏡頂板的檢測裝置調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，包括以下步驟步驟Si，使用自準直望遠鏡離線安裝調整下板組件；步驟S2，使用自準直望遠鏡離線安裝調整上板組件；步驟S3，將所述下板組件安裝到物鏡接口定位銷上；步驟S4，將自準直望遠鏡安裝到光刻機上； 步驟S5，將所述上板組件安裝到物鏡頂板上； 步驟S6，將物鏡頂板參考鏡安裝到所述物鏡頂板上； 步驟S7，調整所述物鏡頂板；步驟S8，拆卸下所述下板組件、上板組件和物鏡頂板參考鏡。
11.如權利要求10所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述下板組件工裝下板、多個工裝定位銷、分光稜鏡、工裝參考鏡和六維調整座；所述工裝下板設有一安裝孔；所述多個工裝定位銷穿過所述工裝下板、設置在所述安裝孔的外圓周，所述步驟Sl 具體為步驟Si. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝下板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼一工裝定位銷的外側壁；步驟Si. 2，定位所述自準直望遠鏡，使所述自準直望遠鏡發射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準直望遠鏡；步驟Si. 3，將所述六維調整座安裝到所述工裝下板上，所述分光稜鏡安裝到所述六維調整座上，使用所述自準直望遠鏡調整所述六維調整座，使所述分光稜鏡的側面平行於所述工裝參考鏡的反射面。
12.如權利要求11所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述上板組件包括工裝上板、六維調整座、分光稜鏡和工裝參考鏡；所述步驟S2具體為步驟S2. 1，將所述工裝參考鏡安裝到所述工裝上板上，安裝時，所述工裝參考鏡的反射面緊貼所述工裝上板的側壁；步驟S2. 2，定位所述自準直望遠鏡，使所述自準直望遠鏡發射的光束能被所述工裝參考鏡的反射面反射回所述自準直望遠鏡；步驟S2. 3，將所述六維調整座安裝到所述工裝上板上，所述分光稜鏡安裝到所述六維調整座上，使用所述自準直望遠鏡調整所述六維調整座，使所述分光稜鏡垂直於所述工裝上板；步驟S3. 4，拆卸下所述工裝參考鏡。
13.如權利要求11所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述步驟S3具體為所述工裝下板組件通過所述工裝下板的安裝孔套在所述光刻機物鏡的外側壁上，所述工裝定位銷與所述物鏡接口定位銷連接。
14.如權利要求11所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述步驟S4具體為讓所述自準直望遠鏡射出的光束射向所述工裝下板的分光稜鏡上，入射到所述分光稜鏡的光束一部分透過所述分光稜鏡入射到所述工裝參考鏡的反射面上，經所述工裝參考鏡的反射面反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡，觀測所述自準直望遠鏡，調整所述自準直望遠鏡，使所述工裝參考鏡的反射面垂直於所述自準直望遠鏡的光軸，以鎖定所述自準直望遠鏡的位置。
15.如權利要求10所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述物鏡頂板上設有上板組件接口，所述步驟S5中，所述上板組件通過所述上板組件接口安裝到所述物鏡頂板上。
16.如權利要求10所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述物鏡頂板上設有參考鏡機械基準，所述物鏡頂板參考鏡設有反射面，所述步驟S6中，所述物鏡頂板參考鏡的反射面緊貼所述參考鏡機械基準，保證所述物鏡頂板參考鏡的反射面垂直於所述物鏡頂板的上表面。
17.如權利要求12所述的調整物鏡頂板Rz向精度的方法，其特徵在於，所述步驟S7具體為讓所述自準直望遠鏡射出的光束入射到所述下板組件的分光稜鏡上，入射到所述下板組件的分光稜鏡的光束一部分被該分光稜鏡反射回所述自準直望遠鏡；一部分透過該分光稜鏡入射到所述下板組件的工裝參考鏡的反射面上，被該工裝參考鏡的反射面反射後透過所述下板組件的分光稜鏡返回所述自準直望遠鏡；還有一部分被所述下板組件的分光稜鏡反射後射入所述上板組件的分光稜鏡，入射到所述上板組件的分光稜鏡的光束經該分光稜鏡多次反射後射入所述物鏡頂板參考鏡，並被所述物鏡頂板參考鏡反射，經所述物鏡頂板參考鏡反射的光束沿原光路返回所述自準直望遠鏡，觀測所述自準直望遠鏡，調整所述物鏡頂板，使所述物鏡頂板參考鏡的反射面反射的光束與所述自準直望遠鏡射出的光束平行。
全文摘要
本發明涉及光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法，該裝置包括下板組件、上板組件、自準直望遠鏡和物鏡頂板參考鏡；所述自準直望遠鏡的出射光束入射到所述下板組件上，入射到所述下板組件的光束一部分直接被所述下板組件反射回所述自準直望遠鏡，其餘部分則經所述下板組件反射後射入所述上板組件，射入所述上板組件的光束經所述上板組件多次反射後射到所述物鏡頂板參考鏡上，經所述物鏡頂板參考鏡反射後沿原光路返回所述自準直望遠鏡。本發明涉及光刻機物鏡頂板的檢測裝置及調整方法通過檢測所述自準直望遠鏡的出射光束與所述物鏡頂板參考鏡的反射光束的平行度，可調整物鏡頂板的上表面在Rz方向上的位置，且調整精度高。
文檔編號G01M11/00GK102193322SQ20101011885
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者姜福君, 施勝男 申請人:上海微電子裝備有限公司