一种用于物镜像质检测的光束扫描台

1.本发明涉及微电子专用设备技术领域，具体涉及一种用于物镜像质检测的光束扫描台，是基于哈特曼波前测量原理的物镜像质检测台的子模块。


背景技术：

2.光刻工艺是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀工艺将掩模上的图形逐层转移到所在衬底上，最终在硅片上形成几十层复杂的电路结构。物镜的成像质量直接影响光刻图形及套刻的质量，物镜的像质检测显得尤为重要。夏克-哈特曼波前传感器是基于波前检测技术对物镜进行像质检测的传感器之一，是一种用于物镜波像差及畸变测量的传感器。光束扫描台是配合哈特曼对物镜进行像质检测的模块之一，其结合掩模台、搭载哈特曼传感器的精密工件台，可以对物镜进行像质检测。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种物镜像质检测的光束扫描台，是基于哈特曼波前测量原理的物镜像质检测台的子模块。其结合掩模台、搭载哈特曼传感器的精密工件台及环控系统组成物镜像质检测测试台，可以对物镜进行像质检测。
4.本发明采用的技术方案是：
5.一种用于物镜像质检测的光束扫描台，是基于哈特曼波前测量原理的物镜像质检测台的子模块，包括xyz电动移动台，光束反射镜组以及聚光镜。所述xyz电动平移台可以实现聚光镜三自由度高精度定位运动，使聚光镜可以沿着包含针孔阵列的掩模板做xy方向的扫描运动；光束反射镜组由两块反射镜组成，分别安装在xyz电动移动台的x运动层和y运动层，分别跟随xyz电动移动台沿x和y方向移动，将物镜像质检测光源引入聚光镜。聚光镜安装在xyz电动移动台上，将物镜像质检测光源汇聚成点光源，照射至掩模板上。
6.进一步的，所述xyz电动移动台由y移动模组、y位移测量传感器、x移动模组、x位移测量传感器、z手动位移台、y导轨、z压电台、聚光镜镜筒组成。所述y移动模组由电机、丝杠、导轨组成，与y导轨组成y向运动的驱动和执行机构；y位移测量传感器实时测量y方向的位移，将y向位移值反馈给电机控制器，实现高精密的y向闭环直线运动；x移动模组安装在y移动模组上层，由电机、丝杠、导轨组成，是x向运动的驱动和执行机构；x位移测量传感器实时测量x方向的位移，将x向位移值反馈给电机控制器，实现高精密的x向闭环直线运动；z手动位移台安装在x移动模组上，实现聚光镜焦面的粗调；z压电台安装在z手动位移台上，实现聚光镜纳米级的焦面精调；聚光镜镜筒安装在z压电台下方，用于安装聚光镜。
7.进一步的，所述光束反射镜组由y反射镜、y反射镜调整架、x反射镜、x反射镜调整架组成。所述y反射镜安装在y反射镜调整架上，y反射镜调整架可以实现y反射镜角度的调整，用于模块集成时光束方向的调整；x反射镜安装在x反射镜调整架上，x反射镜调整架可以实现x反射镜角度的调整，用于模块集成时光束方向的调整；y反射镜调整架安装在xyz电
动移动台的y运动层上，可以跟随xyz移动台做y方向的直线运动；x反射镜调整架安装在xyz电动移动台的x运动层上，可以跟随xyz移动台做x和y方向的直线运动。
8.进一步的，所述聚光镜安装在聚光镜镜筒里，其光轴与聚光镜镜筒轴线重合，可以跟随xyz电动移动台做xyz三个自由度的运动。
9.本发明的优点在于：
10.(1)、本发明是一种物镜像质检测的光束扫描台，是基于哈特曼波前测量原理的物镜像质检测台的子模块。哈特曼波前测量掩模板上的针孔阵列都是微米级的小孔，该发明可以实现聚光镜亚微米级的水平步进定位运动和纳米级的调焦运动，可以精确将透过聚光镜的点光源穿过小孔，经过物镜被安装在工件台上的哈特曼传感器接收。
11.(2)、由于物镜测试台的哈特曼测试光源都是从整机外围引入，但由于光纤过长会影响光源传输质量，所以光纤通常长度有限，不宜通过光纤直接引入光源至聚光镜且随聚光镜做水平向的步进运动。本发明可以实现无论聚光镜做x方向运动或y方向运动，物镜像质检测光源都可通过y反射镜和x反射镜进入聚光镜，将物镜像质检测光源汇聚成点光源，照射至掩模板上。
附图说明
12.图1为本发明一种物镜像质检测的光束扫描台的总体结构图。图中，100-xyz电动移动台；200-光束反射镜组；300-聚光镜。
13.图2为xyz电动移动台结构图。图中，101-y移动模组、102-y位移测量传感器、103-x移动模组、104-x位移测量传感器、105-z手动位移台、106-y导轨、107-z压电台、108-聚光镜镜筒。
14.图3为光束反射镜组结构图。图中，201-y反射镜、202-y反射镜调整架、203-x反射镜、204-x反射镜调整架。
具体实施方式
15.为了使本发明的特点和优点更加明显易懂，下面对本发明的具体实施做详细说明。
16.如附图1所示，本发明是一种物镜像质检测的光束扫描台，是基于哈特曼波前测量原理的物镜像质检测台的子模块，包括xyz电动移动台100，光束反射镜组200以及聚光镜300。所述xyz电动平移台100可以实现聚光镜300三自由度高精度定位运动，使聚光镜300可以沿着包含针孔阵列的掩模板做xy方向的扫描运动；光束反射镜组200由两块反射镜组成，分别安装在xyz电动移动台100的x运动层和y运动层，分别跟随xyz电动移动台100沿x和y方向移动，将物镜像质检测光源引入聚光镜300。聚光镜300安装在xyz电动移动台100上，将物镜像质检测光源汇聚成点光源，照射至掩模板上。
17.如图2所示，xyz电动移动台100由y移动模组101、y位移测量传感器102、x移动模组103、x位移测量传感器104、z手动位移台105、y导轨106、z压电台107、聚光镜镜筒108组成。所述y移动模组101由电机、丝杠、导轨组成，与y导轨106组成y向运动的驱动和执行机构；y位移测量传感器102实时测量y方向的位移，将y向位移值反馈给电机控制器，实现高精密的y向闭环直线运动；x移动模组103安装在y移动模组101上层，由电机、丝杠、导轨组成，是x向
运动的驱动和执行机构；x位移测量传感器104实时测量x方向的位移，将x向位移值反馈给电机控制器，实现高精密的x向闭环直线运动；z手动位移台105安装在x移动模组103上，实现聚光镜焦面的粗调；z压电台107安装在z手动位移台105上，实现聚光镜纳米级的焦面精调；聚光镜镜筒108安装在z压电台107下方，用于安装聚光镜300。
18.如图3所示，光束反射镜组200由y反射镜201、y反射镜调整架202、x反射镜203、x反射镜调整架204组成。所述y反射镜201安装在y反射镜调整架202上，y反射镜调整架202可以实现y反射镜201角度的调整，用于模块集成时光束方向的调整；x反射镜203安装在x反射镜调整架204上，x反射镜调整架204可以实现x反射镜203角度的调整，用于模块集成时光束方向的调整；y反射镜调整架202安装在xyz电动移动台100的y运动层上，可以跟随xyz移动台100做y方向的直线运动；x反射镜调整架203安装在xyz电动移动台100的x运动层上，可以跟随xyz移动台100做x和y方向的直线运动。
19.如图1、2所示，聚光镜300安装在聚光镜镜筒108里，其光轴与聚光镜镜筒108轴线重合，可以跟随xyz电动移动台100做xyz三个自由度的运动。
20.该扫描台使用时，搭载聚光镜300的xyz电动移动台100可以实现高精度的xyz定位运动，使聚光镜可以沿着包含针孔阵列的掩模板做xy方向的步进扫描运动；同时由于y反射镜201可以跟随xyz电动移动台100做y方向的直线运动，x反射镜203可以跟随xyz电动移动台100做x和y方向的直线运动，这样可以实现无论聚光镜300做x方向运动或y方向运动，物镜像质检测光源都可通过y反射镜201和x反射镜203进入聚光镜300，将物镜像质检测光源汇聚成点光源，照射至掩模板上。
21.本发明未详细阐述部分属于本领域的公知技术。