CN1143201A - 多功能光接收器 - Google Patents

Abstract

一种曝光装置，包含置于掩模平台上的掩模以接收照射光。掩模平台和工件平台之间有一投影透镜通过接收照射光在工件平台成像。第一标记刻在掩模上探测掩模平台和工件平台移动平行度。第二标记刻在掩模上与上述第一标记一起移动测量投影透镜放大率的变化。第三标记刻在掩模上确定投影透镜的焦点。第一光学探测部件置于工件平台上，其上刻有第四标记，以帮助第一、第二标记的移动。第二光学探测部件置于上述工件平台上，用来探测照射光。

Description

多功能光接收器

本发明总的涉及一种用于曝光设备的光接收器，尤其是具有多种功能，用于装配或再装配装备的光接收器。这些功能包括用一种光接收器自动地探测光源照射的光均匀率；观察投射透镜的放大率的改变；计算两个平台移动的平行度；和计算投影透镜的焦点位置。

图1中示出了一种普通的光接收器，如以下所述。

图1的图解描绘出普通光接收器的操作***。此***包括一个第一平台100，它接收照射光S1并放置一个掩模；一个在其中成像的成像第二平台103；以及，一个光学探测部件102，它通过在第二平台103上左右移动，来测量和控制照射光强度的分布。***还包括一个电源(未示出)。

当使用者启动电源时，按照以上结构的普通光接收器开始移动。移动开始时，照射光经第一平台100进来，并通过成像透镜101在第二平台103上形成一个像。这时，光学探测部件102通过在第二平台上从左到右，然后从右到左的移动，来测量和控制照射光的强度分布。

在现有技术中，当装配或再装配曝光装备时，***进行以下几步，以将工件定位在投影透镜的焦点。***重复进行以下的同一过程，以确定焦点：将工件置于任一点，用光源曝光，在显影处理后，用视觉确定焦点的位置；将工件朝光轴移动，再次用光源曝光，并在显影处理后用视觉确定焦点的位置，等等。

因此，在实际操作曝光装备时，在每一个曝光时间，工件总是位于由以上过程确定的焦点上。

可是，这种已有的光接受器有几个缺陷，其中，它只完成了一种如以上所述那样的手段来控制曝光强度率，以保持它处于均匀曝光下。另外，它只能通过重复的手动操作，将它置于焦点。

因此，本发明的目标是提供一种光接收器，它具有多个功能：通过一种光接器，自动探测光源照射的光均匀率；观察投影透镜放大率的改变；计算两个平台移动的平行度和投影透镜的聚焦位置，以克服已有设备的问题和缺点。

按照本发明，为达上述目的，此具有多功能的光接收器，如这里以技术方案广义说明的，包括：一个掩模平台来接收照射光；一个投影透镜接收上述照射光来成像；一个第一标记来探测两个平台移动的平行度，该标记置于上述掩模平台上。一个第二标记，它和上述第一标记一起移动，来测量放大率的变化。以及，一个其上布置有一个第三标记的掩模，来确定投影透镜的焦点；一个用于成像的工件平台；一个第一光学探测部件，其上布置有一个第四标记，来帮助上述第一和第二标记的移动，它被安置在上述工件平台上，用来探测照射光；以及，一个第二光学探测部件，其上布置有一个第五标记，来帮助上述第三标记的移动，它被安置在上述工件平台上，来探测照射光。

图1是一个描绘惯用光接受器的操作***的示意图；

图2是按照本发明的一个优选实施例的多功能光接收器的透视图；

图3A和3B是按照本发明的优选实施例，一个多功能光接收器的光学探测部件的详细图解；

图4A和4B是如附图2所示的工件平台的一部分结构的详细图解；

图5是按照本发明的优选实施例，用于测量多功能光接收器中的两平台移动的平行度的***的详细图解；

图6是按照本发明的优选实施例，用于测量多功能光接收器中的投影透镜的放大率的改变的***的详细图解；

图7A至图7C是按照本发明的优选实施例，用于确定多功能光接收器中的投影透镜的焦点的***的详细图解；

图8是按照本发明的优选实施例，多功能光接收器中的光学探测部件的另一种构造的示意图；以及

图9是按照本发明的优选实施例，多功能光接收器中的光学探测部件的另外一种构造的示意图。

以下将对本发明的优选实施例作详细的描述，其中的例子如附图所示。在这些附图中，指示同一个或相似部件，将尽可能使用相同的参照符号。

图2是展示按照本发明的优选实施例的多功能光接收器的透视图。图3A和3B是展示按照本发明的优选实施例的多功能光接收器的光学探测部件的详图。

图4A和4B是展示如附图2中示出的工件平台的一部分的结构的详图。图5是按照本发明的优选实施例，测量多功能光接收器中的两个平台的移动平行度的***的详图。图6是按照本发明的优选实施例，测量多功能光接收器中的投影透镜的放大的变化的***的详图。

图7A至7C是按照本发明的优选实施例，确定多功能光接收器中的投影透镜的焦点的***的图示。图8是按照本发明的优选实施例，多功能光接收器中的光学探测部件的其它构造的图示。图9是按照本发明的优选实施例，多功能光接收器中的光学探测部件的另一种构造的图示。

如图2所示，按照本发明的优选实施例，具有多种功能的光接收器的构造如下：

一个掩模2被放置在掩模平台1上，用以接收照射光S1。第一标记3刻在掩模2上，用以探测两个平台移动的平行度。第二标记4刻在掩模2上，通过与第一标记3一起移动，来测量投影透镜6的放大率的变化。第三标记5记在掩模2上，用来确定投影透镜6的焦点。工件平台7优选地放在掩模平台1下面。

投射透镜6优先放置在掩模平台1和工件平台7之间，用以通过接收上述照射光S1和将照射光S1聚焦在工件平台7上，来在工件平台上形成一个像。第一光学探测部件10和第二光学探测部件11放置在工件平台7上，以探测照射光S1。第四标记8刻在第一光学探测部件10上，以帮助第一标记3和第二标记4的移动。第五标记9刻在第二光学探测部件11上，以帮助第三标记5的移动。

图3A和3B分别展示了第一和第二光学探测部件10和11，包括第四标记8和第5标记9的详细结构。图4A和4B展示了分别刻在部件10和11上的，第四标记8和第5标记9的详细结构。

如图8所示，工件平台7和光学探测部件10和11可以这样一种方式构造，即第一光学探测部件10和第二光学探测部件11被放置在工件台的边沿上。

如图9所示，第一光学探测部件10和第二光学探测部件11可以放在工件平台7上。同时把第四标记8和第5标记9刻在另外的第二掩模12上，然后，将此掩模12放置在工件平台7上。

按照本发明的优选实施例，有上述构造的多功能光接收器的操作如下所述。

首先，该光接收器的优选实施例按以下方法探测照射光的强度。在移开放在掩模平台1上的掩模2后，光接收器只使用放在工件平台7上的第一光学探测部件10和第二光学探测部件11，来探测照射光的强度。

其次，光接收器的优选实施例按以下方法测量在掩模平台1和工件平台7中移动的平行度。如图5中所示，通过使用刻在掩模2上的第一标记3和放在工件平台7上的第四标记8，来获得1和7两个平台的坐标。

通过在第一标记3和第四标记8之间安置一投影透镜6，在工件平台7的第四标记8上，形成了刻在掩模2上的第一标记3的一个像。通过重新安排第一标记3和第四标记8，确定了两个平台的相对坐标。第一标记3和第四标记8的相应位置，要通过将掩模1和工件平台7移至任意位置，重新安排它们，并按照第一和第四标记3和8的重叠程度，探测在第一光学探测部件10中的光强的变化，等步骤来确定。一个这样做的例子见下文所述。

假定，上述***中的掩模平台1的坐标为(x，y)＝(0，0)，工件平台7的坐标为(X，Y)＝(0，0)。如果1和7两个平台移动一恒定距离，每个平台1和7的相对坐标就能被确定。这时，掩模平台1的坐标为(x，y)＝(a，b)，则工件平台7的坐标为(X，Y)＝(A，B)，并有如下公式： $\tan \mathrm{\θ}=\frac{A-a}{B}$

在上式中，如tanθ＝0，1和7两个平台就互相平行。如果tanθ不等于0，1和7两个平台之间就不平行。因此，如果1和7两平台的程度用一个偏移值给出，它可以用来补偿并总使移动保持平行。

第三，对投影透镜6的放大率的变化进行的测量如下：

如图6所示，为测量上述掩模平台1和工件平台7的移动的平行度，要通过排列工件平台7上的第四标记8和掩模2上的第一标记3来确定相对坐标。然后，通过再次移动工件平台7，将第四标记8移到掩模2上的第二标记4下的位置上，来确定第二标记4的相对坐标。投影透镜的放大率的变化则通过比较工件平台7的由上述两坐标表示的移动距离R_m和掩模2上3和4两个标记之间的距离R_d来观测。

第四，投影透镜6的焦点位置的确定按以下方式进行：

如图7所示，在将工件平台7移到投影透镜6的焦点附近后，第三标记3通过投影透镜6形成一个像。此时，如工件平台7被向右扫描，从第二光学探测部件11上得到的光强改变是一条正弦曲线的形式。如果工件平台7在沿光轴Z移动一短距离后，又再次被向左扫描，分类信号的宽度就产生变化。重复这种扫描过程，直到找到产生最小宽度的分类信号(sort signal)的工件平台7的位置为止。工件平台7的这个位置即是投影透镜6的焦点P。

在以上的多功能光接收器中，图8中所示的实施例的工件平台7的移动和附图2中所示的实施例是一样的，尽管它们的光学探测部件10和11的构造不一样。这时候，工件平台7的最大转移距离应该大。

在上述多功能光接收器中，图9中所示的实施例中使用的工件平台7的移动与图2中的实施例中的一样，尽管其光学探测部件10和11的构造也有所不同。在此实施例中，掩模2须置于掩模平台1之上，同时第二掩模12置于工件平台7之上。另外，刻在第二掩模12上的第四标记8和第五标记9，应该精确地置于第一光学探测部件10和第二光学部件11之上。

综上所述，本发明提供了一种多功能光接收器，它使用一种光接收器，自动探测光源曝光的光均匀率；观测投影透镜的放大率的改变；计算两平台移动的平行度，并计算投影透镜的焦点位置。

Claims (9)

1、一种多功能光接收器，包含：

一个掩模平台，带有一个掩模，用来接收照射光并让全部或部分照射光作为经过掩模后的光通过；

一个工件平台；

一个投影透镜，有一个焦点，用来通过接收经过掩模后的光，在工件平台上形成一个像；

一个在掩模上的第一标记，用来探测掩模平台和工件平台移动的平行度；

一个在掩模上的第二标记，用于通过与该第一标记一起移动，来测量投影透镜的放大率的改变；

一个在掩模上的第三标记，用来确定投影透镜的焦点；

一个在工件平台上的第一光学探测部件，用以探测照射光。在此第一光学探测部件上，有一个第四标记，用来帮助该第一和第二标记的移动；以及

一个在工件平台上的第二光学探测部件，用以探测照射光。在此第二光学探测部件上，有一个第五标记，用来帮助第三标记的移动。

2、按照权利要求1所述的光接收器，其中，第一和第二光学探测部件置于工件平台的边沿。

3、按照权利要求1所述的光接收器，其中，第一、第二和第三标记都在掩模平台上，用以产生掩模平台和工件平台移动中的平行度，测量投影透镜的放大率的改变，和确定投影透镜的焦点位置。

4、按照权利要求1所述的光接收器，其中，通过将该第一和第二光学探测部件放置在工件平台的中部，减小了工件平台的最大移动距离。

5、按照权利要求1所述的光接收器，其中，互相分开的第一、第二和第三标记被用来调节放大率，测量掩模平台和工件平台的移动的平行度，以及确定投影透镜的焦点。

6、按照权利要求1所述的光接收器，其中，该第一和第二标记包含一个裂隙结构和光接收件，以确定投影透镜的焦点。

7、按照权利要求1所述的光接收器，其中，该标记和光接收器使用一个标记，它包含一个非周期排列的裂隙结构和一个光接收件，来探测平台移动的平行度，测量投影透镜放大率的改变。

8、一种多功能光接收器，包含：

一个掩模平台，带有一个第一掩模，用于接收照射光并让全部或部分照射光作为经掩模后的光通过。

一个工件平台，带有一个第二掩模；

一个投影透镜，带有一个焦点，用来通过接收经掩模后的光和将此经掩模后的光聚焦到工件平台上，在工件平台上形成一个像；

一个位于掩模平台上的第一标记，用于探测掩模平台和工件平台的移动的平行度；

一个位于掩模平台上的第二标记，它与上述第一标记一起移动，用来测量投影透镜放大率的改变；

一个位于掩模平台上的第三标记，用来确定投影透镜的焦点；

一个位于工件平台上的第一光学探测部件，用来探测照射光；

一个位于第二掩模上的第四标记，用于帮助该第一和第二标记的移动；

一个位于工件平台上的第二光学探测部件，用于探测照射光；以及

一个位于第二掩模上的第五标记，用于帮助第三标记的移动。

9、按照权利要求8所述的光接收器，其中，第一和第二光学探测部件位于工件平台的边沿，第四和第五标记位于第二掩模的边沿。

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