双频激光测量系统及其在lC加工设备中的应用

平面座标测量系统中考虑的问题

　　平面座标测量即确定平面上某一点相对于笛氏座标系的位置，对于IC加工设备来说，就是确定掩模或硅片表面上某一点相对于测量座标系的座标位置。IC加工设备中精密工件台的座标测量方法，普遍采用激光干涉仪法。从表1列出的工件台技术数据中指出其定位精度在(0.1~0.2)um的范围内，为减小测量误差对定位精度的影响，激光测量光路的布局应满足平面座标测量的基本原则:

　　1.通常规定在门一平面内两正交的测量激光束a、b构成的平面为测量座标系aob(或称定座标系)，示于图4(a)，要求y方向的两束浙光束和成的平而必拭J卜面正交，因为激光束具有良好的直红性，选择高质量的光学镜头及仔细训整光路，可以认为两激光束a、b是正交的。固定在运动台面上的L形长条平面反射镜(测量基础器)构成的座标AOB称为运动座标系，所构成的平面必须共禅正交，为保证裁座标系的共画正交，必须采用整休L形的反射镜。因为镜面的不平度和正交性误差影响测量精度，其镜面的不平反要求为△，左于十分之一波长(入/10)，工作面的垂直面△2小于1角秒。

　　2.激光光路的布局必须遵循阿贝原则:

　　即x、y方向测量激光束的光轴的交点，必须与被测量点轴线(z轴)交于一点。对于光刻机而言是指测量光轴对光刻轴交于一点，对于电子束曝光机而言是指x、y方向激光束与扫描电子束中心轴线三者相互垂直的交于一点(图4b所示)，也就是说激光测量的光学平面与电子束的扫描平面相重合。因此对工件台导轨运动的直终性有较产的要求，导轨的水平不平度△2小于2角秒，导轨垂直方向不平度△4小于3角秒，工件台的台面垂直跳动△5在士2微米左右。

　　3.激光测量座标系中要求x、y方向的激光束(图4a中的a线和b线)，垂直入射到L形长条反射镜x、y方向的两个镜面上(图4a的OA而和OB面)，避免余弦误差，因此要求干涉仪在装调过程中合理地选用基准面，保证测量光束与反射镜面的垂直度误差△。在1角分内。

　　除此以外还须考虑干涉仪光路中在x一y方向上的干涉镜同分光镜位于同一基面上，一般安装在同一块L形平板上，使得x、y方向的测量处于等精度测量条件下。工件台的死程误差影响工件台的绝对定位精度和重复定位.精度，因此要尽可能减小干涉镜同被测量点轴线的距离。温度变化是造成死程误差的主要因素，因此工件台要恒温而且温度控制在士0.1℃。还须考虑防振措施(主机自振频率在1赫兹左右)。

参考文献

　　(l〕美国HP公司:55o1ALasertransd胜cersystemaPPlieationnote一LaserandoPties.

　　(2〕卢维美，电子束曝光机激光定位工件台技术评述，《电工电能新技术》，1986，No.4，

　　(3〕卢维美，高精度激光测量系统在电子束曝光机中的应用，嵘传感器应用文选》，中国电子学会非电量电测分会敏感技术应用分会编，1989.

　〔4〕王静汉，电子束曝光机精密x一y工件台研制，嘴光学工程》，1952，No.5。