雙頻激光測量系統(tǒng)及其在lC加工設(shè)備中的應(yīng)用

平面座標(biāo)測量系統(tǒng)中考慮的問題

　　平面座標(biāo)測量即確定平面上某一點(diǎn)相對于笛氏座標(biāo)系的位置，對于IC加工設(shè)備來說，就是確定掩?；蚬杵砻嫔夏骋稽c(diǎn)相對于測量座標(biāo)系的座標(biāo)位置。IC加工設(shè)備中精密工件臺(tái)的座標(biāo)測量方法，普遍采用激光干涉儀法。從表1列出的工件臺(tái)技術(shù)數(shù)據(jù)中指出其定位精度在(0.1~0.2)um的范圍內(nèi)，為減小測量誤差對定位精度的影響，激光測量光路的布局應(yīng)滿足平面座標(biāo)測量的基本原則:

　　1.通常規(guī)定在門一平面內(nèi)兩正交的測量激光束a、b構(gòu)成的平面為測量座標(biāo)系aob(或稱定座標(biāo)系)，示于圖4(a)，要求y方向的兩束浙光束和成的平而必拭J卜面正交，因?yàn)榧す馐哂辛己玫闹奔t性，選擇高質(zhì)量的光學(xué)鏡頭及仔細(xì)訓(xùn)整光路，可以認(rèn)為兩激光束a、b是正交的。固定在運(yùn)動(dòng)臺(tái)面上的L形長條平面反射鏡(測量基礎(chǔ)器)構(gòu)成的座標(biāo)AOB稱為運(yùn)動(dòng)座標(biāo)系，所構(gòu)成的平面必須共禪正交，為保證裁座標(biāo)系的共畫正交，必須采用整休L形的反射鏡。因?yàn)殓R面的不平度和正交性誤差影響測量精度，其鏡面的不平反要求為△，左于十分之一波長(入/10)，工作面的垂直面△2小于1角秒。

　　2.激光光路的布局必須遵循阿貝原則:

　　即x、y方向測量激光束的光軸的交點(diǎn)，必須與被測量點(diǎn)軸線(z軸)交于一點(diǎn)。對于光刻機(jī)而言是指測量光軸對光刻軸交于一點(diǎn)，對于電子束曝光機(jī)而言是指x、y方向激光束與掃描電子束中心軸線三者相互垂直的交于一點(diǎn)(圖4b所示)，也就是說激光測量的光學(xué)平面與電子束的掃描平面相重合。因此對工件臺(tái)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直終性有較產(chǎn)的要求，導(dǎo)軌的水平不平度△2小于2角秒，導(dǎo)軌垂直方向不平度△4小于3角秒，工件臺(tái)的臺(tái)面垂直跳動(dòng)△5在士2微米左右。

　　3.激光測量座標(biāo)系中要求x、y方向的激光束(圖4a中的a線和b線)，垂直入射到L形長條反射鏡x、y方向的兩個(gè)鏡面上(圖4a的OA而和OB面)，避免余弦誤差，因此要求干涉儀在裝調(diào)過程中合理地選用基準(zhǔn)面，保證測量光束與反射鏡面的垂直度誤差△。在1角分內(nèi)。

　　除此以外還須考慮干涉儀光路中在x一y方向上的干涉鏡同分光鏡位于同一基面上，一般安裝在同一塊L形平板上，使得x、y方向的測量處于等精度測量條件下。工件臺(tái)的死程誤差影響工件臺(tái)的絕對定位精度和重復(fù)定位.精度，因此要盡可能減小干涉鏡同被測量點(diǎn)軸線的距離。溫度變化是造成死程誤差的主要因素，因此工件臺(tái)要恒溫而且溫度控制在士0.1℃。還須考慮防振措施(主機(jī)自振頻率在1赫茲左右)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　(2〕盧維美，電子束曝光機(jī)激光定位工件臺(tái)技術(shù)評述，《電工電能新技術(shù)》，1986，No.4，

　　(3〕盧維美，高精度激光測量系統(tǒng)在電子束曝光機(jī)中的應(yīng)用，嶸傳感器應(yīng)用文選》，中國電子學(xué)會(huì)非電量電測分會(huì)敏感技術(shù)應(yīng)用分會(huì)編，1989.

　〔4〕王靜漢，電子束曝光機(jī)精密x一y工件臺(tái)研制，嘴光學(xué)工程》，1952，No.5。