精密工作台重复精度的测量

　　1前言

　　高精度工作台是随精加工技术特别是电子技术的发展而提出的.随着电子技术集成电路密集度的提高，对其制造设备的精度必然提高.例如集成电路硅片线宽及线距允差:1977年约为4.5} m,1982年约2},m,1988年为坛m, 90年代初期线距允差达10.1 }m。其制造设备工作台重复精度也随之提高，70年代自动分步重复照相机为t lam, 80年代初期光刻机为士O.S}m, 80年代后期电子束曝光机为士0.02 ^} 1 0.08 }, m,现代电子技术将进一步向硅微电子技术发展，当2000 -r 2008年到达物理极限时，微电子器件最小尺寸为0.1一0.12 }m，单片集成元件达10 }- 100亿个元件m。微电子技术的出现，必伴有精加工技术、设备及测量工具诸方面的发展和原理上的新突破.

　　工作台重复精度是工作台在往复自动扫描运动中，每次扫描经同一目标位置的偏差值，是高精度自动化装置的重要技术指标.在集成电路制板的自动化设备中，工作台动态重复精度决定了制造集成电路的线宽、线距以及元件的密集度。

　　现在工作台重复精度测量原理方法有:块规组合加电感测微、双频干步仪的互比计量.这两种方法从原理上都不能满足动态亚微米精度工作台重复精度的测量。

　　下面就电子曝光机的高精度工作台，动态重复精度测量问题，论述一种重复精度测量的新方法。

　　2测t装置的组成及原理

　　2.1测最装置的组成

　　测量装置的组成有图1(a)所示的4大主要部分:高精度动态光电显微镜、工作台(真空密闭)及检具、双频干涉、电器及计算机系统。

　　2.2测最原理

　　测量原理基于光电显微镜能在工作台正常往复扫描的工作状态下精确瞄准，同时输出控制双频干涉仪读数的指令脉冲。下面按其4大组成进一步阐明测量原理.

　　22.1高精度动态光电显微镜

　　实现动态瞄准原理(参见图1) .氮一氖激光 (}. -632.8rnn)经光学系统及调制器，分解为两束偏振面相互垂直的“O", 0E"偏振光束，经物镜在检具表面聚焦成一对细长((2.8 }.m x 100}m)束腰光斑，两光斑间距按被测线宽可调(最大约1如m).两光斑反射光信号经光电倍增管转换输出电位信号(图2 a).当检具随工作台扫描运动时，其上位置线标扫过光斑位于两光斑中线时，则光斑输出电位信号正好过零点B(图2b),触发脉冲，指令双频干涉仪读数.高精度动态光电显微镜瞄准精度2a优于1 0. 04 } m，测量速度不低于4.}ttun/s。

　　2.2.2工作台及检具

　　本装置被检工作台为电子束曝光机扫描工作台，密封于真空箱中.激光束经窗口玻璃延伸聚焦于检具表面(见图Ib).此工作台重复精度要求士。.02一士0.08 } m.检具置于工作台上，检具上刻有两维检测位置线标.工作台反复扫描工作中，每次同一线标扫过激光瞄准光斑的位置误差应满足工作台重复精度要求.线标分布及要求见图1及图3.