[發明專利]一種遠心測量裝置及方法

有效

• 申請號: 200910047954.7
• 申請日: 2009-03-20
• 公開（公告）號: CN101520322A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 郭勇
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及半導體工藝中的一種測量系統，且特別涉及一種遠心測量裝置及方法。?

背景技術

光刻曝光系統通常包括照明系統、含有電路圖的掩模版、投影物鏡系統、和用于涂覆了光刻膠的硅片。照明系統以合適的照明方式均勻的照射掩模版電路圖，投影物鏡系統把掩模版電路圖照明區域的像投射到硅片上。光刻投影物鏡系統設計成雙遠心光學系統。所謂的雙遠心光學系統是指同時具有物方遠心結構與像方遠心結構的光學系統。另外，照明系統也要求提供遠心照明，照明系統的非遠心，會造成投影物鏡上的物面非遠心，從而造成遠心偏差。?

光刻曝光系統的這種結構設計，即使系統中存在定位和設置不精確的情況下，也能得到比較滿意的成像效果。雙遠心系統的主光線和光軸平行，從而保證掩模和硅片在一定焦深范圍內的倍率不變，這樣曝光線條可以比較均勻，線條斜邊可以比較對稱。遠心是指主光線和光軸之間的夾角，可以用Rx和Ry來描述，Rx是指x方向上的遠心，Ry是指y方向上的遠心，Rx和Ry越小，遠心性越好，雙遠心系統理想的遠心值應為0。?

中國專利CN1888981A提供了一種投影物鏡遠心測量方法。該專利利用一可起到孔徑光闌作用的專用掩模，并在該遠心掩模上設置至少一個用來測量視場內遠心的通光孔，通過在不同的位置測量物體的像來確定通過該點的主光線，從而計算獲得遠心。專利CN1888981A需要一特制的遠心掩模，如圖1所示，該掩模上設置至少一個通光孔，通過在不同的成像位置測量物體的像來確定主光線，然后再根據測量高度，利用線形直線方程，線形擬合出一條經過通光孔中心的光線軌跡，該光線軌跡與光軸的夾角即為遠心度，測試點如圖2所示。該專利測試方法較繁鎖，需要特制掩模，并且需要在不同高度的成像面分別尋找?主光線，測試速度較慢，另外，需要根據測試結果擬和線形方程求解遠心，計算過程也較復雜。?

光刻曝光系統在線檢測裝置的大小通常會受到掩膜臺和硅片臺的限制，由于掩膜面到投影物鏡的距離通常很短，很難在掩膜面上設置較大的光學測量裝置，如果采用傳統的傅立葉變換透鏡，透鏡的尺寸和焦距將會對機械空間要求很大。?

發明內容

為了克服已有技術中測量遠心值繁鎖的問題，本發明提供一種能夠快速有效的測量遠心的裝置和方法。?

為了實現上述目的，本發明提出一種遠心測量裝置，包括：全息光學元件，全息光學元件是由球面波與參考平面波發生干涉后產生；進光孔，位于所述全息光學元件一側的焦面上；光電傳感器，位于所述全息光學元件另一側的焦面上；數據處理系統，和所述光電傳感器相連。?

可選的，所述進光孔被放置于一照明場平面內。?

可選的，所述光電傳感器為電荷耦合器件(CCD)或者位置傳感器(PSD)。?

可選的，所述遠心測量裝置和一控制臺相連，由所述控制臺控制所述遠心測量裝置的運動。?

可選的，所述進光孔形狀為圓形、橢圓形或者方形。?

為了實現上述目的，本發明還提出一種遠心測量方法，包括：光照射進光孔產生點光源；所述點光源射到全息光學元件上后以平行光出射；所述平行光射到一光電傳感器上；數據處理系統接收所述光電傳感器上的信號并計算所述點光源的遠心值，其中，全息光學元件是由球面波與參考平面波發生干涉后產生，進光孔位于全息光學元件一側的焦面上，光電傳感器位于全息光學元件另一側的焦面上。?

可選的，所述點光源放置于照明場平面內。?

可選的，還包括一步進掃描過程，測量裝置在所述照明場平面內步進掃描多個點的位置，測量多個點的遠心值。?

可選的，所述光電傳感器為電荷耦合器件(CCD)或者位置傳感器(PSD)。?

可選的，所述遠心測量裝置和一控制臺相連，由所述控制臺控制所述遠心測量裝置的運動。?

可選的，所述進光孔形狀為圓形、橢圓形或者方形。?

本發明所述的一種遠心測量裝置及方法的有益效果主要表現在：本發明所?述的裝置中使用全息光學元件代替普通透鏡，在可以實現傅里葉變換的功能的前提下，使得光刻曝光系統遠心的測量變得快速有效而且簡單直接，另外全息光學元件重量輕、造價低、制造快、易于復制、能多重記錄以及易于分割的特點也大大優于普通透鏡。?

附圖說明

圖1為現有技術所使用的遠心掩膜示意圖；?

圖2為現有技術遠心測試的光路圖；?

圖3為本發明遠心測量裝置示意圖；?

圖4為本發明入射光主光線和光軸的關系示意圖；?

圖5和圖6為本發明的全息光學元件原理圖；?