[發明專利]一種波像差測量裝置

有效

• 申請號: 201310140324.0
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN104111161B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 馬明英
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別地涉及一種用于光刻設備投影物鏡的波像差測量裝置。

背景技術

半導體行業的一個目標是在單個集成線路（IC）中集成更多的電子元件。要實現這個目標需不斷地縮小元件尺寸，即不斷地提高光刻投影系統的分辨率。物鏡波像差是限制投影系統分辨率的重要因素，它是造成線寬變化的重要原因。

雖然物鏡在加工制造和裝配過程中都經過了嚴格的檢驗和優化，使其波像差最小化，在物鏡系統集成到光刻機后進行在線的波像差測量仍然必要。這是因為鏡片材料的老化或是物鏡熱效應會造成波像差，因此，在光刻機工作過程中需經常的測量波像差，并根據測量結果調整物鏡中特定鏡片的位置以減小波像差。若需在短時間范圍內校正物鏡熱效應，則需更頻繁地進行波像差測量。

橫向剪切干涉儀是一種常用的檢測投影物鏡波像差的方法，其原理如圖1所示，光線通過初始針孔，產生衍射形成一個無像差的球面波。該球面波通過待測鏡片后，經二元光柵衍射分為0級和+/-1級光線。之后通過級次選擇掩模，有兩個較大的窗口，其作用類似于空間濾波器。只有+/-1級光線可以通過窗口，0級及高級次的衍射光則被其濾掉。級次選擇掩模降低了噪聲因而提高其測量精度。載有待測物鏡波像差信息的+/-1級衍射光線相互干涉，其干涉條紋通過CCD進行觀察。

該方案的缺點在于：1、光柵衍射的0級衍射光將具有較強的光強，從而使用于測量的正負1級衍射光光強較弱；2、因為測量時不使用0級光，因此需要將0級光濾除，濾除0級衍射光時容易產生雜散光；3、光柵與級次掩模分離設計造成結構的復雜。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出一種波像差測量裝置，用于光刻裝置投影物鏡波像差的測量，其特征在于：包括物面掩模和像面探測單元兩部分；所述物面掩模包含有小孔標記，形成理想球面波；所述像面探測單元通過光柵標記形成攜帶有投影物鏡波像差的球面波，通過對探測數據進行計算求出投影物鏡的波像差。

其中，所述基底的下表面與所述投影物鏡的最佳焦面重合。?

其中，所述光柵標記包括第一子光柵標記及第二子光柵標記，所述第一子光柵標記沿第一方向分布，所述第二子光柵標記沿第二方向分布，所述第一方向與第二方向垂直。

其中，所述第一、第二子光柵周期相同，均包括兩個透光區與兩個不透光區，所述透光區與不透光區間隔設置，所述透光區與不透光區的標記線寬相等。

其中，經過所述兩個透光區的光束的光程相差180度。

其中，所述光柵標記為二維光柵，包括若干第一透光區及若干第二透光區，所述若干第一透光區與第二透光區間隔設置。

其中，經過所述第一透光區與第二透光區的光束的光程相差180度。

其中，所述基底采用熔融石英玻璃。

其中，所述小孔標記形狀為圓形或方形。

本發明提出的一種投影物鏡波像差測量裝置采用一種特定測試掩模，使掩模衍射光中不再包含0級衍射光，增加了+/-1級衍射光的光強，降低了對探測器的要求，增強干涉儀條紋的信號強度，從而提高測量精度。因衍射光中不再包含0級衍射光，因此無需考慮0級光的濾除同時降低了0級光帶來的雜光影響。此外，測試掩模與級次選擇以及探測單元合并，形成整體的測量結構，增強了測量系統的緊湊性。

附圖說明

關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

圖1為現有技術中波像差測量裝置；

圖2為本發明波像差測量裝置結構示意圖；

圖3為本發明物面掩模上的小孔標記結構示意圖；

圖4為本發明像面光柵標記結構示意圖；

圖5為本發明像面光柵標記放大圖；

圖6為本發明另一實施例中像面光柵標記結構示意圖；

圖7為現有技術中光線經過光柵后的衍射級次；

圖8為本發明結構中光線經過光柵后的衍射級次。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。

實施例1