[發明專利]一種光刻機中照明全系統及各組件透過率的測量方法

有效

• 申請號: 201310279661.8
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103345129A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 邢莎莎;廖志杰;林嫵媚
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;顧煒

技術領域

本發明涉及光刻機中元件檢測領域，尤其涉及光刻機中照明系統透過率測方法。

背景技術

光刻機的照明系統是光刻機曝光系統的重要組成部分之一，其功能組件多，結構復雜，其中，光刻機照明系統及其各個部件的透過率對曝光過程中的能量調節有著重要的影響，而曝光面的能量大小直接關系到光刻工藝的質量，其透過率的大小直接關系到芯片上的曝光能量，因此，精確測定光刻機照明系統及其各個部件的透過率對于光刻機的曝光能量控制有著重要的意義。

在驗證光刻中光學元件性能的測試過程中，通常采用準分子激光器作為光源，但準分子激光器發出的每個紫外激光脈沖均存在著與期望能量相差±15%甚至更多的能量漂移，而且，襯底處的能量計量變化要求控制在±0.1%或更低，目前，對于紫外光刻系統透過率測流測量方法報道較少，在已有的光學系統透過率測量方案中，傳統的光學透過率測試裝置采用單通道的方法，這也是大多數光學系統透過率測試所采用的方法，測試過程分為空測和實測，但在這一過程中易受環境和光源波動的影響，使得測量結果誤差較大；2006年長春理工大學董起順等人提出了基于互相關技術的光學系統檢測方法，采用雙光路的結構，使用了平行光管，分光鏡，斬光盤，鎖相放大器，積分球，硅光電池等裝置，如圖1所示，其原理為：斬光盤將平行光管發出的被測的光信號進行調制，并輸出一路參考信號，鎖相放大器將參考光束與測試光束的光信號與信號發生器輸出的響應調制頻率的參考信號做互相關運算，去除噪聲和干擾信號，提取出相應調制頻率的測試光束和參考光束的有用信號再進行運算處理。測試分為空測和實測，最后得到透過率的表達式為：

T=V2V1×R---(1-7)]]>

其中R為空測時標定的分光比，V1為實測時參考光路出射光通量對應的電壓值，V2為實測時測試光路出射光通量對應的電壓值。

但這種方法需要對光信號進行調制和解調，使得系統結構較為復雜，且在準分子激光光源作為系統光源的情況下，發出的激光光束本身為高頻率的脈沖光束，不需要信號發生器，鎖相放大器等系列器件對激光光束進行調制和解調，所以在這種情況下，采用相關檢測的方法去除噪聲的影響變得不可行。

光刻機的照明系統主要由擴束準直系統，光束穩定系統，可變衰減器，衍射光學元件DOE，變焦光組，錐鏡組，雙排復眼透鏡陣列，復眼聚光鏡組，耦合物鏡組等組成。其中，按照入射光束發散角不同和出射光束的口徑大小，可將測試元件分為兩類：第一類：擴束準直系統，光束穩定系統，錐鏡光組，衍射元件DOE；這類光學元件出射光束的口徑和發散角均很小，可用聚光鏡會聚光束后，由探測器直接接收。第二類：變焦光組，復眼聚光鏡組，耦合物鏡組，雙排復眼透鏡陣列，照明全系統，這類光學元件的出射光束口徑較大，出射光束的數值孔徑NA也較大，不能用聚光鏡直接進行光束收集。本發明的光刻機中光學組件的測試裝置主要針對第一類光學元件進行測試，除去分光鏡分光比的影響，作為接收光束的兩個光束接收單元輸出光束的均勻性的差異和探測器自身內部噪聲也對測量結果產生了影響，在光源能量波動比較大的情況且測量精度要求較高的情況下，這種影響不可忽略。本發明采用雙光路的測量方式消除激光光束由于能量漂移帶來的波動性，同時采用多次采樣求平均的方法減小測量誤差，而且在測試的控制系統中加入了同步電路使得接受曝光信號的光電探測器得以同步工作，提高了測量精度。本發明的測量裝置結構比較緊湊，簡潔，測試系統也易于操作。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，一種光刻機中照明全系統及各組件透過率的測量方法，可應用在深紫外波段，實現高精度，多功能的檢測，由此可大大降低檢測成本。