【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻机,特别是一种光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置及方法。
技术介绍
光刻机是极大规模集成电路制造的核心设备之一。投影物镜是光刻机最重要的分系统之一。投影物镜的波像差影响光刻机的成像质量,造成成像对比度降低,工艺窗口缩小。随着光刻技术从干式发展至浸没式,光刻机投影物镜的波像差容限变得越来越严苛,对波像差检测精度的要求也越来越高。VanDeKerkhof等人提出一种通过在光刻机掩模平台和硅片平台上集成基于朗奇剪切干涉原理的波像差检测装置(参考在先技术[1],VanDeKerkhof,M.,etal.,FullopticalcolumncharacterizationofDUVlithographicprojectiontools.OpticalMicrolithographyXvii,Pts1-3,2004.5377:p.1960-1970),实现了光刻机投影物镜波像差原位检测。该装置进行原位检测的空间分辨率由探测器像素个数决定;其波像差干涉图探测器安装在光刻机的工件台上,波像差干涉图探测器工作时产生的热量将给光刻机工件台带来较大的热载荷,影响工件台的长期稳定性。探测器像素个数越多,检测空间分辨率越高,同时产生的热量也越大。这形成了一对矛盾。并且,探测器像素个数越多,探测时间和计算时间也越长,影响检测速度。而光刻节点发展至1X纳米以下时,光刻机投影物镜波像差需要检测至64项Zernike系数,即检测空间分辨率要求提高;检测速度要求也进一步提高,以实现热像差控制。如果能采用较少的干涉图探测器像素个数,实现高空间分辨率波像差检测,则能兼顾 ...
【技术保护点】
一种光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,该装置包括用于产生激光光束的光源(1)、照明系统(2)、物面光栅板(3)、能承载物面光栅板(3)并拥有精确定位能力的掩模台(4)、光刻机投影物镜(5)、波像差传感器(6)、能承载波像差传感器(6)并具有XYZ三维扫描能力和精确定位能力的工件台(7)和计算机(8);上述各部件的连接关系如下:沿光束传播方向依次是所述的照明系统(2)、物面光栅板(3)、光刻机投影物镜(5)和波像差传感器(6);所述的物面光栅板(3)置于掩模台(4)上,所述的波像差传感器(6)置于工件台(7)上,所述的波像差传感器(6)与计算机(8)相连;所述的物面光栅板(3)由两个周期为Po且占空比为50%的物面光栅组成,两个物面光栅分别是光栅线沿y方向的第一光栅(301)和光栅线沿x方向的第二光栅(302);所述的波像差传感器(6)包括沿光束传播方向依次放置的像面光栅(601)、小孔阵列(602)和二维光电传感器(603);所述的第一光栅(301)和第二光栅(302)的周期Po与所述的像面光栅(601)的周期Pi满足如下关系;Po=Pi·M其中,M为光刻机投影物镜 ...
【技术特征摘要】
1.一种光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,该装置包括用于产生激光光束的光源(1)、照明系统(2)、物面光栅板(3)、能承载物面光栅板(3)并拥有精确定位能力的掩模台(4)、光刻机投影物镜(5)、波像差传感器(6)、能承载波像差传感器(6)并具有XYZ三维扫描能力和精确定位能力的工件台(7)和计算机(8);上述各部件的连接关系如下:沿光束传播方向依次是所述的照明系统(2)、物面光栅板(3)、光刻机投影物镜(5)和波像差传感器(6);所述的物面光栅板(3)置于掩模台(4)上,所述的波像差传感器(6)置于工件台(7)上,所述的波像差传感器(6)与计算机(8)相连;所述的物面光栅板(3)由两个周期为Po且占空比为50%的物面光栅组成,两个物面光栅分别是光栅线沿y方向的第一光栅(301)和光栅线沿x方向的第二光栅(302);所述的波像差传感器(6)包括沿光束传播方向依次放置的像面光栅(601)、小孔阵列(602)和二维光电传感器(603);所述的第一光栅(301)和第二光栅(302)的周期Po与所述的像面光栅(601)的周期Pi满足如下关系;Po=Pi·M其中,M为光刻机投影物镜的成像放大倍数。2.根据权利要求1所述的光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,所述的第一光栅(301)和第二光栅(302)是相位光栅、振幅光栅或振幅相位相结合的一维衍射光栅。3.根据权利要求1所述的光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,所述的像面光栅(601)是占空比为50%的相位光栅、振幅光栅或振幅相位相结合的衍射光栅,或者棋盘光栅等二维透射式光栅。4.根据权利要求1所述的光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,所述的小孔阵列(602)的周期等于光电二维传感器(603)的像素周期,小孔位置与光电二维传感器的像素位置一一对应,小孔直径为光电二维传感器(603)像素大小的1/N,N为采样频率。5.根据权利要求1所述的光刻机原位快速高空间分辨率波像差检测装置,其特征在于,所述的掩模台(4)是将物面光栅板(3)移入光刻机投影物镜(5)的物方光路的位移台。6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:李杰,唐锋,王向朝,吴飞斌,张国先,郭福东,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海;31
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