一种物镜波像差测量装置，包括：光源；物面标记，其能对光源发出的光进行衍射；投影物镜，用于对物面标记进行成像；像面标记，其结构与物面标记相同，其尺寸基于物镜倍率与物面标记的尺寸相匹配，物面标记通过投影物镜成像于像面标记上；光电探测器，其接收像面标记处产生的二次衍射光在远场产生的干涉条纹，光源发出的光经物面标记衍射后的衍射光的衍射级次缺失至少一级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
在现有技术中，将形成于各种掩模上的图样，用曝光光线照明，中间经由成像光学 系统将前述图样复制到涂布有光刻胶的晶片、玻璃基板等基板上的曝光装置是公知的。近年来，半导体元件越来越高集成化，要求其电路图样进一步微细化。随着光刻特 征尺寸的变小，尤其是离轴照明与相移掩模的使用，像差对光刻质量的影响变得越来越突 出。因此光刻机投影成像光学系统的波像差测量技术不可或缺。成像光学系统像差的测量，通常以如下方式进行。以下以投影物镜系统为 例。将像差测量用掩模放置在物面上，将形成于掩模上的规定图样成像于位于投影物 镜系统的像面上的基板上，对所成的像进行显影。然后利用扫描电子显微镜(SEM)对 已显影的像进行测量，根据测量结果求出前述投影物镜光学系统的像差(现有技术1， Peter Dirksen, Casper A. Juffermans, Ruud J.Pellens, Mireille Maenhoudt, Peter Debisschop. "Nove 1 aberration monitor for optical lithography·，，Proc· SPIE 1999， 3679,77-86.)。在上述技术的方法中，由于光刻胶涂布不均勻，显影不均勻等处理工艺误 差，使得像差的测量精度不能充分保证。而且利用SEM进行观察前，需要对硅片进行前处 理，如显影工艺，因此对于像差的测定需要很长的时间。为了避免这些问题，人们提出了利用透射式像传感器(TK)对前述投影物镜 波像差进行测量的方法，即TAMIS技术(现有技术2，Van der Laan, Hans, Dierichs， Marcel, vanGreevenbroek, Henk, McCoo, Elaine, Stoffels, Fred, Pongers, Richard, ffillekers,Rob. "Aerial image measurement methods for fast aberration set-up and illumination pupilverif ication. "Proc. SPIE 2001，4346，394-407)。但该方法测量精度 较低，且仅能测量低阶泽尼克系数。现有技术US6650399中描述了一种干涉波像差测量方案，该方案中的波像差测量 系统由物面光栅，像面光栅以及位于小孔后的远场光强探测系统构成。该方案可高精度测 量各阶泽尼克系数。但由于该方案中采用的物面标记为二元标记，利用二元标记产生的O 级以及士 1级衍射光形成干涉条纹来检测投影物镜波像差。由于使用二元周期掩模时O级 以及士 1级衍射光携带物镜光瞳不同位置的波前信息，其产生的干涉条纹图像中将出现O 级、+1级、-1级三光束干涉区，0，+1级双光束干涉区以及0，-1级双光束干涉区域，在求解 波像差过程中，这三个区域边界很难区分，从而使测量过程以及波像差反演算法复杂，同时 由于该划分误差降低了投影物镜波像差测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种投影物镜波像差测量装置及测量方法，简化波像差测 量过程，提高波像差测量精度。本专利技术采用了下述一种物镜波像差测量装置，包括光源；物面标记，其能对光源发出的光进行衍射；投影物镜，用于对物面标记进行成像；像面标记，其结构与物面标记相同，其尺寸基于物镜倍率与物面标记的尺寸相匹 配，物面标记通过投影物镜成像于像面标记上；光电探测器，其接收像面标记处产生的二次衍射光在远场产生的干涉条纹，其特征在于，光源发出的光经物面标记衍射后的衍射光的衍射级次缺失至少一 级。其中，衍射光中的+1级衍射光或-1级衍射光缺失。其中，所述物面标记由线条、方孔、矩孔或菱形孔中的一个或多个构成。其中，物面标记由多组周期相同的线条标记组成，每组线条标记均包含三根透光 的线条，三根线条的宽度之比为1 2 1、透过三根线条的光的位相分别为0°，90°， 180°。其中，物面标记由多组周期相同的线条标记组成，每组线条标记均包含两根透光 的线条与两根不透光线条，四根线条的宽度之比为1 :1:1: 1，四根线条的光的位相依 次为 0°，0°，0°，180°。其中，所述光源为汞灯或准分子激光器等紫外、深紫外、极紫外光源。其中，所述波像差包括彗差、球差、像散、三波差。一种利用上述投影物镜波像差测量装置测量投影物镜波像差的方法，该方法包括 以下步骤1)利用投影物镜将物面标记成像于像面标记上；2)利用像面标记物面标记所成的像进行二次衍射，二次衍射光在远场形成干涉条 纹；3)利用光电探测器接收干涉条纹的图样；4)对干涉条纹的图样进行数据处理得到投影物镜波像差。其中，沿垂直于标记的方向周期性地移动物面标记，实现移相。其中，标记之间的移相位移由物面标记光栅周期与移相步数决定。其中，沿垂直于标记的方向周期性地移动像面标记，实现移相。其中，标记之间的移相位移由物面标记光栅周期与移相步数决定。由于采用特殊的位相结构，从而经物面标记衍射得到的衍射光的衍射级次中+1 级衍射光或-ι级衍射光缺级，因此使用该标记进行波像差测量时将不会产生三光束干涉 区，使波像差测量过程简单，提高波像差测量精度。相比于已有技术，本专利技术具有以下优点1、由于物面标记的衍射光中+1级衍射光或-1级衍射光缺级，从而消除二级谐波， 使测量过程与测量算法变得简单；2、由于二级谐波直接由标记设计消除，从而提高了波像差测量精度。附图说明通过本专利技术实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其专利技术的目的、具体结 构特征和优点。其中，附图为图1所示为根据本专利技术的实施例的波像差测量装置的结构示意图；图2所示为根据本专利技术的实施例的物面标记的结构示意图；图3所示为图2中的物面标记中的一组线条标记；图4所示为根据本专利技术的实施例的物面标记的衍射示意图；图5所示为三光束干涉图；图6所示为双光束干涉图；图7所示为根据本专利技术的实施例的物面标记的结构示意图；图8所示为图7中的物面标记中的一组线条标记；图9所示为根据本专利技术的实施例的物面标记的衍射示意图；图10所示为双光束干涉图。具体实施例方式下面，结合附图详细描述根据本专利技术的优选实施例。为了便于描述和突出显示本 专利技术，附图中省略了现有技术中已有的相关部件，并将省略对这些公知部件的描述。第一实施例图1所示为根据本专利技术的实施例的波像差测量装置的结构示意图。基底107上的 物面标记104通过投影物镜101成像到基底102上的像面标记103上，其中，物面标记104 与像面标记103结构相同，但像面标记在尺寸上基于物镜倍率与物面标记的尺寸相匹配。 基底107上的物面标记103的结构如图2所示。每个物面标记104由两个子标记201以及 202组成，两个子标记201与202的结构相同，子标记201与子标记202方向相差90度。子 标记201与子标记202均由多组周期相同的线条标记组成，如图3所示。每组线条标记均 包含线宽相同的4根线条，即301，302，303. 304。线条301，303为不透光区域，302，304的 线条为透光区域，透过此302，304的光的相位分别为0，180度。入射到基底107上的入射 光401经过物面标记104的衍射后，形成0级衍本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物镜波像差测量装置，包括：光源；物面标记，其能对光源发出的光进行衍射；投影物镜，用于对物面标记进行成像；像面标记，其结构与物面标记相同，其尺寸基于物镜倍率与物面标记的尺寸相匹配，物面标记通过投影物镜成像于像面标记上；光电探测器，其接收像面标记处产生的二次衍射光在远场产生的干涉条纹，其特征在于，光源发出的光经物面标记衍射后的衍射光的衍射级次缺失至少一级。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王帆，马明英，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31
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