一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法，该测量装置包括光源，能量衰减装置，光路分离元件，光路调整元件，待测光学组件，光束接收与探测单元，数据处理和控制系统。用分光镜将准分子激光光源的光束分为测试光路和参考光路；将待测光学组件移出光路中，记录空测时两个通道的测量数据；将待测光学组件移入光路中，用光路调整元件调整入射到待测光学组件上的光束入射角度，记录实测时两个通道的测量数据；将空测和实测时的测量数据进行处理,计算出待测光学组件的透过率。本发明专利技术用该装置和方法测量光刻机中照明系统各待测光学组件的透过率，具有较高的测量精度和测量多功能性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻机中元件检测领域，尤其涉及光刻机中照明系统各光学组件透过率测量装置及方法。
技术介绍
光刻机的照明系统是光刻机曝光系统的重要组成部分之一，其功能组件多，结构复杂，其中，光刻机照 明系统各个光学组件的透过率对曝光过程中的能量调节有着重要的影响，而曝光面的能量大小直接关系到光刻工艺的质量，其透过率的大小直接关系到芯片上的曝光能量，因此，精确测定光刻机照明系统各个光学组件的透过率对于光刻机的曝光能量控制有着重要的意义。在验证光刻中光学元件性能的测试过程中，通常采用准分子激光器作为光源，但准分子激光器发出的每个紫外激光脉冲均存在着与期望能量相差±15%甚至更多的能量漂移，而且，衬底处的能量计量变化要求控制在±0.1%或更低，目前，对于紫外光刻系统透过率测流测量方法报道较少，在已有的光学系统透过率测量方案中，传统的光学透过率测试装置采用单通道的方法，这也是大多数光学系统透过率测试所采用的方法，测试过程分为空测和实测，但在这一过程中易受环境和光源波动的影响，使得测量结果误差较大；2006年长春理工大学董起顺等人提出了基于互相关技术的光学系统检测方法，采用双光路的结构，使用了平行光管，分光镜，斩光盘，锁相放大器，积分球，硅光电池等装置，如附图说明图1所示，其原理为:斩光盘将平行光管发出的被测的光信号进行调制，并输出一路参考信号，锁相放大器将参考光束与测试光束的光信号与信号发生器输出的响应调制频率的参考信号做互相关运算，去除噪声和干扰信号，提取出相应调制频率的测试光束和参考光束的有用信号再进行运算处理。测试分为空测和实测，最后得到透过率的表达式为:权利要求1.一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于包括:可调准分子激光光源(1)，能量衰减装置(2)，滤光片(3)，分光镜(4)，转折反射镜(5)，待测光学组件(6)，第一光束收集装置(71)和第二光束收集装置(72)，第一光束探测单元(81)和第二光束探测单元(82)，同步控制电路(9)，示波器(10)和计算机(11);其中，第一光束收集装置(71)和第二光束收集装置(72)构成光束接收单元，第一光束探测单元(81)和第二光束探测单元(82)构成光束探测单元，同步控制电路(9)，示波器(10)和计算机(11)构成数据处理和控制系统；准分子激光光源(I)发出高斯光束到能量衰减装置(2)，光束经过衰减装置(2)后入射到滤光片(3)上，经过滤光后的光束入射到分光镜(4)上并被分成两束光束，分别进入测试光路和参考光路中，转折反射镜(5)调节入射到待测光学组件(6)上的光束角度，使其与水平光轴成不同夹角，第一光束收集装置(71)和第二光束收集装置(72)为两端开口的类似于积分球结构的光束散射装置，其内部放置有多个石英玻璃散射板(701)，光束在光束收集装置(71)和(72)中经过若干多次反射和散射，使得输出面上的光强分布均匀，测试光路的光信号经第一光束收集装置(71)后进入第一光束探测单元(81)，产生测试光路曝光量成正比的电信号；参考光路的光信号经第二光束收集装置(72)后进入第二光束探测单元(82)，产生与参考光路曝光量成正比的电信号；两路光束探测单元输出的电压信号存储在示波器(10)中，示波器(10)显示并记录每次测量的两路电压信号数据，最后将测量数据其导入计算机(11)中进行处理；其中，当准分子激光光源(I)开始工作后，发出触发脉冲到同步控制电路(9)，同步控制电路(9)接到触发信号后发出指令给第一光束探测单元(81)和第二光束探测单元(82)，使其开始同步工作；计算机(11)控制待测光学元件(6)内部的相对机械运动。2.如权利要求1所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于:滤光片(3)`为紫外闪耀光栅或紫外滤光片。3.如权利要求1所述的一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于:光束探测单元(81)和(82)为紫外单点光电探测器或紫外光电二极管或带有将紫外光转化为可见光装置的可见光探测器组成，其将测试光路和参考光路的不同的光强信号转化为与之成正比的电压信号。4.一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量方法，步骤如下: 步骤1:准分子激光光源(I)产生照明光束，经过能量衰减装置(2)，滤光片(3)后入射到分光镜(4)上，分光镜(4)将入射光束一分为二为测试光束和参考光束； 步骤2:将待测光学组件(6)移出光路，步骤I中分光镜(4)将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置(71)后出射到光电探测器(81)上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，光束通过转折反射镜(5)，第二光束收集装置(72)后出射到光电探测器(82)上，对准光路开始测量，用示波器记录η(η>200)组测试光路和参考光路的光电探测器输出电压数据，设其分别为: 参考光路=V1, V2, V3....Vln ； 测试光路:V/ ,V ,V....V1/ ； 步骤3:将待测光学组件(6)移入光路，调整光路，使得经过转折反射镜(5)后的光束垂直入射至待测光学组件(6)的中心，并从其后出射，此时入射光与水平光轴的夹角为0° ;步骤I中分光镜(4)将入射光束分为两路光束，其反射的第一路光，即为参考光路，通过第一光束收集装置(71)后出射到光电探测器(81)上；分光镜透射的第二路光，即为测试光路，入射光束经过转折反射镜(5 )，待测光学组件(6 )后被第二光束收集装置(72 )收集，经过均匀化后的光束出射到第二光电探测器(82)上；对准光路开始测量，用示波器记录此时η组测试光路和参考光路输出的电压数据，设其分别为: 参考光路:v22，V22, V23, V24.......V2n; 测试光路:V21'，V22', V23', V24'.......V2n' 步骤4:根据示波器(10)所记录空测时和实测时的两路电压信号，使用计算机(11)进行数据处理，求解出待测光学组件(6)在光束水平入射时的透过率； 根据移出待测光学组件(6)，即空测时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为:参考光路:v11，V12, V13, V14,...Vln ; 测试光路:v11'，V12', V13', V14',...Vln' ； 以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添加线形趋势线A，对离散点进行线性拟合，当采样点数n>200时，趋势线A周围点波动不大，图线线形度较好，设此线形趋势线A公式为: Y1 = k1X1+b1(1) 其中Y1为空测时测试光路的电压值的集合，X1为空测时参考光路电压值的集合，h为此线形趋势线A的斜率，Id1为A在y轴上的截距； 插入待测光学组件(6)，即实测，当入射光束与待测光学组件(6)夹角为0°时所得到的参考光路和测试光路的测量电压值分别为:参考光路:v21，V22, V23, V24,...V2n ; 测试光路:V21'，V22', V23', V24'.......V2n' 以参考光路的电压值为横坐标轴，测试光路的电压值为纵坐标轴，在excel中画出XY方向上的散点图，并添本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置，其特征在于包括：可调准分子激光光源（1），能量衰减装置（2），滤光片（3），分光镜（4），转折反射镜（5），待测光学组件（6），第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72），第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82），同步控制电路（9），示波器（10）和计算机（11）；其中，第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72）构成光束接收单元，第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82）构成光束探测单元，同步控制电路（9）,示波器（10）和计算机（11）构成数据处理和控制系统；准分子激光光源（1）发出高斯光束到能量衰减装置（2），光束经过衰减装置（2）后入射到滤光片（3）上，经过滤光后的光束入射到分光镜（4）上并被分成两束光束，分别进入测试光路和参考光路中，转折反射镜（5）调节入射到待测光学组件（6）上的光束角度，使其与水平光轴成不同夹角，第一光束收集装置（71）和第二光束收集装置（72）为两端开口的类似于积分球结构的光束散射装置，其内部放置有多个石英玻璃散射板（701），光束在光束收集装置（71）和（72）中经过若干多次反射和散射，使得输出面上的光强分布均匀，测试光路的光信号经第一光束收集装置（71）后进入第一光束探测单元（81），产生测试光路曝光量成正比的电信号；参考光路的光信号经第二光束收集装置（72）后进入第二光束探测单元（82），产生与参考光路曝光量成正比的电信号；两路光束探测单元输出的电压信号存储在示波器（10）中，示波器（10）显示并记录每次测量的两路电压信号数据，最后将测量数据其导入计算机（11）中进行处理；其中，当准分子激光光源（1）开始工作后，发出触发脉冲到同步控制电路（9），同步控制电路（9）接到触发信号后发出指令给第一光束探测单元（81）和第二光束探测单元（82），使其开始同步工作；计算机（11）控制待测光学元件（6）内部的相对机械运动。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邢莎莎，廖志杰，林妩媚，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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