專利名稱：光刻機投影物鏡大像差檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻機投影物鏡像差，特別是一種光刻機投影物鏡大像差檢測方法。
背景技術：
投影物鏡的像差是影響投影式光刻機光刻分辨率和套刻精度的一個重要因素。隨著光刻特征尺寸的不斷變小，尤其是離軸照明與相移掩模的使用，投影物鏡波像差的影響變得越來越突出。投影物鏡是一個十分龐大的復雜系統(tǒng)，工作過程中環(huán)境的變化和自身重力的影響都會使得物鏡像質(zhì)惡化。因此光刻機投影物鏡像差的測量技術不可或缺。在以前的工作中，我們提出了一種基于空間像主成分分析的光刻投影物鏡波像差檢測技術，即AMAI-PCA技術(參見在先技術[I], Lifeng Duan, Xiangzhao Wang, Anatoly Y. Bourov,Bo Peng,and Peng Bu,“In situ aberration measurement technique based on principal component analysis of aerial image,，，Opt. Express 19, 18080-18090(2011)，)。過去的工作中，我們采用基于Box-Behnken Design(BBD)方法(參見在先技術[2]，G. E. P. Box and D. W. Behnken,“Some new three level designs for the study ofquantitative variables,，，Technometrics 2 (4), 455-475 (1960),),對澤尼克像差空間進行抽樣，采用該方法可對20nm范圍內(nèi)的波像差進行準確的求解。在數(shù)值孔徑為 0. 75的ArF光刻機上的實際試驗表明，AMAI-PCA技術的測試重復性(I o )可達0. 5nm,根據(jù)AMAI-PCA技術檢測結(jié)果校正波像差，能夠有效的改善硅片曝光結(jié)果。但在一些特殊情況下，例如光刻機集成測試之初，由于長途運輸及環(huán)境變化等原因?qū)е峦队拔镧R波像差嚴重惡化，波像差最差可達到0.2 X以上。該技術的缺點在于其測量范圍小，當波像差超過 0. IA范圍時，求解精度將隨著波像差的增大而降低，無法適應光刻機集成測試之初的像差測試需求。因此需要一種原位檢測技術，能夠?qū)Υ蠓秶牟ㄏ癫钸M行快速、準確的測量，以優(yōu)化投影物鏡成像質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種光刻機投影物鏡大像差檢測方法。利用多級BBD抽樣方式，對澤尼克空間進行抽樣，構(gòu)建空間像集合，并通過主成分分析方法實現(xiàn)對澤尼克幅值大于0. I A的大波像差進行檢測。相對于在先技術[I]，本方法澤尼克像差的求解精度提聞了 30%以上，有效提聞了大像差下澤尼克系數(shù)的求解精度。本發(fā)明的技術解決方案如下一種光刻機投影物鏡大像差檢測方法，該方法采用的測量系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生照明光束的光源、能調(diào)整照明光束的束腰、光強分布，部分相干因子和照明方式的照明系統(tǒng)、掩模臺、投影物鏡、能精確定位的六維掃描工件臺、安裝在六維掃描工件臺上的空間像傳感器以及與工件臺相連的數(shù)據(jù)處理計算機，其特點在于本方法包括以下步驟①設定澤尼克像差抽樣組合方式通過BBD設計得到一個矩陣M，選取0 I區(qū)間的n個數(shù)值分別乘上矩陣M得到不同幅值的矩陣分別為M1, M2,…，Mn, n為正整數(shù)；采用公式⑴組合方式進行組合，則得到本方法所需要的多級BBD矩陣
權(quán)利要求
1.一種光刻機投影物鏡大像差檢測方法，該方法采用的測量系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生照明光束的光源(I)、能調(diào)整照明光束的束腰、光強分布，部分相干因子和照明方式的照明系統(tǒng)(2)、掩模臺(3)、投影物鏡(4)、能精確定位的六維掃描工件臺(5)、安裝在六維掃描工件臺上的空間像傳感器出)以及與工件臺相連的數(shù)據(jù)處理計算機，其特征在于本方法包括以下步驟①設定澤尼克像差抽樣組合方式通過BBD設計得到一個矩陣M，選取O I區(qū)間的n個數(shù)值分別乘上矩陣M得到不同幅值的矩陣分別為M1, M2,…，Mn, n為正整數(shù)；采用公式(I)組合方式進行組合，則得到本方法所需要的多級BBD矩陣
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的照明方式為傳統(tǒng)照明，環(huán)形照明， 二極照明和四極照明。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述投影物鏡為全透射式投影物鏡。
全文摘要
一種光刻機投影物鏡大像差檢測方法。該方法采用多級Box-Behnken Design抽樣方法，并通過空間像主成分分析實現(xiàn)對光刻投影物鏡大波像差的檢測。本發(fā)明方法在像差幅值大于0.1λ時，能夠使像差的檢測精度提高30％以上。
文檔編號G03F7/20GK102621819SQ20121010591
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者徐東波, 段立峰, 王向朝 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所