[发明专利]基于二极照明的光刻机投影物镜奇像差的检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机，尤其涉及一种基于二极照明的光刻机投影物镜奇像差的检测系统和方法。

背景技术

有效检测和控制光刻机投影物镜的波像差是光刻技术中的最重要的问题之一。光刻机的投影物镜的波像差会降低成像对比度，从而减小光刻工艺窗口。在所有波像差中，奇像差会引起成像位置偏移，并导致成像图形线宽不对称，增加CD不均匀性。随着光刻技术的特征尺寸不断减小，光刻机投影物镜的像差容限变得越来越严苛，在这种前提下，研发高精度的原位奇像差检测技术具有更加重要的意义。

TAMIS(The transmission image sensor(TIS)at multiple illumination settings)技术是一种获得广泛认可的基于标记空间像的像差检测技术，具有简便、可靠、快速的特性。(参见在先技术1，H.van der Laan，M.Dierichs，H.van Greevenbroek，E.McCoo，F.Stoffels，R.Pongers and R.Willekers，“Aerial image measurement methods for fastaberration set-up and illumination pupil verification，”Proc.SPIE 4346，394-407(2001).)TAMIS检测技术使用二元掩模标记作为检测标记，通过测量检测标记在不同照明设置下的最佳焦面偏移量和成像位置偏移量来计算球差和彗差。TAMIS技术采用线空比1∶1的移相光栅标记作为检测标记，在常规照明条件下进行检测，未考虑检测标记的结构和照明方式对检测精度的影响，检测精度尚有较大的提升空间。

在TAMIS技术基础上，FAN WANG等人提出了一种基于移相光栅标记的光刻机投影物镜波像差原位检测技术。(参见在先技术2，Fan Wang，Xiangzhao Wang，Mingying Ma，Dongqing Zhang，Weijie Shi and Jianming Hu，“Aberration measurementof projection optics in lithographic tools by use of an alternating phase-shifting mask，”Appl.Opt.45，281-287(2006).)，该技术采用移相光栅标记代替二元掩模标记，明显提高了检测精度。该技术采用线宽250nm，线空比1∶1的移相光栅标记作为测试标记，通过测量该检测标记在不同照明设置下的最佳焦面偏移量和成像位置偏移量来计算球差和彗差。通过使用移相光栅标记代替二元掩模标记，在先技术2对投影物镜球差和彗差的检测精度分别比在先技术1提高了20％和30％。

在上述技术的基础上，Zicheng Qiu等人提出基于经过优化的移相光栅标记的光刻机投影物镜彗差检测技术(参见先技术3，Zicheng Qiu，Xiangzhao Wang，QiongyanYuan，and Fan Wang“Coma measurement by use of an alternating phase-shifting maskmark with a specific phase width”Appl.Opt.48，261-269(2009))，该技术使用线空比1∶2、周期570nm的移相光栅标记作为检测标记，采用与以上技术相同的检测模型提取像差信息。通过对移相光栅标记的结构进行优化，相比在先技术2，在先技术3的彗差检测精度又提高了15％以上。

在先技术1、2通过改进检测标记的结构提高了波像差的检测精度，但是这两项技术都未考虑照明方式对检测精度的影响。通过重新选取照明方式并针对这一照明方式对检测标记的结构进行优化可以进一步提高光刻机投影物镜波像差检测技术的检测精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于二极照明的光刻机投影物镜奇像差的检测系统和方法，一种用于光刻机投影物镜奇像差检测的照明方式、一种用于光刻机投影物镜奇像差检测的检测标记以及基于上述照明方式和检测标记的奇像差检测方法。通过选用二极照明作为像差检测时使用的照明方式和在二极照明下对移相光栅标记进行优化，本检测方法获得了更高的检测精度。