[发明专利]一种光刻机投影物镜像面在线测量标记及测量方法

权利要求书

1.一种光刻机投影物镜像面在线测量标记，所述标记由周期分布的子标记组成，其特征在于，所述子标记中包括多种不同的线条标记。

2.根据权利要求1所述的测量标记，其中，所述子标记包括第一线条标记和第二线条标记，第一线条标记为一较宽的线条，第二线条标记由与第一线条平行的多条较窄的线条排列组成。

3.根据权利要求1所述的测量标记，其中，所述标记的子标记的周期大于子标记宽度的2倍。

4.根据权利要求2所述的测量标记，其中，所述第一线条标记的线条宽为所述投影物镜分辨率的5到20倍。

5.根据权利要求2所述的测量标记，其中，所述第二线条标记由2到10条较窄的线条排列组成，每条较窄的线条宽为所述投影物镜分辨率的1到2倍。

6.一种利用权利要求1～5中所述的测量标记在线测量光刻机投影物镜像面的测量方法，该方法使用了具有下述结构的系统：

产生投影光束的光源；

用于调整所述光源发出的光束的光强分布和部分相干因子的照明系统；

能将掩模图案成像且其数值孔径可以调节的成像光学系统；

能承载所述掩模并精确定位的掩模台；

能承载硅片并精确定位的工件台；

可使工件台精确定位的激光干涉仪；

能精确测量所述掩模上标记成像能量空间分布的光能量探测器；

所述方法包含以下步骤：

(1)所述光源发出的光经照明系统照射到刻有测量标记的掩模上，掩模选择性地透过一部分光线，这部分光线经成像光学系统，成像到最佳像面；

(2)以x为步长，在预期的最佳像面附近，从-kμm到kμm的不同高度上，利用光能量探测器扫描标记的空间像，记录空间像能量分布；

(3)根据步骤(2)中所述能量分布，计算测量标记在不同测量高度处的空间像的频率分布；

(4)根据步骤(3)中所述标记不同测量高度时的空间像的频率分布，计算视场中不同位置的最佳成像高度；

(5)根据步骤(4)所述的视场中不同位置的最佳成像高度，拟合像面高度、倾斜、场曲等参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光能量探测器的受光尺寸为所述最小线宽线条宽度的0.5到2倍。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤(4)中，利用标记不同测量高度F_set与其对应的空间高频成分比重E_{high_fre}建立二次曲线关系，公式如下：

Ehigh_fre=E0+Fset*E1+Fset2E2]]>

利用测量数据，拟合出二次曲线系数E₀、E₁、E₂，二次曲线对应的极值点F_focus即为该测量位置的最佳成像高度。

9.根据权利要求6～8中任意一个所述的方法，其中，步骤(5)中，由不同位置(x，y)的最佳成像高度ΔF_i(F_focus)，拟合像面高度F、倾斜Rx、Ry、场曲FC的拟合公式为：

ΔF_i＝F+x*Ry-y*Rx+(x²+y²)*FC。