[发明专利]光刻机原位多通道成像质量检测装置及方法

权利要求书

1.一种光刻机原位多通道成像质量检测装置，该装置包括光刻机的光源(1)、照明系统(2)、掩模台(4)、投影物镜(5)、工件台(7)和计算机(8)，其特征在于，还包括物面光栅板(3)和波像差传感器(6)，上述各部件的连接关系如下：

所述的物面光栅板(3)置于掩模台(4)上，所述的波像差传感器(6)置于工件台(7)上，所述的波像差传感器(6)与计算机(8)相连；

所述的物面光栅板(3)由n组占空比为50％的物面光栅组成；每组物面光栅包括光栅线沿y方向的第一光栅(3X1)和光栅线沿x方向的第二光栅(3X2)，周期为P_oX；所述的X为每组光栅的编号，用A、B、C…表示，如A组物面光栅的第一光栅3A1和第二光栅3A2，B组物面光栅的第一光栅3B1和第二光栅3B2；

所述的波像差传感器(6)包括沿光束传播方向依次放置的像面光栅板(601)、小孔阵列(602)和二维光电传感器(603)；

所述的像面光栅板(601)包括n组占空比50％的像面光栅(601X)，周期为P_iX，所述X为每组光栅的编号，用A、B、C…表示；

所述的第一光栅(3X1)和第二光栅(3X2)的周期P_oX与所述的像面光栅(601X)的周期P_iX满足如下关系；

P_oX＝P_iX·M

其中，M为光刻机投影物镜(5)的成像放大倍数，P_iX由剪切率s_X、光源波长λ和光刻机投影物镜的数值孔径NA决定：

PiX=λ2sX·NA;]]>

所述的物面光栅板(3)上每组物面光栅之间的间距d_o与像面光栅板(601)上每个像面光栅之间的间距d_i满足如下关系：

d_o＝d_i·M，

物面光栅板(3)上每组物面光栅的第一光栅(3X1)和第二光栅(3X2)之间的间距相等，物面光栅的组数与像面光栅的数目相等，皆为n，所述的n为大于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的光刻机原位多通道成像质量检测装置，其特征在于，所述的第一光栅(3X1)和第二光栅(3X2)是相位光栅或振幅光栅型的一维反射式光栅或者一维透射式光栅。

3.根据权利要求1所述的光刻机原位多通道成像质量检测装置，其特征在于，所述的小孔阵列(602)的周期等于所述的二维光电传感器(603)的像素周期，小孔阵列(602)的小孔位置与所述的二维光电传感器(603)的像素位置一一对应，所述的二维光电传感器(603)像素大小与所述的小孔阵列(602)的小孔的直径的比值为S。

4.根据权利要求1所述的光刻机原位多通道成像质量检测装置，其特征在于，所述的二维光电传感器(603)是照相机、CCD、CMOS图像传感器、PEEM，或二维光电探测器阵列。

5.根据权利要求1所述的光刻机原位多通道成像质量检测装置，其特征在于，所述的像面光栅(601X)为相位光栅或振幅光栅型的二维透射式光栅。

6.利用权利要求1至5任一项所述的光刻机原位多通道成像质量检测装置的检测方法，其特征在于，包括下列步骤，

①将所述的物面光栅板(3)置于掩模台(4)上，调节掩模台(4)，使所述的物面光栅板(3)的n组第一光栅(3X1)位于光刻机投影物镜(5)的物方视场位置；

②由光源(1)发出的光经过照明系统(2)的调整后，均匀照明所述的物面光栅板(3)的n组第一光栅(3X1)；

③将波像差传感器(6)置于工件台(7)上，调节工件台(7)，使像面光栅板(601)位于光刻机投影物镜(5)的像面上；

④调整工件台(7)，使n组像面光栅(601X)分别与n组物面光栅的第一光栅(3X1)经过光刻机投影物镜(5)所成的像对准；

⑤采用相移技术，沿x方向多次移动所述的工件台(7)，每次移动后所述的波像差传感器(6)采集一幅剪切干涉图输入所述的计算机，所述的计算机从采集得到的干涉图中计算得到n个视场点位置的x方向剪切相位信息；

⑥调整掩模台(4)，使物面光栅板(3)的n组第二光栅(3X2)分别运动至n组第一光栅(3X1)的位置，n组第二光栅(3X2)经过光刻机投影物镜(5)所成的像与n组像面光栅(601X)分别对准；

⑦采用相移技术，沿y方向多次移动工件台(7)，每次移动后所述的波像差传感器(6)采集一幅剪切干涉图并输入所述的计算机，该计算机从采集得到的干涉图中计算得到n个视场点位置的y方向剪切相位信息；

⑧将步骤⑤、⑦得到的剪切相位信息解包裹，分别得到光刻机投影物镜(5)在n个视场点位置的x方向和y方向的剪切波前ΔW_x和ΔW_y，将所述的剪切波前进行重建，获得光刻机投影物镜(5)在n个视场点位置的波像差；从n个视场点位置的波像差的波面倾斜和离焦数据计算光刻机投影物镜(5)的畸变和场曲。