[发明专利]像差测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种像差测量装置及方法，所述像差测量的方法包括：掩模标记单元移动至待测投影物镜单元的视场中心位置；掩模对准单元测量掩模标记单元的预定向上所有标记在预定向位置和Z向位置，并计算预定向上相邻两个标记的预定向位置差值和Z向位置差值，所述预定向为X向和/或Y向；根据预定向上所有相邻两个标记的预定向位置差值和Z向位置差值得到物镜视场预定向V线条或H线条的畸变和场曲。测量时两个相同的预定向探测器同时对标记进行测量，计算时基于预定向上相邻两个标记的预定向位置差值和Z向位置差值，因此本测量不受工件台漂移和工件台运动误差的影响，从而大幅度提高物镜低阶像差的测量精度。

技术领域

本发明涉及集成电路制造装备技术领域，特别涉及一种像差测量装置及方法。

背景技术

光刻机是一种应用于集成电路制造的装备，利用该装备包括但不限于：集成电路制造光刻装置、液晶面板光刻装置、光掩模刻印装置、MEMS(微电子机械系统)/MOMS(微光机系统)光刻装置、先进封装光刻装置、印刷电路板光刻装置及印刷电路板加工装置等。

投影物镜畸变是影响光刻机成像质量的重要因素。投影物镜畸变不仅能造成物镜所成像的变形，同时会使曝光到硅片上的图形相对于其理想位置发生位移，从而引起套刻误差。现代集成电路一般由几十层电路组成，因而对光刻机的匹配套刻误差要求极其严格。而投影物镜的畸变是影响光刻机之间匹配套刻的关键因素。因此，投影物镜畸变的检测对于保证光刻机的套刻误差不可或缺。

现有技术公开了一种用于测量投影物镜畸变的标记结构，形成在一掩模上，该掩模上定义有第一方向及与该第一方向垂直的第二方向，该标记结构包括第一图形区域与第二图形区域，所述第一图形区域的中心位置处设置一独立标记，所述第二图形区域由阵列标记组成，所述第一图形区域与第二图形区域沿该第二方向排列。本发明同时公开了一种用于测量投影物镜畸变的方法，包括使独立标记与投影物镜物方视场中心位置重合；将工件台位置分别设置为x_ws＝x-M×X_i，j，y_ws＝y-M×Y_i，对所述独立标记进行曝光，其中，M为投影物镜倍率，x，y为硅片曝光场中心位置；使第二图形区域的中心或掩模的中心与投影物镜物方视场中心位置重合，将工件台位置设置为x_ws＝x，y_ws＝y后曝光；检测套刻标记的位置误差Δx_i，j，Δy_i，j；计算投影物镜畸变。该方法存在测量结果受工件台运动误差的影响，导致物镜低阶像差的测量精度不高。

上述的现有技术中的测量投影物镜畸变的方法存在的问题也将直接影响到光刻设备的最终性能，因此急需一种方法可以克服现有方法的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种像差测量装置及方法，以解决使用现有技术中测量投影物镜畸变的方法受工件台运动误差的影响，导致物镜低阶像差的测量精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种像差测量装置，所述像差测量装置包括：沿空间由上至下顺次分布的对准照明单元、掩模标记单元、待测投影物镜单元以及掩模对准单元，所述掩模对准单元包括至少两个相同的X向和/或Y向探测器，两个相同的X向和/或Y向探测器之间的间距为第一间距。

可选的，在所述的像差测量装置中，所述掩模标记单元包括至少两个X向和/或Y向标记，所述两个X向和/或Y向标记之间的间距为第二间距。

可选的，在所述的像差测量装置中，所述第一间距与所述第二间距的数值比例为m，m为待测投影物镜单元的物镜倍率。

可选的，在所述的像差测量装置中，所述掩模标记单元中的标记与所述掩模对准单元中的探测器的尺寸比例为m，m为待测投影物镜单元的物镜倍率。

本发明还提供一种像差测量的方法，采用如上所述的像差测量装置所述像差测量的方法包括如下步骤：

S1：掩模标记单元移动至待测投影物镜单元的视场中心位置；