[发明专利]用扩展光源的光刻机投影物镜波像差现场测量装置及方法

摘要

本发明提供一种用扩展光源的光刻机投影物镜波像差现场测量装置及方法，能够实现对投影物镜波像差高精度的检测。具体过程为：在投影物镜波像差检测时，利用位于投影物镜上方的第一扩展光源板上的圆形针孔阵列产生理想的球面波，消除了照明系统对光刻机投影物镜波像差检测的影响；在进行系统误差标定时，利用位于投影物镜下方的第二扩展光源板上的圆形针孔阵列产生理想的球面波，实现了对待测照明系统残留像差和投影物镜波像差的空间滤波。本发明圆形针孔阵列上包括多个针孔，使得光源的利用率高，同时光束在传播的过程中损耗小，从而提高了测量的精度。

主权项

一种用扩展光源的光刻机投影物镜波像差现场测量装置，其特征在于，包括第一扩展光源板、第二扩展光源板、准直物镜、衍射光学元件以及光电传感器；其中，第一扩展光源板位于光刻机掩模台上且与投影物镜的物面重合，第二扩展光源板位于光刻机硅片台上且与投影物镜的像面重合，准直物镜位于第二扩展光源板沿光刻机投影物镜光轴方向的下游，且准直物镜的物方焦面与投影物镜像面重合，衍射光学元件位于准直物镜的像方位置，光电传感器位于衍射光学元件光束出射方向的焦平面上；第一扩展光源板上设有圆形针孔阵列A和圆形窗口A；所述圆形窗口A的尺寸应小于或者等于投影物镜物方视场的等晕区的尺寸，即圆形窗口A的直径D1≤pz/2fm，p为衍射光学元件的周期常数，z为衍射光学元件与光电传感器沿投影物镜光轴方向的间距，f为准直物镜的焦距，m为投影物镜的缩小倍率；圆形针孔阵列A中的每一个针孔大小相等，各针孔直径d1小于所述投影物镜物方衍射极限分辨率，即d1＜λ/2NAo，λ为光刻机上光源发出光波的波长，NAo为投影物镜的物方数值孔径；第二扩展光源板上设有圆形针孔阵列B和圆形窗口B；所述圆形窗口B的尺寸应小于或者等于投影物镜像方视场的等晕区的尺寸，即圆形窗口B的直径D2≤pz/2f；圆形针孔阵列B中的每一个针孔的大小相等，各针孔直径d2小于所述投影物镜像方衍射极限分辨率，即d2＜λ/2NAi，NAi为投影物镜的像方数值孔径，且NAi＝NAo/m；当检测光刻机中投影物镜视场点K的波像差时，使第一扩展光源板上的圆形针孔阵列A的圆心与视场点K重合，使第二扩展光源板上的圆形窗口B的圆心与圆形针孔阵列A在投影物镜像面上所成像的中心重合；当校准在线检测装置的系统误差时，使第一扩展光源板的圆形窗口A的圆心与投影物镜的视场点O重合，使第二扩展光源板上圆形针孔阵列B的圆心与圆形窗口A在投影物镜像面上所成像的中心重合。