[发明专利]一种光瞳面光强分布的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种光刻装置的光瞳面光强分布的测量方法。

背景技术

光刻装置的照明与投影系统中，光瞳面光强分布对分辨率、线宽、焦深都有较大的影响。光刻机中光瞳形貌主要由衍射元件DOE决定。由于DOE的误差及照明系统的装调误差，实际光瞳形貌与理想光瞳形貌之间一般有一定偏差。所以一般会通过光瞳测试获取瞳面的光强分布，从而反向得到DOE与照明系统得装调偏差，再进行调整以使机器达到最佳成像状态。

一般对光瞳进行测量可使用点传感器或面传感器，采用点传感器由于需要进行多点采样，所以相对测量速度较慢，而且精度不高；采用面传感器测量速度较快，但是由于各像素点的灵敏度不同，所以实际获取的图像与光瞳图像存在一定的偏差。

同时测量装置本身也会对光瞳产生一定的影响，比如传感器模型，掩模版等，加上测量时的噪声，所以在测量时，一般会进行多次测量，然后取平均值，再针对某项误差建立模型进行补偿。而在精度要求很高时，可能需要测量几十甚至上百幅图像，这样就增加了测量时间，同时也对照明系统的稳定性提出了更高的要求，实际上这样测得的光瞳是测量时间内照明光瞳的平均值。

在中国专利200910046820.3中，并没有对采集到的原始图像进行校正，这样会对最后的处理结果造成影响。

发明内容

    本发明的目的在于提出一种光瞳面光强分布的测量方法。

本发明提出一种照明光瞳面光强分布的测量方法，通过使用面阵传感器获取多幅反映光瞳形貌的图像，并通过建立合理的传感器模型、迭代计算得到一幅相对精确的光瞳面光强分布图像，最后计算出光瞳参数。所述测量方法包括如下步骤：

步骤一：设置需要探测的照明模式，激光器打光，照明光经过掩模和透镜，离焦后照射到面阵传感器表面；

步骤二：移动面阵传感器以确保照明光斑落于面阵传感器中心；

步骤三：调整掩模位置，使得照明光照射到掩模铬区；

步骤四：面阵传感器采集照明背景光；

步骤五：调整掩模位置，使得照明光照射到掩模的小孔标记上；

步骤六：面阵传感器采集照明光，获得反映光瞳面光强分布的图像；

步骤七：在两次采集的间隔内，消除照明背景光产生的误差并对采集结果进行迭代计算，根据计算结果重新返回步骤六，直到计算结果与理想光瞳的偏差满足要求，获得反映光瞳面光强分布的图像；

步骤八：根据计算结果计算光瞳参数。

其中，所述迭代计算为卡尔曼滤波算法，在迭代计算过程中，该算法不断对下一次采集结果进行预测，并实时对采集结果进行更新，从而实现快速收敛。 

本测量方法采用迭代计算在两次图像采集的间隔进行，不会增加额外的数据处理时间，可以在较短的测量时间内达到较高的测量精度。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为本发明光瞳面光强分布测量装置结构示意图；

图2为本发明光瞳面光强分布测量方法流程图；

图3为使用本发明测量方法多次迭代的测量误差。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

图1为本发明光瞳面光强分布测量装置结构示意图。如图1所示，该测量装置包括：掩模1，小孔标记2，透镜3，焦面4，面阵传感器5。照明光光源经过掩模1上面的小孔标记2再经过透镜3，离焦后照射到面阵传感器5表面上。从而获得反映照明光瞳面光强分布的传感器曝光图像。在这个测量系统中，掩模透过率不均匀、面阵传感器各像素点灵敏度差异、面阵传感器作为平面器件与余弦辐射有差别等都会对最后的测量结果产生误差。

图2为本发明光瞳面光强分布测量方法流程图。本发明光瞳面光强分布的测量方法是通过使用面阵传感器获取多幅反映光瞳形貌的图像，并通过建立合理的传感器模型、迭代计算得到一幅相对精确的光瞳面光强分布图像，最后计算出光瞳参数。该方法主要步骤包括：

步骤一：设置需要探测的照明模式，激光器打光，照明光经过掩模和透镜，离焦后照射到面阵传感器表面；

步骤二：移动面阵传感器以确保照明光斑落于面阵传感器中心；

步骤三：调整掩模位置，使得照明光照射到掩模铬区；

步骤四：面阵传感器采集暗电流，即照明背景光；

步骤五：调整掩模位置，使得照明光照射到掩模的小孔标记上；

步骤六：面阵传感器采集照明光，获得反映光瞳面光强分布的图像；