[发明专利]照明测试装置和照明均匀性、杂散光的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及投影曝光领域，尤其涉及一种照明测试装置和照明均匀性、杂散光的测试方法。

背景技术

对于投影曝光系统，照明系统的均匀性将直接影响视场内各点的剂量分布，因此对于照明均匀性的原位测量，是任何投影曝光装置所必须具备的功能。此外，照明系统的杂散光也会导致成像性能降低，工艺窗口减小，因此对于杂散光性能的监测也是投影曝光装置所必须的功能之一。

传统的投影曝光系统一般采用集成在运动台上的点能量传感器，由运动台带动点能量传感器对视场内各点的能量进行采集，从而得到视场内的照明均匀性(如Nikon专利US5617181A)。此外，配合特质的杂散光测试掩模，利用点能量传感器在像方进行透光边界扫描，得出杂散光的强度。

请参考图1，图1为无掩模曝光装置，所述无掩模曝光装置包括同步控制单元、曝光激光器、扩束单元1、可变衰减器2、匀光照明单元、分光镜单元4、物镜5、SLM(Spatial Light Modulator，空间光调制器)3、点能量传感器7以及工件台8。其中，基底6放置于所述工件台8上，所述曝光激光器和SLM3分别与所述同步控制单元相连，所述曝光激光器发出的光经过扩束单元1、可变衰减器2、匀光照明单元和分光镜单元4能够分别传输至点能量传感器7和SLM3中，从而对所述无掩模曝光装置进行能量采集，从而得到视场内的照明均匀性。

然而，若仍采用传统方法对所述无掩模曝光装置进行照明均匀性和杂散光性能的测量，则会产生一定的问题。因为无掩模曝光装置一般镜头缩小倍率较大，像方视场较小，以0.95”的DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)为例，若缩小倍率为18倍，则像方视场约1.1mm×0.6mm，而一般点能量探测器的探测范围都在mm量级，因此对视场区域的有效采样的空间频率不足，会导致照明均匀性和杂散光性能的测量的偏差。因此，针对小视场的基于微高反射体阵列的无掩模曝光装置，需要开发一套新的照明均匀性和杂散光的测试方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种照明测试装置和照明均匀性、杂散光的测试方法，能够解决像面空间采样频率不足的问题，且可以同时实现对小视场照明均匀性和杂散光的高精度测量。

为了实现上述目的，本发明提出了一种照明测试装置，用于对无掩模曝光装置进行照明均匀性和杂散光性能的测量，所述装置包括：所述照明测试装置包括：

激光器，用于提供照明测试所需要的测试光线，所述测试光线入射至所述无掩模曝光装置的空间光调制器以形成调制图形；

物镜，用于将所述调制图形成像到所述无掩模曝光装置的工件台承载的基底表面；

探测光路，所述探测光路包括一感光元件，来自基底表面的部分能量成像至感光元件上；

高反射体，所述高反射体固定于所述工件台上，用于反射所述基底表面的部分能量到所述探测光路中。

进一步的，在所述的照明测试装置中，所述探测光路还包括分光棱镜及中继镜组，通过所述分光棱镜将来自基底表面的部分能量导入所述中继镜组并成像至感光元件上。

进一步的，在所述的照明测试装置中，还包括同步控制单元，用于所述激光器、空间光调制器和工件台的同步控制。

进一步的，在所述的照明测试装置中，还包括扩束单元、可变衰减器、匀光照明单元以及分光镜单元，所述测试光线经过扩束单元、可变衰减器、匀光照明单元和分光镜单元传输至所述空间光调制器中，再返回所述分光镜单元后经过所述物镜照射至所述高反射体表面，由所述高反射体发出的载有所述基底表面的部分能量的反射光传输至所述探测光路中。

进一步的，在所述的照明测试装置中，所述空间光调制器为数字微镜器件，所述数字微镜器件表面设有多个微反光镜，所述微反光镜可根据控制信号进行固定角度偏转。

进一步的，在所述的照明测试装置中，所述固定角度为12°或-12°。

进一步的，本发明还提出了一种照明均匀性的测试方法，采用如上文所述的任意一种照明测试装置，所述方法包括步骤：

将所述激光器的输出功率设置在最大值；

将空间光调制器调制为第一状态，感光元件读取第一状态下各像素点读数，获得背景光强；

将空间光调制器调制为第二状态，工件台将所述高反射体带入所述物镜的视场内，感光元件利用高反射体采集所述视场内的能量，获得光强值；

将所述光强值减去所述背景光强，找出视场范围内光强最大值I_max和光强最小值I_min；