[发明专利]波像差测量装置及其方法

说明书

本发明涉及一种波像差测量装置及其方法，用于测量待测投影物镜模块的波像差，包括设置在所述待测投影物镜模块两端的物面模块和像面模块；所述物面模块和所述像面模块均包括光栅标记及孔标记，利用孔标记透过的光束所获得的剂量校正光斑图对波像差测试图进行剂量校正以获得准确的波像差，保证了参考光和测试光的光路一致性以及检测模块对测试光和参考光探测的一致性，同时可通过调整聚光模块的位置改变剂量校正光斑图中光斑的尺寸，降低对波像差测试图的影响，提高了波像差测量的效率和精度以及测量的准确性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种波像差测量装置及其方法。

背景技术

波像差，由于实际光学系统存在像差，球面波经光学系统后所形成的波面已不是球面，这种实际波面与理想波面的之间的光程差即为波像差，对于一般的光学系统，几何像差可简单直观地评价光学系统质量，但对于高像质要求的光学系统，必须进一步研究光波的波面经光学系统后的变形情况，波像差越小，系统的成像质量越好。

在光刻过程中，光刻机使用的透镜由于热效应，其透过率会有波动。在波像差测量中，进行单个视场点一次波像差测量的时间大于1分钟，1分钟内透镜的热效应将会带来0.1％的透过率变化。有些波像差测量装置中用于校正剂量的参考光从光源后引出，只考虑了激光脉冲光源的能量波动，未考虑照明的中继透镜组和投影物镜对剂量波动的影响。

另外，不同检测模块的测试精度和灵敏度通常不相同，接收同样能量的照明光束，输出的信号强度值会有差异。在高精度的波像差测量中，特别是在浸没光刻机中，检测模块的响应非线性的2％将会给系统带来0.01nm的误差。现有的一些波像差测量装置中用于探测测试光和参考光的检测模块不同，导致降低了剂量校正的正确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波像差测量装置及其方法，能够解决由激光脉冲光源的能量不稳定、照明中继透镜组和投影物镜的透过率变化而引起的剂量波动对投影物镜波像差测量影响的问题，并解决剂量补偿过程中，测试光和参考光所使用的探测传感器不同而降低剂量校准正确性的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种波像差测量装置，用于测量待测投影物镜模块的波像差，包括设置在所述待测投影物镜模块两端的物面模块和像面模块，所述物面模块包括设置于一掩膜板上的物面标记组，所述像面模块包括设置于一基板上的像面标记组，所述物面标记组与所述像面标记组均包括光栅标记及孔标记，一光束照射至所述物面标记组的光栅标记及孔标记上后，被所述待测投影物镜模块分别投影至所述像面标记组的光栅标记及孔标记上，一检测模块分别从所述像面标记组的光栅标记及孔标记透过的光束中获得波像差测试图及剂量校正光斑图，根据所述剂量校正光斑图校正所述波像差测试图以获取所述待测投影物镜模块的波像差。

可选的，所述波像差测量装置还包括对准所述基板的孔标记的聚光模块，所述聚光模块设置于所述基板与所述检测模块之间或者所述待测投影物镜模块与所述基板之间，通过调整所述聚光模块相对于所述检测模块的距离以调整所述剂量校正光斑图中光斑的尺寸。

可选的，所述聚光模块靠近所述检测模块时，所述剂量校正光斑图中光斑的尺寸增大；所述聚光模块远离所述检测模块时，所述剂量校正光斑图中光斑的尺寸减小。

可选的，所述光栅标记与所述孔标记的中心等高，且所述光栅标记与所述孔标记之间有间距。

可选的，所述光栅标记包括两个对称设置的光栅，且两个所述光栅的栅格垂直。

可选的，两个所述光栅均为一维光栅。

可选的，所述孔标记为圆形孔或方形孔。