[发明专利]光刻投影物镜热像差在线预测方法

摘要

一种光刻投影物镜热像差在线预测方法。本方法在光刻照明参数和掩模配置以及工作时序确定的情况下，在曝光间隙通过热像差传感器测量热像差，基于双指数模型建立像质参数的状态转移方程，结合测量数据利用粒子滤波算法预测曝光期间投影物镜的热像差。相比于在先技术，本发明可以更为快速准确地预测投影物镜的热像差。

主权项

1.一种光刻投影物镜热像差在线预测方法,该方法采用的测量系统包括用于产生激光光束的光源(1)、光刻照明系统(2)、用于承载掩模(3)并拥有精确定位能力的掩模台(4)、用于将掩模图形成像到硅片上的投影物镜系统(5)、能承载硅片并具有三维扫描能力和精确定位能力的工件台(6)、安装在该工件台上的热像差传感器(7)以及与该传感器相连的数据处理计算机(8)，其特征在于该方法包括以下步骤：①确定光刻机的机器常数：机器常数μ1、μ2、τ1、τ2根据经验值选取或者通过离线测量标定，离线标定方法包含两个步骤：a、测量光刻机热像差数据：设置光刻机的照明方式、照明参数、数值孔径，启动光刻机，光源发出的照明光通过掩模加热投影物镜，持续照明直至投影物镜达到热稳态，关闭照明光源，测量对应的热像差随时间变化的数据，测量M次，所得的热像差序列为测量时刻序列为其中k＝1…M，将结果保存至计算机；b、计算机器常数：采用非线性最小二乘法，最小化目标函数R如下公式(1)，计算机器常数为μ1、μ2、τ1、τ2， R = Σ i = 1 M [ y ^ ( t k ) - y ( t k ) ] 2 - - - ( 1 ) ]]>其中，为根据模型预测的热像差数值，满足如下公式(2) y ^ ( t k ) = μ 1 exp ( - t k τ 1 ) + μ 2 exp ( - t k τ 2 ) ; - - - ( 2 ) ]]>②运行光刻机，在硅片更换期间测量热像差：设置光刻机的照明方式、照明参数、数值孔径；启动光刻机，加载掩模和硅片，正常曝光硅片，当完成一片硅片的曝光后，在交换硅片期间，启动热像差测量程序，利用热像差传感器在时刻tk进行第k次测量，测量值为y(tk)，将测量时间tk和相应的热像差的测量值y(tk)保存到计算机；③计算测量时刻的热像差状态参数的估计值：热像差状态参数的估计值采用双指数模型和粒子滤波算法计算，其中粒子滤波算法的粒子数为N；第一次测量前，初始化粒子集；首先，设定热像差的初始分布为p(x0)；然后对于粒子i＝1…N，根据p(x0)进行随机采样得到各个粒子的初始值；各个粒子的初始值组成的集合即为粒子集的初始值，表示为其中，

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