光刻机投影物镜的像差原位检测新技术

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1、第26卷第5期光学学报V01．26，NO．52006年5月ACTAOPTICASINICAMay，2006文章编号：0253—2239(2006)05—0679—6光刻机投影物镜的像差原位检测新技术张冬青王向朝施伟杰。王帆，1中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室，上海201800、＼2中国科学院研究生院，北京100039／摘要：提出了一种新的光刻机投影物镜像差原位检测(AMF)技术详细分析了该技术利用特殊测试标记检测投影物镜球差、像散、彗差的基本原理，论述了该技术利用对准位置坐标计算像差引起的成像位置偏移量的方法。实验结果表明AMF技术可实现球差、彗差、像散等

2、像差参量的精确测量。AMF技术考虑了光刻胶等工艺因素对像差引起的成像位置偏移量的影响，有效避免了目前基于硅片曝光方式的彗差原位检测技术对离焦量、像面倾斜等像质参量限制的依赖。关键词：信息光学；像差；投影物镜；光刻机；原位检测中图分类号：R778文献标识码：ANewTechniqueforAberrationIn-SituMeasurementofaLith0graphicProjectionSystemZhangDongqing_。WangXiangzhaoShiWeijie'WangFan，f1informationOpticsLaboratory，ShanghaiI

3、nstituteofOpticsandFineMechanics，]lTheChineseAcademyofSciences，Shanghai201800l【2GraduateSchoocoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039jAbstract：Anewtechniqueformeasuringtheaberrationsofalithographicprojectionsysteminsituisproposed，inwhichthebasictheoryusedtomeasurethesphericalaberrati

4、on，comaandastigmatismoftheprojectionsystemwithspeciaImeasurementmarkiSanalyzedindetai1．andthemethodtocalculatedtheimagedisplacementcausedbyaberrationthroughalignedpositioncoordinateispresented．Throughexperiments，theaberrationparameters，suchassphericalaberration，comaandastigmatismofthepro

5、jectionsystemareobtainedwithhighaccuracybythetechnique，Takingintoaccountoftheinfluencesofprocessfactors，e．g．resistprocess，ontheimagedisplacementinducedbyaberration．thenewtechniqueavoidsthedependenceofcomain-situmeasurementbasedonwaferexposureontheimageparameters，suchasdefocusandimagetilt

6、．Keywords：informationoptics；aberration；projection1ens；1ithographictoo1；in—situmeasurement1引言照明设置FOCAI测量_6](Focuscalibrationusingalignmentsystematmultipleilluminationsettings，光刻机投影物镜的像差卜，如球差、彗差、像FAMIS)技术是国际上常用的光刻机投影物镜像差散等是影响光刻分辨力与套刻精度的重要因素。随的原位检测技术。TAMIS技术可检测投影物镜的着光刻特征尺寸的不断减小，像差对光刻性能的影球差、

7、彗差、像散等像差参量。它利用空间像传感器响越来越显著，因此光刻机投影物镜的像差原位测(Translationimagesensor，TIS)测量投影物镜的量技术不可或缺。空间像光强分布，通过计算得到像差。该技术没有目前，多照明设置空间像测量](Translation考虑光刻胶等工艺因素对像差引起的成像位置偏移imagesensoratmultipleilluminationsettings，量的影响，因此难以确定最优的像质校正方式，如调TAMIS)技术、多照明设置像差测量_5](Distortion整物镜可调镜片的位置、掩模台高度与倾斜等