光刻机投影物镜大像差检测方法

摘要

一种光刻机投影物镜大像差检测方法。该方法采用多级Box-Behnken Design抽样方法，并通过空间像主成分分析实现对光刻投影物镜大波像差的检测。本发明方法在像差幅值大于0.1λ时，能够使像差的检测精度提高30％以上。

主权项

1.一种光刻机投影物镜大像差检测方法，该方法采用的测量系统包括用于产生照明光束的光源(1)、能调整照明光束的束腰、光强分布，部分相干因子和照明方式的照明系统(2)、掩模台(3)、投影物镜(4)、能精确定位的六维扫描工件台(5)、安装在六维扫描工件台上的空间像传感器(6)以及与工件台相连的数据处理计算机，其特征在于本方法包括以下步骤：①设定泽尼克像差抽样组合方式：通过BBD设计得到一个矩阵M，选取0～1区间的n个数值分别乘上矩阵M得到不同幅值的矩阵分别为M₁，M₂，…，M_n，n为正整数；采用公式(1)组合方式进行组合，则得到本方法所需要的多级BBD矩阵：矩阵M_多乘上建模所需的泽尼克系数幅值为0.1λ、0.2λ、或0.3λ，即为所需要的泽尼克像差抽样组合方式，即多级BBD的泽尼克系数组合，其中λ为光刻机激光器的使用波长；②仿真空间像集合的建立：选定光刻机的参数：照明系统的照明方式及其部分相干因子，光刻机激光器的使用波长为λ，投影物镜的数值孔径NA，在掩模台上的安置测试掩模，该测试掩模上的测试标记由一组图形位于0°方向和图形位于90°方向的孤立空组成；空间像采集范围：X方向采集范围为[-L，L]，Z方向采集范围为[-F，F]；空间像采样点数：X方向采样点数为M，Z方向采集采样点数为N；将上述参数设计和所述的多级BBD的泽尼克系数组合输入计算机，采用PROLITH光刻仿真软件进行仿真，得到仿真空间像集合AIM；③仿真空间像集合的主成分分析和线性回归分析：对仿真空间像集合AIM进行主成分分析，得到仿真空间像的主成分系数V和主成分PC，把得到的主成分系数V和所述的泽尼克系数组合采用常规方法进行线性回归分析，得到主成分系数与泽尼克系数之间的线性回归矩阵，再通过回归矩阵建立仿真空间像与泽尼克系数之间的线性关系模型；④启动光刻机采集空间像：对待检测的光刻机的投影物镜的参数进行设置，参数同步骤②；启动光刻机，光源发出的照明光经照明系统调整后得到相应的照明方式，并照射到掩模台上，利用空间像传感器测量经投影物镜汇聚的空间像，检查测量结果无误后，将实测空间像输入所述计算机储存；⑤泽尼克像差的求解：计算机对所述的实测空间像，同步骤③所述的主成分PC按照常规方法进行主成分拟合，得到实测空间像的主成分系数，该实测空间像的主成分系数同步骤③中得到的线性回归矩阵，按常规方法进行最小二乘拟合，得到所测光刻机投影物镜的泽尼克像差。