專(zhuān)利名稱(chēng)：光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置，屬于投影光刻機(jī)光刻物鏡高分辨力成像系統(tǒng)的像質(zhì)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
IC制造設(shè)備投影光刻機(jī)要求具有很高的光刻分辨力，而光刻分辨力主要由光刻物鏡決定，分辨力越高要求數(shù)值孔徑越大，因此物鏡的光學(xué)及機(jī)械結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，外型尺寸很大，共軛距長(zhǎng)達(dá)一米或更多，重量達(dá)50～500公斤，并且由于自身結(jié)構(gòu)和光刻機(jī)整機(jī)要求，物鏡只能豎放。物鏡裝配完成，將裝上整機(jī)前，必須進(jìn)行物鏡像質(zhì)測(cè)試。由于光刻物鏡加工裝配精度很高，受應(yīng)力變形影響也很敏感，因此測(cè)試像質(zhì)時(shí)，必須保證光刻物鏡處于與工作時(shí)相同的豎直放置狀態(tài)。而目前采用的像質(zhì)測(cè)試儀器傳函測(cè)試儀一般都要求被測(cè)物鏡臥式放置。如較為著名的美國(guó)OPTIKOS公司MARKⅢ傳函儀其光學(xué)系統(tǒng)光軸與底座平行，傳函儀與被測(cè)物鏡安放在光俱座或平臺(tái)上，測(cè)試光線通過(guò)臥式放置的被測(cè)物鏡，成像于傳函儀的光電倍增管探測(cè)器上，采用掃描和自相關(guān)法，綜合計(jì)算出傳函曲線。而常規(guī)檢測(cè)物鏡成像質(zhì)量常常采用傳統(tǒng)的鑒別率板、星點(diǎn)、刀口陰影相結(jié)合的方法測(cè)試，綜合分析判斷像質(zhì)。由于其結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法的限制，上述的測(cè)試裝置都存在測(cè)試精度較低、被測(cè)物鏡范圍受限的缺點(diǎn)，只適合尺寸重量較小、測(cè)試時(shí)可臥倒放置、精度較低的常規(guī)小型物鏡的測(cè)試，難以進(jìn)行對(duì)成像分辨力非常高(＞10001p／mm)，尺寸和重量很大(直徑＞300mm，重量＞50～500Kg)，共軛距很長(zhǎng)，只能豎直放置的特殊大型投影光刻物鏡的測(cè)試。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種允許被測(cè)物鏡豎直放置，對(duì)被測(cè)物鏡尺寸重量無(wú)限制，測(cè)試精度高，觀測(cè)直觀方便的光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)放置在減振大基板上的大支架的水平面上固定大墊塊，以支撐照明系統(tǒng)，顯微物鏡和CCD接收器組成圖像接收系統(tǒng)，與圖象顯示器以及存儲(chǔ)示波器連接。大支架水平臺(tái)面上豎直放置的被測(cè)物鏡的物方端面放置標(biāo)準(zhǔn)墊塊，水平支撐測(cè)試板，板上的分辨力與傳函測(cè)試圖形由被測(cè)物鏡投影成像于像面W＇W＇平面，顯微物鏡通過(guò)連接架固定在三維調(diào)整架上，并調(diào)焦于被測(cè)物鏡的像面W＇W＇平面。分辨力測(cè)試在顯示器上觀測(cè)，傳函測(cè)試數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)示波器記錄讀數(shù)。
本發(fā)明的目的也可以通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)分辨力與傳函測(cè)試裝置中的標(biāo)準(zhǔn)墊塊和支撐照明系統(tǒng)的大墊塊，以及照明系統(tǒng)，可根據(jù)被測(cè)物鏡的共軛距、尺寸重量、以及工作波長(zhǎng)不同而更換。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)測(cè)試板由多組分布在不同方向和區(qū)域位置的分辨力與傳函測(cè)試圖形組成，每組測(cè)試圖形包含16個(gè)或多個(gè)不同寬度的線條組，線條組是兩兩相互垂直的等間距黑白線條，占空比為1∶1，并錯(cuò)開(kāi)半個(gè)周期。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)使用該分辨力與傳函測(cè)試裝置測(cè)試物鏡時(shí)，光刻物鏡能豎直放置，與物鏡自身裝配及裝上光刻機(jī)整機(jī)后豎直狀態(tài)相同，使物鏡在測(cè)試時(shí)不會(huì)帶來(lái)內(nèi)部微小變形，測(cè)試結(jié)果能完全反映實(shí)際工作時(shí)的分辨力與傳函曲線。該測(cè)試裝置可以更換不同照明譜線的照明系統(tǒng)、支撐測(cè)試板的標(biāo)準(zhǔn)墊塊和支撐照明系統(tǒng)的大墊塊，因此使用該裝置測(cè)試物鏡時(shí)不受被測(cè)物鏡的工作波長(zhǎng)、共軛距、外形尺寸和重量的限制。
使用該裝置進(jìn)行物鏡測(cè)試時(shí)只需移動(dòng)三維調(diào)整架和顯微物鏡，并可從顯示器直接觀測(cè)測(cè)試圖像或從存儲(chǔ)示波器讀數(shù)，可測(cè)得物鏡分辨力與傳函曲線，因此該裝置使用簡(jiǎn)單方便。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為分辨力與傳函測(cè)試裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為測(cè)試板的分辨力與傳函測(cè)試圖形分布圖。
圖3為分辨力與傳函測(cè)試圖形的放大圖。
如圖1所示在減振大基板1上，放置大支架2，大支架水平臺(tái)面固定大墊塊15，以支撐照明系統(tǒng)14。高分辨力大倍率顯微物鏡7通過(guò)鏡筒6的螺紋與電源8供電的CCD圖象接收器4連接構(gòu)成測(cè)試圖形圖象接收器，并連接到圖象顯示器9和存儲(chǔ)示波器17。被測(cè)試的光刻物鏡10豎直放置在大支架2的水平臺(tái)面上，被測(cè)物鏡的物方端面放置標(biāo)準(zhǔn)墊塊11水平支撐測(cè)試板12，板上的分辨力與傳函測(cè)試圖形位于被測(cè)物鏡10的標(biāo)準(zhǔn)物平面(相當(dāng)于光刻機(jī)的掩模面)位置，被照明系統(tǒng)14均勻照明，并由被測(cè)物鏡10投影成像至下方像面W＇W＇面(相當(dāng)于光刻機(jī)的硅片面)。調(diào)焦于此面的顯微物鏡7通過(guò)連接架5固定在三維調(diào)整架3上，顯微物鏡7在W＇W＇面附近的三維移動(dòng)由三維調(diào)整架3移動(dòng)達(dá)到，物方外來(lái)雜光由防雜光板13擋去。
如圖2所示相同多組分辨力與傳函測(cè)試圖形16分布在測(cè)試板12的不同方向和區(qū)域位置(共9處)，布滿物鏡的整個(gè)物方視場(chǎng)。
如圖3所示為測(cè)試板12中的一個(gè)分辨力與傳函測(cè)試圖形16的放大結(jié)構(gòu)圖，測(cè)試圖形為標(biāo)有從1．5～0．15微米16個(gè)對(duì)應(yīng)不同實(shí)際線寬的線條組，線條組為兩兩相互垂直的等間距黑白線條，黑白線條占空比1∶1，并錯(cuò)開(kāi)半個(gè)周期。把固定在三維調(diào)整架3上的顯微物鏡7隨調(diào)整架移至被測(cè)物鏡的各個(gè)測(cè)試分辨力位置，通過(guò)精細(xì)調(diào)焦，從顯示器9上觀察，同時(shí)用存儲(chǔ)示波器17存儲(chǔ)并測(cè)試記錄各組(共16組)二個(gè)方向線條正弦波圖形波峰和波谷的電壓幅值。把同時(shí)能清晰看清兩個(gè)相互垂直的最細(xì)線寬分辨力與傳函測(cè)試線條圖形的線寬(或轉(zhuǎn)換成頻率)，稱(chēng)為被測(cè)物鏡達(dá)到的光學(xué)分辨力。把測(cè)試記錄下來(lái)的各組二個(gè)方向線條正弦波圖形波峰和波谷的電壓幅值(也即各頻率線條光強(qiáng)值)IMax＇IMin＇，其中IMax＇和IMin＇差值較小的一個(gè)方向數(shù)據(jù)代入下式MTFi=(IMax＇-IMin＇)／(IMax＇+IMin＇)計(jì)算MTFi，在MTF-頻率坐標(biāo)上圓滑連接各點(diǎn)即得到被測(cè)物鏡各個(gè)位置的傳函曲線。
權(quán)利要求
1.一種光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置，由放置在減振大基板(1)的大支架(2)的水平臺(tái)面固定大墊塊(15)，以支撐照明系統(tǒng)(14)，顯微物鏡(7)和CCD接收器(4)組成圖象接收系統(tǒng)，與圖象顯示器(9)以及存儲(chǔ)示波器(17)連接，其特征在于大支架(2)水平臺(tái)面上豎直放置的被測(cè)物鏡(10)的物方端面放置標(biāo)準(zhǔn)墊塊(11)，水平支撐測(cè)試板(12)，板上的分辨力與傳函測(cè)試圖形由被測(cè)物鏡(10)投影成像于像面W＇W＇平面。連接架(5)將顯微物鏡(7)固定在三維調(diào)整架(3)上，顯微物鏡(7)調(diào)焦于被測(cè)物鏡(10)像面W＇W＇平面。分辨力測(cè)試在顯示器(9)上觀測(cè)，傳函測(cè)試數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)示波器(17)記錄讀數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)墊塊(11)和支撐照明系統(tǒng)的大墊塊(15)、以及照明系統(tǒng)(14)，可根據(jù)被測(cè)物鏡(10)的共軛距、尺寸重量、工作波長(zhǎng)不同而更換。
3.如權(quán)利要求1和2所述的光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置，其特征在于測(cè)試板(12)由多組分布在不同方向和位置的分辨力與傳函測(cè)試圖形(16)構(gòu)成，測(cè)試圖形(16)包含16個(gè)或多個(gè)不同寬度的線條組，每個(gè)線條組是兩兩相互垂直的等間距黑白線條，黑白占空比為1∶1，并錯(cuò)開(kāi)半個(gè)周期。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光刻物鏡分辨力與傳函測(cè)試裝置,它克服了現(xiàn)有物鏡測(cè)試儀器只能測(cè)試尺寸重量小、測(cè)試時(shí)可臥倒放置、精度較低的常規(guī)小型物鏡的缺點(diǎn)。它由減振基板、大支架、照明系統(tǒng)、測(cè)試板、顯微物鏡和CCD接收器連接而成的圖象接收器、顯示器和存儲(chǔ)示波器組成,被測(cè)光刻物鏡豎直放置在支架水平臺(tái)上,通過(guò)更換裝置的墊塊和照明系統(tǒng),方便地測(cè)試各種共軛距、尺寸重量、工作波長(zhǎng)的需要豎直測(cè)試的高分辨力光刻物鏡。
文檔編號(hào)G01M11/00GK1293358SQ9911730
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期1999年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月14日
發(fā)明者陳旭南, 何上封, 魏全忠, 李展, 陳元培 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所