[发明专利]慧星像差检测方法以及慧星像差检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种慧星像差检测方法以及慧星像差检测装置。

背景技术

光刻工艺是半导体制造过程中经常采用到的一种常见工艺。随机半导体制造技术的发展以及集成电路设计及制造的发展，光刻成像技术随之发展，半导体器件的特征尺寸也不断的缩小。随着先进封装技术的发展，对光刻的要求(关键尺寸均匀性、套刻精度等)也将逐渐提高。在光刻工艺中，光刻机的主要功能是把光刻掩膜版上的图形通过曝光的形式成型在晶圆表面。

为了准确地将光刻掩膜版上的图形成型在晶圆表面，投影光刻机需要对准系统。对准系统主要由三个单位部分构成：照明(对准光源)部分，双折射单元和对准单元。在对准系统中，照明部分的主要部件就是激光发射器，它产生线性极化光，避免在硅片对准的过程中使硅片被曝光。然后对准激光将通过一系列的棱镜和透镜进入双折射单元，该激光将从双折射单元底部射出，通过曝光的投影透镜照到硅片的标记上；而经过硅片表面的反射后由原路返回，第二次经过双折射单元，由双折射单元的顶部射出，再经过聚焦后对准到掩膜版的标记上。可以看出，透镜是投影光刻机不可缺少的组成元件。然而，透镜一般存在透镜像差。

其中，慧星像差(Coma aberration，简称慧差)是透镜像差的一种，如图1所示，慧星像差指的是透镜1的每一个圆环区域使相对透镜的和透镜光轴不同位置离轴之点在成像平面2所发出的光线聚焦形成偏斜光线。由于其成像结果会形成如同慧星尾巴一样的光班，因此称为慧星像差。简单的说，慧星像差反应了透镜在偏离光折形态下的一种球面像差。也就是说，慧星像差的产生是由于斜入射光通过透镜不同区域聚焦不在同一点产生的。

图2示意性地示出了不存在慧星像差的情况以及存在慧星像差的情况的示意图。左侧图形示出了不存在慧星像差的情况；右侧图形示出了存在慧星像差的情况，慧星像差如参考标号3所示。

在光刻工艺中，线宽越小，光线经过的透镜区域越大，这种效应也越明显。慧星像差的存在会造成图形跟设计位置有位移误差，还会对图形的线宽有影响，而且还会影响成像质量。

因此，希望能够提供一种可以快速检测慧星像差的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够快速检测慧星像差的慧星像差检测方法以及慧星像差检测装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种慧星像差检测方法，其包括：第一步骤：将光刻掩膜版布置在光刻掩膜版放置平台上；第二步骤：执行校准以便使光刻掩膜版放置平台上的光刻掩膜版对准；第三步骤：向光刻掩膜版放置平台上的光刻掩膜版基准板垂直地透射光线，以使光线依次通过光刻掩膜版基准板背面的空中图像传感器标记、聚光透镜以及晶圆放置平台上的空中图像传感器开口，通过反射镜的反射到达空中图像传感器检测系统；第四步骤：所述空中图像传感器检测系统收集与所述聚光透镜相关的慧星像差数据。

优选地，所述慧星像差检测方法用于投影光刻机的慧星像差检测。

根据本发明的第二方面，提供了一种慧星像差检测装置，其包括：光刻掩膜版放置平台、布置在所述光刻掩膜版放置平台上的光刻掩膜版基准板、布置在所述光刻掩膜版基准板背面的空中图像传感器标记、晶圆放置平台、布置在所述晶圆放置平台上的空中图像传感器开口、布置在所述晶圆放置平台内的反射镜、空中图像传感器检测系统、以及布置在所述晶圆放置平台和所述光刻掩膜版放置平台之间的聚光透镜；其中，当光线垂直地透射所述光刻掩膜版基准板时，所述光线依次通过光刻掩膜版基准板背面的空中图像传感器标记、聚光透镜以及晶圆放置平台上的空中图像传感器开口，通过反射镜的反射到达空中图像传感器检测系统；并且其中，所述空中图像传感器检测系统收集与所述聚光透镜相关的慧星像差数据。

优选地，所述慧星像差检测装置用于投影光刻机的慧星像差检测。

根据本发明的慧星像差检测方法以及慧星像差检测装置，仅仅需要很短的测试时间来进行慧星像差测试；而且无需曝光一个晶圆来执行慧星像差检测，从而节省了晶圆和光刻掩膜版；此外，无需根据设备供应商提供的技术来计算真正的慧星像差数据，因此检测过程简单；而且无需扫描电子显微镜之类的辅助设备。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了慧星像差的示意图。

图2示意性地示出了不存在慧星像差的情况以及存在慧星像差的情况的示意图。