[发明专利]套刻误差测量装置及方法

摘要

本发明揭示了一种套刻误差测量装置及方法。该装置包括光源系统、分光镜、显微物镜、透镜组、监测光栅及探测器；光源系统提供宽波段线形的测量光束，经分光镜的反射光通过显微物镜后投射到被测对象上发生反射和衍射，并再次通过显微物镜达到探测器上，形成衍射光谱测量信号；经分束镜的透射光经过透镜组后投射在检测光栅上，检测光栅倾斜放置，使得透射光投射在检测光栅上后，返回的+1级光或‑1级光依次经过透镜组和分光镜到达探测器上，形成衍射光监测信号；所述工件台能够带动所述被测对象绕其法向旋转。在进行测量时，包括对同一被测对象进行180°旋转前后的测量，以获得光强的非对称性，从而提高了测量精度及工艺适应性，减少了测量误差干扰。

主权项

一种套刻误差测量装置，用于测量放置于工件台上的被测对象的套刻误差，所述被测对象为周期性结构，其特征在于，所述套刻误差测量装置包括：光源系统、分光镜、显微物镜、透镜组、检测光栅及探测器；其中，所述光源系统提供宽波段线光源以产生测量光束；所述测量光束入射到分光镜上后反射和透射；反射光通过显微物镜后以不同的入射角投射到被测对象上发生反射和衍射，并再次通过所述显微物镜达到探测器上，形成衍射光谱测量信号；透射光经过透镜组后投射在与被测对象共轭且周期相同的检测光栅上，所述检测光栅倾斜放置，使得透射光投射在检测光栅上后，0级光被检测光栅反射至光路之外，返回的+1级光或‑1级光依次经过透镜组和分光镜到达探测器上，形成衍射光谱监测信号，所述衍射光谱测量信号可相对衍射光谱监测信号做归一化处理；当测得所述被测对象的衍射光谱测量信号后，所述工件台带动所述被测对象相对原位置旋转180度，在所述显微物镜相同位置处测得所述被测对象旋转后的衍射光谱测量信号，根据旋转前后获得的衍射光谱测量信号求得所述套刻误差；所述被测对象包括位于同一平面上的第一被测对象和第二被测对象，每个被测对象各包括上下两层光栅；通过将第一被测对象旋转180°，在光瞳相同位置处分别获得旋转前后的正、负级次衍射光谱，测得第一被测对象的光强的非对称性Aright；通过将第二被测对象旋转180°，在光瞳相同位置处分别获得旋转前后的正、负级次衍射光谱，测得第二被测对象的光强的非对称性Aleft；则计算套刻误差其中，第一被测对象的预设偏移量为Δ，第二被测对象的预设偏移量为－Δ。