光電所在高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量技術(shù)研究中取得進展

　　中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所邢廷文課題組在高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量技術(shù)的研究中取得進展：提出了一種基于二維衍射光柵的高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量方法，指出了高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量時涉及的幾個特殊問題和解決方法。該方法還可以應(yīng)用于短波(如深紫外(DUV)、極紫外(EUV)、X射線等)光學(xué)系統(tǒng)的波像差測量。

　　波像差是評價光刻投影物鏡性能的一個重要指標(biāo)，直接影響光刻機整機的分辨率、臨界尺寸、成像對比度和工藝窗口等。光刻投影物鏡具有數(shù)值孔徑大、工作距離短、波像差極小等特點，45 nm節(jié)點光刻投影物鏡要求實現(xiàn)亞納米量級精度波像差測量。這類高精度測量的難點在于高精度相位測量方法的研究、關(guān)鍵器件的制備、測量環(huán)境影響的控制以及系統(tǒng)誤差的高精度標(biāo)定。

　　研究人員分析了振幅型棋盤光柵的遠(yuǎn)場衍射特性，其具有更高的衍射效率和更少的衍射級，以此為基礎(chǔ)設(shè)計了一種基于振幅型棋盤光柵的二維剪切干涉儀，并使用二維傅里葉變換和波前重構(gòu)方法準(zhǔn)確復(fù)原出被測波前，實現(xiàn)了高數(shù)值孔徑物鏡的波像差測量。研究人員進一步分析和指出高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量時面臨的問題：光瞳坐標(biāo)畸變、光柵方程非線性、光瞳照度衰減，光瞳坐標(biāo)畸變會影響波前重構(gòu)精度，光柵方程非線性會引入一定的系統(tǒng)誤差，光瞳照度衰減會導(dǎo)致干涉圖邊緣信噪比降低、邊界提取困難。通過實際測量數(shù)值孔徑為0.6的顯微物鏡的波像差，驗證了波像差測量方法和幾個特殊問題，提出了相應(yīng)的修正和改善方法。實驗結(jié)果表明：使用光瞳坐標(biāo)平均值時波像差的測量重復(fù)性(3σ)可以達(dá)到3.7 mλ，如果改善照明條件，重復(fù)性還有進一步提升的空間。

　　該工作得到了國家重大專項子課題基金的支持。

光電所在高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量技術(shù)研究中取得進展