波像差是評(píng)價(jià)光刻投影物鏡性能的一個(gè)重要指標(biāo)，直接影響光刻機(jī)整機(jī)的分辨率、臨界尺寸、成像對(duì)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(diǎn)，45 nm節(jié)點(diǎn)光刻投影物鏡要求實(shí)現(xiàn)亞納米量級(jí)精度波像差測量。這類高精度測量的難點(diǎn)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(jí)，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了高數(shù)值孔徑物鏡的波像差測量。研究人員進(jìn)一步分析和指出高數(shù)值孔徑物鏡波像差測量時(shí)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(huì)影響波前重構(gòu)精度，光柵方程非線性會(huì)引入一定的系統(tǒng)誤差，光瞳照度衰減會(huì)導(dǎo)致干涉圖邊緣信噪比降低、邊界提取困難。通過實(shí)際測量數(shù)值孔徑為0.6的顯微物鏡的波像差，驗(yàn)證了波像差測量方法和幾個(gè)特殊問題，提出了相應(yīng)的修正和改善方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用光瞳坐標(biāo)平均值時(shí)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(jìn)一步提升的空間。
該工作得到了國家重大專項(xiàng)子課題基金的支持。
