光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究

CIOMP OpenIR

	光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究
	方超
学位类型	博士
导师	向阳
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	博士
关键词	系统波像差光栅横向剪切干涉相位复原算法零级串扰误差重复精度
摘要	投影光刻物镜是光刻机的核心部件。随着光刻技术的发展,对投影光刻物镜成像质量的要求也越来越高。系统波像差不但是评价投影光刻物镜成像质量的客观指标之一,也是后期精修和装调光刻物镜的依据。因此物镜系统波像差检测是提高光刻水平的核心技术之一。国外光刻物镜供应商均研发专用的系统波像差检测设备,但为了保持其技术优势,不可能向我国提供此类高精度的检测设备。光栅横向剪切干涉技术是最具发展潜力的投影物镜波像差检测技术,在此领域开展相关研究,对推动我国光刻机产业的发展具有重要意义。本文研究了光栅横向剪切干涉测量中抑制零级串扰的相移相位复原算法设计方法。由于光栅横向剪切干涉仪中不可避免的存在零级串扰,所设计的剪切干涉仪需要特别设计能够有效的抑制零级串扰误差的算法。针对这个问题提出了一种奇数步相移相位复原算法的设计方法,并根据零级串扰和相移误差的影响程度设计了A和B两类相位复原算法。A类算法包含四种相位复原算法,在保持对零级串扰误差相同抑制能力的同时,具有不同程度的抑制相移误差的能力。理论分析结果表明:四种算法的相位复原误差均与二倍复原相位的正弦成正比,同时四种算法的相位复原误差分别与相移误差的平方、四次方、六次方和八次方成正比。对于相同的相移误差,相位复原误差随着步数的增加而减小。B类算法对零级串扰误差具有更强的抑制作用。并通过仿真分析验证算法理论分析的正确性。采用搭建的光栅横向剪切干涉测量平台,使用9步相移相位复原算法得到待测镜头的波像差信息并进行重复精度试验,结果表明该测量平台的重复精度为0.1421nm(RMS),具有较高的稳定性。研究了光栅横向剪切干涉测量中一种零级串扰误差的标定补偿算法。从理论上分析了标定补偿算法的原理,推导了相位复原误差与相移误差以及与零级串扰的光强调制度比之间的关系。结果表明,由标定误差引入的相位复原误差分别与标定中的相移误差和光强调制度比成正比。开展仿真实验验证了所设计的标定方法。仿真结果表明,在标定相移误差小于2°(0.035rad),零级串扰的光强调制度比小于0.2的条件下,其相位复原误差分别与相移误差和零级串扰的光强调制度比成正比。与9步相移相位复原算法对比,其相位复原误差的RMS值相对误差小于6%。采用搭建的光栅横向剪切干涉测量平台对零级串扰标定补偿方法进行了实验验证,并与9步相移相位复原算法结果对比。对同一待测物镜两种方法得到的复原波前相位RMS值的测量结果接近,其复原后波前相位的差值为0.37nm。在采用新设计的零级串扰标定补偿方法后,通过5步相移干涉测量就达到了与9步相移干涉测量相近的相位复原精度。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61597
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	方超. 光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究.（4184KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文