扫描狭缝是步进扫描光刻机用于控制曝光剂量的重要单元。随着光刻工艺节点减小到90 nm及以下,光刻照明分系统对刀口半影宽度的测量精度和重复性提出了更高要求。基于此,提出一种基于光瞳像的光刻机扫描狭缝刀口半影宽度测量技术。分析了共面扫描狭缝刀片成像光路,推导得到掩模面半影区与光瞳像的对应关系。搭建了扫描狭缝刀口半影检测系统,并对90 nm光刻机照明分系统的扫描狭缝刀口半影宽度进行测量。实验结果表明,所提测量技术可有效改善光强波动对刀口半影宽度测量的影响,扫描狭缝刀口半影宽度的测量重复性达到0.026 mm,提高了3.46倍(与传统扫描法相比)。该技术可用于高数值孔径浸没式光刻机照明分系统光学半影参数的测量。

扫描狭缝是步进扫描光刻机中控制曝光剂量的重要单元, 而扫描狭缝产生过大的刀口半影会影响曝光性能。首先, 根据步进扫描光刻机照明原理, 通过分析掩模面上光强分布与扫描狭缝刀口厚度及位置的相对关系, 推导出掩模面上刀口半影宽度的计算公式, 同时针对数值孔径NA为0.75的光刻机照明系统模型分别对非共面和共面扫描狭缝在掩模面上的刀口半影进行仿真分析; 研制了一种四刀口共面的高精度扫描狭缝装置, 不仅满足步进扫描光刻机的同步性能需求, 并且有效减小了X向和Y向的刀口半影; 最后对所研制的扫描狭缝动态性能以及掩模面上实际刀口半影进行了测试。结果表明, 当最大扫描速度达到470 mm/s时, 扫描刀口动态跟随误差始终在±30 μm 以内, 同时两个方向的刀口半影均不超过0.5 mm, 满足90 nm分辨率步进扫描光刻机的需求。