一种投影物镜的畸变测量装置及方法制造方法及图纸

本申请实施例提供的一种投影物镜的畸变测量装置及方法，畸变测量装置包括：控制器、第一光源设备、针孔掩模板、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备；第一光源设备和可移动工作台之间间隔设置有针孔掩模板；干涉仪设备产生的激光光束投射在可移动工作台上；控制器分别与第一光源设备、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备分别连接，用于控制第一光源设备和可移动工作台在水平和/或垂直方向移动；控制器根据获取到的各针孔的物点坐标、第一像点坐标、第二像点坐标、光线能量值以及光线偏离斜率，确定待测投影物镜的畸变以及实际倍率。通过引入针孔掩模板进行投影物镜的畸变以及倍率的测量，简化了测试过程和测试装置，从而提高了测试效率。高了测试效率。高了测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种投影物镜的畸变测量装置及方法


[0001]本申请涉及投影光学系统性能检测
，尤其涉及一种投影物镜的畸变测量装置及方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路产业的迅速发展，对器件图形分辨率要求不断提高，促使投影物镜(将光源照明的投影物体呈现在较大的屏幕上)不断追求更小的像差(球差、色差、慧差和像散)控制，其中投影物镜的畸变和倍率是影响成像质量的重要因素，因此对投影物镜的畸变和倍率进行离线测校十分重要。
[0003]现有技术都是涂胶显影、曝光套刻等对套件误差等进行测试，从而计算投影物镜的畸变和倍率，这种技术所需的设备都较复杂且昂贵，测试过程繁琐。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种投影物镜的畸变测量装置及方法，通过引入针孔掩模板进行投影物镜的畸变以及倍率的测量，简化了测试过程和测试装置，从而提高了测试效率。
[0005]本申请主要包括以下几个方面：
[0006]第一方面，一种投影物镜的畸变测量装置，畸变测量装置包括：控制器、第一光源设备、针孔掩模板、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备；第一光源设备和可移动工作台水平间隔设置，第一光源设备和可移动工作台之间间隔设置有所述针孔掩模板，所述针孔掩模板上设有多个针孔，第一光源设备发射的光经由针孔、待测投影物镜，形成该针孔对应的像点，波前分析仪设置在可移动工作台之上，干涉仪设备产生的激光光束投射在可移动工作台上；控制器与第一光源设备、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备分别连接，用于控制第一光源设备、可移动工作台在水平和/或垂直方向移动、以及用于获取第一光源设备记录的各针孔的物点坐标、可移动工作台记录的各针孔的第一像点坐标、干涉仪设备记录的各针孔的第二像点坐标以及波前分析仪采集到的光线能量值和光线偏离斜率；控制器根据获取到的各针孔的物点坐标、第一像点坐标、第二像点坐标、光线能量值以及光线偏离斜率，确定待测投影物镜的畸变以及实际倍率。
[0007]在一种可能的实施方式中，针孔掩模板上的多个针孔构成矩形针孔阵列，在针孔掩模板的各边缘与矩形针孔阵列的边缘之间的区域内设置有对准孔，对准孔的孔径大于针孔的孔径。
[0008]在一种可能的实施方式中，畸变测试装置还包括设置在可移动工作台上的第一长条镜和第二长条镜，第一长条镜沿着水平X轴方向放置，第二长条镜沿着水平Y轴方向放置；干涉仪设备包括激光头、光学镜组、调解器、第一激光干涉仪和第二激光干涉仪，激光头用于提供激光光束，光学镜组用于接收激光光束并得到沿着水平X轴方向的第一激光光束和沿着水平Y轴方向的第二激光光束；第一激光干涉仪用于接收第一激光光束并入射到第一
长条镜，第二激光干涉仪用于接收第二激光光束并入射到第二长条镜；第一激光干涉仪和第二激光干涉仪分别连接到调解器，调解器用于获取第一激光光束和第二激光光束的光程值；调解器连接到控制器，控制器用于根据第一激光光束和第二激光光束的光程值，确定各针孔的第二像点坐标。
[0009]第二方面，本申请实施例还提供一种投影物镜的畸变测量方法，畸变测量方法应用于上述任一实施方式的畸变测量装置，待测投影物镜被固定在波前分析仪与针孔掩模板之间；其中，畸变测量方法包括：控制第一光源设备分别移动到任意两个对准孔所在位置，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第一次对准；控制第一光源设备分别移动到任意选取的至少三个针孔所在位置，并获取该任意选取的至少三个针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第二次对准；根据获取到的任意选取的至少三个针孔分别对应的物点坐标和第一像点坐标，拟合出除该任意选取的至少三个针孔之外的其余针孔对应的物点坐标和第一像点坐标以及矩形针孔阵列中心点的物点坐标和第一像点坐标；根据矩形针孔阵列中心点的物点坐标和第一像点坐标，控制可移动工作台移动到矩形针孔阵列中心点的第一像点坐标所在位置，并将该位置作为干涉仪设备的坐标原点，拟合出各针孔的理论像点坐标；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，控制第一光源设备移动到该针孔对应的物点坐标所在位置，以获取第一光源设备发出的光经由该针孔在可移动工作台上形成的像点，控制可移动工作台进行移动，以使波前分析仪到达该针孔对应的第一像点坐标所在位置；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，通过波前分析仪采集该针孔对应的像点的光线偏离斜率，根据该针孔对应的光线偏离斜率，获取干涉仪设备记录的该针孔像点的第二像点坐标；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，根据该针孔对应的第二像点坐标获取该针孔的像点对应的实际像点坐标；根据各针孔对应的实际像点坐标和理论像点坐标，确定待测投影物镜的畸变以及实际倍率。
[0010]在一种可能的实施方式中，畸变测量系统还包括第二光源设备，对准孔为矩形，控制第一光源设备分别移动到任意两个对准孔所在位置，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第一次对准的步骤包括：针对任意两个对准孔中的每个，控制第二光源设备移动到该对准孔所在位置，以使第二光源设备发射的光经由该对准孔、待测投影物镜形成光斑；针对任意两个对准孔中的每个，控制可移动工作台移动，以使波前分析仪到达光斑所在位置；针对任意两个对准孔中的每个，获取波前分析仪采集到的光斑所在位置的光线倾斜斜率，根据波前分析仪在光斑所在位置采集到的光线倾斜斜率，确定该对准孔的第一像点坐标；针对任意两个对准孔中的每个，控制工件台处于静止状态，同时控制第一光源设备移动到该对准孔所在位置，以使第一光源设备发射的光经由该对准孔、待测投影物镜在可移动工作台上形成对应的像点；针对任意两个对准孔中的每个，控制第一光源设备向该对准孔的各边缘所在位置移动，在第一光源设备向该对准孔的各边缘所在位置移动过程中，控制波前分析仪采集光线能量值；针对任意两个对准孔中的每个，将波前分析仪采集到的满足预设条件的光线能量值对应的可移动工作台的位置，确定为该对准孔边缘所在位置；针对任意两个对准孔中的每个，根据获取到的该对准孔的各边缘所在位置，确定该对准孔的物点坐标；根据获取到的任意两个对准孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之
间的第一次对准。
[0011]在一种可能的实施方式中，控制第一光源设备分别移动到任意选取的至少三个针孔所在位置，并获取该任意选取的至少三个针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第二次对准的步骤包括：针对任意选取的至少三个针孔中的每个，控制第一光源设备移动到该针孔所在位置，以使第一光源设备发射的光经由该针孔、待测投影物镜在可移动工作台上形成对应的像点；针对任意选取的至少三个针孔中的每个，控制可移动工作台移动，以使波前分析仪到达该针孔的像点所在位置，获取波前分析仪采集到的该针孔对应的像点的光线能量值和光线偏离斜率；针对任意选取的至少三个针孔中的每个，根据该针孔对应的像点的光线能量值和光线偏离斜率，确定该针孔对应的物点坐标和第一像点坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影物镜的畸变测量装置，其特征在于，所述畸变测量装置包括：控制器、第一光源设备、针孔掩模板、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备；其中，第一光源设备和可移动工作台水平间隔设置，第一光源设备和可移动工作台之间间隔设置有针孔掩模板，所述针孔掩模板上设有多个针孔，第一光源设备发射的光经由针孔、待测投影物镜，形成该针孔对应的像点；波前分析仪设置在所述可移动工作台上，所述干涉仪设备产生的激光光束投射在所述可移动工作台上；控制器与第一光源设备、可移动工作台、波前分析仪和干涉仪设备分别连接，用于控制所述第一光源设备、可移动工作台在水平和/或垂直方向上移动、以及用于获取所述第一光源设备记录的各针孔的物点坐标、所述可移动工作台记录的各针孔的第一像点坐标、所述干涉仪设备记录的各针孔的第二像点坐标以及所述波前分析仪采集到的光线能量值和光线偏离斜率；控制器根据获取到的各针孔的物点坐标、第一像点坐标、第二像点坐标、光线能量值以及光线偏离斜率，确定待测投影物镜的畸变以及实际倍率。2.根据权利要求1所述的畸变测量装置，其特征在于，所述针孔掩模板上的多个针孔构成矩形针孔阵列，在所述针孔掩模板的各边缘与所述矩形针孔阵列的边缘之间的区域内设置有对准孔，所述对准孔的孔径大于所述针孔的孔径。3.根据权利要求1所述的畸变测量装置，其特征在于，所述畸变测量装置还包括设置在可移动工作台上的第一长条镜和第二长条镜，第一长条镜沿着水平X轴方向放置，第二长条镜沿着水平Y轴方向放置；所述干涉仪设备包括激光头、光学镜组、调解器、第一激光干涉仪和第二激光干涉仪，所述激光头用于提供激光光束，所述光学镜组用于接收所述激光光束并得到沿着水平X轴方向的第一激光光束和沿着水平Y轴方向的第二激光光束；第一激光干涉仪用于接收第一激光光束并入射到第一长条镜，第二激光干涉仪用于接收第二激光光束并入射到第二长条镜；第一激光干涉仪和第二激光干涉仪分别连接到调解器，调解器用于获取第一激光光束和第二激光光束的光程值；所述调解器连接到所述控制器，所述控制器用于根据第一激光光束和第二激光光束的光程值，确定各针孔的第二像点坐标。4.一种投影物镜的畸变测量方法，其特征在于，所述畸变测量方法应用于权利要求1
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3任一项所述的畸变测量装置，所述待测投影物镜被固定在所述波前分析仪与所述针孔掩模板之间；其中，所述畸变测量方法包括：控制第一光源设备分别移动到任意两个对准孔所在位置，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第一次对准；控制第一光源设备分别移动到任意选取的至少三个针孔所在位置，并获取该任意选取的至少三个针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第二次对准；根据获取到的任意选取的至少三个针孔分别对应的物点坐标和第一像点坐标，拟合出
除该任意选取的至少三个针孔之外的其余针孔对应的物点坐标和第一像点坐标以及矩形针孔阵列中心点的物点坐标和第一像点坐标；根据矩形针孔阵列中心点的物点坐标和第一像点坐标，控制可移动工作台移动到所述矩形针孔阵列中心点的第一像点坐标所在位置，并将该位置作为所述干涉仪设备的坐标原点，拟合出各针孔的理论像点坐标；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，控制第一光源设备移动到该针孔对应的物点坐标所在位置，以获取所述第一光源设备发出的光经由该针孔在所述可移动工作台上形成的像点，控制可移动工作台进行移动，以使所述波前分析仪到达该针孔对应的第一像点坐标所在位置；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，通过波前分析仪采集该针孔对应的像点的光线偏离斜率，根据该针孔对应的光线偏离斜率，获取所述干涉仪设备记录的该针孔像点的第二像点坐标；针对矩形针孔阵列中的每个针孔，根据该针孔对应的第二像点坐标获取该针孔的像点对应的实际像点坐标；根据各针孔对应的实际像点坐标和理论像点坐标，确定待测投影物镜的畸变以及实际倍率。5.根据权利要求4所述的畸变测量方法，其特征在于，所述畸变测量系统还包括第二光源设备，所述对准孔为矩形，控制第一光源设备分别移动到任意两个对准孔所在位置，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第一次对准的步骤包括：针对所述任意两个对准孔中的每个，控制所述第二光源设备移动到该对准孔所在位置，以使第二光源设备发射的光经由该对准孔、待测投影物镜形成光斑；针对所述任意两个对准孔中的每个，控制所述可移动工作台移动，以使所述波前分析仪到达所述光斑所在位置；针对所述任意两个对准孔中的每个，获取所述波前分析仪采集到的光斑所在位置的光线倾斜斜率，根据波前分析仪在所述光斑所在位置采集到的光线倾斜斜率，确定该对准孔的第一像点坐标；针对所述任意两个对准孔中的每个，控制工件台处于静止状态，同时控制第一光源设备移动到该对准孔所在位置，以使第一光源设备发射的光经由该对准孔、待测投影物镜在所述可移动工作台上形成对应的像点；针对所述任意两个对准孔中的每个，控制第一光源设备向该对准孔的各边缘所在位置移动，在第一光源设备向该对准孔的各边缘所在位置移动过程中，控制所述波前分析仪采集光线能量值；针对所述任意两个对准孔中的每个，将所述波前分析仪采集到的满足预设条件的光线能量值对应的所述可移动工作台的位置，确定为该对准孔边缘所在位置；针对所述任意两个对准孔中的每个，根据获取到的该对准孔的各边缘所在位置，确定该对准孔的物点坐标；根据获取到的任意两个对准孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第一次对准。
6.根据权利要求4所述的畸变测量方法，其特征在于，控制第一光源设备分别移动到任意选取的至少三个针孔所在位置，并获取该任意选取的至少三个针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，以实现第一光源设备与针孔掩模板、以及可移动工作台与针孔掩模板之间的第二次对准的步骤包括：针对所述任意选取的至少三个针孔中的每个，控制第一光源设备移动到该针孔所在位置，以使第一光源设备发射的光经由该针孔、待测投影物镜在所述可移动工作台上形成对应的像点；针对所述任意选取的至少三个针孔中的每个，控制所述可移动工作台移动，以使所述波前分析仪到达该针孔的像点所在位置，获取波前分析仪采集到的该针孔对应的像点的光线能量值和光线偏离斜率；针对所述任意选取的至少三个针孔中的每个，根据该针孔对应的像点的光线能量值和光线偏离斜率，确定该针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，实现第一光源设备与掩模板、以及可移动工作台与掩模板之间的第二次对准。7.根据权利要求6所述的畸变测量方法，其特征在于，针对所述任意选取的至少三个针孔中的每个，根据该针孔对应的像点的光线能量值和光线偏离斜率，确定该针孔对应的物点坐标和第一像点坐标，实现第一光源设备与掩模板、以及可移动工作台与掩模板之...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁金娜，宫晨，孙明睿，
申请(专利权)人：北京半导体专用设备研究所中国电子科技集团公司第四十五研究所，
类型：发明
国别省市：