CN112147852A - 光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法。提供多种相位掩模图形，并使从不同的相位掩模图形投射出的第二级子光束分别对应在成像系统的瞳面的不同位置，从而可以对成像系统的瞳面上的多个检测点进行光瞳透过率检测，进而得到整个瞳面的透过率分布。即，本发明提供的瞳面透过率分布的检测方法，其检测过程便捷，并且检测时长也较短，有利于实现光刻设备以短周期执行检测过程，以及时的监控光刻设备的光瞳透过率状态。

Description

光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法。

背景技术

随着投影光刻技术的发展，光刻设备的投影光学系统性能逐步提高，目前光刻设备已成功应用于亚微米和深亚微米分辨率的集成电路制造领域。以及，为适应集成电路制造相继突破45nm、32nm和22nm技术节点的工艺要求，光刻设备也必须提高其成像分辨率，而提高成像分辨率的方法之一就是增大光刻设备的物镜系统的数值孔径NA，然而，采用大数值孔径的物镜系统将导致光束对光刻结果的影响变得更为明显。

尤其是，随着超高数值孔径的成像系统的应用工况增多，并且随着物镜其工作时间的增加，各个曝光场点的成像系统的瞳面透过率分布(Pupil TransmittanceDistribution，PTD)会有不同，从而会导致远心、光瞳平衡性等指标恶化。因此，成像系统的光瞳透过率必须能够被检测，并希望可以获取各个曝光场点的瞳面透过率分布。

目前，针对光刻设备的瞳面透过率的检测中，通常是在将物镜系统集成到光刻设备的整机之前，利用偏振检测装置单独的在离线状态下执行检测过程。即，由于偏振检测装置有旋转波片部件，其体积较大，从而不能够直接放入光刻设备中，进而使现有的光刻设备无法在线执行瞳面透过率的检测过程。并且，现有的检测方式的测试时间长，不利于频繁的执行瞳面透过率检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，以解决现有的检测方法其操作繁琐，并且检测时长较长的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻设备，包括：

一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，包括：

提供多种相位掩模图形；

利用照明系统提供光束，并使所述光束依次穿过各个相位掩模图形以投射出第一级子光束和第二级子光束，其中不同的相位掩模图形投射出的第二级子光束对应在物面的不同位置；

获取由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束在穿过物镜系统之前的物面光瞳信息；

使由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束依次穿过物镜系统以投射至像面，并检测穿过所述物镜系统之后的第一级子光束和第二级子光束的像面光瞳信息；以及，

根据各个相位掩模图形所对应的物面光瞳信息和像面光瞳信息，得到所述光刻设备的瞳面透过率分布。

可选的，所述光束经过所述相位掩模图形后投射出一束第一级子光束和两束第二级子光束，以及所述两束第二级子光束以分别对应在所述第一级子光束的两侧穿过所述物镜系统。

可选的，所述多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形为依次偏转不同的角度，以使投射出的第二级子光束对应在瞳面上的位置以依次偏转 45°方位角围绕所述瞳面中心。

可选的，所述多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形的光栅周期互不相同，以使投射出的第二级子光束对应在瞳面上的位置与瞳面中心依次间隔0.3倍的瞳面半径、0.6倍的瞳面半径和0.9倍的瞳面半径。

可选的，多种相位掩模图形设置在同一掩模版上；以及，

在对预定的曝光场点执行瞳面透过率分布的检测时，移动所述掩模版，以使所述多种相位掩模图形依次对位在预定的曝光场点，并依次获取在各个相位掩模图形下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

可选的，所述检测方法还包括：

设定多个待检测曝光场点，并利用所述多种相位掩模图形依次在各个待检测曝光场点获取各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

可选的，多种相位掩模图形分别设置在多个掩模版上；以及，在进行瞳面透过率分布的检测时，依次更换具有不同相位掩模图形的掩模版，并依次获取在各个掩模版下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

可选的，所述检测方法还包括：

设定多个待检测曝光场点，并且每一掩模版上对应于所述多个待检测曝光场点的位置上均设置有相应的相位掩模图形；

依次更换掩模版，并在各个掩模板下依次获取各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

可选的，获取所述物面光瞳信息的方法包括：

利用第一探测器检测由所述相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量。

可选的，获取所述像面光瞳信息的方法包括：

利用第二探测器检测由所述物镜系统投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量，其中所述第二探测器的检测面偏离所述物镜系统的焦点。

可选的，获取所述像面光瞳信息的方法包括：

在运动台上放置基板，所述基板的表面偏离所述物镜系统的焦点；

执行曝光过程并逐渐增加曝光剂量，以增强第一级子光束和第二级子光束照射至所述基板的能量，并在所述基板上依次形成对应于第一级子光束的第一图形和对应于第二级子光束的第二图形；以及，

采集形成所述第一图形时的曝光剂量和形成所述第二图形时的曝光剂量，并根据对应于第一图形的曝光剂量和对应于第二图形的曝光剂量，得到照射至像面上的第二级子光束和第一级子光束的能量。

可选的，根据物面光瞳信息和像面光瞳信息，并结合如下公式获取对应于各个第二级子光束的光瞳透过率：

T(x，y)＝P(x，y)/S(x，y)；

其中，T(x，y)为光瞳透过率；

P(x，y)为像面光瞳信息；

S(x，y)为物面光瞳信息。

在本发明提供的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法中，结合多种不同的相位掩模图形，从而可以在成像系统的瞳面上对应有多个检测点。即，在利用各个相位掩模图形执行检测时，可使从不同的相位掩模图形投射出的第二级子光束分别对应在成像系统的瞳面的不同位置，从而可以获取各个相位掩模图形所对应的第二级子光束在瞳面上各个检测点的光瞳透过率，进而得到整个瞳面的透过率分布。可见，本发明提供的瞳面透过率分布的检测方法，其检测过程便捷，并且检测时长也较短，有利于实现光刻设备以短周期执行检测过程，以及时的监控光刻设备的光瞳透过率状态，进而有利于保障光刻设备的成像对比度。

进一步的，本发明提供的检测方法中，可以通过探测器直接检测由物镜系统投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量，或者也可以利用曝光剂量间接获取由物镜系统投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量。即，基于本发明提供的检测方法，可以使光刻设备能够实现在线获取由从物镜系统投射出的子光束的能量，基于此，即可以进一步得到成像系统的瞳面的光瞳透过率。

附图说明

图1为本发明一实施例中的光刻设备在其执行瞳面透过率分布检测时的流程示意图；

图2为本发明一实施例中的光刻设备的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的光刻设备在其执行光瞳透过率检测时的光路示意图；

图4为本发明一实施例中的多种相位掩模图形及其对应的子光束在物面和像面上的光斑示意图；

图5为本发明一实施例中的多种相位掩模图形相互叠加所对应的瞳面上检测点的分布示意图；

图6为本发明一实施例中通过控制曝光剂量以使对应于第一级子光束和第二级子光束的图形成像的示意图；

图7为本发明一实施例中的光刻设备在其曝光视场中设定的多个待检测曝光场点的分布示意图。

其中，附图标记如下：

100-照明系统；

200-掩模版；

210/220/230/240/250/260-相位掩模图形；

300-物镜系统；

300A-瞳面。

具体实施方式

本发明的核心思想在于，提供一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，包括：

提供多种相位掩模图形；

利用照明系统提供光束，并使所述光束依次穿过各个相位掩模图形以投射出第一级子光束和第二级子光束，其中不同的相位掩模图形投射出的第二级子光束对应在物面的不同位置；

获取由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束在穿过物镜系统之前的物面光瞳信息；

使由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束依次穿过物镜系统以投射至像面，并检测穿过所述物镜系统之后的第一级子光束和第二级子光束的像面光瞳信息；以及，

根据各个相位掩模图形所对应的物面光瞳信息和像面光瞳信息，得到所述光刻设备的瞳面透过率分布。

具体而言，基于不同的相位掩模图形，可以使从不同相位掩模图形投射出的子光束的位置不同，通过改变子光束的位置(即，改变子光束对应在整个成像系统的瞳面上的位置)，从而可以得到瞳面上不同检测点的光瞳透过率，进而能够获取整个瞳面的透过率分布情况。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本发明一实施例中的光刻设备在其执行瞳面透过率分布检测时的流程示意图。如图1所示，瞳面透过率分布的检测方法包括：根据预先设定的成像系统的瞳面检测点，对应设计多种相位掩模图形。

如上所述，不同的相位掩模图形所对应投射出的子光束，其在成像系统的瞳面上的位置会不同，即相当于，利用不同的相位掩模图形，可实现对瞳面的不同检测点进行光瞳透过率检测，因此通过集合不同相位掩模图形下的各个检测点，即能够获取整个瞳面的光瞳透过率分布情况。

在一个可选的方案中，多种相位掩模图形可均设置在同一掩模版200 上。或者，在另一个可选的方案中，多种相位掩模图形还可以分别设置在多个掩模版200上。在执行后续的检测步骤时，即将所述掩模版200放置在光刻设备中。

图2为本发明一实施例中的光刻设备的结构示意图，图3为本发明一实施例中的光刻设备在其执行光瞳透过率检测时的光路示意图。所述光刻设备包括：照明系统100和物镜系统300，以及所述掩模版200放置于所述照明系统100和所述物镜系统300之间。

具体的，所述照明系统100用于提供光束，并使光束经过所述掩模版 200的相位掩模图形之后，投射出第一级子光束和第二级子光束，所述第一级子光束为能量最强的光束，所述第二级子光束为能量次强的光束；接着，所述第一级子光束和第二级子光速进一步穿过所述物镜系统300，以投射至像面P2。

可以认为，所述光刻设备的物面P1和像面P2分别对应在所述物镜系统300两侧。本实施例中，所述像面P2的位置为偏离光路系统的焦点的位置。在图3所示的像面P2即偏离光路系统的焦点，如此，即可在光路系统的离焦位置上得到相互分离的各个子光束，进而能够得到照射至像面P2上的各个子光束的光瞳分布信息。

需要说明的是，由相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光速在穿过所述物镜系统300之前，照射至物面P1上光斑位置和照射至物镜系统300的瞳面300A上的光斑位置相同，因此，可以利用具有第一级子光束光斑和第二级子光束光斑的瞳面300A来表征具有第一级子光束光斑和第二级子光束光斑的物面P1。

本实施例中，一束光束经过掩模版200的相位掩模图形之后，可以投射出一束第一级子光束和两束第二级子光束，两束所述第二级子光束分别以对应在第一级子光束的两侧投射至物镜系统300。基于此，本实施例中，经过相位掩模图形而形成的一束第一级子光束和两束第二级子光束即在物面P1和像面P2上均对应三个光斑。

其中，所述第一级子光束可定义为0级子光束，两束所述第二级子光束可分别定义为+1级子光束和-1级子光束，以及所述+1级子光束和-1级子光束分别以对应在0级子光束的两侧照射至所述物镜系统300。

如上所述，本实施例的瞳面透过率分布的检测方法中，提供有多种相位掩模图形，以使所得到的子光束能够分别对应在成像系统的瞳面的不同位置，相当于分别对应于成像系统的瞳面的不同检测点。以下即对本实施例中所提供的多种相位掩模图形及对应的瞳面检测点进行举例说明。

图4为本发明一实施例中的多种相位掩模图形及其对应的子光束在物面和像面上的光斑示意图。其中，图4中仅示意性的示出了6种相位掩模图形。

本实施例的多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形为依次偏转不同的角度，从而使对应得到的第一级子光束和第二级光束也相应的以依次偏转不同的角度对应在成像系统的瞳面上(相应的，第一级子光束和第二级光束以依次偏转不同的角度照射至物面P1、物镜系统的瞳面300A和像面P2上)。

在具体的示例中，由照明系统100提供的光束，当以垂直投射至相位掩模图形时，则根据不同的相位掩模图形，得到的第一级子光束均对应在成像系统的瞳面中心，以及基于不同的相位掩模图形，得到的第二级子光束则分别对应在成像系统的瞳面的不同位置。即，本实施例中，针对不同偏转角度的相位掩模图形，其对应得到的第二级子光束则分别位于第一级子光束的不同方位角上。

例如参考图4所示，所述部分的相位掩模图形为依次偏转不同的角度例如为：部分的相位掩模图形依次偏转45°。即，相位掩模图形210、相位掩模图形220、相位掩模图形230和相位掩模图形240为依次偏转0°、 90°、45°和135°。换言之，相位掩模图形220相对于相位掩模图形210 偏转90°，相位掩模图形230和相位掩模图形240相对于相位掩模图形210 分别顺时针偏转45°以及逆时针偏转45°。

以及，依次偏转不同角度的相位掩模图形210、相位掩模图形220、相位掩模图形230和相位掩模图形240，其对应得到的第一级子光束和第二级光束也相应的以依次偏转0°、90°、45°和135°照射至所述物面P1 和像面P2上。即，投射出的第二级子光束在瞳面上的位置以依次偏转45°方位角围绕所述瞳面中心，具体而言，投射出的第二级子光束对应在瞳面上的位置依次为位于所述瞳面中心的0°、45°、90°、135°、180°、 225°、270°和315°的方位角上。

可以理解的是，第一级子光束对应于成像系统的瞳面中心，并通过调整所述第二级子光束相对于第一级子光束的方位角，从而可以相应的得到相对于瞳面中心的不同方位角处的检测点的光瞳透过率。基于此，即能够进一步获取距离瞳面中心预定距离围绕瞳面中心一周的透过率分布。

需要说明的是，如上所述的不同偏转角度的相位掩模图形包括：具有相同光栅间距且依次偏转不同角度的相位掩模图形，以及具有不同光栅间距且依次偏转不同角度的相位掩模图形。

以及，本实施例的多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形的光栅周期互不相同，如此，即可使得到的第一级子光束和第二级子光束对应在成像系统的瞳面上的间距互不相同(相应的，所述第一级子光束和第二级子光束照射至物面P1、物镜系统的瞳面300A和像面P2上的光斑间距互不相同)。

本实施例中，针对不同光栅周期的相位掩模图形，其对应的得到的第一级子光束均对应在成像系统的瞳面中心，以及所得到的第二级子光束对应在瞳面上的位置与瞳面中心之间间隔不同距离。

继续参考图4所示，本实施例中，相位掩模图形210、相位掩模图形 250和相位掩模图形260的光栅周期互不相同，以使投射出的第二级子光束对应在成像系统的瞳面上的位置与瞳面中心之间例如依次间隔0.6倍的瞳面半径(0.6R)、0.3倍的瞳面半径(0.3R)和0.9倍的瞳面半径(0.9R)。其中，R为成像系统的瞳面半径。

可以理解的是，第一级子光束对应于成像系统的瞳面中心，并通过调整所述第二级子光束相对于第一级子光束的间距，从而可以相应的得到相对于瞳面中心的不同距离处的检测点的光瞳透过率。基于此，即能够进一步获成像系统的瞳面在预定方向上的径向透过率分布。

需要说明的是，不同光栅周期的相位掩模图形包括：具有相同偏转角度且光栅周期互不相同的相位掩模图形，以及具有不同偏转角度且光栅周期互不相同的相位掩模图形。

换言之，针对不同的方位角，可均设置至少两种不同光栅周期的相位掩模图形；相当于，针对不同的光栅周期，可均设置至少两种不同偏转角度的相位掩模图形。如此，即可以在成像系统的瞳面上，于各个方位角的径向上均设置有检测点，进而可以得到整个瞳面的透过率分布。

图5为本发明一实施例中的多种相位掩模图形相互叠加所对应的瞳面上检测点的分布示意图。图5中示意性的示出了，在瞳面中心的8个方位角方向上，各个方位角方向上均设置有径向分布的3个检测点，即，在图 5所示的瞳面上设定有3*8个检测点。

继续参考图1所示，在安装有所述掩模版200之后，此时在预定的曝光场点上即对应有其中一种相位掩模图形。

接着参考图1所示，利用光刻设备的照明系统100提供光束，并使光束穿过当前的相位掩模图形以投射出第一级子光束和第二级子光束。

举例而言，当前的相位掩模图形例如为图4所示的相位掩模图形210，此时，从所述相位掩模图形210投射出的0级子光束对应在瞳面中心，以及 +1级子光束和-1级子光束分别对应在相对于瞳面中心的0°方位角和180°方位角处。以及，基于图4所示的相位掩模图形210，则对应得到的+1级子光束和-1级子光束对应在瞳面上的位置均与瞳面中心距离0.6R。

接着参考图1所示，获取由当前的相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束在穿过物镜系统300之前的物面光瞳信息S(x，y)。

具体的，在获取所述物面光瞳信息S(x，y)时，例如可直接利用第一探测器检测由相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量。基于此，所述物面光瞳信息S(x，y)例如为第一级子光束和第二级子光束在穿过所述物镜系统之前的能量，或者为第二级子光束与第一级子光束在穿过物镜系统之前的能量比值。

继续参考图1所示，使由当前的相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束穿过物镜系统300以投射至像面P2，并检测穿过所述物镜系统300之后的第一级子光束和第二级子光束的像面光瞳信息P(x，y)。

在可选的方案中，例如可采用第二探测器检测由所述物镜系统300投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量，以检测穿过所述物镜系统300 之后的第一级子光束和第二级子光束的像面光瞳信息P(x，y)。进一步的，所述第二探测器可直接设置于光刻设备的运动台上。

其中，所述第二探测器的检测面偏离所述物镜系统的焦点，即第二探测器位于所述物镜系统300的离焦面上，如此，即可利用所述第二探测器能够依次采集分散开的第一级子光束和第二级子光束的能量。

同样的，所述像面光瞳信息P(x，y)例如为第一级子光束和第二级子光束在穿过所述物镜系统之后的能量，或者为第二级子光束与第一级子光束在穿过物镜系统之后的能量比值。

此外，在其他可选的方案中，还可以利用图形成像的曝光剂量，获取所述像面光瞳信息P(x，y)。具体可参考如下步骤。

第一步骤，在光刻设备的运动台上放置基板，所述基板的表面位于所述物镜系统的离焦面上。

其中，所述基板上例如形成有光刻胶，所述光刻胶在具备足够的曝光剂量时，即可以成像形成图形。以及，由于所述基板的表面位于物镜系统的离焦面上，从而在检测过程中，可使照射至基板上的光束为相互分离的第一级子光束和第二级子光束。

第二步骤，执行曝光过程并逐渐增加曝光剂量，以增强第一级子光束和第二级子光束照射至所述基板的能量，并在所述基板上依次形成对应于第一级子光束的第一图形和对应于第二级子光束的第二图形。

如上所述，由于基板的表面位于物镜系统的离焦面上，从而可使照射至基板上的光束为相互分离的第一级子光束和第二级子光束，进而可以利用第一级子光束和第二级子光束分别实现曝光成像。具体而言，在较小的曝光剂量下，仅第一级子光束可以使基板上的光刻胶成像，并且随着曝光剂量的增加，则第二级子光束的能量也对应增加，从而使第二级子光束的能量可以达到图形成像。

图6为本发明一实施例中通过控制曝光剂量以使对应于第一级子光束和第二级子光束的图形成像的示意图。如图6所示，在较小的曝光剂量下，仅0级子光束可以使基板上的光刻胶成像，从而在基板上形成对应于0级子光束的0级图形；以及，随着曝光剂量的增加，则+1级子光束和-1级子光束的能量也对应增加，在图6所示的示例中，+1级子光束先于-1级子光束达到成像剂量，从而可以先在基板上形成对应于+1级子光束的+1级图形；接着，继续增加曝光剂量，从而使-1级子光束也达到成像剂量，进而可以在基板上形成对应于-1级子光束的-1级图形。

第三步骤，采集形成所述第一图形时的曝光剂量和形成所述第二图形时的曝光剂量，并根据对应于第一图形的曝光剂量和对应于第二图形的曝光剂量，得到照射至像面上第二级子光束和第一级子光束的能量。

具体的，采集形成所述第一图形时的曝光剂量和形成所述第二图形时的曝光剂量时，可以在调整曝光剂量的过程中，实时的观测基板上的图形成像状况，以及时采集到形成第一图形时的曝光剂量，以及形成第二图形时的曝光剂量。

需要说明的是，可以根据使第一图形成像的曝光剂量和使第二图形成像的曝光剂量，得到照射至像面上的第二级子光束和第一级子光束的能量，或者可以进一步得到照射至像面上的第二级子光束和第一级子光束的能量比，进而构成所述像面光瞳信息P(x，y)。

继续参考图1所示，根据当前的相位掩模图形所对应的物面光瞳信息 S(x，y)和像面光瞳信息P(x，y)，得到与当前的相位掩模图形对应的检测点的光瞳透过率。

具体的，根据物面光瞳信息和像面光瞳信息，并可结合如下公式获取当前的相位掩模图形所对应的检测点的光瞳透过率：

T(x，y)＝P(x，y)/S(x，y)；

其中，T(x，y)为光瞳透过率；

P(x，y)为像面光瞳信息；

S(x，y)为物面光瞳信息。

至此，即可有获得成像系统的瞳面在当前相位掩模图形下的检测点的光瞳透过率。本实施例中，由相位掩模版出射出的子光束包括-1级子光束、 0级子光束和+1级子光束，因此，执行一次的检测过程，即可以得到与当前相位掩模图形对应的-1级子光束的光斑区域的透过率和对应于+1级子光束的光斑区域的透过率。

如上所述，以当前的相位掩模图形为图4所示的相位掩模图形210为例，则对应得到的即为在瞳面中心0°方位角上距离瞳面中心0.6倍瞳面半径的检测点的光瞳透过率，以及在瞳面中心180°方位角上距离瞳面中心 0.6倍瞳面半径的检测点的光瞳透过率。

继续参考图1所示，在根据当前的相位掩模图形完成检测过程之后，即可进一步判断是否需要更换其他的相位掩模图形，以对瞳面的其他检测点进行检测。

进一步的，当多种不同的相位掩模图形均形成在同一掩模版200上时，则可直接移动掩模版200，以使下一相位掩模图形对应在预定的曝光场点，并基于下一相位掩模图形重复执行如上步骤，从而获取与下一相位掩模图形相对应的检测点的光瞳透过率。

例如，下一相位掩模图形为图4所示的相位掩模图形220，则得到的即为在瞳面中心90°方位角上距离瞳面中心0.6倍瞳面半径的检测点的光瞳透过率，以及在瞳面中心270°方位角上距离瞳面中心0.6倍瞳面半径的检测点的光瞳透过率。

即，通过移动所述掩模版，以使所述多种相位掩模图形依次对位在预定的曝光场点，并依次获取在各个相位掩模图形下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，从而可以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

或者，当多种不同的相位掩模图形分别形成在不同的掩模版200上时，则可更换具有不同相位掩模图形的下一掩模版200，并使下一掩模版200 上的相位掩模图形对应在该预定的曝光场点，接着即可基于下一掩模版200 重复执行如上步骤，从而获取与下一相位掩模图形相对应的检测点的光瞳透过率。

即，在进行瞳面透过率分布的检测时，依次更换具有不同相位掩模图形的掩模版，并依次获取在各个掩模版下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

需要说明的是，一个曝光场点通常对应一个瞳面，而针对单一曝光场点的瞳面而言，当需要获取该曝光场点的整个瞳面的透过率分布时，则如上所述，可更换不同的相位掩模图形，并基于不同的相位掩模图形依次执行检测过程。

本实施例中，通过更换相位掩模图形，可获取例如图5所示的多个检测点的光瞳透过率，进而得到预定的曝光场点所对应的整个瞳面的光瞳透过率分布。

此外，当需要对光刻设备的整个曝光视场的瞳面透过率分布进行检测时，则所述检测方法例如包括：设定多个待检测曝光场点，并利用所述多种相位掩模图形依次在各个待检测曝光场点获取各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

图7为本发明一实施例中的光刻设备在其曝光视场中设定的多个待检测曝光场点的分布示意图，即，在图7中示意性的示出了其中5*7个待检测曝光场点。应当认识到，在实际运用过程中，可以根据需求调整待检测曝光长度的数量和位置。

具体的，当多种不同的相位掩模图形均形成在同一掩模版200上时，则可利用掩模版200上的多种相位掩模图形在当前的曝光场点上完成当前的曝光场点的瞳面透过率分布的检测过程；接着，再将该掩模版200上的多种相位掩模图形依次对位于下一曝光场点，并完成下一曝光场点的瞳面透过率分布的检测过程。如此循环往复，直至完成所有待检测曝光场点的瞳面透过率分布的检测过程。

或者，当多种不同的相位掩模图形分别形成在不同的掩模版200上时，则进一步的可以在每一掩模版上对应于所述多个待检测曝光场点的位置上均设置有相应的相位掩模图形。例如，在第1个掩模版上对应于各个待检测曝光场点上均形成有如图4所示的相位掩模图形210，以及在第2个掩模版上对应于各个待检测曝光场点上均形成有如图4所示的相位掩模图形 220等。

基于此，则在利用多个掩模版对多个待检测曝光场点进行检测时，其方法例如包括：首先基于当前的掩模版，获取各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息；接着，更换下一掩模版，并基于下一掩模版，获取各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息。如此循环往复，直至在所有的掩模版下，均获取了各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息。即，可依次更换掩模版，并在各个掩模板下依次获取各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

综上所述，在本发明提供的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法中，由照明系统提供的光束经由相位掩模版之后，可以投射出多级子光束，多级子光束对应在瞳面上的位置即可以判定为瞳面上的检测点。以及，在采用多种不同的相位掩模图形时，则投射出的多级子光束即对应在成像系统的瞳面上的不同位置，即相当于利用多种相位掩模图形对成像系统的瞳面上多个检测点进行光瞳透过率检测，进而可以获取成像系统的整个瞳面上的光瞳透过率分布状况。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，包括：

提供多种相位掩模图形；

利用照明系统提供光束，并使所述光束依次穿过各个相位掩模图形以投射出第一级子光束和第二级子光束，其中不同的相位掩模图形投射出的第二级子光束对应在物面的不同位置；

获取由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束在穿过物镜系统之前的物面光瞳信息；

使由各个相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束依次穿过物镜系统以投射至像面，并检测穿过所述物镜系统之后的第一级子光束和第二级子光束的像面光瞳信息；以及，

根据各个相位掩模图形所对应的物面光瞳信息和像面光瞳信息，得到所述光刻设备的瞳面透过率分布。

2.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，所述光束经过所述相位掩模图形后投射出一束第一级子光束和两束第二级子光束，以及所述两束第二级子光束以分别对应在所述第一级子光束的两侧穿过所述物镜系统。

3.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，所述多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形为依次偏转不同的角度，以使投射出的第二级子光束对应在瞳面上的位置以依次偏转45°方位角围绕所述瞳面中心。

4.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，所述多种相位掩模图形中，部分的相位掩模图形的光栅周期互不相同，以使投射出的第二级子光束对应在瞳面上的位置与瞳面中心依次间隔0.3倍的瞳面半径、0.6倍的瞳面半径和0.9倍的瞳面半径。

5.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，多种相位掩模图形设置在同一掩模版上；以及，

在对预定的曝光场点执行瞳面透过率分布的检测时，移动所述掩模版，以使所述多种相位掩模图形依次对位在预定的曝光场点，并依次获取在各个相位掩模图形下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

6.如权利要求5所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

设定多个待检测曝光场点，并利用所述多种相位掩模图形依次在各个待检测曝光场点获取各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

7.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，多种相位掩模图形分别设置在多个掩模版上；以及，在进行瞳面透过率分布的检测时，依次更换具有不同相位掩模图形的掩模版，并依次获取在各个掩模版下的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到预定的曝光场点的瞳面透过率分布。

8.如权利要求7所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

设定多个待检测曝光场点，并且每一掩模版上对应于所述多个待检测曝光场点的位置上均设置有相应的相位掩模图形；

依次更换掩模版，并在各个掩模板下依次获取各个待检测曝光场点的物面光瞳信息和像面光瞳信息，以得到各个待检测曝光场点的瞳面透过率分布。

9.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，获取所述物面光瞳信息的方法包括：

利用第一探测器检测由所述相位掩模图形投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量。

10.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，获取所述像面光瞳信息的方法包括：

利用第二探测器检测由所述物镜系统投射出的第一级子光束和第二级子光束的能量，其中所述第二探测器的检测面偏离所述物镜系统的焦点。

11.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，获取所述像面光瞳信息的方法包括：

在运动台上放置基板，所述基板的表面偏离所述物镜系统的焦点；

执行曝光过程并逐渐增加曝光剂量，以增强第一级子光束和第二级子光束照射至所述基板的能量，并在所述基板上依次形成对应于第一级子光束的第一图形和对应于第二级子光束的第二图形；以及，

采集形成所述第一图形时的曝光剂量和形成所述第二图形时的曝光剂量，并根据对应于第一图形的曝光剂量和对应于第二图形的曝光剂量，得到照射至像面上的第二级子光束和第一级子光束的能量。

12.如权利要求1所述的光刻设备的瞳面透过率分布的检测方法，其特征在于，根据物面光瞳信息和像面光瞳信息，并结合如下公式获取对应于各个第二级子光束的光瞳透过率：

T(x，y)＝P(x，y)/S(x，y)；

其中，T(x，y)为光瞳透过率；

P(x，y)为像面光瞳信息；

S(x，y)为物面光瞳信息。

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