專利名稱：：基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于光干涉檢測(cè)領(lǐng)域，特別是一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
：從二十世紀(jì)七十年代開始，半導(dǎo)體工業(yè)界根據(jù)摩爾定律在不斷地減小集成電路中的圖形尺寸，使得計(jì)算機(jī)中中央處理器(CPU)上的晶體管數(shù)量以每兩年翻一倍的速度增長。極紫外(EUV)光刻面向15nm節(jié)點(diǎn)作為下一代先進(jìn)光刻技術(shù)，為半導(dǎo)體業(yè)界開辟了一條速度更快、尺寸更小和價(jià)格更加便宜的新路。但是，通過EUV光刻技術(shù)的艱難前行，我們可以體會(huì)到光刻技術(shù)的發(fā)展并非光刻機(jī)一枝獨(dú)秀即可，其它環(huán)節(jié)的互相配合與優(yōu)化，如需要合適的光刻膠和無缺陷掩模版等，才能使EUV光刻盡早投入量產(chǎn)。目前，極紫外光刻發(fā)展中的主要瓶頸之一就是缺少掩模版的成像和檢測(cè)技術(shù)來保證極紫外光刻掩模版無缺陷的要求。典型的EUV反射式掩模版是在零熱膨脹系數(shù)基底上鍍制Mo/Si多層膜，然后在Mo/Si多層膜上再鍍制一層TaN吸收層，最后利用電子束光刻在吸收層上制作出集成電路圖形。極紫外掩模的缺陷可以分為振幅型和位相型缺陷兩種，振幅型缺陷一般位于Mo/Si多層膜表面，位相型缺陷則深藏于Mo/Si多層膜的內(nèi)部，因此位相型缺陷更加難以用傳統(tǒng)的顯微法檢測(cè)到，這也給極紫外掩模缺陷的檢測(cè)帶來了挑戰(zhàn)。目前，國際上至少有15個(gè)研究機(jī)構(gòu)致力于EUV掩模缺陷檢測(cè)的基礎(chǔ)研究，也提出了一些方法。SeongtaeJeong等人在《At-wavelengthdetectionofextremeultravioletlithographymaskblankdefects》(JournalofVacuumScience&TechnologyB，16(6):3430-3434,1998)—文中報(bào)告了世界上第一臺(tái)動(dòng)態(tài)EUV掩模檢測(cè)系統(tǒng)，它使用13nm波長的同步輻射光源，利用一對(duì)KB鏡將同步輻射光束聚焦到掩模版上，用電子倍增管和微通道板分別記錄明場(chǎng)和暗場(chǎng)反射光信號(hào)，雖然該系統(tǒng)第一次探測(cè)到只有極紫外光才能探測(cè)到的掩膜缺陷，但其掃描速度很慢，能探測(cè)到的最小缺陷只有IOOnm0TsuneyukiHaga等人在《At-wavelengthextremeultravioletlithographymaskinspectionusingaMirauinterferometricmicroscopeKJournalofVacuumScience&TechnologyB,18(6):2916-2920,2000)一文中設(shè)計(jì)了一種Mirau極紫外干涉測(cè)量顯微鏡，該顯微鏡通過一個(gè)15倍Schwarzschild物鏡的一半孔徑照明掩模,之后通過另一半孔徑成像，與掩模表面平行處放置一塊自支撐的Mo/Si多層膜分束器用來對(duì)入射光進(jìn)行分束。透射光束經(jīng)過掩模表面的反射后再透過分束器，反射光束作為一個(gè)參考光束照到一塊多層膜平面反射鏡上，平面反射鏡與掩模的距離相同。當(dāng)參考光束再一次從分束器反射回來時(shí)，同第一束光干涉，這樣從干涉條紋中就可以很敏感的得出掩模的位相屬性。該系統(tǒng)采用Mirau干涉顯微的方法成像,對(duì)掩模版的相位缺陷敏感,但其僅利用了Schwarzschild物鏡一半的數(shù)值孔徑，影響了Mirau顯微成像系統(tǒng)的橫向分辨率。TsuneoTerasawa等人在《HighspeedactinicEUVmaskblankinspectionwithdark-fieldimaging》(SPIE,VOL.5446，2004)—文中提出了一種利用SchwarzschiId物鏡的暗場(chǎng)顯微成像方案，該方案使用激光誘導(dǎo)等離子體光源(LPP)，光源發(fā)出的光被一個(gè)橢圓體的鏡子收集并聚焦，利用鍍有多層膜的反射鏡垂直照到掩模版上，若掩模版上存在缺陷，則Schwarzschild物鏡將缺陷的散射光放大20倍之后投影到CCD上，CCD上顯示缺陷為一亮點(diǎn)，若掩模版上不存在缺陷則CCD上探測(cè)到均勻暗場(chǎng)，該系統(tǒng)屬于傳統(tǒng)的顯微放大成像法，對(duì)位相型缺陷不敏感。UlfKleineberg等人在《ActinicEUVLmaskblankdefectinspectionbyEUVphotoelectronmicroscopy))(SPIE,VOL.6151,2006)一文中提出一種電子顯微鏡檢測(cè)掩模缺陷的方案，該方案中極紫外光束從同步輻射發(fā)出后被環(huán)形多層膜反射鏡以4°入射角匯聚到掩模上IOOum大小區(qū)域，從掩模表面溢出的光電子和二次電子投影到微通道板上和熒光屏上放大，之后利用CCD記錄光電子顯微鏡圖像，若能記錄到亮線或者亮斑則證明掩模版存在缺陷。該方案主要存在的問題是:掩埋在多層膜下的較寬的缺陷只能探測(cè)到其結(jié)構(gòu)線，而較窄的線條成像后，所成的像要比實(shí)際的缺陷線條的寬度大。FrancescoCerrina等人在發(fā)明專利((Defectinspectionofextremeultravioletlithographymasksandthelike》(專利號(hào):US7179568B2)中，提出了一種間接檢測(cè)的方法，其主要原理是:極紫外光照射到空白掩模表面，被空白掩模反射的極紫外光入射到一塊涂有光刻膠的輔助檢測(cè)版上，輔助檢測(cè)版上所涂覆的光刻膠中含有熒光染料，若被檢測(cè)的掩模版上含有位相型或振幅型缺陷，則由于缺陷對(duì)檢測(cè)光的散射，造成輔助檢測(cè)版上缺陷所對(duì)應(yīng)的位置的光刻膠曝光量不足，在接下來的顯影中曝光不足的光刻膠無法去除，用熒光激勵(lì)光源照射顯影后的輔助檢測(cè)版，用普通顯微鏡即可觀察到曝光不足的光刻膠發(fā)出的熒光，從而確定缺陷的數(shù)量和位置，該方法流程復(fù)雜，耗時(shí)較多，檢測(cè)成本高，且無法確定缺陷的大小和深度信息°F.Brizuela等人在〈〈Microscopyofextremeultravioletlithographymaskswith13.2nmtabletoplaserillumination))(OPTICSLETTERS,34(3):271-273，2009)一文中提出一種透射式波帶片顯微放大方案，該系統(tǒng)使用光源波長13.2nm,采用鏤空波帶片聚光照明掩模，會(huì)聚光以6°入射角入射，從掩模反射出來的光束，通過一塊離軸波帶片(0.0625NA)將照明圖像直接投影到極紫外CCD中，放大倍數(shù)為660倍，該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是透射式波帶片的能量利用率低，仍屬傳統(tǒng)成像方法，對(duì)位相型缺陷不敏感。TetsuoHarada等人在((MaskobservationresultsusingacoherentextremeultravioletscatteringmicroscopeatNewSUBARU》(JournalofVacuumScience&TechnologyB,27(6):3203-3207,2009)一文中提出一種相干散射成像的掩模缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用無鏡成像的衍射傳導(dǎo)理論，通過記錄散射和衍射光束的圖形，可以利用遠(yuǎn)場(chǎng)圖形重建電場(chǎng)強(qiáng)度振幅和位相信息，恢復(fù)掩模表面形貌，該系統(tǒng)消除了所有的反射鏡，降低了系統(tǒng)成本，但這種方案算法復(fù)雜，缺陷信息不可靠。CHUANG等人在發(fā)明專利《EUVhighthroughputinspectionsystemfordefectdetectiononpatternedEUVmasks,maskblanks,andwafers》(公開號(hào):W02010/148293A2)中公布了一種用四片到八片反射式球面或非球面光學(xué)元件組成顯微檢測(cè)極紫外掩模缺陷的方案，該方案在光學(xué)顯微放大的基礎(chǔ)上增加了電子放大系統(tǒng)，從而在總的放大倍率上具有一定優(yōu)勢(shì)，可以檢測(cè)到較小的缺陷，但該方案中使用了多片反射式極紫外光學(xué)球面和非球面，加工難度大，制造成本高，同時(shí)該方案屬于傳統(tǒng)的顯微放大法，對(duì)位相型缺陷不敏感。高志山、王帥等人在發(fā)明專利《用于極紫外光刻掩模缺陷探測(cè)的雙焦斜入射干涉顯微裝置》(申請(qǐng)?zhí)?201310069314.2)中發(fā)明了一種基于雙焦波帶片的干涉顯微裝置，該裝置工作在13.5nm的極紫外光下，利用雙焦波帶片的斜入射干涉顯微特性，將EUV掩模中的位相型缺陷信息轉(zhuǎn)移到干涉圖中，同時(shí)將振幅型缺陷或由其引起的物理形變放大成像，通過解算干涉圖和識(shí)別顯微圖像的辦法檢測(cè)出EUV掩模版中的缺陷，該裝置采用反射、衍射光學(xué)元件，相比于多片的反射系統(tǒng)，減少了極紫外反射元件的數(shù)量，對(duì)EUV掩模位相型缺陷敏感，算法簡單，可靠性高，但該系統(tǒng)采用了兩片雙曲率曲面反射鏡和兩片雙焦波帶片干涉顯微物鏡，四片鏡子之間角度要求高，系統(tǒng)裝調(diào)具有一定難度，且該裝置采用斜入射離焦照明方式，在缺陷定位精度和分辨率方面受到一定限制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠同時(shí)檢測(cè)極紫外掩模版振幅型和位相型缺陷、抗震性好、精度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡單、成本低的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:包括13.5nm極紫外光源、極紫外CCD、五維精密微調(diào)整臺(tái)、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器、真空室、真空抽氣泵、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；真空室設(shè)置在氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)上；五維精密微調(diào)整臺(tái)設(shè)置在真空室內(nèi)的底板上；五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器設(shè)置在真空室外部的側(cè)面；真空抽氣泵設(shè)置在真空室的底部，且與真空室相連通；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件設(shè)置在真空室內(nèi)，位于五維精密微調(diào)整臺(tái)上方；13.5nm極紫外光源和極紫外CXD設(shè)置在真空室的頂部，且在位置上保證13.5nm極紫外光源的出射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的入射光光軸相重合，極紫外CCD的入射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的出射光光軸相重合；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件包括:位相光柵和雙焦波帶片顯微物鏡，位相光柵和雙焦波帶片顯微物鏡均由夾持器固定于真空室的內(nèi)壁；經(jīng)過準(zhǔn)直的13.5nm極紫外光源入射到位相光柵上，經(jīng)過位相光柵的衍射分光，O級(jí)衍射光入射到水平設(shè)置的雙焦波帶片顯微物鏡上，其他級(jí)次的衍射光偏出光路，經(jīng)雙焦波帶片顯微物鏡的反射，O級(jí)衍射光轉(zhuǎn)變?yōu)榻裹c(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)的平行光和焦點(diǎn)位于有限遠(yuǎn)的會(huì)聚光，平行光作為參考光入射到掩模樣品，會(huì)聚光作為測(cè)試光聚焦于掩模樣品，參考光和測(cè)試光經(jīng)掩模樣品反射回雙焦波帶片顯微物鏡上，雙焦波帶片顯微物鏡將攜帶有缺陷信息的測(cè)試光轉(zhuǎn)變回平行光，而參考光仍為平行光，兩束平行光間產(chǎn)生干涉，干涉光入射到位相光柵上并且經(jīng)位相光柵衍射分光，取+1級(jí)衍射光為成像光束入射到極紫外CCD上，將極紫外CCD探測(cè)到的干涉圖輸入計(jì)算機(jī)，通過相位恢復(fù)算法處理干涉圖，解算出掩模樣品中的缺陷信息。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明采用反射、衍射極紫外光學(xué)元件，檢測(cè)光路中僅使用一個(gè)反射式位相光柵分光和一個(gè)雙焦波帶片形成干涉，相比于多片的反射光學(xué)系統(tǒng)，本發(fā)明在光路結(jié)構(gòu)上得到進(jìn)一步簡化，減少了極紫外光學(xué)元件的數(shù)量，降低了元件加工難度和成本，同時(shí)減小了系統(tǒng)的裝調(diào)難度和裝調(diào)過程中引入的系統(tǒng)誤差。(2)本發(fā)明采用測(cè)試光與參考光共光路的結(jié)構(gòu)，且在光路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加緊湊，減小了光路長度，進(jìn)一步提聞了系統(tǒng)的抗振能力和測(cè)試精度。(3)本發(fā)明采用參考光和測(cè)試光正入射照明，且測(cè)試光聚焦于被測(cè)點(diǎn)，相比于雙焦斜入射離焦照明干涉顯微裝置，在缺陷定位精度和分辨率兩方面得到改善。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明所述基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明所述基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置中光學(xué)組件的工作原理示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，包括13.5nm極紫外光源1、極紫外(XD5、五維精密微調(diào)整臺(tái)6、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7、真空室8、真空抽氣泵9、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；真空室8設(shè)置在氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11上；五維精密微調(diào)整臺(tái)6設(shè)置在真空室8內(nèi)的底板上；五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7設(shè)置在真空室8外部的側(cè)面；真空抽氣泵9設(shè)置在真空室8的底部，且與真空室8相連通；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件設(shè)置在真空室8內(nèi)，位于五維精密微調(diào)整臺(tái)6上方；13.5nm極紫外光源I和極紫外(XD5設(shè)置在真空室8的頂部，且在位置上保證13.5nm極紫外光源I的出射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的入射光光軸相重合，極紫外CCD5的入射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的出射光光軸相重合；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件包括:位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3，位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3均由夾持器固定于真空室8的內(nèi)壁；經(jīng)過準(zhǔn)直的13.5nm極紫外光源I入射到位相光柵2上，經(jīng)過位相光柵2的衍射分光，0級(jí)衍射光12入射到水平設(shè)置的雙焦波帶片顯微物鏡3上，其他級(jí)次的衍射光偏出光路，經(jīng)雙焦波帶片顯微物鏡3的反射，0級(jí)衍射光12轉(zhuǎn)變?yōu)榻裹c(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)的平行光14和焦點(diǎn)位于有限遠(yuǎn)的會(huì)聚光13,平行光14作為參考光入射到掩模樣品4,會(huì)聚光13作為測(cè)試光聚焦于掩模樣品4,參考光和測(cè)試光經(jīng)掩模樣品4反射回雙焦波帶片顯微物鏡3上，雙焦波帶片顯微物鏡3將攜帶有缺陷信息的測(cè)試光轉(zhuǎn)變回平行光，而參考光仍為平行光，兩束平行光間產(chǎn)生干涉，干涉光入射到位相光柵2上并且經(jīng)位相光柵2衍射分光，取+1級(jí)衍射光15為成像光束入射到極紫外CCD5上，將極紫外CCD5探測(cè)到的干涉圖輸入計(jì)算機(jī)10，通過相位恢復(fù)算法處理干涉圖，解算出掩模樣品4中的缺陷信息。所述的位相光柵2為反射式位相光柵。所述的雙焦波帶片顯微物鏡3融合了兩種頻率成分的位相型反射計(jì)算全息圖，是一種雙焦物鏡。所述的五維精密微調(diào)整臺(tái)6使用機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)垂直方向粗調(diào)，粗調(diào)最大位移量IOmm,最小步長0.1ym;五維精密微調(diào)整臺(tái)6使用壓電陶瓷(PZT)微位移器實(shí)現(xiàn)垂直方向的微調(diào)，微調(diào)最大位移量為IOOiim,最小步長Inm;水平方向使用兩個(gè)垂直交疊的機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)(X，Y)方向的水平位移，最大位移量為160_X160mm，最小步長為0.5mm。所述的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件中，雙焦波帶片顯微物鏡3水平設(shè)置，雙焦波帶片顯微物鏡3的法線與位相光柵2的法線夾角為50°±1°。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參見圖1，基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，包括13.5nm極紫外光源1、極紫外(XD5、五維精密微調(diào)整臺(tái)6、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7、真空室8、真空抽氣泵9、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；真空室8設(shè)置在氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11上；五維精密微調(diào)整臺(tái)6設(shè)置在真空室8內(nèi)的底板上；五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7設(shè)置在真空室8外部的側(cè)面；真空抽氣泵9設(shè)置在真空室8的底部，且與真空室8相連通；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件設(shè)置在真空室8內(nèi)，位于五維精密微調(diào)整臺(tái)6上方；13.5nm極紫外光源I和極紫外(XD5設(shè)置在真空室8的頂部，且在位置上保證13.5nm極紫外光源I的出射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的入射光光軸相重合，極紫外CCD5的入射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的出射光光軸相重合。參見圖2，基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件包括:位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3，位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3均由夾持器固定于真空室8的內(nèi)壁；經(jīng)過準(zhǔn)直的13.5nm極紫外光源I入射到位相光柵2上，經(jīng)過位相光柵2的衍射分光，O級(jí)衍射光12入射到水平設(shè)置的雙焦波帶片顯微物鏡3上，其他級(jí)次的衍射光偏出光路，經(jīng)雙焦波帶片顯微物鏡3的反射，O級(jí)衍射光12轉(zhuǎn)變?yōu)榻裹c(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)的平行光14和焦點(diǎn)位于有限遠(yuǎn)的會(huì)聚光13，平行光14作為參考光入射到掩模樣品4，會(huì)聚光13作為測(cè)試光聚焦于掩模樣品4，參考光和測(cè)試光經(jīng)掩模樣品4反射回雙焦波帶片顯微物鏡3上，雙焦波帶片顯微物鏡3將攜帶有缺陷信息的測(cè)試光轉(zhuǎn)變回平行光，而參考光仍為平行光，兩束平行光間產(chǎn)生干涉，干涉光入射到位相光柵2上并且經(jīng)位相光柵2衍射分光，取+1級(jí)衍射光15為成像光束入射到極紫外(XD5上，則(XD5可探測(cè)到干涉圖像。所述的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其工作波長選擇極紫外光(EUV，13.5nm),這是由于波長13.5nm的極紫外光在掩模版Mo/Si多層膜中的穿透能力最好，穿透深度可達(dá)217nm(Mo/Si多層膜厚度約277nm)，可檢測(cè)到包覆于多層膜內(nèi)部的位相型缺陷。由于空氣對(duì)EUV有很強(qiáng)吸收特性，因此必須使用抽真空設(shè)備，保證檢測(cè)過程中的真空環(huán)境，確保檢測(cè)光EUV有足夠的能量。所述的五維精密微調(diào)整臺(tái)6需要帶動(dòng)掩模樣品4進(jìn)行水平(X，Y)方向、垂直(Z)方向、俯仰、傾斜五個(gè)維度的微位移，以滿足掩模版對(duì)焦及掃描檢測(cè)時(shí)的需要。EUV掩模版的尺寸一般為標(biāo)準(zhǔn)的6英寸(152.4mmX152.4mm),因此五維精密微調(diào)整臺(tái)6在水平(X，Y)方向的最大位移距離達(dá)到160mmX160mm,測(cè)試光焦點(diǎn)大小(視場(chǎng))為Φ0.5mm,為滿足對(duì)掩模版水平(X，Y)方向的掃描，五維精密微調(diào)整臺(tái)6在水平(X，Y)方向的最小步長應(yīng)小于0.5mm；垂直(Z)方向需要進(jìn)行粗調(diào)和精調(diào)兩步對(duì)焦，以及納米級(jí)的垂直掃描，因?yàn)镸o/Si多層膜厚度約為277nm，單層Mo(或Si)膜的厚度約為4nm，要實(shí)現(xiàn)每層膜都掃描到，則微調(diào)裝置的最大位移距離應(yīng)大于300nm,最小步長達(dá)到Inm,粗調(diào)裝置要求最大位移距離達(dá)到IOmm,最小步長0.1μm;水平(X，Y)方向的微位移器可使用兩個(gè)垂直交疊的機(jī)械定位器，垂直(Z)方向的粗調(diào)可使用機(jī)械定位器，微調(diào)則使用壓電陶瓷(PZT)微位移器。所述的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件，其特點(diǎn)為:采用反射型位相光柵分光，使得入射光束的O級(jí)衍射光12(滿足反射定律)用于照明，干涉光束的+1級(jí)衍射光15用于成像，實(shí)現(xiàn)位相光柵照明與成像的雙重功能；參考光與測(cè)試光垂直入射掩模樣品4表面，且測(cè)試光采用焦點(diǎn)照明形式，提高了缺陷定位精度和分辨率；參考光與測(cè)試光共光路，提聞了系統(tǒng)的抗振能力。實(shí)施例:一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，包括13.5nm極紫外光源1、極紫外(XD5、五維精密微調(diào)整臺(tái)6、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7、真空室8、真空抽氣泵9、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；真空室8設(shè)置在氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11上；五維精密微調(diào)整臺(tái)6設(shè)置在真空室8內(nèi)的底板上；五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7設(shè)置在真空室8外部的側(cè)面；真空抽氣泵9設(shè)置在真空室8的底部，且與真空室8相連通；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件設(shè)置在真空室8內(nèi)，位于五維精密微調(diào)整臺(tái)6上方；13.5nm極紫外光源I和極紫外(XD5設(shè)置在真空室8的頂部，且在位置上保證13.5nm極紫外光源I的出射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的入射光光軸相重合，極紫外CCD5的入射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的出射光光軸相重合?；谖幌喙鈻欧止獾碾p焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件包括:位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3，位相光柵2和雙焦波帶片顯微物鏡3均由夾持器固定于真空室8的內(nèi)壁；經(jīng)過準(zhǔn)直的13.5nm極紫外光源I入射到位相光柵2上，經(jīng)過位相光柵2的衍射分光，O級(jí)衍射光12入射到水平設(shè)置的雙焦波帶片顯微物鏡3上，其他級(jí)次的衍射光偏出光路，經(jīng)雙焦波帶片顯微物鏡3的反射，O級(jí)衍射光12轉(zhuǎn)變?yōu)榻裹c(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)的平行光14和焦點(diǎn)位于有限遠(yuǎn)的會(huì)聚光13，平行光14作為參考光入射到掩模樣品4，會(huì)聚光13作為測(cè)試光聚焦于掩模樣品4，參考光和測(cè)試光經(jīng)掩模樣品4反射回雙焦波帶片顯微物鏡3上，雙焦波帶片顯微物鏡3將攜帶有缺陷信息的測(cè)試光轉(zhuǎn)變回平行光，而參考光仍為平行光，兩束平行光間產(chǎn)生干涉，干涉光入射到位相光柵2上并且經(jīng)位相光柵2衍射分光，取+1級(jí)衍射光15為成像光束入射到極紫外CCD5上，將極紫外CCD5探測(cè)到的干涉圖輸入計(jì)算機(jī)10，通過相位恢復(fù)算法處理干涉圖，解算出掩模樣品4中的缺陷信息。本實(shí)施例中:所述的位相光柵2為反射式位相光柵；所述的雙焦波帶片顯微物鏡3融合了兩種頻率成分的位相型反射計(jì)算全息圖，是一種雙焦物鏡；所述的五維精密微調(diào)整臺(tái)6使用德國PI公司的M-451.1DG型機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)垂直方向粗調(diào)，粗調(diào)最大位移量12.5mm,最小步長0.1μm;所述的五維精密微調(diào)整臺(tái)6使用德國PI公司的P-518.Z⑶型號(hào)壓電陶瓷(PZT)微位移器實(shí)現(xiàn)垂直方向的微調(diào)，微調(diào)最大位移量為100μm，最小步長Inm;所述的五維精密微調(diào)整臺(tái)6使用兩個(gè)垂直交疊的德國PI公司的M-403.8PD型機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)(X，Y)方向的水平位移，最大位移量為200mmX200mm，最小步長為0.25mm;所述的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件中，雙焦波帶片顯微物鏡3水平設(shè)置，雙焦波帶片顯微物鏡3的法線與位相光柵2的法線夾角為50°±1°。開始測(cè)試前將掩模樣品4放在五維精密微調(diào)整臺(tái)6上，打開氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)11和真空抽氣泵9的電源，待真空室8內(nèi)處于真空狀態(tài)后，打開13.5nm極紫外光源I預(yù)熱，預(yù)熱半小時(shí)后開始進(jìn)行測(cè)試；操作五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器7使將掩模樣品4水平移動(dòng)到檢測(cè)區(qū)，再粗調(diào)五維精密微調(diào)整臺(tái)6的垂直位置，使五維精密微調(diào)整臺(tái)6以0.1ym步長緩慢升高，直到計(jì)算機(jī)10上觀察到模糊的干涉條紋為止，然后以Inm步長微調(diào)五維精密微調(diào)整臺(tái)6，使五維精密微調(diào)整臺(tái)6不斷降低，若此時(shí)干涉條紋逐漸變的更模糊，則微調(diào)五維精密微調(diào)整臺(tái)6使其升高，直到找到干涉條紋最清晰的位置停止調(diào)整；相反，若在五維精密微調(diào)整臺(tái)6不斷降低的過程中干涉條紋不斷變得清晰，則繼續(xù)微調(diào)使五維精密微調(diào)整臺(tái)6降低，直到找到干涉條紋最清晰的位置停止調(diào)整；此時(shí)，干涉圖已最清晰，測(cè)試光聚焦于掩模樣品4表面，采集干涉圖；然后，以步長Inm升高五維精密微調(diào)整臺(tái)6，五維精密微調(diào)整臺(tái)6每升高Inm,測(cè)試光焦點(diǎn)就深入Mo/Si多層膜內(nèi)Inm,此時(shí)計(jì)算機(jī)10自動(dòng)采集一幅干涉圖，以此循環(huán)，直到采集300幅干涉圖，則測(cè)試完掩模樣品4的一個(gè)0.5_直徑區(qū)域；將五維精密微調(diào)整臺(tái)6降低300nm，然后沿水平X方向?qū)⑽寰S精密微調(diào)整臺(tái)6移動(dòng)0.5mm,測(cè)試掩模樣品4的一個(gè)相鄰區(qū)域，以Inm為步長升高五維精密微調(diào)整臺(tái)6，測(cè)試300次，采集300幅干涉圖；以此類推進(jìn)行測(cè)試，直到測(cè)試完整個(gè)掩模樣品4的所有區(qū)域，停止測(cè)試，用計(jì)算機(jī)10通過相位恢復(fù)算法，計(jì)算所采集到的干涉圖，解算出干涉圖中所包含的缺陷信息。權(quán)利要求1.一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:包括13.5nm極紫外光源(I)、極紫外CXD(5)、五維精密微調(diào)整臺(tái)(6)、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器(7)、真空室(8)、真空抽氣泵(9)、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)(11)、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；真空室(8)設(shè)置在氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)(11)上；五維精密微調(diào)整臺(tái)(6)設(shè)置在真空室(8)內(nèi)的底板上；五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器(7)設(shè)置在真空室(8)外部的側(cè)面；真空抽氣泵(9)設(shè)置在真空室(8)的底部，且與真空室(8)相連通；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件設(shè)置在真空室(8)內(nèi)，位于五維精密微調(diào)整臺(tái)(6)上方；13.5nm極紫外光源(I)和極紫外CXD(5)設(shè)置在真空室(8)的頂部，且在位置上保證13.5nm極紫外光源(I)的出射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的入射光光軸相重合，極紫外CCD(5)的入射光光軸與基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件的出射光光軸相重合；基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件包括:位相光柵(2)和雙焦波帶片顯微物鏡(3)，位相光柵(2)和雙焦波帶片顯微物鏡(3)均由夾持器固定于真空室(8)的內(nèi)壁；經(jīng)過準(zhǔn)直的13.5nm極紫外光源(I)入射到位相光柵(2)上，經(jīng)過位相光柵(2)的衍射分光，O級(jí)衍射光(12)入射到水平設(shè)置的雙焦波帶片顯微物鏡(3)上，其他級(jí)次的衍射光偏出光路，經(jīng)雙焦波帶片顯微物鏡(3)的反射，O級(jí)衍射光(12)轉(zhuǎn)變?yōu)榻裹c(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)的平行光(14)和焦點(diǎn)位于有限遠(yuǎn)的會(huì)聚光(13)，平行光(14)作為參考光入射到掩模樣品(4),會(huì)聚光(13)作為測(cè)試光聚焦于掩模樣品(4),參考光和測(cè)試光經(jīng)掩模樣品(4)反射回雙焦波帶片顯微物鏡(3)上，雙焦波帶片顯微物鏡(3)將攜帶有缺陷信息的測(cè)試光轉(zhuǎn)變回平行光，而參考光仍為平行光，兩束平行光間產(chǎn)生干涉，干涉光入射到位相光柵(2)上并且經(jīng)位相光柵(2)衍射分光，取+1級(jí)衍射光(15)為成像光束入射到極紫外CXD(5)上，將極紫外CXD(5)探測(cè)到的干涉圖輸入計(jì)算機(jī)(10)，通過相位恢復(fù)算法處理干涉圖，解算出掩模樣品(4)中的缺陷信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的位相光柵(2)為反射式位相光柵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:雙焦波帶片顯微物鏡(3)融合了兩種頻率成分的位相型反射計(jì)算全息圖，是一種雙焦物鏡。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:五維精密微調(diào)整臺(tái)(6)使用機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)垂直方向粗調(diào)，粗調(diào)最大位移量IOmm,最小步長0.1ym;五維精密微調(diào)整臺(tái)(6)使用壓電陶瓷(PZT)微位移器實(shí)現(xiàn)垂直方向的微調(diào)，微調(diào)最大位移量為IOOiim,最小步長Inm;水平方向使用兩個(gè)垂直交疊的機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)(X，Y)方向的水平位移，最大位移量為160mmX160mm,最小步長為0.5mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件中，雙焦波帶片顯微物鏡(3)水平設(shè)置，雙焦波帶片顯微物鏡(3)的法線與位相光柵(2)的法線夾角為50?！?。。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微檢測(cè)裝置，包括13.5nm極紫外光源、真空室、真空抽氣泵、氣浮光學(xué)隔振平臺(tái)、極紫外CCD、五維精密微調(diào)整臺(tái)、五維精密微調(diào)整臺(tái)控制器、基于位相光柵分光的雙焦波帶片干涉顯微光學(xué)組件；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，抗振性好，精度高，系統(tǒng)成本低。文檔編號(hào)G03F7/20GK103176372SQ201310089788公開日2013年6月26日申請(qǐng)日期2013年3月20日優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日發(fā)明者高志山,王帥,葉井飛,成金龍,袁群申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)