国外亚纳米级精度光学表面检测技术发展

　　根据全球半导体发展路线图(ITRS), 光刻机的线宽目前正从几十纳米逐步向十几纳米推进, 为满足光刻机曝光光学系统的超高精度的检测需求, 国外顶尖光学公司和研究机构已实现了亚纳米(nm) 甚至皮米(pm) 量级光学表面检测技术, 主要代表国家为德国、日本、美国.

　　德国高精度检测的代表为Carl Zeiss 公司. 其主要采用利用空间外差相位测量技术的Direct 100 Fizeau 干涉仪. 当前Zeiss 公司最新研制的Direct 100 干涉仪采用了绝对测量技术, 面形测量精度已达到RMS 0.1 nm, 并成功用于EUV 光学元件制造检测. 日本高精度检测的代表为Nikon 公司, 采用的是点衍射干涉仪. 至2009 年, 日本Nikon 公司已建立了一套完备的EUV 波像差检测系统, 可分别实现可见光和EUV 工作波长13.5 nm 的系统波像差检测. 至2010 年, 日本Nikon 公司研制的高精度干涉仪已经达到非球面面形检测0.1 nm RMS 以内的检测精度, 研制的EUV 投影物镜光学系统的波前像差达到了0.4 nm RMS . 美国高精度检测的代表为ZYGO 公司、美国Lawrence Berkeley 国家实验室和Lawrence Livermore 国家实验室等. Lawrence Berkeley 国家实验室在2002 年已实现了0.25nm RMS 的测量精度. 2014 年, ZYGO 公司与SEMATECH 公司合作研制了 NA0.5 的微曝光工具(MET5), 其测量精度达到了0.16 nm.

　　我国的高精度检测技术在投影曝光系统研制项目的推动与牵引下, 进行了不少努力和探索, 已经取得了一些有意义的阶段成果. 尽管如此, 我国在超高精度检测的基础研究、应用研究、原型样机和专用设备研制方面仍显得十分薄弱, 但所研制的干涉仪的可靠检测精度约为5 nm 量级, 与国际先进水平还存在较大差距.