【光刻】空间像测量系统 Aerial Image Measurement System (AIMS)

　　空间像显微镜（aerial image measurement system， AIMS）的结构图如图1所示[1]。

图1 掩模空间像显微镜(AIMS)结构示意图

　 　其光学系统和光刻机曝光系统非常类似。光束照射在掩模上，发生衍射；衍射光束被投影透镜组接受，会聚在一个CCD相机上。CCD相机是在与曝光类似的条件下分析掩模的性能，其中的CCD相机所接收到的像与曝光时晶圆接收到的像类似。因此，AIMS在掩模厂使用的相当广泛，己经成为掩模厂的一台标准设备。

　 　与其他掩模缺陷检测设备相比，AIMS具有较高的分辨率，常用于检查掩模上OPC图形的质量，还可以用于测量掩模修补区域的透射率。在AIMS探测到的缺陷中很少出现“伪缺陷”（nuisance defects），即探测系统在信号处理中产生的缺陷，而非真正的掩模缺陷。由于 AIMS探测缺陷的原理是基于掩模的成像，所以无法探测位于不透明的Cr或MoSi图形上的小颗粒。在掩模成像时，这些小颗粒被不透光的Cr或MoSi阻挡，无法成像。AIMS的最大优点是它探测出来的掩模缺陷都是能在晶圆表面成像的：也就是说，AIMS探测出来的缺陷是我们真正关心的、对工艺良率有影响的缺陷[65]。

　 　随着分辨率要求的提高，AIMS设备也在不断升级之中。这种升级主要是为了与掩模所要使用的光刻机相匹配，以便在AIMS中检查掩模的成像质量。AIMS设备的另外一个用处就是可以直接获得掩模上图形成像时的空间对比度（NILS），AIMS设备可以测量成像的光强分布，进而计算出空间对比度，这对于新型掩模的研发非常有用[2]。

参考文献：

[1] 韦亚一，超大规模集成电路先进光刻理论与应用，科学出版社，2016，272-273

[2] Choi C S, Oh S H, Shin J C等. 一种利用AIMS确定透射率掩膜性能的方法. SPIE会议论文, 2014, 9235-92351R.