[发明专利]投影物镜最佳焦面检测装置及方法

权利要求书

1.投影物镜最佳焦面检测装置，与光刻机配合使用以确定所述投影物镜的最佳焦面，所述投影物镜最佳焦面检测装置包括：

基准版，安装在所述光刻机的工件台上；光电探测装置，安装在所述工件台中，位于所述基准版正下方、且与水平面成一定夹角；光照射在所述光刻机中掩模版上的测量标记阵列上时，所述测量标记阵列通过所述投影物镜在所述基准版上成像，所述光电探测装置探测到所述基准版上的像。

2.如权利要求1所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述光电探测装置包括相互连接的镜头和图像传感器。

3.如权利要求2所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述图像传感器为电子耦合器件或互补氧化物半导体。

4.如权利要求1所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述测量标记阵列为光栅。

5.如权利要求4所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述标记阵列中子标记间的距离大于等于1um。

6.如权利要求1所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述夹角的范围为小于等于arccos(a/c)且大于等于arcsin(d/c)，其中，a为标记阵列的横向宽度，d为所述投影物镜的景深，c为所述光电探测装置水平放置时的视场宽度。

7.如权利要求1所述的投影物镜最佳焦面检测装置，其特征在于，所述基准版的材质为硅片、玻璃或石英。

8.利用权利要求1至7中任一项所述的投影物镜最佳焦面检测装置的投影物镜最佳焦面检测方法，包括以下步骤：

a：将掩模版上的测量标记阵列移入视场，使所述光电探测装置探测到所述基准版上的像；

b：计算测量标记阵列中每一个子标记的中轴位置和清晰度值；

c：根据视场中每一个子标记的中轴位置和清晰度，利用最小二乘法拟合中轴位置和清晰度的关系曲线；

d：计算所述关系曲线的拐点所对应的中轴位置与测量标记阵列的视场的中轴位置的差值；

e：当所述差值的绝对值小于T/tanθ时，拐点所对应的中轴位置对应的焦面为最佳焦面，其中，T为投影物镜焦深测量误差阈值，θ为所述光电探测装置与水平面的夹角。

9.如权利要求8所述的投影物镜最佳焦面检测方法，其特征在于，当所述差值的绝对值大于等于T/tanθ时，将所述工件台在竖直方向上移动距离l*tanθ，循环步骤a至d直至所述差值的绝对值小于T/tanθ，其中，l为所述差值的绝对值。

10.如权利要求8所述的投影物镜最佳焦面检测方法，其特征在于，计算测量标记阵列中每一个子标记的中轴位置和清晰度值，是利用二维梯度算子进行计算的。

11.如权利要求10所述的投影物镜最佳焦面检测方法，其特征在于，所述二维梯度算子是Roberts算子、Prewitt算子或Sobel算子。