[发明专利]一种适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法

权利要求书

1.一种适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于步骤如下：

步骤(1)、光源(1)经准直透镜成为平行光束，经反射镜(2)照射到投影光阑(3)，平行光束经投影光阑(3)后成为一道狭缝光束，经成像物镜组(4)和反射镜(5)以较大的入射角(90-γ)成像在硅片表面(6)，从硅片表面(6)反射的狭缝光束，经反射镜(9)，通过成像镜组(10、11)，再经过反射镜(12)，成像在线阵CCD(13)上；

步骤(2)、线阵CCD(13)通过Cameralink传输线(14)将图像信息传给图像采集控制卡(15)，图像采集控制卡对图像进行亚像素处理，得到狭缝像的中心位置，根据预设的最佳焦面位置计算出离焦量；

步骤(3)、图像采集控制卡(15)根据离焦量，控制工件台(7)Z方向电机运转方向和速度，真空吸盘(8)吸住硅片(6)，由工件台(7)载着做垂直Z方向的移动，在Z方向上产生ΔZ的位移将使狭缝光束的像在线阵CCD(13)上产生ΔX的位移，从而改变离焦量，直到离焦量满足精度要求。

2.根据权利要求1所述适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于所述线阵CCD(13)采用高灵敏度低噪声黑白线扫描CCD传感器，具有2048个有效像素，像素尺寸14μm×14μm，自带AD，具有8bit/10bit/12bit可配置输出数据精度，16位高精度积分时间设置，具有改进的相机配置串行通讯协议，最高数据率25MHz，最高行频11.7KHz。

3.根据权利要求1所述适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于所述图像采集控制卡(15)包括中央处理器模块(201)，Cameralink接口(202)，LVDS to28bit模块(203)，SRAM模块(204)，复位模块(205)，串口模块(206)，电机驱动模块(207)，显示模块(208)，光电开关模块(209)，预设值模块(210)，JTAG配置模块(211)，通信模块(212)，电源模块(213)，时钟模块(214)。

4.根据权利要求1或3所述适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于所述的中央处理器模块(201)采用FPGA实现，利用FPGA的高速并行性，提高整个检焦调焦的实时性，所述的Cameralink接口(202)采用标准的MDR26接口；Cameralink接口与LVDS to28bit(203)和通信模块(212)之间用差分线连接，视频图像信息以5路串行低电压差分信号(LVDS)传输到LVDS to28bit(203)，由于只使用了Cameralink协议的Base模式，仅输出8位并行信号、1位行同步和1位cameralink时钟信号到中央处理器模块；同时，通信模块(212)有一个LVDS Driver/Receiver和一个4路差分线驱动器组成，LVDS Driver/Receiver负责FPGA和Cameralink之间的串行命令收发，4路差分线驱动器负责把4路FPGA的相机控制信号转换成低电压差分信号给Camerlink。

5.根据权利要求1或3所述适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于所述的预设值模块(210)由11位拨码开关组成，FPGA读取为0～2047的11位2进制数，作为最佳焦面的标定值；所述的光电开关模块(209)用于检测硅片是否在Z方向到达了最大行程，如果是则让电机及时停止或者反向运转；显示模块(208)用两块4位7段数码管组成，分别显示最佳焦面标定值和当前硅面位置。

6.根据权利要求1或3所述适用于投影光刻机的实时检焦调焦方法，其特征在于所采用的图像处理算法，首先对经过高斯滤波的图像利用梯度算子获取其对应的梯度图像；然后求得梯度极大值即为图像的边缘点，再通过对边缘点附近进行二次插值，求得亚像素级的图像边沿位置，最后去其平均值即为狭缝亮纹的中心。