[发明专利]光刻投影物镜波像差与最佳焦面的检测方法

摘要

本发明提供一种光刻投影物镜波像差与最佳焦面的检测方法，所述方法首先测量光刻投影物镜若干视场点两个不同焦面位置的波像差，再将各视场点波像差拟合为多项式组合。通过分析拟合多项式各项系数随焦面位置变化的特性，计算出各视场点的最佳焦点位置。最后，将各个视场点最佳焦点位置平均得到光刻投影物镜最佳焦面位置，然后由最佳焦面与实测焦面位置之间的偏移量计算得到最佳焦面处各视场点的波像差。本发明能够通过测量各视场点两个不同焦面位置的波像差实现光刻投影物镜最佳焦面的检测，并得到最佳焦面处各视场点的波像差，具有容易实现、高效率和高精度的特点。

主权项

1.一种光刻投影物镜波像差与最佳焦面的检测方法，其特征在于：该方法测量若干视场点两个不同焦面位置的波像差，利用多项式组合拟合波像差，计算各视场点最佳焦点，从而得到光刻投影物镜最佳焦面及最佳焦面处的波像差，具体检测步骤如下：步骤S1：在光刻投影物镜的物方视场选取N个视场点；步骤S2：移动波像差检测仪，找到视场i的像点；步骤S3：在焦面Fi位置测量像点波像差Wi，拟合为M项多项式(Z1,Z2,…,ZM)组合，其多项式系数为(C1i,C2i,…,CMi)；在焦面F′i位置测量像点波像差Wi′，拟合为M项多项式(Z1,Z2,…,ZM)组合，其多项式系数为(C′1i,C′2i,…,CMi)；步骤S4：像方空间引入一定量的焦面变化△F，带来的出瞳面上的波像差Wdefocus可以表示为：其中，NA和ρ分别为光刻投影物镜的数值孔径与出瞳上的归一化半径；当△F＝1时，波像差用M项多项式Zn表达，有：则焦面变化引入波像差Wdefocus可以表示为：步骤S3中，两次测量的焦面与最佳焦面的位置偏移为△Fi与△Fi′，则有：上面第一式减去第二式得到：将△Fi′‑△Fi＝Fi′‑Fi带入上式，对比各项系数，得到M个方程：cni·(Fi′‑Fi)＝C′ni‑Cni，n＝1,2,...,M此时可以解出：cni＝(C′ni‑Cni)/(Fi′‑Fi)，n＝1,2,…,M定义函数std(x)为求解x的标准差，建立目标函数Merit：其中，项为已知焦面位置波像差的M项多项式系数，项为焦面偏移δ引入的波像差变化，若已知焦面位置与最佳焦面之间的距离为δ₀，则有：此时的函数Merit(C′1,C′2,C′3,…,C′M；δ0)值既为该视场点最佳焦面处的波像差RMS值，将焦面Fi′处求得的波像差M项多项式系数带入目标函数Merit求解，得到δ＝δi，则该视场最佳焦点位置BFi′＝Fi′+δi；步骤S5：将波像差检测仪移动到下一像点处，重复步骤S3‑S4，直到遍历所有视场点，最佳焦面BF可以由下式求出：最佳焦面上各视场点的波像差(W1,W2,…,WM)可以由下式求出：