[發明專利]光刻投影物鏡波像差與最佳焦面的檢測方法

有效

• 申請號: 201611214860.0
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106707696B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 許嘉俊;劉志祥;邢廷文;林嫵媚
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種光刻投影物鏡波像差與最佳焦面的檢測方法，其特征在于：該方法測量若干視場點兩個不同焦面位置的波像差，利用多項式組合擬合波像差，計算各視場點最佳焦點，從而得到光刻投影物鏡最佳焦面及最佳焦面處的波像差，具體檢測步驟如下：

步驟S1：在光刻投影物鏡的物方視場選取N個視場點；

步驟S2：移動波像差檢測儀，找到視場i的像點；

步驟S3：在焦面F_i位置測量像點波像差W_i，擬合為M項多項式(Z₁,Z₂,…,Z_M)組合，其多項式系數為(C_1i,C_2i,…,C_Mi)；在焦面F′_i位置測量像點波像差W_i′，擬合為M項多項式(Z₁,Z₂,…,Z_M)組合，其多項式系數為(C′_1i,C′_2i,…,C_Mi)；

步驟S4：像方空間引入一定量的焦面變化△F，帶來的出瞳面上的波像差W_defocus可以表示為：

其中，NA和ρ分別為光刻投影物鏡的數值孔徑與出瞳上的歸一化半徑；

當△F＝1時，波像差用M項多項式Z_n表達，有：

則焦面變化引入波像差W_defocus可以表示為：

步驟S3中，兩次測量的焦面與最佳焦面的位置偏移為△F_i與△F_i′，則有：

上面第一式減去第二式得到：

將△F_i′-△F_i＝F_i′-F_i帶入上式，對比各項系數，得到M個方程：

c_ni·(F_i′-F_i)＝C′_ni-C_ni，n＝1,2,...,M

此時可以解出：

c_ni＝(C′_ni-C_ni)/(F_i′-F_i)，n＝1,2,…,M

定義函數std(x)為求解x的標準差，建立目標函數Merit：

其中，項為已知焦面位置波像差的M項多項式系數，項為焦面偏移δ引入的波像差變化，若已知焦面位置與最佳焦面之間的距離為δ₀，則有：

此時的函數Merit(C′₁,C′₂,C′₃,…,C′_M；δ₀)值既為該視場點最佳焦面處的波像差RMS值，將焦面F_i′處求得的波像差M項多項式系數帶入目標函數Merit求解，得到δ＝δ_i，則該視場最佳焦點位置BF_i′＝F_i′+δ_i；

步驟S5：將波像差檢測儀移動到下一像點處，重復步驟S3-S4，直到遍歷所有視場點，最佳焦面BF可以由下式求出：

最佳焦面上各視場點的波像差(W₁,W₂,…,W_M)可以由下式求出：

2.根據權利要求1所述的光刻投影物鏡波像差與最佳焦面的檢測方法，其特征在于：擬合多項式(Z₁,Z₂,…,Z_M)是出瞳面上采樣點位置坐標的函數，其項數M由波像差測量精度要求設定。