[发明专利]一种波像差测量装置、测量方法及光刻机

权利要求书

1.一种波像差测量装置，其特征在于，包括：

照明系统，产生照明光束；

物面小孔板，位于所述照明系统的出光侧，固定在掩模台上，所述物面小孔板上设置有多个物面小孔，每一所述物面小孔包括g个不同光栅方向的物面小孔标记，g为大于或者等于2的正整数，所述物面小孔板上的多个所述物面小孔标记阵列排布；

同一阵列行中的所述物面小孔标记具有相同的光栅方向；沿阵列行方向上，同一阵列行中相邻两个所述物面小孔标记之间的距离为h1；沿所述阵列行方向上，光栅方向相同的两阵列行中距离最近的两个所述物面小孔标记之间的最小距离为h2，h1＝m×h2，m为大于或者等于2的正整数；光栅方向相同的任意两行所述物面小孔标记阵列式排布；

投影物镜，位于所述物面小孔板远离所述照明系统一侧；

像面剪切光栅板，位于所述投影物镜远离所述物面小孔板一侧，固定在工件台上；

二维阵列光敏元件和数据处理单元，所述二维阵列光敏元件位于所述投影物镜的光瞳的共轭面上，所述二维阵列光敏元件用于接收形成在所述二维阵列光敏元件上的剪切干涉图案，所述数据处理单元用于根据所述剪切干涉图案计算所述投影物镜的波像差。

2.根据权利要求1所述的波像差测量装置，其特征在于，所述物面小孔包括第一光栅方向的物面小孔标记和第二光栅方向的物面小孔标记，所述第一光栅方向与所述第二光栅方向垂直；

同一所述物面小孔中，所述第一光栅方向的物面小孔标记和所述第二光栅方向的物面小孔标记间隔m-1个阵列行；或者，

同一所述物面小孔中，所述第一光栅方向的物面小孔标记和所述第二光栅方向的物面小孔标记沿阵列列方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的波像差测量装置，其特征在于，所述第一光栅方向平行于所述阵列行方向；或者，所述第一光栅方向与所述阵列行方向的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的波像差测量装置，其特征在于，所述像面剪切光栅板上设置有多个像面剪切光栅，每一所述像面剪切光栅包括g个不同光栅方向的像面剪切光栅标记，所述像面剪切光栅板上的多个所述像面剪切光栅标记阵列排布；同一阵列行中的所述像面剪切光栅标记具有相同的光栅方向；同一个物面小孔中g个不同光栅方向的物面小孔标记与同一个像面剪切光栅中g个不同光栅方向的像面剪切光栅标记一一对应，一一对应的物面小孔标记的光栅方向与像面剪切光栅标记的光栅方向垂直。

5.根据权利要求4所述的波像差测量装置，其特征在于，一阵列行中所述像面剪切光栅标记的数量，大于或者等于一阵列行中所述物面小孔标记的数量。

6.根据权利要求1所述的波像差测量装置，其特征在于，所述像面剪切光栅板包括棋格状光栅阵列，所述棋格状光栅阵列包括多个透光单元格和多个非透光单元格；沿所述棋格状光栅阵列的行方向以及列方向，所述透光单元格和所述非透光单元格均间隔排列。

7.根据权利要求6所述的波像差测量装置，其特征在于，所述棋格状光栅阵列的行方向与所述物面小孔标记的阵列行方向之间的夹角为45°。

8.根据权利要求1所述的波像差测量装置，其特征在于，所述投影物镜的数值孔径大于或等于0.85。

9.一种光刻机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的波像差测量装置。

10.一种波像差测量方法，其特征在于，所述方法包括：

照明系统产生的照明光束逐行扫描照射物面小孔板的物面小孔标记阵列形成测量光束，所述测量光束通过投影物镜后照射到像面剪切光栅板，以形成剪切干涉图案；

二维阵列光敏元件逐行接收所述剪切干涉图案，并发送至数据处理单元；所述数据处理单元根据所述剪切干涉图案计算所述投影物镜的波像差；

其中，沿阵列行方向上，所述照明系统产生的照明光束相邻两次照射读取的两个物面小孔标记之间间隔至少一个视场点。