[发明专利]一种调焦调平装置、光刻机及调焦调平的方法

权利要求书

1.一种调焦调平装置，其特征在于，包括主控制单元和驱动单元，所述主控制单元用于根据衬底的表面的垂向位置以及测量光斑的坐标位置结果得到调节参数，并根据所述调节参数控制所述驱动单元对所述调焦调平装置进行自动调节，以使入射角、整场旋转、整场倍率、偏心及图像畸变导致的测量到的所述衬底的表面的垂向位置的变化量等于0；

所述调节参数包括入射角参数、整场倍率参数、整场旋转参数和偏心参数；

所述调焦调平装置的测量光路包括以光路依次连接的光源与照明单元、投影镜组、光学投影单元、光学探测单元、探测镜组、光电探测器及图像采集与处理单元；所述主控制单元用于根据所述整场旋转参数控制所述驱动单元调整所述投影镜组或所述探测镜组的位置。

2.如权利要求1所述的一种调焦调平装置，其特征在于，所述光学投影单元沿光传播方向依次包括第一平板、第一楔板组、第二平板、第二楔板组及第一倍率透镜组；所述光学探测单元沿光传播方向依次包括第二倍率透镜组、第三楔板组、第三平板、第四楔板组及第四平板。

3.如权利要求2所述的一种调焦调平装置，其特征在于，所述主控制单元用于：

根据所述入射角参数控制所述驱动单元调整所述第二楔板组及所述第二平板或所述第三楔板组及所述第三平板的位置；

根据所述偏心参数和图像畸变参数控制所述驱动单元调整所述第一楔板组及所述第一平板或所述第四楔板组及所述第四平板的位置；

根据所述整场倍率参数控制所述驱动单元调整所述第一倍率透镜组或所述第二倍率透镜组的位置；

以使所述调焦调平装置测量到的所述衬底的表面的垂向位置的变化量等于0。

4.如权利要求2所述的一种调焦调平装置，其特征在于，所述调节参数采用如下方程式得到：

其中，△Z为所述衬底的表面的垂向位置的总变化量，α为所述测量光斑的投影光束的入射角，β为所述测量光斑的测量方向倍率，γ为整场倍率的变化量，△θ′为所述衬底的当前曝光场表面的拟合平面的法向矢量与所述调焦调平装置的坐标系Z轴之间的夹角，ε为所述测量光斑发生梯形畸变时导致的倍率在所述测量光斑的测量方向的梯度斜率，σ为偏心导致的测量方向偏移量与所述测量光斑的y坐标的比值，x和y分别为所述测量光斑在所述调焦调平装置的坐标系中的x坐标和y坐标。

5.如权利要求2所述的一种调焦调平装置，其特征在于，所述投影镜组包括第一双棱镜组及一投影狭缝阵列，所述投影狭缝阵列夹在所述第一双棱镜组的两个棱镜之间；

所述探测镜组包括第二双棱镜组及一探测狭缝阵列，所述探测狭缝阵列夹在所述第二双棱镜组的两个棱镜之间；

所述探测镜组与所述光电探测器之间还设置有光学中继镜组；

所述光学投影单元还包括第一投影透镜组、反射镜组及第二投影透镜组，所述第一投影透镜组位于所述第一楔板组与所述第二平板之间，所述反射镜组位于所述第二楔板组与所述第一倍率透镜组之间，所述第二投影透镜组位于所述反射镜组与所述第一倍率透镜组之间；

所述光学探测单元还包括第一探测透镜组及第二探测透镜组，所述第一探测透镜组位于所述第二倍率透镜组与所述第三楔板组之间，所述第二探测透镜组位于所述第三平板与所述第四楔板组之间。

6.如权利要求2所述的一种调焦调平装置，其特征在于，还包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜位于所述第一倍率透镜组下方，所述第二反射镜位于所述第二倍率透镜组下方，所述第一倍率透镜组出射的光束经所述第一反射镜反射后入射到所述衬底上，在所述衬底上反射后，经所述第二反射镜反射后到达所述第二倍率透镜组。

7.一种光刻机，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的一种调焦调平装置。