[发明专利]双扫描式硅片调焦调平测量装置及系统

权利要求书

1.一种双扫描式硅片调焦调平测量装置，应用于投影光刻机的调焦调平系 统中，所述双扫描式硅片调焦调平测量装置由照明单元、投影单元、成像单元 及探测单元组成，所述投影单元将狭缝或者狭缝阵列投影在硅片表面，形成测 量光斑或者光斑阵列，其特征在于：所述探测单元包括第一和第二探测子单元， 以及电信号处理单元；所述成像单元出射的光束分别经由第一和第二探测子单 元进入电信号处理单元进行相敏解调；所述第一和第二探测子单元对应于所述 狭缝或者狭缝阵列按光路传播的顺序依次设有：第一和第二扫描反射镜或者反 射镜阵列、第一和第二探测狭缝或者探测狭缝阵列以及第一和第二能量探测器 或者能量探测器阵列；

所述成像单元出射的光束经过一分光镜反射后入射到所述第一扫描反射镜 或者反射镜阵列上，经过所述分光镜折射后则入射到所述第二扫描反射镜或者 反射镜阵列上；

经所述第一扫描反射镜或者反射镜阵列扫描后的光依次经过所述第一探测 狭缝或者探测狭缝阵列和所述第一能量探测器或者能量探测器阵列，进入电信 号处理单元；经所述第二扫描反射镜或者反射镜阵列扫描后的光依次经过所述 第二探测狭缝或者探测狭缝阵列和所述第二能量探测器或者能量探测器阵列， 进入电信号处理单元；

其中，所述电信号处理单元产生一方波信号，所述方波信号用于触发第一 扫描反射镜进行扫描，同时该方波信号经180度的相位延迟之后用于触发第二 扫描反射镜进行扫描，从而使得所述第一扫描反射镜或者反射镜阵列与第二扫 描反射镜或者反射镜阵列的扫描角的相位始终相差180度，并且，经由第一和 第二探测子单元进入电信号处理单元并经过相敏解调之后的电压信号也始终反 向。

2.根据权利要求1所述的双扫描式硅片调焦调平测量装置，其特征在于： 所述电信号处理单元产生的方波信号同时对所述第一和第二能量探测器或者能 量探测器阵列输出的电信号进行相敏解调，且第一和第二能量探测器或者能量 探测器阵列输出的电信号进行相敏解调时所使用的方波信号的相位始终相同。

3.根据权利要求2所述的双扫描式硅片调焦调平测量装置，其特征在于： 所述方波信号的频率与所述第一和第二扫描反射镜或者反射镜阵列的谐振频率 相同。

4.根据权利要求2所述的双扫描式硅片调焦调平测量装置，其特征在于： 所述电信号处理单元进一步包括第一和第二带通滤波器、第一和第二乘法器、 第一和第二低通滤波器以及一减法器；所述第一和第二能量探测器输出的电信 号经过第一和第二带通滤波器后，与所述方波信号一起输入第一和第二乘法器， 所述第一和第二乘法器的输出信号再经由第一和第二低通滤波器进入所述减法 器。

5.根据权利要求4所述的双扫描式硅片调焦调平测量装置，其特征在于： 所述减法器对所述第一和第二低通滤波器的输出结果进行差分计算，得到与所 述硅片表面在测量光斑区域内高度一一对应的电信号。

6.一种双扫描式硅片调焦调平测量系统，其特征在于：包括至少两个如权 利要求1所述的双扫描式硅片调焦调平测量装置，所述装置与装置之间采用并 联或者串联的方式相互连接。