[发明专利]光刻机离轴水平和对焦探测控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种光刻机离轴水平和对焦探测控制系统，其特征在于，该系统包括：

一组共焦光学探测器阵列，用于收集光强分布数据；

一个数据处理器，通过数据线与共焦光学探测器阵列相连接，用于接收共焦光学探测器阵列收集的光强分布数据并对该数据进行处理；

一个硅片平台控制器，通过数据线与数据处理器相连接；

根据共焦光学探测器阵列的每一个探测器中反射光的相对强度来判定在该探测器位置的硅片平面是否在最佳焦距，在曝光时根据数据处理器收集到的数据对硅片平台控制器发出指令，以补偿差值，测量并反馈曝光区域硅片表面水平度的分布。

2.根据权利要求1所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统，其特征在于，所述的一组共焦光学探测器阵列由至少三个探测器组成。

3.根据权利要求1所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统，其特征在于，所述的探测器包括：高数值孔径透镜、单模光纤、光纤分束器、入射光耦合系统、反射光探测系统，所述的单模光纤在探测器中的端头位于所述的高数值孔径透镜的后焦点，所述的高数值孔径透镜的前焦点与待测硅片平面重合，所述的入射光耦合系统包含照明光源和聚焦透镜，所述的反射光探测系统包含光强探测器。

4.根据权利要求1所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统，其特征在于，所述的入射光是可见光或非可见光，该入射光波长同所述的单模光纤规格相匹配。

5.根据权利要求4所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统，其特征在于，所述的入射光是红外光或者紫外光。

6.一种权利要求1-5任一项所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，要取得每一个曝光区域的水平最佳焦距分布，根据每一个探测器中反射光的相对强度来判定在该探测器位置的硅片平面是否在最佳焦距；其次，数据处理器对所有探测器的光强进行处理；然后，在曝光时根据数据处理器收集到的数据对硅片平台控制器发出指令，以补偿差值。

7.根据权利要求6所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统的实现方法，其特征在于，通过硅片平台垂直步进扫描来取得所述的每一个曝光区域的水平最佳焦距分布。

8.根据权利要求7所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统的实现方法，其特征在于，所述的硅片平台垂直步进扫描包括以下步骤：步骤1，硅片平台先运动到相对远离共焦光学探测器阵列的位置；步骤2，硅片平台向着共焦光学探测器阵列方向步进扫描；步骤3，对每一个垂直方向的平台位置，探测器系统采集反射光强分布；步骤4，扫描完毕后，共焦光学探测器阵列第一次遇到的反射光强极大位置对应系统的最上表面。

9.根据权利要求8所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统的实现方法，其特征在于，步骤1中所述的位置离正常位置距离不小于系统最大对焦深度的两倍。

10.根据权利要求8所述的光刻机离轴水平和对焦探测控制系统的实现方法，其特征在于，步骤2中所述的步进扫描，其中每一步不大于所需要的垂直方向的空间分辨率。