CN115903408A - 调焦测量系统及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调焦测量系统及光刻设备，其中所述调焦测量系统包括：光源模块，用于提供短波长波段的照明光束；投影模块，用于使所述照明光束照射于目标面并形成一反射光束；探测单元，用于探测所述反射光束以生成一电信号；所述投影模块包括类梯形耦合棱镜，所述照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，且所述类梯形耦合棱镜具有两个梯形斜边的倾斜面，分别作为所述照明光束的入射面和出射面。本发明通过设置类梯形耦合棱镜，且照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，可以使所述调焦测量系统既满足Scheimpflug条件，又可以解决短波长波段的照明光束在光路上出现的色差问题。

Description

调焦测量系统及光刻设备

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，特别涉及一种调焦测量系统及光刻设备。

背景技术

随着电子产业的蓬勃发展，集成电路的应用越发广泛，随之而来的便是其生产的高精度性。而光刻设备是集成电路生产各环节中最关键的设备，光刻技术是大规模集成电路制造的基础，已经成为推动集成电路发展的核心驱动力。其主要作用是通过曝光的方式将掩模版上的图形成像在硅片上。由于在硅片表面涂有感光的光刻胶，当掩模版上的图形成像在硅片上时，相应位置的光刻胶就会产生光化学反应，从而将掩模版上图形保留在硅片表面。

在光刻设备中，必须有自动调焦测量系统把硅片面精确带入到指定的曝光位置，实现该系统有多种不同的技术方案。在基于光强调制的调焦测量系统技术方案中，通常采用扫描反射镜做高速往复的简谐振动，从而使固定的狭缝标记单元产生的标记像在探测器单元产生某种动态测量信号，通过对该动态测量信号进行分析处理，可以获取高信噪比的光斑位置，进而获取硅片的高度值，并根据该高度值对硅片的支撑机构进行调整，直到硅片位于最佳焦面。

但是，在上述技术方案中，调焦测量系统中采用宽波段的可见近红外光源，如光谱覆盖500nm～900nm的卤素灯光源照明。该自动调焦测量系统通过测量沉积各种工艺层和光刻胶的硅片最表层的光束反射判断硅片面的高度信息，由于投影光束会透过硅片表层的光刻胶到达最上层表面之下的工艺层，从而使硅片表面的出射光线的位置出现平移，即“古斯-汉森位移”物理效应，其与投影光束的偏振态、波长、入射角及工艺层信息如厚度及其偏差、折射率等相关，会造成调焦测量系统测量结果中存在工艺适应性误差。

若采用较短波长的光源如200nm～400nm的光源，可以使工艺适应性误差得到一定程度的抑制。但是在传统的透射式光学结构中，采用较短的波长时大部分材料透过率较低，采用有限的几种透过率较高的材料较难对色差进行抑制。特别是在短波长波段的光束大角度从耦合棱镜出射时，光束由大角度从光密介质传输到光疏介质，由于耦合棱镜材料在短波长波段工作时折射率随波长变化量比可见近红外波段更大，产生的色散角更大，在后续光路中产生严重的色差问题。

目前采用短波长的调焦测量系统一般采用反射式的光路，但是采用反射式的光路的调焦测量系统的结构仅能实现标记面与光轴垂直的光学系统，即无法实现标记面倾斜并与硅片面共轭即满足Scheimpflug条件的光路。

因此，如何克服上述先前技术的缺失，进而使调焦测量系统既满足Scheimpflug条件，又可以解决短波长波段的照明光束在光路上出现的色差问题，是亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调焦测量系统及光刻设备，以解决短波长波段的照明光束在光路上出现色差问题，同时满足Scheimpflug条件。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明提供一种调焦测量系统，包括：

光源模块，用于提供短波长波段的照明光束；

投影模块，用于使所述照明光束照射于目标面并形成一反射光束；

探测单元，用于探测所述反射光束以生成一电信号；

所述投影模块包括类梯形耦合棱镜，所述照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，且所述类梯形耦合棱镜具有两个梯形斜边的倾斜面，分别作为所述照明光束的入射面和出射面。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影模块还包括投影标记单元，且所述投影标记单元设置在所述类梯形耦合棱镜内部，所述照明光束垂直入射所述类梯形耦合棱镜后，经所述投影标记单元获得具有标记像的光束。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影标记单元包括标记版，且通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束照射在所述标记版的标记图形区域反射时携带标记信号，形成具有标记像的光束；所述照明光束照射在所述标记版的非标记图形区域透射时形成杂光光束，两个所述梯形斜边的倾斜面设置在所述标记版的同侧。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影标记单元包括标记版，且通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束照射在所述标记版的标记图形区域透射时携带标记信号，形成具有标记像的光束；所述照明光束照射在所述标记版的非标记图形区域反射时形成杂光光束，两个所述梯形斜边的倾斜面设置在所述标记版的两侧。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述类梯形耦合棱镜的材质包括天然石英、石英玻璃以及氟化钙中的一种。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影模块中还包括投影成像光路模块，且所述投影成像光路模块包括采用三片同轴反射镜的全反射光学结构。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影成像光路模块包括主反射镜、扫描反射镜以及次反射镜，所述照明光束以主反射镜、次反射镜、扫描反射镜、次反射镜以及主反射镜的顺序通过。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述投影成像光路模块还包括若干转向反射镜，从所述主反射镜、扫描反射镜以及次反射镜通过的照明光束照射于所述转向反射镜。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述目标面包括硅片。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述探测单元包括：

探测成像光路模块，对目标面的反射光束进行收集和调整；

探测耦合棱镜模块和探测标记单元，使未发生偏移的反射光束恰好通过，并对有偏移的反射光束发生遮挡；

中继光路模块，对通过的反射光束进行整理；

探测器模块，对整理后的反射光束进行采集以生成一电信号。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述短波长波段的范围为200nm～500nm。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述光源模块包括：光源以及照明光路模块，所述光源发射短波长波段的照明光束，且所述照明光束经照明光路模块照射于所述投影模块。

可选的，在所述的调焦测量系统中，所述光源包括氙灯光源。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明还提供了一种光刻设备，包括上述所述的调焦测量系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明通过采用类梯形耦合棱镜，且使照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，可以抑制短波长波段的照明光束大角度出射耦合棱镜时产生的色差，同时还可以使所述调焦测量系统满足Scheimpflug条件，提高测量的灵敏度。

附图说明

图1是一种调焦测量系统的结构示意图；

图2是一种500nm～900nm可见近红外光源的光谱曲线；

图3是一种500nm～900nm可见近红外光源的工艺变化量；

图4是一种200nm～400nm短波长紫外光源的光谱曲线；

图5是一种200nm～400nm短波长紫外光源的工艺变化量；

图6是另一种调焦测量系统的结构示意图；

图7是图1中的调焦测量系统的耦合棱镜出射色散角的原理图；

图8是本发明一实施例的调焦测量系统的结构示意图；

图9是本发明一实施例的一种投影耦合棱镜模块的左视剖面图；

图10是本发明一实施例的一种标记单元的结构示意图；

图11是本发明一实施例的另一种投影耦合棱镜模块的左视剖面图；

图12是本发明一实施例的另一种标记单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的调焦测量系统及光刻设备作进一步详细说明。根据下面说明书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参阅图1，示出了一种可见近红外工作波段的满足Scheimpflug条件的调焦测量系统1。其采用单面扫描反射镜往复运动进行光强调制，所述调焦测量系统1的光源101可以提供宽波段的经初步准直的照明光束，所述照明光束经照明光路模块102照射于投影耦合棱镜模块103a及投影标记单元103b。所述投影标记单元103b的标记面作为照明光路模块102的光阑和投影成像光路模块的物面，通过投影标记的遮挡，形成和标记形状对应的标记像，即照明光束经过投影标记单元103b形成标记像光束。上述投影标记单元103b可以相对于光轴倾斜放置，形成倾斜的标记像，并遵守Scheimpflug条件以较大的入射角照射在硅片表面，其物面的倾斜角a和像面的倾斜角b与投影成像单元的放大率m需满足方程式一：tanb＝mtana。

所述投影成像光路模块的投影成像光路前组104a和投影成像光路后组104c用于对上述标记像光束的调整，其可以由一个或若干个折射式的透射镜组成，其中可能包含但不局限于楔板、平行平板、非球面透射镜、自由曲面透射镜等有特殊调节功能的光学器件。所述扫描反射镜104b在一定角度范围内往复高速运动，使反射的光束(即标记像光束)的角度以一定的规律发生摆动。从所述扫描反射镜104b和投影成像光路后组104c反射的光束经第一转向反射镜104d照射于待测量的目标面105。上述经过调整的标记像投影在被所述调焦测量系统1测面形的目标面105的表面，若表面面形有不平整位置，则投射在此位置的标记像不在调焦测量系统1的最佳焦面发生反射，会导致标记像的反射像出现位置偏移。所述目标面105可以是硅片面，也可以是其他精密加工流程中需要面形测量的表面。

所述调焦测量系统1的探测成像光路模块包括第二转向反射镜106d、探测成像光路前组106c、次反射镜106b以及探测成像光路后组106a。所述探测成像光路模块将目标面105的反射光束进行收集和调整。

所述调焦测量系统1的探测耦合棱镜模块107a及探测标记单元107b，其中探测标记单元107b的标记形状和位置分布与投影标记单元103b在一定放大比例条件下有对应的关系，可以使未发生偏移的标记像恰好通过，并对有偏移的标记像发生遮挡。可以透过探测标记单元107b的光束为二次标记像，二次标记像经过中继光路模块108的调整后由探测器模块109对信号进行采集。

所述调焦测量系统1的工艺适应性测量误差即“古斯-汉森位移”物理效应在垂直于待测目标面方向造成的高度测量误差ASD和其均值

的数学表达为：

方程式二为：

方程式三为：

其中λ为波长；I为光强；θ为光束入射到目标面的入射角；

表示波长为λ、到目标面入射角为θ角时的S偏振光的反射率；λ_i-λ_j表示调焦测量系统的光源系统覆盖的波段范围；θ_i-θ_j表示宽光束入射到目标面的入射角范围。

图2是调焦测量系统1的光源模块中采用的宽光谱卤素灯提供的可见近红外光谱曲线图。根据方程式二和三仿真得到的典型工艺层的四种常见基底所产生的工艺误差变化量随光刻胶膜厚的变化曲线如图3所示，此时最大工艺适应性误差为铜Cu作为基底时产生的，波动范围覆盖约-110nm～160nm，波动量为270nm。

图4是调焦测量系统1的光源模块中采用的氙灯光源提供的紫外光谱曲线图。根据方程式二和三仿真得到的典型工艺层的四种常见基底所产生的工艺误差变化量随光刻胶膜厚的变化曲线如图5所示，此时最大工艺适应性误差为铜Cu作为基底时产生的，波动范围覆盖约-8nm～15nm，波动量为23nm。

由上述工艺适应性误差变化量的对比可知，在调焦测量系统中采用紫外光谱光源提供照明可以有效地降低测量的工艺适应性误差。

参阅图6，提供了一种采用短波长的调焦测量系统2，所述调焦测量系统2的光源201可以提供紫外光谱波段的照明光束，所述照明光束经照明光路模块202照射于投影标记单元203，且通过投影标记的遮挡，形成和标记形状对应的标记像。所述投影成像光路模块的第一反射镜204a、第二反射镜204b、第三反射镜204c以及第四反射镜204d用于对上述标记像光束的调整。从所述第四反射镜204d反射的光束照射于待测量的目标面205，所述目标面205可以是硅片面，也可以是其他精密加工流程中需要面形测量的表面。探测成像光路模块包括第五反射镜206a、第六反射镜206b、第七反射镜206c以及第八反射镜206d，所述探测成像光路模块将目标面105的反射像(即目标面205反射的光束)进行收集和调整。所述反射像透过探测标记单元207的光束为二次标记像，二次标记像经过中继光路模块208的调整后由探测器模块209对信号进行采集。

图6中的所述调焦测量系统2采用的反射式的成像光路可以消除色差，降低调焦测量系统2的工艺适应性误差波动量，但是所述调焦测量系统2的投影标记单元与目标面、探测标记单元与目标面不能满足Scheimpflug条件，其测量的标记偏移量△y与目标面垂向偏移量△z的关系可以描述为方程式四：

Δy₁＝2*sinθ*Δz。

其中θ角为光束入射到目标面的入射角。

而对于图1的满足Scheimpflug条件的调焦测量系统1其测量的标记偏移量△y与目标面垂向偏移量△z的关系可以描述为方程式五：

Δy₂＝2*tanθ*Δz。

其中θ角一般为较大角度，如70°～86°，此时Δy₂明显大于Δy₁，说明满足Scheimpflug条件的调焦测量系统对目标面偏移量的测量更加灵敏。

为了同时实现更高的工艺适应性和较好的灵敏度，需要调焦测量系统适用于短波长工作波段和采用Scheimpflug条件的成像光路。

图1中的基于光强调制的调焦测量系统1在采用可见近红外光谱波段光源时，成像光路设计可以有几十至上百种不同折射率和阿贝数的光学玻璃材料可以选用，通过特定的组合可以有效地抑制色差。然而在采用短波长紫外光谱波段时，成像光路设计仅有几种内透过率较高的材料如天然石英、石英玻璃、氟化钙等材料可以选用，对成像光路的色差抑制能力有限，需要设计类似图6采用的反射式的成像光路。

并且图1中调焦测量系统1的投影耦合棱镜模块103a会使光束以较大角度从光密介质向光疏介质出射，由于不同波长光束在耦合棱镜材料中的折射率不同，会导致出射角度不同而产生色散角γ，请参阅图7，出射角度与不同波长在耦合棱镜材料中折射率差值呈正相关，而在紫外光谱波段耦合棱镜材料折射率差值明显大于在可见光近红外波段。表1为不同波长在耦合棱镜材料中折射率差的对应关系表。

表1：

耦合棱镜出射色散角的公式可以描述为方程式六：

γ＝β_j-β_i＝arcsin(n_jsinθ)-arcsin(n_isinθ)。

其中β_i、β_j表示不同波长、以相同角度从耦合棱镜中出射到空气中时的折射角，n_i、n_j表示不同波长λ_i、λ_j在耦合棱镜中的折射率。以表1中折射率数据为例，若取40°时，则500nm～900nm可见近红外光束从耦合棱镜出射到空气中的色散角为1.1°，200nm～400nm的短波长紫外光束从耦合棱镜出射到空气中的色散角为7.5°。所以在短波长波段材料折射率差值增大的情况下，紫外光谱宽波段光束以大角度出射耦合棱镜会产生较大的色散角γ，造成难以校正的色差问题。

因此，现有技术中，满足Scheimpflug条件的调焦测量系统，例如图1中的调焦测量系统1，具有色差较大，工艺适应性误差波动大的问题；而能够有效地降低测量的工艺适应性误差波动的调焦测量系统，例如图6中的调焦测量系统2，不能够满足Scheimpflug条件，测量的灵敏度低。

为了解决以上问题，本发明提出了一种适用短波长工作波段的满足Scheimpflug条件，同时抑制色差问题的调焦测量系统3，请参阅图8。

所述调焦测量系统3包括：

光源模块，用于提供短波长波段的照明光束；

投影模块，用于使所述照明光束照射于目标面并形成一反射光束；

探测单元，用于探测所述反射光束以生成一电信号；

所述投影模块中设置有投影耦合棱镜模块303a，且所述投影耦合棱镜模块采用类梯形耦合棱镜，所述照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜。

其中，所述光源模块包括光源301以及照明光路模块302。所述光源301为宽波段光源，波长范围可覆盖紫外、可见光和近红外波段。进一步的，所述光源301为短波长波段的光源，且所述短波长波段包括紫外光谱波段和可见光中的短波长波段，其范围可以为200nm～500nm。再进一步，所述光源301优选为氙灯光源，为系统提供紫外光谱波段的照明光束。

所述照明光路模块302包括若干透镜，还可以包括滤光片，例如两个透镜以及位于两个透镜之间的滤光片，所述滤光片将光源301出射的光滤为200nm～500nm波段的光。所述光源301提供的照明光束通过所述照明光路模块302照射于所述投影模块。

所述投影模块中设置有投影耦合棱镜模块303a，所述投影耦合棱镜模块303a采用类梯形耦合棱镜，且所述类梯形耦合棱镜用作色差抑制装置。参阅图9，通过梯形斜边倾角的设计，使照明光束的主光线入射和出射类梯形耦合棱镜时均以垂直于类梯形耦合棱镜玻璃面方向进行，即入射角为0°，不同波长的主光束出射类梯形耦合棱镜时均以0°出射，即方程式六中的θ角和β角均为0°，有效抑制了大角度出射耦合棱镜的色散角γ，进而可以有效解决色差问题。

所述投影模块还设置有投影标记单元303b，且所述投影标记单元303b设置在所述投影耦合棱镜模块303a内部，以使所述照明光束通过所述投影耦合棱镜模块303a之后获得具有标记像的光束。且所述投影标记单元可以相对于入射的所述照明光束倾斜放置，即所述投影标记单元可以相对于光轴倾斜放置，使所述调焦测量系统满足Scheimpflug条件。

所述投影耦合棱镜模块303a优选具有八个面，进一步优选为六个侧面和两个底面，所述6个侧面的形状优选为矩形，所述两个底面的形状优选为六边形，但不限于此。且所述六边形包括四个直角边和两个斜边(即两个梯形斜边)，所述照明光束的入射面和出射面分别为两个梯形斜边的倾斜面，即两个梯形斜边分别对应的侧面。所述类梯形耦合棱镜的材质优选为天然石英、石英玻璃以及氟化钙中的一种，但不限于此。

参阅图9和图10，所述投影标记单元包括标记版，且通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束L0照射在所述标记版的标记图形区域反射时携带标记信号，形成具有标记像的光束L1；所述照明光束L0照射在所述标记版的非标记图形区域透射时形成杂光光束L2。该设计方案中，两个所述梯形斜边的倾斜面均设置在标记版的同侧。

参阅图11和图12，所述投影耦合棱镜模块303a和投影标记单元303b还有另一种结构，照明光束垂直于类梯形耦合棱镜梯形斜边的倾斜面入射后，在镀铬或铝的标记版使信号光透过标记版从标记版下层石英玻璃出射，为了抑制色差，通过设计使下层石英玻璃出射面为梯形斜边的倾斜面，使透射过标记面的信号光的主光线可以垂直于石英玻璃面出射，使标记版反射的无效杂光从上层石英玻璃侧面出射，此时若需要得到上一实施例相同的标记像，则需要铬面或铝面的标记处为镂空面，如图12所示，与图10标记面基本呈互补分布。即本实施例中的所述标记版可以通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束L0照射在所述标记版的标记图形区域透射时携带标记信号，形成具有标记像的光束L1；所述照明光束L0照射在所述标记版的非标记图形区域反射时形成杂光光束L2。该设计方案中，所述两个梯形斜边的倾斜面均设置在标记版的两侧。

所述投影模块中还设置有投影成像光路模块，且所述投影成像光路模块为采用三片同轴反射镜的全反射光学结构。所述三片同轴的反射镜分别为主反射镜304a、扫描反射镜304b以及次反射镜304c，所述照明光束以主反射镜304a、次反射镜304c、扫描反射镜304b、次反射镜304c以及主反射镜304a的顺序通过。

所述投影成像光路模块还包括若干转向反射镜，例如第一转向反射镜304d和第二转向反射镜304e，从所述主反射镜304a、扫描反射镜304b以及次反射镜304c通过的照明光束照射于所述转向反射镜，即照明光束依次通过第一转向反射镜304d和第二转向反射镜304e照射于所述目标面305。由于反射镜面不会产生色差，因此，所述投影成像光路可以有效解决短波长光路中由于可选光学材料种类有限而导致的色差抑制困难的问题。

所述目标面305可以为硅片面，也可以是其他精密加工流程中需要面形测量的表面。所述照明光束照射于所述目标面305时会发生反射，产生具有标记像的反射光束。

所述探测单元包括：

探测成像光路模块，对目标面的反射光束进行收集和调整；

探测耦合棱镜模块307a和探测标记单元307b，使未发生偏移的反射光束恰好通过，并对有偏移的反射光束发生遮挡；

中继光路模块308，对通过的反射光束进行整理；

探测器模块309，对整理后的反射光束进行采集以生成一电信号。

继续参阅图8，所述探测成像光路模块与所述投影成像光路模块结构类似，其作用是将目标面的反射光束进行收集和调整。所述探测成像光路模块为采用三片同轴反射镜的全反射光学结构。

所述探测成像光路模块还包括若干转向反射镜，例如第三转向反射镜306d和第四转向反射镜306e，从所述目标面305形成的反射光束照射于所述第四转向反射镜306e和第三转向反射镜306d，即反射光束依次通过第四转向反射镜306e和第三转向反射镜306d照射于所述三片同轴反射镜。

所述三片同轴的反射镜分别为第二主反射镜306a、第二次反射镜306b以及第三次反射镜306c，从所述转向反射镜通过的反射光束以第二主反射镜306a、第三次反射镜306c、第二次反射镜306b、第三次反射镜306c以及第二主反射镜306a的顺序通过。所述第二次反射镜306b不具有高速运动的功能。

所述探测耦合棱镜模块307a采用常规棱镜即可，且所述探测标记单元307b设置在所述常规棱镜内部。所述探测标记单元307b可以使未发生偏移的具有标记像的反射光束恰好通过，并对有偏移的具有标记像的反射光束发生遮挡。可以透过307b探测标记单元的光束为二次标记像，二次标记像经过中继光路模块308的调整后由探测器模块309对信号进行采集。

本发明通过采用类梯形耦合棱镜，且使照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，可以抑制短波长波段的照明光束大角度出射类梯形耦合棱镜时产生的色差，同时还可以使所述调焦测量系统满足Scheimpflug条件。满足Scheimpflug条件的调焦测量系统对目标面偏移量的测量更加灵敏，即在基于光强调制的短波长的调焦系统中采用Scheimpflug条件，可以提高测量的灵敏度。而且本发明能够增加短波长采用Scheimpflug条件下的调焦测量系统中工程实现的可行性。

而且本发明在调焦测量系统的投影成像光路模块和探测成像光路模块采用三片同轴反射镜的全反射光学结构，既保留了现有技术中透射式系统基于光强调制时所需的扫描反射镜单元，还可以在短波长波段透射式光学材料可选种类较少导致无法组合消除色差时消除色差。而且可以在基于光强调制的调焦测量的原理基础上实现短波长的调焦测量系统，有效降低调焦测量系统的工艺适应性误差波动量。

除此之外，本发明还提供了一种光刻设备，其包括上述所述的调焦测量系统。所述光刻设备将硅片面精确带入到指定的曝光位置的过程中，既满足Scheimpflug条件，又可以解决短波长波段的照明光束在光路上出现的色差问题。

此外，可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

而且还应该理解的是，本发明并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材料、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个步骤”引述意味着对一个或多个步骤的引述，并且可能包括次级步骤。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。

Claims (14)

1.一种调焦测量系统，其特征在于，包括：

光源模块，用于提供短波长波段的照明光束；

投影模块，用于使所述照明光束照射于目标面并形成一反射光束；

探测单元，用于探测所述反射光束以生成一电信号；

所述投影模块包括类梯形耦合棱镜，所述照明光束垂直入射和出射所述类梯形耦合棱镜，且所述类梯形耦合棱镜具有两个梯形斜边的倾斜面，分别作为所述照明光束的入射面和出射面。

2.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影模块还包括投影标记单元，且所述投影标记单元设置在所述类梯形耦合棱镜内部，所述照明光束垂直入射所述类梯形耦合棱镜后，经所述投影标记单元获得具有标记像的光束。

3.如权利要求2所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影标记单元包括标记版，且通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束照射在所述标记版的标记图形区域反射时携带标记信号，形成具有标记像的光束；所述照明光束照射在所述标记版的非标记图形区域透射时形成杂光光束，两个所述梯形斜边的倾斜面设置在所述标记版的同侧。

4.如权利要求2所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影标记单元包括标记版，且通过在表面镀铬或铝的石英玻璃上刻蚀出所需的标记图形来制备所述标记版，所述照明光束照射在所述标记版的标记图形区域透射时携带标记信号，形成具有标记像的光束；所述照明光束照射在所述标记版的非标记图形区域反射时形成杂光光束，两个所述梯形斜边的倾斜面设置在所述标记版的两侧。

5.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述类梯形耦合棱镜的材质包括天然石英、石英玻璃以及氟化钙中的一种。

6.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影模块还包括投影成像光路模块，且所述投影成像光路模块包括采用三片同轴反射镜的全反射光学结构。

7.如权利要求6所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影成像光路模块包括主反射镜、扫描反射镜以及次反射镜，所述照明光束以主反射镜、次反射镜、扫描反射镜、次反射镜以及主反射镜的顺序通过。

8.如权利要求7所述的调焦测量系统，其特征在于，所述投影成像光路模块还包括若干转向反射镜，从所述主反射镜、扫描反射镜以及次反射镜通过的照明光束照射于所述转向反射镜。

9.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述目标面包括硅片面。

10.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述探测单元包括：

探测成像光路模块，对目标面的反射光束进行收集和调整；

探测耦合棱镜模块和探测标记单元，使未发生偏移的反射光束恰好通过，并对有偏移的反射光束发生遮挡；

中继光路模块，对通过的反射光束进行整理；

探测器模块，对整理后的反射光束进行采集以生成一电信号。

11.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述短波长波段的范围为200nm～500nm。

12.如权利要求1所述的调焦测量系统，其特征在于，所述光源模块包括：光源以及照明光路模块，所述光源发射短波长波段的照明光束，且所述照明光束经照明光路模块照射于所述投影模块。

13.如权利要求12所述的调焦测量系统，其特征在于，所述光源包括氙灯光源。

14.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求1～13中任一项所述的调焦测量系统。

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