CN102540778B - 一种测量系统及使用该测量系统的光刻设备 - Google Patents

Abstract

一种测量系统，沿光传播方向依序包括：光源模块，用于出射一光束；照明模块，该光束入射该照明模块后出射一照明光束照明一基底表面的标记，该照明光束经该标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次的光出射；成像模块；探测模块，包括探测光栅及光强探测器，该些多个衍射级次的光经过该成像模块后形成入射光入射该探测光栅，该探测光栅对对该入射光进行二次衍射形成不同衍射级次的光束在该光强探测器上形成干涉图样；其中，透过移动该基底或探测光栅，对多个衍射级次的光进行位相调制，以获取多个衍射级次的光之间的相位差信息，进而由该相位差信息获取该基底三维位置信息，实现对该基底对准及调焦调平测量。

Description

一种测量系统及使用该测量系统的光刻设备

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及光刻设备中硅片对准和调焦调平的测量系统。

背景技术

在现有技术中，将形成于各种掩模上的图样，用曝光光线照明，中间经由成像光学系统将前述图样复制到涂布有光刻胶的晶片、玻璃基板等基板上的曝光装置是公知的。目前的光刻设备主要分为两类，一类是步进光刻设备，掩模图案一次曝光成像在硅片的一个曝光区域，随后硅片相对于掩模移动，将下一个曝光区域移动到掩模图案和投影物镜下方，再一次将掩模图案曝光在硅片的另一曝光区域，重复这一过程直到硅片上所有曝光区域都拥有相应掩模图案的像。另一类是步进扫描光刻设备，在上述过程中，掩模图案不是一次曝光成像，而是通过投影光场的扫描移动成像。在掩模图案成像过程中，掩模与硅片同时相对于投影系统和投影光束移动，完成硅片曝光。

光刻设备中关键的步骤是将掩模与硅片对准以及将硅片调焦调平。第一层掩模图案在硅片上曝光后从设备中移走，在硅片进行相关的工艺处理后，进行第二层掩模图案的曝光，但为确保第二层掩模图案和随后掩模图案的像相对于硅片上已曝光掩模图案像的精确定位，需要将掩模和硅片进行精确对准。由于光刻技术制造的IC器件需要多次曝光在硅片中形成多层电路，为此，光刻设备中要求实现掩模和硅片的精确对准。由于硅片表面具有起伏，在投影光刻机中需要调焦调平系统测量硅片上表面的高度信息。调焦调平测量系统是光刻机的重要分系统之一，它负责测量硅片的表面位置信息，以便和夹持硅片的工件台系统一起使硅片的被曝光区域一直处于光刻机物镜系统的焦深之内，而使掩模板上的图形理想地转移到硅片上。随着投影光刻机的分辨率不断提高焦深不断减小，对对准精度以及调焦调平系统的要求也变得更加严格。

现有技术有两种对准方案。一种是透过镜头的TTL对准技术，激光照明掩模上的对准标记通过物镜成像于硅片平面，移动硅片台，使硅片台上的参考标记扫描对准标记所成的像，同时采样所成像的光强，探测器输出的最大光强位置即表示正确的对准位置，该对准位置为用于监测硅片台位置移动的激光干涉仪的位置测量提供了零基准。另一种是OA离轴对准技术，通过离轴对准系统测量位于硅片台上的多个对准标记以及硅片台上基准板的基准标记，实现硅片对准和硅片台对准；硅片台上参考标记与掩模对准标记对准，实现掩模对准；由此可以得到掩模和硅片的位置关系，实现掩模和硅片对准。

目前，主流光刻设备大多所采用的对准方式为光栅对准。光栅对准是指照明光束照射在光栅型对准标记上发生衍射，衍射光携带有关于对准标记结构的全部信息。多级次衍射光以不同角度从相位对准光栅上散开，通过空间滤波器滤掉零级光后，采集±1级衍射光，或者随着CD要求的提高，同时采集多级衍射光(包括高级)在参考面干涉成像，利用像与相应参考光栅在一定方向扫描，经光电探测器探测和信号处理，确定对准中心位置。

一种现有技术的情况(中国发明专利CN1506768A，发明名称：用于光刻系统的对准系统和方法)，采用的一种4f系统结构的离轴对准系统，该对准系统在光源部分采用红光、绿光双光源照射；并采用楔块列阵或楔板组来实现对准标记多级衍射光的重叠和相干成像，并在像面上将成像空间分开；红光和绿光的对准信号通过一个偏振分束棱镜来分离；通过探测对准标记像透过参考光栅的透射光强，得到正弦输出的对准信号。

该对准系统通过探测对准标记的(包括高级次衍射光在内)多级次衍射光以减小对准标记非对称变形导致的对准位置误差。具体采用楔块列阵或楔板组来实现对准标记多级衍射光的正、负级次光斑对应重叠、相干成像，同时各级衍射光光束通过楔块列阵或楔板组的偏折使得对准标记用于x方向对准的光栅各级光栅像在像面沿y方向排列成像；用于y方向对准的光栅各级光栅像在像面沿x方向排列成像，避免了对准标记各级光栅像扫描对应参考光栅时不同周期光栅像同时扫描一个参考光栅的情况，有效解决信号的串扰问题。

另一种现有技术的情况(中国发明专利申请：200710044152.1，发明名称：一种用于光刻设备的对准系统)，该对准系统采用具有粗细结合的三周期相位光栅，只利用这三个周期的一级衍射光作为对准信号，可以实现大的捕获范围的同时获得高的对准精度，只使用各周期的一级衍射光，可以获取较强的信号强度，提高系统信噪比，不需要借助楔板等调节装置来分开多路高级次衍射分量，简化光路设计和调试难度。

现有目前高精度的投影光刻机调焦系统均采用了三角法的测量原理测量硅片表面相对于最佳焦面的高度信息，并采用多个光斑测量硅片表面的方法测量硅片相对于最佳焦面的倾斜信息。

美国专利U.S.4,558,949公开了一种调焦调平测量装置，该装置共有两套独立的测量系统，分别用于硅片特定区域高度和倾斜度的测量。在高度测量系统中，使用投影狭缝和探测狭缝实现对硅片高度的探测，同时使用扫描反射镜实现对被测信号的调制。在倾斜测量系统中，投影分支在硅片表面形成一个较大的测量光斑，经硅片反射后，该光斑成像在一个四象限探测器上，根据探测器上每个象限探测的光强，实现对硅片表面特定区域倾斜度的测量。为了满足扫描投影光刻机的要求，该装置的技术的得到进一步的改进(SPIE，1996，2726：767～779)。改进后的技术采用了多点测量的方式，在硅片表面形成多个测量点，从而实现硅片的调焦调平测量。

现有光刻设备采用了两套不同设备实现硅片对准与调焦调平功能，从而提高了制造成本，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的测量系统，该系统能同时实现硅片对准和调焦调平功能。

本发明提出的测量系统，沿光传播方向依序包括：

光源模块，用于出射一光束；

照明模块，该光束入射该照明模块后出射一照明光束照明一基底表面的标记，该照明光束经该标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次的光出射；

成像模块；以及

探测模块，包括探测光栅及光强探测器，该些多个衍射级次的光经过该成像模块后形成入射光入射该探测光栅，该探测光栅对对该入射光进行二次衍射形成不同衍射级次的光束在该光强探测器上形成干涉图样；

其特征在于，透过移动该基底或探测光栅，对多个衍射级次的光进行位相调制，以获取多个衍射级次的光之间的相位差信息，进而由该相位差信息获取该基底三维位置信息，实现对该基底对准及调焦调平测量。

其中，照明模块使用柯拉照明(Kohler illumination)对该基底表面的标记进行照明。

其中，探测模块还包括准直透镜。

其中，光强探测器为CCD或CMOS光强探测器。

其中，该基底表面的标记由一个二维光栅或由两个方向的一维光栅构成。

其中，探测光栅由一维光栅或二维光栅构成。

其中，光源模块为激光器或宽带光源。

其中，光源模块采用多个不同波长的光源进行切换测量。

其中，还包括一分束器，该照明模块的出射光经由该分束器反射至该基底的标记上，该标记产生的衍射光透射穿过该分束器后入射至该成像模块。

其中，该照明模块包括一将光线反射至该标记上的反射镜，该成像模块包括一将该标记产生的衍射光反射进入成像光路的反射镜。

其中，该基底沿着垂直于该基底表面的标记方向移动。

其中，该探测光栅沿着垂直于该探测光栅方向移动。

其中，该标记的周期与该探测光栅的周期匹配。

利用上述系统进行基底对准以及调焦调平测量的方法，包括：

沿垂直该基底标记的方向移动基底或沿垂直于探测光栅的方向移动该探测光栅，对多个衍射级次的光的位相进行调制；

在光强探测器上接收多个衍射级次的光不同初始位相下的光强，实现移相干涉；以及

分析该光强探测器上各点对应的光瞳面上的相位信息，获取该基底三维位置信息，以实现对该基底对准及调焦调平测量。

其中，通过至少两个衍射方向的相位图进行zernike系数拟合，利用其中的低级Zernike系数计算该基底三维位置信息：

Δx＝Z2/NA

Δy＝Z3//NA

$\mathrm{\Δz}=\frac{2\×Z4}{1-\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}$

其中Δx、Δy、Δz分别为x、y、z方向上的位置误差值，Z2～Z4为2～4级Zernike系数，NA为所述成像模块的数值孔径。

其中，利用Zernike系数计算得到的位置为光学坐标系下位置，通过测量系统光轴与光刻机之间的几何位置关系，计算得到光刻机坐标系下的标记位置，光刻设备工作时，通过测量硅片上不同位置处的标记位置信息，计算得出硅片的6自由度的水平位置以及垂向位置，从而实现硅片对准以及调焦调平测量。

本发明还提出了一种光刻设备，具有前述的测量系统，该测量系统用于进行基底对准和基底的调焦调平。

本发明的光刻设备采用同一测量系统进行硅片对准与硅片调焦调平，提高了生产效率降低了设备制造成本。

附图说明

图1所示为根据本发明的光刻设备的结构示意图；

图2所示为根据本发明的第一实施方式的测量系统的结构示意图；

图3所示为用于本发明的标记的示意图；

图4所示为用于本发明的标记的示意图；

图5所示为用于本发明的标记的示意图；

图6所示为根据本发明的第二实施方式的测量系统的结构示意图；

图7所示为根据本发明的第三实施方式的测量系统的结构示意图；

图8所示为利用本发明的光刻设备进行生产的生产流程。

具体实施方式

下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。为了便于描述和突出显示本发明，附图中省略了现有技术中已有的相关部件，并将省略对这些公知部件的描述。

图1所示为根据本发明的光刻设备的结构示意图。该光刻设备包括：用于提供曝光光束的照明系统1；用于支承掩模版2的掩模支架和掩模台3，掩模版2上有掩模图案和具有周期性结构的对准标记RM；用于将掩模版2上的掩模图案投影到基底(于本实施例中是以基底为硅片为例进行图示说明，但并非以此限制本发明)6的投影光学系统4；用于支承硅片6的硅片支架和硅片台7，硅片台7上有刻有基准标记FM的基准板8，硅片6上有周期性光学结构的对准标记；用于硅片对准和调焦调平的测量系统5；用于掩模台3位置测量的第一反射镜16和第一激光干涉仪15；用于硅片台7位置测量的第二反射镜10和第二激光干涉仪11；以及由主控制系统12控制的用于掩模台3和硅片台7位移的伺服系统13和第一驱动系统14、第二驱动系统9。

其中，照明系统1包括一个光源、一个使照明均匀化的透镜系统、一个反射镜、一个聚光镜(图中均未示出)。作为光源单元，可以采用KrF准分子激光器(波长248nm)、ArF准分子激光器(波长193nm)、F2激光器(波长157nm)、Kr2激光器(波长146nm)、Ar2激光器(波长126nm)、或者使用超高压汞灯(g-线、i-线)等。照明系统l发出的均匀的曝光光束IL照射在掩模版2上，掩模版2上包含有掩模图案和用于掩模对准的周期性结构的标记RM。掩模台3上设置有掩模支架(图中未示出)，掩模版2固定在掩模支架上。掩模台3可以在驱动系统14的驱动下在垂直于照明系统光轴(与投影物镜的光轴AX重合)的X-Y平面内移动，并且在预定的扫描方向(平行于X轴方向)以特定的扫描速度移动。掩模台3在移动平面内的位置通过位于掩模台3上的第一反射镜16由第一多普勒双频激光干涉仪15精密测得。掩模台3的位置信息由激光干涉仪15经伺服系统13发送到主控制系统12，主控制系统12根据掩模台3的位置信息通过驱动系统14驱动掩模台3。

投影光学系统4(投影物镜)位于图1所示的掩模台3下方，其光轴AX平行于Z轴方向。由于采用双远心结构并具有预定的缩小比，例如1/5或1/4，的折射式或折反射式光学系统作为投影光学系统，所以当照明系统1发射的曝光光束照射掩模版2上的掩模图案时，电路掩模图案经过投影光学系统在涂覆有光刻胶的硅片6上成缩小的图像。

硅片台7位于投影光学系统4的下方，硅片台7上设置有一个硅片支架(图中未示出)，硅片6固定在支架上。硅片台7经驱动系统9驱动可以在扫描方向(X方向)和垂直于扫描方向(Y方向)上运动，从而可以将硅片6的不同区域定位在曝光光场内，并进行步进扫描操作。硅片台7在X-Y平面内的位置通过一个位于硅片台上的第二反射镜10由第二多普勒双频激光干涉仪11精密测得，硅片台7的位置信息经伺服系统13发送到主控制系统12，主控制系统12根据位置信息(或速度信息)通过驱动系统9控制硅片台7的运动。

硅片6上设有周期性结构的对准标记，硅片台7上有包含基准标记FM的基准板8，测量系统5分别通过硅片对准标记和基准标记FM实现硅片6对准和硅片台7对准与调焦调平。另外，一个同轴对准单元(图中未示出)将硅片台上基准板8的基准标记FM与掩模对准标记RM对准，实现掩模对准。测量系统5的对准信息结合同轴对准单元的对准信息一起传输到主控制系统12，经数据处理后，驱动系统9驱动硅片台7移动实现掩模和硅片6的对准。

图2是根据本发明的第一实施方式的测量系统结构示意图，该测量系统包括光源模块、照明模块、成像模块、探测模块。光源模块511提供光辐射控制功能。照明模块512使用科拉照明硅片标记。成像模块包括：前组透镜513与后组透镜514将硅片标记成像于探测光栅515。探测模块包括探测光栅515、准直透镜516以及二维光强探测器517。二维光强探测器可以为CMOS、CCD等光强探测元件。

测量系统工作原理为：光源模块511发出的光束进入照明模块512，对硅片表面标记产生科拉照明，照明光经硅片标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次。不同衍射级次的光经过成像模块后成像于探测光栅515。探测光栅515对入射光进行二次衍射，不同衍射级次的光束经过准直透镜516后在二维光强探测器517上形成干涉图样。执行硅片标记水平位置与垂向位置测量时，通过精确的沿垂直光栅方向移动硅片标记或探测光栅，可对不同级次的光的位相进行调制，在二维光强探测器上可接收到不同初始位相下的光强，实现移相干涉。通过移相干涉分析方法，分析二维光强探测器上各点对应的光瞳面上的相位信息，即1级，-1级，0级衍射级次之间的位相差。通过至少两个衍射方向的相位图进行zernike系数拟合，利用其中的低级Zernike系数可计算得出该标记的位置误差。

Δx＝Z2/NA

Δy＝Z3/NA

$\mathrm{\Δz}=\frac{2\×Z4}{1-\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}$

其中Δx、Δy、Δz分别为x、y、z方向上的位置误差值，Z2～Z4为2～4级Zernike系数，NA为所述成像模块的数值孔径。

该位置为光学坐标系下位置，通过测量系统光轴与光刻机之间的几何位置关系，可计算得到光刻机坐标系下的标记位置。光刻设备工作时，测量硅片上不同位置处的标记位置信息，即可计算得出硅片的6自由度的水平位置以及垂向位置，从而实现硅片对准以及调焦调平测量。

本实施方式采用共路干涉原理，因此光源模块511可以是激光器或者宽带光源。也可使用多个不同波长的光源进行切换，以消除硅片上的标记深度对反射光强的影响，提高不同工艺条件下的测量精度。

当测量标记与二维光强探测器之间的距离远大于探测光栅尺寸时，在满足远场衍射条件的情况下，该测量系统可以不需要准直透镜516亦能实现相同功能。

图3所示为用于本发明的标记的示意图，该标记分为垂直和水平两个方向，其作用是分别测量X、Y两个相互垂直的方向的干涉图样，形成两个衍射方向的干涉图。该标记可同时用于硅片标记与参考标记，这样使用不同参考标记时，需要一个运动机构对探测光栅515进行切换。

图4所示为用于本发明的标记的示意图，该标记为二维标记，其作用是可使用同一标记测量X、Y两个垂直方向的干涉图样，形成两个衍射方向的干涉图。测量X方向干涉图时，可使硅片台沿Y方向扫描一个或多个周期，这样Y方向的光栅信息将被平均。同样地，测量Y方向干涉图时，可使硅片台沿X方向扫描一个或多个周期，这样X方向的光栅信息将被平均。该标记可同时用于硅片标记与参考标记，这样使用不同参考标记时，无需运动机构对探测光栅515进行切换。

图5所示为用于本发明的标记的示意图，标记为二维标记，其作用是可使用同一标记测量X、Y两个垂直方向的干涉图样，形成两个衍射方向的干涉图。测量X方向干涉图时，可使硅片台沿Y方向扫描一个或多个周期，这样Y方向的光栅信息将被平均。同样地，测量Y方向干涉图时，可使硅片台沿X方向扫描一个或多个周期，这样X方向的光栅信息将被平均。该标记可同时用于硅片标记与参考标记，这样使用不同参考标记时，无需使用运动机构对探测光栅515进行切换。

图3、图4、图5中的标记可组合后分别用于硅片标记与探测光栅，但必须保证探测光栅与硅片标记周期一致。

本测量系统如不用于光刻设备，配合运动态也可单独实现标记水平向以及垂向位置测量功能。

图6所示为根据本发明第二实施方式的测量系统的结构示意图，该测量系统具有光源模块、照明模块、成像模块、探测模块。光源模块521提供光辐射控制功能。照明模块522以及分束器528使用科拉照明对硅片标记进行照明。成像模块包括前组透镜523与后组透镜524，将硅片标记成像于探测光栅525。探测模块包括探测光栅525、准直透镜526以及二维光强探测器527。

测量系统工作原理为：光源模块521发出的光束进入照明模块522，经过分束器528后对硅片表面标记产生科拉照明，照明光经硅片标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次；不同衍射级次的光经过成像模块后成像于探测光栅525；探测光栅525对入射光进行二次衍射，不同衍射级次之间光束经过准直透镜526后在二维光强探测器528上形生干涉图样；执行硅片标记水平位置与垂向位置测量时，通过精确的沿垂直光栅方向移动硅片台光栅或探测光栅，可对不同级次的光的位相进行调制，在二维光强探测器上可接收到不同初始位相下的光强，实现移相干涉；通过移相干涉分析方法，二维光强探测器上各点对应的光瞳面上的相位信息，即1级，-1级，0级衍射级次之间的位相差；通过至少两个衍射方向的相位图进行zernike系数拟合，利用其中的低级Zernike系数可计算得出该标记的位置误差。

图7是根据本发明的第三实施方式的测量系统的结构示意图，该测量系统包括光源模块、照明模块、成像模块、探测模块。光源模块531提供光辐射控制功能。照明模块532以及反射镜538使用科拉照明硅片标记。成像模块包括反射镜539、前组透镜533和后组透镜534，将硅片标记成像于探测光栅535。探测模块包括探测光栅535、准直透镜536以及二维光强探测器537。

测量系统的工作原理为：光源模块531发出的光束进入照明模块532，经过反射镜538后对硅片表面标记产生科拉照明，照明光经硅片标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次；不同衍射级次的光经过成像模块后成像于探测光栅535；探测光栅535对入射光进行二次衍射，不同衍射级次之间光束经过准直透镜536后在二维光强探测器538上形生干涉图样；执行硅片标记水平位置与垂向位置测量时，通过精确的沿垂直光栅方向移动硅片台光栅或探测光栅，可对不同级次的光的位相进行调制，在二维光强探测器上可接收到不同初始位相下的光强，实现移相干涉；通过移相干涉分析方法，二维光强探测器上各点对应的光瞳面上的相位信息，即1级，-1级，0级衍射级次之间的位相差；通过至少两个衍射方向的相位图进行zernike系数拟合，利用其中的低级Zernike系数可计算得出该标记的位置误差。

图8所示为利用本发明的光刻设备进行生产的生产流程。当开始生产一批硅片，曝光一层图形时，首先上载掩模进行掩模对准，确定掩模与硅片台之间的位置关系。与此同时，可以上载硅片，并进行硅片测量，通过上述方法可同时测量硅片上多个标记相对于测量系统的X、Y、Z三个自由度的位置。由于测量系统在设备中位置固定，即相对于干涉仪以及投影物镜位置关系一定。因此，可以结合干涉仪出的工件台6自由度位置，计算得出硅片相对于硅片台的水平位置以及相对于投影物镜的垂向位置关系。利用掩模对准得到的掩模与硅片台之间的位置关系以及硅片测量得到的硅片相对于硅片台的水平位置，可获得掩模与硅片的水平位置关系。利用掩模与硅片的水平位置关系以及硅片相对于投影物镜的垂向位置关系，通过运动硅片台可以将掩模上的图像精确的成像在硅片表面的指定位置处。此时通过步进曝光或扫描曝光的方法可以实现硅片的曝光，当一批硅片无需更换图像时，可重新上载硅片，此时无需进行掩模对准，仅进行硅片测量即可进行再次重复曝光过程。

本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (15)

1.一种测量系统，沿光传播方向依序包括：

光源模块，用于出射一光束；

照明模块，该光束入射该照明模块后出射一照明光束照明一基底表面的标记，该照明光束经该标记反射与衍射之后，形成多个衍射级次的光出射；

成像模块；以及

探测模块，包括探测光栅及光强探测器，该些多个衍射级次的光经过该成像模块后形成入射光入射该探测光栅，该探测光栅对对该入射光进行二次衍射形成不同衍射级次的光束在该光强探测器上形成干涉图样；

其特征在于，通过移动该基底或探测光栅，对多个衍射级次的光进行位相调制，以获取多个衍射级次的光之间的相位差信息，进而由该相位差信息获取该基底三维位置信息，实现对该基底对准及调焦调平测量，该基底沿着垂直于该基底表面的标记方向移动，该探测光栅沿着垂直于该探测光栅方向移动。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，照明模块使用柯拉照明(Kohlerillumination)对该基底表面的标记进行照明。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其中，探测模块还包括准直透镜。

4.根据权利要求1所述的测量系统，其中，光强探测器为CCD或CMOS光强探测器。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其中，该基底表面的标记由一个二维光栅或由两个方向的一维光栅构成。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其中，探测光栅由一维光栅或二维光栅构成。

7.根据权利要求1所述的测量系统，其中，光源模块为激光器或宽带光源。

8.根据权利要求1所述的测量系统，其中，光源模块采用多个不同波长的光源进行切换测量。

9.根据权利要求1所述的测量系统，还包括一分束器，该照明模块的出射光经由该分束器反射至该基底的标记上，该标记产生的衍射光透射穿过该分束器后入射至该成像模块。

10.根据权利要求1所述的测量系统，其中，该照明模块包括一将光线反射至该标记上的反射镜，该成像模块包括一将该标记产生的衍射光反射进入成像光路的反射镜。

11.根据权利要求1所述的测量系统，其中，该标记的周期与该探测光栅的周期匹配。

12.利用权利要求1-11中任意一个所述的测量系统进行基底对准以及调焦调平测量的方法，包括：

沿垂直该基底标记的方向移动基底或沿垂直于探测光栅的方向移动该探测光栅，对多个衍射级次的光的位相进行调制；

在光强探测器上接收多个衍射级次的光不同初始位相下的光强，实现移相干涉；以及

分析该光强探测器上各点对应的光瞳面上的相位信息，获取该基底三维位置信息，以实现对该基底对准及调焦调平测量。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过至少两个衍射方向的相位图进行zernike系数拟合，利用其中的低级Zernike系数计算该基底三维位置信息：

Δx＝Z2/NA

Δy=Z3/NA

$\mathrm{\Δz}=\frac{2\×Z4}{1-\sqrt{1-{\mathrm{NA}}^2}}$

其中Δx、Δy、Δz分别为x、y、z方向上的位置误差值，Z2～Z4为2～4级Zernike系数，NA为所述成像模块的数值孔径。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，利用Zernike系数计算得到的位置为光学坐标系下位置，通过测量系统光轴与光刻机之间的几何位置关系，计算得到光刻机坐标系下的标记位置，光刻设备工作时，通过测量硅片上不同位置处的标记位置信息，计算得出硅片的6自由度的水平位置以及垂向位置，从而实现硅片对准以及调焦调平测量。

15.一种光刻设备，其特征在于，具有权利要求1-11中任意一个所述的测量系统，该测量系统用于进行基底对准和基底的调焦调平。