信息产业已经成为我国国民经济发展的支柱产业,集成电路是信息产业的基石,集成电路的发展离不开设计、工艺和装备技术的支持,而投影光刻机是现代集成电路制造的核心装备。因此,研究光刻机核心技术之一的调焦调平测量技术具有理论和实际意义。调焦调平测量系统测量硅片表面相对投影物镜的高度和倾角,与工件台垂向执行器构成反馈来精确地控制曝光硅片的位置。本文着力于解决因光刻机调焦调平测量系统失效导致投影物镜工作在离焦状态而影响硅片曝光质量的问题。基于调焦调平测量系统的复杂性,本文提出以激光干涉仪作为主要测量仪器,采用相对位置测量法,通过比较激光干涉仪和硅片调焦调平测量系统分别对承片台和硅片运动量的测量结果来评价调焦调平测量系统的性能,并通过算法对激光干涉仪因环境温度和气压波动而产生的测量误差进行补偿,有效地提高了测量精度和稳定性,实现了5nm的垂向测量精度。采用高精度三轴运动台驱动硅片模拟光刻机工件台的垂向运动,通过简化硅片高度和倾角的计算公式,建立了三自由度激光干涉仪测量模型。为了提高可靠性,对光刻机调焦调平测量系统性能测试时必须模拟光刻机的真实工作环境,采用温度控制单元和超级测温仪通过温度控制算法严格控制测量环境温度,并采用主动减振系统有效地隔离和控制振动。在本文理论基础上所搭建的测试平台为光刻机调焦调平测量系统提供了模拟运行环境,在该平台上可以对光刻机调焦调平测量系统的测试范围、测量精度、分辨率及重复性测量精度等多项性能指标进行检测,同时,测试平台还可对调焦调平测量系统因机械变形、温度漂移等诸多因素所引起的误差进行校准和修正,可满足100nm分辨率光刻机调焦调平测量系统性能测试的需求。