[发明专利]一种散射测量装置及散射测量方法

权利要求书

1.一种散射测量装置，其特征在于，包括光源、光束传输模块、镜头、相位补偿模块、运动台、焦面测量模块以及散射测量模块；

所述光源用于提供照明光束；

所述光束传输模块用于将所述照明光束分为第一光束和第二光束，所述第一光束在所述镜头的瞳面形成预设照明分布，所述第二光束中的部分光束入射至所述相位补偿模块；

所述运动台用于承载待测物体，并带动所述待测物体在第一平面内扫描，所述第一平面平行于所述运动台的承载面；

所述相位补偿模块用于对入射到所述相位补偿模块的第二光束进行相位调制，并形成第三光束；

所述光束传输模块还用于接收所述待测物体返回并经所述镜头透射后的信号光束并分束形成第一信号光束和第二信号光束；

所述焦面测量模块用于接收所述第三光束和所述第一信号光束，并根据所述第三光束和所述第一信号光束的干涉信号计算所述待测物体的焦面偏离程度；

所述散射测量模块用于接收所述第二信号光束，并根据所述第二信号光束计算所述待测物体的关键尺寸或套刻误差。

2.根据权利要求1所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿模块包括一设置于所述镜头瞳面的共轭面的相位补偿单元，所述相位补偿单元用于使不同入射位置的光线产生不同的相位变化。

3.根据权利要求2所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿单元为相位阶梯变化型补偿单元或相位渐变型补偿单元。

4.根据权利要求3所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿单元包括第一透镜组、第二透镜组和位于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间光路上的相位补偿器；

所述第一透镜组包括至少一片汇聚透镜，用于将光线汇聚到所述相位补偿器；

所述第二透镜组包括至少一片汇聚透镜，用于将所述相位补偿器出射的光线汇聚后输出。

5.根据权利要求4所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿器为透射型相位补偿器或反射型相位补偿器。

6.根据权利要求4所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿模块还包括合束单元，用于将所述第三光束和所述第一信号光束合束后入射到所述焦面测量模块。

7.根据权利要求6所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿器为透射型相位补偿器；

所述合束单元包括第一反射镜和第一半透半反镜；

所述第一反射镜位于所述第三光束的传输路径上，用于将所述第三光束反射至所述第一半透半反镜，所述第一半透半反镜位于所述第一信号光束的传输路径上；或者，

所述第一反射镜位于所述第一信号光束的传输路径上，用于将所述第一信号光束反射至所述第一半透半反镜，所述第一半透半反镜位于所述第三光束的传输路径上。

8.根据权利要求6所述的散射测量装置，其特征在于，所述相位补偿器为反射型相位补偿器；

所述合束单元包括第二反射镜、第三反射镜和第二半透半反镜；

所述第二反射镜位于所述第三光束的传输路径上，用于将所述第三光束反射至所述第二半透半反镜；

所述第三反射镜位于所述第一信号光束的传输路径上，用于将所述第一信号光束反射至所述第二半透半反镜。

9.根据权利要求1所述的散射测量装置，其特征在于，所述光束传输模块包括分束单元以及反射单元；

所述光源出射的照明光束的传输路径为：

所述照明光束入射到所述分束单元，分为第一光束和第二光束，所述第一光束经所述镜头透射后在所述镜头的瞳面形成预设照明分布，所述待测物体返回的信号光束经所述镜头透射后入射到所述分束单元，分为第一信号光束和第二信号光束，所述第二信号光束入射至所述散射测量模块；

所述第二光束经过所述反射单元反射后入射到所述分束单元，经过所述分束单元分为第五光束和第六光束，所述第五光束入射至所述相位补偿模块，所述第六光束入射至所述散射测量模块。