[发明专利]一种同轴检焦测量系统及其测量方法

摘要

本发明公开了一种同轴检焦测量系统及其测量方法。该测量系统包括参考光路，测量光路，投影物镜，探测模块；其基本过程如下：单色平面波经过分光棱镜分别到达投影物镜表面和反射镜表面，从反射镜表面反射的光作为参考光；另一部分光通过投影物镜后聚焦，在被探测物表面返回后经过投影物镜作为测量光，测量光波和参考光波在探测模块表面干涉叠加，形成干涉条纹，探测模块位置固定，对干涉图像进行处理，解出条纹的相位分布，根据相位变化即可算出被侧面的离焦量。本发明系统具有同样高甚至更高的测量精度，同轴检焦的方法使结构简单，成本更低，降低系统的复杂性，利于系统集成，可以用于对于物镜需要浸油的光刻环境，所以相对于离轴检焦技术，同轴检焦系统具有更广的应用范围。

主权项

一种同轴检焦测量系统，其特征在于：包括光源（6），扩束镜（7），分光棱镜（8），反射镜（12），物镜（2），探测模块（10）组成；其中，光源（6）发出的光沿光轴经扩束镜（7）扩束后，到达分光棱镜（8），一部分光被反射到达反射镜（12）表面，反射镜（12）倾斜放置，和垂直方向有一个很小的夹角，光被反射镜（12）反射后穿过分光棱镜（8）到达探测模块（10）的表面，这部分光作为干涉条纹的参考光；从扩束镜（7）出来沿Y轴的光一部分被分光棱镜（8）反射，另外一部分光沿Y轴方向穿过分光棱镜（8）进入投影物镜（2），平行光入射到物镜（2）表面以后，将会聚到焦平面（11）上的焦点上，当被测物不在焦平面时，从被测物（3）上反射回的球面光进入物镜（2）后，将不能形成平面光波，而是有一定形变的球面波，球面波经过分光棱镜（8）反射，沿光轴（9）到达探测模块（10）表面，在探测模块（10）表面，球面波和参考平面波干涉叠加，形成具有一定弯曲的干涉条纹，被测物（3）的离焦信息加载在条纹的相位之中，通过解条纹的相位，即可计算出被测物（3）的离焦量。