[发明专利]一种焦面测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种焦面测量装置，包括：

投影单元，产生投影光束照射待测硅片表面，经所述硅片反射后产生探测光束；

探测单元，用于探测所述探测光束；

其特征在于，所述投影单元包括波长选择单元及偏振调制单元，所述波长选择单元对所述投影光束的波长或波段进行选择，所述偏振调制单元对所述波长选择单元输出的投影光束的偏振态进行调制；

所述探测单元包括偏振解调单元，通过设置波长选择单元、偏振调制单元以及偏振解调单元，实现硅片上表面反射的探测光束透过，硅片底层图案的反射光束被抑制；以及

参数设置单元，用于根据所述硅片的工艺特性对所述波长选择单元、偏振调制单元及偏振解调单元的参数进行配置。

2.如权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述投影单元还包括光源以及狭缝阵列。

3.如权利要求2所述的焦面测量装置，其特征在于，所述光源与所述波长选择单元之间还设有第一透镜。

4.如权利要求2所述的焦面测量装置，其特征在于，所述狭缝阵列与所述硅片之间还设有投影镜组。

5.如权利要求4所述的焦面测量装置，其特征在于，所述投影镜组由第二透镜和第三透镜组成。

6.如权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述探测单元还包括探测镜组，所述探测镜组由第四透镜和第五透镜组成，所述第四透镜和第五透镜分设于所述偏振解调单元的入射光路和出射光路上。

7.如权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述投影单元还包括光源，所述光源为LED光源、氙灯、卤素灯或耦合了多个波长的光纤激光。

8.如权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述波长选择单元为光栅衍射型滤光片或多个透射型的带通滤光片。

9.如权利要求1所述的焦面测量装置，其特征在于，所述偏振调制单元和偏振解调单元采用磁致旋光器、光电调制器或旋转的偏振片。

10.一种焦面测量方法，应用于如权利要求1至9中任一所述的焦面测量装置中，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将硅片上载到工件台上；

S2：根据所述硅片的工艺特性选择调制方式；

S3：根据选择的调制方式获取调制的配置参数；

S4：根据所述的配置参数对所述焦面测量装置的波长选择单元、偏振调制单元以及偏振解调单元进行调节；

S5：执行焦面测量作业：以一投影光束照射所述硅片表面并收集所述硅片表面反射的探测光束，进而获取硅片表面各点的高度值。

11.如权利要求10所述的焦面测量方法，其特征在于，在S2步骤中，若硅片的底层为周期性图案，则选用静态调制方式；若硅片的底层为非周期性图案，则选用动态调制方式。

12.如权利要求11所述的焦面测量方法，其特征在于，所述静态调制方式为：所述偏振调制单元调节投影光束，使其具有特定的偏振方向所述偏振解调单元调节透振轴，使其与硅片上表面反射的光束的偏振方向相同；所述动态调制方式为：所述偏振调制单元加载周期性信号，使投影光束的偏振方向周期性变化，所述偏振解调单元也加载周期性信号，使任意时刻硅片上表面反射的探测光束的偏振方向均与偏振解调单元的透振轴方向相同。

13.如权利要求10所述的焦面测量方法，其特征在于，在S3步骤中，所述配置参数通过仿真建模的方式或者实验测试的方式获得。