[发明专利]一种焦点探测信号调制装置及方法

说明书

本发明提供了一种焦点探测信号调制装置及方法，焦点探测信号调制方法为一种差分测量方案，根据调制组件对调焦光束进行调制，提取出每一个离焦位置对应的光功率的差分信号，标定出每一个物方离焦位置与差分信号的关系。根据标定的差分信号与离焦量的关系，通过获取预设时间间隔内的光功率计算得到差分信号，反推得到物方离焦量。本发明提供的一种焦点探测信号调制方法，可运用在多种应用场合，如焦点探测，三维重构等，能够显著提升测量信噪比，提高调焦精度。本发明提供的焦点探测信号装置易于实现，操作简单。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种焦点探测信号调制装置及方法。

背景技术

在一些应用领域，往往需要将待测物面精确的移动到光学镜头的景深范围内才能够对待测物清晰的成像或测量。比如在光刻技术领域，用于将掩模上的图案通过投影物镜投影到工件(基底)表面的投影光刻机，为了确保基底上表面位于投影物镜的焦深范围内，往往需要对表面形貌进行调焦测量。由于表面形貌测量的快速、非接触的需要以及现代光电和数字计算机技术的出现，出现了基于各种光学原理的微观表面形貌测量仪。其中基于焦点探测的测量仪器是其中比较重要的一种，焦点探测就是通过保持光学系统的焦点始终位于被测表面上，往往需要将待测物面精确地移动到光学镜头的景深范围内才能够对待测物清晰的成像或测量。

传统的共聚焦焦点探测技术方案，比如授权公告号为CN107168018B，授权公告日为2018年12月14日，发明名称为“一种调焦对准装置及对准方法”的中国发明专利，公开了一种调焦对准装置及对准方法。借助对准标记实现调焦和对准，操作复杂且精度低。进一步地，照明针孔和像方针孔为固定尺寸，当更改照明针孔大小时，探测针孔相对应的需要改变，操作复杂且精度低，影响测量结果，且抗干扰能力小。因此需要提出一种兼容性和抗干扰能力强的焦点探测方案。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中调焦精度低及测量信噪比不足的问题，提供一种焦点探测信号调制装置及方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种焦点探测信号调制装置，沿光路传播方向，所述焦点探测信号调制装置包括光源、投影组件、成像组件、调制组件和探测组件；

所述光源发出的光束经过所述投影组件在待测物表面形成投影光斑；

所述成像组件用于对所述待测物反射的投影光斑成像，得到调焦光束；

所述调制组件用于对所述调焦光束调制；

所述探测组件用于接收经所述调制组件调制后的调焦光束，并根据接收到的光强大小得到光功率，并用于根据所述光功率获取所述待测物的物方离焦量。

优选地，所述投影组件包括照明模块、第一半透半反镜、第二半透半反镜以及显微物镜，沿光束传播方向，所述照明模块、第一半透半反镜、第二半透半反镜以及显微物镜依次设置在所述光源和所述待测物之间；

所述光源发出的光束经由所述照明模块照射所述第一半透半反镜，经所述第一半透半反镜反射至所述第二半透半反镜，透过所述第二半透半反镜的光束通过所述显微物镜照射所述待测物表面。

优选地，所述照明模块包括准直透镜，所述准直透镜含有偏振片、滤波片和/或衰减片。

优选地，所述准直透镜包括至少一个镜片。

优选地，所述显微物镜和所述第二半透半反镜还依次位于所述待测物和所述成像组件之间，所述投影光斑经所述待测物表面反射后，依次透过所述显微物镜，并经所述第二半透半反镜反射至所述成像组件。

优选地，所述显微物镜和所述待测物表面之间为空气或浸没液。