一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置，属于超精密光学测量领域。本发明专利技术装置的作用是实时检测光刻机系统硅片的焦点位置，完成硅片的高精度调焦。检焦装置利用硅片离焦引起的四象限探测器上光斑形状变化完成硅片的大范围粗调焦；利用硅片离焦引起的光栅泰伯自成像周期变化导致的莫尔条纹周期和位相改变，完成硅片的小范围高精度调焦。本发明专利技术与现有焦面跟踪装置相比，采用了共轴的检焦方式，极大的扩展了焦面跟踪的范围，同时保证了高精度调焦。同时保证了高精度调焦。同时保证了高精度调焦。

【技术实现步骤摘要】
一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置


[0001]本专利技术属于超精密光学测量领域，尤其涉及一种基于像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置。

技术介绍

[0002]随着对智能电网，智能城市和自动化智能制造的需求不断增长，大大促进了对半导体芯片的需求，加上不断降低每个晶圆成本和能耗的追求，构成了降低临界尺寸(CD)和增加电路复杂性的主要驱动力，因此对微纳加工及检测技术提出了新的要求。在光学加工或检测系统中，需要将物镜的焦面准确地定位在样品表面上，将自动对焦技术应用于精密显微系统中,能够很好地解决传统光学显微镜对焦操作复杂、存在人为误差的问题。近年来，研究者们提出了多种自动焦点检测及跟踪的方式，如像散法、偏心光束法、临界角法、刀口法、差分共焦法、莫尔条纹法等。
[0003]其中，像散法、偏心光路法以及差分共焦法对焦范围大，但是对焦精度相对较低，临界角法、刀口法、莫尔条纹法对焦精度高但是对焦范围较小，根据现有的技术手段，受限于各种因素，目前难以同时实现高精度跟焦和大范围对焦。

技术实现思路

[0004]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置，其特征在于，包括共同构成光学系统的光源(1)、扩束镜(2)、第一分束镜(3)、物镜(4)、第二分束镜(6)、第一检焦装置和第二检焦装置；所述光源(1)输出的激光能经扩束镜(2)作用后进入第一分束镜(3)，经第一分束镜(3)反射形成的第一光束能经物镜(4)聚焦于样品(5)表面，被样品(5)表面反射的激光能经物镜(4)和第一分束镜(3)后形成第二光束；所述第二光束进入第二分束镜(6)能被分解为能量相同的第三光束和第四光束，第三光束能进入基于像散法的第一检焦装置，第四光束能进入基于莫尔条纹法的第二检焦装置。2.根据权利要求1所述的一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置，其特征在于，所述第一检焦装置包括像散透镜(7)和四象限探测器(8)，所述第三光束能经像散透镜(7)后入射到四象限探测器(8)的探测面上。3.根据权利要求2所述的一种结合像散法和莫尔条纹法的大范围高精度对焦装置，其特征在于，所述四象限探测器(8)弧矢面的像高r
s
以及子午面的像高r
t
满足：满足：其中，像散透镜(7)弧矢面的像距为m
s
，像散透镜(7)子午面的像距为m
t
，像散透镜(7)与四象限探测器(8)探测面的距离为d，准直激光束半径为r0；令则当样品(5)表面位于物镜(4)的焦面处时满足r
s
＝r
t
，四象限探测器(8)的探测面上接收到的是圆形光斑，并且FES等于零；当样品(5)表面位于物镜(4)后焦面位置时满足r
s
＞r
t
，四象限探测器(8)的探测面上接收到的是横向的椭圆光斑，并且FES大于零；当样品(5)表面位于物镜(4)前焦面位置时满足r
s
＜r
t
，四象限探测器(8)的探测面上接收到的是纵向的椭圆光斑，并且FES小于零；通过FES值调节样品(5)和物镜(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，金伟正，王智，庞陈雷，林飞宏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：