基于倾斜狭缝的自动对焦方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106772923A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201510822396.2(22)申请日2015.11.24(71)申请人睿励科学仪器（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区华佗路68号张江创业园6幢(72)发明人钟向红唐安伦徐益平(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人郑立柱(51)Int.Cl.G02B7/28(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于倾斜狭缝的自动对焦方法和系统(57)摘要本发明公开了一种用于对焦的装置和方法，该装置包括：照明单元，其包括光源(101)、照明透镜(102)与照明狭缝(103)，用于提供入射光；分束单元，用于对其所接收到的光进行分束；物镜(107)，用于在待测物体(109)的表面上对所述照明狭缝(103)进行成像，并且将所述照明狭缝(103)的成像反射至所述分束单元；探测单元，其包括探测狭缝(113)和探测器(114)，用于接收来自所述分束单元的所述照明狭缝(103)的成像并记录与所述待测物体(109)的表面相关的共焦信号，其中，所述探测狭缝(113)与所述照明狭缝(103)分别相对于各自的光轴以相同的倾斜角倾斜设置，并且相对于物镜(107)处于共焦位置。CN106772923ACN106772923A权利要求书1/2页1.一种用于对焦的装置，其特征在于，包括：照明单元，其包括用于提供入射光的非相干光源(101)、照明透镜(102)与照明狭缝(103)；分束单元，用于对其所接收到的光进行分束；物镜(107)，用于在待测物体(109)的表面上对所述照明狭缝(103)进行成像，并且将所述照明狭缝(103)的成像反射至所述分束单元；探测单元，其包括探测狭缝(113)和线阵探测器(114)，用于接收来自所述分束单元的所述照明狭缝(103)的像并记录与所述待测物体(109)的表面相关的共焦信号，其中，所述探测狭缝(113)与所述照明狭缝(103)分别相对于各自的光轴的垂直平面以相同的倾斜角倾斜设置，并且所述探测狭缝(113)与所述照明狭缝(103)的中心相对于所述物镜(107)的焦点处于光学共轭位置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束单元包括：第一分束器(105)；第二分束器(106)，其为二向色分束器并被设置在所述第一分束器与所述物镜(107)之间，以用于透射对焦工作波长并反射测量工作波长，测量工作波长可以包括一组不同波长，从而将该两种波长分离。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：信号处理单元(115)，其用于处理由所述线阵探测单元(114)记录的共焦信号，进而确定离焦量的大小和方向。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述照明狭缝(103)和所述探测狭缝(113)经物镜(107)在待测表面上的投影与检测扫描方向平行，并且所述照明狭缝(103)和所述探测狭缝(113)相对于所述物镜(107)形成光学共焦结构。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元(115)执行如下操作：i.基于与所述待测物体(109)的表面相关的共焦信号确定所述测量点的离焦函数，并对所述离焦函数曲线进行线性拟合；ii.基于线性拟合后的所述离焦函数对所述待测物体(109)进行测量。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述倾斜角处于15°至25°范围中。7.一种自动对焦方法，其特征在于，包括：a.对待测物的测量点进行Z轴步进扫描，并通过探测狭缝获取与所述测量点以及照明狭缝相关的共焦信号，其中，所述照明狭缝与所述探测狭缝分别相对于各自光轴的垂直平面以相同的倾斜角倾斜设置；b.基于与所述测量点相关的共焦信号确定与所述测量点相关的离焦函数，并对所述离焦函数的曲线进行线性拟合；c.基于线性拟合后的所述离焦函数对所述待测物进行测量。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述测量点进行Z轴步进扫描时，使所述测量点从负离焦状态逐步过渡到正离焦状态，并且所述共焦信号包括与所述测量点相关联的离焦量以及与所述离焦量对应的Z轴位置。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述共焦信号被分成两部分，利用以下公2CN106772923A权利要求书2/2页式来确定离焦函数值：其中，I1为透过所述探测狭缝的第一部分的光信号强度，12为透过所述探测狭缝的第二部分的光信号强度。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述倾斜角处于15°至25°的范围中。3CN106772923A说明书1/6页基于倾斜狭缝的自动对焦方法和系统技术领域[0001]本发明属于半导体测量领域，尤其涉及在表面有图案晶圆检测设备的自动对焦方法和系统。背景技术[0002]在集