[发明专利]一种自参考散射测量装置及方法

权利要求书

1.一种自参考散射测量装置，用于测量基底性能参数，其特征在于包括：

辐射光源，用于产生照明光；

分束镜，用于将所述照明照明光分为第一照明光束和第二照明光束；

物镜，将所述第一照明光束汇聚到基底表面，并收集基底表面反射/衍射的光；

二维阵列探测器，位于物镜光瞳位置的共轭面，用于测量所述基底表面反射/衍射光的角分辨谱光斑；

成像系统，将所述物镜的光瞳成像到所述探测器；以及

反射系统，至少包括两个倾斜反射面，其等效反射面位于物镜光瞳的共轭面，用于使所述第二照明光的光轴发生偏转，并将所述第二照明光反射后经所述成像系统成像到所述二维阵列探测器上，所述二维阵列探测器同时测得所述第二照明光束形成的监测光斑和所述基底表面反射/衍射的第一照明光束在所述物镜光瞳形成的角分辨谱光斑。

2.如权利要求1所述的自参考散射测量装置，其特征在于：所述反射系统为五角棱镜。

3.如权利要求1所述的自参考散射测量装置，其特征在于：所述反射系统为直角棱镜。

4.如权利要求1所述的自参考散射测量装置，其特征在于，在所述辐射光源与所述分光镜之间的光路中还设置有照明系统。

5.一种使用权利要求1-4之一的自参考散射测量装置的测量方法，包括：

辐射光源发出的照明光经分束镜分为第一照明光束及第二照明光束：

二维阵列探测器同时探测第一光明光束经基底表面反射/衍射后形成的角分辨谱光斑以及第二照明光束经反射系统后形成的监测光斑；

根据所述角分辨谱光斑及监测光斑的光强分布计算所述基底的反射率角分辨谱                                                。

6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述基底的反射率角分辨谱的计算方法为：

其中为所述角分辨谱光斑的光强分布，由所述二维阵列探测器测得，为所述监测光斑的光强分布，由所述二维阵列探测器测得，为照明光在物镜光瞳面的静态分布，为照明光光强随时间的整体涨落因子，为所述分束镜的反射率，为所述物镜透过率。

7.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述基底的反射率角分辨谱计算方式为用测得的所述监测光斑去归一化角分辨谱光斑，消除所述辐射光源的时间波动和空间分布变化。