[发明专利]一种基于二维双频光栅剪切干涉的纳米级检焦方法

权利要求书

1.一种基于二维双频光栅剪切干涉的纳米级检焦方法，其特征在于：检焦系统由光源及扩束准直系统、二维双频光栅(G1)、第一透镜(L1)和第二透镜(L2)组成的前置物镜组Ⅰ、第三透镜(L3)和(L4)组成的后置物镜组Ⅱ组成；光源出射光经过准直扩束后以平面波前入射二维双频光栅(G1)，二维双频光栅(G1)同级次的高频衍射光束和低频衍射光束产生微小错位，形成剪切干涉，经过前置物镜组Ⅰ和后置物镜组Ⅱ后，携带有硅片不同区域的高度信息的光束在CCD探测器中干涉成像，通过测量不同区域干涉条纹的位相差完成其对应的高度测量，从而完成硅片的检焦测量。

2.根据权利要求1所述的检焦方法，其特征在于：前置物镜组Ⅰ和后置物镜组Ⅱ构成一个4f系统，硅片位于其共焦面。

3.根据权利要求1所述的检焦方法，其特征在于：当被测面即硅片面位于4f系统的共焦面时，双频光栅的高频和低频衍射光束产生“拍频”，剪切区域由两束斜入射的平面波前干涉产生干涉条纹；当被测面处于离焦位置或硅片不同位置存在起伏时，剪切区域由球面波前产生“拍频”形成干涉条纹，根据条纹位相差异完成检焦测量。

4.根据权利要求1所述的检焦方法，其特征在于：利用傅里叶光学理论分析双频光栅剪切干涉测量的条纹分布，

I(x,y)=I12+I22+2I1I2cos[2π(1p1-1p2)(x±hcosβ)]]]>

其中，I₁和I₂分别为双频光栅的低频和高频衍射光强，p₁和p₂为双频光栅的周期，剪切干涉条纹相位与成像物镜组焦距f，光栅参数p₁和p₂，光束入射角β以及硅片离焦量h相关，合理设计检测系统参数，即可建立剪切干涉条纹相位与硅片离焦量h间的理论模型，通过解析条纹的相位即可完成硅片检焦测量。