[发明专利]样品表面位置在线定位测量装置及其漂移监测方法

说明书

本公开提供一种样品表面位置在线定位测量装置，包括：定位系统，用于对待测的样品表面进行在线定位，将所述样品表面保持在参考面位置；测量系统，用于对在参考面位置的所述样品进行测量，完成所述样品表面位置在线定位测量。能够在线完成样品表面定位至系统参考面位置；能够在系统发生漂移后，通过在线快速调节样品表面位置的方式辅助检测系统漂移的问题，能够判断是否需要对测量系统自身进行重新校准和标定。本公开还提供了一种样品表面位置在线定位测量装置的漂移监测方法。

技术领域

本公开涉及光学技术领域，尤其涉及一种样品表面位置在线定位测量装置及其漂移检测方法。

背景技术

用光学原理进行高精度位置测量或缺陷检测等是一种常用的检测方法，精度等级可以达纳米量级，如高度测量系统、半导体曝光光学系统、显微成像光学系统等。。而高精度测量/成像光学系统中，光学系统的测量范围或焦深(以下统一记为d)一般较小，很难直接将样品表面放置于光学系统的测量范围或焦深内。同时受环境温度、振动、噪声等影响，精密光学系统漂移亦可能发生，如果漂移超出了一定量级，系统性能就会明显下降。系统漂移可能是光学系统内部发生了漂移，也可能是样品表面位置发生了漂移，系统内部的漂移通常需要对系统进行重新校准和标定，该过程一般比较复杂。但在实际操作过程中很难直接判断漂移主要发生在光学系统内部还是样品位置，漂移的方向和量级也不容易确定。

对于高精度的测量/成像光学系统，一般首先需要利用工具提供一标准参考面完成光学系统的校准和标定。现有技术一般离线用高精度的测试设备完成该工具的高精度装调。光学系统校准和标定完成后对其他样品测试时，同样面临样品表面难以直接放置于最佳测量/成像面(即标准参考面)的问题，通常会采用离线调节的方式，完成测试样品表面的高精度调节后，再安装至光学系统中，该方法对离线调节工具的要求高，操作复杂，时间成本高。实验过程中亦很难分析判断系统漂移的问题。现有技术还可采用高精度的位移台及干涉仪闭环控制实现对测试样品表面的精确定位。但是高精度的位移台及干涉仪结构复杂且造价昂贵，使用条件苛刻，不适合在实验与调试过程中使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种样品表面位置在线定位测量装置及其漂移检测方法，以缓解现有技术中离线调节等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种样品表面位置在线定位测量装置，包括：

定位系统，用于对待测的样品的样品表面进行在线定位，将所述样品表面保持在参考面位置；以及

测量系统，用于对在参考面位置的所述样品表面进行测量，完成所述样品表面的样品表面位置的在线定位测量。

在本公开实施例中，所述定位系统包括：

三维调节机构，用于调节所述样品表面的位置，包括用于承载所述样品的样品台；

计量机构，用于对所述样品表面的定位测量，所述计量机构包括：

支撑框架；以及

位移传感器组，通过位移传感器固定结构固定于所述支撑框架，能够对处于设定的参考面位置的所述样品表面进行检测，得到标准位置数据，所述位移传感器组还能够对所述样品表面的位置进行监测，得到监测位置数据；

所述三维调节机构根据监测位置数据，将所述样品表面的位置调节至所述参考面位置，完成所述样品的在线定位。

在本公开实施例中，所述三维调节机构还包括：

基板；以及

调节板，通过精密调节螺钉连接于所述基板；所述精密调节螺钉，用于将所述样品表面调节至参考面位置。

在本公开实施例中，所述精密调节螺钉具有锁紧结构。