[发明专利]用于椭偏量测系统的自动聚焦方法

说明书

本公开涉及一种用于椭偏量测系统的自动聚焦方法。该自动聚焦方法包括：将具有反射表面和通光孔的反射型聚焦镜定位在所述椭偏量测系统的从样品反射的光束的光路上，以使得：所述反射表面反射所述光束的第一部分至所述椭偏量测系统中的光谱仪，以及所述通光孔透过所述光束的第二部分，其中所述第一部分所占光束的能量的比例大于所述第二部分所占光束的能量的比例；使用多象限探测器接收从所述通光孔所透过的所述光束的所述第二部分，以产生与所述样品偏离所述椭偏量测系统的入射光束的焦面的距离有关的探测信号；以及使用处理器，以基于所述探测信号产生用于使所述样品移动至所述焦面的控制信号。

技术领域

本公开涉及椭偏量测领域，并且更具体地涉及用于椭偏量测系统的自动聚焦方法。

背景技术

在集成电路制造过程中，椭偏量测系统被大量用于各类半导体薄膜的厚度、光学常数、关键尺寸等性质的无损量测。在椭偏量测系统中，准确、精确、快速的自动聚焦及光强监测系统是必须的。

通常，常规的聚焦光路系统和椭偏量测系统是各自独立的。因此，用于椭偏量测系统的常规自动聚焦方法通常需要将聚焦光路系统和椭偏量测系统的焦点之间的偏移量(即Focus Offset)标定出来，然后在实时测量时，利用上述偏移量进行聚焦光路系统的聚焦。

发明内容

本公开的目的之一在于提供一种改进的用于椭偏量测系统的自动聚焦方法，其至少可以不进行常规的偏移量标定，而实现对焦的准确性和稳定性的提高。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于椭偏量测系统的自动聚焦方法。该方法包括：将具有反射表面和通光孔的反射型聚焦镜定位在所述椭偏量测系统的从样品反射的光束的光路上，以使得：所述反射表面反射所述光束的第一部分至所述椭偏量测系统中的光谱仪，以及所述通光孔透过所述光束的第二部分，其中所述第一部分所占光束的能量的比例大于所述第二部分所占光束的能量的比例；使用多象限探测器接收从所述通光孔所透过的所述光束的所述第二部分，以产生与所述样品偏离所述椭偏量测系统的入射光束的焦面的距离有关的探测信号；以及使用处理器，以基于所述探测信号产生用于使所述样品移动至所述焦面的控制信号。

通过上述自动聚焦方法，可以无需进行常规的偏移量标定。此外，该方法操作简单，并且具有较高的对焦准确性和稳定性。

在一些实施例中，该方法还包括：使用聚焦透镜将从所述通光孔透过的所述光束的所述第二部分聚焦至所述多象限探测器。

在一些实施例中，所述通光孔为狭缝，所述狭缝的长向方向被定位在所述椭偏量测系统的所述入射光束和反射光束所限定的平面内。

在一些实施例中，所述通光孔为狭缝，所述狭缝的宽度方向的尺寸小于2mm。

在一些实施例中，所述多象限探测器位于所述椭偏量测系统的从样品反射的光束的光路的直线延伸线上。

在一些实施例中，当所述样品位于所述椭偏量测系统的入射光束的焦面上时，所述探测信号为零。

在一些实施例中，使用所述多象限探测器接收从所述通光孔所透过的所述光束的所述第二部分的步骤还可以包括：通过所述多象限探测器对所述光束的所述第二部分的光强的监测，来提供与入射到所述样品上的光强有关的监测信号。

在一些实施例中，所述探测信号是所述距离的单调函数。

在一些实施例中，所述多象限探测器是二象限探测器。

在一些实施例中，所述反射型聚焦镜为椭球反射镜。

根据本公开的第二方面，还提供了一种椭偏量测方法。该椭偏量测方法可以包括前述第一方面所述的自动聚焦方法。

还应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开实施例的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明