光学量测系统的制作方法

本公开涉及光学检测，尤其涉及一种光学量测系统。

背景技术：

1、随着纳米技术的发展，诸如椭偏测量技术也呈快速发展的趋势，在材料科学、生物学、半导体等领域有着广泛的应用。椭偏测量是通过分析宽光谱光束的偏振态变化，来测量诸如薄膜等样品的厚度、折射率以及消光系数等参数。光束需要以特定角度（例如45°-75°）照射在样品量测区上，根据偏振光的反射系数的变化，获取样品的厚度或者折射率等的差异。随着技术的发展，待测试样品的特征尺寸越来越小，由于椭偏测量的光束倾斜照射在样品表面，样品表面的高度位置误差会导致照射光斑变大等问题，从而引起采集数据的差异。

2、相关技术中，为了实现对样品表面高度的校准，采用独立的焦距测量模块（诸如三角测距、激光测距等），但由于结构干涉导致焦距测量模块的光斑与椭偏测量的光斑无法重合，虽然可以通过线下测量光斑位置差异的方法补偿，但实际测量过程中依然存在高度校准误差，从而影响测量结果的精确性。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供一种光学量测系统，旨在解决如何提高光学量测系统样品高度校准精确性的问题。

2、为达到上述目的，本公开的实施例采用如下技术方案：

3、本公开实施例提供一种光学量测系统，包括：

4、偏振照明装置，包括偏振光出射组件和第一物镜，所述偏振光出射组件用于出射平行的初始偏振光，所述初始偏振光经所述第一物镜形成用于向待测试样品出射的第一偏振光，所述第一偏振光被待测试样品反射形成信号光；

5、收光组件，设于所述信号光的光路中，所述收光组件用于调制所述信号光的偏振态，形成第二偏振光；

6、分束器，所述分束器具有分光面，所述第二偏振光经所述分光面形成第一出射光束和第二出射光束；

7、光谱检测组件，用于接收所述第一出射光束，并获取所述第一出射光束的光强信息；

8、位置检测组件，用于接收所述第二出射光束，获取所述第二出射光束在所述位置检测组件的检测面上所形成的光斑的位置信息，并根据所述光斑的位置信息得到所述待测试样品的高度信息；

9、其中，经所述第一物镜形成的所述第一偏振光包括可汇聚于同一焦点的第一入射光束和第二入射光束，所述第一入射光束的中心轴线与所述待测试样品的表面法线的夹角大于所述第二入射光束的中心轴线与所述待测试样品的表面法线的夹角，所述第一入射光束用于形成所述第一出射光束，所述第二入射光束用于形成所述第二出射光束。

10、本公开的上述实施例提供的光学量测系统，由于光谱检测组件和位置检测组件接收的光均来自于待测试样品反射形成的同一信号光，即用于光谱测量的第一出射光束和用于高度检测的第二出射光束均对应待测试样品表面的同一量测区域，减少待测试样品不平造成的高度补偿误差，从而提高了待测试样品高度校准的精确性。并且，本公开实施例无需采用独立的测距装置，避免了高度检测光斑与椭偏测量光斑为光路不同、安装误差或者结构干涉导致的不能重合的问题。此外，由于无需设置单独的测距装置，也可以减少光学量测系统中额外的空间干涉问题。并且，通过将初始偏振光分为汇聚于待测试样品表面的第一入射光束和第二入射光束，第一入射光束用于形成第一出射光束，第二入射光束用于形成第二出射光束，由于第一入射光束的入射角更大，即第一入射光的倾斜角度更大，这样，在需要将第一物镜的入射角度调整到更大时，仅需将物镜偏转更小的角度即可实现，如此，减少了第一物镜的调整角度，进而减少或者避免了第一物镜与待测试样品的干涉。

11、在一些实施例中，所述第二偏振光经所述分光面的反射形成所述第一出射光束，所述第二偏振光经所述分光面的透射形成所述第二出射光束。

12、在一些实施例中，载物台，用于放置所述待测试样品；

13、高度调整件，与所述载物台连接，并且所述高度调整件与所述位置检测组件通讯连接；所述高度调整件用于根据所述待测试样品的高度信息校准所述待测试样品的高度。

14、在一些实施例中，所述偏振光出射组件包括光源和起偏器，所述光源射出的光线经所述起偏器形成所述初始偏振光。

15、在一些实施例中，所述第一物镜包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面朝向所述第二反射面设置，且所述第二反射面设有中心贯穿口；

16、所述初始偏振光穿过所述中心贯穿口，并经所述第一反射面反射后朝向所述第二反射面形成两束光线，所述两束光线经所述第二反射面反射后分别形成所述第一入射光束和第二入射光束。

17、在一些实施例中，所述第一反射面为凸球面，所述第二反射面为凹球面。

18、在一些实施例中，所述偏振光出射组件还包括准直物镜，所述光源射出的光线经所述准直物镜形成平行光束，所述平行光束经所述起偏器形成平行的所述初始偏振光。

19、在一些实施例中，所述收光组件包括第二物镜和检偏器，所述第二物镜用于将所述信号光变为平行光束，所述检偏器用于将所述平行光束调制为所述第二偏振光。

20、在一些实施例中，所述第二物镜与所述第一物镜对称设置于所述待测试样品表面法线的两侧。

21、在一些实施例中，所述偏振照明装置射出的所述第一偏振光包括具有不同入射角的多个子光束，所述多个子光束形成的所述第二偏振光在所述分光面上形成相互分离或者部分分离的多个子光斑，多个子光斑的分布方向为第一方向，且多个子光斑在所述第一方向上的位置与相应子光束的入射角对应；

22、所述分光面包括与所述多个子光斑中的至少一个对应的反射区域，以及与多个子光斑中的至少一个对应的透射区域。

23、在一些实施例中，所述反射区域和所述透射区域的数量均为多个，多个所述反射区域和多个所述透射区域沿所述第一方向间隔分布；

24、所述分束器还包括遮挡件和与所述遮挡件连接的驱动件，所述遮挡件的数量与所述反射区域和透射区域的总数相适配，所述驱动件用于驱动遮挡件移动，以覆盖或者离开遮挡件对应的所述反射区域或者透射区域。

25、在一些实施例中，所述光学量测系统还包括控制器，所述控制器与所述驱动件连接，用于根据所述待测试样品需要的所述第一偏振光的入射角度，控制对应的所述反射区域和所述透射区域的驱动件驱动所述遮挡件离开。

26、在一些实施例中，所述光谱检测组件包括第一聚光镜和光谱仪，所述第一聚光镜用于将所述第一出射光束汇聚于所述光谱仪，所述光谱仪用于获取所述第一出射光束的光强信息。

27、在一些实施例中，所述位置检测组件包括第二聚光镜和探测器，所述第二聚光镜用于将所述第二出射光束汇聚于所述探测器，所述探测器根据所述第二出射光束的光斑位置判断所述待测试样品的高度。

1.一种光学量测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学量测系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的光学量测系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学量测系统，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的光学量测系统，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的光学量测系统，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的光学量测系统，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的光学量测系统，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的光学量测系统，其特征在于，

10.根据权利要求1-9任一项所述的光学量测系统，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的光学量测系统，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的光学量测系统，其特征在于，

13.根据权利要求1-12任一项所述的光学量测系统，其特征在于，

14.根据权利要求1-12任一项所述的光学量测系统，其特征在于，