焦点探测装置、检测装置及光刻机的制作方法

技术特征：
1.一种焦点探测装置，其特征在于，包括：第一发光器、第一镜组、第二镜组、第三镜组、第一探测器以及第二探测器；所述第一发光器位于所述第一镜组的一侧，并发射光照至所述第一镜组中；所述第二镜组和所述第三镜组位于所述第一镜组相对的两侧；其中，所述第一镜组包括沿光路依次设置的第一光偏转器和第一分光镜；所述光照经所述第一光偏转器后的传播方向与光轴呈一夹角，再经所述第一分光镜反射至所述第二镜组中；所述第二镜组与物镜及待测物相对设置，以传输所述光照并接收所述光照经所述待测物反射的光；所述第三镜组包括沿反射光路依次设置的第二光偏转器和第三分光镜；所述待测物反射的光经所述第二光偏转器后的传播方向与所述光轴重合，并经所述第三分光镜分为第一光束和第二光束，所述第一光束进入所述第一探测器，所述第二光束进入所述第二探测器；其中，所述第一光偏转器和所述第二光偏转器可自转，以使所述第一探测器和所述第二探测器根据所述第一光束和所述第二光束获得所述待测物表面上至少一个位置与所述物镜之间的垂向距离。2.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述第一镜组还包括第一透镜、第二透镜和第一孔径光阑；其中，所述第一孔径光阑和所述第一透镜依次设置于所述第一光偏转器靠近所述第一发光器的一侧；所述第二透镜设置于所述第一分光镜靠近所述第二镜组的一侧。3.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述第二镜组包括沿光路依次设置的反射镜、第三透镜和第二分光镜；其中，所述第二分光镜上贴附有二向色性薄膜。4.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述第三镜组还包括第四透镜、第五透镜、第二孔径光阑和第三孔径光阑；所述第四透镜和所述第二孔径光阑位于所述第三分光镜和所述第一探测器之间，且沿所述第一光束的传播方向依次设置；所述第五透镜和所述第三孔径光阑位于所述第三分光镜和所述第二探测器之间，且沿所述第二光束的传播方向依次设置。5.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述第一光偏转器和所述第二光偏转器均包括至少一个楔形基板。6.根据权利要求5所述的焦点探测装置，其特征在于，当所述第一光偏转器为一个所述楔形基板时，所述夹角δ的范围包括：δ＝(n
‑
1)*α；其中，n为所述楔形基板的折射率，α为所述楔形基板的楔角。7.根据权利要求6所述的焦点探测装置，其特征在于，当所述第一光偏转器以设定角速度运行时，所述夹角δ在第一方向x和第二方向y的分量为：其中，ω为设定角速度，t为运行时间，且所述第一方向x和所述第二方向y相互垂直。8.根据权利要求7所述的焦点探测装置，其特征在于，所述光照经所述第一光偏转器偏转所述夹角δ后的位置p，距离所述光轴在第一方向x和第二方向y的分量为：
其中，m为所述第一镜组和所述第二镜组的组合放大率，f为所述物镜的焦距。9.根据权利要求5所述的焦点探测装置，其特征在于，所述第一光偏转器包括沿光路设置的两个所述楔形基板，所述第二光偏转器包括沿反射光路设置的两个所述楔形基板。10.根据权利要求9所述的焦点探测装置，其特征在于，当所述第一光偏转器为两个所述楔形基板时，所述夹角δ在第一方向x和第二方向y的分量为：其中，δ1为其中一个所述楔形基板引起所述光照偏离所述光轴的所述夹角，ω1为对应的所述楔形基板的角速度；δ2为其中另一个所述楔形基板引起所述光照偏离所述光轴的所述夹角，ω2为对应的所述楔形基板的角速度；t为运行时间；φ＝|δ1‑
δ2|；且所述第一方向x和所述第二方向y相互垂直。11.一种检测装置，其特征在于，包括：第二发光器、第四分光镜、物镜、第三探测器、第四探测器以及如权利要求1
‑
10中任意一项所述的焦点探测装置；所述第二发光器设置于所述第四分光镜一侧，以发射测量光照至所述第四分光镜中，并经所述物镜入射至待测物表面；所述第三探测器和所述焦点探测装置间隔设置于所述第四分光镜远离所述第二发光器的一侧；所述第四探测器设置于所述第四分光镜远离所述物镜的一侧；其中，所述测量光照入射至所述待测物表面后，发生反射并产生反射光，所述反射光经所述第四分光镜分为第一测量光束和第二测量光束，所述第一测量光束进入所述第三探测器，所述第二测量光束进入所述第四探测器，以使所述第三探测器和所述第四探测器获得所述待测物的检测信息。12.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括垂向控制器，设置于所述物镜与所述第四分光镜之间；所述垂向控制器根据所述焦点探测装置获取的所述待测物表面上至少一个位置与所述物镜之间的垂向距离，控制承载所述待测物的工件台运动；或者，调节所述物镜的焦平面，以使所述待测物位于所述物镜的焦平面上。13.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括角谱镜组，所述第二测量光束经所述角谱镜组进入所述第四探测器。14.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括中继镜组和第四孔径光阑；所述第一测量光束依次经所述中继镜组和第四孔径光阑进入所述第三探测器。15.根据权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述检测信息包括所述待测物的尺寸和/或所述待测物中的套刻误差。16.一种光刻机，其特征在于，所述光刻机包括如权利要求11
‑
15中任意一项所述的检测装置。

技术总结
本实用新型提供一种焦点探测装置、检测装置及光刻机。其中，在第一光偏转器的作用下，光照偏离光轴且呈一定的倾斜角传播。并且第一光偏转器可自转调节，增大测量范围，使得待测物表面不同位置处都可以检测到。同时，因能扫描待测物表面的多个位置，故可以采用缩小光斑直径的方式提高测量灵敏度。此外，在第二光偏转器的作用下，光照会恢复至与光轴重合的状态，以保证对第一探测器及第二探测器的探测没有影响。因此，本实用新型不仅扩大检测范围，提高检测的精度及灵敏度，还能测量出待测物表面多个位置处与物镜之间的垂向距离，进而测出待测物的倾斜角，更加精准地定位待测物，利于在检测关键尺寸及套刻误差时调整待测物的位置，提高检测精度。高检测精度。高检测精度。


技术研发人员：李道萍 彭俊
受保护的技术使用者：上海微电子装备（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/11/29