(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210956119.0 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 睿励科学仪器 （上海） 有限公司 地址 201203 上海市浦东 新区华佗路68号 张江创业园6幢 (72)发明人 韩景珊　王瑜　杨峰　 (74)专利代理 机构 北京市金杜律师事务所 11256 专利代理师 郑振 (51)Int.Cl. G01B 11/00(2006.01) G01B 11/06(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 7/28(2021.01) G02B 7/09(2021.01) (54)发明名称 用于椭偏量测系统的自动聚焦方法 (57)摘要 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。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 115388766 A 2022.11.25 CN 115388766 A 1.一种用于椭偏量测系统的自动聚焦方法， 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。 2.根据权利要求1所述的自动聚焦方法， 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。 3.根据权利要求1所述的自动聚焦方法， 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。 4.根据权利要求1所述的自动聚焦方法， 所述通光孔为狭缝， 所述狭缝的宽度方向的尺 寸小于2m m。 5.根据权利要求1所述的自动聚焦方法， 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。 6.根据权利要求1所述的自动聚焦方法， 其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。 7.根据权利要求1 ‑6中任一项所述的自动 聚焦方法， 其中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 分的步骤还包括： 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。 8.根据权利要求1 ‑6中任一项所述的自动 聚焦方法， 其中所述探测信号是所述距离的 单调函数。 9.根据权利要求1 ‑6中任一项所述的自动 聚焦方法， 其中所述多象限探测器是二象限 探测器。 10.根据权利要求1 ‑6中任一项所述的自动聚焦方法， 其中所述反射型聚焦镜为椭球反 射镜。 11.一种椭偏量测方法， 其包括 根据权利要求1 ‑10中任一项所述的自动聚焦方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115388766 A 2用于椭偏量测系统的 自动聚焦 方法 技术领域 [0001]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 [0002]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。 [0003]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 [0004]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。 [0005]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。 [0006]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。 [0007]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。 [0008]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。 [0009]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2m m。 [0010]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。 [0011]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。 [0012]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 分的光说　明　书 1/7 页 3 CN 115388766 A 3