CN106338383A - 一种光学检测平台及光学检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种光学检测平台，包括第一平台、第二平台、固定装置、升降模块；所述第一平台，用于放置被检光学元件或干涉装置；所述第二平台，用于放置干涉装置或光学元件，所述第二平台中心位置设置有通孔；所述升降模块，用于控制第二平台靠近或远离所述第一平台；所述第一平台设置于底面，所述第二平台平行设置于所述第一平台的上方；所述固定装置一端固定于所述第一平台上，另一端与所述升降模块连接；所述升降模块带动所述第二平台升降，使所述第二平台靠近或远离所述第一平台，以调整干涉腔腔长。本发明通过设置升降模块控制第二平台的升降，从而达到了简单、快速的实现多种类型光学元件检测的有益效果。

Description

一种光学检测平台及光学检测方法

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种光学检测平台及光学检测方法。

背景技术

投影光刻物镜为了实现要求的分辨率及临界尺寸，需要光学系统波像差达到衍射极限。极紫外光刻的工作在波长为13～14nm的极紫外波段，这就要求光学系统的波像差要小于1nmRMS，而对单个反射镜镜面的面形偏差更是要到0.25nmRMS。要实现如此高精度的光学加工，首先要实现超高精度的光学检测技术。考虑到镜体由于重力变形的影响，要求被测镜在进行检测时的姿态与正常使用时的姿态一致。

在进行超高精度光学检测过程中，振动会严重影响测量重复性，是移相干涉检测主要误差源之一。为了减小振动对光学检测的影响，需要光学检测平台具有高稳定度。且由于镜体受重力变形的影响，要求被测镜在进行检测时的姿态与正常使用时的姿态一致，因此立式光学平台需要具备向上和向下两种方向检测能力。市场上常见的立式光学检测台无法满足这些超高精度光学检测应用要求。

因此，如何实现以简单、快速的方式对多种结构类型光学元件的检测，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在克服现有检测平台无法对多种结构类型的光学元件进行检测的技术缺陷，提供一种光学检测平台，包括第一平台、第二平台、固定装置、升降模块；

所述第一平台，用于放置被检光学元件或干涉装置；

所述第二平台，用于放置干涉装置或光学元件，所述第二平台中心位置设置有通孔；

所述升降模块，用于控制第二平台靠近或远离所述第一平台；

所述第一平台设置于底面，所述第二平台平行设置于所述第一平台的上方；所述固定装置一端固定于所述第一平台上，另一端与所述升降模块连接；所述升降模块带动所述第二平台升降，使所述第二平台靠近或远离所述第一平台，以调整干涉腔腔长。

一些实施例中，所述固定装置为龙门框架模块，所述龙门框架模块包括至少两个立柱和至少一个顶梁，所述立柱和所述顶梁组成龙门结构，所述立柱垂直于所述第一平台，且所述立柱的下端面固定于所述第一平台上。

一些实施例中，所述升降模块包括配重装置、滑台升降导轨、光栅尺和升降精密调整机构；

所述滑台升降导轨与所述滑台通过滑块连接，用于所述滑台上下运动；

所述光栅尺，用于检测所述滑台沿所述滑台升降导轨的位移；

所述升降精密调整机构，用于调整所述滑台的位移，以调整干涉腔腔长，

所述配重装置与所述第二平台连接，所述滑台升降导轨及所述光栅尺平行固定于所述立柱的内侧，所述升降精密调整机构根据所述光栅尺的信号控制所述配重装置的位移，从而控制所述第二平台的位移。

一些实施例中，所述升降模块包括至少4个配重装置、至少4个滑台升降导轨、至少3个光栅尺。

一些实施例中，所述配重装置包括配重器、滑轮组、配重导轨和钢索；

所述配重导轨设置于所述立柱外侧，所述配重器通过滑块与所述配重导轨连接。

一些实施例中，所述的光学检测平台还包括钳制器，所述滑块通过所述钳制器固定在所述配重导轨上。

一些实施例中，所述顶梁上设置有包含滑轮组的通孔，所述配重器与所述钢索一端连接，所述钢索的另一端穿过所述顶梁通孔内的滑轮组，与所述第二平台连接。

一些实施例中，所述的光学检测平台还包括光转折镜，所述光转折镜用于将所述干涉装置的水平光转化为竖直光。

相应地，本发明还包括一种根据所述的光学检测平台进行的光学检测方法，包括以下步骤：

步骤S1、将被检光学元件或干涉装置放置于所述第一平台上；

步骤S2、将所述干涉装置或所述光学元件放置于第二平台通孔的位置；

步骤S3、调整所述光学元件、所述干涉装置的位置，使所述干涉装置的干涉光透过所述第二平台的通孔完全照射于所述被检光学元件的被检表面；

步骤S4、所述干涉装置进行干涉检测，获取干涉图的离焦值；

步骤S5、升降模块根据所述离焦值控制所述第二平台靠近或远离所述第一平台，直到所述离焦值为0；

步骤S6、所述干涉装置对所述被检光学元件进行检测。

一些实施例中，所述步骤S5包括以下步骤：

S51、所述升降模块根据所述离焦值，计算所述第二平台应移动距离；

S52、所述升降模块控制所述配重装置向下或向上移动，从而带动所述第二平台向上或向下移动；

S53、所述升降精密调整机构实时接收所述光栅尺测量的所述第二平台位移，当达到所述应移动距离时，控制所述配重装置停止移动。

本发明的有益效果在于：本发明的通过设置升降模块控制第二平台的升降，从而达到了简单、快速的实现多种类型光学元件检测的有益效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种光学检测平台一个具体实施例的结构图；

图2为本发明提供的一种根据所述的光学检测平台进行的光学检测方法的流程图。

图标说明：

1、减振平台 2、立柱

3、顶梁 4、滑台

5、配重装置 6、滑台升降导轨

7、光栅尺 8、升降精密调整机构

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明设计了一种光学检测平台，包括第一平台、第二平台、固定装置、升降模块。

第一平台，置于底面，用于放置被检光学元件或干涉装置。第二平台用于放置干涉装置或被检光学元件，第二平台的中心设有通孔，能够使得干涉装置的光透过并完全照射在被检光学元件上，第二平台与升降模块连接，通过升降模块平行设置于第一平台的上方。升降模块通过固定装置固定在第一平台上。第一平台中心点与第二平台的中心点的连线，垂直于第一平台及第二平台。本发明还包括转折镜，用于将干涉装置射出的水平光转位竖直光。具体地，光学元件两种方式的检测为：

当被检光学元件的镜头向下时，被检光学元件放置于第二平台上，镜头对准第二平台的通孔，干涉装置及转折镜放置于第一平台上，转折镜放置于所述第一平台的中心处，干涉装置通过转折镜将干涉光垂直向上照射，并通过第二平台的通孔照射于被检光学元件的镜头上。升降装置根据干涉检测时离焦量来调整第二平台距离第一平台的位置，从而调整干涉腔腔长。

当被检光学元件的镜头向上时，被检光学元件放置于第一平台上，镜头对准第二平台的通孔，干涉装置及转折镜放置于第二平台上，转折镜放置于第二平台的中心处，干涉装置通过转折镜将水平干涉光转为垂直向下照射的光，并通过第二平台的通孔向下照射于被检光学元件的镜头上。升降装置根据干涉检测时离焦量来调整第二平台距离第一平台的位置，从而调整干涉腔腔长。

请参阅图1，示出了本发明光学检测平台一个具体实施例的结构图。其中，第一平台为减振平台1，优选的，减振平台1采用花岗岩制成，减振平台1放置在减振装置上能够实现振动隔绝。

固定装置为由两块立柱2和一块顶梁3构成的龙门框架模块，顶梁3通过螺栓固定在两块立柱2上，形成龙门结构，使得该结构具有非常好的结构刚性和高谐振频率。其中，两块立柱2的下端面固定在减振平台1上。第二平台为中心带有通孔的滑台4。

配重装置5、四个滑台升降导轨6、3个光栅尺7和升降精密调整机构8构成升降模块。其中每个立柱2的内侧各对称设置有两个滑台升降导轨6，滑台2通过滑轮组分别与四个滑台升降导轨6连接。3个光栅尺7与四个滑台升降导轨6的任意3个位置相邻，用于实时监测滑块的位置变化，从而计算出滑台2的姿态变化(以防滑台4产生倾斜)和位置变化。升降精密调整机构8实时获取光栅尺7的位置信号，并进行计算，根据计算结果控制配重装置5的位移。

配重装置5由四组配重器、四个配重滑块、四个配重导轨及钢索组成。四组配重导轨在分别对称安装于两个立柱2的外侧，四个配重器通过滑块分别与配重导轨连接，每个滑块均可通过钳制器固定在配重导轨上。顶梁3上分别设置有四个上下贯通的通孔，通孔内分别设置有滑轮组。每个配重器分别与对应的钢索一端连接，钢索的另一端穿过顶梁3通孔内的滑轮组，与滑台4连接。钢索通过四个滑轮组实现立柱内测与外侧的贯通。升降精密调整机构8通过控制配重装置5的升降，来调整滑台4的升降。配重器由金属容器及配重构成，配重放置于所述金属容器内。由于花岗岩具有良好的刚性和低热膨胀系数，因此本发明中的滑台2、龙门框架模块、减振平台1均为花岗岩材质。

高稳定度立式光学检测平台具备镜面向上和镜面向下两种检测能力。当对镜面向上的光学元件进行检测时，干涉仪安装在滑台4上，被测光学元件及其调整结构安装在花岗岩减振平台1上，通过升降模块调整滑台4的上下位置实现干涉腔腔长的调整。

当对镜面向下的光学元件进行检测时，干涉仪安装在花岗岩减振平台1上，通过一个光转折镜将水平光束转为竖直光束，被测光学元件4及其调整机构安装在花岗岩滑台上，通过调整花岗岩滑台的上下位置实现干涉腔腔长的调整。具体地，第一步：将干涉仪1、光转折镜2和被测光学元件及其调整机构安装固定在该检测平台上。第二步：根据干涉图调整滑台5的位置，使得干涉图中的条纹数小于1。第三步：操作干涉仪进行测量，获取当前位置下的离焦值，松开钳制器7，利用升降精密调整机构3调整滑台的位置，直至离焦值近乎为0。第四步：完成调整，可以进行正式测量。

对应地，本发明还公开了一种光学检测方法，具体包括以下步骤：

执行步骤S1及S2，当被检光学元件为镜面向下的结构时，将干涉装置放置于所述第一平台上，将光学元件放置于第二平台通孔的位置；此时，需要用转折镜将干涉装置的水平光转为竖直光。当被检光学元件为镜面向下的结构时，将光学元件放置于所述第一平台上，将干涉装置放置于第二平台通孔的位置。

执行步骤S3，调整所述光学元件、所述干涉装置的位置，使所述干涉装置的干涉光透过所述第二平台的通孔完全照射于所述被检光学元件的被检表面；

执行步骤S4，干涉装置进行干涉检测，获取干涉图的离焦值；

执行步骤S5，升降模块根据所述离焦值控制所述第二平台靠近或远离所述第一平台，直到所述离焦值为0。具体地，。所述升降模块根据所述离焦值，计算所述第二平台应移动距离；所述升降模块根据干涉图控制所述配重装置向下或向上移动，调整第二平台的位置，使得干涉图中的条纹数小于1。所述升降精密调整机构实时接收所述光栅尺测量的所述第二平台位移，当达到所述应移动距离时，控制所述配重装置停止移动。

执行步骤S6，干涉装置对所述被检光学元件进行检测。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学检测平台，其特征在于，包括第一平台、第二平台、固定装置、升降模块；

所述第一平台，用于放置被检光学元件或干涉装置；

所述第二平台，用于放置干涉装置或光学元件，所述第二平台中心位置设置有通孔；

所述升降模块，用于控制第二平台靠近或远离所述第一平台；

所述第一平台设置于底面，所述第二平台平行设置于所述第一平台的上方；所述固定装置一端固定于所述第一平台上，另一端与所述升降模块连接；所述升降模块带动所述第二平台升降，使所述第二平台靠近或远离所述第一平台，以调整干涉腔腔长。

2.如权利要求1所述的光学检测平台，其特征在于，所述固定装置为龙门框架模块，所述龙门框架模块包括至少两个立柱和至少一个顶梁，所述立柱和所述顶梁组成龙门结构，所述立柱垂直于所述第一平台，且所述立柱的下端面固定于所述第一平台上。

3.如权利要求2所述的光学检测平台，其特征在于，所述升降模块包括配重装置、滑台升降导轨、光栅尺和升降精密调整机构；

所述滑台升降导轨与所述滑台通过滑块连接，用于所述滑台上下运动；

所述光栅尺，用于检测所述滑台沿所述滑台升降导轨的位移；

所述升降精密调整机构，用于调整所述滑台的位移，以调整干涉腔腔长，

所述配重装置与所述第二平台连接，所述滑台升降导轨及所述光栅尺平行固定于所述立柱的内侧，所述升降精密调整机构根据所述光栅尺的信号控制所述配重装置的位移，从而控制所述第二平台的位移。

4.如权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，所述升降模块包括至少4个配重装置、至少4个滑台升降导轨、至少3个光栅尺。

5.如权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，所述配重装置包括配重器、滑轮组、配重导轨和钢索；

所述配重导轨设置于所述立柱外侧，所述配重器通过滑块与所述配重导轨连接。

6.如权利要求5所述的光学检测平台，其特征在于，所述的光学检测平台还包括钳制器，所述滑块通过所述钳制器固定在所述配重导轨上。

7.如权利要求5所述的光学检测平台，其特征在于，所述顶梁上设置有包含滑轮组的通孔，所述配重器与所述钢索一端连接，所述钢索的另一端穿过所述顶梁通孔内的滑轮组，与所述第二平台连接。

8.如权利要求5所述的光学检测平台，其特征在于，所述的光学检测平台还包括光转折镜，所述光转折镜用于将所述干涉装置的水平光转化为竖直光。

9.根据权利要求1～8任一权利要求所述的光学检测平台进行的光学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将被检光学元件或干涉装置放置于所述第一平台上；

步骤S2、将所述干涉装置或所述光学元件放置于第二平台通孔的位置；

步骤S3、调整所述光学元件、所述干涉装置的位置，使所述干涉装置的干涉光透过所述第二平台的通孔完全照射于所述被检光学元件的被检表面；

步骤S4、所述干涉装置进行干涉检测，获取干涉图的离焦值；

步骤S5、升降模块根据所述离焦值控制所述第二平台靠近或远离所述第一平台，直到所述离焦值为0；

步骤S6、所述干涉装置对所述被检光学元件进行检测。

10.如权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：

S51、所述升降模块根据所述离焦值，计算所述第二平台应移动距离；

S52、所述升降模块控制所述配重装置向下或向上移动，从而带动所述第二平台向上或向下移动；

S53、所述升降精密调整机构实时接收所述光栅尺测量的所述第二平台位移，当达到所述应移动距离时，控制所述配重装置停止移动。