CN114114860B - 焦点探测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种焦点探测装置及方法，成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元，通过沿光轴方向平移所述探测单元中的第一聚焦透镜或针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，并通过标尺记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置，根据探测器获取透过所述针孔光阑的光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系，进而获取被测工件的离焦位置。本发明提供的焦点探测装置，对于不同反射率的被测工件都能够准确判断其离焦位置，具有较强的工艺适应性。
Description
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种共聚焦焦点探测装置及方法。
背景技术
在半导体制造技术领域，经光刻机曝光后的硅片标记，需要散射测量设备进行特征尺寸(CD)和套刻误差(Overlay)的测量，以将硅片面精确调整到物镜的景深范围内，在散射测量设备中，调焦传感器(Focusing and leveling system，FLS)用于测量视场范围内硅片面待测标记的垂向高度，即调焦测量，以确保测量视场范围内的硅片位于测量光路的最佳焦面位置。调焦测量结果用于对基底台进行伺服控制，将基底表面精确的移动到指定的位置。
垂向位置测量主要采用基于光电探测方案的非接触式测量，建立被测工件不同垂向高度与探测器接收功率之间的关系，在光路布局上，有三角测量技术、同轴测量技术等。共聚焦焦点探测技术属于同轴测量技术，传统的共聚焦焦点探测技术方案，照明针孔和像方针孔位置不动，系统标定完成后，形成一条探测功率与离焦量之间的关系曲线，每一次测量根据功率来判断离焦量，这种方案的缺点是，若每次被测物的反射率不同，则会对最佳焦点位置判断错误，且该方案也解决不了由于波长不同、工艺不同或者常见物镜或工件台漂移造成的焦平面漂移，及被测物由于工艺问题导致其表面反射率不均匀带来的焦点探测问题，因此需要提出一种工艺适应性强的焦点探测方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦点探测装置及方法，以解决被测物工艺适应性的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种焦点探测装置及方法，包括：
照明单元，产生照明光束；
成像单元，将所述照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束；
探测单元，包括第一聚焦透镜、针孔光阑、标尺及探测器，所述第一聚焦透镜用于聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过所述针孔光阑被所述探测器探测，所述标尺用于记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置；通过改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑沿光轴方向的相对位置，获取透过所述针孔光阑的光功率，并根据所述光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系，进而获取被测工件的离焦位置。
可选的，所述成像单元沿光传播方向依次包括第一分光棱镜、第二分光棱镜和成像物镜；所述探测单元还包括调焦组件，所述调焦组件设置在所述第二分光棱镜与所述第一聚焦透镜之间。
可选的，所述调焦组件沿光传播方向依次包括第三分光棱镜、1/4波片、第二聚焦透镜及可轴向调整的反射镜。
可选的，所述反射镜的轴向调整量L2为：
其中，f1为成像物镜的焦距，f2为第二聚焦透镜的焦距，L1为由于波长改变导致的物方焦平面的偏移距离。
可选的，所述照明单元包括光源、照明准直透镜及设置在所述光源和所述照明准直透镜之间的光调制组件。
可选的，所述光调制组件沿光传播方向依次包括第三聚焦透镜、全内反棱镜及空间光调制器。
可选的，所述探测单元还包括驱动组件，用于驱动所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑沿光轴方向平移。
本发明还提供一种焦点探测方法，采用如上任一项所述的焦点探测装置，包括：
成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元，
第一聚焦透镜聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过针孔光阑被探测器探测；
沿光轴方向平移所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，并通过标尺读数记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置；以及
所述探测器获取通过所述针孔光阑的光功率，并根据所述光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系。
可选的，改变所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的相对位置包括：
所述第一聚焦透镜静止，沿光轴方向平移所述针孔光阑，通过所述标尺记录所述针孔光阑的平移位置；或者，
将所述针孔光阑设置在所述第一聚焦透镜的名义焦平面处后静止，沿光轴方向平移所述第一聚焦透镜，通过所述标尺记录所述第一聚焦透镜的平移位置。
可选的，第一聚焦透镜聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过针孔光阑被探测器探测，包括：通过调焦组件调整由于焦平面改变引起的调焦光束聚焦位置与所述针孔光阑的相对位置关系。
可选的，所述成像单元将照明光束会聚至被测工件之前，所述照明光束通过光调制组件进行调制。
综上，本发明提供一种焦点探测装置及方法，成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元，通过沿光轴方向平移所述探测单元中的第一聚焦透镜或针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，并通过标尺记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置，根据探测器获取透过所述针孔光阑的光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系，进而获取被测工件的离焦量。本发明提供的焦点探测装置，对于不同反射率的被测工件都能够准确判断其离焦位置，具有较强的工艺适应性。
进一步的，本发明通过探测单元中设置零平面调整组件，调整焦点探测装置的零平面，以解决了由于波长不同、工艺不同或者常见物镜或工件台漂移造成的焦平面漂移；
另外，本发明通过在照明单元设置光调制组件，解决了被测工件由于工艺问题导致表面反射率不均匀的问题。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的焦点探测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的探测器探测的光功率与针孔光阑平移位置随时间的变化曲线；
图3为被测工件的离焦量与标尺读数的关系曲线；
图4为本发明实施例二提供的焦点探测装置的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的焦点探测装置的结构示意图；
图6为本发明实施例三提供的焦点探测装置中一调焦组件的结构示意图；
图7为本发明实施例四提供的光调制组件的结构示意图；
图8为本发明实施例四提供一被测工件的剖面结构示意图；
图9为本发明实施例四中相机拍摄到均匀照明光斑所采取的补偿思路；
图10为本发明实施例四提供的另一光调制组件结构示意图；
其中，附图标记为：
1-光源；2-照明光束；3-照明准直透镜；4-第一分光棱镜；5-第二分光棱镜；6-成像物镜；7-被测工件；8-测量光束；9-调焦光束；10-调焦组件；11-第一聚焦透镜；12-针孔光阑；13-探测器；14-标尺；15-移动导轨；16-第三分光棱镜；17-1/4波片；18-第二聚焦透镜；19-反射镜；101、103-中继透镜；102-中间焦面；71-反射率图样；72-补偿光斑；73-补偿图样；801-光束；802-第三聚焦透镜；803-全内反棱镜；804-空间光调制器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的焦点探测装置及方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局
限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在说明书中的术语“第一”、“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
实施例一
图1为本实施例提供的焦点探测装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的焦点探测装置，包括：照明单元，用于产生照明光束2以对被测工件7进行照明；成像单元，用于将所述将照明光束2会聚至被测工件7并产生调焦光束9进入所述探测单元；所述探测单元包括第一聚焦透镜11、针孔光阑12、标尺14及探测器13，所述第一聚焦透镜11用于将所述调焦光束9聚焦在所述针孔光阑12，所述探测器13用于探测透过所述针孔光阑12的调焦光束9的光功率，所述第一聚焦透镜11和所述针孔光阑12均可沿光轴方向平移调节，所述标尺14用于记录所述第一聚焦透镜11和/或所述针孔光阑12的平移位置。
其中，所述照明单元包括光源1和照明准直透镜3，所述光源1可为激光或白光光源，例如可以包括氙灯、LED、汞灯或卤素灯中的任一种，所述光源1产生的照明光束具有一定发散角。所述照明准直透镜3包括准直透镜，滤波装置和偏振调制装置等，用于对波长，照明方式等进行调制，以提高装置的工艺适应性和信噪比。
所述成像单元包括第一分光棱镜4、第二分光棱镜5和成像物镜6，所述第一分光棱镜4和所述第二分光棱镜5可以是不同分光比的非偏振分光棱镜，也可以是偏振分光棱镜。所述成像物镜6将照明光束2投影至被测工件7的表面及收集被测工件反射的照明光束。所述成像物镜6与被测工件7之间可以为空气，也可以添加浸没液，如水、油等。所述被测工件7的表面可以为平面，或者所述被测工件7的表面凹凸不平，所述被测工件7的表面也可以为含有工艺结构。
所述探测单元沿光传播的方向依次包括第一聚焦透镜11、针孔光阑12、标尺14及探测器13。所述针孔光阑12连接有高频调制器(图中未示出)，所述针孔光阑12的中心在光轴上，所述第一聚焦透镜11可以为一个透镜，也可以是一聚焦透镜组，包括若干个透镜。所述第一聚焦透镜11和所述针孔光阑12均可沿光轴方向平移调节。所述标尺14可以为光栅尺，用于记录所述第一聚焦透镜11和所述针孔光阑12的位置。所述探测器13可为光电二极管，例如可以为图像传感器(CCD或CMOS)，所述探测器13也可连接有中继透镜或者光纤。
本实施例中所述探测单元还包括驱动组件，用于驱动所述第一聚焦透镜11或所述针孔光阑12沿光轴方向平移。例如所述第一聚焦透镜11和/或所述针孔光阑12设置在一移动导轨15上，所述驱动组件通过驱动所述移动导轨15平移所述第一聚焦透镜11或所述针孔光阑12。
具体的，所述光源1产生照明光束2并通过所述照明准直透镜3进入所述成像单元；所述照明光束2经过所述第一分光棱镜4和所述第二分光棱镜5进入所述成像物镜6，经由所述被测工件7反射或散射后，再次被所述成像物镜6收集，由所述第二分光棱镜5分离出测量光束8和调焦光束9，所述测量光束8进入测量单元(图中未示出)，对被测工件7上表面进行成像并做相关图像处理，计算出被测工件7上表面标记的CD和Overlay。所述调焦光束9经所述第一聚焦透镜11聚焦后，由所述针孔光阑12截光后进入所述探测器13。当所述被测工件7由名义焦平面离焦后，探测端的焦平面位置会改变，入射在所述针孔光阑12平面上的光斑会改变，因此被所述针孔光阑12截取并被所述探测器13探测到的光功率会变小，即形成一条所述探测器13探测到的光功率随所述被测工件7的离焦量变化的光强曲线，根据上述光强曲线，可根据所述探测器13探测的光功率计算所述被测工件7的离焦量，进而实现所述被测工件7的焦点探测。
本实施例提供的共聚焦焦点探测方法，包括：成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元；沿光轴方向平移所述探测单元中的第一聚焦透镜或针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，通过标尺读数记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置；以及所述探测单元的探测器获取透过所述针孔光阑的光功率，并根据所述光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系。
对于共聚焦显微探测，每一个被测工件都存在一条离焦量与探测的光功率之间的关系曲线，并且存在唯一峰值。若高频改变针孔光阑与第一聚焦透镜的相对位置关系，每一个离焦量都会有一个光功率峰值，记录峰值出现时针孔光阑或第一聚焦透镜在标尺上的读数，则会得到一条离焦量与标尺读数之间的关系曲线，当更换被测工件时，只要根据该被测工件在像方的光功率峰值出现时针孔光阑或第一聚焦透镜在标尺上的读数，即可判断当前的被测工件的离焦量。被测工件的表面凹凸不平或有工艺结构(被测标记)时，被测工件的表面每一个点都存在一条离焦量与探测的光功率之间的关系曲线，并且存在唯一峰值。若高频改变针孔光阑与第一聚焦镜的相对位置关系，每一个离焦位置都会有一个功率峰值，记录峰值出现时针孔光阑或第一聚焦透镜在标尺上的读数，则会形成一条离焦位置与光栅尺读数之间的曲线，对被测工件进行水平扫描时，只要根据标尺的读数，即可判断当前的被测点的垂向高度，进而可测出被测工件表面形貌。
如图1所示，本实施例中通过沿光轴方向平移所述针孔光阑12来改变所述第一聚焦透镜11和所述针孔光阑12的相对位置。具体的，所述沿光轴方向平移所述针孔光阑12，所述第一聚焦透镜11保持静止，标尺14记录所述针孔光阑12的平移位置，物方零平面(被测工件7在成像物镜的焦点位置的离焦量为0)对应一标尺14读数，当物方离焦(被测工件7在离焦位置)时，随着所述针孔光阑12的高频往复运动，每一个离焦位置都对应一个峰值，记录此时峰值对应的标尺14读数，这样就会形成一条物方离焦量与标尺14读数之间的关系曲线。
具体的，在matlab中搭建放大倍率M＝10的仿真模型，图2中(a)所示为所述针孔光阑11的平移位置(标尺读数)随时间的变化曲线，作为仿真输入；物方不离焦时，所述针孔光阑11截取的光功率(归一化后)随时间变化如图2中(b)所示，从图中虚线可看出，所述针孔光阑11截取到光功率峰值时对应的所述针孔光阑11的平移位置刚好为零；而图2中(c)所示为物方离焦ΔL＝2μm时所述针孔光阑截取的光功率(归一化后)随时间的变化曲线，考虑到照明和成像的共同作用，则像方离焦ΔI＝2*ΔL*M^2＝0.4mm，如图2中(c)中实线所示，所述针孔光阑11截取到光功率峰值时对应的针孔光阑的平移位置刚好为0.4mm，这样就会形成物方离焦量与针孔光阑平移位置的关系曲线，进而建立物方离焦量与标尺读数之间的函数关系，如图3所示。通过上述函数关系即可以得到成像单元中成像物镜的焦点位置，在更新被测工件时，不需要考虑被测工件反射率的不同，只要根据针孔光阑的平移位置(标尺读数)，即可判断当前的被测工件的离焦量，进而对成像单元或被测工件进行相应调节，以进行后续的成像或测量操作。
本实施例通过沿光轴方向平移针孔光阑，改变所述针孔光阑与所述第一聚焦透镜之间的相对位置，建立被测工件离焦量与像方标尺读数之间的函数关系，通过标尺读数来判断被测工件的离焦位置，该焦点探测方法不受被测工件反射率的影响，提高了焦点探测的工艺适应性。本发明解决了在共聚焦焦点探测方案中由于被测物反射率不同造成的焦平面判断错误，保证测量视场范围内的被测工件位于测量光路的最佳焦面位置，提高了测量系统的工艺适应性，提高CD和Overlay的测量精度。
实施例二
本实施例提供一种焦点探测方法，如图4所示，本实施例通过沿光轴方向平移所述第一聚焦透镜11来改变所述第一聚焦透镜11和所述针孔光阑12的相对位置。具体的，将所述针孔光阑12放置在所述第一聚焦透镜11的名义焦平面处后静止，驱动组件通过电控或磁控等方法改变所述第一聚焦透镜11的位置，使所述第一聚焦透镜11的焦平面发生改变，所述针孔光阑12对所述第一聚焦透镜11的焦平面位置进行高频调制，则所述第一聚焦透镜11的焦平面会随之变化，通过所述针孔光阑11进入所述探测器13的光功率也会随之变化，物方不同离焦情况，对应的曲线都会有一个光功率峰值，记录该位置对应的标尺读数，这样就可以建立物方离焦量与标尺读数之间的函数关系。
实施例三
本实施例提供一种焦点探测装置及方法，在散射测量设备中，不同被测工件或者被测标记可能需要不同的照明方式或者波长，这种情况就需要测量单元与焦点探测装置使用不同的光源(而且这种情况占大多数)，由于不同波长下成像单元的焦平面位置不同，为了使焦点探测装置在不同波长下均能准确的捕捉焦平面，在焦点探测装置的探测单元设置调焦组件，另外，由于被测工件垂向高度是通过调焦传感器测量的，一段时间后，由于外界因素(振动，温压，重力等)，调焦光路和测量光路的焦平面可能就不共面了，因此设置调焦组件，在不同波长下能准确的捕捉焦平面的同时还可以解决长时间焦点漂移的问题。如图5所示，所述调焦组件10设置为零平面调整组件，所述零平面调整组件包括第三分光棱镜16、1/4波片17、第二聚焦透镜18及可轴向调整的反射镜19。所述第三分光棱镜例如为偏振分光棱镜，所述反射镜19在电机的带动下能够轴向移动，可以调整由于焦平面改变引起的调焦光束聚焦位置与针孔光阑12的相对位置关系，例如：成像物镜6的焦距f1，第二聚焦透镜18的焦距f2，当由于波长改变导致的物方焦平面偏移距离为L1，则反射镜19的轴向调整量L2为：
通过调整反射镜19，可以调整焦点探测装置的零平面，提高了测量的工艺适应性。
零平面调整可以有多种方式，所述调焦组件10设置在所述第二分光棱镜5和所述第一聚焦透镜11之间，例如可以为放大倍率大于1或小于1的中继透镜组，也可以包含有偏振片、滤波片或衰减片等。如图6所示，所述调焦组件10包括中继透镜101、103，调整中继透镜101的轴向位置，改变中间焦面102的位置，进而调整了调焦光束聚焦位置与针孔光阑12的相对位置关系。
实施例四
在焦点探测装置应用过程中，当被测工件的表面有微结构时(比如光栅)，如图8所示，由于衍射作用，不同位置反射率不同，影响探测端功率探测，进而影响对焦平面的判断，因此，本实施例在实施例一的基础上，提出一种可以解决这种反射率差异的方案，具体的，在实施例一的基础上，将光源发出的光先经光调制组件调制后再进入之后的光路，部分装置如图7所示，所述光调制组件包括第三聚焦透镜802、全内反棱镜803及空间光调制器804，所述空间光调制器804例如为数字微反射镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)，光源发出的光束801经第三聚焦透镜802聚焦后进入全内反棱镜803，照明在DMD 804上，DMD上可以设置不同的图像，再次经全内反棱镜803透射，经照明准直透镜3准直后，进入第一分光棱镜4，后面与图6相同。测量光束8进入测量光路被相机(图中未示出)接收，相机可以拍摄到被测工件7表面的图样。相机拍摄到被测工件表面照明情况并调整DMD像素亮暗使得相机最终拍摄到均匀照明光斑，补偿思路如图9所示，当DMD全关时，相机拍摄到被测工件的表面照明情况(对比度)，获得反射率图样71，接着，反推DMD像素亮暗，获得补偿光斑72，结合反射率图样71，最终获得均匀的补偿图样73。
在本发明其他实施例中，上述方案中的空间光调制器也可以为液晶(LiquidCrystal On Silicon，LCOS)器件，所述全内反棱镜可以为偏振分光棱镜(PolarizationBeam Splitter，PBS)，光调制组件的工作原理如图10所示。
综上所述，本发明提供一种焦点探测装置及方法，成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元，通过沿光轴方向平移所述探测单元中的第一聚焦透镜或针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，并通过标尺记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置，根据探测器获取透过所述针孔光阑的光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系，进而获取被测工件的离焦量。本发明提供的焦点探测装置，对于不同反射率的被测工件都能够准确判断其离焦位置，具有较强的工艺适应性。进一步的，本发明通过探测单元中设置零平面调整组件，调整焦点探测装置的零平面，以解决了由于波长不同、工艺不同或者常见物镜或工件台漂移造成的焦平面漂移；另外，本发明通过在照明单元设置光调制组件，解决了被测工件由于工艺问题导致表面反射率不均匀的问题。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于结构实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (8)
1.一种焦点探测装置，其特征在于，包括：
照明单元，产生照明光束；
成像单元，将所述照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束和测量光束；
探测单元，包括第一聚焦透镜、针孔光阑、标尺及探测器，所述第一聚焦透镜用于聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过所述针孔光阑被所述探测器探测，所述标尺用于记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置；
所述照明单元包括光源、照明准直透镜及设置在所述光源和所述照明准直透镜之间的光调制组件，所述光调制组件沿光传播方向依次包括第三聚焦透镜、全内反棱镜及空间光调制器；
所述测量光束进入测量光路被相机接收，所述相机拍摄到所述被测工件表面照明情况并调整所述空间光调制器像素亮暗使得所述相机最终拍摄得到均匀照明光斑；当所述空间光调制器全关时，所述相机拍摄到所述被测工件的表面照明情况，获得反射率图样，通过反推所述空间光调制器像素亮暗，获得补偿光斑，并结合所述反射率图样，获得均匀的补偿图像。
2.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述成像单元沿光传播方向依次包括第一分光棱镜、第二分光棱镜和成像物镜；所述探测单元还包括调焦组件，所述调焦组件设置在所述第二分光棱镜与所述第一聚焦透镜之间。
3.根据权利要求2所述的焦点探测装置，其特征在于，所述调焦组件沿光传播方向依次包括第三分光棱镜、1/4波片、第二聚焦透镜及可轴向调整的反射镜。
4.根据权利要求3所述的焦点探测装置，其特征在于，所述反射镜的轴向调整量L2为：
其中，f1为成像物镜的焦距，f2为第二聚焦透镜的焦距，L1为由于波长改变导致的物方焦平面的偏移距离。
5.根据权利要求1所述的焦点探测装置，其特征在于，所述探测单元还包括驱动组件，用于驱动所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑沿光轴方向平移。
6.一种焦点探测方法，其特征在于，包括：
成像单元将照明光束会聚至被测工件并产生调焦光束进入探测单元以及产生测量光束进入测量光路，
第一聚焦透镜聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过针孔光阑被探测器探测；
沿光轴方向平移所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑，以改变所述第一聚焦透镜和所述针孔光阑的相对位置，并通过标尺读数记录所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的平移位置；以及
所述探测器获取通过所述针孔光阑的光功率，并根据所述光功率建立被测工件的离焦量与所述标尺的读数的函数关系；
所述成像单元将照明光束会聚至被测工件之前，所述照明光束通过光调制组件进行调制，所述光调制组件沿光传播方向依次包括第三聚焦透镜、全内反棱镜及空间光调制器，所述测量光束进入测量光路被相机接收，所述相机拍摄到所述被测工件表面照明情况并调整所述空间光调制器像素亮暗使得所述相机最终拍摄得到均匀照明光斑；当所述空间光调制器全关时，所述相机拍摄到所述被测工件的表面照明情况，获得反射率图样，通过反推所述空间光调制器像素亮暗，获得补偿光斑，并结合所述反射率图样，获得均匀的补偿图像。
7.根据权利要求6所述的焦点探测方法，其特征在于，改变所述第一聚焦透镜或所述针孔光阑的相对位置包括：
所述第一聚焦透镜静止，沿光轴方向平移所述针孔光阑，通过所述标尺记录所述针孔光阑的平移位置；
或者，
将所述针孔光阑设置在所述第一聚焦透镜的名义焦平面处后静止，沿光轴方向平移所述第一聚焦透镜，通过所述标尺记录所述第一聚焦透镜的平移位置。
8.根据权利要求6所述的焦点探测方法，其特征在于，第一聚焦透镜聚焦所述调焦光束，以使所述调焦光束通过针孔光阑被探测器探测，包括：通过调焦组件调整由于焦平面改变引起的调焦光束聚焦位置与所述针孔光阑的相对位置关系。
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