同时检测三维表面轮廓及光学级表面粗糙度的装置及方法

摘要

本发明提出可同时检测三维表面轮廓及光学级表面粗糙度的装置及方法，系以不同架构的显微干涉仪为基础，并结合快速傅立叶转换法、Macy相位展开法与数位滤波技术。使用三种不同架构的显微干涉仪：改良型的Michelson、对称型的Linnik与不对称型的Linnik显微干涉仪、以及Mirau显微干涉仪架构，并结合傅立叶转换法与高斯滤波器，可检测微光学元件的三维表面形貌与粗糙度大小。经实验证实，在对称型Linnik显微干涉仪的系统中，具有较高的横向、纵向解析度与较低的系统量测误差，此系统针对薄膜样品的粗糙度量测结果与原子力显微镜具有一致的变化趋势。此方法具有操作简易、量测准确、非破坏性量测、高解析度与较大全域面积粗糙度检测的优点。

主权项

一种同时检测三维表面轮廓及光学级表面粗糙度的方法，其步骤包括：同调(Coherent)光源经过一空间滤波器与一准直透镜形成扩束的一道平行光，再经分光镜提供二平行光源以照射于待测物表面及参考镜面，得到该些光源干涉后的光强度分布，其中，该些光源具有一载波讯号；对该光强度分布作快速傅立叶转换至傅立叶频谱，并将+1阶载波讯号平移至中心频谱以消除其他载波讯号，再作反傅立叶转换，计算出二维不连续的相位讯号；将该二维不连续的相位讯号作展开，还原为二维的正确相位讯号；以及将该正确相位讯号转换为该待测物表面的高度变化，重建待测物三维表面轮廓资讯。