发明名称 光学测量配置及测量试样上由物镜所映射之测量位置之倾斜度之方法
摘要 本发明涉及一种光学测量配置,其具有:椭圆计(45);及一种装置,用来在试样表面上之法线和椭圆计(45)之入射光束(23)和射出光束(24)之间的角平分线(25)之间测定与修正方向之偏差;本发明亦涉及一种测量配置,其具有:反射物镜;及一种装置,用来在试样表面上之法线和反射物镜之光轴之间测定方向之偏差,此装置在反射物镜之未使用之孔径空间中具有一种偏向元件。在上述形式之光学配置中,一种方向控制光束(30)对准此试样(P);设有光学元件使方向控制光束(30)之反射光映射在平面侦测器上,此平面侦测器是与计算电路(46)相连接,此计算电路(46)之输出端存在此种用于试样桌(12)之设定命令可供使用。利用这些设定命令可使试样桌倾斜,直至平面侦测器上之反射光占有一种位置为止,在此位置时法线之方向是与角平分线(25)之方向一致。
申请公布号 TW475981 申请公布日期 2002.02.11
申请号 TW089124747 申请日期 2000.11.22
申请人 莱卡微缩系统耶拿股份有限公司 发明人 克劳斯哈勒梅尔;优阿辛泛内克;根特荷夫曼
分类号 G01B11/26;G01J1/16 主分类号 G01B11/26
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种光学测量配置,其具有:一种椭圆计(45),具有 极化光之一种入射光束(23)以角度≠90对准试样 (P)之表面上之测量位置(M)且由所反射之射出光束( 24)可推知试样之性质(特别是层厚度);一种装置,用 来在试样表面之法线与入射光束(23)和射出光束(24 )之间之角平分线(25)之间测定与修正方向之偏差, 其特征为: -方向控制光束(30)在角平分线(25)之方向中对准此 测量位置(M), -设有光学元件使方向控制光束(30)之反射光映射 在位置敏感之平面侦测器上, -平面侦测器是与计算电路(46)相连接, -在计算电路(46)之各输出端可使用各设定命令以 用于一种设定系统(47,47a)中,藉此设定系统可使试 样桌(12)(其上放置着试样(P))倾斜,直至平面侦测器 上之反射光之位置对应于一预设之位置为止,此时 试样表面之法线之方向是与角平分线(25)之方向一 致。2.如申请专利范围第1项之光学测量配置,其中 设有四象限侦测器(39)作为平面侦测器,此种由反 射光入射至每一象限之光量作为计算标准且促使 此试样桌(12)(其上放置着试样(P))倾斜直至全部4个 象限都入射相同之光量为止。3.如申请专利范围 第1或第2项之光学测量配置,其中设有一种可聚焦 之二极体雷射(33)(其波长最好是670nm)作为方向 控制光束(30)之光源,在二极体雷射(33)和试样(P)之 表面之间的光束路径中设有极化分光器(35)和配置 于其后之/4-板(36),此时方向控制光束(30)之反射 光由极化分光器(35)之分光面偏向至四象限感测器 。4.如申请专利范围第1项之光学测量配置,其具有 :一种椭圆计(45),具有极化光之一种入射光束(23)以 角度≠90对准试样(P)之表面上之测量位置(M)且 由所反射之射出光束(24)可推知试样之性质(特别 是层厚度);一种装置,用来在试样表面之法线与入 射光束(23)和射出光束(24)之间之角平分线(25)之间 测定与修正方向之偏差;一种分光计,此处一种试 样测量光束(7)经由反射物镜(11)(其具有一种未被 此试样测量光束(7)所使用之空的孔径空间)而对准 此试样(P)且此种由试样(P)反射回到此反射物镜(11) 之光束传送至光谱仪(9)以进行计算,其特征为:引 导此方向控制光束(30)所用之光学元件设置在反射 物镜(11)之未被使用之空的孔径空间中。5.如申请 专利范围第4项之光学测量配置,其中在反射物镜( 11)之未被使用之空的孔径空间中设有一种偏向镜( 38),由此使方向控制光束(30)对准此测量位置(M),此 试样测量光束(7)构成一种由反射物镜(11)开始之光 束中空锥体(40),其锥体尖端位于测量位置(M)中,且 该方向控制光束(30)在光束中空锥体(40)之内部传 送。6.一种光学测量配置,其由下述元件构成:反射 物镜(11),其具有一种中央镜(41),用来确定阴影区(41 a),此反射物镜(11)对此试样(P)上之测量位置(M)进行 照明且成像;水准仪(29),其具有:一个光学辐射源(33 ),方向控制光束(30)和位置解析用之侦测器(39),其 特征为:至少一个光学元件(38)配置在反射物镜(11) 之中央镜(41)之阴影区(41a)中且使方向控制光束(30) 沿着反射物镜(11)之光轴(32)传送而对准试样(P)之 测量位置(M);此光学元件(38)使此种由测量位置(M) 所反射之方向控制光束(30)对准该侦测器(39)。7.如 申请专利范围第6项之光学测量配置,其中须配置 此光学元件(38),使方向控制光束(30)平行于反射物 镜(11)之光轴(32)而对准且设有一种分光器(35)以便 使此种由测量位置(M)所反射之方向控制光束(30)耦 合而出且对准此侦测器(39)。8.如申请专利范围第6 项之光学测量配置,其中须配置此光学元件(38),使 此种对准该测量位置(M)且由此测量位置(M)所反射 之方向控制光束(30)大约倾斜于反射物镜(11)之光 轴(32)。9.如申请专利范围第6至8项中任一项之光 学测量配置,其中设有一种计算电路(46)以便计算 此侦测器之信号且设有一种设定系统(47,47a)以便 改变此试样(P)之倾斜度,其可调整此测量位置(M)上 之垂直线与光轴(32)之间之倾斜偏差至一指定之値 。10.一种测量该试样(P)上由物镜(11)所映射之测量 位置(M)之倾斜度之方法,其特征为以下各步骤: -藉由光源(33)产生一种方向控制光束(30), -使此方向控制光束(30)向物镜(11)之光轴(32)方向传 送,此方向控制光束(30)到达物镜(11)和测量位置(M) 之间之区域中, -使方向控制光束(30)偏向至测量位置(M)之方向中, -使方向控制光束(30)反射至测量位置(M), -使已反射之方向控制光束(30)由光轴(32)附近离开 而偏向至物镜(11)和测量位置(M)之间之区域中, -由位置解析用之侦测器(39)接收此种已反射之方 向控制光束(30), -由侦测器(39)之信号来测定此测量位置(M)上之垂 直线相对于物镜(11)之光轴(32)所形成之倾斜偏差 値。11.如申请专利范围第10项之方法,其中此方向 控制光束(30)在物镜(11)和测量位置(M)之间的区域 中平行于物镜(11)之光轴(32)而传送。12.如申请专 利范围第10项之方法,其中此方向控制光束(30)在物 镜(11)和测量位置(M)之间以相对于物镜(11)之光轴( 32)成很小之倾斜度而传送。13.如申请专利范围第 10至12项中任一项之方法,其中此物镜(11)是一种具 有中央镜(41)之反射物镜且此中央镜(41)界定一种 阴影区(41a),方向控制光束(30)偏向至反射物镜之中 央(41)之阴影区(41a)中。14.如申请专利范围第10至12 项中任一项之方法,其中 -藉由计算电路(46)来计算此侦测器(39)之信号, -须藉由此设定系统(47,47a)来调整此试样(P)之倾斜 度,以便在试样(P)之测量位置(M)上之垂直线和物镜 (11)之光轴(32)之间调整一种预定之角度。15.如申 请专利范围第13项之方法,其中 -藉由计算电路(46)来计算此侦测器(39)之信号, -须藉由此设定系统(47,47a)来调整此试样(P)之倾斜 度,以便在试样(P)之测量位置(M)上之垂直线和物镜 (11)之光轴(32)之间调整一种预定之角度。16.如申 请专利范围第10至12项中任一项之方法,其中 -藉由计算电路(46)来计算此侦测器(39)之信号, -须藉由此设定系统(47,47a)来调整此试样(P)之倾斜 度,使物镜(11)之光轴(32)垂直于测量位置(M)。17.如 申请专利范围第13项之方法,其中 -藉由计算电路(46)来计算此侦测器(39)之信号, -须藉由此设定系统(47,47a)来调整此试样(P)之倾斜 度,使物镜(11)之光轴(32)垂直于测量位置(M)。图式 简单说明: 第1图 光学测量配置之全部构造,其具有柜圆计,分 光计,水准仪及聚焦测量装置。 第2图 本发明导引此方向控制光束之第一种形式 。 第3图 反射物镜上之方向控制光束用之偏向镜配 置。 第4图 本发明导引此方向控制光束之第二种形式 。 第5图 四象限接收器之接收面上之方向中之观测 图。 第6图 该设定系统上之试样桌之承载位置。 第7图 属于水准仪之计算电路之图解。
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