发明名称 相位移干涉术之方法与系统
摘要 一种干涉术之方法包括:i)藉由将反射自复数表面之一光波前之不同部位结合,形成一光学干涉影像;ii)随着改变上述光波前特性,其引起具有不同光路径分离之复数表面对提供不同的上述干涉讯号,记录上述光学干涉影像之不同位置的一干涉讯号;iii)对于至少一上述位置转换该干涉讯号,以便于光谱座标上,对应于该等复数表面对之每一对,产生具有一峰值的一光谱;以及iv)监别对应于该等复数表面对之一被选择对的该峰值之光谱座标。
申请公布号 TWI269022 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW091135414 申请日期 2002.12.06
申请人 赛格股份有限公司 发明人 莱思礼L. 迪克
分类号 G01B9/02(2006.01);G01B11/06(2006.01);G01B11/30(2006.01) 主分类号 G01B9/02(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种相位移干涉术之方法,其包括: 藉由将反射自复数表面之一光波前之不同部位结 合,形成一光学干涉影像; 随着改变上述光波前特性,其引起具有不同光路径 分离之复数表面对提供不同的上述干涉讯号,记录 上述光学干涉影像之不同位置的一干涉讯号; 对于至少一上述位置转换该干涉讯号,以便于光谱 座标上,对应于该等复数表面对之每一对,产生具 有一峰値的一光谱;以及 监别对应于该等复数表面对之一被选择对的该峰 値之光谱座标。 2.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,更包括:对于每一位置,对应于该被选择的 表面对,取得位于该峰値之光谱座标中的该干涉讯 号之光谱相位。 3.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,随着改变上述光波前之光学频率,于该光 学干涉影像之不同位置上,记录该干涉讯号。 4.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,随着改变上述光波前之行进方向,于该光 学干涉影像之不同位置上,记录该干涉讯号。 5.如申请专利范围第4项所述之相位移干涉术之方 法,其中,改变该光学波前之行进方向包括,改变用 以产生上述光波前之一照明光源之位置。 6.如申请专利范围第4项所述之相位移干涉术之方 法,其中,改变该光学波前之行进方向包括,改变用 以产生上述光波前之一环状光源之直径。 7.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,藉由将该干涉讯号自一时域转换至一频 率域,产生上述光谱。 8.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,藉由将该干涉讯号转换成一光路径差(OPD) 范畴,产生上述光谱。 9.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,更包括:随着上述光波前之一额外部分产生,监 视来自一参考凹处之一参考相位。 10.如申请专利范围第9项所述之相位移干涉术之方 法,其中,根据上述监视的参考相位,藉由将该干涉 讯号转换成一光路径差范畴(OPD),产生该光谱。 11.如申请专利范围第10项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该光谱S对应于S(D)=|OPLT(D)|2,其中D系关 于光路径差的变数且系一OPD转换,其可以表示成 其中具有N个增加量以便改变该光波前特性,j系关 于N个增加量的下标,Ij系位于增加量j的该干涉讯 号,Wj系于增加量j之权重函数之値,DM系对应于该参 考凹处之一光路径长度,Mj系位于增加量j的该监 视参考相位,以及Mj系对应于增加量j的监视参 考相位之一增加量。 12.如申请专利范围第10项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括自该对应峰値之OPD座标,测量该 被选择表面对之间的一光路径差。 13.如申请专利范围第11项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括对于每一位置,于对应该被选择 表面对的该峰値光谱座标中,取得该干涉讯号之光 谱相位,其中取得的相位T可自T DT=arg[OPLT DT]计 算得,其中DT系该峰値之光谱座标。 14.如申请专利范围第2项所述之相位移干涉术之方 法,其中,对于每一位置取得该干涉讯号之光谱相 位包括:对于每一剩余位置转换该干涉讯号,以便 产生具有对应该被选择表面对之该峰値的一对应 光谱。 15.如申请专利范围第2项所述之相位移干涉术之方 法,其中,对于每一位置取得该干涉讯号之光谱相 位包括:关于对应于该被选择表面对之该峰値的光 谱座标,对于每一剩余位置转换该干涉讯号。 16.如申请专利范围第2项所述之相位移干涉术之方 法,其中,更包括:对于该光学干涉影像之复数位置, 根据取得的相位变化,于被选择表面对之间,于一 光路径距离中测量变化。 17.如申请专利范围第16项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据该测量变化,计算被选择表 面对之一的一表面外观。 18.如申请专利范围第16项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据该测量变化,计算被选择表 面对之间的一光学厚度外观。 19.如申请专利范围第16项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据该测量变化,计算被选择表 面对之间的一物理厚度外观。 20.如申请专利范围第16项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据该测量变化,计算被选择表 面对之间的一均质性外观。 21.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,该等复数表面包括至少一参考表面以及 一待测物之至少一表面。 22.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,记录上述干涉讯号包括:于该波前特性变 化期间,监视该光波前之强度变化,以及对于强度 变化补偿该干涉讯号。 23.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,更包括:根据该光谱中的至少某些峰値之 振幅,对于至少一被选择表面对,计算关于表面反 射率之资讯。 24.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,该被选择表面对系一高精密凹处之表面, 其具有大于70%的一反射率。 25.如申请专利范围第15项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据每一复数位置之光谱,测量 一缺陷是否存在于被选择表面对之间。 26.如申请专利范围第25项所述之相位移干涉术之 方法,其中,存在的缺陷对应一额外峰値,其位于至 少一复数位置的该光谱中。 27.如申请专利范围第25项所述之相位移干涉术之 方法,其中,被选择表面对为一光学元件之前、后 表面,且其中的缺陷包括位于该光学元件中的一空 气泡。 28.如申请专利范围第25项所述之相位移干涉术之 方法,其中,被选择表面对为一光学元件之前、后 表面,且其中的缺陷包括位于该光学元件中的一杂 质。 29.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,更包括: 监别对应于该等复数表面之一第二选择表面对的 该峰値之光谱座标。 30.如申请专利范围第29项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括: 对于每一位置,取得位于对应该第一被选择表面对 之峰値座标及未于该第二被选择表面对之峰値座 标的该干涉讯号之光谱相位。 31.如申请专利范围第30项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该被选择表面包括:一第一参考表面、 一光学元件之一第一表面及一第二参考表面,其中 该波前部位之一经由一反射,自该光学元件之至少 一内部表面被引导至该第二参考表面。 32.如申请专利范围第31项所述之相位移干涉术之 方法,其中,更包括:根据取得的相位,测量该光学元 件之内部表面相对于该光学元件之第一表面的一 角度方向。 33.如申请专利范围第31项所述之相位移干涉术之 方法,其中,至少一内部表面包括:定义一内部角度 的两内部表面,且其中该方法更包括根据取得的相 位测量该内部角度。 34.如申请专利范围第31项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该光学元件系一棱镜。 35.如申请专利范围第34项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该光学元件系一直角棱镜,其具有定义 一直角的两内部表面,且其中至少一内部表面包括 定义该直角的两内部表面,并且该光学元件之第一 表面系该直角棱镜之一正面。 36.如申请专利范围第34项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该光学元件系具有定义一直角之两表 面的一直角棱镜,其中至少一内部表面系一直角三 角形斜边面,其连接定义该直角的两表面,且该光 学元件之第一表面系定义该直角之两表面之一。 37.如申请专利范围第30项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该被选择表面包括一光学元件之复数 表面。 38.如申请专利范围第37项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该光学元件系一棱镜。 39.如申请专利范围第29项所述之相位移干涉术之 方法,其中,该被选择表面包括一光学构件之复数 表面,且其中复数表面之一为该光学构件之两元件 之间的一介面。 40.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,该被选择表面包括一光学元件之表面,且 其中自该被选择表面之一反射的该波前之部分,经 由一反射自该光学元件之一内部表面导引至该表 面。 41.如申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法,其中,该被选择表面包括一光学构件之表面,且 其中自该被选择表面之一反射的该波前之部分,经 由一反射自该光学构件之两元件之间之一介面导 引至该表面。 42.一种用以测量存在于光学元件中之缺陷的方法, 包括: 藉由将反射自复数表面之一光波前之不同部位结 合,形成一光学干涉影像,其中该等复数表面包括 该光学元件之至少一表面; 随着改变上述光波前特性,其引起具有不同光路径 分离之复数表面对提供不同的上述干涉讯号,记录 上述光学干涉影像之不同位置的一干涉讯号; 对于至少一上述位置转换该干涉讯号,以便于光谱 座标上,对应于该等复数表面对之每一对,产生具 有一峰値的一光谱;以及 根据该光谱,判断该缺陷是否存在于该光学元件中 ,其中对于至少一该等位置,该缺陷对应于光谱中 的一不规则峰値。 43.如申请专利范围第42项所述之方法,其中,该缺陷 包括位于该光学元件中的一空气泡。 44.如申请专利范围第42项所述之方法,其中,该缺陷 包括位于该光学元件中的一杂质。 45.如申请专利范围第42项所述之方法,其中,该缺陷 包括位于该光学元件之两次要元件之间的一不完 美接合区域。 46.一种光学构件组合方法,包括: 将一第一光学元件与一第二光学元件黏合,以便制 造一光学构件; 利用申请专利范围第1项所述之相位移干涉术之方 法干涉地标示出该光学构件之特征;以及 根据该干涉的特征,该第一光学元件与该第二光学 元件重新接合。 47.一种相位移干涉术之系统,包括: 一光源,包括设置用以改变产生自该光源的一光波 前特性之一调制元件; 一干涉仪,于操作期间导引该光波前之不同部位置 复数表面,且再次结合该不同部位以便形成一光学 干涉影像; 一复数单元光电感测器,随着藉由该调制元件改变 该光波前特性,其设置用以记录位于该光学干涉影 像之不同位置的一干涉讯号,其中该光波前特性变 化造成具有不同光路径分离之该等复数表面对,不 同地提供该干涉讯号;以及 一电子控制器,与该光源及该光电感测器耦接,其 中于操作该电子控制器期间:对于至少一上述位置 转换该干涉讯号,以便于光谱座标上,对应于该等 复数表面对之每一对,产生具有一峰値的一光谱; 以及监别对应于该等复数表面对之一被选择对的 该峰値之光谱座标。 48.如申请专利范围第2项所述之相位移干涉术之方 法,进一步包含依据该抽出相位中至少一部分来决 定下列至少一者: i)该待测表面之至少一者的表面外观;及 ii)该待测表面中两者之间的相对光学厚度。 图式简单说明: 第1图是一种具有许多对表面之凹处的干涉计仪器 之示意图; 第2图是具有不连续表面的干涉计凹处的示意图; 第3图是与第1图之干涉计仪器之一种波长监视器 之示意图; 第4图显示藉由四个表面凹处产生的第一阶与第二 阶频率之表格; 第5图是一图式,其显示藉由四个表面凹处产生的 第一阶与第二阶频率之振幅; 第6图显示计算藉由自位于光源盘之边缘,照射轴 上的测试点而产生的干涉之间的光路径长度(OPL) 差; 第7图显示一照明系统之实施例的概要立体图,其 藉由调制照明角度产生相位移; 第8图显示源自一高精密凹处之干涉光谱图; 第9图显示高精密边界之范例; 第10图显示一腔室实施例,其系具有缺陷的光学元 件; 第11图显示具有直角棱镜之凹处的实施例; 第12图显示具有一棱镜的凹处实施例; 第13图显示具有两个耦接光学元件之腔室的实施 例;以及 第14图显示具有一复杂光学构件之腔室的实施例 。
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