CN108603848A - 用于光学三维形貌测量的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

针对物体的表面的三维形貌测量，通过物镜将图案化照明投影于所述表面上。在所述物体与所述物镜之间进行相对移动，且由检测器通过所述物镜记录所述表面的多个图像。所述相对移动的方向包含相对于所述物镜的光轴的斜角。根据从相应位置记录的强度的变化导出所述表面上的给定位置的高度信息。此外，可将图案化照明及均匀照明交替地投影于所述表面上，同时在所述物体与所述物镜沿着所述物镜的光轴的相对移动期间记录所述表面的图像。均匀照明用于获得所述表面上的镜面结构的高度信息，图案化照明用于获得有关所述表面的其它部分的高度信息。

Description

用于光学三维形貌测量的方法及系统
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2016年2月1日申请的美国临时申请案US 62/289,889的优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式包含于本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于物体的表面的三维(3D)形貌测量的方法及系统，其中通过物镜将图案化照明投影到物体的表面上且从在物体与物镜之间的相对移动期间记录的表面的图像获得有关表面的高度信息。
背景技术
在各种制造领域中需要有关物体的表面的形貌的信息。对此类信息的需要尤其显著的领域是半导体制造，其中需要检验半导体装置以确保适当的功能。此类检验包含组成晶片上的装置的特定结构，以及将装置的组件固持在一起所需的实体，例如焊料凸块。例如，首先可使用焊料凸块阵列将从晶片切割的裸片接触到芯片的引脚。接着可通过焊料球将芯片接触到外部电路。为了质量保证，必须在焊接完成之前检验焊料凸块及焊料球相对于基板的高度。
用于3D形貌测量的若干方法在所属领域中众所周知。这些方法包括白光干涉法、共焦显微法、基于结构化照明的方法，及具有立体视觉的激光三角测量。所有这些方法皆具有其特定优点及缺点。
白光干涉法能够提供极高精确度的高度信息。表面在干涉仪中按小于一个波长的步长移动；因此，当检验半导体装置时，需要采取及处理表面的大量框架，这是由于步长必须在与表面上出现的高度变化相当的范围内延伸。
共焦显微法及基于结构化照明的方法两者皆需要相当标准的显微镜光学器件。两种方法皆较佳地适于检验典型半导体装置的尺度下的表面形貌。虽然共焦显微法相比于基于结构化照明的方法通常提供较佳的高度分辨率，但其还需要更复杂且昂贵的光学设置。
基于结构化照明的方法的基本概念是将图案(例如，光栅)投影到物体的表面上。存在两种一般方法。
对于具有低数值孔径(NA)(例如，低于0.1)的成像系统(对于所述成像系统，较长的工作距离及较大的焦点深度是可能的)，可按相对于成像光轴的角度将图案投影到表面上。此类布置类似于激光三角测量，这是由于使用线照明的条纹相移而非位置偏移来提取表面高度。此方法也被称为相移条纹投影方法。
在具有较高NA(高于0.1)的成像系统的情况下，无法轻易实施斜投影或斜成像，这是由于焦点深度及工作距离受限制。此处，代替地，通过成像光学器件将图案(例如，光栅)投影到表面上，且成像光学器件的光轴垂直于物体的表面，更精确来说垂直于通过表面的一般宏观延伸而界定的平面。由于此布置，无法从条纹相移提取高度信息。代替地，可通过在平行于光轴的方向上移动物体且沿着此方向找到投影图案的对比度最大的位置偏移而获得高度信息。
此设置与共焦显微镜之间存在类似点，但光学器件较简单，无需中继光学器件。然而，需要较高的数据速率，这是由于提取图案图像的对比度会针对每一高度位置需要三个或三个以上框架。
垂直于表面的结构化照明的此类方法的一个实例可在申请案13/309,244上发布的美国专利US 8,649,024 B2中找到。由空间光调制器(SLM)产生图案且沿着成像物镜的光轴投影到物体的表面上。沿着光轴相对于物镜移动物体，同时SLM调制投影图案且记录多个图像。表面上的特定位置处的投影图案的最大对比度得到相应位置的高度信息。
用于上文所提及的3D形貌测量的方法中的哪一者最佳地取决于特定测量应用的要求。针对半导体装置检验，一些关键要求为：通过表面的宏观延伸而界定的平面中的几μm的分辨率、沿着垂直于此平面的方向定位物体的小于1μm的重复性、沿着此垂直方向的移动的几百μm的总范围。鉴于此情形，基于结构化照明的方法似乎最适合于通过3D形貌测量进行的半导体装置检验。相关系统的配置可涵盖表面平面中的分辨率及垂直于平面的重复性两者的宽范围，且所述方法实现沿着垂直方向的相对移动的大范围。光学器件比较简单且低成本，沿着垂直方向的照明及成像的设置适合于各种各样的表面类型，包含具有显著镜面反射的表面及具有显著漫反射的表面两者。特定来说，相对于焊料凸块的检验，较大的NA在较小凸块的球形凸块顶部处产生较多数目的可用像素。
虽然上文所概述且在所引用专利US 8,649,024 B2中所示范的结构化照明的基本概念实现所需精确度及准确度，但未解决的问题是如何在按优选低成本满足不断增加的处理量要求的同时(此外以可扩展的方式)实现这些所需特性。例如，用于产生图案化照明的所引用专利US 8,649,024 B2的空间光调制器是昂贵的，而且不具有覆盖大视野的分辨率及像素计数，然而，具有覆盖大视野的分辨率及像素计数将是较高处理量所必需的。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于物体的表面的三维形貌测量的方法，其易于实施，提供沿着垂直方向的足够的平面内分辨率及重复性，且可扩展。
本发明的另外目标是提供一种用于物体的表面的三维形貌测量的系统，其为简单配置，提供沿着垂直方向的足够的平面内分辨率及重复性，且是模块化且紧凑的，从而可扩展。
关于所述方法的所述目标是通过根据技术方案1或技术方案11的方法实现。
关于所述系统的所述目标是通过根据技术方案23或技术方案33的系统实现。
在用于物体的表面的光学三维形貌测量的根据本发明的所述方法中，通过物镜将图案化照明投影到所述物体的所述表面上。在所述物体与所述物镜之间执行相对移动。此相对移动的方向包含相对于所述物镜的光轴的斜角。在所述相对移动期间所述物体的所述表面通过所述物镜的焦平面；所述物镜的所述光轴垂直于所述焦平面。在所述相对移动期间，通过所述物镜记录所述表面的多个图像。所述图案化照明的所述图案在所述物镜的所述焦平面的最佳焦点处；在平行于所述焦平面但沿着所述光轴与所述焦平面偏移的平面中，所述图案离焦。在所述表面的图像中，在所述焦平面中的所述表面的那些部分出现在所述图像中的最佳焦点处；不在所述焦平面中的所述表面的部分出现离焦。在最佳焦点处的所述表面上的图案(也在最佳焦点处成像)具有高对比度度，而离焦的所述表面上的图案(也离焦成像)在所述表面的记录图像中具有减小的对比度。所述对比度对沿着所述光轴的所述表面的部分的位置的此相依性导致在所述相对移动期间从所述物体的所述表面的这些部分记录的强度的变化。根据从所述多个图像中的相应位置记录的所述强度的所述变化导出所述物体的所述表面上的所述相应位置的高度信息。
所述表面上的位置的高度是指所述位置沿着垂直于参考平面的方向与参考平面相距的距离。通常，所述参考平面是通过所述表面的宏观延伸而界定；例如，经制造晶片在其表面上承载多个微观结构，然而，宏观上，这个表面表现为平面表面且因此界定平面。在执行所述方法时，如果所述物体被正确地对准，那么所述参考平面平行于所述物镜的所述焦平面。所述表面上的所有位置的高度给出所述表面的形貌。由于所述物镜的所述相对移动方向与所述光轴之间的斜角，所述图案化照明的所述图案相对于所述物体的所述表面的的位置在所述相对移动期间改变。这会免除对单独地调制所述图案的需要(单独地调制所述图案在结构化或图案化照明的现有技术方法中是必要的)且因此致使所述方法较易于实施。所述物体与所述物镜之间的所述相对移动在所述相对移动的过程中造成照射于待测量的所述表面上的任何特定位置上的光强度的调制。一方面，刚在上文中所论述，此调制是由于所述投影照明的所述图案与所述表面之间的所述相对移动，但重要的是，此调制含有额外贡献，所述额外贡献是由于当所述物体相对于所述物镜移动时特定位置处的所述图案的对比度改变。此又导致从所述多个图像中的所述相应位置记录的光强度的调制。根据经记录的光强度的此调制导出每个相应位置的高度。所述物体沿着所述光轴的所述相应位置(例如，表达为所述光轴上的位置，其中所述参考平面与所述光轴交叉，在此处已分别记录所述多个图像中的每一者)是在分析中用以导出所述高度信息的信息。
在尤其适合于由计算机进行的所述方法及数据分析的计算机驱动性能的有利实施例中，所述多个图像中的每一者被记录为数字图像，换句话说被记录为像素阵列。通过数字图像处理的所述图像中的每一者经偏移使得所述物体的所述表面上的给定位置针对所述多个图像中的所有图像对应于所述像素阵列中的同一像素。此偏移补偿在垂直于所述物镜的所述光轴的平面中的所述物镜与所述物体之间的位移，所述位移是由于所述物体与所述物镜之间的所述相对移动的斜角。以此方式，从所述物体的所述表面上的特定位置记录的光强度的调制由表示阵列的特定像素在所述多个图像的各种图像中采取的值监测，所述特定像素表示所述偏移后所有记录图像中的所述表面上的位置。取决于所述阵列中(即，在数字图像中)的像素数目及分辨率要求，例如通过求和或求平均值组合超过一个像素的值，且结果可被视为针对所述方法的另外过程对应于从所述物体的所述表面上的所述相应位置记录的光强度。对多个像素求平均值会降低噪声。例如，可对N×N像素阵列的值求平均值，其中例如N＝2、3、4或5。
在实施例中，通过图案掩模的非相干照明产生所述图案化照明。特定来说，所述图案掩模可为光栅。更具体来说，所述光栅可为振幅光栅或相位光栅。可使用的光栅几何结构的非限制性实例是线光栅、正弦光栅或交叉线光栅。所述光栅还可为闪耀光栅。更一般来说，所述图案掩模可具有棋盘状图案或针孔阵列，但不限于这些选项。用于产生结构化照明的所属领域中已知的任何图案也适合于根据本发明的所述方法。所述光栅优选地是机械的，例如，经蚀刻金属薄片或金属涂布式玻璃结构，如同例如玻璃上铬(Cr)。
原则上，还可考虑空间光调制器用于产生所述图案化照明。然而，图案掩模或光栅出于若干原因是优选的：光栅相比于空间光调制器可按明显较高的分辨率获得，且不受像素计数限制；此在垂直于所述光轴的所述平面中的分辨率及视野两个方面是有利的。空间光调制器的可用以及所设想的像素计数远少于照相机(例如，基于CMOS的照相机)的像素计数，所述照相机可用于根据本发明的方法记录所述物体的所述表面的数字图像。此在本文中意味着，空间光调制器将是主要限制，且因此应被避免。此外，能够产生特定最小波长(受像素计数限制)的调制的空间光调制器远比具有光栅的相邻线之间的低数个数量级的距离的光栅昂贵。
为了改进所述物体的所述表面上的经投影图案化照明的对比度，可有利地产生所述图案化照明，使得其仅含有按相等强度的0衍射阶及一个衍射阶，例如，一个1衍射阶。这可例如通过使用闪耀光栅来实现。
在上文中一般描述且关于特定实施例描述的本发明方法的步骤可有利地对多个物体并行地执行。以此方式，可增加处理量；由于所述方法比现有技术的方法更易于实施，因此此处理量增加还可轻易且以比较低的成本实现。
在用于物体的表面的光学三维形貌测量的根据本发明的方法的另外一般实施例中，通过物镜将图案化照明及均匀照明交替地投影到所述物体的所述表面上。因此，存在使用图案化照明来照明所述物体的所述表面的时间间隔，且存在使用均匀照明来照明所述物体的所述表面的时间间隔。
在所述物体与所述物镜之间执行相对移动。所述相对移动的方向包含沿着所述物镜的光轴的分量；在所述相对移动期间所述表面通过所述物镜的焦平面。所述光轴垂直于所述焦平面。在所述相对移动期间，通过所述物镜记录所述表面的多个图像。根据从所述多个图像中的相应位置记录的强度的变化导出所述物体的所述表面上的所述相应位置的高度信息。
所述表面上的位置的高度是指所述位置沿着垂直于所述参考平面的方向与参考平面相距的距离。通常，所述参考平面是通过所述表面的宏观延伸而界定；例如，经制造晶片在其表面上承载多个微观结构，然而，宏观上，这个表面表现为平面表面且因此界定平面。在执行所述方法时，如果所述物体被正确地对准，那么所述参考平面平行于所述物镜的所述焦平面。所述表面上的所有位置的高度给出所述表面的形貌。沿着所述光轴的所述物体的所述相应位置(例如，表达为所述光轴上的位置，其中所述参考平面与所述光轴交叉，此处已分别记录所述多个图像中的每一者)是在分析中用以导出所述高度信息的信息。
在所述物体与所述物镜之间的所述相对移动期间记录的所述多个图像中，一些图像是在所述均匀照明下记录且一些图像是在所述图案化照明下记录。在实施例中，在所述均匀照明下记录的所述多个图像中的图像用于导出所述表面上的镜面结构的高度信息，且在所述图案化照明下记录的所述多个图像中的图像用于导出镜面结构之间的所述表面的部分的高度信息。例如，镜面结构可为所述表面上的焊料凸块。接着，根据在均匀照明下记录的所述图像导出有关所述焊料凸块的高度信息，且根据在图案化照明下记录的所述图像导出有关所述焊料凸块之间的所述表面的高度信息。在特定实施例中，根据镜面结构(如同例如焊料凸块)的顶部部分的图像的大小导出所述镜面结构的高度信息。此大小在均匀照明下记录的所述图像之间变化，所述变化还构成在各种图像中表示顶部部分的图像中的像素的强度变化。可根据此大小变化导出所述镜面结构的所述顶部部分沿着所述物镜的所述光轴的位置，且因此可间接获得所述镜面结构的高度信息。在最佳焦点处，即，当所述镜面结构的所述顶部部分处于所述焦平面中时，所述顶部部分的所述图像的大小是最小的。作为替代例，可从所述相对移动的过程中的峰值像素强度获得镜面结构的高度信息。如果所述镜面结构的顶部处于所述物镜的所述焦平面中，那么从所述镜面结构的所述顶部记录的强度及因此还为对应于所述镜面结构的所述顶部的所述像素的所述值是最高的。
在特定实施例中，所述相对移动的所述方向平行于所述物镜的所述光轴。在这些实施例中，在数字图像的情况下，特定来说不需要所述记录图像的偏移(如上文所提及)，这是由于不存在所述物体垂直于所述物镜的所述光轴的位移。所述经记录数字图像的所述像素阵列中的给定像素将对应于无此类偏移的所述物体的所述表面上的相同位置。
在图案化照明下的所述物体的所述表面的所记录的图像中的所述图案化照明的所述图案的对比度在所述相对移动的过程中变化，这是由于其取决于所述表面的任何成像部分或所述表面上的成像位置沿着所述物镜的所述光轴具有的位置。如果所述表面的此类部分或所述表面上的位置处于所述物镜的所述焦平面中，那么对比度最佳。因此，可根据所述多个图像中的所述图案的所述对比度导出有关所述表面的部分或所述表面上的位置的高度信息。
在具有交替照明的实施例中，还可通过图案掩模的非相干照明产生所述图案化照明。特定来说，所述图案掩模可为光栅。更具体来说，所述光栅可为振幅光栅或相位光栅。可使用的光栅几何结构的非限制性实例是线光栅、正弦光栅或交叉线光栅。所述光栅还可为闪耀光栅。更一般来说，所述图案掩模可具有棋盘状图案或针孔阵列，但不限于这些选项。用于产生结构化照明的所属领域中已知的任何图案也适合于根据本发明的所述方法。所述光栅优选地是机械的，例如，经蚀刻金属薄片或金属涂布式玻璃结构，如同例如玻璃上铬(Cr)。
此外，且类似于仅具有图案化照明的实施例，为了改进所述物体的所述表面上的经投影图案化照明的对比度，可有利地产生所述图案化照明，使得其仅含有按相等强度的0衍射阶及一个衍射阶，例如，一个1衍射阶。这可例如通过使用闪耀光栅来实现。
至于仅具有图案化照明的实施例，所述方法的步骤可有利地对多个物体并行地执行。以此方式，可增加处理量；由于所述方法比现有技术的方法更易于实施，因此此处理量增加还可轻易且以比较低的成本实现。
一种用于物体的表面的光学三维形貌测量的根据本发明的系统包括图案化照明源、物镜、检测器，及用于在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件。
所述物镜经布置以将所述图案化照明引导到所述物体的所述表面，且还经布置以将所述物体的所述表面成像到所述检测器上，所述检测器又经布置及配置用于记录所述物体的所述表面的多个图像。所述检测器可例如为经配置以记录数字图像的照相机的部分。所述检测器可例如基于CMOS或CCD技术。所述用于在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件经配置使得所述相对移动的方向包含相对于所述物镜的光轴的斜角。因此足以实施能够在所述物镜与所述物体之间执行一维平移相对移动的构件。无需如现有技术中那样例如沿着用于使所述物体的所述表面成像的物镜的光轴移动所述物体，且另外无需例如通过使用空间光调制器或另外移动光栅而调制所述图案化照明。
在实施例中，所述图案化照明源包含光源及图案掩模。特定来说，所述光源可为非相干光源，例如一或多个发光二极管(LED)。
在实施例中，所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列，但不限于此情形。还可使用所属领域中已知用于产生图案化照明的其它图案。
特定来说，所述图案掩模可为光栅，更特定来说，可为振幅光栅或相位光栅。所述光栅可例如为线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。所述光栅还可为闪耀光栅。所述光栅优选地是机械的，例如，经蚀刻金属薄片或金属涂布式玻璃结构，如同例如玻璃上铬(Cr)。
在有利实施例中，光束分离器经布置使得所述图案化照明源与所述物镜之间的照明路径及所述物镜与所述检测器之间的成像路径两者皆通过所述光束分离器。特定来说，所述物镜可按衍射限制性能校正，所述校正还将所述光束分离器纳入考虑。以此方式，实现了高质量的光学设置，同时此设置为相当紧凑且简单的配置。因此，所述设置可经实现为低成本模块，且多个模块可经组合成用于对多个物体并行地执行3D形貌测量的装置。
通过将所述图案掩模及所述检测器放置于共轭平面中而获得成像误差的进一步减少且因此最终获得测量精确度的增大。
在用于物体的表面的光学三维形貌测量的系统的另外一般实施例中，所述系统包括图案化照明源及均匀照明源两者、物镜、检测器，及用于在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件。
所述物镜经布置以将所述图案化照明及所述均匀照明两者引导到所述物体的所述表面，且使所述物体的所述表面成像到所述检测器上，所述检测器又经布置及配置用于记录所述物体的所述表面的多个图像。所述检测器可例如为经配置以记录数字图像的照相机的部分。所述检测器可例如基于CMOS或CCD技术。所述用于在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件经配置使得所述相对移动的方向至少包含沿着所述物镜的光轴的分量。所述系统可经配置使得所述图案化照明源及所述均匀照明源可独立于彼此而激活。
在实施例中，所述图案化照明源包含光源及图案掩模。特定来说，所述光源可为非相干光源，例如一或多个发光二极管(LED)。
在实施例中，所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列，但不限于此情形。还可使用所属领域中已知用于产生图案化照明的其它图案。
特定来说，所述图案掩模可为光栅，更特定来说，可为振幅光栅或相位光栅。所述光栅可例如为线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。所述光栅还可为闪耀光栅。所述光栅优选地是机械的，例如，经蚀刻金属薄片或金属涂布式玻璃结构，如同例如玻璃上铬(Cr)。
在有利实施例中，光束分离器经布置使得所述物镜与所述检测器之间的成像路径以及所述图案化照明源与所述物镜之间的照明路径及所述均匀照明源与所述物镜之间的照明路径中的至少一者通过所述光束分离器。特定来说，所述图案化照明源与所述物镜之间的所述照明路径及所述均匀照明源与所述物镜之间的所述照明路径两者皆可通过所述光束分离器。所述物镜可按衍射限制性能校正，所述校正还将所述光束分离器纳入考虑。以此方式，实现了高质量的光学设置，同时此设置为相当紧凑且简单的配置。因此，所述设置可经实现为低成本模块，且多个模块可经组合成用于对多个物体并行地执行3D形貌测量的装置。
通过将所述图案掩模及所述检测器放置于共轭平面中而获得成像误差的进一步减少且因此最终获得测量精确度的增大。
在实施例中，所述物体与所述物镜之间的所述相对移动的方向平行于所述物镜的所述光轴。
根据本发明的系统一般可包含或连接到用于控制所述系统及/或执行与物体的表面的三维形貌测量相关的数据分析的一或多个计算机。特定来说，所述系统可用于且经合适地控制以执行根据本发明的方法的任何实施例。所述一或多个计算机可为任何合适已知数据处理设备(嵌入式或非嵌入式)、单处理器、多处理器(单核心、多核心)；多个计算机可并行地工作以执行所述系统的控制及/或数据分析，且可经由局部连接或经由数据网络(如同因特网)彼此连接且连接到所述系统。
附图说明
现将在结合所附示意图式进行的本发明的下列详细描述中更充分地描述本发明的性质及操作模式。
图1展示用于物体的表面的3D形貌测量的系统的实施例。
图2是物体的表面的示意性放大图。
图3是具有投影图案的物体的表面的俯视图。
图4a展示阶梯状形状的物体。
图4b展示使用根据本发明的方法从如同在图4a中的物体获得的光强度信号。
图5说明如用于根据本发明的方法及系统中的光学配置。
图6展示依据光栅的空间频率的对比度。
图7展示依据光栅节距的重复性。
图8展示结合衍射阶的光学设置。
图9展示相对于图8的设置的成像光瞳的衍射阶的位置。
图10展示结合衍射阶的光学设置。
图11展示相对于图10的设置的成像光瞳的衍射阶的位置。
图12展示用于物体的表面的3D形貌测量的系统的实施例。
图13说明当使焊料凸块成像时的光学情形。
图14展示用于图12中展示的物体的表面的3D形貌测量的系统的实施例的操作序列。
图15展示如何从图14中展示的操作序列获得高度测量。
图16展示针对小曲率的表面的像素强度与照明焦点相对于物体的位置之间的关系。
图17展示用于产生图案化照明的图案掩模的若干实例。
图18展示用于物体的表面的3D形貌测量的系统的实施例。
图19展示用于进行根据本发明的方法的光学器件模块。
图20展示用于多个物体的并行检验的系统。
具体实施方式
相同元件符号是指贯穿各种图式的类似功能的相同元件。此外，仅在图式中展示相应图式的描述所必要的元件符号。所展示实施例仅表示可如何实行本发明的实例。此不应被视为限制本发明。
图1展示用于物体2的表面21的3D形貌测量的系统1的实施例。系统1具有图案化照明源3；在所展示的实施例中，图案化照明源3具有光源31(例如，一或多个LED)、聚光器光学器件32及图案掩模33。物体2的表面21的图案化照明是通过将图案掩模33投影到表面21上而产生。更精确来说，在所展示的实施例中，来自光源31的光在通过聚光器32及图案掩模33之后到达光束分离器4，光束分离器4将光的至少一部分引导向物镜5，光通过物镜5到达物体2的表面21。接着来自表面21的光通过物镜5且到达光束分离器4，光束分离器4将来自表面21的光的部分引导到检测器61，如此处所展示，检测器61可为照相机6的部分。物镜5界定光轴51及焦平面52；光轴51垂直于焦平面52。经投影图案掩模33在焦平面52中的最佳焦点处。
经由检测器61，记录表面21的多个图像，同时在物体2与物镜5之间执行相对移动。物体2与物镜5之间的相对移动方向22包含相对于光轴51的斜角23。在相对移动期间，物体2的表面21通过物镜5的焦平面52。在系统1的此宏观视图中，焦平面52被展示为与物体2的表面21重合。位于焦平面中的表面21的部分出现在经由检测器61记录的表面21的图像中的最佳焦点处。由于相对移动方向22与光轴51之间的斜角23，图案化照明的图案相对于物体2的表面21移动；另外，随着在沿着方向22的相对移动的过程中表面21通过焦平面52，如表面的图像中所记录的图案的对比度改变。因此，从表面21上的位置记录的光强度在多个图像中的图像之间变化。根据光强度的此变化，可获得表面21上的相应位置的高度信息。为完整性起见，我们指出，可例如通过移动物体2或通过移动系统1或通过移动物体2及系统1两者实现物体2与物镜5之间的相对移动。
图2是物体2的表面21的部分的示意性放大图，其展示表面21大体上并非平坦的，而是具有如同例如隆起24的结构。本发明的3D形貌测量关注获得有关这些结构(在此处针对隆起24明确地展示)的高度25的信息的目标。隆起24的高度25被理解为沿着垂直于参考平面26的方向的相对于参考平面26的隆起24的延伸。还展示物镜5(见图1)的光轴51及相关焦平面52。如果物体2在系统1中被正确地对准，那么焦平面52平行于参考平面26，且因此，光轴51垂直于焦平面52及参考平面26两者。
图3是物体2的表面21的俯视图，其展示来源于图案化照明源3(见图1)的投影图案34。在所展示的实例中，且参考前述图，物体2相对于物镜5沿着方向22移动，使得此相对移动具有在参考平面26中的分量221。因此，图案34相对于物体2的表面21在与分量221相反的方向35上移动。此意味着，在相对移动期间，入射于表面21上的给定位置上的光强度将变化，且因此，从此位置记录的光强度将在由照相机6记录的表面21的图像之间变化。
图4a展示物体2、参考平面26，及物镜5(见图1)的光轴51；光轴51垂直于参考平面26。物体2具有部分271及272，其高度值相对于参考平面26相差量251，因此物体2具有阶梯27。在图4b中，在图解中展示如通过根据本发明的方法所获得的对应强度信号。在图解中，横坐标81对应于物体2沿着光轴51的位置，且纵坐标82对应于在相对移动期间从物体2上的位置(此处更精确来说从阶梯的位置)记录的光强度。光强度展示显著调制的两个部分273及274。假定在所展示的情况下，沿着横坐标81的增大的值对应于物体朝向物镜的移动，调制部分273起因于部分271(相比于部分272具有较大高度，较靠近物镜)通过物镜的焦平面，且调制部分274起因于部分272通过物镜的焦平面。横坐标81上的调制部分273及274的最大值的位置之间的差对应于物体2的部分271及272之间的高度差251。光强度中的高频率调制(尤其在调制部分273及274内可辨别)起因于图案以及物体与物镜之间的相对移动的组合效应。例如，如果图案是线图案，那么当图案的亮线及暗线越过图4a的物体2的阶梯27时，会产生这些高频率调制。另一方面，这些高频率调制的振幅是通过物体的表面上(此处更精确来说分别在物体2的部分271及272上)的线图案的对比度确定。如果部分271或272分别在物镜5的焦平面52中，那么对比度是最高的，且因此，高频率调制的振幅是最高的(见图1及2)。
图5展示如可用于根据本发明的方法的照明分支的光学配置。未展示如在图1中的光束分离器及照相机。图5中展示的光学配置用于论述此领域中的测量不确定性及可能改进，这是由于高度的精确测量是本发明所必需的。
展示如在图1中的光源31、聚光器32、光栅33、具有光轴51的物镜5，及物体2的表面21。物镜5包含光瞳53，光瞳53界定成像数值孔径(成像NA)54。还指示照明NA 36。
针对下列论述，我们引入笛卡尔(Cartesian)坐标，沿着光轴51的坐标z及垂直于坐标z的坐标x。
在垂直于光轴51的任何平面中，投影到平面上的光栅的图像的强度I可表达为
此处，C(z)指定依据z的强度调制的振幅，Λ是光栅节距，即，光栅33的两个相邻线之间的距离，且Φ是相移。为了测量对比度且最终确定调制部分(如同在图4b中展示的273及274)的最大值，条纹图案在x方向上偏移，此在根据本发明的方法中通过物体与物镜之间的相对移动的斜角完成，还见图3中的箭头35。在一个光栅节距的距离中进行数目M个此类条纹图案偏移，或换句话说，在所述图案由于相对移动而偏移达一个光栅节距的同时，记录M个图像。对应强度值例如是
其中m是计数条纹图案偏移，1≤m≤M。M的最大值为3，但优选地，M为4或甚至更高。条纹对比度可根据“M桶”算法评估，通过下列计算步骤描述：
例如，如果使用一维正弦光栅，那么依据z的光栅的投影图像的对比度大致按下式而改变
其中
其中NAi是照明的数值孔径36，NA是成像数值孔径54，λ是用于照明的光的波长(或平均波长)，且C0是最佳焦点处的最大条纹对比度。
误差传播理论得到条纹对比度的方差的下列表达式
其可被展示为给出
此处，<σI>是像素强度的平均噪声，且<σI>/I0是感测噪声限制情况下的检测器动态范围的倒数，及散粒噪声限制情况下的传感器的最大阱容(full well capacity)的平方根的倒数。
在峰值的64％处的焦点响应的斜率可用于估计测量重复性，给出
其中N为焦点深度中的z阶梯的数目。接着，测量重复性可表达为
其中Nt＝MN指示测量的总数目，其起因于N个z阶梯中的每一者处的M个条纹偏移，其中z阶梯是当投影图案由于物体与物镜之间的相对移动而移动达一个光栅节距时，沿着光轴51的位置改变。
开发此误差传播模型的目的在于展示光学器件参数如何影响在基础水平下的性能，因此其在忽略机械运动误差及传感器噪声的理想条件下导出。此模型表示最佳情况场景。测量重复性之前述方程式展示，可通过以下改进测量重复性：
1.较小的光栅节距(Λ)
2.较高的条纹对比度(C0)
3.较高的照明数值孔径(NAi)，其受光学器件限制
4.较高的图像动态范围的倒数，其受传感器限制
5.较大的测量数目，其受数据速率及处理量限制。
因此，较小的光栅节距及较高的光栅对比度是优选的。然而，光栅节距及条纹对比度一般是两个矛盾的要求，这是因为条纹对比度随着较小的光栅节距减小，如在图6中针对具有圆形孔径的非相干成像系统的光学转移函数所展示。在图6中，光栅节距被展示为光栅的空间频率，其按所使用的最大空间频率正规化。高空间频率意味着每单位长度的许多光栅线，且因此意味着光栅的相邻线之间的小距离，即，小光栅节距。
针对非相干照明，依据光栅节距的条纹对比度通过以下给出：
依据光栅节距的测量重复性误差是通过将这些方程式及σz之前述方程式组合而获得；在图7中描绘结果。最佳光栅节距比截止节距Λmin的两倍大点，为简明起见，其经写作：
因此，针对全NA照明及散粒噪声限制情况，测量重复性通过以下给出：
且在散粒噪声限制情况下：
此处，Ne指示成像传感器的最大阱容。此为最佳场景情况，来展示测量性能的基本限制。实际测量通常受主要来自z定位稳定性的机械噪声限制。
如从图6可见，在最佳光栅节距处(在截止频率的一半处)的投影光栅对比度约为40％，其是通过非相干成像系统的调制转移函数(MTF)给出。低对比度是在光栅投影于其上的物体平面处的衍射阶的未平衡混合的结果。此在图8及9中进一步说明。
图8展示聚光器32、光栅33、具有光轴51及光瞳53的物镜5，及物体2。还指示如投影在物体2上所出现的焦点深度28及光栅节距331。指示第0、+1及-1是指0衍射阶，以及两个一阶衍射。假定此处的光栅具有等于用于照明的光的波长除以光瞳53的数值孔径的节距。
图9展示，针对图8的设置，对于照明光瞳上的任何给定点，仅两个一阶衍射中的一者(即，+1或-1)通过光学器件，而另一者衍射到光瞳的外侧。因此，物体2的表面上的光栅33的图像由衍射阶0及+1形成，或由衍射阶0及-1形成，其通过干涉再产生光栅的图像。由于对于标准光栅，在一阶中的一者中的光的强度低于0阶中的光的强度，因此光栅的所得图像具有低对比度。
图10展示如何改进对比度。展示聚光器32、光栅33、具有光瞳53的物镜5，及物体2。还指示如出现在物体2上的焦点深度28及光栅节距331。假定此处的光栅33具有等于用于照明的光的波长除以光瞳53的数值孔径的节距。此处的光栅33是使得其产生衍射阶0及仅一个一阶衍射(此处为-1)，其中0衍射阶及单个一阶衍射具有相等的强度。此可例如使用闪耀光栅来实现。
图11展示，凭借图10的设置，通过0衍射阶及在所展示的情况下衍射阶-1的干涉形成光栅的图像。由于这两个衍射阶在图10的设置中具有相等强度，因此光栅的所得图像相较于图9中展示的情形具有改进对比度。实际上，对比度可经改进到100％，导致测量精确度的超过2倍的对应改进。图10的设置的若干变化是可能的，例如离轴孔径。
应注意，不以延长的焦点深度作为代价获得改进对比度。如在图8及10中展示，几何焦点深度(如在图8中的非相干照明及图10中展示的部分相干离轴照明两者的情况下界定为与光栅对比度已降低到最大值一半的最佳焦点的位置的距离)约为Λ/NA。例如，针对其中照明的数值孔径NAi远小于成像数值孔径NA的几乎相干照明，条纹节距可在λ/(2NA)的最小值(对应于最大空间频率)且仍具有100％的条纹对比度。其中投影光栅的对比度在实际上无限大的焦点范围内保持100％的系统将不具有对镜面反射表面的高度敏感性。
图12展示用于物体2的表面21的3D形貌测量的系统100的实施例。系统100具有图案化照明源3；在所展示的实施例中，图案化照明源3具有光源31(例如，一或多个LED)、聚光器光学器件32及图案掩模33。系统100还具有均匀照明源7；在所展示的实施例中，均匀照明源7具有光源71(例如，一或多个LED)及聚光器光学器件72。构件73(例如，光束分离器，如同半透明镜)经提供用于将来自均匀照明源7的光及来自图案化照明源3的光两者引导到光束分离器4。光束分离器4将光的至少一部分引导向物镜5，光通过物镜5到达物体2的表面21。接着，来自表面21的光通过物镜5且到达光束分离器4，光束分离器4将来自表面21的光的部分引导到检测器61，如此处所展示，检测器61可为照相机6的部分。物镜5界定光轴51及焦平面52；光轴51垂直于焦平面52。在物体2的表面21上，展示结构，其特定来说可为镜面结构且在此处具体来说为焊料凸块9。
通过交替地操作光源31及71，提供物体2的表面21的交替照明。如果操作光源71(即，使其发光)，那么物体2的表面21的照明是均匀的。如果操作光源31(即，使其发光)，那么物体2的表面21的照明是图案化的。
当在物体2与物镜5之间执行相对移动时，经由检测器61记录表面21的多个图像。当表面21经受均匀照明时记录多个图像中的一些图像，且当表面21经受图案化照明时记录多个图像中的一些图像。在此实施例中，物体2与物镜5之间的相对移动方向22平行于光轴51。在相对移动期间，物体2的表面21通过物镜5的焦平面52。在系统100的此宏观视图中，焦平面52被展示为与物体2的表面21重合。
由于在所展示的实施例中，相对移动方向22平行于物镜5的光轴51(与图1的实施例形成对比)，因此不存在投影图案相对于物体2的表面21的偏移。图12的实施例尤其以检验具有焊料凸块的表面为目标。焊料凸块通常在表面21上以阵列布局，在图12中仅展示一个代表性焊料凸块9。在其中焊料凸块之间的距离大于投影到表面上的图案(例如，光栅)的节距的焊料凸块之间的区域中，可在不需要图案相对于表面的偏移的情况下从投影图案的对比度测量焊料凸块之间的表面的高度。此意味着不需要针对沿着光轴51的物体2与物镜5之间的每一相对位置记录多个图像，所述记录在现有技术中是必要的。
在此实施例中，从在图案化照明下记录的图像确定焊料凸块9之间的表面高度，而从在均匀照明下记录的图像确定焊料凸块9的高度。
我们注意，虽然在图12中展示的实施例中，图案化照明源3及均匀照明源7各自具有光源，但此并非本发明的限制。可设想其中图案化照明源3及均匀照明源7使用共用光源的实施例。在此类情况下，合适构件经提供用于实现通过图案化及均匀照明对物体的表面的交替照明。此类构件可例如为可切换传输的过滤器，使得可交替地阻挡从光源分别到用于图案化照明源及均匀照明源的另外元件的光路径。还可通过控制相应过滤器的传输而控制来自相应照明源的光强度。或者，构件还可使得其收集来自光源的光且交替地将其分别引导到图案化照明源及均匀照明源的另外元件。
图13说明当使焊料凸块9(此处具有半径r)成像时的光学情形。结果是，由于反射式焊料凸块9的表面曲率，仅可使凸块顶部的小部分成像。对检测器可见的凸块顶部的大小取决于照明数值孔径及成像数值孔径两者。在全数值孔径(NA)照明下，对检测器可见的凸块顶部的全宽半高半径是通过D＝rNA给出。光学NA需足够大以提供足够的光学分辨率，使得可准确地测量阵列布局中的个别凸块。凸块布局通常为凸块间距对凸块直径的1:1比率，因此成像点扩散函数(PSF)需大约为凸块半径以避免邻近凸块之间的光学串扰。因此，最小NA为：
且接着，可见凸块顶部的对应最小直径为
Dmin≈λ
针对装置形貌检验，典型NA约为NA＝0.1-0.3以便具有大场大小以使整个装置成像且还实现高处理量，因此可见凸块顶部小于光学PSF，因此可被视为成像系统的点目标。在此情况下，凸块顶部自身的图像的峰值像素强度或大小可用于高度测量，这是由于其紧密遵循成像点扩散函数如何随着焦点改变。
图13展示，虽然凸块9的表面的点P仍可经受通过光瞳53的照明，但从此点P反射的光并不通过光瞳53，且因此不到达检测器61(见图12)。因此，焊料凸块9的表面的点P在通过检测器61记录的图像中是不可见的。从图13应了解，反射光的此未通过光瞳53主要由于与凸块9的表面的曲率组合的反射的镜面性质。
图14展示图12中展示的系统的操作序列，其说明通过图12中的图案化照明源3及均匀照明源7产生的交替照明。图解的横坐标展示位置z，位置z是在沿着方向22的移动期间物体2沿着物镜5的光轴51的位置(见图12)。纵坐标展示分别通过光源31及71发射的光的强度。具有棋盘状图案的正方形143代表图案化照明源3的操作(图案不限于棋盘状)，且空白正方形147代表均匀照明源7的操作。图解中从正方形指向条形图144、148的箭头指示沿着光轴的移动阶段，在其期间相应照明源在作用中。因此图案化照明源3在作用中，即，对沿着光轴51的移动的阶段(其中在图解中展示条形图144)提供照明，且均匀照明源7在作用中，即，对沿着光轴51的移动的阶段(其中在图解中展示条形图148)提供照明。
条形图144指示高于条形图148的图案化照明源3中的光源31的强度，条形图148给出均匀照明源7中的光源71的强度。此将展示，光源的强度可适应于表面21的被分别执行测量的部分的性质。对于对镜面焊料凸块的测量来说，与对焊料凸块之间的表面的测量相比，较低强度一般是足够的。
仅出于说明的目的，图15展示均匀照明下的焊料凸块及图案化照明下的焊料凸块之间的表面21的组合图像151。还展示两个图解。图解157依据z位置(即，沿着平行于光轴51的方向22(见图12)的位置)给出从焊料凸块9记录的强度。图解153依据z位置给出从焊料凸块9之间的表面21测量的对比度。图解157中展示的强度在z位置158处具有最大值，图解153中展示的对比度在z位置159处具有最大值。这些z位置158、159(其中出现相应最大值)是焊料凸块9的顶部(最大值158)及表面21(最大值159)分别通过焦平面52(见图12)的z位置。因此，这些z位置158及159之间的差155是焊料凸块9的高度。
至于进入图解153的对比度值的确定，如果投影图案是与检测器61的像素大小匹配的棋盘状图案(见图12)，那么这些可根据2×2个像素的最小值计算。还可使用较大的像素面积，即，N×N像素面积，其中N>2。选择通常将取决于凸块9之间的距离及垂直于光轴51的空间分辨率要求。较大的像素面积导致经计算的对比度的较高精确度，但显然导致垂直于光轴51的较低空间分辨率。
图16展示对于具有小曲率的表面(如同焊料凸块)的根据本发明的方法中的像素响应(例如，表示通过检测器的对应像素记录的光强度的像素的值)。在图的左侧，五个图像针对半球163与焦点165之间的不同相对位置展示经引导到焦点165(仅在两个图像中指示)、照射于半球163(焊料凸块)上的光线164。右侧图解给出纵坐标162上的像素响应，而横坐标161给出半球163与焦点165之间的相对位置。箭头指示图解中的像素响应的哪些部分对应于左侧五个图像中的哪个图像。
如可见，像素响应具有两个最大值。具有横坐标161的较小值的最大值对应于其中光线164的焦点165处于半球163的顶部处的情形，如在左侧从下方第二图像中所展示。在测量中，此情形在焊料球的顶部处于物镜5的焦平面52中(见图12)中时发生。第二最大值在光线164的焦点165与半球163的中心重合时发生，如在左侧从上方第二图像中所展示；注意，光线164实际上并不穿透到半球163中，而在其表面被反射。当执行测量时，物体2与物镜5之间的相对移动的方向已知；因此，明显了解两个峰值中的哪一者对应于焦平面52中的焊料球的顶部。另一峰值可用于测量凸块顶部表面的曲率，此又可用于校准目的以改进测量准确度。
图17展示用于产生图案化照明的图案掩模的若干实例。这些图案掩模可用于图1中展示的类型的实施例(仅具有图案化照明)及图12中展示的类型的实施例(具有交替的图案化及均匀照明)两者中。本发明不限于此处展示的图案掩模的类型。所展示的特定实例是正弦光栅(A)、棋盘状(B)、线状网格或交叉线光栅(C)及针孔阵列(D)。
图18展示用于物体2的表面21的3D形貌测量的系统200的实施例。所展示的实施例非常类似于图12中展示的系统100的实施例，其中已经论述出现在图18中的多数元件。在系统200中，光瞳掩模包含于均匀照明源7中。光瞳掩模74充当照明孔隙。照明孔隙可改进各种特征形状的图像对比度及焦点响应。还在图18中展示光瞳掩模74的可能形状的两个非限制性实例。光瞳掩模实例741是环形孔隙，光瞳掩模实例742是圆形孔隙。
图19展示光学器件模块300，其为根据本发明的系统的实施例且因此可用于进行本发明。此处展示的光学器件模块300的配置类似于图1中展示的系统1的配置；还可设想基于图12的系统100或图18的系统200的配置的光学器件模块。
图案化照明源3包含光源31、聚光器32及图案掩模33。光从图案化照明源3到达光束分离器4，光束分离器4将光的部分引导到物镜5，所述部分从物镜5到达物体2且提供物体2的表面21的图案化照明。物镜5包含光瞳53。来自表面21的光通过物镜5及光束分离器4，且接着到达照相机6中的检测器61。检测器61用于在物体2与物镜5的相对移动期间记录表面21的多个图像，如已在上文中所论述。
模块300是紧凑且简单的，因此适用于并行地检验多个物体。为了提供非常特定而非限制性的实例，物镜5可具有22mm场直径、0.2的NA，且可针对通常30nm波长带宽的LED照明而校正；这是优选的，这是由于一或多个LED通常用作光源31。NA足够大以实现次微米测量精确度且场大小可涵盖待检验的物体的大部分大小。成像侧中的光束分离器立方4将照明路径与成像路径分离，且是透镜设计的集成部分。这是远比常规成像显微镜简单且紧凑的设计，所述常规成像显微镜具有单独物镜及管透镜，且针对所述常规成像显微镜，光栅投影需要额外管透镜，这是由于照明及成像路径在物镜与管透镜之间的准直空间处分离。此设计的另一优点在于图案掩模33及检测器61位于完全共轭的平面，因此，剩余场失真被抵消且投影图案的取样混叠被消除。设计还在物体及图像侧两者上是远心的以最小化跨焦(through focus)信号失真。
图20展示用于多个物体2的并行检验的系统400。物体2通过取置装置402放置于输送机401上。输送机401将物体2携载到且通过检验模块404的布置403；在所展示的特定实例中，系统400具有三个检验模块404。每一物体2由一个检验模块404检验。每一检验模块404对其用来检验的每一物体2执行根据本发明的方法。还可设想，系统400经配置使得检验模块404的数目可变化，即，检验模块404可取决于待检验的物体2的数目及处理量要求而添加到系统400或从系统400移除。
每一检验模块404可例如为如在图19中描述的模块300，但还可为例如在图1中论述的系统1、在图12中论述的系统100或在图18中论述的系统200。一般来说，检验模块404可为在图1到19的上下文中论述的根据本发明的任何系统，以及经配置以进行根据本发明的方法的任何系统。检验模块404可使用基于图案化照明及物体与物镜之间的相对移动(其按所述相对移动的方向与物镜的光轴之间的斜角)的根据本发明的方法，或交替地采用图案化照明及均匀照明的根据本发明的方法。
在以上描述中，给出众多特定细节以提供对本发明的实施例的通透理解。然而，本发明的所说明实施例的以上描述并不希望是穷尽性或将本发明限于所揭示的精确形式。相关领域的技术人员将认识到，本发明可在无一或多个特定细节的情况下或使用其它方法、组件等来实践。在其它例子中，未详细展示或描述熟知的结构或操作以避免使本发明的方面模糊。如相关领域的技术人员将认识到，虽然出于说明性目的而在本文中描述本发明的特定实施例及实例，但各种等效修改在本发明的范围内是可能的。
鉴于以上具体实施方式，可对本发明做出这些修改。在所附权利要求书中使用的术语不应被解释为将本发明限于本说明书及权利要求书中揭示的特定实施例。而是，本发明的范围将由根据权利要求书解释的既定规则来理解的所附权利要求书确定。
元件符号列表
1 系统
2 物体
21 物体的表面
22 相对移动方向
221 相对移动分量
23 斜角
24 隆起
25 高度
251 高度差
27 阶梯
271 表面的部分
272 表面的部分
273 光强度的部分
274 光强度的部分
26 参考平面
28 焦点深度
3 图案化照明源
31 光源
32 聚光器
33 图案掩模
331 光栅节距
34 图案
35 图案相对于表面的移动方向
36 照明孔隙
4 光束分离器
5 物镜
51 光轴
52 焦平面
53 光瞳
54 成像孔隙
6 照相机
61 检测器
7 均匀照明源
71 光源
72 聚光器
73 构件(光束分离)
74 光瞳(照明孔隙)
741 环形孔隙
742 圆形孔隙
81 横坐标
82 总坐标
9 焊料球
100 系统
143 棋盘状正方形
144 条形图
147 空白正方形
148 条形图
151 组合图像
153 图解
155 高度差
157 图解
158 最大值(强度)
159 最大值(对比度)
161 横坐标
162 纵坐标
163 半球
164 光线
165 焦点
200 系统
300 模块
400 系统
401 输送机
402 取置装置
403 (检验模块的)布置
404 检验模块
A、B、C、D 图案掩模实例
Dmin 可见焊料球顶部的最小直径
P 焊料球表面上的点

Claims (44)

1.一种用于物体的表面的光学三维形貌测量的方法，所述方法包括下列步骤：
通过物镜将图案化照明投影到所述物体的所述表面上；
在所述物体与所述物镜之间执行相对移动，其中所述相对移动的方向包含相对于所述物镜的光轴的斜角，且其中在所述相对移动期间所述表面通过所述物镜的焦平面；
在所述相对移动期间通过所述物镜记录所述表面的多个图像；
根据从所述多个图像中的相应位置记录的强度的变化导出所述物体的所述表面上的所述相应位置的高度信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个图像中的每一者经记录为像素阵列，所述图像中的每一者经偏移使得所述物体的所述表面上的给定位置针对所述多个图像中的所有图像对应于所述像素阵列中的同一像素。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过图案掩模的非相干照明产生所述图案化照明。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述图案掩模是光栅。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光栅是振幅光栅或相位光栅。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述光栅是线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述光栅是闪耀光栅。
8.根据权利要求3所述的方法，其中所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列。
9.根据权利要求3所述的方法，其中对于图案化照明，仅使用起因于所述图案掩模的0衍射阶及一个衍射阶，两个衍射阶具有相同强度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中对多个物体并行地执行所述步骤。
11.一种用于物体的表面的光学三维形貌测量的方法，所述方法包括下列步骤：
通过物镜将图案化照明及均匀照明交替地投影到所述物体的所述表面上；
在所述物体与所述物镜之间执行相对移动，其中所述相对移动的方向包含沿着所述物镜的光轴的分量，且其中在所述相对移动期间所述表面通过所述物镜的焦平面；
在所述相对移动期间通过所述物镜记录所述表面的多个图像；
根据从所述多个图像中的相应位置记录的强度的变化导出所述物体的所述表面上的所述相应位置的高度信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述均匀照明下记录的所述多个图像中的图像用于导出所述表面上的镜面结构的高度信息，且在所述图案化照明下记录的所述多个图像中的图像用于导出镜面结构之间的所述表面的部分的高度信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中根据镜面结构的顶部部分的图像的大小导出所述镜面结构的高度信息。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述相对移动的所述方向平行于所述物镜的所述光轴。
15.根据权利要求11所述的方法，其中通过图案掩模的非相干照明产生所述图案化照明。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述图案掩模是光栅。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述光栅是振幅光栅或相位光栅。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述光栅是线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述光栅是闪耀光栅。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列。
21.根据权利要求15所述的方法，其中对于图案化照明，仅使用起因于所述图案掩模的0衍射阶及一个衍射阶，两个衍射阶具有相同强度。
22.根据权利要求11所述的方法，其中对多个物体并行地执行所述步骤。
23.一种用于物体的表面的光学三维形貌测量的系统，所述系统包括：
图案化照明源；
物镜，其经布置以将所述图案化照明引导到所述物体的所述表面；
检测器，其经布置及配置用于通过所述物镜记录所述物体的所述表面的多个图像；
用于沿着包含相对于所述物镜的光轴的斜角的方向在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述图案化照明源包含光源及图案掩模。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列。
26.根据权利要求24所述的系统，其中所述图案掩模是光栅。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述光栅是振幅光栅或相位光栅。
28.根据权利要求26所述的系统，其中所述光栅是线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。
29.根据权利要求26所述的系统，其中所述光栅是闪耀光栅。
30.根据权利要求23所述的系统，其中光束分离器经布置使得所述图案化照明源与所述物镜之间的照明路径及所述物镜与所述检测器之间的成像路径两者皆通过所述光束分离器。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述物镜按衍射限制性能校正，所述校正还将所述光束分离器纳入考虑。
32.根据权利要求24所述的系统，其中所述图案掩模及所述检测器处于共轭平面中。
33.一种用于物体的表面的光学三维形貌测量的系统，所述系统包括：
图案化照明源；
均匀照明源；
物镜，其经布置以将所述图案化照明及所述均匀照明两者引导到所述物体的所述表面；
检测器，其经布置及配置用于通过所述物镜记录所述物体的所述表面的多个图像；
用于沿着至少包含沿着所述物镜的光轴的分量的方向在所述物镜与所述物体之间执行相对移动的构件。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述图案化照明源包含光源及图案掩模。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述图案掩模具有棋盘状图案或针孔阵列。
36.根据权利要求34所述的系统，其中所述图案掩模是光栅。
37.根据权利要求36所述的系统，其中所述光栅是振幅光栅或相位光栅。
38.根据权利要求36所述的系统，其中所述光栅是线光栅或正弦光栅或交叉线光栅。
39.根据权利要求36所述的系统，其中所述光栅是闪耀光栅。
40.根据权利要求33所述的系统，其中光束分离器经布置使得所述物镜与所述检测器之间的成像路径以及所述图案化照明源与所述物镜之间的照明路径及所述均匀照明源与所述物镜之间的照明路径中的至少一者通过所述光束分离器。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述图案化照明源与所述物镜之间的所述照明路径及所述均匀照明源与所述物镜之间的所述照明路径两者皆通过所述光束分离器。
42.根据权利要求40所述的系统，其中所述物镜按衍射限制性能校正，所述校正还将所述光束分离器纳入考虑。
43.根据权利要求34所述的系统，其中所述图案掩模及所述检测器处于共轭平面中。
44.根据权利要求33所述的系统，其中所述相对移动的所述方向平行于所述物镜的所述光轴。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111721231A (zh) * 2020-06-03 2020-09-29 华东师范大学 一种基于光频梳的植物生态监测系统

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6189984B2 (ja) * 2016-02-12 2017-08-30 Ckd株式会社 三次元計測装置
NL2020619B1 (en) * 2018-01-16 2019-07-25 Illumina Inc Dual optical grating slide structured illumination imaging
KR102066129B1 (ko) * 2018-09-21 2020-01-14 한양대학교 산학협력단 도트 어레이를 이용하는 3차원 정보 생성 장치 및 방법
KR102008890B1 (ko) * 2019-01-25 2019-08-08 단국대학교 산학협력단 3차원 프로파일 측정 방법
KR102260563B1 (ko) * 2019-07-02 2021-06-07 한국과학기술연구원 체커보드 패턴 기반 구조 조명 현미경 시스템
US10921721B1 (en) * 2019-09-13 2021-02-16 Applied Materials, Inc. Measurement system and grating pattern array
US11408032B2 (en) 2020-01-17 2022-08-09 Element Biosciences, Inc. Tube lens design for improved depth-of-field

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000043819A2 (en) * 1999-01-22 2000-07-27 Isis Innovation Limited Confocal microscopy apparatus and method
DE10321888A1 (de) * 2003-05-07 2004-12-02 Universität Stuttgart Messverfahren und Sensor, insbesondere zur optischen Abtastung bewegter Objekte
CN101943570A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 株式会社高永科技 三维形状测量设备
CN102057397A (zh) * 2008-06-05 2011-05-11 波士顿大学理事会 使用结构和均匀照明产生光学截面图像的系统和方法
EP2437027A2 (de) * 2010-10-03 2012-04-04 Confovis GmbH Vorrichtung und Verfahren zur dreidimensionalen optischen Abtastung einer Probe
US20120140243A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Zygo Corporation Non-contact surface characterization using modulated illumination
CN102802529A (zh) * 2009-06-16 2012-11-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于微分相衬成像的校正方法
CN102818528A (zh) * 2011-06-02 2012-12-12 先进科技新加坡有限公司 用于在增强景深的情形下检查物体的装置和方法
CN103424795A (zh) * 2013-09-03 2013-12-04 苏州大学 一种反射式分光光栅及干涉光刻系统
WO2014040800A1 (de) * 2012-09-11 2014-03-20 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Optikanordnung und lichtmikroskop
EP2840353A1 (en) * 2013-06-21 2015-02-25 3Shape A/S Scanning apparatus with patterned probe light
WO2015191339A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 3M Innovative Properties Company Optical stacks for sparkle reduction

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248876A (en) * 1992-04-21 1993-09-28 International Business Machines Corporation Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights
US5471303A (en) 1994-04-29 1995-11-28 Wyko Corporation Combination of white-light scanning and phase-shifting interferometry for surface profile measurements
JPH11211439A (ja) * 1998-01-22 1999-08-06 Takaoka Electric Mfg Co Ltd 表面形状計測装置
US6549288B1 (en) 1998-05-14 2003-04-15 Viewpoint Corp. Structured-light, triangulation-based three-dimensional digitizer
US6268923B1 (en) 1999-10-07 2001-07-31 Integral Vision, Inc. Optical method and system for measuring three-dimensional surface topography of an object having a surface contour
FI20001568A (fi) * 2000-06-30 2001-12-31 Thermo Radiometrie Oy Pinnan muotojen määrittäminen
US6724489B2 (en) * 2000-09-22 2004-04-20 Daniel Freifeld Three dimensional scanning camera
US20020145734A1 (en) 2001-02-09 2002-10-10 Cory Watkins Confocal 3D inspection system and process
US6870609B2 (en) 2001-02-09 2005-03-22 August Technology Corp. Confocal 3D inspection system and process
US6893800B2 (en) 2002-09-24 2005-05-17 Agere Systems, Inc. Substrate topography compensation at mask design: 3D OPC topography anchored
US7126699B1 (en) 2002-10-18 2006-10-24 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems and methods for multi-dimensional metrology and/or inspection of a specimen
US7286246B2 (en) * 2003-03-31 2007-10-23 Mitutoyo Corporation Method and apparatus for non-contact three-dimensional surface measurement
US7680013B2 (en) * 2005-11-29 2010-03-16 Canon Kabushiki Kaisha Optical information recording and reproducing apparatus
ATE528698T1 (de) * 2006-11-01 2011-10-15 Inphase Tech Inc Monokulare holographische datenspeichervorrichtung, system und verfahren
ES2607052T3 (es) * 2009-06-17 2017-03-29 3Shape A/S Aparato de escaneo de enfoque
EP2327956B1 (en) * 2009-11-20 2014-01-22 Mitutoyo Corporation Method and apparatus for determining the height of a number of spatial positions on a sample
WO2011138874A1 (ja) * 2010-05-07 2011-11-10 株式会社ニコン 高さ測定方法及び高さ測定装置
US10048480B2 (en) * 2011-01-07 2018-08-14 Zeta Instruments, Inc. 3D microscope including insertable components to provide multiple imaging and measurement capabilities
US9255791B2 (en) * 2012-09-28 2016-02-09 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Optically monitoring and controlling nanoscale topography
CN103292740B (zh) * 2013-05-24 2016-04-13 贵阳嘉瑜光电科技咨询中心 一种三维扫描仪测量方法及其装置
TWI489101B (zh) * 2013-12-02 2015-06-21 Ind Tech Res Inst 結合三維及二維形貌之量測方法及裝置
JP6355262B2 (ja) * 2015-03-10 2018-07-11 富士フイルム株式会社 計測システム、計測方法及び計測プログラム
JP6702669B2 (ja) * 2015-07-29 2020-06-03 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法
JP6682310B2 (ja) * 2016-03-18 2020-04-15 キヤノン株式会社 焦点検出装置および方法、および撮像装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000043819A2 (en) * 1999-01-22 2000-07-27 Isis Innovation Limited Confocal microscopy apparatus and method
DE10321888A1 (de) * 2003-05-07 2004-12-02 Universität Stuttgart Messverfahren und Sensor, insbesondere zur optischen Abtastung bewegter Objekte
CN102057397A (zh) * 2008-06-05 2011-05-11 波士顿大学理事会 使用结构和均匀照明产生光学截面图像的系统和方法
CN102802529A (zh) * 2009-06-16 2012-11-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于微分相衬成像的校正方法
CN101943570A (zh) * 2009-07-03 2011-01-12 株式会社高永科技 三维形状测量设备
EP2437027A2 (de) * 2010-10-03 2012-04-04 Confovis GmbH Vorrichtung und Verfahren zur dreidimensionalen optischen Abtastung einer Probe
US20120140243A1 (en) * 2010-12-03 2012-06-07 Zygo Corporation Non-contact surface characterization using modulated illumination
CN102818528A (zh) * 2011-06-02 2012-12-12 先进科技新加坡有限公司 用于在增强景深的情形下检查物体的装置和方法
WO2014040800A1 (de) * 2012-09-11 2014-03-20 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Optikanordnung und lichtmikroskop
US20150253559A1 (en) * 2012-09-11 2015-09-10 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Optical arrangement and light microscope
EP2840353A1 (en) * 2013-06-21 2015-02-25 3Shape A/S Scanning apparatus with patterned probe light
CN103424795A (zh) * 2013-09-03 2013-12-04 苏州大学 一种反射式分光光栅及干涉光刻系统
WO2015191339A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 3M Innovative Properties Company Optical stacks for sparkle reduction

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李绍辉: ""超精密加工高反射曲面光学非接触三维形貌测量"", 《中国博士学位论文全文数据库》 *
王荪馨主编: "《数控技术》", 31 January 2015 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111721231A (zh) * 2020-06-03 2020-09-29 华东师范大学 一种基于光频梳的植物生态监测系统
CN111721231B (zh) * 2020-06-03 2021-11-19 华东师范大学 一种基于光频梳的植物生态监测系统

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Publication number Publication date
SG10201912769PA (en) 2020-02-27
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JP6846441B2 (ja) 2021-03-24
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JP2019503499A (ja) 2019-02-07
EP3998477A1 (en) 2022-05-18
KR20180101612A (ko) 2018-09-12
EP3411695A4 (en) 2019-10-02
JP7166375B2 (ja) 2022-11-07
PT3411695T (pt) 2022-03-03
US10634487B2 (en) 2020-04-28
TWI775331B (zh) 2022-08-21
MY196634A (en) 2023-04-25
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