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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. Juni 2014 eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nummer
CN 201410264644.1 mit dem Titel „Erfassungseinrichtungen und Verfahren, die Wellenfrontbeugung einer Lochblenden-Stitchingmessung einer Oberflächenform verwenden“, welche hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingebunden ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der optischen Erfassung von Oberflächenformen und im Besonderen auf Erfassungseinrichtungen und Verfahren, die Wellenfrontbeugung einer Lochblenden-Stitchingmessung einer Oberflächenform anwenden.
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HINTERGRUND
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Ein Lochinterferometer bzw. Point-Diffraction-Interferometer (PDI) verwendet eine Standard Bezugskugelwelle, die durch Beugung durch eine Lochblende erzeugt wird, um eine Interferenzmessung zu implementieren. Das Messverfahren teilt die gemessene Oberfläche durch Verbinden von Sub-Apertur-Lochblenden in eine Vielzahl von Sub-Apertur-Lochblenden, um geprüft und dann gestitcht zu werden, was die laterale Erfassungsauflösung verbessern kann.
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Der Vorschlag des Lochinterferometers löst das Problem, die Bezugsoberfläche für eine Messung mit hoher Präzision maschinell zu bearbeiten. Sein Hauptmerkmal ist nicht die Verwendung einer traditionellen Bezugsoberfläche vom Standpunkt der Wellenoptik, wodurch die Beschränkung des maschinellen Bearbeitungsniveaus der Bezugsoberfläche der Messgenauigkeit durch Verwendung einer Beugung durch eine Lochblende eliminiert, um eine ideale Bezugskugelwelle zu erzeugen und ermöglicht eine Messung mit einer hohen Präzision im Sub-Nanometerbereich.
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1933 hat W.Linnk erstmals vorgeschlagen, eine ideale Kugelwelle zu verwenden, die durch Beugung durch eine Lochblende als eine Bezugswellenfront des Interferometers erzeugt wurde, um eine Vorform eines Lochinterferometers bereitzustellen. Allerdings wurde es aufgrund technischer Einschränkungen zu dieser Zeit nicht wirklich zur Messung verwendet. 1975 haben R.N. Smartt und W.H. Steel formell in ihren Veröffentlichungen ein Prinzip und eine Anwendung eines Lochinterferometers dargelegt und eine Basis für die Entwicklung eines modernen Lochinterferometers geschaffen. Ihr vorgeschlagenes Lochinterferometer weist als einen Hauptteil eine dünne Schicht mit einer Durchlässigkeit von etwa 1% auf, auf der eine sehr kleine Lochblende vorhanden ist. Die geringe Durchlässigkeit dient dazu, die Lichtintensitäten der zwei Lichtstrahlen nahe zueinander zu bringen. Wenn das fokussierte gemessene Licht durch ein Blech der dünnen Schicht passiert, wird eine Oberflächenform der übertragenen Lichtwelle erhalten, um nicht verändert zu werden, mit Ausnahme der Energieabnahme. In einem Bereich eines Dispersionspunktes mit einer Abweichung tritt an der Lochblende nahe dem Fokus eine Beugung auf, um eine ideale Standardkugelwelle als eine Bezugslichtwelle für die Messung zu erzeugen, welche einen Interferenzrand entlang dem übermittelten gemessenen Licht bildet. Informationen über die gemessene Wellenfront können durch Analysieren einer Form des Interferenzrandes erhalten werden. Ein solches Interferometer hat eine einfache Struktur und ein einfaches Prinzip. Da eine Anordnung mit gemeinsamem Lichtpfad verwendet wird, ist der Einfluss der Umgebung klein. Sein Nachteil ist die geringe Nutzung der Lichtenergie und eine Messung der Phasenverschiebung kann nicht gleich erfolgen, so dass es schwierig ist, die Genauigkeit zu erhöhen.
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1996 haben H. Medecki, E. Tejnil und andere aus dem Lawrence Berkeley National Labor in den USA ein Konzept eines Phasenverschiebungslochinterferometers (PS-PDI) vorgeschlagen. Das heißt, dass basierend auf dem Lochinterferometer ein Beugungsgitter eingeführt wurde, um als ein Zerstreuungselement zu wirken und eine transparente Maske einer Bildgebungsebene wird mit einer lichtundurchlässigen Maske ersetzt, so dass die Eigenschaften des Lochinterferometers stark verbessert werden. Bei einer Basisstruktur eines solchen Lochinterferometers, wenn eine Strahlungskugelwelle auf ein Phasenverschiebungsgitter auftrifft, um unterschiedliche Ordnungen von Beugung zu bilden, passieren sie durch das gemessene System und werden auf unterschiedliche Positionen der Bildebene fokussiert. Ein Raumfilter ist auf der Bildebene positioniert, so dass das Licht der nullten Beugungsordnung, das Informationen über das gemessene System trägt, direkt durch den Raumfilter durch ein quadratisches Loch passiert, wobei das Licht der ersten Beugungsordnung durch das Lochgitter gebeugt und gefiltert wird, um eine ideale Bezugskugelwelle zu erzeugen; und das Licht der übrigen Beugungsordnungen wird absorbiert. Folglich wird der Interferenzrand der zwei Lichtstrahlen auf dem Detektor (CCD) erhalten. Wenn das Gitter entlang einer hoch-runter-Richtung bewegt wird, tritt eine Phasenänderung zwischen den zwei Lichtstrahlen auf, so dass eine Phasenverschiebung und eine Interferenzmessung implementiert werden kann.
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Um der Anforderung der Messung eines Extrem-Ultraviolett (EUV) Fotolithographiesystems zu genügen, haben die Wissenschaftler des Lawrence Berkeley National Labors seit 1996 eine Synchrotronstrahlungsquelle von 13,4 nm benutzt, um erfolgreich ein EUV Phasenschieberlochinterferometer zu entwickeln, welches die Messgenauigkeit des EUV-Systems auf eine Sub-Nanometerordnung verbessert und die Schranke für die Entwicklung der EUV-Fotolithographie eliminiert.
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Seit Ende des letzten Jahrhunderts haben japanische Forscher begonnen, ein Lochinterferometer zu untersuchen. Um ein EUV-Fotolithographie-System zu entdecken, untersuchen die Vereinigung der Super-Fortgeschrittenen Elektroniktechnologie (ASET), Nikon & Co. und andere das Lochinterferometer. Ein Typ des verwendeten Lochinterferometers nutzt eine Reflexionsplatte mit einer Lochblende. Ein Teil der Beugungskugelwelle der Lochblende fungiert als eine Bezugslichtwelle und der andere Teil der Beugungskugelwelle wird durch die gemessene Ebene und die Reflexionsebene reflektiert, und interferiert dann mit dem Bezugslicht. Da eine solche Anordnung kein System mit einem gemeinsamen Lichtpfad ist, sind die Anforderungen an die Kohärenz der Lichtquelle und die Stabilität an die Umgebung höher, und alle Messungen sollten in einer nicht vibrierenden und mit Stickstoff gefüllten Umgebung erfolgen.
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Mit der kontinuierlichen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wurden optische Systeme mit Aperturen mit großem Durchmesser in einem Hochtechnologiefeld wie der Astrooptik, Weltraumoptik, Erfassung und Identifizierung eines räumlichen Objekts, Trägheitsfusion etc. angewendet. Folglich benötigt die Herstellung des optischen Elements mit einer Apertur mit großem Durchmesser Erfassungsverfahren und -equipment, welche solche optischen Elemente adaptieren.
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Derzeit verwendet ein optisches Element mit einer Apertur mit großem Durchmesser gewöhnlich ein Phasenschieberinterferometer, und die Qualität seiner maschinell bearbeiteten Oberfläche wird durch das Phasenschieberinterferometer bestimmt. Folglich wird angestrebt, eine Standardoberflächenform bereitzustellen, deren Größe identisch mit der des gemessenen Elements oder größer ist. Allerdings ist es schwierig, eine solche hochpräzise Standardoberfläche für eine lange Herstellungszeit und hohe Kosten herzustellen, was praktisch Kosten und Schwierigkeit der Erfassung erhöht. Um eine Erfassungseinheit zu geringen Kosten zu erhalten, wurde in Übersee in den 1980er Jahren eine technische Lösung des Sub-Apertur-Stitchings entwickelt. Das heißt, dass ein Interferometer mit einer Apertur mit kleinem Durchmesser, einer hohen Genauigkeit und einer hohen Auflösung verwendet wird, um Phasendaten einer Wellenfront für ein optisches Element mit einer Apertur mit großem Durchmesser durch eine entsprechende Stitching-Technik wiederherzustellen. Eine solche Technik ist eine neue Erfassungseinrichtung mit einer hohen Genauigkeit und einer Apertur mit großem Durchmesser, welche eine hohe Genauigkeit der Interferenzmessung behält und die Verwendung einer Standardwellenoberfläche vermeidet, deren Größe identisch mit der einer vollen Apertur einer Lochblende ist, um so die Kosten stark zu reduzieren und um eine hochfrequente Information zu erhalten, die durch das Interferometer mit einer Apertur mit großem Durchmesser abgeschnitten ist.
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Das Sub-Apertur-Messkonzept wurde im Jahr 1982 durch C.J. Kim im Arizona Optikzentrum, USA, zuerst vorgeschlagen, welches ein Feld an reflektierenden Spiegeln mit einer Apertur mit kleinem Durchmesser verwendete, um den Reflexionsspiegel mit einer Apertur mit großem Durchmesser zu ersetzen, um eine selbstrichtende Untersuchung eines Parabolspiegels zu implementieren. Anfang der 1990er Jahre wurde eine solche Technik schrittweise auf einen Stand an Anwendung und Forschung mit den kontinuierlichen Entwicklungen der Computersteuerung und Datenverarbeitungstechniken angewendet. S.T. Theodore wendet die Technik auf Subapertur-Messungen für eine verbesserte Ritchey-Common-Konfiguration an, welche einen kürzeren Lichtpfad als eine Ritchey-Common-Konfiguration aufweist und den Einfluss von atmosphärischen Störungen effektiv verringern kann. Der Durchmesser des zu dem optischen Element zurückkehrenden Lichtstrahls ist kleiner als der des gemessenen Lichtstrahls.
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Der während dieser Periode entwickelte Stitching-Algorithmus minimiert einen Versatz der überlappenden Gebiete der Vielzahl von Sub-Aperturen, um eine Rekonstruktion der Oberflächenform für eine ganze Lochblende mit einer hohen räumlichen Auflösung zu erhalten. Zusätzlich verbessert die Einführung eines Mittelns eines Fehlers die Genauigkeit des Stitching-Algorithmus deutlich. Diese relevanten Techniken werden hauptsächlich auf eine Untersuchung einer Oberflächenform mit einer Apertur mit großem Durchmesser angewendet, um einen lateralen dynamischen Bereich zu erweitern.
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1997 hat M. Bray ein praktisches Sub-Apertur-Stitching-Interferometer zur Erfassung eines optischen Ebenenelements mit einer Apertur mit großem Durchmesser hergestellt. In einigen nachfolgenden Jahren hat M. Bray ein Konzept der spektralen Leistungsdichte eingeführt, um die Eigenschaften eines Stitching-Interferometers zu untersuchen. Es weist darauf hin, dass es ein Stitching-„Rauschen“ genau beschreibt, das durch einen Lochblenden-Randeffekt hervorgerufen wird.
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2003 hat das amerikanische QED-Unternehmen erfolgreich ein automatisches Stitching-Interferometer SSI entwickelt hat, das fähig ist, eine ebene Oberfläche, eine Kugeloberfläche und eine asphärische Oberfläche mit einer angemessenen Abweichung und einer Apertur innerhalb von 200 mm mit hoher Genauigkeit, zu erfassen. Ein solcher Stitching-Algorithmus erbt einen Vorteil des frühen Algorithmus und kompensiert ferner einen Systemfehler neben dem relativen Anpassungsfehler, der durch den konventionellen Algorithmus korrigiert wird, der ferner die Genauigkeit des Stitchings verbessert.
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In China begann die Forschung von Sub-Aperturen in den frühen 1990er Jahren und wird vor allem zur Erfassung eines optischen Ebenenelements mit einer Apertur mit großem Durchmesser verwendet. Forscher an der Nanjing University of Science and Technology wenden die Messtechnik einer Sub-Apertur auf ein Phasenschieber-Ebeneninterferometer an, wodurch der Messbereich der Lochblende von etwa 250 mm bis etwa 500 mm erweitert wird.
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Während der letzten Jahre der 1990er Jahre verwendeten Forscher der State Key Laboratore für moderne optische Geräte an der Zhejiang Universität ein Sub-Apertur-Erfassungsverfahren, um ein RC optisches System für einige Erdressourcensatteliten zu verifizieren und schlugen ein Verfahren zur Analyse des gestichten Objekts durch eine Funktion zur Reduzierung der Fehleranhäufung und der durch paarweises stitchen zwischen den Sub-Aperturen verursachten Fehlerübertragung vor.
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Wie aus der Entwicklung und dem Prinzip des Punktbeugungsinterferometers gesehen werden kann, verwendet das Punktbeugungsinterferometer eine ideale Kugelwelle, die durch eine zu messende Lochblende erzeugt wurde. Da die Auflösung eines Detektors begrenzt ist, vermindert sich die Auflösung der Messungen mit der Vergrößerung der Erfassungsöffnung. Eine höhere laterale Auflösung ist für immer komplexere Oberflächen erwünscht.
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Die
US 2011/0090510 A1 betrifft Interferometer, das eine Form einer Oberfläche eines Inspektionsobjekts misst. Das Interferometer umfasst ein optisches Interferenzsystem, das Licht von einer Lichtquelle in Inspektionslicht und Referenzlicht aufspaltet und bewirkt, dass das von der Oberfläche des Inspektionsobjekts reflektierte Inspektionslicht und das Referenzlicht interferieren miteinander, und ein fotoelektrisches Umwandlungselement, das Interferenzstreifen erfasst, die durch Interferenz zwischen dem Prüflicht und dem Referenzlicht erzeugt werden. Das optische Interferenzsystem umfasst ein erstes optisches Element, das das Inspektionslicht durchlässt und reflektiert, ein zweites optisches Element, das das Inspektionslicht reflektiert, und eine Bewegungseinheit, die konfiguriert ist, um das zweite optische Element zu bewegen. Das Inspektionslicht passiert das erste optische Element, wird von dem zweiten optischen Element reflektiert, wird von dem ersten optischen Element reflektiert und trifft dann auf die Oberfläche des Inspektionsobjekts.
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Die
US 5 076 695 A betrifft ein Interferometer zum Messen der sphärischen Genauigkeit einer zu messenden Oberfläche gemäß dem Hell-Dunkel-Verteilungszustand von Interferenzstreifen, die durch die Interferenz zwischen einem Messlichtstrahl und einem Referenzlichtstrahl erzeugt werden. Ein Teil des Lichts einer Lichtquelle wird als Messlichtstrahl auf eine zu messende Oberfläche projiziert und sein von der zu messenden Oberfläche reflektierter Lichtstrahl wird einem separat vom Quellenlicht abgeleiteten Referenzlichtstrahl auf einer dimensionaler Sensor. Schräg zwischen der Lichtquelle und der zu messenden Oberfläche ist ein flacher Spiegel mit einer Lochblende zum Erzeugen einer sphärischen Welle durch diesen hindurch ausgebildet. Als Messlichtstrahl wird eine sphärische Lichtwelle verwendet, die von der Lochblende des Spiegels gebeugt und emittiert wird.
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Die
US 6 344 898 B1 betrifft eine Vorrichtungen und Verfahren zum Messen der Oberflächentopographie einer Testoberfläche, wie beispielsweise einer sphärischen oder asphärischen Oberfläche eines refraktiven oder reflektierenden optischen Elements. Die Testoberfläche wird gemessen, indem der Zustand von Interferenzstreifen erfasst wird, die durch die Interferenz eines Referenzlichtstrahls und eines Messlichtstrahls erzeugt werden, der mit der Testoberfläche wechselwirkt. Die Referenz- und Messstrahlen werden von einer Punktlichtquelle mit reflektierender Oberfläche erzeugt. Die Punktlichtquelle ist zwischen einer Eingangslichtquelle und der Testoberfläche angeordnet. Der Messstrahl (nach der Wechselwirkung mit der Testoberfläche) und der Referenzstrahl werden veranlasst, miteinander zu interferieren, um einen ersten Interferenzstreifenzustand zu erzeugen. Zwischen Erzeugung des ersten Interferenzstreifenzustands und Erzeugung eines zweiten Interferenzstreifenzustands kann der Abstand zwischen der Punktlichtquelle und der Prüffläche verändert werden. Das Profil der Testoberfläche wird durch die Analyse der resultierenden Interferenzstreifen bestimmt.
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Die
CN 102829733 B betrifft eine punktförmige Beugungsinterferenzvorrichtung mit einer großen numerischen Apertur und ein Verfahren mit einem einstellbarem Streifenkontrast.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die laterale Auflösung der Messung kann durch Hinzufügen eines Stitchingelements zu dem vorhandenen Punktbeugungsinterferometer weiter verbessert werden, um komplexe asphärische Spiegel und Oberflächen mit freier Form zu testen.
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In der vorliegenden Offenbarung werden drei optisch anpassbare Schirme hinzugefügt, die translatorisch gedreht und bewegt werden können. Es kann eine Stitchingmessung um die Apertur und eine Sub-Apertur-Stitchingmessung können durch translatorisches Drehen und Bewegen der anpassbaren Schirme implementiert werden, so dass ein konventionelles Punktbeugungsinterferometer verwendet werden kann, um eine Oberflächenform mit einer größeren Apertur zu erfassen und um Informationen über eine komplexere Oberflächenform zu erhalten. Folglich wird die laterale Auflösung der Messung verbessert.
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Um die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Erfassungseinrichtungen und Verfahren bereitzustellen, die eine Wellenfrontbeugung einer Lochblenden-Stitchingmessung einer Oberflächenform verwenden, um eine laterale Auflösung einer Messung für ein Punktbeugungsinterferometer zu verbessern und um eine Messung für eine Apertur mit großem Durchmesser und einer komplexen Linsenform bereitzustellen.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen stellt die vorliegende Offenbarung eine Erfassungseinrichtung zum Messen einer optischen Oberflächenform einer Beugungskugelwelle einer Lochblende bereit, welche umfasst: einen Laser, ein Filterloch, eine erste Kondensorlinse, einen Raumfilter, einen Strahlerweiterer, eine Halbwellenplatte, eine λ/4-Wellenplatte, eine Dämpfungsplatte, einen Strahlteiler, einen Reflexionsspiegel, einen Phasenschieber, einen ersten optisch anpassbaren Schirm, eine zweite Gruppe an Kondensorlinsen, ein Lochblendensubstrat, einen zweiten optisch anpassbaren Schirm, einen dritten optisch anpassbaren Schirm, einen CCD-Detektor und einen Computer.
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Der Laser ist dazu angepasst, ein Laserlicht zu emittieren, um als eine Beleuchtungslichtquelle zu wirken.
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Das Filterloch ist dazu eingerichtet, das vom Laser emittierte Licht durch Verwendung eines Beugungseffektes zu streuen.
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Die erste Kondensorlinse ist dazu eingerichtet, das von dem Filterloch gestreute und angeregte Licht zu sammeln.
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Der Raumfilter ist dazu eingerichtet, ein Streulicht von dem von der Kondensorlinse gesammelten Licht zu filtern.
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Der Strahlerweiterer ist dazu eingerichtet, das Licht einer Punktlichtquelle, das von dem Raumfilter gefiltert wurde, zu transformieren, um paralleles Licht zu werden.
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Die Halbwellenplatte ist dazu eingerichtet, eine Polarisierungsrichtung des durch den Strahlerweiterer gebildeten parallelen Lichts zu drehen.
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Die λ / 4-Wellenplatte ist dazu eingerichtet, das Licht in Verbindung mit der Halbwellenplatte zu regulieren, um ein zirkular polarisiertes Licht zu erzeugen.
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Dämpfungsplatte ist dazu eingerichtet, eine Lichtintensität einzustellen.
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Der Strahlteiler ist dazu eingerichtet, eine Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls zu steuern, wobei der Strahlteiler das Licht, das durch die Dämpfungsplatte übertragen wurde, überträgt und das von dem Reflexionsspiegel reflektierte Licht reflektiert.
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Der Reflexionsspiegel ist dazu eingerichtet, den Lichtstrahl zu reflektieren und eine Phase des Lichts zu verschieben.
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Der Phasenschieber ist mit dem Reflexionsspiegel gekoppelt und eine Bewegung des Phasenschiebers wird durch den Computer gesteuert, um eine Phasenverschiebung zu erzeugen.
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Das erste optisch anpassbare Fach ist mit der zweiten Gruppe an Kondensorlinsen und dem Lochblendensubstrat gekoppelt, und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen und die Lochblende werden gesteuert, um für die Stitchingmessung bewegt und gedreht zu werden.
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Die zweite Gruppe an Kondensorlinsen ist dazu eingerichtet, das von dem Strahlteiler reflektierte Licht auf die Lochblende innerhalb des Lochblendensubstrats zu fokussieren.
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Das Lochblendensubstrat ist dazu eingerichtet, eine Beugungskugelwelle zu erzeugen, und ein Abschnitt des Lochblendensubstrats außer der Lochblende ist mit einer reflektierenden Schicht beschichtet, um das gemessene Licht zu reflektieren.
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Der zweite optisch anpassbare Schirm, auf dem ein zu messender Spiegel angeordnet ist, ist dazu eingerichtet, den zu messenden Spiegel anzupassen, um bewegt und geneigt zu werden.
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Der dritte anpassbare Schirm, auf dem eine dritte Gruppe an Kondensorlinsen angeordnet ist, ist dazu eingerichtet, ein Interferenzlicht auf den CCD-Detektor zu projizieren, um einen Interferenzrand zu bilden und aufzunehmen.
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Der Computer ist mit dem CCD-Detektor verbunden und dazu eingerichtet, den durch den CCD-Detektor aufgenommenen Interferenzrand zu speichern und zu verarbeiten. Der Computer ist dazu eingerichtet, die Bewegung des zweiten optisch anpassbaren Schirms zu steuern, um ein ringfömiges Apertur-Stitching zu implementieren, und der Computer ist dazu eingerichtet, eine Bewegung des ersten optisch anpassbaren Schirme zu steuern und den Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm abzutasten und zu stitchen, um ihn zu messen.
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Das Filterloch ist an einem Lichtausgang des Lasers angeordnet. Die erste Kondensorlinse ist zwischen dem Filterloch und dem Raumfilter angeordnet. Das Filterloch ist an einer Objektebene der ersten Kondensorlinse angeordnet. Der Raumfilter ist an einer Bildebene der ersten Kondensorlinse angeordnet. Der Raumfilter ist ebenfalls an einem ersten vorderen Fokus des Strahlerweiterers angeordnet. Die Halbwellenplatte, die λ / 4-Wellenplatte und die Dämpfungsplatte sind nacheinander hinter dem Strahlerweiterer angeordnet. Die Mitten des Filterlochs, der ersten Kondensorlinse, der Raumfilters, der Strahlerweiterers, der Halbwellenplatte der λ / 4-Wellenplatte, der Dämpfungsplatte sind auf derselben optischen Achse. Die Halbwellenplatte und die λ / 4-Wellenlängenplatte sind parallel zu dem Strahlerweiterer. Die Dämpfungsplatte ist senkrecht zur optischen Achse. Das Zentrum des Strahlteilers befindet sich auf der optischen Achse und der Strahlteiler bildet einen Winkel von 45 Grad entlang der optischen Achse. Der Reflexionsspiegel ist hinter dem Strahlteiler angeordnet. Der Reflexionsspiegel ist mit dem Phasenschieber gekoppelt. Der erste optisch anpassbare Schirm ist parallel zur optischen Achse, die Mitte des ersten optisch anpassbaren Schirms ist mit dem Zentrum des Strahlteilers ausgerichtet, und der erste optisch anpassbare Schirm ist dazu eingerichtet, die zweite Gruppe an Kondensorlinsen und das Lochblendensubstrat zu befestigen und gleichzeitig zu drehen und zu bewegen. Der zweite optisch anpassbare Schirm ist an einer Seite der Lochblende in dem Lochblendensubstrat angeordnet, an dem die Beugungswellenfront erzeugt wird und auf dem der zu messende Spiegel angeordnet ist. Die dritte Gruppe an Kondensorlinsen ist auf dem dritten optisch anpassbaren Schirm angeordnet und dazu eingerichtet, Interferenzlicht zu sammeln und dasselbe auf den CCD-Detektor zu übertragen. Der CCD-Detektor ist hinter dem dritten optisch anpassbaren Schirm angeordnet. Der Computer ist mit dem CCD-Detektor verbunden.
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Weiterhin lässt der Strahlteiler einen Lichtstrahl entlang einer zu reflektierenden Richtung einfallen und einen Lichtstrahl entlang einer anderen zu übertragenden Richtung einfallen. Der Strahlteiler kann aus einem Prisma gebildet sein, das mit einer Schicht beschichtet ist oder einem ebenen Spiegel, der mit einer Schicht beschichtet ist.
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Weiterhin kann der erste optisch anpassbare Schirm an der zweiten Gruppe an Kondensorlinsen und dem Lochblendensubstrat befestigt sein, und es ist möglich, dass sie sich gleichzeitig drehen und bewegen.
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Ferner können die Lochblechen in dem Lochblechsubstrat nicht beschichtet, mit einer Antireflexionsschicht oder einer Dämpfungsschicht beschichtet sein, und das Lochblendensubstrat kann außer der Lochblende selbst mit einem Reflexionsschicht beschichtet sein.
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Ferner kann der zu messende Spiegel ein ebener Spiegel, eine Gruppe von ebenen Spiegeln, ein Prisma oder eine Kombination daraus sein.
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Ferner ist der zu messende Spiegel oberhalb des zweiten optisch anpassbaren Schirms angeordnet und kann gedreht und bewegt werden.
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Ferner ist der dritte optisch anpassbare Schirm an der dritten Gruppe an Kondensorlinsen und dem CCD-Detektor befestigt und kann gedreht und bewegt werden.
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Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Erfassungsverfahren bereit, die eine Beugungswellenfront einer Lochblenden-Stitchingmessung einer Oberflächenform verwendet, welches die oben erwähnte Erfassungseinrichtung nutzt, wobei das Erfassungsverfahren ein ringförmige Apertur-Stitchingmessungsverfahren verwendet, während der zweite optisch anpassbare Schirm bewegt wird und umfasst die folgenden Schritte.
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In Schritt S1 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet; das von dem Laser emittierte Licht passiert durch das Filterloch und das abweichende Licht passiert durch die erste Kondensorlinse; das Licht wird durch die erste Kondensorlinse auf den Raumfilter fokussiert, um ein Streulicht zu filtern, und der Strahl des Lichts wird durch den Strahlerweiterer erweitert; das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte, um die Polarisierungsrichtung des Lichts zu drehen; das linear polarisierte Licht wird in ein zirkular polarisiertes Licht durch die λ / 4-Wellenlängenplatte umgewandelt; das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte übertragen und durch den Strahlteiler übertragen; das durch den Strahlteiler übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel reflektiert; der Reflexionsspiegel ist mit dem Phasenschieber gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen; das vom Reflexionsspiegel reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler reflektiert; das vom Strahlteiler reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat zu bestrahlen; ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm gestrahlt; das vom zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Beugungsrand entlang einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende; der Interferenzrand wird durch die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf den dritten optisch anpassbaren Schirm fokussiert und mit dem CCD-Detektor gesammelt; der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet, wobei die Lösung der Interferenzränder durch die Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens gelöst wird und die Daten an der ringförmigen Apertur B1 werden aufgenommen.
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In Schritt S2 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet und kann entlang einer Normalenrichtung des zu messenden Spiegels bewegt werden, um eine ringförmige Apertur-Stitchingmessung zu implementieren; währenddessen wird das Phasenverschiebungsverfahren verwendet, um die Interferenzränder aufzulösen und unterschiedliche Daten B2, B3, ..., Bn werden nacheinander an den ringförmigen Aperturen aufgenommen.
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In Schritt S3 wird ein Formstück der gesamten Oberfläche B durch Verwendung eines Stitching-Algorithmus aufgelöst, der auf den aufgelösten Daten B2, B3, ..., Bn der Oberflächenform basiert.
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Zusätzlich verwendet das Erfassungsverfahren für eine Oberflächenform mit einer großen Apertur, welche nicht einfach zu bewegen ist, eine Abtast-Sub-Apertur-Stitchingmessung, um die Oberflächenform zu messen, während die Lochblende bewegt wird. Im Besonderen kann das Erfassungsverfahren die folgenden Schritte umfassen.
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In Schritt S1 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet; das vom Laser emittierte Licht passiert durch das Filterloch und das abweichende Licht passiert durch die erste Kondensorlinse; das Licht wird durch die erste Kondensorlinse auf den Raumfilter fokussiert, um ein Streulicht zu filtern und der Strahl des Lichts wird durch den Strahlerweiterer erweitert; das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte, um die Polarisierungsrichtung des Lichts zu drehen; das linear polarisierte Licht wird in ein zirkular polarisiertes Licht durch die λ / 4-Wellenlängenplatte umgewandelt; das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte übertragen und durch den Strahlteiler übertragen; das durch den Strahlteiler übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel reflektiert; der Reflexionsspiegel ist mit dem Phasenschieber gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen; das vom Reflexionsspiegel reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler reflektiert; das vom Strahlteiler reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat zu bestrahlen; ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm gestrahlt; das vom zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Beugungsrand entlang einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende; der Interferenzrand wird durch die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf den dritten optisch anpassbaren Schirm fokussiert und mit dem CCD-Detektor gesammelt; der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet, und der Interferenzrand wird zu diesem Moment durch ein Phasenverschiebungsverfahren aufgelöst und die Daten C1 der Sub-Apertur des Spiegels zu diesem Moment werden aufgenommen.
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In Schritt S2 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm angeordnet und fixiert, und der erste optisch anpassbare Schirm wird bewegt und gedreht; da die zweite Gruppe an Kondensorlinsen und das Lochblendensubstrat auf dem ersten optisch anpassbaren Schirm angeordnet sind, welches zu dem korrespondiert, wird die Lochblende bewegt und gedreht, der zu messende Spiegel wird unter Verwendung der Lochblende gemessen, um abgetastet und gestitcht zu werden;, währenddessen wird der dritte optisch anpassbare Schirm angepasst, so dass die dritte Gruppe an Kondensorlinsen und der CCD-Detektor Informationen über den Interferenzrand empfangen können; und das Phasenverschiebungsverfahren wird verwendet, um den Interferenzrand aufzulösen und unterschiedliche Daten C2, C3, ..., Cn für die Sub-Aperturen der Spiegeloberfläche werden nacheinander aufgenommen.
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In Schritt S3 wird ein Formstück der gesamten Oberfläche C durch Verwendung eines Stitching-Algorithmus aufgelöst, der auf den aufgelösten Daten C2, C3, ..., Cn der Oberflächenform basiert.
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Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung sind wie folgt: drei optisch anpassbare Schirme sind hinzugefügt und translatorisch gedreht und bewegt, ringförmiges Apertur-Stitching und Sub-Apertur-Stitching kann durchgeführt werden, so dass ein konventionelles Punktbeugungsinterferometer verwendet werden kann, um eine Oberflächenform mit einer größeren Apertur messen zu können und um Informationen über eine komplexe Oberflächenform zu erhalten. Folglich wird die zu erfassende laterale Auflösung verbessert.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Erfassungsvorrichtung, die eine Beugungswellenfront-Stitchinmessung einer Oberflächenform einer Lochblende gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 zeigt eine schematische Darstellung von Interferenz durch eine Beugungswelle der Lochblende und dem zu messenden Spiegel;
- 3 zeigt eine schematische Darstellung von Ringen während eines Prozesses von ringförmigem Apertur-Stitching.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung der Messergebnisse einer Vielzahl von Ringen während eines Prozesses von ringförmigem Apertur-Stitching.
- 5 ist ein Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens zur Messung einer optischen Oberflächenform durch ringförmiges Apertur-Stitching gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Messprozesses einer optischen Oberflächenform durch Abtasten und Stitchen gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Messprozesses einer optischen Oberflächenform durch Abtasten und Stitchen gemäß der vorliegenden Erfindung, in der:
- 1 ein Laser ist
- 2 ein Filterloch ist
- 3 eine erste Kondensorlinse ist
- 4 ein Raumfilter ist
- 5 ein Strahlerweiterer ist
- 6 eine Halbwellenplatte ist
- 7 eine λ / 4-Wellenplatte ist
- 8 eine Dämpfungsplatte ist
- 9 ein Strahlteiler ist
- 10 ein Reflexionsspiegel ist
- 11 ein Phasenschieber ist
- 12 ein erster optisch anpassbarer Schirm ist
- 13 eine zweite Gruppe an Kondensorlinsen ist
- 14 ein Lochblendensubstrat ist
- 15 ein zweiter optisch anpassbarer Schirm ist
- 16 ein dritter optisch anpassbarer Schirm ist
- 17 ein CCD-Detektor ist
- 18 ein Computer ist
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Um die Ziele, technische Lösungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich zu machen, wird die Erfindung anhand der Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer erklärt.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Erfassungsvorrichtung, die eine Beugungswellenfront-Stitchinmessung einer Oberflächenform einer Lochblende gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Erfassungseinrichtung kann einen Laser 1, ein Filterloch 2, eine erste Kondensorlinse 3, einen Raumfilter 4, einen Strahlerweiterer 5, eine Halbwellenplatte 6, eine λ / 4-Wellenplatte 7, eine Dämpfungsplatte 8, einen Strahlteiler 9, einen Reflexionsspiegel 10, einen Phasenschieber 11, einen ersten optisch anpassbaren Schirm 12, eine zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13, ein Lochblendensubstrat 14 , einen zweiten optisch anpassbaren Schirm 15, einen dritten optisch anpassbaren Schirm 16, einen CCD-Detektor 17 und einen Computer 18 umfassen. Das Filterloch 2 ist an einem Lichtausgang des Lasers 1 angeordnet. Die erste Kondensorlinse 3 ist zwischen dem Filterloch 2 und dem Raumfilter 4 angeordnet. Der Ort zur Positionierung des Filterlochs 2 ist an einer Objektebene der ersten Kondensorlinse 3. Der Raumfilter 4 ist an einer Bildebene der ersten Kondensorlinse 3 angeordnet. Der Raumfilter 4 ist zusätzlich an einem vorderen Fokus des Strahlerweiterers 5 angeordnet. Die Halbwellenplatte 6, die λ / 4-Wellenplatte 7 und die Dämpfungsplatte 8 sind nacheinander hinter dem Strahlerweiterer 5 angeordnet. Die Mitten des Filterlochs 2, der ersten Kondensorlinse 3, des Raumfilters 4, des Strahlerweiterers 5, der Halbwellenplatte 6, der λ / 4-Wellenlängenplatte 7, der Dämpfungsplatte 8 sind auf derselben optischen Achse. Die Halbwellenplatte 6 und die λ / 4-Wellenplatte 7 sind parallel zum Strahlerweiterer 5. Die Dämpfungsplatte 8 ist senkrecht zu der optischen Achse. Die Mitte des Strahlteilers 9 ist auf der optischen Achse und der Strahlteiler bildet einen Winkel von 45 Grad entlang der optischen Achse. Der Reflexionsspiegel 10 ist hinter dem Strahlteiler 9 angeordnet. Der Reflexionsspiegel 10 ist mit dem Phasenschieber 11 gekoppelt. Der erste optisch anpassbare Schirm 12 ist parallel zur optischen Achse. Die Mitte des ersten optisch anpassbaren Schirms 12 ist entlang der Mitte des Strahlteilers 9 ausgerichtet. Der erste optisch anpassbare Schirm 12 ist dazu eingerichtet, die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13 und das Lochblendensubstrat 14 zu befestigen und gleichzeitig zu drehen und zu bewegen. Der zweite optisch anpassbare Schirm 15 ist an einer Seite der Lochblende an dem Lochblendensubstrat 14 angeordnet, an dem die Beugungswellenfront erzeugt wird und auf der der zu messende Spiegel angebracht ist. Die dritte Gruppe an Kondensorlinsen ist auf dem dritten optisch anpassbaren Schirm 16 angeordnet und dazu eingerichtet, Interferenzlicht zu sammeln und es auf den CCD-Detektor 17 zu übertragen. Der CCD-Detektor 17 ist hinter dem dritten optisch anpassbaren Schirm 16 angeordnet. Der Computer 18 ist mit dem CCD-Detektor 17 verbunden.
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Der Laser 1 ist dazu eingerichtet, Laserlicht zu emittieren, um als eine Beleuchtungslichtquelle zu wirken. Das Filterloch 2 ist dazu eingerichtet, das vom Laser 1 emittierte Licht unter Verwendung eines Beugungseffekts zu streuen. Die erste Kondensorlinse 3 ist dazu eingerichtet, das von dem Filterloch 2 angeregte gestreute Licht zu sammeln. Der Raumfilter 4 ist dazu eingerichtet, ein Streulicht von dem durch die Kondensorlinse 3 gesammelten Licht zu sammeln. Der Strahlerweiterer 5 ist dazu eingerichtet, das Licht einer Punktlichtquelle, das durch den Raumfilter 4 gefiltert wurde, in paralleles Licht zu transformieren. Die λ / 2-Wellenlängenplatte 6 ist dazu eingerichtet, eine Polarisationsrichtung des vom Strahlerweiterer 5 gebildeten parallelen Lichts zu drehen. Die λ / 4-Wellenplatte 7 ist dazu eingerichtet, das Licht in Verbindung mit der Halbwellenplatte 6 zu regulieren, um ein zirkular polarisiertes Licht zu erzeugen. Die Dämpfungsplatte 8 ist dazu eingerichtet, eine Lichtintensität anzupassen. Der Strahlteiler 9 ist dazu eingerichtet, eine Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls zu steuern, wobei der Strahlteiler 9 das durch die Dämpfungsplatte 8 übertragene Licht überträgt und das vom Reflexionsspiegel 10 reflektierte Licht reflektiert. Der Reflexionsspiegel 10 ist dazu eingerichtet, den Lichtstrahl zu reflektieren und eine Phase des Lichts zu verschieben. Der Phasenschieber 11 ist mit dem Reflexionsspiegel 10 gekoppelt und eine Bewegung des Phasenschiebers 11 wird durch den Computer 18 gesteuert, um eine Phasenverschiebung zu erzeugen. Der erste optisch anpassbare Schirm 12 ist mit der zweiten Gruppe an Kondensorlinsen 13 und dem Lochblendensubstrat 14 gekoppelt, und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13 und die Lochblende 14 werden gesteuert, um für die Stitchingmessung bewegt und gedreht zu werden. Die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13 ist dazu eingerichtet, das von dem Strahlteiler 9 reflektierte Licht auf der Lochblende innerhalb des Lochblendensubstrats 14 zu fokussieren. Das Lochblendensubstrat 14 ist dazu eingerichtet, eine Beugungskugelwelle zu erzeugen und ein Abschnitt des Lochblendensubstrats außer der Lochblende selbst ist mit einer reflektierenden Schicht beschichtet, um das gemessene Licht zu reflektieren. Der zweite optisch anpassbare Schirm 15, auf dem ein zu messender Spiegel angeordnet ist, ist dazu eingerichtet, den zu messenden Spiegel durch Bewegen und Neigen zum Messen anzupassen. Der dritte optisch anpassbare Schirm 16, auf dem eine dritte Gruppe an Kondensorlinsen angeordnet ist, ist dazu eingerichtet, ein Interferenzlicht auf den CCD-Detektor 17 zu projizieren, um einen Interferenzrand zu bilden und aufzunehmen. Der Computer 18 ist mit dem CCD-Detektor 17 verbunden und dazu eingerichtet, den von dem CCD-Detektor 17 aufgenommenen Interferenzrand zu speichern und zu verarbeiten. Der Computer ist dazu eingerichtet, die Bewegung des zweiten optisch anpassbaren Schirms 15 zu steuern, um ein ringförmiges Apertur-Stitching zu implementieren, und der Computer ist dazu eingerichtet, eine Bewegung des ersten optisch anpassbaren Schirms 12 zu steuern und den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 durch Abtasten und Stitiching zu messen.
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Der Strahlteiler 9 lässt einen Lichtstrahl entlang einer zu reflektierenden Richtung einstrahlen und lässt einen Lichtstrahl entlang einer anderen zu übertragenden Richtung einstrahlen. Der Strahlteiler 9 ist aus einem mit einer Schicht beschichteten Prisma oder einem mit einer Schicht beschichteten Spiegel gebildet.
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Der erste optisch anpassbare Schirm 12 ist an der zweiten Gruppe an Kondensorlinsen 13 und dem Lochblendensubstrat 14 befestigt, die gleichzeitig bewegt und gedreht werden können.
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Die Lochblende in dem Lochblendensubstrat 14 kann unbeschichtet, mit einer Antireflexionsschicht oder einer Dämpfungsschicht beschichtet sein. Währenddessen kann das Lochblendensubstrat außer der Lochblende selbst mit einer reflektierenden Schicht beschichtet sein.
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Der Reflexionsspiegel 10 kann ein ebener Spiegel, eine Gruppe an ebenen Spiegeln, ein Prisma oder eine Kombination davon sein.
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Der zu messende Spiegel kann oberhalb des zweiten optisch anpassbaren Schirms 15 angeordnet sein und damit gleichzeitig gedreht und bewegt werden.
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Der dritte optisch anpassbare Schirm 16 ist an der dritten Gruppe an Kondensorlinsen und dem CCD-Detektor 17 befestigt und kann gleichzeitig damit bewegt und gedreht werden.
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Ein Messverfahren des ringförmigen Apertur-Stitchings wird angewendet, wenn eine Oberflächenform erfasst wird. Die in 1 gezeigte Erfassungseinrichtung wird zur Messung verwendet. Das vom Laser 1 emittierte Licht passiert durch das Filterloch 2 und das austretende Licht passiert durch die erste Kondensorlinse 3. Das Licht wird durch die erste Kondensorlinse 3 auf den Raumfilter 4 fokussiert, um ein Streulicht zu fokussieren und der Lichtstrahl wird durch den Strahlerweiterer 5 erweitert. Das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte 6, um die Polarisation des Lichts zu drehen. Das linear polarisierte Licht wird durch die λ / 4-Wellenplatte 7 in zirkular polarisiertes Licht gewandelt. Das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte 8 übertragen und durch den Strahlteiler 9 übertragen. Das durch den Strahlteiler 9 übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel 10 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 10 ist mit dem Phasenschieber 11 gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen. Das von dem Reflexionsspiegel 10 reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler 9 reflektiert. Das von dem Strahlteiler 9 reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm 12 und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat zu bestrahlen. Ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 gestrahlt. Das von dem zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Interferenzrand entlang mit einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende. Das Prinzip des Interferenzprozesses ist in 2 gezeigt. 2 zeigt ein konventionelles Punktbeugungsinterferometer. Eine Beugungskugelwelle wird durch eine Lochblende erzeugt. Ein Teil der Wellenfront wird auf den zu messenden Spiegel gestrahlt und wird reflektiert, um eine Wellenfront zu erzeugen, die eine Abweichung des zu messenden Spiegels umfasst. Eine solche Information eines solchen Teils der Wellenfront wird durch das Lochblendensubstrat reflektiert und zwischen dem anderen Teil der ursprünglichen Beugungskugelwelle geschaltet, um einen gewünschten Interferenzrand zu erzeugen. Der Interferenzrand wird durch die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf den dritten optisch anpassbaren Schirm 16 fokussiert und wird von dem CCD-Detektor 17 gesammelt, wie in 3 gezeigt. Der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet und kann entlang einer Normalenrichtung des zu messenden Spiegels bewegt werden, um eine ringförmige Apertur-Stitchingmessung zu implementieren, wie in 4 gezeigt. Durch Verwendung einer Bewegung des zweiten optisch anpassbaren Schirms 15 zeigt 5 ein Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens zum Messen einer optischen Oberflächenform unter Verwendung einer ringförmigen Apertur-Stitchingmessung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Erfassungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:
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In Schritt S1 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet. Das vom Laser 1 emittierte Licht passiert durch das Filterloch 2 und das ausgestrahlte Licht passiert durch die erste Kondensorlinse 3. Das Licht wird von der ersten Kondensorlise 3 auf den Raumfilter 4 fokussiert, um ein Streulicht zu filtern, und der Lichtstrahl wird durch den Strahlerweiterer 5 erweitert. Das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte 6, um die Polarisationsrichtung des Lichts zu drehen. Das linear polarisierte Licht wird von der λ / 4-Wellenplatte 7 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte 8 übertragen und durch den Strahlteiler 9 übertragen. Das durch den Strahlteiler 9 übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel 10 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 10 ist mit dem Phasenschieber 11 gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen. Das von dem Reflexionsspiegel 10 reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler 9 reflektiert. Das von dem Strahlteiler 9 reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm 12 und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat 14 zu bestrahlen; ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den auf dem zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 gestrahlt. Das vom zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Beugungsrand entlang einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende. Der Interferenzrand wird durch die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf den dritten optisch anpassbaren Schirm 16 fokussiert und von dem CCD-Detektor 17 gesammelt. Der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet, und die Lösung der Interferenzränder wird durch die Verwendung des Phasenverschiebungsverfahrens gelöst und die Daten an der ringförmigen Apertur B1 werden aufgenommen, wie in 3 gezeigt.
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In Schritt S2 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet und entlang einer Normalenrichtung des zu messenden Spiegels bewegt, um eine ringförmige Apertur-Stitchingmessung zu implementieren; währenddessen wird das Phasenverschiebungsverfahren verwendet, um die Interferenzränder aufzulösen und unterschiedliche Daten B2, B3, ..., Bn werden nacheinander an den ringförmigen Aperturen aufgenommen, wie in 4 gezeigt.
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In Schritt S3 wird ein Formstück der gesamten Oberfläche B durch Verwendung eines Stitching-Algorithmus aufgelöst, der auf den aufgelösten Daten B2, B3, ..., Bn der Oberflächenform basiert.
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Für eine Oberflächenform mit einer großen Apertur, die schwer zu bewegen ist, verwendet das Erfassungsverfahren ein Sub-Apertur-Stitchingmessungsverfahren unter Verwendung einer Lochblenden-Beugungswellenfront während die Lochblende bewegt wird, und die Erfassungseinrichtung wie in 1 wird verwendet. Das vom Laser 1 emittierte Licht passiert durch das Filterloch 2, und das ausgestrahlte Licht passiert durch die erste Kondensorlinse 3. Das Licht wird von der Kondensorlinse 3 auf den Raumfilter 4 fokussiert, um ein Streulicht zu fokussieren, und der Lichtstrahl wird durch den Strahlerweiterer 5 erweitert. Das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte 6, um die Polarisation des Lichts zu drehen. Das linear polarisierte Licht wird durch die λ / 4-Wellenplatte 7 in zirkular polarisiertes Licht gewandelt. Das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte 8 übertragen und durch den Strahlteiler 9 übertragen. Das durch den Strahlteiler 9 übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel 10 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 10 ist mit dem Phasenschieber 11 gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen. Das von dem Reflexionsspiegel 10 reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler 9 reflektiert. Das von dem Strahlteiler 9 reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm 12 und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat zu bestrahlen. Ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 gestrahlt. Das von dem zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Interferenzrand entlang mit einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende. Der Interferenzrand wird auf die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf dem dritten optisch anpassbaren Schirm 16 fokussiert und wird von dem CCD-Detektor 17 gesammelt. Der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet und fixiert, und der erste optisch anpassbare Schirm 12 wird bewegt und gedreht. Da die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13 und das Lochblendensubstrat 14 an dem ersten optisch anpassbaren Schirm 12 befestigt sind, stimmen sie überein, so dass die Lochblende bewegt und gedreht wird. Folglich wird die durch die Lochblende erzeugte Beugungskugelwelle verwendet, um eine Sub-Apertur-Stitchingmessung auf dem zu messenden Spiegel anzuwenden. Währenddessen wird der dritte optisch anpassbare Schirm 16 angepasst, so dass die dritte Gruppe an Kondensorlinsen und der CCD-Detektor 17 Informationen über den Interferenzrand zu erhalten können. Die Lochblende wird bewegt, um eine Stitchingmessung auf der Oberflächenform anzuwenden, wie in 6 gezeigt. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Erfassungsverfahrens der Messung einer optischen Oberflächenform durch Abtastung und Stitching von Sub-Aperturen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte.
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In Schritt S1 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet. Das vom Laser 1 emittierte Licht passiert durch das Filterloch 2 und das ausgestrahlte Licht passiert durch die erste Kondensorlinse 3. Das Licht wird von der ersten Kondensorlise 3 auf den Raumfilter 4 fokussiert, um ein Streulicht zu filtern, und der Lichtstrahl wird durch den Strahlerweiterer 5 erweitert. Das erweiterte Licht passiert durch die Halbwellenplatte 6, so dass die Polarisationsrichtung des Lichts gedreht wird. Das linear polarisierte Licht wird von der λ / 4-Wellenplatte 7 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Das zirkular polarisierte Licht wird durch die Dämpfungsplatte 8 übertragen und durch den Strahlteiler 9 übertragen. Das durch den Strahlteiler 9 übertragene Licht wird durch den Reflexionsspiegel 10 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 10 ist mit dem Phasenschieber 11 gekoppelt und dazu eingerichtet, eine Phasenänderung zu erzeugen. Das von dem Reflexionsspiegel 10 reflektierte Licht wird ferner durch den Strahlteiler 9 reflektiert. Das von dem Strahlteiler 9 reflektierte Licht passiert durch den ersten optisch anpassbaren Schirm 12 und die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13, um die Lochblende in dem Lochblendensubstrat 14 zu bestrahlen; ein Teil des durch die Lochblende erzeugten gebeugten Lichts wird auf den zu messenden Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 gestrahlt. Das vom zu messenden Spiegel reflektierte Licht wird durch einen Rahmen der Lochblende reflektiert und erzeugt einen Beugungsrand entlang einem anderen Teil der Beugungswellenfront der Lochblende. Der Interferenzrand wird durch die dritte Gruppe an Kondensorlinsen auf den dritten optisch anpassbaren Schirm 16 fokussiert und von dem CCD-Detektor 17 gesammelt. Der zu messende Spiegel ist auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet, und der Interferenzrand wird durch ein Phasenverschiebungsverfahren gelöst und die Daten C1 für die Sub-Apertur der Spiegeloberfläche zu diesem Zeitpunkt werden aufgenommen.
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In Schritt S2 wird der zu messende Spiegel auf dem zweiten optisch anpassbaren Schirm 15 angeordnet und fixiert, und der erste optisch anpassbare Schirm 12 wird bewegt und gedreht. Da die zweite Gruppe an Kondensorlinsen 13 und das Lochblendensubstrat 14 an dem ersten optisch anpassbaren Schirm 12 befestigt sind, stimmen sie überein, so dass die Lochblende bewegt und gedreht wird, wodurch der zu messende Spiegel gemessen wird, indem die Beugungskugelwelle verwendet wird, die durch die abzutastende und zu stitchende Lochblende erzeugt wird; Währenddessen soll der dritte optisch anpassbare Schirm 16 angepasst werden, so dass die dritte Gruppe an Kondensorlinsen und der CCD-Detektor 17 Informationen über den Interferenzrand erhalten können; und das Phasenverschiebungsverfahren wird verwendet, um den Interferenzrand aufzulösen und unterschiedliche Daten C2, C3, ..., Cn für die Sub-Apertur der Spiegeloberfläche werden nacheinander aufgenommen.
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In Schritt S3 wird ein Formstück der gesamten Oberfläche C durch Verwendung eines Stitching-Algorithmus aufgelöst, der auf den aufgelösten Daten C2, C3, ..., Cn der Oberflächenform basiert.
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Obwohl die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsbeispiele wie oben beschrieben sind, ist der darin enthaltene Inhalt nicht dazu da, die vorliegende Erfindung zu beschränken, sondern das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Jegliche Modifizierungen und Änderungen in der Form oder im Detail können für einen Fachmann angewendet werden ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nur durch die angehängten Ansprüche beschränkt.
