DE3611402A1

DE3611402A1 - Verfahren zum feststellen des ursprungs einer verdopplung und zum messen eines verdoppelungswerts in shearing-interferometer-systemen

Info

Publication number: DE3611402A1
Application number: DE19863611402
Authority: DE
Inventors: Kitabayashi Machida Tokio/Tokyo Junichi; Toshio Tokio/Tokyo Kanoh; Keishin Higashiyamato Tokio/Tokyo Tsuchiya
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1986-10-16
Also published as: US4743118A; DE3645132C2; DE3611402C2

Description

Anwaltsakte: 34 895

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen des Ursprungs einer Verdopplung und zum Messen eines Verdopplungswerts in Shearing-Interferometer-Systemen.

Das Shearing-Interferometer-System ist als ein System bekannt, um hochgenau die Oberflächenkonfiguration eines Gegenstandes oder Objektes und die Ausführung und Wirkung einer Linse zu messen. Die Meßprinzipien dieses Systems sind folgende: Lichttragende Information um einen zu messenden Gegenstand, wie Licht, das von einer Oberfläche eines zu messenden Gegenstandes oder Objektes reflektiert wird.oder Licht, das durch eine Linse durchgelassen wird, die bezüglich ihrer Ausführung und ihres Leistungsvermögens zu prüfen ist, als Meßlicht bezeichnet.

Das Meßlicht wird in einenGrundlichtstrahl und einen Referenzlichtstrahl aufgeteilt, welcher seitlich bezüglich des Grundlichtstrahls verschoben ist. Das Intervall, um welches diese Lichtstrahlen seitlich zueinander verschoben sind, wird als eine Verdoppelung (shear) bezeichnet.

Die zwei Lichtstrahlen sind einander gleichwertig und haben dieselbe Wellenfront. Der Einfachheit halber werden nachstehend nur eindimensionale Meßprinzipien beschrieben. Die Wellenfrontform des Grundlichtstrahls an einem Flächensensor läßt sich durch W(x) ausdrücken/ die Wellenfrontform des Referenzlichtstrahls auf dem Flächensensor läßt sich infolge der Verdoppelung S durch W(x + S) ausdrücken. Da die Verdopp lung S im allgemeinen ziemlich klein ist, wird die Differenz zwischen den Wellenfronten W(x + S) - W(x)

dW(x)

■ S, und kann als AW(x).S ausgedrückt werden, wenn

= Aw(x) ist. Der Wert W(x) kann mit hoher Genauigkeit bekannt sein, indem das Interferenzstreifenmuster der beiden Lichtstrahlen in einem bekannten interferometrischen Streifenabtastsystem gemessen und analysiert wird. Durch eine Rechenoperation

W(x) = -|jAw(x)dx (1)

kann die Wellenfrontform W(x) bestimmt werden. Die Wellenfrontform wird dann auf der Basis einer Beziehung zwischen der Wellenfrontform und der Konfiguration u.a. der zu messenden Oberfläche korrigiert, so daß die Oberflächenkonfigu jc ration herausgefunden werden kann. Information bezüglich der Ausführung und des Leistungsvermögens einer Linse kann aus der auf diese Weise bestimmten Wellenfrontform erhalten werden.

2Q Für genaue Messungen in dem Shearing-Interferometer-System muß daher die rechte Seite der Gl.(1) genau berechnet werden. Die Genauigkeit der rechten Seite der Gl.(1) wird unmittelbar durch die Verdopplung S beeinflußt, und folglich ist die Genauigkeit des Shearing-Interferometer-Systems von der Genauigkeit der Verdopplung S abhängig. Für eine ausreichende Meßgenauigkeit sollte die Genauigkeit der Verdopp lung S vorzugsweise auf 0,1 μΐη gehalten werden. Da die Verdopp lung S eine Verschiebung zwischen dem Referenzlichtstrahl und dem diesbezüglich verschobenen Lichtstrahl ist,

„Q muß die Voraussetzung, bei welcher keine Verdoppelung vorhanden ist, d.h. der Ursprung der Verdoppelung für eine genaue Bestimmung der Verdoppelung genau gemessen werden.

, Bisher ist der Ursprung einer Verdopp lung auf folgende ^v'^^/ ₃₅ Weise festgestellt worden. In dem Ursprung einer Verdopp lung überlappen sich die Grund- und Referenzlichtstrahlen ohne eine Phasendifferenz vollständig, und folglich wird auf dem Flächensensor kein Interferenzstreifen abgebildet.

Es ist daher üblich gewesen, den Interferenzstreifen auf einer Kathodenstrahlröhre (CRT) basierend auf dem Ausgangssignal von dem Flächensensor darzustellen und die Verdoppelung auf Null einzustellen, während der dargestellte Interferenzstreifen zum Feststellen des Verdoppelungsursprungs überwacht wird. Das herkömmliche Verfahren ist jedoch nicht leicht durchzuführen, und die Bestimmungsgenauigkeit wird stark von der Erfahrung und der Geschicklichkeit der Bedienungsperson beeinflußt. Es wäre günstig, wenn die Verdoppelung S unmittelbar mit hoher Genauigkeit gemessen würde.

Die Erfindung soll daher ein Verfahren schaffen, um leicht und zuverlässig den Ursprung einer Verdoppelung in einem Shearing-Interferometer-System festzustellen. Ferner soll ein Verfahren geschaffen werden, um einen Verdopp lungswert hochgenau in einem Shearing-Interferometer-System zu messen. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Verfahren zur Feststellung des Ursprungs einer Verdoppelung und zum Messen eines Verdopp lungswerts in Shearing-Interferometer-Systemen durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 2 erreicht.

Ein Verfahren zum Feststellen des Ursprungs einer Verdoppelung wird folgendermaßen durchgeführt:

Als erstes werden Verschlüsse in den Lichtwegen von Grund- und Referenzlichtstrahlen vorgesehen, und dann konvergieren die Grund- und Referenzlichtstrahlen, welche sich parallel zueinander ausbreiten, mit Hilfe einer Kondensorlinse in einem Konvergenzpunkt. Danach ist ein Viersegment-Lichtdetektor an einer Stelle vorgesehen, welche bezüglich des Konvergen zpunktes etwas in Richtung der optischen Achse versetzt ist, wobei der Lichtdetektor in einer zu der optischen Achse senkrechten Ebene bewegbar ist. Zum Feststellen des Verdoppelungsursprungs wird der Lichtweg des Referenzlichtstrahls durch die dort angeordnete Blende versperrt, so daß nur der Grundlichtstrahl auf den Lichtdetektor fallen kann. Der Lichtdetektor wird dann in der Ebene verscho-

ben, während die Ausgangssignale von dem Lichtdetektor überwacht werden, bis der Lichtdetektor so positioniert ist, daß der Lichtstrahl auf die Mitte des Lichtdetektors fällt. Dann wird der Lichtweg des Grundlichtstrahls durch den dort angeordneten Verschluß unterbrochen und der optische Weg des Referenzlichtstrahls wird geöffnet, so daß nur der Referenzlichtstrahl auf den Lichtdetektor fallen kann. Ein Verdopp lungsteil (shearing member) wird versetzt, um den Referenzlichtstrahl zu verdoppeln, während die Ausgangssigna-Ie von dem Lichtdetektor zu überwachen sind, bis der Referenzlichtstrahl auf die Mitte des Lichtdetektors fällt.

Ein Verfahren zum Messen des sogenannten Verdopp lungswertes wird folgendermaßen durchgeführt:

Ein ebener Spiegel, erste und zweite Verschlüsse und ein Lichtweg-Trennteil werden zu einem Shearing-Interferometer-System zusammengesetzt. Das Lichtweg-Trennteil weist einen halbtransparenten Spiegel oder einen Strahlteiler auf. Er kann neu hinzugefügt werden, oder einer, der in dem Shearing-Interferometer-System verwendet worden ist, kann als das Lichtweg-Trennteil verwendet werden.

Das Lichtweg-Trennteil ist vor einer Konverterlinse in einem beleuchtenden Lichtweg angeordnet, um paralleles Licht so zu leiten, daß ein zu messender Gegenstand beleuchtet wird. Ein Teil des Bestrahlungslichtes, welches sich in Richtung der Konverterlinse ausbreitet, wird durch das Lichtweg-Trennteil abgetrennt, um auf den ebenen Spiegel zu fallen, welcher eine hochglatte, bzw. hochpolierte Oberfläehe hat.

Eine erste Blende ist zwischen dem der Abtrennstelle des Lichtweg-Trennteils und der Konverterlinse angeordnet, und eine zweite Blende ist zwischen der Abtrennstelle und dem ebenen Spiegel angeordnet.

Wenn der Betrag einer Verdopp lung gemessen wird, wird der

erste Verschluß geschlossen und der zweite Verschluß geöffnet, damit paralleles Licht auf den ebenen Spiegel fällt; Licht, das von dem ebenen Spiegel reflektiert worden ist, wird als Meßlicht geleitet, um sich entlang eines Shearing-Interferometer-Lichtwegs in Richtung eine s Flächensensors auszubreiten. Bevor das Meßlicht den Flächensensor erreicht, wird es in einen Grund- und einen Referenzlichtstrahl aufgeteilt, welcher seitlich bezüglich des Grundlichtstrahls verschoben ist.
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Im Ergebnis wird dann ein Interferenzstreifenmuster auf dem Flächensensor durch ein Streifenabtastverfahren gemessen, um analytisch einen Winkel θ zu bestimmen, bei welchem die Wellenfront des Grundlichtstrahls und die Wellenfront des Referenzlichtstrahls zueinander geneigt sind. Der Wert bzw. der Betrag einer Verdopplung S wird entsprechend der Formel S = f.tan θ gemessen, wobei f die Brennweite einer Abbildungslinse ist, welche bewirkt, daß die Lichtstrahlen auf den Flächensensor fallen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

eines Verfahrens zum Feststellen des Ursprungs einer Verdoppelung in einem Shearing-Interferometer-Sy st em;

Fig.2 eine schematische Darstellung eines Shearing-

Interferometer-Systems zum Durchführen eines Verfahrens zum Messen des Werts einer Verdopplung;

Fig.3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

des Verfahrens zum Messen eines Verdopplungswertes;

_ Q —

Fig.4 bis 7 Darstellungen, anhand welchen erläutert wird,

wie ein Interferenzbereich und ein Hintergrundbereich voneinander unterschieden werden, und

Fig.8 ein Betriebsflußdiagramm, um die Interferenz-

und Hiitergrundbereiche voneinander zu unterscheiden.

In Fig.1 ist ein Shearing-Interferometer-System dargestellt, mit welchem ein Verfahren zum Feststellen des Ursprungs einer Verdopplung durchführbar ist. Das sogenannte Shearing-Interferometer-System weist eine Lichtquelle 10 mit einer Laserstrahlquelle, wieeinem He- Ne-Laser, eine Kollimatorlinse 12, einen Strahlteiler 14, eine Konverterlinse 16, einen Strahlteiler 18, Corner-Cube- oder Winkelprismen 20, 22 (die nachstehend der Einfachheit halber nur noch als "Prismen 20, 22" bezeichnet werden), ein Abbildungsobjektiv 24, einen Flächensensor 26, Verschlüsse 21, 23, einen halbtransparenten Spiegel 25, eine Kondensorlinse 27 und einen Viersegment-Lichtdetektor 28 auf.

Das Shearing-Interferometer-System wird dazu verwendet, um die Oberflächenkonfiguration eines Gegenstandes oder Objektes zu messen, welcherin Fig.1(1) mit 100 bezeichnet ist.

Der Verschluß 21 ist in dem Lichtweg des Grundlichtstrahls angeordnet, um diesen Lichtweg zu öffnen oder zu versperren. Der Verschluß 23 ist in dem Lichtweg eines Referenzlichtstrahls angeordnet, um diesen Lichtweg zu öffnen und zu versperren. Das Winkelprisma 22 dient als ein Strahlverdopplungsteil und ist in X- und Y-Richtungen verschiebbar. Wenn das Prisma 22 in der X-Richtung bewegt wird, wird eine Verdopplung in der X-Richtung erzeugt, und wenn das Prisma 22 in der Y-Richtung (senkrecht zu der Zeichenebene der Fig.1) bewegt wird, wird eine Verdopplung in der Y-Richtung erzeugt.

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1 Die Grund- und Referenzlichtstrahlen breiten sich parallel zueinander zwischen dem Strahlteiler 18 und dem Abbildungsobjektiv 24 aus. Diese Lichtstrahlen werden durch den halbtransparenten Spiegel 25 extrahiert und fallen auf die Konödensorlinse 27. Der Viersegment-Lichtdetektor 28 wird entlang der optischen Achse aus dem Konvergenzpunkt der Kondensorlinse 27 etwas verschoben. Daher haben die Lichtstrahlen, welche auf den Lichtdetektor 28 auftreffen, einen kreisförmigen Querschnitt.

Wie in Fig.1(11), dargestellt, hat der Lichtdetektor 28 vier lichtfühlende Oberflächen α, β, γ und ο, von welchen jeweils Ausgangssignale ct., ß.., Y₁ und 6. erzeugt werden. Die Ausgangssignale α... , 3q werden an einen Verstärker 30 angelegt, welcher (α... - P₁) verstärkt als ein Ausgangs signal A« erzeugt. Die Ausgangssignale Y₁, O₁ werden an einen Verstärker 32 angelegt, welcher (Y₁ - O₁) verstärkt als ein Ausgangssignal B₀ erzeugt. Die Ausgangssignale A_, B von den Verstärkern 30, 32, werden dann an einen Verstärker 34 angelegt, welcher (A₀ - B₀) verstärkt als ein Ausgangssignal C₀ erzeugt.

Der Ursprung einer Verdopplung wird folgendermaßen festgestellt. Die Lichtquelle 10 wird erregt, und die Oberfläche

25des zu messenden Gegenstandes 100 wird in den Konvergenzpunkt des Lichtes von der Konverterlinse 16 her bewegt, durch welche der Gegenstand 100 beleuchtet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist dann der Gegenstand 100 in der Lage angeordnet, welche durch die-ausgezogenen Linien in Fig.1(1) angezeigt

30ist. Meßlicht, d.h. Licht, das von dem Gegenstand 100 reflektiert wird, wird von der Konverterlinse 16 durchgelassen, wobei die Lichtstrahlen zueinander parallel sind. Dann wird der Verschluß 23 geschlossen, um den Referenzlichtstrahl zu unterbrechen, so daß nur der Grundlichtstrahl auf den Lichtdetektor 28 fällt. Während der überwachung des Ausgangssignnals von dem Lichtdetektor 28 wird dieser (28) von der Bedienungsperson so positioniert, daß der Grundlichtstrahl auf

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die Mitte des Lichtdetektors 28 trifft. Hierzu wird die Position des Lichtdetektors 28 so eingestellt, daß alle Ausgangssignale A_, B_n und C_fi null sind. Nachdem der Lichtdetektor 28 bezüglich seiner Lage richtig eingestellt ist, wird der Verschluß 21 geschlossen, um den Grundlichtstrahl zu unterbrechen und der Verschluß 23 wird geöffnet, damit nur der Referenzlichtstrahl auf den Lichtdetektor 28 fallen kann. Die Richtung (die vertikale Richtung in Fig.1(1I)) entlang welcher die lichtfühlenden Flächen α, β angeordnet sind, wird so gewählt, daß sie die Y-Richtung ist, und die Richtung (die horizontale Richtung in Fig.1(1I)), entlang welcher die lichtfühlenden Flächen γ, δ angeordnet sind, wird so gewählt, daß sie die X-Richtung ist. In Abhängigkeit von den jeweiligen Größen der Ausgangssignale A_n, B_Q wird die Richtung, in welcher das Prisma 22 zu bewegen ist, festgelegt, und das Prisma 22 wird so positioniert, daß die Ausgangssignale Aq, B_Q, C im wesentlichen eliminiert sind. Das Prisma 22 kann durch einen Schritt- oder einen Gleichstrommotor mit Rückkopplungsschleife bewegt werden, um die Ausgangssignale A_n, B_n und C auszuschalten. Auf diese Weise werden die optische Achse des Grundlichtstrahls und die optische Achse des Referenzlichtstrahls miteinander überden Lichtdetektor 28 zur Deckung gebracht. Der Ursprung einer Verdopplung kann festgestellt werden, wenn die Ausgangssignale A_Q, B_Q undC_n im wesentlichen null sind.

Sobald der Verdopplungsursprung festgestellt ist/ wird der Gegenstand 100 in eine in Fig.1(1) gestrichelt wiedergegebene Lage bewegt, und die Verschlüsse 21, 23 werden geöffnet. Dann wird das Prisma 22 für eine vorgeschriebene Verdopplung in der X-Richtung bewegt. Nunmehr ist die Vorbereitung eines Meßvorgangs beendet. Der Meßvorgang selbst wird unten beschrieben.

Wenn die Lichtquelle 10 erregt ist, wird das von ihr abgegebene Licht durch die Kollimatorlinse 12 in einen Parallellichtstrahl mit entsprechendem Durchmesser konvergiert, wel-

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eher durch den Lichtteiler 14 reflektiert wird, damit er sich nach links (in Fig.1(I)) ausbreitet. Der Lichtstrahl wird dann durch die Konverterlinse 16 in eine konvergente Kugelwelle umgewandelt, welche auf den Gegenstand 100 gerichtet wird und von diesem als Meßlicht reflektiert wird. Das Meßlicht trägt Information bezüglich der Oberflächenkonfiguration des Gegenstands 100.

Das Meßlicht passiert die Konverterlinse 16 nach rechts und gelangt durch den Strahlteiler 14 auf den Strahlteiler 18. Der Strahlteiler 18 teilt das Meßlicht in einen (durch ausgezogene Linien wiedergegebenen ) Grundlichtstrahl und in einen (durch gestrichelte Linien wiedergegebenen) Referenzlichtstrahl auf. Der Grundlichtstrahl fällt auf das Prisma ¹S 20 und wird von diesem zurückreflektiert und wird dann durch den Strahlteiler 18 so reflektiert, daß es sich in der Z-Richtung ausbreitet. Der Grundlichtstrahl fällt dann über das Abbildungsobjektiv 24 auf den Flächensensor 26.

Der Referenzlichtstrahl trifft auf das Prisma 22 auf und wird von diesem reflektiert um dann den Lichtteiler 16 in der Z-Richtung und anschließend das Abbildungsobjektiv 24 zu passieren, um auf den Flächensensor 26 zu fallen.

Wi- in Fig.1(111) dargestellt, werden der Referenzlichtstrahl A und der Referenzlichtstrahl B in dem Flächensensor 26 überdeckt, wenn sie in der X-Richtung etwas versetzt sind, wodurch ein Interferenzstreifen in dem Überdeckungsbereich erzeugt wird.

Das Prisma 20 wird dann in der X-Richtung verschoben, um die Länge des Lichtwegs des Bezugslichtstrahls zu verändern, wodurch der Interferenzstreifen auf dem Flächensensor 26 verändert wird. Die Veränderung in dem Interferenzstreifen wird mittels des Flächensensors 26 gelesen, um Daten auf dem Interferenzstreifen zu erhalten, auf welchem basierend dann eine vorgeschriebene Rechenoperation durchgeführt

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wird, um die Wellenfrontform des Grundlichtstrahls auf dem Flächensensor 26 zu berechnen. Die auf diese Weise berechnete Wellenfrontform steht in einer bestimmten Beziehung zu der Oberflächenkonfiguration des Gegenstands 100- Diese Be-Ziehung ist im Voraus bekannt, da sie durch das optische System zwischem dem Gegenstand 100 und dem Flächensensor 26 vorgegeben ist.

Die Oberflächenkonfiguration des Gegenstands 100 kann basie-¹^ rend auf der vorstehend angeführten Beziehung durch Korrigieren der Wellenfrontform bestimmt werden. Bei einem tatsächlichen Meßvorgang wird zuerst eine Verdopplung in der X-Richtung erzeugt, um Interferenzstreifendaten in der X-Richtung zu lesen; dann wird eine Verdopplung in der Y-Rich-¹^ tung (welche zu der Zeichenebene der Fig.1 senkrecht verläuft) erzeugt, um Interferenzstreifendaten in der Y-Richtung zu lesen. Die Wellenfrontformen, welche aus den gelesenen Daten berechnet worden sind, werden zusammengefaßt, um

eine dreidimensionale Wellenfrontform zu erzeugen. 20

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Ursprung einer Verdopplung auf der Basis der Ausgangssignale des Viersegment-Lichtdetektors gefühlt und kann folglich leicht und zuverlässig festgestellt werden. Der Ursprung bzw. die Herkunft einer Verdopplung kann sogar automatisch festgestellt werden.

Nunmehr wird ein Verfahren zum Messen eines Verdopplungswertes beschrieben. In Fig.2 ist ein Shearing-Interferome- ter-System zum Durchführen eines Verfahrens zum Messen des Wertes bzw. Betrages einer Verdopplung dargestellt. Zuerst wird kurz ein Verfahren zum Messen der Oberflächenkonfiguration eines Gegenstandes 1001 und ein Verfahren zum Messen des Verdopplungswertes beschrieben.

Das Shearing-Interferometer-System weist eine Lichtquelle 101 mit einer Laserstrahlquelle, einen Strahlausweiter 121,

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Strahlteiler 141 und 201, eine Konverterlinse 161, eine Relaislinse 181, Winkelprismen 221, 241, ein Abbildungsobjektiv 261 und ein Flächensensor 281 auf. Die Winke!prismen werden der Einfachheit halber nachstehend nur noch als "Prismen" bezeichnet.

Ein Lichtweg für Licht, um dön Gegenstand 1001 zu beleuchten, verläuft von der Lichtquelle 101 durch den Strahlteiler 171 und die Konverterlinse 161 zu dem Gegenstand 1001. Der Lichtweg für eine Shearing-Interferometrie verläuft von dem Strahlteiler 141 nach links. Das Shearing-Interferometer-System weist auch einen ebenen Spiegel 301, einen ersten Verschluß 321 und einen zweiten Spiegel 341 auf. Der Strahlteiler 141 dient als ein Teil zum Aufteilen der Lichtwege.

Zum Durchführen einer Shearing-Interferometrie wird der Verschluß 321 geöffnet, der Verschluß 341 wird geschlossen, und die Lichtquelle 101 wird erregt. Von der Lichtquelle 101 abgegebenes Licht wird durch den Strahlweiter 121 in einen Parallellichtstrahl (eine ebene Welle) mit einem größeren Durchmesser ausgedehnt, welcher von dem Strahlteiler 141 reflektiert wird, um sich nach links auszubreiten. Der Lichtstrahl wird durch die Konverterlinse 161 in einen konvergenten Lichtstrahl (eine Kugelwelle) konvergiert, welcher auf den Gegenstand 1001 fällt.

Meßlicht, d.h. Licht das von dem Gegenstand 1001 reflektiert worden ist, gelangt durch die Konverterlinse 161 und über den Strahlteiler 141 und die Relaislinse 181 auf den Strahlteiler 201, welcher das Meßlicht in einen Grund- und einen Referenzlichtstrahl teilt. Der Grundlichtstrahl fällt auf das Prisma 221 und wird von diesem reflektiert um dann über den Strahlteiler 201 und das Abbildungsobjektiv 261 auf den Flächenfühler 281 zu gelangen. Der Referenzlichtstrahl fällt auf das Prisma 241 und wird von diesem reflektiert, um dann über den Strahlteiler 201 und aas Abbildungsobjektiv 261 in den Flächensensor 281 zu gelangen.

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Das Prisma 241 wird in horizontaler Richtung in Fig.2 oder in einer zu der Zeichenebene der Fig.2 senkrechten Richtung versetzt, wodurch der Referenzlichtstrahl bezüglich des Grundlichtstrahls seitlich verschoben wird, wodurch ein Interferenzstreifen auf dem Flächensensor 281 erscheint. Dann wird das Prisma 221 durch ein (nicht dargestelltes) PZT in kleinen N Inkrementen in Fig.2 nach rechts verschoben. Das Interferenzstreifenmuster auf dem Flächensensor 281 wird entsprechend geändert. Die N verschiedenen Interferenzstreifenmuster werden gelesen, und es wird mit ihnen einen vorgeschriebene Rechenoperation durchgeführt, um die Wellenfrontform des Grundlichtstrahls auf dem Flächensensor 281 festzustellen, (das sogenannte Interferometrische Streifenabtastverfahren) .

Wenn die Oberflächenkonfiguration des Gegenstandes 1001 eine vollkommene Kugelfläche ist und das beleuchtende Licht von der Konverterlinse 161 in der Mitte dieser Kugelfläche konvergiert, ist das Meßlicht, d.h. das Licht, das von der Oberfläche des Gegenstand s 1001 reflektiert worden ist, eine divergente Kugelwelle, welche eine ebene Welle wird, nachdem sie nach rechts die Konverterlinse 161 durchlaufen hat. Zu diesem Zeitpunkt ist dann jeder der Grund- und Referenzlichtstrahlen, welche den Flächensensor 281 in dem optisehen System der Fig.2 erreichen, eine ebene Welle.

Wenn die Oberflächenkonfiguration des Gegenstandes 1001 eine nicht kugelförmige Fläche ist, hat jeder der Grund- und Referenzlichtstrahlen, welche den Flächensensor 281 erreichen, eine gewölbte Wellenfrontform, welche eine Verschiebung der nicht kugelförmigen Oberfläche gegenüber der kugelförmigen Fläche darstellt. Folglich kann die Konfiguration der zu messenden Oberfläche dadurch bestimmt werden, daß die Wellenfrontform bezüglich der Kugeloberfläche korrigiert wird.

Das interferometrische Streifenabtastverfahren wird sowohl durchgeführt wenn der Referenzlichtstrahl durch das Prisma 241 in Fig.2 in der horizontalen Richtung verschoben wird,

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als auch dann durchgeführt, wenn der Referenzlichtstrahl durch das Prisma 241 in der zu der Zeichenebene der Fig.2 senkrechten Richtung verschoben wird; es wird eine dreidimensionale Wellenfrontform aus den Daten der beiden Messungen abgeleitet.

Die Lichtmenge wird durch ND-Filter eingestellt, welche zwischen dem Strahlweiter 121 und dem Strahlteiler 141 und auch zwischen dem Abbildungsobjektiv 261 und dem Flächensensor 281 angeordnet sind. Die Shearing-Interferometrie wird, wie oben beschrieben, mittels des in Fig.2 dargestellten Systems durchgeführt. Die Messung des Wertes bzw. Betrages einer Verdopplung gemäß der Erfindung wird nachstehend beschrieben.

Zum Messen des Wertes bzw. des Betrages einer Verdopplung wird ein Verschluß 321 geschlossen und der Verschluß 341 wird geöffnet, damit das Licht, welches von dem Strahlteiler 141 durchgelassen wird, auf den ebenen Spiegel 301 fällt. Das von dem ebenen Spiegel 301 reflektierte Licht wird durch den Strahlteiler 141 nach rechts reflektiert und wird durch den Shearing-Interferometer-Lichtweg als Meßlicht inRichtung zu dem Flächensensor 281 geleitet.

Die Spiegelfläche des ebenen Spiegels 301 hat eine hochglatte bzw. hochpolierte Ausführung. Da das Licht, welches auf den ebenen Spiegel 301 auftrifft, aus parallelen Lichtstrahlen zusammengesetzt ist, ist auch das hierdurch reflektierte Licht, d.h. das Meßlicht, aus parallelen Strahlen zusammengesetzt, die eine ebene Welle haben.

Das Meßlicht gelangt durch die Relaislinse 181 auf den Strahlteiler 201 und wird durch diesen in einen Grund- und einen Referenzlichtstrahl geteilt, welche durch die Relaislinse 181 in den Prismen 221 bzw. 241 konvergiert werden. Die Konvergenzpunkte der Lichtstrahlen in den Prismen 221 und 241 stimmen mit dem Brennpunkt des Abbildungsobjektivs

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261 überein. Folglich werden beide Lichtstrahlen, welche von dem Abbildungsobjektiv 261 austreten ebene Wellen, welche auf den Flächensensor 281 fallen.

Unter dieser Voraussetzung wird der Referenzlichtstrahl durch das Prisma 241 seitlich verschoben. Solange die optische Achse des Grundlichtstrahls bezüglich der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 261 ausgerichtet ist, wird die Wellenfront des Grundlichtstrahls auf dem Flächensensor 281 eine in Fig.3(II) dargestellte Ebene SO. Die optische Achse des Bezugslichtstrahls ist unmittelbar vor dem Abbildungsobjektiv 261 parallel zu der optischen Achse des Grundlichtstrahls. Nach dem Durchgang durch das Abbildungsobjektiv 261 ist die optische Achse des Referenzlichtstrahls um einen Winkel θ bezüglich der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 261 geneigt. Folglich wird die Wellenfront des Referenzlichtstrahls auf dem Flächensensor 281 eine inFig.3(II) dargestellte Ebene S1. Da die Wellenfront der ebenen Welle senkrecht zu der optischen Achse des Lichtstrahls liegt, ist die Ebene S1 um den Winkel θ zu der Ebene SO geneigt. Die optische Achse des Referenzlichtstrahls geht durch den bildseitigen Brennpunkt C des Abbildungsobjektivs 261 hindurch. Wenn folglich der Winkel θ bekannt ist, ist der Wert bzw. der Betrag einer Verdopplung S bekannt durch

S = f . tan θ (2)

wobei f die Brennweite des Abbildungsobjektivs 261 ist. Wenn jeder der Grund- und Referenzlichtstrahlen eine ebene Welle mit einer ebenen Wellenfront hat, ist das Interferenzstreifenmuster uaf dem Flächensensor 281 aus parallelen Streifen zusammengesetzt, wie in Fig.3(III) dargestellt ist.

Gemäß der Streifenabtast-Interferometrie kann die Form der Wellenfront (die Ebene S1 in Fig.3(II)) des Referenzlichtstrahls bestimmt werden. Die Wellenfront des Grundlichtstrahls (die Ebene SO in Fig.3(II)) soll in der XY-Ebene

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liegen, und die Koeffizienten 1, m, η, Ρ der Gleichung Ix + my + nz + P = 0 der Bezugslichtstrahl-Wellenfront S1 sind so gemäß dem Verfahren der kleinsten Quadrate am besten zu der Referenzlichtstrahl-Wellenfront passend, wodurch ein analytischer Ausdruck der Ebene S1 gefunden ist. Mit diesem analytischen Ausdruck der Ebene S1 wird der Winkel Θ, unter welchem die Grundlichtstrahl-Wellenfront SO und die Referenzlichtstrahl-Wellenfront S1 gegeneinander geneigt sind, analytisch berechnet, und der Verdopplungswert S wird entsprechend der Gleichung (2) mit Hilfe des berechneten Winkels θ und der Brennweite f berechnet, welche genau bekannt ist.

Die Berechnung des analytischen Ausdrucks der Ebene S1 gemäß dem Verfahren der kleinsten Quadrate, die Berechnung des Winkels Θ, die Berechnung des Verdopplungswerts S entsprechend der Gl.(2) werden alle von einer Verarbeitungseinrichtung, wie einem Mikrocomputer durchgeführt, welcher Rechenoperationen für interferometrische Streifenabtastmessungen durchführt. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Verdopplungswert bzw. -betrag genau bestimmt werden, und folglich kann die Genauigkeit von interferometrischen Shearingmessungen wirksam erhöht werden.

25Bei einem Versuch lag die Genauigkeit, mit welcher der Winkel θ wiederholt gemessen wird, innerhalb von _+ 0,3s. Wenn daher ein Objektiv mit einer Brennweite f=60 als das Abbildungsobjektiv 26 verwendet wird, ist die Genauigkeit, mit welcher der Verdopplungswert S gemessen wird, sehr erhöht, d.h. er ist innerhalb von _+ 0,102μΐη gehalten. Bei der vorstehend beschriebenen Shearing-Interferometrie wird ein Streifenabtasten durch die Analyse von Interferenzstreifen durchgeführt. Daher sollte das vorstehend beschriebene Shearing-Interferometrieverfahren auch als das Streifenabtast-Interferometrie-

35verfahren klassifiziert werden.

Bei der Streifenabtast-Interferometrie wird bewirkt, daß

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sich die Grund- und Referenzlichtstrahlen auf dem Flächensensor eine Interferenz erzeugen, und daß sich die Phase des Referenz- oder Grundlichtstrahls in N Inkrementen ändert. Das Interferenzstreifenmuster in jedem der N Inkremente wird dann gelesen, und die Rechenoperation wird mit Hilfe der erhaltenen Daten durchgeführt, um die Wellenfrontform W(x,y) des Grundlichtstrahls zu bestimmen:

2 S-

,1 -IN ήίΐ¹^*' y>sin2klj

^W(X' ^{y) c} lh ^tan FiT <3)

N Σ. Ij(X, y)cos2klj

wobei Ij(x,y) eine Lichtintensität an der Stelle (x,y) des Interferenzstreifenmusters in der j-ten Phasenänderung ist, k eine sogenannte Wellenzahl, welche als 2n//t gegeben ist, wobei ^. die Lichtwellenlänge ist, und Ij = j % /2N ist, welches der Bereich der j-ten Phasenänderung ist.

Der Bereich, in welchem die Grund- und Referenzlichtstrahlen miteinander eine Interferenz erzeugen, ist im allgemeinen elliptisch oder kreisförmig, wie in Fig.4 (I) dargestellt ist. In Fig.4 ist mit 102 eine Zone bezeichnet, in welcher der Flächensensor Licht feststellt, und mit 12A ein Bereich bezeichnet, in elchem die Grund- und Referenzlichtstrahlen eine Interferenz erzeugen. Der Bereich, welcher in der Zone 102 des Flächensensors liegt wird ohne den Interferenzbereich 12A als Untergrundbereich bezeichnet, während der Bereich in dem Interferenzbereich 12A Signalbereich genannt wird.

Information, die erforderlich ist, um die Wellenfrontform des Grundlichtstrahls zu bestimmen, kann aus dem Signalbereich erhalten werden. Da die Rechenoperation (3) automatisch am Ausgang des Flächensensors durchgeführt wird, würde ein Signal aus dem Untergrundbereich in der Rechenoperation

(3) mit enthalten sein, wenn nicht einige Vorbeugungsmaßnahmen getroffen wären. Es ist bekannt, daß sehr wahrscheinlich ein Rauschsignal in dem Untergrundbereich erzeugt wird.

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Wenn folglich ein derartiges Rauschsignal in der Rechenoperation (3) enthalten wäre, würde das Meßergebnis dadurch nachteilig beeinflußt.

Als ein Beispiel ist in Fig.5 ein Meßergebnis dargestellt, welches einen Gegenstand enthält, wenn eine gute Messung mittels der Streifenabtast-Interferometrie durchgeführt ist. Wenn einRauschsignal von dem Untergrundbereich enthalten ist, wird jedoch das Meßergebnis so, wie in Fig.6 dargestellt ist, so daß die Meßgenauigkeit stark vermindert ist, und keine Zuverlässigkeit bei der Messung gewährleistet ist.

Folglich wird gefordert, daß bei der Streifenabtast-Interferometrie der Untergrundbereich von dem Signalbereich getrennt wird, um dadurch zu verhindern, daß ein Signal aus dem Untergrundbereich in der Rechenoperation (3) enthalten ist.

Ein Weg, um der vorstehenden Forderung zu genügen, würde der sein, eine Maske zu verwenden. Bei Verwendung einer Maske würden jedoch die Untergrund- und Signalbereiche nicht gut voneinander getrennt werden, wenn die optische Achse des optischen Systems, durch welches die Grund- und Referenzlichtstrahlen zu dem Flächensensor geleitet werden fehlerhaft ist. Außerdem muß die Maskengröße jedesmal dann geändert werden, wenn die Größe des Signalbereichs verändert wird, um einen anderen Gegenstand zu messen.

Der Untergrundbereich kann jedoch ohne Verwenden irgendeiner Maske auf folgende Weise festgestellt werden. Ein Identifizierungswert T wird für jedes lichtfühlendes Element des Flächensensors auf der Basis von zwei oder mehr gelesenen Interferenzstreifenmustern berechnet, wenn die Phase des Grund- oder Referenzlichtstrahls geändert wird. Der Identifizierungswert T wird mit einem Unterscheidungswert K für jedes der lichtfühlenden Elemente des Flächen-

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sensors verglichen, wobei der Unterscheidungswert K experimentell im Voraus ermittelt wird und damit bekannt ist.

Die Werte K und T werden bezüglich ihrer Größe verglichen. Die lichtfühlenden Elemente, für welche K > T ist, werden als solche beurteilt, die in dem Untergrundbereich liegen, und die lichtfühlenden Elemente, für welche K < T ist, werden als solche beurteilt, welche in dem Signalbereich liegen. Das Identifizierungsverfahren wird nunmehr im einzeInen beschrieben.

Die vertikale Richtung in Fig.4 soll die X-Richtung sein, während die horizontale Richtung die Y-Richtung sein soll. Die lichtempfindliche Zone 102 des Flächensensors enthält eine zweidimensionale Anordnung von kleinen lichtfühlenden Elementen, welche folgendermaßen angeordnet sind: N_n lichtfühlende Elemente sind in der Y-Richtung der lichtfühlenden Zone 102 des Flächensensors angeordnet, während M_n lichtfühlende Elemente in der X-Richtung angeordnet sind.

Somit sind M_Q χ N- lichtfühlende Elemente als M_ Zeilen und N_n Spalten in der lichtfühlenden Zone 102 angeordnet _r die lichtfühlenden Elemente haben einen Abstand d voneinander sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung.

Nunmehr wird ein lichtfühlendes Element A(m, n) in der mten Zeile und in der η-ten Spalte betrachtet. Dieses lichtfühlende Element A(m, n) hat beispielsweise Koordinaten χ = md und y = nd. Die Lichtintensität ist in der folgenden Beschreibung mit I bezeichnet. Der Ausgang von einem lichtfühlenden Element, welches die Lichtintensität I festgestellt hat, wird nachstehend durch I ausgedrückt. Wenn beispielsweise das lichtfühlende Element A(m, n) Licht mit einer Intensität Ij(m, n) in einem Interferenzstreifenmuster bei der j-ten Phasenveränderung feststellt, wird der Ausgang von dem lichtfühlenden Element A(m, n) auch durch Ij(m, n) ausgedrückt. Die Frage hierbei ist, wie festzustellen ist, ob das lichtfühlende Element A(m, n) in dem

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Untergrund- oder dem Signalbereich liegt. In Fig.4 ist das lichtfühlende Element A(m, n) so dargestellt, daß es in dem Signalbereich liegt.

Der Grund- und der Referenzlichtstrahl erzeugen miteinander Interferenzen und die Länge des Lichtweges des Grund- oder Referenzlichtstrahls wird geändert, um die Phase zu ändern. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich dann die Phasendifferenz zwischen der Wellenfront des Grundlichtstrahls und der WeI-lenfront des Referenzlichtstrahls an jeder Stelle in dem Interferenzbereich, und so ergibt sich das Interferenzstreifenmuster .

Das in Fig.4(I) dargestellte Interferenzstreifenmuster wird erzeugt, wenn j = 1 ist, d.h. wenn die Phase in der ersten Stufe geändert wird. Das in Fig.4(II) dargestellte Interferenzstreifenmuster wird erzeugt, wenn j = ρ (ρ > 1) ist, d.h. die Phse wird bei dem p-ten Schritt geändert. Das in Fig.(III) dargestellte Interferenzstreifenmuster wird erzeugt, wenn j = g (q > p) ist, d.h. die Phase bei dem q-ten Schritt verändert wird. Wenn das lichtfühlende Element A(m, n) , wie dargestellte, in dem Signalbereich liegt, ändert sich der Ausgang I (m, n) von diesem lichtfühlenden Element A (m, n) entlang einer Sinuskurve, wie in Fig.7(I) dargestellt ist, wenn der Phasenänderungsschritt j geändert wird. Der Ausgang I ändert sich immer entlang einer Sinuskurve, wenn j geändert wird, sofern das lichtfühlende Element A(m, n) in dem Signalbereich liegt. Da diese Ausgangsänderung durch diePhasenänderung in dem Interferenzbereich bewirkt wird, wird beinahe keine Änderung in dem Ausgang I(m, n) in Abhängigkeit von j festgestellt, und der Wert von I(m, n) ist, wie in Fig.7(II) dargestellt, in dem Untergrundbereich klein, in welchem keine Phasenänderung stattfindet.

Wenn es folglich bekannt ist, daß der Ausgang eines bestimmten lichtfühlenden Elements sich nicht wesentlich

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ändert, wie in Fig.7(II) dargestellt ist, oder sich entlang einer Sinuskurve ändert, wenn die Phase geändert wird, dann kann ohne weiteres festgestellt werden, ob ein solches lichtfühlendes Element in dem Signal- oder in dem Untergrundbereich liegt.

Entsprechend dem beschriebenen Identifizierungsverfahren wird der Bereich, in welchem ein lichtfühlendes Element vorhanden ist, dadurch festgestellt, daß ein Identifizierungswert T und ein Unterscheidungswert K bezüglich ihrer Größe verglichen werden. Der Identifizierungswert kann irgend ein Parameter sein, soweit die Muster der Fig.7(I) und ζ (II) voneinander unterschieden werden können. Drei Typen des Identifizierungswerts T sind beispielsweise unten wiedergegeben.

Der erste Identifizierungswert T läßt sich ausdrücken durch: T = C³ +S². Für ein lichtfühlendes Element A(m, n) (mit m = 1 bis M- und mit η = 1 bis N-.) ist der Identifizierungswert gegeben durch:

T(m, η) = C²(m, n) + S²(m, n) (4) wobei gilt:

7 U- ■ ■

^C(m' ⁿ> = i j?i^I(x' Υ' lj

N
S(m, n) = I jf^Kx, y, lj)sin|5· j (5)

In diesen Gl.>en (5) wird der Parameter j, welcher den Pha-³^ senänderungsschritt anzeigt, als eine Veränderliche Ij anstelle von Ij(x, y) verwendet, wobei Ij durch Ij = jJL/2N ausgedrückt wird.

Wenn das lichtfühlende Element A(m, n) in dem Signalbereich liegt, ist der Wert T[m, n) entsprechend groß (wobei dessen Wert als T_g ausgedrückt wird). Wenn das lichtfühlende Element A(m, n) in dem Untergrundbereich liegt, ist der Wert

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36Ί1402

T8m, n) entsprechend klein (wobei dieser als T ausgedrückt wird). Nunmehr wird der Unterscheidungswert K (T > K > T_D) mit dem Wert T(m, n) für jedes lichtfühlende Element verglichen. Die lichtfühlenden Elemente, für welche T > K ist, liegen dann in dem Signalbereich, und die Elemente, für welche T > K ist, liegen in dem Untergrundbereich. Da die lichtfühlenden Elemente, die in dem Untergrundbereich vorhanden sind, ohne weiteres auf die vorstehend beschriebene Weise festgestellt werden können, O können die Ausgänge der lichtfühlenden Elemente in dem Untergrundbereich aus der Rechenoperation (3) ausgeschlossen werden.

Wenn der obige erste Identifizierungswert T verwendet wurde und das Signal ein 8 Bit-Signal war, war es besser, 100 als den Wert K zu verwenden.

Der zweite Identifizierungswert K wird festgelegt als:

T(m, n) =ll(m, n, I₁) - I(m, n, I₃)I (6)

²^ wobei I₁ ein Wert von 1. (mit j = 1 bis N) ist und I₃ der Wert I₁ + π /2 ist. Folglich wird die Phase des Referenzlichtstrahls für I(m, n, 1_?) um π /2 bezüglich derjenigen für I(m, n, I₁) verschoben.

²^ Der Identifizierungswert T(m, n) kann mit Hilfe von nur zwei Interferenzstreifenmustern, welche in der Phase π/2 verschoben sind, aus N InterferenzStreifenmustern berechnet werden, welche gelesen werden, wenn die Phase geändert wird. Folglich ist die Rechenoperation, welche zum Berechnen des Identifizierungswerts T(m, n) erforderlich ist, viel einfacher als diejenige, die zum Berechnen des ersten Identifizierungswerts verwendet wird.

Wenn I₁ und 1„ eine solche Beziehung zueinander haben, wie in Fig.7(I) dargestellt ist, ist der Identifizierungswert T für dieses lichtfühlende Element 0, und das lichtfühlende Element wird als ein solches betrachtet, das in dem Unter-

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grundbereich liegt, während es tatsächlich in dem Signalbereich liegt, was aus einem Unterscheidungsfehler resultiert. Um einen solchen Unterscheidungsfehler auszuschließen und um eine einfachere Identifizierung zu ermöglichen, kann der folgende dritte Identifizierungswert verwendet werden:

Der dritte Identifizierungswert ist folgendermaßen festgelegt:

T(m, n) = ξΐ(πι, η, I₁) - I(m, η, I₂)I +

|I(m, η, I₁) - I(m, η, I₃)I (7)

wobei 1„ = I₁ + τι/2, I₃ = I₁ +τι ist.

Im Hinblick auf den dritten Identifizierungswert werden aus allen gelesenen Interferenzstreifenmustern, wenn die Phase verwendet wird, drei Interferenzstreifenmuster verwendet, welche in der Phase jeweils um τι/2 zueinander verschoben sind. Folglich ist T(m, n) immer für die lichtfühlenden Elemente, welche in dem Signalbereich liegen, größer als 0, und T(m, n) 0 gilt für die lichtfühlenden Elemente in dem Untergrundbereich. Ein Wert, der etwas größer als 0 ist, kann zusammen mit dem zweiten Identifizierungswert als K verwendet werden.

In Fig.8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Idenditfizieren des Untergrundbereichs dargestellt, wenn der erste durch die Gl.(4) festgelegte Identfizierungswert verwendet wird. Das Verfahren zum Identifizieren des Untergrundbereichs kann nicht nur für das Shearing-Interferometer-System verwendet werden, sondern auch für allgemeine interferometrische Systeme, welche eine Streifenabtastung verwenden, wie beispielsweise ein Twyman-Green-Interferometer-System, in weichemein Grund- oder Testlichtstrahl und ein Bezugslichtstrahl, der von einer Bezugsfläche reflektiert worden ist, benutzt werden, um miteinander Interferenzen zu erzeugen.

Ende der Beschreibung

Claims

Anwaltsakte: 34 895 Ricoh Company, Ltd. Tokyo/Japan Verfahren zum Feststellen des Ursprungs einer Verdopplung und zum Messen eines Verdopplungswerts in Shearing-Interferometer-Systemen Patentansprüche

1. Verfahren zum Feststellen des Ursprungs einer Verdopplung eines Referenzlichtstrahls aus einem Grundlichtstrahl in einem Shearing—Interferometer-System dadurch gekennzeichnet, daß

Verschlüsse (21, 23) in Lichtwegen der Grund- und Referenzlichtstrahlen vorgesehen werden;

die Grund- und Referenzlichtstrahlen, die sich parallel zueinander ausbreiten, mit Hilfe einer Kondensorlinse (27) in einem Konvergenzpunkt konvergieren;

ein Viersegment-Lichtdetektor (28) an einer Stelle vorgesehen wird, welche von dem Konvergenzpunkt in der Richtung der optischen Achse etwas versetzt ist;

der Lichtweg des Referenzlichtstrahls mit dem in dem Weg angeordneten Verschluß (23) versperrt wird, damit nur der

W (089)988272-74 Telekopierer: (089)983049 Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

Telex: 524560 Swan d KaIIe lr;otec 6350 Gr. Il + III Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM \

Deutsche Bank München 3743440 (BLZ 70070010)

Grundlichtstrahl auf den Lichtdetektor (28) fallen kann; der Lichtdetektor (28) verschoben wird, während die Ausgangssignale von dem Lichtdetektor (28) überwacht werden, bis der Lichtdetektor so positioniert ist, daß der Grundlichtstrahl auf die Mitte des Lichtdetektors (28) fällt; dann der Lichtweg des Grundlichtstrahls mit Hilfe des in dem Weg angeordneten Verschlusses (21) versperrt und der Lichtweg des Referenzlichtstrahls geöffnet wird, damit nur der Referenzlichtstrahl auf den Lichtdetektor (28) fällt, und

ein Verdopplungsteil (22) verschoben wird, welches den Referenzlichtstrahl verdoppelt, während die Ausgangssignale von dem Lichtdetektor (28) überwacht werden, bis der Referenzlichtstrahl auf die Mitte des Lichtdetektors (28) fällt.

2. Verfahren zum Messen des Verdopplungswertes zwischen einem Grundlichtstrahl und einem Referenzlichtstrahl in einem Shearing-Interferometer-System zum Messen der Oberflächenkonfiguration eines Gegenstandes, dadurch g e kennzeichnet, daß der Gegenstand (1001) mit Licht aus parallelen Lichtstrahlen, welche durch eine Konverterlinse (161) hindurchgeleitet werden, entlang einem Beleuchtungslichtweg beleuchtet werden; ein Teil des Beleuchtungslichtes ausgehend von einem Trennpunkt vor der Konverterlinse (161) entsprechend geleitet wird, damit es auf einen ebenen Spiegel (301) fällt; ein erster Verschluß (321) zwischen dem Trennpunkt und der Konverterlinse (161) und ein zweiter Verschluß (341) zwischen dem Trennpunkt und dem ebenen Spiegel (301) vorgesehen werden;

der erste Verschluß (321) geschlossen und der zweite Verschluß (341) geöffnet wird, damit paralleles Licht auf den ebenen Spiegel (301) fällt;
Licht, das von dem ebenen Spiegel (301) reflektiert worden ist, als Meßlicht entlang eines Shearing-Interferometer-Lichtwegs auf einen Flächensensor (281) geleitet wird; das Meßlicht in einen Grundlichtstrahl und einen Referenz-

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lichtstrahl geteilt wird, bevor sie den Flächensensor (281) erreichen;

der Referenzlichtstrahl bezüglich des Grundlichtstrahls seitlich verschoben wird;

ein Interferenzstreifenmuster auf dem Flächensensor (281) durch ein Streifenabtasten gemessen wird, um einen Winkel θ zu bestimmen, um welchen die Wellenfront des Grundlichtstrahls und die Wellenfront des Referenzlichtstrahls gegeneinander geneigt sind, und

der Wert einer Verdopplung S entsprechend S = f. tan θ berechnet wird, wobei f die Brennweite eines Abbildungsobjektivs (261) ist, welches bewirkt, daß die Lichtstrahlen auf den Flächensensor (281) fallen.