DE3887947T2 - Messanordnung von entfernungen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft das Gebiet der Abstandsmessung und insbesondere die schnelle kontaktlose Abstandsmessung. Sie eignet sich insbesondere zum Messen des Profiles einer sich bewegenden Fläche; zum genauen Messen des Abstands zu einem Objekt; zum Messen der Dicke eines Objektes mittels zweier Meßköpfe und zum Messen der Form einfacher Objekte.
• Die meisten handelsüblichen Kopierfräsmaschinen arbeiten, indem ein Testgriffel über die Fläche des profilierten Objektes gezogen wird. Bei diesen Vorrichtungen besteht die Gefahr, daß sie die Oberfläche als Folge ihres Vorbeiführens verändern oder beschädigen können. Bei der im folgenden beschriebenen Erfindung besteht diese Gefahr nicht, da es eine kontaktlose Vorrichtung ist.
• Viele kontaktlose Abstandsmeßvorrichtungen, ob sie nun bei der Profilometrie oder bei der Abstandsmessung verwendet werden, basieren auf der Streifenzählung. Wenn folglich schrittweise Veränderungen bei der Höhe oder dem Abstand auftreten, verlieren sie den Überblick über den absoluten Abstand. Die vorliegende Vorrichtung ist imstande, den absoluten Abstand innerhalb eines breiten Bereiches zu überblicken.
• Eine weitere, häufig bei kontaktlosen Höhenmeßvorrichtungen auftretende Schwierigkeit liegt darin, daß ihre Höhenauflösung zwar gut ist, ihre seitliche Auflösung jedoch im allgemeinen nicht. Dies ist von Bedeutung, wenn die gemessene Oberfläche sehr rauh ist oder wenn die Höhe eines kleinen Elementes der Fläche gefragt ist. Die vorliegende Erfindung kombiniert gute seitliche Auflösung mit guter Höhenauflösung.
• Die Spanne der Verfahren zur Flächenmessung ist in "Surface Metrology Instrumentation" von D.J. Whitehouse (J. Phys. E: Sci. Instrum. 20 (1987), Seiten 1145 55) beschrieben. Verschiedene kontaktlose Meßanordnungen sind in "Optical Profilometer for Measuring Surface Contours of 1 to 150 Microns Depth" von H.P. Kleinknecht und H. Meier (Laboratories RCA, Ltd., Zürich, Schweiz); "Electro-Optic Surface Profiler by J.W. Buechele and N.B. Seebe" (IBM Technical Disclosure Bulletin Band 26, Nr. 3B, August 1983); "Surface Profile Measurement with a Dual-Beam Optical System" von David Y. Lou et al. (Applied Optics Band 23, Nr. 5 vom 1. März 1984, Seiten 746-751); "Optical Profilometer: A Practical Approximate Method of Analysis" von Marek Dobosz (Applied Optics, Band 22, Nr. 24, 15. Dezember 1983, Seite 3983) offenbart.
• Bei fast allen Höhenmeßvorrichtungen und Kopierfräsmaschinen, sowohl bei solchen mit Kontakt als auch bei den kontaktlosen, muß die relative Geschwindigkeit zwischen dem Instrumentenabfühlpunkt und der gemessenen Fläche relativ gering sein, um das Oberflächenprofil mit angemessener Genauigkeit zu messen. Die vorliegende Erfindung ist imstande, während des Messens der Oberflächenposition mit hohen relativen Geschwindigkeiten zu arbeiten. Dadurch eignet sie sich besonders für die Oberflächenprofilometrie oder zur Aufstellung in einer Produktionseinrichtung, wo Geschwindigkeit von Bedeutung ist.
• Während die vorliegende Erfindung in einer Form bei ihrem Betrieb ein Merkmal des normalen konfokalen Mikroskops verwendet, unterscheidet sie sich unter einem bedeutenden Aspekt, da sie lediglich in einer Dimension konfokal ist. Wenn die Fläche in einer senkrecht zu der Achse des Mikroskops verlaufenden Ebene bewegt wird, führen bei dem normalen konfokalen Mikroskop, verglichen mit herkömmlichen Mikroskopen, geringe Variationen bei der Höhe der Fläche zu starken Variationen bei der Signalintensität am Detektor. Bei den für die Analyse zugänglichen Detektorsignalen müssen diese Höhenvariationen auf einen geringen Bereich begrenzt sein. Das heißt, das herkömmliche konfokale Mikroskop liefert innerhalb eines Wellenlängenbereiches bei Subwellenlängen hohe Auflösung. Die Wirkung konfokaler Mikroskope ist in der in den Offenbarungen in "Experimental Observations of the Depth-Discrimination Properties of Scanning Microscopes" von D.K. Hamilton et al. (Band 6, Nr. 12 Optics Letters vom Dezember 1981) und "Surface Profile Measurement using the Confocal Microscope" von D.K. Hamilton und T. Wilson (J. Appl. Phys. Band 53, Nr. 7, Juli 1982, Seite 5320 ff.) dargestellten Form gut verständlich. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Meßbereich so ausgedehnt, daß er der hänge der Beleuchtungslinie entspricht. Eine Schrift mit dem Titel "O- ptisch-Berührungslose Abtastung mit Hilfe des Astigmatismusverfahrens" von R. Theska (Feingerätetechnik, Band Nr. 36 (1987), Nr. 6, Seiten 263-6), die nach dem frühesten Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, beschreibt die Verwendung des Astigmatismus zum kontaktlosen optischen Abfühlen.
• Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0 160 781 offenbart ein kontaktloses System zum Messen der Höhe von Schaltungsmerkmalen auf einem Substrat. Dabei wird ein dünner Bandstrahl verwendet, der als Linie auf eine Fläche projiziert wird, und das reflektierte Licht wird dann analysiert. Diesem System fehlt die Sensibilität, es kann nicht zur Messung von mehr als nur geringfügigen Höhenvariationen verwendet werden und legt dem Systemlayout Beschränkungen auf.
• Diese Probleme werden durch die vorliegende Erfindung gelöst.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur kontaktlosen Abstandsmessung, mit: einer Energiequelle; einer Einrichtung zum Projizieren von Energie von der Quelle in Kontakt mit einer Fläche; einer Einrichtung zum Abbilden von von der Fläche reflektierter Energie und einer Einrichtung zum Analysieren des Bildes der reflektierten Energie; einer Einrichtung zum Fokussieren der Energie in eine einzige gemeinsame Brennlinie, die im Betrieb unter einem von Null verschiedenen Winkel zu der untersuchten gemittelten Fläche verläuft und die Fläche an wenigstens einem Punkt schneidet; und einer Einrichtung zum Abbilden der gemeinsamen Brennlinie auf einer Bildebene im Raum; gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erkennen von Merkmalen des Bildes der Linie, die mit der Fläche koinzident sind und dadurch Punkte fokussierter Beleuchtung liefern; und einer Einrichtung zum Analysieren eines Signals der Erkennungseinrichtung, um in Abhängigkeit von den hellsten Beleuchtungspunkten ein Meßergebnis des Abstands zwischen einem Referenzpunkt und der Fläche zu liefern.
• Die Energiequelle kann aus sichtbarem Licht, Radiowellen, Mikrowellen und anderer elektromagnetischer Strahlung bestehen. Es kann auch ein Teilchenstrahl wie ein Elektronen- oder Protonenstrahl sein. Ferner kann die Energiequelle aus akustischen Wellen wie Tonwellen bestehen.
• Die Einrichtung zum Erkennen des Schnittpunkts oder der Schnittpunkte der gemeinsamen Brennlinie mit der untersuchten Fläche kann bei einem optischen System ein Linien-, Flächen- oder Positionsdetektor sein, der derart angeordnet ist, daß er einen Teil des Bildes oder das gesamte Bild in der Detektorebene erfaßt. Der Schnittpunkt oder die Schnittpunkte der Brennlinie mit der untersuchten Fläche können durch Analyse eines Teils oder des gesamten von dem Detektor erfaßten Bildes ausfindig gemacht werden.
• Es sei darauf hingewiesen, daß die Beleuchtungs- und Erkennungssysteme eine Einrichtung zum Differenzieren zwischen von dem Objekt gestreuter Energie und von dem Objekt spiegelnd reflektierter Energie aufweisen können. Bei einem solchen Verfahren kann ein Polarisator/Analysator verwendet werden. Dabei ist der Polarisator zwischen der Beleuchtung und dem Objekt und der Analysator bzw. der Kreuzpolarisator zwischen dem Objekt und dem Detektor angeordnet.
• Bei der Messung mikroskopischer Abstände bietet das obige System eine hohe Auflösung und bei Verwendung bei großen Abständen ebenfalls. Es eignet sich insbesondere bei mikroskopischen Abständen, wenn sichtbare Beleuchtung mit einem hoch astigmatischen konfokalen Mikroskop kombiniert wird.
• Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur kontaktlosen Abstandsmessung mikroskopischer Abstände unter Verwendung eines hoch astigmatischen konfokalen Mikroskops, mit einer Einrichtung zum Beleuchten der untersuchten Fläche und einer Einrichtung zum Erkennen der von der Fläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Beleuchten der Fläche derart angeordnet ist, daß sie eine Lichtlinie erzeugt und diese Linie fokussiert, so daß sie die Fläche an wenigstens einem Punkt schneidet, wobei die Erkennungseinrichtung einen Detektor, der derart angeordnet ist, daß er das gesamte Bild oder einen Teil des Bildes erfaßt, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Position des oder der hellsten von der Fläche gestreuten und/oder reflektierten Beleuchtungspunkte und zum Berechnen des Abstands zwischen diesem Punkt und einem Referenzpunkt aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gezeigt, daß sie unter Testbedingungen imstande ist, die Höhe einer Fläche innerhalb einer Auflösung von einem Mikrometer über einen Bereich von 5 mm oder, in einem anderen Fall, innerhalb einer Auflösung von 0,1 Mikrometer über einen Bereich von 1,4 mm zu bestimmen.
• Bei der folgenden Beschreibung werden Termini verwendet, die generell auf die beschriebene Vorrichtung angewandt werden, bei der die Energiequelle sichtbares Licht ist. Es sei jedoch angemerkt, daß bei der Vorrichtung auch andere Energieformen verwendet werden können, vorausgesetzt, daß in geeigneter Weise analoge Komponenten bei ihrer Konstruktion verwendet werden.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele als Beispiel in bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
• Fig. 1 in schematisierter Form die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien;
• Fig. 2 in schematisierter Form eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 3 eine schematisierte Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 2.
• Bei der Anwendung der Erfindung werden zwei Basiselemente verwendet: ein Beleuchtungssystem und ein Erkennungssystem.
• Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat die einem Fokussierelement 3 (Objektbeleuchtung) zugeführte Beleuchtung die Form einer in eine Richtung verlängerten Punktquelle 1, d. h. einer Beleuchtungslinie. Die Beleuchtungswellenlänge ist nicht entscheidend außer insofern, daß sie die Auflösung des Systems, den Bereich der Materialien, die die Vorrichtung messen kann, und die Arten von Detektoren, die verwendet werden könnten, beeinflußt. Ein optisches Element 3 von hoher Qualität fokussiert die Beleuchtungslinie in eine Linie 4 im Raum. Diese Fokallinie 4 wird als gemeinsame Brennlinie des Systems oder kurz als Brennlinie bezeichnet.
• Eine Alternative zu einer Beleuchtungsquelle in Form einer Linie und einem sphärischen symmetrischen Fokussierelement ist die Verwendung eines hochastigmatischen optischen Elementes zur Abbildung einer Punktquelle in einer Linie im Raum, doch diese Alternative erfordert eine kompliziertere optische Ausgestaltung und erschwert die Verwendung desselben Fokussierelementes für sowohl das Beleuchtungs- als auch das Erkennungssystem bis fast zur Unmöglichkeit.
• Die Brennlinie 4 ist relativ zu der gemessenen Fläche 5 derart angeordnet, daß die Linie 4 die Fläche 5 an wenigstens einem Punkt schneidet. Anders ausgedrückt, schneidet die Brennlinie 4 die Fläche 5 und verläuft nicht senkrecht zu der gemittelten Flächensenkrechten. Im Optimalfall gibt es nur einen Schnittpunkt, doch besteht bei rauhen Flächen die Möglichkeit, daß dies nicht machbar ist. Ein optisches Abbildungssystem 7 ist derart angeordnet, daß die von dem Strahlenteiler 2 gelieferte Brennlinie 4 auf dem Detektor 6 abgebildet wird.
• Das Erkennungssystem ist in Form eines Linien-, Flächen- oder Positionsdetektors 6 ausgebildet. Es kann entweder eine Pixelanordnung oder einen Linearpositionsdetektor aufweisen. Der Detektor muß imstande sein, die Position des hellsten Beleuchtungspunktes aus dem elektrischen Ausgangssignal zu bestimmen oder diesen Punkt aus dem Rest des Bildes zu extrapolieren.
• Die Basis der Funktion der Vorrichtung ist wie folgt aufgrund des Winkels zwischen der Brennlinie 4 und der Fläche 5 des Objektes, dessen Abstand zu messen ist, liegt nur eine begrenzte Anzahl von Punkten auf der Brennlinie 4. Diese Punkte sind durch maximale Beleuchtungsintensität gekennzeichnet. Bei Voraussetzen des Vorhandenseins einer vollkommen gleichmäßigen Oberfläche bewirken diese Punkte mehr Licht als andere Punkte auf der Fläche 5.
• Da die Beleuchtungsbrennlinie 4 mit dem Bild auf dem Detektor 6 koinzident ist, werden diejenigen Punkte auf der Fläche, die auf der Brennlinie 4 liegen, auch am besten auf dem Liniendetektor 6 abgebildet werden.
• Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die auf dem Detektor 6 abgebildeten hellsten Punkte denjenigen Flächenpunkten entsprechen, die mit der Brennlinie 4 koinzident sind. Eine Analyse der Detektorsignale von dem Detektor 6 gibt die Oberflächenhöhe an. Dies erfolgt durch Interpolation des gesamten Bildes und nicht einer Bildlinie.
• Die Sensibilität des Systems hängt von der Wellenlänge der verwendeten Beleuchtung, der Qualität der Optik, der numerischen Apertur des Fokussierelementes 3 und des Winkels der Brennlinie 4 zu der Fläche 5 ab. Für maximale Höhe und seitliche Auflösung ist es erforderlich, kurze Wellenlängen, hohe numerische Aperturen und eine beugungsbegrenzte Optik zu verwenden.
• Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 1 dasselbe Fokussierelement 3 sowohl für das Beleuchtungs- als auch für das Erkennungssystem verwendet worden ist. Zwar ist diese Anordnung wahrscheinlich optimal, jedoch besteht die Möglichkeit, völlig voneinander getrennte optische Systeme zu verwenden. Ferner wurde diese Ausführungsform ausgewählt, um das Fokussierelement 3 mit einer Beleuchtungslinie zu versehen. Wie zuvor erwähnt, könnten andere Ausführungsbeispiele eine Punktquelle in Verbindung mit einer hochastigmatischen Optik verwenden, um die Linie 4 zu erzeugen. Im letzteren Fall ist es fast, wenn auch nicht zwingend, notwendig, für die Beleuchtungs- und Erkennungsoptik separate optische Elemente zu verwenden.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen im einzelnen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dieser bestimmten Form der Erfindung wird eine lichtemittierende Diode, eine Laserdiode oder eine superstrahlende Diode 1 zur Beleuchtung verwendet. Eine beliebige dieser Dioden kann verwendet werden, entweder alleine oder in Verbindung mit entweder einer Strahlenformungsoptik (z. B. einem anamorphotischen Prismenpaar) oder einem Einzelmodus-Faserlichtleiter stück. Eine Diode in der oben beschriebenen Form mit einem einstückigen Faserlichtleiterstück 2 stellt eine leicht handzuhabende Lichtpunktquelle dar, die für diese Vorrichtung geeignet ist und bei der kein Blendenloch erforderlich ist. Der von der Quelle emittierte Lichtkegel wird von einer Linse 3 kollimiert, bevor er ein zylindrisches Linsensystem 4 passiert. Es sei darauf hingewiesen, daß die zylindrische Linse 4 gleichermaßen vor dem Kollimator 3, hinter dem Strahlenteiler 6 oder sogar hinter dem Mikroskopobjektiv angeordnet sein könnte. Das nächste Element in dem System ist der polarisierende oder halbdurchlässige Strahlenteiler 6. Der Strahlenteiler 6 dient nicht nur zur Trennung der Beleuchtungsoptik von der Erkennungsoptik, sondern auch dazu, lediglich das von dem Objekt gestreute Licht abzuspalten, bei dem sich der Lichtpolarisierungszustand verändert hat. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, das reflektierte Licht statt des gestreuten Lichtes in Betracht zu ziehen, wobei dann zwischen dem polarisierenden Strahlenteiler 6 und dem Mikroskopobjektiv 5 ein Viertelwellenlängenplättchen angeordnet sein kann.
• Das letzte optische Element vor der Objektfläche 8 ist ein Mikroskopobjektiv 5, das die Beleuchtung auf eine Linie im Raum fokussiert. Für die Bildung der Linie ist das zylindrische Linsenelement verantwortlich. Beim Nichtvorhandensein der zylindrischen Linse 4 würde das Mikroskopobjektiv das Licht in einen Punkt fokussieren. Da die Auflösung des Systems primär durch das Mikroskopobjektiv bestimmt ist, ist die Auswahl eines Objektivs von hoher Qualität bevorzugt. Es ist bequemer, ein Objektiv mit großer Reichweite zu verwenden; Objektive mit geringer Reichweite sind üblicherweise von großen Metallbefestigungselementen umgeben, die es erschweren, mehr als nur einen flachen Winkel zwischen der Brennlinie und der Probenoberfläche zu erzielen. Ein Objektiv mit einer numerischen Apertur von 0,5 und einer Reichweite von ungefähr 10 mm wird zur Zeit zum Erzielen einer hohen Auflösung bevorzugt. Je größer die numerische Apertur des Objektivs ist, desto größer ist die Sensibilität des Instruments. Theoretisch kann die numerische Apertur zwischen 0 und 1 variieren, obwohl es in der Praxis unüblich ist, den Bereich von 0,05 bis 0,65 zu verlassen.
• Das von der Probenoberfläche zurückkehrende Licht wird von dem Mikroskopobjektiv 5 gesammelt und das sich aus der Oberflächenstreuung ergebende Licht wird von dem polarisierenden Strahlenteiler 6 von dem Beleuchtungssystem weg gelenkt. Falls das reflektierte Licht von Interesse ist, bewirkt das Viertelwellenlängenplättchen, daß das reflektierte Licht ebenfalls abgespaltet wird. Die Abbildungsoptik 7 ist derart angeordnet, daß die Brennlinie des Systems auf einer Mehrelementpixelanordnung 9 abgebildet wird. Für den maximalen Höhenbereich sollte die Linie in ihrer Gesamtlänge auf dem Detektor abgebildet werden. Für maximale Höhenauflösung sollte lediglich ein kleiner Abschnitt der Linie auf der Gesamtlänge der Pixelanordnung 9 abgebildet werden.
• Die Probenoberfläche 8 ist derart angeordnet, daß der auf der Pixelanordnung 9 abgebildete Linienabschnitt die Fläche schneidet. Es hat sich herausgestellt, daß die Verwendung eines Polarisators 10 bei der Veränderung der Intensität vorteilhaft sein kann, wodurch sich eine bessere Steuerung der Bildqualität ergibt. Ferner hat sich das Vorsehen eines Polarisators 11 bei der Eliminierung von auf den Detektor 9 auftreffenden Streureflexionen als nützlich erwiesen.
• Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß bei der beschriebenen Anordnung eine herkömmliche Optik verwendet wird. Es ist jedoch möglich, eine Reflexionsoptik und/oder holographische optische Elemente zu verwenden. Wie früher erwähnt, können analoge Komponenten zum Aufbau einer Vorrichtung verwendet werden, die die Prinzipien dieser Erfindung anwendet, jedoch andere Energiestrahlen nutzt, wie beispielsweise Radiowellen, Tonwellen oder Teilchenstrahlen. Selbstverständlich wären die optischen Elemente von einem völlig anderen Aufbau als der Detektor oder die Detektoranordnung, doch die äußere Form bliebe im wesentlichen die gleiche.
• Die Analyse der Detektordaten variiert. Im Falle eines Positionsdetektors steht das Ausgangssignal, eine Spannung, in direkter Beziehung zu dem Abstand zwischen dem Meßkopf und dem Objekt.
• Die Analyse bei einem Lineardiodenanordnungsdetektor ist relativ einfach. Das Signal an der linearen Anordnung hat die Form einer Einzelmodus-Intensitätsverteilung. Das reale Objekt führt zu Rauschen bei der Intensitätsverteilung, was die Erzeugung einer Kurve bester Eignung erforderlich macht. Durch Heraussuchen des Höchstwertes der Kurve kann der Abstand zwischen dem Meßkopf und dem Objekt auf einfache Weise bestimmt werden. Bei Experimenten hat sich herausgestellt, daß eine bessere Berechnung des Abstandes zwischen dem Meßkopf und dem Objekt möglich ist, wenn den Hochintensitätssignalen eine außerordentlich hohe Wichtung gegeben wird.
• Bei einem Signal von einer Flächendiodendetektoranordnung können drei Arten der Analyse durchgeführt werden: statistische Analyse der Intensitäten, Formanalyse des Abbildes und eine Kombination aus beiden.
• Eine erfolgreiche statistische Analyse enthält bis dato Momente über das Mittel der horizontalen Bildlinien, der vertikalen Bildlinien und der Fläche. Die bis dato erfolgreichste statistische Analyse war die nicht normalisierte Wölbung der vertikalen Spalten hoch zwei oder mehr. Das Mittel der Kurve, die durch die sich ergebende horizontale Anordnung hindurchpaßt, ergibt ein Meßergebnis des Abstands von dem Meßkopf zum Objekt. Auflösungen bis zu 0,1 Mikrometer konnten erzielt werden.
• Eine mögliche Formanalyse hängt ab vom Finden eines Satzes von Konturen des Bildes für eine Gruppe von Intensitäten und vom Heraussuchen der symmetrischen Mitte und Mitteln über den Satz. Mögliche Kurven, die der Kontur angepaßt werden können, umfassen: gerade Linien, Hyperbeln, trigonometrische Linien.
• Durch Benutzung von sowohl der Form als auch der Intensitätsverteilung des Bildes in der Detektorebene wird die gesamte Information in dem Bild verwendet. Ein Verfahren verwendet ein zweites Bild, das theoretisch von einer vollkommen ebenen Streufläche gewonnen wurde. Durch Bewegen des theoretischen Bildes über das Lesebild während der Berechnung der Korrelation zwischen den beiden wird eine Kurve gewonnen. Das Maximum in der Kurve entspricht dem Abstand von einem Referenzpunkt zu der gemessenen Fläche.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur kontaktlosen Abstandsmessung, mit: einer Energiequelle (1); einer Einrichtung (2) zum Projizieren von Energie von der Quelle (1) in Kontakt mit einer Fläche (5); einer Einrichtung (2,7) zum Abbilden von von der Fläche reflektierter Energie und einer Einrichtung (6) zum Analysieren des Bildes der reflektierten Energie; einer Einrichtung (3) zum Fokussieren der Energie in eine einzige gemeinsame Brennlinie (4), die im Betrieb unter einem von Null verschiedenen Winkel zu der untersuchten gemittelten Fläche (5) verläuft und die Fläche (5) an wenigstens einem Punkt schneidet; und einer Einrichtung (7) zum Abbilden der gemeinsamen Brennlinie auf einer Bildebene im Raum; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zum Erkennen von Merkmalen des Bildes der Linie, die mit der Fläche (5) koinzident sind und dadurch Punkte fokussierter Beleuchtung liefern; und einer Einrichtung zum Analysieren eines Signals der Erkennungseinrichtung (6), um in Abhängigkeit von den hellsten Beleuchtungspunkten ein Meßergebnis des Abstands zwischen einem Referenzpunkt und der Fläche (5) zu liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Fokussieren der Energie in eine Linie ein astigmatisches konfokales Mikroskop ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Erkennungseinrichtung einen Linearpositionsdetektor aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Erkennungseinrichtung eine Pixelanordnung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Pixelanordnung eine Flächenanordnung ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Energiequelle ein Einzelmodus- Lichtleiterstück und eine lichtemittierende Diode, eine Laserdiode oder eine Superlumineszenzdiode aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Energiequelle eine Strahlenformungsoptik aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Strahlenformungsoptik ein anamorphotisches Prismenpaar aufweist.

9. Verfahren zur kontaktlosen Abstandsmessung, mit den Schritten:

Fokussieren einer Energiequelle in eine Linie, derart, daß die Linie eine untersuchte Fläche an wenigstens einem Punkt schneidet;

Abbilden des durch das Schneiden der Linie und der Fläche erzeugten Musters auf einer Ebene im Raum;

Erkennen der Merkmale des Bildes auf der Ebene; und Analysieren des Signals des Detektors zur Lieferung eines Meßergebnisses des Abstands zwischen einem Referenzpunkt und der Fläche.