KR20070012459A - 광학 정밀 측정을 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

광학 정밀 측정을 위한 디바이스 및 방법 Download PDF

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빌렘 디. 밴 암스텔
엔일스 에이. 제이. 밴 데르 비크
스테판 엠. 비. 보메르
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 구성요소의 광학 정밀 측정 디바이스 및 방법에 대한 것이다. 이 방법에서, 광학 프로브는 구성요소에 대한 위치에 제공되고(120) 소소빔이 구성요소로 보내진다(122). 편향이 검출되고(124) 구성요소 특징 데이터세트에 저장된다(126). 광학 소스가 구성요소에 대한 다른 위치로 이동되고(128), 추가적인 데어터가 획득된다(130). 디바이스는 소스빔(38)을 제공하는 광학 프로브(24), θ-축에 대해 광학 프로브(24)를 회전시키도록 동작가능한 프로브 스테이지(22), ψ-축에 대해 구성요소(28)를 회전시키도록 동작가능한 구성요소 스테이지(26), 및 위치 감지 검출기를 포함한다. 프로브 스테이지(22)는 소스빔(38)을 구성요소(28)에 보내고, 소스빔(38)은 구성요소(28)로부터 결과빔을 생성하며, 위치 감지 검출기는 결과빔을 검출한다.

Description

광학 정밀 측정을 위한 디바이스 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR OPTICAL PRECISION MEASUREMENT}
본 발명은 일반적으로 정밀 측정에 대한 것이며, 더 구체적으로는 광학 정밀 측정에 대한 것이다.
제조 구성요소에서의 개선된 정밀은 측정에서의 개선된 정밀을 요구한다. 구성요소를 만드는데 사용된 도구 및 몰드는 정밀 구성요소를 생성하기 위해 정밀하게 만들어져야 한다. 완성 구성요소는 이 구성요소가 정밀한 허용오차를 충족한다는 것을 보장하도록 측정되어야 한다. 정밀 측정을 요구하는 산업의 예는 광학, 안과, 및 고정밀 기계 산업을 포함한다. 정밀 측정은 렌즈, 안경 렌즈, 콘택트 렌즈, 반사경, 미러, 렌즈 시스템, 및 (이러한 항목을 만드는데 사용된) 정밀 몰드를 측정하기 위해 사용된다. 정밀 측정은 또한 이러한 사출 성형, 복제(replication), 및 수치 제어 광택(numerically controlled polishing)과 같은 프로세스를 모니터링하기 위해 사용된다.
광학 구성요소의 정밀 측정은 광학 구성요소 토포그래피(topography) 즉, 구성요소의 형태 및 모양에 대한 측정을 필요로 한다. 렌즈와 같은, 광이 구성요소를 통해 투과되는, 광학 구성요소는 또한 파면 품질(wave front quality)에 대한 측정 을 필요로 한다. 현재, 광학 구성요소의 정밀 측정은 세 가지 방법: 스타일러스 프로브 접촉 감지법, 간섭법, 또는 파면 감지법에 의해 수행된다. 이 방법 각각은 자체적인 한계 및 문제점을 나타낸다.
스타일러스 프로브 접촉 감지법은 테스트중에 포인트와 접촉하고 있는 스타일러스 프로브를 표면상에 배치하는 것 및 표면의 모양을 매핑하는 것을 수반한다. 스타일러스 프로브 접촉 감지법은 표면 토포그래피를 측정하는 것으로 제한되며 파면 품질을 측정할 수 없다. 스타일러스 프로브가 테스트중에 표면과의 물리적인 접촉을 만들기 때문에, 스타일러스 프로브 접촉 감지법은 예민한 또는 탄력성있는 표면 상에서는 사용될 수 없다. 테스트하는 동안에, 측정 속도(와 정확한 측정)를 얻기 위해 필요한 스타일러스 프로브 접촉력 사이의 절충이 존재한다. 또한, 포인트 데이터를 3차원 토포그래피로 어셈블링하는 것은 복잡하고 시간이 걸린다.
간섭법은 두 개의 광 빔 사이의 간섭을 사용해서 측정하는 것을 수반하며 위상 이동을 이용하는 위상 스테핑 방법을 사용할 수 있다. 간섭법은 구면의 또는 거의 구면의 표면 및 파면에 유용하나, 비구면의, 원환체의(toric), 또는 자유로운 형태의 표면 및 파면에는 그러하지 아니하다. 비-구면 표면 및 파면은 간섭계 내에 컴퓨터가 생성한 홀로그램과 같은 기준을 생성하는 것을 필요로 한다. 컴퓨터가 생성한 홀로그램은 특정 설계에 특정적이어서 비싸며 생성 리드 시간을 필요로 한다. 그러므로, 컴퓨터가 생성한 홀로그램은 단지, 특별한 또는 대형 시리즈 애플리케이션을 위해서만 사용된다. 간섭법의 기본적인 문제점은 일반적으로 사용되는 CCD(charge-coupled device) 감지기로부터의 제한된 수평 분해능, 제한된 높이 또 는 비구면 범위, 제한된 국부 경사 및 국부 전력 범위를 포함한다. 간섭법의 또 하나의 제한은 물리적인 테스팅 장치이다. 단일 테스팅 장치가 반사 및 투과 테스팅 모두를 위해 사용될 수는 없다. 나아가, 단일 테스팅 장치는 이동 전화 카메라 렌즈와 같은 작은 구성요소, 및 안경 렌즈와 같은 대형 구성요소를 위해 사용될 수 없다.
Shack Hartmann 감지기를 이용한 테스팅과 같은 파면 감지법(WFS)은 개구부 또는 렌즈릿(lenslet) 어레이로부터 이미지에 대해 경사 감지하는 것을 수반한다.수평 분해능은 개구부 또는 렌즈릿의 수 및 크기에 의해 제한된다. 수평 분해능과 경사 범위 분해능 사이의 절충 때문에, 국부 전력 범위가 제한된다.
위 단점을 극복하는 광학 정밀 측정을 위한 디바이스 및 시스템을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면은 구성요소에 대한 광학 정밀 측정 방법을 제공한다. 광학 프로브가 구성 요소에 대해 제1 위치에 제공되며 소스빔이 광학 프로브로부터 구성요소 상의 픽셀까지 보내진다. 픽셀로부터의 결과 빔의 편향이 검출되어 구성요소 특징 데이터세트에 저장된다. 광학 소스가 구성요소에 대해 다른 위치로 이동된다. 보내기, 검출, 및 저장이 다른 위치에 대해서 반복된다.
본 발명의 다른 측면이 구성요소에 대한 광학 정밀 측정을 위한 시스템을 제공하는데, 이 시스템은 구성요소에 대해 제1 위치에 있는 광학 프로브, 소스빔을 광학 프로브로부터 구성요소 상의 픽셀로 보내기 위한 수단, 픽셀로부터의 결과빔의 편향을 검출하기 위한 수단, 구성요소 특징 데이터세트에 편향을 저장하기 위한 수단, 광학 소스를 구성요소에 대해 다른 위치로 이동시키기 위한 수단, 및 다른 위치에 대해서, 보내기, 검출, 및 저장을 반복하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 측면이 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스를 제공하는데, 이 디바이스는 소스빔을 제공하는 광학 프로브, 광학 프로브를 θ-축에 대해 회전시키도록 작동가능한 프로브 스테이지, 구성요소를 ψ-축에 대해 회전시키도록 작동가능한 구성요소 스테이지, 및 위치 감지 검출기를 포함한다. 프로브 스테이지는 소스빔을 구성요소로 보내고, 소스빔은 구성요소로부터 결과빔을 생성하며, 위치 감지 검출기는 결과빔을 검출한다.
본 발명의 앞에서의 그리고 기타의 특징 및 장점이 첨부 도면과 함께 읽혀지는 경우, 이제 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더 분명해질 것이다. 상세한 설명 및 도면은 본 발명을 제한하기보다는 단지 예시하는 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 이에 대한 등가물에 의해 한정된다.
도 1 및 2는 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스의 정면도 및 측면도 각각을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스를 위한 광학 프로브의 개략적인 도면.
도 4는 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스를 위한 위치 감지 디바이스의 개략적인 도면.
도 5 및 6은 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스의 대안적인 실시예의 정면도 및 측면도 각각을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스의 다른 대안적인 실시예의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 광학 정밀 측정 방법에 대한 흐름도.
도 9는 본 발명에 따른 광학 정밀 측정 방법을 통합하는 기계 제어를 위한 블록도.
도 10은 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스를 포함하는 선반(lathe)의 사시도.
도 11 및 12는 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스의 프로브 스테이지를 위한 지지대의 대안적인 실시예의 사시도 및 단면도 각각을 나타내는 도면.
유사한 요소가 유사한 참조 번호를 공유하는 도 1 및 2는 본 발명에 따라 만들어진 광학 정밀 측정 디바이스의 정면도 및 측면도 각각이다. 광학 측정 디바이스(20)는 광학 프로브(24)를 지지하는 프로브 스테이지(22) 및 구성요소(28)를 지지하는 구성요소 스테이지(26)를 포함한다. 일 실시예에서, 광학 측정 디바이스(20)는 광학 프로브(24)로부터의 구성요소(28) 뒤에 장착된 투과 위치 감지 디바이스(PSD)(30)를 포함한다. 프로브 스테이지(22) 및 구성요소 스테이지(26)가 구성요소(28)에 대해 광학 프로브(24)의 이동을 제어한다. 반사 모드에서, 광학 프로 브(24)는 픽셀에서 구성요소(28) 상에 입사하는 소스빔(38)을 방출한다. 소스빔(38)은 구성요소(28)에 의해 반사되고/되거나 회절되는데, 구성요소(28)는 검출 및 분석을 위해 반사빔(미도시)을 광학 프로브(24)에 대해 다시 생성한다. 투과 모드에서, 픽셀에서 구성요소(28) 상에 입사하는 소스빔(38)은 구성요소(28)에 의해 투과, 굴절, 및/또는 회절되는데, 구성요소(28)는 분석을 위해 투과 위치 감지 디바이스(30)에서 검출되는 투과빔(21)을 생성한다. 반사 모드 및 투과 모드에서의 테스팅은 요구에 따라, 개별적으로, 함께, 또는 동시에 수행될 수 있다. 편향이 소스빔과 픽셀로부터의 결과빔 사이에서 검출된다: 결과빔은 반사 모드에서는 반사빔이고 투과 모드에서는 투과빔이다.
광학 프로브(24)는 소스빔을 생성하기 위해 좁은 빔 레이저를 사용하고, 반사 모드에서 반사빔을 검출하기 위해 반사 위치 감지 디바이스(PSD)를 사용한다. 광학 프로브(24) 및 이 프로브의 동작은 아래에서 도 3 및 4와 관련해서 설명된다.
도 1 및 2를 참조하면, 테스트중인 구성요소(28)는 토포그래피 및/또는 투과 측정이 요구되는 임의의 구성요소이다. 예컨대, 구성요소(28)는 렌즈, 미러, 또는 기타 광학 구성요소와 같은 광학 구성요소일 수 있는데, 이러한 구성요소는 구면의, 거의 구면의, 또는 더욱 복잡한 설계, 이를테면 원환체의, 가파른 비구면의, 다양한 모양의 또는 자유로운 형태이다. 구성요소로서 테스트된 전형적인 렌즈는 파면 또는 레이 필드 변경을 위해 의도된 임의의 디바이스, 이를테면 CD 플레이어 렌즈, 안경, 콘택트 렌즈, 카메라 렌즈, 광-리소그래피 렌즈, 쉬미트 정정기(Schmidt corrector), 회절 광학 요소, 및 홀로그램이다. 렌즈는 토포그래피 및 광학 특징에 대해 테스트될 수 있다. 또 하나의 예에서, 구성요소(28)(이를 위해 토포그래피가 측정되어야 함), 이를테면 콘택트 렌즈 제조시에 사용되는 렌즈 인서트(insert) 또는 렌즈 생성 도구는 불투명 물질, 이를테면 금속 또는 반도체로 이루어진다. 구성요소(28)의 표면이 토포그래피 측정을 위해 소스빔을 광학 프로브에 다시 반사시키므로, 표면은 광택성이 있을 필요가 있는데 즉, 확산성질 보다는 반사성질이 있을 필요가 있다. 표면은 당연히 광택성이 있을 수 있는데, 이는 광학 물질 또는 금속에서 흔히 발생하거나, 표면을 이를테면 금속화함으로써 광택성 있게 만들도록 처리될 수 있는 바와 같다.
프로브 스테이지(22) 및 구성요소 스테이지(26)가 광학 프로브(24)와 구성요소(28)의 상대적인 움직임을 제어한다. 일 실시예에서, 프로브 스테이지(22)는 x-스테이지(32), z-스테이지(34), 및 θ-스테이지(36)를 포함한다. x-스테이지(32) 및 z-스테이지(34)는 x와 z 방향으로 각각, 선형 움직임을 제공한다. θ-스테이지(36)는 θ-축에 대해 광학 프로브(24)의 회전을 제어하는데, 이 축은 x-z 평면과 직교한다. 구성요소 스테이지(26)는 ψ-축에 대해 구성요소(28)를 회전시키는데, 이 축은 x-z 평면과 평행하며, x-z 평면 상에 투사될 때 x-축과 수직이다. 구성요소 스테이지(26)는 또한 회전하지 않고 정지해 있는 구성요소(28)를 보유할 수도 있다. 일 실시예에서, 프로브 스테이지(22)는 광학 프로브(24)의 움직임을 θ-축과 방사상으로 제공하는 선택적인 방사 스테이지(37)를 더 포함한다. 방사 스테이지(37)는 소스빔(38)을 구성요소(28) 상에 집속시키는 것을 허용한다. 대안적인 실시예에서, 방사 스테이지(37)는 생략된다.
프로브 스테이지(22)는 테스트 중인 특정 구성요소(28)에 따라, 구성요소(28)로부터 나노미터 내지 미터의 거리에서 광학 프로브(24)를 지지한다. 예로서, 프로브 스테이지(22)는 구성요소(28)가 콘택트 렌즈 또는 콘택트 렌즈 인서트일 때, 구성요소(28)로부터 약 20mm의 거리에서 광학 프로브(24)를 지지한다. 대안적인 실시예에서, 프로브 스테이지(22)는 선반(lathe), 연마기(grinder), 또는 광택기(polisher)와 같은 도구를 사용하여 구성요소(28)의 작동을 허용하기 위해 구성요소(28)로부터 먼 거리에서 광학 프로브(24)를 지지한다. 프로브 스테이지(22) 및 구성요소 스테이지(26)는 베어링, 모터, 및 위치 인코더를 포함한다(당업자에게 알려진 바와 같음). 스테이지 움직임의 반복도 및 측정의 정밀도가 일반적으로, 특정 애플리케이션을 위해 필요한 대로, 경사 및 기울기를 정확히 제어해서, 소스 빔을 픽셀, 또는 픽셀의 일부에 보내는데 충분하다. 따라서, 광학 측정 디바이스(20)는 나노미터까지 움직임을 제어하는 구성요소 스테이지(26) 및 프로브 스테이지(22) 없이도 나노미터 범위의 형상을 측정할 수 있다.
당업자는 θ-스테이지(36) 및 구성요소 스테이지(26)를 위한 다양한 움직임조합이 광학 프로브(24)와 구성요소(28) 사이에서 필요한 상대적인 움직임을 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 대안적인 실시예에서, 광학 프로브(24)를 지지하는 θ-스테이지(36)는 고정된 x-z 위치에 위치되고 구성요소(28)를 지지하는 구성요소 스테이지(26)는 움직임을 x 및 z 방향으로 제공한다. 또 하나의 대안적인 실시예에서, θ-스테이지(36)와 구성요소 스테이지(26) 모두가 움직임을 x 및 z 방향으로 제공한다. 다른 또 하나의 대안적인 실시예에서, 광학 프로브(24) 와 구성요소(28) 중 하나 또는 모두를 x-z 평면과 직교하는 y 방향으로 이동시킴으로써 추가적인 자유도가 제공된다.
투과 위치 감지 디바이스(PSD)(30)는 투과빔을 검출할 수 있는 그리고 캡쳐용 투과 데이터 신호(23)를 데이터 획득 시스템 내에 생성할 수 있는 그리고 분석을 위해 구성요소 특징 데이터 세트로 저장된 감광 검출기이다. 투과 PSD(30)는 소스빔(38)의 경로로부터 투과빔의 편향을 나타낸다. 적절한 디바이스는 아날로그 디바이스, 이를테면 아날로그 수평-효과(lateral-effect) 광다이오드, 및 디지털 디바이스, 이를테면 전하-결합 디바이스(CCD) 센서 또는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 센서를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 전형적인 디바이스가 발명의 명칭이 High Speed Measuring Device Utilizing Logarithmic Conversion이고, 특허권자가 Kooijman인 미국 특허(US5,136,192), 및 발명의 명칭이 Normalization Circuit For A Measuring Device이고, 특허권자가 Kooijman인 미국 특허(US5,252,864)에 설명되어 있는데, 이 둘은 본 명세서에 참고문헌으로 병합된다. 일 실시예에서, 투과 PSD(30)는 투과빔의 위치를 두 방향에서 측정하므로, 구성요소(28)에 의한 소스빔(38)의 편향이 두 방향에서 계산될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 투과 PSD(30)는 직접적으로 또는 보간에 의해, 형상을 결정하기 위해 충분히 밀접하여 이격된 다수의 감광 요소를 포함한다.
투과 PSD(30)의 특정 성능 요건은 측정될 광학 특징에 따른다. 구성요소(28)에 의한 소스빔(38)의 흡수가 측정될 때, 투과 PSD(30)가 투과빔의 세기를 검출한다. 구성요소(28)에 의한 소스빔(38)의 굴절이 측정될 때, 투과 PSD(30)는 일 또는 이 차원의 투과 빔의 편향을 검출한다. 구성요소(28)의 로컬 특징이 측정될 때, 투과 PSD(30)는 투과빔의 형상을 검출한다.
도 3(이 도면 내에서 유사 요소는 유사 참조 번호를 도 1 및 2와 공유한다.)은 본 발명에 따라 이루어진 광학 정밀 측정 디바이스를 위한 광학 프로브의 개략도이다. 광학 프로브(24)는 좁은 소스빔(38)을 제공하는 레이저(66)를 포함하는데, 이 소스빔은 빔 스플릿터(54) 및 렌즈(56)를 통과해서 구성요소(28)의 표면(58)에 도달한다. 반사 모드에서, 구성요소(28)의 표면(58)은 소스빔(38)을 반사 빔(60)으로 변환하는데, 이 반사 빔은 렌즈(56)를 통과하며 빔 스플릿터(54)에 의해 반사 위치 감지 디바이스(PSD)(62)에 반사된다. 표면(58)은 소스빔(38)을 반사빔(60)으로서 반사하기에 충분히 광택이 있다. 의사(false) 반사를 줄이기 위해, 안티-반사 코팅이 일반적으로, 각각의 광학 인터페이스 이를테면, 빔 스플릿터(54), 렌즈(56), 및 반사 PSD(62)의 표면에 가해진다.
도 3의 예에서, 표면(58)은 소스빔(38)으로부터 경사각(α)으로 기울어진다. 반사빔(60)은 소스빔(38)로부터 각도(2α)로 반사된다. 경사각(α)이 커질수록, 반사빔(60)이 반사 PSD(62)와 교차하는 위치가 레이저(66) 쪽으로 이동한다. 소스 빔(38)이 표면(58)과 접촉해서 반사빔(60)이 되는 표면(58) 상의 지점이 픽셀(64)로 불린다. 반사 PSD(62)는 소스빔(38)의 경로로부터 반사빔(60)의 편향을 나타낸다. 반사 PSD(62) 상의 반사빔(60)의 위치는 픽셀(64)에서의 표면(58)의 경사의 함수이며, 반사 PSD(62) 상의 반사빔(60)의 세기는 픽셀(64)에서의 반사도의 함수이고, 반사 PSD(62) 상의 반사 빔(60)의 형상은 픽셀(64)에서의 로컬 곡률 및 원통 도(cylindricity)의 함수이다.
반사 PSD(62)는 반사빔을 검출할 수 있는 그리고 분석을 위해 반사 데이터 신호(63)를 생성할 수 있는 감광 검출기이다. 적절한 디바이스는 아날로그 디바이스, 이를테면 아날로그 수평-효과(lateral-effect) 광다이오드, 및 디지털 디바이스, 이를테면 전하-결합 디바이스(CCD) 센서 또는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 센서를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 전형적인 디바이스가 발명의 명칭이 High Speed Measuring Device Utilizing Logarithmic Conversion이고, 특허권자가 Kooijman인 미국 특허(US5,136,192), 및 발명의 명칭이 Normalization Circuit For A Measuring Device이고, 특허권자가 Kooijman인 미국 특허(US5,252,864)에 설명되어 있는데, 이 둘은 본 명세서에 참고문헌으로 병합된다. 일 실시예에서, 반사 PSD(62)는 투과빔의 위치를 두 방향에서 측정하므로, 표면(58)의 경사가 두 방향에서 계산될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 반사 PSD(62)는 직접적으로 또는 보간에 의해, 형상을 결정하기 위해 충분히 밀접하여 이격된 다수의 감광 요소를 포함한다.
반사 PSD(62)의 특정 성능 요건은 수행될 측정에 따른다. 표면(58)의 반사도가 측정될 때, 반사 PSD(62)는 반사빔(60)의 세기를 검출한다. 표면(58)의 경사가 측정될 때, 반사 PSD(62)는 일 또는 이 차원의 반사빔의 편향을 검출한다. 표면(58)의 로컬 특징이 측정될 때, 반사 PSD(62)는 반사 PSD(62)에서 반사빔의 형상을 검출한다. 형상, 이를테면 크기 및 타원율을 측정하는 것은 로컬 특징, 이를테면 로컬 곡률 및 원통도를 결정하게 한다.
빔 스플릿터(54)는 반사빔을 편향시키는 임의의 디바이스, 이를테면 큐브 스플릿터, 플레이트 스플릿터, 프리즘 스플릿터, 또는 펠리컬(pellicle) 빔 스플릿터이다. 일 실시예에서, 빔 스플릿터(54)는 구성요소(28)에 가장 근접한 빔 스플릿터(54)의 페이스 상에 1/4 웨이브 플레이트를 갖는 편광 빔 스플릿팅 큐브이다. 1/4 웨이브 플레이트는 의사 반사의 잠재적인 발생을 줄이는 것을 돕는데, 이 의사 반사는 도트의 질량중심(centroid)을 PSD 상의 결과빔으로부터 이동시킨다. 의사 반사는 또한 특정 PSD 유형을 위한 특정 기술에 의해 제한될 수 있다. 고속 애플리케이션을 위해 사용되는 아날로그 수평-효과 광다이오드에서의 의사 반사는 적당한 교정에 의해 줄어든다. CCD 및 CMOS 센서에서의 의사 반사는 분석하는 동안 소프트웨어 조작에 의해 제거된다. 의사 반사의 감소는 측정 정확도 및 분해능을 증가시킨다.
도 4는 본 발명에 따라 이루어지는 광학 정밀 측정 디바이스를 위한 위치 감지 디바이스(PSD)의 개략도이다. PSD 상의 결과빔으로부터 도트를 보여주는 예가 반사 모드 및 투과 모드에서 다양한 구성요소 조건에 대해 제공된다.
반사 모드에서, PSD(40)는 반사 PSD이고, PSD(40) 상의 도트는 반사빔으로부터의 도트이다. 교정 스폿(42)이 구성요소의 표면이 소스빔과 수직일 때 반사빔이 PSD(40)와 교차하는 곳에 위치된다. 첫번째 편향 도트(44)가 제2 축이 아닌 제1 축만을 따라 교정 스폿(42)으로부터 편향되는데, 이는 표면이 소스빔에 대해 한 방향으로 경사를 이루고 있다는 것을 나타낸다. 두번째 편향 도트(46)가 제1 및 제2 축 모두를 따라 교정 스폿(42)으로부터 편향되는데, 이는 표면이 소스빔에 대해 두 방 향에서 경사를 이루고 있다는 것을 나타낸다. 수행될 분석에 따라, 하나의 또는 모든 축을 따라 편향 크기가 측정된다. 편향 도트의 세기가 표면의 반사도를 결정하기 위해 측정될 수 있다. 일 예에서, 제1 축을 따른 편향은 θ-경사 즉, θ-축과 수직인 구성요소의 표면 경사를 나타내고 제2 축을 따른 편향은 ψ-경사 즉, ψ-축과 수직인 구성요소의 표면 경사를 나타낸다.
큰 도트(48)는 제1 편향 도트(44) 또는 제2 편향 도트(46)보다 더 넓고 덜 센데, 이는 표면이 덜 반사적이고 더 확산적이라는 것을 나타낸다. 큰 도트(48)는 또한 교정 스폿(42)으로부터 편향되어 표면 경사를 나타낸다. 편향량은 PSD(40)에 의해 직접 또는 추후 분석에 의해 결정되는 바와 같이 큰 도트(48)의 질량중심으로부터 계산될 수 있다. 형상화된 도트(50)는 표면의 로컬 곡률 및 원통도를 나타내는 비-원형 형상을 디스플레이한다. 형상화된 도트(50)의 크기 및 타원률이 형상의 표시로서 측정될 수 있는데, 이 형상은 추후 분석에 의해 결정될 수 있다. 큰 도트(48)에서와 같이, 형상화된 도트(50)의 편향은 형상화된 도트(50)의 질량중심으로부터 계산될 수 있다.
투과 모드에서, PSD(40)는 투과 PSD이고 PSD(40) 상의 도트는 투과빔으로부터의 도트이다. 투과 모드에서의 도트 특징은 소스 빔에서의 변화가 구성요소에 의한 반사보다는 구성요소를 통한 투과로부터 이루어진다는 점을 제외하고, 반사 모드에서의 특징과 유사하다. 첫번째 편향 도트(44) 및 두번째 편향 도트(46)는 구성요소에 의한 소스빔의 굴절을 나타낸다. 편향도트의 세기는 구성 요소에 의한 소스빔의 흡수 및/또는 구성요소 내의 소스빔의 반사 손실을 나타내기 위해 측정될 수 있다. 도트별 세기 변동이 픽셀별 구성요소의 로컬 특징을 나타내기 위해 측정될 수 있다. 큰 도트(48)는 구성요소에 의한 소스빔의 굴절 및 확산을 나타낸다. 형상화된 도트(50)는 구성요소의 로컬 특징, 이를테면 세기, 빔 편향, 전력 비대칭, 또는 전력 원통도를 나타내고, 또한 수차, 결함, 또는 스크래치를 나타낸다.
일 예에서, 광학 정밀 측정 디바이스는 콘택트 렌즈 제조시에 사용되는 콘택트 렌즈 인서트를 측정하기 위해 사용되는데, 이 인서트는 일반적으로, 약 8mm의 평균 곡률 반경을 갖는다. 35㎛의 스폿 직경 중심에서의 최대폭(FWHM; full width at half maximum)을 갖는 소스빔이 콘택트 렌즈 인서트의 표면 상에 또는 표면 근처에 집속된다. 광학 프로브의 렌즈는 25mm의 초점 길이를 가지며 반사 PSD는 10mmx10mm의 치수를 갖는다. 이 배열은 반사 PSD 양단에 400 mradian의 광학 피크-피크 측정 범위를 제공하는데, 이는 소스빔에 대해 임의의 방향에서 약 100mradian의 표면 수직 기울기 범위에 대응한다.
표면 기울기는 방정식: 변위 = 2*표면 기울기* 렌즈 초점 길이로부터 추정될 수 있다. 실제 표면 기울기 분석은 교정 정정을 포함하는데, 이는 광학 프로브 렌즈 왜곡 및 정렬과 같은 실제 조건을 설명한다. 보간을 사용하는 CMOS 센서 또는 아날로그 PSD가 반사 PSD에 대해 사용될 때, 측정 범위의 10-4 또는 그보다 양호한 분해능이 가능하다. 이러한 분해능에서, 20μradian 또는 그보다 양호한 교정 정정된 표면 기울기가 측정될 수 있다. 이는 적분 후에 mm당 20nm에 대응한다.
상이한 크기의 스폿 직경의 소스빔이 상이한 크기 구성요소에 대해 사용된 다. 위에서 논의된 바와 같이, 35㎛FWHM의 스폿 직경을 갖는 소스빔이 콘택트 렌즈 인서트를 측정하기 위해 일 예에서 사용된다. 또 하나의 예에서, 300㎛FWHM의 스폿 직경을 갖는 소스빔이 안경 렌즈 또는 안경 렌즈 인서트를 측정하기 위해 사용된다. 다른 또 하나의 예에서, 20㎛FWHM의 스폿 직경을 갖는 소스빔이 이동 전화기 카메라 렌즈를 측정하기 위해 사용된다.
유사한 요소가 유사한 참조 번호를 공유하는, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따라 이루어진 광학 정밀 측정 디바이스의 대안적인 실시예의 전면도 및 측면도 각각이다. 이러한 대안적인 실시예의 동작은 도 1 및 도 2의 실시예의 동작과 유사하나, 프로브 및 구성요소 스테이지에 대해서는 상이한 배열을 사용한다.
광학 측정 디바이스(70)는 광학 프로브(74)를 지지하는 프로브 스테이지(72) 및 구성요소(78)를 지지하는 구성요소 스테이지(76)를 포함한다. 일 실시예에서, 광학 측정 디바이스(70)는 광학 프로브(74)로부터의 구성요소(78) 뒤에 장착된 투과 위치 감지 디바이스(PSD)(80)를 포함한다. 프로브 스테이지(72) 및 구성요소 스테이지(76)는 구성요소(78)에 대해 광학 프로브(74)의 움직임을 제어한다. 반사 모드에서, 광학 프로브(74)는 픽셀에서 구성요소(78) 상에 입사하는 소스빔(88)을 방출하는데, 이 구성요소는 검출 및 분석을 위해 광학 프로브(74)에 반사빔(미도시)을 다시 생성한다. 투과 모드에서, 픽셀에서 구성요소(78) 상에 입사하는 소스빔(88)은 투과되고 구성요소(78)에 의해 굴절되는데, 이 구성요소는 분석을 위해 투과 위치 감지 디바이스(80)에서 검출되는 투과빔(71)을 생성한다. 반사 모드 및 투과 모드에서의 테스트는 필요한 대로, 개별적으로, 함께, 또는 동시에 수행될 수 있다.
광학 프로브(74)는 소스빔을 생성하기 위해 좁은 빔 레이저를 사용하고, 반사 모드에서 반사빔을 검출하기 위해 반사 위치 감지 디바이스(PSD)를 사용한다. 광학 프로브(74) 및 이 프로브의 동작은 위에서 도 3 및 도 4와의 관계에서 설명되었다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 프로브 스테이지(72) 및 구성요소 스테이지(76)는 광학 프로브(74) 및 구성요소(78)의 상대적인 움직임을 제어한다. 프로브 스테이지(72)는 샤프트(82), 샤프트 베어링(83), 스윙암(84), 및 헤드(87)를 포함한다. 헤드(86)는 광학 프로브(74)를 지지한다. 샤프트(82)는 샤프트 베어링(83)에 의해 지지되고 θ-축에 대해 회전가능해서, 헤드(86)는 x-z 평면에서 구성요소(78)에 대해 아크를 나타낸다. 일 실시예에서, 헤드(86)는 θ-축에 방사상으로 광학 프로브(74)의 움직임을 제공하는 선택적 방사 스테이지(87)를 더 포함한다. 방사 스테이지(87)는 구성요소(78) 상에의 소스빔(88)의 집속을 허용한다. 대안적인 실시예에서, 방사 스테이지(87)는 생략된다.
구성요소 스테이지(76)는 회전 ψ-스테이지(90), x-스테이지(92), 및 z-스테이지(94)를 포함한다. ψ-스테이지(90)는 ψ-축에 대해 구성요소(78)를 회전한다. x-스테이지(92) 및 z-스테이지(94)는 구성요소(78)를 x 및 z 축 각각을 따라 이동한다. 당업자는 프로브 스테이지(72) 및 구성요소 스테이지(76)를 위한 다수의 움직임 조합이 광학 프로브(74)와 구성요소(78) 사이에서 필요한 상대적인 움직임을 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
프로브 스테이지(72) 및 구성요소 스테이지(76)는 당업자에게 알려진 바와 같은 베어링, 모터, 및 위치 인코더를 포함한다. 스테이지 움직임의 반복도 및 측정의 정밀도가 일반적으로, 특정 애플리케이션을 위해 필요한 대로, 경사 및 기울기를 정확히 제어해서, 소스 빔을 픽셀, 또는 픽셀의 일부에 보내는데 충분하다. 따라서, 광학 측정 디바이스(70)는 나노미터까지 움직임을 제어하는 구성요소 스테이지(76) 및 프로브 스테이지(72) 없이도 나노미터 범위의 형상을 측정할 수 있다.
프로브 스테이지(72)는 테스트 중인 특정 구성요소(78)에 따라, 구성요소(78)로부터 나노미터 내지 미터의 거리에서 광학 프로브(74)를 지지한다. 예로서, 프로브 스테이지(72)는 구성요소(78)가 콘택트 렌즈일 때, 약 20mm의 거리에서 광학 프로브(74)를 지지한다. 대안적인 실시예에서, 프로브 스테이지(72)는 선반(lathe), 연마기(grinder), 또는 광택기(polisher)와 같은 도구를 사용하여 구성요소(78)의 작동을 허용하기 위해 구성요소(78)로부터 먼 거리에서 광학 프로브(74)를 지지한다.
도 7은 본 발명에 따라 이루어진 광학 정밀 측정 디바이스의 또 하나의 대안적인 실시예의 정면도이다. 이 대안적인 실시예의 동작은 도 5 및 도 6의 실시예의 동작과 유사하나, 구성요소 스테이지에 대해서는 상이한 배열을 사용한다.
광학 측정 디바이스(100)는 광학 프로브(104)를 지지하는 프로브 스테이지(102) 및 구성요소(108)를 지지하는 구성요소 스테이지(106)를 포함한다. 프로브 스테이지(102) 및 구성요소 스테이지(106)가 구성요소(108)에 대해 광학 프로브(104)의 움직임을 제어한다. 반사 모드에서, 광학 프로브(104)는 픽셀에서 구성 요소(108) 상에 입사하는 소스빔(110)을 방출하는데, 이 구성요소는 검출 및 분석을 위해 반사빔(미도시)을 광학 프로브(104)에 대해 다시 생성한다. 광학 프로브(104)는 소스빔을 생성하기 위해 좁은 빔 레이저를 사용하고 반사모드에서 반사빔을 검출하기 위해 반사 위치 감지 디바이스(PSD)를 사용한다. 광학 프로브(104) 및 이 프로브의 동작은 위에서 도 3 및 도 4와의 관계에서 설명되었다.
도 7을 참조하면, 프로브 스테이지(102) 및 구성요소 스테이지(106)가 광학 프로브(104) 및 구성요소(108)의 상대적인 움직임을 제어한다. 프로브 스테이지(102)는 광학 프로브(104)를 지지하는 스윙암(112)을 포함한다. 스윙암(112)은 θ-축에 대해 회전가능해서, 광학 프로브(104)는 구성요소(108)에 대해 아크를 나타낸다. 구성요소 스테이지(106)는 샤프트(114)를 포함한다. 구성요소(108)는 광학 프로브(104)에 더 가까운 샤프트(114)의 말단부에 장착되어 있다. 샤프트(114)는 ψ-축에 대해 회전가능하다. 일 실시예에서, 샤프트(114)는 광학 프로브(104)에 대해 구성요소(108)를 위치지정하기 위해 z-축을 따라 이동가능하다. 일 실시예에서, ψ-축 및 θ-축은 공통 교차 포인트를 가지며 이러한 축은 서로 수직이다. 구성요소(108)의 표면의 평균 곡률 중심은 θ-축과 ψ-축의 공통 교차 포인트에 또는 그 포인트 근처에 위치된다. 당업자는 프로브 스테이지(102)와 구성요소 스테이지(106)의 다양한 움직임 조합이 광학 프로브(104)와 구성요소(108) 사이에서 필요한 상대적인 움직임을 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
대안적인 실시예에서, 구성요소 스테이지(106)는 투과 모드에서의 동작에 적응된다. 구성요소(108)는 구성요소(108) 뒤의 투과 위치 감지 디바이스(PSD)에 공 간을 제공하기 위해, 이를테면 구성요소(108) 뒤의 샤프트(114)에 속이 빈 공간(hollow space)을 제공하기 위해, 구성요소 스테이지(106) 내에 장착된다. 소스빔(110)이 구성요소(108)를 통과해서 투과 PSD에서 투과빔으로서 검출된다. 반사 모드 및 투과 모드에서의 테스트는 필요한 대로, 개별적으로, 함께, 또는 동시에 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 광학 정밀 측정 방법에 대한 흐름도이다. 이 방법은 구성요소에 대한 제1 위치에서 광학 프로브를 제공하는 단계(120), 광학 프로브로부터의 소스빔을 구성요소 상의 픽셀로 보내는 단계(122), 픽셀로부터의 결과빔의 편향을 검출하는 단계(124), 구성요소 특징 데이터세트에 편향을 저장하는 단계(126), 광학 소스를 구성요소에 대한 다른 위치로 이동시키는 단계(128), 및 다른 위치에 대한 보내기, 검출, 및 저장을 반복하는 단계(130)를 포함한다.
이 방법은 반사, 투과, 또는 반사/투과 모드에서 동작해서, 결과빔은 반사빔, 투과빔, 또는 반사빔 및 투과빔 각각이다. 반사 모드에서, 소스빔은 테스트 중인 구성요소의 표면으로부터 반사된다. 투과 모드에서, 소스빔은 구성요소를 통과한다. 반사/투과 모드에서, 소스빔은 구성요소의 표면으로부터 반사되고 구성요소를 통과한다. 반사 및 투과의 측정은 동시에 또는 순차적으로 수행된다. 소스빔과 결과빔(들) 사이에서 편향이 검출된다.
반사 모드는 광학 구성요소, 이를테면 렌즈, 및 불투명 구성요소, 이를테면 반도체 구성요소에 대한 표면 토포그래피 및 표면 특징을 결정할 수 있다. 소스빔과 반사빔 사이에서 편향이 검출된다.
투과 모드는 광학 구성요소, 이를테면 단일 렌즈 또는 렌즈 시스템의 광학 특징을 결정할 수 있다. 그 결과는 이론적인 구성요소 특성 및 형태보다는 단지 실제 투과 측정을 기초로 해서, 컴퓨터 레이 트레이스(trace) 프로그램으로부터 획득된 결과와 유사하다. 구성요소가 알려진 설계의 렌즈 또는 렌즈 시스템일 때, 컴퓨터 레이 트레이스 프로그램은 설계된 대로, 구성요소의 시뮬레이트된 광학 특징을 예측하기 위해 사용된다. 실제 구성요소의 실제 광학 특징이 투과 모드에서 측정된다. 시뮬레이트된 광학 특징과 실제 광학 특징 사이에서의 차이가 파면 에러도로 변환된다. 소스빔과 투과빔 사이에서 편향이 검출된다.
반사/투과 모드는 반사 모드의 표면 측정 기능 및 투과 모드의 광학 특징 측정 기능 모두를 사용한다. 반사/투과 모드를 사용하는 일 예에서, 알려지지 않은 렌즈의 설계 데이터가 우선 반사 모드에서 프론트 표면의 토포그래피를 먼저 측정하고 이후, 투과 모드에서 광학 특징을 측정함으로써 발견될 수 있다.
우선, 프론트 표면의 기울기 및 디센터(decenter)가 반사 모드에서 결정된다. 일반적으로, 전체 프론트 표면을 측정하기 보다는, 제한된 수의 측정이 이루어진다. 일 실시예에서, 제1 너비(latitude)를 따라 하나의 데이터 링(ring of data)이 측정되고 제2 너비를 따라 제2 데이터 링이 측정된다. 링당 데이터 포인트 수는 3 내지 4만큼 낮을 수 있다. 프론트 표면의 기울기 및 디센터는 측정으로부터 결정된다. 대안적인 실시예에서, 프론트 표면이 기울기 및 디센터를 나타낼 수 있는 선택된 패턴에 걸쳐 측정이 이루어진다. 선택된 패턴은 규칙적일 수 있거나(이를테면 허브 및 스포크(spoke) 패턴), 불규칙적일 수 있다(이 패턴은 특히 자유로운 형태 의 표면에 유용하다).
둘째, 투과 모드 측정 전에 렌즈의 위치지정을 조정함으로써 기계적으로 기울기 및 디센터에 대한 정정이 가해지고, 투과 모드 측정을 분석할 때 소프트웨어로 가상으로 가해진다. 일 실시예에서, 투과 PSD는 상이한 z-위치에 위치되거나 광학 프로브는 반사 모드 및 투과 모드에서 측정하기 위한 렌즈 표면으로부터 상이한 거리에서 스캔한다.
마지막으로, 결정된 알려지지 않은 렌즈의 설계 데이터 및 렌즈의 광학 특징을 결정하기 위해 투과 모드 측정이 수행된다.
반사/투과 모드를 사용하는 또 하나의 예는 복제 광학기기 또는 사출 성형 광학기기 이를테면, 이중-비구면 이동 전화기 카메라 렌즈를 위한 프론트 표면과 백 표면 사이의 디센터의 측정이다. 반사 모드를 사용하는 경우, ψ-축에 대해 렌즈의 디센터 및 기울기가 전체 프론트 포면의 스캔을 사용해서 결정된다. 대안적인 실시예에서, 이 스캔은 프론트 표면의 제한된 부분에 걸쳐 이를테면, 제한된 수의 픽셀 또는 픽셀 링에 걸쳐 수행된다. 이 스캔은 반사 PSD가 백 표면 반사의 범위 밖에 있도록, 광학 프로브를 위치지정함으로써 렌즈의 백 표면으로부터의 소스빔의 반사로부터 데이터를 획득하는 것을 회피하도록 설계될 수 있다. 렌즈의 위치지정을 조정함으로써 기계적으로 기울기 및 디센터에 대한 정정이 가해지고, 투과 모드 측정을 분석할 때 소프트웨어로 가상으로 가해진다. 투과 모드를 사용해서, 렌즈의 광학 특징이 결정된다. 소스빔은 특히 공칭 렌즈 설계가 최대의 송신빔 편향을 프론트 표면에 대해 백 표면의 디센터의 함수로서 예측하는 렌즈의 부분으로 보내진 다.
픽셀(124)로부터 결과빔의 편향을 검출하는 것에 추가해서, 대안적인 실시예는 세기 및 형태로부터 선택된 하나 이상의 추가적인 특징을 검출하는 것을 포함한다. PSD 상의 결과빔으로부터의 도트에 의해 나타난 바와 같이, 결과빔의 특징이 위에서 도 4와 연계해서 제공되었다. 결과빔의 검출된 특징이 데이터 획득 시스템에 제공되는데, 이 시스템에서 일반적으로, 구성요소 특징 데이터세트의 일부로서 디지털 형태로 저장된다. 구성요소 특징 데이터세트는 일반적으로, 분석 프로그램을 실행하는 범용 컴퓨터를 사용해서 분석된다. 표면 토포그래피를 결정하기 위해, 구성요소 특징 데이터세트는 각 픽셀에 대해 θ-축 방향에서 적어도 표면 경사를 포함한다. 더 포괄적인 표면 분석을 위해, 구성요소 특징 데이터세트는 또한 각 픽셀에 대해 세기 및/또는 ψ-축 방향에서의 표면 경사를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 광학 소스를 구성요소에 대해 다른 위치로 이동시키는 단계(128)는 다수의 움직임 모드 중 하나, 이를테면 구면 모드, 텔레센트릭 모드, 및 자유 형태 모드에서 수행된다.
구면 모드에서, 구성요소는 ψ-축에 대해 회전하고 광학 소스는 θ-축에 대해 회전한다. 일반적으로, ψ-축에 대한 구성요소의 회전은 θ-축에 대한 광학 소스의 회전보다 더 고속이다. θ-축에 대한 회전은 연속적이거나 계단식일 수 있다. 결과빔의 검출 편향 또한 연속적으로 또는 계단식으로 수행될 수 있다. 일 예에서, 구성요소는 ψ-축에 대해 연속적으로 회전하고 결과빔의 특징이 매 1°회전마다 샘플링된다. θ-축에 대한 회전 방식이 구성요소 특징 데이터세트의 크기 및 성질을 결정한다. θ-축에 대한 회전 방식이 계단 방식일 때, 구성요소 특징 데이터세트는 글로브(globe) 상에 나타나는 바와 같은 구면 좌표 시스템 내의 규칙적인 격자이다. 회전 방식이 θ-축에 대해 연속적일 때, 구성요소 특징 데이터세트는 나선형이다. 나선은 구면 좌표 시스템 내의 규칙적인 격자와 동일하다고 전제될 수 있거나, 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 동안 구면 좌표 시스템 내의 규칙적인 격자에 대해 허용될 수 있고 이로 변환될 수 있다. 일 예에서, θ-축에 대한 회전은 연속적인 방식 또는 계단 방식 중 하나의 방식으로, ψ-축에 대해 회전당 1°또는 0.5°로 이루어진다. θ-축에 대한 광학 소스의 이동은 일반적으로 0°또는 45° 사이이나, 필요한 대로, 60° 또는 90°의 최대 θ각도에 이를 수 있다.
텔레센트릭 모드에서, 광학 소스는 구성요소에 대해 0°와 90°사이의 일정한 θ각도로 유지된다. 광학 소스는 프로브 스테이지 및/또는 구성요소 스테이지의 움직임에 의해 구성요소에 대해 x-축 방향에서 순변환(pure translation)시에 이동된다. 구성요소는 또한 z-축 방향에서 이동될 수 있고/있거나 ψ-축에 대해 회전될 수 있다. 목표 포인트는 본질적으로, 제로 필드각(θ=0) 또는 유한 필드각(θ≠0) 중 하나를 갖는 무한대이다.
자유 형태 모드에서, 복잡한 구성요소 형상에 바람직한 바와 같이, 광학 소스와 구성요소의 임의의 상대적인 움직임이 가능하다. 광학 소스와 구성요소의 상대적인 움직임은 필요한 움직임을 달성하기 위한 임의의 조합에서, x-축 및 z-축을 따라 이동하도록, 그리고 θ-축 및 ψ-축에 대해 회전하도록 프로그래밍된다. 반사 모드에서 환상(torroidal) 표면의 토포그래피를 측정하는 예를 위해, 상대적인 움 직임이 소스빔을 표면에 수직으로 유지해서 그리고 표면으로부터 일정한 거리에 광학 소스를 유지해서 소스빔을 표면에서 초점이 맞게 유지하도록 프로그래밍된다. 투과 모드에서 광학 특징을 측정하는 예를 위해, 상대적인 움직임이 다양한 웨이브프론트: 구면 수렴 또는 발산, 온-축 또는 오프-축, 실제 또는 가상, 또는 텔레센트릭 웨이브프론트를 시뮬레이트하도록 프로그래밍된다. 복잡한 수차 웨이브프론트 또한 시뮬레이트될 수 있다.
구성요소 특징 데이터세트가 수행된 측정 유형에 따라 분석된다. 예컨대, 측정이 반사모드에서 실행될 때, 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 것이 구성요소의 토포그래피를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 또 하나의 예에서, 측정이 투과 모드에서 실행될 때, 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 것은 구성요소의 광학 특징을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
스캔하는 동안, 각각의 포인트에 대해 검출된 특징이 데이터 신호로서 PSD로부터 데이터 획득 시스템에 제공되는데, 이 시스템에서 일반적으로, 분석 프로그램을 실행하는 범용 컴퓨터 상에서 분석하기 위한 구성요소 특징 데이터세트로서 디지털 형태로 저장된다. 이러한 분석은 실시간으로 또는 오프라인으로 수행될 수 있다.
반사 모드에서, 표면 토포그래피는 θ-경사로 정의된 ψ-축에 수직인 표면 경사, 또는 ψ-경사로 정의된 ψ-축에 수직인(그리고 θ-경사에 수직인) 표면 경사로부터 계산될 수 있다. 구성요소 특징 데이터세트는 표면 경사를 포함하는데, 이 경사는 표면 경사의 변화도(gradient)로서, 표면 경사는 표면 토포그래피를 재구성 하기 위해 적분된다.
θ-경사값으로부터 표면 토포그래피를 계산하는 예를 위해, 상대적인 비구면성 즉, 반경(R0)의 구면에 대비되는 비구면성이 다음과 같이 각각의 너비(ψ=일정) 주위에서 적분함으로써 계산된다.
Figure 112006081354900-PCT00001
여기서, Rθ는 좌표 중심으로서 θ-축 및 ψ-축의 교차점을 갖는 극좌표로 설명된, θ 적분 경로를 따르는 구성요소의 실제 표면 프로파일이고;
R0는 동일 좌표 중심을 갖는 동일 좌표계로 설명된, 그리고 적분 시작 포인트에서, 일반적으로 θ=0 및 ψ=0에서, 구성요소의 실제 표면 프로파일과 일치하는 기준 구면이며;
Sθ는 각도 증분에서 θ-경사이고;
dθ는 각도 증분이다.
구성요소가 완전한 구면일 때, Sθ의 값은 0이고 Rθ/R0의 비는 1이다. 비구면성이 실제 표면과 기준 표면 사이의 차이로서 정의된다. 이 경우에, 비구면성은 Rθ과 R0 사이의 차이이고, 기준 표면은 기준 구면이다. 상대적인 비구면성이 상대적인 값이고 테스트중인 구성요소의 크기와 무관하다는 점에 주목하라. 각각의 너비(ψ=일정) 주위의 절대적인 비구면성이:
Figure 112006081354900-PCT00002
로부터 계산된다.
R0 값은 일반적으로 구성요소의 설계로부터 알려져 있다. R0 값이 알려져 있지 않을 때는, 추가적인 측정에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, R0는 간섭시에 또는 파면 감지를 이용해서 흔히 행해지는 것처럼, 제2 z 위치에서 구성요소를 갖는 제2 구성요소 특징 데이터세트를 획득해서 결정되어, 두 개의 구성요소 특징 데이터세트로부터 R0를 계산한다. 제1 구성요소 특징 데이터세트를 획득한 후에, 구성요소는 알려진 양만큼 z-축을 따라 이동된다. 이는 제2 및 상이한 기준 구면, 구성요소에 대해 제2 원점을 가지는 새로운 극 좌표계, 및 제2 R0 값을 제공한다. 두 개의 R0 값의 차이는 구성요소 이동으로부터 알려지고 구성요소의 토포그래피는 두 개의 구성요소 특징 데이터세트에서 동일해서, 두 개의 R0 값이 결정될 수 있다.
대안적인 실시예에서, R0는 구성요소로부터 물리적인 파라미터 이를테면, 구성요소 직경을 측정함으로써 결정되고, 구성요소 특징 데이터세트를 스케일링하기 위해 측정된 물리적인 파라미터를 사용한다. 절대적인 비구면성은 표면 토포그래피 를 특징화하기 위해 각각의 너비에서 계산된다. 일 실시예에서, 표면 토포그래피는 전체 표면을 특징화하기 위해 표면의 개별 부분 및 스티치된(stitched) 개별적인 부분에 대해 함께 계산된다.
표면 토포그래피는:
Figure 112006081354900-PCT00003
로부터 각각의 길이(θ=일정) 주위에서 ψ-경사값으로부터 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 여기서,
Rψ는 좌표 중심으로서 θ-축과 ψ-축의 교차점을 갖는 극좌표로 설명된, ψ적분 경로를 따르는 구성요소의 실제 표면 프로파일이고,
R0는 동일 좌표 중심을 갖는 동일 좌표계로 설명된, 그리고 적분 시작 포인트에서, 일반적으로 θ=0 및 ψ=0에서, 구성요소의 실제 표면 프로파일과 일치하는 기준 구면이며;
Sψ는 각도 증분에서 ψ-경사이고;
dψ는 각도 증분이다.
ψ-경사로부터 표면 토포그래피를 계산하기 위해, 추가적이 정보가 필요하다. 일 실시예에서, 단일의 R0 스캔(ψ=일정)은 각각의 길이(θ=일정) 주위에서 ψ-경사값을 연결하기 위해 사용될 수 있다.
당업자는 구성요소 특징 데이터세트 내의 데이터가 구성요소 형상 및 토포그래피를 재구성하기 위해 위에서 제공된 예에 추가해서 다양한 방식으로 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. θ-경사보다 더 많은 데이터 이를테면, ψ-축에 수직인 경사(ψ-경사), 세기, 또는 형상이 구성요소 특징 데이터세트에 수집될 때, 표면 토포그래피가 확인될 수 있으며 추가적인 계산이 수행된다. 예컨대, 본 명세서에 참고문헌으로 병합된 W. Potze에 의해 2003년 12월 24일 출원된 특허 출원 PCT/IP2003/0062, 코닌클리케 필립스 전자 참조 번호 PHNL030022는 2차원의 PSD가 사용되고 θ-경사 및 ψ-경사 모두가 수집될 때 표면 적분을 위해 중복 경사 데이터를 최적으로 사용하는 알고리즘을 개시하고 있다. 세기 데이터는 먼지 또는 스크래치에 의해 야기된 슬롯 값을 이용해 픽셀을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 형상 또는 로컬 곡률은 측정된 경사값이 올바른지 체크하기 위해 사용될 수 있다. 기타 실시예에서, 구성요소 및 구성요소 표면이 대안적인 방식 이를테면, 안과 분야에서 흔히 사용되는 바와 같은 전력 맵 또는 애드-온 맵, 또는 광학기기 분야에서 흔히 사용되는 바와 같은 Zernike 다항식 계수 피트(fit) 방식으로 분석될 수 있다. 구성요소 및 구성요소 표면은 구면계, 데카르트계, 도는 기타 편리한 좌표계로 설명될 수 있다.
구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 것으로부터 획득된 토포그래피 또는 기타 결과는 구성요소를 작동하는데 이를테면, 구성요소를 연마하거나, 광택내거나, 조립하는데 사용될 수 있다. 광학 프로브 및 PSD는 구성요소를 작동시키는 도구 이를테면, 선반 또는 광택기를 간섭하지 않도록, 구성요소로부터 멀리 있을 수 있다. 토포그래피 또는 기타 결과는 도구의 제어를 위한 에러 신호를 생성하기 위해 설계 파라미터와 비교될 수 있다. 투과 모드를 사용해서, 다수-요소 렌즈 시스템의 광학 특징이 조립하는 동안 모니터링될 수 있다. 측정은 조립이 올바르고 렌즈 시스템이 설계된 대로 수행한다는 것을 전제로, 각각의 렌즈 요소가 렌즈 시스템에 추가된 후에 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 포인트(124)로부터 결과빔의 편향을 검출하는 것은 PSD를 이용해 편향을 검출하는 것 및 PSD를 교정하는 것을 포함한다. PSD를 교정하는 것은 정확한 측정을 제공하기 위해 광학 측정 디바이스의 임의의 부분의 교정을 포함한다. 반사 모드에서 동작하기 위한 PSD를 교정하기 위해, 교정 방법 이를테면, 와블 교정(wobble calibration), 편평한(flat) 미러 교정, 또는 구면 교정이 사용된다. PSD 교정은 오프셋 또는 정렬 이를테면, PSD, 광학 프로브, 및/또는 스테이지의 물리적인 정렬을 위해 하드웨어를 조정함으로써, 또는 테스트 중인 특정 구성요소를 위한 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 동안 소프트웨어로 데이터를 조정함으로써 수행된다. 교정 데이터는 선형 피트 또는 복잡한 교정표를 통해 측정된 데이터에 가해질 수 있다.
와블 교정 방법을 수행하기 위해, 편평한 미러가 ψ-축에 대해 작은 기울기에서 구성요소로서 제공된다. 일 실시예에서, 편평한 미러는 동일 물질로 만들어지고, 교정후에 테스트될 구성요소와 동일한 광학 특성 이를테면, 반사도 및 표면 거칠기를 갖는다. 소스빔이 편평한 미러 상으로 보내지고 미러는 ψ-축에 대해 회전된다. 결과빔은 미러 기울기의 작은 각도와 동일한 절반의 각도를 갖는 콘(cone)을 나타낸다. 결과빔은 PSD 상에 트레이스를 형성한다. 일반적으로, 트레이스는 거의 원형이다. θ-방향 및 ψ-방향에서의 감도가 원형(circularity)으로부터의 트레이스 편향을 기초로 해서 교정된다. PSD는 θ-방향 및 ψ-방향에서 비-원형 정정에 의해 교정된다.
와블 교정 방법을 위해 더 넓은 PSD 영역에 걸친 교정이 상이한 미러 기울기 및/또는 상이한 소스빔 각도를 갖는 교정 절차를 반복함으로써 획득되어, 결과빔은 PSD 상에서 상이한 크기의 트레이스를 나타낸다. 이는 ψ-축 및 θ-축에 대해 구성요소의 모든 가능한 기울기 각도에 PSD 교정을 제공한다. 교정 데이터는 또한 교정 데이터 피트 이를테면, 평균, 원형, 또는 푸리에 피트로부터 직접 ψ-방향에서 PSD의 0을 위치시키기 위해 사용될 수 있다.
θ-방향에서 PSD의 0는 타겟을 갖는 시간 지그(temporary jig)를 구성요소로서 ψ-스테이지에 부착함으로써 측정될 수 있다. 타겟은 마크(이를테면, 핀홀, 도트, 또는 열십자 기호), 또는 센서(이를테면, PSD 또는 카메라)로서, 시간 지그 상에 소스빔의 위치를 위치시키기 위해 사용된다. 시간 지그는 우선 ψ-축 상의 광학 프로브로부터 제1 거리에 타겟을 위치시킨다. 시간 지그는 ψ-축에 대한 타겟의 움직임에서 어떠한 이심률도 존재하지 않을 때까지 ψ-축 및 조정된 ψ-스테이지 상의 타겟의 위치에 대해 회전된다. 시간 지그는 z-축을 따라 ψ-축 상의 광학 프로브로부터 제2 거리까지 이동되고, 제2 거리에서 임의의 이심률은 제로값으로 된다(zero out). 시간 지그는 이후, 시간 지그가 ψ-축에 대해 회전됨에 따라 소스빔이 제1 거리 및 제2 거리 모두에서 타겟의 중심을 스트라이크할 때까지, 제1 거리 와 제2 거리 사이에서 이동되어 조정이 이루어진다.
편평한 미러 교정 방법을 수행하기 위해, 편평한 미러는 ψ-축에 대해 작은 기울기에서 구성요소로서 제공된다. 일 실시예에서, 편평한 미러는 동일한 물질로 만들어지고 교정후 테스트될 구성요소와 동일한 광학 특성 이를테면, 반사도 및 표면 거칠기를 갖는다. 소스빔은 편평한 미러 상에 보내지고 θ-스캔이 수행된다 즉, 광학 프로브가 θ-축에 대해 회전되는 동안에 미러는 ψ-축에 대해 정지되어 있다. 일반적으로, 미러는 θ-축에 근접해서, 소스빔은 θ-스캔하는 동안에 미러 상의 단일 포인트 근처에 머문다. 이는 교정의 감도를 미러의 편평도로 감소시킨다. 데이터가 θ-방향 및 ψ-방향에서 편향을 위해 PSD 상의 결과빔으로부터 수집된다. 구성요소는 ψ-축에 대해, 교정각 증분 이를테면 30° 또는 60°만큼 회전한다. θ-스캔이 반복되고 구성요소가 회전된다. 구성요소가 360°회전될 때까지 추가적인 θ-스캔이 ψ-축에 대해 각각의 교정각 증분에서 수행된다. θ-방향에서의 감도가 ψ-축 위치의 함수로서 θ-방향에서 편향의 선형성으로부터 교정될 수 있다. ψ-방향에서의 감도는 ψ-방향에서의 편향의 평균으로부터 교정될 수 있다. PSD는 ψ-방향에서의 평균으로부터의 편향 및 θ-방향에서의 비-선형성의 정정에 의해 교정된다.
구면 교정 방법을 수행하기 위해, 구면이 구성요소로서 제공된다. 일 실시예에서, 구면은 광택있는 금속 구면이다. 대안적인 실시예에서, 구면은 동일한 물질로 만들어지고 교정후 테스트될 구성요소와 동일한 광학 특성 이를테면, 반사도 및 표면 거칠기를 갖는다. 소스빔은 θ-축 및 ψ-축을 따라 0°에서 구면 상으로 보내 진다. 데이터가 θ-방향 및 ψ-방향에서 편향하기 위해 PSD 상의 결과빔으로부터 수집된다. 소스빔은 작은 길이 증분 이를테면 0.5° 또는 1°만큼 θ-방향에서 이동된다. 데이터 링이 ψ-방향에서 구면을 회전함으로써 그리고 작은 너비 증분 이를테면, 1°또는 2°에서 데이터를 수집함으로써 수집된다. 이 절차는 데이터 링이 구면의 필요한 부분 이를테면, 약 0°와 45°, 또는 0°와 90°사이의 θ값 또는 그보다 더 큰 값에 걸쳐 수집될 때까지 반복된다. 구성요소가 구면이기 때문에, θ-방향 및 ψ-방향의 편향은 0이 되어야 한다 즉, 표면 경사는 0이 되어야 하며, 어떠한 비구면성도 존재하지 않아야 한다. 구면 표면이 데이터 링으로부터 재구성되어 광택 금속 구면을 위한 예상 구면 표면과 비교된다. PSD는 임의의 오정렬의 물리적인 정정 이를테면, PSD, 광학 프로브, 및/또는 스테이지 정렬의 정정에 의해, 또는 테스트중인 특정 구성요소에 대한 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 동안 소프트웨어로 데이터를 조정함으로써 교정된다.
도 9는 본 발명에 따른 광학 정밀 측정 방법을 통합하는 기계 제어를 위한 블록도이다. 광학 측정 디바이스(200)가 소스빔(202)을 표면(204)의 픽셀에 보내는데, 이 표면은 결과빔(206)을 반환한다. 광학 측정 디바이스(200)는 일반적으로, 도구(208)와의 간섭을 회피하기 위해 표면(204)로부터 멀리 있다. 결과빔(206)은 필요한 애플리케이션에 따라, 반사빔 또는 투과빔일 수 있다. 표면(204)은 도구(208)에 의해 이를테면, 선반 상의 기계가공에 의해, 광택에 의해, 또는 연마에 의해 가공된다. 표면(204)은 광학 측정 디바이스(200)에 의해 측정되나 표면(204)은 도구(208)에 의해 가공된다. 표면(204)은 또한 정지된 도구(208)를 이용해 광학 측정 디바이스(200)에 의해 측정될 수 있으나, 표면(204)은 동작 기계 즉, 선반, 광택기, 연마기에 장착된 채로 남아 있다. 워터 제트 또는 연마제를 사용하는 도구에 대해, 광학 측정 디바이스는 표면 측정이 이루어질 때 오픈하는 창 뒤에서 보호될 수 있다. 광학 측정 디바이스(200)는 결과빔(206)으로부터 표면(204)의 측정 신호(210) 특징을 생성한다. 측정 신호(210)는 비교기(216)에서 설계 스토리지(214) 로부터의 설계 신호(212)와 비교된다. 설계 스토리지(214)에 저장된 표면(204)에 필요한 설계는 미리설정된 설계이거나 대화식 설계일 수 있는데, 이 대화식 설계는 표면(204)의 실제 작동 과정에서 변한다. 비교기(216)는 측정 신호(210)와 설계 신호(212)의 비교로부터 차이 신호(218)를 생성한다. 기계 제어부(220)가 차이 신호(218)를 수신해서 제어 신호(222)를 생성하는데, 이 제어 신호는 표면(204)을 작동시키는 도구(208)를 제어한다.
도 10은 본 발명에 따라 이루어진 광학 정밀 측정 디바이스를 포함하는 선반의 사시도이다. 표면을 가공시키기 위해 도구의 움직임을 제어하는 동일한 구성요소가 또한 광학 측정 디바이스의 광학 프로브의 움직임을 제어한다. 광학 정밀 측정 동작은 도 1 및 도 2에 대해 설명된 바와 같다.
도 10을 참조하면, 선반(230)은 선반 카트리지(234)를 지지하는 베드(232)를 포함하는데, 이 카트리지는 계속해서 도구 홀더(236)를 지지한다. 절삭 도구(238)는 도구 홀더에 의해 유지된다. 터닝 헤드(turning head, 240)는 구성요소(242)를 보유하며 ψ-축에 대해 구성요소(242)를 회전시켜, 구성요소(242)는 절삭 도구(238)를 구비하는 선반(230) 상에서 가공될 수 있다. 선반 카트리지(234)는 z-축 을 따라 베드(232) 상에서 이동하며 x-축을 따라 선반 카트리지(234) 상에서 이동한다. 구성요소(242)에 대한 절삭 도구(238)의 움직임은 구성요소(242)의 정밀 기계 작동을 허용한다.
광학 정밀 측정을 제공하기 위해, θ-스테이지(244)는 도구 홀더(236)에 작동가능하게 연결되어 있고, 광학 프로브(246)는 θ-스테이지(244)에 부착되어 있다. 광학 프로브(246)는 소스빔(248)을 구성요소(242)에 보낸다. 이 예에서, 광학 프로브(246)는 결과빔(미도시)을 검출하는데, 이 결과빔은 구성요소(242)의 표면 토포그래피를 결정하기 위한 반사빔이다. 선반 카트리지(234), 도구 홀더(236), 및 θ-스테이지(244)는 θ-축에 대해 x 및 z 방향에서 광학 프로브(246)의 움직임을 제어하는 프로브 스테이지로서 작용한다. 터닝 헤드(240)는 ψ-축에 대해 구성요소(242)의 움직임을 제어하는 구성요소 스테이지로서 작용한다. 측정을 위한 움직임은 구성요소(242)의 작동을 제어하기 위해 사용되는 동일한 제어기에 의해 제어된다.
광학 정밀 측정이 구성요소(242)의 가공과 조화를 이룬다. 일 실시예에서, 광학 정밀 측정이 구성요소(242)의 가공과 동시에 수행된다. 대안적인 실시예에서, 구성요소(242)가 가공되지 않을 때 광학 정밀 측정이 수행되며, 구성요소(242)는 필요한 측정에 따라 회전하거나 정지해 있다. 당업자는 선반에 대해 설명된 광학 정밀 측정 배열이 광택기 및 연마기와 같은 다수의 기타 기계에 적용가능하다는 것을 인식할 것이다.
유사한 요소가 도 5 및 도 6과 유사한 참조 번호를 공유하는, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따라 이루어진 광학 측정 디바이스의 프로브 스테이지에 대한 대안적인 지지 실시예의 사시도 및 단면도 각각이다. 이 지지는 자유도 및 (자유도를 존재하게 하기 위한) 더 큰 움직임 범위를 제공한다.
프로브 스테이지를 위한 대안적인 지지를 위해 도 11을 참조하면, 짐벌링(gimbal ring)이라고도 알려진 카다닉 링(Cardanic ring, 150)이 스윙암(84)을 지지한다. 카다닉 링(150)은 내링(152), 외링(154), 제1 샤프트(82), 및 제2 샤프트(156)를 포함한다. 제1 샤프트(82)는 외링(154) 상에서 내링(152)을 지지하고, θ-축에 대해 내링(152)의 회전을 제공한다. 제2 샤프트(156)는 외링(154)을 지지하고 ψ-축에 대해 외링(154)의 회전을 제공한다. θ-축 및 ψ-축는 일반적으로 서로에 대해 수직이다. 스윙암(84)은 내링(152)에 부착되어 있다. 광학 프로브(미도시)는 내링(152)에 연결된 스윙암(84)에 의해 지지되고 내링(152)을 이용해 θ-축에 대해 회전한다. 구성요소 스테이지(76)는 내링(152) 내에 위치된다. 일 실시예에서, 구성요소 스테이지(76)는 구성요소(78)를 x, y, 및 z 방향으로 이동시키고 ψ-축에 대해 회전을 제공한다. 카다닉 링(150)은 당업자에게 알려진 바와 같은 구동 및 모니터링을 위한 베어링, 모터, 및 위치 인코더(미도시)를 포함한다.
프로브 스테이지를 위한 또 하나의 대안적인 지지를 위해 도 12를 참조하면, 글라이딩 스테이지(170)가 샤프트 베어링(83)을 지지하는데, 이 베어링은 샤프트(82)를 회전가능하게 지지한다. 샤프트(82)는 θ-축에 대해 회전가능하다. 샤프트(82)에 부착된 스윙암(84)은 소스빔을 구성요소 스테이지(76) 상에 장착된 구성요소(78)에 보내지 위한 광학 프로브(미도시)를 지지한다. 글라이딩 스테이지(170) 는 제1 베어링 링(172) 및 제2 베어링 링(174)을 포함한다. 제1 베어링 링(172)과 제2 베어링 링(174)의 상보적인 표면(176, 178)이 형성되어, 제1 베어링 링(172)이 글라이딩 스테이지(170) 바로 위 및 위(on and above)에 중심을 둔 포인트(180)에 대해 회전할 수 있다. 일 실시예에서, 포인트(180)는 광학 프로브의 집속 포인트에 또는 그 포인트 근처에 있다. 당업자는 대안적인 실시예에서 상보적인 표면(176, 178)의 경사가 예시된 바와 같은 글라이딩 스테이지(170)의 중심쪽으로에서 글라이딩 스테이지(170)의 외부쪽으로까지 역전되어, 포인트(180)는 글라이딩 스테이지(170) 아래에 있다. 글라이딩 스테이지(170)는 당업자에게 알려진 바와 같은 구동 및 모니터링을 위한 베어링, 모터, 및 위치 인코더(미도시)를 포함한다.
광학 측정 디바이스는 또한 광학 프로브와 구성요소 사이에서 y-방향으로 움직임을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 글라이딩 스테이지(170)는 y-방향으로 광학 프로브의 움직임을 제공하는 y-스테이지(182) 상에 지지된다. 대안적인 실시예에서, 구성요소 스테이지(76)는 y-방향으로 구성요소의 움직임을 제공한다. y-스테이지(182)는 당업자에게 알려진 바와 같은 구동 및 모니터링을 위한 베어링, 모터, 및 위치 인코더(미도시)를 포함한다.
본 명세서에 개시된 발명의 실시예가 현재 바람직한 것으로 생각되나, 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 본 발명의범위는 첨부된 청구항에 나타나며, 그 의미 및 등가물의 범위 내에 있는 모든 변형이 청구항에 포함되도록 의도된다.
본 발명은 일반적으로 정밀 측정에 이용가능하며, 더 구체적으로는 광학 정밀 측정에 이용가능하다.

Claims (20)

  1. 구성요소의 광학 정밀 측정 방법으로서,
    구성요소에 대한 제1 위치에 광학 프로브를 제공하는 단계(120);
    광학 프로브로부터의 소스빔을 구성요소 상의 픽셀에 보내는 단계(122);
    픽셀로부터의 결과빔의 편향을 검출하는 단계(124);
    구성요소 특징 데이터세트에 편향을 저장하는 단계(126);
    구성요소에 대한 다른 위치에 광학 소스를 이동시키는 단계(128);
    다른 위치에 대해 보내는 단계, 검출하는 단계, 및 저장하는 단계를 반복하는 단계(130)
    를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    결과빔은 반사빔(60), 투과빔(21), 및 반사빔(60)과 투과빔(21) 모두로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    결과빔의 추가적인 특징을 검출하는 단계를 더 포함하되, 추가적인 특징은 세기 및 형상으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    광학 소스를 구성요소에 대한 다른 위치로 이동시키는 단계(128)는 ψ-축에 대해 구성요소를 회전시키는 단계를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    광학 소스를 구성요소에 대한 다른 위치로 이동시키는 단계(128)는 θ-축에 대해 광학 소스를 이동시키는 단계를 추가적으로 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    광학 소스를 구성요소에 대한 다른 위치로 이동시키는 단계(128)는 구면 모드, 텔레센트릭(telecentric) 모드, 및 자유 형태 모드로 구성되는 그룹으로부터 선택된 모드에서 구성요소에 대해 광학 소스를 이동시키는 단계를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 단계를 더 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    결과빔은 구성요소의 표면으로부터의 반사빔이고, 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 단계는 토포그래피 특성, 전력 맵, 애드-온 맵(add-on map), 및 제니크 다항식 계수 피트(Zernike polynomial coefficient fit)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 특성에 대해 표면을 분석하는 단계를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    결과빔은 투과빔이고 구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 단계는 구성요소의 광학 특징을 결정하는 단계를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    구성요소 특징 데이터세트를 분석한 것으로부터의 결과에 따라 구성요소를 작동시키는 단계를 더 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    픽셀로부터의 결과빔의 편향을 검출하는 단계(124)는 위치 감지 검출기(PSD)를 이용해 픽셀로부터의 결과빔의 편향을 검출하는 단계를 포함하고, PSD를 교정하는 단계(124)를 더 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    PSD를 교정하는 단계는,
    ψ-축에 대해 기울기로 편평한 미러를 제공하는 단계;
    소스빔을 편평한 미러 상으로 보내는 단계;
    ψ-축에 대해 편평한 미러를 회전시키는 단계;
    PSD 상에서 트레이스(trace)를 검출하는 단계;
    트레이스로부터 PSD의 감도를 결정하는 단계
    를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    PSD를 교정하는 단계는 와블 교정(wobble calibraion), 편평한 미러 교정, 및 구면 교정으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 방법에 의해 PSD를 교정하는 단계를 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 방법.
  14. 구성요소의 광학 정밀 측정 시스템으로서,
    구성요소(28)에 대해 제1 위치에 있는 광학 프로브(24);
    광학 프로브로부터의 소스빔을 구성요소(22) 상의 픽셀에 보내는 수단;
    픽셀(30)로부터의 결과빔의 편향을 검출하는 수단;
    구성요소 특징 데이터세트에 편향을 저장하는 수단;
    구성요소(28)에 대한 다른 위치에 광학 소스를 이동시키는 수단;
    다른 위치에 대해 보내기, 검출하기, 및 저장하기를 반복하는 수단
    을 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    구성요소 특징 데이터세트를 분석하는 수단을 더 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 시스템.
  16. 제13 항에 있어서,
    검출 수단을 교정하는 수단을 더 포함하는, 구성요소의 광학 정밀 측정 시스템.
  17. 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스로서,
    소스빔(38)을 제공하는 광학 프로브(24);
    θ-축에 대해 광학 프로브(24)를 회전시키도록 동작가능한 프로브 스테이지(22);
    ψ-축에 대해 구성요소(28)를 회전시키도록 동작가능한 구성요소 스테이지(26); 및
    위치 감지 검출기;
    를 포함하되, 프로브 스테이지(22)는 소스빔(38)을 구성요소(28)에 보내고, 소스빔(38)은 구성요소(28)로부터 결과빔을 생성하며, 위치 감지 검출기는 결과빔 을 검출하는, 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스.
  18. 제16 항에 있어서,
    프로브 스테이지(22)와 구성요소 스테이지(26)의 상대적인 움직임이 구성요소(28)에 대해 광학 프로브(24)를 x-축과 z-축을 따라 이동시키도록 동작가능한, 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스.
  19. 제16 항에 있어서,
    결과빔은 반사빔(60), 투과빔(21), 및 반사빔(60)과 투과빔(21) 모두로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스.
  20. 제16 항에 있어서,
    위치 감지 검출기는 아날로그 수평-효과 광다이오드, 전하-결합 디바이스(CCD) 센서, 및 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택된, 구성요소를 광학적으로 측정하기 위한 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102654387A (zh) * 2012-05-25 2012-09-05 南京理工大学 一种基于空间曲面约束的工业机器人在线标定装置
CN102706277A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 南京理工大学 一种基于全方位点约束的工业机器人在线零位标定装置及方法

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060176491A1 (en) * 2004-12-22 2006-08-10 Hall William J Device and method for non-contact scanning of contact lens mold geometry
US7602508B1 (en) * 2005-03-31 2009-10-13 Propstraightener.Com, Llc Method and apparatus for measuring pitch, rake and squareness of a boat propeller
GB0605796D0 (en) † 2006-03-23 2006-05-03 Renishaw Plc Apparatus and method of measuring workpieces
WO2008090559A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Camtek Ltd. Method and system for supporting a moving optical component on a sloped portion
US8402785B2 (en) 2007-11-09 2013-03-26 Corning Incorporated Method and apparatus for measuring surface shape profile
TWI399258B (zh) * 2007-11-23 2013-06-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 精密加工機台
JP5623009B2 (ja) * 2008-07-10 2014-11-12 株式会社ミツトヨ 校正用治具、形状測定装置、及びオフセット算出方法
JP2010085341A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Ntn Corp 球面形状測定装置および球面形状測定方法
DE102009010019B4 (de) 2009-02-21 2012-05-31 Jos. Schneider Optische Werke Gmbh Verfahren zum berührungslosen Messen der Topographie
JP5430472B2 (ja) * 2009-10-01 2014-02-26 キヤノン株式会社 面形状計測装置
JP5430473B2 (ja) * 2009-10-01 2014-02-26 キヤノン株式会社 面形状計測装置
JP5486379B2 (ja) * 2009-10-01 2014-05-07 キヤノン株式会社 面形状計測装置
DE202010006061U1 (de) * 2010-04-23 2010-07-22 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Messsonde zur zerstörungsfreien Messung der Dicke dünner Schichten
DE202010006062U1 (de) * 2010-04-23 2010-07-22 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Messsonde zur zerstörungsfreien Messung der Dicke dünner Schichten
US8422005B2 (en) 2010-07-14 2013-04-16 Raytheon Company Method and apparatus for multiple field-angle optical alignment testing
US8194251B2 (en) * 2010-08-26 2012-06-05 Mitutoyo Corporation Method for operating a dual beam chromatic point sensor system for simultaneously measuring two surface regions
JP5713660B2 (ja) * 2010-12-21 2015-05-07 キヤノン株式会社 形状測定方法
CN102175167A (zh) * 2010-12-29 2011-09-07 吴江市博众精工科技有限公司 测量产品上下盖压合后是否合格的方法
WO2012094523A2 (en) * 2011-01-06 2012-07-12 The Regents Of The University Of California Lens-free tomographic imaging devices and methods
US9057595B2 (en) 2011-11-30 2015-06-16 Novartis Ag Combination of mirror images to improve signal quality for contact lenses
CN103852031B (zh) * 2012-11-28 2018-06-01 联想(北京)有限公司 一种电子设备及测量物体形状的方法
JP6020593B2 (ja) * 2012-11-29 2016-11-02 株式会社ニコン 形状測定装置、構造物製造システム、ステージシステム、形状測定方法、構造物製造方法、プログラムを記録した記録媒体
US8842273B2 (en) 2013-02-14 2014-09-23 United Sciences, Llc Optical measurement of drilled holes
US9212901B2 (en) * 2013-04-17 2015-12-15 Corning Incorporated Apparatus and methods for performing wavefront-based and profile-based measurements of an aspheric surface
DE102013213599B4 (de) * 2013-07-11 2016-05-04 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur spektrometrischen Reflexionsmessung bei sphärischen Flächen
US9188775B2 (en) 2013-08-28 2015-11-17 United Sciences, Llc Optical scanning and measurement
TWI491844B (zh) * 2013-10-15 2015-07-11 Univ Nat Formosa 3D Morphology Analysis Method
TWI493152B (zh) * 2013-12-23 2015-07-21 Compal Electronics Inc 可攜式三維影像擷取及量測裝置及其量測方法
TWI502186B (zh) * 2014-05-08 2015-10-01 Utechzone Co Ltd A bright spot detection device for filtering foreign matter noise and its method
US10352816B2 (en) * 2014-11-11 2019-07-16 Brien Holden Vision Institute Limited Systems and methods for determining the quality of a reproduced (manufactured) optic device
WO2016147221A1 (ja) * 2015-03-18 2016-09-22 オリンパス株式会社 光走査装置のキャリブレーション方法およびキャリブレーション装置
DE102015211879B4 (de) * 2015-06-25 2018-10-18 Carl Zeiss Ag Vermessen von individuellen Daten einer Brille
EP3182062B1 (de) * 2015-12-14 2021-09-22 Haag-Streit Ag Kalibrierung eines interferometers
US10041976B2 (en) 2016-02-03 2018-08-07 Globalfoundries Inc. Gimbal assembly test system and method
CN109195735A (zh) * 2016-04-21 2019-01-11 分子前景公司 光学漂移校正系统以及方法
JP6570497B2 (ja) * 2016-09-21 2019-09-04 富士フイルム株式会社 計測装置
US9992472B1 (en) * 2017-03-13 2018-06-05 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optoelectronic devices for collecting three-dimensional data
IT201700032323U1 (it) * 2017-03-23 2018-09-23 V Ger S R L Apparato per scannerizzare un rispettivo oggetto tridimensionale.
CN107478165A (zh) * 2017-08-23 2017-12-15 苏州鑫河镜业有限公司 一种镜片表面镀膜厚度均匀度测试装置
CN109425312B (zh) * 2017-09-01 2021-12-03 宁波舜宇车载光学技术有限公司 偏心测试装置及方法
TWI786221B (zh) * 2017-12-22 2022-12-11 瑞士商謹觀股份公司 具有用於工具夾具及工件夾具間之三維對齊的光學測量裝置的工具機
CN107966408A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 合肥知常光电科技有限公司 一种用于光学元件吸收率测量的标定工装
CN108362227B (zh) * 2018-03-19 2021-06-04 山东省科学院激光研究所 轮毂检测方法、装置、系统及控制设备
CN108680124B (zh) * 2018-05-18 2023-05-23 南京信息职业技术学院 形状公差光电检测机器人及检测方法
EP3582009A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-18 ASML Netherlands B.V. Reflector and method of manufacturing a reflector
CN108917689B (zh) * 2018-08-01 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 曲率半径测量设备及其测量方法
CN110849587A (zh) * 2018-08-21 2020-02-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 光源测试仪、方法、装置、设备及存储介质
CN109341578B (zh) * 2018-10-22 2021-03-02 东旭光电科技股份有限公司 测量装置及曲面玻璃的测量方法
CN109604375B (zh) * 2018-12-27 2020-05-12 南京工大数控科技有限公司 冲压钢板弯曲坡度多工位自动检测系统
TWI722817B (zh) * 2020-03-06 2021-03-21 樂達創意科技股份有限公司 自動光學檢測系統及其檢測隱形眼鏡表面瑕疵的方法
CN113390897A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 乐达创意科技股份有限公司 自动光学检测系统及其检测隐形眼镜表面瑕疵的方法
EP3896386A1 (en) * 2020-04-16 2021-10-20 Taylor Hobson Limited Interferometric measuring device
CN113251949B (zh) * 2021-06-18 2021-11-30 三代光学科技（天津）有限公司 一种微透镜阵列面形的单点光学测量路径生成方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4272190A (en) * 1978-08-14 1981-06-09 Typalogics Optical measuring system
US4609287A (en) * 1982-10-05 1986-09-02 Canon Kabushiki Kaisha Method of and apparatus for measuring refractive characteristics
NL8902422A (nl) * 1989-09-29 1991-04-16 Philips Nv Meetinrichting.
US5111445A (en) * 1989-11-17 1992-05-05 Sony Corporation Holographic information storage system
US5184322A (en) * 1990-01-29 1993-02-02 Nathan Okun Optical storage device with a stationary mass storage medium
US5067817A (en) * 1990-02-08 1991-11-26 Bauer Associates, Inc. Method and device for noncontacting self-referencing measurement of surface curvature and profile
NL9002279A (nl) * 1990-10-19 1992-05-18 Philips Nv Meetinrichting met normeringscircuit.
DE69208413T2 (de) * 1991-08-22 1996-11-14 Kla Instr Corp Gerät zur automatischen Prüfung von Photomaske
GB9205655D0 (en) * 1992-03-14 1992-04-29 Roke Manor Research Improvements in or relating to surface curvature measurement
US6175440B1 (en) * 1994-02-02 2001-01-16 Advanced Laser Technologies, Inc. Laser beam display
US5644141A (en) * 1995-10-12 1997-07-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Apparatus and method for high-speed characterization of surfaces
JPH1163946A (ja) * 1997-06-12 1999-03-05 Nikon Corp 形状測定方法及び高精度レンズ製造方法
US6344898B1 (en) * 1998-09-14 2002-02-05 Nikon Corporation Interferometric apparatus and methods for measuring surface topography of a test surface
US6396588B1 (en) * 1999-10-06 2002-05-28 Trw Inc. Hybrid curvature-tilt wave front sensor
JP2001349712A (ja) * 2000-04-06 2001-12-21 Nikon Corp 面形状測定装置、波面収差測定装置およびこれらを用いて製造された投影レンズ
ATE417334T1 (de) * 2000-09-05 2008-12-15 Talaris Inc Verfahren und vorrichtung zum erkennen von münzwertigkeiten und anderen parametern
JP3923945B2 (ja) * 2004-01-13 2007-06-06 三鷹光器株式会社 非接触表面形状測定方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102654387A (zh) * 2012-05-25 2012-09-05 南京理工大学 一种基于空间曲面约束的工业机器人在线标定装置
CN102706277A (zh) * 2012-05-25 2012-10-03 南京理工大学 一种基于全方位点约束的工业机器人在线零位标定装置及方法
CN102654387B (zh) * 2012-05-25 2014-07-02 南京理工大学 一种基于空间曲面约束的工业机器人在线标定装置及其实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005108917A2 (en) 2005-11-17
JP2007536552A (ja) 2007-12-13
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US20070247639A1 (en) 2007-10-25
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