TW201443412A - 光學系統中焦點及其他特徵之量測 - Google Patents

光學系統中焦點及其他特徵之量測 Download PDF

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Abstract

在某些實施方案中，識別一光學系統之一焦點之一位置包含：使用一感測器系統來偵測通過該光學系統之光；及基於實質上匹配該光學系統之一焦點之一位置之該感測器系統之一焦點之一位置判定該光學系統之該焦點之該位置。

Description

光學系統中焦點及其他特徵之量測
本發明係關於量測光學系統中之焦點及其他特徵。
光學及光電子裝置通常包含一或多個主動或被動光學組件。舉例而言，諸如反射、折射、散射或其他透鏡之被動組件可幫助以一所期望方式引導或導引光。與被動光學組件相關之各種值滿足精密公差通常係對裝置之正確起作用至關重要。通常進行量測以判定此等被動光學組件是否滿足所期望要求或判定是否可需要在裝運或進一步製造之前做出調整。然而，此等量測可係耗時的，藉此增大光學裝置及系統之總體製造成本。因此，期望改良此等光學量測技術之效率。
闡述用於判定可包含諸如透鏡或稜鏡之一或多個光學元件之一光學系統之焦點之技術。
舉例而言，在一項態樣中，本發明闡述用於藉由匹配透鏡系統之焦點與感測器系統之焦點判定一透鏡系統之焦點之技術。因此，一種識別一光學系統之一焦點之一位置之方法可包含：使用一感測器系統來偵測通過該光學系統之光，及基於實質上匹配該光學系統之一焦點之一位置之該感測器系統之一焦點之一位置判定該光學系統之該焦點之該位置。可使用各種類型之感測器系統。實例包含多色或單色共 焦感測器、共焦顯微鏡、白色光干涉儀及包含一像散光學元件之感測器。
根據另一態樣，一種識別一光學系統之一焦點之一位置之方法包含：使用包含一像散光學元件之一感測器系統來偵測通過該光學系統之光，及基於由該感測器系統偵測之該所偵測光之一影像判定該光學系統之該焦點之一位置與該感測器系統之一焦點之一位置之間之不匹配之一程度。基於不匹配之該程度判定該光學系統之該焦點之一大致位置。舉例而言，在某些實施方案中，基於由該感測器系統偵測之該影像之橢圓度判定不匹配之該程度。
亦闡述用於實施技術之各種系統。舉例而言，亦可使用該等系統來量測至與受測試之光學系統相關聯之一參考表面之一距離。可接著使用該等量測來(舉例而言)計算特定光學系統之凸緣焦距(FFL)。
某些實施方案可達成多個裝置之相對快速及準確掃描。可使用該等所得量測(舉例而言)來檢查裝置是否滿足製造公差要求且若需要在後續製作期間調整裝置之特徵。
將自以下詳細說明、隨附圖式及申請專利範圍容易明瞭其他態樣、特徵及優點。
10‧‧‧光學裝置/單個光學裝置/裝置/個別裝置
10A‧‧‧光學裝置/個別裝置
10B‧‧‧光學裝置/個別裝置
10C‧‧‧光學裝置/個別裝置
12‧‧‧光學系統/透鏡系統
12A‧‧‧光學元件/元件/透鏡
12B‧‧‧光學元件/元件/透鏡
14‧‧‧部件
16‧‧‧擋板結構/擋板
18‧‧‧間隔件部件
20‧‧‧反射表面/反射鏡
22‧‧‧共焦感測器/感測器/單個多色或單色共焦感測器/單個共焦感測器/共焦感測器
24‧‧‧控制器/感測器控制器
26‧‧‧個人電腦/計算系統
48‧‧‧晶圓堆疊
50‧‧‧第一實質上透明晶圓/第一晶圓/晶圓
52‧‧‧擋板/第二晶圓
54‧‧‧第三晶圓
58‧‧‧感測器系統
60‧‧‧線
61‧‧‧經準直光
62‧‧‧控制器
63‧‧‧光學系統/透鏡/受測試之透鏡
64‧‧‧中繼光學器件
66‧‧‧半導體光感測器/感測器
70‧‧‧感測器系統控制器
72‧‧‧個人電腦/計算裝置
73‧‧‧光源
74‧‧‧反射表面
76‧‧‧分束器
77‧‧‧傳入光束
78‧‧‧經反射光束
80‧‧‧距離感測器
82‧‧‧共同載物台
84‧‧‧參考表面
A‧‧‧位置/圓圈
B‧‧‧位置
B1‧‧‧前置
B2‧‧‧前置
C‧‧‧位置
D‧‧‧位置
E‧‧‧位置
F‧‧‧位置
FP‧‧‧焦點
G‧‧‧位置
H‧‧‧位置
x‧‧‧軸/方向
y‧‧‧軸/方向
z‧‧‧軸/方向
圖1圖解說明包含一光學系統之一裝置之一實例。
圖2圖解說明用於使用一共焦感測器偵測一光學系統之一焦點之一技術。
圖3圖解說明一多色共焦感測器之焦距如何取決於波長。
圖4圖解說明與偵測一光學系統之焦點相關聯之幾何光學器件。
圖5圖解說明用於使用一共焦感測器判定至一參考表面之距離之一技術。
圖6圖解說明包含多個光學系統之一晶圓堆疊之一實例。
圖7圖解說明用於判定一晶圓堆疊上之不同光學系統之焦點以及至晶圓堆疊上之參考表面之距離之一技術。
圖8及圖9圖解說明焦點、參考表面及凸緣焦距(FFL)之實例。
圖10圖解說明用以判定一光學系統之焦點之包含一像散元件之一感測器系統之使用。
圖11A及圖11B圖解說明由圖10之感測器系統偵測之影像之實例。
圖12圖解說明用以判定一光學系統之焦點之包含一像散元件之一感測器系統之另一實例。
圖13圖解說明圖10之感測器系統與一距離感測器組合之一實例。
如圖1中所展示，一光學裝置10或一光學裝置之部分包含一光學系統，該光學系統分別在一部件14之上部及下部表面上包含光學元件12A、12B。光學元件12A、12B之實例包含反射、折射、散射透鏡及稜鏡。在某些實施方案中，此等光學結構可存在於部件14之僅一側而非兩側上。該光學系統可因此包含一單個光學元件或兩個或兩個以上光學元件之一組合。該光學系統亦可包含具有沿垂直方向堆疊之數個光學元件之透鏡堆疊。光學元件12A、12B安裝或附接至之部件14可由一實質上透明材料構成或在某些實施方案中可由在光學元件12A、12B之位置處具有填充有透明材料之孔之一非透明材料構成。
在所圖解說明之實例中，一擋板結構16環繞光學元件12A且附接至部件14之上部表面，且一間隔件部件18環繞光學元件12B且附接至部件14之下部表面。光學裝置10可(舉例而言)附接至一基板(未展示)，諸如一發光或感光組件之一光電子裝置安裝於該基板上。光電子裝置可與光學元件對準。
以下段落闡述用於藉由匹配光學系統之焦點與包含一物鏡(例如，作為感測器光學器件之部分)之感測器系統之焦點判定一光學系統(例如，一透鏡系統)之焦點之技術。在某些實施方案中，技術包含透過一透鏡系統自一感測器系統引導光且基於透過透鏡系統反射回且由感測器系統感測之光判定透鏡系統之一焦點。
圖2圖解說明使用一共焦感測器來判定包含元件12A、12B之一光學系統之焦點FP之位置之一技術之一實例。如圖2中所展示，一反射鏡或其他反射表面20放置於光學裝置10之一側上(例如，擋板16之頂部表面上)，且一共焦感測器22放置於光學裝置之相對側上。共焦感測器22應與光學元件12A、12B之光學軸共線地定位。
共焦感測器22可(舉例而言)使用一多色白色光源來實施，該多色白色光源使用一多透鏡光學系統聚焦於目標表面上。共焦感測器22包含可沿著相同軸配置之一光發射器及光接收器。一或多個透鏡經配置以使得白色光藉由受控制色差分散為單色光。經分散光以每一單色波長聚焦從而具有焦點之不同軸向位置。參見圖3。由目標表面反射之光由物鏡接收且(舉例而言)由一分束器導引至含有一列光電二極體之一光譜分析儀。該光譜分析儀致使光取決於所接收波長照射於該列光電二極體之一特定位置上。因此，接收器偵測且處理光譜改變。在其他實施方案中，共焦感測器22可使用一單色光源(例如，一雷射)實施，在該情形中感測器(或感測器之一物鏡)可在z方向上向上及向下移動以調整感測器之焦點之位置。此等多色及單色共焦感測器係可在市場上購得的。
與偵測一光學系統12(例如，一透鏡或稜鏡)之焦點FP相關聯之幾何光學器件圖解說明於圖4中。為確保經反射射線實質上沿著與入射射線相同之路徑行進，反射鏡20應放置於實質上垂直於光學軸之一平面中。此可(舉例而言)藉由與擋板52之上部表面接觸地放置反射鏡 20來完成。在一多色光源之情形中，共焦感測器22僅在光學系統12之焦點匹配(亦即，實質上相同於)共焦感測器22之焦點之情況下偵測處於光之一特定波長之一信號。基於共焦感測器22偵測到之光之波長，透鏡系統12之焦點以及焦距可(舉例而言)使用耦合至共焦感測器22之一控制器24來判定。感測器22(或感測器控制器24)可儲存每一波長之距離值，其中距離值對應於一光學感測量測中之焦點及一距離感測量測中之至一參考平面之距離。資料獲取、掃描及所量測資料之顯示之所有態樣可在軟體控制下且係完全自動化的。
因此，如圖2中所展示，藉由透過光學元件12A及12B自共焦感測器22引導光，及判定由共焦感測器偵測之光之波長(或判定共焦感測器沿著z軸之位置)，可獲得光學系統(在此情形中，光學元件12A、12B)之一焦點。光學系統之焦距(亦即，自焦點至透鏡系統之距離)亦可基於所識別焦點獲得。
共焦感測器22亦可用以獲得其他量測。舉例而言，共焦感測器22可水平地(亦即，實質上與部件14平行、沿著x軸)移動至一第二位置(例如，在間隔件部件18下面，如圖5中所展示)。一旦在第二位置中，便可以已知方式使用共焦感測器22作為一表面輪廓儀來偵測距一參考表面(例如，最靠近感測器22之裝置10之實體平面，其在圖5之實例中係間隔件部件18之近表面)之距離。接著使用感測器內部校準判定物鏡與參考表面之間的距離。
一單個多色或單色共焦感測器22可因此用以獲得關於裝置10之兩種不同類型之量測。在前述實例中，一個量測使用光學感測來判定光學系統之焦點，而一第二量測使用距離感測來偵測至一參考表面之距離。技術可係有利的，此乃因至少在某些實施方案中(例如，其中使用一多色光源)，不需要沿著光學軸(亦即，圖5中之z軸)掃描。此外，甚至在其中需要沿著光學軸掃描(例如，其中使用一單色光源)之 情形中，可以一相對高頻率執行掃描。另外，前述量測不需要背面照明。
可以任何次序進行兩種類型之量測。因此，在某些實施方案中，首先執行用以判定光學系統之焦點之光學感測技術且隨後執行用以判定至參考表面之距離之距離感測技術。在其他實施方案中，首先執行用以獲得至參考表面之距離之距離感測技術且隨後執行用以獲得光學系統之焦點之光學感測技術。
所感測信號及資訊可提供至一計算系統(例如，圖4中之個人電腦26)以供進一步處理。舉例而言，可期望在某些應用中計算裝置10之凸緣焦距(FFL)，其中FFL值等於裝置之最後實體平面(亦即，最靠近感測器22之裝置10之實體平面)與裝置之光學系統之焦點之間的距離。圖8及圖9圖解說明具有用作用於計算FFL之參考表面之不同表面之實例。因此，圖8係其中參考表面係一光學器件晶圓之近表面之一實例，而圖9係其中參考表面係光學器件晶圓下面之一下部間隔件晶圓之近表面之一實例。所計算FFL值可視需要用於質量檢驗及/或在稍後處理步驟中做出對裝置10之光學調整。舉例而言，可根據所計算FFL值調整來形成裝置10之部分之一間隔件之長度。
前述實例圖解說明一共焦感測器可如何用以獲得一單個光學裝置10之量測。可依序進行關於多個裝置10之類似量測。此一方法可(舉例而言)在晶圓級製作程序中尤其有用。在一晶圓級程序中，(舉例而言)可針對每一透鏡系統依序一次一個地執行量測(光學感測及距離感測)。在其他實施方案中，光學感測技術可經執行以獲得所有光學系統(例如，透鏡系統)之焦點，後續接著執行距離感測技術以獲得所有對應參考表面之各別距離(反之亦然)。在其他應用中，可在個別裝置已彼此分離(例如，藉由切割)之後執行量測。在彼情形中，可(舉例而言)藉助附接至一膠帶之經切割裝置執行該等量測。在某些實施方 案中，可期望將透鏡堆疊附接至一FFL連接層且隨後量測焦點及FFL值。
舉例而言，如圖6中所展示，一晶圓堆疊48包含多個光學系統，該等光學系統中之每一者包括形成於一第一實質上透明晶圓50之上部及下部表面上之透鏡12A、12B。透鏡12A、12B可係(舉例而言)藉由一複製程序形成於晶圓50上之光學元件。在某些實施方案中，包含光學元件之光學系統藉由射出模製技術形成。在某些實施方案中，晶圓50可由在透鏡12A、12B之位置處具有填充有一透明材料之開口之一非透明材料構成。擋板16及間隔件18可分別藉由一第二晶圓52及一第三晶圓54提供，該等晶圓附接至第一晶圓50。一般而言，一晶圓可係圓柱形的，具有(舉例而言)2英吋、4英吋、6英吋、8英吋或12英吋之一直徑，1英吋約為2.54cm。晶圓厚度可係(舉例而言)介於0.2mm與10mm之間，且在某些情形中介於0.4mm與6mm之間。不同材料及尺寸可適於其他實施方案。儘管圖6僅展示四個光學裝置(10、10A、10B、10C)之提供，但在某些實施方案中可在一個晶圓堆疊中存在在每一橫向方向(亦即，x及y方向)上之至少十個裝置之一陣列及在某些情形中在每一橫向方向上之至少三十個或甚至五十個或五十個以上裝置之提供。
用於使用一共焦感測器來基於光學及距離感測進行各種量測之上文所闡述之技術可用於裝置陣列。取決於實施方案，一單個共焦感測器22或多個共焦感測器22可用以對陣列中之裝置進行量測。因此，若晶圓堆疊48包含由裝置10之列及行構成之一陣列，則一單個共焦感測器22可一次掃描一個列(或行)。如由圖7指示，一控制器62可耦合至一載物台，共焦感測器22安裝於該載物臺上以相對於晶圓堆疊48橫向移動共焦感測器。因此，舉例而言，控制器62可致使共焦感測器22沿著x軸自位置A移動至位置B、接著至位置C等直至其到達位置H。 在每一所規定位置處，共焦感測器22之移動短暫地停止以使得其可執行一量測(例如，安裝於晶圓堆疊上之一光學系統之焦點之位置或至晶圓堆疊上之一參考表面之距離)。在某些實施方案中，若足夠緩慢地執行量測，則可不需要停止感測器之移動。在位置A、C、E及G處，一光學器件感測技術經採用以判定光學系統(亦即，包含一對透鏡12A、12B)中之一者之焦點。在位置B、D、F及H處，一距離感測技術用以判定自共焦感測器22至由第三晶圓54界定之各種參考表面之距離。
在已關於一特定列(或行)中之裝置進行量測之後，控制器62可致使共焦感測器22(舉例而言)在y方向上移動至陣列中之下一列(或行)。可重複此程序直至已針對晶圓堆疊48上之所有裝置10進行量測。如上文所闡釋，由共焦感測器22獲得之資訊可由計算系統26處理(參見圖4)。舉例而言，在某些實施方案中，計算裝置26可針對每一裝置計算一對應FFL值。FFL值可出於質量檢驗之目的而使用及/或在後續處理步驟中用以調整裝置10。使用共焦感測器22可導致裝置10之整個陣列之相對快速掃描，在某些實施方案中，針對每一光學系統(亦即，透鏡12A、12B)約為小於1秒。
在使用共焦感測器22執行量測之後，晶圓堆疊48可沿著線60分離(例如，切割)以形成個別裝置10、10A、10B、10C等。
儘管前述實例闡述使用一共焦感測器來掃描係一晶圓堆疊之部分之裝置之一陣列，但前述技術亦可用以掃描固持於(舉例而言)一托盤中之個別裝置10之一陣列。在彼情形中，一單個共焦感測器22可跨越陣列移動(例如，一次一個列或行)以獲得每一裝置10之光學系統(例如，透鏡)之焦點以及至一各別參考表面之距離。
在某些實施方案中，代替相對於一個別裝置10或裝置陣列移動共焦感測器22，裝置或裝置陣列可相對於共焦感測器移動。在彼情形 中，控制器62可耦合至晶圓堆疊48擱置於其上之一載物台或耦合至一托盤固持裝置。在某些實施方案中，感測器及裝置兩者可相對於彼此移動。舉例而言，在某些情形中，晶圓堆疊48僅在x方向上移動且感測器22僅在y方向上移動。在某些情形中，在z方向上之移動亦可發生。舉例而言，為匹配受測試之感測器與裝置之焦點，量測範圍應覆蓋焦點。因此，取決於特定配置，共焦感測器22可藉由移動共焦感測器、藉由移動裝置或者藉由移動感測器及裝置兩者掃描一或多個裝置10。
在某些實施方案中，代替使用一共焦感測器來判定光學系統之焦點，可使用一共焦顯微鏡。如在一共焦感測器之情形中，可藉由透過光學系統自共焦顯微鏡引導光、透過光學系統將光反射回判定光學系統(例如，透鏡12A、12B)之焦點，及基於由共焦顯微鏡感測之光判定光學系統之焦點匹配共焦顯微鏡之焦點之位置。
另外，可以已知方式使用共焦顯微鏡作為一表面輪廓儀來判定距一參考表面(例如，最靠近感測器22之裝置10之實體平面)之距離。此外，在某些實施方案中，可在不沿著x軸或y軸水平地移動共焦顯微鏡之情況下執行兩種類型之量測(亦即，用以判定光學系統之焦點之光學感測技術及用以判定至參考表面之距離之距離感測技術)。因此，在某些情形中，共焦顯微鏡可針對一給定光學系統自一單個位置獲得兩種類型之量測。
如同共焦感測器，一共焦顯微鏡可在一晶圓級製作程序期間用以掃描光學系統之一整個陣列。可藉由相對於光學系統移動共焦顯微鏡或者藉由相對於共焦顯微鏡移動光學系統執行掃描。共焦顯微鏡可用以在光學系統已彼此分離之後執行光學系統上之量測。一計算系統可使用所量測值來針對每一裝置計算一對應FFL值。
在其他實施方案中，一白色光干涉儀可用以判定一光學系統(例 如，透鏡12A、12B)之焦點。此處，可藉由匹配光學系統之焦點與白色光干涉儀之焦點判定光學系統之焦點。白色光干涉儀亦可用以同時執行光學感測技術及距離感測技術。
除共焦感測器、共焦顯微鏡及白色光干涉儀之外，亦可用於焦點偵測之另一類型之感測器系統係包含一像散組件(例如，一像散透鏡)作為其中繼光學器件之部分或除包含其中繼光學器件之外亦包含一像散組件之感測器系統。此一感測器系統58之一實例圖解說明於圖10中，其展示呈提供至受測試之一光學系統63中之經準直光61之形式之背部照明。在所圖解說明之實例中，光學系統63包含一單個透鏡；然而，在其他實施方案中，光學系統可包含額外透鏡或其他光學元件。用於背部照明之光源可係(舉例而言)一LED或一雷射。包含一像散組件之中繼光學器件64將傳入光聚焦於一半導體光感測器(例如，一CMOS感測器)66上。在某些情形中，經準直背光可用於共焦感測器中。在此等情形中，反射表面可用一經準直背光替換且共焦感測器之光源可關斷。然而，此類型之配置將丟失其「共焦」行為，此乃因僅使用感測器部分。
若受測試之透鏡63之焦點匹配中繼光學器件64之焦點，則焦點將實質上較佳地聚焦於感測器上且將實質上偵測為一圓圈(參見圖11A中之「A」)。在某些情形中，出現於感測器上之影像可具有一圓形但模糊形狀，具有小或無橢圓度。另一方面，若存在沿著光學軸(亦即，圖10中之z軸)之兩個焦點之間的一不匹配，則感測器66上之影像將表現為橢圓形，其中橢圓形之主軸之方向取決於不匹配之前置(參見圖11B中之「B1」及「B2」)。若存在一不匹配，則在某些實施方案中，中繼光學器件64(或整個感測器系統)沿著z軸移動直至兩個焦點實質上匹配(亦即，直至由感測器66偵測之影像表現為實質上圓形)。另一選擇係，藉助移動中繼光學器件64在沿著z軸之數個預定位 置處執行掃描且識別存在一最佳匹配之位置(亦即，導致具有最小量橢圓度之所偵測影像之位置)。彼位置將對應於其中感測器系統之焦點與光學系統之焦點匹配或緊密匹配之情形。在某些情形中，可藉由擬合量測曲線以獲得較高準確度來支援發現最佳匹配。感測器系統控制器70可儲存中繼光學器件64之位置與感測器系統之焦點之位置之間的相關性。受測試之透鏡63之焦點之位置接著可經自動判定(例如，藉由諸如一個人電腦72之一計算裝置)，此乃因其匹配感測器系統之焦點之位置。
在某些實施方案中，代替調整中繼光學器件64之位置直至光學系統之焦點匹配感測器系統之焦點，可以替代方式使用圖10之感測器系統來判定光學系統(例如，透鏡63)之焦點。如上文所述，由感測器66偵測之影像之橢圓度(若存在)指示感測器系統與光學系統之焦點匹配或不匹配之程度。當存在焦點之間的一不匹配時，橢圓形之主軸取決於z方向上(亦即，沿著光學軸)之不匹配之前置。計算裝置72可儲存有與由感測器66偵測之影像之橢圓度及感測器系統之焦點與光學系統之焦點之間的距離相關之記憶體資訊。因此，可基於由感測器66進行之一單個量測判定光學系統63之焦點。此技術之一個優點係沿著z軸(亦即，光學軸)掃描係不必要的。另一方面，如上文所闡述沿著z軸掃描可導致光學系統之焦點之位置之更準確判定。
在圖10之實施方案中，使用背部照明以使得光源位於光學系統63之一側上且感測器系統(包含感測器66及中繼光學器件64)位於光學系統之相對側上。在其他實施方案中，如圖12中所展示，一光源73及中繼光學器件64可位於光學系統63之相同側上，且一反射鏡或其他反射表面74可放置於光學系統63後面。在彼情形中，一分束器76可經提供以分離傳入光束77與經反射光束78。
如圖13中所圖解說明，一距離感測器80可提供於一共同載物台 82上毗鄰於感測器系統58。距離感測器80可用以判定距與光學系統63相關聯之一參考表面84之距離。此外，在某些實施方案中，兩種類型之量測(亦即，用以判定光學系統之焦點之光學感測技術及用以判定至參考表面之距離之距離感測技術)可在不沿著x軸或y軸水平地移動載物台之情況下關於一特定光學系統63執行。如上文所闡釋，可使用(例如，藉由耦合至感測器之一計算裝置)兩個量測來計算光學系統63之FFL。
圖12之感測器系統亦可用以進行兩種類型之量測(亦即，用以判定光學系統之焦點之一光學感測量測及用以判定至參考表面之距離之一距離感測量測)。然而，在彼情形中，可需要沿著x軸或y軸稍微移動感測器系統以執行兩個量測中之第二者。
亦如上文提及，在某些實施方案中，代替沿著x軸及y軸相對於一個別裝置或裝置陣列移動感測器，可相對於感測器系統移動裝置或裝置陣列。因此，取決於特定配置，前述感測器系統中之任一者可藉由移動感測器系統、藉由移動裝置或者藉由相對於彼此移動感測器系統及裝置兩者掃描受測試之一或多個裝置。
其他實施方案在申請專利範圍之範疇內。
12A‧‧‧光學元件/元件/透鏡
12B‧‧‧光學元件/元件/透鏡
20‧‧‧反射表面/反射鏡
22‧‧‧共焦感測器/感測器/單個多色或單色共焦感測器/單個共焦感測器/共焦感測器
50‧‧‧第一實質上透明晶圓/第一晶圓/晶圓
52‧‧‧擋板/第二晶圓
54‧‧‧第三晶圓
62‧‧‧控制器
A‧‧‧位置
B‧‧‧位置
C‧‧‧位置
D‧‧‧位置
E‧‧‧位置
F‧‧‧位置
G‧‧‧位置
H‧‧‧位置
x‧‧‧軸/方向
y‧‧‧軸/方向
z‧‧‧軸/方向

Claims (34)

  1. 一種識別一光學系統之一焦點之一位置之方法，該方法包括：使用一感測器系統來偵測通過該光學系統之光；及基於實質上匹配該光學系統之一焦點之一位置之該感測器系統之一焦點之一位置判定該光學系統之該焦點之該位置。
  2. 如請求項1之方法，其中該感測器系統包括一共焦感測器。
  3. 如請求項2之方法，其中該感測器系統係一多色共焦感測器。
  4. 如請求項3之方法，其包含：透過該光學系統自該共焦感測器引導不同波長之光；在該共焦感測器系統中偵測透過該光學系統反射回之光；及基於由該感測器系統偵測之光之該波長判定該光學系統之該焦點。
  5. 如請求項2之方法，其中該感測器系統係一單色共焦感測器。
  6. 如請求項5之方法，其包含：沿著該光學系統之一光學軸調整該共焦感測器之一物鏡之一位置；在該物鏡係在沿著該光學系統之該光學軸之不同位置處時使用該感測器系統來進行一各別量測；及基於由該共焦感測器偵測到光之該等位置中之一特定位置處之該量測判定該光學系統之該焦點。
  7. 如請求項2之方法，其進一步包含使用該共焦感測器來量測至與該光學系統相關聯之一參考表面之一距離。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含使用該光學系統之該焦點之該位置及至該參考表面之該距離來獲得一凸緣焦距。
  9. 如請求項1之方法，其中該感測器系統包含一共焦顯微鏡。
  10. 如請求項9之方法，其包含：透過該光學系統自該共焦顯微鏡引導光；透過該光學系統將該光反射回；及基於由該共焦顯微鏡感測之該所反射光判定該光學系統之該焦點匹配該共焦顯微鏡之焦點之位置。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包含使用該共焦顯微鏡來判定距與該光學系統相關聯之一參考表面之一距離。
  12. 如請求項11之方法，其中該共焦顯微鏡自一單個位置執行第一及第二量測，其中自第一或第二量測中之一者判定該光學系統之該焦點匹配該共焦顯微鏡之該焦點之該位置，且其中自該等第一或第二量測中之另一者判定距該參考表面之該距離。
  13. 如請求項11之方法，其進一步包含使用該光學系統之該焦點之該位置及至該參考表面之該距離來獲得一凸緣焦距。
  14. 如請求項1之方法，其中該感測器系統包含一白色光干涉儀。
  15. 如請求項1之方法，其中該感測器系統包含一像散組件。
  16. 如請求項15之方法，其包含：沿著該光學系統之一光學軸移動該像散組件；當該像散組件係分別在沿著該光學軸之複數個不同位置中之每一者處時使用該感測器系統來獲得通過該光學系統之光之量測；及識別該感測器系統之該焦點最緊密匹配該光學系統之該焦點之該等位置中之一特定者。
  17. 如請求項16之方法，其中該方法包含該光學系統之背部照明。
  18. 如請求項1之方法，其中該光學系統包括一透鏡或一稜鏡。
  19. 如請求項1之方法，其中該光學系統包括複數個光學元件。
  20. 一種識別一光學系統之一焦點之一位置之方法，該方法包括： 使用包含一像散光學元件之一感測器系統來偵測通過該光學系統之光；基於由該感測器系統偵測之該所偵測光之一影像判定該光學系統之該焦點之一位置與該感測器系統之一焦點之一位置之間之不匹配之一程度；及基於該不匹配之該程度判定該光學系統之該焦點之一大致位置。
  21. 如請求項20之方法，其包含基於由該感測器系統偵測之該影像之橢圓度判定該不匹配之該程度。
  22. 如請求項21之方法，其包含該光學系統之背部照明。
  23. 如請求項21之方法，其包含將光自位於該光學系統之與該感測器系統相同之一側上之一光源提供至該光學系統。
  24. 一種測試其中之每一者包含一或多個光學元件之複數個裝置之方法，該方法包括：(a)裝置使用一感測器系統來偵測通過該等裝置中之一特定者之該一或多個光學元件之光；(b)基於實質上匹配該等裝置中之該特定者之該一或多個光學元件之焦點之位置之該感測器系統之一焦點之一位置判定該光學裝置之該焦點之該位置；及(c)相對於該複數個裝置調整該感測器系統之一相對位置及針對該等裝置中之另一者重複(a)及(b)。
  25. 如請求項24之方法，其中該感測器系統係一共焦感測器。
  26. 如請求項25之方法，其中該感測器系統係一多色共焦感測器。
  27. 如請求項25之方法，其中該感測器系統係一單色共焦感測器。
  28. 如請求項24之方法，其中該感測器系統係一共焦顯微鏡。
  29. 如請求項24之方法，其中該感測器系統係一白色光干涉儀。
  30. 如請求項24之方法，其中該感測器系統包含一像散組件。
  31. 如請求項24之方法，其包含在分別沿著每一裝置之一光學軸掃描時使用該感測器系統來執行量測。
  32. 如請求項24之方法，其包含移動該感測器系統以掃描該等裝置之一陣列以便針對該陣列中之每一裝置執行(a)及(b)。
  33. 一種用於量測包括一或多個光學元件之一光學系統之特徵之系統，該系統包括：一感測器系統，其包含具有一焦點之光學器件，該感測器系統經配置以偵測通過該光學系統及通過該感測器系統之光學器件之光；及一計算裝置，其用以基於實質上匹配該光學系統之一焦點之一位置之該感測器系統之一焦點之一位置判定該光學系統之該焦點之該位置。
  34. 一種用於量測包括一或多個光學元件之一光學系統之特徵之系統，該系統包括：一感測器系統，其包含具有一焦點之光學器件，該感測器系統經配置以偵測通過該光學系統及通過該感測器系統之光學器件之光；及一計算裝置，其用以基於由該感測器系統偵測之一影像判定該光學系統之一焦點之一大致位置，其中該影像指示該光學系統之該焦點之一位置與該感測器系統之光學器件之該焦點之一位置之間之不匹配之一程度。
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