TW201816520A - 掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法 - Google Patents

掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201816520A
TW201816520A TW106125527A TW106125527A TW201816520A TW 201816520 A TW201816520 A TW 201816520A TW 106125527 A TW106125527 A TW 106125527A TW 106125527 A TW106125527 A TW 106125527A TW 201816520 A TW201816520 A TW 201816520A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
scanning mirror
amplitude
sensor unit
sensor
lateral position
Prior art date
Application number
TW106125527A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI643034B (zh
Inventor
王興海
袁明波
王海江
Original Assignee
上海微電子裝備（集團）股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 上海微電子裝備（集團）股份有限公司 filed Critical 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
Publication of TW201816520A publication Critical patent/TW201816520A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI643034B publication Critical patent/TWI643034B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G03F7/704—Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

一種掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法。該掃描反射鏡振幅測量裝置包括光源，輸出光信號；光闌，調整該光源輸出光信號的光斑的大小以及形狀；掃描反射鏡設置結構，用於安置待測量的掃描反射鏡，該掃描反射鏡安置後周期性反射該光信號；光電感測器，包括3個以上的感測器單元，探測並採集經該掃描反射鏡反射後的光信號；信號採集及處理器，處理該光電感測器採集到的信號，獲得該掃描反射鏡的振幅。由此，能够在掃描反射鏡應用前對掃描反射鏡特性進行方便測量，識别掃描發射鏡性能好壞。

Description

掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法
本發明有關於半導體設備技術領域，特別是有關於一種掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法。
投影光蝕刻機是一種把遮罩上的圖案藉由物鏡投影到矽片面上的裝置。在投影光蝕刻機中，必須有自動調焦控制系統把矽片面精確帶入到指定的曝光位置，實現該系統有多種不同的技術方案。在探測光路中，放置有一個掃描反射鏡和一個探測狹縫；掃描反射鏡以某個頻率作高速簡諧振動，導致投影光斑在探測狹縫處也產生高速往復掃描運動。由於狹縫的遮光作用，光電探測器最終探測的信號將成為某種動態測量信號，藉由對該動態測量信號進行分析處理，可以獲取高信號雜訊比的光斑位置，進而獲取矽片的高度值，並根據該高度值對矽片的支撐機構進行調整，直到矽片位於最佳對焦面。詳細原理可參見公開號為CN100535763C的中國專利。
現有基於掃描反射鏡的光電垂直測量系統，可以分為投影分支，具有投影狹縫；以及探測分支，具有探測狹縫。投影狹縫和探測狹縫相等尺寸，藉由掃描反射鏡對信號進行調製，然後提取信號特徵，反推被測物的垂直測量高度。
掃描反射鏡在光電垂直位置測量系統中產生調製光 信號的作用，可以認為是整個光電垂直位置測量系統的關鍵。掃描反射鏡的性能只能同其他系統的性能耦合在一起進行判斷，如果掃描反射鏡存在問題，有可能到系統測試階段才能發現，造成人力、物力、時間上的浪費。截止目前，還未有一套獨立的、成熟的、精確量化的測量裝置，對掃描反射鏡的性能進行測試。
本發明的目的在於，提供一種掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法，可以在掃描反射鏡應用前對掃描反射鏡特性進行方便的測量，識別掃描發射鏡的性能好壞。
為解決上述技術問題，本發明提供一種掃描反射鏡振幅測量裝置，包括：光源，用於輸出光信號；光闌，用於調整該光源輸出的光信號的光斑的大小以及形狀；掃描反射鏡設置結構，用於安置待測量的掃描反射鏡，該掃描反射鏡安置後可週期性反射該光信號；光電感測器，橫向設置於該掃描反射鏡的一側，該光電感測器包括3個以上的感測器單元，用於探測並採集經該掃描反射鏡反射後的光信號；信號採集及處理器，用於處理該光電感測器採集到的信號，獲得該掃描反射鏡的振幅。
可選的，該光源輸出的光信號為空間高斯分佈的光信號。
可選的，該等感測器單元為奇數個。
可選的，該等感測器單元緊密排列。
可選的，該光斑呈圓形，其直徑等於該等感測器單元的測量尺寸。
可選的，該掃描反射鏡振幅測量裝置還包括一位置調整裝置，該位置調整裝置用於調整該光電感測器的橫向位置，可使該光電感測器處於第一橫向位置或第二橫向位置上。
可選的，該第一橫向位置及第二橫向位置的間距為0.2m-1m。
可選的，該第一橫向位置及第二橫向位置的間距為0.5m。
本發明還提供一種利用如上所述的掃描反射鏡振幅測量裝置進行的掃描反射鏡振幅測量方法，包括：記錄每個感測器單元的縱向位置y1，y2......yN；將掃描反射鏡安置在掃描反射鏡設置結構上，並使其以頻率f運作，將該光斑投射在該光電感測器上；信號採集及處理器採集每個感測器單元在各個取樣時刻tji檢測到的發光強度Iji，分別記為感測器單元1：(t11，I11)，(t12，I12)...(t1i，I1i)...，感測器單元2：(t21，I21)，(t22，I22)...(t2i，I2i)...，......感測器單元j：(tj1，Ij1)，(tj2，Ij2)...(tji，Iji)...，......感測器單元N：(tN1，IN1)，(tN2，IN2)...(tNi，INi)；對採集到的發光強度Iji進行擬合，獲取各個感測器單元檢測到的發光強度的極值點對應的時刻Tjk，記為 感測器單元1：T11，T12，...，T1k，...，滿足T11<T12<...<T1k<...，感測器單元2：T21，T22，...，T2k，...，滿足T21<T22<...<T2k<...，......感測器單元j：Tj1，Tj2，...，Tjk，...，滿足Tj1<Tj2<...<Tjk<...，......感測器單元N：TN1，TN2，...，TNk，...，滿足TN1<TN2<...<TNk<...；計算多個感測器單元各自兩個連續的時刻差Tj(k+1)-Tjk和Tjk-Tj(k-1)，選取兩個連續的時刻差同時大於1/(2f)的感測器單元所對應的Tj(k+1)-Tjk，獲得光斑的振動頻率fc為1/(Tj(k+1)-Tjk)；對於兩個連續的時刻差不同時大於1/(2f)的感測器單元，依據該光斑的振動頻率fc，該兩個連續的時刻差不同時大於1/(2f)的感測器單元的該縱向位置及該檢測到的發光強度的極值點對應的時刻，藉由振動函數獲得該掃描反射鏡的振幅；其中，N、i、j、k為正整數，且N3，1jN。
可選的，所述的掃描反射鏡振幅測量方法還包括：使該光電感測器處於第一橫向位置進行測量，擬合出該掃描反射鏡在第一橫向位置的第一振幅A1；使該光電感測器處於第二橫向位置進行測量，擬合出該掃描反射鏡在第二橫向位置的第二振幅A2；該第一橫向位置及第二橫向位置的間距為△L；則由第一振幅A1、第二振幅A2及間距△L計算得到掃描反射鏡運作時被反射的光束的最大單方向擺角θm。
由此，本發明提供的掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法，填補現有技術的空缺，能夠在掃描反射鏡應用前對掃描反射鏡特性進行方便測量，識別掃描發射鏡的性能好壞。
20‧‧‧光源
21‧‧‧光闌
22‧‧‧掃描反射鏡
23‧‧‧光電感測器
24‧‧‧信號採集及處理器
25‧‧‧位置調整裝置
231‧‧‧第一位置
232‧‧‧第二位置
L‧‧‧橫向距離
L1‧‧‧橫向距離
L2‧‧‧橫向距離
S‧‧‧最大位移
S1‧‧‧縱向最大位移
S2‧‧‧縱向最大位移
θm‧‧‧最大單方向擺角
圖1為本發明一個實施例的掃描反射鏡振幅測量裝置的結構示意圖；圖2為本發明一個實施例的掃描反射鏡振幅測量裝置的光電感測器處於不同工位時的示意圖；圖3為本發明一個實施例中掃描反射鏡振幅測量方法的流程圖；圖4為本發明一個實施例中邊緣感測器單元探測到的能量分佈圖；圖5為本發明一個實施例中非邊緣感測器單元探測到的能量分佈圖；圖6為本發明一個實施例中擬合出的振動函數圖像。
下面將結合示意圖對本發明的掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法進行更詳細的描述，其中表示本發明的較佳實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發明，而仍然實現本發明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對於本領域技術人員的廣泛知道，而並不作為對本發明的限制。
為了清楚，不描述實際實施例的全部特徵。在下列描述中，不詳細描述習知功能和結構，因為它們會使本發明由於不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例的開發中，必須做出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為 這種開發工作可能是複雜和耗費時間的，但是對於本領域技術人員來說僅僅是常規工作。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發明。根據下面說明和請求項，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本發明實施例的目的。
以下列舉該掃描反射鏡振幅測量裝置對測量法的較佳實施例，以清楚說明本發明的內容，應當明確的是，本發明的內容並不限制於以下實施例，其他藉由本領域普通技術人員的常規技術手段的改進亦在本發明的思想範圍之內。
請參考圖1，圖1為本發明一個實施例的掃描反射鏡振幅測量裝置的結構示意圖。如圖1所示，該掃描反射鏡振幅測量裝置，包括：光源20，輸出光信號；光闌21，調整該光源20輸出的光信號的光斑的大小以及形狀；掃描反射鏡設置結構，用於安置待測量的掃描反射鏡22，並允許掃描反射鏡22做週期性振動，從而該掃描反射鏡22安置後週期性反射該光信號；光電感測器23，包括3個以上的感測器單元，用於探測並採集經該掃描反射鏡22反射後的光信號；可選地，光電感測器23能夠設置在第一位置231或第二位置232(如圖2所示)上；信號採集及處理器24，處理該光電感測器23採集到的信號，獲得該掃描反射鏡的振幅。
由圖1還可以獲悉本發明中掃描反射鏡振幅測量裝 置的光路圖為：光源發出光束，光束經過光闌後，形成圓形的光斑，再經過掃描反射鏡22掃描反射後，反射光斑到達光電感測器23。
具體的，在本發明實施例中，該光源20輸出的光信號為空間高斯分佈的光。而光闌21則可以保證到達光電感測器23上的光斑的大小與光電感測器23的每個感測器單元的測量尺寸一致，以使得光電感測器23與光斑相匹配，能夠精確測量。
如圖1可見，該掃描反射鏡22週期性振動時，光束會被呈扇形反射出，被反射的光束呈現週期性擺動，最大單方向擺角為θm，一個擺動週期包括被反射的光束從起始位置逆時針擺動θm再順時針擺動回到起始位置、從起始位置順時針擺動θm再逆時針回到起始位置。為了能夠更加確切的探測並採集經該掃描反射鏡22反射後的光信號，可以使得該感測器單元為奇數個，例如是3個、5個、7個、9個、15個等。當掃描反射鏡22處於起始位置時，反射後的光信號被奇數個感測器單元中位於中央的一個感測器單元採集，當掃描反射鏡22有著偏角時，反射後的光信號被其餘的感測器單元採集。進一步的，為了防止光信號丟失，使得該感測器單元緊密排列，並且結合每個感測器單元的測量尺寸與光斑的直徑相等，能夠獲得更為全面精確的資料。
為了實現掃描反射鏡22振幅的測量，需使光源20發出的光完整入射至掃描反射鏡22的反射面上，下文中定義起始位置時被反射光束的光軸方向為橫向，與橫向垂直的方向為縱向。本實施例中光從光源20射出的方向與光電感測器23的設置方向平行，均為縱向。
如圖1中，L為掃描反射鏡22到光電感測器23之間 的橫向距離，S為掃描反射鏡22使得光斑在縱向上產生的最大位移。
請結合圖2，所述的掃描反射鏡振幅測量裝置，還包括一位置調整裝置25，該位置調整裝置25可用於橫向調整該光電感測器23的位置，使其可以處於第一位置231和第二位置232上。由此，光電感測器23在第一位置231和第二位置232上能夠接收不同的發光強度，以便測量出掃描反射鏡22的振幅。其中，L1為掃描反射鏡22與第一位置231之間的橫向距離，L2為掃描反射鏡22與第二位置232之間的橫向距離，二者相差為0.2m-1m，即第一位置231與第二位置232之間的距離為0.2m-1m，更具體的，例如可以是0.5m。S1為在第一位置231處測得的掃描反射鏡22使得光斑產生的縱向最大位移，S2為在第二位置232處測得的掃描反射鏡22使得光斑產生的縱向最大位移。
下面結合圖3，對本發明的掃描反射鏡振幅測量方法進行說明，本發明的掃描反射鏡振幅測量方法採用上述掃描反射鏡振幅測量裝置實現，包括如下步驟：
首先，執行步驟S11，記錄每個感測器單元的縱向位置y1，y2......yN；具體的，以感測器單元中心的縱向位置來代表感測器單元的縱向位置，並且各個感測器單元的縱向位置相對於同一參考點。當然，這樣的記錄是為了簡化操作，本領域技術人員可以依據需要例如記錄各個感測器單元邊緣的縱向位置來代表感測器單元的縱向位置等。
接著，執行步驟S12，將掃描反射鏡22安置在掃描反射鏡設置結構上，並使其以固定頻率f運作，將該光斑投射在該 光電感測器23上。
接著，執行步驟S13，信號採集及處理器24採集每個感測器單元在各個採樣時刻tji檢測到的發光強度Iji，分別記為感測器單元1：(t11，I11)，(t12，I12)...(t1i，I1i)...，感測器單元2：(t21，I21)，(t22，I22)...(t2i，I2i)...，......感測器單元j：(tj1，Ij1)，(tj2，Ij2)...(tji，Iji)...，......感測器單元N：(tN1，IN1)，(tN2，IN2)...(tNi，INi)...；其中，j代表第j個感測器單元，i代表第i個採樣時刻，1jN。
然後，執行步驟S14，對信號採集及處理器24採集到的每個感測器單元在各個取樣時刻tji檢測到的發光強度Iji進行擬合，獲取每個感測器單元檢測到的發光強度的各個極值點對應的時刻Tjk，記為感測器單元1：T11，T12，...，T1k，...，滿足T11<T12<...<T1k<...，感測器單元2：T21，T22，...，T2k，...，滿足T21<T22<...<T2k<...，......感測器單元j：Tj1，Tj2，...，Tjk，...，滿足Tj1<Tj2<...<Tjk<...，......感測器單元N：TN1，TN2，...，TNk，...，滿足TN1<TN2<...<TNk<...。
然後，執行步驟S15，計算多個感測器單元各自兩個連續的時刻差Tj(k+1)-Tjk和Tjk-Tj(k-1)，並由計算結果判斷出邊緣感測器單元和非邊緣感測器單元，具體為，如果Tj(k+1)-Tjk和Tjk-Tj(k-1)同時大於1/(2f)，則該感測器單元稱為邊緣探測器單元；如 果Tj(k+1)-Tjk和Tjk-Tj(k-1)不同時大於1/(2f)，則該感測器單元稱為非邊緣感測器單元，選取邊緣感測器單元計算光斑的振動頻率fc，但不參與該掃描反射鏡的振幅A計算，選取非邊緣感測器單元參與該掃描反射鏡的振幅A計算，但不參與光斑的振動頻率fc計算。
此處，邊緣感測器單元是指光電感測器23中最遠離中央的兩個感測器單元，非邊緣感測器單元是指光電感測器23中除最遠離中央的兩個感測器單元以外的其餘感測器單元。從理論上講，邊緣感測器單元位於整個光電感測器23的兩端，每個掃描週期只能擬合到一次光強度極大值，兩次光強度極大值對應的時刻差理論上基本等於1/f，因此兩個連續的時刻差同時大於1/2f；而非邊緣感測器單元則在每個掃描週期內能擬合到兩次光強度極大值，因而非邊緣感測器單元兩個連續的時刻差不同時大於1/2f，可結合圖4和圖5，其中圖4示出邊緣感測器單元探測到的能量分佈圖，對該邊緣感測器單元探測到的結果進行擬合，得到各個極值點之間的時刻差均大於1/2f，圖5示出位於光電感測器23中央的非邊緣感測器單元探測到的能量分佈圖，其中兩個連續的時刻差均等於1/2f(滿足不同時大於1/2f)，由此可見二者還是有著較大的差異，可以作為計算結果的驗證，根據上述分析容易得出：對於感測器單元擬合得到的發光強度極值點所對應的多個時刻，連續兩個時刻的差值幾乎保持不變且明顯大於其他感測器單元的差值的為邊緣感測器單元；除了藉由比較連續兩個時刻的差值來識別邊緣感測器單元之外，也可藉由能量分佈圖識別出邊緣感測器單元。
然後，執行步驟S161，根據步驟S15的計算，選取 邊緣感測器單元所對應的Tj(k+1)-Tjk，獲得光斑的振動頻率fc為1/(Tj(k+1)-Tjk)。
然後，執行步驟S162，根據步驟S15的計算，獲得每個該非邊緣感測器單元的各光強度極值點對應的該縱向位置ym及該時刻Tmk，記為非邊緣感測器單元m(Tm1，ym)，(Tm2，ym)...(Tmk，ym)...，其中1m<N-1。
之後，執行步驟S17，依據該光斑的振動頻率fc，該非邊緣感測器單元的各光強度極值點對應的該位置ym及該時刻Tmk，藉由振動函數y m =A*sin(2πf c t m +)，獲得該掃描反射鏡的振幅A，其中，ym代表光斑位置，tm代表振動時刻，代表初始相位，如圖6所示，利用振動函數擬合出光斑在光電感測器上的運動軌跡。
在上述步驟中，可以理解的是，N、i、j、k、m皆為正整數，且N3。
依據不同的需要，還可以進一步獲得該掃描反射鏡22運作時的被反射的光束的最大單方向擺角θm。具體的，可以是先調整該光電感測器23處於第一位置231進行上述S11-S17的測量過程，擬合出掃描反射鏡22在第一位置的振幅A1；然後橫向調整該光電感測器23距離△L，使其處於第二位置232進行測量，擬合出掃描反射鏡22在第二位置的振幅A2；再將振幅A1、A2及△L代入公式A 2θ m L形成方程式，其中公式中L代表光電感測器23與掃描反射鏡之間的橫向距離，A代表該位置處測得的掃描反射鏡22的振幅： 解方程式後得到掃描反射鏡運作時被反射的光束的最大單方向擺角θm以及光電感測器23處於第一位置231時距離掃描反射鏡的橫向距離L1和光電感測器23處於第二位置232時距離掃描反射鏡的橫向距離L2。
由此，本發明提供的掃描反射鏡振幅測量裝置及測量方法，填補現有技術的空缺，能夠在掃描反射鏡應用前對掃描反射鏡特性進行方便測量，識別掃描發射鏡的性能好壞。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明請求項及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

Claims (10)

  1. 一種掃描反射鏡振幅測量裝置，包括：一光源，用於輸出光信號；一光闌，用於調整該光源輸出的該光信號的一光斑的大小以及形狀；一掃描反射鏡設置結構，用於安置待測量的一掃描反射鏡，該掃描反射鏡安置後可週期性反射該光信號；一光電感測器，橫向設置於該掃描反射鏡的一側，該光電感測器包括3個以上的感測器單元，用於探測並採集經該掃描反射鏡反射後的該光信號；一信號採集及處理器，用於處理該光電感測器採集到的信號，獲得該掃描反射鏡的振幅。
  2. 如請求項1之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該光源輸出的該光信號為空間高斯分佈的光信號。
  3. 如請求項1之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該等感測器單元為奇數個。
  4. 如請求項1之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該等感測器單元緊密排列。
  5. 如請求項1之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該光斑呈圓形，其直徑等於該等感測器單元的測量尺寸。
  6. 如請求項1之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，還包括一位置調整裝置，該位置調整裝置用於調整該光電感測器的橫向位置，可使該光電感測器處於一第一橫向位置或一第二橫向位置上。
  7. 如請求項6之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該第一橫向位 置及該第二橫向位置的間距為0.2m-1m。
  8. 如請求項7之掃描反射鏡振幅測量裝置，其中，該第一橫向位置及該第二橫向位置的間距為0.5m。
  9. 一種利用請求項1至8中任一項之掃描反射鏡振幅測量裝置進行的掃描反射鏡振幅測量方法，包括：記錄每個感測器單元的縱向位置y 1，y 2......y N；將該掃描反射鏡安置在該掃描反射鏡設置結構上，並使其以一頻率f運作，將該光斑投射在該光電感測器上；由該信號採集及處理器採集每個感測器單元在各個採樣時刻t ji檢測到的發光強度I ji，分別記為感測器單元1：(t 11，I 11)，(t 12，I 12)...(t 1i，I 1i)...，感測器單元2：(t 21，I 21)，(t 22，I 22)...(t 2i，I 2i)...，......感測器單元j：(t j1，I j1)，(t j2，I j2)...(t ji，I ji)...，......感測器單元N：(t N1，I N1)，(t N2，I N2)...(t Ni，I Ni)；對採集到的發光強度I ji進行擬合，獲取各個感測器單元檢測到的發光強度的極值點對應的時刻T jk，記為感測器單元1：T 11，T 12，...，T 1k，...，滿足T 11<T 12<...<T 1k<...，感測器單元2：T 21，T 22，...，T 2k，...，滿足T 21<T 22<...<T 2k<...，......感測器單元j：T j1，T j2，...，T jk，...，滿足T j1<T j2<...<T jk<...，......感測器單元N：T N1，T N2，...，T Nk，...，滿足T N1<T N2<...<T Nk<...； 計算多個感測器單元各自兩個連續的時刻差T j(k+1)-T jk和T jk-T j(k-1)，選取兩個連續的時刻差同時大於1/(2f)的感測器單元所對應的T j(k+1)-T jk，獲得該光斑的一振動頻率fc為1/(T j(k+1)-T jk)；對於兩個連續的時刻差不同時大於1/(2f)的感測器單元，依據該光斑的該振動頻率fc，該兩個連續的時刻差不同時大於1/(2f)的感測器單元的縱向位置及檢測到的發光強度的極值點對應的時刻，藉由一振動函數獲得該掃描反射鏡的振幅；其中，N、i、j、k為正整數，且N 3，1 j N。
  10. 如請求項9之掃描反射鏡振幅測量方法，還包括：使該光電感測器處於該第一橫向位置進行測量，擬合出該掃描反射鏡在該第一橫向位置的一第一振幅A1；使該光電感測器處於該第二橫向位置進行測量，擬合出該掃描反射鏡在該第二橫向位置的一第二振幅A2；該第一橫向位置及該第二橫向位置的一間距為△L；則由該第一振幅A1、該第二振幅A2及該間距△L計算得到該掃描反射鏡運作時被反射的光束的一最大單方向擺角θ m。
TW106125527A 2016-07-29 2017-07-28 Scanning mirror amplitude measuring device and measuring method TWI643034B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??201610614644.9 2016-07-29
CN201610614644.9A CN107664922B (zh) 2016-07-29 2016-07-29 扫描反射镜振幅测量装置及测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201816520A true TW201816520A (zh) 2018-05-01
TWI643034B TWI643034B (zh) 2018-12-01

Family

ID=61015824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106125527A TWI643034B (zh) 2016-07-29 2017-07-28 Scanning mirror amplitude measuring device and measuring method

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10942063B2 (zh)
JP (1) JP6807448B2 (zh)
KR (1) KR102190337B1 (zh)
CN (1) CN107664922B (zh)
SG (1) SG11201900822PA (zh)
TW (1) TWI643034B (zh)
WO (1) WO2018019265A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110426181B (zh) * 2019-08-29 2021-04-13 上海禾赛科技股份有限公司 扫描镜的扫描参数测量方法
CN110994912B (zh) * 2019-12-09 2022-06-03 Oppo广东移动通信有限公司 振动装置及其控制方法、电子设备、存储介质
CN112539697B (zh) * 2020-07-14 2022-12-09 深圳中科飞测科技股份有限公司 一种发光装置及其光斑调整方法、检测设备
CN114593694B (zh) * 2022-03-18 2024-04-30 烟台艾睿光电科技有限公司 谐振扫描角度检测光学系统及方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113706A (ja) 1981-12-26 1983-07-06 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 水平位置検出装置
RU1805337C (ru) * 1990-05-31 1993-03-30 Научно-исследовательский технологический институт Устройство дл определени размеров частиц в жидкости
DE60017240T2 (de) * 1999-12-10 2005-12-29 Leica Microsystems Cms Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Analyse aufgenommener Scandaten
JP2003140078A (ja) 2001-11-07 2003-05-14 Miwa Engineering:Kk 共振型アクチュエータの制御装置及び制御方法
US20040051033A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Hagen Mark D. Method of controlling deflection amplitude and offset of a resonant scanning mirror using photo detector timing
JP2005321484A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Victor Co Of Japan Ltd 光偏向ミラー装置の周波数応答特性測定装置
JP5245829B2 (ja) 2006-09-15 2013-07-24 日本電気株式会社 レーザプロジェクタ
CN100535763C (zh) 2007-11-28 2009-09-02 上海微电子装备有限公司 一种自动调焦调平装置
CN101344727B (zh) * 2008-06-26 2011-09-28 上海微电子装备有限公司 一种调焦调平探测装置及方法
JP5095569B2 (ja) * 2008-09-17 2012-12-12 株式会社リコー 光走査装置及び画像形成装置
CN102033438B (zh) 2009-09-29 2012-08-29 上海微电子装备有限公司 一种测量范围可扩展的调焦调平装置及调焦调平方法
CN104423181B (zh) * 2013-08-27 2016-12-28 上海微电子装备有限公司 一种扫描反射镜振动幅度自动调节的调焦调平装置及方法
CN105700297B (zh) * 2014-11-27 2018-01-26 上海微电子装备（集团）股份有限公司 振幅监测系统、调焦调平装置及离焦量探测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107664922B (zh) 2019-09-17
US20190310133A1 (en) 2019-10-10
KR102190337B1 (ko) 2020-12-11
JP6807448B2 (ja) 2021-01-06
CN107664922A (zh) 2018-02-06
TWI643034B (zh) 2018-12-01
WO2018019265A1 (zh) 2018-02-01
JP2019531495A (ja) 2019-10-31
SG11201900822PA (en) 2019-02-27
US10942063B2 (en) 2021-03-09
KR20190032457A (ko) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI643034B (zh) Scanning mirror amplitude measuring device and measuring method
TWI494557B (zh) 使用表面聲波計量學之基板分析
JP2019144237A (ja) 偏光測定装置、偏光測定方法及び光配向方法
CN109342028A (zh) 衍射光学元件检测方法与系统
CN105890529B (zh) 测量细丝直径的方法
CN110132996A (zh) 缺陷检测装置及其检测方法
WO2020007370A1 (zh) 一种检测设备及方法
CN103676244A (zh) 一种检测隔垫物的方法、系统及装置
WO2013145898A1 (ja) 光検査装置およびその方法
US20170131219A1 (en) Wafer inspection apparatus and wafer inspection method
WO2019033279A1 (zh) 一种高速激光测距装置
JP2015108582A (ja) ３次元計測方法と装置
KR20170052297A (ko) 디스플레이 패널 외관 검사 장치 및 그 검사 방법
CN106933070A (zh) 一种调焦调平系统及其调焦调平方法
JP4534877B2 (ja) 光学式センサ装置
CN112710237B (zh) 对准系统及对准方法
JP2001041719A (ja) 透明材の検査装置及び検査方法並びに記憶媒体
JP6524357B1 (ja) 波面センサ、波面計測装置および波面計測方法
CN103389623A (zh) 一种调焦调平装置
CN105547658A (zh) 一种扫描速度均匀性测试方法及系统
CN102346384B (zh) 将硅片调整至最佳焦平面的方法及其曝光装置
CN105182433A (zh) 一种时间关联计算重力仪及测量方法
JP2001166202A (ja) 焦点検出方法及び焦点検出装置
CN103307997A (zh) 一种角分辨散射测量装置及其测量方法
TWI818047B (zh) 檢測設備及其檢測方法