TWI646303B - 決定裝置之儀器轉移函數之方法以及系統 - Google Patents

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TWI646303B TW105144147A TW105144147A TWI646303B TW I646303 B TWI646303 B TW I646303B TW 105144147 A TW105144147 A TW 105144147A TW 105144147 A TW105144147 A TW 105144147A TW I646303 B TWI646303 B TW I646303B
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Abstract

方法包括利用裝置於裝置之第一表面測量具有一個或者多個包含已知形貌之表面特徵之人工製品之第一表面場。方法包括根據包含一個或者多個表面特徵之第一表面輪廓之至少一部分決定第一表面之第一聚焦計量。方法包括將第一表面場數位化轉換至裝置之第二表面之第二表面場、自第二表面場取得第二表面輪廓、以及計算第二表面輪廓之第二聚焦計量、並根據兩個或者多個聚焦計量值決定用於評估儀器轉移函數之最佳表面。方法包括根據自最佳表面之表面場所取得之表面輪廓之至少一部分決定裝置之儀器轉移函數。

Description

決定裝置之儀器轉移函數之方法以及系統 【相關申請交叉引用】
本發明係根據35 U.S.C§119(e)主張2015年12月31日所提申之No.62/273,972美國臨時申請案之權益，在此透過引用併入其全部之內容。
本發明係有關於測量一物件之特徵，例如測量物件之表面特徵。
用於測量表面形狀以及紋理之光學儀器具有用於特定應用之一系列規格以及性能標準。其中之一為儀器是否有正確地分辨以及測量相鄰特徵之相對高度之能力，或者是否能於高度上決定物件表面上之結構以作為空間頻率之函數。系統之成像特性可透過利用光學轉移函數(optical transfer function,OTF)或者其幅度、調變轉換函數(modulation transfer function,MTF)表示。
本發明係描述以高精確以及可重複之方式測量區域表面形貌儀器之能力以分辨以及測量物件之表面特徵。舉例來說，本發明係描述於測量儀器之儀器轉移函數(instrument transfer function,ITF)時，補償成像焦點之方法以及裝置。
本發明所描述之系統可與表面包含已知空間頻率成分之表面形貌特徵之儀器轉移函數人工製品(ITF artifact)結合使用。於一些實施例中，測試中的儀器(instrument under test,IUT)可測量儀器轉移函數人工製品之一已知之表面，並連接至該儀器之一電子處理器可辨識儀器轉移函數人工製品所測量到之特徵、擷取所辨識之特徵之空間頻率成分、以及比較擷取資訊與已知值以決定儀器轉移函數。儀器轉移函數評價之精確度可透過利用電子處理器以修正實驗配置(包括例如成像對焦)中之缺陷之方式轉換測量數據以進行最佳化。
於一實施例中，包括一種決定裝置之儀器轉移函數之方法，方法包括利用裝置於裝置之第一表面測量具有一個或者多個包含已知表面形貌之表面特徵之人工製品之第一表面場。第一表面場為一複合電磁場。方法包括利用電子處理器自第一表面場取得第一表面輪廓，以及利用電子處理器自第一表面輪廓辨識一個或者多個表面特徵。方法包括利用電子處理器根據包含表面特徵之第一表面輪廓之至少一部分決定第一表面之第一聚焦計量(focus metric)。方法包括利用電子處理器將第一表面場數位化(digitally)轉換為裝置之第二表面之第二表面場。第二表面場為一複合電磁場。方法包括利用電子處理器自第二表面場取得第二表面輪廓，並計算第二表面輪廓之第二聚焦計量，第二聚焦計量具有不同於第一聚焦計量之值。方法包括至少根據第一聚焦計量以及第二聚焦計量決定用於評估儀器轉移函數之最佳表面，以及利用電子處理器根據於最佳表 面所取得之表面輪廓之至少一部分決定裝置之儀器轉移函數。
本發明之實現可包括一個或者多個以下特徵中。方法更可包括自第二表面輪廓之一部分取得空間頻率頻譜。第二表面輪廓之部分可包括包含一個或者多個表面特徵之第二表面輪廓之連續像素。方法可包括於取得部分之空間頻率頻譜之前對第二表面輪廓之部分進行歸一化以及微分。歸一化第二表面之部分可包括自第二表面輪廓之每個部分決定與該部分相關聯之階梯高度(step hight)；以及將該部分除以階梯高度。第一表面輪廓以及第二表面輪廓可包括人工製品之表面之表面形貌表示。一個或者多個表面特徵可包括一斷差膜，已知之表面形貌可包括斷差膜之已知階梯高度，以及表面輪廓可包括高度圖。第二表面可與自裝置之操作者之輸入交替地選擇。於沒有來自裝置之操作者之輸入之情況下，可自動地選擇第二表面。將第一表面場數位化轉換至第二表面場可包括將第一表面場數位化地傳送至第二表面場。將第一表面場數位化地傳送至第二表面場可包括自第一表面場取得角頻率頻譜(angular frequency spectrum)、將角頻率頻譜乘以與第一表面以及第二表面之間之距離成比例之傳送函數以取得更新的角頻率頻譜、以及利用更新的角頻率頻譜決定第二表面之第二表面場。可擷取第二表面輪廓之複數部分，可決定每個複數部分之空間頻率頻譜，以及可加總每個空間頻率頻譜之頻譜分量(spectral component)。第二聚焦計量可最大化自複數部分取得之平均空間頻率頻譜之幅度之總和。第二聚焦計量可包括斯特列爾比(Strehl ratio)。方法更可包括測量人工製品以取得第一表面輪廓。人工製品可包括複數獨特特徵以助於決定裝置之 第二表面。複數獨特特徵可設置於已知位置，複數特徵可以用作基準點。方法更可包括根據基準點決定裝置之橫向解析度(lateral resolution)。方法更可包括透過比較基準點之取樣距離與基準點之已知間隔(spacing)以橫向地校準裝置。辨識表面特徵可包括用第一函數褶積(convolve)表面輪廓。表面特徵之子像素解析度可透過以第一函數褶積表面輪廓取得。表面特徵可以具有已知之空間頻率成分。決定儀器轉移函數可包括擷取表面特徵之頻率成分以及將於各種頻率之測量幅度除以該頻率之已知幅度。相移干涉測量可用於測量人工製品之表面輪廓。一個或者多個表面特徵可設置於名義上為球形之基板上。一個或者多個表面特徵可設置於名義上為平面之基板上。一個或者多個表面特徵之高度可小於用以測量表面輪廓之光之波長之5%。一個或者多個表面特徵可沿著裝置之一照射傳播方向之距離變化。表面特徵可於反射垂直於裝置之一照射傳播方向變化。
於另一實施例中，一種系統可包括用以測量放置於裝置之第一表面之人工製品之第一表面輪廓之一裝置，人工製品可包括表面特徵；以及一處理器，用以透過接收由裝置所測量之人工製品之第一表面場以及自第一表面場所取得之第一表面輪廓決定裝置之儀器轉移函數。處理器可自第一表面輪廓辨識表面特徵。處理器可根據包含表面特徵之第一表面輪廓之至少一部分決定第一表面之第一聚焦計量。處理器可將第一表面場數位化轉換為於裝置之第二表面之第二表面場。處理器可自第二表面場取得第二表面輪廓並計算第二表面輪廓之第二聚焦計量，第二聚焦計量具有與第一聚焦計量不同之值。處 理器可至少根據第一聚焦計量以及第二聚焦計量決定用於評估儀器轉移函數之最佳表面；並且處理器可根據於最佳表面所取得之表面輪廓之至少一部分決定裝置之儀器轉移函數。
本發明之實現可包括一個或者多個以下特徵。系統更可包括人工製品。
於另一實施例中，人工製品包括具有不同階梯高度之表面階梯特徵(step feature)；以及包含具有已知空間頻率成分(spatial frequency content)之表面特徵之一個或者多個區域。至少一些階梯特徵可包括大於用以表示儀器之光之波長5nm且小於或等於用以表示儀器之光之波長5%之陡階(sharp step)。
本發明之實現可包括一個或者多個以下特徵。階梯特徵之階梯高度小於用於探測人工製品以表示儀器之波長之5%。人工製品更可包括位於已知位置之複數獨特特徵。獨特特徵可用以作為基準點。基準點可用以決定儀器之橫向解析度。人工製品更可包括用以精確地聚焦儀器之聚焦特性(focusing feature)。人工製品可為球形的。人工製品可為平面的。表面階梯特徵可沿著照射傳播方向之距離變化。
於下面之附圖以及描述中係說明本發明之一個或者多個實施例之細節。本發明之其它特徵、目之以及優點於說明書以及附圖以及後附之申請專利範圍中為顯而易見的。
100‧‧‧Fizeau干涉儀
101‧‧‧光源
102‧‧‧光學元件
112‧‧‧光學元件
115‧‧‧後參考表面
114‧‧‧參考光學元件、電子處理器
104‧‧‧人工製品
106‧‧‧平面
110‧‧‧檢測器
118‧‧‧測量數據
200‧‧‧人工製品
201‧‧‧中心
204‧‧‧垂直階梯
202‧‧‧水平階梯
210、212、214‧‧‧相位聚焦特性
300‧‧‧方法
302~312‧‧‧步驟流程
402、404‧‧‧主階梯邊緣
406‧‧‧線對
504‧‧‧特徵線
508、510‧‧‧特徵角隅
602‧‧‧軌跡
604、606‧‧‧平行線
608‧‧‧階梯高度
802‧‧‧峰值
804‧‧‧最佳焦距位置
900‧‧‧方法
902~918‧‧‧步驟流程
第1圖係顯示決定儀器轉移函數(ITF)之系統之示意圖。
第2圖係顯示示例性人工製品之示意圖。
第3圖為決定儀器轉移函數之方法之流程圖。
第4圖為一示例性高度圖。
第5A圖係顯示邊緣階梯(edge stage)之位置。
第5B圖係顯示兩個角隅特徵(corner)之位置。
第5C圖係顯示於第5B圖之兩個角隅特徵之一者中所發現之角隅位置之特寫。
第6圖為示例性數據軌跡。
第7A圖為多於1800條軌跡之階梯測量之圖示。
第7B圖為每個多於1800條軌跡之均方根(root mean square,rms)偏差之圖示。
第8A圖為用於決定儀器轉移函數之方法之流程圖。
第8B圖為用於決定儀器轉移函數之另一種方法之流程圖。
第9圖為作為複合表面場之傳遞距離之函數之斯特列爾比之圖示。
第10圖為作為空間頻率之函數之儀器轉移函數之圖示。
第11A圖為示例性人工製品之一部分之計算圖像。
第11B圖為示例性人工製品之一部分之計算圖像。
第11C圖為示例性人工製品之一部分之計算圖像。
第11D圖為示例性人工製品之一部分之計算圖像。
第11E圖為示例性人工製品之一部分之計算圖像。
各個附圖中相同之標號表示相同之元件。
儀器轉移函數(ITF)可描述一區域表面高度測量儀器對表面特徵之反應，其特徵在於其空間頻率響應。區域表 面形貌測量系統包括雷射光Fizeau干涉儀、干涉顯微鏡、共焦顯微鏡(confocal microscope)、對焦變化儀器(focus variation instrument)以及其它光學系統。儀器轉移函數描述系統對於輸入干擾之頻率成分之響應。儀器轉移函數通常應用於線性系統，線性系統為最終系統響應僅來自每個構成輸入干擾之輸入頻率之個別響應之總和。成像干涉儀之儀器轉移函數為小表面偏差(<<λ/4)之極限中之其成像光學轉移函數(optical transfer function,OTF)，其中λ為用於成像干涉儀中之光的波長。
儀器轉移函數之測量，或更一般地，系統之光學性能於選擇儀器、決定能力以及解讀結果中為重要的。指定之儀器轉移函數通常假設數個理想之測量條件。舉例來說，其中一個假設為儀器完全聚焦於待測物件上，以最佳化儀器之光學解析能力。儀器轉移函數用以作為儀器保真度之定量測量、提供一系列之橫向解析度之性能資訊。
於一些實施例中，干涉式光學剖線儀(optical profiler)之儀器轉移函數係由結合至特殊測試光學元件(例如人工製品)之表面上之一組已知表面特徵之測量決定。人工製品表面上之特徵之配置係影響其表面輪廓。表面輪廓提供關於表面上之特徵之三維形狀之資訊。術語”表面輪廓”於本發明中與術語”表面形貌”交替使用。干涉剖線儀(interferometric profiler)之儀器轉移函數可透過測量表面具有包含已知(空間)頻率成分之特徵之物件(例如人工製品)以及擷取上述測量到之表面特徵之頻率成分決定。其後，於各個頻率所發現之測量振幅可除以位於上述頻率之已知振幅。
人工製品可包含容易製造以及可測量之表面特 徵。上述特徵理想地包括大部分(例如全部)關注(interest)之空間頻率。陡階係為上述特徵之一個例子。陡階可透過利用標準光刻方法以及包含無數空間頻率之完美階層(perfect step)之傅立葉轉換(其於本發明中廣義地定義為包括例如離散傅立葉轉換(discrete Fourier transform,DFT)、快速傅立葉轉換(fast Fourier transform,FFT)以及其它將空間週期特徵轉換為空間頻率之頻率轉換(以及反之亦然))示例性地產生。相較於λ/4，人工製品之階梯高度可較小，其中λ為用於探測人工製品之光的波長，以便保持於線性系統狀態內。
儀器轉移函數測量之精確度可受到干擾測量或者真實表面階梯輪廓之因素之影響。對測量到之階梯輪廓之干擾可源自測量期間之環境影響，例如振動以及空氣紊流(air turbulence)。干擾真實表面階梯輪廓之因素可包括由於例如階梯邊緣中之未知變化或者表面污染、缺陷或者結構所造成之人工製品之已知頻率成分之不決定性。更可能存在因儀器之操作者所選擇之不完全聚焦所造成之散焦誤差。儀器轉移函數測量之精確度更可能受到由內部儀器孔徑和/或部件所施加之光學限制之影響。最後一種類型之干擾為儀器轉移函數理想地測量的物件(即由儀器光學限制所造成之干擾)。
環境影響可透過隔離、屏蔽以及透過盡可能地減少干涉儀腔室(cavity)之長度以最小化。若來自干擾之誤差為完全隨機，則亦可採用平均。可透過人工製品之建構以及透過保持人工製品之清潔以最小化人工製品頻率成分中之不決定性。不完美之操作者之散焦可能為商業剖線儀中儀器轉移函數測量 變異性之重要來源。為了測量儀器或者工具之對於特定空間頻率之響應，人工製品應該於該空間頻率中包含可測量之功率。一般而言，階梯邊緣之轉換越陡，則該邊緣之空間頻率成分越高。因此，當建構人工製品時，通常有利的為最大化邊緣之銳度，使得可用足夠之雜訊比(S/N)測量空間頻率之最寬範圍。一般而言，邊緣質量亦不應取決於空間位置，使得儀器轉移函數可於由人工製品覆蓋之場上被可靠地且精確地測量。
本發明所描述之方法以及系統可最小化誤差源(error source)並且於品質以及可重複性上最佳化儀器轉移函數測量，以建立用於評估儀器響應之可靠計量(reliable metric)。
第1圖係顯示包括Fizeau干涉儀100之實施例。其它光學系統之儀器轉移函數亦可利用本發明所公開之方法以及系統測量。Fizeau干涉儀100包括光源101。光源101可為雷射光源，例如具有波長λ為633nm之氦-氖(HeNe)雷射發光裝置。示意性地描繪為透鏡之光學元件102(第1圖中僅顯示一單一元件)可用以準直(collimate)自光源101發射的光。光的一部分於入射至具有部分透明之後參考表面(back reference surface)115之部分透明參考光學元件114前，係透射通過分光鏡(beamsplitter)108。部分透明參考表面115將光分成參考光束以及測量光束。測量光束穿過後參考表面115並且傳輸至關注之物件，其可為待測之人工製品104，人工製品104之前表面位於平面106中。人工製品104之前表面包含一個或者多個具有已知特性之表面特徵(第1圖中未顯示)。這些特性可包括特徵之高度、特徵之線寬和/或特徵之間之間 隔。儘管人工製品104於第1圖中被描繪為平面元件，但人工製品104可具有其它形狀(例如球形、非球形、彎曲)。
測量光束以及參考光束被分光鏡108反射並透過光學元件112(於第1圖中係顯示為單一元件)成像至檢測器110上。自人工製品104之前表面反射的光與於檢測器110自參考光學元件114之後表面115反射之參考光結合，檢測器110以電子方式對所得到之干涉圖案(interference pattern)成像。檢測器110可為二維檢測器，例如具有二維像素陣列之CCD照相機。載波條紋(carrier fringe)干涉測量為一種本發明之方法以及裝置可使用之類型之儀器。舉例來說，於載波條紋干涉測量中，反射之測量以及參考光束係形成一角度，使得檢測器110處具有密集之干涉條紋。橫跨場之條紋之數量被稱為載波頻率，載波頻率可非常高-於儀器之視場(field of view,FOV)上具有大約數百之條紋。視場為儀器可觀察之空間範圍，並可取決於光學配置。視場通常可透過例如調整儀器之”變焦距(zoom)”進行修改。於載波條紋方法中，具有相位資訊之空間編碼。增加變焦距將減小可觀察之空間範圍，但會增加取樣密度-通常用以解析細節。
可使用其它之干涉儀，例如利用相移技術之系統。於相移技術中，相位資訊被暫時地改變以產生干涉圖畫面(interferogram frame)之序列。本發明之方法以及裝置可用於產生人工製品表面之表面形貌表示之任何干涉儀中。
由檢測器110所記錄之測量數據118被發送至電子處理器114。發送之測量數據118可包括檢測到之干涉圖案，干 涉圖案為物件(例如人工製品104)之電子圖像平面全息圖(electronic image-plane hologram)，其為利用傅立葉處理所計算之反射物件波面(wavefront)之數位影像。傅立葉處理廣義上包括離散傅立葉轉換、快速傅立葉轉換以及其它將空間週期特徵轉換成空間頻率之頻率轉換，以及反之亦然。電子處理器114包含允許處理上述全息圖以直接測量波面之相位之軟體，並產生物件表面之電子三維圖像。電子處理器114亦可自宣告被測人工製品104之至少一z位置之定位裝置接收資訊116。
儘管許多類型之表面特徵可用於儀器轉移函數評估，第2圖係顯示當測量平坦表面時，用於決定干涉儀之儀器轉移函數之示例性人工製品200。表面包含可有利地用於與儀器轉移函數測量相關之各種目的之特徵。這些特徵可為類似相位的(phase-like)(即沿照射延伸方向或者第1圖所示之z方向之距離變化)或者類似強度的(intensity-like)(即垂直於照射延伸方向之反射率變化)。相位特徵可具有表面形貌高度差h，與測試中的儀器中所利用名義上的波長相比較小(即h<<λ/4)。相位特徵可用於儀器轉移函數之測量，而相位或者強度特徵可用於其它測量。人工製品可具有包含不同高度之各種相位特徵，以擴大人工製品可使用之波長範圍。第2圖所示之人工製品僅僅為一示例，可考慮其它具有不同特徵之表面。
用於儀器轉移函數測量之人工製品200之主要相位特徵為中心201發出之垂直階梯(vertical step)204以及水平階梯(horizontal step)202，其產生位於由階梯202以及階梯204分開 之兩個不同平面中之四個象限203、205、206以及208(象限205以及206位於一平面中，以及象限203以及208位於第二平面中)。主交叉圖案(main cross pattern)可為用以測量儀器轉移函數之階梯邊緣。當兩個平面完全平坦且特徵之邊緣完全陡峭(sharp)時，特徵之頻率成分將是完全已知的。然而，實際之製造考量允許與上述理想具有小的偏差。第2圖中以灰色顯示之表面特徵高於以白色顯示之表面特徵。相較於測試中的儀器之取樣週期(即橫向取樣寬度)，限制相鄰象限之階梯邊緣可為陡峭的。理想地，具有10%之階梯高度(height of the step)的點與具有90%之階梯高度的點(即10%~90%邊緣轉換(edge transition))之點之間之距離小於測試中的儀器取樣週期之十分之一。於一實施例中，第2圖所示之人工製品200具有小於1微米之10%~90%邊緣轉換規範。
平滑以及平坦之表面可限制頻率污染(frequency contamination)。舉例來說，形式偏差於低頻端產生污染，而損傷(scratch)、凹坑(pit)以及灰塵可能於中頻至高頻端產生污染。”高”以及”低”頻係取決於儀器以及用戶。於具有100mm孔徑(aperture)(”100mm孔徑工具”)之儀器之本文中，”低”頻端可描述為每個孔徑之10個週期或更少週期之頻率，”高”頻端可描述為每個孔徑之100個週期或更多之頻率，”中”頻端為介於上述之間之區域。
於一實施例中，第2圖所示之人工製品200具有跨越孔徑之90%之中心(即人工製品之直徑)之表面形狀規格λ/40 PV。換句話說，表面形狀自峰值至谷值之偏差小於橫跨人工製品之光之波長之四分之一。一般而言，表面形狀可擷取 人工製品於其表面上之形狀較低階之變化。人工製品200具有20-10之表面質量規格，其於10微米解析度下以任何0.5mm場上進行測量具有均方根<1nm之表面。
除了可製造性之外，階梯之利用可具有其它實際益處。考慮由Heaviside函數H(x)所描述之高度h之無限陡階：
Heaviside函數之微分為Dirac delta函數：
該階梯之微分之傅立葉轉換為簡單的
可基於此一特性根據階梯微分有效地計算儀器轉移函數。特別地，階梯之微分可最小化表面傾斜影響，並且可透過簡單地將階梯之微分之傅立葉轉換除以已知或測量到之階梯高度以有效地處理直流項(DC term)。直流項之處理不當可使歸一化儀器轉移函數曲線向上或向下移位(即增加值或者降低值)，有效地改變每個槽(bin)中之儀器轉移函數值(即對於每個空間頻率)。儀器轉移函數通常自於直流為1之值下降至於Nyquist為0之值。有時儀器轉移函數可超過1，並可指示儀器缺陷或者混疊功率(aliased power)之存在。
其它特徵可放置於表面上以幫助定向辨識、聚焦或者提供基準點以測量測試中的儀器之橫向解析度(即橫向校準)。 上述特徵可為相位或者強度特徵，並且通常被稱為”聚焦特性”。人工製品200包含相位聚焦特性210、212以及214。這些特徵為於四個象限中具有變化厚度之線對。線對之位置為精確已知的，並且因此提供可從中推算橫向取樣(例如檢測器110之距離/像素)之基準點。此外，線對之銳度(sharpness)以及測量之深度提供於複數特定空間頻率之聚焦以及儀器響應之定性以及定量資訊。線對可於特定空間頻率提供儀器轉移函數之簡單驗證。
人工製品200用以作為代表性示例來說明儀器轉移函數測量過程之具體細節。大多數之細節並非專門針對此一人工製品，儘管下面詳細描述之過程假設主儀器轉移函數特徵為一階梯邊緣。
第3圖中之流程圖所示之方法300簡要地描述瞭如何決定儀器轉移函數。方法300開始於步驟302，利用測試中的儀器(IUT)測量人工製品之表面。所利用之測量方法可為本領域中公知之任何數量之干涉測量方法，例如相移干涉測量法。第1圖所示之Fizeau干涉儀100可為測試中的儀器。人工製品104之表面位於表面(在這種情況下為平面)106。測量之結果為一複雜之表面場(即複雜電磁場)，可自該表面場取得”高度圖”，即物理單位表面之表面形貌表示。
作為一示例，於相移干涉測量(phase shifting interferometry,PSI)中，複表面場(complex surface field)可自於相移干涉測量取得期間所取得之一組相移幀中決定。N幀相移干涉測量運算法之複係數(complex coefficient)可為C j ，其中j=0...N-1。像素x之N個測量強度可由I x,j 表示。”複表面 場”U x 接著可由U x =Σ j C j I x,j =A x exp[iφ x ]表示，其中像素x之相位φ x 透過以下公式決定：
以及振幅A x 為：
相對強度為|U x |2=|A x |2。如下所述，被傳送至新的Z'平面U x 變成，從中可以擷取新的相位圖。相位圖(以弧度表示)可透過將相位乘以於測量中所使用之光之波長以轉換為高度圖(以奈米為單位)。
接著分析高度圖以擷取儀器轉移函數。第4圖係顯示透過利用100mm孔徑之HeNe激光干涉儀測量具有與第2圖所示之人工製品200之表面相似之平坦人工製品所產生之高度圖之灰階影像。主階梯邊緣402以及404以及聚焦特性，例如線對406為清楚可見的。階梯402以及404之高度名義上為26nm，灰度偏移約為50nm PV。
人工製品表面測量一般符合用於精密干涉測量之最佳原理以及實施。最佳化聚焦、最小化偏離、最大化對比度以及檢測器動態範圍等為上述最佳原理以及實施之示例。在此情況下，偏離可表示表面與垂直於光軸之平面之偏差。舉例來說，如果表面具有形狀偏差(如果測量平面則自平面偏離，或者如果測量球形則自球面偏離)，或者如果部分與光波面不完全對準(其可產生傾斜條紋(tilt fringe))。
可能對高度圖產生不利影響之效果可被最小化。 這些可包括環境干擾，例如振動以及空氣紊流。另外，階梯邊緣名義上應對準成像器之列以及行軸線，儘管這不需要非常精確，因為於處理期間與完美對準之偏差可透過電子處理器處理。來自人工製品之背表面反射之影響亦可透過例如於人工製品中引入楔形物(wedge)和/或於人工製品之背表面上引入抗反射塗層(anti-reflection coating)以最小化。
自步驟302所測量之數據取得高度圖後，接著辨識高度圖中之特定表面特徵。對於第2圖所示之人工製品200，這些特徵可包括可用於儀器轉移函數評估中之主階梯邊緣202以及204，或者例如210、212以及204之特徵，其用於決定焦點或者特徵以決定儀器之橫向解析度。
由於物理人工製品200之表面形貌最初為已知的(即人工製品200本身具有事先已知的明確定義表面形貌)，透過干涉儀測量之許多上述特徵可透過實驗導出之高度圖與模仿期望特徵之函數之數學褶積辨識。期望特徵可為主階梯邊緣202以及204。換言之，即使人工製品200之表面形貌為已知的，但該人工製品於干涉儀內之實際位置(例如干涉儀視場內之位置)以及對應於期望特徵之由檢測器上之像素所記錄之數據係透過利用高度圖之數學褶積(以辨識測量到之數據之哪些像素包含期望特徵)決定。舉例來說，理論垂直階梯與高度圖之褶積可輕易地辨識主垂直階梯邊緣以及焦點特徵之垂直邊緣。對於水平階梯亦是如此。舉例來說，如下所述，褶積包含使褶積核心(convolution kernel)(舉例來說，9×9矩陣)與高度圖褶積。選擇褶積核心以產生特定特徵(例如角隅或者邊緣)。
褶積方法可透過名義上地對準與成像器之列以及及行軸線平行之階梯邊緣輔助。褶積函數可為沿著單個維度於高度圖上操作之一一維褶積函數，或者褶積函數可為二維表面。或者，褶積函數可複製整個人工製品形狀。上述褶積函數可提供高度圖最佳吻合，透過該高度圖可辨識表面特徵。儘管褶積可為非常有效的，但其它方法(例如簡單地於高度圖上放置參考線直到參考線與特徵相交)亦可用於辨識高度圖中之各種特徵。第5A圖以及第5B圖係顯示於第4圖所示之高度圖400上應用三個9×9褶積核心(即二維函數)之結果。第5C圖放大第5B圖之左下角，即放大特徵標號510。
於圖像處理中，核心(或者褶積矩陣)為用於模糊(blurring)、銳化、壓紋(embossing)、邊緣檢測等之小矩陣。此係透過內核以及圖像之間之褶積來實現。核心可為用於圖像褶積之方陣。第5A圖係顯示利用用於名義上為水平邊緣之褶積核心以產生主階梯邊緣之特徵線504之結果，以及用於名義上為垂直邊緣之褶積核心以產生主階梯邊緣之特徵線506。第5B圖係顯示利用用於角隅之褶積核心之結果，其用以辨識右上以及左下象限中之焦點特徵之複數角隅。於第5B圖中僅顯示聚焦特性之角隅之特徵標記508以及510，而並未顯示所有其它角隅特徵標記。
用於特徵辨識之褶積程序亦可用於透過決定物理取樣週期以橫向校準儀器。於橫向校準中，決定來自各種主階梯和/或聚焦特性邊緣或者角隅之取樣距離，並與其已知之間隔進行比較，以決定以物理單位(例如像素/mm)表示之取樣。舉 例來說，考慮簡化之一維圖示，其中第一角隅特徵位於像素4，以及第二角隅特徵位於像素39。在這種情況下，取樣距離將為35個像素。假設事先知道人工製品具有兩個分開70mm之角隅。在這種情況下，物理單位表示之取樣將為0.5像素/mm。回到人工製品200，自第5B圖所示之已知距離至聚焦特徵角隅508以及510，以及以像素為單位之對應測量距離，決定橫向解析度為101.6微米/像素。褶積方法於此亦可為有效的，用以提供特定特徵之子像素解析度。褶積方法允許像素內之數據之類比擬合(analog fitting)以決定於子像素位準之最大一致性之峰值。
一旦利用上述褶積方法辨識特徵(於階梯邊緣202和/或204之人工製品200之情況下)，擷取垂直於邊緣(稱為軌跡)之固定長度分佈圖。舉例來說，假設褶積方法辨識主階梯辨識為位於像素40-41之間(假定子像素精確度)，則可利用像素8至71(包括8和71)或者9至72擷取64像素長度軌跡。值得注意的是，軌跡長度不必為2的冪。對於水平階梯而言，取得軌跡可包含擷取跨越階梯邊緣之連續行(列)像素。對於垂直階梯而言，軌跡可包含擷取跨越垂直階梯之連續像素列。取代取得連續像素，軌跡更可擷取每個其它像素，和/或擷取一些像素之平均值。
第6圖係顯示來自典型軌跡602之相位輪廓，其選自一組超過1800個包括跨越主階梯邊緣402以及404之垂直以及水平軌跡之高質量軌跡。軌跡602之軌跡長度選擇為64像素(2之冪)以最大化用於焦點細化(focus refinement)以及儀器轉移函數計算中之傅立葉轉換之處理速度，並提供期望之空間頻率解析度。軌跡中小的變化主要是因為表面缺陷。 0.52弧度之名義上的相位階梯於利用已知HeNe波長(633nm)轉換為物理單位後對應於26.2nm。632nm之0.52弧度為52.4nm，然而，光雙通過人工製品104之後參考表面115與前表面之間之間隙，因此因子2用以決定表面特徵之實際高度。
於此，軌跡602由構成軌跡之像素集合表示之，並不一定要為上述像素之高度值。此區分是因為與單個像素相關之高度可能會於焦點細化過程期間改變。選取軌跡使得邊緣名義上位於軌跡之中心。可對軌跡之質量進行測試以排除包含明顯問題之軌跡，例如來自刮痕/凹坑或者灰塵顆粒之變形。所選擇之軌跡長度取決於複數因素：期望之頻率取樣解析度、名義上之表面形狀偏差、其它特徵之接近度、殘餘散焦量(residual defocus)等。
第7A圖係顯示自超過1800條軌跡之集合所取得之測量階梯高度。階梯高度自如第6圖所示之兩個平行線604以及606之擬合取得，其透過階梯高度608偏移。第7A圖中第一個四分之一之軌跡自人工製品200之頂部階梯邊緣取得。第二個四分之一之軌跡自左邊之階梯邊緣取得，第三個四分之一之軌跡為自底部之階梯邊緣取得。最後的四分之一之軌跡為自右邊緣取得。第7B圖係顯示超過1800條軌跡中之每一條之均方根(RMS)偏差之曲線圖，並用以確保軌跡質量。其中僅於名義上的階梯高度之4nm內之軌跡通過時，對所取得之階梯高度進行額外之檢查。通過所有質量檢查(quality check)之軌跡集合用於焦點以及儀器轉移函數決定。
於大部分之表面輪廓干涉儀中，焦點由操作者手動 調整，操作者透過最大化干涉儀視場中之特徵之視覺”銳度”調整焦點。由於許多因素，例如聚焦硬體之不足、成像器像素化、條紋干擾或者僅為操作者錯誤，將使其難以做到最好。殘餘散焦通常為影響儀器轉移函數測量性能以及可變性之原因之最大因素。
為了消除操作者引起之殘餘散焦，透過將測量到之複表面場數位化轉換或者傳播(例如透過菲涅爾傳播(Fresnel propagation))之數學程序精確化焦點，以數位化決定最佳聚焦位置。
回到第3圖，焦點最佳化過程起始於步驟304，對於人工製品上之特定表面特徵，決定人工製品所在之第一焦面處之聚焦計量。聚焦計量為可用以表示特定特徵的聚焦程度之任何品質因數。聚焦計量之示例為斯特列爾比，其是光學圖像形成之質量之測量。步驟306包括將於第一對焦面測量到之複表面場數位化地傳送至新的表面。接著，於步驟308，於新的表面決定新的聚焦計量。然後將表面場傳送至兩個或複數個位置。最後，複數表面場被傳送至取得最佳聚焦計量之位置。根據度量，最佳值可為一最大值或一最小值。此為最佳聚焦之表面。接著，於最佳聚焦之表面決定儀器轉移函數。
焦點細化
示例性之焦點細化可包括沿著測量之表面場之z方向(如第1圖所示)傳送至新的焦平面之菲涅爾傳播。根據用於名義上的平面波面之菲涅爾近似中之光傳播，傳播於z 1至z 2處具有複波面U(x,y,z 1)之一複表面場可包括首先自複波面U(x,y,z 1)取得角頻率頻譜A( ,,z 1)，其中α、β為沿x以及y軸 之方向餘弦。角頻率頻譜可透過例如傅立葉轉換取得，例如離散傅立葉轉換、快速傅立葉轉換或小波轉換。該複表面場U(x,y,z 1)等於於相移干涉測量之上下文中所討論之U x 。
接下來，將角頻率頻譜A( ,,z 1)乘以具有數學形式 之函數(例如褶積核心)，其中(z 2-z 1)表示初始以及傳播之波面平面之間之距離。隨後，透過將α 2+β 2>1之頻率設置為零以消除漸逝波頻率(evanescent frequency)。此後，執行傅立葉逆轉換以取得於新平面z 2處之 複波面：。
對於球面波面(例如當使用球形人工製品時)，利用坐標轉換修改上述數學公式以考慮於傳播期間之放大率之變化。舉例來說，可相對於光束腰部位置測量所有z值。對於自z 1 至z 2之球面波面之傳播，三個坐標轉換為 ， 以及 。球面波之傳播如同前述之平面波面，一旦執行坐標轉換(即取得複面表面場之角頻率頻譜、乘上傳播核心相乘、消除漸逝波頻率、以及於新表面逆轉換回複表面場)。上述數位化轉換/傳播方法於透過各種聚焦平面搜索時，消除透過機械裝置改變人工製品之物理位置之需要。
代替或者除了上述之焦點細化步驟外，可與儀器操作者之輸入交替地選擇焦平面或表面。於一些實施例中，自動選擇聚焦平面或表面，而儀器操作者不干涉。於一些實施例中，利用聚焦計量選擇聚焦平面或者表面，舉例來說，如前所述。聚焦計量可用以定義最佳聚焦平面，其最大化來自從該組 軌跡所取得之空間頻率頻譜之平均振幅總和。上述聚焦計量等同於斯特列爾比率。
決定儀器轉移函數和/或聚焦計量
第8A圖係顯示用於決定儀器轉移函數之方法900。對於於新表面z2處之每個新計算/傳播之複表面場U(x,y,z 2)，可於步驟902中擷取新的高度圖，並選取於步驟904中所辨識之表面特徵。複表面場U(x,y,z 2)等同於前述相移干涉量測上下文中所討論之。
於步驟906中，可自新的高度圖取得新的追蹤相位輪廓(phase profile)。對於每個新的追蹤而言，擷取追蹤相位輪廓。假設特徵為階梯邊緣，則於步驟908中，將相位輪廓擬合至階梯(如第6圖所示)以決定階梯高度以及相位傾斜。由於邊緣之橫向偏移等同於傅立葉域中之相位傾斜，因此移除相位傾斜消除每個軌跡中之邊緣失準。接著，於步驟910中，透過移除相位傾斜以及除以擬合所決定之階梯高度以歸一化軌跡。
此後，於步驟912中，對歸一化軌跡進行微分，並可應用傅立葉窗口以最小化因DC分量(DC component)中之變化所引起之誤差。軌跡可圍繞其中心環繞移動。環繞移動包括將軌跡最右邊之數據點(data point)與軌跡最左邊之數據點連接(形成”環”)並移動數據之”環”以重新定位/橫向移動階梯。邊緣之橫向移動等同於空間頻域中之相位傾斜。
接著，於步驟914中，透過例如傅立葉轉換自軌跡中擷取空間頻率頻譜。接著，計算每個頻率成分之相位以及振幅。透過於該頻率處具有頻譜功率之特定頻率加權相位以計算相 位斜率，使得可能為不良決定之相位分量可被賦予較小的權重。然後，移除相位斜率以取得殘餘相位。此後，軌跡第二次沿著其中心環繞移動以移除第一環繞移動之影響。透過利用每個頻率之振幅以及相位殘值(phase residual)以重構複空間頻率頻譜。
上面列出之序列僅為一可能之序列。亦可利用例如第8B圖所示之其它序列，只要結果為階梯之相位消除趨勢頻譜(detrended specturm)。相位之消除趨勢表示相位斜率之移除。
於步驟916中，平均所有軌跡之複軌跡頻譜以產生於特定表面之儀器轉移函數(假設人工製品階梯為理想的)。理想階梯可具有包含無過衝(overshoot)無限斜率(infinite slope)之階梯邊緣，以及位於邊緣之任一側之表面可為平坦以及光滑的。平均複頻譜亦可易於減少隨機雜訊(stochastic noise)。
聚焦計量之示例為於測量到之複表面場菲涅爾傳播每個上述表面中後，追蹤沿著光軸(例如第1圖中之z軸)之各個表面取得之軌跡之平均頻率成分之參數。當加總平均頻譜之頻譜分量時，其結果為可用以作為聚焦計量之斯特列爾比。舉例來說，第9圖係顯示已通過上面概述之質量檢查之軌跡之聚焦計量，其對於名義上為聚焦的測量到的複合場繪出沿著光軸之距離。於第9圖中，聚焦計量為斯特列爾比，以及圖中係顯示於零傳播距離附近之非常陡峭、對稱之峰值802。選擇並取得最高聚焦計量之距離(第9圖中之804)以作為定義最佳聚焦之傳播長度。聚焦計量之其它示例可包括根據實際空間(非傅立葉空間)之指標函數(merit function)。階梯擬合指標函數之值可用以作為聚焦計量。 當擬合殘值(fit residual)之平方總和為最小時，發生最佳之聚焦。
接著，將測量到之表面場傳送至另一個z位置，以及重複於”決定儀器轉移函數和/或聚焦計量”之部分中所描述之過程以決定聚焦計量最大化之z位置。於決定”最佳聚焦”位置(例如第9圖中之804)後，測量到之複表面場為傳播至該位置之菲涅爾，並對傳播至該位置之複表面場導出表面輪廓或者高度圖。自高度圖中辨識所選擇之表面特徵，並自高度圖中擷取穿過上述所選擇之特徵之數據軌跡。自每個數據軌跡擷取空間頻率頻譜，並對其進行複平均(complex average)以取得平均空間頻率頻譜。接著，將平均光譜除以已知之階梯邊緣光譜以取得儀器轉移函數，或者除以透過擬合軌跡數據所取得之階梯高度(如第6圖中所示)。儀器轉移函數於第10圖中係顯示為空間頻率之函數。於零頻率處儀器轉移函數之平滑接近之值為1，其表示直流項(高歸一化)被良好處理。
上述過程並不要求作為每個軌跡中所測量到之階梯高度為事先已知的。
第11A~11E圖係顯示於透過對焦進行位移時，聚焦特徵之區域之計算強度圖像。於連續之圖像之間具有約80mm之位移增量。第11C圖對應於由聚焦計量所決定之最佳聚焦，以及在此線為視覺上最清晰的。如第11A、11B、11D以及11E圖所示，於焦點之任一側上，線為模糊的或者分叉的。
儀器轉移函數可為對測試中的儀器之性能進行基準點測試之可靠方法。可透過測試中的儀器之製造商對儀器轉移函數進行一次測量以確保於儀器交付給客戶之前儀器符合規格。於將儀器交付給客戶時、於客戶接受儀器前，儀器轉移 函數可由客戶測量。然後，客戶可周期性地測量儀器之儀器轉移函數以追蹤系統之性能並監測儀器隨時間下降之任何性能。
具有不同高度之階梯之人工製品可與於不同波長下操作之儀器一起利用。一般而言，只要階梯高度並未太大(光之波長之5%)且不會太小(大於~5nm)，實際階梯高度之公差相對寬。小於或者等於波長之5%之階梯高度可確保光學傳遞為線性的(即儀器以相等之保真度測量表面之所有光譜分量)，以及高度大於5nm可改善測量S/N，因為儀器垂直高度解析度為有限的。對於短波長範圍(約400nm或者以下)，測量中之非線性隨著階梯高度之增加而增長。對於長波長範圍(等於或者大於3~5微米)，階梯高度可變得與表面上之各種噪聲相當，並降低測量之可靠性。上述公差並非為硬停止；性能可能會隨著上述公差之超過而緩慢降低。於上述範圍內儀器可可靠地測量實際階梯，因此可存在所需之標準化。對於可於633nm之HeNe波長下操作之儀器可順利運作之數值範圍包括範圍自10nm至45nm之階梯高度。
數據處理元件之特徵可實現於數位電子電路中、或者於電腦硬體、韌體或者上述組合中。上述特徵可實現於有形地具體化於資訊載體中之電腦程式產品中，例如於電腦可讀取儲存裝置中，以透過編程處理器執行；以及特徵可由透過操作輸入數據並產生輸出來執行指令程式以執行所述實現之功能之可編程處理器執行。所述之特徵可於一個或者多個電腦程式中實現，電腦程式可於包括至少一個可編程處理器之可編程系統上執行，可編程處理器與數據儲存系統、至少一輸入裝置以及至少一輸出裝置耦接，以自其接收以及傳輸數據以及指令。電腦程式包括可於電腦中直接或者間 接地使用以執行特定動作或者帶來某個結果之一組指令。電腦程式可以任何形式之編程語言編寫，包括編程或者直譯語言，以及其可以任何形式部署，包括作為獨立式(stand-alone)程式或者作為模組、組件、子程式或者其它適用於電腦環境中之元件。
用以執行指令程式之合適處理器包括例如通用以及專用微處理器，電腦之任何種類之複數處理器之一者。一般而言，處理器將自唯讀記憶體或者隨機存取記憶體或者上述兩者接收指令以及數據。電腦包括用以執行指令之處理器以及用以儲存指令以及數據之一個或者多個記憶體。一般而言，電腦更包括至用於儲存資料檔案之一個或者多個大容量儲存裝置，或者可操作地耦接至上述儲存裝置以與其通信；上述裝置包括磁碟，例如內部硬碟以及可移動式硬碟；磁光碟片；以及光碟。適用於有形地具體化電腦程式指令以及數據之儲存裝置包括所有類型之非易失性記憶體，包括例如半導體記憶體裝置，例如EPROM、EEPROM以及快取記憶體裝置；磁碟，例如內部硬碟以及可移動式硬碟；磁光碟片；以及CD-ROM以及DVD-ROM光碟。處理器以及記憶體可透過ASIC(特殊應用積體電路)輔助或者與其並用。
為了提供與使用者之互動，特徵可於具有例如CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)之螢幕、電子墨水顯示器之顯示器裝置或者用於向使用者顯示資訊之另一類型之顯示器以及透過使用者可向電腦提供輸入之鍵盤以及指向裝置(例如鼠標或軌跡球)之電腦上實現。
儘管說明書中包含許多具體實施細節，但這些細節不應被解釋為對發明或者權利要求之保護範圍之限制，而應 被解釋為對特定發明之特定實施例之特定特徵之描述。
於說明書中單獨實施例之上下文中所描述之某些特徵亦可於單個實施例中組合實現。反之，於單個實施例之上下文中所描述之各種特徵亦可於複數實施例中單獨地或者以任何合適之子組合實現。
此外，儘管特徵於前面之敘述中於某些組合中作用且甚至位於最初所請之權利要求範圍中，但來自權利要求之組合之一個或者多個特徵於一些情況下可自組合中去除，以及所保護之權利要求組合可包括子組合或者子組合之變化。
類似地，儘管於附圖中以特定順序描繪操作，但此不應被理解為這些操作以所示之特定順序或者依序執行、或者執行所有所示之操作以實現期望之結果。於某些情況下，多工化以及平行處理可能是有利的。此外，上述實施例中之各種系統元件之分離不應被理解為於所有實施例中皆需以上述之方式分離，且必須理解的是，所述之程式元件以及系統通常可一併整合於單個軟體產品中或者封裝於複數軟件產品。
因此，說明書已描述了本發明之特定實施例。其它實施例包括於所附權利要求之範圍內。於一些情況下，權利要求中所述之動作可以不同之順序執行並且仍可達成期望之結果。另外，附圖中所描繪之過程不一定需要以所示之特定順序或者依序執行以實現期望之結果。於某些實施例中，多工化以及平行處理可能為有利的。
前面已描述了本發明之複數實施例。然而，必須理解的是，在不脫離本發明之精神以及範圍之情況下可進行各 種修改。因此，其它實施例係包括於後附權利要求之範圍內。

Claims (29)

  1. 一種決定裝置之儀器轉移函數之方法，包括：利用上述裝置於上述裝置之一第一表面測量具有一個或者多個包含已知表面形貌之表面特徵之一人工製品之一第一表面場，上述第一表面場為一複合電磁場；利用一電子處理器自上述第一表面場取得一第一表面輪廓；利用上述電子處理器從上述第一表面輪廓辨識上述一個或者複數表面特徵；利用上述電子處理器根據包含上述表面特徵之上述第一表面輪廓之至少一部分決定上述第一表面之一第一聚焦計量；利用上述電子處理器於上述裝置之一第二表面將上述第一表面場數位化轉換為一第二表面場，上述第二表面場為一複合電磁場；利用上述電子處理器自上述第二表面場取得一第二表面輪廓並計算上述第二表面輪廓之一第二聚焦計量，上述第二聚焦計量具有不同於上述第一聚焦計量之一值；至少根據上述第一聚焦計量以及上述第二聚焦計量決定用於評估上述儀器轉移函數之一最佳表面；以及利用上述電子處理器根據於上述最佳表面所取得之一表面輪廓之至少一部分決定上述裝置之上述儀器轉移函數。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，更包括自上述第二表面輪廓之一部分取得一空間 頻率頻譜。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述第二表面輪廓之上述部分包括上述第二表面輪廓之包含上述一個或者多個表面特徵之連續像素。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，更包括於取得上述部分之上述空間頻率頻譜之前，對上述第二表面輪廓之上述部分進行歸一化以及微分。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中歸一化上述第二表面之上述部分包括：自上述第二表面輪廓之每個部分決定與上述部分相關聯之階梯高度；以及將上述部分除以上述階梯高度。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述第一表面輪廓以及上述第二表面輪廓包括上述人工製品之一表面形貌表示。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述一個或者多個表面特徵包括一階梯，上述已知表面形貌包括上述階梯之一已知階梯高度，以及上述表面輪廓包括一高度圖。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中與來自上述裝置之一操作者之輸入交替地選擇上述第二表面。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中於沒有來自上述裝置之一操作者之輸入之情 況下自動地選擇上述第二表面。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中將上述第一表面場數位化轉換至上述第二表面場包括將上述第一表面場數位化地傳送至上述第二表面場。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中將上述第一表面場數位化地傳送至上述第二表面場包括自上述第一表面場取得一角頻率頻譜，將上述角頻率頻譜與與上述第一表面以及上述第二表面之一距離成比例之一傳送函數相乘以取得一更新的角頻率頻譜，以及利用上述更新的角頻率頻譜決定上述第二表面之上述第二表面場。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中擷取上述第二表面輪廓之複數部分，決定每個上述複數部分之一空間頻率頻譜，以及加總每個上述空間頻率頻譜之頻譜分量。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述第二聚焦計量最大化自上述複數部分取得之一平均空間頻率頻譜之振幅。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述第二聚焦計量包括一斯特列爾比。
  15. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述人工製品包括複數獨特特徵以助於決定上述裝置之上述第二表面。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述複數獨特特徵設置於已知位置，上述複數特徵係作為基準點。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，更包括根據上述基準點決定上述裝置之一橫向解析度。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，更包括透過比較上述基準點之一取樣距離與上述基準點之一已知間隔以橫向地校準上述裝置。
  19. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中辨識上述表面特徵包括利用一第一函數褶積上述表面輪廓。
  20. 根據申請專利範圍第19項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中透過利用上述第一函數褶積上述表面輪廓以取得上述表面特徵之子像素解析度。
  21. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述表面特徵具有一已知之空間頻率成分。
  22. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中決定上述儀器轉移函數包括擷取上述表面特徵之頻率成分，以及將於各個頻率之一測量幅度除以上述頻率之一已知幅度。
  23. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中相移干涉用以來測量上述人工製品之上述表面輪廓。
  24. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述一個或者多個表面特徵設置於名義上為一球形之一基板上。
  25. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述一個或者多個表面特徵設置於名義上為一平面之一基板上。
  26. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述一個或者多個表面特徵之一高度小於用以測量上述表面輪廓之光之一波長之5%。
  27. 根據申請專利範圍第項1所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述一個或者多個表面特徵沿著上述裝置之一照射傳播方向之距離變化。
  28. 根據申請專利範圍第1項所述之決定裝置之儀器轉移函數之方法，其中上述表面特徵於反射垂直於上述裝置之一照射傳播方向變化。
  29. 一種決定裝置之儀器轉移函數之系統，包括：一裝置，用以測量放置於上述裝置之一第一表面之一人工製品之一第一表面輪廓，上述人工製品包括一表面特徵；以及一處理器，用以透過接收由上述裝置所測量之上述人工製品之一第一表面場以及自上述第一表面場取得一第一表面輪廓以決定上述裝置之一儀器轉移函數，上述第一表面場為一複合電磁場，其中上述處理器用以自上述第一表面輪廓辨識上述表面特 徵；上述處理器用以根據包含上述表面特徵之上述第一表面輪廓之至少一部分決定上述第一表面之一第一聚焦計量；上述處理器用以將上述第一表面場數位化轉換成上述裝置之一第二表面之一第二表面場，上述第二表面場為一複合電磁場；上述處理器用以自上述第二表面場取得一第二表面輪廓並計算上述第二表面輪廓之一第二聚焦計量，上述第二聚焦計量具有與上述第一聚焦計量不同之一值；上述處理器用以至少根據上述第一聚焦計量以及上述第二聚焦計量決定用於評估上述儀器轉移函數之一最佳表面；以及上述處理器用以根據於上述最佳表面取得之一表面輪廓之至少一部分決定上述裝置之上述儀器轉移函數。
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