CN102057269A - 用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正 - Google Patents

用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正 Download PDF

Info

Publication number
CN102057269A
CN102057269A CN2009801207035A CN200980120703A CN102057269A CN 102057269 A CN102057269 A CN 102057269A CN 2009801207035 A CN2009801207035 A CN 2009801207035A CN 200980120703 A CN200980120703 A CN 200980120703A CN 102057269 A CN102057269 A CN 102057269A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
detector
path difference
interference
information
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN2009801207035A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102057269B (zh
Inventor
马克·戴维森
简·莱塞纳
彼得·德格鲁特
泽维尔·科洛纳德莱加
莱斯利·L·德克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zygo Corp
Original Assignee
Zygo Corp
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 Zygo Corp filed Critical Zygo Corp
Publication of CN102057269A publication Critical patent/CN102057269A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102057269B publication Critical patent/CN102057269B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/0209Low-coherence interferometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02001Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02007Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02001Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/0201Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal phase variation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02015Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02027Two or more interferometric channels or interferometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02034Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
    • G01B9/02038Shaping the wavefront, e.g. generating a spherical wavefront
    • G01B9/02039Shaping the wavefront, e.g. generating a spherical wavefront by matching the wavefront with a particular object surface shape
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056Passive reduction of errors
    • G01B9/02057Passive reduction of errors by using common path configuration, i.e. reference and object path almost entirely overlapping
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02062Active error reduction, i.e. varying with time
    • G01B9/02067Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
    • G01B9/02068Auto-alignment of optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02076Caused by motion
    • G01B9/02077Caused by motion of the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/45Multiple detectors for detecting interferometer signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/70Using polarization in the interferometer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making

Abstract

一种设备包括宽带扫描干涉测量系统,该系统包括光学部件,用以结合来自测试物的测试光和参考光,而在探测器上形成干涉图案。该设备还包括配置为扫描从共用光源至探测器的、所述测试光和参考光之间的光程差(OPD)的台,以及包括探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的干涉图案,每一个光程差增量的频率定义帧频。光学部件被配置以产生至少二个监测干涉测量信号,当扫描光程差时,干涉测量信号的每一者表示光程差的变化,探测器系统被配置以纪录监测干涉测量信号。该设备包括处理器,被配置以对于大于所述帧频的频率的OPD增量,决定所述光程差增量对扰动灵敏度的信息。

Description

用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正
技术领域
本发明涉及干涉测量法(interferometry)。
背景技术
干涉测量技术(interferometric techniques)一般用以取得有关于测试物(test object)的信息,例如测测量试物的表面轮廓。为此,干涉测量仪(interferometer)将从所关注的表面反射回来的测量光(measurement light)与从参考面(reference surface)反射回来的参考光(reference light)结合以产生干涉谱(interferogram)。干涉谱中的条纹表示关注的表面和参考面之间的空间变化。
多种干涉技术已经成功地用于表征测试物。这些技术包括低相干扫描技术和相移干涉测量法(PSI)。
关于PSI,对于参考波前和测试波前之间的多个相移的每一者,记录光学干涉图案,用以产生一系列的光学干涉图案。举例而言,一系列的光学干涉图案至少跨越了光学干涉的一半周期(例如从建设性干涉至破坏性干涉)。对于光学干涉图案的每一个空间位置,光学干涉图案定义了一系列的强度值,其中每一系列的强度值都与相移之间都具有正弦关系,相位偏差(phase offset)等于对于该空间位置的结合后的测试波前和参考波前相差。使用数值(numerical)技术,每一个空间位置的相位偏差就能够由强度值的正弦关系求出,用以提供与参考面有关的测试物表面轮廓。这些数值方法通常称为相移算法。
PSI中的相移能够通过改变从测量表面至干涉测量仪与从参考面至干涉测量仪之间的相对光程长度被产生。举例而言,参考面能够相对于测量表面移动。或者,可通过改变测量光和参考光的波长,对于恒定且非零的光程差来产生相移。关于后者的申请已知为波长调整PSI,且例如在授予G.E.Sommargren的美国专利No.4,594,003中。
另一方面,在与相互干涉的测试光和参考光的相干长度可比较(例如,使得发生干涉条纹处具有至少某些相干包络线的调制)或大于其的范围内,低相干扫描技术扫描干涉测量仪的参考光与测量光程之间的光程差来为每一个相机像素(camera pixel)产生扫描式干涉测量信号,每一个相机像素被用来测量干涉谱。相较于PSI通常所使用的光相干长度和测量中扫描的OPD的范围,该光的相干长度是比较短的。举例而言,通过使用白光光源,可以产生低相干长度,这又称为扫描白光干涉测量法(SWLI)。典型的扫描白光干涉测量(SWLI)信号是接近零光程差位置的数个条纹。该信号典型通过具有铃形条纹对比度包络线的正弦载波调制(即“条纹”)来表征。低相干干涉测量法的传统构思利用条纹的局部化(localization)来测量表面轮廓。
低相干干涉测量处理技术包括两个主要的趋势。第一种方法是定位包络线的峰值(peak)或中心(center),假设这个位置对应于双光束干涉测量仪的零光程差,其中一个光束反射自物表面。第二种方法是将信号转换至频域(frequency domain)并计算相位相对于波长的变化速率,假设一个大致上线性的斜率正比于物位置。举例而言,请参考授予Peter de Groot的美国专利No.5,398,113。第二种方法称为频域分析(FDA)。
低相干扫描干涉测量处理技术用以测量具有复杂表面结构的物体的表面形貌和/或其他特性,所述物体例如薄膜、不相似材料的离散结构、或干涉显微镜的光学解析度无法解析的离散结构。这些测量有关于平板显示器元件的表征、半导体晶片的测量,以及原位薄膜或不相似材料分析。举例而言,请参考Peter de Groot等人的名为”Profiling Complex Surface Structures Using Scanning Interferometry”的美国专利公开No.US-2004-0189999-A1(公开日期:2004年9月30日),其内容通过引用合于此,以及Peter de Groot的为”Interferometry Method for Ellipsometry,Reflectometry,and Scatterometry Measurements,including Characterization of Thin Film Structures”的美国专利公开No.US-2004-0085544-A1(公开日期:2004年5月6日),其内容通过引用合于此。
发明内容
本公开总体涉及用以减少干涉测量中的不确定性的方法和系统。更具体而言,所述方法和系统用以减少可在低相干干涉测量中产生的误差,在测量期间的两个连续的探测器帧之间的实际光程差(OPD)增量背离理论(nominal)光程差增量时产生所述误差。这种误差来自如振动的源并且被称为“扫描误差”。
一种解决扫描误差问题的可能方法是表征或监测仪器的真正的扫描历史,并将这些信息用于信号的处理以校正这些信息。一种收集这些信息的方法是使用与干涉测量仪协作的激光位移测量干涉测量仪(DMI)。还一般地说,扫描历史能够使用监测干涉信号而被取得,监测干涉信号使用具有大于光程差扫描范围的相干长度的源来取得。虽然扫描历史的信息可以使用传统的PSI算法而从监测干涉信号被取得,但是申请人认为当振动频率高于干涉测量仪的探测器的帧频时,所述分析将无法取得扫描误差的信息。然而,在多个监测信号被取得且具有不同相位的情况,所述多个监测信号能够用来决定由这样的高频振动导致的扫描误差的信息。
因此,在低相干干涉测量数据的获取期间,本公开的系统同时在视场(FOV)中的几点收集干涉数据,干涉数据具有一个范围的相位偏差或干涉频率偏差,使用相同于低相干干涉测量数据获取时所用的干涉测量光学部件,但是采用操作于单一波长(或提供具有足够大的相干长度的光的波段)的分立的探测器或等效的探测装置。处理器根据监测干涉数据来决定扫描移动历史,监测干涉数据包括在一振动频率范围上的振动(包括低或高振动频率)。接着,在进行任何的处理之前,这个信息用来校正宽带的干涉测量数据。
普遍而言,本公开的方法和系统能够应用于将测试物成像至探测器的干涉显微镜(传统的成像),或是在探测器上的位置相应于测试物上的特定入射角的干涉显微镜(例如将显微镜的光瞳平面成像在探测器上)。这种后者的配置在此被称为光瞳平面的SWLI(PUPS)。举例而言,传统的成像系统提供测试物的表面特征的三维轮廓。在另一方面,PUPS则提供表面的小区域的详细的结构信息,包括多层膜厚度、折射率分析以及在测量范围中无法被光学解析的特征的尺寸。所述两种测量模式通常在视场中使用多探测器元件(例如摄影机)来收集数据,视场则涵盖了表面图像或光瞳平面图像。
在传统的成像或PUPS中,数据通常是在1/10秒至数秒内被取得的,并且所述两种测量模式都对数据获取时发生的机械振动敏感,其中扫描误差造成系统噪声的上升。
在使用PUPS测量无法被光学解析的特征中,系统的尺寸解析度反比于干涉测量频谱振幅的噪声,其中该噪声是振动和扫描误差的复杂函数。一般认为,若能降低因振动和扫描所造成的噪声,则PUPS工具的解析度会大幅地提升,随着特征尺寸的缩小,有助于PUPS系统跟上例如半导体工艺测量方法。
低相干干涉测量广泛地用于具有极差的环境控制的生产环境中,所述生产环境产生极大的振动噪声。由于需要在所述环境中使用先进的3D光学测量,所以亟需振动的解决方案,如本公开所披露的方法和系统。
在另一方面中,本方法包括在取得扫描误差的数据之后,校正低相干干涉测量数据的方法。当使用上述技术取得扫描误差信息时,其他方法也是可能的。举例而言,扫描误差的信息能够以多种方法取得,例如使用加速度计、接触探针、电容计、气压计、光学编码器和/或基于低相干干涉测量数据自身的解释的技术。
普遍而言,当取得扫描误差信息之后,该信息被用于进一步的数据处理,尽可能地产生接近未受扰动的系统的数据的数据。普遍而言,扫描误差的数据具有多种使用方式,用以改善扫描干涉测量的精度。
在一些实施例中,数据处理涉及频谱分析方法,所述方法使用扫描移动信息并取代数据处理链的一部分的传统的离散傅立叶算法。然而,频谱分析方法被广泛地应用于各种未均匀间隔取样的数据,并因此非仅限于本申请的一定类型。
在一些实施例中,算法始于产生一组基函数,基函数对应于以给定的不均匀增量取样的不同频率的纯振动信号。这些基函数表示失真的波。接下来,类似于使用常规的离散傅立叶转换(DFT)计算的均匀取样的数据集的结果,通过求解线性方程系统,发现该关注的信号的频谱分量,该关注的信号被分解为基函数。
求解线性方程系统可以通过矩阵求逆的方法而被计算,其中矩阵的列为基函数。接着,逆矩阵被乘上包括频谱分析后的数据的矢量。
当分析使用传统成像所获得的低相干干涉信号时,要注意的是,应该对所有的像素使用相同的逆矩阵。因此,频谱分析被简化为一个矩阵求逆以及P次将矩阵乘以矢量,其中P为像素个数。就计算成本而言,这种方法不比执行常规的DFT来的快,这是因为对于离散傅立叶转换(DFT)有高度优化的算法。
或者,所述方法能够当在干涉测量仪的视场的不同位置记录的信号具有不同(但已知)的取样增量时被使用。举例而言,在一些情况中,增量分布能够描述为干涉测量腔的偏转(tilt)扰动和活塞移动(piston)扰动的组合。
通过些许的改变,本方法能够补偿源(例如显微镜中的光源)强度波动的效应。基函数则是在已知取样位置被取样的纯振荡信号,其中每一个数值乘上一个正比于相应光源强度的因子,其在一独立的测量中是已知的。
在一些实施例中,使用复合参考物来决定有关于扫描误差的信息。复合参考物是具有至少二种参考界面的参考物。举例而言,参考界面为光学元件的表面、两种光学元件之间的界面、光学元件与涂层之间的界面或是光学元件的两种涂层之间的界面。主参考界面作为传统的参考界面,提供干涉测量系统中的参考光来检测物表面,例如表面高度或其他特征。普遍而言,由主参考界面产生的干涉条纹在主相机或其他类型的成像装置上是可见的,主相机或其他类型的成像装置连接到计算机或其他数据获取或处理设备。
当扫描干涉显微镜的光程差时,第二参考界面用提供信息,使得测试物相对于干涉显微镜的移动能够被监测。普遍而言,第二参考界面相对于主参考界面机械固定。换言之,在数据获取期间,第二参考界面关于主参考界面的相对位置和偏转是维持不变的。主参考界面和第二参考界面的效应是提供依赖视场的复有效反射率,在系统的视场中,复有效反射率至少在相位上是变化的。普遍而言,有效反射率被构建以有助于决定干涉成像的整体的或低空间频率的相位偏移。
在一些实施例中,复合参考物的第二参考界面的干涉结果是能够被第二相机(也称为监测相机)所见的,但却是无法被主相机所见,主相机仅能看到主参考界面反射与例如物体表面反射之间的干涉。
在一些实施例中,主参考界面和第二参考界面具有相对的倾斜,因而在倾斜的方向上产生相位骤变的有效反射率。
普遍而言,仅根据例如监测相机看到的第二参考界面的干涉结果的分析提供了有助于仅根据主相机看到的主参考界面的干涉效应的解释的信息。
为了分辨主参考界面和第二参考界面之间的干涉效果,监测相机能够操作于源频谱,该源频谱不同于主相机操作的频谱。举例而言,监测相机仅能看到频谱上窄带的光(例如单色光),而主相机则能够看到频谱上宽带的光。可替换的或附加的,监测相机可能看到与到达主相机的光的不同波长的光。
可替换的或附加的,第二参考界面能够被调整,而使其相对于主参考界面具有足够的角度或其他几何特性,从而其反射可以被分离以仅能被监测相机所探测。举例而言,从第二参考界面反射回来的光会沿着不入射主相机的路径传播。
在一些实施例中,扫描误差的信息是使用光纤基的DMI而被获得。光纤基DMI可以包括使用商用元件(例如通讯元件)而形成的简单小型的传感器。普遍而言,光纤基传感器系统可独立于干涉测量系统而被操作,并且可通过使用例如共用处理器而被同步,该共用处理器用以控制系统。独立的传感器可以使用例如共用光源和共用参考腔而被多路化。传感器的例子可包括提供照明、外差、光分布、光探测以及相位提取的元件。在一些实施例中,传感器系统的传感器被附加于干涉测量系统的不同部分,用以监测在测量过程中产生的各种扫描移动(自由度)。来自光纤基DMI的信息能够用于干涉测量系统(例如干涉显微镜)的自动聚焦。
本发明的各个方面总结如下。
普遍而言,在一方面中,本公开提供一种设备,其包括宽带扫描干涉测量系统,宽带扫描干涉测量系统包括干涉测量光学部件,用以结合来自一测试物的测试光和来自一参考物的参考光,而在探测器上形成干涉图案,其中测试光和参考光来自一共用光源。干涉测量系统还包括一扫描台,用以扫描从共用光源至探测器的、测试光和参考光之间的光程差,以及包括探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的干涉图案,其中每一个光程差增量的频率定义一帧频。干涉测量光学部件还用以产生至少二个监测干涉测量信号,当扫描光程差时,监测干涉测量信号的每一者表示光程差的变化,其中探测器系统还用以纪录监测干涉测量信号。该设备也包括一电子处理器,电子处理器电性耦接于探测器系统和扫描台,在大于所述帧频的频率,用以决定光程差增量对扰动灵敏度的信息。
本设备的实施例可包括一或多个以下特征和/或其他方面的特征。举例而言,扫描台可用以在大于共用光源的相干长度的范围中扫描光程差。扫描台可通过改变干涉测量光学部件相对于测试物的焦点来扫描光程差。扫描台可在不改变干涉测量光学部件相对于测试物的焦点的情况下来扫描光程差。扫描台可通过改变参考物相对于干涉测量光学部件的位置来扫描光程差。
在一些实施例中,干涉测量光学部件包括Mirau物镜或Linnik物镜。干涉测量光学部件将测试物成像至探测器。
干涉测量光学部件可定义光瞳平面并且用以将光瞳平面成像至探测器。扫描台可用以扫描光程差,其中光程差根据光瞳平面中的位置而变化,并且决定光程差增量的信息可包括考虑干涉图案的位置相关性。在一些实施例中,扫描台在不改变干涉测量光学部件相对于测试物的焦点的情况下来扫描光程差。
干涉测量光学部件可包括一光学元件,用以从输出光产生监测光,输出光是由干涉测量光学部件所提供的,其中输出光包括测试光和参考光。光学元件为分束器,用以将输出光的一部分导引至探测器,以及将输出光的另一部分导引至第二探测器,第二探测器用以纪录监测干涉测量信号。可替换地或附加地,光学元件包括频谱滤波器,用以将输出光的一部分导引至探测器系统,其中监测干涉测量信号是根据输出光的一部分而被探测的。输出光的该部分可为输出光的单色光部分。监测光可来自共用光源。监测光可相应于测试光和参考光的一频谱分量。干涉图案可相应于输出光的强度分布。监测光可来自一第二光源,该第二光源不同于共用光源。该监测光源的相干长度可大于共用光源的相干长度。
在一些实施例中,电子处理器通过将相应的正弦函数与至少二个监测干涉测量信号的每一者匹配,用以决定光程差增量的信息。监测干涉测量信号的每一者可包括多个取样数据点,所述取样数据点是在扫描光程差时使用探测器所取得的,将正弦函数与监测干涉测量信号匹配可包括对取样数据点作内插以提供一内插信号。将正弦函数与监测干涉测量信号匹配还可包括根据内插信号将理论干涉相位与每一个干涉测量信号相关联。决定光程差增量的信息还可包括根据相应的理论干涉相位来计算监测干涉测量信号的测量相位中的偏移。
至少二监测干涉测量信号可具有不同的干涉相位。至少二监测干涉测量信号可具有不同的频率。
在一些实施例中,第二探测器为多元件探测器,该多元件探测器可包括用以纪录所述至少二监测干涉测量信号的多个元件。
探测器系统包括分立于主探测器的第二探测器,第二探测器用以纪录至少二监测干涉测量信号。第二探测器为多元件探测器,用以使得每个元件纪录一相应的监测干涉测量信号。
电子处理器还可用以根据相应于干涉图案的主干涉信号来决定测试物的信息,干涉图案是使用探测器而被记录的。决定信息可包括根据光程差增量的信息来减少信息的不确定性。
普遍而言,在另一方面,本发明的方法包括提供提供低相干干涉测量信号,低相干干涉测量信号使用扫描干涉测量系统产生,其中使用干涉测量光学部件,将来自测试物的测试光和来自参考物的参考光结合以在一探测器上形成干涉图案,所述探测器用以纪录所述干涉图案,同时扫描所述测试光和参考光之间的一光程差,对于一系列的光程差增量的每个,所述扫描干涉测量系统产生所述低相干干涉测量信号,每一个所述光程差增量的频率定义一帧频。本方法还包括提供至少二监测干涉测量信号,监测干涉测量信号的每一者是由干涉测量光学部件所产生,当扫描光程差时,监测干涉测量信号的每一者表示光程差的变化。本方法还包括根据监测干涉测量信号,决定在大于帧频的频率时光程差增量对扰动灵敏度的信息。
本方法的实施例可包括一或多个以下特征和/或其他方面的特征。举例而言,测试光和参考光可产生自一共用光源,并且光程差是在大于共用光源的相干长度的范围被扫描的。扫描光程差可包括改变干涉测量光学部件相对于参考物的位置。提供低相干干涉测量信号可包括将测试物成像至探测器。
在一些实施例中,干涉测量光学部件定义光瞳平面,并且提供低相干干涉测量信号包括将光瞳平面成像至探测器。决定光程差增量的信息可包括考虑所述干涉图案的位置相关性。
提供至少二监测干涉测量信号可包括由干涉测量光学部件提供的输出光产生监测光,其中输出光包括测试光和参考光。监测光可使用探测器而被探测。监测光可使用第二探测器而被探测,第二探测器不同于用以纪录干涉图案的探测器。产生监测光可包括将输出光进行频谱滤光(spectrally filtering)。在一些实施例中,监测光产生自相同于测试光和参考光的光源。在一些实施例中,监测光产生自不同于测试光和参考光的光源。监测光源的相干长度可大于测试光和参考光源的相干长度。
决定光程差增量的信息可包括将一相应的正弦函数与所述至少二个监测干涉测量信号的每一者匹配。每一个监测干涉测量信号可包括多个取样数据点,并且将正弦函数与监测干涉测量信号匹配可包括对取样数据点作内插以提供一内插信号。将正弦函数与监测干涉测量信号匹配还可包括根据内插信号将理论干涉相位与每一个干涉测量信号相关联。绝对光程差增量的信息还可包括基于相应的理论干涉相位,计算监测干涉测量信号的所测量的相位的偏移。
至少二监测干涉测量信号可具有不同的干涉相位。至少二监测干涉测量信号可具有不同的频率。
本方法还可包括根据相应于干涉图案的主干涉测量信号来决定测试物的信息,干涉图案被记录在探测器中。决定信息可根据光程差增量的信息来减少信息的不确定性。
在另一方面中,本发明的工艺用以制造一显示面板,且包括:提供显示面板的元件;通过与前述方面讨论有关的方法或设备来决定元件的信息;以及使用该元件来制造显示面板。此元件可包括以一间隙相互间隔的一对基板,且所述信息包括间隙的信息。形成显示面板的步骤包括根据该信息调整间隙。形成显示面板可包括以一液晶材料填充间隙。
所述元件可包括一基板以及基板上的抗蚀剂层。所述信息包括抗蚀剂层厚度的信息。抗蚀剂层可为图案化层,并且信息可包括图案化层的一特征的尺寸误差或重叠误差。形成显示器的步骤可包括蚀刻抗蚀剂层下的一层材料。
所述元件包括一基板,且基板包括间隔物。所述信息可包括间隔物的信息。形成显示器可包括根据信息修正间隔物。
普遍而言,在另一方面,本发明的方法包括提供测试物的一或多个干涉测量信号,其中干涉测量信号相应于一系列的光程差值,一系列的光程差值因为噪声而未等间距。本方法还包括提供有关于一系列光程差值的未等间距的信息;将每一个干涉测量信号分解为来自多个基函数的贡献,每一个基函数相应于不同的频率并且以未等间距的光程差值所取样;以及使用多个基函数的每一者对每一个干涉测量信号的贡献的信息来决定测试物的信息。
本方法的实施例可包括一或多个以下特征和/或其他方面的特征。将每一个干涉测量信号分解为每个基函数的贡献可包括干涉测量信号的基函数的每一者的振幅和相位的信息。每一个基函数可以未等间距的光程差值所取样的正弦基函数。所述分解可为一线性分解。
一或多个干涉测量信号可包括相应于测试物的不同位置的多个干涉测量信号。一或多个干涉测量信号可包括相应于一物镜的光瞳平面的不同位置的多个干涉测量信号,该物镜用以照射测试物以产生干涉测量信号。每一个干涉测量信号可被分解为来自相同多个基函数的贡献。
每一个干涉测量信号可相应于干涉测量信号强度值,干涉强度值是当来自测试物的测试光和参考光在一探测器中结合时所测量到的,其中测试光和参考光来自一共用光源,并且光程差是从共用光源至探测器的、测试光和参考光之间的光程差。
多个基函数可包括非正交的基函数。多个基函数可为线性独立的基函数。
分解干涉测量信号可包括形成一矩阵,矩阵的每一列相应于一基函数;求出矩阵的逆矩阵;以及将逆矩阵应用于每一个干涉测量信号。每一个基函数的矩阵的单元数目大于基函数的数目。
每一个干涉测量信号可相应于干涉测量信号强度值,对于不同的OPD值的每个,干涉强度值是当来自测试物的测试光和参考光在一探测器中结合时所测量到的,其中测试光和参考光来自一共用光源,并且每一个基函数可考虑测量后的所述干涉强度值相对于理论值的变化,所述理论值相应于没有误差的干涉测量信号。该变化起因于光源的强度水平的变化。变化起因于探测器的有限帧积分时间。
提供有关于一系列光程差值的未等间距的信息可包括产生表示光程差变化的至少一监测干涉测量信号,其中相应于所述光程差值的序列的所述监测信号被获得时,产生所述监测信号。未等间距的所述光程差值的序列的信息可包括产生多个监测信号。监测干涉测量信号可使用相同的干涉测量光学部件而产生,该干涉测量光学部件用以产生相应于一系列光程差值的干涉测量信号。
使用信息可包括根据每一个多个基函数对每一个所述干涉测量信号的贡献的信息来构建校正后的干涉测量信号;以及根据校正后的干涉测量信号来决定所述测试物的信息。
有关于一系列光程差值的未等间距的信息可通过使用传感器产生,该传感器比如位移测量干涉测量仪、加速度计、接触探针、电容计、气压计以及光学编码器。
在另一方面,本发明的工艺用以制造一显示面板,其包括:提供显示面板的元件;通过与前述方面讨论有关的方法或下述讨论的设备来决定元件的信息;以及使用元件来形成显示面板。所述元件可包括以一间隙相互间隔的一对基板且所述信息可包括间隙的信息。形成显示面板可包括根据信息调整间隙。形成显示面板可包括以一液晶材料填充间隙。
所述元件可包括基板以及基板上的抗蚀剂层。所述信息可包括抗蚀剂层厚度的信息。抗蚀剂层可为图案化层,并且信息可包括图案化层的一特征的尺寸误差或重叠误差。形成显示器可包括蚀刻抗蚀剂层下的一层材料。
所述元件可包括一基板,且基板包括间隔物,所述信息可包括间隔物的信息。形成显示器可包括根据信息来修正间隔物。
普遍而言,在另一方面,本发明的设备包括干涉测量系统,其包括干涉测量光学部件,用以结合来自测试物的测试光和来自参考物的参考光,而在探测器上形成干涉图案,其中所述测试光和参考光来自一共用光源。干涉测量系统还包括扫描台,用以扫描从共用光源至探测器的、测试光和参考光之间的光程差;以及包括所述探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的干涉图案,由此提供一或多个干涉测量信号;以及电子处理器,耦接于探测器系统,根据所述一或多个干涉测量信号来决定测试物的信息。一系列的光程差增量值因为噪声而未被彼此等间距,并且电子处理器通过将每一个干涉测量信号分解为来自多个基函数的贡献来决定测试物的信息,每一个基函数对应于不同的频率并且以以未等间距的光程差值所取样。
本设备的实施例可包括一或多个以下特征和/或其他方面的特征。举例而言,干涉测量光学部件可将测试物成像至探测器。干涉测量光学部件可定义一光瞳平面并且将光瞳平面成像至探测器。干涉测量仪可是干涉显微镜的一部分。扫描台可用以在大于共用光源的相干长度的范围扫描光程差。
在一些实施例中,本设备还包括与电子处理器通讯的传感器,该传感器提供未等间距的光程差增量的信息至电子处理器。传感器可使用干涉测量光学部件来导引监测光束从测试物反射。传感器可为位移测量干涉测量仪、加速度计、接触探针、电容计、气压计或光学编码器。在一些实施例中,传感器用以从输入辐射导出第一波前和第二波前,并且结合所述第一和第二波前来提供输出辐射,所述输出辐射包括所述第一和第二波前的路径之间的光程差的信息,所述传感器包括设置于所述第一波前的路径中的反射元件,所述反射元件被安装于所述物镜或所述台上,以及光纤波导用以将所述输入辐射传送至所述传感器,或将所述输出辐射从所述传感器传送至传感器探测器。
普遍而言,在另一方面,本发明的设备包括扫描干涉测量系统,该扫描干涉测量系统包括干涉测量光学部件,用以在照射角的一范围上将测试光导引至测试物,并且将从测试物反射回来的测试光与来自参考物的参考光结合,用以在多元件探测器中形成干涉图案,其中测试光和参考光来自一共用光源,并且干涉测量光学部件将结合后的光的至少一部分导引至探测器,使得探测器的不同元件相应于测试光照射测试物的不同照射角。干涉测量系统还包括扫描台,用以扫描从共用光源至探测器的、测试光和参考光之间的光程差,以及包括探测器的一探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的干涉图案,干涉测量光学部件还用以产生至少一个监测干涉测量信号,当扫描光程差时,该监测干涉测量信号表示光程差的变化,以及电子处理器电性耦接于探测器系统和扫描台,用以决定光程差增量对扰动灵敏度的信息。
本设备的实施例可包括以下特征和/或其他方面的一或多个特征。举例而言,干涉测量光学部件可定义一光瞳平面并且将光瞳平面成像至探测器。扫描干涉测量系统是宽带的扫描干涉测量系统。扫描台可用以在大于或小于共用光源的相干长度的范围扫描光程差。当扫描光程差时,扫描干涉测量系统还可用以产生至少二监测干涉测量信号,每一个监测干涉测量信号表示光程差的变化。每一个光程差增量的频率定义一帧频,并且电子处理器可用以决定在大于所述帧频的频率时所述光程差增量对扰动灵敏度的信息。扫描干涉测量系统可使用干涉光学部件来产生至少一监测干涉测量信号。
普遍而言,在另一方面中,本公开的设备包括一干涉显微镜,干涉显微镜包括物镜以及相对物镜而可移动的台。本设备也包括一传感器,传感器用以从输入辐射导出第一波前和第二波前,并且结合所述第一和第二波前来提供输出辐射,所述输出辐射包括所述第一和第二波前的路径之间的光程差的信息,所述传感器包括设置于所述第一波前的路径中的反射元件,所述反射元件被安装于所述物镜或所述台上。该设备包括光纤波导,用以将所述输入辐射传送至所述传感器,或将所述输出辐射从所述传感器传送至对应的探测器;以及电子处理器,用以根据传感器的信息来监测所述台相对于物镜的位移。
本设备的实施例可包括以下特征和/或其他方面的一或多个特征。举例而言,干涉显微镜可为低相干干涉扫描干涉显微镜。干涉显微镜可包括干涉测量光学部件以及探测器,该干涉测量光学部件用以将设置于所述台上的测试物成像至探测器。干涉显微镜可包括干涉测量光学部件以及探测器,其中干涉测量光学部件定义光瞳平面且用以将光瞳平面成像至探测器。
物镜可为Mirau物镜或Linnik物镜。
在另一方面中,本发明的干涉测量系统包括探测器子系统、扫描台以及电子处理器。探测器子系统包括监测探测器以及干涉测量光学部件,干涉测量光学部件将来自测试物的测试光与来自第一参考界面的主参考光和来自第二参考界面的第二参考光结合,用以在监测探测器中形成监测干涉图案,其中第一和第二参考界面相对于彼此机械固定。当探测器子系统纪录一系列的光程差的每一者的监测干涉测量图案时,扫描台用以扫描至监测探测器的、测试光与主参考光和第二参考光之间的光程差。电子处理器电性耦接于探测器子系统与扫描台,电子处理器用以根据探测到的监测干涉图案来决定光程差增量的信息。
本干涉测量系统的实施例可包括以下特征和/或其他方面的一或多个特征。举例而言,探测器子系统包括主探测器以及干涉测量光学部件,干涉测量光学部件将测试光和第一参考光结合,用以在主探测器上形成主干涉图案,主干涉图案不同于监测干涉图案。电子处理器可用以根据探测到的主干涉图案来决定测试物的信息。决定测试物的信息可包括根据光程差增量的信息来减少因干涉测量系统中的振动所导致的测试物的信息的不确定性。
干涉测量光学部件可被配置使得主探测器无法接收第二参考光。干涉测量光学部件包括孔径光阑,用以将测试光和主参考光传送至主探测器,但是阻挡第二参考光到主探测器。干涉测量光学部件可包括波长滤波器,用以将测试光和主参考光传送至主探测器,但是阻挡第二参考光到主探测器。
监测探测器可为多元件探测器,并且第一和第二参考界面可被配置使得主参考光和第二参考光之间的相对相差在多元件探测器的视场中变化。
第一和第二参考界面可被排布使得主参考光和第二参考光沿着在监测探测器的非平行路径传播。第一和第二参考界面可为表面。第一和第二参考界面可对应于共用光学元件的相对表面。共用光学元件可为光楔(wedge)。第一和第二参考界面可对应于不同光学元件的表面。
第二参考界面可为平面界面。举例而言,主参考界面为平面界面。在一些实施例中,主参考界面为非平界面。非平面的界面可为球面。主参考界面可为非球界面。
干涉测量光学部件定义一光轴,且第一和第二参考界面相对于该光轴以不同角度取向。
干涉测量系统可包括一照明子系统,用以产生测试光、主参考光以及第二参考光。照明子系统可包括共用光源,用以产生测试光、主参考光以及第二参考光。在一些实施例中,共用光源为宽带光源。照明子系统可包括主光源以及监测光源,主光源用以提供测试光和主参考光,监测光源用以提供第二参考光。主光源可为宽带光源。监测光源可为窄带光源(例如单色光源)。
照明子系统可包括光源以及扫描台,光源用以提供至少测试光与主参考光,扫描台用以在大于光源的相干长度的范围扫描光程差。照明子系统可包括光源以及扫描台,光源用以提供至少测试光与主参考光,扫描台用以在小于光源的相干长度的范围扫描光程差。
干涉测量光学部件可将测试物成像至探测器子系统中的多元件探测器。干涉测量光学部件可定义一光瞳,并且干涉测量光学部件可将光瞳成像至探测器子系统中的多元件探测器。多元件探测器可为监测探测器。
干涉测量光学部件可被设置为Fizeau干涉测量仪、Linnik干涉测量仪或Mirau干涉测量仪。
普遍而言,在另一方面中,本发明的方法包括将来自测试物的测试光与来自第一参考界面的主参考光和来自第二参考界面的第二参考光结合,用以在监测探测器上形成第一监测干涉图案,其中第一和第二参考界面相对于彼此机械式固定;扫描至监测探测器的、测试光与主参考光和第二参考光之间的光程差;纪录一系列的光程差增量的每一者的监测干涉图案;以及根据探测到的监测干涉图案来决定光程差增量的信息。本方法的实施例可包括其他方面的特征。
普遍而言,在另一方面中,本发明的干涉测量系统包括干涉测量光学部件以及电子处理器。干涉测量光学部件将来自测试物的测试光与来自第一参考界面的主参考光和来自第二参考界面的第二参考光结合,用以在监测探测器上形成第一干涉图案,干涉测量光学部件也将测试光与主参考光结合,用以在主探测器上形成第二干涉图案,其中第一和第二参考界面相对于彼此机械式固定。电子处理器电耦接于主探测器和监测探测器,电子处理器根据第二干涉图案来决定测试物的信息,并且决定测试物的信息包括根据第一干涉图案的信息来减少由于干涉测量系统中的振动所导致的测试物的信息的不确定性。本干涉测量系统的实施例可包括其他方面的特征。
普遍而言,在另一方面中,本发明的方法包括将来自测试物的测试光与来自第一参考界面的主参考光和来自第二参考界面的第二参考光结合,用以在监测探测器中形成第一干涉图案;将测试光与主参考光结合,用以在主探测器上形成第二干涉图案,其中第一和第二参考界面相对于彼此机械式固定;以及根据第二干涉图案来决定测试物的信息,其中决定测试物的信息包括根据第一干涉图案的信息来减少由于干涉测量系统中的振动所导致的测试物的信息的不确定性。本干涉测量系统的实施例可包括其他方面的特征。
普遍而言,在另一方面中,本发明的设备包括显微镜以及传感器系统。所述显微镜包括物镜和用以将测试物相对于物镜定位的台,所述台相对于该物镜可移动。传感器系统包括传感器光源、干涉传感器、光纤波导、可调整光学腔以及电子控制器。干涉传感器接收来自传感器光源的光,产生光的第一部分和第二部分之间的光程差,光程差有关于物镜和台之间的距离;以及将光的第一部分和第二部分结合来提供输出光。探测器探测来自干涉传感器的光。光纤波导在传感器光源、干涉传感器与传感器之间引导光。可调整光学腔在从传感器光源至干涉传感器的光路中。电子控制器与探测器通讯,根据所探测到的输出光来决定光程差相关的信息。
本设备的实施例可包括以下特征和/或其他方面的特征的一个或多个特征。举例而言,电子控制器可根据信息来调整显微镜的焦点。显微镜可为干涉显微镜。干涉显微镜为扫描白光干涉测量(SWLI)显微镜。干涉显微镜为光瞳平面SWLI显微镜。物镜可是Mirau物镜、Linnik物镜或Michelson物镜。干涉显微镜可通过用测试光照射测试物并将测试光与来自参考物的参考光结合,以在探测器上形成干涉图案,用以决定设置在台上的测试物的信息,其中测试光和参考光来自共用光源,并且本设备可根据与传感器光程差有关的已决定的信息来减少因扫描误差所导致的测试物的信息的不确定性。
在一些实施例中,传感器系统包括一或多个额外的干涉传感器,每一个额外的干涉传感器接收来自传感器光源的光。每一个干涉传感器可产生其相应光在两个分量间的光程差,每一个光程差有关于物镜和台间沿着一相应轴的相应位移。电子控制器可根据决定至少二个干涉传感器的有关于相应光程差的步骤来决定台相对于物镜的倾斜的信息。传感器系统可包括一或多个额外的探测器,每一个探测器从相应的干涉传感器接收输出光。每一个额外的干涉传感器通过相应的光纤波导可从传感器光源接收光并将输出光导引至其相应的传感器。可调整光学腔可在从传感器光源至每个干涉传感器的光路中。
干涉传感器可包括透镜,该透镜接收离开光纤波导的光并将光聚焦至腰部。透镜可是渐变折射率透镜。该透镜可被附加于该物镜。或者,该透镜可被附加于台。在一些实施例中,光纤波导是具有热膨胀芯的光纤。
显微镜可包括显微镜光源以及物镜,物镜包括一或多个光学元件。显微镜将来自显微镜光源的光引导到测试物,并且一或多个光学元件收集来自测试物的光,并且干涉传感器可通过物镜的一或多个光学元件而将光导引至台。
传感器光源可为宽带光源。传感器光源可在波长从900nm至1,600nm具有峰值强度。传感器光源的半宽高可在50nm或以下。传感器光源的相干长度可在约100微米或以下。
可调整光学腔可包括光的两个光路,每一个路径包括光纤延伸模块。传感器光源和探测器可在一个壳体中,壳体与显微镜分隔开来。
所述信息可是物镜透镜和台之间沿着轴的位移的信息。显微镜可扫描平行于所述轴的台。所述信息可是物镜透镜和台之间的绝对位移的信息。或者,信息可是物镜透镜和台之间的相对距离的信息。
显微镜可包括显微镜光源,显微镜可将来自显微镜光源的光引导至位于台上的测试物,其中显微镜光源峰值强度的波长约为100nm或更大,根据探测器光源的峰值强度的波长。显微镜光源峰值强度的波长范围可从300nm至700nm,并且探测器光源的峰值强度的波长范围为900nm至1,600nm。
普遍而言,在另一方面中,本发明的设备包括成像干涉测量仪以及传感器系统。成像干涉测量仪包括一或多个光学元件以及台,该台用以将测试物相对于一或多个光学元件定位,台相对于一或多个光学元件可移动。传感器系统包括传感器光源、干涉传感器、光纤波导、可调整光学腔以及电子控制器。干涉传感器接收来自传感器光源的光,产生光的第一部分和第二部分之间的光程差,光程差有关于一个或多个光学元件和台之间的距离;以及将光的第一部分和第二部分结合来提供输出光。探测器探测来自该干涉传感器的输出光。可调整光学腔在从传感器光源至干涉传感器的光路中。电子控制器与探测器通讯,用以根据所探测到的输出光来决定光程差相关的信息。
本设备的实施例可包括以下特征和/或其他方面的特征的一个或多个特征。举例而言,成像干涉测量仪可为干涉显微镜。成像干涉测量仪可为SWLI干涉测量仪或PUPS干涉测量仪。
普遍而言,在另一方面中,本发明的设备包括成像干涉测量仪以及传感器系统。成像干涉测量仪包括一或多个光学元件以及台,台用以将测试物相对于一或多个光学元件定位,台相对于一或多个光学元件而可移动。传感器系统包括传感器光源、多个干涉传感器、多探测器、可调整光学腔以及电子控制器。每一个干涉传感器接收来自传感器光源的光,产生光的相应的第一部分和相应的第二部分之间的光程差,每一个光程差有关于一或多个光学元件和台之间的相应距离;以及将光的第一部分和第二部分结合来提供相应的输出光。每一个探测器探测来自相应干涉传感器的光。可调整光学腔在从传感器光源至干涉传感器的光路中。电子控制器与探测器通讯,用以根据来自每一个干涉传感器所探测到的输出光来决定光程差相关的信息。本设备的实施例可包括其他方面的一或多种特征。
普遍而言,在另一方面中,本发明的设备包括显微镜以及传感器系统。显微镜包括物镜以及台,台用以将测试物相对于物镜定位,台相对于物镜而可移动。传感器系统包括传感器光源、多个干涉传感器、多个探测器、可调整光学腔以及电子控制器。每一个干涉传感器接收来自传感器光源的光;产生光的相应的第一部分和相应的第二部分之间的光程差,每一个光程差有关于物镜和台之间的相应距离;以及将光的相应的第一部分和第二部分结合来提供相应的输出光。每一个探测器探测来自相应干涉传感器的光。可调整光学腔在从传感器光源至干涉传感器的光路中。电子控制器与探测器通讯,用以根据来自每一个干涉传感器所探测到的输出光来决定光程差相关的信息。本设备的实施例可包括其他方面的一或多种特征。
一些参考文献通过引用被引入本申请。当与所述参考文献冲突时,当以本申请为准。
所述一或多个实施例的细节将如所附图示与以下说明书中阐述。根据说明书和所附图示以及权利要求,其他特征和优点是显见的。
附图说明
图1为包括干涉显微镜的低相干干涉测量系统的一实施例的示意图。
图2为探测器的视场中的干涉图案的图示。
图3为显示低相干干涉测量信号的强度相对于光程差的曲线。
图4为显示监测信号的强度相对于光程差的曲线。
图5为在一次扫描期间,测试物相对位移作为时间函数的曲线,显示扫描误差的效应。
图6为显示系统对扫描误差的灵敏度作为振动频率的函数的曲线。
图7为包括干涉显微镜的低相干干涉测量系统的一实施例的示意图。
图8为示出像平面内与光瞳平面的光之间关系的示意图。
图9包括干涉显微镜的低相干干涉测量系统的一实施例的示意图。
图10为包括干涉显微镜的低相干干涉测量系统的一实施例的示意图。
图11为J矩阵方法的流程图。
图12A和图12B是J矩阵方法的流程图。
图13A至图13E为将J矩阵方法与DFT方法作比较的数值实验的曲线。
图14A至图14E为将J矩阵方法与DFT方法作比较的数值实验的曲线。
图15A至图15E为将J矩阵方法与DFT方法作比较的数值实验的曲线。
图16A和图16B为说明J矩阵方法的数值实验的曲线。
图17A至图17C为说明J矩阵方法的数值实验的曲线。
图18为数值实验的干涉测量信号的曲线。
图19为具有复合参考物的干涉测量系统的一实施例的示意图。
图20为仅根据复合式参考物的强度反射率的模拟图像。
图21A显示图20的图像的强度反射率的曲线。
图21B显示图20的图像的相位变化的曲线。
图22是根据复合参考面和用监测相机探测到的测试物的模拟强度反射率图像。
图23是根据复合参考面和用主探测器探测到的测试物的模拟强度反射率图像。
图24A显示图22的图像的强度反射率的曲线。
图24B显示图22的图像的相位变化的曲线。
图25A显示图23的图像的强度反射率的曲线。
图25B显示图23的图像的相位变化的曲线。
图26是具有复合表面的干涉测量系统的数据处理的流程图。
图27是具有复合参考面的干涉测量系统的实施例的示意图。
图28是图8的干涉测量系统的实施例的示意图,包括光束导引系统。
图29是具有复合参考面干涉测量系统的实施例的示意图。
图30是具有复合参考面干涉测量系统的实施例的示意图。
图31是具有复合参考面干涉测量系统的实施例的示意图。
图32是低相干干涉测量系统的实施例的示意图,包括干涉显微镜以及激光位移干涉测量仪。
图33是组合后的设备的实施例的示意图,包括传感器系统以及干涉测量系统。
图34是传感器的实施例的示意图。
图35是参考腔的示图。
图36是组合后的设备的操作的流程图,该设备包括传感器系统以及一干涉测量系统。
图37是组合后的设备的自动聚焦模式的示意图,包括传感器系统以及干涉测量系统。
图38是组合后的设备的移动监测模式的示意图,包括传感器系统以及干涉测量系统。
图39图是显示Mirau物镜和两个传感器的组合的示意图。
图40是显示Michelson物镜和一个传感器的组合的示意图。
图41是显示Linnik物镜和两个传感器的组合的示意图。
图42A是显示一物镜和一传感器的配置的示意图。
图42B是显示一物镜和一传感器的配置的示意图。
图42C是显示一个物镜和一个传感器的配置的示意图。
图43A是显示Michelson物镜和两个传感器的组合的示意图。
图43B是显示Michelson物镜和两个传感器的组合的示意图。
图43C是显示Linnik物镜和一个传感器的组合的示意图。
图43D是显示Linnik物镜和一个传感器的组合的示意图。
图44A是显示Michelson物镜和一个传感器的组合的示意图。
图44B是显示Linnik物镜和一个传感器的组合的示意图。
图45A是显示Michelson物镜和两个传感器的组合的示意图。
图45B是显示Linnik物镜和两个传感器的组合的示意图。
图45C是显示Linnik物镜和三个传感器的组合的示意图。
图46是显示物镜和具有传感器的扫描器的配置的示意图。
图47是显示具有传感器的物镜以及分立的参考镜的配置的示意图。
图48A是显示具有两个传感器的转台物镜以及两物镜的配置的示意图。
图48B是显示具有一个传感器的转台物镜以及两物镜的配置的示意图。
图49A是膜结构的示例性装置的示意图,由基板上沉积的铜特征上沉积电介质形成。
图49B是图49A所示的装置在进行化学机械处理之后的示意图。
图50A是物体的俯视示意图,物体包括基板(例如晶片,和覆盖层,如抗蚀剂层)。
图50B是物体的侧视示意图。
图51A是适用于焊料凸块工艺的结构的示意图。
图51B是图51A的结构在焊料凸块工艺之后的示意图。
图52A是LCD面板的示意图,LCD面板由数层所构成。
图52B是制造LCD面板的各种步骤的流程图。
图52C是LCD面板的检查站的实施例的示意图,检查站包括干涉传感器。
在多种示图中的相似的参考符号表示相似的元件。
具体实施方式
参考图1,低相干干涉测量系统100包括干涉显微镜110,干涉显微镜110用以研究测试物175。干涉显微镜110是与通用型的计算机192作通讯,计算机192用以分析来自干涉显微镜110的数据信号,以便提供关于测试物175的信息。笛卡尔座标(Cartesian coordinate)系统被提供来作为参考座标。
干涉显微镜110包括干涉物镜167和分束器170,分束器170将来自干涉显微镜110的光源子系统的照明光经由干涉物镜167反射至测试物175,并将从测试物175反射的照明光束传送至探测器子系统以供后续的探测。干涉物镜167是Mirau型物镜并且包括物镜透镜177、分束器179以及参考面181。
光源子系统包括主光源163、第二光源197、以及光束结合器164,光束结合器164将来自主光源163和第二光源197的光结合之后,再将结合后的光经由中继光学部件169和171导引至分束器170。如同稍后的详细说明,主光源163提供低相干的光以进行低相干干涉测量,而第二光源197提供具有较长的相干长度的光,用以在扫描期间监测扫描历史。
主光源163是空间扩展宽带(spatially-extended broadband)光源,提供具有宽带的波长范围的照明光束(例如具有半高全宽(FWHM)超过50nm的发射光谱,或是优选超过100nm)。举例而言,主光源163可是白光发光二极管、卤素灯的灯丝、弧光灯(例如氙弧灯),或是被称为超连续光源的光源,超连续光源利用光学材料的非线性效应来产生非常宽带的光源光谱(例如FWHM在约200nm或以上的光谱)。
第二光源197的相干长度大于主光源163的相干长度。在一些实施例中,第二光源197是高相干的光源,例如单模激光光源。光源197是单色光源。
探测器子系统也包括强度监测器161,耦接于主光源163。监测器161提供主光源163的强度信息,使得系统100考虑该强度的波动。
探测器子系统包括主探测器191、第二探测器199,以及分束器198,被配置以将来自干涉物镜167的光导引至主探测器和第二探测器。主探测器191和第二探测器199都是多元件探测器(例如多元件CCD或CMOS探测器)。可选地,探测器子系统包括带通滤波器101,带通滤波器101将射入第二探测器199的光加以滤波,使得只有来自第二光源197的光能够到达第二探测器199。
在系统100的操作期间,主光源163提供输入光165,经由中继光学部件169和171和分束器170至干涉物镜167。来自第二光源197的光通过光束结合器164而与输入光165结合。物镜167和中继光学部件189将从测试物175反射的光183和187导引至探测器191上,在探测器191的视场(FOV)中形成测试物175的图像。分束器198也将来自物镜167的部分的光导引至第二探测器199。要注意的是,边缘光线以183表示,主光线以187表示。
分束器179导引部分的光(以光线185表示)至参考面181,并且将从参考面181反射的光与从测试物反射的光线185重新结合。在探测器191,从测试物175反射的光(称为测试光)与从参考面181反射的光(称为参考光)的结合光在探测器191上形成光学干涉图案。因为干涉显微镜100用于传统成像,所以光学干涉图案(又称为干涉谱或干涉图像)对应于测试物表面的图像。
干涉显微镜110也包括驱动器193,驱动器193控制干涉物镜167相对于测试物175的位置。举例而言,驱动器193可以是耦接于干涉物镜167的压电换能器,用以调整测试物175和干涉物镜167之间在Z方向的距离。这种类型的测试物175和干涉物镜167之间的相对移动被称为焦点扫描,因为其所扫描的是干涉物镜167的焦平面相对于测试物175的位置。
在操作期间,驱动器193相对于测试物175扫描干涉物镜,由此改变测试光和参考光之间的OPD,在每个探测器元件产生干涉测量信号。驱动器193通过连接线195连接于计算机192,其中计算机192可控制数据获取期间的扫描速度。附加地或者替换地,驱动器193可提供扫描移动的信息(例如预期的扫描增量)至计算机192。
图2显示对于单一扫描位置,探测器191的典型的光学干涉图案,显示有关于测试物在X和Y方向的表面高度调制的干涉条纹。光学干涉图案在探测器191上的强度值由探测器191的不同元件所测量,并且被提供至计算机192的微电子处理器以进行分析。每一个探测器元件在帧频(例如约30Hz或以上、约50Hz或以上、约100Hz或以上)下取得光强度数据,在扫描期间帧频通常不变。强度值形成低相干干涉信号,强度值由探测器元件测量的并且与测试光和参考光之间的OPD值序列相关。
图3显示对于探测器191的单一元件,探测到的强度(Ii)作为扫描位置的函数的曲线。该曲线显示在测试光和参考光的零OPD位置的典型的低相干干涉信号,具有被高斯包络线调制的正弦干涉条纹。高斯包络线的宽度取决于主光源163的相干长度。OPD扫描长于光源的相干长度。
当主探测器191取得低相干干涉信号时,第二探测器199根据来自第二光源197的相干光来取得干涉信号。图4显示第二探测器199的单一像素的这样的干涉信号作为扫描位置Z的函数的曲线。使用第二探测器199所取得的干涉信号称为监测信号。
典型的,OPD以恒定速度扫描,并且数据点是以等时距取得。理论上来说,每一个数据点是在OPD的等位移增量的情况下所取得的。然而,虽然扫描通常被假设是恒定速度进行的,但是由于机械的缺陷或移动的干扰振动,所以扫描移动经常相对于线性移动偏移。因此,取得的干涉测量信号可包括有关于非均匀扫描的误差,这造成实际扫描位置从与测量的强度值相关的理论扫描位置的偏移。
这种误差称为“扫描误差”,如图5的曲线图示。图5显示z为时间的函数的曲线,其中z为测试物175和干涉物镜167之间的相对位移。本质而言,z对应于测试光和参考光之间的OPD。图5显示代表恒定速度扫描的一直线。显示了4个取样时间(t1-t4)。在不发生扫描误差的情况下,测试物的位置z会位于直线上。然而,扫描误差造成在取样时,测试物的该理论位置和实际位置之间的偏移,使得测试物的实际位置偏离了直线,如曲线图中的的数据点所示。在每一个取样时,扫描误差的大小被显示为εi,其中i=1…4。
普遍而言,使用系统100进行测量相对于扫描误差的灵敏度根据扫描误差源的频率而变化。举例而言,系统灵敏度可根据系统的振动频率而变化。举例而言,如图6所示,对于低相干系统而言,对于振动的相对灵敏度Sv被绘制为振动频率fvib的函数,该系统的操作参数为:平均波长为570nm、FWHM为200nm、低NA物镜、取样扫描间距为71.5nm,且主探测器的帧频为100Hz。当频率在20-30Hz和70-80Hz时,灵敏度很低,当在那些频带之间时,灵敏度相对较高。对于SWLI而言,典型的条纹载波频率约为25Hz,因此主探测器对每一个条纹每秒取样大致4次。一般认为,图6所示的频率小于25Hz的高灵敏度区域可有关于扫描速度的误差,而而大于25Hz的高灵敏度区域可有关于扫描增量中由振动所导致的失真。当获取数据时,失真会在相邻的扫描位置(例如逐记录的相机帧)之间快速地改变符号。普遍而言,本文所谓“低频”扫描误差源(例如低频振动)指的是小于或等于取得低相干干涉信号的探测器(例如主探测器191)的帧频的频率。“高频”扫描误差源(例如高频振动)指的是高于取得低相干干涉信号的探测器的帧频的频率。
为了减少使用系统100进行测量时的扫描误差的影响,计算机192使用来自监测信号的信息,监测信号使用第二探测器199取得,用以减少使用主探测器193来取得低相干信号的扫描误差的影响。因为监测信号基于相干光源(第二光源197),所以条纹在扫描长度上扩展并在整个扫描范围上提供相位信息(以及相应地相对位移信息)的解释。如同稍后的所讨论的,普遍而言,对于第二探测器199的FOV中的许多点的监测信号的分析允许决定扫描误差,此误差包括由振动造成的扫描误差,特别是在以上定义的高频区域中。
假设扫描后的监测信号相位在FOV中显示某些不同,该相位不同(即至少一些监测信号的不同的相位偏移)允许在可能逐扫描位置快速变化的扫描误差的解释中校正系统误差。因此,当被恰当分析时,所述特征使得能够精确地测量高频振动,其在没有提供相位不同的多个测量的情况下不能被正确地测量。对监测信号而言,提供图像点的大范围选择也适应于高度图案化的表面,例如半导体晶片。
因此,在计算机192已经决定扫描移动历史之后,例如,真正的(或至少较正确的)扫描移动就能够根据监测信号的解释而对于低相干信号而被决定。由主探测器191所收集的低相干数据的进一步处理(例如三次方样条内差法或其他算法)减少该数据中的扫描误差的影响。监测信号数据和低相干信号数据的数据分析如以下更详细地描述。
PUPS干涉测量系统
虽然前述讨论有关于将测试物成像至探测器的干涉显微镜,但是扫描误差校正也能用于其他配置。举例而言,在一些实施例中,干涉显微镜可将显微镜的光瞳平面成像于探测器。这种配置称为PUPS配置。这种操作模式可以是有用的,例如其可以用来决定测试表面上复反射率。
图7显示PUPS干涉测量系统200,其引入了与图1所示的系统100相关的在前描述的大量元件。然而,与系统100不同,系统200包括用于光瞳平面成像的管状透镜213和偏振器215,偏振器215设置于物镜透镜167和分束器170之间。在系统200中,光瞳平面217被成像至探测器191上。视场光阑219将样品照明限制为测试物175上的小区域。系统200取得数据的方式和如上所述的系统100取得数据的方式相同。
为了分析,电子计算机192将来自主探测器191的干涉测量信号转换至频域,并且提取主光源163的不同波长分量的相位和振幅信息。因为光源频谱可以是宽的,所以能够计算出许多独立的频谱分量。振幅和相位的数据直接相关于测试表面复反射率,其可以被分析以决定测试物的信息。
因为系统200的设置方式,主探测器191的每一个探测器元件对于特定入射角和偏振状态在多个波长提供测量(根据偏振器215)。因此,将探测器元件集涵盖一个范围的入射角、偏振状态、以及波长。
图8显示光在焦平面229(例如测试物)上和在光瞳平面217之间的关系。因为照明光瞳平面217的每一个光源点对于照射测试物的测试光产生平面波前,光瞳平面217中光源点的径向位置定义出照射光束相对于物法线之间的入射角。因此,距离光轴的给定距离r的所有光源点均对应固定的入射角θ,物镜透镜由此将测试光聚焦至测试物。具有数值孔径NA和对于透射光的最大径向距离为rmax的光瞳平面成像的管状透镜来说,在光瞳平面217上距离光轴OA的距离为r的点与焦平面229上的入射角θ的关系可以由sin(θ)=(r/rmax)NA给出。
光程长度扫描
关于图1和图6描述的前述实施例都是使用提供焦点扫描的Mirau物镜。然而,普遍而言,其他配置也是可行的。举例而言,包括Linnik物镜的干涉测量系统也可以被使用。这种系统如图9所示。具体而言,系统300包括干涉显微镜310,显微镜310将测试物175成像至主探测器191。系统300包括与图1所示的系统100相关的在前描述的大量元件。然而,系统300包括Linnik干涉物镜325,而非Mirau物镜,其中分束器379将来自分束器170的光,沿着该物镜的不同光臂,分成测试光和参考光。物镜325包括在测试光臂中的测试物镜327,以及在参考光臂中的参考物镜329。参考物381被设置于参考光臂中并且将参考光反射回分束器379。
参考物镜329和参考物381被安装在一组件中,然后通过驱动器331耦接至物镜325的其他元件。在操作期间,驱动器331通过相对于分束器379,移动参考光物镜329和参考面381来调整测试光和参考光之间的OPD。在扫描期间,参考物镜329和参考面381之间的光程长度保持不变。因此,测试光和参考光之间的OPD改变就与物焦无关。这种扫描模式称为“光程长度”扫描。在系统300中,在扫描期间,光程长度扫描增加Linnik配置的参考光臂中的准直空间的长度,而在测试光臂中该物则留在相同的焦点位置。
以Linnik物镜为特征的干涉测量系统也能够用于PUPS操作模式。举例而言,参考图10,系统400包括干涉显微镜410,用以将光瞳平面成像至主探测器191,且干涉显微镜410包括Linnik物镜325,如同上述的系统200。
普遍而言,当校正扫描误差时,扫描移动分析应该根据干涉测量系统的扫描模式(例如焦点或光程长度的扫描)和成像模式(例如物成像或PUPS)。举例而言,低相干信号中的载波条纹频率可根据系统的操作模式而改变。举例而言,对于以PUPS模式操作的Linnik干涉测量系统而言,光程长度的扫描模式使得对于光瞳平面图像中所有位置的条纹载波频率均相同。另一方面,对于以PUPS模式操作的Mirau干涉测量系统而言,焦点扫描(与OPD同时扫描物体焦点)导致载波条纹频率随着在光瞳平面上距光轴的距离正比于cos(θ)增加而减少,其中θ为光线在物平面上与光轴形成的角度(参考图8)。
要注意的是,虽然Linnik情形中的光程长度扫描通常在光瞳上产生不变频率的监测信号,但仍有来自干涉测量腔的两种扰动。一种扰动是不期望的扫描移动(例如非线性)所造成的振动,其发生于参考分支,当物镜329和参考镜381整体移动时。在这种情况中,扫描误差在监测信号中产生光程变化,其与在光瞳中测量监测信号的位置无关。另一种扰动是在物分支中发生的振动,其导致透镜127和物表面175之间距离的变化。在这种情况中,这种振动使得在监测信号中引入光程变化,其是在物空间的入射角的函数(或等效地是光瞳中的径向位置的函数)。在这种配置中,有必要将两种振动分量区分开来,以便在后续的信号校正时合适地加以考虑。
在一些实施例中,条纹载波频率的变化能够用在以下情形,其中在PUPS模式的FOV中,在零OPD位置的多个监测信号相位不同是小的。条纹载波频率随径向位置的变化在PUPS模式的FOV中在零OPD位置的两侧都产生相位不同,提供精确地决定在高频和低频振动的情况下的扫描增量的必要信息。
普遍而言,本文讨论的扫描误差校正技术能与两种扫描方法以及传统的成像和光瞳平面的成像相容,在数据处理上有些不同,特别是PUPS的操作模式。若以适于PUPS测量Linnik物镜显微镜进行光程长度扫描(参考例如图10),则对光瞳图像的所有像素而言,条纹载波频率都是相同的。若以图7的Mirau物镜显微镜同时扫描测试物焦和OPD,则条纹载波频率随着光瞳平面上距光轴的距离正比于cos(θ)增加而减少,其中θ为光线在物平面上与光轴形成的角度。该频率变化的优点在于在零OPD位置,在PUPS模式的FOV中的相位不同小。频率随径向位置的变化在零OPD位置的两侧在PUPS模式的FOV中产生相位不同,提供精确地决定所有振动频率的扫描增量的必要信息。
根据监测数据决定扫描位置
普遍而言,目前已有多种方法能够根据监测数据来决定扫描位置。举例而言,若将分析限制于扫描误差的低频来源,则施加传统的相移干涉测量(PSI)算法便足以估计在特定的相机帧和特定的像素的监测信号的相位。举例而言,若相机帧之间的理论相移为π/2,则一种已知的相移算法具有形式
tan [ Φ ( r ) ] = 2 ( g 2 - g 4 ) - ( g 1 + g 5 ) + 2 g 3 - - - ( 1 )
这里,r为指定像素位置的矢量,并且g1,2,…5为在数据获取扫描期间对于一系列相机帧获得的在该像素的相应强度测量(请参考例如Schwider等,1983;Encyclopedia of Optics,p.2101,Table 2)。等式(1)理论上提供居间的帧g3的相位Φ。作为另外一个例子,由Deck(L.Deck,“Vibration-resistant phase-shifting interferometry”,Appl.Opt.35,6655-6662(1996))以及Olszak和Schmit(US 6,624,894)提出的PSI算法能够用以决定扫描位置。然而,PSI算法仅适用于低频振动,因为该算法自身以与低相干信号相同的方式对高频振动敏感。
为了补偿高频振动以及低频振动,使用了测量在两个不同像素位置的最小值的相位Φ(r)的方法。举例而言,当使用PSI算法的特定情况下(例如使用等式(1)等),认为在决定Φ(r)时的误差在Φ(r)频率的2倍是周期性的。因此,将两个或以上的正交(相差90°)的相位作平均测量能够抵消有关于高频振动的误差。
更一般地说,几种方法在PSI的背景下发展,根据干涉数据归纳地决定实际扫描位置。普遍而言,若存在有效的一个范围的相位Φ(r)和/或频率,则这些方法是最有效地,这例如可以通过利用多元件探测器来获取监测信号(例如,如在以上的实施例所描述的)以及在多元件探测器的FOV中的干涉谱中引入一些相位不同(在所有监测频率具有相同频率的情形)的特征来提供。
举例而言,相位不同可以通过当系统以传统的成像模式操作时的测试物的自然高度变化而引入。在另外一个例子中,相位不同可以通过在传统的成像模式中通过倾斜测试物或参考物来引入干涉条纹而被引入。在PUPS模式下,在使用Mirau物镜等的系统中,该系统几何结构在探测器的FOV中自然地引入一个范围的干涉条纹频率。
下列讨论将提供一种使用一个范围的相位Φ(r)来决定扫描位置的示例性方法。首先考虑一种PUPS-Linnik系统(例如,如图10所示),其中参考镜和物镜透镜作为刚体沿着光轴一起移动以实现光程长度扫描,光瞳平面中不同点的镜面反射的光程差为z(t,r),其中t表示扫描期间的时间参数。该光程差是由理想扫描加上误差项所组成:
z(t,r)=z0(t,r)+ε(t,r)                             (2)
其中z0表示理想扫描且ε表示误差项或噪声项。干涉测量仪的相位为:
Φ(t,r)=Φ0(r)+2πz(t,r)/λ                         (3)
其中Φ0为相位偏差,对于像素平面中不同点给出可能的相位差。第二光源的光的波长为λ,并且假设λ与r无关。
选择r的原点为光瞳平面中对应于光轴的点,并且θ(r)表示在光瞳平面上穿过r的反射光线的物焦平面上的入射角,其应符合Abbé正弦条件,即
sin[θ(r)]=κ|r|,对于某些常数κ                      (4)
如在Linnik系统中当物和参考镜一起移动时,光程差的扫描将不取决于θ,由此实现准直空间中的扫描。但是当物焦如Mirau系统中被扫描时,OPD取决于θ。因此,可以得到两种限制情况:
z0(t,r)=z0(t),若扫描光程长度,则r无关               (5)
z0(t,r)=cos(θ(r))z0(t,0),若扫描焦点
若扫描光程长度和焦点两者(这例如在Linnik系统中是可能的),则z0为这些两种类型的移动的线性和。
如以上讨论的,在一些实施例中,扫描理论上是t的完美线性函数,当扫描开始时,光瞳平面的所有点都具有相同的理论OPD,并且随着扫描进行,物或参考在理想上没有任何倾斜。在这种情况下,可写:
z 0 ( t , 0 ) = c + z 0 · t - - - ( 6 )
其中c为常数且可随着扫描变化,并且
Figure BPA00001266037400282
也是常数。作为r的函数的扫描则取决于扫描的类型(等式(5))。
普遍而言,误差项ε可取决于t和r两者。但是因为当扫描时该物被假设是刚体而且没有任何旋转,所以误差可以更简单表示为:
ε(t,r)=εp(t)+cos(θ(r))εf(t)                      (7)
该表达式的第一项表示准直空间中的振动或扫描误差,而正比于cos(θ)的第二项表示由焦点误差所造成的干涉测量仪的高数值孔径空间中的振动或扫描误差。假设ε很小。
在光瞳平面被第二探测器探测到的监测信号干涉强度与时间有关,并且也取决于干涉测量仪中的相位差,如以下公式
I(t,r)=[A(r)+dA(t,r)]cos[Φ(t,r)]+c(r)+dc(t,r)    (8)
A(r)表示在点r的干涉谱的平均振幅。dA(t,r)表示在点r的干涉谱振幅的平均的波动。Φ(t,r)表示在r的相位,作为时间t的函数。c(r)表示干涉谱信号的平均偏差,其通常与r相关。dc(t,r)表示该偏差的平均的波动。这典型地是时间的缓变函数。
强度I(t,r)是以时间的离散集{ti}和光瞳平面中点的离散集{ri}而被取样。理想时间取样点是等距的,使得
ti+1=ti+δt,其中δt与i无关                           (9)
对于一个点r而言,可以先将全部的时间集{ti}视为一维阵列,然后作误差项εp(t)和εf(t)的估计。如上所述,在高频振动的情况下,单一像素无法给出这些误差项的可靠估计。但是,由于在不同点{ri}的多个这样的矢量,对于每一个这些误差项可以作出大量的估计。对一组测量求中位数得到最终估计,
ϵ p ( t ) = median ( ϵ p i ( t ) ) - - - ( 10 )
ϵ f ( t ) = median ( ϵ f i ( t ) )
其中i表示对于点ri而言使用不同时间点所取的矢量进行的估计。使用{ri}何点的选择某种程度上来说是任意的,主要考虑是所述点在起始阶段应有尽可能多的变化,或者如果使用了焦点扫描,则其具有几个θ值。
下列算法作用于单个矢量集{ti}。第一步是精确计算矢量I(ti,r)的峰值。这需要δt足够小,使得在干涉信号的单一正弦波中的取样点数目的范围为每一个正弦波8~30个取样点。采用该精细的取样,可以对取样点进行内插,例如使用三次方样条(cubic spline),
IFine=spline(z,I,zfine)                             (11)
根据矢量IFine,可以计算信号的极值(最大值和最小值),极值发生于相位为π/2的奇数倍处,
peaks=peakfinder(IFine)                               (12)
使用这些峰值,可以估计所有下列的量:c(t)+dc(t)、A+dA(t),以及理想相位Φideal,Φideal为t的函数。可以通过将下列的函数形式拟合于峰值数据来找到Φideal
ΦIdeal(ti,r)=ΦIdeal(t0,r)+(i-1)ΔΦIdeal(r)       (13)
其中,
Figure BPA00001266037400301
对于光程长度扫描                (14)
对于焦点扫描
拟合计算导致找到起始相位Φideal(t0,r)的最佳值,使得在找到观测到的峰值的位置产生余弦函数的峰值。若
Figure BPA00001266037400303
的值还无法精确得知,其也可以成为数据拟合算法的一部分。
拟合监测信号的其他方法来也是可能的。举例而言,另外一种求出峰值的方法是估计相位的快速傅立叶转换手段(FFT)。然而,使用峰值的优点是不需要在整个扫描长度上分隔取样周期,这当扫描焦平面时是个优点,因为对于PUPS分析而言,取样周期将在光瞳平面中的逐环变化。
下一步的计算是估计由不精确扫描所导致的Φ的误差。举例而言,这能够通过下列反余弦函数来完成(这可以被理解为返回在0和π之间值)
dΦ=Φ-Φideal=sign(sinΦIdeal)*(cos-1((I-c-dc)/(A+dA))-ΦIdeal  (15)
该公式应被施加到该矢量的所有取样点。在估计dΦ之后,计算误差项ε(t,r)就容易了。对不同θ值处理多个这样的矢量提供足够的信息以区分误差项εp(t)和εf(t)。举例而言,若在不同入射角分析n个监测信号,则对于每一个取样时间点t,所收集的信息会产生n个方程:
ε1(t)=εp(t)+cos(θ1f(t)
            M
εn(t)=εp(t)+cos(θnf(t)
这提供了方程的过定的(overdetermined)系统,其轻松地被求解,以提供εp(t)和εf(t)的估计。所述过程例如在Linnik架构中光程长度扫描的情形需要,其中在参考分支和物分支两者中振动均是可能的。对于使用焦点扫描的Linnik或Mirau干涉测量仪而言,以上的数学可简化为:
ε1(t)=cos(θ1f(t)
M
εn(t)=cos(θnf(t)
在这种情况下,可以仅计算εf(t)的最终n个估计值的中位值。
低相干信号数据的校正
普遍而言,在已知扫描误差之后,低相干干涉测量数据就能够对于误差进行校正。以下是一个更详细的例子,说明在进一步处理之前,低相干信号自身的校正。在扫描位置被测量之后,低相干扫描数据可通过三次方内插法或者其他类型的内插法而被校正。Iw(t,r)表示低相干扫描数据。由扫描误差分析可知,该数据并非在时间点{ti}取样,而是在这些时间点加上误差项的时间点被取样。因此实际的取样时间点为
Ti(r)=tii(r)                                       (16)
其中
Δ i ( r ) = [ e p ( t i ) + cos ( θ ( r ) ) e f ( t i ) ] / dz ideal ( r ) dt - - - ( 17 )
其中
Figure BPA00001266037400312
对于光程长度扫描                        (18)
Figure BPA00001266037400313
对于物焦点扫描
这样,Iw(Ti,r)值已经被测量,但是还期望测量Iw(ti,r),且可以使用三次方样条内插法来大致计算Iw(ti,r),通过使用下式
Iw(ti,r)=Iw(Tii(r),r)                            (19)
为了进行三次方样条,建立了点[Ti,Ii]的表,其中i=0,1,2,…,n且函数I=I(t)。这形成了n+1个点以及它们之间的n个间隔。三次方样条内插法的典型曲线是分段连续曲线,通过表中的每个值。对于每个间隔有一个独立的三次方多项式,每个有自己的系数:
Si(t)=ai(t-Ti)3+bi(t-Ti)2+ci(t-Ti)+di,t∈[Ti,T+1i]  (20)
这些多项式部分一起被表示为样条S(t)。
因为有n个间隔且每个间隔有4个系数,所以总共需要4n个参数定义样条S(t)。需要4n个独立的条件来确定它们。因为三次方多项式在间隔的两个端点匹配表的值,对于每个间隔,可以得到两个条件:
Si(Ti)=Ii    Si(Ti+1)=Ii+1                           (21)
要注意的是,这些条件导致了分段连续函数。仍然还需要2n个条件。因为希望使得内插曲线尽可能的平滑,所以可以要求第一阶和第二阶导数也是连续的:
S i - 1 ′ ( T i ) = S i ′ ( T i ) S i - 1 ′ ′ ( T i ) = S i ′ ′ ( T i ) - - - ( 22 )
这些条件适用于i=1,2,…,n-1,产生2n-1个限制。因此,还需要另外2个条件来完全确定样条。有一些标准选择提供给使用者:
Figure BPA00001266037400323
Figure BPA00001266037400324
称为“自然的”                (23)
Figure BPA00001266037400325
Figure BPA00001266037400326
称为“箝位的”                (24)
若函数是周期性的,其他选择也是可能的。何者为佳需视应用而定。
具有4n个系数和4n个线性条件的情况下,求解方程组是很容易的,例如使用传统的算法求解它们。
由此方式校正的低相干干涉信号则根据其应用而被进一步处理,如表面结构的PUPS分析或传统的表面形貌测量。
J矩阵方法
在一些实施例中,一种称为“J矩阵方法”的方法能够用来校正干涉测量数据,其使用来自监测信号的扫描误差信息。这种方法描述如下。
在没有扫描误差的测量中(其提供信号的严格均分的取样点),所得的未被干扰的信号可以由M个元素的矢量a表示,其通过离散傅立叶转换(DFT)进行频谱分析。DFT在数学上等效于求解一个矩阵形式的线性方程系统
F ‾ ‾ · s → = u → - - - ( 25 )
其中M×M矩阵的列是代表纯振荡信号的基函数,并且将信号u被解释为这些基函数的线性组合。复数记法的矩阵
Figure BPA00001266037400332
的元素为:
F m , n = 1 M e 2 πi · ( m - 1 ) · ( n - 1 ) · 1 M - - - ( 26 )
对于矢量
Figure BPA00001266037400334
包含的频谱系数,求解该方程系统:
s → = F - 1 ‾ ‾ · u → - - - ( 27 )
Figure BPA00001266037400336
成为
( F - 1 ) m , n = e 2 πi · ( m - 1 ) · ( n - 1 ) · 1 M - - - ( 28 )
使得矢量
Figure BPA00001266037400338
的第m个元素成为
s m = Σ n = 0 M - 1 u → n · e 2 πi · ( m - 1 ) · ( n - 1 ) · 1 M - - - ( 28 )
其具有离散傅立叶转换的传统定义的形式(除了解析指数偏移,因为解析指数始于1,而非0)。矢量的M个元素表示未干扰的信号
Figure BPA000012660374003311
的第0个、第1个、…、第(M-1)个谐波的频率分量。要注意的是,第(m-h)个谐波与第(-h)个谐波是等效的。这意味着在频谱的上端的频谱分量实际上是负的频谱分量。
现在考虑取自于不均匀取样增量的信号,例如被扫描误差(例如由测量系统的振动所引起)或错失数据点损害的理论上均匀的取样增量。通过常规DFT进行该干扰信号的频谱分析必然产生被干扰的频谱。
若取样增量已知,则Lomb-Scargle法是一种对被不均匀取样数据进行频谱分析的方法。通常而言,Lomb-Scargle法代表了正弦曲线对于数据的最小二乘法拟合。对于每个关注的频率独立地计算功率频谱估计。拟合函数彼此不正交的事实可以导致不同频率分量之间的某些遗漏。因此,该方法通常而言并非是一种准确的方法,但无论如何,其在高噪声水平的情况下是一个很强大的方法。
在一些实施例中,可以采取接近于DFT的方法来进行被不均匀取样的数据的频谱分析。通常而言,与在前建立的DET方法相比,一组修正后的基函数被用来形成一个新的M×M矩阵
Figure BPA000012660374003312
每一个基函数(矩阵的列)包含在已知扫描位置取样的纯振荡信号的值。如在DFT的情形,目标是将所测量的信号构建为基函数的线性组合,新矩阵的元素为
J m , n = c · e 2 πi · X m · Y n - - - ( 29 )
函数Xm保留了被不均匀取样的扫描位置的信息。举例而言,在干涉测量仪的OPD扫描中,Xm表示取得数据的M个扫描位置,(例如,
Figure BPA00001266037400342
其中zm为实际的物理扫描位置,考虑了等式(7)的角度相关性)。普遍而言,多种技术能够被用来取得Xm的值,例如上述的技术。以下将讨论另外一种技术。
函数Yn定义了关注的频率。对于以频率分析取代DFT的应用,函数Yn举例而言成为
Figure BPA00001266037400343
且由此表示在该扫描内,范围由0至相当于
Figure BPA00001266037400344
周期的正频率和负频率。频率上限通常称为Nyquist频率,它是DFT的一般限制,而在特殊情况下,使用J矩阵方法能够用以分析超过该限制的频率,如以下数值例子的讨论。若期望一个接近于DFT的定义,则常数c是一个可供选择为1或
Figure BPA00001266037400345
的因子。
新的线性方程系统的矩阵形式为
J ‾ ‾ · s → = d → - - - ( 31 )
对于矢量
Figure BPA00001266037400347
的频谱分量,求解为:
s → = J - 1 ‾ ‾ · d → - - - ( 32 )
若矢量
Figure BPA00001266037400349
的所有数据点是相互独立的(即Xm的M个数值都是唯一的),则该方法得到精确解。
要注意的是,普遍而言,矩阵
Figure BPA000012660374003410
的该组基函数并未正交。然而,对于精确解,基函数的线性独立性是足够的。
在类似于低相干干涉测量方法的应用中,通常需要频谱分析大量的数据集(例如,每一个相机像素一个数据集),因为对所有像素而言不均匀的OPD取样都是相同的,所以相同的J矩阵的逆矩阵
Figure BPA00001266037400351
能够应用于所有数据集。这使得该方法合理地快,因为计算被限于一个矩阵求逆和P个矩阵和矢量的乘积,其中P是相机像素的数目。
如前述讨论,实际的测量系统不仅受到例如由振动造成的扫描误差的影响,而且也受到测量噪声的影响(例如干涉测量仪的相机中的脉冲噪声或数字化误差),其中测量噪声对一或多个的已记录的数据点增加一未知的值。
普遍而言,使用J矩阵进行频谱分析的精度可以被很多因素影响。举例而言,使用J矩阵进行频谱分析的结果被噪声影响的程度取决于信噪比以及J矩阵和其逆矩阵的条件。
普遍而言,对于不同的m值而言,Xm几乎相同的值的极不均匀的扫描增量导致几乎不能独立的基函数与条件很差的矩阵,并因而在有噪声的情况下,导致计算出来的频谱具有非稳态解。
一般认为,若稳定度问题源于噪声,通过将频谱分析限制于期望大于零的频谱振幅的频带,则可以实现高度的稳定度。J矩阵则变成矩形矩阵(列数少于行数)。因此,线性方程系统是过定的。在最小二乘的意义上计算出最佳解。因为矩形矩阵不具有逆矩阵,所以应计算该矩阵的假逆矩阵,这可以例如利用奇异值分解法(SVD)或Moore-Penrose的逆矩阵形式进行:
J-1=(JTJ)-1JT                                         (33)
其中上标T表示矩阵的转置。除了更稳定之外,使用矩形J矩阵的方法具有更快的优点,尤其如果逆矩阵必须乘上许多数据矢量。
这种体系现在能够对在不均匀取样位置所取得的数据进行频谱分析,也能够延伸到更为普遍的信号失真的补偿。这些额外的失真可以是相机帧m的函数(例如干涉测量应用中的波动光源)、频率分量n的函数(例如测量设置中的频谱滤波效应),或是所述两者的组合(例如频谱波动光源)。这些效应被结合到函数Im,n中。监测该函数需要独立的测量。潜在地,函数Im,n和包含取样位置的信息的函数Xm可以比被干扰的信号
Figure BPA00001266037400352
(必须进行频谱分析的数据)以更高的速率测量。J矩阵的元素则成为等式(29)等号右手边上显示的项目的加权平均。S是在测量
Figure BPA00001266037400353
的元素的传感器的积分时间内(例如在相机的帧积分时间内)监测的I和X值的数量。使用一组新的基函数来形成J矩阵的通式。
J m , n = 1 S · Σ s = 1 S c · I m , n , s e 2 πi · X m , s · Y n - - - ( 34 )
对于各种失真监测情形,该J矩阵的通式可以进一步简化,以下概述了两个情形。
在一些实施例中,强度和扫描器位置是每一个相机帧监测一次,在一个相机帧内强度变化小(例如,给定短的相机快门时间)并且光源强度的变化等同地影响所有频率。等式(34)的平均的计算被限于一个被加数(summand)。I仅为帧m的函数。等式(34)被简化为表示光源强度波动的J矩阵的形式。
J m , n = c · I m e 2 πi · X m · Y n - - - ( 35 )
在一些实施例中,强度和扫描器位置是每一个相机帧监测一次,在一个相机帧内,由扫描导致的强度变化显著,并且强度波动与频率有关。虽然在每一个相机帧测量仅一个扫描器位置,但是在帧积分期间的扫描器移动以及对于测量的随之发生的结果仍然可以给出估计。假设扫描器在帧m-1和m+1之间线性移动,则在相机帧m内,量X将从Xm-T·FR·(Xm+1-Xm-1)/4到Xm+T·FR·(Xm+1-Xm-1)/4,其中T是相机帧的积分时间并且FR是相机的帧频(单位:Hz(1/s))。在求解后,等式(34)中的和由积分取代,其在求解后得到
J m , n = c · I m , n · sin c ( T · FR · X m + 1 - X m - 1 2 · Y n ) · e 2 πi · X m · Y n - - - ( 36 )
其中使用了定义sinc(x)=sin πx/πx且在相机帧积分时间内假设不变的光源强度。由于相机的有限的帧积分时间,等式(36)的表达式反映了条纹对比的降低与频率有关。对于第一个和最后一个相机帧,分别以Xm+1-Xm和Xm-Xm-1取代sinc函数中的分数。
在一些干涉应用中,等式(34)中的函数I或等式(29)或等式(34)的函数X不能对于全部的相机像素等同地表达。在这种情况下,必须为单独的像素或一组像素计算J矩阵。像素相关的变化的可能原因包括干涉测量腔的倾覆-倾斜(tip-tilt)式移动干扰了活塞式移动,晕影(vignetting)最显著地影响了在视场的边缘的像素,变化相对于扫描移动的表面的法线角度(例如使用Fizeau式干涉测量仪用参考球测量球形表面时)。
不需要信号的频谱分析的应用也可以受益于使用J矩阵方法的信号分析。因为所述的过程可被视为DFT的替代,将计算得到的频谱的逆DFT将产生等效于以均匀增量所取样的原始信号的信号,并且该信号不受J矩阵计算中所考虑的任何其他影响(光源波动、因有限帧积分时间造成的条纹对比度降低等)。
图11、图12A和图12B所示的流程图总结了J矩阵方法的三种变型。具体而言,图11的流程图示出了使用J矩阵方法的频谱分析,图12A的流程图示出补偿进一步信号失真的扩展J矩阵(extended J-matrix)
Figure BPA00001266037400371
而图12B的流程图示出使用J矩阵形式来重建校正后的干涉测量信号。
参考图11,J矩阵方法涉及数据生成部分(1151)和频谱分析部分(1133),产生N个频谱(1159)。数据生成1151举例而言包括数据获取和扫描移动决定(1153),其对于频谱分析部分(1133)提供N个扫描位置(1155)和N个干涉数据集(1157)。N个扫描位置1155未必是等距离的,但是其偏移由已判断的扫描移动历史所得知。N个干涉数据集1157对应于使用干涉测量系统的主光源和探测器所取得的低相干干涉测量信号。
频谱分析1133涉及N个干涉测量数据集1157的频谱分解,并且提供N个频谱1159作为输出以进一步分析。具体而言,频谱分析1133包括构成J矩阵(1161)、求J矩阵的逆矩阵(1163),以及将J矩阵的逆矩阵乘以数据集1157(1165)。
为了构成J矩阵,首先计算对应于不同频率的基函数(1161A),然后以基函数作为列来形成J矩阵(1161B)。普遍而言,基函数对应于给定被干扰的扫描位置的纯振荡信号的值。
N个频谱1159可以直接用于扫描的评估;或可替换地或附加地,根据例如DFT的(未修正的)基函数,用来重建校正后的干涉测量信号。
参考图12A,对于扩展的J矩阵,数据生成部分(1271)类似于J矩阵方法的数据生成部分,除了该部分附加地还测量信号失真影响1273,其对于构成J矩阵也被考虑。具体而言,扩展的J矩阵的基函数对应于在给定的被干扰的扫描位置的纯振荡信号,其根据进一步的信号失真影响1273而被修改。频谱分析1233包括相似于J矩阵方法的步骤,然而,构成J矩阵的计算涉及计算对应于不同频率的基函数,其根据进一步的信号失真影响1273的记录而被修改。
图12B所示的流程图说明扩展的J矩阵的应用,其中N个频谱1159以相同于图12A的过程而被计算。接着,校正后的频谱用以重建N个已校正的干涉测量数据集1211,其由施加逆DET推导出。
图13A~15C通过数值实验示出当应用于不同的低相干信号时,J矩阵方法与传统的DFT比较如何进行。
图13A~13E示出振动和没有相机噪声的信号(即不具有扫描误差的信号)的数据。图13A显示信号本身,其为具有高斯包络线的合成产生的余弦。实线是未被干扰的连续信号,而实际的数据点由多个点表示。这些信号曲线仅显示整个SWLI信号的四分之一。图13B~13E显示使用DFT和J矩阵方法获得的频谱振幅和频谱的误差幅度。具体而言,图13B和13D显示了使用DFT的频谱和频谱误差,而图13C和13E是使用J矩阵方法的频谱和频谱误差。在没有扫描误差的情况下,DFT和J矩阵的频谱是相同的高斯分布,并且都具有零的频谱误差。
图14A~14E显示了与图13A~13E所示相似的数据的曲线,然而这里数据点仍位于理想曲线上,但是却是在不均匀分布的扫描位置取得。如图14B所示,当使用DFT法时,扫描误差使得频谱偏移理想的高斯曲线。当使用标准的DFT法时,准确的取样位置的信息就被丢失了,并因而导致频谱误差,如图14D所示。然而,图14C和图14E显示J矩阵方法仍可以取得没有误差的频谱。
图15A~15E显示类似于图13A~13E所示的曲线,但除了不均匀取样和基线噪声(floor noise)影响信号之外。如图15A所示,数据点由理想高斯曲线偏离并以不均匀扫描增量分布。参考图15B~15E,基线噪声使得DFT和J矩阵计算的频谱由缓变函数偏离并在频谱中产生误差。然而,普遍而言,DFT法的误差值大于J矩阵方法的误差值。
在有关于图13A~15E的讨论的示例中,取样位置被设定为从严格等间隔的位置偏离了约一个周期RMS(均方根值)的16分之一,并且图15A~15E中的相机噪声水平为整个信号范围的1%RMS。
实际上,使用J矩阵的好处取决于误差的来源的混合。举例而言,当振动是误差的主要来源且该振动能够被监测时,J矩阵可以导致测量精度的显著改善。当无法监测的误差为主要来源时,J矩阵方法可能就帮助有限。
虽然J矩阵方法已经就与改善使用低相干干涉测量仪(如SWLI干涉测量仪)进行的测量的精度而言进行了讨论,但是更普遍而言,J矩阵方法也能适用于其他类型的干涉测量数据。举例而言,J矩阵方法能够用来分析使用长相干长度干涉测量仪(即包括正弦条纹,但是不用类似SWLI信号的高斯包络线调制)所取得的信号。在不希望被理论限制的情况下,使用数值实验展示了对于这样的信号使用J矩阵。参考图16A~16B,举例而言,一个由80个纯正弦波所组成的信号仅以给定的间隔完全随机的取样位置被取样100个。图16A显示该信号的曲线,其中正弦曲线上的点表示取样数据点。就Nyquist而言,该信号是取样不足的。具体参考图16B,100个数据点用100×100的J矩阵分析,其中该J矩阵由对应于给定间隔的50-99个周期和它们的负本(negative counterpart)的基函数构成。假设了解一些与频率内容有关的信息。选择性的频带被用来定义基函数。数据是没有噪声的。J矩阵频谱显示在每一个间隔的80个周期有一个明显的峰值,这表示J矩阵方法能够可靠地被执行。
参考图17A~17C,使用图16所示的相同数据来进行第二次数值实验,并且对应于信号范围的2%的额外噪声被加入信号。对该数据进行两次J矩阵分析。具体参考图17B,当第一次分析时,使用条件很差(badly-conditioned)的100×100的J矩阵方法,因此产生充满误差的频谱。参考图17C,当第二次分析时,使用100×80的J矩阵来分析数据,因此在正确的频率产生了明显的峰值。
参考图18,进行了数值实验,其中相较于仅计算信号的校正频谱,扩展的J矩阵被用来恢复失真的干涉测量信号。本例显示低相干干涉测量仪的六种可能信号(以(a)-(f)标示),其中由信号(b)至信号(f),越来越多的信号失真影响被加入。这一系列的信号由信号(a)开始,其显示一个未失真的干涉测量信号。信号(b)对应于具有不均匀扫描增量的扫描。一定程度的光源波动被加入信号(c),而有限帧积分时间的影响被加入信号(d)。该影响帧128帧附近最为明显。最后加入的噪声来源是相机噪声,并且产生失真的干涉测量信号(e)。扩展的J矩阵的基函数包括除了相机噪声之外的所有信号失真影响,因为相机噪声无法独立地监测。在频谱计算之后,逆DET方法产生校正后的干涉测量信号(f)。将最初的未失真信号作为虚线与信号(f)重叠并加以比较。在本实验中,使用了高频范围去除后的256×181的矩形扩展的J矩阵。
如前所述,关于不均匀取样的扫描位置Xm的信息可以由多种来源提供。当然,在一些实施例中,该信息基于监测系统的测量被提供,例如与图1、图7、图9和图10有关的实施例。然而,更普遍而言,该信息可由其他来源提供。举例而言,所述信息可以使用加速度计、接触探针、电容计、气压计、光学编码器(例如光学线性编码器),或是使用低相干干涉数据本身来获得。
复合参考物
在一些实施例中,使用复合参考面来决定有关于扫描误差的信息。复合参考物是具有至少二种参考界面(主参考界面与第二参考界面)的参考物。
主参考界面被配置为传统的参考界面,而第二参考界面用以提供允许当扫描干涉显微镜的OPD时,监测测试物相对于干涉显微镜的位移的信息。普遍而言,第二参考界面相对于主参考界面机械固定。
主参考界面和第二参考界面的效应是提供场相关的复有效反射率,其在系统的视场中至少在相位上变化。普遍而言,有效反射率被构建以助于决定干涉图像的整体的或低空间频率的相位偏移。
结合图19~31描述复合参考物的操作原理。
图19显示激光Fizeau干涉测量系统2000的实施例简图,其包括光源2163、分束器2198、由测试物2175和复合参考物2100形成的干涉测量腔,复合参考物2100具有反射率为r1的主参考面2181A和反射率为r2的第二参考面2181B。复合参考物2100用驱动器2193(也称为移相器)在Z方向可移动以进行干涉测量扫描。干涉测量系统2000还包括主相机2191、孔径2106,以及第二相机2199(也称为监测相机)。图19并未显示附加的光学元件,例如透镜或成像干涉测量系统的其他特征,其中有些将结合图28解释。
第二参考面2181B被取向,使得从第二参考面2181B反射的光被阻挡不入射主相机2191,但是却可以入射第二相机2199。监测相机2199和复合参考物2100一起用来决定干涉测量腔的特性,例如相对于用驱动器2193初使化的扫描移动的初使位置的瞬时平均光程长度变化(也称为活塞)。
监测相机2199探测由复合参考物2100的主参考面2181A、第二参考面2181B,以及测试物2175所形成的干涉图案;而主相机2191仅探测主参考面2181A和测试物2175所形成的双面干涉。即使在有振动或空气扰动的情况下,通过提供至测试物2175的全部光程的相关信息,监测相机2199所收集的干涉测量腔的相关信息有助于例如生成物的三维表面高度。
不期望被理论所限制,使用系统2000如下产生干涉信号。假设在图19中,测试物2175的表面具有复反射率r0,主参考面2181A具有反射率r1,并且第二参考界面2181B具有反射率r2。所有这些反射率可具有对于横向座标x、y的相关性。来自光源2163的光部分从主参考面2181A和第二参考面2181B反射,也部分从测试物2175的表面反射。然而,因为第二参考面2181B以使其反射被孔径光阑2106阻挡的方式而被倾斜,所以主探测器2191仅探测从主参考面2181A和测试物2175反射的光。另一方面,监测相机2199不具有孔径,所以其能探测到所有三种反射光。
主探测器2191所探测到的干涉可以被描述为:
Figure BPA00001266037400411
其中强度的反射率为
R0=|r0|2                                              (38)
R1=|r1|2                                              (39)
并且相位θ正比于物的表面高度h,
h = λ 4 π θ - - - ( 40 )
θ=arg(r0)                                            (41)
并且与参考物相关的相位分布偏差为
Figure BPA00001266037400413
对于监测相机2199,干涉可以描述为:
Figure BPA00001266037400414
其中
P=|ρ1|2                                              (44)
Figure BPA00001266037400415
给定复合参考物的有效反射率为
ρ=r1+r2                                              (46)
作为例子,图20示出了对100×100像素的网格进行模拟而计算得到的复合强度反射率分布P,其中没有设置测试物2175,且主参考面2181A和第二参考面2181B之间的相对倾斜累积至OPD的两个波长,在整个视场中,主反射率R1为4%且第二反射率R2为0.4%。
图21A显示图20的图像在x(即水平方向)方向的截面图,更定量地显示由两个参考面的组合所产生强度分布P(44)。图21B显示复合参考物2100的复相位
Figure BPA00001266037400421
如何在与图21A的强度分布相同的横截面变化。
引入测试物2175,图22显示监测相机2199所监测到的监测干涉图案I,其中引入的测试物2175的反射率R0为2%,并且相对于主参考面2181A沿着对角线而从监测干涉图案I的左上至右下稍微倾斜。强度变化主要与复合参考物2100有关,并且无法用主相机2191所探测。
主相机2191所探测到的模拟干涉图像在图23显示。在图24A、图24B、图25A和图25B所示的横截面分布中可见用主相机2191探测到的干涉和用监测相机2199所探测到的干涉之间的差异。具体而言,对于如图19的复合参考物和具有2%反射率的稍微倾斜的测试物而言,图24A显示监测相机2199的干涉变化,并且图24B显示监测相机2199中相应的相位变化。
对于相同的参数,对于复合参考物和稍微倾斜的测试物2175而言,图25A显示主相机2191中的干涉变化,并且图24B显示主相机2191所探测到的相应的相位变化。
在操作期间,相对于测试物2175,移相器2193机械式位移复合参考物2100。这对于监测相机2199和主相机2191所探测到的信号造成一系列的相移。即使干涉测量信号极不相同,两种相机的相移却是相同的,如图所示。因此,决定监测相机2199所探测到的相移可有助于正确解释从主相机2191所取得的数据中的相移。
决定随着时间取得的单色干涉数据的相移的数种示例性数据处理技术已经说明如上,并且显示:在所有的振动频率上,一个范围的起始相位值改善了干涉测量腔的瞬时全部光程长度的决定。
比较图24B和图25B显示复合参考物2100在整个FOV中具有与测试物2175的结构无关的相位变化,这是与监测相机2199一起使用复合参考物2100的结果。
参考图26的流程图,根据复合参考物2100操作干涉测量系统(如干涉测量系统2000)可包括测试物2175的监测数据和干涉测量数据的数据获取步骤、监测数据的数据处理,以及使用监测数据的数据处理结果的干涉测量数据的数据处理。
具体而言,在赋予相移的范围中用监测相机取得监测信号且用主相机取得的干涉信号(步骤2010)。监测相机探测到由主参考界面和第二参考界面所贡献的干涉图案,而主相机仅探测到由主参考界面所贡献的干涉图案。
接着,分析监测相机的干涉信号以决定在数据获取期间产生的相移(步骤2020)。
使用从监测相机的干涉信号决定的有关于相移的信息,接着分析用主相机探测到的干涉信号,例如测试物表面的三维表面高度(步骤2030)。
在图26中概述的数据处理示出了使用在干涉测量仪中引入的复合参考物所取得的数据的示例性方法。然而,其他类型的数据处理亦可利用复合参考物来被用于决定测试物的表面特性。举例而言,图20中显示的强度图案包括密集的干涉条纹,其能够使用诠释干涉条纹位置的空间法而被分析。披露了另外的例子,例如,M.Kujawinska提出的空间相位测量法;D.W.Robinson和G.T.Reid等人的“干涉谱分析”第145-166页,版本(Bristol and Philadelphia,Inst.of Physics Publishing,1993),其内容通过引用并入于此。
虽然在图19中,使用单一光学元件来提供第一和第二参考面,但是其他配置也是可能的。举例而言,在一些实施例中,第一和第二参考界面各自是不同光学元件的一部分,但在所述部分光学元件相对于彼此机械固定。
举例而言,图27显示包括结合图19所讨论的许多元件的干涉测量系统2001。然而,取代复合参考物2100,使用了复合参考物组件2200,其中主参考面和第二参考面是分立光学元件的一部分。具体而言,复合参考物组件2200包括第一光学元件2202A和第二光学元件2202B,每个光学元件借着共用的安装法兰2204而相对于彼此彼此机械固定。
参考图28,在一些实施例中,干涉测量系统2001可包括光源和探测单元3210,其包括各种光束导引元件。举例而言,中继光学部件2169和2171将来自光源2163的光导向分束器2164,然后光通过孔径光阑2106并且被准直光学部件2177准直。从干涉测量腔返回后,光被部分用成像透镜2189成像至主探测器2199上。光也被分束器2198拾取并导向到监测相机2199,光在监测相机2199上由透镜2190成像。
虽然干涉测量系统2001被用来研究平面的测试物,但是其他配置也是可能的。
举例而言,图29显示干涉测量系统2002,其包括光源和探测单元3215以及复合参考物2250。光源和探测单元3215类似于光源和探测单元3210。然而,复合参考物2250和复合参考物2200的不同在于复合参考物2250用来形成球形波前(而非平面波前)以照射弯曲的测试物3175。具体而言,复合参考物2250包括第一光学元件2252A、透镜2258,以及第二光学元件2252B。透镜2258和第二光学元件2252B被安装在一起作为单一的单元,透镜2258经由安装法兰2204而被机械固定于第二光学元件2252B。第一光学元件2252A提供弯曲的第一参考面2181A,并且第二光学元件提供平面的第二参考面2181B,由此提供干涉测量腔的场相关的复有效反射率,其在干涉测量系统2002的FOV中在相位上变化。
在一些实施例(例如图20和图27所示的实施例)中,虽然监测图像在几何上与主图像分离(例如通过阻挡来自第二参考界面的光进入主相机),但是其他配置也是可能的。举例而言,在一些实施例中,监测图像可以在波长上与主图像分离。
作为例子,图30显示干涉测量系统2003,当进行干涉显微镜的OPD扫描时,干涉测量系统2003使用监测图像(例如单色监测图像)来监测测试物相对于干涉显微镜的位移。
具体而言,干涉测量系统2003包括干涉测量平台3310、监测器组件3300,以及干涉物镜3167。干涉测量平台3310包括宽带光源3163、分束器3170,以及成像透镜3189,成像透镜3189将干涉图案成像至白光相机3191上。此外,干涉测量平台3310包括拾取镜3308、监测图像透镜3190,以及监测相机3199。
干涉测量平台3310通过机械扫描器3193而被附加于监测器组件3300和干涉物镜3167,机械扫描器3193相对于测试物2175位移监测器组件3300和干涉物镜3167的子系统。
监测器组件3300包括第二光源3197(例如窄带光源,例如单色光源)、仅对(多)监测波长的部分反射镜(partial mirror)3304(如50/50的镜子)、参考透镜3306,以及具有第二参考面2181B的第二参考物3302B。
干涉物镜3167包括物镜透镜、干涉测量仪分束器3179,以及提供主参考面2181A的主参考镜3302A。
依靠分立的第二光源3197,监测测试物2175的位移是凭借着监测图像而被完成的。监测图像通过三面干涉(3-surface interference)而被形成,三面干涉包括主参考面2181A和第二参考面2181B的有效参考面的固定的复反射率。监测图像用来决定相移校正。在一些实施例中,监测图像的品质低于SWLI干涉图像。
普遍而言,相位调制历史能够在监测图像的每一个像素上被独立地估计,例如通过余弦求逆。为了校正SWLI的数据获取,相移的知识能够接着被用来正确地解释白色SWLI图像。这种监测方法的好处是可以使用传统的干涉物镜而不需加以修改(或是仅需稍加修改)。因此,这种监测机制的配置能够相容于标准的物镜设计。
虽然结合图19~30描述的干涉测量系统是用于SWLI,替代的操作模式也是可能的。举例而言,参考图31,干涉测量系统2004用于PUPS成像。此处,监测图像在波长上与PUPS图像分离,类似于干涉测量系统2003。通过共用的光源单元来产生宽带和窄带的光,共用的光源单元经由共用的分束器5170采用透镜5177将光耦合至干涉物镜5167。光源单元包括宽带光源5163、透镜5169和5171、监测光源5197,以及分束器5164。光束被聚焦至测试物2175上的单个点5400。干涉物镜5167利用平移台5193而进行扫描。
在干涉测量系统2004中,光学元件(例如管状透镜5198和分束器5189)被设置,使得主相机5191和监测相机5199均位于与测试物5167的光瞳共轭的表面上。具有第二参考面2181B的第二参考物被设置,使得第二参考面2181B相对于主参考面2181A倾斜。第二参考面2181B对于(多个)监测波长是部分反射的,因此对于最终的三面干涉产生一个范围的相位偏差。
主相机5191和监测相机5199的图像信息被提供至具有处理器的控制计算机5192。控制计算机5192也与平移台5193互动。
虽然包括复合参考物的某些实施例已经被描述,普遍而言,其他类型的结果也是可能的。举例而言,虽然以复合参考物为特征的所述实施例都包括用来记录监测信息的第二相机,但是在一些实施例中,可以使用单个相机。举例而言,第二相机和主相机被组合为单个相机,而对于主图像和监测图像具有分开的FOV。
再者,也能使用时间多路的(time-multiplexed)获取,或仅使用单一的图像,该单一的图像被处理,用以在分开或同时的数据处理步骤中同时决定全部的干涉相位偏差和物表面特性。
复合参考物可以由任何所需形状的两种或更多的参考反射面构建,例如平面、球面、非球面或其他形状。再者,复合参考物可在整个FOV或仅部分的FOV中作用。
位移测量干涉测量仪
在一些实施例中,有关于扫描误差的信息是使用位移测量干涉测量仪(DMI)而被决定的,DMI与干涉显微镜是分开的(例如不使用共用的光学元件),并且当干涉显微镜进行OPD扫描时,DMI用以监测测试物相对于干涉显微镜的位移。这种系统的例子如图19所示,图19显示修改的干涉显微镜110,其不再包括第二光源197和第二探测器199。而是,利用激光光源的位移测量干涉测量仪1801被安装在Mirau物镜167,Mirau物镜167用来导引光束,使光束从测试物175表面反射。DMI 1801连接至计算机192并在操作期间传送干涉信号至计算机192。计算机192根据干涉信号监测Mirau物镜167和测试物175之间的相对位移,并且配合干涉显微镜110的操作,提供有关于扫描误差的信息,扫描误差与使用干涉测量系统110进行的测量有关。
普遍而言,多种DMI能够被使用。商用的DMI的例子包括例如由Zygo Corporation(Middlefield,CT)所制造的ZMI系列的位移测量干涉测量仪。DMI的另一个例子也披露在美国专利申请No.US 11/656,597中(发明名称为”Interferometer System for Monitoring an Object”,申请日为2007年1月23日),其全部内容通过引用并入于此。
在一些实施例中,DMI 1801所使用的光源被包括于安装到Mirau物镜167的组件中。在一些实施例中,光源可以远离物镜封装,并且DMI的光源能够经由例如光纤波导而被导向至DMI。这种系统的例子例如披露于美国专利申请No.11/656,597中。这种设置的优点是安装到物镜的实际组件可以是小的且相对不醒目,而且处理的电子装置和光源都远离物镜。
在一些实施例中,多个DMI系统能在扫描期间用来监测测试物的位移。举例而言,美国专利申请No.11/656,597)披露包括多个探测通道的系统,每一个探测通道均使用DMI来测量不同位置的(例如相对或绝对的)位移。
光纤基传感器系统
结合图33~48B描述了光纤基DMI系统(也称为传感器系统)的实施的多种例子,其用于扫描误差的监测。
在一些实施例中,将传感器系统实施为干涉测量系统能够进一步用来决定监测面的位置,例如测试物或参考物的表面。举例而言,这可以用来在干涉测量系统的自动聚焦机制内决定测试物与内部参考界面之间的相对距离。
图33显示传感器系统4000的例子,其包括子系统4010,以及附加至干涉测量系统4110的Mirau物镜的传感器4099A和4099B。
子系统4010包括宽带光源4020、被光源4020的光照射的可宽调的内腔4030、光分配布模块4040(其接收来自内腔4030的光并且在各种通道4050-4053之间分配光),以及探测和相位测量计电子装置4060,对于通道4050-4053的每个分别具有单独的探测模块4070-4073(例如光电探测器)。
更具体而言,宽带光源4020可以例如是面射型LED,其中心波长远离干涉测量系统4110所使用的波长。举例而言,光源4020的功率约9mW、中心波长为1550nm、在半峰全宽的光谱宽度为30nm,并且相干长度为约50nm。
使用光纤光缆4012来导引来自光源4020的光,使用隔离器4014和4016来分别避免因为光从内腔4030回至光源4020,以及从光分配模块4040至内腔4030所导致的系统失真。举例而言,隔离器4014和4016可提供返回光30dB的抑制。
在传感器系统内,50/50的光纤耦合器可被设置在几个位置,用以分隔、分配和/或结合入射光和/或出射光。举例而言,内腔4030包括50/50的光纤耦合器4095,50/50的光纤耦合器4095在一侧连接于光源4020和光分配模块4040。在另外一侧,耦合器4095连接于OPD可被变化的内腔4030的两路分支。每一路分支包括10m光纤的光纤延伸模块(fiber stretching module,FSM)4032A和4032B,每一个FSM设定为推拉模式(push-pull mode)以产生可调整的OPD。每一路分支分别包括Faraday镜4034B和4034B,其可以减少因为光纤光路中的偏振改变所导致的对比度衰减。
对于沿着内腔的两路分支传播的光而言,其OPD是可控的,举例而言,通过使用FSM 4032A和4032B来延伸或缩短光程。在一些实施中,举例而言,OPD能够在至少3mm(例如10mm)的范围中被变化。当离开内腔时,来自两路分支的光在耦合器4095中被重新结合。
作为另一个例子,50/50的光纤耦合器用以在多种通道405-5053内分离入射光和反射光,使得从传感器返回的光在通过耦合器之后被导向相位测量计电子装置4060。具体而言,耦合器4090将来自光分配模块4040的通道4050的光提供给参考腔4080,并且将来自参考腔4080的光导向探测模块4070。相似地,50/50的光纤耦合器4091将来自光分配模块4040的通道4051的光提供给传感器4099A,并且将来自传感器4099B的光导向探测模块4071。通过相同的方式,耦合器4092和4093与来自其相关的通道的光和传感器互动。
关于移动测量,传感器可通常贴附于实体物以单独地监测,或结合合适的(多个)自由度(例如相对于参考位置)监测。举例而言,通道4051和4052分别连接至传感器4099A和4099B,其测量测试物4175和传感器4099A和4099B之间的距离,并由此测量测试物4175和Mirau物镜4167之间的距离。通道4051和4052也称为测量通道。结合图34描述了传感器配置的例子(参考以下)。
为了提供参考信号,参考腔4080连接于通道4050。如结合图35中的讨论(参考以下说明),参考腔4080具有类似于传感器4099A和4099B的配置。通道4050也称为参考通道。
每一个传感器4099A和4099B被配置来观察传感器腔,传感器腔与内腔4030一起形成独立的耦合腔干涉测量仪(coupled-cavity interferometer)。举例而言,传感器腔形成于传感器的反射面与被观察部分的反射面之间。在图33的配置中,传感器的反射面是传感器的最后面,且被观察部分的反射面是测试物的表面。在这种配置中,传感器腔的OPD正比于沿着Mirau物镜4167的轴的扫描移动而改变。
图34中示出传感器4100的配置例子。热膨胀纤芯(TEC)光纤4102贴附于渐变折射率(GRIN)透镜4104。传感器4100设计为在光束腰部位置4106提供特定宽度的光束。GRIN透镜4104和TEC光纤4102之间的可调间隙可以在制造过程中被加入,用来相对于传感器4100的最后面4108设定光束腰部位置4106,以便在传感器制造过程中有助于设置光束腰部位置。在操作期间,传感器4100与目标物4114的目标面4112形成传感器腔。举例而言,目标物4114可以是测试物4175或光学元件或所述元件的其中一个的基座的一部分。
在传感器4000的配置中,若有需要,GRIN透镜4104的最后面4108可以当成参考面。接着,最后面4108和目标面4112形成传感器腔。可替代地,最后面4108可以被抗反射(AR)涂布,用以减少表面反射。根据应用,传感器4100可以也可不使用最后面作为参考面。传感器4100是一种简单的配置,可以在尺寸和成本上减小。
因为照射光的受限的相干长度可排除来自不期望表面的干涉,所以通过调整耦合腔干涉测量仪的架构,就可以选择贡献于传感器腔的期望的表面。
图35显示参考腔4200的配置例子。参考腔4200包括光纤光缆4202,用以接受来自分配器4040的光。GRIN透镜4204将光束准直到固定OPD的Fabry-Perot(FP)腔。在一些实施例中,参考物的OPD被调整为例如平衡距离D(如图34所示)的两倍,对于物镜的最佳聚焦的情况,平衡距离D等于从最后面4108到测试表面的距离。
再参考图33,在传感器系统4000操作期间,具有合适的相干度和强度的光被提供至内腔4030,内腔4030在两路分支之间提供可控的OPD。在光通过内腔4030之后,光分配模块4040将光分配于各个测量通道4051-4052和参考通道4050之间。隔离器4014和4016确保照射效能不会因为光学反馈而降低。测量通道4051-5042将光导引至传感器4099A和4099B,且从传感器4099A和4099B导引回来,传感器4099A和4099B贴附于干涉测量系统4110以形成传感器腔,使得传感器腔的OPD取决于由各传感器监测的自由度。光沿着相同照射光纤4012在测量通道4051-4052内返回并且被导向电子装置4060,电子装置4060探测和处理一或多个通道的信号,以导出被监测的(多个)自由度的信息。
调整内腔4030的OPD改变了相位调制,其被用于决定测量通道中的传感器腔的(多个)干涉测量相位和(多个)OPD。传感器系统4000能对以下的测量模式使用相位调制:相干扫描模式和移动(或相位)监测模式。如所需,传感器系统4000可用以在这些模式之间快速地切换。
在相干扫描模式中,通过找出内腔调整中的点,传感器的OPD能够在内腔4030的调整范围内被决定,其中在各通道中的调制为最大值。举例而言,相干扫描模式能够用于自动聚焦机制,如结合图38和图39在以下所述。
在相干扫描模式中,当相位测量计电子装置4060例如同时和实时寻找测量通道4051-4053的相干峰值时(最大干涉调制),内腔4030的OPD大幅度地变化。当通道相干为最大值时,内腔4030的OPD决定与该通道相关的传感器腔的OPD。具体而言,在参考OPD的适当设置的情况下,参考通道4050的峰值干涉位置和测量通道4051或4052的峰值干涉位置之间的距离显示偏离例如最佳聚焦位置的测试物4175的相对位置。
移动监测模式可用于例如振动监测。在移动监测模式中,测量通道4051-4053的干涉测量相位是以高速测量。因此,若测量通道4051-4053在在照射光的相干峰值内,则可以监测一个通道相对于任何其他通道的OPD变化。
在移动监测模式中,内腔4030的OPD以小幅度高频地变化,允许传感器腔或多个腔的干涉相位用相位提取算法以高的更新速率计算。假设传感器腔的变化率是足够小的,使得相邻取样之间的干涉测量相位变化小于π,允许使用标准相位连接法进行连续相位内插。
在移动监测模式中,参考通道4050可以被用于将内腔4030中的光程变化从所测量的相位移除,所测量的相位对应于所观察的测试表面的移动。举例而言,参考通道4050可以容许内腔的漂移(drift),只要该漂移相对于所测量的相位的更新频率是慢的。
在一些实施例中,从传感器发出的光束大致上平行于监测轴传播,以减少对准误差(misalignment),对准误差在测量到的移动中产生误差,而该误差正比于对准误差角度的余弦值。传感器的返回损耗也取决于照射光在测试表面上的入射角,具体而言,该入射角可随着目标面倾斜而增加。普遍而言,传感器的倾斜灵敏度与传感器设计的细节有关,且可以例如取决于GRIN透镜和光束腰部位置之间的距离,称为传感器工作距离。普遍而言,将传感器发射垂直于所观察的部分的理论表面可放大可用的倾斜相空间。
在图33所示的实施例中,当FSM未启动(energized)时,内腔4030的OPD被定义为“理论OPD”。若传感器是用于自动聚焦,则当物镜达到最佳聚焦时,传感器腔的OPD应该接近理论OPD。由此方式,干涉峰值的对比度位置可用以识别最佳聚焦。
用来控制内腔的OPD的FSM可以是温度敏感的,举例而言,FSM的OPD温度系数约为10ppm/C。将两个FSM紧密热接触可以最小化因为温度差异导致的OPD变化。此外,FSM可被经历蠕变(creep)的PZT驱动。蠕变由PZT畴的重新对准由于热扰动下的静电应力导致,蠕变通常具有关于时间的对数关系。最终,在制造时难于物理匹配内腔的两路分支的光纤长度。
就OPD的变化能力而言,可以使用一个通道作为补偿机制的固定的参考腔。在一些实施例中,参考腔的OPD被设定为等于内腔的理论OPD。一个固定的参考腔的例子被显示在图35中。
参考通道能够与其余的测量通道同时且同步地被获取。当分析监测通道的信号时,可以从相位测量结果减去参考相位。因此,就参考腔OPD是固定的而言,只要内腔的OPD变化小于相干长度而使参考信号绝不会丢失,则内腔的OPD任何变化就可以通过减法得到。
参考腔还可用以定义理论OPD位置,理论OPD位置可对应于自动聚焦的物镜的最佳聚焦位置。
作为例子,结合图36~38描述具有传感器系统的显微镜的操作。举例而言,传感器系统可是结合图33上述的传感器系统。所述操作包括传感器系统的自动聚焦功能和移动(或相位)监测功能。
如图36的流程图4300所示,显微镜头(例如干涉显微镜的物镜)是被设置于放置测试物的测量部分上方(步骤4310)。测试物具有一个被显微镜检视的测试表面。
一旦传感器系统的自动聚焦模式启动(步骤4320),进行OPD扫描。
图37示意性显示监测腔的测试信号的调制峰值4410,以及在自动聚焦的OPD扫描期间所测量的参考腔的参考信号的调制峰值4420。举例而言,所测量的信号使用电子处理器分析,电子处理器用来识别调制峰值的位置,以及计算测试物表面相对于最佳聚焦位置的位置(步骤4330)。在本例子中,参考信号的调制峰值4420的位置表示最佳聚焦位置。
根据已决定的相对位置,显微镜接着将测试表面朝向最佳的表面位置移动所测量的距离(步骤4340)。如图38示意性所示,测试表面的所得位置可以被验证(步骤4350),其中监测腔的调制峰值4410’和参考腔的调制峰值4420发生在OPD扫描的约相同OPD。为了确保正确地定位或精确定位,可以进行步骤4330和4340的循环4355。
在显微镜聚焦之后(当测试腔和参考腔的相干函数重叠时),且在确认定位正确之后,将OPD扫描的自动聚焦的DC电压设定为最大调制(步骤4360)。图38示意性显示,在传感器系统中这种OPD的快速正弦扫描的监测信号4510和参考信号4520。在一些实施例中,可进一步箝位在最大干涉条纹对比度的点的FSM电压。
接着,将振动模式启动(步骤4370),其监测测试表面的移动,且开始采用显微镜的测试物的SWLI(或PUPS)扫描测量。移动的同步测量允许计算并且输出真实的移动分布,其与SWLI(或PUPS)数据同步。
根据真实的移动,所测量的相位变化与SWLI(或PUPS)分析可以一起被用来移除扫描误差的影响(步骤4395)。这可以实时完成或当进行SWLI(或PUPS)数据的后处理时。
虽然在前述示例中,自动聚焦和移动监测的功能顺序进行,但是每一种这些功能的每个都能被单独或多次使用。
在一些使用自动聚焦模式的实施例中,传感器系统的OPD扫描和参数被选择,以提供工作范围(例如大于1mm的工作距离;例如大于5mm的工作距离);例如100nm的位置解析度;(在具有结构的部分上)例如约250nm的位置再现性(position repeatability);例如约为0.5mm直径的斑点尺寸;以及大于例如10Hz的速度。
当自动聚焦功能被用于具有FSM(例如图33所示的的干涉测量系统中的FSM 4032A和4032B)的传感器系统时,FSM可以例如以相对慢的(例如约10Hz)且振幅较大的正弦电压所启动,并且测试表面的位置能够根据测试和参考的相干峰值之间的相对延迟而被决定。总体的OPD扫描范围取决于FSM 4032A和4032B的卷轴(spools)中的光纤长度以及FSM 4032A和4032B的PZT的最大延伸量。蠕变和温度灵敏度可以直接取决于光纤长度,从而光纤的最佳用量通常是拖曳长度和可接受的灵敏度之间的折中。举例而言,使用18m的光纤的FSM提供6.6mm的OPD扫描、9.5μm/V的转换系数以及254μm/C的温度灵敏度。
在一些使用移动监测模式的实施例中,传感器系统的OPD扫描和参数被选择以提供:小于0.2nm的移动解析度、(在具有结构的部分上)小于1nm的再现性、约200kHz的取样率,以及大于5kHz的更新频率。
此外,当自动聚焦功能被用于具有FSM(例如图33的干涉测量系统所显示的FSM 4032A和4032B)的传感器系统时,FSM会被高频(例如约10kHz)且具有使得能够高速计算腔干涉相位的振幅的波形(提供最佳干涉的DC箝位电压)所启动。在一些实施例中,若使用的是标准的线性相移算法,则这能够通过锯齿或三角的调制分布来完成。在其他实施例中,调制是正弦的和且使用SinPSI算法。举例而言,在正弦相移算法上,可以使用P.J.De Groot的美国专利申请No.US-2008/0180679-A1(名为”Sinusoidal Phase Shifting Interferometry”;),和/或美国专利申请No.12/408,121(名为”Error Compensation in Phase Shifting Interferometry”,申请日:2009年3月20日)所披露的,其内容通过引用并入于此。
通道能够以合适的频率和相位相对于该调制同时取样,使得每一个周期取得一次新相位。通过乘上λ/4π,可将相位变化转换成为物理长度变化。在所述速度,计算的负担是很小的,且能够使用标准的微处理器来为所有通道同时容易地实时进行。
在干涉测量期间(例如SWLI或PUPS),腔的移动能够被控制干涉测量系统的微处理器所读取。移动数据能够经由反馈机制来实时校正干涉测量系统的扫描移动,或对干涉数据印时戳、保持并在干涉数据的后处理过程中使用,校正不期望的扫描移动,例如使用本文所述的J矩阵方法。
普遍而言,有多种类型的干涉测量物镜能够与具有传感器的传感器系统结合使用,用以在操作期间,与监测面形成监测腔。以下说明了一些例子,其中传感器被安装于干涉测量物镜,从而使用由干涉测量物镜检视的测试物来形成监测腔。
作为放大图,图39显示了图33中所示的物镜单元4540,其包括Mirau物镜4167和传感器环4545。Mirau物镜4167包括透镜4550和反射镜4560,对于干涉测量提供了测试光程和参考光程。传感器环4545包括传感器4099A和4099B,传感器4099A和4099B通过光纤4012连接至子系统4010,如图33所示。传感器4099A和4099B发出辐射垂直照射在测试物4175上,由此在没有在Mirau物镜4167的视场内的区域,与测试物表面形成监测腔。
图40示出传感器4570和Michelson物镜4580的组合。通过分束器4585,传感器4570大致上在Michelson物镜4580的视场内照射测试物4175。
图41显示在Linnik物镜4592内的两个传感器4590A和4590B的实施方式。在测试物分支4596A和参考分支4596B的每个中,Linnik物镜4592包括Schwarzschild光学部件4594A和4594B以及偏振器P。传感器4590A和4590B设置在Linnik物镜4592的中间位置。传感器4594A以90度的角度(例如在Linnik物镜4580的FOV内)照射测试物4175,由此与测试物4175的表面形成第一监测腔。类似地,传感器4590B以90度的角度照射测试物4181,由此与参考物4181的表面形成第二监测腔。如所述,参考物4181可移位来提供例如干涉测量的SWLI测量的相移。
如上所述,传感器系统能够根据所使用的干涉测量物镜而以多种方式被实施。此外,传感器系统能够根据干涉测量所使用的扫描模式而以多种方式被实施。举例而言,根据扫描的是焦点还是维持焦点位置时扫描光程长度,可以区分焦点扫描和光程长度扫描。
在焦点扫描中,干涉物镜的焦平面位置相对于测试表面是变化的,通常通过整体地移动物镜。焦点扫描可以与其参考面不可接近的干涉测量物镜(例如Mirau型物镜)来使用。
在光程长度扫描中,参考面被移动(例如其位置被正弦调制),而焦平面是固定的。光程长度扫描能够与Linnik或Michelson物镜使用,其中参考界面可以被接近并且可以进行SWLI和PUPS干涉测量。
如适用于焦点扫描的例子,图42A~42C显示具有通用型物镜4600的传感器的实施例。虽然在图42A~42C以及在大多数随后的图中仅显示一个传感器,可以使用多于一个的传感器,作为冗余或提供角度的移动信息。
在图42A中,传感器4610被埋入用来承载测试物的台4620中,并且传感器4610监测通用型物镜4600相对于台4620的移动。在图42B中,传感器4630附加于通用型物镜4600,并且传感器4630监测通用型物镜4600相对于台4620的移动(若台的表面部分形成监测腔),或直接监测通用型物镜4600相对于测试物的移动(若测试物的表面部分形成监测腔)。在图42C中,传感器4640被安装于通用型物镜4600,使得传感器4640发射出传感器光束4650,其被倾斜地反射离开台4620或测试表面,然后再从安装在通用型物镜4600的另一侧的反射镜4660反射回到传感器4640。当传感器光束4650从通用型物镜4600的测量点4670(如图42C所示)反射时,图42C的配置能够减少Abbé误差,但是可具有减小的垂直移动的灵敏度。
Michelson和Linnik物镜运行尤其简单的传感器配置来进行焦点扫描,通过使用Michelson和Linnik物镜的光学部件来定义传感器光束的光程,用减少了Abbé误差而不损害垂直灵敏度。
举例而言,图43A所示的传感器4570与Michelson物镜的组合对应于图41所示的配置,其中传感器4570的传感器光束4680被分束器4585垂直地反射至测试物4175。传感器4570能够包括内置的参考物,例如结合图34所述的,以提供干涉测量腔。
相较于图43A所示的配置,图43B所示的配置能够以不提供内置参考物的传感器4570A操作,因为Michelson物镜的参考分支4686提供了参考物4688,其也用以传感器4570A的参考物。具体而言,分束器4585和传感器光束4680的交互作用使得参考光束4690被传送至参考物4688,并由参考物4688反射回。分束器4585可以例如基于偏振状态或波长分离。
作为另一例子,图34C中显示了具有传感器4700的Linnik物镜以及透镜基的测试物镜4715和透镜基参考物镜4718的结合。如图34A所示,传感器4700的传感器光束4710被分束器4720垂直地反射至测试物4175上。传感器4700能够包括内置的参考物,例如结合图34所述,以提供干涉测量腔。
相较于图34C所示的配置,图43D所示的配置能够以不提供内置参考物的传感器4700A操作,因为Linnik物镜的参考分支4730提供了参考物4740,其也用作传感器4700A的参考物。具体而言,分束器4720和传感器光束4710的交互作用使得参考光束4750被传送至参考物4740,并由参考物4740被反射回。分束器4720可以例如基于偏振状态或波长分离。
虽然图43A~43D被描述为使用焦点扫描的配置,但是在一些实施例中,传感器系统也能够与以光程长度扫描操作的干涉测量系统结合。在光程长度扫描中,扫描物镜参考面而非目标表面,从而在干涉测量过程中变化OPD。
例如,如图44A所示,Michelson物镜可与传感器4800结合,传感器4800与参考物4810的背侧表面形成监测腔。被参考物4810反射的传感器4800的传感器光束4820对参考物4810的移动是敏感的,并且能够用来校正移动误差,而非用于校正自动聚焦。传感器4800能够包括内置的参考物,例如结合图34所述,以提供干涉测量腔。
在另一个例子中,图44B显示Linnik物镜与传感器4830的组合。在图44A中,传感器4830的传感器光束4840被参考物4686反射。而且传感器4830能够包括内置的能够包括内置的参考物,例如结合图34所述,以提供干涉测量腔。
作为使用不具有内置参考物的传感器的例子,结合图43B和图43D所述的配置能够用于光程长度扫描。接着,并非扫描在测试分支中的测试物4175或Linnik测试物镜4715,可保持测试分支中的焦点位置,并且在图34B中改变参考物4686的位置且在图43D中改变参考物4740、Linnik参考物镜4718或两者(同步)的位置。
在一些应用中,参考面和目标面同时被扫描。接着,可使用传感器系统来同时监测两种移动。此外,额外的自由度也能够被监测,例如参考面倾斜,其例如对PUPS的应用可以有用。
采用两个或更多的分立的传感器可以进行同时监测两种以上的移动,举例而言,传感器被连接至结合图33所述的子系统4010的分立的通道。图45A~45C显示如何可将两个以上的传感器设置在Michelson或Linnik干涉测量仪的例子。
图45A是图42B与图44A所示的实施例的组合,其中安装在Michelson物镜的第一传感器4630A监测测试物4175相对于Michelson物镜的移动,而第二传感器4800A用来监测参考物4686的移动。
图45B是图42B与图44B所示的实施例的组合,其中安装在Linnik物镜的第一传感器4630B监测测试物4175相对于Linnik物镜的移动,而第二传感器4830B探测参考物的移动4740。
图45C所示的配置类似于图45B所示的配置,其中除了参考物4740的移动以外,还由两个传感器4830C和4830D监测了参考物4740的参考面的倾斜和活塞移动。图46显示一实施例,其中传感器4800直接探测扫描器4810的移动,而非探测干涉测量腔。若扫描器4810是移动不确定性的最大来源,则可进行扫描器4810的监测,且可以使得能够使用较粗略且便宜的扫描机制。
图47显示一实施例,若测试物4175的测试表面4820太小而无法用离轴(off-axis)传感器4830直接探测,或测试物4175的测试表面4820具有一表面斜率,而该表面斜率无法提供可靠的返回信号至传感器4830,则图47所示的实施例可允许监测干涉测量腔。在该情形,测试物4175被安装在特别部件台4840上,台4840具有被传感器4830探测的反射镜4850。镜面被安装使得镜面高度对应于测试物4175的期望的表面高度。举例而言,这种配置能够用于装配产线,在装配产线上,测试物都是非常类似的。图48A和图48B显示引入物镜转台(objective turret)4900的配置,物镜转台4900具有可旋转部件4930与不可旋转部件4940。举例而言,转台能用于显微镜以提供不同类型(例如具有不同测量放大率)的物镜4910A和4910B。在图48A,每一个物镜4910A和4910B都具有自带的传感器4920A和4920B,而在图48B,单个传感器4920C附加于转台4900的不可旋转部件4940上。图48A的配置不受(或至少较少受)转台4900的可旋转部件4930与不可旋转部件4940之间的机械联接的不可预期移动的影响,因为机械联接的移动至少理论上由传感器4920A和4920B所考虑。然而,图48B所示的配置可需要较少数量的传感器,并且当转台4900旋转时,也不需考虑缠绕返回的光纤。
替代实施例
虽然所述一些实施例中的光源子系统包括主光源163和第二光源197,但是其他配置也是可能的。普遍而言,第二光源197所发出的光波长是能够按期望改变,只要该波长可被第二传感器探测。所选择的波长可能落于主光源163的带宽内,或为完全不同的波长。举例而言,主光源163可被选择来提供白色可见光源;而第二光源197提供在光谱的UV或IR部分的光。此外,第二光源197可以或者一起(或依序地)提供具有一系列离散波长的光。
此外,在一些实施例中,光源子系统包括单一光源,而非分立的主光源和第二光源。单一光源产生作为主探测器191的辐射的光源,也产生作为第二探测器199的辐射的光源。举例而言,与第二探测器199搭配使用的滤波器101能够被选择以从光源至第二探测器199通过单一波长(或窄波段)。
普遍而言,第二光源197可以被扩展或是点光源,并且第二光源的成像可以是Koehler或临界(critical)。普遍而言,当在PUPS模式中使用点光源时,临界照明是优选的以照射光瞳;而对于SWLI,Koehler照明通常是优选的以照射大面积的部分。
主光源163可以为LED、弧光灯、白炽灯、白光激光,或适用于宽带干涉测量的其他光源。
在一些实施例中,孔径光阑看用以控制光源的空间范围。使用中间面照明也是可能的。
探测器子系统的各种配置也是可能的。举例而言,第二探测器199通常可以被描述为最小具有两个探测点或像素的探测器。因此,第二探测器199能够是具有集成的探测器元件(如所述实施例所示)的单一探测器,或可由多个分立的单个探测器构成。
在一些实施例中,单一探测器能够取代主探测器191和第二探测器199。举例而言,主探测器191可包括数个探测器元件,其专用于取得监测信号。举例而言,这可以包括在相应探测器元件前方设置分立的窄带滤波器,或可包括选择的光学部件以将监测信号的光引导至主探测器191的特定元件。
在监测信号间产生相位不同的多种方法已经讨论如上。产生相位不同的其他方法也是可能的。举例而言,除了在参考光和测量光之间引入相对的倾斜而在第二探测器199的FOV中产生条纹以外,额外的光学元件也可用来实现相同的效果。举例而言,在一些实施例中,偏振元件可用来偏移探测器199的光的相位。这包括例如单一测量点的情况下,通过偏振元件来产生测量光束和参考光束之间的相对相移。
在所述实施例中,探测器和光源子系统分别包括主探测器/第二探测器和主光源/第二光源。其他实施例也是可能的。举例而言,在一些实施例中,第二光源和第二探测器被绑定在一起而成为分立的子系统,该子系统与主系统共用一些光学部件。举例而言,第二光源和第二探测器可被封装在一起而成为一个模块,其装配在主探测器和系统的其他元件之间,或在物镜和系统的其他元件之间。
此外,虽然前述讨论假设扫描分布理论上对于时间是线性的,但是扫描误差的校正技术也能够用于其他扫描分布。
虽然上述实施例的特征是具有Linnik或Mirau物镜的干涉显微镜,但是扫描误差的校正技术也能够用于其他类型的干涉显微镜(例如使用Michelson干涉测量仪的显微镜)。更普遍而言,所述技术不限于干涉显微镜,也能够用于非显微镜式的干涉测量仪。
计算机程序
所述任何计算机的分析方法可以实现为硬件或两者的组合。根据本文所述的方法和图,所述的方法可以利用标准的编程技术而实现为计算机程序。将程序码应用于输入数据以执行本文所述的功能,且产生输出信息。输出信息施加至一或多个输出装置,例如显示器监视器。每一种程序可以被实现为高水平处理或面向对象的程序语言,以便与计算机系统通讯。然而若有需要,该程序也能被实现为汇编语言或机器语言。在任何情况,该语言可以被编译或解译的语言。此外,该程序也能够为了该目的在预先编程的专用集成电路中运行。
每种这样的计算机程序优选地存储于存储介质介质或装置(例如ROM或磁碟)上,存储介质或装置可由通用型或专用型可编程的计算机读取,当存储介质或装置由计算机读取以执行本文描述的程序时,用以配置或操作计算机。当程序执行时,计算机程序也能够存储在高速缓冲存储器或主存储器中。分析方法也能够被实现为计算机可读取存储介质,并用计算机程序配置,其中存储介质被配置使得计算机以特定和预定的方式来执行本文所述的功能。
所述实施例涉及干涉测量系统和方法,用以决定与测试物有关的信息。关于合适的低相干干涉测量系统、电子处理系统、软件、以及相关处理算法的附加信息均披露于共有的美国专利申请US-2005-0078318-A1,名称为“Method and System for Interferometric Analysis of Surfaces and Related Applications”;以及US-2004-0189999-A1,名称为“Profiling Complex Surface Structures Using Scanning Interferometry”;以及US-2004-0085544-A1,名称为“Interferometry Method for Ellipsometry,Reflectometry,and Scatterometry Measurements,including Characterization of Thin Film Structures”,其内容通过引用合并于此。
示例性应用
引入上述的扫描误差校正的低相干干涉测量方法可用于下列各种表面分析问题:简单薄膜、多层薄膜、衍射或以其他方式产生复杂干涉效应的锐利的边缘和表面特征、未解析的表面粗糙度、未解析的表面特征(例如在平滑表面上的次波长宽度的沟槽)、非相似材料、与偏振有关的表面特性,以及表面或可变形的表面特征的偏转、振动或移动,其导致干涉现象的与入射角有关的扰动。以薄膜为例,关注的可变参数可以为膜厚度、膜的折射率、基板的折射率、或所述参数的组合。表现出所述特性的物或装置的示例性应用将在以下讨论。
半导体工艺
上述的系统和方法能够用于半导体工艺中,用于工具的特定监测,或是控制工艺流程本身。在工艺监测的应用中,单/多层的膜通过相应的工艺工具而在未图案化的硅晶片上(监测晶片)被生长、沉积、抛光或是蚀刻,然后使用采用本公开所述的扫描误差校正技术的干涉测量系统来测量厚度和/或光学特性。这些监测晶片的厚度(和/或光学特性)平均以及晶片内的均匀度被用以决定相关工艺工具是否以目标规格而被操作,或者是否应该被重定确定目标、调整,或者不再使用。
在工艺控制的应用中,接着,单/多层的膜通过相应的工艺工具而在图案化的硅生成晶片上被生长、沉积、抛光或是蚀刻,然后使用具有本公开所述的扫描误差校正技术的干涉测量系统来测量厚度和/或光学特性。用于工艺控制的生产测量通常包括一个小的测量部件,以及将测量工具对准关注的取样区域的能力。这个部件由多层膜的堆叠所组成(其自身可能被图案化),因此需要复杂的数学模型来提取相关的物理参数。工艺控制测量决定了整体工艺流程的稳定度,也决定整体工艺是否应该继续、重定确定目标、重新导向至其他设备,或完全停机。
具体举例而言,本公开所述的干涉测量系统能够用于监测以下设备:扩散、快速热退火、化学气相沉积工具(高压或低压均可)、介电层蚀刻、化学机械抛光机、等离子体沉积、等离子体蚀刻、光刻跟踪(lithography track),以及光刻曝光工具。此外,本公开所述的干涉测量系统能够用于控制以下工艺:沟槽和隔离、晶体管形成,以及层间电介质形成(例如双金属镶嵌)。
铜互连结构与化学机械抛光
目前,芯片制造商通常使用一种称为“双金属镶嵌铜”的工艺来制造芯片不同部分之间的电互连。这是可以使用合适的表面形貌系统来高效表征的工艺的例子。双金属镶嵌工艺可被认为具有六个部分:(1)层间电介质(ILD)沉积,其中介电材料层(例如聚合物或玻璃)被沉积在晶片(包括多个独立的芯片)表面;(2)化学机械抛光(CMP),其中介电层被抛光以产生平滑的表面,以便进行精确的光学光刻;(3)光刻图案化和反应离子蚀刻步骤的结合,其中复杂的网路被生成,包括平行于晶片表面延伸的窄沟槽,以及由沟槽底部至(先前定义的)下层导电层延伸的小通路孔;(4)金属沉积的工艺步骤的结合,其中产生铜沟槽和通路孔的沉积;(5)电介质沉积步骤,其中电介质被沉积在铜沟槽和通路孔的上;以及(6)最后的CMP步骤,其中多余的铜被移除,留下由铜填充的沟槽(和可能的通路孔)的网路,由介电材料围绕。
参考图20A,装置500是示例性膜结构,其由在沉积于基板501上的铜特征502上沉积电介质504形成。电介质504具有不均匀的外表面506,且沿着外表面506具有高度变化。由装置500获得的干涉信号可包括上表面506的干涉图案、铜特征502与电介质504之间的界面508干涉图案,以及铜特征502与基板501之间的界面510的干涉图案。装置500可包括也产生干涉图案的多个其他特征。
参考图20B,装置500’示出了装置500经最后的CMP工艺步骤之后的状态。上表面506已被平面化为表面506’,且界面508可能现在暴露于环境。界面510在基板表面仍维持原状。装置效能和均匀度关键取决于对电介质504的表面平坦化监测。重要的是,抛光速率和抛光后残存的铜(和电介质)厚度强烈并以复杂的方式取决于抛光条件(例如对垫压力与研磨浆成分)、以及铜和其周围电介质区域的局部细致排布(例如取向、接近度和形状)。因此,表面506在铜元件502上方的部分与表面506的其他部分可以不同的速率蚀刻。另外,一旦铜元件502元件的界面508被暴露,则电介质和铜元件可以表现出不同的蚀刻速率。
众所皆知,这种“与位置有关的抛光率”会在许多横向长度尺度上导致可变的表面形貌。举例而言,这可能意味着更靠近晶片边缘的芯片整体上比更靠近晶片中心的芯片抛光速率更快,因而使得铜区域靠近边缘比期望的薄,且在中心比期望的厚。这是一种“晶片尺度”的工艺不均匀性的例子,即一种与晶片直径可比较的长度尺度上发生的工艺不均匀性。此外,众所皆知的是,铜沟槽密度较高的区域比铜沟槽密度较低的邻近区域的抛光速率快。这导致在高铜密度区域中的所谓“CMP诱导侵蚀(CMP induced erosion)”的现象。这是一种“芯片尺度”的工艺不均匀性的例子,即一种与单个芯片的线性维度可比较(且有时远小于)的长度尺度上发生的工艺不均匀性。另一种芯片尺度的不均匀性,称为“碟型化(dishing)”,其发生于铜填充的单沟槽区域中(这导致该区域比周围电介质区域的蚀刻速率高)。对于宽度大于几个微米的沟槽,碟型化可能变得严重,导致受影响的线后来表现出过度的电阻,引起芯片失效。
由CMP导致的晶片和芯片尺度的工艺不均匀性本质上难于预测,且随着CMP工艺系统内的条件演变,它们经历随时间的改变。为了有效地监测与合适地调整工艺条件,用以确保不均匀性保持在可接受的限度内,对于工艺工程师重要的是,在芯片上在大量各种不同位置进行频繁的非接触表面形貌的测量。这可以使用上述的干涉测量方法和系统的实施例。
在一些实施例中,在CMP之前和/或期间,通过从该结构获得低相干干涉信号,监测了一种或更多的空间特性,例如表面506的形貌和/或电介质504的厚度。根据空间特性,抛光条件能够被改变以实现期望的平面表面506’。举例而言,垫压力、垫压力分布、抛光剂特性、溶剂的成份和流量,以及其他条件能够根据空间特性而被调整。在经过抛光一些时间之后,空间特性能够再次被决定,并且抛光条件能够视需要而改变。形貌和/或厚度也是例如获得表面504′的终点的指标。因此,低相干干涉信号能够用来避免物的不同区域因过度抛光而导致的凹陷。低相干干涉信号和系统在该方面有优势,因为即使存在多个界面,装置的空间特性(例如(a)在铜元件502和(b)在基板表面510上方的电介质表面的相对厚度)仍可被决定。
光刻
在许多微电子应用中,光刻工艺用以图案化基板上的光致抗蚀剂层,例如硅晶片上的光致抗蚀剂层。参考图20A和图20B,物30包括基板(例如晶片32)与覆盖层(例如光致抗蚀剂层34)。物30包括多个界面,如在不同折射率材料之间的界面。举例而言,在物周围的界面38被界定,其中光致抗蚀剂层34的外表面39接触围绕物30的环境(例如液体、空气、其他气体或真空。基板层界面36被界定在晶片32的表面35和光致抗蚀剂层34的下表面37之间。晶片的表面35可包括多个图案化的特征29。这些特征中的一些特征具有与基板的相邻部分相同的高度,但是具有不同的折射率。其它的特征可能相对于基板的相邻部分向上或向下延伸。因此,界面36在光致抗蚀剂层外表面的下方表现出复杂且变化的形貌。
光刻设备将图案成像于物上。举例而言,该图案可对应于电子电路的元件(或电路的负片)。在成像之后,部分光致抗蚀剂层被移除,露出在已移除的光致抗蚀剂层下方的基板。露出的基板可被蚀刻、覆盖上沉积材料或进行其他修正工艺。残余的光致抗蚀剂保护其他部分的基板,使其不受这样修正工艺的影响。
为了增加制造效率,有时候在单个晶片上制造多于一个的装置。这些装置可能是相同的或不同。每一个装置都需要将图案成像于晶片的一个子区域。在一些情况中,图案被顺序地成像于不同的子区域。为了几个原因可以进行顺序的成像。光学像差可导致在晶片的大范围面积上无法实现合适的图案聚焦品质。即使没有光学像差,晶片和光致抗蚀剂的空间特性也可能导致在晶片的大范围面积上无法实现合适的图案聚焦。晶片/抗蚀剂的空间特性与聚焦品质之间的关系将以接下来讨论。
参考图20B,物30显示具有N个子区域40i,每个小于欲成像的物的总区域41。在每个子区域40i内,空间性质的变化(例如晶片或光致抗蚀剂的高度和斜率变化)通常小于总区域41的空间性质的变化。尽管如此,不同子区域40i的晶片或光致抗蚀剂通常具有不同的高度和斜率。举例而言,层34表现出厚度Δt1和Δt2,其改变了表面39的高度和斜率。因此,该物的每个子区域可以与光刻成像仪(photolithography imager)具有不同的空间关系。聚焦的品质与该空间关系(例如物和光刻成像仪之间的距离)有关。让物的不同子区域具有合适的焦距需要物和光刻成像仪的相对重新定位。因为物高度和斜率的变化,不可能仅通过决定物就相对于物远离成像的子区域的部分((例如物的边缘43))而言的位置和曲线,就达到合适的物体聚焦。
通过决定欲成像(或其他处理)的物的子区域内的物的空间特性,便能够达到合适的聚焦。在子区域的位置决定之后,物(和/或光刻成像仪的一部分)就可以被移动(例如平移、旋转和/或倾斜),用以修正该子区域相对于参考物(例如光刻成像仪的一部分)的位置。(如有需要),对于每个欲成像的子区域可以重复进行所述决定和移动。
子区域的空间特性的决定可包括决定该物的薄层的外表面的一点或多点的位置和高度,所述一点或多点位于欲进行成像的子区域内。举例而言,子区域402(图20A)的外表面39的位置和取向能够根据子区域内的点421-423的位置而被决定。欲进行成像的子区域的空间特性的决定可包括使用干涉测量仪以光来照射子区域并且探测干涉信号,该信号包括从被照射的子区域反射的光。在一些实施例中,多个子区域同时用光成像以取得多个干涉信号。每个干涉信号均表示一个子区域的一个或多个空间特性。因此,干涉信号能够用来形成表示在多个子区域上的物的形貌的图像。在多个子区域的光刻期间,晶片是根据由多个干涉信号所决定的个别子区域的形貌而被定位。因此,每个子区域能够相对于光刻设备的最佳聚焦而被定位。
探测欲成像的物的每个子区域的干涉信号包括在一个OPD范围内,探测从子区域反射的光与参考光,OPD至少等于所探测的光的相干长度。举例而言,光可至少是在其相干长度被探测。在一些实施例中,干涉测量仪被配置,使得从被照射的子区域反射的光由外界面(例如外表面39)或由内界面(例如界面36)反射的光占主导。在一些实施例中,物的空间特性仅根据干涉信号的一部分而被决定的。举例而言,若干涉信号包括两个或以上重叠的干涉图案,物的空间特性能够根据其中干涉测量信号的其中之一的一部分而被决定,其由来自物的单个界面的贡献所主导。
焊料凸块工艺
参考图21A和图21B,结构1050是焊料凸块工艺期间所制造的结构的示例。结构1050包括基板1051、焊料不可湿润的区域1002,以及可焊料湿润的区域1003。区域1002具有外表面1007。区域1003具有外表面1009。因此,界面1005形成于区域1002和基板1001之间。
在处理期间,焊料1004被放置接触可润湿区域1003。在流动焊料之后,焊料与可湿润区域1003形成牢固的接触。邻接的不可湿润区域1002的作用像坝,防止在本结构中流动的焊料进行不期望的迁移。希望能够知道该结构的空间特性,包括表面1007、1009的相对高度,以及焊料1004相对于表面1002的大小。如根据本公开其他讨论所决定的,结构1050包括多个界面,每个界面形成一干涉条纹。干涉图案之间的重叠使得使用传统的干涉技术无法准确决定空间特性。本公开所讨论的系统和方法的应用使得空间特性能够被决定。
由结构1050所决定的空间特性能够用以改变制造条件,例如层1002、1003的沉积时间,以及区域1003每单位面积的焊料1004的用量。此外,用来流动焊料的加热条件也能根据空间特性而被改变,用以达到充分的流动和/或避免焊料的迁移。
平板显示器
本公开的干涉测量系统和方法能够用于平板显示器的制造,例如液晶显示器(LCD)。
普遍而言,许多不同的应用中使用多种不同类型的LCD,例如LCD电视、桌上型电脑的监视器、笔记本电脑、移动电话、汽车GPS导航系统,或车用和飞机上的娱乐系统(仅列举几例)。虽然LCD的特定结构可能会有所变化,但是大部分LCD都使用类似的面板结构。参考图23A,举例而言,在一些实施例中,LCD面板450是由几层构成,包括两片玻璃板452和453,以边缘密封454连接。玻璃板452和453以间隙464相互间隔,间隙464填充液晶材料。偏振片456和474分别施加于玻璃基板453和452的外表面。当集成为LCD后,其中一个偏振片用以偏振来自显示器光源(例如背光,未显示)的光,另一个偏振片作为分析片(analyzer),仅允许被偏振至平行于偏振片透射轴的光分量通过。
彩色滤光片476的阵列形成于玻璃板453上,且图案化的电极层458形成于彩色滤光片476上,电极层458由透明导体形成,例如氧化铟锡(ITO)。钝化层460(有时称为硬涂层,通常基于SiOx)被涂布在电极层458上,用以跟表面电性绝缘。配向层462(例如聚酰亚胺层)沉积在钝化层460上,配向间隙464中的液晶材料。
面板450还包括形成于玻璃板452上的第二电极层472。另一硬涂层470形成于第二电极层472上,且另一配向层468设置在硬涂层470上。在有源式矩阵LCD(AM LCD)中,电极层的其中之一通常包括薄膜晶体管(TFT)的阵列(例如对于每个子像素有一或多个TFT)或其他集成电路结构。
液晶材料是双折射的且改变通过LCD面板的光的偏振方向。液晶材料也具有电介质各向异性,且因此对施加于间隙464的电场是敏感的。因此,当施加电场时,液晶分子改变取向,因而改变面板的光学特性。通过控制液晶材料的双折射和电介质各向异性,通过面板的光量能够被控制。
液晶材料的单元间隙(cell gap)Δg,即液晶材料的厚度由间隔物(spacer)466所决定,间隔物466将两个玻璃板452和453保持在固定的距离。普遍而言,间隔物可以为预形成的圆柱体或球体颗粒,其直径等于期望的单元间隙,并且可以使用图案化技术(例如传统的光刻技术)而形成于基板上。单元间隙影响光通过面板时的光学推迟的量和将液晶材料的分子配向的粘弹性反应,且因此单元间隙是在LCD面板制造时精确控制的重要参数。
普遍而言,LCD面板制造涉及形成各种层的多个工艺步骤。举例而言,参考图23B,工艺499包括并行地在每一个玻璃板上形成多种层,并且将玻璃板接合以形成一个单元。如所示,首先,TFT电极形成于第一玻璃板上(步骤499A1)。钝化层形成于TFT电极上(步骤499A2),然后配向层形成于钝化层上(步骤499A3)。接着,间隔物沉积在配向层上(步骤499A4)。第二玻璃板的工艺通常涉及形成彩色滤光片(步骤499B1)与在彩色滤光片上形成钝化层(步骤499C1)。接着,电极(例如公共电极)形成于钝化层上(步骤499B3),然后配向层形成于电极上(步骤499B4)。
接着,通过将第一和第二玻璃板接合在一起来形成单元(步骤499C1),接着将液晶材料填入单元并加以密封(步骤499C2)。在密封之后,偏振片被施加于每一片玻璃板的外表面(步骤499C3),提供完整的LCD面板。流程图所示的步骤的次序和组合是说明性的,普遍而言,其他步骤组合和它们的相对序是可变的。
此外,图23B所示的每一个步骤都可包括许多工艺步骤。举例而言,在第一玻璃板上形成TFT电极(通称为“像素电极”)涉及许多不同的工艺步骤。类似地,在第二玻璃板上形成彩色滤光片可包括多种不同的工艺步骤。举例而言,形成像素电极通常包括多个步骤以形成TFT、ITO电极,以及耦接至TFT的汇流线。事实上,形成TFT电极层本质上就是形成一个大型的集成电路,并且涉及传统的集成电路制造时所使用的许多相同的沉积和光刻图案化工艺。举例而言,通过首先沉积一层材料(例如半导体、导体或电介质),在所述材料层上形成光致抗蚀剂层,并将抗蚀剂曝光于图案化辐射,从而构建TFT电极层的各个部分。光致抗蚀剂层接着被显影,其产生图案化的光致抗蚀剂层。接着在蚀刻工艺中,在图案化的光致抗蚀剂层下的材料层被移除,由此将光致抗蚀剂中的图案转移至材料层。最后,残余的光致抗蚀剂从基板被剥离,留下以图案化的材料层。这些工艺步骤能够被重复多次以形成TFT电极层的不同元件,并且通常也使用类似的沉积和图案化步骤来形成彩色滤光片。
普遍而言,本公开所披露的干涉测量技术能够用于在不同生产阶段监测LCD面板的生产。举例而言,干涉测量技术可用以监测LCD制造期间使用的光致抗蚀剂层的厚度和/或均匀度。如先前的说明,光致抗蚀剂层用于TFT元件和彩色滤光片的光刻图案化。对于一些工艺步骤,在将光致抗蚀剂层曝光于图案化辐射之前,可以先用低相干干涉测量系统检视光致抗蚀剂层。低相干干涉测量系统可以在玻璃板的一个或多个位置测量光致抗蚀剂层的厚度分布。可替换地或附加地,该技术可以被用于决定光致抗蚀剂层的表面轮廓。在任一情形,在所测量的光致抗蚀剂层的特征在指定的公差窗口内的情况下,光致抗蚀剂层可以曝光于期望的图案化的辐射。在光致抗蚀剂层不在指定的窗口内的情况下,可以从玻璃板剥离该光致抗蚀剂层并沉积新的光致抗蚀剂层。
在一些实施例中,干涉测量技术用以监测图案化后的光致抗蚀剂层的特性。举例而言,图案化后的特征的关键尺寸(例如线宽)能够被检视。可替换地或附加地,干涉测量技术可用以决定图案化抗蚀剂层中的特征与光致抗蚀剂层下方的特征之间的覆盖误差。并且,在所测量的临界尺寸和/或覆盖误差在工艺窗口之外的情况下,图案化的抗蚀剂可以从基板剥离,并且形成新的图案化的光致抗蚀剂层。
在一些实施例中,干涉测量技术可以结合半色调光刻(half-tone photolithography)使用。在期望图案化后的抗蚀剂层的特征中特定的厚度变化的情况下,日益多地使用了半色调光刻。本公开所披露的低相干干涉测量技术可用以监测在半色调区域中的光致抗蚀剂图案的厚度分布。此外,该技术也可以用以决定这些特征的覆盖和关键尺寸。
在一些实施例中,干涉测量技术可用以探测在生产工艺的不同阶段中,在玻璃板上在不同阶段留下的污染物(例如外来颗粒)。这些污染物可引起显示面板中可见的缺陷(即Mura缺陷),并且最终影响制造商的良率。这种缺陷经常仅以目视检查,通常在在面板组装之后进行。本公开所披露的干涉测量技术可以用于在生产过程中在玻璃基板的一或多点进行自动化的检查。在探测污染物的情况下,玻璃板的被污染的表面能够在进行下一道生产步骤之前被清洁。因此,使用本技术能够减少面板中Mura缺陷的发生,改善面板品质并减少制造成本。
在其他因素中,电光特性(例如对比度和亮度)也与单元间隙Δg有关。在制造期间的单元间隙控制对于得到均匀和品质佳的显示器经常是很关键的。在一些实施例中,本公开的干涉测量技术可以用以保证单元间隙具有希望的均匀度。举例而言,本技术可以用以监测玻璃板上间隔物的高度和/或位置。监测并控制间格物的高度例如可以减少显示器上的单元间隙的变化。
在一些情况中,实际的单元间隙可与间隔物的大小不同,因为在组装期间,压力和真空被施加以引入液晶介质,边缘密封固化且可能改变大小,并且加入的液晶可以在玻璃板之间产生毛细作用力。在液晶材料填充前后,玻璃板上的暴露的层的表面反射光,形成指示单元间隙Δg的干涉图案。即使有单元的其他层形成的界面,干涉信号的低相干固有特性自身或与描述的干涉信号处理技术结合可以被用于在制造期间监测单元的特性(包括单元间隙Δg)。
一个示例性方法可以包括在加入液晶材料之前获得低相干干涉信号,其包括指示单元间隙Δg的干涉图案。单元间隙(或单元的其他空间特性)根据干涉图案而决定,且可以与特定值作比较。若特定值与所决定的单元间隙Δg之间的差超过公差,则工艺条件(例如施加于玻璃板的压力和真空度)可以被改变以修正单元间隙Δg。这种过程可以被重复直到达到所需的单元间隙为止。接着,液晶材料被引入单元中。所加入的液晶介质的量可以根据单元的所测量的空间特性所决定。这可以避免单元过填充或者欠填充。通过观察来自玻璃板上的暴露层的表面的干涉信号,也可以监测填充工艺。在单元填充完成之后,获得另外的低相干干涉图案以监测单元间隙Δg(或其他空间特性)。再次,制造条件能够被改变,使得单元间隙被维持或修正在公差内。
在一些LCD中,配向层包括突起的结构,其为液晶材料提供期待的配向特征。举例而言,一些LCD对于显示器的每一个像素具有多于一个的配向域,其中突起的配向结构提供不同的配向域。低相干干涉测量可以用于测量突起的多种特性,例如它们的形状、线宽、高度和/或相对于LCD面板的下面的特征的覆盖误差。在突起被决定为不满意的情况下,突起可以被修复或移除,并且视需要重新制造。
普遍而言,低相干干涉测量系统能够视需要地被建立以监测LCD面板生产的不同阶段。在一些实施例中,包括干涉测量系统的检查站可以设置在生产线自身中。举例而言,监测站能够被安装在进行光刻步骤的清洁制造环境中。将玻璃板传递至检查站或是从检查站取回可以完全被自动化,通过机器人进行。可替换地或附加地,检查站能够设置在生产线外。举例而言,若仅需对显示器的取样进行测试,则样品能够从生产线上被取出,并且在生产线外进行测试。
参考图23C,示例性的检查站4000包括台4030,台4030包括托架4020,在托架4020上安装干涉测量传感器4010(例如在前披露的的干涉测量显微镜)。台4030(其可包括隔振轴承)支持LCD面板4001(或玻璃板)且将面板4001相对于传感器4010定位。传感器4010通过滑轨而被安装在托架4020上,使得传感器能够沿着箭头4014的方向来回移动。由此方式,检查站4000能够移动传感器4010以检查显示面板4001上的任何位置。
检查站4000也包括电子控制装置4050,其控制传感器4010的定位系统,并且从传感器4010取得有关于面板4001信息的信号。由此方式,电子控制装置4050能够协调传感器的定位和数据的获取。
激光刻划和切割
激光能够用以刻划物体,用于准备分离不同且同时制造的结构,例如微电子结构。分离的品质与刻划条件有关,例如激光的焦点尺寸、激光功率、物体的平移速率,以及刻划深度。因为结构的特征密度可能很高,所以刻划线可能邻接于结构的薄膜或层。当用干涉测量技术来决定刻划深度时,与薄膜和层相关的界面可能产生干涉图案。即使存在这样的相邻的膜或层,本公开的方法和系统可以用于决定刻划深度。
一个示例性方法可包括刻划一个或多个电子结构,并且沿着刻划线将多个电子结构分开。在分开之前和/或分开之后,低相干干涉信号能够用以决定刻划深度。其它的刻划条件是已知的,例如激光斑点尺寸、激光功率、平移速率。刻划深度能够根据干涉信号而被决定。通过估计已分开的结构,可以决定根据刻划条件(包括刻划深度)的分离品质。根据所述决定,实现期望的分离品质所需的刻划条件能够被决定。在后续的制造期间,低相干干涉信号能够从被刻划的区域取得以监测工艺。刻划条件能够被改变以将刻划特性维持或修改到公差内。
已经描述了本发明的大量实施例。其他实施例在权利要求中。

Claims (62)

1.一种设备,包括:
宽带扫描干涉测量系统,包括干涉测量光学部件,用以结合来自测试物的测试光和来自参考物的参考光,而在探测器中形成干涉图案,其中所述测试光和参考光来自一共用光源,
所述干涉测量系统还包括一扫描台,用以扫描从所述共用光源至所述探测器的、所述测试光和参考光之间的光程差(OPD),以及包括所述探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的所述干涉图案,其中每一个所述光程差增量的频率定义一帧频;
所述干涉测量光学部件还用以产生至少二个监测干涉测量信号,当扫描所述光程差时,所述监测干涉测量信号的每一者表示所述光程差的变化,其中所述探测器系统还用以纪录所述监测干涉测量信号;以及
电子处理器,电性耦接于所述探测器系统和扫描台,用以对于大于所述帧频的频率的所述光程差增量,决定所述光程差增量对扰动灵敏度的信息。
2.如权利要求1所述的设备,其中所述扫描台用以在大于所述共用光源的相干长度的范围中扫描所述光程差。
3.如权利要求1所述的设备,其中所述扫描台通过改变所述干涉测量光学部件相对于所述测试物的焦点来扫描所述光程差。
4.如权利要求1所述的设备,其中所述扫描台用以在不改变所述干涉测量光学部件相对于所述测试物的焦点的情况下来扫描所述光程差。
5.如权利要求4所述的设备,其中所述扫描台通过改变与所述干涉测量光学部件有关的所述参考物的位置来扫描所述光程差。
6.如权利要求1所述的设备,其中所述干涉测量光学部件包括Mirau物镜。
7.如权利要求1所述的设备,其中所述干涉测量光学部件包括Linnik物镜。
8.如权利要求1所述的设备,其中所述干涉测量光学部件用以将所述测试物成像至所述探测器。
9.如权利要求1所述的设备,其中所述干涉测量光学部件定义一光瞳平面并且用以将所述光瞳平面成像至所述探测器。
10.如权利要求9所述的设备,其中所述扫描台用以扫描所述光程差,其中所述光程差随着所述光瞳平面中的位置变化,并且决定所述光程差增量的信息包括考虑所述干涉图案的位置相关性。
11.如权利要求10所述的设备,其中所述扫描台用以在不改变所述干涉测量光学部件相对于所述测试物的焦点的情况下来扫描所述光程差。
12.如权利要求1所述的设备,其中所述干涉测量光学部件包括一光学元件,用以从所述干涉光学部件所提供的输出光中取得一监测光,其中所述输出光包括所述测试光和参考光。
13.如权利要求12所述的设备,其中所述光学元件是一分束器,用以导引所述输出光的一部分至所述探测器以及导引所述输出光的另一部分至第二探测器以记录所述监测干涉测量信号。
14.如权利要求12所述的设备,其中所述光学元件是一频谱滤波器,用以导引所述输出光的一部分至所述探测器系统,其中所述监测干涉测量信号是根据所述输出光的所述部分而被侦测。
15.如权利要求14所述的设备,其中所述部分是所述输出光的一单色光部分。
16.如权利要求12所述的设备,其中所述监测光是来自所述共用光源。
17.如权利要求16所述的设备,其中所述监测光对应于所述测试光和参考光的一频谱分量。
18.如权利要求12所述的设备,其中所述干涉图案对应于所述输出光的强度分布。
19.如权利要求12所述的设备,其中所述监测光来自不同于所述共用光源的第二光源。
20.如权利要求19所述的设备,其中所述监测光的相干长度大于所述共用光源的相干长度。
21.如权利要求1所述的设备,其中所述电子处理器通过将一相应的正弦函数与所述至少二个监测干涉测量信号的每一者相匹配,用以决定所述光程差增量的信息。
22.如权利要求21所述的设备,其中所述监测干涉测量信号的每一者包括多个取样数据点,所述取样数据点是在使用所述探测器扫描所述光程差时取得的,将所述正弦函数与所述监测干涉测量信号相匹配包括内插对所述取样数据点作内插以提供内插信号。
23.如权利要求22所述的设备,其中将所述正弦函数与所述监测干涉测量信号相匹配还包括根据所述内插信号将理论干涉相位与每一个所述干涉测量信号相关联。
24.如权利要求23所述的设备,其中决定所述光程差增量的信息还包括根据相应的所述理论干涉相位来计算所述监测干涉测量信号的测量相位的偏移。
25.如权利要求1所述的设备,其中所述至少二监测干涉测量信号具有不同的干涉相位。
26.如权利要求1所述的设备,其中所述至少二监测干涉测量信号具有不同的频率。
27.如权利要求1所述的设备,其中所述探测器为多元件探测器。
28.如权利要求27所述的设备,其中所述多元件探测器包括用以纪录所述至少二监测干涉测量信号的多个元件。
29.如权利要求1所述的设备,其中所述探测器系统包括与所述主探测器分隔的第二探测器,所述第二探测器用以纪录所述至少二监测干涉测量信号。
30.如权利要求29所述的设备,其中所述第二探测器为多元件探测器,其每一个元件用以纪录一相应的监测干涉测量信号。
31.如权利要求1所述的设备,其中所述电子处理器还用以根据一主干涉测量信号,决定所述测试物的信息,所述主干涉测量信号相应于使用所述探测器所记录的所述干涉图案。
32.如权利要求31所述的设备,决定所述信息包括根据所述光程差增量的信息来减少信息的不确定性。
33.一种方法,包括:
提供一低相干干涉测量信号,所述低相干干涉测量信号使用一扫描干涉测量系统产生,使用干涉测量光学部件,将来自测试物的测试光和来自参考物的参考光结合以在一探测器上形成干涉图案,所述探测器用以纪录所述干涉图案,同时扫描所述测试光和参考光之间的一光程差,对于一系列的光程差增量的每个,所述扫描干涉测量系统产生所述低相干干涉测量信号,每一个所述光程差增量的频率定义一帧频;
提供至少二监测干涉测量信号,所述监测干涉测量信号的每一者皆使用所述干涉测量光学部件所产生,当扫描所述光程差时,所述监测干涉测量信号的每一者表示所述光程差的变化;以及
根据所述监测干涉测量信号,用以对于以大于所述帧频的频率的光程差增量,决定所述光程差增量对扰动灵敏度的信息。
34.一种工艺,用以制造一显示面板,包括:
提供所述显示面板的一元件;
通过权利要求33的方法,决定所述元件的信息;以及
使用所述元件来形成所述显示面板。
35.一种方法,包括:
提供一测试物的一或多个干涉测量信号,其中所述干涉测量信号相应于一序列的光程差(OPD)数值,光程差值由于噪声而不是全部等间距的;
提供未等间距的所述光程差值的序列的信息;
将每一个所述干涉测量信号分解为多个基函数的贡献,每一个所述基函数相应于不同的频率并且以未等间距的所述光程差值取样;以及
将每一个所述基函数的所述贡献的信息用于每一个所述干涉测量信号,用以判断所述测试物的信息。
36.如权利要求35所述的方法,其中所述将每一个所述干涉测量信号分解为所述基函数的所述贡献包括所述基函数的每一者的振幅和相位对于每个干涉测量信号的信息。
37.如权利要求35所述的方法,其中每一个所述基函数是以未等间距的所述光程差值取样的正弦基函数。
38.如权利要求35所述的方法,其中所述分解为一线性分解。
39.如权利要求35所述的方法,其中所述一或多个干涉测量信号包括相应于所述测试物的不同位置的多个干涉测量信号。
40.如权利要求35所述的方法,其中所述一或多个干涉测量信号包括相应于一物镜的光瞳平面的不同位置的多个干涉测量信号,所述物镜用以照射所述测试物以产生所述干涉测量信号。
41.如权利要求40所述的方法,其中每一个所述干涉测量信号被分解为相同的所述多个基函数的贡献。
42.如权利要求35所述的方法,其中对于每一个不同的所述光程差值而言,每一个干涉测量信号对应于多个干涉强度值,所述干涉强度值是当来自所述测试物的测试光和参考光在一探测器上结合时所测量的,其中测试光和参考光来自一共用光源,并且所述光程差是从所述共用光源至所述探测器的、所述测试光和参考光之间的光程差。
43.如权利要求35所述的方法,其中所述多个基函数包括非正交的基函数。
44.如权利要求43所述的方法,其中所述多个基函数包括线性独立的基函数。
45.如权利要求35所述的方法,其中分解所述干涉测量信号的步骤包括:形成一矩阵,所述矩阵的每一行相应于一基函数;求出所述矩阵的逆矩阵;以及将所述逆矩阵用于每一个干涉测量信号。
46.如权利要求45所述的方法,其中每一个基函数的矩阵的单元数目大于基函数的数目。
47.如权利要求35所述的方法,其中对于每一个不同的所述光程差值而言,每一个所述干涉测量信号对应于多个干涉强度值,所述干涉强度值是当来自所述测试物的测试光和参考光在一探测器上结合时所测量的,其中测试光和参考光来自一共用光源,并且每一个基函数考虑测量后的所述干涉强度值相对于理论值之间的变化,所述理论值相应于没有误差的干涉测量信号。
48.如权利要求47所述的方法,其中所述变化起因于所述光源的强度水平的变化。
49.如权利要求47所述的方法,其中所述变化起因于所述探测器的有限帧积分时间。
50.如权利要求35所述的方法,其中提供未等间距的所述光程差值的序列的信息包括产生表示所述光程差的变化的至少一监测信号,相应于所述光程差值的序列的所述监测信号被获得时,产生所述监测信号。
51.如权利要求50所述的方法,其中未等间距的所述光程差值的序列的信息包括产生多个监测信号。
52.如权利要求51所述的方法,其中所述监测干涉测量信号是使用相同的所述干涉测量光学部件所产生的,所述干涉测量光学部件用以产生对应于所述光程差值的序列的所述干涉测量信号。
53.如权利要求35所述的方法,其中使用所述信息包括根据所述多个基函数的每一个对每一个所述干涉测量信号的贡献的信息来产生校正后的干涉测量信号,以及根据所述校正后的干涉测量信号来决定所述测试物的信息。
54.如权利要求35所述的方法,其中所述未等间距的所述光程差值的序列的信息使用传感器产生,所述探测器选自于由位移测量干涉测量仪、加速度计、接触探针、电容计、气压计以及光学编码器所构成的组。
55.一种工艺,用以制造一显示面板,包括:
提供所述显示面板的一元件;
使用权利要求35的方法,决定所述元件的信息,其中所述元件相应于所述测试物;以及
使用所述元件来形成所述显示面板。
56.如权利要求55所述的工艺,其中所述元件包括以一间隙相互间隔的一对基板,且所述信息包括所述间隙的信息,并且形成所述显示面板的步骤包括根据所述信息调整所述间隙。
57.如权利要求55所述的工艺,其中所述元件包括一基板以及所述基板上的一抗蚀剂层,并且所述信息包括所述抗蚀剂层的厚度。
58.如权利要求55所述的工艺,其中所述元件包括一基板,所述基板包括多个间隔物,并且所述信息包括所述间隔物的信息。
59.如权利要求58所述的工艺,其中形成所述显示面板的包括根据所述信息修正所述间隔物。
60.一种设备,包括:
干涉测量系统,包括干涉测量光学部件,用以结合来自测试物的测试光和来自参考物的参考光,而在探测器上形成干涉图案,其中所述测试光和参考光来自一共用光源,
所述干涉测量系统还包括一扫描台,用以扫描从所述共用光源至所述探测器的、所述测试光和参考光之间的光程差(OPD),以及包括所述探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差值的每一者的干涉图案,由此提供一或多个干涉测量信号;以及
电子处理器,耦接于所述探测器系统,根据所述一或多个干涉测量信号来决定所述测试物的信息,
其中所述一系列的光程差值是由于噪声而不是所有均被等间距,并且所述电子处理器通过将每一个所述干涉测量信号分解为来自多个基函数的贡献来决定所述测试物的信息,每一个所述基函数相应于不同的频率并且以未等间距的所述光程差值取样。
61.一种设备,包括:
扫描干涉测量系统,包括干涉测量光学部件,用以在照射角的一范围上导引测试光至测试物,并且将从所述测试物反射回来的测试光与来自参考物的参考光结合,用以在多元件探测器上形成干涉图案,其中所述测试光和参考光来自一共用光源,并且所述干涉测量光学部件将结合后的光的至少一部分导引至所述探测器,使得所述探测器的不同元件对应于测试光在所述测试物上的不同照射角;
所述干涉测量系统还包括一扫描台,用以扫描从所述共用光源至所述探测器的、所述测试光和参考光之间的光程差(OPD),以及包括所述探测器的探测器系统,用以纪录一系列的光程差增量的每一者的干涉图案;
所述干扫描干涉测量系统还用以产生至少一个监测干涉测量信号,当扫描所述光程差时,所述监测干涉测量信号表示所述光程差的变化;以及
电子处理器,电性耦接于所述探测器系统和扫描台,用以决定所述光程差增量对扰动灵敏度的信息。
62.一种设备,包括:
干涉显微镜,包括物镜和相对于所述物镜可移动的台;
传感器,用以从输入辐射导出第一波前和第二波前,并且结合所述第一和第二波前来提供输出辐射,所述输出辐射包括所述第一和第二波前的路径之间的光程差的信息,所述传感器包括设置于所述第一波前的路径中的反射元件,所述反射元件被安装于所述物镜或所述台上;
光纤波导,用以将所述输入辐射传送至所述传感器,或将所述输出辐射从所述传感器传送至相应的探测器;以及
电子控制器,用以根据所述传感器的信息来监测所述台相对于所述物镜的位移。
CN200980120703.5A 2008-11-26 2009-11-23 用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正 Active CN102057269B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11815108P 2008-11-26 2008-11-26
US61/118,151 2008-11-26
US12/509,083 2009-07-24
US12/509,098 2009-07-24
US12/509,098 US8004688B2 (en) 2008-11-26 2009-07-24 Scan error correction in low coherence scanning interferometry
US12/509,083 US8120781B2 (en) 2008-11-26 2009-07-24 Interferometric systems and methods featuring spectral analysis of unevenly sampled data
PCT/US2009/065529 WO2010062853A2 (en) 2008-11-26 2009-11-23 Scan error correction in low coherence scanning interferometry

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102057269A true CN102057269A (zh) 2011-05-11
CN102057269B CN102057269B (zh) 2014-08-13

Family

ID=42195958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980120703.5A Active CN102057269B (zh) 2008-11-26 2009-11-23 用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正

Country Status (7)

Country Link
US (5) US8120781B2 (zh)
EP (1) EP2238430B9 (zh)
JP (1) JP5536667B2 (zh)
KR (2) KR101530898B1 (zh)
CN (1) CN102057269B (zh)
TW (1) TWI425184B (zh)
WO (2) WO2010062860A2 (zh)

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104345168A (zh) * 2014-11-07 2015-02-11 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种扫描频域干涉仪
CN104375383A (zh) * 2013-08-13 2015-02-25 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的调焦调平检测装置及方法
CN104416449A (zh) * 2013-08-19 2015-03-18 株式会社迪思科 加工装置
CN104635662A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 波音公司 双隐藏点条
CN104641300A (zh) * 2012-08-14 2015-05-20 株式会社阿迪泰克工程 描绘装置、曝光描绘装置、描绘方法及存储有程序的记录介质
TWI487876B (zh) * 2012-10-04 2015-06-11 Zygo Corp 降低雜訊的位置監控系統
CN104730279A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种啁啾脉冲速度干涉仪
CN104937469A (zh) * 2013-01-17 2015-09-23 浜松光子学株式会社 图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法
CN105008975A (zh) * 2013-01-17 2015-10-28 浜松光子学株式会社 图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法
CN105190227A (zh) * 2013-03-18 2015-12-23 Snu精度株式会社 能够检测颜色信息的三维形状检测装置
CN105806236A (zh) * 2016-05-11 2016-07-27 天津大学 Linnik型干涉光谱测量薄膜的非线性相位补偿方法
CN106796098A (zh) * 2014-07-14 2017-05-31 齐戈股份有限公司 使用光谱分析的干涉式编码器
CN106855521A (zh) * 2017-03-06 2017-06-16 南京市计量监督检测院 一种铁轨轨腰表面裂纹微形变检测装置及检测方法
CN107407798A (zh) * 2015-01-26 2017-11-28 统雷有限公司 通过低相干干涉法自动聚焦调节的显微镜系统
CN107578986A (zh) * 2016-07-04 2018-01-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法和光刻偏移的测量方法
US9971140B2 (en) 2011-12-19 2018-05-15 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
CN108106973A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 大连理工大学 一种基于透明光弹材料同时测量饱和颗粒介质应力和位移的方法
CN108139198A (zh) * 2015-08-14 2018-06-08 索雷博有限公司 用于曝光光散射物体内部中的至少一个截面的方法和设备
CN108599849A (zh) * 2018-04-14 2018-09-28 上海交通大学 智能决策的光子处理系统和处理方法
CN108801148A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 株式会社三丰 用于计算物体表面的高度图的方法和系统
CN109073355A (zh) * 2016-04-11 2018-12-21 统半导体公司 用于光学检查和测量物体表面的方法和系统
CN109211934A (zh) * 2018-08-29 2019-01-15 南京理工大学 基于干涉显微的微球面缺陷检测装置及其检测方法
CN109223044A (zh) * 2018-07-12 2019-01-18 郑州轻工业学院 一种光学相干层析成像系统的多普勒流速检测方法
TWI650526B (zh) * 2017-12-18 2019-02-11 財團法人工業技術研究院 量測裝置
CN109381189A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 适着三维科技股份有限公司 校准设备
CN109716056A (zh) * 2016-07-20 2019-05-03 卡尔蔡司Smt有限责任公司 干涉确定光学表面的形状的测量装置
CN109780992A (zh) * 2018-12-28 2019-05-21 西安交通大学 基于光学平面条纹图像处理的干涉测量系统误差标定方法
US10298833B2 (en) 2011-12-19 2019-05-21 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
CN109828365A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 南京理工大学 Mirau型超分辨率干涉显微物镜
CN109997010A (zh) * 2016-11-18 2019-07-09 齐戈股份有限公司 用于优化干涉仪的光学性能的方法及设备
US10352690B2 (en) 2017-12-18 2019-07-16 Industrial Technology Research Institute Measuring apparatus
CN110675451A (zh) * 2019-09-17 2020-01-10 北京超放信息技术有限公司 基于相空间光学的数字自适应校正方法及系统
TWI734374B (zh) * 2019-02-08 2021-07-21 日商日立全球先端科技股份有限公司 蝕刻處理裝置、蝕刻處理方法及檢測器
CN113330274A (zh) * 2018-11-30 2021-08-31 统一半导体公司 使用低相干干涉测量法测量包括不同结构的物体表面的方法和系统
CN113396312A (zh) * 2018-10-12 2021-09-14 电力研究所有限公司 用于在光学失真介质中测量表面特性的方法
CN113721233A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种多联体涡轮导向叶片热障涂层厚度三维光学测量方法
TWI797637B (zh) * 2020-06-24 2023-04-01 美商希瑪有限責任公司 光源、用於光源之光學量測裝置、用於判定標準具中之量測誤差的方法及用於校準標準具之方法
TWI802988B (zh) * 2020-10-27 2023-05-21 日商Ckd股份有限公司 三維測量裝置
CN117006971A (zh) * 2023-09-25 2023-11-07 板石智能科技(深圳)有限公司 一种三维形貌测量系统

Families Citing this family (140)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006033229B4 (de) * 2006-07-18 2013-05-08 Ezono Ag Ultraschallsonde und Verfahren zur optischen Detektion von Ultraschallwellen
US10426348B2 (en) 2008-03-05 2019-10-01 Purdue Research Foundation Using differential time-frequency tissue-response spectroscopy to evaluate living body response to a drug
US7839496B2 (en) * 2008-04-24 2010-11-23 Araca Incorporated Confocal microscopy pad sample holder and method of hand using the same
US8120781B2 (en) * 2008-11-26 2012-02-21 Zygo Corporation Interferometric systems and methods featuring spectral analysis of unevenly sampled data
DE102008060621B3 (de) * 2008-12-05 2010-08-12 Carl Zeiss Ag Optische Anordnung zum berührungslosen Messen oder Prüfen einer Körperoberfläche
US8107084B2 (en) * 2009-01-30 2012-01-31 Zygo Corporation Interference microscope with scan motion detection using fringe motion in monitor patterns
JP5426901B2 (ja) * 2009-02-26 2014-02-26 株式会社日立製作所 Duv−uv帯域の分光光学系およびそれを用いた分光測定装置
US7869027B2 (en) * 2009-04-20 2011-01-11 Araca, Inc. Confocal microscopy pad sample holder that measures displacement and method of using the same
GB2515679B (en) * 2009-05-27 2015-06-10 Silixa Ltd Method and apparatus for optical sensing
FI20095619A0 (fi) * 2009-06-04 2009-06-04 Gasera Ltd Järjestelmä ja menetelmä suhteellisen liikkeen mittaamiseksi
US9025156B2 (en) * 2009-12-14 2015-05-05 Konica Minolta Holdings, Inc. Interferometer and fourier spectrometer using same
US8508746B2 (en) * 2010-03-30 2013-08-13 Duke University Interferometric systems having reflective chambers and related methods
WO2011135698A1 (ja) * 2010-04-28 2011-11-03 キヤノン株式会社 変形計測方法
US8705041B2 (en) * 2010-05-27 2014-04-22 Promet International, Inc. Coaxial interferometer and inspection probe
US10401793B2 (en) 2010-06-17 2019-09-03 Purdue Research Foundation Digital holographic method of measuring cellular activity and measuring apparatus with improved stability
US9514271B2 (en) * 2010-06-17 2016-12-06 Purdue Research Foundation Digital holographic method of measuring cellular activity and measuring apparatus with improved stability
TWI500963B (zh) * 2010-06-29 2015-09-21 Chroma Ate Inc An image capturing device and method
JP4912504B1 (ja) * 2010-09-16 2012-04-11 キヤノン株式会社 屈折率の計測方法および計測装置
CN102554709A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 通用电气公司 距离测量系统和方法
JP5794664B2 (ja) * 2011-01-20 2015-10-14 キヤノン株式会社 断層画像生成装置及び断層画像生成方法
DE102011003807A1 (de) * 2011-02-08 2012-08-09 Leica Microsystems Cms Gmbh Mikroskop mit Autofokuseinrichtung und Verfahren zur Autofokussierung bei Mikroskopen
NL2008110A (en) 2011-02-18 2012-08-21 Asml Netherlands Bv Measuring method, measuring apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method.
US10359361B2 (en) * 2011-02-18 2019-07-23 The General Hospital Corporation Laser speckle micro-rheology in characterization of biomechanical properties of tissues
KR101186464B1 (ko) * 2011-04-13 2012-09-27 에스엔유 프리시젼 주식회사 Tsv 측정용 간섭계 및 이를 이용한 측정방법
US8817269B2 (en) * 2011-04-26 2014-08-26 Carl Zeiss Meditec, Inc. Fizeau reference arm using a chirped fiber bragg grating
TWI472822B (zh) * 2011-05-20 2015-02-11 Univ Feng Chia 平行度檢測裝置及其方法
US9784568B2 (en) * 2011-05-20 2017-10-10 Universitat Politècnica De Catalunya Method and device for non-contact three dimensional object surface imaging
US20120300040A1 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Microsoft Corporation Imaging system
TWI447352B (zh) * 2011-07-08 2014-08-01 私立中原大學 光學斷層攝影系統
JP5787255B2 (ja) * 2011-07-12 2015-09-30 国立大学法人 筑波大学 Ps−octの計測データを補正するプログラム及び該プログラムを搭載したps−octシステム
US20130017762A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-17 Infineon Technologies Ag Method and Apparatus for Determining a Measure of a Thickness of a Polishing Pad of a Polishing Machine
JP2013036848A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Nikon Corp 高さ計測装置及び方法
CN103033129B (zh) * 2011-10-07 2015-10-21 财团法人工业技术研究院 光学设备及光学定址方法
TWI466112B (zh) * 2011-10-07 2014-12-21 Ind Tech Res Inst 光學設備及光學定址方法
DE102011115027A1 (de) * 2011-10-07 2013-04-11 Polytec Gmbh Kohärenzrasterinterferometer und Verfahren zur ortsaufgelösten optischen Vermessung der Oberflächengeometrie eines Objekts
EP2776791A4 (en) * 2011-11-09 2015-06-24 Zygo Corp INTERFEROMETRY WITH LOW COHERENCE USING CODIER SYSTEMS
JP5890531B2 (ja) 2011-11-09 2016-03-22 ザイゴ コーポレーションZygo Corporation 干渉方式エンコーダシステムのための小型エンコーダヘッド
WO2013070871A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Zygo Corporation Double pass interferometric encoder system
JP5527625B2 (ja) * 2011-11-22 2014-06-18 横河電機株式会社 顕微鏡装置
US20130153552A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Gwangju Institute Of Science And Technology Scribing apparatus and method for having analysis function of material distribution
US9360302B2 (en) 2011-12-15 2016-06-07 Kla-Tencor Corporation Film thickness monitor
CN102589463B (zh) * 2012-01-10 2014-01-15 合肥工业大学 二维和三维一体化成像测量系统
JP5984406B2 (ja) * 2012-02-01 2016-09-06 キヤノン株式会社 測定装置
TWI502549B (zh) * 2012-02-20 2015-10-01 Univ Nat Kaohsiung Applied Sci 元件影像檢測方法及其系統
JP2013200182A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Toshiba Corp 欠陥検査装置および欠陥検査方法
JP2015520358A (ja) * 2012-03-29 2015-07-16 エーエスエムエル ホールディング エヌ.ブイ. 小型自蔵式ホログラフィ及び干渉計デバイス
TWI516746B (zh) 2012-04-20 2016-01-11 賽格股份有限公司 在干涉編碼系統中執行非諧循環錯誤補償的方法、裝置及計算機程式產品,以及微影系統
EP2662661A1 (de) 2012-05-07 2013-11-13 Leica Geosystems AG Messgerät mit einem Interferometer und einem ein dichtes Linienspektrum definierenden Absorptionsmedium
US9113782B2 (en) * 2012-06-01 2015-08-25 Joshua Noel Hogan Multiple reference OCT system
KR102231730B1 (ko) 2012-06-26 2021-03-24 케이엘에이 코포레이션 각도 분해형 반사율 측정에서의 스캐닝 및 광학 계측으로부터 회절의 알고리즘적 제거
JP6006053B2 (ja) * 2012-09-06 2016-10-12 アストロデザイン株式会社 レーザー走査蛍光顕微鏡装置
FR2995677B1 (fr) * 2012-09-14 2014-08-29 Thales Sa Instrument d'optique a analyseur de front d'onde
CA2900747A1 (en) 2012-10-26 2014-05-01 Applied Spectral Imaging Ltd. Method and system for spectral imaging
WO2014085224A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Qed Technologies International, Inc. Integrated wavefront sensor and profilometer
US20150157199A1 (en) * 2012-12-06 2015-06-11 Noam Sapiens Method and apparatus for scatterometric measurement of human tissue
US9291505B2 (en) * 2012-12-07 2016-03-22 Baker Hughes Incorporated Polarization scrambling in interferometer systems
TWI623776B (zh) * 2012-12-17 2018-05-11 Lg伊諾特股份有限公司 設計光學基板的方法
CN103105236B (zh) * 2013-01-18 2014-08-20 电子科技大学 一种用于液晶空间光相位调制器相位检测的方法
WO2014126778A2 (en) 2013-02-12 2014-08-21 Zygo Corporation Surface topography interferometer with surface color
US9305753B2 (en) * 2013-03-06 2016-04-05 Kla-Tencor Corporation Thickness change monitor wafer for in situ film thickness monitoring
US9052190B2 (en) * 2013-03-12 2015-06-09 Kla-Tencor Corporation Bright-field differential interference contrast system with scanning beams of round and elliptical cross-sections
US9313418B2 (en) * 2013-05-30 2016-04-12 Toshiba America Electronic Components, Inc. Method and apparatus for detection of biological conditions
WO2014209987A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Zygo Corporation Coherence scanning interferometry using phase shifted interferometrty signals
US9116038B2 (en) 2013-08-19 2015-08-25 International Business Machines Corporation Integrated optical illumination reference source
US9857159B1 (en) 2013-09-24 2018-01-02 TVS Holdings, LLC Velocity compensated frequency sweeping interferometer and method of using same
JP6257072B2 (ja) * 2013-10-16 2018-01-10 国立大学法人 筑波大学 白色干渉計装置による表面形状の測定方法
JP6305013B2 (ja) * 2013-10-28 2018-04-04 株式会社ディスコ 加工装置
JP2015085398A (ja) * 2013-10-28 2015-05-07 株式会社ディスコ 切削装置
KR102214296B1 (ko) 2014-01-09 2021-02-08 지고 코포레이션 비구면 표면과 그 외의 비-평탄 표면의 토포그래피의 측정
US10317189B2 (en) * 2014-01-23 2019-06-11 Kabushiki Kaisha Topcon Detection of missampled interferograms in frequency domain OCT with a k-clock
US10185299B2 (en) 2014-03-11 2019-01-22 Ametek Precitech, Inc. Edge treatment process
US9719777B1 (en) * 2014-05-30 2017-08-01 Zygo Corporation Interferometer with real-time fringe-free imaging
US9282304B1 (en) 2014-06-02 2016-03-08 Bruker Nano Inc. Full-color images produced by white-light interferometry
KR102013249B1 (ko) * 2014-06-10 2019-08-22 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 리소그래피 장치를 제조하는 방법
RU2572412C1 (ru) * 2014-06-27 2016-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фурье фотоникс" Интерферометр повышенной точности с активным подавлением паразитных вибраций
TWI599758B (zh) 2014-08-12 2017-09-21 賽格股份有限公司 校正掃描干涉術成像系統之方法、掃描干涉術成像系統、非暫態電腦可讀取媒體、以及校正具有寬頻光源之掃描干涉術成像系統之方法
WO2016027874A1 (ja) * 2014-08-21 2016-02-25 公立大学法人大阪市立大学 応力可視化装置および力学物性値可視化装置
CN104219463B (zh) * 2014-09-17 2017-05-31 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 基于积分采样的激光扫描共焦显微镜成像数据处理方法
TWI522979B (zh) 2014-09-19 2016-02-21 群創光電股份有限公司 液晶顯示面板及偵測其中液晶層與配向膜間離子所產生之電位之方法
US9976947B1 (en) 2014-11-24 2018-05-22 TVS Holdings, LLC Position measurement device
DE102014118151A1 (de) * 2014-12-08 2016-06-09 Universität Kassel Weißlicht-Interferenzmikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Weißlicht-Interferenzmikroskops
TWI546841B (zh) 2014-12-10 2016-08-21 財團法人工業技術研究院 具有載台的電子顯微鏡
TWI550982B (zh) * 2015-03-06 2016-09-21 智泰科技股份有限公司 可見光之即時波長修正系統
DE102015108912A1 (de) * 2015-06-05 2016-12-08 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Oberflächentopographien
US9759555B2 (en) * 2015-07-09 2017-09-12 Camtek Ltd. High throughput triangulation system
US20170067735A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-09 Vishal Khosla Apparatus for In-Line Test and Surface Analysis on a Mechanical Property Tester
CN105509638A (zh) * 2015-12-01 2016-04-20 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于误差补偿的移相干涉信息处理方法
CN105655267A (zh) * 2016-01-04 2016-06-08 京东方科技集团股份有限公司 一种用于对基板进行检测的预警系统及生产设备
US11598627B2 (en) 2016-02-03 2023-03-07 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Methods, systems and apparatus of interferometry for imaging and sensing
WO2017139774A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 The General Hospital Corporation Laser speckle micro-rheology in characterization of biomechanical properties of tissues
DE102016204535A1 (de) * 2016-03-18 2017-09-21 Carl Zeiss Smt Gmbh Messmikroskop zur Vermessung von Masken für lithographische Verfahren sowie Messverfahren und Kalibrierverfahren hierfür
US10024776B2 (en) * 2016-07-20 2018-07-17 Rtec-Instruments, Inc. Apparatus for in-line testing and surface analysis on a mechanical property tester
WO2018053192A1 (en) 2016-09-15 2018-03-22 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for optimizing focus for imaging-based overlay metrology
US10288408B2 (en) 2016-12-01 2019-05-14 Nanometrics Incorporated Scanning white-light interferometry system for characterization of patterned semiconductor features
US10753726B2 (en) 2017-03-26 2020-08-25 Cognex Corporation System and method for 3D profile determination using model-based peak selection
DE102017114023A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-27 SmarAct Holding GmbH Verfahren und Detektor zur mit Interferometrie korrelierten Bildaufnahme
WO2019009399A1 (ja) 2017-07-06 2019-01-10 浜松ホトニクス株式会社 ミラーユニット及び光モジュール
US10310085B2 (en) * 2017-07-07 2019-06-04 Mezmeriz Inc. Photonic integrated distance measuring pixel and method of distance measurement
DE102017115922C5 (de) * 2017-07-14 2023-03-23 Precitec Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Einstellung eines Abstands zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück sowie dazugehöriges Verfahren zur Regelung
US10578440B1 (en) 2017-08-04 2020-03-03 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Atmospheric infrasonic sensing from an aircraft
US10365089B1 (en) 2017-08-04 2019-07-30 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Atmospheric infrasonic sensing from an array of aircraft
JP6876576B2 (ja) * 2017-08-17 2021-05-26 日本電子株式会社 三次元像構築方法
WO2019070226A1 (en) 2017-10-02 2019-04-11 Nanotronics Imaging, Inc. APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING VIGNETTING IN MICROSCOPIC IMAGING
TWI791046B (zh) * 2017-10-02 2023-02-01 美商奈米創尼克影像公司 減少顯微鏡成像中之暈影的設備及方法
JP6851301B2 (ja) * 2017-12-20 2021-03-31 浜松ホトニクス株式会社 観察対象物カバー、干渉観察用容器、干渉観察装置及び干渉観察方法
TWI647427B (zh) * 2018-01-10 2019-01-11 緯創資通股份有限公司 物體距離估算方法與電子裝置
TWI672493B (zh) * 2018-03-07 2019-09-21 由田新技股份有限公司 用於檢測面板斑紋的光學檢測系統及其方法
DE102018105877B3 (de) * 2018-03-14 2019-02-28 Precitec Gmbh & Co. Kg Vorrichtung für die Bestimmung einer Ausrichtung einer optischen Vorrichtung eines Kohärenztomographen, Kohärenztomograph und Laserbearbeitungssystem
US20210030269A1 (en) * 2018-04-18 2021-02-04 Carl Zeiss Meditec, Inc. Post-processing method to improve lso-based tracking in oct
DE102018113979A1 (de) * 2018-06-12 2019-12-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur interferometrischen Vermessung einer Oberfläche eines bewegten Prüflings
KR102019326B1 (ko) * 2018-06-25 2019-09-06 케이맥(주) 내진동 백색광 간섭현미경 및 그 진동영향 제거방법
US11092425B2 (en) 2018-07-05 2021-08-17 University Of Rochester Telecentric and broadband achromatic objective lens systems
US11262191B1 (en) * 2018-07-12 2022-03-01 Onto Innovation Inc. On-axis dynamic interferometer and optical imaging systems employing the same
CN110726702A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 锐准医光股份有限公司 采用进阶光学干涉显微术的光学切层装置
TWI691700B (zh) * 2018-07-18 2020-04-21 薩摩亞商銳準醫光股份有限公司 採用進階光學干涉顯微術之光學切層裝置
DE102018119313B4 (de) * 2018-08-08 2023-03-30 Rogers Germany Gmbh Verfahren zum Bearbeiten eines Metall-Keramik-Substrats und Anlage zum Durchführen des Verfahrens
JP7036704B2 (ja) * 2018-11-16 2022-03-15 ヤフー株式会社 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム
KR102129382B1 (ko) * 2018-12-17 2020-07-02 주식회사 토모큐브 간섭 패턴에서 파동의 위상 정보 추출 방법 및 장치
KR20210091312A (ko) * 2018-12-21 2021-07-21 에이에스엠엘 홀딩 엔.브이. 정렬 신호에 대한 잡음 정정
TWI682150B (zh) 2018-12-27 2020-01-11 財團法人工業技術研究院 自動校準光干涉裝置及光干涉裝置自動校準方法
US10809048B2 (en) * 2019-01-08 2020-10-20 Formfactor Beaverton, Inc. Probe systems and methods for calibrating capacitive height sensing measurements
WO2020215046A1 (en) 2019-04-19 2020-10-22 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona On-chip signal processing method and pixel-array sensor
US11910104B2 (en) * 2019-04-19 2024-02-20 ARIZONA BOARD OF REGENTS on behalf of THE UNIVERSITY OF ARIZONA, A BODY CORPORATE All-in-focus imager and associated method
DE102019114405A1 (de) 2019-05-29 2020-04-16 Polytec Gmbh Interferometrische Messvorrichtung und interferometrisches Verfahren zur Bestimmung der Oberflächentopographie eines Messobjekts
US11150195B2 (en) 2019-09-25 2021-10-19 Onto Innovation Inc. Sample surface polarization modification in interferometric defect inspection
KR102269706B1 (ko) * 2019-11-04 2021-06-25 재단법인대구경북과학기술원 적응 광학을 이용한 다채널 광섬유 광도 측정 시스템
GB2593194B (en) * 2020-03-18 2022-09-07 Refeyn Ltd Methods and apparatus for optimised interferometric scattering microscopy
CN111536883B (zh) * 2020-06-10 2021-07-23 中北大学 一种基于复合式光栅的微位移传感器
WO2021253113A1 (en) 2020-06-15 2021-12-23 Bmv Optical Technologies Inc. Optical system using enhanced static fringe capture
CN112066909B (zh) * 2020-08-24 2022-04-08 南京理工大学 一种基于倾斜平面高精度提取的抗振动干涉测量方法
JP7001947B2 (ja) * 2020-12-24 2022-01-20 株式会社東京精密 表面形状測定方法
WO2022150493A1 (en) * 2021-01-06 2022-07-14 Sentek Instrument, Llc Systems and methods for fiber optic fourier spectrometry measurement
CN112665509B (zh) * 2021-01-08 2022-07-08 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种扫描误差自修正的白光干涉测量方法
KR102494082B1 (ko) * 2021-01-28 2023-01-31 서울대학교산학협력단 간섭과 파수 고주파 변조를 이용한 박막 두께와 형상을 측정하는 장치 및 그 장치를 이용한 박막 두께와 형상 측정 방법
US20220371152A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Applied Materials, Inc. Fourier filtering of spectral data for measuring layer thickness during substrate processing
US20220373322A1 (en) * 2021-05-20 2022-11-24 Nanyang Technological University Surface profile inspection methods and systems
CN113985711B (zh) * 2021-10-28 2024-02-02 无锡卓海科技股份有限公司 一种套刻测量装置
WO2023114213A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method for multiplexed one-photon and nonlinear microscopy and method for biological tissue alignment
DE102022102572A1 (de) 2022-02-03 2023-08-03 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Abbildungssystem und Verfahren zum Abbilden und Vermessen eines Objektes
KR102521324B1 (ko) * 2022-03-03 2023-04-20 (주)오로스 테크놀로지 입사각을 갖는 오프-액시스 광학계의 정렬 방법

Family Cites Families (300)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2612074A (en) 1949-03-30 1952-09-30 Prec Mecanique Paris Soc Interferometer
US4199219A (en) 1977-04-22 1980-04-22 Canon Kabushiki Kaisha Device for scanning an object with a light beam
US4188122A (en) * 1978-03-27 1980-02-12 Rockwell International Corporation Interferometer
US4340306A (en) 1980-02-04 1982-07-20 Balasubramanian N Optical system for surface topography measurement
US4355903A (en) 1980-02-08 1982-10-26 Rca Corporation Thin film thickness monitor
DE3145633A1 (de) 1981-11-17 1983-08-11 Byk-Mallinckrodt Chemische Produkte Gmbh, 4230 Wesel Vorrichtung zur farbmessung
JPS58208610A (ja) * 1982-05-17 1983-12-05 ブリティッシュ・テクノロジー・グループ・リミテッド 物体の表面検査装置
US4523846A (en) 1982-09-10 1985-06-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Integrated optics in an electrically scanned imaging Fourier transform spectrometer
US4594003A (en) 1983-07-20 1986-06-10 Zygo Corporation Interferometric wavefront measurement
JPS60127403A (ja) 1983-12-13 1985-07-08 Anritsu Corp 厚み測定装置
US4618262A (en) 1984-04-13 1986-10-21 Applied Materials, Inc. Laser interferometer system and method for monitoring and controlling IC processing
US4699513A (en) 1985-02-08 1987-10-13 Stanford University Distributed sensor and method using coherence multiplexing of fiber-optic interferometric sensors
US4710642A (en) 1985-08-20 1987-12-01 Mcneil John R Optical scatterometer having improved sensitivity and bandwidth
US4639139A (en) 1985-09-27 1987-01-27 Wyko Corporation Optical profiler using improved phase shifting interferometry
US4818110A (en) 1986-05-06 1989-04-04 Kla Instruments Corporation Method and apparatus of using a two beam interference microscope for inspection of integrated circuits and the like
US4806018A (en) * 1987-07-06 1989-02-21 The Boeing Company Angular reflectance sensor
US4869593A (en) 1988-04-22 1989-09-26 Zygo Corporation Interferometric surface profiler
US4923301A (en) 1988-05-26 1990-05-08 American Telephone And Telegraph Company Alignment of lithographic system
US4964726A (en) 1988-09-27 1990-10-23 General Electric Company Apparatus and method for optical dimension measurement using interference of scattered electromagnetic energy
US4948253A (en) 1988-10-28 1990-08-14 Zygo Corporation Interferometric surface profiler for spherical surfaces
GB8903725D0 (en) * 1989-02-18 1989-04-05 Cambridge Consultants Coherent tracking sensor
US5042949A (en) 1989-03-17 1991-08-27 Greenberg Jeffrey S Optical profiler for films and substrates
US5042951A (en) 1989-09-19 1991-08-27 Therma-Wave, Inc. High resolution ellipsometric apparatus
US4999014A (en) * 1989-05-04 1991-03-12 Therma-Wave, Inc. Method and apparatus for measuring thickness of thin films
US5073018A (en) 1989-10-04 1991-12-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Correlation microscope
DE3942896A1 (de) 1989-12-23 1991-06-27 Zeiss Carl Fa Interferometrischer sensor zur messung von abstandsaenderungen einer kleinen flaeche
US5594543A (en) 1990-01-16 1997-01-14 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Laser diode radar with extended range
US5112129A (en) 1990-03-02 1992-05-12 Kla Instruments Corporation Method of image enhancement for the coherence probe microscope with applications to integrated circuit metrology
US5343294A (en) 1990-03-09 1994-08-30 Carl-Zeiss-Stiftung Method for analyzing periodic brightness patterns
US5135307A (en) 1990-05-30 1992-08-04 Hughes Danbury Optical System, Inc. Laser diode interferometer
US5122648A (en) 1990-06-01 1992-06-16 Wyko Corporation Apparatus and method for automatically focusing an interference microscope
US5241369A (en) 1990-10-01 1993-08-31 Mcneil John R Two-dimensional optical scatterometer apparatus and process
US5129724A (en) 1991-01-29 1992-07-14 Wyko Corporation Apparatus and method for simultaneous measurement of film thickness and surface height variation for film-substrate sample
US5127731A (en) 1991-02-08 1992-07-07 Hughes Aircraft Company Stabilized two-color laser diode interferometer
US5164790A (en) 1991-02-27 1992-11-17 Mcneil John R Simple CD measurement of periodic structures on photomasks
EP0502679B1 (en) 1991-03-04 2001-03-07 AT&T Corp. Semiconductor integrated circuit fabrication utilizing latent imagery
DE4108944A1 (de) 1991-03-19 1992-09-24 Haeusler Gerd Verfahren und einrichtung zur beruehrungslosen erfassung der oberflaechengestalt von diffus streuenden objekten
US5153669A (en) 1991-03-27 1992-10-06 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Three wavelength optical measurement apparatus and method
US5194918A (en) * 1991-05-14 1993-03-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method of providing images of surfaces with a correlation microscope by transforming interference signals
US5173746A (en) 1991-05-21 1992-12-22 Wyko Corporation Method for rapid, accurate measurement of step heights between dissimilar materials
US5133601A (en) 1991-06-12 1992-07-28 Wyko Corporation Rough surface profiler and method
US5204734A (en) 1991-06-12 1993-04-20 Wyko Corporation Rough surface profiler and method
JPH05304627A (ja) 1991-08-19 1993-11-16 Fuji Photo Film Co Ltd ビデオカメラのサイドグリップ
JPH05133711A (ja) * 1991-11-11 1993-05-28 Minolta Camera Co Ltd 干渉計
US5181080A (en) 1991-12-23 1993-01-19 Therma-Wave, Inc. Method and apparatus for evaluating the thickness of thin films
US5371587A (en) 1992-05-06 1994-12-06 The Boeing Company Chirped synthetic wavelength laser radar
US6082892A (en) 1992-05-29 2000-07-04 C.I. Systems Ltd. Temperature measuring method and apparatus
WO1993024805A1 (en) 1992-06-03 1993-12-09 Zygo Corporation Interferometric method and apparatus to measure surface topography
US5390023A (en) 1992-06-03 1995-02-14 Zygo Corporation Interferometric method and apparatus to measure surface topography
US5309277A (en) 1992-06-19 1994-05-03 Zygo Corporation High intensity illuminator
GB9213159D0 (en) 1992-06-22 1992-08-05 British Tech Group Method of and apparatus for interferometrically inspecting a surface of an object
US5202939A (en) 1992-07-21 1993-04-13 Institut National D'optique Fabry-perot optical sensing device for measuring a physical parameter
US5402234A (en) * 1992-08-31 1995-03-28 Zygo Corporation Method and apparatus for the rapid acquisition of data in coherence scanning interferometry
US5384717A (en) 1992-11-23 1995-01-24 Ford Motor Company Non-contact method of obtaining dimensional information about an object
US5398113A (en) 1993-02-08 1995-03-14 Zygo Corporation Method and apparatus for surface topography measurement by spatial-frequency analysis of interferograms
US5777742A (en) 1993-03-11 1998-07-07 Environmental Research Institute Of Michigan System and method for holographic imaging with discernible image of an object
DE4309056B4 (de) 1993-03-20 2006-05-24 Häusler, Gerd, Prof. Dr. Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Entfernung und Streuintensität von streuenden Punkten
US5386119A (en) 1993-03-25 1995-01-31 Hughes Aircraft Company Apparatus and method for thick wafer measurement
US5956030A (en) 1993-06-11 1999-09-21 Apple Computer, Inc. Computer system with graphical user interface including windows having an identifier within a control region on the display
JPH074922A (ja) 1993-06-21 1995-01-10 Jasco Corp 半導体多層薄膜膜厚測定装置およびその測定方法
EP0767361B1 (en) 1993-07-22 2000-02-23 Applied Spectral Imaging Ltd. Method and apparatus for spectral imaging
US5856871A (en) * 1993-08-18 1999-01-05 Applied Spectral Imaging Ltd. Film thickness mapping using interferometric spectral imaging
GB9320500D0 (en) 1993-10-05 1993-11-24 Rensihaw Plc Interferometric distance measuring apparatus
US5371588A (en) 1993-11-10 1994-12-06 University Of Maryland, College Park Surface profile and material mapper using a driver to displace the sample in X-Y-Z directions
US5481811A (en) * 1993-11-22 1996-01-09 The Budd Company Universal inspection workpiece holder
US5483064A (en) * 1994-01-21 1996-01-09 Wyko Corporation Positioning mechanism and method for providing coaxial alignment of a probe and a scanning means in scanning tunneling and scanning force microscopy
US5459564A (en) 1994-02-18 1995-10-17 Chivers; James T. Apparatus and method for inspecting end faces of optical fibers and optical fiber connectors
DE69520097T2 (de) 1994-03-17 2001-07-19 Dow Benelux System zur echtzeit optimierung und darstellung des gewinns
US5471303A (en) 1994-04-29 1995-11-28 Wyko Corporation Combination of white-light scanning and phase-shifting interferometry for surface profile measurements
US5473434A (en) 1994-05-16 1995-12-05 Zygo Corporation Phase shifting interferometer and method for surface topography measurement
US5671050A (en) 1994-11-07 1997-09-23 Zygo Corporation Method and apparatus for profiling surfaces using diffracative optics
US5633714A (en) 1994-12-19 1997-05-27 International Business Machines Corporation Preprocessing of image amplitude and phase data for CD and OL measurement
US5659392A (en) 1995-03-22 1997-08-19 Eastman Kodak Company Associated dual interferometric measurement apparatus for determining a physical property of an object
US5596409A (en) * 1995-03-22 1997-01-21 Eastman Kodak Company Associated dual interferometric measurement method for determining a physical property of an object
US5598265A (en) * 1995-04-06 1997-01-28 Zygo Corporation Method for profiling an object surface using a large equivalent wavelength and system therefor
US5555471A (en) 1995-05-24 1996-09-10 Wyko Corporation Method for measuring thin-film thickness and step height on the surface of thin-film/substrate test samples by phase-shifting interferometry
US5589938A (en) 1995-07-10 1996-12-31 Zygo Corporation Method and apparatus for optical interferometric measurements with reduced sensitivity to vibration
US5703692A (en) 1995-08-03 1997-12-30 Bio-Rad Laboratories, Inc. Lens scatterometer system employing source light beam scanning means
JP3602925B2 (ja) 1995-12-08 2004-12-15 独立行政法人科学技術振興機構 光干渉法による測定対象物の屈折率と厚さの同時測定装置
US5748318A (en) 1996-01-23 1998-05-05 Brown University Research Foundation Optical stress generator and detector
US5602643A (en) 1996-02-07 1997-02-11 Wyko Corporation Method and apparatus for correcting surface profiles determined by phase-shifting interferometry according to optical parameters of test surface
US5640270A (en) 1996-03-11 1997-06-17 Wyko Corporation Orthogonal-scanning microscope objective for vertical-scanning and phase-shifting interferometry
JPH09297004A (ja) 1996-05-01 1997-11-18 Olympus Optical Co Ltd 顕微鏡装置
GB9610471D0 (en) 1996-05-18 1996-07-24 Univ Nottingham Optical measurement
US5880838A (en) * 1996-06-05 1999-03-09 California Institute Of California System and method for optically measuring a structure
JP3459327B2 (ja) 1996-06-17 2003-10-20 理化学研究所 積層構造体の層厚および屈折率の測定方法およびその測定装置
US5898501A (en) 1996-07-25 1999-04-27 Nikon Corporation Apparatus and methods for measuring wavefront aberrations of a microlithography projection lens
US5923423A (en) 1996-09-12 1999-07-13 Sentec Corporation Heterodyne scatterometer for detecting and analyzing wafer surface defects
US5956141A (en) 1996-09-13 1999-09-21 Olympus Optical Co., Ltd. Focus adjusting method and shape measuring device and interference microscope using said focus adjusting method
US5757502A (en) 1996-10-02 1998-05-26 Vlsi Technology, Inc. Method and a system for film thickness sample assisted surface profilometry
US5774224A (en) 1997-01-24 1998-06-30 International Business Machines Corporation Linear-scanning, oblique-viewing optical apparatus
US5777740A (en) 1997-02-27 1998-07-07 Phase Metrics Combined interferometer/polarimeter
US5867276A (en) 1997-03-07 1999-02-02 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method for broad wavelength scatterometry
US5784164A (en) 1997-03-20 1998-07-21 Zygo Corporation Method and apparatus for automatically and simultaneously determining best focus and orientation of objects to be measured by broad-band interferometric means
JP3275797B2 (ja) * 1997-09-10 2002-04-22 松下電器産業株式会社 低圧水銀蒸気放電ランプ
US6392749B1 (en) 1997-09-22 2002-05-21 Candela Instruments High speed optical profilometer for measuring surface height variation
US20020015146A1 (en) 1997-09-22 2002-02-07 Meeks Steven W. Combined high speed optical profilometer and ellipsometer
US6031615A (en) 1997-09-22 2000-02-29 Candela Instruments System and method for simultaneously measuring lubricant thickness and degradation, thin film thickness and wear, and surface roughness
US6665078B1 (en) 1997-09-22 2003-12-16 Candela Instruments System and method for simultaneously measuring thin film layer thickness, reflectivity, roughness, surface profile and magnetic pattern in thin film magnetic disks and silicon wafers
US6219144B1 (en) 1997-10-02 2001-04-17 Zygo Corporation Apparatus and method for measuring the refractive index and optical path length effects of air using multiple-pass interferometry
US5912741A (en) 1997-10-10 1999-06-15 Northrop Grumman Corporation Imaging scatterometer
US5963329A (en) 1997-10-31 1999-10-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measuring the profile of small repeating lines
US5900633A (en) 1997-12-15 1999-05-04 On-Line Technologies, Inc Spectrometric method for analysis of film thickness and composition on a patterned sample
US6011624A (en) * 1998-01-06 2000-01-04 Zygo Corporation Geometrically-Desensitized interferometer with adjustable range of measurement depths
US6124141A (en) 1998-01-07 2000-09-26 International Business Machines Corporation Non-destructive method and device for measuring the depth of a buried interface
US6028670A (en) * 1998-01-19 2000-02-22 Zygo Corporation Interferometric methods and systems using low coherence illumination
US5953124A (en) 1998-01-19 1999-09-14 Zygo Corporation Interferometric methods and systems using low coherence illumination
US5999263A (en) 1998-01-26 1999-12-07 Zygo Corporation Method and apparatus for performing interferometric measurements with reduced sensitivity to vibration
US5995224A (en) 1998-01-28 1999-11-30 Zygo Corporation Full-field geometrically-desensitized interferometer employing diffractive and conventional optics
US6495394B1 (en) * 1999-02-16 2002-12-17 Sumitomo Metal (Smi) Electronics Devices Inc. Chip package and method for manufacturing the same
EP1058813B1 (en) 1998-02-23 2012-10-10 Zygo Corporation Interferometer and method for measuring the refractive index and optical path length effects of air
US6407816B1 (en) * 1998-02-23 2002-06-18 Zygo Corporation Interferometer and method for measuring the refractive index and optical path length effects of air
US6483580B1 (en) 1998-03-06 2002-11-19 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system
US6538746B1 (en) 1998-03-27 2003-03-25 Litef Gmbh Method and device for measuring absolute interferometric length
US6175669B1 (en) 1998-03-30 2001-01-16 The Regents Of The Universtiy Of California Optical coherence domain reflectometry guidewire
DE19814057B4 (de) * 1998-03-30 2009-01-02 Carl Zeiss Meditec Ag Anordnung zur optischen Kohärenztomographie und Kohärenztopographie
US6242739B1 (en) 1998-04-21 2001-06-05 Alexander P. Cherkassky Method and apparatus for non-destructive determination of film thickness and dopant concentration using fourier transform infrared spectrometry
DE19819762A1 (de) 1998-05-04 1999-11-25 Bosch Gmbh Robert Interferometrische Meßeinrichtung
US6229988B1 (en) 1998-05-20 2001-05-08 Lojack Corporation Method of and apparatus for battery and similar power source conservation in periodically operable portable and related radio receivers and the like
US6034774A (en) 1998-06-26 2000-03-07 Eastman Kodak Company Method for determining the retardation of a material using non-coherent light interferometery
JP2990266B1 (ja) 1998-08-18 1999-12-13 株式会社東京精密 正弦波状波長走査干渉計及び正弦波状波長走査光源装置
US6275297B1 (en) 1998-08-19 2001-08-14 Sc Technology Method of measuring depths of structures on a semiconductor substrate
US6208424B1 (en) * 1998-08-27 2001-03-27 Zygo Corporation Interferometric apparatus and method for measuring motion along multiple axes
KR100270365B1 (ko) 1998-09-17 2001-01-15 김상국 고속 주사 간섭계 시스템
US6313918B1 (en) 1998-09-18 2001-11-06 Zygo Corporation Single-pass and multi-pass interferometery systems having a dynamic beam-steering assembly for measuring distance, angle, and dispersion
US6252667B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Zygo Corporation Interferometer having a dynamic beam steering assembly
US6181420B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-30 Zygo Corporation Interferometry system having reduced cyclic errors
JP2000121317A (ja) 1998-10-12 2000-04-28 Hitachi Electronics Eng Co Ltd 光干渉計の干渉位相検出方式
US6067161A (en) 1998-10-29 2000-05-23 Eastman Kodak Company Apparatus for measuring material thickness profiles
US6038027A (en) 1998-10-29 2000-03-14 Eastman Kodak Company Method for measuring material thickness profiles
US6072581A (en) 1998-10-30 2000-06-06 Zygo Corporation Geometrically-desensitized interferometer incorporating an optical assembly with high stray-beam management capability
US6159073A (en) 1998-11-02 2000-12-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for measuring substrate layer thickness during chemical mechanical polishing
JP3569726B2 (ja) 1998-12-15 2004-09-29 独立行政法人理化学研究所 試料の幾何学的厚さおよび屈折率測定装置およびその測定方法
US6184984B1 (en) 1999-02-09 2001-02-06 Kla-Tencor Corporation System for measuring polarimetric spectrum and other properties of a sample
US6075601A (en) 1999-03-03 2000-06-13 Eastman Kodak Company Optical probe calibration apparatus and method
KR100290086B1 (ko) 1999-03-23 2001-05-15 윤덕용 백색광주사간섭법을 이용한 투명한 박막층의 3차원 두께 형상 측정 및 굴절률 측정 방법 및 그 기록매체
US6417927B2 (en) * 1999-04-28 2002-07-09 Zygo Corporation Method and apparatus for accurately compensating both long and short term fluctuations in the refractive index of air in an interferometer
US6449066B1 (en) 1999-04-29 2002-09-10 Kaiser Optical Systems, Inc. Polarization insensitive, high dispersion optical element
US6888638B1 (en) 1999-05-05 2005-05-03 Zygo Corporation Interferometry system having a dynamic beam steering assembly for measuring angle and distance
TW477897B (en) 1999-05-07 2002-03-01 Sharp Kk Liquid crystal display device, method and device to measure cell thickness of liquid crystal display device, and phase difference plate using the method thereof
US6507405B1 (en) 1999-05-17 2003-01-14 Ultratech Stepper, Inc. Fiber-optic interferometer employing low-coherence-length light for precisely measuring absolute distance and tilt
US6226092B1 (en) 1999-05-27 2001-05-01 Zygo Corporation Full-field geometrically desensitized interferometer using refractive optics
US6249351B1 (en) 1999-06-03 2001-06-19 Zygo Corporation Grazing incidence interferometer and method
US6381009B1 (en) * 1999-06-29 2002-04-30 Nanometrics Incorporated Elemental concentration measuring methods and instruments
US6359692B1 (en) * 1999-07-09 2002-03-19 Zygo Corporation Method and system for profiling objects having multiple reflective surfaces using wavelength-tuning phase-shifting interferometry
US6201609B1 (en) 1999-08-27 2001-03-13 Zygo Corporation Interferometers utilizing polarization preserving optical systems
US6160621A (en) 1999-09-30 2000-12-12 Lam Research Corporation Method and apparatus for in-situ monitoring of plasma etch and deposition processes using a pulsed broadband light source
US6259521B1 (en) 1999-10-05 2001-07-10 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for controlling photolithography parameters based on photoresist images
JP3642996B2 (ja) 1999-11-18 2005-04-27 独立行政法人科学技術振興機構 光干渉法による測定対象物の屈折率と厚さの同時測定方法及びそのための装置
US6545761B1 (en) * 1999-11-30 2003-04-08 Veeco Instruments, Inc. Embedded interferometer for reference-mirror calibration of interferometric microscope
WO2001059402A2 (en) 2000-01-25 2001-08-16 Zygo Corporation Optical systems for measuring form and geometric dimensions of precision engineered parts
JP4673955B2 (ja) 2000-03-24 2011-04-20 オリンパス株式会社 光学装置
US6429943B1 (en) 2000-03-29 2002-08-06 Therma-Wave, Inc. Critical dimension analysis with simultaneous multiple angle of incidence measurements
JP2001343208A (ja) * 2000-03-30 2001-12-14 Fuji Photo Optical Co Ltd フーリエ変換を用いた縞解析方法および装置
LU90580B1 (fr) 2000-05-08 2001-11-09 Europ Economic Community M-thode d'identification d'un objet
US6449048B1 (en) 2000-05-11 2002-09-10 Veeco Instruments, Inc. Lateral-scanning interferometer with tilted optical axis
US6597460B2 (en) 2000-05-19 2003-07-22 Zygo Corporation Height scanning interferometer for determining the absolute position and surface profile of an object with respect to a datum
JP4824248B2 (ja) * 2000-05-19 2011-11-30 ザイゴ コーポレイション インサイチュミラー特徴付け
US6417109B1 (en) 2000-07-26 2002-07-09 Aiwa Co., Ltd. Chemical-mechanical etch (CME) method for patterned etching of a substrate surface
JP2004505256A (ja) 2000-07-27 2004-02-19 ゼテティック・インスティチュート 共振器により強化された光透過機能を有する多重光源アレイ
AU2001281361A1 (en) 2000-07-27 2002-02-13 Zetetic Institute Differential interferometric scanning near-field confocal microscopy
DE10041041A1 (de) 2000-08-22 2002-03-07 Zeiss Carl Interferometeranordnung und Interferometrisches Verfahren
US7317531B2 (en) 2002-12-05 2008-01-08 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry
JP4583619B2 (ja) * 2000-09-13 2010-11-17 富士フイルム株式会社 縞画像解析誤差検出方法および縞画像解析誤差補正方法
US6694284B1 (en) * 2000-09-20 2004-02-17 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining at least four properties of a specimen
US6633831B2 (en) 2000-09-20 2003-10-14 Kla Tencor Technologies Methods and systems for determining a critical dimension and a thin film characteristic of a specimen
US6891627B1 (en) 2000-09-20 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen
US6370299B1 (en) 2000-09-27 2002-04-09 The Boeing Company Fiber optic collimation apparatus and associated method
JP4279550B2 (ja) 2000-11-02 2009-06-17 ザイゴ コーポレーション 位相間隙分析を含む高さ走査干渉分析方法および装置
US6633389B1 (en) 2000-11-28 2003-10-14 Nanometrics Incorporated Profiling method
JP3871309B2 (ja) * 2001-01-31 2007-01-24 フジノン株式会社 位相シフト縞解析方法およびこれを用いた装置
US6909509B2 (en) 2001-02-20 2005-06-21 Zygo Corporation Optical surface profiling systems
US6721094B1 (en) * 2001-03-05 2004-04-13 Sandia Corporation Long working distance interference microscope
EP1390690A4 (en) 2001-03-13 2009-07-08 Zygo Corp REDUCTION OF CYCLIC ERRORS IN AVERAGE INTERFEROMETRIC POSITION MEASUREMENTS
KR100393429B1 (ko) 2001-04-09 2003-08-02 한국과학기술원 각기 다른 금속 물질의 단차 측정을 위한 두 파장 백색광간섭법과 간섭계
US6788422B2 (en) 2001-04-17 2004-09-07 Zygo Corporation Method and apparatus for using quasi-stable light sources in interferometry applications
US6624893B1 (en) 2001-06-06 2003-09-23 Veeco Instruments Inc. Correction of scanning errors in interferometric profiling
US6624894B2 (en) 2001-06-25 2003-09-23 Veeco Instruments Inc. Scanning interferometry with reference signal
US7382447B2 (en) 2001-06-26 2008-06-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Method for determining lithographic focus and exposure
US6721510B2 (en) 2001-06-26 2004-04-13 Aoptix Technologies, Inc. Atmospheric optical data transmission system
US6778280B2 (en) * 2001-07-06 2004-08-17 Zygo Corporation Interferometry system and method employing an angular difference in propagation between orthogonally polarized input beam components
US6867866B1 (en) 2001-08-10 2005-03-15 Therma-Wave, Inc. CD metrology analysis using green's function
US6741357B2 (en) 2001-08-14 2004-05-25 Seagate Technology Llc Quadrature phase shift interferometer with unwrapping of phase
EP1430270A4 (en) 2001-09-21 2006-10-25 Kmac METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE THICK PROFILE AND THE DISTRIBUTION OF THIN FILM MULTI-LAYER REFRACTIVE INDICES BY TWO-DIMENSIONAL REFLECTOMETRY
US6714307B2 (en) 2001-10-16 2004-03-30 Zygo Corporation Measurement of complex surface shapes using a spherical wavefront
US6630982B2 (en) * 2001-10-18 2003-10-07 Motorola, Inc. Color and intensity tunable liquid crystal device
KR100437024B1 (ko) 2001-10-18 2004-06-23 엘지전자 주식회사 박막 검사 방법 및 그 장치
WO2003036229A1 (fr) * 2001-10-25 2003-05-01 Toray Engineering Co., Ltd. Procede de mesure de forme superficielle et dispositif associe
US6847453B2 (en) * 2001-11-05 2005-01-25 Optiphase, Inc. All fiber autocorrelator
KR100354613B1 (ko) * 2001-11-06 2002-10-11 박헌휘 교체 가능한 침지형 중공사막 모듈
US7030995B2 (en) 2001-12-10 2006-04-18 Zygo Corporation Apparatus and method for mechanical phase shifting interferometry
US6856384B1 (en) 2001-12-13 2005-02-15 Nanometrics Incorporated Optical metrology system with combined interferometer and ellipsometer
US6934035B2 (en) 2001-12-18 2005-08-23 Massachusetts Institute Of Technology System and method for measuring optical distance
US6816264B1 (en) 2001-12-21 2004-11-09 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Systems and methods for amplified optical metrology
EP1470410B1 (en) 2002-01-24 2012-01-11 The General Hospital Corporation Apparatus and method for rangings and noise reduction of low coherence interferometry (lci) and optical coherence tomography (oct) signals by parallel detection of spectral bands
US7057739B2 (en) * 2002-02-12 2006-06-06 Zygo Corporation Separated beam multiple degree of freedom interferometer
US6906784B2 (en) 2002-03-04 2005-06-14 Zygo Corporation Spatial filtering in interferometry
CN1320334C (zh) 2002-03-14 2007-06-06 泰勒·霍布森有限公司 表面成型设备和获得数据方法,数据处理设备及其相关器
GB2385417B (en) 2002-03-14 2004-01-21 Taylor Hobson Ltd Surface profiling apparatus
US6924896B2 (en) 2002-04-11 2005-08-02 Zygo Corporation Interferometry system error compensation in twin stage lithography tools
US7068376B2 (en) 2002-04-19 2006-06-27 Zygo Corporation Interferometry method and apparatus for producing lateral metrology images
US6989905B2 (en) 2002-05-02 2006-01-24 Zygo Corporation Phase gap analysis for scanning interferometry
US7292345B2 (en) 2002-05-17 2007-11-06 Schlumberger Technology Corporation Fibre-optic interferometric remote sensor
AU2003247550A1 (en) * 2002-06-17 2003-12-31 Zygo Corporation Interferometry methods and systems having a coupled cavity geometry for use with an extended source
WO2003106921A1 (en) 2002-06-17 2003-12-24 Zygo Corporation Interferometric optical system and methods providing simultaneously scanned optical path length and focus
AU2003247725A1 (en) 2002-07-01 2004-01-19 Lightgage, Inc. Interferometer system of compact configuration
US7428685B2 (en) * 2002-07-08 2008-09-23 Zygo Corporation Cyclic error compensation in interferometry systems
US7262860B2 (en) 2002-07-29 2007-08-28 Zygo Corporation Compensation for errors in off-axis interferometric measurements
US7869057B2 (en) 2002-09-09 2011-01-11 Zygo Corporation Multiple-angle multiple-wavelength interferometer using high-NA imaging and spectral analysis
WO2004023071A1 (en) 2002-09-09 2004-03-18 Zygo Corporation Interferometry method for ellipsometry, reflectometry, and scatterometry measurements, including characterization of thin film structures
US7139081B2 (en) 2002-09-09 2006-11-21 Zygo Corporation Interferometry method for ellipsometry, reflectometry, and scatterometry measurements, including characterization of thin film structures
US6901176B2 (en) 2002-10-15 2005-05-31 University Of Maryland Fiber tip based sensor system for acoustic measurements
US6842254B2 (en) * 2002-10-16 2005-01-11 Fiso Technologies Inc. System and method for measuring an optical path difference in a sensing interferometer
JP3847703B2 (ja) * 2002-12-10 2006-11-22 直弘 丹野 光コヒーレンストモグラフィー装置
US6925860B1 (en) 2003-02-21 2005-08-09 Nanometrics Incorporated Leveling a measured height profile
US7271918B2 (en) 2003-03-06 2007-09-18 Zygo Corporation Profiling complex surface structures using scanning interferometry
US7106454B2 (en) 2003-03-06 2006-09-12 Zygo Corporation Profiling complex surface structures using scanning interferometry
US7324214B2 (en) 2003-03-06 2008-01-29 Zygo Corporation Interferometer and method for measuring characteristics of optically unresolved surface features
US6985232B2 (en) * 2003-03-13 2006-01-10 Tokyo Electron Limited Scatterometry by phase sensitive reflectometer
US7049156B2 (en) 2003-03-19 2006-05-23 Verity Instruments, Inc. System and method for in-situ monitor and control of film thickness and trench depth
US6999180B1 (en) * 2003-04-02 2006-02-14 Kla-Tencor Technologies Corporation Optical film topography and thickness measurement
US7016050B2 (en) * 2003-04-30 2006-03-21 Veeco Instruments Inc. Microscope with fixed-element autocollimator for tilt adjustment
DE10327019A1 (de) 2003-06-12 2004-12-30 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Abbildungsgüte eines optischen Abbildungssystems
US7102761B2 (en) 2003-06-13 2006-09-05 Zygo Corporation Scanning interferometry
US7177029B2 (en) * 2003-07-10 2007-02-13 Zygo Corporation Stroboscopic interferometry with frequency domain analysis
US6956716B2 (en) 2003-07-30 2005-10-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Magnetic head having multilayer heater for thermally assisted write head and method of fabrication thereof
FI20031143A0 (fi) 2003-08-08 2003-08-08 Wallac Oy Optinen fokusointimenetelmä ja -järjestely
US7488929B2 (en) 2003-08-13 2009-02-10 Zygo Corporation Perimeter detection using fiber optic sensors
US6977730B2 (en) 2003-08-18 2005-12-20 Zygo Corporation Method and apparatus for alignment of a precision optical assembly
US7061623B2 (en) 2003-08-25 2006-06-13 Spectel Research Corporation Interferometric back focal plane scatterometry with Koehler illumination
KR101185473B1 (ko) * 2003-09-15 2012-10-02 지고 코포레이션 표면에 대한 간섭 측정의 분석
EP1519144A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Free-form optical surface measuring apparatus and method
TWI335417B (en) 2003-10-27 2011-01-01 Zygo Corp Method and apparatus for thin film measurement
WO2005045529A2 (en) 2003-11-04 2005-05-19 Zygo Corporation Characterization and compensation of errors in multi-axis interferometry system
WO2005052652A2 (en) 2003-11-25 2005-06-09 Zygo Corporation Optical fiber connectors and systems including optical fiber connectors
WO2005067815A1 (en) 2004-01-05 2005-07-28 Zygo Corporation Stage alignment in lithography tools
WO2005067579A2 (en) 2004-01-06 2005-07-28 Zygo Corporation Multi-axis interferometers and methods and systems using multi-axis interferometers
US7283250B2 (en) 2004-01-16 2007-10-16 Veeco Instruments, Inc. Measurement of object deformation with optical profiler
US20050179911A1 (en) 2004-02-17 2005-08-18 Digital Optics Corporation Aspheric diffractive reference for interferometric lens metrology
US7492469B2 (en) * 2004-03-15 2009-02-17 Zygo Corporation Interferometry systems and methods using spatial carrier fringes
WO2005089299A2 (en) 2004-03-15 2005-09-29 Zygo Corporation Interferometer having an auxiliary reference surface
US7277183B2 (en) 2004-04-22 2007-10-02 Zygo Corporation Vibration resistant interferometry
US7177030B2 (en) * 2004-04-22 2007-02-13 Technion Research And Development Foundation Ltd. Determination of thin film topography
US7187453B2 (en) * 2004-04-23 2007-03-06 Opsens Inc. Optical MEMS cavity having a wide scanning range for measuring a sensing interferometer
TW200604695A (en) 2004-05-18 2006-02-01 Zygo Corp Methods and systems for determining optical properties using low-coherence interference signals
US20050259269A1 (en) 2004-05-19 2005-11-24 Asml Holding N.V. Shearing interferometer with dynamic pupil fill
US7119909B2 (en) 2004-06-16 2006-10-10 Veeco Instruments, Inc. Film thickness and boundary characterization by interferometric profilometry
US7378136B2 (en) 2004-07-09 2008-05-27 3M Innovative Properties Company Optical film coating
US20060007599A1 (en) * 2004-07-12 2006-01-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. System, method, and apparatus for high performance, four-piece suspension with extended hinge plate
US20060012582A1 (en) 2004-07-15 2006-01-19 De Lega Xavier C Transparent film measurements
US20060066842A1 (en) 2004-09-30 2006-03-30 Saunders Winston A Wafer inspection with a customized reflective optical channel component
US7405833B2 (en) 2004-11-05 2008-07-29 Zygo Corporation Method for calibration and removal of wavefront errors
US7417740B2 (en) 2004-11-12 2008-08-26 Medeikon Corporation Single trace multi-channel low coherence interferometric sensor
JP2006162366A (ja) 2004-12-06 2006-06-22 Fujinon Corp 光断層映像装置
JP4429886B2 (ja) 2004-12-09 2010-03-10 富士フイルム株式会社 光断層映像装置
JP4718557B2 (ja) * 2004-12-14 2011-07-06 ルナ イノベーションズ インコーポレイテッド 干渉測定法における時間変化する位相の補償法
US7446881B2 (en) 2005-01-12 2008-11-04 Tokyo Electron Limited System, apparatus, and method for determining temperature/thickness of an object using light interference measurements
US7884947B2 (en) 2005-01-20 2011-02-08 Zygo Corporation Interferometry for determining characteristics of an object surface, with spatially coherent illumination
TWI409451B (zh) 2005-01-20 2013-09-21 Zygo Corp 用於檢測物體表面之特性的干涉系統、干涉裝置以及干涉方法
JP2006214856A (ja) 2005-02-03 2006-08-17 Canon Inc 測定装置及び方法
JP2008534954A (ja) * 2005-04-01 2008-08-28 ザイゴ コーポレーション 干渉表面測定において誤差を補償するための方法
US7826063B2 (en) 2005-04-29 2010-11-02 Zygo Corporation Compensation of effects of atmospheric perturbations in optical metrology
TWI394930B (zh) * 2005-05-19 2013-05-01 Zygo Corp 取得薄膜結構資訊之低同調干涉信號的分析方法及裝置
JP5340730B2 (ja) 2005-06-29 2013-11-13 ザイゴ コーポレーション 干渉分光法における非周期性の非線形誤差を軽減するための装置および方法
JP2007014556A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Ykk Corp 生地片の縁縫装置
US7595891B2 (en) 2005-07-09 2009-09-29 Kla-Tencor Corporation Measurement of the top surface of an object with/without transparent thin films in white light interferometry
US7495770B2 (en) 2005-08-09 2009-02-24 Zygo Corporation Beam shear reduction in interferometry systems
US7532330B2 (en) 2005-08-16 2009-05-12 Zygo Corporation Angle interferometers
US7595889B2 (en) * 2005-10-11 2009-09-29 Duke University Systems and methods for endoscopic angle-resolved low coherence interferometry
WO2007044789A2 (en) 2005-10-11 2007-04-19 Clear Align Llc Apparatus and method for generating short optical pulses
WO2007044786A2 (en) 2005-10-11 2007-04-19 Zygo Corporation Interferometry method and system including spectral decomposition
US7561278B2 (en) 2005-10-18 2009-07-14 Zygo Corporation Interferometer using integrated retarders to reduce physical volume
US7408649B2 (en) 2005-10-26 2008-08-05 Kla-Tencor Technologies Corporation Method and apparatus for optically analyzing a surface
JP2007121499A (ja) 2005-10-26 2007-05-17 Nikon Corp 微分干渉観察方法及び顕微鏡
JP2009516181A (ja) * 2005-11-16 2009-04-16 シェモメテック・アクティーゼルスカブ 試料または試料の成分の化学的または物理学的特性の決定
US7542148B2 (en) 2005-12-06 2009-06-02 Tokyo Electron Limited Method for measuring physical quantity of measurement object in substrate processing apparatus and storage medium storing program for implementing the method
US20070127036A1 (en) 2005-12-07 2007-06-07 Chroma Ate Inc. Interference measurement system self-alignment method
KR100701974B1 (ko) 2005-12-14 2007-03-30 나노전광 주식회사 광위상 간섭계를 이용한 포토마스크 표면의 헤이즈검출장치 및 그 검출방법
US7612891B2 (en) 2005-12-15 2009-11-03 Veeco Instruments, Inc. Measurement of thin films using fourier amplitude
EP1963780B1 (en) * 2005-12-22 2012-02-08 Taylor Hobson Limited Apparatus for and a method of determining surface characteristics
JP2007178261A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Epson Imaging Devices Corp 電気光学装置用基板の検査方法、電気光学装置用基板の製造方法、及び検査装置
JP2007192675A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Canon Inc 干渉計測方法、装置及びそれを搭載した露光装置
DE112006003666T5 (de) * 2006-01-19 2009-01-02 Shofu Inc. Vorrichtung zur optischen Kohärenztomographie und Messkopf
US7636166B2 (en) 2006-01-23 2009-12-22 Zygo Corporation Interferometer system for monitoring an object
US7564568B2 (en) 2006-03-02 2009-07-21 Zygo Corporation Phase shifting interferometry with multiple accumulation
US7456956B2 (en) 2006-03-21 2008-11-25 Thermo Electron Scientific Instruments Llc Vibrational circular dichroism spectrometer using reflective optics
WO2008011510A2 (en) 2006-07-21 2008-01-24 Zygo Corporation Compensation of systematic effects in low coherence interferometry
US7710580B2 (en) 2006-10-27 2010-05-04 Zygo Corporation Vibration resistant interferometry
JP5276595B2 (ja) 2006-11-15 2013-08-28 ザイゴ コーポレーション リソグラフィツールにおいて使用される距離測定干渉計及びエンコーダ測定システム
JP4869895B2 (ja) * 2006-12-07 2012-02-08 富士フイルム株式会社 光断層画像化装置
WO2008073486A2 (en) 2006-12-11 2008-06-19 Zygo Corporation Multiple-degree of freedom interferometer with compensation for gas effects
US7894075B2 (en) 2006-12-11 2011-02-22 Zygo Corporation Multiple-degree of freedom interferometer with compensation for gas effects
JP5351042B2 (ja) * 2006-12-18 2013-11-27 ザイゴ コーポレーション 正弦波位相シフト干渉法
WO2008080127A2 (en) 2006-12-22 2008-07-03 Zygo Corporation Apparatus and method for measuring characteristics of surface features
US7505863B2 (en) 2007-07-13 2009-03-17 Veeco Instruments, Inc. Interferometric iterative technique with bandwidth and numerical-aperture dependency
DE102008001482A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh Interferometrische Anordnung sowie Verfahren zum Einstellen eines Gangunterschieds
WO2010021343A1 (ja) * 2008-08-20 2010-02-25 浜松ホトニクス株式会社 観察装置および観察方法
US8120781B2 (en) * 2008-11-26 2012-02-21 Zygo Corporation Interferometric systems and methods featuring spectral analysis of unevenly sampled data
US8107084B2 (en) * 2009-01-30 2012-01-31 Zygo Corporation Interference microscope with scan motion detection using fringe motion in monitor patterns
US8422026B2 (en) * 2009-06-15 2013-04-16 Artur G. Olszak Spectrally controllable light sources in interferometry

Cited By (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9860437B2 (en) 2011-12-19 2018-01-02 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
US10298833B2 (en) 2011-12-19 2019-05-21 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
US10571664B2 (en) 2011-12-19 2020-02-25 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
US9971140B2 (en) 2011-12-19 2018-05-15 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
US9921392B2 (en) 2011-12-19 2018-03-20 Hamamatsu Photonics K.K. Image capturing apparatus and focusing method thereof
CN104641300A (zh) * 2012-08-14 2015-05-20 株式会社阿迪泰克工程 描绘装置、曝光描绘装置、描绘方法及存储有程序的记录介质
TWI487876B (zh) * 2012-10-04 2015-06-11 Zygo Corp 降低雜訊的位置監控系統
US9115975B2 (en) 2012-10-04 2015-08-25 Zygo Corporation Position monitoring system with reduced noise
CN104937469A (zh) * 2013-01-17 2015-09-23 浜松光子学株式会社 图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法
CN105008975A (zh) * 2013-01-17 2015-10-28 浜松光子学株式会社 图像取得装置以及图像取得装置的聚焦方法
CN105190227A (zh) * 2013-03-18 2015-12-23 Snu精度株式会社 能够检测颜色信息的三维形状检测装置
CN104375383B (zh) * 2013-08-13 2017-08-29 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的调焦调平检测装置及方法
CN104375383A (zh) * 2013-08-13 2015-02-25 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的调焦调平检测装置及方法
CN104416449B (zh) * 2013-08-19 2018-06-01 株式会社迪思科 加工装置
CN104416449A (zh) * 2013-08-19 2015-03-18 株式会社迪思科 加工装置
US10421191B2 (en) 2013-11-12 2019-09-24 The Boeing Company Dual hidden point bars
CN104635662A (zh) * 2013-11-12 2015-05-20 波音公司 双隐藏点条
CN104730279A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种啁啾脉冲速度干涉仪
CN106796098B (zh) * 2014-07-14 2020-03-24 齐戈股份有限公司 使用光谱分析的干涉式编码器
CN106796098A (zh) * 2014-07-14 2017-05-31 齐戈股份有限公司 使用光谱分析的干涉式编码器
CN104345168A (zh) * 2014-11-07 2015-02-11 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种扫描频域干涉仪
CN107407798B (zh) * 2015-01-26 2020-03-27 统雷有限公司 通过低相干干涉法自动聚焦调节的显微镜系统
CN107407798A (zh) * 2015-01-26 2017-11-28 统雷有限公司 通过低相干干涉法自动聚焦调节的显微镜系统
CN108139198A (zh) * 2015-08-14 2018-06-08 索雷博有限公司 用于曝光光散射物体内部中的至少一个截面的方法和设备
CN109073355A (zh) * 2016-04-11 2018-12-21 统半导体公司 用于光学检查和测量物体表面的方法和系统
CN105806236B (zh) * 2016-05-11 2018-08-28 天津大学 Linnik型干涉光谱测量薄膜的非线性相位补偿方法
CN105806236A (zh) * 2016-05-11 2016-07-27 天津大学 Linnik型干涉光谱测量薄膜的非线性相位补偿方法
CN107578986A (zh) * 2016-07-04 2018-01-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构及其形成方法和光刻偏移的测量方法
CN109716056A (zh) * 2016-07-20 2019-05-03 卡尔蔡司Smt有限责任公司 干涉确定光学表面的形状的测量装置
CN109716056B (zh) * 2016-07-20 2021-05-25 卡尔蔡司Smt有限责任公司 干涉确定光学表面的形状的测量装置
US10962348B2 (en) 2016-11-18 2021-03-30 Zygo Corporation Method and apparatus for optimizing the optical performance of interferometers
CN109997010A (zh) * 2016-11-18 2019-07-09 齐戈股份有限公司 用于优化干涉仪的光学性能的方法及设备
US10890428B2 (en) 2016-11-18 2021-01-12 Zygo Corporation Interferometric method and apparatus using calibration information relating a focus setting to a test object position
CN109997010B (zh) * 2016-11-18 2022-06-24 齐戈股份有限公司 用于优化干涉仪的光学性能的方法及设备
CN106855521A (zh) * 2017-03-06 2017-06-16 南京市计量监督检测院 一种铁轨轨腰表面裂纹微形变检测装置及检测方法
CN106855521B (zh) * 2017-03-06 2023-07-14 南京市计量监督检测院 一种铁轨轨腰表面裂纹微形变检测装置及检测方法
CN108801148A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 株式会社三丰 用于计算物体表面的高度图的方法和系统
CN109381189A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 适着三维科技股份有限公司 校准设备
CN109381189B (zh) * 2017-08-04 2021-07-30 适着三维科技股份有限公司 校准设备
US10352690B2 (en) 2017-12-18 2019-07-16 Industrial Technology Research Institute Measuring apparatus
CN108106973A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 大连理工大学 一种基于透明光弹材料同时测量饱和颗粒介质应力和位移的方法
TWI650526B (zh) * 2017-12-18 2019-02-11 財團法人工業技術研究院 量測裝置
CN108599849A (zh) * 2018-04-14 2018-09-28 上海交通大学 智能决策的光子处理系统和处理方法
CN108599849B (zh) * 2018-04-14 2021-01-01 上海交通大学 智能决策的光子处理系统和处理方法
CN109223044A (zh) * 2018-07-12 2019-01-18 郑州轻工业学院 一种光学相干层析成像系统的多普勒流速检测方法
CN109223044B (zh) * 2018-07-12 2021-08-24 郑州轻工业学院 一种光学相干层析成像系统的多普勒流速检测方法
CN109211934A (zh) * 2018-08-29 2019-01-15 南京理工大学 基于干涉显微的微球面缺陷检测装置及其检测方法
CN109211934B (zh) * 2018-08-29 2021-01-26 南京理工大学 基于干涉显微的微球面缺陷检测装置及其检测方法
CN113396312A (zh) * 2018-10-12 2021-09-14 电力研究所有限公司 用于在光学失真介质中测量表面特性的方法
CN113396312B (zh) * 2018-10-12 2024-03-01 电力研究所有限公司 用于在光学失真介质中测量表面特性的方法
CN113330274A (zh) * 2018-11-30 2021-08-31 统一半导体公司 使用低相干干涉测量法测量包括不同结构的物体表面的方法和系统
CN109780992B (zh) * 2018-12-28 2020-01-10 西安交通大学 基于光学平面条纹图像处理的干涉测量系统误差标定方法
CN109780992A (zh) * 2018-12-28 2019-05-21 西安交通大学 基于光学平面条纹图像处理的干涉测量系统误差标定方法
TWI734374B (zh) * 2019-02-08 2021-07-21 日商日立全球先端科技股份有限公司 蝕刻處理裝置、蝕刻處理方法及檢測器
CN109828365B (zh) * 2019-02-25 2021-05-04 南京理工大学 Mirau型超分辨率干涉显微物镜
CN109828365A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 南京理工大学 Mirau型超分辨率干涉显微物镜
CN110675451A (zh) * 2019-09-17 2020-01-10 北京超放信息技术有限公司 基于相空间光学的数字自适应校正方法及系统
TWI797637B (zh) * 2020-06-24 2023-04-01 美商希瑪有限責任公司 光源、用於光源之光學量測裝置、用於判定標準具中之量測誤差的方法及用於校準標準具之方法
US11860036B2 (en) 2020-06-24 2024-01-02 Cymer, Llc Determination of measurement error in an etalon
TWI802988B (zh) * 2020-10-27 2023-05-21 日商Ckd股份有限公司 三維測量裝置
CN113721233A (zh) * 2021-08-30 2021-11-30 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种多联体涡轮导向叶片热障涂层厚度三维光学测量方法
CN113721233B (zh) * 2021-08-30 2023-09-19 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种多联体涡轮导向叶片热障涂层厚度三维光学测量方法
CN117006971A (zh) * 2023-09-25 2023-11-07 板石智能科技(深圳)有限公司 一种三维形貌测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
US8379218B2 (en) 2013-02-19
EP2238430A4 (en) 2012-02-01
US20100128280A1 (en) 2010-05-27
TWI425184B (zh) 2014-02-01
US7978338B2 (en) 2011-07-12
EP2238430B9 (en) 2016-07-13
WO2010062860A2 (en) 2010-06-03
CN102057269B (zh) 2014-08-13
WO2010062853A2 (en) 2010-06-03
KR20100094584A (ko) 2010-08-26
KR101191842B1 (ko) 2012-10-18
US20100128276A1 (en) 2010-05-27
KR20120053043A (ko) 2012-05-24
EP2238430A2 (en) 2010-10-13
US20130155413A1 (en) 2013-06-20
US8902431B2 (en) 2014-12-02
WO2010062853A3 (en) 2010-08-19
WO2010062860A3 (en) 2010-08-26
JP5536667B2 (ja) 2014-07-02
US8004688B2 (en) 2011-08-23
US8120781B2 (en) 2012-02-21
JP2011508241A (ja) 2011-03-10
US20100128283A1 (en) 2010-05-27
TW201037267A (en) 2010-10-16
KR101530898B1 (ko) 2015-06-23
US20100128278A1 (en) 2010-05-27
EP2238430B1 (en) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102057269B (zh) 用低相干扫描干涉测量法的扫描误差校正
TWI425188B (zh) 顯微鏡系統和成像干涉儀系統
Shimizu et al. An insight into optical metrology in manufacturing
EP2232195B1 (en) Analyzing surface structure using scanning interferometry
EP1883781B1 (en) Analyzing low-coherence interferometry signals for thin film structures
US8107084B2 (en) Interference microscope with scan motion detection using fringe motion in monitor patterns
US8248617B2 (en) Interferometer for overlay measurements
JP5222954B2 (ja) 偏光スキャンを利用した干渉計
US20180149987A1 (en) Alignment system
Kamiya et al. Dynamic measurements by the color grating projection method using a two-step Fourier transform method

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant