使用静态条纹图案的干涉法滚降测量的制作方法

本申请依据35u.s.c.§119要求2015年6月30日提交的序列号为62/186701的美国临时申请的优先权，本申请以其内容为基础，并通过参考将其全文纳入本文。

本公开总体上涉及光学计量设备和方法，更具体而言，涉及用于对诸如半导体晶片的边缘轮廓这样的表面轮廓进行测量和表征的设备和方法。

背景

微电子平板印刷术、光学和其它领域中的多种应用都受益于有关平坦度、边缘滚降、均匀性、轴向摆差和其它尺寸特征的基材的高精度表面表征。在诸如半导体晶片制备和加工这样的应用中，对于亚微米精度上的表面尺寸表征特别感兴趣。

半导体晶片的制备和处理领域的技术人员所熟知的计量法涉及被称为滚降量(roll-offamount，roa)的测量值，或者涉及有关晶片边缘的被称为线性滚降量(l-roa)的测量值。半导体晶片的成功平板印刷加工可在很大程度上取决于经过抛光的晶片边缘附近的机械轮廓的情况。晶片制造商努力对边缘处的晶片轮廓进行精确的表征和小心的控制，以满足严格的消费者要求。工业上接受的roa测量标准由例如半导体设备与材料国际联盟(semi)定义为semi标准m69-0307。

roa测量描绘了晶片边缘附近区域中的平坦度特征，并且帮助识别由抛光误差而导致的平坦度问题。roa的常规测量一般是使用尖笔或单点光学探针来进行的。在八个不同的径向角度(通常是绕着圆周每隔45度)下对一般圆形晶片的边缘进行测量，所述测量利用耗时且容易出现误差的方法来进行，该方法可需要昂贵的设备和训练有素的技术人员。

已使用干涉技术来解决表面边缘轮廓表征的问题，但结果多少令人失望。例如，应用常规的相位差干涉法需要能够以高刚性关系固定试样和参照表面且具有能够抵御振动的良好缓冲的专用测量设备。典型的相位测量算法能够获得多个干涉图，且能够对各图像获取之间发生的相位变化进行精确设备调整，且该处理沿着晶片边缘以多个角度增量重复进行。给定所述的步骤数量、测量系统和环境对于精度和振动保护的高要求以及所需的总时间，可以理解的是，表面表征方法存在改善空间，特别是更适用于半导体晶片和高度平坦基材表面的边缘轮廓表征技术。

发明概述

根据本公开的一种实施方式，提供了一种用于测量基材目标区域的表面轮廓的设备，所述设备包括：光源，所述光源能够激发以发射测量光束；以及分束元件，所述分束元件限定测量轴和参照轴。所述设备还包括基材固定器，所述基材固定器沿着测量轴设置基材目标区域，且使所述基材目标区域绕着与测量轴正交相交的倾斜轴按照预定的倾斜角度偏离于垂直入射，所述预定的倾斜角度随测量光束波长而变化。所述设备还包括成像传感器，所述成像传感器能够激发以记录目标区域的条纹图案，条纹图案由测量光束和来自所述参照轴的参照光束产生。所述设备还包括计算机，所述计算机与成像传感器信号通信，且利用指令进行了编程，以从记录的条纹图案中提取多个频率分布，每一个分布是在基本上正交于倾斜轴方向的方向上取得的，其中，经过编程的指令进一步根据所述频率分布来计算目标区域表面的轮廓变化。

在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。

应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。

所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图的简要说明

通过以下的说明和附图能够更加清晰地理解本发明，以下附图仅作为非限定性的例子给出：

图1是一种半导体晶片的平面图；

图2是显示一种经过抛光的半导体晶片的边缘滚降的侧视图；

图3a是显示根据本公开的一种实施方式的用于边缘滚降表征的光学设备的组件的示意性侧视图；

图3b是显示根据本公开的一种实施方式的用于边缘滚降表征的系统的示意性侧视图；

图3c显示了由利用图3a配置中的照相机或其它成像传感器捕获的条纹图案获得的示例性载波；

图4a是使干涉条纹与滚降测量相关联的示例图；

图4b是使干涉条纹与滚降测量相关联的另一个示例图；

图5是显示边缘滚降数据获得和处理程序的逻辑流程图；以及

图6是显示轴向摆差的侧视图。

发明详述

提供本文所显示和描述的附图以例示根据各种实施方式的光学设备的运行和制造的关键原理，且这些附图中的许多并未旨在显示实际尺寸或比例。可能有必要进行一些夸张以强调运行的基础结构关系或原理。

所提供的附图可能没有显示各种支承组件，包括光学安装件、电源和用于激光二极管的电路板装配以及其它特征。光学领域技术人员可理解的是，本发明的实施方式可使用任意类型的标准安装件和支承组件。

在本公开的上下文中，诸如“顶部”和“底部”或“以上”和“以下”或“下方”是相对的，并非表示组件或表面的任意必须取向，而是仅用于表示和区别视角、相反表面、空间关系或组件或设备内的不同光路。类似地，术语“水平”和“垂直”可相对于附图来使用，以描述例如不同平面中的组件或光的相对正交关系，但不表示组件相对于准确水平和垂直取向的任意所需取向。

术语“第一”“第二”“第三”等在使用时并不必然表示任意顺序或优先关系，但用于更清楚将一个组件或时间间隔与另一个区分。使用这些描述符号来清楚地将本公开的上下文和权利要求中的一个元件与另一个相似或有关元件进行区分。

如本文所用，术语“能够激发”是指能够在收到能源以及任选地在收到允许信号后发挥指定作用的装置或组件组。例如，激光二极管能够激发以发射激光束。

在本公开的上下文中，当对一个测量值使用术语“约”时，其表示测量误差和不精确度处在实践接受的预期容差范围内。对于例如测量差异和特定应用中所需要的精确性，必须允许存在一些合理的容差。

本公开的实施方式描述了用于对平坦基材的边缘进行表征的设备和方法，且所述设备和方法可用于例如提供测量数据，所述测量数据显示沿半导体基材或其它足以发生镜面反射以允许进行干涉法测量的基材的边缘滚降。有利的是，本公开的方法和设备能够帮助提供速度和测量精度上的改善。发现本文所述的干涉法技术对于诸如振动和温度这样的环境因素特别牢靠。在沿着半导体晶片或其它待测基材的周界的多个角度位置中的每一个处得到的单个图像为基材边缘(以及更普遍来说是表面高度和高度变化)的精确表征提供了足够的数据。改善的速度使得能够将该测量添加至现有的晶片表征工具，且对总测量时间产生最小的影响，甚至使得在一些情况中不再需要一些类型的特制检查设备，这能够为晶片制造商带来显著的节约。

图1的平面图显示了待测量的半导体晶片的具有常规图案的基材10。在常规测量中，在标记为0、45、90、135、180、225、275和315度角度的位置的每一处进行测量。为了在下文的描述中作为参照，将基材10的平面指定为x-y平面。

图2的剖面侧视图显示了能够沿着边缘14代表roa的特征滚降曲线12，例如沿着图1中标记的位置a-a。使用两个合适的表面点沿着晶片的半径计算最适线16，所述两个合适的表面点例如点p1和p2，如图所示，它们分别与边缘14相距3mm和6mm。可使用其它表面点来作为最适参照。

图3a显示了根据本公开的一种实施方式的用于对诸如半导体晶片这样的平坦基材10进行边缘表征的光学设备20。图3b显示了控制和报告晶片边缘表征工艺的计量系统50。

在图3a的排布中，宽频发光二极管(led)被用作光源22，提供分布于预定义光谱范围内的光能。根据本公开的一种实施方式，使用红色led，其能够激发以发射中心为635nm的光谱区域内的测量光束72。利用例如一个或更多个以透镜24表示的透镜来校准该宽频源照明，并且任选地在光谱滤波器26处进行过滤，以得到所需的光学带宽，例如适合所需相干长度的光学带宽。利用转向镜28将光导向分束器30。分束器30将源照明导向干涉仪32，例如导向干涉物镜，再导向基材10。用于干涉仪32的干涉物镜可以是例如迈克逊(michelson)干涉物镜或替代地是米劳(mirau)物镜。这种类型的物镜透镜包括聚焦光学件以及用于产生干涉条纹的内部分束元件74和参照表面34。显示了参照的x、y和z轴。

在图3a的排布中，分束元件74限定了测量光束72的测量轴om和参照光束的参照轴or。在旋转真空轴或其它致动器42的上方使干涉物镜取向，所述旋转真空轴或其它致动器42起到了基材固定器76的作用，能够固定用于测量的晶片或其它基材10。干涉仪32将源照明聚焦至目标区域78上，例如用于测量滚降的基材10的边缘部分。从基材10的目标区域78返回的光和来自参照表面34的参照光随后传播穿过分束器30，并且穿过一个或更多个透镜36而相结合，以形成在诸如照相机这样的成像传感器40处被记录下来的条纹图案。任选的焦点调节设备38能够提供用于调节干涉仪32的干涉物镜或相应光学件的焦点的传感和致动组件，以抵消例如由轴向摆差引起的表面高度的变化，这将会在下文中更详细地描述。

基材10的表面相对于由干涉仪32定义的测量轴om接近垂直取向，但不与轴om正交。基材10绕着位于基材10表面的平面中的轴t以倾斜角度tθ略微倾斜，并且轴t可基本上垂直于基材10的边缘e，如图3a所示。倾斜轴t正交于测量轴om。

参考图3a所描述的倾斜排布能够提供密集的条纹图案，感知该条纹图案沿着基本上平行于倾斜轴t的方向延伸。根据一些因素来预先确定基材10绕倾斜轴t的倾斜角度tθ，所述因素包括测量光束72的波长λ、成像传感器40的像素分辨率和所得到的图像中的所需条纹数量。

根据本公开的一种实施方式，倾斜角度可利用下式来计算：

其中，p是所得到的图像中单位条纹的像素数量；fovy是成像传感器40的视野的y维度。举例而言，但并非是限制，对于在y方向上具有1000像素和5mm的fovy的传感器40中的单位条纹具有8个像素的所需p值，且波长λ为600nm，倾斜角度tθ约为0.43度。增大的波长λ会增大倾斜角度。针对条纹清晰度中的所需对比度水平和分辨率来对p值进行选择。减小所需的p值能够增大倾斜角度。

倾斜角度tθ自身能够决定在捕获的干涉图像中有多少为了分析而形成的条纹，这将会在下文中更详细地描述。

图3b显示了使用图3a的光学设备20的计量系统50的简化示意图，所述计量系统50用于半导体晶片的边缘表征和其它基本上透明的平坦基材以及弯曲表面的表面表征。光学设备20的组件与计算机44信号通信，所述计算机44配置为用于获得各图像的处理器，所述各图像具有由从基材10的边缘附近以各种角度间隔反射而来的结合的光和从干涉物镜内的参照表面34反射而来的光(或更普遍来说是参照光束)所形成的干涉条纹。然后，计算机44对图像结果进行处理，对来自结合的光的所得到的图像进行分析，以根据沿着基材平坦部分得到的条纹来计算载波频率，并且对沿着基材平坦部分得到的条纹和代表基材边缘部分的条纹进行比较，以确定所测量的晶片表面的边缘上的条纹图案之间的相位差。感知相邻的条纹沿着倾斜轴t的总体方向延伸，如上所述。计算机44能够根据算得的载波频率和沿着基材边缘部分得到的条纹图案的相位差来计算边缘滚降。计算机44与用于显示边缘滚降计算结果的显示器48信号通信，且具有用于储存计算结果的存储器46。计算机44可以是用于将结果经过网络传输至用于进一步计算或存储的不同计算机处理器的联网计算机。

图3c显示了由利用图3a配置中的照相机或其它成像传感器40捕获的条纹图案获得的两种示例性载波70。各载波70是从对应于测量表面的不同部分的条纹图案的部分得到的，允许计算以确定表面高度差。相位差δφ与表面高度差有关，这将在下文中更详细地描述。

如参考图3a所述，可使用诸如红色led这样的宽频源，其具有低成本、低能量的优势，且能够提供足够的光。激光源会具有太多相干性(即，过多的相干长度)，且倾向于产生斑点，所述斑点会使晶片轮廓的测量变差。另外，具有高相干性的光源会从诸如蓝宝石晶片这样的薄而透明的基材的相反表面产生两组干涉图案。利用成像系统采集不相干的光，所述成像系统使光穿过分束器30而成像至显微镜物镜的入射光瞳。这种照明排布被称为科勒(kohler)照明，且能够提供使照明效率最大化的均匀照明光场。使照明穿过分束器，以允许返回的光被直接成像至照相机或其它成像传感器40。提供干涉仪32的干涉物镜可具有大致10mm的视场，以在10mm的距离内测量晶片轮廓。

举例而言，图4a显示了利用成像传感器40得到的目标区域78的图像60a的一部分，其显示干涉条纹，并将条纹图案与滚降曲线12a关联。在图像60a和滚降特征曲线12a所显示的图像取向中，条纹沿着基本上平行于倾斜轴t的方向延伸，所述倾斜轴t具有图4a中所表示的相对取向。图4b显示了图像60b中的另一种示例性条纹图案和曲线12b，其显示目标区域78中存在更多显著滚降。

在图4a和4b中所示的示例性垂直切片52和54所表示的方向上，对所得到的图像的频率组成进行分析，以识别与高度差相对应的相位差。即，由垂直切片来对条纹图案的频率组成进行分析，所述垂直切片从相对于条纹延伸的方向正交地取得(即，与倾斜轴t相正交地取得)。根据本公开的一种实施方式，使用傅里叶分析来解释滚降曲线12中边缘轮廓的具有代表性的条纹图案。在图4a和4b的特定例子中，切片52取自基材表面的基本上平坦的部分。切片54代表了观察到滚降的基材表面边缘附近的条纹的条纹图案所发生的变化。实践中，得到多个切片，并对它们的载波相位信息进行分析，这能够提供基材边缘的高精度表征。可以理解的是，可在诸如切片52和54这样的相继分析的垂直切片之间使用任意合适的取样间隔，以绘制滚降曲线，如图4a和4b的例子所示。

应当注意的是，如上文参考图3a所述，晶片或其它基材10沿着轴t倾斜，且晶片或其它基材10相对于光轴(测量轴om)至少以倾斜角度略微倾斜。使用略微倾斜来形成用于计算靠近边缘的晶片几何构型的载波条纹图案。总体倾斜配置还使得系统能够忍受晶片表面的物理位移或厚度偏差，并且即使利用短相干光源也仍然能够产生条纹。

可以理解的是，不像多种常规表面表征技术，本公开的设备和方法允许使用在单一图像帧中捕获的条纹图案来对晶片或其它基材的表面的一部分进行表征，分别如图4a和4b中的图像60a和60b所示。为了利用可获得的像素分辨率，可通过例如使照相机内的成像传感阵列与用于基材10的倾斜轴t对齐，来使照相机或其它类型的成像传感器40与条纹图案对齐。通过照相机或其它类型的成像传感器40与倾斜基材10的精确对齐，垂直切片52和54各自对应于照相机或其它成像传感器阵列的像素列。诸如切片52和54这样的分析切片是基本上正交于条纹方向来取得的，例如在与条纹延伸相正交的方向的约+/-4度或更小上取得，可在其它角度上取得切片52和54，但是，使用基本上正交的取向能够简化后续计算，特别是当切片54和52与成像传感器40的像素列对齐时(图3a)。使用按图像尺寸的“倾斜”来进行局部表面表征的能力(例如本文中参考图4a和4b所描述的那些)可有利于提供基材的边缘轮廓，有利于为对入射测量束展现出足够反射以生成可感知的条纹的多种类型的平坦或弯曲或不规则轮廓表面中的任一种提供表面测量。该方法可应用于与不透明或透明的基材一起使用。可对用于测定带宽的光源和滤波器进行调节，以使被检测的具体基材的测量结果最优化。

对于例如半导体晶片的轮廓测定，对所产生的条纹图案进行分析，以生成向晶片边缘放射状延伸的子域轨迹(sub-fieldtrace)，从而在单一照相机图框中沿着晶片周界的一个位置处检测边缘轮廓，这能够消除对于晶片全扫描的需要。此外，该方法允许相对于振动牢靠的测量，因为数据获得时间可以极短，例如在数毫秒的数量级。所得到的对于振动的牢靠性允许当与常规扫描方法相比时具有增加的精确度和降低的环境敏感度。极快的数据采集允许即使在晶片移动时也能对其进行测量，前提是图像分辨率和品质不受影响。该特征有助于相对于常规方法进一步增加测量和分析的速度。

如图4a和4b所示，当晶片在垂直方向上略微倾斜时，由受到照明的晶片得到了干涉条纹。一系列条纹在图60a和60b的取向中水平地出现，且可与利用照相机或其它类型的成像传感器40捕获的像素阵列数据对齐。因此，本公开的实施方式沿着来自照相机的像素的垂直列来绘制强度变化，以得到具体空间频率的正弦强度图案。该空间频率发挥载波的作用，其允许相位测量沿着与所得到的图像中的倾斜轴t相平行的水平轴来显示晶片的高度。

通过给定由所捕获的图像得到的载波数据，有可能在沿着与条纹长度方向相正交的方向上取得的图像中一个维度上的相继切片中的每一个处得到载波的相位。可在强度数据的垂直一维阵列上容易地进行直接傅里叶变换操作。可使用以下简单的关系式将相位(φ)转化成高度信息(h)：

其中，λ是来自光源22(图3a)的照明辐射的波长。通过对来自所得到的图像的照相机像素的各垂直列的相位进行测量，并且比较图像沿水平(长度)的相位变化(δφ)，可得到跨水平轴的轮廓。

图5的逻辑流程图显示了一系列步骤，这些步骤可与图3a和3b中所示系统一起使用，以对半导体晶片的边缘滚降进行表征，更具体而言，对基材表面的一部分进行表征，例如平坦或弯曲的基材，按照本公开的一种实施方式测量目标区域的表面轮廓。在定位步骤s100中，对晶片或其它基材10进行定位，以利用照相机或其它类型的成像传感器40来进行成像。定位步骤s100通常使基材10旋转到位，以使基材10的边缘的一部分位于照相机物场内。步骤s100可手动进行，或者可通过用户界面显示来控制，亦或是按照仪器所存储的程序来进行，所述程序允许以预先编程的模式对表面进行自动检查。因此，例如，参考图3b，计算机44或其它控制逻辑处理器能够提供用于使计量系统50运行的控制指令，包括控制光学设备20组件的运行，例如基材的定位、倾斜和焦点。

继续参考图5的程序，焦点调节步骤s110对干涉仪32的物镜的焦点进行调节，以抵消因表面的不完美的平坦度而导致的无意间的移动和轴向摆差58，如图6中以夸张的方式所示。如图6所示，通常存在一些量的轴向摆差58，其会导致所需的测量区域随着晶片的旋转而上下移动。这可由晶片的平坦度误差导致，或者由未与旋转轴正交的晶片卡盘的平面导致。轴向摆差的量可在数微米至数毫米的范围内。在用于测量晶片边缘轮廓的系统的设计中，轴向摆差的量是一个重要的考虑因素。可使用图像对比度来探测需要进行焦点调整的情况，且可向用于自动化调节的调节组件提供该信息。

继续参考图5，随后执行图像获取步骤s120，在该步骤中，光源22被激发，且该光被用于产生用于被照相机或其它类型的成像传感器40捕捉的条纹图案。所捕获的图像随后准备好被储存在存储器中，然后进行图像分析步骤s130，以测定频率组成。对于该处理，计算机44可使用快速傅里叶变换(fft)或者允许由条纹图案直接提取频率数据的其它类型的变换。频率数据可用于测定例如图像的给定垂直切片的滚降相对量。结果显示步骤s140报告一个或更多个获得图像的滚降分析结果。还可将结果储存或传送至另一个计算机或其它处理器中，例如联网的处理器。

可按照需要多次重复进行步骤s100、s110、s120、s130和s140或这些步骤的子步骤，以实现诸如基材边缘这样的目标区域的所需表征。例如，可使用本文参考图5所述的处理对图1中所示的八个角度位置进行检查和成像，但是，这些步骤并不需要限制于常规用于边缘滚降表征中的八个测量位置。

可对常规测量顺序进行其它调整。例如，可在每10度或每5度的增量或任意其它间隔下得到图像，允许进行更精确表征。使用附加的测试位置可以是有实用性的，因为在每一个角度位置处所需的时间的量减少。另外，只需要得到单一图像，这有利于对振动的牢靠性。

因为只有单一图像帧捕捉边缘滚降数据，采集时间降至一帧的积分时间。这对于总获取时间具有很大的影响，并且能够将振动的影响降到最小。这还使得在基材移动的同时收集数据成为可能，前提是积分时间足够短以捕捉表面。只利用一帧来分析表面，不可能使用标准的相位测量算法来生成整个表面的表面高度地图。取而代之的是，本公开的方法增加了倾斜干涉条纹以有效地引入载波，并且沿着与倾斜方向正交的轴对表面轮廓进行评价。

因为图3a的排布采用了不相干的光源，不会产生干涉条纹，除非干涉物镜的参照臂和测量臂经过小心地匹配。这意味着，必须对干涉物镜下的晶片表面进行定位，以使从晶片表面至物镜内的分束元件之间的距离与物镜中参照臂至参照表面34之间的距离相同。干涉仪的两个臂之间的允许的错配由光源的相干长度决定。根据以下方程式，光源的相干长度(δl)与带宽(δλ)有关：

其中，λ是来自led光源的中心波长。在光源的所需相干长度与来自可用光源的功率量之间存在明显的此消彼长关系。希望相干长度比晶片的轴向摆差更长，以使得在测量区域在干涉物镜下进行上下移动时，条纹保持高对比度。然而，降低led带宽以有效地增加相干长度浪费了大部分来自led源的光，并且会增加积分时间，降低通过捕捉单帧而获得的优势。

对于本文所述的设备和方法，可使用存储在数码电路中、或者储存在计算机硬件、固件或软件或者硬件和软件逻辑的组合中的指令来执行用于控制焦点和基材定位致动器、用于图像获取、图像数据处理、频率信号分析和结果报告、传输和显示的工艺的实施方式。算法和控制逻辑可作为计算机程序产品来实施，即，有形嵌入信息载体中的计算机程序，例如，嵌入机器可读存储装置中的计算机程序，以用于利用数据处理设备(例如可编程的处理器、计算机或多个计算机)来执行或者用以控制数据处理设备的运行。可以将计算机程序以包括编译或解释性语言在内的任何编程语言形式来写入，且可以将其以包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或其它适用于运算环境的单元在内的形式来部署。电脑程序可以部署在一个计算机上执行，或者部署在多个位于一个地点或分散在多个地点且通过通信网络互联的计算机上执行。

可以通过一个或多个执行计算机程序的可编程的处理器来运行方法步骤，以通过对输入数据进行处理并产生输出来发挥作用。上述方法步骤中的一些或全部还可以通过例如fpga(现场可编程门阵列)或asic(特定用途集成电路)等特殊用途的逻辑电路来运行。

适用于执行计算机程序的处理器(如本文所述的控制逻辑处理器或计算机44)包括例如通用和特殊用途的微处理器，以及一个或更多个任何种类的数字计算机的处理器。通常，处理器从非暂时性存储器(例如只读存储器)或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的元件可包括至少一个用于执行指令的处理器和一个或更多个用于存储指令和数据的存储装置。通常，计算机还可包含一个或更多个用于存储数据的大容量存储器(例如磁盘、磁光盘或光盘等)，或者经过有效地连接以从所述大容量存储器接收数据和/或将数据传输至这些设备。适合用于实施计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失和/或非暂时性存储器，包括例如半导体存储设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如内置硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及cdrom和dvd-rom光盘。处理器和存储器可以通过特殊用途的逻辑电路来增补或被上述电路所包含。

为了提供与用户的交互，本公开的各种实施方式可以在计算机上实施，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如阴极射线管(crt)或液晶显示(lcd)显示器)，以及可供用户向计算机输入信息的键盘和指向设备(例如鼠标或轨迹球)。也可使用其它种类的装置来提供与用户的交互，例如向用户提供的反馈可以是任意形式的传感器反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈，且可以任意形式接收来自用户的输入，包括声学、语音或触摸输入。可将实施方式在计算系统中实施，所述计算系统包含例如数据服务器等后端组件，或包含例如应用服务器等中间组件，或包含前端组件，例如具有图形用户界面或供用户与实施方式进行交互的网页浏览器的客户端计算机等，或者包含该后端、中端或前端组件的任意组合。可以通过例如通信网络等数字数据通信的任意形式或介质来使组件互连。通信网络的例子包括局域网(lan)和例如因特网等广域网(wan)。

根据本公开的方面(1)，提供了一种用于测量基材目标区域的表面轮廓的设备。所述设备包括：光源，所述光源能够激发以发射测量光束；分束元件，所述分束元件限定测量轴和参照轴；基材固定器，所述基材固定器沿着测量轴设置基材目标区域，且使所述基材目标区域绕着与测量轴正交相交的倾斜轴按照预定的倾斜角度偏离于垂直入射，所述预定的倾斜角度随测量光束波长而变化；成像传感器，所述成像传感器能够激发以记录目标区域的条纹图案，所述条纹图案由测量光束和来自参照轴的参照光束产生；以及计算机，所述计算机与成像传感器信号通信，且利用指令进行了编程，以从记录的条纹图案中提取多个频率分布，每一个分布是在基本上正交于倾斜轴方向的方向上取得的，其中，经过编程的指令进一步根据频率分布来计算目标区域表面的轮廓变化。

根据本公开的另一个方面(2)，提供方面(1)的设备，其中，光源是固态光源。

根据本公开的另一个方面(3)，提供方面(1)或(2)中的设备，其中，光源是发光二极管，且在来自光源的光的路径上还包括光谱滤波器。

根据本公开的另一个方面(4)，提供方面(1)～(3)中任一个的设备，其中，基材固定器还能够致动以为了多个目标区域的测量而旋转基材。

根据本公开的另一个方面(5)，提供方面(1)～(4)中任一个的设备，其还包括用于沿着测量轴进行焦点调整的致动器。

根据本公开的另一个方面(6)，提供方面(1)～(5)中任一个的设备，其中，目标区域是基材的边缘部分。

根据本公开的另一个方面(7)，提供方面(1)～(6)中任一个的设备，其中，基材是平坦的。

根据本公开的另一个方面(8)，提供方面(1)～(7)中任一个的设备，其中，成像传感器包含以行和列排布的像素阵列，其中，所述行与倾斜轴对齐。

根据本公开的另一个方面(9)，提供方面(1)～(8)中任一个的设备，其中，基材固定器在利用成像传感器进行记录的过程中旋转基材。

根据本公开的另一个方面(10)，提供了一种用于测量基材周界部分的表面轮廓的设备。所述设备包括：光源，所述光源能够激发以发射测量光束；干涉仪，所述干涉仪具有测量轴和参照轴；基材固定器，所述基材固定器沿着测量轴设置基材周界部分，且使所述基材周界部分绕着与测量轴正交相交的倾斜轴按照预定的倾斜角度偏离于垂直入射，其中，所述预定的倾斜角度随测量光束波长而变化，且倾斜轴正交于周界部分的边缘；成像传感器，所述成像传感器能够激发以记录基材周界部分的条纹图案，所述条纹图案由测量光束和来自参照轴的参照光束产生；以及计算机，所述计算机与成像传感器信号通信，且利用指令进行了编程，以从记录的条纹图案中提取载波，所述载波是在基本上正交于倾斜轴方向的方向上取得的，其中，经过编程的指令进一步根据载波的相位变化来计算表面轮廓测量值。

根据本公开的另一个方面(11)，提供方面(10)的设备，其中，光源是固态光源，且还包括用于发射出的光的光谱滤波器。

根据本公开的另一个方面(12)，提供方面(10)或(11)的设备，其中，干涉仪包含迈克逊物镜。

根据本公开的另一个方面(13)，提供方面(10)～(12)中任一个的设备，其中，干涉仪包含米劳物镜。

根据本公开的另一个方面(14)，提供方面(10)～(13)中任一个的设备，其中，经过编程的指令进一步根据载波的相位变化来显示表面轮廓测量值。

根据本公开的另一个方面(15)，提供了一种用于测量基材目标区域的表面轮廓的方法。所述方法至少部分利用计算机来执行，且所述方法包括：激发光源以发射测量光束；将测量光束导向具有测量轴和参照轴的干涉仪；沿着测量轴设置基材目标区域，且使基材目标区域绕着与测量轴正交相交的倾斜轴按照预定的倾斜角度偏离于垂直入射，所述预定的倾斜角度随测量光束波长而变化；记录目标区域的条纹图案，所述条纹图案由测量光束和来自参照轴的参照光束产生；从记录的条纹图案中提取多个频率分布，每一个分布是在基本上正交于倾斜轴方向的方向上取得的；以及根据频率分布来计算目标区域表面的轮廓变化。

根据本公开的另一个方面(16)，提供方面(15)的方法，其还包括根据基材表面的高度变化来沿着测量轴自动调整干涉仪的焦点。

根据本公开的另一个方面(17)，提供方面(15)或(16)的方法，其还包括根据算得的变化来显示目标区域表面的轮廓。

根据本公开的另一个方面(18)，提供方面(15)～(17)中任一个的方法，其中，计算轮廓的变化包括对多个提取的频率分布应用傅里叶分析。

根据本公开的另一个方面(19)，提供方面(15)～(18)中任一个的方法，其中，目标区域是第一目标区域，且还包括旋转基材，以使用相同的步骤序列来测量第二目标区域。

根据本公开的另一个方面(20)，提供方面(15)～(19)中任一个的方法，其中，目标区域位于基材的周界。

除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。

对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离权利要求的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所述实施方式的融合了本公开精神和实质的各种改良组合、子项组合和变化，应认为本公开包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。