表面检查设备及方法_3

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如,在约30度内),则反射光能够再次入射到准直透镜324并能够被成像装置310接收。
[0089]图2的干涉仪是一示例,所描述的技术不限于此。也就是,除了怀曼-格林干涉仪(Gwyman-Green interferometer)之外,根据另一实施方式的干涉仪可以具有各种形式,诸如迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德耳干涉仪或者萨尼亚克干涉仪。
[0090]物体10可以具有大的面积,并能够通过在第一方向X和/或第二方向Y上移动工作台10和/或表面检查单元300来测量物体10的整个表面的表面形状。
[0091]图1的符号t表示进行测量的时刻。符号tptjP 13表示通过将工作台100和表面检查单元300相对地移动进行测量的不同时刻。图1示出在时刻tptjP 13中的每一时刻表面检查单元300相对于工作台100的相对位置。
[0092]由于顶表面101倾斜于所述平面,所以当水平驱动器500在第一方向X和/或第二方向Y上移动工作台100和表面检查单元300时,表面检查单元300和物体10之间的距离可以不同。因此,物体10的高度能够超出表面检查单元300所能够测量的相干长度的范围。
[0093]尽管仅物体10能够移动并且工作台100和表面检查单元300被固定使得物体10的位置总是位于相干长度内,但是当物体10沿倾斜的顶表面101移动时,诸如振动的误差因素会发生。
[0094]使用干涉仪的非接触表面检查设备I能够测量在表面上形成的几纳米和几十纳米的不平坦性。当不规则的振动由于物体10的运动而发生时,超过可容许范围的误差可能发生。因此,通过在物体10被固定到工作台100的同时相对地移动工作台100和表面检查单元300,根据实施方式的表面检查设备I检查物体10的整个表面。
[0095]根据实施方式的表面检查设备I包括能够在第三方向Z上移动表面检查单元300的垂直驱动器700,并能够通过使用垂直驱动器700在第三方向Z上移动表面检查单元300从而修正被成像装置310连续地捕获的干涉条纹的轴向移动。垂直驱动器700可以包括压电元件以能够进行精细的垂直运动,然而不限于此。这里,表面检查单元300可以利用压电元件在第三方向Z上移动。
[0096]也就是,为了检查物体10的整个表面,表面检查单元300和/或工作台100可以在第一方向X和/或第二方向Y上移动,将捕获的干涉条纹与先前的干涉条纹比较,并接收比较值的反馈以按照对应于该比较值的移动值在第三方向Z上移动表面检查单元300。
[0097]表面检查单元300在第三方向Z上的位置可以在检查物体10的整个表面时根据物体10的表面的高度变化而连续地改变,因而物体10的被捕获区域能够总是定位在相干长度范围内。物体10的表面的高度变化能够不仅根据工作台100的顶表面101的倾斜还根据物体10的表面上形成的突起单元和凹陷单元而发生。
[0098]根据实施方式的表面检查设备I包括控制单元900,控制单元900包括分别控制水平驱动器500和垂直驱动器700的水平驱动控制单元或水平驱动控制器910和垂直驱动控制单元或垂直驱动控制器920。控制单元900还可以包括计算单元或计算器930,计算单元或计算器930计算成像装置310所捕获的图像中包括的干涉条纹的数目。
[0099]计算单元930能够通过相对于工作台100相对地移动表面检查单元300而计算捕获的图像中包括的干涉条纹的数目,并连续地提供反馈。存在在检查期间允许的干涉条纹数目的允许的预定值,从而当此数目被超过时,垂直驱动器700可以调整表面检查单元300在第三方向Z上的位置。
[0100]根据上述实施方式的表面检查设备I精确地测量具有宽阔区域的物体10的整个表面的形状。
[0101]图3是顺序地示出根据一实施方式的表面检查方法的流程图。图4是图3的操作S180的示例的流程图。现在将通过使用图1和图2的表面检查设备I中标明的附图标记来描述根据一实施方式的表面检查方法。取决于实施方式,在图3中,可以增加额外的状态,其它的状态可以被去除,或者状态的顺序可以被改变。
[0102]参照图3和图4,根据一实施方式的表面检查方法包括将物体10放置在工作台100上的操作S100,工作台100包括相对于一平面以预定角度Θ倾斜的顶表面101,所述平面包括实质上彼此垂直的第一方向X和第二方向Y。该方法还包括通过使用表面检查单元300将光照射到物体10上的操作S120,表面检查单元300包括干涉仪320和接收干涉光的成像装置310,干涉仪320具有布置在实质上垂直于所述平面的第三方向Z上的光轴0A。该方法还包括获得通过成像装置310捕获的包括第一干涉条纹的第一图像的操作S130以及在第一方向X和/或第二方向Y上移动表面检查单元300和/或工作台100的操作S140。该方法还包括获得通过成像装置310捕获的包括第二干涉条纹的第二图像的操作S150以及在第三方向Z上移动表面检查单元300以修正第二干涉条纹相对于第一干涉条纹的移动的操作S170。
[0103]干涉仪320可以包括:发射光的光源单元321 ;参考反射镜322 ;分束器323,将从光源单元321发出的光分成朝向物体10和参考反射镜322的两束光;以及聚焦透镜324,放置在通过分束器323分出的朝向物体10的光的路径上并将所述光聚焦在物体10上。
[0104]物体10可以放置在工作台100上,使得物体10的将被测量的表面可以面对表面检查单元300。如果物体10总体上具有实质上相同的厚度,则物体10的顶表面可以被定位,使得如工作台100的顶表面101相对于包括第一方向X和第二方向Y的所述平面倾斜那样,物体10的顶表面可以以相同的角度θ倾斜。
[0105]物体10可以基本上包括以预定的角度Θ倾斜的主表面,并可以具有相对于该主表面的各种形状的突起表面或凹陷表面。
[0106]根据一实施方式,在进行放置物体10的操作SlOO之后,该表面检查方法还包括校准表面检查单元300使得由表面检查单元300照射的光的焦点可以位于物体10的所述表面上的操作S110。
[0107]也就是,物体10的将被测量的表面可以被放置在能够被表面检查单元300测量的范围之内,也就是,在可以是对应于表面检查单元300中包括的聚焦透镜324的焦点位置的位置的相干长度内。因此,表面检查单元300在第三方向Z上的位置被调整,从而校准表面检查单元300使得物体10可以被定位在由表面检查单元300照射的光的焦点。
[0108]在表面检查单元300被校准之后,可以通过使用表面检查单元300将光照射到物体10上。从物体10的表面反射的光和被参考反射镜322反射的光可以彼此叠加,因而干涉光可以形成并可以入射到成像装置310。
[0109]也就是,由成像装置310捕获的第一图像可以包括对应于物体10的表面形状的第一干涉条纹。当物体10的表面实质上平坦时,第一干涉条纹可以通过预定的间隔实质上彼此平行。在第一图像中占据的第一干涉条纹的面积可以根据相干长度和倾斜角度Θ而不同。
[0110]在进行获得第一图像的操作S130之后,可以进行在第一方向X和/或第二方向Y上移动表面检查单元300和/或工作台100的操作S140,从而检查物体10的整个表面。
[0111]可以移动表面检查单元300和工作台100中的仅一个或者它们两者。也就是,表面检查单元300和工作台100可以相对地移动。通过由控制单元900中包括的水平驱动控制单元910控制的水平驱动器500,表面检查单元300和工作台100可以在包括第一方向X和第二方向Y的平面内自由地移动。与水平方向上的移动有关的数据可以被存储在存储器(未示出)中,并可以在重构物体10的表面形状时使用。
[0112]在进行移动表面检查单元300和/或工作台100的操作S140之后,可以进行获得由成像装置310捕获的包括第二干涉条纹的第二图像的操作S150。虽然可以进行从表面检查单元300照射光到物体10上的操作从而获得第二图像,但是表面检查单元300可以在检查期间连续地照射光,并且成像装置310可以通过移动表面检查单元300和/或工作台100而连续地进行捕获。
[0113]当物体10的表面实质上平坦时,第二干涉条纹可以仅在一方向上偏移,同时第二干涉条纹可以具有与第一干涉条纹实质上相同的形状。也就是,干涉图像可以仅在物体10的位于对应于相干长度的位置的区域内被观察到,并且对应于相干长度的所述区域的位置可以通过表面检查单元300和/或工作台100的移动而轴向地在图像内移动。当相干长度非常长时,尽管有表面检查单元300和/或工作台100的移动,但是由于干涉条纹在整个捕获的图像中能够被连续地看到,所以难以检测轴向的移动量。
[0114]因此,根据实施方式的干涉仪320中包括的光源单元321发射具有约900纳米的相干长度的白光,并且工作台100具有相对于所述平面倾斜从约0.8度至约16度的角度
θ ο
[0115]在进行获得第二图像的操作S150之后,可以进行在第三方向Z上移动表面检查单元300以修正第二干涉条纹相对于第一干涉条纹的移动的操作S170。
[0116]如上所述,当物体10的表面平坦时,第二干涉条纹可以仅在一方向上偏移,同时第二干涉条纹可以具有与第一干涉条纹实质上相同的形状。当表面检查单元300和/或工作台100进一步移动时,由于干涉条纹从图像完全消失,所以表面测量对于物体10的整个表面是不可能的。因而,表面检查单元300可以在第三方向Z上移动,以修正第二干涉条纹相对于第一干涉条纹的移动。表面检查单元300可以通过垂直驱动器700移动。根据一实施方式,垂直驱动器700可以包括压电元件。表面检查单元300的移动量可以通过控制单元900中包括的垂直驱动控制单元920来控制。
[0117]根据一实施方式,在第三方向Z上移动表面检查单元300的操作S180包括:计算第一干涉条纹和第二干涉条纹的数目的操作S171 ;以及在第三方向Z上移动表面检查单元300使得第二干涉条纹的数目能够与第一干涉条纹的数目相同的操作S172。
[0118]当表面检查单元300和/或工作台100
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