用于波前控制和改进的3D测量的方法和装置制造方法及图纸

执行波前分析，包括相位和振幅信息，与在光学系统中的３Ｄ测量的方法和装置，并且特别是那些基于分析光学系统的中间平面，例如一个图像平面的输出。描述了存在薄膜涂层的情况下，表面形貌，或一个多层结构的各层的测量。结合相位和振幅映射的多波长分析被使用。描述了使用有效波前传播，基于Ｍａｘｗｅｌｌ方程的解，通过波前传播和重聚焦来改进相位和表面形貌测量的方法。通过这种相位控制方法，或通过使用宽带和相干光源结合的方法，实现了在光学成像系统中的相干噪声的减少。通过改进反差或通过３Ｄ成像，在单镜头成像中，这些方法适用于集成电路检查，以改进交叠测量技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在计量应用中使用复合光学波前测量的领域，特别是在结合有薄膜的集成电路的测量领域，以及成像处理应用。
技术介绍
一同待审并给正常转让的PCT申请号PCT/IL/01/00335，公布号WO 01/77629，美国专利号6,819,435，和PCT申请号PCT/IL02/00833，公布号WO03/062743，在此一并结合参考，其在整体上，都描述了一些方法和系统，用于波前分析和用于表面映射、相位变化分析、光谱分析、对象检查、存储数据信息检索、三维成像，以及其他使用波前分析的适合的应用。这些方法的一些原理被描述在图1和图2中。图1显示了一个简化的局部示意图，局部示意说明了波前分析功能。该图1的功能可以概括为包括如下的子功能I.获得多个不同相变变换波前，对应于一个被分析的波前，其具有一个振幅和一个相位；II.获得多个相变变换波前的多个强度图；与III.使用多个强度图获得一个输出，其指示了该被分析的波前的相位和振幅中的至少一个，也可能是两个。参阅图1，第一个子功能，表示为“A”，可以通过如下功能实现一个波前，其可以由多个点光源代表，一般标注为参考数字100。波前100有一个典型的空间不一致的相位特性，以实线表示并且一般标注为参考数字102。波前100也有一个典型的空间不一致的振幅特性，以虚线表示并且一般标注为参考数字103。这样，以一个传统方式，通过从任何物体接收光，例如通过读一个光盘，如一个DVD或紧致盘104，可以获得一个波前。这种方法实现以一种增强方式对具有诸如标注为参考数字102的相位特性和诸如标注为参考数字103的振幅特性的测量。应当注意，通过相位的定义，从针对相关的相位图或针对波前中任意两点的相差来说，相位特性是一个相对特性。一般来说，所有的这些申请，以及其要求保护的，所有关于“相位”的测量或计算，或者相似的叙述，诸如相位图，都可以理解为指的是一个相移，或相差，或针对在那些讨论场合下的特定相位环境的相关相位的测量或计算。一个变换，象征性的以参考数字106标注，被施加于该被分析的波前100，由此获得一个变换后的波前，象征性的以参考数字108标注。多个不同的相变，最好是空间相变，由光路径延迟110，112和114表示，被施加于该变换后的波前108，由此获得多个不同的相变变换波前，分别由参考数字120，122和124表示。应当理解，在多个不同相变变换波前之间所显示的差别，是部分变换后的波前相对于其余部分被不同的延迟。第二个子功能，表示为“B”，可以通过施加一个变换，最好是一个傅立叶变换，来实现到多个不同的相变变换波前。最后，功能B需要多个不同相变变换波前的强度特性的检测。这样的检测输出是一些强度图，就像标注为参考数字130，132和134的示例那样。第三个子功能，表示为“C”，可以通过如下功能实现诸如通过使用一个计算机136来表达多个强度图，例如图130，132和134，作为被分析的波前的相位和振幅的，与多个不同相变的至少一个数学函数，其中相位和振幅中的至少一个，也可能是两个是未知的，并且典型的以光路径延迟110，112和114到变换的波前108表示的多个不同相变是已知的；并且例如借助计算机136，使用该至少一个数学函数获得被分析的波前的相位和振幅中的至少一个也可能是两个的指示，在这里由标注为参考数字138的相位函数和标注为参考数字139的振幅函数来表示，可以看出，其分别代表了波前100的相位特性102和振幅特性103。波前100可以代表包含的信息或被测对象的高度图，诸如这个例子中的紧致盘或DVD 104。图2描述了一个简化的局部示例，适用于实施图1功能的波前分析系统的局部框图。参见图2，一个波前，此处标注为参考数字150，通过一个透镜152，被聚焦到一个相位控制器154，该相位控制器154最好位于透镜152的焦平面上。该相位控制器154生成相变，并且可以是例如一个空间的光调制器或一系列不同透明的空间不均匀的物体。安置一个第二透镜156，以至将波前150成像到检测器158，诸如一个CCD检测器。该第二透镜156被安置的位置最好是使得该检测器158位于它的焦平面上。检测器158的输出最好提供给数据存储和处理电路160，其最好执行了如上述图1描述的功能“C”。图3描述了一个简化的局部示例，局部的说明了用于表面映射使用了图1的功能和结构的系统。参见图3，一束辐射，例如光或声能，被从一个辐射源200随意地经由一个光束扩展器202提供至一个分束器204，该分束器204反射至少部分辐射到一个要被检测的表面206。从被检测表面206反射的辐射是一个表面映射波前，其具有振幅和相位，并且包含关于表面206的信息。至少部分入射到表面206的辐射被从该表面206反射，并经由分束器204传输并经由一个聚焦透镜208聚焦到一个相位控制器210，该相位控制器210最好位于辐射源200的像平面上。该相位控制器210可以是例如一个空间光调制器或一系列不同透明的空间不均匀的物体。安置一个第二透镜212，以至将表面206成像至一个检测器214，诸如一个CCD检测器。最好该第二透镜212的安置位置使得检测器214位于它的焦平面上。检测器214的输出的一个例子是一组强度图，标注为参考数字215，检测器214的输出最好提供至数据存储和处理电路216，该电路216最好执行图1中描述的功能“C”，提供一个输出，指示了该表面映射波前的相位和振幅中的一个也可以是两个。这个输出最好进一步被处理以获得关于表面206的信息，诸如表面的几何变化和反射率。该相位控制器210被描述为施加多个不同空间相变至从表面206反射并由透镜208傅立叶变换的辐射波前。多个不同空间相变的应用提供了多个不同相变变换波前，其可以随后被检测器214所检测。该算法和计算方法的基本原理被描述于图4，其描述了一个图1功能的一部分的简化的功能框图示例。在图4显示的该示例性的设置中，施加于该被分析的波前的变换是一个傅立叶变换，至少三个不同的空间相变被施加于这样变换的波前，并且至少三个强度图被用于获得该波前的相位和振幅中的至少一个的指示。如图4所示，参考上述图1中说明的子功能“C”，该强度图被用于获得一个该被分析的波前的相位和振幅中的至少一个也可能是两个的输出指示。参考图4，该被分析的波前表述为一个第一复值函数f(x)＝A(x)ei(x)，其中“x”是一个空间位置的一般指示。该复值函数具有一个振幅分布A(x)与一个相位描述(x)，与被分析的波前的振幅和相位等同。该第一复值函数f(x)＝A(x)ei(x)以参考数字300标注。多个不同空间相变中的每一个都被施加于该变换的波前，最好是通过施加一个空间的均匀的具有一个已知值的空间相位延迟至该变换后的波前的给定空间区域。参见图4，该控制这些不同相变的空间函数以“G”标注，它的一个实例，对于一个相位延迟值θ，被标注为参考数字304。函数“G”是一个施加在该变换后的波前的每一个空间位置的相变的空间函数。在该标注为参考数字304的特定实例中，该空间的均匀空间相位延迟，具有一个θ值，被施加于该变换后的波前的一个空间中央区域，如由具有θ值的该函数的中间部分所标识的，该θ值是大于该函数别处的值。多个期望的强度图，标注为空间函数I本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量物体的厚度的光学装置，包括：物镜，置于所述物体的平面上方，且所述物镜的光轴垂直于所述平面；光源，具有一个发射波长范围，所述光源置于所述透镜上方，并且基本上在所述透镜的焦平面内，以至所述透镜自其生成一个准直射束，所述光 源横向偏离于所述光轴，以至所述准直射束以一个非法向的入射角度照射所述物体；第一偏振元件，置于所述光源和所述透镜之间；检测器元件，基本上置于由所述透镜生成的所述物体的像平面内，并且横向偏离于所述光轴；以及第二偏振元件， 置于所述透镜和所述检测器之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约埃尔阿里耶利，谢伊韦尔夫林，埃曼努埃尔兰兹曼，加夫里尔费金，塔尔库兹涅兹，约拉姆萨班，
申请(专利权)人：ICOS视检系统有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]