[發明專利]干涉系統的測量方法

有效

• 申請號: 201010134521.8
• 申請日: 2010-03-16
• 公開（公告）號: CN102192704A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 張維哲;廖界程
• 申請（專利權）人: 致茂電子(蘇州)有限公司
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/30
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種測量方法，特別是一種干涉系統的測量方法。

背景技術

在測量技術的領域中，有非常多的測量方法被廣泛的運用，干涉系統即為其中一種，一般來說，干涉系統可以被運用來測量待測物的二維與三維表面形貌。

請參閱圖1，圖1為待測物的示意圖。白光干涉系統應用光干涉原理，先以白光照明系統透過準直透鏡發射平行光，并經過45度分光鏡反射后進入干涉顯微物鏡，而顯微物鏡會將入射光分成兩道光，一道經由參考鏡面反射，另一道則經由置放于掃描平臺上的待測物100反射，最后二道反射光再度重合并因光程差不同產生干涉，干涉影像再經45度分光鏡、成像物鏡聚焦而成像于影像感測裝置。

通過干涉顯微物鏡或掃描平臺沿垂直掃描路徑D1的移動，使影像感測裝置能接收到一系列由不同光程差所產生的干涉影像，而計算機即可對所有的干涉影像中的每一像素點進行分析，以得到待測物100的表面形貌。

請參閱圖2，圖2為具有干涉條紋的二維形貌圖像。雖然白光干涉系統在測量待測物100時，可以經由上述的分析方式得到待測物100的表面形貌高度信息，并通過高度信息得到待測物100的三維形貌圖像，然而，由于干涉顯微物鏡在聚焦時會產生干涉現象，造成影像感測裝置所接收到的二維形貌圖像I0含有干涉條紋S，無法清楚的分辨待測物100的形貌邊界。

而現有技術為了解決二維形貌圖像I0含有干涉條紋S的問題，發展出了兩種方式，其中一種方式是在干涉系統通過垂直掃描獲得多張干涉影像，并由多張干涉影像得到待測物100的三維形貌圖像后，再通過調整影像感測裝置的位置到二道反射光不會產生光干涉之處，以避免二維形貌圖像I0中含有干涉條紋S，然而此一測量方法待測物100的三維形貌圖像與二維形貌圖像I0通過不同的掃描過程分別取得，因此此一測量方法較傳統的測量方法來的復雜。

另一種測量方法于干涉系統通過垂直掃描獲得多張干涉影像，并由多張干涉影像得到待測物100的三維形貌圖像后，再將干涉顯微物鏡更換為非干涉的顯微物鏡，以避免光干涉的產生，并藉以避免二維形貌圖像I0中含有干涉條紋S，然而此一測量方法相較于傳統的測量方法不僅需要多余的掃描流程，且需要多制備一組非干涉的顯微物鏡，亦增加了硬件的成本。

發明內容

本發明的一目的在于提供一種干涉系統的測量方法，此測量方法的目的在于不增加硬件成本與擷取待測物影像流程的情況之下，得到清晰的待測物的二維形貌圖像。

為了實現上述目的，本發明提供一種干涉系統的測量方法，用以于一干涉系統沿一垂直掃描路徑對一待測物進行一垂直掃描，并在該垂直掃描路徑的多個掃描高度依序分別產生多張干涉影像后，藉以利用這些干涉影像以產生一二維形貌圖像，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(a)對各干涉影像中的每一個像素點取樣，以得到該干涉影像的一干涉區域面積，并利用該干涉影像所對應的該掃描高度與該干涉區域面積建立一高度-干涉面積對應比信息；

(b)利用該高度-干涉面積對應比信息，在這些干涉影像所對應的這些干涉區域面積中擷取一相對峰值，藉以擷取該相對峰值所對應的該掃描高度，并將其定義為一特征高度；以及

(c)擷取該特征高度與鄰近該特征高度上下各一第一預定張數的干涉影像進行一數值處理，以產生該二維形貌圖像。

所述的干涉系統的測量方法，其中，該數值處理為一影像疊加處理。

所述的干涉系統的測量方法，其中，該高度-干涉面積對應比信息用以記載于各掃描高度下，所對應的干涉影像中的該干涉區域面積所占的面積百分比。

所述的干涉系統的測量方法，其中，當該干涉系統沿該垂直掃描路徑對該待測物進行該垂直掃描時，于該垂直掃描路徑的一干涉波包的范圍內產生一第二預定張數的干涉影像。

所述的干涉系統的測量方法，其中，該第一預定張數相等于一半的該第二預定張數。

為了實現上述目的，本發明還提供一種干涉系統的測量方法，用以于一干涉系統沿一垂直掃描路徑對一待測物進行一垂直掃描，并在該垂直掃描路徑的多個掃描高度依序分別產生多張干涉影像后，藉以利用這些干涉影像以產生一二維形貌圖像，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(d)對各干涉影像中的每一個像素點取樣，以得到該干涉影像的一干涉區域面積，并利用該干涉影像所對應的該掃描高度與該干涉區域面積建立一高度-干涉面積對應比信息；

(e)利用該高度-干涉面積對應比信息，在這些干涉影像所對應的這些干涉區域面積中擷取至少二相對峰值，藉以擷取這些相對峰值所對應的這些掃描高度，并將其定義為至少二特征高度；以及