[發明專利]參考面平面度檢驗的優化方法

有效

• 申請號: 201810480266.9
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108917662B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 盛斌;黃元申;呂昊宇;劉安琪;李紅葉
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;上海光學儀器研究所
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種參考面平面度檢驗的優化方法，將第一平面標準鏡和第二平面標準鏡及被測件通過數字波面干涉儀的參考面平面度檢驗方法進行測量，并計算出第一平面標準鏡的工作面A、第二平面標準鏡的工作面B和被測件的被測面C的絕對面形分布；通過已經計算得出的第一平面標準鏡的工作面A、第二平面標準鏡的工作面B和被測件的被測面C的Zernike多項式系數，進行角度掃描的仿真計算，求得不同旋轉角度下，被測件的被測面C的計算誤差，選擇其計算誤差最小值對應的旋轉角度作為附加測試的旋轉角度；通過簡單計算即可以得到三個平面更高精度的平面度檢驗結果。本發明通過優化測試中所需旋轉的角度，提高了平面度檢驗精度，適用于多個面形的絕對測量。

技術領域

本發明涉及一種參考面平面度光學檢測方法，尤其涉及一種基于平面反射的平面度絕對檢驗方法。

背景技術

高精度干涉儀表面測量變得越來越重要，不但在傳統的光學制造領域，而且在像光盤面或者半導體晶體面這樣的新領域。面形峰谷值PV在亞納米范圍的檢測精度要求越來越多。隨著現代工業和科學技術的飛速發展，特別是近代大規模集成電路技術的不斷提高，對系統的精度要求日益提高。在光刻系統中，越來越短的波長要求我們使用更高精度的光刻物鏡。在這之前我們需要更高精度的檢測技術來滿足加工及系統集成的需要。光學面形高精度檢測技術是極大規模集成電路及成套設備制造工藝中關鍵技術之一。在高精度移相干涉儀中，主要測量參考面和待測面的相位差，測量結果既有待測面的面形誤差，又有參考面的誤差。移相干涉測量法的測量重復性精度非常高，但是測量的精度受限于參考面的精度。如果參考面的誤差可以移除，整個干涉儀的測量精度就可以有較大提高。絕對檢驗方法就是在這種背景下提出的，通過在移相干涉法的基礎上增加一定的操作，來移除參考面的誤差，從而達到提高測量精度的目的。

最著名的絕對測量方法是三平面法，通過平面互檢，旋轉的方式，將三個平面的面形解出來。三平面互檢絕對平面測量法這種精確的干涉方式在這種傳統的三平面方式中，平面是成對比較的。通過旋轉平面，沿著一些平面直徑的方向的面形偏差可以求出。具有更多平面測量和更多旋轉的方法也緊接著被提出。

從輪廓測量到全孔徑測量，在經典的三平面法的基礎上衍生了許多方法。一種方法是旋轉其中一個平面，通過增加角度旋轉后的數據來解出面形結果，而通過旋轉其中一個平面并將旋轉角度代入計算出新的波面Zernike系數的關系并求得三個平面的絕對面形檢驗結果，很大程度上計算精度取決于被旋轉表面本身Zernike多項式系數。對于不同表面的Zernike多項式系數，最小計算誤差匹配的測量旋轉角度各不相同。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Zernike系數旳參考面平面度檢驗的優化方法，通過附加測量，得出參考面形偏差，進一步提高平面面形的檢測精度。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種參考面平面度檢驗的優化方法，包括以下步驟：

步驟一：將第一平面標準鏡和第二平面標準鏡及被測件通過數字波面干涉儀的參考面平面度檢驗方法進行測量，并計算出第一平面標準鏡的工作面A、第二平面標準鏡的工作面B和被測件的被測面C的絕對面形分布；

步驟二：通過已經計算得出的第一平面標準鏡的工作面A、第二平面標準鏡的工作面B和被測件的被測面C的Zernike多項式系數，進行角度掃描的仿真計算，求得不同旋轉角度下，被測件的被測面C的計算誤差，選擇其計算誤差最小值對應的旋轉角度作為附加測試的旋轉角度。

步驟三：將第二平面標準鏡裝夾在相同位置，將被測件裝夾在原始測量位置并依據步驟二中選擇角度進行旋轉，調整第二平面標準鏡的位置使其中心回到標定位置，使第二平面標準鏡的工作面B與被測件的被測面C發生空腔干涉，利用數字波面干涉儀測量；

步驟四：使用附加測試結果替代其對應原第二平面標準鏡的工作面B與被測件的被測面C旋轉后的測試結果，重新計算得到第一平面標準鏡的工作面A、第二平面標準鏡的工作面B和被測件的被測面C的絕對面形分布。