[发明专利]动态量测干涉信号解析的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种干涉信号解析的方法，且特别是有关于一种动态量测干涉信号解析的方法。

背景技术

传统的光干涉表面形貌显微量测仪，以测量微结构表面三轴向起起伏的尺寸为主，多属静态量测，应用领域相当广泛，包含晶圆的表面粗糙度和平面度的量测、激光标记深度的量测、覆晶制程中金球凸块的尺寸和共面度的量测、液晶平面显示器中新式彩色滤光片上间隔柱(spacer)尺寸和高度的量测、光纤端面和微光学元件表面形貌的量测等等。近几年开始，陆续有人将动态量测的功能附加上去，更拓展这类量测仪的应用领域，至涵盖微机械和微光机电产业里，功能元件和薄膜等动态行为的观察和测量。

图1为已知的一种静态量测机构的结构示意图，而其乃利用白光垂直干涉条纹量测静态的待测物表面轮廓，相关的说明请参阅中国台湾第I237685号专利。请参考图1，已知的静态量测机构100包括光源产生器110、分光器120、干涉镜组130、成像单元140以及位移器150，而此静态量测机构100是用于量测待测物50于静态时的表面轮廓。

承接上述，光源产生器110产生的光束112会经由分光器120反射而入射至干涉镜组130，而光束112会经由干涉镜组130而分为参考光束112a与量测光束112b，其中量测光束112b会入射至待测物50表面，并由待测物50表面反射回干涉镜组130中。参考光束112a会与量测光束112b合光而形成干涉光束114，且干涉光束114会再次经由分光器120而入射至成像单元140以产生干涉影像。

成像单元140可为如电荷耦合元件(ChargeCoupled Device，CCD)的阵列式光积分器，而成像单元140中任一像素所接受到的干涉光束114强度即对应待测物50表面上特定区域的干涉程度。由位移器150上下位移以调变参考光束112a与量测光束112b之间的光程差，造成干涉光束114的强度变化，以撷取静态干涉信号，其中干涉光束114的强度因序列不同光程差的改变即为此静态干涉信号。

图2A为静态干涉信号的示意图，其中横轴对应位移器的位移量，而纵轴对应干涉强度。图2B为发生最大干涉强度对比的位移量对应于待测物表面轮廓的示意图。请参考图2A、2B与图1，对应待测物50表面上任一区域而言，改变位移器150的位移量即会撷取不同强度的静态干涉信号。一般而言，发生最大干涉强度对比的精确位置即可对应待测物50表面轮廓的高度。换句话说，干涉信号的形状可由波包围绕起来，而波包中心的精确位置即可对应待测物50表面轮廓的高度。

当待测物50表面轮廓的高度变化时，干涉光束114强度对应位移器150的位移量亦会有所变化，使得发生最大干涉强度对比的精确位置改变。由对待测物50所有区域量测发生最大干涉强度对比的精确位置，即可求得待测物50的表面轮廓影像。

亦即，对静态干涉信号进行三维轮廓重建的步骤即为由量测每一像素发生最大干涉强度对比的精确位置，而算出待测物50的对应区域的表面轮廓的高度。当计算待测物50全部表面轮廓的高度，即完成建立待测物的表面轮廓影像。此外，静态干涉信号除了可重建待测物的表面轮廓影像，亦可对待测物进行静态特性量测。

图3为已知的一种动态量测机构的结构示意图。请参考图3，已知的动态量测机构300与静态量测机构100(如图1所示)相似，其差别在于动态量测机构300更包括频闪控制器310与驱动平台320，而此动态量测机构300是用于量测待测物50于振动时的动态特性与表面轮廓。

承接上述，待测物50是置放于驱动平台320上，而频闪控制器310输入相同频率的信号至光源产生器110与驱动平台320，使得光源产生器110以特定频率产生频闪脉冲光束312，并使驱动平台320带动待测物50以此特定频率振动。

频闪脉冲光束312会经由分光器120、干涉镜组130与待测物50进行干涉后，而形成干涉光束314入射至成像单元140以产生干涉影像。以成像单元140的单一像素而言，由位移器150上下位移造成干涉光束314的强度变化，可得动态干涉信号，其中干涉光束314的强度因序列不同光程差的改变即为此动态干涉信号。

计算动态干涉信号中发生最大干涉强度对比的精确位置，可得待测物50的对应区域的表面轮廓的高度。当计算待测物50全部区域的高度，即完成建立待测物的表面轮廓影像。此外，动态干涉信号除了可重建待测物的表面轮廓影像，亦可对待测物进行动态特性量测。