[发明专利]分析设备、分析方法、干涉测量系统和存储介质

说明书

本发明涉及一种分析设备、分析方法、干涉测量系统和存储介质。该分析设备(200)包括：获取部(210)，用于从干涉测量设备获取基于具有多个不同波长的光的多个干涉图像；去除部(230)，用于通过去除多个干涉图像中的各像素的干涉信号中所包含的非干涉分量来输出干涉分量；转换部(240)，用于通过对干涉分量进行希尔伯特变换来生成分析信号；以及计算部(250)，用于基于干涉分量和分析信号，通过指定照射到参考面(132)和测量对象物体(10)的表面上的光的波长的相位梯度，来计算参考面(132)和测量对象物体(10)的表面之间的距离。

技术领域

本发明涉及分析设备、分析方法、干涉测量系统和存储介质。

背景技术

对半导体晶片和高精度反射镜等的表面几何形状的检查可能需要高精度，并且使用菲索(Fizeau)激光干涉仪或Twyman-Green干涉仪等来进行这样的检查。使用普通的单色激光器的干涉仪可以以纳米量级的精度对测量对象物体的表面上的凹凸的几何形状进行测量，但由于不能指定相序，因此不能测量包括1/4波长或更大波长的凹凸的几何形状。为了测量这样的包括1/4波长或更大波长的凹凸的几何形状，已知有用于扫描从光源输出的光的波长的波长扫描干涉仪(例如，参见非专利文献1：D.Malacara,“Optical ShopTesting3rd ed.”,Wiley-Interscience,2007和非专利文献2：G.Moschetti,et.al.,“Phase and fringe order determination in wavelength scanning interferometry”,Opt.Express,24,#258089,2016)。

发明内容

发明要解决的问题

已知在波长扫描干涉仪中，可以通过例如扩大扫描所用的光源的波长范围来提高高度分辨率。然而，当光源的波长范围扩大时，由于光源的光强度水平的波长依赖性、或者测量对象物体反射光的反射率的波长依赖性等，因此干涉光的光强度水平可能会波动，结果有时不能以高精度对测量对象物体进行测量。

本发明关注于这些点，并且本发明的目的是即使在波长扫描干涉仪中光源的波长范围扩大到干涉光的光强度水平波动的程度，也能够以高精度对测量对象物体的凹凸进行测量。

用于解决问题的方案

本发明的第一方面提供一种分析设备，用于分析波长扫描型干涉测量设备所生成的干涉图像，所述干涉测量设备用于生成通过用具有多个不同波长的光照射参考面和测量对象物体的表面所反射的参考光和测量光的所述干涉图像，所述分析设备包括：获取部，用于从所述干涉测量设备获取基于具有所述多个不同波长的光的多个所述干涉图像；去除部，用于通过去除多个所述干涉图像中的各像素的干涉信号中所包含的非干涉分量，来输出干涉分量；转换部，用于通过对所述干涉分量进行希尔伯特变换，来生成分析信号；以及计算部，用于基于所述干涉分量和所述分析信号，通过指定照射到所述参考面和所述测量对象物体的表面上的光的波长的相位梯度，来计算所述参考面和所述测量对象物体的表面之间的距离。

所述计算部可以包括：瞬时相位计算部，用于基于所述干涉分量和所述分析信号来计算所述干涉分量的瞬时相位；相位梯度计算部，用于基于所述瞬时相位来计算所述干涉信号的相位梯度；以及距离计算部，用于基于所述相位梯度，针对各像素来计算所述参考面和所述测量对象物体的表面之间的距离。

所述相位梯度计算部可以在校准所述干涉测量设备的波长色散特性之后，计算所述干涉信号的所述相位梯度。