[发明专利]用于测量测试表面的高度图的方法

说明书

公开了一种用于测量测试表面的高度图的方法，该方法使用包括预扫描传感器和高度测量传感器的多传感器设备来进行测量，所述测试表面具有变化的反射率。多传感器设备还包括被配置为对测试表面进行照明的一个或多个光源以及空间光调制器。空间光调制器被放置在一个或多个光源与多传感器设备的测量位置之间的光路中，并且被配置为调制从光源中至少之一发出的光。该方法包括进行用于确定测试表面的照明强度图的测量以及用于形成测试表面的高度图的测量。

技术领域

本发明涉及使用包括空间光调制器的多传感器设备来测量具有大的反射率变化的测试表面的高度图的方法。

背景技术

EP 2977720 B1公开了用于测量测试表面的高准确度高度图的方法，其中，利用了包括预映射传感器和高分辨率传感器的多传感器光学轮廓仪。该方法包括使用预映射传感器来测量粗略高度图、将粗略高度图细分为适合于高分辨率传感器的视场的多个部分、以及通过经由高分辨率传感器的焦距范围扫描测试表面来利用高分辨率传感器测量高准确度高度图。

在诸如共焦、白光干涉、焦点变化和结构照明显微术等的光学轮廓测量技术中，利用光源来对测试表面进行照明。通常，关于测量设备的信号强度来设置光源的照明强度，以实现测量设备的最佳性能。

在实践中，测试表面可以在测量设备的一个视场内显示大的反射率差异。这些差异可以是测试表面包括在该视场中具有不同光学特性的不同材料、测试表面具有测试表面上的不同的角度和/或高角度和/或大角度变化、例如由诸如测试表面的台阶等的特征产生的测试表面上的阴影、以及来自测试表面上的尖锐边缘或缺陷的闪光的结果。这些反射率差异对测试表面的测量的测量质量产生了负面影响。

在测试表面上的大的局部反射率变化的情况下，根据本领域已知的方法，可以将照明强度设置成使得针对测量设备优化由该测量设备从测试表面的高反射率区域接收到的信号强度。在这种情况下，由于测量设备没有接收到足够用于高质量测量的光，因此较暗区域(例如，具有较低反射率的区域)的信号将较差。针对高反射率区域优化的照明设置对较暗区域的测量质量产生了负面影响。

类似地，也可以将照明强度设置成使得：测量传感器从测试表面的低反射率区域接收优化光强度，使得这些区域的测量得到高质量图像。在这种情况下，较亮区域(例如，具有较高反射率的区域)的图像质量将由于例如测量设备的传感器的过饱和而较差。

可以通过使用测量设备将多个测量与不同照明强度相结合来减少这一问题。在这种情况下，使用光源的不同光强度设置来进行单独的测量。在这些单独测量中获得的图像继而被组合以产生测试表面的较高质量图像，其中，测试表面的反射率差异的影响已减小。图像可以例如通过用使用较低光强度获得的图像的区域替代反射了太多光而无法进行适当测量的图像的区域来进行组合。

这种用于改进图像质量的方法降低了测量设备的吞吐量，因为必须获取测试表面的多个高质量图像。另外，诸如两个连续测量之间的高度漂移效应等的影响可能在组合测量中引入误差，从而在需要多个测量时对测量设备的性能产生负面影响。

需要改进具有反射率变化的测试表面的光学显微轮廓测量方法。

发明内容

因此，提供了用于使用包括预扫描传感器和高度测量传感器的多传感器设备来测量具有变化的反射率的测试表面的高度图的方法，

其中，所述多传感器设备还包括被配置为对所述测试表面进行照明的一个或多个光源以及空间光调制器，其中，所述空间光调制器被放置在所述一个或多个光源与所述多传感器设备的测量位置之间的光路中，以及其中，所述空间光调制器被配置为调制从所述光源中至少之一发出的光，

其中，所述方法包括：

-将所述测试表面放置在所述多传感器设备的所述测量位置中；

-使用所述光源中的一个或多个来对所述测试表面进行照明；