[发明专利]用于优化干涉仪的光学性能的方法和装置

说明书

一种方法，包括使用装置在装置的第一表面处测量具有一个或多个具有已知形貌的表面特征的人工制品的第一表面场。该方法包括基于包含一个或多个表面特征的第一表面轮廓的至少一部分来确定第一表面处的第一焦点度量。该方法包括将第一表面场数字地变换为装置的第二表面处的第二表面场，从第二表面场导出第二表面轮廓并为第二表面轮廓计算第二焦点度量，并且基于两个或更多个焦点度量值确定用于评估仪器传递函数的最优表面。该方法包括基于从最优表面的表面场导出的表面轮廓的至少一部分来确定装置的仪器传递函数。

相关申请的交叉引用

本申请援引35 U.S.C§119(e)要求于2015年12月31日提交的美国临时申请No.62/273,972的权益，该申请通过引用整体上并入本文。

背景技术

用于测量表面形状和纹理的光学仪器具有一系列针对特定应用的规格和性能标准。其中之一是仪器正确解析(resolve)和测量相邻特征的相对高度的能力，或者可替代地，依据高度作为空间频率的函数确定物体表面上的结构的能力。系统的成像特性可以使用光学传递函数(Optical Transfer Function，OTF)或其幅度、调制传递函数(ModulationTransfer Function，MTF)来表征。

发明内容

本公开描述测量区域表面形貌仪器(areal surface topography instrument)解析和测量物体的表面特征的能力的高度准确且可重复的方式。例如，本公开描述在测量仪器的仪器传递函数(Instrument Transfer Function，ITF)时补偿成像焦点的方法和装置。

本文描述的系统可以与其表面包含已知的空间频率成分的形貌特征的ITF人工制品(artifact)结合使用。在一些实施例中，被测仪器(Instrument Under Test，IUT)可以测量ITF人工制品的已知表面，并且连接到仪器的电子处理器可以识别ITF人工制品上的测得的特征、提取识别出的特征的空间频率成分并且将提取出的信息与已知值进行比较，以确定ITF。通过使用电子处理器以校正实验布置中的缺陷(包括例如成像焦点)的方式变换测得的数据，可以优化ITF评估的准确性。

在一方面，一种确定装置的仪器传递函数的方法，该方法包括使用该装置在装置的第一表面处测量具有一个或多个具有已知形貌的表面特征的人工制品的第一表面场。第一表面场是复合电磁场。该方法包括使用电子处理器从第一表面场导出第一表面轮廓，以及使用电子处理器从第一表面轮廓识别一个或多个表面特征。该方法包括使用电子处理器基于包含表面特征的第一表面轮廓的至少一部分来确定第一表面处的第一焦点度量。该方法包括使用电子处理器将第一表面场数字地变换为装置的第二表面处的第二表面场。第二表面场是复合电磁场。该方法包括使用电子处理器从第二表面场导出第二表面轮廓并且为第二表面轮廓计算第二焦点度量，第二焦点度量具有与第一焦点度量不同的值。该方法包括基于至少第一焦点度量和第二焦点度量来确定用于评估仪器传递函数的最优表面，以及使用电子处理器基于在最优表面处获得的表面轮廓的至少一部分来确定装置的仪器传递函数。