手动白光干涉阶高量测方法技术

本发明专利技术公开一种手动白光干涉阶高量测方法，先拍摄待测物的影像，并于影像上选取至少两个欲量测高度的像素，再以手动方式控制一手动位移器令分光干涉仪以垂直方向移动以扫描待测物，拍摄选定的各像素经过分光干涉仪的宽频光的干涉条纹，且等间距地记录所选定各像素的强度值与扫描位置，并记录于一干涉强度资料库中，针对宽频光的波长，同时对干涉强度资料库中的资料进行一垂直扫描干涉分析，得到包络波曲线的极值位置，作为待测物表面选定像素的相对高度，并通过各像素的相对高度计算即得表面阶高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种，先拍摄待测物的影像，并于影像上选取至少两个欲量测高度的像素，再以手动方式控制一手动位移器令分光干涉仪以垂直方向移动以扫描待测物，拍摄选定的各像素经过分光干涉仪的宽频光的干涉条纹，且等间距地记录所选定各像素的强度值与扫描位置，并记录于一干涉强度资料库中，针对宽频光的波长，同时对干涉强度资料库中的资料进行一垂直扫描干涉分析，得到包络波曲线的极值位置，作为待测物表面选定像素的相对高度，并通过各像素的相对高度计算即得表面阶高。【专利说明】
本专利技术涉及阶高量测方法，更具体地说，是一种以手动方式且应用白光干涉原理进行阶高量测的方法。
技术介绍
目前产业界对于经由量测待测物表面轮廓的方法而检测产品品质的需求日渐增力口，例如晶圆表面粗糙度和平坦度的检测、覆晶制程中金球凸块尺寸和共平面度的量测、彩色滤光片之间隔柱尺寸和高度的量测、光纤端面及微光学元件表面的量测等，所应用的范围几乎涵盖所有的高科技产业(半导体业、封装测试业、平面显示器业及光通讯业)。所以，一种可以快速且精确地检测产品的检测方法对于厂商降低产品的生产成本及提升产品的生产效率非常重要。因此，业界无不投入资源努力研究，希望能改进产品检测方法及装置。目前一般量测待测物的表面轮廓的技术主要为白光(宽频光)垂直扫描干涉分析法，其运用白光(宽频光)的同调长度短的特性，精确地量测待测物的表面轮廓。在量测进行时，一分光干涉仪利用一分合光兀件将量测光分为两道，其一为入射至一待测物表面并被此表面反射的量测光，而另一则为入射至一参考镜面并被此参考镜面反射的参考光，前述被反射的量测光及参考光并被此分合光元件合成为一合成光并产生干涉条纹。随后，利用一位移器调变前述量测光与参考光之间所具的光程差，造成宽频光干涉条纹分布的变化。最后，经由记录产生最大干涉条纹对比时位移器的垂直位置，分析出待测物的表面轮廓。美国专利第5471303号揭露一种结合白光垂直扫描干涉术(VSI)与单波长相移干涉术(PSI)而量测待测物的表面轮廓的装置及量测方法。此专利的量测方法分别将一经由白光垂直扫描干涉术量测并分析所得的整数干涉阶数值与另一经由单波长相移干涉术量测且分析所得的小数干涉阶数值整合在一起，进而在维持单波长相移量测的解析度的条件下，分析出待测物的表面轮廓。但是，由于此专利的量测方法在量测时需要依序切换宽频光源与单波长光源做为量测光源，才能进行上述两种不同量测模式的量测，导致此专利的量测装置的架构复杂。此外，此专利的量测方法必须依序完成上述两种量测后才能描绘出待测物的表面轮廓，所需的量测时间极长。因此，美国专利第5471303号所揭露的量测方法及装置，不仅装置架构复杂，且无法应用于需要迅速量测的线上产品检测场合。如上述，新兴的检测技术都为强调快速、自动化的影像式检测方法，然而在速度与精度的要求下，现有的检测设备均需使用昂贵的垂直扫描致动器或马达，如压电致动器(PZT)来作微米甚至是奈米距离的移动且搭配复杂的量测方法来达到量测的速度与精度，也因如此使得量测范围限制在几毫米之内而无法突破，相对在速度与精度的要求下使检测设备的价格也居高不下。但应近年来传统产业的升级，数十毫米尺寸及次微米解析度的量测需求日增，若以市场现有的检测设备及方法来作阶高量测实在是大材小用，且会增加业者添购检测设备的负担，再者现有的检测设备对数十毫米尺寸的量测范围是有难度的，因此如何以现有的显微镜机台搭配手动扫描机制，达到数十毫米尺寸及次微米解析度的三维量测方法，是目前需要积极研发的方向。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，可在不需昂贵的垂直扫描致动器或马达的情况下，以手动方式有效地得到待测物的阶高，且自动分析得到阶高参数，简化量测装置的复杂度及降低量测系统的价格。本专利技术的另一目的在于，利用手动位移器与位移测量装置配合分光干涉仪的量测，而可因应传统产业数十毫米尺寸及次微米解析度的量测需求。为达上述的目的，本专利技术提供一种，其通过一分光干涉仪手动量测一待测物的表面阶高，其步骤包括有:拍摄待测物的影像；于该影像上选取至少两个欲量测高度的像素；以手动方式控制一手动位移器令分光干涉仪以垂直方向移动以扫描待测物；拍摄选定的像素经过分光干涉仪的宽频光的干涉条纹，其中该宽频光包括至少一特定波长的光波，并由一宽频光源提供；在手动移动垂直方向的距离中以等间距地记录选定像素的强度值与扫描位置，并记录于一干涉强度资料库中；针对该至少一特定波长，同时对该干涉强度资料库中的资料进行一垂直扫描干涉分析，得到包络波曲线的极值位置，作为待测物表面选定像素的相对高度；以及通过各像素的相对高度计算即得表面阶闻。其中，所述分光干涉仪为Mirau式干涉仪、Twyman-Green式干涉仪、Michelson式干涉仪或Linnik式干涉仪其中之一。其中，所述分光干涉仪具有一分合光元件，用以对所述宽频光源所提供的宽频光分成一量测光及一参考光，该量测光入射至所述待测物的表面并被该表面反射，所述参考光入射至一参考镜面并被该参考镜面反射，所述分合光元件合成该反射的量测光与该反射的参考光为一合成光，使该合成光入射至一侦测器后而由该侦测器拍摄出所述宽频光的干涉条纹。其中，通过一手动位移器调整所述量测光及所述参考光两者之间所具的光程差，使所述侦测器能侦测该光程差所造成的所述宽频光干涉条纹分布的变化。其中，所述手动位移器包括有一位移测量装置。其中，所述位移测量装置可为光学线性编码器、光学旋转编码器、磁性线性编码器、磁性旋转编码器、线性可变差分位移器或雷射位移器其中之一。其中，所述侦测器为一阵列式侦测器。其中，所述阵列式侦测器为感光耦合元件侦测器。其中，所述阵列式侦测器为光二极体侦测器。本专利技术提供了一种，可在不需昂贵的垂直扫描致动器或马达的情况下，以手动方式有效地得到待测物的阶高，且自动分析得到阶高参数，简化量测装置的复杂度及降低量测系统的价格；同时，利用手动位移器与位移测量装置配合分光干涉仪的量测，而可因应传统产业数十毫米尺寸及次微米解析度的量测需求。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的方法流程图。图2为本专利技术所搭配使用的分光干涉仪示意图。图3为本专利技术计算待测物表面阶高的示意图。【具体实施方式】下面结合【具体实施方式】，详细描述本专利技术。请参阅图1，其为本专利技术所提供的，其通过一分光干涉仪手动量测一待测物的表面阶高，其步骤包括有:A.拍摄待测物的影像；B.于该影像上选取至少两个欲量测高度的像素；C.以手动方式控制一手动位移器令分光干涉仪以垂直方向移动以扫描待测物；D.拍摄选定的像素经过分光干涉仪的宽频光的干涉条纹，其中该宽频光包括至少一特定波长的光波，并由一宽频光源提供；E.在手动移动垂直方向的距离中以等间距地记录选定像素的强度值与扫描位置，并记录于一干涉强度资料库中；F.针对该至少一特定波长，同时对该干涉强度资料库中的资料进行一垂直扫描干涉分析，得到包络波曲线的极值位置，作为待测物表面选定像素的相对高度；以及G.通过各像素的相对高度计算即得表面阶高。于上述步骤中，所搭配使用的分光干涉仪示意图如图2所示，其中本专利技术所使用的侦测器种类没有限制，较佳者为光二极体侦测器，最佳者为感光耦合元件(CCD)侦测器；而所使用的分光干涉仪种类亦没有限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手动白光干涉阶高量测方法，其通过一分光干涉仪手动量测一待测物的表面阶高，其特征在于，该量测方法的步骤包括有：拍摄待测物的影像；于该影像上选取至少两个欲量测高度的像素；以手动方式控制一手动位移器令分光干涉仪以垂直方向移动以扫描所述待测物；拍摄选定的所述像素经过所述分光干涉仪的宽频光的干涉条纹，其中该宽频光包括至少一特定波长的光波，并由一宽频光源提供；在手动移动垂直方向的距离中以等间距地记录选定所述像素的强度值与扫描位置，并记录于一干涉强度资料库中；针对该至少一所述特定波长，同时对该干涉强度资料库中的资料进行一垂直扫描干涉分析，得到包络波曲线的极值位置，作为所述待测物表面选定像素的相对高度；以及通过各所述像素的相对高度计算即得表面阶高。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈灿林，高清芬，
申请(专利权)人：台濠科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71