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《测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法第26卷第5期南京邮电大学(自然科学版)2006年1O月JournalofNanjingUniversityofPostsandTelecommunications(NaturalScience)V01.26No.50ct.2006文章编号:1673—5439(2006)05-0086-05测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光千涉法刘艳,丁万山(南京航空航天大学自动化学院,江苏南京210016)摘要:基于新型的峰值分离算法,提出了白光干涉法(垂直扫描白光测量法)的一种新的应用——测量
2、覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓,并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息,克服了传统光学非接触测量的缺点,拓展了白光干涉法的应用领域.这一技术可用于检测光学厚度约为1m或以上的透明薄膜,可广泛有效的应用于半导体和LCD加工制造等需要精细测量的领域.关键词:应用光学;白光干涉测量;表面三维轮廓;透明薄膜中图分类号:0439文献标识码:B3DProfileofaTransparentFilmUsingNovelWhite—LightInterferometryLIUYan,DINGWan—shan(CollegeofAut
3、omationEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:BasedOilthenovelpeakseparationmethod,thispaperpresentsannewapplicationofWhite—LightInterferometry(VerticalScanningWhite—Lightlnterferometry),thatistomeasurethe3-Dsurface
4、profileoftheobjectcoveredwithatransparentfilmandtomeasurethe3-Dprofileandthicknessofthetransparentfilmsynchronously.Thisnewapplicationovercomesthedrawbackoftraditionalopticalnon??contactmeasurementandextendstheappli??cationofWhite—LightInterferometry.Thistechniqu
5、eissuitabletotransparentfilmswiththeopticalthicknessof印一proximately1p,morgreater,anditisusedeffectivelyinthefieldsrequiringprecisemeasnrementsuchassemicon—ductorandLCDmanufacturingprocesses.Keywords:Appliedoptics;White—lightinterferometry;Surface3Dprofile;Transpa
6、rentfilm引言光学非接触测量法作为一种有效的无损测量的方法而被广泛应用于工业,生物医学等领域中对微观物体表面三维形貌轮廓的测量.实际情况中,被测物体往往不是直接暴露而是表面覆盖一层薄膜以满足实际需要,要完成这种情况下的测量,传统光学非接触测量法就存在一定缺陷:由原被测表面产生的干涉光由于透明薄膜的覆盖影响被干扰,从而无法测量出被测表面精确的三维轮廓信息.收稿日期:2006-01—11;修回日期:2006-03-08白光干涉测量法…(也称为垂直扫描白光测量法),这一理论最早在1980年已被提出,随后也有学者研制出了相
7、应的测量装置.本文在前人的理论研究基础之上,借助新型的峰值分离算法,提出了白光干涉法新的应用——即可用于测量覆盖透明薄膜的物体表面的三维轮廓,并同时测量出透明薄膜的三维轮廓和厚度信息.这一新的应用克服了传统光学非接触测量在实际应用中的局限性,拓展了白光干涉法的应用领域,使其更加适合不同实际情况下的测量,可广泛有效的应用于半导体和LCD加工制造等需要精细测量的领域.第5期刘艳等:测量透明薄膜表面三维轮廓的新型白光干涉法872测量原理利用白光干涉法的原理,设计出了系统装置结构.图1显示了该系统的光路结构示意图.本系统利用白光
8、作为光源,当光源沿着被测物体的高度垂直方向(z轴方向)扫描时,CCD摄像机所拍摄下的光强信号就会发生相应的变化,即产生了图2所示的光照干涉图样.根据干涉原理,当测量光束与参考光束两者的光程差为0(即两者光程相等)时,产生干涉的最大峰值,根据本文提出的相应算法可以精确测量出每个干涉最大值点所对应的在z轴上的高度值.入射
