双频干涉共焦台阶高度测量系统

提出了一种以低频差横向塞曼双频激光器作光源的外差干涉共焦显微测量系统 ,该系统通过共焦显微的光强测量进行粗定位 ,其轴向台阶高度测量范围在 5 μm以上。同时采用相位测量技术 ,实现了对半波长的 36 0 0细分 ,从而使测量分辨率达到 0 1nm。由此同时满足了高测量精度和较大测量范围的要求。实验结果表明系统在没有恒温的普通实验室条件下 1h内的漂移不超过 15nm ,与差动纳米双频干涉仪的比对结果线性系数在 0 9999以上 ,非线性误差约 10nm。     

一种新型的非接触式掩膜板台阶高度测量仪

提出一种外差干涉与共焦显微技术融合用于微电子掩膜板台阶高度测量的方法，同时实现了高分辨率(亚纳米)与较大量程(5μm以上)测量，构成了双频干涉共焦显微系统DICM。实验比较了3组物镜数值孔径NA、放大倍数β条件下的共焦显微系统轴向响应曲线，证实了纯共焦方法在轴向分辨率提高方面的局限性，但其光强变化足以区分干涉条纹的级次。将该系统应用于微电子掩模板台阶高度标准的测量，实验表明DICM的测量值与国际比对结果相符合，系统具有良好的复现性，极限偏差小于5nm。     

用于线宽测量的偏振干涉共焦显微测量方法

提出一种融合共焦显微技术和偏振干涉技术的偏振干涉共焦显微测量方法。利用共焦技术进行准确的焦点定位，以获得最佳的测量光斑；同时，利用照射到台阶边缘的不同偏振方向(平行和垂直于台阶边缘)的线偏振光反射后产生的相位变化不同这一特性，进行边缘定位。相位变化是利用外差干涉测相的方法得到的。这一系统完全符合共光路原则，有很强的抗干扰能力。利用该系统对标准线宽样板进行了测量，测量结果与中国计量科学研究院用原子力显微镜测量的结果，以及厂商提供的可溯源到美国NIST光学线宽标准的测量值都符合的很好；还对同一刻线进行了5次重复性测量，其极限偏差为20m。     

基于等效合成波方法的双真空管空气折射率测量仪

在高精度测量中必须实时补偿空气折射率的影响。文中提出了等效合成波的概念,利用长度不等的两个真空管构成两个虚拟波长并推导出等效合成波测量公式,并由此建立了一种新型的双真空管空气折射率测量仪。该仪器具有结构紧凑、能实现实时测量的优点。系统测量分辨率为1×10-8,与Edlen公式方法进行的比对实验结果表明,其测量精度优于1×10-7,并具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

大台阶高度测量的外差共焦方法

台阶高度是微电子产品的一个重要性能参数。基于双频激光干涉共焦显微系统(DICM)提出了一种微电子掩膜板台阶高度测量的扫描方法。在共焦显微扫描样品表面，当光强达到最大值时，将采样外差干涉的相位作为精确对准的判据。该扫描方法集中融合了外差干涉测量和共焦显微测量的优点，同时实现了高分辨率与较大量程的测量，该系统测量台阶高度的范围取决于Z向位移扫描仪PI-Foc的扫描范围，可达数十甚至近百微米。实验结果表明该系统在普通恒温的实验条件下1h内的漂移不超过5nm。该系统已经用于20μm高台阶的测量，对准分辨率为0．1nm，实验结果与台阶高度实际值有很好的一致性。