[发明专利]用于测量物体的表面的高度图的方法、系统和数据载体

说明书

本发明涉及一种用于测量物体的表面的高度图的方法、系统和数据载体。在用于测量物体的表面的高度图的方法和系统中，执行以下步骤。使用具有覆盖个体分区的视场即FOV的光学轮廓仪来测量物体的表面的不同分区的高度图，其中该高度图包括高度数据。将测量高度图分组成不同集合的高度图，其中在各集合内，该集合的高度图中的每一个高度图与该集合的至少一个其它高度图存在有效重叠，以及其中，各高度图属于一个集合并且与另一集合的任何高度图不存在有效重叠。在各集合内，将测量高度图拼接为子合成拼接高度图。将子合成拼接高度图组合为合成高度图。

技术领域

本发明涉及测量物体的表面的高度图的领域，并且更具体地涉及用于在2.5D或3D光学计量成像或者光学剖析中使用光学轮廓仪测量这种高度图的方法和系统，其包括：白光干涉测量、结构照明显微镜、聚焦点恢复/聚焦形状恢复感测、共聚焦显微镜、彩色点传感器阵列感测、相移干涉测量、激光干涉仪显微镜等。

背景技术

在使用2.5D或3D光学计量成像系统来测量物体的表面的高度图时，视场(FOV)受到限制。因而，一次仅可以测量物体的表面的有限区域。为了测量大于一个视场的区域，不得不组合样本上的多个位置处的多个测量。

用以组合多个视场的常用方法是使用拼接算法。在假定测量高度图在重叠区域中重叠的情况下，在拼接算法中，通过组合各个高度图的转动和移位(shift)来使高度图的重叠区域中的偏移(offset)最小化。最常见地，这使用误差函数的最小二乘解来进行。拼接算法和方法本身是众所周知的，并且已经在例如美国专利5,343,410A、美国专利5,991,461A、美国专利5,987,189A中进行了广泛说明。

存在如下的问题：重叠区域中的丢失或错误数据可能导致拼接算法中的严重失败。作为示例，光学2.5D表面计量方法将不能应对大的步长(阴影)、孔、陡坡或局部低反射率区域。因此，对于一些物体，不可避免地发生数据中的间隙。

有鉴于此，如果一个高度图或一组高度图与物体的剩余高度图断开(即，一个高度图或一组高度图与物体的剩余高度图不存在有效重叠)，则当前的拼接算法和方法将失败。

需要改进该情形。

发明内容

将期望提供用于测量物体的表面的高度图的改进了的或替代的方法和相应系统。还将期望提供用于测量物体的表面的高度图的改进了的或替代的方法和相应系统，其中各个视场的一个或多个个体高度图或者高度图组与一个或多个其它个体高度图或者其它高度图组不存在有效重叠。

为了更好地解决这些担忧中的一个或多个，在本发明的第一方面中，提供一种用于测量物体的表面的高度图的方法。该方法包括：

使用具有覆盖个体分区的视场即FOV的光学轮廓仪来测量所述物体的表面的不同分区的高度图，其中各高度图包括高度数据；将测量高度图分组成高度图的不同集合，其中，在各集合内、该集合的高度图中的每一个高度图与该集合的至少一个其它高度图存在有效重叠，以及各高度图属于一个集合并且与另一集合的任何高度图不存在有效重叠；以及在各集合内，将测量高度图拼接为子合成拼接高度图。

根据本发明的解决方案使得能够防止在物体的表面的分区的测量高度图没有通过其它测量高度图的(有效)重叠连接至另一测量高度图的情况下的拼接失败。根据本发明，对于第一测量高度图，调查是否存在与第一测量高度图重叠的任何其它测量高度图、以及同与第一测量高度图重叠的所述其它测量高度图重叠的任何另外的测量高度图。将示出这种重叠的测量高度图分组成集合，直到找不到与该集合的任何测量高度图存在重叠的更多附加的测量高度图为止。对于剩余的测量高度图(在存在的情况下)，重新开始该处理，以形成测量高度图的一个或多个另外的集合，直到不存在更多剩余的测量高度图为止。在该处理中，测量高度图的集合可以包括单个测量高度图。在该处理之后，属于测量高度图的一个集合的各测量高度图与测量高度图的任何其它集合的任何测量高度图不存在有效重叠。因而，测量高度图的集合定义物体的表面的单独部分。这里假定识别到测量高度图的至少两个集合。