DE102008041062A1

DE102008041062A1 - Meßvorrichtung und Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche

Info

Publication number: DE102008041062A1
Application number: DE102008041062A
Authority: DE
Inventors: Bernd DÖRBAND
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2009-04-02

Abstract

Eine Messvorrichtung erzeugt in einem Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts einen Messlichtstrahl, welcher nach Durchsetzen von mindestens drei separat fokussierenden optischen Komponenten auf die Oberfläche des Objektes auftrifft, davon reflektiert wird und von einem ortsauflösenden Lichtdetektor zusammen mit Referenzlicht nach interferenter Überlagerung detektiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zum optischen Vermessen einer Oberfläche eines Objekts. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Meßvorrichtung und ein Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche durch Detektieren von Interferogrammen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß man Oberflächen mit vollflächig messenden interferometrischen Verfahren analysieren kann. Hierbei kommt typischerweise ein Fizeau-Interferomter zur Anwendung, welches eine Interferometeroptik enthält, welche in der Lage ist, eine Wellenfront zu erzeugen, die einer Oberflächenform des zu vermessenden Objekts entspricht. Damit ist es erforderlich, für eine bestimmte zu vermessende Oberfläche zunächst eine speziell eingerichtete Interferometeroptik bereitzustellen und in das Interferometer einzubauen. Dies ist kosten- und zeitintensiv.
Andere Verfahren, eine Oberflächenform eines zu vermessenden Objekts zu bestimmen, sind abtastende Verfahren, welche die zu vermessende Oberfläche mit einem Meßkopf abtasten, um punktweise Abstandsinformationen aufnehmen. Abstandsinformationen über einen bestimmten Punkt der Oberfläche werden dabei unabhängig von Abstandsinformationen von benachbarten Punkten der Oberfläche gewonnen. Damit hängt eine erzielbare Genauigkeit insbesondere von gemessenen Abstandsinformationen von einer Stabilität der Verlagerungsvorrichtung während eines Abtastens ab. Eventuell auftretende Höhenverschiebungen relativ zu der zu vermessenden Oberfläche oder Verkippungen des Meßkopfes können durch derartige "Einpunkt-Abtastverfahren" nicht detektiert werden und tragen daher zur Erhöhung eines Meßfehlers bei.
Ein weiteres Verfahren zum Vermessen von Oberflächen gewinnt Krümmungen der Oberfläche an verschiedenen Punkten der Oberfläche und bestimmt dann ein Oberflächenprofil oder eine Oberflächenform durch zweifache Integration der gewonnenen Krümmungswerte. Eine zweifache Integration bringt jedoch unerwünschte Ungenauigkeiten mit sich.
Somit gibt es einen Bedarf, ein Verfahren und eine Meßvorrichtung zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile vermindert. Insbesondere ist eine Meßvorrichtung wünschenswert, welche zur Vermessung einer beliebigen Oberflächenform benutzt werden kann und an welche hinsichtlich einer Stabilität während einer Abtastung geringere Anforderungen gestellt werden als an eine "Einpunkt-Abtast-Meßvorrichtung", ohne an Genauigkeit der erhaltenen Oberflächeninformation einzubüßen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Meßvorrichtung bereitzustellen, welche zur Vermessung von Sphären, Asphären und Freiformflächen ohne Umrüstung oder Teilanpassung der Vorrichtung verwendet werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung bereitzustellen, welche sowohl polierte als auch geschliffene zu vermessende Oberflächen zu vermessen in der Lage ist.
Ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren zum Vermessen von polierten als auch geschliffenen Oberflächen von Sphären, Asphären und Freiformflächen bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Meßvorrichtung zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts bereitgestellt, welche umfaßt:
eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Meßlichtstrahls,
eine Optik-Baugruppe, welche eine Anzahl von mindestens drei separat fokussierenden optischen Komponenten umfaßt, deren Hauptachsen versetzt nebeneinander angeordnet sind;
wenigstens einen in einem Strahlengang des Meßlichtstrahls angeordneten Strahlteiler;
eine Referenzfläche; und
einen ortsauflösenden Lichtdetektor,
wobei die Lichtquelle, der Strahlteiler und die Optik-Baugruppe relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Lichtquelle emittiertes und die fokussierenden optischen Komponenten durchsetzendes Meßlicht auf die Oberfläche trifft,
wobei die Optik-Baugruppe, der Strahlteiler und der Lichtdetektor relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Oberfläche zurückgeworfenes Meßlicht und die fokussierenden optischen Komponenten durchsetzendes Meßlicht auf den Detektor trifft,
wobei die Lichtquelle, der Strahlteiler, die Referenzfläche und der Detektor relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Lichtquelle emittiertes und von der Referenzfläche reflektiertes Licht auf den Detektor trifft.
Die Meßvorrichtung umfaßt eine Lichtquelle, welche dazu eingerichtet ist, einen Meßlichtstrahl zu erzeugen. Der Meßlichtstrahl kann dabei Wellenlängen, welche im Infrarotbereich liegen, das heißt Wellenlängen von 800 nm bis einigen 10 μm, Wellenlängen im sichtbaren Bereich von etwa 800 nm bis 300 nm oder Wellenlängen im Ultraviolett- Bereich, das heißt Wellenlängen unterhalb von 300 nm und oberhalb von 10 nm umfassen.
Die Optik-Baugruppe umfaßt separat fokussierende optische Komponenten, deren Hauptachsen versetzt nebeneinander angeordnet sind. Fokussierende optische Komponenten sind dazu eingerichtet, eine Wellenfront eines Meßlichtstrahls in seiner Krümmung derart zu verändern, daß eine Konvergenz des Meßlichtstrahls erhöht wird. Anders ausgedrückt besitzen die fokussierenden optischen Komponenten positive optische Kraft in dem verwendeten Wellenlängenbereich. Dabei werden Lichtstrahlen, welche eine optische Komponente durchsetzen jeweils zu einer zugeordneten Hauptachse hin abgelenkt. Hauptachsen können Symmetrieachsen oder optische Achsen der optischen Komponenten sein. Die Hauptachsen können dabei parallel zueinander sein oder auch nicht parallel zueinander sein, solange sie an den Orten, wo sie die zugehörigen optischen Komponenten durchstoßen, versetzt nebeneinander angeordnet sind. Somit sind die optischen Komponenten nicht hintereinander entlang einer gemeinsamen Hauptachse angeordnet.
Der ortsauflösende Lichtdetektor ist angeordnet, um eine Zusammenstellung von Interferenzmustern zu detektieren, welche jeweils durch Überlagerung des Meßlichtstrahls, welcher durch eine optische Komponente fokussiert worden ist, von der Oberfläche des Objekts reflektiert worden ist und von derselben optischen Komponente fokussiert worden ist, mit Referenzlicht entstehen. Der Lichtdetektor detektiert somit gleichzeitig eine Anzahl von den separat fokussierenden optischen Komponenten zugeordneten Interferenzmustern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die optische Komponente wenigstens ein refraktives optisches Element. Das refraktive optische Element kann dabei zum Beispiel eine Linse sein, welche aus Glas gefertigt ist. Die Linse kann etwa eine konvergierende konvexe, konvex-konkave, oder bikonvexe Linse mit positiver Brechkraft in dem verwendeten Wellenlängenbereich sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die optische Komponente wenigstens ein diffraktives optisches Element. Das diffraktive optische Element kann dabei zum Beispiel ein Computer generiertes Hologram (CHG) sein, welches durch ein Linien-, Strich-, oder Inselmuster auf einem Substrat gebildet ist. Das diffraktive optische Element kann den Meßlichtstrahl in seiner Phase und/oder Amplitude beeinflussen. Das diffraktive optische Element kann etwa durch Elektronenlithographie oder Elektronenstrahlätzen hergestellt sein, oder durch andere Verfahren.
Sowohl ein refraktives optisches Element als auch ein diffraktives optisches Element kann dabei als transmissives oder reflektives optisches Element ausgelegt sein. Ein reflektives Element kann etwa ein Spiegel sein.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die diffraktiven optischen Elemente von mehreren der optischen Komponenten ein gemeinsames einstückiges Substrat, welches optische Gitterstrukturen trägt, um die fokussierenden optischen Wirkungen der optischen Komponenten bereitzustellen. Optische Gitterstrukturen sind somit auf einem einzelnen einstückigen Substrat ausgebildet, um die Anzahl von fokussierenden optischen Komponenten bereitzustellen. Damit wird eine stabile Verbindung zwischen den diffraktiven optischen Elementen erreicht, was zu einer erhöhten Meßgenauigkeit führen kann. Weiterhin sind auf diesem Wege die diffraktiven optischen Elemente kostengünstig herzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der optischen Komponenten gleich sechs. Bei einer Anzahl der optischen Komponenten von sechs kann eine Anpassung von Parametern zur Beschreibung einer Oberflächenform der zu vermessenden Oberfläche mit einem Polynom zweiten Grades, welches von zwei unabhängigen Koordinaten abhängig ist, an die sechs erhaltenen Abstandswerte vorteilhaft angepaßt werden. Andere Parameterdarstellungen der Oberfläche können zur Anwendung kommen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind fünf optische Komponenten gleichmäßig verteilt um eine zentral angeordnete optische Komponente angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht eine kompakte Größe in einer lateralen Ausdehnung der Optik-Baugruppe.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hauptachsen von zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten fokussierenden optischen Elementen unter einem Winkel von weniger als 2° angeordnet. Dies ist besonders zur Vermessung einer Oberfläche vorteilhaft, welche verglichen mit den relativen Abständen der optischen Komponenten und ihren Brennweiten geringe Krümmungsradien aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Meßvorrichtung ferner eine Halterung für das Objekt, und einen Aktuator, um die Optik-Baugruppe relativ zu dem Objekt zu verlagern. Das gehalterte Objekt kann durch einen Aktuator relativ zu der Optik-Baugruppe verlagert werden, um nacheinander verschiedene Bereiche der Oberfläche des Objekts zu vermessen. Eine Verlagerung kann dabei im wesentlichen senkrecht zu den Hauptachsen der optischen Komponenten erfolgen. Die Verlagerung kann entlang einer Richtung einer Verbindungslinie zwischen zwei benachbarten optischen Komponenten erfolgen. Ein Betrag einer Verlagerung entlang dieser oder einer anderen Richtung kann kleiner als ein Abstand in dieser Richtung zwischen zwei optischen Komponenten sein, z. B. einige μm. Für jede Verlagerungsposition können Meßwerte, welche den betreffenden Bereich der zu untersuchenden Oberfläche betreffen, bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Meßvorrichtung ferner ein Auswertesystem zum Empfang von Bilddaten von dem ortsauflösenden Lichtdetektor und zur Ausgabe von eine Oberflächenform der Oberfläche repräsentierenden Meßdaten. Das Auswertesystem ist dazu ausgebildet, die Zusammenstellung von Interferogrammen, welche in den Bilddaten enthalten sind, auszuwerten, um für jedes Interferogramm eine Analyse durchzuführen. Das Auswertesystem kann ein Speichersystem, eine Bildverarbeitungssoftware, einen Computer, einen Monitor, eine Eingabetastatur und eine Steuerung umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Auswertesystem dazu ausgebildet, für einen jeden Bildbereich, der einer der fokussierenden optischen Komponenten zugeordnet ist, einen Abstandswert zu bestimmen, der einen Abstand eines Orts der Oberfläche von der fokussierenden optischen Komponente repräsentiert. Der einer der fokussierenden optischen Komponenten zugeordnete Bildbereich umfaßt das dieser optischen Komponente zugeordnete Interferogramm, welches durch Überlagerung von Meßstrahlung, welche von einem der optischen Komponente zugeordneten Ort reflektiert ist, mit Referenzstrahlung entstanden ist. Somit kann aus einem solchen Interferogramm ein Abstandswert, der einen Abstand eines Ortes der Oberfläche von der fokussierenden optischen Komponente repräsentiert, bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Auswertesystem ferner dazu ausgebildet, aus den bestimmten Abstandswerten Parameter zu errechnen, welche die Oberflächenform der Oberfläche repräsentieren. Aufgrund der ermittelten Abstandswerte können Parameter errechnet werden, welche die Oberflächenform der zu vermessenden Oberfläche beschreiben. Diese Parameter können beispielsweise Koeffizienten eines Polynoms zweiten Grades sein, welches von zwei unabhängigen Koordinaten x und y abhängt. Andere Basisfunktionen als Polynome können zur Beschreibung oder Repräsentation der Oberflächenform der Oberfläche verwendet werden, wie etwa Sinus, Cosinus oder Exponentialfunktionen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die optische Komponente einen freien Durchmesser in einem Bereich von mehr als 2 mm und weniger als 100 mm auf. Ein freier Durchmesser einer optischen Komponente ist ein Durchmesser eines Bereiches der optischen Komponente, durch welchen Licht frei hindurchtreten kann bzw. von welchem Licht frei reflektiert werden kann. Damit ist ein besonders kompakter Abstandssensor bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt die optische Komponente eine optische Brennweite in einem Bereich von mehr als 1 mm und weniger als 50 mm bereit. Tritt eine ebene Wellenfront von Licht durch eine optische Komponente mit einer optischen Brennweite, so geht von der optischen Komponente eine konvergente Wellenfront aus, welche sich in einem Abstand hinter der optischen Komponente, welcher der optischen Brennweite entspricht, in einem Punkt vereinigt. Typischerweise ist die zu vermessende Oberfläche in einem Abstand von den optischen Komponenten angeordnet, welcher den optischen Brennweiten der optischen Komponenten entspricht. Somit können bei größeren optischen Brennweiten der optischen Komponenten größere Krümmungen einer zu vermessenden Oberfläche vermessen werden, als bei kleineren optischen Brennweiten der optischen Komponenten. Allerdings wird gleichzeitig eine Genauigkeit einer Abstandsmessung eines Abstandes zwischen der optischen Komponente und einem zugeordneten Ort der Oberfläche vermindert.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts bereitgestellt, wobei Messlicht erzeugt wird und dieses sodann geformt wird, um mindestens drei konvergierende Teilstrahlen eines ersten Teils des Meßlichts zu bilden, um mindestens drei mit Abstand voneinander angeordnete Bereiche der Oberfläche des Objektes zu beleuchten. Die drei Teilstrahlen werden von der Oberfläche reflektiert und zusammen mit einem zweiten Teil des Meßlichts auf einen ortsauflösenden Detektor gerichtet, wobei jeder reflektierte Teilstrahl jeweils mit dem zweiten Teil des Messlichts interferent überlagert. Von dem Detektor detektierte Lichtintensitäten werden sodann analysiert, um eine Oberflächenform der Oberfläche des Objekts repräsentierende Meßdaten zu bestimmen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren die Meßdaten mindestens drei Abstände der mindestens drei Bereiche der Oberfläche von einer Bezugsfläche.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren die Meßdaten Krümmungen der Oberfläche des Objekts.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das Verfahren die Meßvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen illustriert, welche beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. Gleiche oder ähnliche Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen werden mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei analoge Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen durch Nachstellen von a, b oder c hinter einer bestimmten Ziffer bezeichnet werden.
In den Zeichnungen zeigt
1 eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4a eine Ausführungsform einer Optik-Baugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung,
4b eine von dem Lichtdetektor detektierte Zusammenstellung von Interferogrammen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5a, b, c schematische Illustrationen einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
6 eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,
7 eine Optik-Baugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 eine Repräsentation einer Oberflächenform eines zu untersuchenden Objektes, welche gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bestimmt wurde, und
9 eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Vermessen einer Oberfläche eines Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Eine Beschreibung eines Aufbaus oder einer Funktion einer in der Beschreibung zu einer Figur nicht beschriebenen Komponente kann somit einer Beschreibung dieser Komponente zu einer anderen Figur entnommen werden.
1 zeigt eine Meßvorrichtung 1 zum Vermessen einer Oberfläche 17 eines Objekts 16 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Meßvorrichtung 1 umfaßt einen Laser 2 zum Erzeugen von Licht 3'. Licht 3' durchsetzt den Strahlformer 4, um einen Meßlichtstrahl 3 zu bilden. Meßlichtstrahl 3 ist aus im wesentlichen ebenen Wellenfronten gebildet. Meßlichtstrahl 3 durchsetzt einen Strahlteiler 9 und ein Referenzsubstrat 11, um eine Optik-Baugruppe 5 zu durchsetzen. Die Optik-Baugruppe 5 umfaßt sechs fokussierende optische Komponenten 7₁ , 7₂ ,... 7₆ , wobei nur drei davon gezeigt sind. Jeder fokussierenden optischen Komponente 7₁ ...7₆ ist eine Hauptachse 8₁ ,... 8₆ zugeordnet. Der Teil 3₁ des Meßlichtstrahls 3, welcher die optische Komponente 7₁ durchsetzt, wird zu der Hauptachse 8₁ hin gebündelt, um in einem Abstand f hinter der optischen Komponente 7₁ auf einen Punkt zusammen zu laufen. In einem Abstand A(x, y) hinter der optischen Komponente 7₁ (unterhalb in 1) befindet sich ein Oberflächenbereich 17₁ der Oberfläche 17 des Objekts 16, welcher den Punkt (x, y) umfasst. Ein Teil 3₁ des Meßlichtstrahls 3, welcher die optische Komponente 7₁ durchsetzt hat, bildet ein Lichtbündel 15₁ , welches von dem Oberflächenbereich 17₁ der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert wird, um ein reflektiertes Lichtbündel 18₁ zu bilden. Das reflektierte Lichtbündel 18₁ tritt durch die optische Komponente 7₁ , tritt durch das Referenzsubstrat 11, wird von dem Strahlteiler 9 reflektiert, und trifft in einem Bereich 13₁ auf den ortsauflösenden Detektor 13. Der ortsauflösende Detektor 13 umfaßt eine Mehrzahl von lichtempfindlichen Segmenten, wie etwa Pixel. Ein Bereich 3₁ des Meßlichtstrahls 3, welcher die optische Komponente 7₁ durchsetzt hat, von dem Oberflächenbereich 17₁ der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert wurde, die optische Komponente 7₁ wiederum durchsetzt hat, wird somit in einem Bereich 13₁ des Detektors 13 detektiert. Ein Teil des Bereichs 3₁ des Meßlichtstrahls 3, welcher den Strahlteiler 9 durchsetzt, wird von der Referenzoberfläche 10 des Referenzsubstrats 11 reflektiert, wird von dem Strahlteiler 9 reflektiert und fällt ebenso auf den Bereich 13₁ des Detektors 13. Somit detektiert der Detektor 13 in dem Bereich 13₁ eine Überlagerung von Referenzlicht mit Licht, welches von dem Oberflächenbereich 17₁ der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert wurde, wobei das Licht vor und nach der Reflektion an der Oberfläche die optische Komponente 7₁ durchsetzt. Analog dazu werden Teile 3₂ , 3₃ , 3₄ _, 3₅ , 3₆ des Meßlichtstrahls 3, welche die optischen Komponenten 7₂ , 7₃ , 7₄ _, 7₅ bzw. 7₆ durchsetzt haben, von der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert worden sind, wiederum die optischen Komponenten 7₂ , 7₃ , 7₄ durchsetzt haben und an dem Strahlteiler 9 reflektiert worden sind, auf Bereiche 13₂ , 13₃ , 13₄ _, 13₅ bzw. 13₆ des Detektors 13 abgebildet, von denen lediglich Bereiche 13₂ und 13₃ illustriert sind. Auf diese Bereiche treffen ebenso Teile des Meßlichtstrahls 3, welche von der Referenzoberfläche 10 des Referenzsubstrats 11 reflektiert wurden und an dem Strahlteiler 9 reflektiert wurden.
Mit dem Detektor 13 ist ein Auswertesystem 28 verbunden, welches die von dem Detektor 13 detektierten Bilder empfängt und auswertet. Das Auswertesystem umfasst einen Monitor 28₁ , einen Computer 28₂ , eine Tastatur 28₃ , und einen Speicher 28₄ . Das Auswertesystem 28 ist dazu ausgebildet, aus der Zusammenstellung der Interferogramme aus den Bereichen 13₁ , 13₂ , 13₃ , 13₄ , 13₅ , 13₆ Werte zu berechnen, welche Abstände der optischen Komponenten 7₁ ,..., 7₆ von den jeweiligen Oberflächenbereichen 17₁ ,..., 17₆ der Oberfläche 17 des Objekts 16, welche jeweils Schnittpunkte der Hauptachsen 8₁ bis 8₄ mit der Oberfläche umfassen, repräsentieren. Mit einer Aufnahme des Detektors 13 können somit sechs verschiedene Abstandswerte, welche eine Oberflächenform der zu vermessenden Oberfläche 17 des Objekts 16 repräsentieren, bestimmt werden. Mit Hilfe einer Auswertesoftware wird an diese sechs Abstandswerte ein Polynom zweiten Grades in den unabhängigen Koordinaten x und y angepaßt gemäß f1(x, y) = a0 + a1 x + a2 y + a3 x2+ a4 xy + a5 y2
Dabei repräsentieren die Koeffizienten a₀, a₁ und a₂ Justagefreiheitsgrade und können unbeachtet bleiben. Mit a₃, a₄ und a₅ steht ein kleines Flächenelement der zu vermessenden Oberfläche 17 des Objekts 16 fest, beschrieben durch eine quadratische Funktion, die lokale Krümmung und Torus in erster Nährung beschreibt. Um eine Oberflächenform der gesamten Oberfläche des Objekts 16 zu ermitteln, ist es notwendig, eine Vielzahl von Flächenelementen 17, 17', 17'', usw. der Oberfläche zu vermessen, diese mit dem oben beschriebenen Polynom zu beschreiben, und die Vielzahl von Polynomanpassungen zur Bestimmung einer Repräsentation der gesamten Oberfläche zusammenzusetzen. Dazu können sogenannte "Stiching-Verfahren" verwendet werden.
Die Optik-Komponente 5 der Meßvorrichtung kann durch eine Optik-Komponente 5' ersetzt werden, welche anstatt 6 optischen Elementen 10 optische Komponenten umfasst. Damit ist es möglich, gleichzeitig 10 Abstandswerte in einem Oberflächenbereich der zu vermessenden Oberfläche zu ermitteln, um ein Polynom dritten Grades gemäß f2(x, y) = a0 + a1 x + a2 y + a3 x2 + a4 xy + a5 y2 + a6 x3 + a7 x2y + a8 xy2 + a9 y3 durch Ermittlung der Koeffizienten a₀, a₁, a₂,..., a₉ aus den Abstandswerten anzupassen. Damit ist eine Oberflächenform eines Oberflächenbereiches mit höherer Genauigkeit beschreibbar. Zur Repräsentation der gesamten Oberfläche werden die Informationen über die Oberflächenformen in den vermessenen Oberflächenbereichen wie oben beschrieben zusammengesetzt.
Um weitere Flächenelemente 17', 17'',... usw. der zu vermessenden Oberfläche 17 des Objekts 16 vermessen zu können, umfaßt die Meßvorrichtung 1 weiterhin eine Halterung 26 zum Haltern des Objekts 16, einen Motor 27, um die Halterung zusammen mit dem darauf gehalterten Objekt 16 entlang einer Schiene 31 in Richtung oder Gegenrichtung des Pfeils 32 zu verschieben. Nach einem solchen Verschieben der Halterung und somit des Objekts 16 kann ein weiteres Flächenelement 17' analog zu dem oben geschilderten Verfahren vermessen werden und eine Repräsentation der Oberflächenform dieses Flächenelements erhalten werden. Nach einer analogen Vermessung einer Vielzahl derartiger Flächenelemente der zu vermessenden Oberfläche 17 kann eine Repräsentation einer Oberflächenform für die gesamte zu vermessende Oberfläche 17 erhalten werden.
In dem dargestellten Beispiel ist die Optik-Baugruppe 5 aus sechs Computer generierten Hologrammen aufgebaut, welche in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Dabei gibt es zwei verschiedene Richtungen, in welchen die verschiedenen optischen Komponenten voneinander beabstandet sind.
2 illustriert eine Meßvorrichtung 1a zum Vermessen einer Oberfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Viele Elemente, welche in 2 dargestellt sind, sind Elementen analog, welche in 1 dargestellt sind, wobei die in 2 dargestellten Elemente durch Nachstellen des Buchstabens a hinter eine Ziffer, mit welcher ein analoges Element in 1 dargestellt wurde, bezeichnet sind. Ein wesentlicher Unterschied der Meßvorrichtung 1a zu der in 1 dargestellten Meßvorrichtung 1 ist, daß das Referenzsubstrat 11a an einer anderen Stelle angeordnet ist als das Referenzsubstrat 11, welches in 1 gezeigt ist. Durch die in 2 gezeigte Anordnung ist es möglich, die Referenzoberfläche 10a des Referenzsubstrats 11a derart anzuordnen, daß ein optischer Weg, welcher entlang einer Richtung R_r des Meßlichtstrahls 3 von dem Strahlteiler 9 zu der Referenzoberfläche 10a des Referenzsubstrats 11a durchlaufen wird, gleich einem optischen Weg ist, welcher von dem Meßlichtstrahl 3 von dem Strahlteiler 9 bis zur Oberfläche 17 des Objekts 16 entlang einer Richtung R_M durchlaufen wird, oder innerhalb der Kohärenzlänge des verwendeten Lichts gleich ist. Die Anforderungen an die Lichtquelle 2a hinsichtlich einer Kohärenzlänge des von ihr ausgesendeten Meßlichtstrahls 3a zum Erzeugen des gewünschten Interferenzmusters sind somit geringer als die Anforderungen an die Lichtquelle 2, welche in der Ausführungsform der 1 verwendet wird.
3 illustriert eine Meßvorrichtung 1b zum Vermessen einer Oberfläche 17 eines Objekts 16 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wiederum sind der in 1 gezeigten Ausführungsform analoge Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Während in den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen eine Optik-Baugruppe zur Anwendung kam, welche transmissive fokussierende optische Komponenten umfaßt, kommt in der in 3 gezeigten Ausführungsform eine Optik-Baugruppe 5b zur Anwendung, welche reflektierende fokussierende optische Komponenten 7₁b,..., 7₆b umfasst. Von den im ganzen sechs fokussierenden optischen Komponenten, welche in der Optik-Baugruppe 5b umfaßt sind, sind wiederum nur drei gezeigt. Ein Teil 3₁b des Meßlichtstrahls 3b durchsetzt den Strahlteiler 9b, und trifft auf die optische Komponente 7₁b, von welcher er reflektiert und fokussiert wird, um von einem Oberflächenbereich 17₁ umfassend den Punkt (x, y) der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert zu werden, auf die optische Komponente 7₁b zu treffen, von dieser reflektiert und konvergiert zu werden und von dem Strahlteiler 9b reflektiert zu werden, um auf den Detektor 13b in einem Bereich 13₁b aufzutreffen. Auf den gleichen Bereich 13₁b des Detektors 13b trifft auch Meßlicht 3b, welches von dem Strahlteiler 9b reflektiert wurde, von der Referenzoberfläche 10b des Referenzsubstrats 11b reflektiert wurde und den Strahlteiler 9b durchsetzte. Somit wird in einem Bereich 13₁b des Detektors 13b ein Interferenzmuster detektiert, welches durch Überlagerung von Referenzlicht mit Licht entsteht, welches von der Oberfläche 17 des Objekts 16 aus einem Bereich reflektiert wurde, wobei das Licht vor und nach der Reflexion die optische Komponente 7₁b durchsetzte.
4a zeigt eine Optik-Baugruppe 5 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in der in 1 dargestellten Meßvorrichtung verwendet wird. Die Optik-Baugruppe 5 umfaßt sechs fokussierende optische Komponenten 7₁ ,...., 7₆ . Die fokussierenden optischen Komponenten 7₁ ...7₆ umfassen jeweils Einpassungen 23₁ ,..., 23₆ , und Computer generierte Hologramme 22₁ ,..., 22₆ . Die Computer generierten Hologramme 22₁ ,..., 22₆ sind in ihrem vollen Durchmesser d mit Licht durchsetzbar, wobei der Durchmesser d einen Durchmesser eines Kreises repräsentiert, welcher einen Bereich der optischen Komponenten 7₁ ,..., 7₆ repräsentiert, welcher eine fokussierende Wirkung auf durchtretendes Licht hat. Die Einpassungen 23₁ ,..., 23₆ und die Computer generierten Hologramme 22₁ ,..., 22₆ sind einstückig mit einem Substrat 24. Die Computer generierten Hologramme 22₁ ,..., 22₆ sind durch konzentrische Kreise mit gemeinsamem Mittelpunkt gebildet, wobei die Kreise Vertiefungen im Substrat 24 repräsentieren, welche durch dazwischenliegende Stege 25₁ ,..., 25₆ getrennt sind. In dem hier gezeigten Beispiel beeinflußt ein Computer generiertes Hologramm 22₁ bis 22₆ lediglich die Phase von hindurchtretendem Licht. In dem hier gezeigten Beispiel sind sämtliche sechs Computer generierten Hologramme gleich strukturiert, wodurch eine gleiche Wirkung auf hindurchtretendes Licht erreicht wird. Insbesondere wird einen im wesentlichen ebene Wellefront durch die Computer generierten Hologramme 22₁ bis 22₆ der Optik-Baugruppe 5 in sechs Teilstrahlen gebündelt, welchen in sechs Brennpunkten fokussiert werden. Wegen der gleichen Strukturierung der Computer generierten Hologramme 22₁ bis 22₆ der Optik-Baugruppe 5 liegen die Brennpunkte aller sechs Computer generierter Hologramme für Licht bestimmter Wellenlänge in einer Ebene parallel zu der Ebene des Substrats 24. In dieser Ebene sollte eine Tangentialebene einer zu vermessenden Oberfläche 17 eines Objekts 16 liegen. Der Durchmesser d eines Computer generierten Hologramms 22₁ ,..., 22₆ beträgt 11 mm, die Brennweite f beträgt 5 mm für Licht einer Wellenlänge von 632,8 nm und ein Durchmesser der gesamten Optik-Baugruppe 5 beträgt 22 mm in der hier gezeigten Ausführungsform.
4b zeigt Bilddaten 29 von dem ortsauflösenden Lichtdetektor 13, welche Bildbereiche 13₁ ,..., 13₆ umfassen. In den Bildbereichen 13₁ ,..., 13₆ sind Interferogramme detektiert, welche durch Überlagerung von Referenzlicht mit Licht entstehen, welches durch die optischen Komponenten 7₁ ,..., 7₆ hindurchgetreten ist, von den Oberflächenbereichen 17₁ ,..., 17₆ der Oberfläche 17 des Objekts 16 reflektiert wurde, und wiederum durch die optischen Komponenten 7₁ ,..., 7₆ hindurchgetreten ist. Sämtliche in die Bildbereichen 13₁ ,..., 13₆ abgebildeten Interferogramme zeigen eine unterschiedliche Anzahl von konzentrischen Kreisen mit einem jedem Bildbereich 13₁ bis 13₆ zugeordneten Mittelpunkt. Das Auswertesystem 28, 28a wird zur Bildauswertung der Bilddaten 29 eingesetzt. Zunächst werden die Bildbereiche 13₁ ,..., 13₆ der Bilddaten 29 identifiziert und extrahiert. Für jeden Bildbereich 13₁ ,..., 13₆ wird sodann das darin abgebildete Interferogramm ausgewertet. Bereiche, wo Referenzlicht und von an der Oberfläche des Objekts 16 reflektiertes Licht konstruktiv überlagert, erscheinen hell, Bereiche, wo diese destruktiv interferieren, erscheinen dunkel. Die Zahl und Größe der hellen und dunklen Kreise wird bestimmt. Aus der für jeden Bildbereich 13₁ ,..., 13₆ bestimmten Zahl der Kreise und deren Durchmesser wird auf einen Abstand von der jeweils entsprechenden optischen Komponente 7₁ ,..., 7₆ zu dem jeweils entsprechenden Oberflächenbereich 17₁ ,..., 17₆ der Oberfläche 17 des Objekts 16 rückgeschlossen. Somit werden sechs Abstandswerte durch die Auswertung der Bilddaten 29 erhalten.
5 illustriert ein Zustandekommen der in 4b illustrierten Interferenzmuster. In den 5a, 5b und 5c fällt jeweils ein Teil 3₁ , 3₂ und 3₃ des Meßlichtstrahls 3 von oben auf die optische Komponente 7₁ , 7₂ bzw. 7₃ ein.
Da die drei optischen Komponenten jeweils ein Computer generiertes Hologramm umfassen (22₁ , 22₂ , 22₃ ), welches eine gleiche Struktur hat, wird die ebene einfallende Welle einer bestimmten Wellenlänge in einem Punkt M im Abstand f hinter der jeweiligen optischen Komponente fokussiert.
In dem in 5a gezeigten Beispiel liegt dieser Punkt M genau in Höhe eines Bereichs 17₁ der Oberfläche 17 des Objekts 16, so daß von diesem Bereich 17₁ nach Reflexion der einfallenden, im wesentlichen sphärischen, konvergenten Welle 15₁ eine im wesentlichen sphärische divergente Welle 18₁ ausgeht. Bei Durchtritt durch die optische Komponente 7₁ wird die auslaufende Welle 18₁ in eine ebene Welle 18'₁ umgeformt. Diese überlagert sich mit einem Teil 3₁ des Meßlichtstrahls 3, welcher von der Referenzoberfläche 10 des Referenzsubstrats 11 als Welle 19₁ reflektiert wurde. Somit interferieren zwei ebene Wellen 19₁ und 18'₁ miteinander, was ein Interferenzmuster gleichförmiger Intensität ergibt. Ein solches Interferenzmuster zeigt somit an, daß der Oberflächenbereich 17₁ einen Abstand von der optischen Komponente 7₁ hat, welcher einer Brennweite f der optischen Komponente 7₁ entspricht.
5b illustriert den Fall, in welchem ein Oberflächenbereich 17₂ der Oberfläche 17 des Objekts 16 unterhalb einer im Abstand f hinter der optischen Komponente 7₂ befindlichen Brennebene liegt. In diesem Fall ist die einlaufende Welle 15₂ nach einer Überschneidung im Brennpunkt M, welcher um einen Abstand f in Richtung einer Einfallsrichtung des Meßlichtstrahls 3₂ hinter der optischen Komponente 7₂ liegt, divergent, wenn sie auf den Oberflächenbereich 17₂ der Oberfläche 17 trifft. Die von der Oberfläche reflektierte Welle 18₂ hat somit eine geringere Divergenz als die Welle 18₁ , welche von dem Punktbereich des in der Fokusebene liegenden Oberflächenbereichs 17₁ in 5a reflektiert wurde. Nach Durchtritt der Welle 18₂ durch die optische Komponente 7₂ ist somit eine konvergente Welle 18'₂ gebildet. Durch Überlagerung einer der Welle 19₁ analogen Welle 19₂ entsteht somit ein Interferenzmuster, welches konzentrische Ringe mit gemeinsamem Mittelpunkt aufweist, hier als Schnittpunkte der ebenen Welle 19₂ mit der Welle 18'₂ angedeutet. Die Anzahl und Größe der Ringe enthalten Informationen über eine Krümmung der reflektierten Welle 18₂', welche von dem Abstand Δ des Oberflächenbereichs 17₂ der Oberfläche 17 des Objekts 16 von dem Punkt M, welcher in einem Abstand f hinter der optischen Komponente 7₂ in der Brennebene liegt, abhängt.
5c illustriert ein Beispiel, in welchem ein Oberflächenbereich 17₃ der Oberfläche 17 des Objekts 16 in einem Abstand hinter der optischen Komponente 7₃ liegt, welcher kleiner ist als der Brennebenenabstand f von der optischen Komponente 7₃ . Wie in diesem Beispiel illustriert ist, ist zunächst die an dem Oberflächenbereich 17₃ reflektierte Welle 18₃ konvergent und oberhalb des Überkreuzungspunktes M' divergent, bevor sie auf die optische Komponente 7₃ trifft. Da der Punkt M' um 2·Δ näher an der optischen Komponente 7₃ liegt als der Fokuspunkt M, welcher im Abstand f hinter der optischen Komponente liegt, ist somit die auf die optische Komponente treffende Lichtwelle 18₃ in einem stärkeren Maße divergent als die Welle 18₁ , welche in der 5a auf die optische Komponente 7₁ trifft. Nach weiterem Durchtritt der Welle 18₃ durch die optische Komponente 7₃ ist somit eine Welle 18'₃ gebildet, welche weiterhin divergent ist. Der Grad der Divergenz oder ein Krümmungsradius der Welle 18'₃ ist dabei abhängig von einem Abstand Δ des Oberflächenbereichs 17₃ von dem Fokuspunkt M im Abstand f hinter der optischen Komponente 7₃ . Die Welle 18'₃ überlagert sich sodann mit einer Welle 19₃ , welche analog der Welle 19₁ bzw. 19₂ ist, welche in 5a und 5b illustriert sind. Somit werden auf dem dieser optischen Komponente zugeordneten Interferenzmuster in dem Bereich 13₃ des Detektors 13 Ringe oder konzentrische Kreise 35₃ detektiert, welche einen gemeinsamen Mittelpunkt haben, und deren Anzahl und Größe von dem Abstand Δ der Oberfläche 17 in dem Oberflächenbereich 17₃ von dem Fokuspunkt M abhängen.
6 illustriert eine Meßvorrichtung 1c zum Vermessen einer Oberfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein wesentlicher Unterschied der in 6 illustrierten Ausführungsform 1c einer Meßvorrichtung zu der in 1 dargestellten Ausführungsform 1 einer Meßvorrichtung ist, daß die in 6 dargestellte Ausführungsform eine Optik-Baugruppe 5c umfaßt, welche refraktive Linsen 7₁c, 7₂c,..., 7₆c umfaßt. Andere Elemente sind denen der in 1 dargestellten Elemente analog oder ähnlich.
7 illustriert eine Optik-Baugruppe 5c, welche in der in 6 dargestellten Ausführungsform einer Meßvorrichtung 1c benutzt wird. Die Baugruppe 5c umfaßt optische Komponenten 7₁c,..., 7₆c, welche jeweils Linsenhalterungen 20₁ ,..., 20₆ und Linsen 21₁ ,..., 21₆ umfassen. Die Linsenhalterungen 20₁ bis 20₆ haltern die Linsen 21₁ ,..., 21₆ und sind untereinander durch Streben 20' verbunden, um eine fest miteinander verbundene Optik-Baugruppe 5c bereitzustellen.
8 illustriert eine Form einer Darstellung, eine Oberflächenform eines zu untersuchenden Objekts zu repräsentieren. Eine Fläche 30 repräsentiert eine Oberflächenform über einen Abstandswert A(x, y) der Oberfläche von einer Referenzebene in Abhängigkeit von zwei unterschiedlichen lateralen Richtungen (x, y).
9 illustriert eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Vermessen einer Oberfläche eines Objektes gemäß der vorliegenden Erfindung. In Schritt 40 werden aus Meßlicht, welches aus im wesentlichen ebenen Wellenfronten gebildet ist, sechs Teilstrahlen mit Hilfe der Optik-Baugruppe 5 der 4a erzeugt. Diese Teilstrahlen sind nach Durchsetzen der Optik-Baugruppe jeweils konvergierend, d. h. jeder der sechs Teilstrahlen ist aus einem Bündel zusammenlaufender Strahlen gebildet. Diese sechs zusammenlaufenden Strahlenbündel sind auf die Oberfläche des Objektes gerichtet, dessen Oberflächenform untersucht werden soll. Je nach Oberflächenform der Oberfläche können eines oder mehrere der sechs Bündel zusammenlaufender Strahlen vor Auftreffen auf die Oberfläche auf einen Punkt bzw. Bereich zusammengelaufen sein, d. h. die Strahlen dieses oder dieser Bündel überschneiden sich vor Erreichen der Oberfläche des Objektes, sodass das oder die betreffenden Strahlenbündel hinter einem solchen Überschneidungspunkt oder -bereich auseinander laufen und somit divergierend sind. In Schritt 42 wird das Objekt so verschoben, daß ein im nächsten Schritt 44 zu vermessendes Oberflächenfeld in sechs Bereichen beleuchtet wird. Diese Bereiche haben jeweils einen Abstand voneinander, der z. B. einige mm beträgt. Der Abstand kann an die gewünschte Meßgenauigkeit angepasst werden. Die Bereiche können sich jedoch auch überlappen. In Schritt 46 werden auf einem Detektor mit flächig angeordneten Detektorsegmenten Interferenzmuster detektiert, die durch Interferenz der sechs von der Oberfläche reflektierten Teilstrahlen jeweils mit Referenzlicht gebildet werden. Somit sind auf einem von dem Detektor ausgegebenen Bild sechs Interferenzmuster zu sehen. Sie werden in Schritt 48 ausgewertet, um Abstandsinformationen der sechs beleuchteten Bereiche der Oberfläche von der Optik-Baugruppe 5 zu erhalten. Die Abstandsinformationen werden dann zusammen mit Verschiebungskoordinaten des Objektes gespeichert. In Schritt 50 wird abgefragt, ob bereits die gesamte Oberfläche vermessen wurde. Falls nicht, wird das Objekt verschoben, um ein noch nicht vermessenes Oberflächenfeld in sechs Bereichen zu beleuchten. Dieselben Schritte 44, 46, und 48, die bereits beschrieben wurden, werden durchlaufen und die Abstandsinformationen auch für dieses Oberflächenfeld werden gespeichert. Sobald die gesamte Oberfläche des Objektes vermessen worden ist, wird in Schritt 52 die Oberflächenform repräsentiert, z. B. wie in 8 illustriert. Abhängig von der erhaltenen Oberflächenform kann das Objekt bearbeitet werden, bevor es in ein optisches System eingebaut werden kann.

Claims

Meßvorrichtung zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts, umfassend: eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Meßlichtstrahls, eine Optik-Baugruppe, welche eine Anzahl von mindestens drei separat fokussierenden optischen Komponenten umfaßt, deren Hauptachsen versetzt nebeneinander angeordnet sind; wenigstens einen in einem Strahlengang des Meßlichtstrahls angeordneten Strahlteiler; eine Referenzfläche; und einen ortsauflösenden Lichtdetektor, wobei die Lichtquelle, der Strahlteiler und die Optik-Baugruppe relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Lichtquelle emittiertes und die fokussierenden optischen Komponenten durchsetzendes Meßlicht auf die Oberfläche trifft, wobei die Optik-Baugruppe, der Strahlteiler und der Lichtdetektor relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Oberfläche zurückgeworfenes Meßlicht und die fokussierenden optischen Komponenten durchsetzendes Meßlicht auf den Detektor trifft, wobei die Lichtquelle, der Strahlteiler, die Referenzfläche und der Detektor relativ zueinander derart angeordnet sind, daß von der Lichtquelle emittiertes und von der Referenzfläche reflektiertes Licht auf den Detektor trifft.
Meßvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Komponente wenigstens ein refraktives optisches Element umfaßt.
Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Komponente wenigstens ein diffraktives optisches Element umfaßt.
Meßvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die diffraktiven optischen Elemente von mehreren der optischen Komponenten ein gemeinsames einstückiges Substrat umfassen, welches optische Gitterstrukturen trägt, um die fokussierenden optischen Wirkungen der optischen Komponenten bereitzustellen.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzahl der optischen Komponenten gleich sechs ist.
Meßvorrichtung nach Anspruch 5, wobei fünf optische Komponenten gleichmäßig verteilt um eine zentral angeordnete optische Komponente angeordnet sind.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hauptachsen von zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten fokussierenden optischen Elementen unter einem Winkel von weniger als 2° angeordnet sind.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Halterung für das Objekt, und einen Aktuator, um die Optik-Baugruppe relativ zu dem Objekt zu verlagern.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend ein Auswertesystem zum Empfang von Bilddaten von dem ortsauflösenden Lichtdetektor und zur Ausgabe von eine Oberflächenform der Oberfläche repräsentierenden Meßdaten.
Meßvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Auswertesystem dazu ausgebildet ist, für einen jeden Bildbereich, der einer der fokussierenden optischen Komponenten zugeordnet ist, einen Abstandswert zu bestimmen, der einen Abstand eines Orts der Oberfläche von der fokussierenden optischen Komponente repräsentiert.
Meßvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Auswertesystem ferner dazu ausgebildet ist, aus den bestimmten Abstandswerten Parameter zu errechnen, welche die Oberflächenform der Oberfläche repräsentieren.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die optische Komponente einen freien Durchmesser in einem Bereich von mehr als 2 mm und weniger als 100 mm aufweist.
Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die optische Komponente eine optische Brennweite in einem Bereich von mehr als 1 mm und weniger als 50 mm bereitstellt.
Verfahren zum Vermessen einer Oberfläche eines Objekts, umfassend: Erzeugen von Meßlicht; Formen des Meßlichts, um mindestens drei konvergierende Teilstrahlen eines ersten Teils des Meßlichts zu bilden, um mindestens drei mit Abstand voneinander angeordnete Bereiche der Oberfläche des Objektes zu beleuchten; Reflektieren der drei Teilstrahlen von der Oberfläche; Richten der drei reflektierten Teilstrahlen zusammen mit einem zweiten Teil des Meßlichts auf einen ortsauflösenden Detektor, um jeweils interferent zu überlagern; Analysieren von durch den Detektor detektierten Lichtintensitäten, um eine Oberflächenform der Oberfläche des Objekts repräsentierende Meßdaten zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Meßdaten mindestens drei Abstände der mindestens drei Bereiche der Oberfläche von einer Bezugsfläche repräsentieren.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Meßdaten Krümmungen der Oberfläche des Objekts repräsentieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei für das Verfahren die Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet wird.