195882. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés műszaki felületek interferometrikus síkvizsgálatára
majd onnan visszaverődve áthatol a prizma közelebb eső befogólapján, és megvilágítja a prizmából és próbafelületből kialakított Fizeau-interferométert. A prizma átfogólapján, valamint a próbafelületen reflektálódott fény a prizma másik befogólapján keresztül kilép a prizmából, és a második fordítótükörre esik. Az innen visszaverődő sugárnyaláb áthalad a Moiré-interferométer első objektivén, amelynek fókuszában az első térfrekvenciaszűrőt elhelyeztük. A Fizeau-interferométer megfelelő beállítása, azaz a próbafelület referenciafelülethez viszonyított relatív hajlásszögének beállítása esetén a térfrekvenciaszűrő az első két Fizeau-interferométeren keletkező reflexet átereszti. Ezután a sugárnyalábot a második objektív újra párhuzamosba. A párhuzamosított sugárnyaláb a diffrakciós elemre, például rácsra esik, amelynek rácsállandója közelítőleg megegyezik az interferenciakép közepes vonaltávolságával, amely a hullámterek szuperpozíciója által keletkezik a prizma átfogólapján és a próbafelületen. A Moiré-interferométer második térfrekvenciaszűrője, amely a diffrakciós elem utáni objektív gyújtósíkjában van elhelyezve, csak azt az irányt ereszti át, amelybe a referenciafelület elhajlított tengelye és a próbafelület nem diffraktált tengelye esik. A második térfrekvenciaszűrőt követő objektív a diffrakciós elem interferenciafelületét a felületvevőre képezi le. Ezáltal a próbafelület-prizmaátfogólap kombináció Moiré-interferencíaképe jön létre, amely kis sűrűségű kétsugaras interferenciakép, amennyiben a diffrakciós elem helyi frekvenciája az interferenciaképével megegyezik. A fotoelektromos jel analóg/digitális-átalakítón keresztül a számítógépbe kerül. A vizsgált felület síkeltéréseinek automatikus meghatározására több, különböző referenciafázis-fekvésű interferenciaképet kell előállítani. Különösen előnyös az alábbi négy referenciafázis alkalmazása: 0; tr/2; t, 3ir\2. Ebben az esetben a keresett fázis (<j>) a négy intenzitáseloszlásból (Ij, I2, Í3,14) a következőképpen határozható meg: <j) (mod 2) = arc tg j^—í4 I1-I3 A kívánt referenciafázis-fekvés előnyösen a diffrakciós elemnek az interferenciasíkba történő rács-, illetve interferenciavonalakra merőleges transzlációjának alkalmazásával valósítható meg. A fázisváltozás értéke a diffrakciós elemnek egy rácsvonal-, illetve interferenciavonal-távolsággal történő eltolásánál még akkor is 2tr marad, ha az interferenciaképben az érzékenység a megvilágítási és megfigyelési szög változtatása révén megváltozik. Az eltolás léptetőmotor segítségével tetszőleges pontossággal végrehajtható, mivel egy kontrasztos Moiré-interferenciakép eléréséhez például 5 vonal/mm értékkel jellemzett diffrakciós elem megfelel. Az érzékenység változtatására a prizmából és próbafcliiletből álló Fizeau-interofcrométer előtt és után elrendezett fordítótükrök szolgálnak. Mindkét fordítótükröt ellentétes irányban, azonos szögben elfordítva a Moiré-interferométerre eső közepes fényirány változatlan marad, és optikai elemek további mozgatása nem szükséges. A kontraszt optimális beállítása a X/2-lemez felületi normálisa körüli elforgatásával történhet. A magasabb reflexek elnyomásával a Fizeau-interferométerben a növekvő effektiv hullámhossz következtében felmerülő problémák kiküszöbölhetők, mivel a fény vonalas beesése esetén a reflexek száma olyan mértékben megsokszorozódik, amely már a totális reflexió határához közelít. Különösen előnyös hologram alkalmazása diffrakciós elemként. Amennyiben a hologram találmány szerinti elrendezés segítségével történő előállításánál a próbafelület helyett igen jó minőségű összehasonlítási felületet iktatunk be, a hologram előhívása és repozícionálása után az interferométer a referenciafelületként szolgáló prizma-átfogólap valamennyi esetleges hibájára vonatkozóan kompenzál. A méréseredmények ezután mindig a hologram előállításnál alkalmazott jó minőségű összehasonlítási felületre vonatkoznak. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon szilíciumtárcsák felületi egyenetlenségeinek közvetlen interferometriai mérésére szolgáló találmány szerinti elrendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. Amint a rajzon látható, az elrendezés fényforrása L lézer, amelynek tárgyoldali sugármenetében PL ^2-lemez, majd ezt követően.4 felbontórendszer van elrendezve, amely rendre Oj objektívbői, B diagragmából és O2 objektívbői épül fel. Az A felbontórendszer mögött van elhelyezve 5/ fordítótükör. Az Sj fordítótükör után Fizeau-interferométer következik, amely derékszögű P prizmából és PR próbafelületből áll. A Fizeau-interferométerből kilépő sugármenetben S2 fordítótükör van elhelyezve. A két fordítótükör a tükörpár belső élén futó tengely körül ellentétes irányban forgathatóan van elrendezve. Az S2 fordítótükör után Moiré-interferométer következik, amely O3 és 04 objektívekből, közöttük elrendezett F1 térfrekvenciaszűrőből, rácsként megvalósított BE diffrakciós elemből, továbbá O5 és Og objektívekből és közöttük elrendezett F2 térfrekvenciaszűrőből épül fel. A Moiré-interferométer után FE felületvevő van elrendezve, amelyhez A/D analóg/digitális-átalakító csatlakozik. Az A/D analóg/digitális-átalakító kimenete R számítógéppel van összekötve. Az R számítógéppel M motor van összekapcsolva, amely rács referenciafázis-eltolását biztosítja. A találmány szerinti elrendezés alkalmazásának leglényegesebb előnyei a következők:- Az interferenciakép tiszta kétsugaras kép lesz, ezért többsugaras ínterferenciajelenségekből adódó járulékos hibaforrások nem keletkeznek. — Az érzékenység a fordítótükrök elfordításával széles tartományban szabályozható, így az elrendezés különböző felületekhez illeszthető. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
