Defocusing error correction method based on error extraction algorithm assisted installation and adjustment
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摘要:
在大数值孔径(NA)球面面形检测中，被测球面偏离理想共焦位置引入的离焦误差严重影响检测精度。为了对离焦误差进行精确提取和有效校正，提高元件终检位置的调整效率，设计了一种基于误差提取算法辅助装调的离焦误差校正方法。通过离焦误差提取算法实现离焦量的定量提取，并判断调整方向，快速精准地将大NA球面调整至零条纹位置，大幅减小离焦误差；辅助装调后再利用Zernike波面拟合算法消去离焦项以及大NA球面引入的球差项进行精调。实验结果表明：利用该方法对大NA球面进行校正，离焦量提取误差均在3%以内，此方法增大了元件的离焦误差提取和补偿范围，可将离焦量上限扩展至±25 μm，最终实现亚纳米级校正精度。
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关键词:
- 大数值孔径 /
- 干涉检测 /
- 离焦误差 /
- Zernike波面拟合算法
Abstract:In large numerical aperture (NA) spherical surface shape detection, the defocusing errors introduced by the measured sphere deviating from the ideal confocal position will seriously affect the detection accuracy. In order to accurately extract and effectively correct defocusing errors and improve the efficiency of adjusting the final inspection position of components, a defocusing error correction method based on the error extraction algorithm assisted installation and adjustment was designed. The defocusing error extraction algorithm was used to quantitatively extract the defocusing amount and determine the direction of adjustment, so that the large NA spherical surface could be adjusted to zero fringe position quickly and accurately, and the defocusing errors could be greatly reduced. After auxiliary installation and adjustment, Zernike wavefront fitting algorithm was used to eliminate the defocusing term and the spherical difference term introduced by the large NA spherical surface for fine adjustment. The experimental results show that the defocusing extraction errors is within 3% by using the proposed method to correct large NA spherical surface. This method increases the range of defocusing errors extraction and compensation for components, and can extend the upper limit of defocusing amount to ±25 μm, which ultimately achieves the sub-nanometer correction accuracy.
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图 7 离焦误差原始值与实测值对比图
Figure 7. Comparison between original and measured values of defocusing errors
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图 8 不同离焦量最终校正精度图
Figure 8. Final correction accuracy diagram for different defocusing amount
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