蝙蝠翼效应下矩形光栅特征参数计算方法

作者：范筱昕; 张佳乐; 高志山; 马剑秋; 李赫然; 陈露; 雷李华; 傅云霞; 徐志毅; 朱丹; 郭珍艳; 袁群^*

来源：光学学报, 2023, 43(22): 88-96.

DOI：10.3788/aos231103

• 显微干涉
• 矩形光栅
• 蝙蝠翼效应
• 特征参数
• 二值化

白光显微干涉术是微结构三维形貌无损测量的有效手段，但当沟槽深度小于光源相干长度时易产生蝙蝠翼效应。ISO-25178系列规定了由三维形貌计算沟槽深度和线宽两项特征参数的方法。该计算法则首先需要确定阶跃边缘位置，然而蝙蝠翼位于阶跃边缘，造成形貌中的阶跃边缘位置定位困难。本文针对上述问题，摒弃了从三维形貌中提取阶跃边缘位置的传统方法，依据干涉图像中矩形光栅上下表面边缘位置采样点相干峰分布的差异性，提取相干包络峰值位置，并计算得到用于区分阶跃上下表面的掩膜。本文提出的方法从垂直扫描干涉图像出发，同步实现三维形貌复原和阶跃边缘位置定位，继而准确、高效地计算沟槽深度和线宽。本文以两种不同特征参数的矩形光栅作为检测对象，比对了测量结果与标称值之间的偏差，并对测量过程中的误差项进行了分析。实验结果证明，本文方法具有良好的重复性和鲁棒性。

• 单位
  上海市计量测试技术研究院; 江苏省计量科学研究院; 南京理工大学