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Dokumentenidentifikation DE69706247T2 25.04.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0818668
Titel Vorrichtung zum Bestimmen der Oberflächenform einer Welle, die von einem im wesentlichen flachen Gegenstand reflektiert wird
Anmelder Compagnie Industrielle des Lasers Cilas, Marcoussis, FR;
Commissariat a l'Energie Atomique, Paris, FR
Erfinder Bray, Michael, 45160 Olivet, FR
Vertreter Patentanwälte Eisele, Dr. Otten, Dr. Roth & Dr. Dobler, 88212 Ravensburg
DE-Aktenzeichen 69706247
Vertragsstaaten CH, DE, ES, GB, IT, LI
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 25.06.1997
EP-Aktenzeichen 974014730
EP-Offenlegungsdatum 14.01.1998
EP date of grant 22.08.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.04.2002
IPC-Hauptklasse G01B 11/30

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der Form der Wellenfront, die von einem im Wesentlichen ebenen Teil reflektiert wird.

Genauer wird versucht, die Höhe von winzigen "Unebenheiten" und/oder "Vertiefungen", beispielsweise in der Größenordnung eines Nanometers und mehr für Perioden, die größer als etwa 0,1 mm sind, auf der ganzen, im Wesentlichen ebenen Oberfläche zu messen.

Dafür wird das bekannte Prinzip von Interferometermessungen angewendet. Gemäß diesem Prinzip werden Lichtinterferenzen durch Reflexionen eines Messlichtstrahlungsbündels, das von einem Interferometer abgestrahlt wird, an der Oberfläche des zu messenden Teils bzw. an einer parallelen oder im Wesentlichen parallelen Oberfläche eines Bezugsplättchens hergestellt. Die so erzeugten Interferenzen zeigen sich in Form von Interferenzmustern, die mit einem Interferometer gemessen werden können und den Abstand zwischen den beiden Oberflächen an den betrachteten Punkten darstellen.

Um die Form der von dem Teil reflektierten Wellenfront, ausgehend von solchen Abständen, genau ermitteln zu können, ist es notwendig, dass die Ebenheit des Bezugsplättchens in der Größenordnung des zu messenden Teils liegt und dass die Größe des Bezugsplättchens wenigstens gleich derjenigen der Oberfläche des Teils ist. Außerdem muss das Messstrahlungsbündel auch einen Durchmesser mit einer wenigstens äquivalenten Größe aufweisen.

Die vorgenannten physikalischen Einschränkungen bieten nicht allzu viele, insbesondere technische, Schwierigkeiten, solange die Oberfläche des zu messenden Teils eine begrenzte Abmessung hat.

Sobald jedoch die Oberfläche des Teils zehn oder einige zehn Millimeter übersteigt, wird die für die Messung notwendige Ausrüstung schwer, sperrig, teuer und schwierig zu betreiben. So muss beispielsweise zum Messen einer Oberfläche von 600 mm in der Diagonalen ein Vergrößerungsgerät für das vom Interferometer stammende Messstrahlungsbündel von mehreren Metern Länge verwendet werden.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen wurde auch eine Lösung vorgeschlagen, die bekannt und insbesondere in einem Artikel von Cochran und Creath am 15. Mai 1988 in der Zeitschrift "Applied Optics" erschienen und unter dem Titel "Combining multiple-subaperture and two-wavelength techniques to extend the measurement limits of an optical surface profiler" beschrieben ist, ein übliches Interferometer zu verwenden, dessen Durchmesser des Messstrahlungsbündels gering ist, und Messungen an einer Vielzahl von Messzonen durchzuführen, die die Oberfläche vollständig abdecken, wobei jede der Messzonen von einer benachbarten Messzone wenigstens teilweise in einem Überlappungsbereich überlappt wird.

Die Messungen an den Überlappungsbereichen werden verwendet, um die an den verschiedenen benachbarten Messzonen durchgeführten Messungen untereinander anzupassen, was gestattet, die Bilder der Messzonen zusammenzusetzen, um ein die ganze Oberfläche des Teils betreffendes Bild zu erhalten, das die Form der reflektierten Wellenfront angibt.

In bekannter Weise weist eine Vorrichtung zum Messen der Form der von einem im Wesentlichen ebenen Teil reflektierten Wellenfront durch Einsatz, der oben genannten bekannten Lösung, die die Messung von sich teilweise überlappenden Messzonen anwendet, üblicherweise und wie beispielsweise in dem Patent US-5 343 410 beschrieben auf:

- einen Träger, der das zu messende Teil trägt;

- ein gegenüber der Reflexionsfläche des Teils angeordnetes Interferometer, das fähig ist, ein Messlichtstrahlungsbündel auf eine Messzone der Oberfläche abzustrahlen und die Interferenzmuster zu messen, die durch die Reflexionen des Messstrahlungsbündels an der Oberfläche bzw. an einem Bezugsplättchen erzeugt werden, das im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche auf dem Weg des Messstrahlungsbündels angeordnet ist;

- Verschiebungsmittel, die fähig sind, einerseits den Träger in einer ersten Richtung der Ebene des Teils und andererseits das Interferometer in einer zweiten Richtung der Ebene des Teils zu verschieben, die zur ersten Richtung rechtwinklig ist, um das Abtasten des Messstrahlungsbündels an der Oberfläche des Teils zu bewirken, um dem Interferometer zu gestatten, Messungen an einer Vielzahl von Messzonen auszuführen, die die Oberfläche vollständig abdecken, wobei jede der Messzonen von einer benachbarten Messzone wenigstens teilweise in einem Überlappungsbereich überlappt wird; und

- eine Steuerungseinheit, die das Interferometer und die Verschiebungsmittel steuert und ausgehend von den vom Interferometer an allen Messzonen durchgeführten Messungen und nach dem vorgenannten bekannten Prinzip die Form der von dem Teil reflektierten Wellenfront ermittelt.

Die oben beschriebene bekannte Vorrichtung gestattet nicht, die Messungen automatisch durchzuführen. In der Tat erfordert diese Vorrichtung, die vor allem zum Messen von Teilen mit großen Abmessungen bestimmt ist, wie vorher angegeben, einen Träger, der robust ist und eine geeignete Abmessung hat. Es ist dann insbesondere auf Grund des Vorhandenseins von Biegungen und/oder Spiel am Träger sowie an der Befestigung des Teils am Träger technisch unmöglich, eine genaue Parallelität zwischen dem Bezugsplättchen und der zu messenden Oberfläche des Teils, das von diesem Träger getragen wird, bis auf einige Mikrometer über die ganze Oberfläche zu erhalten und aufrechtzuerhalten.

Dieser Nachteil macht es notwendig, vor jeder Messung einer Messzone die Parallelität zwischen dem Bezugsplättchen und der Oberfläche des Teils von Hand zu regeln, was zu einer langen und schwierigen Durchführung führt.

Außerdem gestattet die oben genannte, bekannte Vorrichtung nicht, Messungen durch Transmission durchzuführen, wie dies für bestimmte transparente Teile nötig ist, die gemessen werden sollen.

Die DE-A-42 18 382 beschreibt eine Vorrichtung zum punktuellen Messen der Rauheit der Oberfläche eines Teils mit Hilfe eines Interferometers vom Überlagerertyp. Wenn auf Grund der Rauheit der Oberfläche der Messpunkt eine in Bezug auf die allgemeine Oberfläche des Teils geneigte Oberfläche hat, können die fokussierenden und reflektierten optischen Wellen des Messstrahlungsbündels für diesen nicht wieder durch die Öffnung des Interferometers eintreten. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wird ein Laserstrahl zur Messung der Neigung der Oberfläche verwendet, damit die Position des Messstrahlungsbündels, das auf den Messpunkt fokussiert wird, in Bezug auf die Öffnung des Interferometers eingestellt werden kann. Dieser Laserstrahl wird von einem Sensor erfasst, der die Position des Messstrahlungsbündels steuert.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteilen abzuhelfen. Sie betrifft eine Vorrichtung, die gestattet, schnell und genau die Form der von einem. Teil reflektierten Wellenfront, ausgehend von Interferometermessungen zu ermitteln, die ungeachtet der Größe des Teils automatisch durchgeführt werden können.

Zu diesem Zweck zeichnet sich erfindungsgemäß die Vorrichtung, die aufweist:

- ein gegenüber der Reflexionsfläche des Teils angeordnetes Interferometer, das fähig ist, ein Messlichtstrahlungsbündel auf eine Messzone der Oberfläche abzustrahlen und die Interferenzmuster zu messen, die durch die Reflexionen des Messstrahlungsbündels an der Oberfläche bzw. an einem Bezugsplättchen erzeugt werden, das im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche auf dem Weg des Messstrahlungsbündels angeordnet ist;

- Verschiebungsmittel, die durch ihre Tätigkeit gestatten, das Abtasten des Messstrahlungsbündels an der Oberfläche des Teils zu bewirken, um dem Interferometer zu gestatten, Messungen an einer Vielzahl von Messzonen durchzuführen, die die Oberfläche vollständig abdecken, wobei jede der Messzonen von einer benachbarten Messzone wenigstens teilweise in einem Überlappungsbereich überlappt wird; und

- eine Steuerungseinheit, die das Interferometer und die Verschiebungsmittel steuert und ausgehend von Messungen, die vom Interferometer an allen Messzonen durchgeführt werden, die Form der vom Teil reflektierten Wellenfront ermittelt, wobei die an den Überlappungsbereichen durchgeführten Messungen dazu verwendet werden, die an den entsprechenden benachbarten Messzonen durchgeführten Messungen untereinander anzupassen,

dadurch aus, dass sie außerdem aufweist:

- einen ersten Spiegel, der einstellbar und auf dem Weg des Messstrahlungsbündels zwischen dem Interferometer und dem Teil so angeordnet ist, dass er durch Reflexion das Messstrahlungsbündel rechtwinklig auf die Oberfläche des Teils richtet; und

- einen optischen Sensor, der die Position der Abbildung eines Lichtpunktes des Messstrahlungsbündels ermitteln kann, das von der Oberfläche des Teils reflektiert wird, wobei sich der Lichtpunkt in einer vorher definierten Bezugsposition befindet und die Einstellung des ersten Spiegels so gesteuert wird, dass er die Position der Abbildung des Lichtpunktes, die vom optischen Sensor ermittelt wurde, in die Bezugsposition zurückbringt.

Dank der automatischen Steuerung des ersten Spiegels wird so die für die Messung notwendige Parallelität rechtzeitig genau geregelt, was vermeidet, dass diese Parallelität vor jeder Messung einer Messzone geregelt werden muss.

Folglich kann die Ermittlung der Form der vom Teil reflektierten Wellenfront schnell und genau durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise wird die Einstellung des ersten Spiegels von der Steuerungseinheit gesteuert, die die vom optischen Sensor, beispielsweise einer Kamera vom CCD-Typ, durchgeführten Messungen empfängt.

Außerdem ist vorzugsweise der optische Sensor in das Interferometer integriert.

Darüber hinaus kann zur Optimierung der Verarbeitungen vor jeder Messung einer Messzone die Einstellung des ersten Spiegels ausgehend von der Verarbeitung des mit dem Interferometer gemessenen Interferenzmusters verfeinert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgeführt, dass sie auch die Form der von einem transparenten Teil transmittierten Wellenfront ermitteln kann. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß der Träger wenigstens in dem Abschnitt, der das Teil trägt, so ausgeführt, dass er das Messlichtstrahlungsbündel durchgehen lässt, das vom Interferometer abgestrahlt und vom Teil, das transparent ist, transmittiert wird, und weist die erfindungsgemäße Vorrichtung außerdem einen zweiten, einstellbaren Spiegel auf, der auf der in Bezug auf den Träger und das Teil dem Interferometer entgegengesetzten Seite sowie auf dem Weg des Messstrahlungsbündels angeordnet ist, das vom Interferometer abgestrahlt und entsprechend einer Transmissionsrichtung von dem Teil und dem Träger transmittiert wird, wobei der zweite Spiegel zum transmittierten Messstrahlungsbündel annähernd rechtwinklig angeordnet ist und so eingestellt wird, dass er das Messstrahlungsbündel in der Transmissionsrichtung zurückstrahlt.

Die Vorrichtung gemäß dieser letzteren Ausführungsform gestattet somit gleichzeitig Messungen durch Reflexion und Messungen durch Transmission.

Selbstverständlich kann der zweite Spiegel von Hand eingestellt werden. Vorzugsweise wird jedoch das Einstellen des zweiten Spiegels von der Steuerungseinheit automatisch gesteuert.

Überdies weist vorteilhafterweise die erfindungsgemäße Vorrichtung ein abnehmbares Plättchen mit Abmessungen auf, die wenigstens gleich den Verschiebewegen des Trägers sind, das am Träger angebracht und mit einer Vielzahl von charakteristischen Elementen, beispielsweise Löchern, versehen ist, deren tatsächliche Positionen bekannt sind und mit dem Interferometer gemessen werden können, wobei die jeweiligen Vergleiche zwischen den vom Interferometer gemessenen Positionen und den bekannten, tatsächlichen Positionen dieser charakteristischen Elemente gestatten, die genaue relative Position zwischen dem Träger und dem auf das Teil abgestrahlten Messstrahlungsbündel zu ermitteln.

Die Figuren der beigefügten Zeichnung machen gut verständlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. In diesen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente.

Fig. 1 zeigt, ausgehend von Interferometermessungen, schematisch eine Vorrichtung zum Ermitteln der Form der von einem Teil reflektierten Wellenfront.

Fig. 2 stellt schematisch die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar.

Fig. 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer besonderen Ausführungsform, die gleichzeitig Messungen durch Transmission und Messungen durch Reflexion des Messstrahlungsbündels gestattet.

Die erfindungsgemäße und in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist zum Ermitteln der Form der Wellenfront bestimmt, die von einem im Wesentlichen ebenen und reflektierenden Teil P reflektiert wird.

Genauer ist die Vorrichtung 1 zum Messen der Höhe von nicht dargestellten winzigen "Unebenheiten" und/oder "Vertiefungen" der Oberfläche des Teils P in der zur Ebene OXY rechtwinkligen Richtung OZ bestimmt.

Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 in bekannter Weise auf:

- einen beweglichen Träger S mit allgemein ebener Form, der das Teil P trägt und von Verschiebungsmitteln 3 und 4, wie unten genauer angegeben, in der Ebene OXY verschoben werden kann;

- ein Interferometer I vom gewöhnlichen Typ, das an einem nicht dargestellten Träger gegenüber einer Oberfläche 2 des Teils P befestigt ist, ein Messlichtstrahlungsbündel FM auf eine Messzone ZM der Oberfläche 2 abstrahlen und die Interferenzmuster messen kann, die durch die Reflektionen des Messstrahlungsbündels FM an der Oberfläche 2, wie durch einen Pfeil dargestellt, und an der Fläche 5A eines transparenten Bezugsplättchens 5 erzeugt werden, das im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 2 auf dem Weg des Messstrahlungsbündels FM angeordnet ist, wie durch einen Pfeil dargestellt. Die so erzeugten Interferenzmuster stellen den Abstand zwischen der Reflexionsfläche 5A des Bezugsplättchens 5 und der entsprechenden Messzone ZM der Oberfläche 2 dar;

- die Verschiebungsmittel 3 und 4, die beispielsweise in Form von Schraube und Motor oder von Treibriemen und gezahnter Riemenscheibe ausgeführt sind, die den Träger S entsprechend der Richtung OX, wie durch einen Doppelpfeil dargestellt, und entsprechend der Richtung OY bewegen können, wie durch einen Doppelpfeil dargestellt. Die Verschiebung des Trägers S gestattet dann mittels des Interferometers I Messungen an einer Vielzahl von Messzonen ZM (wovon in Fig. 1 nur einige dargestellt wurden) durchzuführen, die die Oberfläche 2 vollständig abdecken, wobei jede der Messzonen ZM von einer benachbarten Messzone wenigstens teilweise in einem Überlappungsbereich sr überlappt wird. Die an diesen Überlappungsbereichen sr durchgeführten Messungen gestatten die an den entsprechenden benachbarten Messzonen durchgeführten Messungen untereinander anzupassen; und

- eine Steuerungseinheit UC, die das Interferometer I, wie durch eine Verbindung 6 dargestellt, und die Verschiebungsmittel 3 und 4 steuert, wie durch Verbindungen 7 bzw. 8 dargestellt, und ausgehend von den mit dem Interferometer I an allen Messzonen ZM (und somit auch an den Überlappungsbereichen sr) durchgeführten Messungen die Form der von dem Teil P reflektierten Wellenfront ermittelt.

Im Rahmen der Erfindung können die Verschiebungsmittel auch so ausgeführt sein, dass sie:

- das Messstrahlungsbündel in Bezug auf den festen Träger entweder durch eine direkte Verschiebung des Interferometers oder durch eine Ablenkung des Messstrahlungsbündels, beispielsweise mittels eines Satzes von beweglichen Spiegeln, verschieben; oder

- den Träger in einer Richtung der Ebene OXY und das Interferometer in einer zweiten Richtung der Ebene OXY verschieben, die zur ersten Richtung rechtwinklig ist.

Es ist bekannt, dass es, um genaue Messungen zu erhalten, nötig ist, eine sehr gute Parallelität zwischen der Fläche 5A des Bezugsplättchens 5 und der Oberfläche des Teils P zu haben. Nun ist aber, insbesondere wegen des Vorhandenseins von Biegungen und/oder Spiel am Träger S sowie an der nicht dargestellten Befestigung P am Träger S diese Forderung vor allem für Träger mit großen Abmessungen nicht erfüllt.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, besteht eine (wenig zufriedenstellende) Lösung darin, vor der Messung jeder Messzone ZM die Parallelität von Hand zu messen, was zu einer umfangreichen und langen Durchführung (Dauer der Regelung, Dauer der Thermalisierung) führt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 soll diese Nachteile beheben. Zu diesem Zweck weist sie erfindungsgemäß, wie in Fig. 2 dargestellt, zusätzlich zu den oben genannten Elementen auf:

- einen Spiegel M1, der einstellbar, wie durch Pfeile angegeben, und auf dem Weg des Messstrahlungsbündels FM zwischen dem Interferometer I, das in geeigneter Weise angeordnet ist, und dem Teil P so angeordnet ist, dass er durch Reflexion das Messstrahlungsbündel FM rechtwinklig auf die Oberfläche 2 des Teils P richtet; und.

- einen optischen Sensor CO, der in das Interferometer I integriert ist und die Position der Abbildung eines schematisch dargestellten Lichtpunktes PO des Strahlungsbündels FM ermitteln kann, das von der Oberfläche 2 des Teils P reflektiert wird, wobei der Lichtpunkt PO sich in einer vorher definierten Bezugsposition befindet und die Einstellung des Spiegels M1 so gesteuert wird, dass er die vom optischen Sensor CO ermittelte Position der Abbildung des Lichtpunktes PO in die Bezugsposition zurückbringt.

Der Spiegel M1 wird automatisch und rechtzeitig, wie durch eine Verbindung L1 angegeben, mit Hilfe eines Steuerungsmittels, vorzugsweise die Steuerungseinheit UC, gesteuert, die, ausgehend von den Messungen, in Echtzeit die Steuerbefehle für den. Spiegel M1 ermittelt, die vom optischen Sensor CO durchgeführt werden, der eine Kamera vom CCD-Typ sein kann.

Dank der automatischen und kontinuierlichen Steuerung des Spiegels M1 wird so die für die Messung eines Teils P notwendige Parallelität rechtzeitig genau geregelt.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nur die Durchführung von Messungen durch Reflexion des Messstrahlungsbündels FM am Teil P.

In Fig. 3 wurde eine weitere Ausführungsform schematisch dargestellt, die außer Messungen bei Reflexion auch Messungen bei Transmission des Messstrahlungsbündels FM durch ein (für das Messstrahlungsbündel FM) transparentes Teil P gestattet.

In diesem Fall weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die folgenden Merkmale auf:

- der Träger S ist auf einem Abschnitt S1, der wenigstens dem das Teil P tragenden Abschnitt entspricht, so ausgeführt, dass er das Messlichtstrahlungsbündel FM hindurchgehen lässt, das vom Interferometer I abgestrahlt und vom Teil P, das transparent ist, transmittiert wird; und

- die Vorrichtung 1 weist außerdem einen einstellbaren Spiegel M2 auf, wie durch Pfeile angegeben, der gegenüber der Fläche 9 des Trägers S, die derjenigen 10 entgegengesetzt ist, die das Teil P trägt, und auf dem Weg des Messstrahlungsbündels FM angeordnet ist, das vom Interferometer I abgestrahlt und entsprechend einer Transmissionsrichtung D1 von dem Teil P und dem Träger 5 transmittiert wird, wobei der Spiegel M2 zum transmittierten Messstrahlungsbündel FM annähernd rechtwinklig angeordnet ist und so eingestellt wird, dass er das Strahlungsbündel FM in der Transmissionsrichtung D1 zurückstrahlt.

So können dank der Rückstrahlung des Lichtstrahlungsbündels FM zum Interferometer I durch den Spiegel M2 die Interferometermessungen vorgenommen werden, die für die Durchführung der Erfindung notwendig sind.

Außerdem kann durch genaue Einstellung des Spiegels M2 jegliches Problem mit dem Fehler der Parallelität in der Vorrichtung 1 vermieden werden, da die Bewegungen des Teils P die Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahlungsbündels, das es durchquert, nicht beeinflussen.

Der Spiegel M2, dessen Einstellung über eine Verbindung L2 gesteuert wird, die beispielsweise mit der Steuerungseinheit UC (in Fig. 2 und 3 nicht dargestellt) verbunden ist, ist vorzugsweise motorisiert, aber nicht automatisiert, um vor den Messungen die Kollimation aus der Ferne regeln zu können, ohne deswegen das thermische Gleichgewicht der. Vorrichtung 1 zu stören.

Folglich kann die Vorrichtung von Fig. 3:

- entweder Messungen bei Transmission, für welche der Spiegel M2 zur Einstellung der Kollimation und der Spiegel M1 dazu dient, das Messstrahlungsbündel FM auf das Teil P zu richten;

- oder Messungen bei Reflexion durchführen, für welche der Spiegel M1 die Kollimation ausführt und der Spiegel M2 ungenutzt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist außerdem ein abnehmbares Plättchen PL, in Fig. 1 teilweise dargestellt, mit Abmessungen wenigstens gleich den Verschiebewegen des Trägers S auf. Dieses Plättchen PL, das am Träger S angebracht sein kann, ist mit einer Vielzahl von charakteristischen Elementen EC versehen, deren tatsächliche Positionen bekannt sind und mit dem Interferometer gemessen werden können. Im dargestellten Beispiel sind die charakteristischen Elemente EC Löcher, beispielsweise mit einem Durchmesser von 5 mm, die in der Ebene des Plättchens PL einen Abstand von 20 bis 50 mm voneinander haben. Die jeweiligen Vergleiche zwischen den vom Interferometer I gemessenen Positionen und den bekannten, tatsächlichen Positionen dieser charakteristischen Elemente EC gestatten die genaue relative Position zwischen dem Träger S und dem auf das Teil P abgestrahlten Lichtstrahlungsbündel FM zu ermitteln.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Ermitteln der Form der von einem im Wesentlichen ebenen Teil (P) reflektierten Wellenfront, wobei die Vorrichtung (1) aufweist:

- einen Träger (S), der das Teil (P) trägt;

- ein gegenüber der Reflexionsfläche (2) des Teils (P) angeordnetes Interferometer (I), das fähig ist, ein Messlichtstrahlungsbündel (FM) auf eine Messzone (ZM) der Oberfläche (2) abzustrahlen und die Interferenzmuster zu messen, die durch die Reflexionen des Messstrahlungsbündels (FM) an der Oberfläche (2) bzw. an einem Bezugsplättchen (5) erzeugt werden, das im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche (2) auf dem Weg des Messstrahlungsbündels (FM) angeordnet ist;

- Verschiebungsmittel (3, 4), die durch ihre Tätigkeit gestatten, das Abtasten des Messstrahlungsbündels (FM) an der Oberfläche (2) des Teils zu bewirken, um dem Interferometer (I) zu gestatten, Messungen an einer Vielzahl von Messzonen (ZM) durchzuführen, die die Oberfläche (2) vollständig abdecken, wobei jede der Messzonen (ZM) von einer benachbarten Messzone wenigstens teilweise in einem Überlappungsbereich (sr) überlappt wird; und

- eine Steuerungseinheit (UC), die das Interferometer (I) und die Verschiebungsmittel (3, 4) steuert und ausgehend von Messungen, die vom Interferometer (I) an allen Messzonen (ZM) durchgeführt werden, die Form der vom Teil (P) reflektierten Wellenfront ermittelt, wobei die an den Überlappungsbereichen (sr) durchgeführten Messungen dazu verwendet werden, die an den entsprechenden benachbarten Messzonen (ZM) durchgeführten Messungen untereinander anzupassen,

dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem aufweist.

- einen ersten Spiegel (M1), der einstellbar und auf dem Weg des Messstrahlungsbündels (FM) zwischen dem Interferometer (I) und dem Teil (P) so angeordnet ist, dass er durch Reflexion das Messstrahlungsbündel (FM) rechtwinklig auf die Oberfläche (2) des Teils (P) richtet; und

- einen optischen Sensor (CO), der die Position der Abbildung eines Lichtpunktes (PO) des Messstrahlungsbündels (FM) ermitteln kann, das von der Oberfläche (2) des Teils (P) reflektiert wird, wobei sich der Lichtpunkt (PO) in einer vorher definierten Bezugsposition befindet und die Einstellung des Spiegels (M1) so gesteuert wird, dass er die vom optischen Sensor (CO) ermittelte Position der Abbildung des Lichtpunktes (PO) in die Bezugsposition zurückbringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Spiegels (M1) von der Steuerungseinheit (UC) gesteuert wird, die die vom optischen Sensor (CO) durchgeführten Messungen empfängt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (CO) in das Interferometer (I) integriert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Messung einer Messzone (ZM) die Einstellung des ersten Spiegels (M1) ausgehend von der Verarbeitung des mit dem Interferometer (I) gemessenen Interferenzmusters, verfeinert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die die Form der Wellenfront ermitteln kann, die von einem für das Messlichtstrahlungsbündel (FM) transparenten Teil (P) mit im Wesentlichen parallelen Flächen transmittiert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (S) wenigstens in dem Abschnitt, der das Teil (P) trägt, so ausgeführt ist, dass er das Messlichtstrahlungsbündel (FM) durchgehen lässt, das vom Interferometer (I) abgestrahlt und vom Teil (P), das transparent ist, transmittiert wird, und dass die Vorrichtung (1) außerdem einen zweiten, einstellbaren Spiegel (M2) aufweist, der auf der in Bezug auf den Träger (S) und das Teil (P) dem Interferometer (I) entgegengesetzten Seite und auf dem Weg des Messstrahlungsbündels (FM) angeordnet ist, das vom Interferometer (I) abgestrahlt und entsprechend einer Transmissionsrichtung (D1) von dem Teil (P) und dem Träger (S) transmittiert wird, wobei der zweite Spiegel (M2) zum transmittierten Messstrahlungsbündel (FM) annähernd rechtwinklig angeordnet ist und so eingestellt wird, dass er das Messstrahlungsbündel (FM) in der Transmissionsrichtung (D) zurückstrahlt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen des zweiten Spiegels (M2) von der Steuerungseinheit (UC) gesteuert wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein abnehmbares Plättchen (PL) mit Abmessungen aufweist, die wenigstens gleich den Verschiebewegen des Trägers (S) sind, das am Träger (S) angebracht und mit einer Vielzahl von charakteristischen Elementen (EC) versehen ist, deren tatsächliche Positionen bekannt sind und mit dem Interferometer (I) gemessen werden können, wobei die jeweiligen Vergleiche zwischen den mit dem Interferometer (I) gemessenen Positionen und den bekannten, tatsächlichen Positionen dieser charakteristischen Elemente (EC) gestatten, die relative Position zwischen dem Träger (S) und dem auf das Teil (P) abgestrahlten Messstrahlungsbündel (FM) zu ermitteln.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristischen Elemente (EC) Löcher sind, die in das Plättchen (PL) gebohrt wurden.







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