用于薄晶片的振动与环境隔离的腔室的制作方法

用于薄晶片的振动与环境隔离的腔室
1.本技术根据35 usc
§
119(e)要求于2019年12月3日提交的美国临时专利申请第62/942,947号的优先权，并且其全部内容通过引用其整体的方式并入本文。
技术领域
2.本说明书总体上涉及光学计量学，并且更具体地，涉及一种用于在菲索(fizeau)干涉仪中对薄晶片进行振动和环境隔离的设备。


背景技术：

3.在干涉测量中，可使用在从参考表面反射的光与来自被测表面的光之间产生的干涉条纹，对各种类型的光学部件获得高精度的表面测量。菲索干涉仪是可用于测量各种光学表面的这种类型的仪器，特别是具有相对较大直径的球形表面或平面表面。
4.具体而言，薄且大直径的晶片对于外部影响(诸如地板振动、气流、声学、温度及湿度)是敏感的。然而，在某些产业中，晶片的测量需要亚纳米级分辨率。
5.因此，需要有一种将薄晶片与振动和环境力隔离的干涉仪。


技术实现要素：

6.根据本文揭示的第一方面，一种测量腔包括：圆柱形腔室，具有第一开口端和第二开口端；第一盖和第二盖，第一盖覆盖圆柱形腔室的第一开口端，第二盖覆盖圆柱形腔室的第二开口端，其中第一盖和第二盖气密地密封圆柱形腔室，并且其中第一盖刚性地耦合到第二盖；及晶片保持器，定位在圆柱形腔室内并且耦合到圆柱形腔室，此晶片保持器具有60hz的输入力f的第一传递率其中圆柱形腔具有质量m、刚度k及阻尼常数c，其被配置为使得在测量腔中的60hz的输入力f的第二传递率比第一传递率小至少10倍，并且其中测量腔具有大于300hz的自然频率。
7.根据本文揭示的第二方面，一种测量腔包括根据第一方面的测量腔，其中第一盖、第二盖、或第一盖和第二盖包括参考光学器件，通过参考光学器件可进行一个或更多个干涉测量或光学测量。
8.根据本文揭示的第三方面，一种测量腔包括根据第一方面或第二方面的测量腔，其中第一盖和第二盖包括参考光学器件，通过参考光学器件可进行一个或更多个干涉测量或光学测量。
9.根据本文揭示的第四方面，一种测量腔包括根据第一方面到第三方面的测量腔，其中参考光学器件包括安装在边框内的玻璃基板。
10.根据本文揭示的第五方面，一种测量腔包括根据第四方面的测量腔，其中边框由金属形成。
11.根据本文揭示的第六方面，一种测量腔包括根据第四方面或第五方面的测量腔，其中边框刚性地耦合到圆柱形腔室。
12.根据本文揭示的第七方面，一种测量腔包括根据第六方面的测量腔，其中边框被螺栓连接到圆柱形腔室。
13.根据本文揭示的第八方面，一种测量腔包括根据第四方面到第七方面中的任一方面的测量腔，其中环氧树脂将玻璃基板密封在边框内。
14.根据本文揭示的第九方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中晶片保持器刚性地耦合到圆柱形腔室。
15.根据本文揭示的第十方面，一种测量腔包括根据第一方面到第八方面中的任一方面的测量腔，其中晶片保持器经由一个或更多个弹簧耦合到圆柱形腔室。
16.根据本文揭示的第十一方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中晶片保持器被配置为在不接触晶片的第一侧表面和第二侧表面的情况下保持晶片。
17.根据本文揭示的第十二方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中第一盖经由夹具刚性地耦合到第二盖。
18.根据本文揭示的第十三方面，一种测量腔包括根据第一方面到第十一方面中的任一方面的测量腔，其中第一盖经由一个或更多个螺栓刚性地耦合到第二盖。
19.根据本文揭示的第十四方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中圆柱形腔室在第一盖的第一面与第二盖的第一面之间设置间隙。
20.根据本文揭示的第十五方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中圆柱形腔室由金属或基于金属的基底形成。
21.根据本文揭示的第十六方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中圆柱形腔室由铝基基板或不锈钢形成。
22.根据本文揭示的第十七方面，一种测量腔包括根据任一先前方面的测量腔，其中第一盖和第二盖相对于彼此以非变形配置来安装。
23.根据本文揭示的第十八方面，一种干涉仪包括根据任一先前方面的测量腔。
24.根据本文揭示的第十九方面，一种干涉仪包括根据第十八方面的干涉仪，其中干涉仪从第一盖和第二盖中的一者进行测量。
25.根据本文揭示的第二十方面，一种干涉仪包括根据第十八方面的干涉仪，其中干涉仪是复合干涉仪，并且从第一盖和第二盖进行测量。
26.额外的特征和优点将在下面的详细描述中阐述，并且从描述或通过实践本文所述的实施例(包括下面的详细描述、权利要求以及附图)，其部分对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
27.应理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述都描述了各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的本质和特征的概述或框架。包括了附图以提供对各种实施例的进一步理解，并且附图是并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图示出了本文所述的各种实施例，并且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
28.图1a是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的包括测量腔的复合干涉仪的图；
29.图1b是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的描绘用于在测量腔内产生干
涉图案的多个反射的测量腔的图；
30.图2是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的包括晶片的测量腔的剖视图；
31.图3是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的可形成测量腔的盖的光学参考的俯视图；
32.图4是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的包括由弹簧安装式晶片保持器保持的晶片的测量腔的剖视图；
33.图5是根据本文所示和所述的一个或多个实施例的已去除第一盖以描绘晶片保持器的测量腔的顶视图；
34.图6是示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的具有不同质量的测量腔的传递率(y轴)与频率(x轴；以赫兹(hz)为单位)的函数关系的波德(bode)图；
35.图7是示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的具有不同刚度的测量腔的传递率(y轴)与频率(x轴；以赫兹(hz)为单位)的函数关系的波德图；
36.图8是示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的具有不同阻尼的测量腔的传递率(y轴)与频率(x轴；以赫兹(hz)为单位)的函数关系的波德图；及
37.图9是示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的晶片安装座和包括晶片安装座的腔的传递率(y轴)与频率(x轴；以赫兹(hz)为单位)的函数关系的波德图。
具体实施方式
38.现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中示出。只要可能，在所有附图中将使用相同的参考标号表示相同或相似的部件。
39.在本文中，范围可表达为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地，当通过使用先行词“大约”将值表达为近似值时，将理解的是，特定值形成另一实施例。进一步将理解的是，每个范围的端点相对于另一个端点及独立于另一个端点都是显著的。
40.本文所用的方向性术语(例如：上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅是参考所绘的附图进行，并不旨在表示绝对定向。
41.除非另有明确说明，否则并不打算将本文阐述的任何方法解释为要求以特定顺序执行其步骤，也不需要以任何设备特定的方向进行。因此，在方法权利要求没有实际记载其步骤应遵循的顺序的情况下，或者在任何设备权利要求没有实际记载各别部件的顺序或定向的情况下，或者在权利要求书或说明书中没有具体说明，步骤被限制为特定顺序，或者没记载设备的部件的特定顺序或定向，无论如何，并不打算要推断顺序或定向。这适用于任何可能的非表达的解释基础，包括：有关步骤的安排、操作流程、部件的顺序或部件的定向的逻辑问题；源自语法组织或标点符号的一般性意义；及说明书中描述的实施例的数量或类型。
42.除非上下文另外明确指出，如本文所用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”及“该”包括复数指示物。因此，例如，除非上下文另外明确指出，否则对“一”部件的参考包括具有两个或更多个这样的部件的方面。
43.术语“由
……
形成”可意味着包括、基本上由
……
组成或由
……
组成中的一个或多个。例如，由特定材料形成的部件可包括特定材料、基本上由特定材料组成或由特定材料组
成。
44.图1a描绘了根据各种实施例的干涉仪10。图1a中的干涉仪10是复合干涉仪，其包括用于测量晶片106的相对的第一侧表面16和第二侧表面18的上干涉仪12和下干涉仪14。尽管图1a将干涉仪10描绘为被配置为从第一侧表面16和第二侧表面18测量晶片106的复合干涉仪，但是可预期其他类型的干涉仪，包括从一侧来测量晶片106的单个干涉仪。此外，尽管在本文中描述为用于测量晶片106，但是可预期的是，干涉仪10可用于测量任何不透明测试部件，此些不透明测试部件是由在由干涉仪12和14传播的频率范围内不传递的材料制成，或是充分散射以排除这样的频率的有序传递。
45.上干涉仪12和下干涉仪14分别包括第一照明器22和第二照明器24，其可包括用于输出相干的第一测量光束46和第二测量光束48的常规光源26和28及光束整形器30和32。例如，光源26和28可以是半导体二极管激光，并且光束整形器30和32可包括用于影响测量光束46和48内的光分布的光束扩展器和调节器。
46.第一测量光束46和第二测量光束48在其各自的上干涉仪12和下干涉仪14内，通过第一快门34和第二快门36传播到第一分束器38和第二分束器40，其中第一测量光束46和第二测量光束48被引导(例如，传递)到第一测量臂42和第二测量臂44中。可由共同的处理器/控制器100来协调第一快门34和第二快门36的打开和关闭，用于交替地阻挡第一测量光束46和第二测量光束48中的一者或另一者的传播，以防止来自一个干涉仪12或14的光与来自另一干涉仪14或12的光进行混合。第一分束器38和第二分束器40可采用膜片分束器、分束器立方体或基于分束振幅或偏振的分束器板的形式。
47.测量臂42和44包括在壳体51和53内的双功能光学器件50和52，其有助于对晶片106进行照明和成像。双光学器件50和52的照明功能通常提供作为调整测量光束46和48的相应波前的大小和形状，以标称上匹配晶片106的相对的侧表面16和18的形状。
48.如图1b所示，第一测量臂42和第二测量臂44还包括第一盖206和第二盖208，其包括具有第一参考表面58和第二参考表面60的参考光学器件(例如，菲索楔形)，用于将第一测量光束46和第二测量光束48的一部分反射为参考光束62和64。参考光学器件被选择为在由干涉仪12和14传播的频率范围内是传递的。尽管在本文的各种实施例中被描述为包括在第一盖206和第二盖208中，但是可预期的是，在一些实施例中，参考光学器件可以独立于盖。测量光束46和48的剩余部分传播通过第一盖206、第二盖208，并且测量光束46和48的剩余部分的某些横向部分将从晶片106的相对的侧表面16和18反射为测试物体光束66和68。
49.测试物体光束66在参考表面58处与参考光束62结合，以形成记录第一侧表面16与参考表面58之间的差异的干涉图案(未示出)。此外，测试物体光束68在参考表面60处与参考光束64结合，以形成记录第二侧表面18与参考表面60之间的差异的干涉图案(未示出)。
50.反射的测试物体光束66和参考光束62均沿着共同的光学通路通过测量臂42传播到分束器38，其中至少部分光束66和62被引导(例如，反射)到上干涉仪12的记录臂78中。类似地，反射的测试物体光束68和参考光束64均沿着共同的光学通路通过测量臂44传播到分束器40，其中至少部分光束68和64被引导(例如，反射)到下干涉仪14的记录臂80中。
51.返回图1a，在记录臂78内，在第一参考表面58处形成的干涉图案被成像在照相机86的检测器表面82上。类似地，在记录臂80内，在第二参考表面60处形成的干涉图案被成像在照相机88的检测器表面84上。检测器表面82和84可包括用于在整个视场中测量光束强度
的检测器阵列，此视场包围晶片106的相对的侧表面16和18。双光学器件50和52可有助于将参考图像形成在检测器表面82和84上。然而，照相机86和88可包括成像光学器件74和76或与成像光学器件74和76相关联，用于调整参考图像在检测器表面82和84上的成像的大小或以其他方式完成参考图像在检测器表面82和84上的成像。
52.在图1a和图1b中，第一盖206和第二盖208通过圆柱形腔室204物理地互连，以形成测量腔200。测量腔200保护且保留由两个参考表面58和60形成的光学参考腔108的整体完整性。在各种实施例中，测量腔额外地使晶片106与环境力和振动力隔离。在图2中示出了示例性测量腔200。特别是，图2示出了包括晶片106的测量腔200的剖视图。
53.如图2所示，晶片106通过晶片保持器202固定在测量腔200内，晶片保持器202定位在圆柱形腔室204内并且耦合到圆柱形腔室204。圆柱形腔室204具有第一开口端和与第一开口端相对的第二开口端。第一盖206覆盖圆柱形腔室204的第一开口端，并且第二盖208覆盖圆柱形腔室204的第二开口端。在各种实施例中，第一盖206和第二盖208气密地密封圆柱形腔室204。
54.在各种实施例中，圆柱形腔室204由金属或基于金属的基板形成。例如，圆柱形腔室204可由铝基基板或不锈钢形成。可预期其他材料，只要它们能够使测量腔的内部与测量腔的外部隔离即可。尽管在图2所绘的实施例中，圆柱形腔室204包括支撑晶片保持器202的唇缘，但是在实施例中，圆柱形腔室204的内部可由从第一开口端到第二开口端的直且平坦的壁来限定。其他配置也是可能的且可预期的，并且可基于圆柱形腔室204的特定应用来选择。
55.在各种实施例中，第一盖206刚性地耦合到第二盖208。第一盖206与第二盖208的刚性耦合维持第一盖与第二盖之间的对准，从而使得这些盖能够用作菲索光学器件和参考表面，同时减少误差且能够增加分辨率，这将于下文更详细地描述。在实施例中，圆柱形腔室204在第一盖206的参考表面58与第二盖208的参考表面60之间设置间隙。例如，如图2所示，第一盖206和第二盖208中的每一者皆可与圆柱形腔室204的相应端接触，以在参考表面58和60之间维持恒定的距离。
56.在实施例中，除了圆柱形腔室204之外的机械结构用于在参考表面58和60之间设置间隙。例如，两个或更多个间隔销(未示出)可用于在参考表面58和60之间限定间隙。间隔销或其他机械结构可由热稳定的材料(诸如，因钢)制成。间隔销可延伸通过圆柱形腔室204中的凹槽，以接触第一盖206和第二盖208。在运动学上，第一盖206和第二盖208的刚性耦合确保了参考表面58和60受到相同的运动，就好像单个主体的一部分。因此，影响两个参考表面58或60中的一者的任何运动类似地影响两个参考表面60或58中的另一者。在各种实施例中，参考表面58和60之间的间隙是基本上统一的(例如，间隙在参考表面的区域上方变化小于10μm)。
57.不论第一盖206和第二盖208如何彼此刚性地耦合，在各种实施例中，第一盖206和第二盖208相对于彼此处于低应力或无应力配置，以免使菲索光学器件变形。在各种实施例中，第一盖206和第二盖208相对于彼此的配置导致第一盖206和第二盖208变形小于10μm。在实施例中，第一盖206和第二盖208相对于彼此以非变形配置来安装。
58.如上所述，在各种实施例中，第一盖206、第二盖208或第一盖206和第二盖208两者包括参考光学器件，通过参考光学器件可进行一个或多个干涉测量或光学测量。当参考光
学器件是菲索光学器件时，第一盖206和第二盖208可以是契形的形式，其中一个表面相对于相对表面成大约1度角。设置此角度，使得离开倾斜表面的反射不会返回照相机，并且不会干扰测试光束或参考光束。应理解的是，可采用参考光学器件的其他设计，并且可从晶片106的一侧或两侧进行光学测量。
59.在各种实施例中，盖的至少一部分可由玻璃或另一光学透明材料形成。在一些实施例中，诸如图2中所示的实施例，整个第一盖206和/或第二盖208可以是玻璃基板，并且整个盖可以是光学参考。在一些实施例中，如图3所示，光学参考300可包括安装在边框304或其他环形壳体内的菲索楔302。环氧树脂或其他黏合剂可用于将菲索楔302固定且密封在边框304内。
60.边框304可由金属(诸如铝或不锈钢)或另一材料形成，此材料足以将菲索楔302刚性地保持在适当位置并且与圆柱形腔室204形成气密密封。在各种实施例中，边框304刚性地耦合到圆柱形腔室204，并且可使用黏合剂或螺栓来固定在适当位置。例如，螺栓402(在图4中示出)可穿过边框304中的孔306，以将光学参考300固定到圆柱形腔室204(在图3中未示出)。
61.在各种实施例中，诸如其中第一盖206和第二盖208完全由玻璃基板形成而没有边框304以使盖能够被螺栓连接到圆柱形腔室204的实施例，可使用环氧树脂或其他黏合剂，来将第一盖206和/或第二盖208耦合到圆柱形腔室204。然而，在各种实施例中，为了使一个或两个盖能够从圆柱形腔室204移除，诸如插入或移除晶片106，在实施例中，可将第一盖206和/或第二盖208可移除地密封到圆柱形腔室204。例如，第一盖206和第二盖208可分别定位在圆柱形腔室204的第一开口端和第二开口端上方，并且可以被夹持或以其他方式固定在适当位置。
62.返回图2，在实施例中，垫圈210(诸如o形环或其他弹性体密封件或包括铜焊的金属密封件)定位在每个盖与圆柱形腔室204之间，以确保测量腔200是气密的。不受限于理论，建立气密腔室可减少或消除气流对晶片106的影响，以及提供晶片106的声学隔离。还应注意的是，通过使测量腔200气密，可减少晶片106上的温度和湿度变化的影响。
63.如图2、图4及图5所示，晶片106由晶片保持器202定位。晶片保持器202可刚性地耦合或以中间阻尼耦合到圆柱形腔室204。例如，如图4和图5所示，晶片保持器202可被螺栓连接或黏附到圆柱形腔室204，或者晶片保持器202可经由一个或更多个弹簧404耦合到圆柱形腔室204。
64.在图4和图5所绘的实施例中，晶片保持器202经由一个或更多个致动器406和弹簧404耦合到圆柱形腔室204。取决于特定的实施例，致动器406和弹簧404使得晶片保持器202能够相对于圆柱形腔室204来升高、降低或倾斜。弹簧404提供返回力，以使致动器保持与安装在第二盖208的v形槽408接触。在各种实施例中，可改变弹簧的刚度，以改变从圆柱形腔室204到晶片保持器202且因此到晶片106的力的阻尼和传递率。
65.晶片保持器202进一步包括一个或更多个晶片安装座410，晶片安装座410被配置为接收晶片106。在图5所示的实施例中，晶片安装座410形成三点安装座，此三点安装座将晶片106固定在测量腔200内。然而，可预期的是，可以其他方式配置晶片保持器202和/或晶片安装座410。例如，在一些实施例中，晶片保持器202可被配置为使得它们不接触晶片106的第一侧表面16和第二侧表面18，或者使得它们仅防止晶片106移动到边界之外，诸如在使
用空气轴承来定位晶片106的实施例中。在实施例中，晶片保持器202提供尽可能少的晶片106遮蔽。无论所采用的特定晶片安装座410和晶片保持器202如何，在各种实施例中，晶片106以“自由状态”或“准自由状态”设置在测量腔200内。换句话说，晶片106的第一侧表面16和第二侧表面18未安装到、接触着或压着另一结构(诸如晶片保持器202)。
66.再次返回图1a，在其中由测量光束46和48的一部分照明晶片106的测量期间，晶片106被安装为好像测量腔200的一部分，用于在晶片106的相对的侧表面16和18与盖206和208的参考表面58和60之间维持恒定的间隔和定向。因此，在上干涉仪12和下干涉仪14内形成的干涉图案受到影响整个测量腔200的干扰的影响最小。再者，至少其中一个盖(例如，第一盖206)与其测量臂(例如，图1中的测量臂42)的剩余部分断开。例如，测量臂42的壳体51没有直接物理地连接到第一盖206，而与作为测量腔200的一部分的安装无关。反而是，测量臂42的壳体51经由凸缘120和轴环122安装到基座124，基座124优选地具有相当大的质量(例如，作为花岗岩板片或钢板)，以使上干涉仪12与环境干扰隔离。然而，测量腔200通过轴环126连接到测量臂44的壳体53，并且测量臂44的壳体53通过凸缘128连接到基座124。通过将其中一个盖206(及相应的其中一个光学参考)与其测量臂42的剩余部分分开，两个盖206、208不会受到不同的移动、传递或其他与其不同的测量臂42和44相关的干扰。测量腔200与其中一个测量臂42的隔离减少了将两个参考表面58和60维持在恒定的间隔和相对定向的对测量腔200的结构需求。可预期的是，在实施例中，测量腔200可与测量臂42、44两者断开。
67.不受限于理论，相信的是，会通过环境中的共振频率在光学元件(包括第一盖206和第二盖208)、晶片106或这两者中引起非接触振动。因此，在各种实施例中，测量腔200被设计成减少或最小化振动传递。特别是，为了致能晶片106的亚纳米级测量，在各种实施例中，测量腔200被专门设计成基于晶片106的自然频率来减少或阻挡可传递频率的区域。
68.来自外部环境的振动以时间相关的(例如，振荡的)力传递到干涉仪10并且通过干涉仪10传递到测量腔200。这样的力不利于在晶片106的第一表面16和第二表面18处进行的测量的分辨率，因为它们会引起晶片106相对于第一盖206和/或第二盖208的运动。此运动还会影响对齐、第一表面16与参考表面58之间的间隔、及第二表面18与参考表面60之间的间隔。因此，希望的是，使振动力通过测量腔200和在测量腔200内的传递最小化。
69.系统内的力的传递率可根据以下等式(1)表示为质量、刚度及阻尼的函数
[0070][0071]
其中m是系统的质量，k是系统的刚度，c是系统的黏性阻尼，f是施加到系统的外部激发力(例如，与外部振动相关的力)的大小(也称为“输入力”)，w是施加到系统的外部力的频率，及x是系统在光轴方向上(例如，如图1a和图1b所示的y轴方向上)的位移。
[0072]
在各种实施例中，除了上述减少对光学部件(例如，盖206和208，菲索楔302)和/或晶片106的干扰的技术之外，测量腔200具有相当大的质量。测量腔200的质量m可改变测量腔200的自然频率，并且增加激发(振动)测量腔200所需的能量(力)的量。
[0073]
图6是从等式(1)得到的波德图，并且示出了测量腔的质量对具有大小f和位移x的
输入力的传递率与输入力的频率w的函数关系的影响。特别要关注的是，频率为60hz的输入力的传递率，60hz频率对应到300mm晶片的自然频率，并且还是在美国常见的电源频率。因此，建筑物中的电力可产生足以在测量腔200中的300mm晶片中引起振动的振动输入力。因此，抑制具有60hz频率的输入力是改善测量腔的干涉测量的分辨率的重要设计目标。
[0074]
在图6中，改变测量腔的质量并且计算传递率。如图6所示，将质量从1x增加到8x会使60hz的输入力的传递率从大约1.00e-05(1.00x10-5
)降低到大约1.00e-06(1.00x10-6
)。额外地，可见到的是，增加质量还降低了系统的自然频率(对应于图6中所示的尖峰的频率，并且代表在测量腔中最有效地传递的力的频率)。因此，在各种实施例中，测量腔具有有效地使60hz的输入力的传递率降低至少10倍的质量。在各种实施例中，选择测量腔的质量，使得测量腔具有大于300hz的自然频率并且具有大于单独的晶片保持器202的10倍的质量。
[0075]
如上面等式(1)所示，系统的刚度也对输入力的传递率有影响。图7是波德图，其使用基于等式(1)的计算，示出了测量腔的刚度对具有大小f和位移x的输入力的传递率与输入力的频率w的函数关系的影响。在图7中，改变测量腔的刚度并且计算传递率。如图7所示，类似于增加质量，增加刚度会降低具有60hz频率的输入力的传递率。然而，增加刚度并不会移动系统的自然频率。因此，在各种实施例中，测量腔200具有有效地使60hz的输入力的传递率降低至少10倍的刚度。在各种实施例中，选择测量腔的刚度，使得测量腔具有大于300hz的自然频率。
[0076]
系统的阻尼也对输入力的传递率有影响。图8是波德图，其使用基于等式(1)的计算，示出了测量腔的阻尼常数c对具有大小f和位移x的输入力的传递率与输入力的频率w的函数关系的影响。在图8中，改变测量腔的阻尼常数c并且计算传递率。如图8所示，除了自然频率之外，增加阻尼常数c对传递率没有影响，并且在60hz下没有影响。
[0077]
示例
[0078]
为了显示测量腔的功能性能，将代表性的测量腔200与其内部晶片保持器202进行比较。测量腔200被设计成使得其质量为50kg且第一自然频率为大约450hz，导致1x10
7 n/m的刚度。在没有这样的腔的情况下，晶片保持器(安装座)202自身具有1kg的质量和300hz的第一共振频率，导致4
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104n/m的刚度。使用这些数值示例和等式(1)，图9中的最终波德图将晶片保持器202和测量腔200的相对传递率进行比较。在60hz的相关频率下，通过将晶片保持器(安装座)202并入测量腔200内，传递率降低了4个数量级(10,000倍)。此外，系统的自然频率降低了7倍。注意到的是，在比较情况时，阻尼率保持恒定，并且出于计算目的已将其设置为0.01。
[0079]
因此，在各种实施例中，选择测量腔200的质量、刚度和/或阻尼常数，以减少源自测量腔200外部的通过测量腔200的输入力的传递率。这样的力的示例包括地板振动、电噪声及声学噪声。各种实施例的测量腔200也是气密的，以减少气流对晶片的影响并提供晶片106的声学隔离。测量腔200的这些特征可额外地减少温度和湿度波动对晶片106的影响。因此，本文的各种实施例提供了能够使光学测量具有改善的分辨率的测量腔。
[0080]
在实施例中，晶片保持器具有60hz的输入力f的第一传递率并且圆柱形腔室具有质量m、刚度k及阻尼常数c，其被配置为使得测量腔具有60hz的输入力f的第二传递率
其中当测量腔具有大于300hz的自然频率时，第二传递率比第一传递率小至少3倍，或小至少5倍，或小至少10倍，或小至少20倍。
[0081]
对于本领域中的技术人员明显的是，可以在不背离所要求保护的主题的精神或范围的情况下对如本文中所描述的实施例作出各种更改和变化。因此，本说明书旨在覆盖本文描述的各种实施例的修改和变化，只要这些修改和变化落入所附权利要求及其等同物的范围内。