DE102009025562A1 - Method for optically examining layers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Interferometrie-Verfahren zur optischen Untersuchung von Schichten. Dieses kann beispielsweise als Weißlichtinterferometrie- oder als spektrales Dünnschichtinterferometrie-Verfahren ausgeführt sein. Hierbei wird ein Messfleck (18) mit einem Durchmesser (d) erzeugt, mit dem die Oberfläche (12) eines Messobjektes (11) optisch untersucht wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Verfahren bei einem mit der Geschwindigkeit (v) bewegten Messobjekt (11) durchgeführt wird, wobei die Beleuchtung des Messobjektes mit Lichtpulsen einer Dauer (t) erfolgt. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Ausdehnung (a) des zu untersuchenden Schichtabschnittes größer sein muss als d + vt, damit eine Messung erfolgen kann. Erfindungsgemäß werden die Parameter (d, v und t) bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit (v) des Messobjektes in geeigneter Weise gewählt. Vorteilhaft lässt sich das Messverfahren daher in der laufenden kontinuierlichen Produktion von Schichtbauteilen anwenden.The invention relates to an interferometry method for the optical examination of layers. This can be embodied, for example, as a white-light interferometry or as a spectral thin-layer interferometry method. In this case, a measurement spot (18) with a diameter (d) is generated with which the surface (12) of a measurement object (11) is optically examined. According to the invention, it is provided that the method is carried out at a measuring object (11) moved with the speed (v), the illumination of the measuring object being effected with light pulses of a duration (t). It should be noted that the extent (a) of the layer section to be examined must be greater than d + vt, so that a measurement can be made. According to the invention, the parameters (d, v and t) are suitably selected at a predetermined speed (v) of the measurement object. Advantageously, the measurement method can therefore be used in the continuous production of layered components.
Description
Die Erfindung betrifft ein Interferometrie-Verfahren zum optischen Untersuchen von Schichten in einer Inspektionsvorrichtung, welches folgende Verfahrensschritte aufweist. Ein Messobjekt mit der zumindest an der Oberfläche eine transparente Lage aufweisenden Schicht wird in der Inspektionsvorrichtung gelagert. Dann wird mit einer Lichtquelle und einer Abbildungsoptik ein Messfleck mit einer Ausdehnung d auf die Oberfläche der Schicht projeziert. Dann wird das vom Messobjekt reflektierte Messlicht auf einen optischen Sensor projeziert.The The invention relates to an interferometry method for optical inspection of layers in an inspection device, the following Has method steps. A measuring object with the at least the surface of a transparent layer having layer is stored in the inspection device. Then with a Light source and imaging optics a measurement spot with an extension d projected onto the surface of the layer. Then it will be the measuring light reflected from the measuring object onto an optical sensor projected.
Ein
Verfahren zum optischen Untersuchen der eingangs angegebenen Art
ist beispielsweise gemäß der
Das
optische Inspektionsverfahren gemäß der
Alternativ zur Weißlichtinterferometrie kann auch das Verfahren der spektralen Dünnschichtinterferometrie angewendet werden. Dieses Messverfahren ist allgemein bekannt und nutzt den physikalischen Effekt, dass das Messlicht an den Grenzschichten bzw. der Oberfläche von transparenten Dünnschichten reflektiert wird, wobei bei dem reflektierten Messlicht Interferenzen auftreten, die hinsichtlich der Schichteigenschaften ausgewertet werden können.alternative For white light interferometry, the method of spectral thin-layer interferometry are applied. This measuring method is well known and uses the physical Effect that the measuring light at the boundary layers or the surface is reflected by transparent thin films, wherein in the reflected measuring light interferences occur in terms of the layer properties can be evaluated.
Bei dieser Art der Interferometrie ist es allgemein erforderlich, dass das Messlicht auf das Messobjekt geleitet und das reflektierte Messlicht optisch ausgewertet wird. Abhängig von den Rahmenbedingungen, die durch das verwendete Interferometer vorgegeben sind, muss für die Messung eine bestimmte Messzeit vorgesehen werden, um auf dem optischen Sensor ein auswertbares Signal zu erzeugen. Bei der Weißlichtinterferometrie muss zudem berücksichtigt werden, dass das Messsignal über eine zeitliche Phasenverschiebung des Referenzsignals hinweg ausgewertet werden muss. Die erforderliche Messzeit begrenzt daher die Anwendungsmöglichkeiten bei dem Messverfahren der Interferometrie.at This type of interferometry generally requires that the measuring light is directed at the measuring object and the reflected measuring light is visually evaluated. Depending on the conditions, which are given by the interferometer used must be for the measurement will be provided a certain measuring time to be on the optical Sensor to generate an evaluable signal. In white light interferometry must also be taken into account that the measurement signal over a evaluated temporal phase shift of the reference signal across must become. The required measuring time therefore limits the possible applications in the measurement method of interferometry.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Interferometrie-Verfahren anzugeben, welches vergleichsweise universell einsetzbar ist und insbesondere auch in der kontinuierlichen Fertigung von Schichten Verwendung finden kann.The The object of the invention is an interferometry method indicate which is relatively universally applicable and especially in the continuous production of coatings Can be used.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem eingangs genannten Interferometrie-Verfahren dadurch gelöst, dass das Messobjekt mit einer Geschwindigkeit v lateral unter dem Messfleck hindurch bewegt wird und die Beleuchtung des Messobjektes mit Lichtpulsen von einer Dauer t vorgenommen wird. Erfindungsgemäß ist dabei die Ausdehnung a der Schicht in Richtung der lateralen Bewegung durch die konstruktiven Merkmale des zu erzeugenden Messobjektes vorgegeben. Um das Messergebnis zu garantieren, wird die Beziehung a > d + vt durch Einstellung der variierbaren Parameter unter den Parametern d und/oder v und/oder t eingehalten. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass trotz der Bewegung des Messobjektes mit der Geschwindigkeit v für die erforderliche Messzeit sich die zu untersuchende Schicht im Messfleck befindet. Dies kann man auch so bezeichnen, dass die Auflösung des erfindungsgemäßen Messverfahrens d + vt beträgt und die Ausdehnung a der Schicht auf dem Messobjekt mindestens der Auflösung entsprechen muss. Beispielsweise kann es sich bei der Schicht vorteilhaft um eine strukturierte Schicht auf einem Halbleiter handeln, die hinsichtlich ihrer Qualität untersucht werden muss. Merkmale der Schicht, d. h. zumindest der obersten transparenten Lage, die mit Hilfe der Interferometrie ermittelt werden können, sind beispielsweise die Schichtdicke oder bei bekannter Schichtdicke der Brechungsindex der betreffenden Lage. Bei der Geschwindigkeit v kann es sich um die mittlere Geschwindigkeit während der Dauer t des Lichtpulses handeln. Bevorzugt ist v eine konstante Geschwindigkeit.These Task is inventively with the beginning Interferometrie method mentioned solved that the object to be measured at a speed v lateral below the measuring spot is moved through and the illumination of the measurement object with light pulses of a duration t is made. According to the invention while the extension a of the layer in the direction of the lateral movement by the structural features of the object to be generated specified. To guarantee the measurement result, the relationship becomes a> d + vt by setting the variable parameters under the parameters d and / or v and / or t complied with. This advantageously ensures that despite the movement of the object to be measured at the speed v for the required measuring time is the layer to be examined in Measuring spot is located. This can also be described as the resolution of the measuring method d + vt according to the invention and the extent a of the layer on the measuring object at least the Resolution must match. For example, it may be in the layer advantageous to a structured layer on one Semiconductors that are examined for their quality got to. Features of the layer, d. H. at least the topmost transparent one Location that can be determined using interferometry are, for example, the layer thickness or at a known layer thickness the refractive index of the relevant layer. At the speed v can be the mean speed during the duration t of the light pulse act. Preferably, v is a constant Speed.
Welche Parameter d, v, t variierbar sind, hängt vom Anwendungsfall ab. Hierbei müssen die physikalischen Gegebenheiten der Inspektionsvorrichtung berücksichtigt werden. So muss beispielsweise die Dauer t des Lichtpulses so gewählt werden, dass sich ein für die Messzwecke ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis einstellt. Je kürzer der Lichtpuls wird, desto geringer ist nämlich auch die Gesamtenergie des am optischen Sensor ankommenden Lichtsignals. Hierbei spielt auch das Re flektionsverhalten der zu untersuchenden Schicht eine Rolle, durch die der Anteil des reflektierten Lichtes beeinflusst wird. Die Dauer t des Lichtpulses lässt sich auch aufgrund der physikalischen Gegebenheiten an der Lichtquelle nicht beliebig verkürzen. Hier sind die Gegebenheiten des Ansprechverhaltens der Lichtquelle zu berücksichtigen.Which parameters d, v, t can be varied depends on the application. In this case, the physical conditions of the inspection device must be taken into account. For example, the duration t of the light pulse must be selected such that a signal-to-noise ratio which is sufficient for the measurement purposes is established. The shorter the light pulse, the lower is the total energy of the optical signal arriving at the optical sensor. In this case, the re reflow behavior of the layer to be examined also plays a role, by which the proportion of the reflected light is influenced. The duration t of the light pulse can be also due to the physical conditions at the light source does not shorten arbitrarily. Here, the conditions of the response of the light source must be considered.
Vorteilhaft kann als Verfahren zum optischen Untersuchen eine spektrale Interferometrie zum Einsatz kommen. Hier treten vorteilhaft, wie bereits erläutert, die Interferenzen nach der Reflektion des Messsignales auf der Oberfläche auf.Advantageous may use spectral interferometry as a method of optical inspection be used. Here, as already explained, advantageous the interferences after the reflection of the measuring signal on the surface on.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann als Verfahren zum optischen Untersuchen auch eine Weißlichtinterferometrie zum Einsatz kommen. Unter Weißlichtinterferometrie ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung ein Messverfahren zu verstehen, bei dem ein breitspektrales Licht mit geringer Kohärenzlänge zum Einsatz kommt. Dieses Licht muss nicht zwangsläufig weiß sein, sondern benötigt lediglich ein genügend breites Spektrum, damit eine Auswertung nach dem Mechanismus der Weißlichtinterferometrie erfolgen kann, d. h. dass die Interferenzerscheinungen durch Überlagerung des Messlichtes mit einem Referenzlicht durch zeitliche Änderung von dessen Phasenverschiebung mit dem Messlicht erzeugt wird.According to one Another embodiment of the invention can be used as a method for optical Examine also a white light interferometry are used. Under white light interferometry is related to of this invention to understand a measuring method in which a broad spectral Light with a low coherence length is used. This Light does not necessarily have to be white, but only needs a sufficiently broad spectrum, thus an evaluation according to the mechanism of white light interferometry can be done, d. H. that the interference phenomena by overlay of the measuring light with a reference light by temporal change is generated by the phase shift with the measuring light.
Erfindungsgemäß muss bei dieser Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass der für die Messung erforderliche Bereich der Phasenverschiebung während der Dauer t des Lichtpulses durchlaufen wird. Der erforderliche Bereich der Phasenverschiebung ist vom Anwendungsfall abhängig. Vorteilhaft sollte bei den zu untersuchenden Wellenlängen eine Verschiebung über die gesamte Phase (d. h. 360°) vorgenommen werden. Für bestimmte Messzwecke kann aber auch eine geringere Phasenverschiebung ausreichend sein. Der erforderliche Bereich der Phasenverschiebung muss deswegen während der Dauer t des Lichtpulses durchlaufen werden, weil anschließend kein Messlicht für eine Verschiebung mehr zur Verfügung steht. Die Dauer t des Lichtpulses lässt sich aber nicht beliebig verlängern, da die bereits erläuterte Bedingung einer ausreichenden Auflösung des Messsignals erfüllt sein muss. Daher muss der Aktuator (beispielsweise ein Piezoaktuator) zur Erzeugung der Phasenverschiebung hinsichtlich seiner Kennwerte (Ansprechzeit, Verstellweg, für den Verstellweg benötigte Verstellzeit < t) in geeigneter Weise ausgelegt sein.According to the invention be provided in this variant of the invention, that for the measurement required range of phase shift during the duration t of the light pulse is passed through. The required Range of phase shift depends on the application. It should be advantageous for the wavelengths to be examined a shift over the entire phase (i.e., 360 °) become. For certain measurement purposes but can also be a smaller Phase shift be sufficient. The required range of phase shift must therefore go through during the duration t of the light pulse be, because then no measuring light for a Shift is more available. The duration t of the Light pulse can not be extended arbitrarily, since the already explained condition of a sufficient resolution of the measuring signal must be fulfilled. Therefore, the actuator needs (For example, a piezoelectric actuator) for generating the phase shift with regard to its characteristics (response time, adjustment, for the adjustment required adjustment time <t) be designed in a suitable manner.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bezugspunkt der Phasenverschiebung durch einen Hilfsaktor verstellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hilfsaktor über eine Steuerung oder Regelung automatisch in Abhängigkeit vom Niveau der Oberfläche eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck kann ein Abstandssensor in der Inspektionsvorrichtung vorgesehen werden, der das Niveau der Oberfläche des Messobjektes bezüglich der Inspektionsvorrichtung messen kann. Alternativ ist es auch möglich, ohne den zusätzlichen Sensor den Abstand mittels des Messsignals selber zu nachzuregeln. Vorteilhaft kann dann durch Aktivierung des Hilfsaktors der Bezugspunkt der Phasenverschiebung um den gleichen Betrag verändert werden, wie sich das Niveau der Oberfläche ändert. Die Phasenverschiebung, die durch den anderen Aktor vorgenommen wird, kann vorteilhaft dadurch unabhängig von der Niveaulage der Oberfläche des Messobjektes erfolgen.According to one Another embodiment of the invention provides that the reference point the phase shift can be adjusted by a Hilfsaktor. It is particularly advantageous if the auxiliary actuator over a control or regulation automatically depending can be adjusted from the level of the surface. To this Purpose, a distance sensor provided in the inspection device be the level of the surface of the object to be measured can measure with respect to the inspection device. alternative it is also possible without the additional sensor to adjust the distance by means of the measuring signal itself. Advantageous can then by activation of the auxiliary actuator, the reference point of the Phase shift can be changed by the same amount how the level of the surface changes. The Phase shift made by the other actuator can advantageously thereby regardless of the level position the surface of the object to be measured.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Ausdehnung d des Messflecks durch die Abbildungsoptik variiert wird. Dies kann durch ein entsprechendes Linsensystem erfolgen, möglich ist auch eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Messflecks durch eine Blende. Zu berücksichtigen ist, dass durch die Größe des Messfleckes auch die Lichtintensität beeinflusst wird, welche auf die zu untersuchende Oberfläche auftrifft.Farther it is advantageous if the extension d of the measuring spot by the Imaging optics is varied. This can be done by a corresponding Lens system done, it is also possible an enlargement or reduction of the measuring spot by an aperture. To be considered is that by the size of the spot too the light intensity is affected, which depends on the examining surface hits.
Eine größere Blendeneinstellung führt beispielsweise zu einem größeren Messfleck jedoch auch zu einer höheren Lichtintensität, wobei an sich ein möglichst kleiner Messfleck für eine gute Auflösung des Verfahrens einerseits und ein möglichst hohe Lichtintensität andererseits vorteilhaft ist. Hier ist in Abhängigkeit vom Anwendungsfall ein Kompromiss zu wählen.A larger aperture setting leads, for example to a larger spot but also to one higher light intensity, whereby in itself a possible small spot for a good resolution of the Procedure on the one hand and the highest possible light intensity on the other hand is advantageous. Here is dependent to choose a compromise from the application.
Wie bereits erwähnt, ist das Messverfahren besonders vorteilhaft anwendbar, wenn die zu untersuchenden Schicht in Richtung der lateralen Bewegung eine geringere Ausdehnung als das Messobjekt aufweist, insbesondere die Schicht auf dem Messobjekt strukturiert ist. Derartige Schichten werden kontinuierlich beispielsweise drucktechnisch hergestellt, wobei die zu untersuchende Schichtbereiche unterschiedliche nominelle Dicken aufweisen können. In diesem Fall kann die Fokussierung des Messlichtes in geeigneter Weise nachgeführt werden, wobei aufgrund der sprunghaften Änderung der Schichtdicke kurze Verstellzeiten realisiert sein müssen. Die Lichtpulse können eine Dauer t vorteilhaft im Nanosekundenbereich aufweisen. Die Geschwindigkeit v des Messobjektes kann vorteilhaft zwischen 1 und 2 m/s betragen. Dies sind Geschwindigkeiten, die bei der kontinuierlichen Fertigung gedruckter Elektronikbauteile, wie z. B. RFID-Bauteile mit Halbleiterschichten realisiert werden.As already mentioned, the measuring method is particularly advantageous applicable, if the layer to be examined in the direction of the lateral Movement has a smaller extent than the measurement object, in particular, the layer is structured on the measurement object. such Layers are continuously produced for example by printing, wherein the layer areas to be examined differ nominally Thicknesses may have. In this case, the focus can be be tracked in a suitable manner the measuring light, due to the sudden change in the layer thickness short Adjustment must be realized. The light pulses can have a duration t advantageously in the nanosecond range. The speed v of the measurement object may advantageously be between 1 and 2 m / s. These are speeds involved in continuous manufacturing printed electronic components, such. B. RFID components realized with semiconductor layers become.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lichtquelle eine oder mehrere LED's aufweist. Hierdurch lassen sich vorteilhaft LED-basierte Lichtquellen an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen. Es können Einzel-LED's oder auch LED-Arrays zum Einsatz kommen. Die breit spektralen Zusammensetzungen des Messlichtes bei der Weißlichtinterferometrie können auch durch Komposition verschiedenfarbiger LED's in einem Array erzeugt werden. Hierdurch ist eine genaue Abstimmung der gewünschten Spektralverteilung möglich. Selbstverständlich müs sen die weiteren verwendeten Komponenten der Inspektionsvorrichtung ebenfalls auf die verwendete Spektralverteilung der Lichtquelle angepasst sein. Insbesondere muss der verwendete optische Sensor für das gewünschte Spektrum des Messlichtes empfindlich sein. Realisiert werden können Spektralverteilungen im UV-, visuellen und IR-Bereich.It is particularly advantageous if the light source has one or more LEDs. As a result, LED-based light sources can advantageously be adapted to the respective application. Single LEDs or LED arrays can be used. The broad spectral compositions of the measuring light in the white light interferometry can also by composition of different colors LED's are generated in an array. As a result, a precise tuning of the desired spectral distribution is possible. Of course, the other components of the inspection device used must also be adapted to the spectral distribution of the light source used. In particular, the optical sensor used must be sensitive to the desired spectrum of the measuring light. Spectral distributions in the UV, visual and IR ranges can be realized.
Um die Lichtempfindlichkeit des optischen Sensors zu steigern, können vorteilhaft auch ein optischer Sensor mit einem einzigen optischen Sensorelement oder mehrere dieser Sensoren zum Einsatz kommen. Gegenüber Sensorarrays haben Sensoren mit einem einzigen optischen Sensorelement den Vorteil, dass diese eine höhere Lichtempfindlichkeit aufweisen und aufgrund eines schnelleren Ansprechverhaltens kürzere Messpulse verarbeiten können. Dies wirkt sich positiv auf die mit der Inspektionsvorrichtung minimal zu verwirklichenden Dauer t der Lichtpulse aus. Vorteilhaft ist es auch möglich, mehrere optische Sensoren, insbesondere Sensoren mit einem einzigen optischen Sensorelement, in mehrere spektral auswertende Einheiten zu unterteilen, die unterschiedliche spektrale Aufnahmebereiche und/oder spektrale Auflösungen haben. Hierdurch lässt sich der Messbereich und die Messauflösung des Sensorsystems an den jeweiligen Anwendungsfall anpassen und bei Bedarf entsprechend erweitern. Außerdem kann bei der spektralen Interferometrie auch eine Auswertung mit unterschiedlichen Polarisations-Aufnahmebereichen erfolgen, wodurch sich vorteilhaft zusätzliche Informationen über das Messobjekt gewinnen lassen. Bei der Wahl der Weißlichtinterferometrie ist durch unterschiedliche polarisierte Beleuchtung bei mehreren Wellenlängen und der Demodulation der Signale auf der Vektorseite eine hochauflösende Vermessung der obersten Lage der Schicht möglich. So können z. B. zwei verschiedene Wellenlängen unterschiedlich derart polarisiert werden, dass eine der beiden Wellenlängen keinen Oberflächenreflex erfährt. Die Signale werden nach Wellenlängen getrennt und aufgezeichnet. Durch Korrelation der beiden Signale lassen sich die gewünschten optischen Parameter der Schicht bestimmen.Around can increase the photosensitivity of the optical sensor can advantageous also an optical sensor with a single optical Sensor element or more of these sensors are used. Across from Sensor arrays have sensors with a single optical sensor element the advantage that they have a higher photosensitivity and shorter because of faster response Can process measuring pulses. This has a positive effect the minimum to be realized with the inspection device duration t of the light pulses. Advantageously, it is also possible several optical sensors, in particular sensors with a single optical sensor element, in several spectrally evaluating units to divide the different spectral recording areas and / or have spectral resolutions. This is possible the measuring range and the measuring resolution of the sensor system adapt to the particular application and, if necessary, accordingly expand. Also, in spectral interferometry also an evaluation with different polarization recording areas take place, which advantageously provides additional information about let the measurement object win. In the choice of white light interferometry is due to different polarized lighting at several Wavelengths and the demodulation of the signals on the vector side High-resolution measurement of the uppermost layer of the layer possible. So z. B. two different wavelengths be polarized so differently that one of the two Wavelengths no surface reflex undergoes. The signals are separated into wavelengths and recorded. By correlation of the two signals can be the desired determine the optical parameters of the layer.
Insgesamt erfolgt die Auswertung des Messergebnisses durch ein Vergleich der gemessenen Daten bzw. der daraus gewonnenen Merkmale der Schicht, aus denen sich ein Merkmalsraum ergibt. Zum Vergleich werden entsprechende Daten- oder Merkmale herangezogen, die sich als Sollgrößen ergeben müssen. Die Sollgrößen der Merkmale lassen sich beispielsweise durch eine Messung an einem nachgewiesenermaßen qualitativ hochwertigen Messobjekt erzeugen. Es kann aber aus eine sogenannte Fit-basierte Methode zum Einsatz kommen. Fit-basiert bedeutet folgendes (Fit = englisch passen): Man berechnet mit Hilfe physikalischer Modelle der Schichtabfolge sowie der Messapparatur ein Spektrum, wie es für die in das Modell eingeflossenen Schichtdicken und optischen Schichteigenschaften gemessen werden müsste. Dieses simulierte Spektrum wird mit dem tatsächlich gemessenen verglichen. Die Parameter der Simulation werden so lange angepasst, bis Simulation und realer Messwert übereinstimmen.All in all the evaluation of the measurement result is done by comparing the measured data or the characteristics of the layer derived therefrom, which results in a feature space. For comparison, appropriate Data or characteristics used as nominal values must result. The nominal values of the features can be detected, for example, by a measurement on one produce high-quality measurement object. But it can be one so-called fit-based method are used. Fit-based means the following (Fit = English fit): It calculates with help physical models of the layer sequence and the measuring apparatus a spectrum as it has flowed into the model Layer thicknesses and optical layer properties are measured would. This simulated spectrum comes with the actual measured compared. The parameters of the simulation will be so long adjusted until the simulation and the real measured value match.
Hierdurch ist vorteilhaft eine Qualitätssicherung über einen längeren Zeitraum der Fertigung der betreffenden Schichten möglich. Die Merkmale, welche hierbei ausgewertet werden, umfassen u. a. die gemessenen Spektren, die Parameter der Lichtquelle, die Lichtdauer t der Lichtpulse und evtl. Polarisationsinformationen hinsichtlich des Messlichtes und dessen Änderungen.hereby is advantageous a quality assurance over a longer period of manufacture of the relevant layers possible. The characteristics, which are evaluated here, include u. a. the measured spectra, the parameters of the light source, the light duration t of the light pulses and possibly polarization information with regard to the measuring light and its changes.
Zur Verbesserung der Messergebnisse ist es auch vorteilhaft, während der Beleuchtung des Messobjektes mit den Lichtpulsen oder während der Erzeugung gesonderter Lichtpulse, die nicht zur Messung am Messobjekt herangezogen werden, die Reflek tivität der Oberfläche zu bestimmen, indem der betreffende Lichtpuls als Referenzsignal ausgewertet wird. Unter Reflektivität der Oberfläche ist ihr Reflektionsverhalten dahingehend zu verstehen, wie groß der Anteil an reflektiertem Licht im Verhältnis zu dem auf die Oberfläche geleiteten Licht ist. Die Referenzmessung der Lichtquelle vor oder während der Messung ist vorteilhaft, um die Reflektivität des Messobjektes im Einzelnen zu bestimmen. Diese Referenzmessung kann beispielsweise über einen zweiten Referenzstrahlengang ermöglicht werden. Wird die Referenzmessung während der Erzeugung der Lichtpulse für die eigentliche Messung vorgenommen, so muss für die Referenzmessung ein separates Referenzsensorsystem in der Inspektionsvorrichtung vorhanden sein. Wird die Referenzmessung durch Erzeugung gesonderter Lichtpulse vorgenommen, so kann vorteilhaft auch der für die Messung sonst verwendete optische Sensor Verwendung finden.to Improving the measurement results, it is also beneficial during the illumination of the measurement object with the light pulses or during the generation of separate light pulses that are not for measurement on the measurement object be used, the reflectivity of the surface to be determined by the relevant light pulse as a reference signal is evaluated. Under reflectivity of the surface their reflection behavior is to be understood in terms of how big the Proportion of reflected light in relation to the the surface is led light. The reference measurement the light source before or during the measurement is advantageous, to determine the reflectivity of the measurement object in detail. This reference measurement can, for example, via a second reference beam path be enabled. Is the reference measurement during the generation of the light pulses for the actual measurement made, so must for the reference measurement a separate Reference sensor system may be present in the inspection device. If the reference measurement by generating separate light pulses made, so can also be advantageous for the measurement otherwise used optical sensor find use.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:Further Details of the invention are described below with reference to the drawing described. Same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and will only in so far explained several times, how are differences between the individual figures. Show it:
Bei
dem Verfahren gemäß
Weiterhin
ist jedoch zu beachten, dass erfindungsgemäß die
Messung an der Oberfläche
Typische Werte für die oben genannten Parameter, die mit vertretbarem technischen Aufwand realisierbar sind, können wie folgt angegeben werden. Wird die Lichtquelle als LED-Array verwirklicht, so lassen sich Pulsdauern t von 300 ns realisieren. Der optische Messfleck kann einen Durchmesser d von 40 bis 100 μm erhalten. Eine typische Geschwindigkeit für die kontinuierliche Herstellung von schichttragenden Halbleiterbauteilen liegt bei 2 m/s. Allerdings sind bei derart kurzen Dauern der Messpulse sehr empfindliche optische Sensoren notwendig, da nur vergleichsweise wenig Messlicht zur Verfügung steht. Bei größeren Flächenabschnitten sollten daher möglichst längere Pulsdauern t von beispielsweise 4 μs gewählt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine hierauf ausgelegte Inspektionsvorrichtung mit kostengünstigeren Bauteilen ausgestattet werden kann. Hierbei können bei einer Messfleckgröße d von 40 μm Flächenabschnitte mit einer Länge a von ca. 50 μm untersucht werden.typical Values for the above parameters that are reasonable technical effort can be realized, as follows be specified. If the light source realized as an LED array, so pulse durations t of 300 ns can be realized. The optical measuring spot can have a diameter d of 40 to 100 microns. A typical speed for continuous production of layer-bearing semiconductor devices is 2 m / s. Indeed are very sensitive optical at such short durations of the measuring pulses Sensors necessary, since only comparatively little measuring light is available. For larger surface sections should therefore possible longer pulse durations t of example 4 μs can be selected. This has the advantage that a designed thereon inspection device with cheaper Components can be equipped. Here can at a spot size d of 40 μm area sections be examined with a length a of about 50 microns.
Gemäß
Durch
die Reflektion des Referenzstrahls
Um
Stufen
Gemäß
Die
Inspektionsvorrichtung gemäß
Alternativ
zu dem in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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