DE102009025562A1 - Method for optically examining layers - Google Patents

Method for optically examining layers Download PDF

Info

Publication number
DE102009025562A1
DE102009025562A1 DE102009025562A DE102009025562A DE102009025562A1 DE 102009025562 A1 DE102009025562 A1 DE 102009025562A1 DE 102009025562 A DE102009025562 A DE 102009025562A DE 102009025562 A DE102009025562 A DE 102009025562A DE 102009025562 A1 DE102009025562 A1 DE 102009025562A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
measurement
layer
measuring
interferometry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009025562A
Other languages
German (de)
Inventor
Sven Gerhard Dipl.-Phys. Dudeck
Detlef Dipl.-Ing. Gerhard
Florian Dipl.-Ing. Hirth
Martin Dr. Jakobi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102009025562A priority Critical patent/DE102009025562A1/en
Priority to PCT/EP2009/063659 priority patent/WO2010046340A1/en
Priority to EP09748278A priority patent/EP2347216A1/en
Publication of DE102009025562A1 publication Critical patent/DE102009025562A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0691—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of objects while moving
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/0201—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal phase variation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
    • G01B9/02014—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02034—Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
    • G01B9/02035—Shaping the focal point, e.g. elongated focus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/0209—Low-coherence interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8438—Mutilayers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95684—Patterns showing highly reflecting parts, e.g. metallic elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

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 US 2008/0180694 A1 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird das Messobjekt unter der Inspektionsvorrichtung platziert. Die Messvorrichtung weist eine Freistrahloptik auf, wobei das Licht einer Lichtquelle auf einen Punkt auf der Oberfläche des Messobjektes fokussiert wird. Das von diesem Punkt reflektierte Licht wird über einen Strahlteiler abgezweigt und auf eine optische Sensorfläche projeziert.A method for optical examination of the type described above, for example, according to the US 2008/0180694 A1 described. In this method, the measurement object is placed under the inspection device. The measuring device has a free-ray optics, wherein the light of a light source is focused on a point on the surface of the measurement object. The light reflected from this point is diverted via a beam splitter and projected onto an optical sensor surface.

Das optische Inspektionsverfahren gemäß der US 2008/0180694 A1 folgt dem Prinzip der Weißlichtinterferometrie. Zur Auswertung des Messlichtes wird diesem ein Referenzlicht überlagert, dessen Phasenverschiebung gegenüber dem Messlicht zeitlich geändert wird. Die hierbei entstehenden Interferenzen können ausgewertet werden, um Aussagen über die Eigenschaften der untersuchten Schicht zu erlangen. Diese Aussagen können sich auf die transparente Lage an der Oberfläche der Schicht und evtl. weitere transparente Lagen unterhalb dieser transparenten Lage beziehen. Als transparent im Sinne der Erfindung werden Lagen angesehen, welche zumindest für einen Teil des Messlichtes durchlässig sind.The optical inspection method according to US 2008/0180694 A1 follows the principle of white-light interferometry. To evaluate the measurement light, a reference light is superimposed on it, the phase shift of which is temporally changed with respect to the measurement light. The resulting interferences can be evaluated in order to obtain information about the properties of the investigated layer. These statements may refer to the transparent layer on the surface of the layer and possibly further transparent layers below this transparent layer. As transparent in the context of the invention, layers are considered which are permeable to at least part of the measuring light.

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:

1 die geometrischen Zusammenhänge bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens, bei dem das Messobjekt mit der Geschwindigkeit v bewegt wird, 1 the geometric relationships in an embodiment of the measuring method according to the invention, in which the measuring object is moved at the speed v,

2 ein Ausführungsbeispiel für eine Inspektionsvorrichtung, mit dem ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens als Weißlichtinterferometrie durchgeführt wird und 2 An embodiment of an inspection device, with an Ausführungsbei game of the measuring method according to the invention is carried out as white light interferometry and

3 und 4 Ausführungsbeispiele für Inspektionsvorrichtungen, mit denen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Prinzip der spektralen Dünnschichtinterferometrie durchgeführt werden. 3 and 4 Exemplary embodiments of inspection devices with which exemplary embodiments of the method according to the invention are carried out according to the principle of spectral thin-layer interferometry.

Bei dem Verfahren gemäß 1 wird ein Messobjekt 11 mit einer die Oberfläche 12 zur Untersuchung bildenden Schicht 13 mit einem Messstrahl 14 optisch untersucht. Die Schicht 12 weist eine oberste transparente Lage 15 und eine weitere transparente Lage 16 auf. Diese Lagen können beispielsweise Halbleiterschichten sein, die zur Herstellung eines komplexen elektronischen Bauteils, wie z. B. eines TFT-Displays, dienen. Auf der Oberfläche 12 sind weiterhin beispielsweise Leiterbahnen 17 aufgebracht, wodurch eine einheitliche Untersuchung der Schicht 13 nicht möglich ist. Vielmehr entsteht zwischen benachbarten Leiterbahnen 17, wie in 1 dargestellt, ein Abstand a, innerhalb dessen eine optische Untersuchung der Schicht 13 erfolgen muss. Dies ist bei einem Durchmesser d des Lichtfleckes 18, der durch den Messstrahl 14 auf der Oberfläche 12 gebildet wird, grundsätzlich möglich.In the method according to 1 becomes a measurement object 11 with a the surface 12 for investigation forming layer 13 with a measuring beam 14 visually examined. The layer 12 has a top transparent layer 15 and another transparent location 16 on. These layers may be, for example, semiconductor layers, which are used to produce a complex electronic component, such. As a TFT display serve. On the surface 12 continue to be, for example, tracks 17 applied, creating a uniform examination of the layer 13 not possible. Rather, arises between adjacent interconnects 17 , as in 1 represented a distance a, within which an optical examination of the layer 13 must be done. This is at a diameter d of the light spot 18 by the measuring beam 14 on the surface 12 is formed, in principle possible.

Weiterhin ist jedoch zu beachten, dass erfindungsgemäß die Messung an der Oberfläche 12 während einer kontinuierlichen Fertigung des Messobjektes 11 erfolgen soll, welches zum Zwecke der Fertigung mit der Geschwindigkeit v durch eine nicht dargestellte Fertigungseinrichtung bewegt wird. Soll während dieser Fertigung gleichzeitig die Messung mit dem Messstrahl 14 erfolgen, so wird während der Messung der durch den Abstand a definierte Abschnitt der Oberfläche 12 unter dem Messstrahl 14 hindurchbewegt. Hierfür steht unter Berücksichtigung des Durchmessers d des Messstrahls 14 nur ein Streckenabschnitt s zur Verfügung, der definiert ist durch a – d. Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit v und der Beziehung s = vt folgt, dass die Dauer t des Messpulses höchstens s/v betragen darf. Die Lichtquelle muss bei dem vorliegenden Problem also derart ausgewählt werden, dass die Lichtintensität des Messsignals in der zur Verfügung stehenden Dauer t ausreicht, um eine Auswertung durch einen nicht dargestellten optischen Sensor zu ermöglichen. Hierbei ist das Signal-Rauschverhältnis des Sensors zu berücksichtigen.Furthermore, however, it should be noted that according to the invention, the measurement on the surface 12 during a continuous production of the measurement object 11 should be done, which is moved for the purpose of manufacturing at the speed v by a manufacturing device, not shown. During this production the measurement with the measuring beam should be done at the same time 14 take place during the measurement of the defined by the distance a section of the surface 12 under the measuring beam 14 moved through. This is taking into account the diameter d of the measuring beam 14 only a section s available, which is defined by a - d. Taking into account the velocity v and the relationship s = vt, it follows that the duration t of the measuring pulse may be at most s / v. The light source must therefore be selected in the present problem such that the light intensity of the measurement signal in the available duration t is sufficient to allow an evaluation by an optical sensor, not shown. Here, the signal-to-noise ratio of the sensor is taken into account.

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 2 ist eine Inspektionseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Weißlichtinterferometrie dargestellt. Zu diesem Zweck ist eine Lichtquelle 19 vorgesehen, deren Licht mittels einer schematisch dargestellten Abbildungsoptik 20 in Form des Messstrahls 14 auf die Oberfläche 12 des Messobjektes 11 gerichtet ist. Der Messstrahl 14 durchläuft einen Strahlteiler 21, der aus dem Licht der Lichtquelle 19 einen Referenzstrahl 22 abteilt. Dieser wird an einem Spiegel 23 reflektiert.According to 2 an inspection device for carrying out the method of white light interferometry is shown. For this purpose is a light source 19 provided, the light by means of a schematically illustrated imaging optics 20 in the form of the measuring beam 14 on the surface 12 of the measured object 11 is directed. The measuring beam 14 goes through a beam splitter 21 that is from the light of the light source 19 a reference beam 22 divides. This one is at a mirror 23 reflected.

Durch die Reflektion des Referenzstrahls 22 am Spiegel 23 sowie durch Reflektionserscheinungen an der Oberfläche 12 gelangt reflektiertes Messlicht nach Reflektion im Strahlteiler 21 sowie Referenzlicht nach Durchtritt durch den Strahlteiler 21 zu einem optischen Sensor 24, wobei die Überlagerung des Referenzlichtes sowie des reflektierten Messlichtes den Messergebnisstrahl 25 bildet. Dabei wird während der Pulsdauer des Lichtpulses t der Spiegel 23 mittels eines Piezoaktuators 26 in seiner Phasenverschiebung bezüglich des reflektierten Messlichtes verschoben und der Messergebnisstrahl 25 über die gesamte Pulslänge durch den Sensor 24 aufgezeichnet.By the reflection of the reference beam 22 at the mirror 23 as well as by reflections on the surface 12 Reflected measuring light passes after reflection in the beam splitter 21 and reference light after passing through the beam splitter 21 to an optical sensor 24 , wherein the superposition of the reference light and the reflected measuring light, the measurement result beam 25 forms. In this case, during the pulse duration of the light pulse t, the mirror 23 by means of a piezoactuator 26 shifted in its phase shift with respect to the reflected measurement light and the measurement result beam 25 over the entire pulse length through the sensor 24 recorded.

Um Stufen 27 in der Schicht 13 auszugleichen, ist der Spiegel 23 indirekt über ein ebenfalls nach dem Piezoprinzip funktionierenden Hilfsaktor 28 gelagert. Durch die Stufe 27 verschiebt sich sprunghaft die Phasenlage des reflektierten Messlichtes 14, wobei die Phasenlage des Referenzlichtes 22 mittels des Hilfsaktors 28 angepasst werden kann.To stages 27 in the layer 13 to balance is the mirror 23 indirectly via a likewise acting on the piezo principle auxiliary actuator 28 stored. Through the stage 27 shifts the phase position of the reflected measuring light leaps and bounds 14 , wherein the phase position of the reference light 22 by means of the auxiliary actuator 28 can be adjusted.

Gemäß 3 ist eine Messeinrichtung für eine spektrale Dünnschichtinterferometrie durch Lichtleiter 32, 33, 34 realisiert. In diesem Fall wird das Licht von der Lichtquelle 19 über eine Abbildungsoptik 20 in einen Lichtleiter eingekoppelt. Über einen Koppler wird das Licht geteilt, wobei ein Ende des Lichtleiters 34 zu einem Messkopf 29 mit einer weiteren Abbildungsoptik 30 führt und das Ende des Lichtleiters 33 direkt in eine spektrale Auswertungseinheit mit dem Sensor 24 geführt wird. Der Messstrahl 14 am Messkopf 29 wird von der Oberfläche 12 der Schicht 13 reflektiert und in den Lichtleiter 32 eingespeist, während über den anderen Licht leiter 33 dem Sensor 24 ein Referenzstrahl zugeführt werden kann. Durch einen optischen Schalter 31 kann entweder das reflektierte Messlicht über den Lichtleiter 32 oder das Referenzlicht über den Lichtleiter 33 ausgewertet werden.According to 3 is a measuring device for a spectral thin-layer interferometry through optical fibers 32 . 33 . 34 realized. In this case, the light is from the light source 19 about an imaging optics 20 coupled into a light guide. About a coupler, the light is divided, with one end of the light guide 34 to a measuring head 29 with another imaging optics 30 leads and the end of the light guide 33 directly into a spectral evaluation unit with the sensor 24 to be led. The measuring beam 14 at the measuring head 29 gets off the surface 12 the layer 13 reflected and into the light guide 32 fed while over the other light conductor 33 the sensor 24 a reference beam can be supplied. Through an optical switch 31 can either reflect the reflected light over the light guide 32 or the reference light via the light guide 33 be evaluated.

Die Inspektionsvorrichtung gemäß 4 ist als Freistrahloptik ausgeführt. Der Aufbau weist Ähnlichkeit mit der Inspektionsvorrichtung gemäß 2 auf, wobei allerdings kein das Messlicht überlagernder Referenzstrahl gebildet wird, sondern der Referenzstrahl von dem von der Lichtquelle 19 ausgehenden Messlicht über den Strahlteiler 21 abgetrennt und einer Auswertungseinheit mit einem zusätzlichen optischen Sensor 35 zugeführt wird. Wie zu 3 beschrieben ist ein Messkopf 29 vorgesehen, durch den der Messstrahl 14 erzeugt wird und durch den auch das reflektierte Messlicht dem Strahlteiler 21 wieder zugeführt wird. Über den Strahlteiler 21 gelangt das reflektierte Messlicht als Messergebnisstrahl 25 zum Lichtsensor 24. Die Ansteuerung der Lichtquelle 19 sowie die Aufnahme der Messdaten aus den optischen Sensoren 24, 35 wird durch eine zentrale Recheneinheit 36 gewährleistet (dies kann in nicht dargestellter Weise in den Inspektionsvorrichtungen gemäß 2 und 3 analog gelöst sein). Um den Referenzstrahl 22 und den Messergebnisstrahl 25 zu bündeln, sind weitere Optiken 37 vorgesehen.The inspection device according to 4 is designed as a free-beam optic. The structure is similar to the inspection device according to 2 on, but with no reference beam superimposed on the measuring light is formed, but the reference beam from that of the light source 19 outgoing measuring light via the beam splitter 21 separated and an evaluation unit with an additional optical sensor 35 is supplied. How to 3 described is a measuring head 29 provided by the measuring beam 14 is generated and by the also the reflected measuring light the beam splitter 21 is fed again. About the beam splitter 21 the reflected measurement light passes as a measurement result beam 25 to the light sensor 24 , The control of the light source 19 as well as the recording of the measurement data from the optical sensors 24 . 35 is by a central processing unit 36 ensured (this can be done in a manner not shown in the inspection devices according to 2 and 3 be solved analogously). To the reference beam 22 and the measurement result beam 25 to bundle, are more optics 37 intended.

Alternativ zu dem in 4 dargestellten Aufbau kann anstelle der Optik 37 und des Lichtsensors 35 auch ein Spiegel angeordnet werden, welcher den Referenzstrahl reflektiert und durch den Strahlteiler hindurch dem Lichtsensor 24 zuführt (nicht näher dargestellt). Dies hat den Vorteil, dass der Aufwand an Komponenten verringert wird und die Inspektionsvorrichtung dadurch kostengünstiger herstellbar ist. Jedoch kann die Aufnahme von Referenzmessungen dann nur erfolgen, wenn gerade keine Messung am Messobjekt durchgeführt wird.Alternatively to the in 4 shown structure may instead of the optics 37 and the light sensor 35 Also, a mirror can be arranged, which reflects the reference beam and through the beam splitter through the light sensor 24 feeds (not shown). This has the advantage that the cost of components is reduced and the inspection device is thus less expensive to produce. However, the recording of reference measurements can only take place if no measurement is currently being performed on the measurement object.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2008/0180694 A1 [0002, 0003] US 2008/0180694 A1 [0002, 0003]

Claims (12)

Interferometrie-Verfahren zum optischen Untersuchen von Schichten (13) in einer Inspektionsvorrichtung, aufweisend die Verfahrensschritte, dass • ein Messobjekt (11) mit der zumindest an der Oberfläche (12) eine transparente Lage (15) aufweisenden Schicht (13) in der Inspektionsvorrichtung gelagert wird, • mit einer Lichtquelle (19) und einer Abbildungsoptik (20) ein Messfleck (18) mit einer Ausdehnung d auf die Oberfläche (12) der Schicht (13) projiziert wird und • das von dem Messobjekt (11) reflektierte Messlicht auf einen optischen Sensor (24) projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass • das Messobjekt (11) mit einer Geschwindigkeit v lateral unter dem Messfleck (18) hindurch bewegt wird und • die Beleuchtung des Messobjektes (11) mit Lichtpulsen von einer Dauer t vorgenommen wird, wobei die Ausdehnung a der Schicht (15) in Richtung der lateralen Bewegung vorgegeben ist und die Beziehung: a > d + vt durch Einstellung der variierbaren Parameter unter den Parametern d und/oder v und/oder t eingehalten wird.Interferometry method for optical examination of layers ( 13 ) in an inspection device, comprising the method steps that • a measurement object ( 11 ) with the at least on the surface ( 12 ) a transparent situation ( 15 ) layer ( 13 ) is stored in the inspection device, with a light source ( 19 ) and an imaging optics ( 20 ) a measuring spot ( 18 ) with an extension d on the surface ( 12 ) of the layer ( 13 ) and • that of the measurement object ( 11 ) reflected measuring light on an optical sensor ( 24 ) is projected, characterized in that • the measurement object ( 11 ) at a velocity v lateral below the measuring spot ( 18 ) is moved through and • the illumination of the measurement object ( 11 ) is performed with light pulses of a duration t, the extent a of the layer ( 15 ) in the direction of the lateral movement and the relationship: a> d + vt is maintained by setting the variable parameters under the parameters d and / or v and / or t. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verfahren zum optischen Untersuchen eine spektrale Interferometrie zum Einsatz kommt.Method according to claim 1, characterized in that that as a method for optical examination, a spectral interferometry is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verfahren zum optischen Untersuchen eine Weißlichtinterferometrie zum Einsatz kommt, bei der mit einem Aktuator (26) ein Referenzstrahl mit zeitlich veränderlicher Phasenver schiebung erzeugt wird und mit dem durch das an der Oberfläche (12) der Schicht (13) reflekierte Messlicht gebildeten Messergebnisstrahl (25) überlagert wird, wobei der für die Messung erforderlicher Bereich der Phasenverschiebung während der Dauer t des Lichtpulses durchlaufen wird.A method according to claim 1, characterized in that as a method for optical examination a white light interferometry is used, in which with an actuator ( 26 ) a reference beam with time-varying Phasenver shift is generated and with the by the on the surface ( 12 ) of the layer ( 13 ) Reflected measurement light formed measurement result beam ( 25 ) is superimposed, wherein the time required for the measurement range of the phase shift during the duration t of the light pulse is traversed. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugspunkt der Phasenverschiebung durch einen Hilfsaktuator (28) verstellt werden kann.A method according to claim 3, characterized in that the reference point of the phase shift by a Hilfsaktuator ( 28 ) can be adjusted. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsaktuator (28) über eine Steuerung oder Regelung automatisch in Abhängigkeit vom Niveau der Oberfläche eingestellt wird.Method according to claim 4, characterized in that the auxiliary actuator ( 28 ) is adjusted automatically via a control or regulation as a function of the level of the surface. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung d des Messflecks (11) durch eine Optik variiert werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the extension d of the measuring spot ( 11 ) can be varied by optics. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht (13) in Richtung der lateralen Bewegung eine geringere Ausdehnung als das Messobjekt (11) aufweist, insbesondere die Schicht auf dem Messobjekt strukturiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that layer ( 13 ) in the direction of the lateral movement a smaller extent than the measuring object ( 11 ), in particular the layer is structured on the measurement object. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtpulse eine Dauer t im ns-Bereich aufweisen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the light pulses have a duration t in the ns range exhibit. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit v des Messobjektes zwischen 1 und 2 m/s beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the speed v of the measurement object between 1 and 2 m / s. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (19) eine oder mehrere LED's aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the light source ( 19 ) has one or more LEDs. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Beleuchtung des Messobjektes mit den Lichtpulsen oder während der Erzeugung gesonderter Lichtpulse die Reflektivität der Oberfläche bestimmt wird, indem der betreffende Lichtpuls als Referenzsignal ausgewertet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the illumination of the DUT with the light pulses or during generation separate light pulses the reflectivity of the surface is determined by the relevant light pulse evaluated as a reference signal becomes. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Sensor (24) mit einem einzigen optischen Sensorelement oder mehrere dieser Sensoren (24) zum Einsatz kommen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an optical sensor ( 24 ) with a single optical sensor element or several of these sensors ( 24 ) are used.
DE102009025562A 2008-10-20 2009-06-12 Method for optically examining layers Withdrawn DE102009025562A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009025562A DE102009025562A1 (en) 2008-10-20 2009-06-12 Method for optically examining layers
PCT/EP2009/063659 WO2010046340A1 (en) 2008-10-20 2009-10-19 Interferometry method for optically examining coatings
EP09748278A EP2347216A1 (en) 2008-10-20 2009-10-19 Interferometry method for optically examining coatings

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008052379 2008-10-20
DE102008052379.8 2008-10-20
DE102008052430 2008-10-21
DE102008052430.1 2008-10-21
DE102009025562A DE102009025562A1 (en) 2008-10-20 2009-06-12 Method for optically examining layers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009025562A1 true DE102009025562A1 (en) 2010-04-29

Family

ID=42055222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009025562A Withdrawn DE102009025562A1 (en) 2008-10-20 2009-06-12 Method for optically examining layers

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2347216A1 (en)
DE (1) DE102009025562A1 (en)
WO (1) WO2010046340A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016115827A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Nanofocus Ag Method and device for optical surface measurement with the aid of a chromatic confocal sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080180694A1 (en) 2003-10-27 2008-07-31 Zygo Corporation Scanning interferometry for thin film thickness and surface measurements

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3319515A (en) * 1963-08-27 1967-05-16 Du Pont Interferometric optical phase discrimination apparatus
TW579435B (en) * 1999-08-02 2004-03-11 Zetetic Inst Scanning interferometric near-field confocal microscopy
DE10321887A1 (en) * 2003-05-07 2004-12-02 Universität Stuttgart Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080180694A1 (en) 2003-10-27 2008-07-31 Zygo Corporation Scanning interferometry for thin film thickness and surface measurements

Also Published As

Publication number Publication date
EP2347216A1 (en) 2011-07-27
WO2010046340A1 (en) 2010-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008029459B4 (en) Method and device for non-contact distance measurement
EP2199734B1 (en) Method and System for Optical Coherence Tomography
DE112019002028T5 (en) LIDAR DETECTION ARRANGEMENTS
EP2194356B1 (en) Optical measuring device
DE102007010389A1 (en) Device for optical measurement of objects, has signal evaluation unit, and interferometer with light source and detectors, where light source is formed so that it generates light with coherence length smaller than one centimeter
WO2007033898A2 (en) Interferometric measurement apparatus
DE102020203847A1 (en) Interferometric measuring device for surfaces
DE102017130211A1 (en) Method and device for optical surface measurement with the aid of a confocal sensor
DE102017122689A1 (en) Method and device for non-contact measurement of a distance to a surface or a distance between two surfaces
DE102010016462B4 (en) Layer measuring method and measuring device
DE2758149B1 (en) Interferometric method with lambda / 4 resolution for distance, thickness and / or flatness measurement
EP3811025A1 (en) Device for chromatic confocal optical measurement and confocal imaging of a measurement object, and method
DE102011115027A1 (en) Coherence grid interferometer and method for spatially resolved optical measurement of the surface geometry of an object
DE102009025562A1 (en) Method for optically examining layers
EP3786573A1 (en) Optical coordinate measuring device and method for operating such a device
DE102019001498A1 (en) Device for optical measurement and mapping of a measurement object and method
DE4404154C2 (en) Method and device for optically examining a surface
EP2283305B1 (en) Interferometric arrangement and method for adjusting a path difference
DE102015209567B3 (en) Optical multi-wavelength sensor for measuring distances to a surface and corresponding measuring device
EP3770546A1 (en) Device and method for measuring height profiles on an object
DE102018110381B4 (en) Device for taking pictures and method for stress analysis of a test body
DE102022214271B4 (en) Device for the interferometric determination of a fit error of an optical surface
DE102008020584B3 (en) Object&#39;s upper surface area testing method, involves determining phases of wave fronts with wavelengths, and detecting synthetic wave front, which corresponds to different reciprocal value of wavelengths of phases
WO2017202924A1 (en) Device and method for the optical analysis of a test object
DE102020205523B3 (en) Microscope arrangement and method for measuring a surface structure of a sample

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140101