DE102004002253B4

DE102004002253B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche

Info

Publication number: DE102004002253B4
Application number: DE200410002253
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr.-Ing. Morgenthal; Thomas Dr.rer.nat. Schwarz; Frank Dipl.-Ing. Kretzschmar; Dieter Dr.-Ing. Pollack; Silko Thalheim
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2024-01-08
Also published as: DE102004002253A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes A zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung beaufschlagt ist, mit der auf der Substratoberfläche eine elektromagnetische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird,
wobei zwischen der Substratoberfläche und mindestens einem ortsaufgelöst messenden optischen Detektor (7, 7') eine optische Blende (1) mit mindestens zwei Öffnungen, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, oder mindestens zwei reflektierende Elemente, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, so angeordnet oder bewegbar ist/sind,
dass ein erster Teilstrahl (4) und ein zweiter Teilstrahl (5) der elektromagnetischen Strahlung in einem Abstand A1, der proportional zum zu bestimmenden Abstand A ist, und mindestens ein weiterer Teilstrahl (6, 6') der elektromagnetischen Strahlung in einem kleineren Abstand A2 zum Auftreffort des ersten oder zweiten Teilstrahles (4, 5) als der Abstand A1 auf den mindestens einen optischen Detektor (7, 7') auftreffen,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche. Dabei wird die Oberfläche für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung, bevorzugt mit einem Laserstrahl, aber auch die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl ist möglich, beaufschlagt. Dabei sollen mit der Erfindung Möglichkeiten geschaffen werden, um on-line beispielsweise die Dicke einer aufgetragenen Schicht, aber auch die momentane Tiefe von Bohrungen oder nutenförmigen Einschnitten in entsprechend bearbeiteten Substratoberflächen bestimmen zu können, so dass bei der entsprechenden Bearbeitung zeitgleich eine entsprechende Überwachung der gewünschten Maßhaltigkeit erfolgen und Nacharbeiten oder Ausschuss vermieden werden können.
Hierfür geeignete Lösungsansätze für eine berührungslose und optische Messung sind in DE 101 42 206 A1 und EP 0 248 479 A2 beschrieben.
In beiden Fällen wird ausgenutzt, dass elektromagnetische Strahlung von der jeweiligen bearbeiteten Substratoberfläche punktuell reflektiert oder infolge der eingebrachten Energie auch elektromagnetische Strahlungsenergie erzeugt und von dort emittiert wird.
Diese elektromagnetische Strahlung wird auf optische Detektoren gerichtet, wobei Teilstrahlen unter Nutzung zwischen Blenden, in denen einzelne Blendenöffnungen diskret angeordnet sind oder Reflektoren gezielt auf den jeweiligen optischen Detektor gerichtet werden und andere Strahlrichtungen entsprechend ausgeblendet werden.
Der jeweilige Abstand vom Ort von dem die elektromagnetische Strahlung reflektiert oder emittiert wird, zu einer Referenzebene kann dann so bestimmt werden, dass der Abstand der Abbildungen der Teilstrahlen auf dem optischen Detektor ermittelt und da dieser proportional zum Abstand zwischen dem Ort der Bearbeitung auf der Substratoberfläche und einer Referenzebene ist, als Messwert ausgenutzt werden.
Zur Erhöhung der Messgenauigkeit wurde außerdem in DE 101 42 206 A1 vorgeschlagen mittels brechender oder reflektierender optischer Elemente den Strahlweg der von den Teilstrahlen vom optischen Detektor zurückgelegt wird, zu verlängern, um durch eine entsprechende Übersetzung die Messgenauigkeit erhöhen zu können.
Es hat sich dabei herausgestellt, dass trotz alledem temporär Messfehler auftreten, die ihre Ursache in der mit der Energie des Energiestrahls bewirkten Erwärmung haben. So führt diese Erwärmung dazu, dass die Atmosphäre oberhalb der Substratfläche, durch die die für die Messung genutzte elektromagnetische Strahlung geführt ist, temporär und lokal Temperaturschwankungen aufweist und die damit einhergehenden lokalen Temperaturgradienten zu einer entsprechenden lokalen Veränderung der optischen Dichte führen, so dass die Strahlausbreitungsrichtung der reflektierten oder emittierten elektromagnetischen Strahlung sowohl temporär, wie auch lokal verändert ist.
Dementsprechend kann der Abstand zwischen den auf dem optischen Detektor gemessenen Abbildungen von Teilstrahlen temporär fehlerbehaftet sein oder zu bestimmten Zeitpunkten keine negative Beeinflussung der Strahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung auftritt. Es ist bisher nicht möglich, zu jedem Zeitpunkt eine Aussage über den tatsächlichen momentanen Messfehler treffen zu können.
Des Weiteren werden bei einer thermischen Bearbeitung häufig Gase und Dämpfe gebildet, die wiederum zumindest einen Teil der reflektierten bzw. emittierten elektromagnetischen Strahlung absorbieren. Die Absorption kann dabei das gesamte Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, aber auch lediglich ausgewählte Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche betreffen.
Da aber mit dem optischen Detektor ortsaufgelöst gemessen wird und dabei die jeweilige Position der Abbildungen von Teilstrahlen durch Bestimmung der lokalen Intensitätsverteilung, mit der die elektromagne tische Strahlung auf einen optischen Detektor auftrifft, durchgeführt wird, können auch Messfehler durch so absorptionsbedingt reduzierte gemessene Intensitäten auftreten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten vorzuschlagen, wie on-line, berührungslos die Messgenauigkeit bei der Bearbeitung von Substratoberflächen mittels Energiestrahlung verbessert und aufgetretene Messfehler erkannt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale eines der Ansprüche 1 oder 2 aufweist und mit Verfahren, wie sie die Ansprüche 15 oder 16 definieren, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
Die Erfindung kann, wie dies zu Beginn der Beschreibungseinleitung bereits zum Ausdruck gebracht worden ist, vorteilhaft für den Auftrag von Werkstoff auf eine Substratoberfläche aber auch für eine entsprechende Ausbildung von Bohrungen oder nutenförmigen Vertiefungen eingesetzt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Abstand zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die mittels eines Energiestrahls, bevorzugt eines Laserstrahls bearbeitet wird, on-line bestimmt werden. Hierzu werden von der Substratoberfläche reflektierte, bevorzugt aber dort erzeugte und emittierte elektromagnetische Strahlung auf einen optischen Detektor gerichtet und dort eine ortsaufgelöste Messung von Teilstrahlen der elektromagnetischen Strahlung durchgeführt.
Die Referenzebene kann beispielsweise die Ebene, in der zumindest ein optischer Detektor für eine ortsaufgelöste Messung angeordnet ist, aber auch jede beliebige Ebene oberhalb Substratoberfläche sein, sofern sie entsprechend in ihrer Lage definiert worden ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht eine Alternative darin, eine optische Blende mit mindestens zwei Öffnungen einzusetzen und in einer weiteren Alternative können entsprechend mindestens zwei reflektierende Elemente dort angeordnet werden.
Sowohl die optische Blende, wie auch die reflektierenden Elemente können dort statisch angeordnet, aber auch bewegbar sein. Für eine Bewegung bietet sich insbesondere eine Rotation um die Längsachse des Energiestrahls, in der der Energiestrahl auf die Substratoberfläche gerichtet wird, an.
Falls eine Blende oder reflektierende Elemente eingesetzt werden, um bestimmte Teilstrahlen diskret voneinander auf dem optischen Detektor abzubilden, sollten mindestens drei Blendenöffnungen bzw. drei reflektierende Elemente vorhanden sein.
Bei einer Rotation von Blende bzw. reflektierenden Elementen kann die jeweilige Anzahl von Öffnungen bzw. reflektierenden Elementen auf mindestens zwei begrenzt sein.
Der eigentliche Abstand wird, wie dies aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, so bestimmt, dass der Abstand der Abbildungen von mindestens zwei auf den optischen Detektor auftreffenden Teilstrahlen, die durch in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles angeordnete Öffnungen in einer optischen Blende bzw. von zwei so entsprechend angeordneten reflektierenden Elementen auf den optischen Detektor auftreffen. Dieser Abstand soll nachfolgend mit A1 bezeichnet werden und dieser Abstand A1 ist für den Fall, dass keine, wie in der Beschreibungseinleitung erwähnten Messfehlereinflüsse auftreten, proportional zum eigentlichen zu bestimmenden Abstand zwischen Substratoberfläche und Referenzebene.
In einer erfindungsgemäßen Alternative wird aber ein weiterer Teilstrahl der reflektierten bzw. emittierten elektromagnetischen Strahlung ebenfalls auf den optischen Detektor gerichtet, wobei der Abstand A2 zum Auftreffort des ersten bzw. zweiten Teilstrahles kleiner ist, als der Abstand A1. Bevorzugt wird der Abstand A2 sehr klein, maximal halb so groß wie der Abstand A1 gehalten, so dass gesichert wird, dass die optischen Verhältnisse für die entsprechend nah beieinander geführten Teilstrahlen zumindest nahezu, wenn nicht vollständig identisch sind.
Die erfindungsgemäße Lösung kann aber auch dahingehend weitergebildet werden, in dem bevorzugt symmetrisch zur Längsachse des Energiestrahls ein vierter Teilstrahl auf einen optischen Detektor gerichtet wird, dessen Abbildung wieder in einem Abstand A2 zum jeweils anderen ersten bzw. zweiten Teilstrahl auf dem optischen Detektor angeordnet ist.
So kann ein gegebenenfalls lokal und zeitlich hervorgerufener Messfehler erkannt werden, wenn eine signifikante Änderung beim erfassten Abstand A2 aufgetreten ist. In diesem Fall, wenn eine Veränderung ΔA2 oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes erfasst ist, wobei gegebenenfalls auch eine Überprüfung erfolgen kann, ob gleichzeitig keine entsprechende Veränderung des Abstandes A1 aufgetreten ist, wird der bestimmte Abstandswert verworfen und die Messung und Bestimmung so lange durchgeführt, bis eine messfehlerfreie Bestimmung erfolgt ist. Dies ist bei einer ausreichend hohen Messfrequenz ohne weiteres möglich.
Es besteht aber die Möglichkeit, für den Fall, dass insgesamt vier solcher Teilstrahlen auf einem optischen Detektor abgebildet worden sind, für die Bestimmung des eigentlich zu messenden Abstandes alle zeitgleich bzw. sehr zeitnah erfassten Abstände der jeweiligen Abbildungen zu erfassen und auf Messfehler bedingte Abweichungen zu überprüfen. So ist der momentane Messfehler sicher am kleinsten, wenn alle ermittelten Abstände A1, A2 und A3 eine proportionale Veränderung zu den vorab ermittelten Abstandswerten aufweisen.
Als optische Detektoren können solche eingesetzt werden, bei denen diskret angeordnete Einzeldetektoren in einer Reihe, wie dies beispielsweise bei einer CCD-Zeile der Fall ist oder auch mehrere diskret angeordnete Einzeldetektoren in mehreren Reihen (mindestens zwei), wie z. B. bei so genannten CCD-Arrays, eingesetzt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, solche optischen Detektoren in unterschiedlichen Ebenen anzuordnen, die in verschiedenen Abständen zur Substratoberfläche angeordnet sind.
Beim Einsatz mehrerer solcher optischer Detektoren oder eines CCD-Arrays kann die Auswertegeschwindig keit durch eine entsprechend erreichbare beschleunigte Messsignalverarbeitung erreicht werden.
Für den Fall, dass elektromagnetische Strahlung mit mindestens drei Teilstrahlen mittels einer optischen Blende auf optische Detektoren gerichtet werden soll, sollte eine entsprechende Anzahl von Öffnungen in der Blende ausgebildet sein, wobei eine der Öffnungen, die insbesondere für die erfindungsgemäß gewünschte Erfassung von Messfehlern benutzt wird, nahe bei einer der beiden anderen Öffnungen ausgebildet worden sein. Dieser Sachverhalt trifft analog auch für eine Ausbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit reflektierenden Elementen zu.
Außerdem besteht die Möglichkeit einzelne Öffnungen einer Blende temporär zu verschließen und wieder zu öffnen, wobei hierzu piezoelektrische oder elektrooptische Elemente an den Blendenöffnungen vorhanden sein können.
Mittels piezoelektrischer Elemente kann aber auch eine Schwenkbewegung reflektierender Elemente in analoger Form erreicht werden, so dass die jeweiligen Teilstrahlen der reflektierten oder emittierten elektromagnetischen Strahlung auf den/die optischen Detektor(en) gerichtet werden können oder in andere Richtungen reflektiert werden.
Wie bereits angedeutet, können bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Blende oder auch ein Träger für reflektierende Elemente bewegt werden, wobei bevorzugt eine Rotation um die Längsachse des Energiestrahls, in der dieser auf die Oberfläche des Substrates auftrifft, erfolgen kann.
Bei ausreichend großer Drehzahl kann die eigentliche Abstandsbestimmung dann mit Hilfe von zwei nahe beieinander liegenden Öffnungen in einer Blende, die in einem Abstand von der Rotations- und Längsachse des Energiestrahls oder entsprechend dort angeordneten reflektierenden Elementen erreicht werden.
Bei einer rotierenden optischen Blende kann es aber auch vorteilhaft sein, zwei spiralförmige Blendenöffnungen einzusetzen, wobei der Abstand dieser Blendenöffnungen winkelabhängig variiert sein kann, so können auf einen oder zwei optischen Detektor(en) vier Teilstrahlen abgebildet werden, die bei einem konstanten Abstand und konstanter Drehzahl der Blende ihren Auftreffort auf optischem Detektor jeweils kontinuierlich verändern, wenn keine Messfehler hervorrufenden Einflüsse, die zu unerwünschten Strahlablenkungen führen würden, zum jeweiligen Zeitpunkt auftreten. Tritt jedoch, zumindest bei einer Abbildung der auf optische Detektoren auftreffenden Teilstrahlen eine Diskontinuität auf, ist dies ein Indiz für einen Messprinzip bedingten Fehler, so dass auch in diesem Fall der jeweilige bestimmte Abstandsmesswert als fehlerbehaftet erkannt und verworfen werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung kann außerdem dahingehend weitergebildet werden, indem eine spektrale Auswahl bzw. auch Auswertung vorgenommen wird.
So kann beispielsweise ein optisches Filter zwischen Substratoberfläche und optischen Detektor(en) angeordnet sein, so dass lediglich eine bestimmte Wellenlänge oder ein ausgewählter Wellenlängenbereich ausgenutzt werden kann.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, ein solches op tisches Filter so anzuordnen, dass lediglich ein auf einen optischen Detektor gerichteter Teilstrahl der elektromagnetischen Strahlung entweder so gefiltert oder nicht gefiltert wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, unterschiedliche optische Filter für die einzelnen Teilstrahlen einzusetzen.
So können die unterschiedlichen Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung bei der Abstandsbestimmung und erfindungsgemäß durchzuführenden Fehlererkennung genutzt werden, da sich die in der Beschreibungseinleitung erwähnten Fehlereinflussgrößen auf die verschiedenen Wellenlängen, insbesondere bezüglich des Brechungsindex auswirken.
Die Erfindung kann aber auch dahingehend weitergebildet werden, in dem eine Wellenlängen aufgelöste Auswertung durchgeführt wird, mit der zusätzliche Informationen gewonnen werden können. So kann beispielsweise eine indirekte Temperaturüberwachung, eine Überwachung eines Plasmazustandes bzw. über das Erkennen bestimmter Absorptionsbanden auch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein bestimmter chemischer Elemente im bearbeiteten Substratwerkstoff oder auch in der Atmosphäre zwischen Substratoberfläche und optischem Detektor gewonnen werden.
In einfacher Form kann dies bereits auch mit optischen Filtern erreicht werden. Der gewinnbare Informationsgehalt ist aber höher, wenn eine Wellenlängen aufgelöste Messung mit optischen Detektoren durchgeführt wird. Hierfür kann eine spektrometrische Messung durchgeführt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den brechenden und re flektierenden Elementen, wie dies DE 101 42 206 bekannt ist, weiter zu bilden.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher beschrieben werden.
Dabei zeigt:
1 in schematischer Form ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Wie in 1 erkennbar, wird bei diesem Beispiel ein Laserstrahl als Energiestrahl 10 mit Hilfe eines reflektierenden Elementes 9 orthogonal auf die Oberfläche eines Substrates 11 gerichtet, um im Substrat 11 eine Bohrung 11' mit einer bestimmten vorgegebenen Bohrungstiefe durch einen thermisch bedingten Werkstoffabtrag auszubilden. Dabei wird von der jeweils bearbeiteten Substratoberfläche elektromagnetische Strahlung emittiert, die je nach Tiefe der ausgebildeten Bohrung 11' in verschiedene Richtungen abgestrahlt wird. Zwischen der Oberfläche des Substrates 11 und bei diesem Beispiel zwei optischen Detektoren 7, 7' ist eine optische Blende 1 statisch angeordnet und hier parallel zur Oberfläche des Substrates 11 ausgerichtet.
In dieser Blende 1 sind bei diesem Beispiel vier Blendenöffnungen 2, 3, 3' und 2' jeweils in einem Abstand zur Längsachse des Laserstrahls, als Energiestrahl 10 angeordnet.
Die Blendenöffnungen 2 und 3 sowie 2' und 3' bilden dabei nahe beieinander liegende Öffnungspaare.
Durch diese Blendenöffnungen 2, 3, 2' und 3' gelangen insgesamt vier Teilstrahlen 4, 5, 6 und 6' unter Zwischenschaltung einer bikonvexen optischen Linse 12 und eines optischen Filters 8 auf die optischen Detektoren 7 und 7', die für eine ortsaufgelöste Messung ausgebildet sind.
Wie mit 1 deutlich entnehmbar, sind die Abbildungen der Teilstrahlen 4, 5, 6 und 6' an verschiedenen Auftrefforten mit unterschiedlichen Abständen A1, A2 und A3 jeweils zueinander angeordnet, wobei zumindest der Abstand A1 für die Bestimmung des eigentlichen Abstandes, also bei diesem Beispiel implizit auch der Tiefe der Bohrung 11' ausnutzbar.
Wie 1 ebenfalls deutlich entnehmbar, bilden die Teilstrahlen 4 und 6 sowie 5 und 6' nahe beieinander liegende Teilstrahlenpaare, die zum jeweiligen Zeitpunkt zumindest unter annähernd gleichen optischen Bedingungen der jeweiligen Atmosphäre unterliegen.
Werden bei der Laserbearbeitung des Substrates 11 keine signifikanten Änderungen der unterschiedlichen Abstände A1, A2 oder auch A3 erfasst, kann davon ausgegangen werden, dass keine Messfehler hervorrufenden Einflüsse aufgetreten sind und der die momentane Tiefe der Bohrung 11' repräsentierende bestimmte Abstandswert keinen entsprechenden Fehler aufweist.
Werden aber signifikante Abweichungen zumindest eines der Abstände oder eine unsymmetrische Verschiebung eines Auftreffortes eines der hier vier Teilstrahlen 4, 5, 6 und 6' erfasst, ist davon auszugehen, dass ein Messfehler hervorrufender Einfluss aufgetreten ist, so dass der die jeweilige Tiefe der Bohrung 11' repräsentierende ermittelte Abstandswert verworfen und eine neue Abstandsbestimmung durchgeführt werden muss.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes A zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung beaufschlagt ist, mit der auf der Substratoberfläche eine elektromagnetische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, wobei zwischen der Substratoberfläche und mindestens einem ortsaufgelöst messenden optischen Detektor (7, 7') eine optische Blende (1) mit mindestens zwei Öffnungen, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, oder mindestens zwei reflektierende Elemente, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, so angeordnet oder bewegbar ist/sind, dass ein erster Teilstrahl (4) und ein zweiter Teilstrahl (5) der elektromagnetischen Strahlung in einem Abstand A1, der proportional zum zu bestimmenden Abstand A ist, und mindestens ein weiterer Teilstrahl (6, 6') der elektromagnetischen Strahlung in einem kleineren Abstand A2 zum Auftreffort des ersten oder zweiten Teilstrahles (4, 5) als der Abstand A1 auf den mindestens einen optischen Detektor (7, 7') auftreffen, wobei mittels des mindestens einen Detektors (7, 7') der Abstand A1 und der Abstand A2 bestimmbar sind, und wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie, wenn eine Änderung ΔA2 bei in Folge bestimmten Abständen A2 oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegt, den bestimmten Abstandswert als fehlerhaft erkennt und verwirft.
Vorrichtung zur Bestimmung des Abstandes A zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung beaufschlagt ist, mit der auf der Substratoberfläche eine elektromagnetische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, wobei zwischen der Substratoberfläche und mindestens einem ortsaufgelöst messenden optischen Detektor (7, 7') eine optische Blende (1) mit mindestens zwei Öffnungen, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, oder mindestens zwei reflektierende Elemente, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles (10) angeordnet sind, so angeordnet oder bewegbar ist/sind, dass ein erster Teilstrahl (4) und ein zweiter Teilstrahl (5) der elektromagnetischen Strahlung in einem Abstand A1, der proportional zum zu bestimmenden Abstand A ist, und mindestens zwei weitere Teilstrahlen (6, 6') der elektromagnetischen Strahlung in einem Abstand A3, der kleiner als der Abstand A1 ist, auf den mindestens einen optischen Detektor (7, 7') auftreffen, wobei mittels des mindestens einen Detektors (7, 7') der Abstand A1 und der Abstand A3 bestimmbar sind, und wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie bei einer erfassten nicht proportionalen Änderung von in Folge bestimmten Abständen A1 und A3 den bestimmten Abstandswert A als fehlerhaft erkennt und verwirft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der/die optische Detektor(en)(7, 7') aus diskret in einer Reihe oder mehreren in Reihen angeordneten Einzeldetektoren gebildet ist/sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei optische Detektoren (7, 7') in einer Ebene nebeneinander oder in zwei unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Blende (1) mindestens drei Öffnungen (2, 2', 3, 3') ausgebildet sind und der Abstand zwischen zwei dieser Öffnungen (2–3 und/oder 2'–3') kleiner als der Abstand zu mindestens einer dritten Öffnung ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei reflektierende Elemente in einer gemeinsamen Ebene so angeordnet sind, dass der Abstand zwischen zwei der reflektierenden Elemente kleiner als der Abstand zu mindestens einem dritten reflektierenden Element ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang mindestens eines der Teilstrahlen (4, 5, 6, 6') ein optisches Filter (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem/den optischen Detektor(en)(7, 7') eine wellenlängenaufgelöste Messung möglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (2, 2', 3, 3') der Blende (1) mittels piezoelektrischer oder elektrooptischer Elemente temporär verschließbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Träger angeordnete reflektierende Elemente temporär mittels piezoelektrischer Elemente verschwenkbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (1) oder ein Träger für reflektierende Elemente um eine in der Längsachse des Energiestrahles liegende Rotationsachse drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass optische(r) Detektor(en)(7, 7'), Blende (1) und/oder ein Träger für reflektierende Elemente an eine elektronische Auswerte- und Steuereinrichtung angeschlossen ist/sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer rotierenden Blende (1) zwei spiralförmige Blendenöffnungen, deren Abstand zumindest winkelabhängig variiert, ausgebildet sind und an der Blende (1) ein Drehwinkelsensor vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand A1 mindestens zweifach so groß wie der Abstand A2 ist.
Verfahren zur Bestimmung des Abstandes A zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung beaufschlagt ist und damit auf der Substratoberfläche eine elektromagnetische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, wobei durch eine optische Blende mit mindestens zwei Öffnungen, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles angeordnet sind, oder über mindestens zwei reflektierende Elemente, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles angeordnet sind, Teilstrahlen (4, 5, 6, 6') auf mindestens einen optischen Detektor (7, 7') gerichtet werden, wobei ein Abstand A1 zwischen Abbildungen von mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5) zur Bestimmung des Abstandes A zwischen Substratoberfläche und der Referenzebene bestimmt wird, wobei in Folge Abstände A2 von Abbildungen mindestens eines weiteren, dritten Teilstrahles (6, 6') zu dem ersten oder zweiten Teilstrahl (4, 5), der kleiner als der Abstand A1 ist, bestimmt werden, und wobei, wenn eine Änderung ΔA2 bei den bestimmten Abständen A2 oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegt, der bestimmte Abstandswert als fehlerhaft erkannt und verworfen wird.
Verfahren zur Bestimmung des Abstandes A zwischen einer Referenzebene und einer Substratoberfläche, die für eine Bearbeitung mit einer Energiestrahlung beaufschlagt ist und damit auf der Substratoberfläche eine elektromagnetische Strahlung erzeugt oder reflektiert wird, wobei durch eine optische Blende mit mindestens zwei Öffnungen, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles angeordnet sind, oder über mindestens zwei reflektierende Elemente, die in einem Abstand zur Längsachse des Energiestrahles angeordnet sind, Teilstrahlen (4, 5, 6, 6') auf mindestens einen optischen Detektor (7, 7') gerichtet werden, wobei in Folge Abstände A1 zwischen Abbildungen von mindestens zwei Teilstrahlen (4, 5) zur Bestimmung des Abstandes A zwischen Substratoberfläche und der Referenzebene bestimmt werden), wobei in Folge Abstände A3 von Abbildungen zweier weiterer Teilstrahlen (6, 6'), die kleiner als die Abstände A1 sind, bestimmt werden und bei einer erfassten nicht proportionalen Änderung der Abstände A1 und A3 der bestimmte Abstandswert A als fehlerhaft erkannt und verworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine wellenlängenaufgelöste Messung durchgeführt wird.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bei der Ausbildung von Bohrungen, nutenförmigen Einschnitten oder dem Werkstoffauftrag an Substratoberflächen.