ES2532731T3 - Procedimiento, disposición de medición y aparato para medir de manera óptica mediante interferometría el grosor de un objeto - Google Patents

Abstract

Procedimiento para medir de manera óptica mediante interferometría el grosor de un objeto que presenta una superficie externa y una superficie interna opuesta con respecto a la superficie externa, incluyendo el procedimiento las etapas de: emitir un haz de baja coherencia de radiaciones compuesto por una pluralidad de longitudes de onda en una banda determinada mediante al menos una fuente de radiación; dirigir el haz de radiaciones sobre la superficie externa del objeto mediante al menos una sonda óptica; captar las radiaciones que son reflejadas por el objeto mediante dicha al menos una sonda óptica; analizar mediante al menos un espectrómetro el espectro del resultado de la interferencia entre radiaciones que son reflejadas por la superficie externa que no entran en el objeto y radiaciones que son reflejadas por la superficie interna que entran en el objeto; y determinar el grosor del objeto en función del espectro proporcionado por dicho al menos un espectrómetro; estando caracterizado el procedimiento por el hecho de que se utilizan al menos dos haces diferentes de radiaciones que pertenecen a bandas diferenciadas y de que se utilizan al menos dos espectrómetros para analizar el espectro de dicho resultado de la interferencia para radiaciones que tienen longitudes de onda diferenciadas que pertenecen sustancialmente a dichas bandas diferenciadas.

Description

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12-03-2015

9d y fuentes de radiación 4c, 4d para cada ensamblado 1c, 1d. El funcionamiento de la disposición de medición 26 es similar al de la estación 23, y el conmutador 21 habilita de manera alternante el ensamblado 1c o el ensamblado 1d dependiendo del grosor del objeto 2. Las fuentes de radiación 4c y 4d pueden emitir un primer y un segundo haz de radiación con longitudes de onda en dos bandas diferentes, por ejemplo la primera banda mencionada anteriormente con el primer valor central y la segunda banda mencionada anteriormente con el segundo valor central más pequeño que el primer valor central, respectivamente. El primer espectrómetro 5c y el segundo (o adicional) espectrómetro 5d son diferentes entre sí, incluyendo, por ejemplo, diferentes rejillas de difracción y detectores de radiación que presentan cada uno las características adecuadas para funcionar con radiaciones que tienen longitudes de onda en dicha primera y, respectivamente, dicha segunda banda.

Otra disposición de medición 27 según la presente invención se muestra en la figura 7. La disposición de medición 27 incluye sustancialmente un aparato con una fuente de radiación 4ef, un acoplador óptico 9ef, una sonda óptica 6ef, un primer espectrómetro 5e y un segundo, o complementario, espectrómetro 5f. Los espectrómetros 5e y 5f son sustancialmente similares a los espectrómetros 5c y, respectivamente, 5d de la disposición de medición 26 (figura 6), es decir, cada uno de los mismos tiene las características apropiadas para funcionar con radiaciones que tienen longitudes de onda en una primera banda o, respectivamente, una segunda banda diferente, donde el primer valor central de la primera banda es mayor que el segundo valor central de la segunda banda. La fuente de radiación 4ef emite radiaciones en un amplio intervalo de longitudes de onda, incluyendo las longitudes de onda de ambas primera y segunda bandas mencionadas anteriormente, y puede incluir un único emisor, por ejemplo una lámpara halógena o, preferiblemente, una fuente de láser supercontinuo, por ejemplo con un intervalo de longitud de onda comprendido entre 750 nm y 1500 nm aproximadamente. Las radiaciones generadas por la fuente 4ef son enviadas a la sonda óptica 6ef, y el resultado de la interferencia (que tiene lugar como se ha explicado anteriormente en relación con las figuras 1 y 2) es devuelto por la sonda 6ef a los espectrómetros 5e y 5f a través del acoplador óptico 9ef. Dependiendo del grosor nominal del objeto 2, por ejemplo si tal grosor nominal es mayor o menor que un umbral predeterminado, el conmutador 21 activa de manera alternante el espectrómetro 5e o 5f que presente las características apropiadas. De manera similar a lo que sucede en las disposiciones 23 y 26 de las figuras 4 y 6, los espectrómetros 5e y 5f están acoplados a la unidad de procesamiento 18 para determinar el grosor de la porción 2 en función del espectro recibido.

En una realización ligeramente diferente, el conmutador 21 (por ejemplo, un conmutador óptico) puede colocarse en la salida del acoplador óptico 9ef para transferir el resultado de la interferencia de manera alternante al espectrómetro 5e o al espectrómetro 5f, dependiendo de si el grosor nominal del objeto 2 es mayor o menor que el umbral predeterminado.

El ejemplo mostrado en la figura 2 se refiere al caso particular de una única porción 2 de material semiconductor colocada sobre una capa de soporte 3. Sin embargo, las aplicaciones de un procedimiento, una disposición de medición y un aparato según la presente invención no están limitadas a la comprobación dimensional de piezas de este tipo. De hecho, tales procedimientos y disposiciones de medición también pueden utilizarse, por ejemplo, para medir el grosor de una o más porciones 2 de material semiconductor y/o de capas hechas de otros materiales colocadas en una estructura de múltiples caspas conocida por sí misma. Dentro de la estructura de múltiples capas puede medirse el grosor de porciones 2 o capas individuales, así como el grosor de grupos de porciones 2 o capas adyacentes.

Las disposiciones de medición descritas anteriormente 1, 23, 26 y 27 tienen muchas ventajas ya que pueden implementarse de manera sencilla y económica, y especialmente permiten medir valores de grosor que son definitivamente más pequeños que los medidos por aparatos y disposiciones de medición similares conocidos.

Además, el procedimiento y las disposiciones de medición según la invención están particularmente adaptados para llevar a cabo operaciones de comprobación y medición en la fábrica antes, durante o después de una fase de maquinado mecánico de un objeto 2, tal como una porción de material de silicio.

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Claims (1)

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