ITBO20080707A1 - Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto - Google Patents

Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto

Info

Publication number
ITBO20080707A1
ITBO20080707A1 IT000707A ITBO20080707A ITBO20080707A1 IT BO20080707 A1 ITBO20080707 A1 IT BO20080707A1 IT 000707 A IT000707 A IT 000707A IT BO20080707 A ITBO20080707 A IT BO20080707A IT BO20080707 A1 ITBO20080707 A1 IT BO20080707A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
thickness
spacer
reflected
semiconductor material
radiations
Prior art date
Application number
IT000707A
Other languages
English (en)
Inventor
Riccardo Cipriani
Leonardo Gwin Roberto Phillips
Original Assignee
Marposs Spa
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 Marposs Spa filed Critical Marposs Spa
Priority to ITBO2008A000707A priority Critical patent/IT1391999B1/it
Publication of ITBO20080707A1 publication Critical patent/ITBO20080707A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1391999B1 publication Critical patent/IT1391999B1/it

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

«METODO E APPARECCHIATURA PER LA MISURA OTTICA MEDIANTE INTERFEROMETRIA DELLO SPESSORE DI UN OGGETTO»
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo e ad una apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto.
La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione nella misura ottica mediante interferometria dello spessore di fette, o wafer, di materiale semiconduttore (tipicamente silicio), cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.
ARTE ANTERIORE
Una fetta di materiale semiconduttore viene lavorata ad esempio per ricavare nel materiale semiconduttore stesso dei circuiti integrati o altri componenti elettronici. Particolarmente quando la fetta di materiale semiconduttore à ̈ molto sottile, la fetta di materiale semiconduttore stessa viene applicata su di uno strato di supporto (tipicamente in materiale plastico o in vetro) che ha la funzione di conferire una maggiore robustezza meccanica e quindi una più facile manipolabilità.
Generalmente à ̈ necessario lavorare meccanicamente la fetta di materiale semiconduttore mediante rettifica e lucidatura per ottenere uno spessore uniforme e pari ad un valore desiderato; in questa fase di lavorazione meccanica della fetta di materiale semiconduttore à ̈ necessario misurare o tenere sotto controllo lo spessore per garantire di ottenere con precisione il valore desiderato.
Per misurare lo spessore di una fetta di materiale semiconduttore à ̈ noto utilizzare teste comparatrici con tastatori meccanici che toccano una superficie superiore della fetta di materiale semiconduttore in lavorazione. Questa tecnologia di misura può danneggiare la fetta di materiale semiconduttore durante la misura a causa del contatto meccanico con i tastatori meccanici, e non consente di misurare spessori molto sottili (tipicamente inferiori a 100 micron).
Per misurare lo spessore di una fetta di materiale semiconduttore à ̈ noto utilizzare sonde capacitive, induttive (a correnti parassite o altro), o a ultrasuoni. Queste tecnologie di misura sono del tipo senza contatto e quindi non danneggiano la fetta di materiale semiconduttore durante la misura e sono in grado di misurare lo spessore della fetta di materiale semiconduttore anche in presenza dello strato di supporto; tuttavia, queste tecnologie di misura hanno dei limiti sia nella dimensione misurabile (tipicamente non si riescono a misurare spessori inferiori ai 100 micron), sia nella massima risoluzione ottenibile (tipicamente non più piccola di 10 micron).
Per superare i limiti delle tecnologie di misura sopra descritte vengono utilizzate sonde ottiche a volte associate a misure interferometriche. Ad esempio, il brevetto US-A1-6437868 e la domanda di brevetto giapponese pubblicata JP-A-08-216016 descrivono apparecchiature per la misura ottica dello spessore di una fetta di materiale semiconduttore. Alcune delle apparecchiature note comprendono una sorgente di radiazioni infrarosse, uno spettrometro, ed una sonda ottica, la quale à ̈ collegata mediante fibre ottiche alla sorgente di radiazioni infrarosse ed allo spettrometro, viene disposta affacciata alla fetta di materiale semiconduttore da misurare, ed à ̈ provvista di lenti per focalizzare le radiazioni sulla fetta di materiale semiconduttore da misurare. La sorgente di radiazioni infrarosse emette un fascio di radiazioni infrarosse (generalmente con una lunghezza d’onda attorno a 1300 nm) a bassa coerenza, cioà ̈ che non à ̈ monofrequenza (frequenza unica e costante nel tempo), ma à ̈ composto da un certo numero di frequenze (tipicamente con lunghezze d’onda contenute in una cinquantina di nm attorno al valore centrale). Vengono utilizzate radiazioni infrarosse, in quanto i materiali semiconduttori attualmente utilizzati sono a base di silicio ed il silicio à ̈ sufficientemente trasparente alle radiazioni infrarosse. In alcune delle apparecchiature note, la sorgente di radiazioni infrarosse à ̈ costituita da un SLED (LED superluminescente o Superluminescent Light Emitting Device) che à ̈ in grado di emettere un fascio di radiazioni infrarosse avente una ampiezza di banda dell’ordine di grandezza di una cinquantina di nm attorno al valore centrale.
Tuttavia, anche utilizzando sonde ottiche associate a misure interferometriche del tipo sopra descritto non si riescono a misurare spessori inferiori a circa 10 micron, mentre l’industria dei semiconduttori richiede ormai la misura di spessori di pochi o pochissimi micron.
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un metodo ed una apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto, i quali metodo e apparecchiatura siano privi degli inconvenienti sopra descritti, e siano nel contempo di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un metodo ed una apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di una apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di una fetta di materiale semiconduttore; e
- la figura 2 Ã ̈ una vista schematica ed in sezione laterale della fetta di materiale semiconduttore durante la misura dello spessore secondo una tecnica nota;
- la figura 3 Ã ̈ una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di un componente della apparecchiatura della figura 1 e della fetta di materiale semiconduttore durante la misura dello spessore;
- la figura 4 Ã ̈ una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di una diversa forma di attuazione di un componente della apparecchiatura della figura 1 e della fetta di materiale semiconduttore durante la misura dello spessore; e
- la figura 5 Ã ̈ una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di una ulteriore forma di attuazione di un componente della apparecchiatura della figura 1 e della fetta di materiale semiconduttore durante la misura dello spessore.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 à ̈ indicata nel suo complesso una apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto 2 costituito da una fetta di materiale semiconduttore. Secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 1, che comprende caratteristiche di per sé note, la fetta 2 di materiale semiconduttore à ̈ applicata su di uno strato 3 di supporto (tipicamente in materiale plastico o in vetro) che ha la funzione di conferire una maggiore robustezza meccanica e quindi una più facile manipolabilità; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata lo strato 3 di supporto non à ̈ presente.
L’apparecchiatura 1 comprende una sorgente 4 di radiazioni infrarosse, uno spettrometro 5, ed una sonda 6 ottica, la quale à ̈ collegata mediante fibre ottiche alla sorgente 4 di radiazioni infrarosse ed allo spettrometro 5, viene disposta affacciata alla fetta 2 di materiale semiconduttore da misurare, ed à ̈ provvista di lenti 7 per focalizzare le radiazioni sulla fetta 2 di materiale semiconduttore da misurare. Tipicamente, la sonda 6 ottica à ̈ disposta perpendicolare, come illustrato in figura, o leggermente angolata rispetto alla fetta 2 di materiale semiconduttore da misurare, da cui à ̈ separata da aria o da liquido attraverso il quale si propagano le radiazioni infrarosse. Secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 1, à ̈ prevista una fibra 8 ottica che collega la sorgente 4 di radiazioni ad un accoppiatore 9 ottico, una fibra 10 ottica che collega l’accoppiatore 9 ottico allo spettrometro 5, ed una fibra 11 ottica che collega l’accoppiatore 9 ottico alla sonda 6 ottica. Le fibre ottiche 8, 10 e 11 possono far capo ad un circolatore, di per sé noto e non illustrato in figura 1, o ad altro dispositivo con la stessa funzione dell’accoppiatore 9. Secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 1, lo spettrometro 5 comprende almeno una lente 12 che collima le radiazioni ricevute dalla fibra 10 ottica su di un difrattore 13 (tipicamente costituito da un reticolo), ed almeno una ulteriore lente 14 che focalizza le radiazioni riflesse dal difrattore 13 su di un rilevatore 15 di radiazioni (tipicamente costituito da un array di elementi fotosensibili, ad esempio un sensore “CCD†).
La sorgente 4 di radiazioni infrarosse emette un fascio di radiazioni infrarosse a bassa coerenza, cioà ̈ che non à ̈ monofrequenza (frequenza unica e costante nel tempo), ma à ̈ composto da un certo numero di frequenze. Vengono utilizzate radiazioni infrarosse, in quanto i materiali semiconduttori attualmente utilizzati sono a base di silicio ed il silicio à ̈ sufficientemente trasparente alle radiazioni infrarosse.
Secondo quanto illustrato nella figura 2 e quanto in generale noto, in uso la sonda 6 ottica emette un fascio di radiazioni I infrarosse, il quale incide sulla fetta 2 di materiale semiconduttore da misurare ed in parte (radiazioni R1 riflesse) viene riflesso verso la sonda 6 ottica da una superficie 16 esterna senza penetrare all’interno della fetta 2 di materiale semiconduttore ed in parte (radiazioni R2 riflesse) penetra all’interno della fetta 2 di materiale semiconduttore, e viene riflesso verso la sonda 6 ottica da una superficie 17 interna opposta alla superficie 16 esterna. E’ importante osservare che per comprensione nella figura 2 le radiazioni I incidenti e R riflesse sono rappresentate con un angolo diverso da 90° rispetto alla fetta 2 di materiale semiconduttore ma in realtà, come detto in precedenza, possono essere perpendicolari o sostanzialmente perpendicolari alla fetta 2 di materiale semiconduttore.
La sonda 6 ottica cattura sia le radiazioni R1 che sono state riflesse dalla superficie 16 esterna senza penetrare all’interno della fetta 2 di materiale semiconduttore, sia le radiazioni R2 che sono state riflesse dalla superficie 17 interna penetrando all’interno della fetta 2 di materiale semiconduttore.
Come illustrato nella figura 2, le radiazioni R2, che sono state riflesse dalla superficie 17 interna penetrando all’interno della fetta 2 di materiale semiconduttore possono fuoriuscire dalla fetta 2 di materiale semiconduttore dopo una sola riflessione sulla superficie 17 interna, dopo due riflessioni successive sulla superficie 17 interna, o, più in generale, dopo un numero N di riflessioni successive sulla superficie 17 interna; ovviamente ad ogni riflessione sulla superficie 16 esterna una parte della radiazione R2 fuoriesce dalla fetta 2 di materiale semiconduttore finché l’intensità residua delle radiazioni R2 à ̈ praticamente nulla.
Come detto in precedenza, il fascio di radiazioni infrarosse à ̈ composto da radiazioni di diverse frequenze (cioà ̈ di diverse lunghezze d’onda). Tra queste radiazioni ci sarà sicuramente una radiazione la cui lunghezza d’onda à ̈ tale che il doppio dello spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore da controllare à ̈ pari ad un multiplo intero della lunghezza d’onda stessa; di conseguenza tale radiazione venendo riflessa dalla superficie 17 interna uscirà dalla fetta 2 di materiale semiconduttore in fase con l’omologa (intesa come della stessa lunghezza d’onda) della radiazione riflessa dalla superficie 16 esterna e quindi una volta sommata a quest’ultima determinerà un massimo di interferenza (interferenza costruttiva). Al contrario, la radiazione avente una lunghezza d’onda tale che il doppio dello spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore da controllare à ̈ pari ad un multiplo dispari della semi-lunghezza d’onda, venendo riflessa dalla superficie 17 interna uscirà dalla fetta 2 di materiale semiconduttore in controfase con l’omologa (intesa come della stessa lunghezza d’onda) e quindi una volta sommata a quest’ultima determinerà un minimo di interferenza (interferenza distruttiva).
La composizione con interferenza delle radiazioni R1 e R2 riflesse viene catturata dalla sonda 6 ottica e viene convogliata allo spettrometro 5. Lo spettro rilevato dallo spettrometro 5 per ciascuna frequenza (cioà ̈ per ciascuna lunghezza d’onda) presenta una intensità diversa determinata dall’alternanza di interferenze costruttive e di interferenze distruttive. Una unità 18 di elaborazione riceve lo spettro dallo spettrometro 5 ed analizza lo spettro stesso tramite alcuni passaggi matematici, di per sé noti; in particolare, effettuando l’analisi di Fourier in funzione della frequenza e conoscendo il valore dell’indice di rifrazione del materiale semiconduttore l’unità 18 di elaborazione à ̈ in grado di determinare lo spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore mediante opportune elaborazioni dell’analisi di Fourier dello spettro fornito dallo spettrometro 5.
Entrando maggiormente in dettaglio, nell’unità 18 di elaborazione lo spettro (funzione della lunghezza d'onda) viene rielaborato in modo di per sé noto come funzione periodica descrivibile secondo lo sviluppo in serie di Fourier. L'interferenza delle radiazioni R1 ed R2 riflesse si sviluppa come una funzione sinusoidale (con alternanza di interferenze costruttive e distruttive); la frequenza di questa funzione sinusoidale à ̈ proporzionale alla lunghezza del cammino ottico attraverso lo spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore attraversata dalla radiazione. Con una trasformata di Fourier, si ricava il valore del cammino ottico attraverso lo spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore, e quindi lo spessore equivalente della fetta 2 di materiale semiconduttore. (corrispondente alla metà di tale cammino ottico) Lo spessore reale della fetta 2 di materiale semiconduttore à ̈ facilmente ottenibile dividendo lo spessore equivalente della fetta 2 di materiale semiconduttore per l’indice di rifrazione del materiale semiconduttore della fetta 2 (a titolo di esempio all’incirca pari a 3,5 per il silicio).
Poiché, come detto sopra, il cammino ottico (e quindi lo spessore) à ̈ ricavato in base alla frequenza della funzione sinusoidale, il limite inferiore del valore dello spessore direttamente misurabile dipende dalla minima frequenza rilevabile nella banda delle radiazioni utilizzate.
Quando lo spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore scende al di sotto del suddetto limite inferiore la sopra descritta modalità di misura dello spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore non à ̈ più in grado di fornire la misura dello spessore. In accordo con la presente invenzione, per ottenere il valore dello spessore di una fetta 2 di materiale semiconduttore anche al di sotto dello spessore minimo direttamente misurabile à ̈ possibile operare secondo quanto illustrato nelle figure 3 e 4: alla fetta 2 di materiale semiconduttore viene associato un distanziale 19 di riferimento per avere un insieme 20 costituito dal distanziale 19 di riferimento e dalla fetta 2 di materiale semiconduttore.
In uso, vengono effettuate elaborazioni relative ad uno spessore S1 del distanziale 19 di riferimento in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro 5 elaborando l’informazione sulla interferenza fra radiazioni che vengono riflesse da una superficie di riferimento, ad esempio una superficie 21 esterna del distanziale 19 di riferimento e radiazioni che vengono riflesse da una superficie 22 (figura 3) o 16 (figura 4) di delimitazione del distanziale 19 di riferimento penetrando all’interno del distanziale 19 di riferimento stesso. Inoltre, vengono effettuate elaborazioni relative ad uno spessore S2 dell’insieme 20 in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro 5 elaborando l’informazione sulla interferenza fra radiazioni che vengono riflesse da una superficie 16 (figura 3) o 21 (figura 4) di riferimento dell’insieme 20 e radiazioni che vengono riflesse da una superficie 22 (figura 3) o 17 (figura 4) di delimitazione dell’insieme 20 (cioà ̈ dalla superficie 17 interna della fetta 2 di materiale semiconduttore) penetrando all’interno dell’insieme 20 stesso. Infine, lo spessore S3 della fetta 2 di materiale semiconduttore viene determinato in base ad una differenza fra le elaborazioni relative allo spessore S2 e allo spessore S1.
In sostanza, il valore desiderato – spessore della fetta 2 di materiale semiconduttore – à ̈ ottenuto in base alla differenza fra elaborazioni relative a spessori (S2 e S1) che sono decisamente superiori al valore minimo direttamente misurabile.
Nella forma di attuazione illustrata nella figura 3, il distanziale 19 di riferimento à ̈ fisicamente disposto sotto alla fetta 2 di materiale semiconduttore (cioà ̈ dal lato opposto della fetta 2 di materiale semiconduttore rispetto alla sonda 6 ottica), à ̈ costituito dallo strato 3 di supporto applicato alla fetta 2 di materiale semiconduttore e quindi à ̈ sempre accoppiato alla fetta 2 di materiale semiconduttore indipendentemente dalla misura dello spessore.
Nella forma di attuazione illustrata nella figura 4, il distanziale 19 di riferimento à ̈ disposto sopra alla fetta 2 di materiale semiconduttore (cioà ̈ tra la sonda 6 ottica e la fetta 2 di materiale semiconduttore) ed à ̈ definito interponendo un corpo 23 di riferimento tra la sonda 6 ottica e la fetta 2 di materiale semiconduttore. Il corpo 23 di riferimento à ̈ distanziato dalla fetta 2 di materiale semiconduttore (in questo modo non tocca la superficie 16 esterna della fetta 2 di materiale semiconduttore e quindi non provoca danni alla superficie 16 esterna stessa) ed à ̈ semitrasparente al fascio di radiazioni I in modo tale da riflettere una parte del fascio di radiazioni I che attraversa il corpo 23 di riferimento stesso. In questo caso, il distanziale 19 di riferimento si estende da una superficie 21 esterna del corpo 23 di riferimento ad una superficie 16 esterna alla fetta 2 di materiale semiconduttore e comprende anche il volume occupato dal aria o liquido compreso tra il corpo 23 di riferimento e la fetta 2 di materiale semiconduttore.
Nella disposizione di figura 4, à ̈ in alternativa possibile utilizzare la superficie 22 interna del corpo 23 come superficie di riferimento anziché la superficie 21 esterna, per delimitare superiormente il distanziale 19 di riferimento. In altre parole, secondo questa alternativa il distanziale 19 di riferimento si estende dalla superficie 22 interna del corpo 23 di riferimento alla superficie 16 esterna della fetta 2 di materiale semiconduttore, mentre l’insieme 20 à ̈ delimitato dalla superficie 22 interna del corpo 23 e dalla superficie 17 interna della fetta 2 di materiale semiconduttore.
Secondo quanto sopra descritto, elaborazioni relative allo spessore S1 del distanziale 19 di riferimento, allo spessore S2 dell’insieme 20 e alla differenza dei due sono effettuate contemporaneamente e danno come immediato risultato lo spessore S3 della fetta 2 di materiale semiconduttore. In alternativa lo spessore S1 del distanziale 19 di riferimento viene determinato preventivamente prima di effettuare la misura dello spessore S3 della fetta 2 di materiale semiconduttore; in questo caso, lo spessore S1 del distanziale 19 di riferimento può venire determinato come sopra descritto mediante interferometria ottica, oppure mediante una qualunque altra metodologia di misura.
Secondo la forma di attuazione illustrata nella figura 4, il corpo 23 di riferimento à ̈ portato in posizione fissa ed inamovibile dalla sonda 6 ottica; in alternativa, il corpo 23 di riferimento viene interposto tra la sonda 6 ottica e la fetta 2 di materiale semiconduttore prima di iniziare la misura dello spessore ed unicamente per effettuare la misura stessa (cioà ̈ al termine della misura viene normalmente rimosso); in questo caso, ad esempio, il distanziale 19 di riferimento à ̈ supportato dalla sonda 6 ottica ed à ̈ montato mobile sulla sonda 6 ottica per spostarsi tra una posizione di riposo, in cui il distanziale 19 di riferimento non viene attraversato dal fascio di radiazioni I ed R, ed una posizione di lavoro, in cui il distanziale 19 di riferimento viene attraversato dal fascio di radiazioni I ed R.
La figura 5 mostra schematicamente una diversa realizzazione, che comprende un sistema ottico con componenti ottici e parti registrabili, di per sé noto e schematizzato con il riferimento 30. Il sistema 30 ottico realizza un cammino ottico di lunghezza opportuna per simulare il distanziale 19 di riferimento generando la relativa interferenza insieme alle radiazioni riflesse da una superficie – esterna 16 o interna 17 – della fetta 2 di materiale semiconduttore. In sostanza, nella realizzazione di figura 5 il distanziale 19 di riferimento, associato alla fetta 2 di materiale semiconduttore non à ̈ fisicamente identificabile e delimitato da una coppia di superfici parallele, ma à ̈ virtuale e simulato, ovvero la superficie di riferimento che provoca una delle radiazioni riflesse che generano l’interferenza à ̈ definita dal sistema 30 ottico. Quest’ultimo à ̈ disposto fra la sorgente 4 di radiazioni e la fetta 2 di materiale semiconduttore, e può essere realizzata nella sonda 6 ottica stessa.
L’esempio illustrato in figura 2 si riferisce al caso particolare di una singola fetta 2 di materiale semiconduttore applicata ad uno strato 3 di supporto. Tuttavia, il metodo e l’apparecchiatura secondo la presente invenzione non si applicano solo al controllo dimensionale di pezzi di questi tipo, ma possono essere impiegati, ad esempio, per misurare lo spessore di una o più fette 2 di materiale semiconduttore e/o di strati di altro materiale presenti all’interno di una struttura multistrato di per sé nota.
L’apparecchiatura 1 sopra descritta presenta numerosi vantaggi in quanto à ̈ di semplice ed economica realizzazione e soprattutto permette di ottenere il valore di spessori decisamente ridotti rispetto alle analoghe apparecchiature note; infatti, grazie all’utilizzo del distanziale 19 di riferimento à ̈ possibile ottenere con una precisione accettabile fino a spessori dell’ordine di 1 micron. E’ importante osservare che modificando unicamente la sonda 6 ottica, à ̈ possibile realizzare l’apparecchiatura 1 sopra descritta utilizzando una apparecchiatura esistente con costi e complessità di aggiornamento ridotti.

Claims (13)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1) Metodo per la misura ottica mediante interferometria dello spessore (S3) di un oggetto (2) presentante una superficie (16) esterna ed una superficie (17) interna opposta alla superficie (16) esterna; il metodo comprende le fasi di: emettere un fascio di radiazioni (I) a bassa coerenza composto da un certo numero di lunghezze d’onda comprese in una banda determinata mediante una sorgente (4) di radiazioni; fare incidere il fascio di radiazioni (I) sulle superfici (16, 17) esterna ed interna dell’oggetto (2) mediante una sonda (6) ottica; raccogliere le radiazioni (R) che vengono riflesse dall’oggetto (2) mediante la sonda (6) ottica; analizzare mediante uno spettrometro (5) lo spettro di composizioni con interferenza di radiazioni (R1, R2) che vengono raccolte mediante la sonda (6) ottica; il metodo à ̈ caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: effettuare elaborazioni relative a un primo spessore (S1) di un distanziale (19) di riferimento associato all’oggetto (2); effettuare elaborazioni relative a un secondo spessore (S2) di un insieme (20) costituito dal distanziale (19) di riferimento e dall’oggetto (2) in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro (5) elaborando l’informazione sulla interferenza fra radiazioni che vengono riflesse da una superficie (16; 21;22) di riferimento dell’insieme (20) e radiazioni che vengono riflesse da una superficie (22; 17) di delimitazione dell’insieme (20); e determinare lo spessore (S3) dell’oggetto (2) in base a una differenza fra le elaborazioni relative al secondo spessore (S2) e al primo spessore (S1).
  2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 e comprendente l’ulteriore fase di effettuare elaborazioni relative al primo spessore (S1) del distanziale (19) di riferimento in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro (5) elaborando l’informazione sulla interferenza fra radiazioni che vengono riflesse da una superficie (21) di riferimento del distanziale (19) di riferimento e radiazioni che vengono riflesse da una superficie (22; 16) di delimitazione del distanziale (19) di riferimento.
  3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 e comprendente l’ulteriore fase di determinare il primo spessore (S1) del distanziale (19) di riferimento preventivamente prima di effettuare la misura dello spessore (S3) dell’oggetto (2).
  4. 4) Metodo secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui il distanziale (19) di riferimento à ̈ costituito da uno strato (3) di supporto applicato all’oggetto (2).
  5. 5) Metodo secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, e comprendente l’ulteriore fase di interporre un corpo (23) di riferimento tra la sonda (6) ottica e l’oggetto (2) per definire il distanziale (19) di riferimento.
  6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui il corpo (23) di riferimento à ̈ distanziato dall’oggetto (2); il distanziale (19) di riferimento si estende da una superficie (21; 22) del corpo (23) di riferimento ad una superficie (16) esterna dell’oggetto (2) e comprende anche il volume compreso tra il corpo (23) di riferimento e l’oggetto (2).
  7. 7) Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il corpo (23) di riferimento à ̈ supportato dalla sonda (6) ottica.
  8. 8) Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui il corpo (23) di riferimento à ̈ montato mobile sulla sonda (6) ottica per spostarsi tra una posizione di riposo, in cui il distanziale (19) di riferimento non viene attraversato dal fascio di radiazioni (I, R), ed una posizione di lavoro, in cui il distanziale (19) di riferimento viene attraversato dal fascio di radiazioni (I, R).
  9. 9) Metodo secondo la rivendicazione 7, 8 o 9, in cui il corpo (23) di riferimento à ̈ semitrasparente al fascio di radiazioni (I) in modo tale da riflettere una parte del fascio di radiazioni (I) che attraversa il corpo (23) di riferimento stesso.
  10. 10) Metodo secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, e comprendente un sistema (30) ottico con componenti ottici e parti registrabili per definire la superficie di riferimento.
  11. 11) Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui l’oggetto (2) à ̈ una fetta di materiale semiconduttore.
  12. 12) Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui l’oggetto (2) à ̈ una fetta di silicio.
  13. 13) Apparecchiatura (1) per la misura ottica mediante interferometria dello spessore (S3) di un oggetto (2) presentante una superficie (16) esterna ed una superficie (17) interna opposta alla superficie (16) esterna; l’apparecchiatura (1) comprende: una sorgente (4) di radiazioni che emette un fascio di radiazioni (I) a bassa coerenza composto da un certo numero di lunghezze d’onda comprese in una banda determinata; una sonda (6) ottica, la quale à ̈ collegata mediante fibre (8, 11) ottiche alla sorgente (4) di radiazioni e viene disposta affacciata all’oggetto (2) da misurare per indirizzare il fascio di radiazioni (I) emesso dalla sorgente (4) di radiazioni verso la superficie (16) esterna dell’oggetto (2) e per raccogliere le radiazioni (R) che vengono riflesse dall’oggetto (2); uno spettrometro (5), il quale à ̈ collegato mediante fibre (10, 11) ottiche alla sonda (6), e analizza lo spettro di composizioni con interferenza di radiazioni (R1) che vengono raccolte dalla sonda (6) ottica; ed una unità (18) di elaborazione che determina lo spessore dell’oggetto (2) in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro (5); l’apparecchiatura (1) à ̈ caratterizzata dal fatto che: l’unità (18) di elaborazione effettua elaborazioni relative a un primo spessore (S1) di un distanziale (19) di riferimento associato all’oggetto (2); l’unità (18) di elaborazione effettua elaborazioni relative a un secondo spessore (S2) di un insieme (20) costituito dal distanziale (19) di riferimento e dall’oggetto (2) in funzione dello spettro fornito dallo spettrometro (5) elaborando l’informazione sulla interferenza fra radiazioni che vengono riflesse da una superficie (16; 21; 22) di riferimento dell’insieme (20) e radiazioni che vengono riflesse da una superficie (22; 17) di delimitazione dell’insieme (20); e l’unità (18) di elaborazione determina lo spessore (S3) dell’oggetto (2) in base a una differenza fra le elaborazioni relative al secondo spessore (S2) e al primo spessore (S1).
ITBO2008A000707A 2008-11-24 2008-11-24 Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto IT1391999B1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITBO2008A000707A IT1391999B1 (it) 2008-11-24 2008-11-24 Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITBO2008A000707A IT1391999B1 (it) 2008-11-24 2008-11-24 Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITBO20080707A1 true ITBO20080707A1 (it) 2010-05-25
IT1391999B1 IT1391999B1 (it) 2012-02-09

Family

ID=41210507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITBO2008A000707A IT1391999B1 (it) 2008-11-24 2008-11-24 Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto

Country Status (1)

Country Link
IT (1) IT1391999B1 (it)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619329A (en) * 1994-05-13 1997-04-08 Nippondenso Co., Ltd. Contactless thickness measuring apparatus and measuring method for the same
US20020164829A1 (en) * 1999-12-02 2002-11-07 Toru Otsubo Measuring apparatus and film formation method
WO2005017489A2 (en) * 2003-07-11 2005-02-24 Svt Associates, Inc. Film mapping system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619329A (en) * 1994-05-13 1997-04-08 Nippondenso Co., Ltd. Contactless thickness measuring apparatus and measuring method for the same
US20020164829A1 (en) * 1999-12-02 2002-11-07 Toru Otsubo Measuring apparatus and film formation method
WO2005017489A2 (en) * 2003-07-11 2005-02-24 Svt Associates, Inc. Film mapping system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAY ET AL: "Investigation of a dual-layer structure using vertical scanning interferometry", OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING, ELSEVIER, vol. 45, no. 8, 5 May 2007 (2007-05-05), pages 907 - 913, XP022061000, ISSN: 0143-8166 *

Also Published As

Publication number Publication date
IT1391999B1 (it) 2012-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102420823B1 (ko) 색채 공초점 센서에 의한 광학 표면 측정을 위한 방법 및 디바이스
TW201502491A (zh) 用於測量折射指數之方法,折射指數測量裝置,及用於製造光學元件之方法
RU2014119933A (ru) Система и способ контроля качества изделия
ITBO20080694A1 (it) Metodo, stazione ed apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto
JP2016024009A (ja) 厚さ測定装置及び厚さ測定方法
ITBO20080691A1 (it) Apparecchiatura e metodo per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto
JP2019021748A5 (it)
JP6207383B2 (ja) 屈折率分布計測方法、屈折率分布計測装置、及び光学素子の製造方法
TWI524062B (zh) 用於測量折射指數之方法和裝置及用於製造光學元件之方法
EP2718666A1 (en) Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements
JP2015105850A (ja) 屈折率計測方法、屈折率計測装置および光学素子の製造方法
JP2017525945A (ja) サンプル及び/又はサンプル表面に形成された少なくとも1つのフィルムの特性及び/又はパラメータを測定するためのアレンジメント
ITBO20080707A1 (it) Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto
KR20160069476A (ko) 굴절률 분포 계측방법, 굴절률 분포 계측장치, 및 광학소자의 제조방법
ITBO20080706A1 (it) Metodo e apparecchiatura per la misura ottica mediante interferometria dello spessore di un oggetto
JP2012103140A5 (it)
JP2011033372A (ja) 変位計の測定方法
JP5868227B2 (ja) 屈折率計測方法および屈折率計測装置
JP5177566B2 (ja) 屈折率測定方法および屈折率測定装置
KR101531019B1 (ko) 양면 곡률 형상의 렌즈 형상 측정방법
Carpignano et al. Optical low-coherence reflectometry for non-destructive testing of silicon micromachined devices
KR20070074236A (ko) 잔류응력 측정장치 및 그 방법
JP2016109593A (ja) 屈折率計測方法、屈折率計測装置、及び光学素子の製造方法
Yao et al. Nondestructive metrology of layered polymeric optical materials using optical coherence tomography
Xing Measurement of the elastic-optic effect of crystal using PM fiber optic low coherence interferometry