Brevet FR3045813A1 (20170623)
REVENDICATIONS1. Dispositif pour mesurer des hauteurs et/ou des épaisseurs sur un objet de mesure (24) tel qu'un wafer, comprenant un interféromètre à faible 5 cohérence illuminé par une lumière polychromatique (12) et agencé pour combiner dans un spectromètre (18) un faisceau optique de référence (17) issu d'une réflexion de ladite lumière sur une surface de référence (14) et un faisceau optique de mesure (16) issu de réflexions de ladite lumière sur des interfaces de l'objet de mesure (24), de sorte à produire un signal de spectre 10 cannelé (41) avec des fréquences de modulations spectrales, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - des moyens de déplacement (21) pour faire varier la longueur optique relative des faisceaux optiques de mesure (16) et de référence (17), et des moyens de mesure d'une information de position représentative de ladite 15 longueur optique relative, et - des moyens électroniques et de calcul (20) agencés pour déterminer au moins une fréquence de modulation spectrale représentative d'une différence de trajet optique entre le faisceau optique de mesure (16) et le faisceau optique de référence (17), et pour déterminer, en exploitant ladite 20 information de position et ladite au moins une fréquence de modulation spectrale, au moins une hauteur et/ou une épaisseur sur ledit objet de mesure (24).\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 1, qui comprend une tête de mesure 25 (10) avec la surface de référence (14), et des moyens de déplacement en translation (21) aptes à déplacer relativement ladite tête de mesure (10) et l'objet de mesure (24) selon une direction sensiblement parallèle à un axe optique (19) du faisceau optique de mesure (16). 30\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 2, qui comprend une surface de référence (14) sous la forme d'une lame semi-réfléchissante (14) insérée dans le trajet du faisceau optique de mesure (16). 3045813 -20-\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 2, qui comprend une tête de mesure (10) avec un élément optique séparateur (31,\n<CLM>\1\tapte à générer un faisceau optique de mesure (16) et un faisceau optique de référence (17) distincts.\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 4, qui comprend une tête de mesure (10) avec un interféromètre de l'un des types suivants : Mirau, Linnick, Michelson, pour générer les faisceaux optiques de mesure (16) et de référence (17).\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend en outre des seconds moyens de translation (22) aptes à déplacer relativement le faisceau optique de mesure (16) et l'objet de mesure (24) dans un plan sensiblement perpendiculaire à un axe optique (19) du faisceau de mesure (16).\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend en outre un support (23) apte à recevoir l'objet de mesure (24), et un objet de référence (26) avec une hauteur et/ou des épaisseurs connues disposé sur ou faisant partie dudit support (23).\n<CLM>\1\tLe dispositif de l'une des revendications précédentes, qui comprend en outre des seconds moyens optiques de mesure de distance et/ou d'épaisseur (27) avec un second faisceau de mesure (28) incident sur l'objet à mesurer (24) selon une seconde face à l'opposé du faisceau de mesure (16).\n<CLM>\1\tLe dispositif de la revendication 8, qui comprend des seconds moyens optiques de mesure de distance et/ou d'épaisseur (27) de l'un des types suivants : - interféromètre à faible cohérence dans le domaine spectral, - interféromètre à faible cohérence dans le domaine temporel, - système confocal chromatique.\n<CLM>\1\tProcédé pour mesurer des hauteurs et/ou des épaisseurs sur un objet de mesure (24) tel qu'un wafer, mettant en oeuvre un interféromètre à 3045813 -21- faible cohérence illuminé par une lumière polychromatique (12) et agencé pour combiner dans un spectromètre (18) un faisceau optique de référence (17) issu d'une réflexion de ladite lumière sur une surface de référence (14) et un faisceau optique de mesure (16) issu de réflexions de ladite lumière sur 5 des interfaces de l'objet de mesure (24), de sorte à produire un signal de spectre cannelé (41) avec des fréquences de modulation spectrales, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes : - de mesure d'une information de position représentative de la longueur optique relative des faisceaux optiques de mesure (16) et de référence (17), 10 - de détermination d'au moins une fréquence de modulation spectrale représentative d'une différence de trajet optique entre le faisceau optique de mesure (16) et le faisceau optique de référence (17), - de détermination, en exploitant ladite information de position et ladite au moins une fréquence de modulation spectrale, d'au moins une hauteur 15 et/ou une épaisseur sur ledit objet de mesure (24).\n<CLM>\1\tLe procédé de la revendication 10, qui comprend une étape d'identification des fréquences de modulation spectrale dont la valeur varie avec une variation de la longueur optique relative des faisceaux optiques de 20 mesure (16) et de référence (17).\n<CLM>\1\tLe procédé de l'une des revendications 10 ou 11, qui comprend en outre une étape de variation de la longueur optique relative des faisceaux optiques de mesure (16) et de référence (17) de sorte à obtenir au moins une 25 fréquence de modulation spectrale dans un intervalle de valeurs prédéterminé.\n<CLM>\1\tLe procédé de l'une des revendications 10 à 12, qui comprend en outre des étapes : 30 - de calcul d'un signal de modulation spectrale (42) représentatif de l'amplitude de la transformée de Fourier du signal de spectre cannelé (41), - d'identification de pics d'amplitude (43, 44,\n<CLM>\1\treprésentatifs de fréquences de modulation spectrale dans ledit signal de modulation spectrale (42). 3045813 -22-\n<CLM>\1\tLe procédé de l'une des revendications 10 à 13, qui comprend en outre une étape de calibrage comprenant une mesure de hauteur et/ou d'épaisseur sur un objet de référence (26) de hauteur et/ou d'épaisseur 5 connue, de sorte à établir une relation entre au moins une information de position de la surface de référence (16), au moins une fréquence de modulation spectrale, et au moins une hauteur et/ou une épaisseur.\n<CLM>\1\tle procédé de l'une des revendications 10 à 14 qui comprend en 10 outre une étape de mesure d'une seconde information de hauteur et /ou d'épaisseurs en utilisant des seconds moyens optiques de mesure de distance et/ou d'épaisseur avec un second faisceau de mesure (28) incident sur l'objet à mesurer (24) selon une seconde face à l'opposé du faisceau de mesure (16), de sorte à déterminer une information d'épaisseur dudit objet à mesurer 15 (24).