[发明专利]用于加工期间的晶片控制的表面轮廓测定的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于相对于存在于晶片(12)的第一表面(13)下方的结构(14)对所述第一表面(13)进行形状测量的设备或仪器，其包括(i)轮廓测定装置(10)，其被布置为根据至少一个测量区域对晶片(12)的所述第一表面(13)进行形状测量；(ii)成像装置(11)，其面对所述轮廓测定装置(10)，并且被布置为根据至少一个成像区域在晶片(12)的与所述第一表面(13)相对的第二表面上或通过所述第二表面获取所述结构(14)的参考图像；所述轮廓测定装置(10)和所述成像装置(11)被布置成使得测量区域和成像区域在公共参考系(15)内参照就位。本发明还涉及在所述设备或仪器中实施的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于在加工期间对晶片进行表面轮廓测量的设备。其还涉及由该设备实施的测量方法。

本发明的领域更具体地而非限制性地为微系统(MEMS)和微电子领域中对设备的测量和尺寸控制。

现有技术说明

在微电子学中实施的制造方法通常依赖于沉积层和蚀刻的连续步骤，这导致生产堆叠形式的部件。

层的极高平面度常常是必要的。因此，实现测量这种平面度的技术、特别是光学轮廓测定是已知的。

在光学轮廓测定技术中，被称为“全场(full-field)”的测定技术是众所周知的，其使得可以直接在一次或少数次的测量中获得表面的形状。特别地，存在使用由待测表面反射的测量光束和参考光束之间的干涉的干涉测量技术。不同的干涉仪架构是可能的，其中一些以名称Linnik、Mirau，Michelson或Fizeau干涉仪而为人所知。

光学干涉测量技术也是已知的，其基于利用对表面进行扫描的点测量光束的点对点距离测量。在这种情况下实施的检测技术能够特别地包括共焦、彩色共焦技术或者基于干涉测量或低相干干涉测量(利用宽谱源)的技术。然而，其缺点是比全场技术慢得多。

所有这些技术共同的约束是待测量的表面在工作波长下的反射率必须高，以便获得良好的测量。不受隐埋层上的杂散反射干扰对测量也是必要的。因此，通常使用不穿透或仅轻微穿透到材料中的波长(对于硅的可见光波长)，或者，当待测层在可见光谱中是透明的时，预先在其上进行金属沉积(钽)。

在某些情况下，有必要面向已经生产的部件或芯片来测量和表征覆盖这些部件的层的平面度。然后出现的问题是这些部件从测量面不可见。因此，在不使用预先的设计信息的情况下，难以将平面度测量与这些部件的精确位置进行联系或参照。

本发明的目的在于提出一种轮廓测量设备和方法，使得可以对表面的形状进行测量，相对于隐埋在晶片中或至少位于待测表面下方的部件对所述表面进行精确记录或参照。

本发明的目的还在于提出一种轮廓测量设备和方法，使得可以在与隐埋在晶片中或至少位于待测表面下方的部件相关联的参考系内对表面的形状进行测量。

发明内容

利用用于相对存在于晶片的第一表面下方的结构对所述第一表面进行形状测量的设备来实现该目的，其特征在于，所述设备包括：

-轮廓测定装置，其被布置为根据至少一个测量区域对晶片的所述第一表面进行形状测量；

-成像装置，其面对所述轮廓测定装置，并且被布置为根据至少一个成像区域在晶片的与所述第一表面相对的第二表面上或通过该第二表面获取所述结构的参考图像；

所述轮廓测定装置和所述成像装置被布置成使得测量区域和成像区域在公共参考系内参照就位。

该结构能够例如是隐埋在晶片层中的或可选地在晶片的与第一表面相对的面上生成的部件、轨道或芯片。这些是在第一表面上不可见并且因此从轮廓测定装置的视角来看位于该表面下方的结构。