用于加工期间的晶片控制的表面轮廓测定的设备和方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术还涉及在所述设备或仪器中实施的方法。

Apparatus and method for wafer controlled surface profile determination during machining

The invention relates to a method for the present on the wafer (12) of the first surface (13) below the structure (14) on the first surface (13) shape measurement equipment or instrument, which comprises (I) profile measuring device (10), which is arranged according to at least one measurement area the wafer (12) of the first surface (13) shape measurement; (II) imaging device (11), facing the contour measuring device (10), and are arranged according to at least one imaging area on the wafer (12) and the first surface (13) opposite second surface on or through the second surface to obtain the structure (14) of the reference image; the contour measuring device (10) and the imaging device (11) is arranged so that the measurement area and the imaging area in a common reference system (15) in the reference position. The invention also relates to a method implemented in the device or instrument.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于加工期间的晶片控制的表面轮廓测定的设备和方法
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。
技术实现思路
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。当将待测量晶片定位在本专利技术的设备中时，面对轮廓测定装置的成像装置可以相对于待测量晶片的与第一表面相对的第二表面而被定位。其使得可以对该结构进行成像，或者至少获得允许对该结构进行定位的图像，即使这些结构不能通过第一表面来辨别。根据本专利技术，对轮廓测定装置和成像装置在空间上进行校准或参照，使得其各自的测量区域和成像区域的位置和范围相对于彼此分别已知，或者换句话说，在同一参考系内被参照。优选地，测量区域和成像区域能够以基本彼此平行的平面的形状来表示。它们能够以参考平面的形式在公共参考系内被参照。因此，可以将轮廓测量与结构的位置相联系或关联，而无需预先了解晶片在本专利技术的设备中的精确位置。根据实施例，根据本专利技术的设备能够包括能够以红外波长生成图像的成像装置。因此，可以对“隐埋”在晶片的层中的结构进行成像，包括通过在可见光波长下不透明的材料，比如硅。特别是可以通过衬底对结构进行成像，所述结构在所述衬底上进行生产。根据实施例，根据本专利技术的设备能够包括使用全场干涉仪的轮廓测定装置。其能够特别地包括以下类型之一的全场干涉仪：Michelson、Mirau、Linnik、Fizeau。全场干涉仪是使得可以处理表示待测表面的至少一部分的测量信号或二维干涉结构的干涉仪。根据实施例，轮廓测定装置和成像装置能够具有基本平行的光轴。根据实施例，轮廓测定装置和成像装置能够沿着公共光轴对齐。根据实施例，根据本专利技术的设备能够包括使用点距离传感器的轮廓测定装置以及利用所述点距离传感器来扫描第一表面的扫描装置。其能够特别包括以下类型之一的距离传感器：共焦传感器、彩色共焦传感器、干涉测量仪、谱域低相干干涉仪、时域低相干干涉仪、频率扫描低相干干涉仪、机械探头和原子力显微镜(AFM)探头。在这种情况下，从点到点地测量表面的高度以便重构形状信息。距离传感器能够包括能够生成关于表面的高度或局部高度的信息项的任何传感器。其还可以特别包含光学传感器(共焦、干涉测量的)、机械传感器(探头)或利用探头点和待测表面之间的原子水平的相互作用的传感器(“原子力显微镜”AFM)。根据本专利技术的设备还能够包括用于将晶片定位为第一面面对轮廓测定装置而第二面面对成像装置的支撑件。晶片支撑件能够包括卡盘。根据另一方面，提出一种用于相对于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方法，其包括以下步骤：-通过实施轮廓测定装置，根据至少一个测量区域来获取对晶片的所述第一表面的形状测量；-实施面向所述轮廓测定装置的成像装置，根据晶片的与第一表面相对的第二表面上的或通过该第二表面的成像区域来获取结构的参考图像；所述测量区域和成像区域在公共参考系内参照就位。根据实施例，本专利技术的方法还能够包括识别结构在参考图像中的位置的步骤。其能够包括在至少一个所识别的结构位置附近获取形状测量的步骤。根据实施例，根据本专利技术的方法还能够包括在公共参考系内以参考平面的形式校准测量区域和成像区域的位置的在先步骤。附图和实施例说明通过阅读绝非限制性的对实施方式和实施例的详细描述，本专利技术的其他优点和特征将从附图中变得显而易见，在附图中：-图1示出根据本专利技术的设备的实施例，-图2示出具有Michelson型全场干涉仪的轮廓仪的实施例，-图3示出具有Mirau型全场干涉仪的轮廓仪的实施例，-图4示出根据本专利技术的方法的第一实施例，-图5示出根据本专利技术的方法的第二实施例，-图6示出利用根据本专利技术的设备获得的测量的示例。充分理解的是，下文将要描述的实施例绝非限制性的。能够设想本专利技术的变型，其仅包括对下文所描述的特征的选择而与所描述的其他特征隔离，只要这种对特征的选择足以赋予技术优点或使本专利技术区分于现有技术状态。该选择包括没有结构细节或仅具有一部分结构细节的、优选为功能性的至少一个特征，只要该部分单独足以赋予技术优点或使本专利技术区分于现有技术状态。特别地，所描述的所有变型和所有实施例能够组合在一起，只要从技术角度来看不存在对这种组合的反对理由。在附图中，几个附图所共有的元件具有相同的附图标记。首先，参照图1，将描述根据本专利技术的设备的实施例。在优选实施例中，根据本专利技术的设备旨在对晶片12的表面13进行形状测量，晶片12还包括表面13下方所隐埋的层中的结构14。然后，根据本专利技术的设备使得可以在公共参考系15内记录或表示表面13和结构14的形状(或其位置)的测量。因此，通过非限制性示例，根据本专利技术的设备能够用本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，所述设备包括：‑轮廓测定装置(10)，其被布置为根据至少一个测量区域对所述晶片(12)的所述第一表面(13)进行形状测量；‑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所述晶片(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)被布置成使得所述测量区域和所述成像区域在公共参考系(15)内参照就位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 FR 14590861.一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，其特征在于，所述设备包括：-轮廓测定装置(10)，其被布置为根据至少一个测量区域对所述晶片(12)的所述第一表面(13)进行形状测量；-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所述晶片(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)被布置成使得所述测量区域和所述成像区域在公共参考系(15)内参照就位。2.根据发明1所述的设备，包括能够在红外波长下生成图像的成像装置(11)。3.根据权利要求1或2之一所述的设备，包括具有全场干涉仪(20)的轮廓测定装置(10)。4.根据权利要求3所述的设备，包括以下类型之一的全场干涉仪(20)：Michelson、Mirau、Linnik、Fizeau。5.根据权利要求3或4中任一项所述的设备，其中所述轮廓测定装置(10)和成像装置(11)具有基本平行的光轴(21、27)。6.根据权利要求1或2中任一项所述的设备，包括使用点距传感器的轮廓测定装置(10)以及利用所述点距传感器来扫描所述第一表面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉莱斯·弗莱斯阔特，
申请(专利权)人：FOGALE纳米技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR