一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115371573A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202211043647.3(22)申请日2022.08.30(71)申请人杭州莱霆科技有限公司地址310018浙江省杭州市钱塘新区学源街258号中国计量大学东区逸夫科技楼11层1105室(72)发明人湛敏(51)Int.Cl.G01B11/06(2006.01)G01B9/02015(2022.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法(57)摘要本发明公开了一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，一个点源激光光源依次照射第一分光镜和第二分光镜后形成三路光E1、E2和E3，E1和E3相干叠加后形成样品前表面的非定域干涉同心圆环C1，E2和E3相干叠加后形成样品后表面的非定域干涉同心圆环C2。利用一个CCD相机分别抓拍干涉图像C1和C2后，通过软件分别精确提取C1半径和C2半径后反推出样品厚度。CN115371573ACN115371573A权利要求书1/1页1.一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，一个点源激光光源依次照射第一分光镜和第二分光镜后形成三路光E1、E2和E3，E1和E3相干叠加后形成样品前表面的非定域干涉同心圆环C1，E2和E3相干叠加后形成样品后表面的非定域干涉同心圆环C2，利用一个CCD相机分别抓拍干涉图像C1和C2后，通过软件分别精确提取C1半径和C2半径后进行厚度测量，具体包括以下步骤：步骤（1），将点源激光光源、会聚透镜、第一分光镜、第二分光镜和第一反射镜按照其中心线等高且与光轴同轴的方式一字排开；步骤（2），第一分光镜前表面的反射光形成第一路光束E1；随后光束E2光通过第一光阑入射至样品前表面O1，被样品反射后原路返回至迈氏第一分光镜，随后透射传播L距离后到达CCD相机处，步骤（3），第一分光镜前表面的透射光入射至第二分光镜，经第二第二分光镜前表面反射后形成光束E2；第二分光镜的透射光形成光束E3，入射至第一反射镜，步骤（4），光束E2通过第二光阑后依次经过补偿板、第二反射镜和第三反射镜转折入射至样品后表面O2，被样品反射后原路返回再次经过第三反射镜、第二反射镜、第二分光镜和第一分光镜转折后传播L距离后到达CCD相机处，步骤（5），光束E3被第一反射镜反射后原路返回，依次进过第二分光镜和第一分光镜转折后传播L距离后到达CCD相机处，步骤（6），第一光阑打开，第二光阑关闭后，E1和E3干涉形成样品前表面O1的非定域干涉同心圆环C1；第一光阑关闭，第二光阑打开后，E2和E3干涉形成样品后表面O2的非定域干涉同心圆环C2，步骤（7），精确提取同心圆环C1半径反推出样品前表面O1至第二反射镜之间的距离D1，步骤（8），精确提取同心圆环C2半径反推出样品前表面O2至第二反射镜之间的距离D2，步骤（9），通过D1和D2解算出样品厚度L0=D1‑D2。2.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（1）中，第一分光镜以45o的方向放置于会聚透镜焦点上，第二分光镜以45o的方向平行于第一分光镜放置于光路中；两者前表面都具有5:5的分光比，后表面镀有增透膜。3.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（2）‑（4）中，光束E1和光束E2要严格共路，样品垂直于光束放置。4.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（4）中，第二反射镜和第三反射镜之间的光路要与第一分光镜和第二分光镜之间的光路要严格共面平行等长。5.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（2）‑（5）中，光束E1、E2和E3在第一分光镜后的L距离内要严格共程。6.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（5）中，第二分光镜与第一反射镜之间的长度要与第二分光镜与第二反射镜之间的长度要严格相等，这样第一反射镜经过第一分光镜所成的像和第一反射镜经过第二分光镜所成的像重合。7.根据权利要求1所述的一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法，其特征在于，步骤（6）中，第一光阑和第二光阑不能同时打开。2CN115371573A说明书1/3页一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法技术领域[0001]本发明涉及一种双端面非接触双分光式迈克尔逊干涉测厚方法。背景技术[0002]半导体设备和材料国际标准规定了严格的晶片厚度、晶片和芯片整体厚度的均匀性等参量，这对于行业成本的降低、生产和供应链的平稳顺畅来说非常重要。随着新式加工技术的长足发展，晶片参