AT514500A1 - Optische Messvorrichtung und optisches Messverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung zur in-situ-Erfassung einer Abstandsdifferenz (6) zwischen einem Träger (8) und einem Randbereich (10) eines zu vermessenden Objekts (12). Die optische Messvorrichtung weist einen Messkopf (14) mit dualer Strahlführung (15) auf, die einen ersten Messstrahl (16) auf den Träger (8) und einen zweiten Messstrahl (18) auf den Randbereich (10) des zu vermessenden Objekts (12) richtet. Mittel zum Erfassen und Bilden von Reflexionsspektren des ersten auf den Träger (8) gerichteten Messstrahls (16) und des zweiten auf den Randbereich (10) des zu vermessenden Objekts (12) gerichteten Messstrahls (18) sind vorgesehen. Die Messvorrichtung weist ein mehrkanaliges Messgerät (34) mit einer Spektrometerzeile (72) auf. Eine Auswerteeinheit (32) für die Reflexionsspektren zum Erfassen der Stufenhöhe zwischen dem Träger (8) und dem Randbereich (10) des Objekts (12) steht mit einen Spektrometer (48) und einem Anzeigegerät (66) in Wirkverbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung zur Er¬fassung von Abstandsdifferenzen und ein optisches Messverfah¬ren unter Einsatz der Messvorrichtung.

Eine optische Messvorrichtung zur Vermessung von Oberflächenist aus der Druckschrift DE 10 2008 041 062 Al bekannt. Diebekannte Messvorrichtung erzeugt einen Messlichtstrahl, wel¬cher nach Durchsetzen von mindestens drei separat fokussie¬renden optischen Komponenten auf die Oberfläche des Objektsauftrifft, davon reflektiert wird und von einem ortsauflösen¬den Lichtdetektor zusammen mit einem Referenzlicht nach in-terferenter Überlagerung detektiert wird.

Dazu weist die bekannte Messvorrichtung eine Optikbaugruppeauf, welche die mindestens drei separat fokussierenden opti¬schen Komponenten umfasst. Die Hauptachsen dieser separat fo¬kussierenden optischen Komponenten sind zueinander versetztund nebeneinander angeordnet. Darüber hinaus weist die be¬kannte Messvorrichtung einen in einem Strahlengang des Mess¬lichtstrahls angeordneten Strahlteiler auf. Außerdem ist fürdie bekannte Vorrichtung eine Referenzfläche vorgesehen undein ortsauflösender Lichtdetektor.

Die Lichtquelle, der Strahlteiler und die Optikbaugruppe sindrelativ zueinander derart angeordnet, dass von der Lichtquel¬le emittierendes und die fokussierenden optischen Komponentendurchsetzendes Messlicht auf die Oberfläche trifft und vondieser zurückgeworfen wird und über die fokussierenden opti¬schen Komponenten auf den Detektor trifft. Außerdem weist diebekannte Messvorrichtung ein Auswertesystem zum Empfangen vonBilddaten von dem ortsauflösenden Lichtdetektor und zur Aus¬gabe von Messdaten, die eine Oberflächenform der Oberflächerepräsentieren, auf. Dazu werden Abstandswerte, die einen Ab¬ stand eines Ortes der Oberfläche von den fokussierenden opti¬schen Komponenten repräsentieren, erfasst. Aus diesen Ab¬standswerten bildet das Auswertesystem Parameter, welche dieOberflächenform der Oberfläche darstellen.

Außerdem offenbart die obige Druckschrift ein Verfahren zumVermessen einer Oberfläche eines Objekts, das im Wesentlichennachfolgende Verfahrensschritte umfasst: Zunächst wird einMesslicht erzeugt. Aus dem Messlicht werden drei konvergie¬rende Teilstrahlen eines ersten Teils des Messlichts gebil¬det, um drei mit Abstand voneinander angeordnete Bereiche derOberfläche des Objekts zu beleuchten. Das reflektierte Lichtbzw. die drei Teilstrahlen des von der Oberfläche reflektier¬ten Lichts werden zusammen mit einem zweiten Teil des Mess¬lichts auf einen ortsauflösenden Detektor gerichtet, um dortInterferenzen zu bilden. Diese Interferenzen werden schlie߬lich durch einen Detektor, der Lichtintensitäten detektiert,analysiert, um die Oberflächenform der Oberfläche des Objektsdurch entsprechende Messdaten zu repräsentieren.

Weitere bekannte Verfahren sind in den Druckschriften DE 102008 041 062 Al, US 7,826,068 B2,US 2009/0078888 ASl,WO2013/070732 Al, US 7,853,429 B2, US 7,443,517 B2, DE 10 2011081 596 Al, DE 10 2011 055 735, und KR 10 2008 0112436 ange¬geben . Für eine Stufenmessung zwischen einem rotierenden Träger undeinem rotierenden Randbereich eines zu vermessenden Objekts,insbesondere eines zu dünnenden Objekts, besteht der Bedarfeine robuste Messvorrichtung mit begrenztem Raumbedarf untergleichzeitig erhöhter Umfeldbelastung bereitzustellen.

Herkömmliche robuste Stufenmessgeräte arbeiten deshalb nachwie vor mit taktilen Messspitzen, wobei eine Messspitze aufdie Oberfläche eines schmalen freiliegenden Randbereichs deszu vermessenden Objekts abtastet und eine zweite Messspitzeauf der rotierenden Trägeroberseite angeordnet ist, so dassaus den erfassbaren Abständen zwischen den beiden Messspitzendie Stufenhöhe, die sich während der Bearbeitung im Millime¬terbereich bis hinüber zu mehrfachen Mikrometerbereichenergibt, erfasst werden kann. Eine Schwierigkeit derartigertaktiler Messverfahren liegt in der geeigneten Dosierung derAndruckkraft, einerseits auf den Randbereich des zu vermes¬senden Objekts und andererseits auf die Oberfläche des Trä¬germaterials .

Ist die Andruckkraft zu hoch, können Schädigungen der Randbe¬reiche des zu vermessenden Objekts nicht ausgeschlossen wer¬den, zumal eine Vielzahl von Schleifrotationen des Objektserforderlich ist, um das Objekt von einer Dicke im Millime¬terbereich auf Dicken im Bereich unter 100 Mikrometerbereichzu dünnen. Ist die Andruckkraft zu niedrig, ergeben sich Stö¬rungen, da die Spitze zumindest auf der relativ rauen Trä¬geroberseite durch Schleifpartikel, die beim Dünnen entste¬hen, erheblichen Messfehlern und Messungenauigkeiten ausge¬setzt sind.

Es besteht der Bedarf nach einer robusten Messvorrichtung undeinem entsprechend robusten Messverfahren, das die Nachteileim Stand der Technik überwindet und gleichzeitig zuverlässige

Messergebnisse liefert

Es wird eine optische Messvorrichtung mit den Merkmalen desunabhängigen Anspruchs 1 und ein Messverfahren mit den Merk¬malen des unabhängigen Anspruchs 14 bereitgestellt.

In diesem Zusammenhang wird unter chromatisch-konfokaler Ab¬standsmesstechnik ein Verfahren verstanden, welches den Ef¬fekt nutzt, dass Linsen für unterschiedliche Wellenlängen desLichts unterschiedliche Brennpunkte haben. Die chromatisch-konfokale Abstandsmessung verwendet dabei die Dispersion vonspektral breitbandigem Licht in einem optischen Abbildungs¬system, um den Abstand einer reflektierenden Oberfläche zumMesskopf exakt zu bestimmen. Eine spektral breitbandigePunktlichtguelle, die üblicherweise durch eine erste Loch¬blende oder ein optisches Faserende realisiert wird, wird indem optischen Abbildungssystem auf das Objekt fokussiert. DerAbstand des Fokus von dem Abbildungssystem ist dabei eineeindeutige, fest definierte Funktion von der Wellenlänge. Dasreflektierte Licht wird über das gleiche Abbildungssystemwieder abgebildet und vom Beleuchtungsstrahlengang ausgekop¬pelt und auf einer Lochblende abgebildet, die am Spiegelpunkteines Strahlteilers angeordnet ist. Alternativ dazu kann dasreflektierte Licht auch direkt in die erste Lochblende rück¬geführt werden und danach ausgekoppelt werden. Ein Detektorhinter der Lochblende bestimmt dann die dominante Wellenlängedes reflektierten Lichts. Aus dem Wissen über die Fokusweitender einzelnen Wellenlängen kann aus der dominanten Wellenlän¬ge direkt der Objektabstand bestimmt werden. Ein Vorteil die¬ses Verfahrens ist das Fehlen von bewegten Komponenten.

Mit optischer Kohärenztomographie (OCT) wird darüber hinausein Untersuchungsverfahren bezeichnet, bei dem spektralbreitbandiges Licht mithilfe eines Interferometers zur Ent¬fernungsmessung von Objekten eingesetzt wird. Das Untersu¬chungsobjekt wird hierbei punktweise abgetastet. Dabei wirdein Arm mit bekannter optischer Weglänge als Referenz zu ei¬nem Messarm herangezogen. Die Interferenz der Teilwellen aus beiden Armen ergibt dann ein Muster, aus dem die Differenzder optischen Weglänge der beiden Arme herausgelesen werdenkann.

Dabei wird zwischen zwei spektral interferometrischen Mess-und Auswerteverfahren unterschieden, der sogenannten "TimeDomain OCT" sowie der "Frequency Domain OCT". Deshalb wirdeinerseits von einem Signal im Zeitbereich (Time Domain (TD))und andererseits von einem Signal im Frequenzbereich (Fre¬quency Domain (FD)) gesprochen. Dies bedeutet, dass entwederder Frequenzarm in seiner Länge verändert und kontinuierlichdie Intensität der Interferenz gemessen wird, ohne dass aufdas Spektrum Rücksicht genommen wird (Time Domain), oder dieInterferenz der einzelnen spektralen Komponenten erfasst wer¬den (Frequency Domain).

Die Messvorrichtung und das Messverfahren nach der vorliegen¬den Anmeldung ist vorteilhaft sowohl mit einer chromatisch-konfokalen als auch einer interferometrischen Abstandsmess¬technik anwendbar. Insbesondere gilt dies bei einer Anwendungmit einer in situ Verminderung der Stufenhöhe während der Be¬arbeitung eines rotierenden zu vermessenden oder zu dünnendenMessobjekts und eines rotierenden Trägers.

Insbesondere kann, um eine zuverlässige, kontaktfreie und inder Schleifumgebung robuste Messtechnik zu schaffen, in einerersten Ausführungsform der Erfindung eine optische Messvor¬richtung zur Abstandsdifferenzerfassung eingesetzt werden,die einen Messkopf mit dualer Strahlführung aufweist, die ei¬nen ersten Messstrahl auf den Träger und einen zweiten Mess¬strahl auf den Randbereich des Objekts richtet.

Darüber hinaus weist die optische Messvorrichtung eine Mess¬kopfführungsvorrichtung auf, in welcher der Messkopf für eineErfassung der Stufenhöhe angeordnet ist. Ferner weist die op¬tische Messvorrichtung eine spektral breitbandige Lichtquelleauf, die Lichtstrahlen erzeugt. Eine entsprechende Messkop¬foptik kann mindestens einen ersten Messpunkt auf dem Trägerund einen zweiten Messpunkt auf dem Randbereich des Objektsabbilden. Mittel zum Erfassen und Bilden von Reflexionsspek¬tren des ersten auf den Träger gerichteten Messstrahls unddes zweiten auf den Randbereich des zu vermessenden Objektsgerichteten Messstrahls wirken mit einer Auswerteeinheit fürdie Reflexionsspektren zum Erfassen der Stufenhöhe zwischendem Träger und dem Randbereich des Objekts zusammen.

Ein Vorteil dieser optischen Messvorrichtung ist die dualeStrahlführung des Messkopfes, die in einer weiteren Ausfüh¬rungsform der Erfindung durch das Einsetzen von zwei benach¬barten Messköpfen in die Messkopfführungsvorrichtung erreichtwird, wobei ein erster Messstrahl auf die Oberfläche des Trä¬gers neben den Randbereich des zu vermessenden Objekts ge¬richtet ist und ein zweiter Messstrahl des zweiten Messkopfesden Randbereich des zu vermessenden Objekts in situ abtastet.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es mög¬lich, durch eine entsprechende Messoptik im Messkopf eineMessstrahlteilung zu erreichen, so dass ein erster Messfleckauf der Oberfläche des Trägers Reflektionen erzeugt, die zurAbstandsauswertung geeignet sind, und ein zweiter Messfleckbenachbart auf dem Randbereich des zu vermessenden ObjektsReflektionen erzeugt, die ebenfalls für eine Abstandsauswer¬tung in der optischen Messvorrichtung geeignet sind. Die Dif¬ferenz der beiden Abstandsergebnisse kann die Abnahme der Di¬ cke des zu vermessenden Objekts ständig überprüfen und in ei¬ner entsprechenden Anzeige in situ darstellen.

Die Abtastrate von beispielsweise 4 kHz ermöglicht es,Messausreißer und damit Messfehler zu erkennen und durch eingeeignetes digitales Messfilter zu eliminieren. Da mehr alsviertausend Abtastwerte pro Sekunde erfasst werden können,kann eine zuverlässige Eliminierung von Fehlmessungen durchStaub und Aerosolpartikel erfolgen und ein robustes Messer¬gebnis herausgefiltert werden, so dass trotz der erschwertenUmfeldbedingungen eine robuste zuverlässige Messung der Ab¬nahme der Stufenhöhe mithilfe dieser optischen Messvorrich¬tung erfolgt.

Die Robustheit des Messverfahrens kann dadurch erhöht werden,dass für die Messung ein Lichtwellenlängenbereich für diebreitbandige Lichtquelle gewählt wird, für den sowohl das Ma¬terial des Trägers als auch das Material des zu vermessendenObjekts intransparent ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorge¬sehen, den Messkopf für eine in situ chromatisch-konfokaleErfassung der Stufenhöhe bereitzustellen. Darüber hinaus istes auch vorgesehen, die Messvorrichtung mit einem Messkopffür eine in situ interferometrische Erfassung der Stufenhöheauszustatten. Durch unkomplizierten Wechsel der Messköpfe undder Messprogramme kann von dem einen Verfahren auf das andereVerfahren umgestellt und eine optimale Anpassung der opti¬schen Messvorrichtung an das Messumfeld erreicht werden.

Wie bereits oben erwähnt, kann die optische Messvorrichtungeinen Messkopf aufweisen, der zwei nebeneinander angeordneteund mechanisch in der Messkopfführungsvorrichtung verbundene optische Messköpfe eines Mehrkanalmessgerätes aufweist. Einderartiger kompakter Messkopf in der Messkopfführungsvorrich-tung arbeitet zur Abstandsdifferenzerfassung dennoch mit zweivoneinander unabhängigen Messwerterfassungssystemen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann derMesskopf zwei Messfasern aufweisen, die mechanisch ausricht-bar sind und mit dem Mehrkanalmessgerät, vorzugsweise mit ei¬ne Zweikanalmessgerät Zusammenwirken. Auch ein derartigerMesskopf arbeitet mit zwei voneinander unabhängigen Messwer¬terfassungssystemen .

Dabei können die beiden Messkopffasern der optischen Messvor¬richtung über einen fasertechnischen Y-Koppler, der das Lichtder spektral breitbandigen Lichtquelle in zwei Lichtleitfa¬sern auskoppelt, versorgt werden. Auch wenn das optischeMessverfahren eine Referenzmessstrecke erfordert, kann dieserelativ robust durch faseroptische Maßnahmen realisiert wer¬den, in dem lediglich ein faseroptische Stück einseitig zuverspiegeln ist und in einen robusten faseroptischen Strangintegriert werden kann.

Zur Auswertung des reflektierten Lichts von den beiden Mess¬punkten, zum einen von der Oberseite des Trägers und zum an¬deren von der Oberfläche des Randbereichs des zu vermessendenObjekts, kann das Mehrkanalmessgerät mindestens zwei Spektro¬meter aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass ledig¬lich ein Spektrometer eingesetzt wird und ein Multiplexervorgeschaltet wird, der im Multiplexbetrieb abwechselnd dieAbtastergebnisse des ersten Messstrahls und des zweiten Mess¬strahls einem einzigen Spektrometer über eine Lichtleitfaserzuleitet. Andererseits kann das Mehrkanalmessgerät einen mehrzeiligen Detektor aufweisen, der eine kostengünstige Al¬ternative darstellt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorge¬sehen, die optische Messvorrichtung mit mindestens einerSpektrometerzeile auszustatten, mit der die gemessenen Ab¬standspeaks als ein Maß für die Stufenhöhe darstellbar undauswertbar sind. Dazu wird dieselbe Spektrometerzeile zur De¬tektion und Vermessung des reflektierten Lichts des erstenMesstrahls als auch zur Detektion und Vermessung des reflek¬tierten Lichts des zweiten Messstrahls eingesetzt. Wenn meh¬rere Messkopfpaare zur Messung mehrerer Abstandsdifferenzenvorhanden sind, dann kann das Spektrometer auch mehrereSpektrometerzeilen aufweisen, muss aber nicht. So gibt esAusführungsformen, bei denen mit einer einzelnen Spektrome¬terzeile auf das Licht mehrerer Messkopfpaare vermessen wer¬den kann.

Die Abstandspeaks können bei einem chromatisch-konfokalenVerfahren direkt aus dem Reflexionsspektrum bestimmt werden.Bei anderen Ausführungsformen, wo spektral-interferometrischeVerfahren zusätzlich oder alterativ angewandt werden, erfolgtbevorzugt zunächst eine Entzerrung und danach eine Fourier¬transformation, oder eine sogenannte schnelle Fouriertrans¬formation FFT, um daraus die Abstandspeaks zu bestimmten.

Vorteilhaft kann zur Verwirklichung mehrerer Messkanäle jederMesskopf separat mit einer Lichtleitung, insbesondere einerLichtleitfaser verbunden sein, wobei das Licht dadurch sepa¬rat der allen Messköpfen zugeordneten gemeinsamen Spektrome¬terzeile zugeführt wird, und zwar über getrennte Lichtleitun¬gen. Dazu kann jede der Lichtleitungen oder Lichtfasern miteinem Eingang des Mehrkanalmessgeräts verbunden werden, und innerhalb des Mehrkanalmessgeräts können die Eingänge jeweilsgetrennt, das heißt mit einer individuellen dediziertenLichtleitung mit dem Spektrometer verbunden werden. Am Ein¬gang des Spektrometers können die Lichtleitungen beziehungs¬weise Lichtleitfasern jeweils in einem Faserstecker enden,wobei die Faserstecker in einer Halterung für Fasersteckerstecken, welche vor einer Kollimatorlinse des Spektrometersangeordnet sein kann.

Dadurch wird kann eine besonders robuste und messgenaue Mehr-kanaligkeit verwirklich werden, die auch kostengünstig ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die op¬tische Messvorrichtung Mittel zum Digitalisieren von Reflexi¬onsspektren des ersten auf den Träger gerichteten Messstrahlsund des zweiten auf den Randbereich des zu vermessenden Ob¬jekts gerichteten Messstrahls auf. Für diese digitalisiertenReflexionsspektren, die zum Erfassen der Stufenhöhe zwischenTräger und Randbereich des Objekts eingesetzt werden können,weist die Messvorrichtung eine Auswerteeinheit auf.

Dabei können, wie bereits oben erwähnt, Messausreißer, verur¬sacht durch das Umfeld mit Schleifabtragspartikeln, Aerosol¬partikeln oder Staubpartikeln aufgrund der hohen optische Ab¬tastrate von beispielsweise mindestens 4 kHz erkannt werdenund mittels eines elektronischen Filters, wie bereits obenerwähnt, herausgefiltert werden. Auch ist es möglich die Um¬gebung des dualen Messstrahls durch Gasspülung oder Flüssig¬keitsspülung unter Berücksichtigung der auftretenden gegen¬über einer Luftumgebung geänderten Brechungsindizes zu schüt¬zen .

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein optischesMessverfahren zum in situ einer Abstandsdifferenz zwischeneinem Träger und einem Randbereich eines zu vermessenden Ob¬jekts zu erfassen. Dazu weist das Messverfahren nachfolgendeVerfahrensschritte auf. Es wird eine optische Messvorrichtungmit einem Messkopf mit dualer Strahlführung in einer Mess¬kopfführungsvorrichtung für eine Abstandserfassung zu derOberfläche des Trägers und zu der Oberfläche des Randbereichsdes zu vermessenden Objekts bereitgestellt.

Anschließend wird ein spektral breitbandiges Licht einerLichtquelle über Lichtleiter und die Messkopfoptik als Mess¬fleck auf die Oberfläche des Trägers und auf die Oberflächedes Randbereichs des zu vermessenden Objekts aufgebracht. Da¬bei erfolgt ein Rückkoppeln der reflektierten Messstrahlen inMesskanäle der Messvorrichtung, die mindestens ein Interfe¬renzspektrometer aufweist, wobei mit dem Interferenzspektro¬meter die Reflexionsspektren der reflektierten Lichtstrahlenerfasst werden.

Danach erfolgt ein Auswerten der Reflexionsspektren unterHerausrechnen von systematischen und extremen Messfehlern undein in situ Ermitteln der laufend sich verringernden Dickedes zu vermessenden Objekts.

Dieses Verfahren ermöglicht ein robustes Überwachen des Dün¬nen eines Objekts, wie beispielsweise eines Halbleiterwafersoder eines Keramikwafers, der in einer entsprechende Schlei¬feinrichtung gehalten und um eine Achse gedreht wird, wobeiein Randbereich des zu vermessenden Objekts für eine Stufen¬höhenmessung zu einem ebenfalls aber gegenläufig rotierendenTräger zur Verfügung steht.

Der rotierende Träger ist üblicherweise ein um eine Rotati¬onsachse drehender Schleifteller mit einem deutlich größerenRadius als der Durchmesser des scheibenförmigen zu vermessen¬den Objekts, so dass mehrere zu vermessende Objekte auf demSchleifteller angeordnet werden können. Jedes der zu vermes¬senden Objekte wird von einem rotierenden Halter auf derOberfläche des Schleiftellers gehalten, wobei der Durchmesserderartiger zu vermessender Objekte größer als 10 Zoll seinkann und die Ausgangsdicken derartiger zu vermessender Objek¬te im Millimeterbereich liegen können, die dann mithilfe desSchleiftellers unter gegenläufiger Rotation des Trägers unddes Halters auf Dicken bis unter 100 Mikrometer gedünnt wer¬den können.

Das Verfahren hat aufgrund seiner hohen Abtastrate von mehrals Viertausend Abtastungen pro Sekunde die Möglichkeit,Messfehler aufgrund von Störungen, die durch Schleifpartikeldurch Schleifstäube oder durch Aerosole aus Luft und Schleif¬pastenpartikeln auftreten können, sowie andere stochastischeoder periodische Messfehler zu erfassen, herauszufiltern undzu eliminieren, so dass eine robuste Überwachung der Abnahmeder Dicke des zu vermessenden Objekts zu gewährleistet ist,da derartige Messausreißer elektronisch aufgrund der hohenAbtastrate ausgefiltert werden können.

Auch systemimmanente Fehler, wie sie durch Wölbung der Ober¬fläche des Trägers oder durch Vibrationen des gesamtenSchleifaufbaus auftreten können, sind mithilfe der dualenStrahlführung und der nachgeschalteten Auswerteeinheit er¬fassbar und eliminierbar, so dass ein relativ robustes Mess¬verfahren für dieses problematische Umfeld von Schleifautoma-ten durch die zwei voneinander unabhängigen Messwerterfas¬sungssysteme bereitgestellt werden kann.

Dazu kann in einer bevorzugten Durchführungsform des Verfah¬rens der Messkopf in der Messkopfführungsvorrichtung zwei ne¬beneinander angeordnete und mechanisch verbundene optischeMessköpfe eines Mehrkanalmessgerätes aufweisen. Eine derarti¬ge optische Messvorrichtung hat den Vorteil, dass Wechselwir¬kungen zwischen den beiden Messköpfen und damit zwischen denAbstandsmessergebnissen hier nicht auftreten können.

Außerdem ist es möglich, dass der Messkopf zwei Messfasernaufweist, die mechanisch ausrichtbar sind und mit dem Mehrka¬nalmessgerät, vorzugsweise mit einem Zweikanalmessgerät Zu¬sammenwirken. Ein derartiger Messkopf, der lediglich zweiEinzelfasern oder Faserbündel aufweist, kann relativ kompaktausgeführt werden und deshalb ohne allzu großen Raumbedarf aneine Dünnschleifeinrichtung angepasst sein.

Außerdem können derartige fasertechnische Lösungen auch ver¬wendet werden, um in einer weiteren Ausführungsform das Lichtder spektral breitbandigen Lichtquelle in zwei Lichtfasernüber einen fasertechnischen Y-Koppler auszukoppeln.

Dabei werden während der Messung ein erster Messpunkt auf demTräger und ein zweiter Messpunkt auf dem Randbereich des zuvermessenden Objekts ausgebildet und die jeweiligen Abständezum Messkopf werden erfasst und durch eine Differenzbildungdie Stufenhöhe gemessen.

Wie bereits oben erwähnt können für das Verfahren zwei unter¬schiedliche Messverfahren eingesetzt werden, nämlich zum ei¬nen das chromatisch-konfokale Messverfahren zum Erfassen derStufenhöhe oder zum anderen das interferometrische Messver¬fahren .

Von besonderem Vorteil ist es, die Reflexionsspektren desersten auf den Träger gerichteten Messstrahls und des zweitenauf den Randbereich des zu vermessenden Objekts gerichtetenMessstrahls zu digitalisieren. Durch das Digitalisieren istes möglich, die Ausreißer durch Schleifpartikel in dem Umfeldeiner Schleifanlage beispielsweise durch das oben erwähnteelektronische Filter zu eliminieren. Damit ist das erfin¬dungsgemäße Messverfahren äußerst robust in dem Umfeld vonSchleifanlagen.

Weil die Messköpfe nicht separat sondern als Doppelmesskopfausgeführt sind, wird nur ein geringer Raumbedarf für die Op¬tik beansprucht, was die Vorrichtung besonders geeignet machtfür in situ Messungen und in situ Prüfungen von Objekthöhenbeispielsweise beim Schleifen von Halbleiterwafern oder Kera¬mikscheiben für die Elektronik. Darüber hinaus entsprechendie beim Schleifen von Objekten auftretenden Stufen in denRandbereichen einer Vielzahl optischer Wellenlängen. Die op¬tische Messvorrichtung und das Verfahren sind auch unter Um¬feldbedingungen eines mit Schleifstäuben, Schleifpasten undAerosolen belasteten Produktionsbetriebs insbesondere bei op¬tischen Stufenmessungen an rotierenden Oberflächen zielfüh¬rend einsetzbar.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren nähererläutert.

Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer optischen Messein¬richtung zur Erfassung einer Abstandsdifferenz imEinsatz an einer Dünnschleifanlage gemäß einer Aus¬führungsform der Erfindung,

Figur 2 zeigt einen Messkopf der Vorrichtung gemäß Figur 1im Detail,

Figur 3 zeigt eine Modifikation des Messkopfes gemäß Figur1 im Detail,

Figur 4 zeigt eine zeigt eine Prinzipskizze einer optischenMesseinrichtung zur Erfassung einer Abstandsdiffe¬renz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wo¬bei die optische Messeinrichtung 2 Messköpfe undein Mehrkanalmessgerät mit einem Spektrometer miteiner einzigen Spektrometerzeile aufweist, und

Figur 5 zeigt eine zeigt eine Prinzipskizze einer optischenMesseinrichtung zur Erfassung einer Abstandsdiffe¬renz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wo¬bei die optische Messeinrichtung 2n Messköpfe undein Mehrkanalmessgerät mit einem einzigen Spektro¬meter mit bevorzugt einer einzigen Spektrometerzei¬le aufweist.

Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer optischen Messeinrich¬tung 2 zur Erfassung einer Abstandsdifferenz 6, hier: einerStufenhöhe im Einsatz an einer Dünnschleifanlage 50 gemäß ei¬ner Ausführungsform der Erfindung. Die Dünnschleifanlage 50weist einen Schleifteller 52 auf, dessen Oberfläche 54 miteiner Schicht 56 aus Schleifpaste bedeckt sein kann. DerSchleifteller 52 ist um eine Achse 58 in Pfeilrichtung Adrehbar gelagert. Ein scheibenförmiges zu vermessendes Objekt12 mit einer Dicke d im Millimeterbereich und einem Durchmes¬ser D von mehr als 10 Zoll bzw. mehr 25 cm, das heutzutagegroßflächige fertig vorproduzierte Speicher- und/oder Logik¬chips auf seiner auf den Halter geklebten aktiven Oberseite aufweist, wird von einem während des Schleifbetriebs inPfeilrichtung B rotierenden Halters 60 in Pfeilrichtung C aufdie Oberfläche 54 des Schleiftellers 52 mit der Rückseite deszu vermessenden Objekts gedrückt.

Dazu ist der Durchmesser des rotierenden Halters 60 so ge¬wählt, dass ein Randbereich 10 des scheibenförmigen Objekts12 über die Grenzen des rotierenden Halters 60 hinausragt, sodass sich eine messbare Höhenstufe 6 zwischen dem Randbereich10 des mit dem Halter 60 rotierenden Objekts 12 und der Ober¬fläche 54 des Schleiftellers 52, der einen Träger 8 bildet,ergibt. Dazu ist der Radius R des Schleiftellers 52 deutlichgrößer als der Durchmesser D des rotierenden Halters. Somitkönnen eine Mehrzahl von Objekten 12 auf dem in PfeilrichtungA rotierenden Schleifteller 52 angeordnet werden. Der rotie¬rende Halter 60 kann eine gegenüber der Drehrichtung A desSchleiftellers 52 entgegengesetzte Drehrichtung B aufweisen.

Zur Messung der sich vermindernden Höhenstufe 6 während desDünnschleifens ist mit jedem Halter 60 eine stationäre Mess¬kopfführungsvorrichtung 20 der optischen Messvorrichtung 2ortsfest angeordnet. Die Messkopfführungsvorrichtung 20 hältsomit einen Messkopf 14 mit dualer Strahlführung 15 auf einerstationären Position, während sich das zu vermessende Objekt12 insbesondere im Randbereich 10 unter einem zweiten Mess¬strahl 18 des Messkopfes 14 rotatorisch bewegt.

Die Oberfläche 54 des Schleiftellers 52 bewegt sich gleich¬zeitig unter einem ersten Messstrahl 16 der dualen Strahlfüh¬rung 15 hindurch, so dass der Messkopf 14 das reflektierteLicht eines ersten Messpunktes 28 auf der Oberfläche 54 desTrägers 8 und eines zweiten Messpunktes 30 auf der Oberflächedes Randbereichs 10 des dünner werdenden Objekts 12 in dieser

Ausführungsform der Erfindung über Lichtleitfasern 36 und 38einem Multiplexer 40 zuführen kann, der einerseits über einenLichtleiter 46 ein breitbandiges Licht einer Lichtquelle 22dem Messkopf 14 zuführt und andererseits über einen Lichtlei¬ter 42 die reflektierten Lichtanteile der Messpunkte 28 und30 einem Spektrometer 48 zuführt.

Das Spektrometer 48 steht mit einer Auswerteeinheit 32 übereine Sensorleitung 62 in Verbindung, über die digitalisierteInterferenzspektren über ein elektronisches Filter 44 derAuswerteeinheit 32 zugeführt werden. Das elektronische Filter44 kann dabei Messwertausreißer, die sich beispielsweisedurch das Umfeld der Schleifanlage ergeben, als Fehler elimi¬nieren, so dass die Auswerteeinheit 32 kontinuierlich einenvon Messfehlern bereinigten Wert für die Stufenhöhenmessungüber eine Verbindungsleitung 64 an ein Anzeigegerät 66 wei¬tergeben kann.

Es versteht sich von selbst, dass bei einer derartigenSchleifanlage für jedes zu vermessende Objekt eine Messkopf¬führungsvorrichtung 20 vorgesehen ist, die jeweils einen ent¬sprechenden Messkopf 14 mit der nachgeschalteten Mess- undAuswerteeinheit aufweist, wobei aufgrund des Multiplexers 40eine Mehrzahl von Signalen der erforderlichen Messköpfe aus¬gewertet und über die Anzeige 66 dargestellt werden kann. InAbhängigkeit von dem Radius R des Schleiftellers 52 im Ver¬hältnis zum Durchmesser der zu vermessenden Objekte werdendrei bis sechzehn zu vermessende Objekte 12 mit entsprechen¬den Messköpfen 14 überwacht und von einer Dicke d im Millime¬terbereich auf eine Dicke d im Bereich von einigen zehn Mik¬rometern gedünnt.

Figur 2 zeigt einen Messkopf 14 der Vorrichtung gemäß Figur 1im Detail. Dieser Messkopf 14 wird von der Messkopfführungs-vorrichtung 20 gehalten und umfasst zwei nebeneinander in derMesskopfführungsvorrichtung 20 gehaltene Einzelmessköpfe 140und 141, wobei ein erster Messkopf 140 den Abstand e zwischendem Messkopf 140 und der Oberfläche 54 des Trägers 8 erfasstund der zweite Einzelmesskopf 141 den Abstand c zwischen demMesskopf 141 und der Oberfläche des Randbereichs 10 des zuvermessenden Objekts 12 erfasst. Aus der Differenz der er¬fassten Abstände e und c (t) zu den intransparenten Oberflä¬chen des Messtellers 52 bzw. des Randbereichs des zu dünnen¬den Objekts 12 ergibt sich die abnehmende Dicke d(t) = e -c (t) .

Figur 3 zeigt eine Modifikation des Messkopfes 14" gemäß Fi¬gur 1 im Detail. Dieser modifizierte Messkopf 14" unterschei¬det sich von dem Messkopf 14 der Figur 2 dadurch, dass durcheine geeignete Messkopfoptik 26 zwei getrennte Messpunkte,mit Messpunkt 28 auf dem Träger 8 und Messpunkt 30 auf demRandbereich 10 des zu vermessenden Objekts 12, gebildet wer¬den. Das reflektierte Licht wird in die Lichtleitfasern 36und 38 rückgekoppelt und zur Auswertung an die Auswerteein¬heit über den Multiplexer 40 und unter Digitalisieren der In¬terferenzwerte des Spektrometers 48, wie es Figur 1 zeigt,weitergeleitet.

Die Figur 4 zeigt eine optische Messvorrichtung 3 nach einerdritten Ausführungsform. Die optische Messvorrichtung kann inVerbindung mit einer Dünnschleifanlage 50 verwendet werden,die weiter oben erklärt wurde. Jedoch ist die Erfindung nichtauf solche Anwendungsszenarien beschränkt. Vielmehr kann dieErfindung überall dort eingesetzt werden, wo mittels opti¬scher Messverfahren Abstandsdifferenzen bestimmt werden sol¬ len. Dies können Abstandsdifferenzen zwischen einem Trägerund der Oberfläche eines Objekts sein, das auf dem Trägerliegt, oder es können beispielsweise Abstandsdifferenzensein, die sich aus der Form und Gestalt eines zu vermessendenObjekts ergeben. Auch ganz andere Anwendungen sind denkbar,die hier der Einfachheit halber nicht genauer aufgeführt wer¬den. Beispielsweise kann das Vermessen von Flaschen oder an¬deren Gegenständen zu einem Anwendungsbeispiel der hier be¬schriebenen optischen Messvorrichtung zählen.

Jedoch ist die optische Messvorrichtung 3 besonderes geeignetfür Dickenmessungen, insbesondere von Dicken eines Objekts,beispielsweise eines dünnzuschleifenden Objekts 12, das aufeinem Träger 12 einer Dünnschleifanlage 50 liegt. Dies liegtauch darin begründet, dass die optische Messvorrichtung 3 be¬sonders kompakt und robust ausgeführt werden kann, da nacheiner Variante jeweils zwei Messköpfe 140, 141 zu einem alsDoppelmesskopf ausgebildeten Messkopf 14 zusammengefasst wer¬den können.

Die Elemente der optischen Messvorrichtung 3 nach der drittenAusführungsform sowie der sonstigen in Figur 4 dargestelltenElemente wurden teilweise schon in Zusammenhang mit den vori¬gen Figuren erklärt, so dass diese hier nicht erneut alle de¬tailliert beschrieben werden müssen.

Im Unterschied zu den oben bereits erklärten Ausführungsfor¬men wird in dieser Ausführungsform der Aufbau des Mehrkanal¬messgeräts 34 nach einer besonderen Variante erklärt. DasMehrkanalmessgerät 34 weist eine Spektrometerzeile 72 auf.

Die Spektrometerzeile 72 ist in einem Spektrometer 72 ange¬ordnet, das ferner einen Kollimator 73, ein Gitter 74, undeine Fokussierlinse 75 aufweist. Der Fachmann erkennt, dass diese Bauteile exemplarisch sind, und dass beispielsweise dasGitter 74 in anderen Ausführungsformen auch durch ein Prismaersetzt werden kann.

Ferner weist das Mehrkanalmessgerät 34 eine Lichtquelle 22auf, die wiederum mehrere einzelne Lichtquellen 76 aufweisenkann. Innerhalb des Mehrkanalmessgeräts 34 sind zwei Y-Koppler 77 angeordnet, wobei ein Eingang eines Y-Kopplers je¬weils mit einer der mehreren Lichtquellen 76 verbunden ist.Auf diese Weise können die Messköpfe 140, 141 auf besonderseffiziente Weise mit Licht, das ein breitbandiges Spektrumaufweist, versorgt werden.

Die Messköpfe 140, 141 sind wie bereits erwähnt in einem op¬tischen Messkopf 14 mit dualer Strahlführung 15 angeordnet,so dass ein Doppelmesskopf ausgebildet ist. Dazu sind dieMessköpfe 140, 141 in einer Messkopfführungsvorrichtung 20nebeneinander angeordnet und mechanisch miteinander verbun¬den. Dadurch kann die optische Messvorrichtung in Nähe des zuvermessenden Objekts, an dem Abstandsdifferenzen vermessenwerden soll, besonders robust und raumsparend ausgeführt wer¬den .

Die Lichtquelle 22 beziehungsweise die beiden einzelnenLichtquellen 76 liefern spektral breitbandiges Licht, so dassein erster Messstrahls 16 und ein zweiter Messstrahl 18 ge¬bildet wird. Dabei richtet in dieser Ausführungsform der ers¬te Messkopf 140 den ersten Messstrahl 16 auf einen auf demTräger 8 gelegenen ersten Messpunkt 28, und der zweite Mess¬kopf 141 richtet den zweiten Messstrahl 18 auf einen demRandbereich 10 des Objekts 12 gelegenen zweiten Messpunkt 30.

In dem ersten Messkopf 140 sind Mittel zum Erfassen und Bil¬den von Reflexionsspektren des ersten auf den ersten Mess¬punkt 28 gerichteten Messstrahls 16 angeordnet. Ferner sindin dem zweiten Messkopf 141 Mittel zum Erfassen und Bildenvon Reflexionsspektren des zweiten auf den zweiten Messpunkt30 gerichteten Messstrahls 18 angeordnet. Die Mittel zum Er¬fassen und Bilden von Reflexionsspektren können nach eineminterferometrischen Verfahren arbeiten, wobei der betreffendeMesskopf 141, 141 dann einen Referenzspiegel und einenStrahlteilerwürfel (nicht dargestellt) aufweisen kann. DieErfindung ist aber nicht auf eine solche Ausführungsform be¬schränkt. So kann zumindest einer der Messköpfe 140, 141 auchnach einer chromatisch konfokalen Methode arbeiten.

Die beiden Messköpfe 140, 141 sind auf eine vordefinierteWeise räumlich zueinander ausgerichtet und können, wie in derFigur 4 gezeigt, bevorzugt auf einer gleichen geometrischenHöhe sein. Dies hat zur Folge, dass der Messkopf 140, der so¬mit einen größeren Abstand e misst, ein blaueres Licht detek-tiert, als der Messkopf 141, der somit einen kleineren Ab¬stand c misst. Anders gesagt, der erste Messkopf 140 sollteblaueres Licht messen, wohingegen der zweite Messkopf 141 rö¬teres Licht messen sollte.

Das Licht der Reflexionsspektren wird durch die Lichtleitfa¬sern 36, 38 in das Mehrkanalmessgerät 34 eingekoppelt, wobeidie erste Lichtleitfaser 38 den ersten Messkopf 140 mit einemersten Eingang 70 des Mehrkanalmessgeräts 34 verbindet, undwobei die zweite Lichtleitfaser 36 den zweiten Messkopf 141mit einem zweiten Eingang 71 des Mehrkanalmessgeräts 34 ver¬bindet. Jeder Eingang 70, 71 des Mehrkanalmessgeräts ent¬spricht einem individuellen Messkanal der optischen Messvor¬richtung. Die Eingänge 70, 71 können über einen jeweiligen Y-

Koppler jeweils mit dem Spektrometer 72 verbunden sein, wiein der Figur 4 gezeigt wird. Eingangsseitig hat das Spektro¬meter eine Halterung 78 für Faserstecker. Die Lichtleitfasern36, 38 können über die Y-Koppler an die Halterung 78 hinge¬führt werden, wobei die Lichtleitungen 79 und 80 in spektral¬er Richtung entlang der Richtung der Spektrometerzeile 72 zu¬einander versetzt sein können.

Das Ausmaß der Versetzung 81 kann dabei einen Unterschied derKennlinien zur Folge haben, wodurch sich die Relexionsspek-tren aus den Messköpfen 140, 141 unterscheiden. Dieser Unter¬schied der Kennlinien wird bei der späteren Auswertung dersich ergebenden Abstandspeaks entsprechend berücksichtigt.Dies gilt bevorzugt bei Anwendung von chromatisch konfokalenMessverfahren. Bei interferometrischen Messverfahren, bei¬spielsweise bei einer OCT, sollten die Lichtleitungen 79, 80bevorzugt auf gleicher Höhe in spektraler Richtung angeordnetsein, können aber stattdessen senkrecht zur Spektrometerzeile72 versetzt zueinander angeordnet sein. Die Spektrometerzeile72 sollte das komplette mit den Messköpfen 140, 141 detek-tierte Licht erfassen, das am Spektrometer 34 ankommt, wes¬halb die Spektrometerzeile 72 bevorzugt eine hinreichend gro¬ße Höhe hat und ausreichend vielen Detektorpixein..

Ein besonderer Vorteil der hier gezeigten Ausführungsformkann darin gesehen werden, dass lediglich eine einzige Spekt¬rometerzeile 72 benötigt wird, um die Reflexionsspektren ausbeiden Messköpfen 140, 141 auszuwerten, wobei unterschiedli¬che Kennlinien vorliegen können. Dadurch ist auch eine ver¬wechslungsfreie Auswertung der Peakposition, welche Detektor-pixeln entspricht, möglich.

Die Figur 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der optischenMessvorrichtung 5. Wie in der Figur 5 gezeigt, kann die opti¬sche Messvorrichtung 5 eine Vielzahl von den optischen Mess¬köpfen 14 aufweisen, wobei jeder Messkopf 14 eine dualeStrahlführung aufweist, wie oben bereits erläutert wurde.

Ferner kann jeder der Messköpfe dahingehend autonom arbeiten,dass je Doppelmesskopf 14 eine Abstandsdifferenz di bis dnerfasst werden kann, auf dieselbe Weise, wie oben bereits er¬klärt wurde. Alle doppelten Messköpfe 14 können jeweils mitzwei Kanälen des Mehrkanalmessgeräts 34 verbunden sein, sodass die optische Messvorrichtung 5 2n einzelne Messköpfe140, 141 und ein Mehrkanalmessgerät 34 mit 2n Kanälen auf¬weist. Das Mehrkanalmessgerät ist wiederum mit einem einzel¬nen Spektrometer 48 mit einer einzigen Spektrometerzeile 72ausgestattet, wobei durch die Spektrometerzeile 72 alle Mess¬signale und alle Reflexionsspektren der Messköpfe 140, 141ausgewertet werden können. Die in den Figuren 4 und 5 gezeig¬ten Ausführungsbeispiele können mit Ausführungsbeispielen derFiguren 1 bis 3 kombiniert werden.

Beispielsweise kann das Spektrometer 34 nach der Ausführungs¬form in Figur 5 auch einen oder mehrere Multiplexer aufwei¬sen. Dabei sind die Multiplexer bevorzugt so angeordnet, dasspro Takt ein anderes Parr von Messköpfen 140, 141 ausgewähltwird. Auf die Frequenz und Arbeitsweise des Multiplexers wur¬de im Rahmen der obigen Beispiele bereits eingegangen, undkann auch hier entsprechend angepasst angewandt werden. Fer¬ner können Mittel vorhanden sein, welche eine weitere Unter¬scheidung der Kennlinien ermöglichen. Dies wird bei chroma¬tisch konfokaler Messung teilweise schon durch die besondereAnordnung der 2n Lichtleiter 79, 80 von denen jeder in spekt¬raler Richtung an einer andere Position entlang der Richtung der Spektrometerzeile 72 des Spektrometers 48 angeordnet seinkann.

Bezugszeichenliste 2 optische Messvorrichtung (1. Ausführungsform) 3 optische Messvorrichtung (3. Ausführungsform) 4 optische Messvorrichtung (2. Ausführungsform) 5 optische Messvorrichtung (4. Ausführungsform) 6 Stufenhöhe 8 Träger 10 Randbereich 12 Objekt 14, 14 ' Messkopf 15 duale Strahlführung 16 erster Messstrahl 18 zweiter Messstrahl 20 Messkopfführungsvorrichtung 22 Lichtquelle 23 erster Lichtstrahl 24 zweiter Lichtstrahl26, 26" Messkopfoptik 28 erster Messpunkt (auf Träger) 30 zweiter Messpunkt (Objekt) 32 Auswerteeinheit 34 Mehrkanalmessgerät 36 Lichtleitfaser 38 Lichtleitfaser 39 Spektrometer 40 Multiplexer 42 Lichtleiter 44 elektronisches Filter 46 Lichtleiter 48 Spektrometer 50 Dünnschleifanlage 52 Schleifteller 54 Oberfläche des Schleiftellers 56 Schicht 58 Achse des Schleiftellers 60 Halter des zu vermessenden Objekts 62 Sensorleitung 64 Verbindungsleitung 66 Anzeigegerät 70 Eingang Mehrkanalmessgerät 71 Eingang Mehrkanalmessgerät 72 Spektrometerzeile 75 Fokussierlinse 76 Lichtquelle 77 Y-Koppler 78 Halterung für Faserstecker 79 Lichtleiter 80 Lichtleiter 81 Versetzung in spektraler Richtung 140 Einzelmesskopf 141 Einzelmesskopf A Drehrichtung B Drehrichtung C Drehrichtung c Abstand D Durchmesser des zu vermessenden Objekts d Dicke e Abstand R Radius des Schleiftellers

Claims (23)

1. Patentansprüche 1. Optische Messvorrichtung zur Erfassung von Abstandsdif¬ferenzen, insbesondere zur in situ Erfassung einer Stu¬fenhöhe (6) zwischen einem Träger (8) und einem Randbe¬reich (10) eines Objekts, (12) aufweisend: einen optischen Messkopf (14, 14") mit dualer Strahl¬führung (15), der als Doppelmesskopf mit einem erstenMesskopf (140) und einem zweiten Messkopf (141) aus¬gebildet ist, eine Messkopfführungsvorrichtung (20), in welcher dererste Messkopf (140) und der zweite Messkopf (141)nebeneinander angeordnet und mechanisch verbundensind, zumindest eine spektral breitbandige Lichtquelle(22), zum Erzeugen von Licht (23, 24) eines erstenMessstrahls (16) und eines zweiten Messstrahls (18),wobei der erste Messkopf (140) den ersten Messstrahl(16) auf einen beispielsweise auf einem Träger (8)gelegenen ersten Messpunkt (28) richtet und der zwei¬te Messkopf (141) den zweiten Messstrahl (18) auf ei¬ne beispielsweise auf einem Randbereich (10) des Ob¬jekts (12) gelegenen zweiten Messpunkt (30) richtet;in dem ersten Messkopf (140) und dem zweiten Messkopf(141) angeordnete Mittel zum Erfassen und Bilden vonReflexionsspektren des ersten auf den ersten Mess¬punkt (28) gerichteten Messstrahls (16) und von Re¬flexionsspektren des zweiten auf den zweiten Mess¬punkt (30) gerichteten Messstrahls (18),eine erste Lichtleitfaser (38) zum Einkoppeln des re¬flektierten Lichts aus dem ersten Messstrahl (16) und eine zweite Lichtleitfaser (36) zum Einkoppeln desreflektierten Licht aus dem zweiten Messstrahl (18)in jeweils einen unterschiedlichen Messeingang einesMehrkanalmessgeräts (34) mit mehreren Messeingängen,eine in dem Mehrkanalmessgerät (34) angeordneteSpektrometerzeile (34), mit der die Reflexionsspek¬tren des ersten Messstrahls und die Reflexionsspek¬tren des zweiten Messstrahls (18) gemessen werdenkönnen, und eine über eine Sensorleitung (62) mit der Spektrome¬terzeile (34) in Verbindung stehende Auswerteeinheit(32), mit der aus den durch die Spektrometerzeile(34) gemessenen Reflexionsspektren des ersten Mess¬strahls (16) und des zweiten Messstrahls (18) Ab¬standspeaks gebildet werden können, und die Ab¬standspeaks als ein Maß für eine Abstandsdifferenzausgewertet werden können.
2. 2. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die op¬tische Messvorrichtung eine Vielzahl von optischen Mess¬köpfen (14, 14") mit dualer Strahlführung (15) aufweist,wobei jeder der optischen Messköpfe (14, 14") als Dop¬pelmesskopf mit einem ersten Messkopf (140) und einemzweiten Messkopf (141) ausgebildet ist.
3. 3. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedervon den ersten Messköpfen (140) und den zweiten Messköp¬fen (141) jeweils mit einer jeweiligen Lichtleitfasermit einem unterschiedlichen Messeingang des Mehrkanal¬messgeräts (34) verbunden ist, so dass durch die in demMehrkanalmessgerät (34) angeordnete Spektrometerzeile(72) das Reflexionsspektrum eines jeden der ersten Mess¬ köpfe (140) und der zweiten Messköpfe (141) ausgewertetwerden kann.
4. 4. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die Messvorrichtung mit zumindest einemvon dem ersten Messkopf (140) und dem zweiten Messkopf(141) für eine in situ chromatisch-konfokale Erfassungder Abstandsdifferenz (6) vorgesehen ist.
5. 5. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die Messvorrichtung (2) mit zumindesteinem von dem ersten Messkopf (140) und dem zweitenMesskopf (141) für eine in situ interferometrische Er¬fassung der Abstandsdifferenz (6) vorgesehen ist.
6. 6. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die optische Messvorrichtung (2) min¬destens einen faseroptischen Y-Koppler pro Eingang (70,71) des Mehrkanalmessgeräts (34) aufweist.
7. 7. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis6, wobei das Mehrkanalmessgerät (34) zumindest einenMultiplexer (40) aufweist, der bevorzugt zwischen Paarenaus je einem der ersten Messköpfe (140) und einem derzweiten Messköpfe (141) schaltet.
8. 8. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 7, wobei dasMehrkanalmessgerät (34) einen mehrzeiligen Detektor auf¬weist.
9. 9. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die mindestens eine spektral breitban¬dige Lichtquelle (22) für jeden ersten Messkopf (140) und jeden zweiten Messkopf (140) jeweils eine Lichtquel¬le (76) aufweist.
10. 10. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die Messvorrichtung (2) Mittel zum Di¬gitalisieren von Reflexionsspektren des ersten auf denTräger (8) gerichteten Messstrahls (16) und des zweitenauf den Randbereich (10) des Objekts (12) gerichtetenMessstrahls (18) aufweist.
11. 11. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 10, wobei dieMessvorrichtung (2) eine Auswerteeinheit (32) für digi¬talisierte Reflexionsspektren zum Erfassen der Abstands¬differenz (6) zwischen Träger (8) und Randbereich (10)des Objekts (12) aufweist.
12. 12. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die Messvorrichtung (2) eine optischeAbtastrate von mindestens 4 kHz aufweist.
13. 13. Optische Messvorrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, wobei die Messvorrichtung (2) ein elektroni¬sches Filter (44) in der Auswerteeinheit (32) aufweist.
14. 14. Optisches Messverfahren zum Erfassung zumindest einerAbstandsdifferenz, insbesondere zur in situ Erfassen ei¬ner zumindest einer Stufenhöhe (6) zwischen einem Träger(8) und einem Randbereich (10) eines Objekts (12), wobeidas Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen einer Messvorrichtung mit einem opti¬schen Messkopf (14, 14') mit dualer Strahlführung(15), der als Doppelmesskopf mit einem ersten Mess¬kopf (140) und einem zweiten Messkopf (141) ausgebil¬ det ist, in einer Messkopfführungsvorrichtung (20),in welcher der erste Messkopf (140) und der zweiteMesskopf (141) nebeneinander angeordnet und mecha¬nisch verbunden sind (20), Erzeugen eines ersten Messstrahls (16) durch den ers¬ten Messkopf und eines zweiten Messstrahls (18) durchden zweiten Messkopf mittels zumindest einer spektralbreitbandigen Lichtquelle, wobei der erste Messkopf(140) den ersten Messstrahl (16) auf einen erstenMesspunkt (28) richtet und der zweite Messkopf (141)den zweiten Messstrahl (18) auf einen zweiten Mess¬punkt (30) richtet, wobei jeweils Reflexionsspektrengebildet werden, Einkoppeln des reflektierten Lichts aus dem erstenMessstrahl (16) über einen ersten Lichtleiter und desreflektierten Lichts aus dem zweiten Messstahl (18)über einen zweiten Lichtleiter in jeweils einen un¬terschiedlichen Messeingang eines Mehrkanalmessgeräts(34) mit mehreren Messeingängen, undMessen der Reflexionsspektren mittels einer in demMehrkanalmessgerät angeordneten Spektrometerzeile so¬wie einer der Spektrometerzeile nachgeschalteten Aus¬werteeinheit, wobei Abstandspeaks entsprechend Ab¬ständen des ersten Messpunkts von dem ersten Messkopfund des zweiten Messpunkts von dem zweiten Messkopfgebildet werden und die Abstandspeaks als ein Maß füreine Abstandsdifferenz ausgewertet werden.
15. 15. Optisches Messverfahren nach Anspruch 14, wobei beim Messvorgang, der Messkopf (14) in der Messkopfführungs¬vorrichtung (20) ortsfest gehalten wird und sich derTräger (8) und das Objekt (12) in zueinander entgegenge- setzten Drehrichtungen (A, B) unter dem Messkopf (14)rotierend bewegen.
16. 16. Optisches Messverfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei während der Messung ein erster Messpunkt (28)auf dem Träger (8) und ein zweiter Messpunkt (30) aufdem Randbereich (10) des Objekts (12) ausgebildet wird,und die jeweiligen Abstände (c, e) zum Messkopf (14) er¬fasst werden.
17. 17. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei durch Differenzbildung der erfassten Abstands¬werte (c, e) in situ die abnehmende Objektdicke (d) do¬kumentiert wird.
18. 18. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei ein chromatisch-konfokales Messverfahren zumErfassen der Abstandsdifferenz (6) eingesetzt wird.
19. 19. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis17, wobei ein interferometrisches Messverfahren zum Er¬fassen der Abstandsdifferenz (6) eingesetzt ist.
20. 20. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei das Licht der spektral breitbandigen Licht¬quelle (22) durch einen fasertechnischen Y-Koppler inzwei Lichtleitfasern (36, 38) zum Messkopf (14) hin aus¬gekoppelt wird.
21. 21. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Reflexionsspektren des ersten auf den Trä¬ger (8) gerichteten Messstrahls (16) und des zweiten auf den Randbereich (10) des Objekts (12) gerichteten Mess¬strahls (18) zum Auswerten digitalisiert werden.
22. 22. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Oberfläche des Randbereichs (10) des Ob¬jekts (12) und die Oberfläche des Trägers (8) mit einerAbtastrate von über 4 kHz abgetastet werden.
23. 23. Optisches Messverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei Messfehler durch ein elektronisches digitalesFilter (44) in der Auswerteeinheit (32) herausfiltertwerden.