Magnification inferred curvature for real-time curvature monitoring - LAAS - Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes Access content directly
Journal Articles Scientific Reports Year : 2021

Magnification inferred curvature for real-time curvature monitoring

Courbure déduite du grandissement pour la suivi en temps réel de la courbure

Abstract

The in situ and real-time measurement of curvature changes of optically reflecting surfaces is a key element to better control bottom-up fabrication processes in the semiconductor industry, but also to follow or adjust mirror deformations during fabrication and use for space or optics industries. Despite progresses made in the last two decades thanks to laser deflectometry-based techniques, the community lacks an instrument, easy to use, robust to tough environments and easily compatible with a large range of fabrication processes. We describe here a new method, called magnification inferred curvature (MIC), based on the determination of the magnification factor of the virtual image size of a known object created by a reflecting curved surface (the substrate) acting as a spherical mirror. The optical formalism, design, and proof of concept are presented. The precision, accuracy, and advantages of the MIC method are illustrated from selected examples taken from real-time growth monitoring and compared with state-of-the-art laser deflectometry-based instruments.
La mesure in situ et en temps réel des changements de courbure des surfaces optiquement réfléchissantes est un élément clé pour mieux contrôler les procédés de fabrication bottom-up dans l'industrie des semi-conducteurs, mais aussi pour suivre ou ajuster les déformations des miroirs pendant leur fabrication et leur utilisation pour les industries spatiales ou optiques. Malgré les progrès réalisés au cours des deux dernières décennies grâce aux techniques basées sur la déflectométrie laser, la communauté manque d'un instrument, facile à utiliser, robuste aux environnements difficiles et facilement compatible avec une large gamme de procédés de fabrication. Nous décrivons ici une nouvelle méthode, appelée magnification inferred curvature (MIC), basée sur la détermination du facteur d'agrandissement de la taille de l'image virtuelle d'un objet connu créée par une surface courbe réfléchissante (le substrat) agissant comme un miroir sphérique. Le formalisme optique, la conception et la preuve de concept sont présentés. La précision, l'exactitude et les avantages de la méthode MIC sont illustrés à partir d'exemples choisis tirés du suivi de la croissance en temps réel et comparés aux instruments de pointe basés sur la déflectométrie laser.
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Dates and versions

hal-03222925 , version 1 (10-05-2021)

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Cite

Alexandre Arnoult, Jonathan Colin. Magnification inferred curvature for real-time curvature monitoring. Scientific Reports, 2021, 11, pp.9391. ⟨10.1038/s41598-021-88722-6⟩. ⟨hal-03222925⟩
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