CN108571933A - 运用近红外线量测晶圆厚度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法，晶圆的上方和下方有两测头，并虚拟一基准平面，晶圆的上、下表面皆不为近红外线光所能穿透，由两测头的发射器发射近红外线光，且由对应的接收器接收反射的近红外线光，经计算而获得和基准平面间最远的距离为一第一距离，和基准平面间最近的距离为一第二距离。透明层的厚度由其内表面所贴合的上表面或下表面及其外表面分别和基准平面间的距离的差所获得，以第一距离减去第二距离而获得晶圆包含透明层的总厚度，再以总厚度减去透明层的厚度而获得晶圆本身的厚度，藉此构成本发明。
Description
技术领域
本发明有关一种量测晶圆厚度的技术，尤指一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法。
背景技术
依中国台湾专利公告号第I426574号发明专利案，揭露有光波带经测量头(13)沿箭头方向(A)以非接触方式照射到位于旋转式固定装置(6)上的半导体晶圆(4)，反射辐射(16)则沿箭头方向(B)被传递给光谱仪(17)，经分析后以测得晶圆的厚度。又依中国台湾专利公告号第393576号发明专利案，如其图16(I)所示的2层磊晶晶圆内的红外线反射的概念说明图，同样用以测得晶圆的厚度。然而，若前述两专利案的晶圆的表面在磊晶过程形成有金属表面，以红外线光而言，由于对金属并没有良好的穿透性，故仅能测得金属表面以上的表层厚度，无法测得金属表面以下的深层厚度。
又依中国台湾专利公告号第M502953号实用新型专利案，揭露两电波测距器(41、42)分别照射电波于晶圆(10)的上方和下方，其反射波将由两电波测距器(41、42)所接收，应用发射电波与反射波之间的关系，可以得知两电波测距器(41、42)与晶圆(10)上方和下方的距离。将两电波测距器(41、42)之间的距离减去由上述所量测的两个反射波的距离即得到晶圆的厚度。然而，虽此测量装置可测得晶圆的正确厚度，惟依实务经验可知，所述的厚度应为总厚度，若晶圆包含有其他层结构，例如胶带层或表面镀膜层时，则无法从该实用新型专利案得知如何精确的测得晶圆本身的厚度。
因此，如何解决上述已知量测晶圆厚度的问题，即为本发明的重点所在。
发明内容
本发明的主要目的，在于解决上述的问题而提供一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法，除了可通过计算而获得晶圆包含透明层的总厚度之外，并可获得晶圆本身的厚度，具有量测晶圆厚度的精确性和便利性。
前述晶圆以水平设置而有一上表面和一下表面，该上表面和该下表面皆不为近红外线光所能穿透，且该上表面和该下表面的至少一者有透明层，所述透明层有一和该上表面或该下表面贴合的内表面，且有一背对该内表面的外表面。为达前述的目的，本发明的方法，包括以下步骤：
设置测头：有两测头分别设在该晶圆的上方和下方，该两测头各有一组对应的发射器和接收器，该两测头的发射器可分别对该晶圆的上表面和下表面发射近红外线光，且由对应的接收器接收反射的近红外线光；
基准平面设定：该两测头设置定位后，由该两测头本身虚拟一位在该晶圆上或下的基准平面；
量测：该两测头的发射器分别对该晶圆的上、下表面发射近红外线光，且由对应的接收器分别接收从该上、下表面反射的近红外线光；前述近红外线光遇有所述透明层时穿透，且在所述透明层的内表面所贴合的该上表面或该下表面及其外表面，皆有反射的近红外线光被对应的接收器所接收；
计算：有一计算单元和该两测头电性连接，该晶圆的上表面和下表面以及所述透明层的外表面中，依前述各接收器所接收的近红外线光经计算而获得和该基准平面间最远的距离为一第一距离，和该基准平面间最近的距离为一第二距离，所述透明层的厚度由其内表面所贴合的该上表面或该下表面及其外表面分别和该基准平面间的距离的差所获得，以该第一距离减去该第二距离而获得该晶圆包含该至少一透明层的总厚度，再以该总厚度减去该至少一透明层的厚度而获得该晶圆本身的厚度。
其中，所述至少一透明层，有一在该晶圆的下表面的胶带层。
其中，所述至少一透明层，另有一在该晶圆的上表面的保护层。
其中，各该测头的发射器所发射的近红外线光的波长为850nm。
其中，该总厚度的量测范围在50um至2000um。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法，除了可通过计算而获得晶圆包含透明层的总厚度之外，并可获得晶圆本身的厚度，具有量测晶圆厚度的精确性和便利性。
本发明的上述及其他目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。
附图说明
图1为本发明的方法的步骤流程图。
图2为本发明的一较佳实施例在晶圆的下表面有胶带层，以及两测头量测厚度时的状态图。
图3为本发明的两测头和计算单元电性连接的方块图。
图4为本发明的另一较佳实施例在晶圆的下表面和上表面分别有胶带层和保护层，以及两测头量测厚度时的状态图。
具体实施方式
请参阅图1至图4，图中所示为本发明所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。
本发明提供一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法1，其如图2所示，包括设置测头11、基准平面设定12、量测13和计算14的步骤，其中：
如图3所示，所述晶圆2以水平设置而有一上表面21和一下表面22，上表面21和下表面22皆不为近红外线光所能穿透，且上表面21和下表面22的至少一者有透明层，所述透明层有一和上表面21或下表面22贴合的内表面，且有一背对该内表面的外表面。
设置测头11：如图2所示，有两测头3分别设在晶圆2的上方和下方，两测头3各有一组对应的发射器31和接收器32，两测头3的发射器31可分别对晶圆2的上表面21和下表面22发射近红外线光，且由对应的接收器32接收反射的近红外线光。
基准平面设定12：如图2及图4所示，两测头3设置定位后，由两测头3本身虚拟一位在晶圆2上或下的基准平面R。
量测13：如图2及图4所示，两测头3的发射器31分别对晶圆2的上表面21和下表面22发射近红外线光，且由对应的接收器32分别接收从上表面21和下表面22反射的近红外线光。前述近红外线光遇有所述透明层时穿透，且在所述透明层的内表面所贴合的上表面21或下表面22及其外表面，皆有反射的近红外线光被对应的接收器32所接收。
计算14：如图3所示，有一计算单元4和两测头3电性连接，晶圆2的上表面21和下表面22以及所述透明层的外表面中，依前述各接收器32所接收的近红外线光，经计算而获得和基准平面R间最远的距离为一第一距离，和基准平面R间最近的距离为一第二距离，所述透明层的厚度由其内表面所贴合的上表面21或下表面22及其外表面分别和基准平面R间的距离的差所获得，以该第一距离减去该第二距离而获得晶圆2包含该至少一透明层的总厚度，再以该总厚度减去该至少一透明层的厚度而获得晶圆2本身的厚度。
所述各测头3的发射器31所发射的近红外线光的波长为850nm为较佳；此外，该总厚度的量测范围，较佳在50um至2000um。
在一较佳实施例中，所述至少一透明层，如图2所示，有一在晶圆2的下表面22的胶带层5。在此实施例中，在量测13步骤时，两测头3的发射器31分别对晶圆2的上表面21和下表面22发射近红外线光，且由对应的接收器32分别接收从上表面21和下表面22反射的近红外线光。晶圆2下方的测头3的发射器31对晶圆2的下表面22发射近红外线光时，近红外线光遇胶带层5穿透，且在胶带层5的内表面51所贴合的下表面22及其外表面52，皆有反射的近红外线光被晶圆2下方的测头3的接收器32所接收。
承上，在计算14步骤时，本实施例在晶圆2的上表面21和基准平面R间距离最远而为一第一距离D1，本实施例在胶带层5的外表面52和基准平面R间距离最近而为一第二距离D2，胶带层5的内表面51所贴合的下表面22和基准平面R间为一第三距离D3。在此，胶带层5的厚度T1即第三距离D3减第二距离D2的差所获得，以第一距离D1减去第二距离D2而获得晶圆2包含胶带层5的总厚度T，再以总厚度T减去胶带层5的厚度T1而获得晶圆2本身的厚度T2。
另一较佳实施例中，所述至少一透明层，如图4所示，包括前述在晶圆2的下表面22的胶带层5，另有一在晶圆2的上表面21的保护层6，此保护层6为一种镀膜。在此实施例中，在量测13步骤时，两测头3的发射器31同样分别对晶圆2的上表面21和下表面22发射近红外线光，且由对应的接收器32分别接收从上表面21和下表面22反射的近红外线光。晶圆2上方的测头3的发射器31对晶圆2的上表面21发射近红外线光时，近红外线光遇保护层6穿透，且在保护层6的内表面61所贴合的上表面21及其外表面62，皆有反射的近红外线光被晶圆2上方的测头3的接收器32所接收。晶圆2下方的测头3的发射器31对晶圆2的下表面22发射近红外线光时，同样在近红外线光遇胶带层5穿透，且在胶带层5的内表面51所贴合的下表面22及其外表面52，皆有反射的近红外线光被晶圆2下方的测头3的接收器32所接收。
承上，在计算14步骤时，本实施例在保护层6的外表面62和基准平面R间距离最远而为一第一距离d1，本实施例在胶带层5的外表面52和基准平面R间距离最近而为一第二距离d2，胶带层5的内表面51所贴合的下表面22和基准平面R间为一第三距离d3，保护层6的内表面61所贴合的上表面21和基准平面R间为一第四距离d4。在此，胶带层5的厚度t1即第三距离D3减第二距离D2的差所获得，保护层6的厚度t2即第一距离d1减第四距离d4的差所获得，以第一距离d1减去第二距离d2而获得晶圆2包含胶带层5和保护层6的总厚度t，再以总厚度t减去胶带层5的厚度t1和保护层6的厚度t2，以获得晶圆2本身的厚度t3。
由上述的说明不难发现本发明的优点在于，即使晶圆2在磊晶过程而在上表面21或下表面22形成如前所述的金属表面，仍可藉由两测头3设置近红外线光的发射器31和接收器32，通过发射器31所发射的近红外线光在上表面21、下表面22以及所述透明层的外表面反射后被对应的接收器32所接收，并通过前述计算单元4在计算14步骤中获得各表面和基准平面R间的距离，即可通过相减而获得晶圆2包含透明层的总厚度，以及该总厚度减去透明层的厚度所获得晶圆2本身的厚度，而可达到量测晶圆厚度的精确性和便利性。
以上所述实施例的揭示用以说明本发明，并非用以限制本发明，故举凡数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本发明的范畴。
由以上详细说明，可使本领域技术人员明了本发明的确可达成前述目的，实已符合专利法的规定，因此提出专利申请。
Claims (5)
1.一种运用近红外线量测晶圆厚度的方法，前述晶圆以水平设置而有一上表面和一下表面，该上表面和该下表面皆不为近红外线光所能穿透，且该上表面和该下表面的至少一者有透明层，所述透明层有一和该上表面或该下表面贴合的内表面，且有一背对该内表面的外表面，其特征在于，该方法包括以下步骤：
设置测头：有两测头分别设在该晶圆的上方和下方，该两测头各有一组对应的发射器和接收器，该两测头的发射器可分别对该晶圆的上表面和下表面发射近红外线光，且由对应的接收器接收反射的近红外线光；
基准平面设定：该两测头设置定位后，由该两测头本身虚拟一位在该晶圆上或下的基准平面；
量测：该两测头的发射器分别对该晶圆的上、下表面发射近红外线光，且由对应的接收器分别接收从该上、下表面反射的近红外线光；前述近红外线光遇有所述透明层时穿透，且在所述透明层的内表面所贴合的该上表面或该下表面及其外表面，皆有反射的近红外线光被对应的接收器所接收；
计算：有一计算单元和该两测头电性连接，该晶圆的上表面和下表面以及所述透明层的外表面中，依前述各接收器所接收的近红外线光经计算而获得和该基准平面间最远的距离为一第一距离，和该基准平面间最近的距离为一第二距离，所述透明层的厚度由其内表面所贴合的该上表面或该下表面及其外表面分别和该基准平面间的距离的差所获得，以该第一距离减去该第二距离而获得该晶圆包含该至少一透明层的总厚度，再以该总厚度减去该至少一透明层的厚度而获得该晶圆本身的厚度。
2.根据权利要求1所述的运用近红外线量测晶圆厚度的方法，其特征在于，所述至少一透明层，有一在该晶圆的下表面的胶带层。
3.根据权利要求2所述的运用近红外线量测晶圆厚度的方法，其特征在于，所述至少一透明层，另有一在该晶圆的上表面的保护层。
4.根据权利要求1所述的运用近红外线量测晶圆厚度的方法，其特征在于，各该测头的发射器所发射的近红外线光的波长为850nm。
5.根据权利要求1所述的运用近红外线量测晶圆厚度的方法，其特征在于，该总厚度的量测范围在50um至2000um。
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