CN112665510A - 厚度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供厚度测量装置，其能够容易且高精度地测量被加工物的厚度。该厚度测量装置对卡盘工作台所保持的被加工物的厚度进行测量，其中，该厚度测量装置包含：多个图像传感器，它们对通过多个衍射光栅按照每个波长进行了分光的光的强度进行检测并生成分光干涉波形；以及厚度输出单元，其根据多个图像传感器所生成的分光干涉波形而输出厚度信息。厚度输出单元包含：基准波形记录部，其将与多个厚度对应的分光干涉波形作为基准波形进行记录；以及厚度确定部，其将多个图像传感器所生成的多个分光干涉波形与基准波形记录部所记录的基准波形进行对照，根据波形一致的基准波形而确定与各分光干涉波形对应的厚度。

Description

厚度测量装置
技术领域
本发明涉及对卡盘工作台所保持的被加工物的厚度进行测量的厚度测量装置。
背景技术
晶片由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件，该晶片在通过磨削装置对背面进行磨削而薄化之后，通过切割装置、激光加工装置而分割成各个器件芯片，分割得到的器件芯片被用于移动电话、个人计算机等电子设备。
对晶片的背面进行磨削的磨削装置大致包含：卡盘工作台，其对晶片进行保持；磨削单元，其以能够旋转的方式具有对该卡盘工作台所保持的晶片进行磨削的磨削磨轮；以及测量装置，其对该卡盘工作台所保持的晶片的厚度进行测量，该磨削装置能够将晶片加工成期望的厚度。
并且，关于对厚度进行测量的测量装置，当使用使探测器与晶片的磨削面接触而对晶片的厚度进行测量的接触型的测量装置时，存在刮伤磨削面的问题，因此使用如下的非接触型的测量装置：通过由从晶片的磨削面反射的光和透过晶片而从与磨削面相反的面反射的光所形成的分光干涉波形而对厚度进行测量(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2012-21916号公报
但是，在根据分光干涉波形和波形函数来实施波形解析而对厚度进行测量的情况下，存在如下的问题：需要对该分光干涉波形执行基于傅立叶变换理论等的波形解析而求出信号强度波形，随着晶片变薄，根据峰值得到厚度信息时的精度降低。另外，在构成被加工物的材质不同的情况下，分光干涉波形的波形形状按照每种材质而不同，难以实施适当的波形解析。特别是由多种材质层叠的复合晶片的情况下，分光干涉波形是根据在各层反射并合成的返回光而形成的，因此产生难以对各个层的厚度进行检测的问题。
另外，例如当利用基于分光干涉波形的测量装置对在LN基板的下表面上层叠有比较薄的例如3μm以下的SiO2的2层构造的晶片进行测量时，存在如下的问题：通过构成测量装置的衍射光栅而形成多个干涉光，通过从LN基板的上表面反射的光与从LN基板的下表面反射的反射光的干涉波而生成的LN基板的厚度信息与通过从LN基板的上表面反射的光与从SiO2膜的下表面反射的反射光的干涉波而生成的“LN基板+SiO2膜”的厚度信息被合成，因而无法仅检测LN基板的厚度。
另外，当在构成晶片的一方的层的平面方向上形成有两种以上的器件时，存在干涉波根据构成器件的材料而不同从而无法测量准确的厚度的问题。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供能够容易且高精度地测量被加工物的厚度的厚度测量装置。
根据本发明，提供厚度测量装置，其对卡盘工作台所保持的被加工物的厚度进行测量，其中，该厚度测量装置具有：光源，其射出白色光；多个聚光器，它们对该卡盘工作台所保持的被加工物会聚该光源所射出的白色光；多个第一光路，它们将该光源与该聚光器连通；多个光分支部，它们配设于该多个第一光路，将从该卡盘工作台所保持的该被加工物反射的反射光分支至多个第二光路；多个衍射光栅，它们配设于该多个第二光路；多个图像传感器，它们对通过该多个衍射光栅而按照每个波长进行了分光的光的强度进行检测并生成分光干涉波形；以及厚度输出单元，其根据该多个图像传感器所生成的分光干涉波形而输出厚度信息，该聚光器包含：多个fθ透镜，它们按照分担该被加工物的测量区域的方式配设；以及多个扫描器，它们与各该fθ透镜对应而配设，该厚度输出单元包含：基准波形记录部，其将与多个厚度对应的分光干涉波形作为基准波形进行记录；以及厚度确定部，其将该多个图像传感器所生成的多个分光干涉波形与该基准波形记录部所记录的基准波形进行对照，根据波形一致的基准波形而确定与各分光干涉波形对应的厚度。
优选该基准波形记录部包含多个根据构成该被加工物的材料而记录基准波形的材质区分基准波形记录部，该厚度输出单元的该厚度确定部将该图像传感器所生成的分光干涉波形与该基准波形记录部包含多个的该材质区分基准波形记录部所记录的基准波形进行对照，选定波形一致的基准波形所属的该材质区分基准波形记录部。
优选被加工物是至少包含A层和B层而构成的复合晶片。优选包含多种材质的该被加工物是至少包含A层和B层并且该B层在平面方向上由多种材质构成的复合晶片。优选该光源可以选自超辐射发光二极管光源、放大自发辐射光源、超连续谱光源、发光二极管光源、卤素光源、氙气光源、汞光源、金属卤化物光源中的任意光源。
优选该厚度测量装置配设于加工装置。
根据本发明的厚度测量装置，能够容易且高精度地测量被加工物的厚度，另外，即使是包含多层的构造的被加工物，也能够根据各层的材料而精度良好地测量厚度。
另外，根据具有本发明的厚度测量装置的加工装置，能够容易且高精度地测量被加工物的厚度，另外，即使是包含多层的构造的被加工物，也能够根据各层的材料而精度良好地测量厚度，能够将被加工物高效地加工成期望的厚度。
附图说明
图1是配设有本发明实施方式的厚度测量装置的磨削装置的整体立体图。
图2是示出图1所记载的厚度测量装置中配设的光学系统的概略的框图。
图3是示出通过图2所示的厚度测量装置对晶片的厚度进行测量时的晶片与fθ透镜的关系的俯视图。
图4是示出配设于图1所示的厚度测量装置的材质区分基准波形记录部的概略的概念图。
图5的(a)是示出根据图像传感器所检测的光强度信号而生成的分光干涉波形的一例的概念图，图5的(b)是示出对照与图5的(a)所示的分光干涉波形一致的基准波形而确定厚度的方式的概念图。
图6是图1所示的厚度测量装置中配设的厚度记录部的概念图。
图7的(a)是根据图像传感器所检测的光强度信号而生成的分光干涉波形的其他例的概念图，图7的(b)是对照与图7的(a)所示的分光干涉波形一致的基准波形而确定厚度的方式的概念图。
标号说明
1：磨削装置；2：装置壳体；21：主部；22：直立壁；3：磨削单元；31：移动基台；4：主轴单元；41：主轴壳体；42：旋转主轴；5：磨削磨轮；51：磨削磨具；6：磨削单元进给机构；7：卡盘工作台机构；71：卡盘工作台；8：厚度测量装置；8A：测量壳体；8B：光源；80：第一光学系统；80a：第一光路；81：聚光器；81A：fθ透镜；82：光分支部；83：准直透镜；84：反射镜；85：扫描器；86：准直透镜；87：衍射光栅；88：聚光透镜；89：图像传感器；90：第二光学系统；90a：第一光路；91：聚光器；91A：fθ透镜；92：光分支部；93：准直透镜；94：反射镜；95：扫描器；96：准直透镜；97：衍射光栅；98：聚光透镜；99：图像传感器；10：晶片；14：保护带；100：厚度输出单元；110：厚度确定部；112：对照部；120：基准波形记录部；130：厚度记录部；140：显示单元。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施方式的厚度测量装置和具有该厚度测量装置的磨削装置的实施方式进行详细说明。
在图1中示出具有本实施方式的厚度测量装置8的磨削装置1的整体立体图以及作为通过本实施方式的厚度测量装置8测量厚度的被加工物的晶片10。图1所示的晶片10例如是第一层10A(A层)和第二层10B(B层)由不同的材质形成的复合晶片。
图中所示的磨削装置1具有装置壳体2。该装置壳体2具有大致长方体形状的主部21以及设置于主部21的后端部且向上方延伸的直立壁22。在直立壁22的前表面上以能够沿上下方向移动的方式安装有作为磨削单元的磨削单元3。
磨削单元3具有移动基台31和安装于移动基台31的主轴单元4。移动基台31构成为以能够滑动的方式与配设于直立壁22的一对导轨卡合。在这样以能够滑动的方式安装于设置在直立壁22的一对该导轨上的移动基台31的前表面上，借助向前方突出的支承部而安装有作为磨削单元的主轴单元4。
主轴单元4具有：主轴壳体41；旋转主轴42，其旋转自如地配设于主轴壳体41；以及作为驱动源的伺服电动机43，其用于对旋转主轴42进行旋转驱动。作为以能够旋转的方式支承于主轴壳体41的旋转主轴42，其一个端部(在图1中为下端部)从主轴壳体41的下端突出而配设，在下端部设置有磨轮安装座44。并且，在该磨轮安装座44的下表面上安装有磨削磨轮5。在该磨削磨轮5的下表面上配设有由多个区段构成的磨削磨具51。
图示的磨削装置1具有使磨削单元3沿着该一对导轨在上下方向上移动的磨削单元进给机构6。该磨削单元进给机构6具有：外螺纹杆61，其配设于直立壁22的前侧，实质上铅垂地延伸；以及作为驱动源的脉冲电动机62，其用于使外螺纹杆61旋转驱动，该磨削单元进给机构6包含与设置于移动基台31的背面的外螺纹杆61螺合的未图示的轴承部件等。当该脉冲电动机62正转时，磨削单元3与移动基台31一起下降，当脉冲电动机62反转时，磨削单元3与移动基台31一起上升。
在上述装置壳体2的主部21配设有作为对晶片10进行保持的卡盘工作台的卡盘工作台机构7。卡盘工作台机构7具有：卡盘工作台71；罩部件72，其覆盖卡盘工作台71的周围；以及折皱单元73、74，它们配设于罩部件72的前后。卡盘工作台71构成为使未图示的吸引单元进行动作而将晶片10吸引保持在卡盘工作台71的上表面(保持面)上。另外，卡盘工作台71构成为能够通过未图示的旋转驱动单元进行旋转，并且通过未图示的卡盘工作台移动单元而在图1所示的被加工物载置区域70a和与磨削磨轮5对置的磨削区域70b之间(沿箭头X所示的X轴方向)移动。
另外，上述的伺服电动机43、脉冲电动机62、未图示的卡盘工作台移动单元等通过未图示的控制单元进行控制。另外，在图示的实施方式中，晶片10在外周部形成有表示晶体取向的凹口，在晶片10的形成有第一层10A(A层)的正面侧粘贴有作为保护部件的保护带14，该保护带14侧朝向下方而被保持于卡盘工作台71的上表面(保持面)上。
厚度测量装置8具有测量壳体8A，如图所示，在构成装置壳体2的长方体形状的主部21的上表面上，厚度测量装置8配设于卡盘工作台71在被加工物载置区域70a至磨削区域70b之间移动的路径中途的侧方，以能够移动的方式配设于卡盘工作台71在被加工物载置区域70a与磨削区域70b之间移动的区域，配置成能够通过从上方照射的白色光来测量卡盘工作台71上所保持的晶片10的厚度。在测量壳体8A的前端部的下表面上具有会聚而照射厚度测量用的白色光的两个聚光器81、91，这些聚光器81、91面对定位于正下方的卡盘工作台71。聚光器81、91构成为能够通过未图示的驱动单元与测量壳体8A一起在图中箭头Y所示的方向(Y轴方向)上往复移动。关于构成收纳于测量壳体8A的厚度测量装置8的光学系统，参照图2进行更加详细的说明。
如图2所示，构成厚度测量装置8的光学系统具有光源8B，该光源8B发出朝向卡盘工作台71照射的较宽的波长区域的白色光。从光源8B发出的光向第一光学系统80侧和第二光学系统90侧引导。
下面，首先参照图2对第一光学系统80进行说明。从光源8B产生的光向第一光路80a引导，并且通过将在第一光路80a中逆行的反射光向第二光路80b引导的光分支部82和第一光路80a而连通的白色光通过准直透镜83而成为平行光，通过反射镜84变更光路而向扫描器85引导，通过来自厚度输出单元100的控制信号对扫描器85进行控制。扫描器85例如由电流镜构成，第一光路80a的白色光的光路通过扫描器85而变更成图中箭头R1所示的期望的方向。该白色光向构成聚光器81的镜筒所保持的fθ透镜81A引导而在卡盘工作台71上的晶片10上适当变更聚光位置。另外，扫描器85不限于上述电流镜，也可以由多面镜、谐振扫描器等构成。
光源8B例如可以使用发出白色光的卤素灯。另外，本发明中所说的“发出白色光的光源”是指包含通常被称为可见光线的400nm～800nm的波长的光而进行照射的光源，光源8B并不限于上述卤素灯。作为光源8B，例如可以从能够发出白色光的通常已知的超辐射发光二极管光源、放大自发辐射光源、超连续谱光源、发光二极管光源、氙气光源、汞光源、金属卤化物光源等周知的光源中适当选择。光分支部82可以使用偏振波保持光纤耦合器、偏振波保持光纤环行器、单模光纤耦合器、单模光纤耦合器环行器等。
在通过光分支部82分支出的第二光路80b的路径上配设有准直透镜86、衍射光栅87、聚光透镜88以及图像传感器89。准直透镜86使在卡盘工作台71所保持的晶片10上发生反射并在第一光路80a中逆行而从光分支部82向第二光路80b引导的反射光形成为平行光。衍射光栅87对通过准直透镜86形成为平行光的上述反射光进行衍射，将与各波长对应的衍射光经由聚光透镜88而发送至图像传感器89。图像传感器89是呈直线状排列有受光元件的所谓的线阵图像传感器，对通过衍射光栅87衍射的反射光的每个波长的光的强度进行检测，并将光强度信号发送至厚度输出单元100。另外，从光源8B经由光分支部82而到达聚光器81的第一光路80a中的从光源8B至准直透镜83的光路和从光分支部82至图像传感器89的第二光路80b的一部分由光纤构成。
下面，接着参照图2，对另一方的第二光学系统90进行说明。另外，第二光学系统90具有与第一光学系统80大致相同的结构，适当地省略了各结构的详细说明。
从光源8B产生的光向配设于第二光学系统90侧的第一光路90a引导，并且通过将在第一光路90a中逆行的反射光向第二光路90b引导的光分支部92和第一光路90a而连通的白色光通过准直透镜93而成为平行光，通过反射镜94变更光路而向扫描器95引导，通过来自厚度输出单元100的控制信号对扫描器95进行控制。光路通过扫描器95而变更成图中箭头R2所示的期望的方向的白色光向聚光器91所保持的fθ透镜91A引导而在卡盘工作台71上的晶片10上适当变更聚光位置，将白色光会聚至期望的位置。
在通过光分支部92分支出的第二光路90b的路径上配设有准直透镜96、衍射光栅97、聚光透镜98以及图像传感器99。准直透镜96使在卡盘工作台71所保持的晶片10上发生反射并在第一光路90a中逆行而从光分支部92向第二光路90b引导的反射光形成为平行光。衍射光栅97对通过准直透镜96形成为平行光的上述反射光进行衍射，将与各波长对应的衍射光经由聚光透镜98而发送至图像传感器99。图像传感器99是呈直线状排列有受光元件的所谓的线阵图像传感器，对通过衍射光栅97衍射的反射光的每个波长的光的强度进行检测，并将光强度信号发送至厚度输出单元100。
由上述说明可理解，本实施方式的厚度测量装置8具有发出白色光的光源8B，并且具有：两个聚光器81、91，它们对卡盘工作台71所保持的晶片10会聚光源8B所发出的白色光；两个第一光路80a、90a，它们将光源8B与聚光器81、91连通；两个光分支部82、92，它们配设于两个第一光路80a、90a，将从卡盘工作台71所保持的晶片10反射的反射光分支至两个第二光路80b、90b；两个衍射光栅87、97，它们配设于两个第二光路80b、90b；两个图像传感器89、99，它们对通过两个衍射光栅87、97而按照每个波长进行了分光的光的强度进行检测并生成分光干涉波形；以及厚度输出单元100，其根据两个图像传感器89、99所生成的分光干涉波形而输出厚度信息，另外，在两个聚光器81、91中分别配设有fθ透镜81A、91A。聚光器81和聚光器91设定成通过分别配设的fθ透镜81A和fθ透镜91A而分担晶片10上的测量区域。关于这点，下面参照图3进行说明。
在图3中示出fθ透镜81A、91A定位于卡盘工作台71上所保持的晶片10的上方的状态的俯视图。在本实施方式中，在对晶片10的厚度进行测量时，一边使晶片10与卡盘工作台71一起向箭头R3所示的方向旋转，一边从两个fθ透镜81A、91A照射白色光而实施厚度测量。这里，如图所示，两个fθ透镜81A、91A在从晶片10的中心观察的半径方向上设定于以fθ透镜81A、91A的中心不一致的方式错开的位置。
在对扫描器85、95进行驱动而从fθ透镜81A、91A对晶片10照射白色光的情况下，用于从fθ透镜81A、91A将白色光照射至期望的位置的区域是除了外侧无效区域81B、91B以外的中央的区域，外侧的无效区域81B、91B包含聚光器81、91的镜筒。由此，在晶片10的整个区域中，在经由fθ透镜81A、91A照射白色光而测量晶片10的厚度的情况下，fθ透镜81A分担向晶片10的内侧区域L1的白色光的照射，fθ透镜91A分担向晶片10的外侧区域L2的白色光的照射。更具体而言，如上述那样一边使晶片10向R3所示的方向旋转，一边通过扫描器85使白色光在R1所示的方向上扫描，通过扫描器95使白色光在R2所示的方向上扫描。这样，通过按照分担晶片10上的测量区域的方式配设fθ透镜81、91并将与fθ透镜81、91对应而配设的扫描器85、95的驱动和晶片10向箭头R3的旋转进行组合，能够对晶片10上的整个区域照射白色光。
返回图2继续进行说明，厚度输出单元100由计算机构成，该厚度输出单元100具有(省略了详细的图示)：中央运算处理装置(CPU)，其按照控制程序进行运算处理；只读存储器(ROM)，其对控制程序等进行保存；能够读写的随机存取存储器(RAM)，其用于临时保存所检测的检测值、运算结果等；以及输入接口和输出接口。
厚度输出单元100根据从图像传感器89、99发送的每个波长的光强度信号而生成分光干涉波形，该分光干涉波形暂时存储于未图示的RAM中。厚度输出单元100还具有：厚度确定部110，其根据该分光干涉波形而确定晶片10的厚度；以及基准波形记录部120，其将与多个厚度对应的分光干涉波形作为基准波形进行记录。厚度确定部110具有对照部112，该对照部112将图像传感器89、99所检测的存储于该RAM中的该分光干涉波形与基准波形记录部120所记录的基准波形进行对照，卡盘工作台71上具有位置检测单元75，该位置检测单元75对卡盘工作台71的X坐标(图中左右方向)、Y坐标(与图面垂直的方向)进行检测。关于扫描器85、95，根据位置检测单元75所检测的卡盘工作台71的坐标位置而控制驱动，准确地控制从fθ透镜81A、91A照射的白色光的位置。将厚度确定部110所确定的厚度信息与位置检测单元75所检测的卡盘工作台71所保持的晶片10的X坐标、Y坐标对应而记录在厚度记录部130。存储于厚度记录部130的厚度信息能够适当地输出至显示单元140。另外，本实施方式的厚度确定单元100在具有进行磨削装置1的控制的各种控制程序的未图示的控制单元内构成。
参照图4，对基准波形记录部120进行更加具体的说明。基准波形记录部120例如具有根据构成被加工物的材质而记录了基准波形的材质区分基准波形记录部122a～122l。在材质区分基准波形记录部122a中记录有Si(硅)晶片的厚度(μm)，并且与厚度对应地记录有分光干涉波形的基准波形，该分光干涉波形的基准波形是在从厚度测量装置8的聚光器81、91对Si晶片照射白色光的情况下根据图像传感器89、99所检测的光强度信号而生成的。同样地，在材质区分基准波形记录部122b中记录有LN(铌酸锂)晶片的厚度(μm)和分光干涉波形的基准波形，在材质区分基准波形记录部122c中记录有GaN(氮化镓)晶片的厚度(μm)和分光干涉波形的基准波形，在材质区分基准波形记录部122d中记录有SiO2(二氧化硅)晶片的厚度(μm)和分光干涉波形的基准波形。另外，上述的材质区分基准波形记录部122a～122d与由单一材质构成的晶片对应地记录了基准波形，为了便于说明，省略了一部分的数据。
在基准波形记录部120中，除了上述的与单一材质对应而记录基准波形的材质区分基准波形记录部122a～122d以外，还可以具有设想了作为被加工物的晶片是通过不同的材质而具有多个层(第一层(上层)、第二层(下层))的复合晶片的情况的材质区分基准波形记录部122k、122l。
图4中的材质区分基准波形记录部122k将在第一层为A层(LN)、第二层为B层(SiO2层)且从聚光器81、91会聚而照射白色光的情况下所生成的分光干涉波形的基准波形记录在按照A层和B层的每个厚度形成的矩阵表中。该矩阵表按照横轴与A层的厚度(μm)对应、纵轴与B层的厚度(μm)对应的方式记录基准波形，根据该基准波形而能够分别确定A层和B层的厚度。另外，材质区分基准波形记录部122l将在第一层为C层(LN)、第二层为D层(GaN)且与材质区分基准波形记录部122k同样地从聚光器81、91照射白色光的情况下所生成的分光干涉波形的基准波形记录在按照C层和D层的每个厚度形成的矩阵表中。在图4中，对于基准波形记录部120，示出了具有两个与复合晶片相关的材质区分基准波形记录部122k、122l，但还可以进一步预先记录设想了由其他材质的组合构成的复合晶片的材质区分基准波形记录部。另外，记录在基准波形记录部120中的基准波形能够作为基于计算机的运算的理论波形而求出。
本实施方式的磨削装置1和厚度测量装置8具有大致上述那样的结构，下面对使用配设于磨削装置1的厚度测量装置8测量晶片10的厚度的实施方式进行说明。
首先，在实施磨削加工时，操作者利用磨削装置1的操作面板设定晶片10的目标完工厚度。如图1所示，在晶片10的正面侧粘贴保护带14，使保护带14侧朝下而载置于定位在被加工物载置区域70a的卡盘工作台71上。并且，通过使未图示的吸引单元进行动作而将晶片10吸引保持于卡盘工作台71上。若将晶片10吸引保持于卡盘工作台71上，则使未图示的移动单元进行动作而使卡盘工作台71从被加工物载置区域70a侧向X轴方向上的箭头X1所示的方向移动，定位于厚度测量装置8的正下方。并且，使厚度测量装置8向箭头Y所示的方向移动，使厚度测量装置8的聚光器81、91的fθ透镜81A、91A如根据图3所说明的那样定位于晶片10的内侧区域L1和外侧区域L2上，定位于卡盘工作台71所保持的晶片10的厚度测量位置。另外，可以在实施磨削加工之前、实施的中途、实施之后将卡盘工作台71定位于该厚度测量位置，可以在任意时机实施厚度测量。
若将晶片10定位于厚度测量装置8的正下方，则根据厚度输出单元100的指示信号，一边将光源8B所振荡出的白色光通过聚光器81、91进行会聚并通过扫描器85、95使白色光的聚光位置在R1、R2的方向上进行扫描一边照射至晶片10。此时，使晶片10与卡盘工作台71一起按照规定的旋转速度旋转一圈。这里，根据来自图像传感器89、99的各个光强度信号而生成多个分光干涉波形。在图5的(a)中示出在卡盘工作台71所保持的晶片10上的(x1，y1)坐标处照射白色光而通过图像传感器99生成的分光干涉波形W1。若这样生成了分光干涉波形W1，则记录在厚度输出单元100的RAM中，通过厚度确定部110的对照部112将存储于RAM中的分光干涉波形W1与记录在基准波形记录部120的各材质区分基准波形记录部122a～122l的基准波形进行对照。其结果是，判定为波形和相位与分光干涉波形W1一致的基准波形Wa属于图5的(b)所示的基准波形记录部120中的材质区分基准波形记录部122k，从而选定材质区分基准波形记录部122k。即，确定晶片10是第一层10A(A层)为LN(铌酸锂)、第二层10B(B层)为SiO2层的由2层构成的复合晶片、(x1，y1)坐标处的第一层10A的厚度(TA1)为4.00μm、第二层10B的厚度(TB1)为0.27μm。
如上述那样，一边使卡盘工作台71旋转，一边通过扫描器85、95使白色光的聚光位置在R1、R2的方向上扫描，从而在晶片10的整个区域照射白色光，在晶片10的整个区域((x1，y1)～(xn，yJ))测量与各坐标位置对应的第一层10A的厚度TA1～TAn和第二层10B的厚度TB1～TBn。所测量的厚度信息与在卡盘工作台71上定义的XY坐标((x1，y1)～(xn，yJ))一起记录在图6所示的厚度记录部130中，根据需要而显示在显示单元140上。若这样在厚度记录部130中记录了晶片10的整个区域的厚度，则根据需要对晶片10是否通过磨削加工而达到期望的厚度、或被加工成均匀的厚度等进行评价。在上述的厚度测量在磨削加工的中途进行的情况下，卡盘工作台71移动至与磨削磨轮5对置的磨削区域70b而按照规定的厚度实施磨削加工。
上述的实施方式的厚度测量装置8具有厚度确定部110，该厚度确定部110将根据图像传感器89、99所检测的光强度信号而生成的分光干涉波形与记录在基准波形记录部120的基准波形进行对照，从而根据波形一致的基准波形来确定厚度，基准波形记录部120具有多个根据构成被加工物的材质而记录了基准波形的材质区分基准波形记录部(122a～122l)，从而能够根据构成被加工物的材质而高精度地测量厚度。另外，即使是由2层以上的构造构成的被加工物，也能够根据各层中的材质而单独精度良好地测量厚度。另外，在上述的实施方式中，聚光器包含按照分担被加工物的测量区域的方式配设的小直径的两个fθ透镜81A、91A以及与各fθ透镜对应而配设的两个扫描器85、95，从而无需使用大直径且具有重量的昂贵的fθ透镜，能够使用比晶片10的半径小且轻量的廉价的fθ透镜，能够低成本且高效地测量晶片10整个面的厚度。
根据本发明，不限于上述实施方式，提供各种变形例。例如上述实施方式的厚度测量装置8具有第一光学系统80和第二光学系统90，从而具有两个聚光器81、91、两个第一光路80a、90b、分支出两个第二光路80b、90b的两个光分支部82、92、两个衍射光栅87、97以及两个图像传感器，但本发明不限于此，可以根据晶片10的尺寸而具有三个以上的光学系统。例如也可以如图3所示，在测量比晶片10大的晶片10’(虚线所示)的厚度的情况下，根据晶片10’的尺寸而对厚度测量装置8配设与第一光学系统80、第二光学系统90的结构相同的第三光学系统，除了两个fθ透镜81A、91A以外，配设与晶片10’的最外周的区域L3对应的第三个fθ透镜B(虚线所示)，使用该fθ透镜B，一边使白色光在R4所示的方向上扫描一边进行照射而测量区域L3的厚度。
另外，在上述实施方式中，示出了在晶片10是由第一层10A、第二层10B构成的复合晶片的情况下测量厚度的例子，但本发明不限于此，也可以测量由单一材质构成的被加工物(晶片)的厚度。在图7的(a)中示出对由单一材料构成的晶片上照射白色光而通过图像传感器89(或图像传感器99)生成的分光干涉波形W2。若这样生成了分光干涉波形W2，则记录在厚度输出单元100的RAM中，通过厚度确定部110的对照部112将存储于RAM中的分光干涉波形W2与记录在基准波形记录部120的各材质区分基准波形记录部122a～122l的基准波形进行对照。其结果是，判定为波形和相位与分光干涉波形W2一致的基准波形Wb属于图7的(b)所示的基准波形记录部120中的材质区分基准波形记录部122b，从而选定材质区分基准波形记录部122b。即，确认到照射了白色光的晶片是单一材料，由LN基板构成。在这样通过厚度确定部110判定为分光干涉波形W2的形状与属于材质区分基准波形记录部122b的基准波形Wb一致的情况下，在材质区分基准波形记录部122b中，将与记录有该基准波形Wb的位置对应的厚度(20μm)确定为晶片10的厚度，可以从厚度输出单元100输出至显示单元140并且存储于RAM中。
另外，在上述实施方式中，示出了在晶片10是第一层10A(A层)为LN(铌酸锂)、第二层10B(B层)为SiO2层的由2层构成的复合晶片的情况下按照各层测量晶片10的厚度的例子，但例如也可以是第二层10B(B层)在平面方向上由两种以上的材质构成的复合晶片。例如也可以通过本实施方式的厚度测量装置8测量如下的复合晶片的厚度，该复合晶片是在图3所示的晶片10上的区域L1中，第一层10A为LN(铌酸锂)、第二层10B为SiO2层的由2层构成的复合晶片，并且是在晶片10上的区域L2中，第一层10A为LN(铌酸锂)、第二层10B为GaN(氮化镓)的复合晶片。在该情况下，根据通过配设于第一光学系统80的聚光器81对晶片10上的区域L1照射白色光时图像传感器89所生成的分光干涉波形而参照材质区分基准波形记录部122k，测量第一层10A和第二层10B的厚度，根据通过配设于第二光学系统90的聚光器91对晶片10上的区域L2照射白色光时图像传感器99所生成的分光干涉波形而参照材质区分基准波形记录部122l，测量第一层10A和第二层10B的厚度。
在上述实施方式中，示出了将厚度测量装置8配设于磨削装置1的例子，但本发明不限于此，厚度测量装置8也可以是相对于磨削装置1独立的装置。

Claims (5)

1.一种厚度测量装置，其对卡盘工作台所保持的被加工物的厚度进行测量，其中，
该厚度测量装置具有：
光源，其射出白色光；
多个聚光器，它们对该卡盘工作台所保持的被加工物会聚该光源所射出的白色光；
多个第一光路，它们将该光源与该聚光器连通；
多个光分支部，它们配设于该多个第一光路，将从该卡盘工作台所保持的该被加工物反射的反射光分支至多个第二光路；
多个衍射光栅，它们配设于该多个第二光路；
多个图像传感器，它们对通过该多个衍射光栅而按照每个波长进行了分光的光的强度进行检测并生成分光干涉波形；以及
厚度输出单元，其根据该多个图像传感器所生成的分光干涉波形而输出厚度信息，
该聚光器包含：
多个fθ透镜，它们按照分担该被加工物的测量区域的方式配设；以及
多个扫描器，它们与各该fθ透镜对应而配设，
该厚度输出单元包含：
基准波形记录部，其将与多个厚度对应的分光干涉波形作为基准波形进行记录；以及
厚度确定部，其将该多个图像传感器所生成的多个分光干涉波形与该基准波形记录部所记录的基准波形进行对照，根据波形一致的基准波形而确定与各分光干涉波形对应的厚度。
2.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其中，
该基准波形记录部包含多个根据构成该被加工物的材料而记录基准波形的材质区分基准波形记录部，
该厚度输出单元的该厚度确定部将该图像传感器所生成的分光干涉波形与该基准波形记录部包含多个的该材质区分基准波形记录部所记录的基准波形进行对照，选定波形一致的基准波形所属的该材质区分基准波形记录部。
3.根据权利要求1或2所述的厚度测量装置，其中，
该被加工物是至少包含A层和B层而构成的复合晶片。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的厚度测量装置，其中，
包含多种材质的该被加工物是至少包含A层和B层并且该B层在平面方向上由多种材质构成的复合晶片。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的厚度测量装置，其中，
该光源是超辐射发光二极管光源、放大自发辐射光源、超连续谱光源、发光二极管光源、卤素光源、氙气光源、汞光源、金属卤化物光源中的任意光源。
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