JP2004294432A - 研磨された不透明なプレートの形状と厚さ変化を測定する方法と装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウエーハ又は研磨された不透明のプレートの厚さ変化と形状を計測する。
【解決手段】改良された二つの位相シフトフィゾ(Fizeau)干渉計20、40の組み合わせを用いて、ウエーハ60の側面61又は62の各々とそれに対応する基準平面32又は52の間の単一側面の間隔マップを同時に計測し、コンピュータ38、58でこれらのデータから厚さ変化と形状を計算する。基準表面の形状と傾斜を判定及び除去する為、及び、厚さ変化と形状の計算の為の二つの単一側面計測の正しい重ね合わせを容易にする為に、諸対策を講じる。
【選択図】図1
Description
この出願は、共に出願中の2003年4月9日出願の米国特許10/411,019に関連している。
シリコンウエーハの形状に研磨された薄いプレートは、現代技術の非常に重要な部分である。これらのウエーハの平坦さと厚さの均一性の要求は、プリントされたデバイスのサイズの縮小化に伴って更に厳密になっている。従って、これらパラメータの計測学は開発と製造に非常に重要である。研磨された不透明のプレートのその他の例としては、磁気ディスク基板やゲージブロック等がある。ここに述べる技術は主にウエーハに言及するが、匹敵する特性を有する他のタイプのテスト対象物にも適用可能である事を理解されたい。
この発明の目的は、研磨された不透明のプレートの厚さ変化及び形状を計測する為の、向上した装置及び方法を提供する事である。
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。同等又は類似の構成要素を指定する為に、異なる図面に渡って同じ参照番号を用いる。しかし図面の説明に入る前に、半導体ウエーハなどのように非常に薄い不透明なプレートの厚さ変化の計測を提供する上での数々の挑戦の概要について簡単に触れる事が物の順序だと考える。
Claims (24)
- 研磨された不透明のプレートの厚さ変化と形状を計測する為の方法であって:
プレート(60)の相対する表面(61と62)をマップするために、研磨された不透明のプレート(60)を二つの向かい合った干渉計チャネル内の基準平面(32と52)の間に形成される空洞内に置き;
二つの干渉計チャネル(58、88、90、92、94)内の干渉像の位相シフトを同期させ;
該空洞を形成する該基準平面(32と52)の空洞特性を計測し;
該プレート(60)の相対する表面(61と62)の表面マッピング及び該空洞特性の計測から(38と58における)該プレート(60)の厚さ変化を決定する;
ことを特徴とする方法。 - 該二つの干渉チャネル内の干渉像の位相シフトを同期させるステップが、
単一の可調光源(88)から光を供給する事と、
該可調光源の出力光線を光線分割器(92)で分割して両方の干渉チャネルに伝播する事と、を有する、
ことを更に特徴とする請求項1に記載の方法。 - 該光源が波長調整できるレーザ(88)である、
ことを更に特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記空洞を形成する基準平面(32と52)の空洞特性を計測するステップが、
該基準平面(32と52)の空洞傾斜を計測する為に該空洞内に大き目の視界(図3)の不透明のプレートを備える事を含む、
ことを更に特徴とする請求項3に記載の方法。 - 一方の干渉計チャネルから該対向する干渉計チャネルへ来る疑似光の記録を遮蔽するステップを含む、
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 該空洞傾斜を計測するステップが、該プレート(60)の相対する表面(61と62)のマッピングと実質的に同時に該空洞傾斜を計測するステップである、
ことを更に特徴とする請求項5に記載の方法。 - 前記プレートの表面ををマップする為に前記干渉チャネル内に第一の周波数位相シフトを提供し、前記基準平面(32と52)の空洞傾斜を計測する為に第二の周波数位相シフトを提供するステップと、
により更に特徴付けられる請求項6に記載の方法。 - 前記空洞傾斜を計測するステップが、前記プレート(60)の相対する表面(61と62)のマッピングと実質的に同時に前記基準平面(32と52)の空洞傾斜を計測するステップである事、
を更に特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記空洞を形成する前記基準平面(32と52)の空洞傾斜を計測するステップが、該空洞内に前記不透明のプレート(60)の大き目の視界(図3)を提供する事を含む、
ことを更に特徴とする請求項8に記載の方法。 - 一方の干渉計チャネルから該対向する干渉計チャネルへ来る疑似光の記録を遮蔽するステップ、
により更に特徴付けられる請求項9に記載の方法。 - 前記プレート(60)の表面をマップする為に該干渉チャネル内に(88を経由して)第一の周波数位相シフトを提供し、前記基準平面(32と52)の空洞傾斜を計測する為に(88を経由して)第二の周波数位相シフトを提供するステップ、
により更に特徴付けられる請求項10に記載の方法。 - 一方の干渉計チャネルから該対向する干渉計チャネルへ来る疑似光の記録を遮蔽するステップ、
により更に特徴付けられる請求項1に記載の方法。 - 前記プレート(60)の表面ををマップする為に前記干渉チャネル内に(88を経由して)第一の周波数位相シフトを提供し、前記基準平面(32と52)の空洞特性を計測する為に(88を経由して)第二の周波数位相シフトを提供するステップ、
により更に特徴付けられる請求項1に記載の方法。 - 研磨された不透明のプレートの厚さ変化と形状を計測する為の装置であって:
ある間隔で置かれた第一と第二の基準平面(32と52)が、それらの間に研磨された不透明のプレート(60)を置く為の空洞を形成し、そこにおいて該第一と第二の基準平面(32と52)が、該不透明のプレート(60)の為に大き目の視界を与えるような寸法を有する事と;
該プレート(60)の相対する第一と第二の表面(61と62)をマップする為に該空洞の正反対の側に置かれた第一と第二の干渉計装置(20と40)と;
光源(88)と;
該二つの干渉計装置内の干渉像の位相シフトを同期(92)させる手段と;
第一と第二の干渉像検知器(36と56)と;
該プレート(60)の厚さ変化を判定する為に該第一と第二の干渉像検知器(36と56)の出力を受けるように連結された、少なくとも一つのコンピュータ(38か58)と、
により特徴付けられる装置。 - 前記二つの干渉計装置(20と40)内の干渉像の位相シフトを同期させる為の手段(92)に少なくとも一つのコンピュータ(58、88を経由して)を連結する、
ことを更に特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記光源が、光の波長シフトによって前記干渉像の位相シフトを制御する為にコンピュータ(58)に連結された、調整可能なレーザ光源(88)である、
ことを更に特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記光線を、前記第一と第二の干渉計装置(20と40)に各々供給される二つの別々の光源(96と98)に分割する為に前記光源(88)の出力に連結された光線分割器(92)、
により更に特徴付けられる請求項16に記載の装置。 - 各々の該干渉計装置(20と40)の空洞に向けられた光線出力を、両装置内で同一向きの偏光になるように、円形に偏光する為の手段(26、28と46、48)、
により更に特徴付けられる請求項17に記載の装置。 - 前記第一と第二の干渉計装置の出力光線を円形に偏光する為の手段が四分の一波長板(28と48)である、
ことを更に特徴とする請求項18に記載の装置。 - 前記第一と第二の基準平面(32と52)が、該第一と第二の基準平面に各々反対方向から突き当たる光に対して異なる反射率を生じる材料でコーティングされる、
ことを更に特徴とする請求項19に記載の装置。 - 前記光線を、前記第一と第二の干渉計装置(20と40)に各々供給される二つの別々の光源(96と98)に分割する為に前記光源(88)の出力に連結された光線分割器(92)、
により更に特徴付けられる請求項14に記載の装置。 - 前記各々の干渉計装置(20と40)の空洞に向けられた光線出力を、両装置内で同じ向きの偏光になるように、円形に偏光する為の手段(26、28と46、48)、
により更に特徴付けられる請求項14に記載の装置。 - 前記第一と第二の干渉計装置の出力光線を円形に偏光する為の手段が四分の一波長板(28と48)である、
ことを更に特徴とする請求項22に記載の装置。 - 前記第一と第二の基準平面(32と52)が、該第一と第二の基準平面に各々反対方向から突き当たる光に対して異なる反射率を生じる材料でコーティングされる、
ことを更に特徴とする請求項14に記載の装置。
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