JP4559271B2 - 平板の厚みムラ測定方法および装置 - Google Patents
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Description
せることなく行なえ、しかも簡単でコンパクトに構成でき、また干渉縞から凹凸の判定を簡単に行なえる平板の厚みムラ測定装置を提供しようとするものである。
る。
ズを25mm×25mm、1モジュールの基板に対して許容できる厚みムラを0.3μm以下と
した場合、図4を例にすると、Smm×Smm角の領域内に、m次の明部から(m+3)次の明部が存在する場合、その区画のLTVは、m、(m+1)、(m+2)、(m+3)の3フリンジ間隔(3×0.125=0.375)となるから「良」となる。また、(m+4)次の明部が存在すると、4フリンジ間隔(4×0.125=0.5)となるから、「不良」と判定される。なお、フリンジ間隔(d)は、照明光源1を水銀灯とすると、その波長(λ)が365nmであり、照明光軸線L1の角度αが1°(θ)、被測定体5である石英ガラスの屈折率
(n)は1.4602なので、
d=λ/(2ncosθ)=0.125μmとなり、角度が小さいため、dが小さくなり、高精度化し、その変化率も小さい。
視できる。
このように厚みムラが不良と判定された被測定体5は研磨が不十分であると判定し、再研磨を行なうことになる。
縞の破線で示す中心での厚みムラを示している。なお、上述したフリンジ間隔(d)の式より、光源1の波長を短くするほどフリンジ間隔が小さくなるので測定精度を向上させることができる。
囲むフリンジをm次とし、順にm+1次、m+2次、m+4次、m+5次、m+6次、m+7次とする。ここで、m+7次フリンジは、厚い部分P1となる。
フリンジとする。すなわち明部V1の中に暗部が湧き出したようになる。
ンジが消え始め、変更角度を1.4°にすると、m+7次フリンジが吸い込まれるように消
失し、m+7次の存在していた部分が明部となり、その周りにはm+6次フリンジが移動する一方、m−1次フリンジが広がり、その中に明部が湧き出すように生成される。
が吸い込まれるように小さくなり始まる一方、一塊の暗部として現れていたm−1次フリンジがリング状に広がり始める。さらに変更角度を1.6°にすると、リング状のm−1次
フリンジの中にm−2次フリンジが湧き出すように生成される一方、m+6次フリンジが吸い込まれるように小さくなり一塊の暗部として現される。
×Smm角の領域として観察する場合、単純にフリンジ間隔をカウントすると3フリンジ
間隔となるが、厚い部分P1の底に近い上下2本の破線は実は同次数のフリンジであるから、実際には2フリンジ間隔とカウントとしなければならない。そうすると、このSmm
×Smm角の領域内では実際は2本のフリンジしか存在しないとし、2(本)×0.125=0.25μmの厚みムラしかないことが判る。もしもこの厚みムラの凹凸判定ができなければ、実際には許容範囲内の厚みムラにも係らず、誤って厚みムラが不良と判定することにもなるが、この厚みムラの凹凸判定ができることにより、このような誤判定が避けられる。
ら構成される照明系13と、CCDカメラ14aにより構成される検出系14とが配置されている。さらに、筺体10の傾斜下端側には、試料台12の前方にコリメータレンズ15が取り付けられている。このコリメータレンズ15の光軸中心は筺体10の軸方向に延びる光軸中心線L0に一致する。また例えばウエハである円板状の被測定体5が試料台12に保持された状態でこの被測定体5の光軸中心も光軸中心線L0に一致する。
第1のリンク37と第2のリンク38とが回動自在に連結され、第1のリンク37の先端部は連結ピン31に第2のスリーブ26と第4のスリーブ30との間で回動自在に連結され、第2のリンク38の先端部は連結ピン35に第3のスリーブ27と第5のスリーブ34との間で回動自在に連結されている。
に連結されている。また、回動レバー43の回動先端部にZ軸方向に延びる操作レバー40が取り付けられている。
させ(この位置をアライメントチェック位置と称す)、照明光をこのハーフミラー47aをコリメータレンズ15に向けて通過させるが、コリメータレンズ15を通過した被測定体5からの反射光をY軸方向に反射させる。被測定体5がX軸に直交する平面と同一平面内となるように試料台12に担持されていると、ハーフミラー47aで反射した反射光が筺体10の側板10bに取り付けた覗き窓47bの中心位置を照射するが、被測定体5がX軸に直交する平面と同一平面内とずれを有して試料台12に担持されていると、ハーフミラー47aで反射した反射光は覗き窓47bの中心位置からずれて照射されるか、全く照射されない。これにより被測定体5がX軸に直交する平面と同一平面内となるように試料台12に担持されているか否かのアライメントをチェックを行なうことができる。
L1 照明光軸線
L2 入射光軸線
1 照明用光源
2 結像レンズ
3 CCDカメラ
4 コリメータレンズ
5 被測定体
10 筺体
11 固定台
12 試料台
12a 台板
12b 第1の位置調整ねじ
12c 第2の位置調整ねじ
13 照明系
13a 水銀灯
13b 結像レンズ
14 検出系
14a CCDカメラ
15 コリメータレンズ
16 支点ピン
17 第1の回動板
18 第2の回動板
19 連動回動機構(角度可変手段)
20 第1のガイドバー
21 支持部材
22 第1のスリーブ
23 ブラケット
24 第2のガイドバー
25 支持部材
26 第2のスリーブ
27 第3のスリーブ
28 第3のガイドバー
29 支持部材
30 第4のスリーブ
31 連結ピン
32 第4のガイドバー
33 支持部材
34 第5のスリーブ
35 連結ピン
36 連結ピン
37 第1のリンク
38 第2のリンク
39 操作機構
40 操作レバー
41 直進移動板
42 連結ピン
43 回動レバー
44 支軸
45 支持アーム
46 担持部
46a 支持突起
46b 係合部
47 試料アライメントチェック機構
47a ハーフミラー
47b 覗き窓
47c ハンドル
47d 回動レバー
47e 回転軸
Claims (7)
- 平板形状に形成された被測定体を照明光源から照明光によりコリメータレンズを介して照明し、該被測定体の表面および背面からそれぞれ反射した反射光を該コリメータレンズを介し干渉縞として撮像手段により撮像し、該干渉縞から該被測定体の厚みムラを測定する平板の厚みムラ測定方法であって、
前記被測定体の主面に対して直交する光軸中心線に対し、前記照明光の光軸中心と、前記撮像手段に入射する反射光の入射光軸中心とを角度を有して軸対称に配置し、前記照明光の光軸中心と前記入射光軸中心とが前記光軸中心線に対してなす角度を共に等しく変化させ、該角度変化の前後における前記干渉縞の変化に基づいて前記被測定体の厚みムラの凹凸を判定することを特徴とする平板の厚みムラ測定方法。 - 前記照明光の光軸中心線と、前記撮像手段に入射する入射光の光軸中心と、前記被測定体の主面に対して直交する光軸中心線が該主面上で互いに交差することを特徴とする請求項1に記載の平板の厚みムラ測定方法。
- 前記被測定体を鉛直線に対して傾け、該被測定体の背面側を試料台に対して微少面積接触で担持させたことを特徴とする請求項1または2に記載の平板の厚みムラ測定方法。
- 筒形状に形成され長手方向に光軸中心線を有する筺体と、
前記筺体の長手方向一端部に設けられ、該光軸中心線と直交する平面内に被測定体配置すると共に、該被測定体を鉛直線に対して傾斜状態でその背面側を微少面積接触状態で担持する試料台と、
前記筺体内で前記試料台の被測定体に対して対向配置され、前記光軸中心線上に光軸中心を有するコリメータレンズと、
前記筺体の他端側に配置され、前記コリメータレンズを介して前記試料台の被測定体を照明光源により照明する照明手段と、
前記筺体の他端側に前記照明手段とは前記光軸中心線を挟んで反対側に配置され、前記コリメータレンズを通して前記試料台の前記被測定体から反射した前記照明光の反射光を干渉縞として撮像する撮像手段と、
前記照明光の光軸中心と前記撮像手段に入射する反射像の入射光軸中心とが共に前記試料台の被測定体の主面上で交差するように角度を有して軸対称に配置し、前記照明光の光軸中心と前記入射光軸中心とが前記光軸中心線に対してなす角度を共に等しく変化させる角度可変手段と、
を有することを特徴とする平板の厚みムラ測定装置。 - 前記筺体は横向きに前記試料台が傾斜下端側となるように傾斜姿勢に設置されることを特徴とする請求項4に記載の平板の厚みムラ測定装置。
- 前記試料台は、前記被測定体をその背面側の複数箇所で微少面積接触により立てかけたように担持することを特徴とする請求項5に記載の平板の厚みムラ測定装置。
- 前記光軸中心線上において、前記コリメータレンズを通して前記被測定体からの反射光をハーフミラーにより該中心軸線に対して直交方向に折り曲げ、該折り曲げられた反射光の位置から前記被測定体が前記試料台に対して正確に担持されているか否かを判定するアライメントチェック手段を有することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の平板の厚みムラ測定装置。
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---|---|---|---|---|
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-
2005
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