JP5752961B2 - 計測装置 - Google Patents
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Description
また、上述したウエーハの厚みを検出する方法においては、計測用の接触針をウエーハの被研削面に接触させるために、被研削面にリング状の傷がつきウエーハの品質を低下させるという問題がある。
被加工物に所定の波長領域を備えた光を発する発光源と、
該発光源からの光を第1の経路に導くとともに該第1の経路を逆行する反射光を第2の経路に導く光分岐手段と、
該第1の経路に導かれた光を平行光に形成するコリメーションレンズと、
該コリメーションレンズによって平行光に形成された光を該被加工物保持手段に保持された被加工物に導く対物レンズと、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射し該対物レンズと該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた反射光と光路長が一定の基準反射光との干渉を回折する回折格子と、
該回折格子によって回折した反射光の所定の波長域における光強度を検出するイメージセンサーと、
該イメージセンサーからの検出信号に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を求める制御手段と、を具備し、
該基準反射光は、被加工物を透過して被加工物の下面で反射した反射光に設定され、
該制御手段は、該イメージセンサーからの検出信号に基づいて所定の時間間隔毎に分光干渉波形を求め、該分光干渉波形と理論上の波形関数に基づいて波形解析を実行し、被加工物の上面で反射した反射光の光路長と基準反射光の光路長との光路長差に対応して出力される信号強度における現在出力された値と前に出力された値との絶対値の差を求め、該絶対値の差を各光路長差毎の信号強度における現在出力された値に加算し、該加算された値が最も高い光路長差を被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離として決定する、
ことを特徴とする計測装置が提供される。
被加工物に所定の波長領域を備えた光を発する発光源と、
該発光源からの光を第1の経路に導くとともに該第1の経路を逆行する反射光を第2の経路に導く第1の光分岐手段と、
該第1の経路に導かれた光を平行光に形成するコリメーションレンズと、
該コリメーションレンズによって平行光に形成された光を第3の経路と第4の経路に分ける第2の光分岐手段と、
該第2の光分岐手段によって該第3の経路に分岐された平行光を該被加工物保持手段に保持された被加工物に導く対物レンズと、
該第2の光分岐手段によって該第4の経路に分岐された平行光を反射して該第4の経路に
基準反射光を逆行せしめる反射ミラーと、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射し該対物レンズと該第4の経路と該第2の光分岐手段と該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた反射光と、該反射ミラーで反射し該第4の経路と該第2の光分岐手段と該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた基準反射光との干渉を回折する回折格子と、
該回折格子によって回折した反射光の所定の波長域における光強度を検出するイメージセンサーと、
該イメージセンサーからの検出信号に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を求める制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該イメージセンサーからの検出信号に基づいて所定の時間間隔毎に分光干渉波形を求め、該分光干渉波形と理論上の波形関数に基づいて波形解析を実行し、被加工物の上面で反射した反射光の光路長と基準反射光の光路長との光路長差に対応して出力される信号強度における現在出力された値と前に出力された値との絶対値の差を求め、該絶対値の差を各光路長差毎の信号強度における現在出力された値に加算し、該加算された値が最も高い光路長差を被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離として決定する、
ことを特徴とする計測装置が提供される。
図1には、本発明に従って構成された計測装置を装備した研削機の斜視図が示されている。図1に示す研削機1は、全体を番号2で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング2は、細長く延在する直方体形状の主部21と、該主部21の後端部(図1において右上端)に設けられ上方に延びる直立壁22とを有している。直立壁22の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール221、221が設けられている。この一対の案内レール221、221に研削手段としての研削ユニット3が上下方向に移動可能に装着されている。
制御手段10は、上記分光干渉波形と理論上の波形関数に基づいて波形解析を実行する。この波形解析は、例えばフーリエ変換理論やウエーブレット変換理論に基づいて実行することができるが、以下に述べる実施形態においては下記数式1、数式2、数式3に示すフーリエ変換式を用いた例について説明する。
上記数式1は、cos の理論波形と上記分光干渉波形(I(λn))との比較で最も波の周期が近い(相関性が高い)、即ち分光干渉波形と理論上の波形関数との相関係数が高い光路長差(d)を求める。また、上記数式2は、sinの理論波形と上記分光干渉波形(I(λn))との比較で最も波の周期が近い(相関性が高い)、即ち分光干渉波形と理論上の波形関数との相関係数が光路長差(d)を求める。そして、上記数式3は、数式1の結果と数式2の結果の平均値を求める。
即ち、表面に保護テープ12が貼着されたウエーハ11は、研削機1における被加工物載置域70aに位置付けられているチャックテーブル71上に保護テープ12側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル71上に吸引保持される。従って、チャックテーブル71上に吸引保持されたウエーハ11は、裏面11bが上側となる。チャックテーブル71上にウエーハ11を吸引保持したならば、制御手段10は図示しない移動手段を作動して、チャックテーブル71を図1において矢印71aで示す方向に移動して研削域70bに位置付け、図6に示すように研削ホイール5の複数の研削砥石52の外周縁がチャックテーブル71の回転中心を通過するように位置付ける。そして、計測装置8をチャックテーブル71に保持されたウエーハ11の上方である計測位置に位置付ける。
図7に示す計測装置800は、チャックテーブル71に保持された例えばシリコンウエーハからなるウエーハ11の上面高さ位置を計測する計測装置である。なお、図7に示す計測装置800は、光路長が一定の基準反射光の取り方が相違する以外は上記図2に示す計測装置8と実質的に同一であるため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図7に示す計測装置800は、コリメーションレンズ83によって平行光に形成された光を第3の経路8cと第4の経路8dに分ける第2の光分岐手段88を具備している。第2の光分岐手段88は、図示の実施形態においてはビームスプリッター881と、方向変換ミラー882とによって構成されている。第3の経路8cには、第3の経路8cに導かれた光をチャックテーブル71に保持された被加工物であるウエーハ11に導く対物レンズ84が配設されている。上記第4の経路8dには、第4の経路8dに導かれた平行光を反射して第4の経路8dに反射光〈基準反射光〉を逆行せしめる反射ミラー89(基準面)が配設されている。この反射ミラー89は、例えば上記対物レンズ84のレンズケースに装着されている。なお、第4の経路8dの光路長は、図示の実施形態においてはチャックテーブル71の上面までの距離に設定されている。
2:装置ハウジング
3:研削ユニット
31:移動基台
4:スピンドルユニット
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
43:サーボモータ
44:ホイールマウント
5:研削ホイール
51:砥石基台
52:研削砥石
6:研削ユニット送り機構
64:パルスモータ
7:チャックテーブル機構
71:チャックテーブル
8:計測装置
81:発光源
82:光分岐手段
83:コリメーションレンズ
84:対物レンズ
85:コリメーションレンズ
86:回折格子
87:ラインイメージセンサー
10:制御手段
11:ウエーハ
Claims (2)
- 被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射した反射光と光路長が一定の基準反射光に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を計測する計測装置において、
被加工物に所定の波長領域を備えた光を発する発光源と、
該発光源からの光を第1の経路に導くとともに該第1の経路を逆行する反射光を第2の経路に導く光分岐手段と、
該第1の経路に導かれた光を平行光に形成するコリメーションレンズと、
該コリメーションレンズによって平行光に形成された光を該被加工物保持手段に保持された被加工物に導く対物レンズと、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射し該対物レンズと該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた反射光と光路長が一定の基準反射光との干渉を回折する回折格子と、
該回折格子によって回折した反射光の所定の波長域における光強度を検出するイメージセンサーと、
該イメージセンサーからの検出信号に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を求める制御手段と、を具備し、
該基準反射光は、被加工物を透過して被加工物の下面で反射した反射光に設定され、
該制御手段は、該イメージセンサーからの検出信号に基づいて所定の時間間隔毎に分光干渉波形を求め、該分光干渉波形と理論上の波形関数に基づいて波形解析を実行し、被加工物の上面で反射した反射光の光路長と基準反射光の光路長との光路長差に対応して出力される信号強度における現在出力された値と前に出力された値との絶対値の差を求め、該絶対値の差を各光路長差毎の信号強度における現在出力された値に加算し、該加算された値が最も高い光路長差を被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離として決定する、
ことを特徴とする計測装置。 - 被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射した反射光と光路長が一定の基準反射光に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を計測する計測装置において、
被加工物に所定の波長領域を備えた光を発する発光源と、
該発光源からの光を第1の経路に導くとともに該第1の経路を逆行する反射光を第2の経路に導く第1の光分岐手段と、
該第1の経路に導かれた光を平行光に形成するコリメーションレンズと、
該コリメーションレンズによって平行光に形成された光を第3の経路と第4の経路に分ける第2の光分岐手段と、
該第2の光分岐手段によって該第3の経路に分岐された平行光を該被加工物保持手段に保持された被加工物に導く対物レンズと、
該第2の光分岐手段によって該第4の経路に分岐された平行光を反射して該第4の経路に
基準反射光を逆行せしめる反射ミラーと、
該被加工物保持手段に保持された被加工物の上面で反射し該対物レンズと該第4の経路と該第2の光分岐手段と該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた反射光と、該反射ミラーで反射し該第4の経路と該第2の光分岐手段と該コリメーションレンズおよび該第1の経路を逆行して該光分岐手段から該第2の経路に導かれた基準反射光との干渉を回折する回折格子と、
該回折格子によって回折した反射光の所定の波長域における光強度を検出するイメージセンサーと、
該イメージセンサーからの検出信号に基づいて被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離を求める制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該イメージセンサーからの検出信号に基づいて所定の時間間隔毎に分光干渉波形を求め、該分光干渉波形と理論上の波形関数に基づいて波形解析を実行し、被加工物の上面で反射した反射光の光路長と基準反射光の光路長との光路長差に対応して出力される信号強度における現在出力された値と前に出力された値との絶対値の差を求め、該絶対値の差を各光路長差毎の信号強度における現在出力された値に加算し、該加算された値が最も高い光路長差を被加工物の厚み方向における上面までの2点間の距離として決定する、
ことを特徴とする計測装置。
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