JP6783833B2 - 表面測定装置及びその方法 - Google Patents
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Description
Claims (45)
- 表面測定装置であって、
物体を支持し且つ前記物体を一の回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、
前記運動レバー上に位置され、前記運動レバー上で複数の測定位置に移動可能で、且つ前記測定位置の一つに位置されると、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一のサンプリング頻度で表面高さ測定を実行するように構成される測定モジュール、及び、
前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、あらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないとき、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整するように構成され、前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度があらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないとき、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整するように構成された制御モジュール、を備える、
表面測定装置。 - 前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された2つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置された時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整する、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールが前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を維持している時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 前記回転プラットフォームが回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体が研磨パッドであり、前記物体が前記回転軸の周りに回転し、且つ前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記研磨ヘッドが前記ウェハを前記物体に押圧する、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 作業領域が前記物体の上面に、前記回転軸との間に第1の距離と第2の距離を夫々有する二つの境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するために使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは前記物体の前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記表面高さ測定を選択的に実行し且つ前記サンプリングルールに整合する、
請求項5に記載の表面測定装置。 - 前記物体の前記表面上の前記運動レバーの突出が、少なくとも前記回転軸との間に前記第1の距離を有する前記境界から前記回転軸との間に前記第2の距離を有する前記境界へ延在する、
請求項6に記載の表面測定装置。 - 前記測定モジュールは、測定されるべきサンプリングポイントとなる前記複数のサンプリングポイントの一つを測定し、且つ次に前記測定されるべきサンプリングポイントによって反射された少なくとも一つの反射光線を得るように異なる波長を有する複数の光線を投射し、且つ前記測定モジュールは、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの表面高さを推定する、請求項1に記載の表面測定装置。
- 前記測定モジュールによって得られた前記反射光線中の第1の反射光の第1の波長と第2の反射光の第2の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第1の高さと第2の高さを計算し、前記第1の高さと前記第2の高さの差を計算し、且つ前記第1の高さと前記第2の高さの前記差と屈折率に従って前記第2の高さを修正するように構成される演算モジュールを更に備え、
前記修正された第2の高さは前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さと考えられ、前記第1の波長は前記第2の波長よりも短く、且つ前記屈折率は前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第1の高さと前記第2の高さの間の媒体に関連する、
請求項8に記載の表面測定装置。 - 前記演算モジュールは、各サンプリングポイントの前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得る、
請求項9に記載の表面測定装置。 - 前記測定モジュールは、前記測定モジュールが測定のために前記光線を前記複数のサンプリングポイントの前記一つに投射する時に、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネントを更に備える、
請求項8に記載の表面測定装置。 - 前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの一つに対して前記表面高さ測定を実行する度に、前記測定モジュールは複数の測定信号によって前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を更に実行し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された各サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸である、
請求項12に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイントとの間の前記距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項13に記載の表面測定装置。 - 前記測定モジュールは、クロマティック共焦点技術により前記表面高さの測定を行う、
請求項1に記載の表面測定装置。 - 表面測定装置であって、
物体を支持し、且つ前記物体を一の回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、および
測定モジュール、を備え、
前記測定モジュールは、
測定光線を提供するように構成される光源、
前記光源に接続され且つ前記運動レバー上の複数の測定位置に移動可能な分散レンズアセンブリ、
前記分散レンズアセンブリに接続され、且つ前記分散レンズアセンブリが前記測定位置の一つに位置され且つ前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を複数のサンプリングポイントに一つのサンプリング頻度で投射する時に、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントの一つから反射された反射光線を分析することによって波長強度分布を決定するように構成される、分光器であって、前記波長強度分布が前記複数のサンプリングポイントの前記一つの表面高さに関連する分光器、
前記分散レンズアセンブリが前記測定光線を前記複数のサンプリングポイントの前記一つに投射する時に、前記複数のサンプリングポイントの前記一つに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネント、及び
前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、あらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないとき、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整するように構成され、
前記光源が前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記位置に従って前記分散
レンズアセンブリを通った前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調整し、前記サンプリング頻度があらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないとき、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整するように構成された制御モジュール、を備える、
表面測定装置。 - 前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された2つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置されたときに、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調整する、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールは、前記制御モジュールが、前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を一定に設定する時に、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 前記回転プラットフォームは、回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体は研磨パッドであり、前記物体は前記回転軸の周りに回転可能であり、前記研磨ヘッドは、前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記物体に対して前記ウェハを押圧するように使用される、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 作業領域が前記物体の上面に、前記回転軸との間の第1の距離と第2の距離を夫々有する境界同士間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記光源は前記分散レンズアセンブリを介して前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記測定光線を投射し、且つ前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの前記一部は前記サンプリングルールに整合する、
請求項20に記載の表面測定装置。 - 前記物体に対する前記運動レバーの突出は、少なくとも前記回転軸との間の前記第1の距離を有する位置から前記回転軸との間の前記第2の距離を有する位置に延在する、
請求項21に記載の表面測定装置。 - 前記光源によって提供される測定光線の数が複数であり、前記分散レンズアセンブリは複数のピンホールを備え、且つ前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの前記一つをサンプリングするときに、前記測定光線の一つは前記分散レンズアセンブリの前記ピンホールの各々から前記物体の前記表面上のサンプリング領域に投射され、且つ前記複数のサンプリングポイントの前記一つは前記サンプリングポイントに関連する、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 前記測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、前記分散レンズアセンブリは、前記異なる波長を有する光が投射される前記サンプリング領域から反射光線を得て、且つ前記反射光線を前記分光器に送り、且つ前記分光器は前記反射光線を分析することによって前記波長強度分布を決定する、
請求項23に記載の表面測定装置。 - 前記分光器は、
複数のスロットを備え、前記スロットの各々が前記反射光線を受光するように構成されるスリット、
前記スリットを介して前記サンプリング領域から反射された前記反射光線を受光し、且つ前記反射光線を異なる波長を有する複数の色光成分にスプリットするように構成される回折格子、及び
前記色光成分を検出し且つ前記色光成分の各々の強度に従って前記波長強度分布を決定するように構成される検出器、を備える、
請求項24に記載の表面測定装置。 - 前記分光器は第1のレンズと第2のレンズを更に備え、前記第1のレンズは前記スリットが前記反射光線を前記回折格子に送る経路に配置され、且つ前記スリットを通過する前記光線を前記回折格子に平行に投射するように構成され、且つ前記第2のレンズは前記回折格子が前記色光成分を前記検出器に送る経路に配置され且つ前記検出器上の前記色光成分を混合するように構成される、
請求項25に記載の表面測定装置。 - 前記物体の前記表面の前記領域に配置された前記サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項24に記載の表面測定装置。 - 前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイント間の前記距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項27に記載の表面測定装置。 - 前記光源および前記分散レンズアセンブリは、クロマティック共焦点技術により前記物体の前記表面を測定する、
請求項16に記載の表面測定装置。 - 表面測定方法であって、
物体を一の回転速度で回転し、
測定モジュールが複数の測定位置の一つに位置される時に、前記測定モジュールによって前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一のサンプリング頻度で表面高さ測定を実行し、
前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記物体の前記回転速度を調整し
前記物体の回転速度が、あらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないとき、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、
前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度があらかじめ設定した限界値に調整され、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないとき、前記物体の前記回転速度を調整する、
表面測定方法。 - 前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された2つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置された時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調整することは、
前記物体の前記回転速度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整することを備える、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 前記物体の前記回転速度を調整することは、
前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って回転プラットフォームの回転速度を調整することを更に備える、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 前記物体を前記回転速度で回転することは、
ウェハを前記物体に押圧すること、及び
前記ウェハを前記物体によって平滑化することを備える、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 作業領域が前記物体の上面に回転軸との間に第1の距離と第2の距離を夫々有する境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは、分散レンズアセンブリを介して前記物体の前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記表面高さ測定を選択的に実行し、且つ前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの前記一部が前記サンプリングルールに整合する、
請求項34に記載の表面測定方法。 - 前記測定位置は少なくとも第1の測定位置と第2の測定位置を備え、前記第1の距離は前記物体の前記表面上の前記第1の測定位置の突出の位置と前記回転軸との間の距離によって画定され、且つ前記第2の距離は前記物体の前記表面上の前記第2の測定位置の突出の位置と前記回転軸との間の距離によって画定される、
請求項35に記載の表面測定方法。 - 前記測定モジュールによって前記物体の前記表面上の前記複数のサンプリングポイントに対して前記サンプリング頻度で前記表面高さ測定を実行することは、
前記測定モジュールによって測定すべきサンプリングポイントとなる複数のサンプリングポイントの一つに異なる波長を有する複数の光線を投射すること、
前記測定モジュールによって前記測定されるべきサンプリングポイントから反射された少なくとも一つの反射光線を取得すること、及び
前記測定モジュールによって前記少なくとも一つの反射光線の波長に従って前記測定すべきサンプリングポイントの表面高さに関連する波長強度分布を決定することを備える、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 前記測定モジュールによって得られた前記反射光線が第1の反射光と第2の反射光よりなる時に、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さを計算することは、
前記第1の反射光の第1の波長と前記第2の反射光の第2の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第1の高さと第2の高さを計算すること、
前記第1の高さと前記第2の高さの間の差を計算すること、及び
前記第1の高さと前記第2の高さの間の前記差と屈折率に従って前記第2の高さを修正し、且つ前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さとして前記修正された第2の高さを設定することを備え、
前記第1の波長は前記第2の波長よりも短く、前記屈折率は、前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第1の高さと前記第2の高さの間に位置される媒体に関連する、
請求項37に記載の表面測定方法。 - 前記複数のサンプリングポイントの各々の前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得ることを更に備える、
請求項38に記載の表面測定方法。 - 前記測定モジュールによって前記複数のサンプリングポイントの前記一つに前記光線を投射することは、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行することを備える、
請求項39に記載の表面測定方法。 - 前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの一つに対して前記表面高さ測定を実行するときに、前記測定モジュールは前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を実行するように複数の測定信号を更に使用し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項30に記載の表面測定方法。 - 前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項41に記載の表面測定方法。 - 前記測定モジュールは運動レバー上に配置され、前記物体は回転プラットフォーム上に配置され、且つ前記表面測定方法は、
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイントとの間の距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを制御することを更に備える、
請求項42に記載の表面測定方法。 - 測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、且つ前記測定モジュールは前記異なる波長を有する前記光が投射される前記サンプリング領域から反射された光線の強度に従って波長強度分布を決定する、
請求項42に記載の表面測定方法。 - 前記表面測定方法は、クロマティック共焦点技術によりなされる、
請求項30に記載の表面測定方法。
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