KR20180026344A - Thickness measuring apparatus - Google Patents

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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a thickness measuring apparatus which has a simple structure and is cheap. According to the present invention, the thickness measuring apparatus (8), which measures the thickness of a plate material (wafer (10)), comprises: a pulse broadband light source (82) which emits light of a wavelength region having permeability with respect to a plate material as pulse light; a fiber Bragg grating (83) which transmits pulse light emitted by the pulse broadband light source (82) and divides the pulse light into different wavelengths according to a transmission distance to be reversely moved; an optical fiber transmission means (83a) which is arranged in the fiber Bragg grating (83) and branches and transmits the reversely moved pulse light to an optical fiber; a measurement terminal (81) which includes an objective lens (81a) arranged on the end surface of the optical fiber and concentrates the pulse light onto the plate material; a light branching means (84) which interferes the pulse light reflected from the upper surface of the plate material and the pulse light reflected from the lower surface by penetrating the plate material to branch return light reversely moved from the optical fiber; a spectral interference waveform generating means which obtains a wavelength from a time difference in one pulse of the return light branched by the light branching means (84), detects the intensity of light of each wavelength, and generates a spectral interference waveform in one pulse; and a thickness calculating means which analyzes the spectral interference waveform generated by the spectral interference waveform generating means and calculates the thickness of the plate material.

Description

두께 계측 장치{THICKNESS MEASURING APPARATUS}[0001] THICKNESS MEASURING APPARATUS [0002]

본 발명은, 판상물의 두께를 계측하는 두께 계측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thickness measuring apparatus for measuring the thickness of a plate-like object.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 절삭 장치에 의해 이면이 연삭되어 미리 정해진 두께로 형성된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되어, 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.A wafer having a plurality of devices such as ICs and LSIs partitioned by lines to be divided and formed on the surface thereof is formed by grinding the back surface to a predetermined thickness by a cutting device and then is processed by a dicing device or a laser processing device into individual devices And is used for electric devices such as mobile phones and personal computers.

연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 이면을 연삭하는 연삭 지석이 환형으로 배치된 연삭휠을 회전 가능하게 배치한 연삭 수단을 구비하고, 웨이퍼의 두께를 분광 간섭 파형에 의해 비접촉으로 검출하는 검출 수단을 구비함으로써 웨이퍼를 원하는 두께로 연삭하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).The grinding apparatus includes a chuck table for holding a wafer and a grinding means for rotatably arranging a grinding wheel having an annularly arranged grinding stone for grinding the back surface of the wafer held by the chuck table, There is proposed a technique of grinding a wafer to a desired thickness by providing detection means for detecting the interference waveform in a noncontact manner (see, for example, Patent Document 1).

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2011-143488호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 143488/1995

그러나, 상기한 특허문헌 1에 기재된 기술에 있어서 두께를 검출하고자 한 경우, 피가공물의 상면 및 하면에서 반사된 반사광을 분기시킨 후에, 반사광을 평행광으로 하는 콜리메이션 렌즈, 회절 격자에 의해 양 반사광의 간섭을 회절시키고, 또한, 각 파장에 대응하는 회절 신호를 집광 렌즈를 통해 라인 이미지 센서로 보내어, 상기 라인 이미지 센서 등에 의해 검출된 반사광의 각 파장에서의 광강도를 검출하여 분광 간섭 파형을 구할 필요가 있다. 이것으로부터, 두께를 계측하기 위해 탑재되는 장치가 많아지고, 구성이 복잡하여 장치 전체가 고액이 된다고 하는 문제가 있다.However, in the technique described in the above-mentioned Patent Document 1, when the thickness is to be detected, the reflected light reflected from the upper surface and the lower surface of the workpiece is diverged and then the collimation lens that uses the reflected light as parallel light, And the diffraction signal corresponding to each wavelength is sent to the line image sensor through the condenser lens to detect the intensity of light at each wavelength of the reflected light detected by the line image sensor or the like to obtain the spectral interference waveform There is a need. From this, there is a problem in that a large number of devices are mounted to measure the thickness, and the configuration is complicated, resulting in a large amount of the entire device.

본 발명은, 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주된 기술 과제는, 구성이 단순하고 저렴한 두께 계측 장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main technical problem is to provide a simple and inexpensive thickness measuring apparatus.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 판상물의 두께를 계측하는 두께 계측 장치로서, 판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 펄스광으로 발하는 펄스 브로드밴드 광원과, 상기 펄스 브로드밴드 광원이 발한 펄스광을 전달하고 전달 거리에 따라 상이한 파장으로 펄스광을 분광하여 역행시키는 파이버 브래그 그레이팅(FBG: Fiber Bragg Grating)과, 상기 파이버 브래그 그레이팅에 배치되어 역행한 펄스광을 분기시켜 광파이버에 전달하는 광파이버 전달 수단과, 상기 광파이버의 단부면에 배치되어 펄스광을 판상물에 집광하는 대물렌즈를 구비한 측정 단자와, 상기 판상물의 상면에서 반사된 펄스광과 상기 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 펄스광이 간섭하여 상기 광파이버를 역행한 귀환광을 분기시키는 광 분기 수단과, 상기 광 분기 수단으로 분기된 귀환광의 1펄스에서의 시간차로부터 파장을 구하여 각 파장의 광의 강도를 검출하여 1펄스에서의 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단으로 적어도 구성되는 두께 계측 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thickness measuring apparatus for measuring a thickness of a plate-shaped object, the apparatus comprising: a pulse broadband light source for emitting light in a wavelength range having transparency to the plate- A fiber Bragg grating (FBG) that transmits the pulsed pulsed light and splits the pulsed light at different wavelengths according to the transmission distance, and a pulse light beam that is arranged in the fiber Bragg grating and branches back to the optical fiber A measurement terminal provided on the end surface of the optical fiber and having an objective lens for condensing pulsed light into a plate-like object; and a projection optical system for projecting the pulse light reflected from the upper surface of the plate- Optical branching means for branching the feedback light backed by the optical fiber, Spectral interference waveform generation means for generating a spectral interference waveform in one pulse by detecting the intensity of light of each wavelength by obtaining a wavelength from a time difference in one pulse of return light branched by the light-emitting branch means; And a thickness calculating means for calculating a thickness of the plate-like object by performing a waveform analysis of the generated spectroscopic interference waveform.

본 발명에 따른 두께 계측 장치는, 전술한 바와 같이 구성되며, 특히, 판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 펄스광으로 발하는 펄스 브로드밴드 광원과, 상기 펄스 브로드밴드 광원이 발한 펄스광을 전달하고 전달 거리에 따라 상이한 파장으로 펄스광을 분광하여 역행시키는 파이버 브래그 그레이팅(FBG: Fiber Bragg Grating)과, 상기 파이버 브래그 그레이팅에 배치되어 역행한 펄스광을 분기시켜 광파이버에 전달하는 광파이버 전달 수단과, 상기 광파이버의 단부면에 배치되어 펄스광을 판상물에 집광하는 대물렌즈를 구비한 측정 단자와, 상기 판상물의 상면에서 반사된 펄스광과 상기 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 펄스광이 간섭하여 상기 광파이버를 역행한 귀환광을 분기시키는 광 분기 수단과, 상기 광 분기 수단으로 분기된 귀환광의 1펄스에서의 시간차로부터 파장을 구하여 각 파장의 광의 강도를 검출하여 1펄스에서의 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단으로 구성되어 있음으로써, 단순한 구성으로 두께 편차를 계측할 수 있어, 저렴한 두께 계측 장치를 제공할 수 있다.The thickness measuring device according to the present invention is constituted as described above, and more particularly to a thickness measuring device according to the present invention, which comprises a pulse broadband light source for emitting light in a wavelength range having transparency to a plate-like object as pulse light, A fiber Bragg grating (FBG) for splitting and backing pulsed light with different wavelengths according to a transmission distance; optical fiber transmission means for branching pulsed backlight disposed in the fiber Bragg grating and delivering the pulsed light to an optical fiber; A measurement terminal provided on an end surface of the optical fiber and having an objective lens for condensing the pulsed light to the plate-shaped object; and a pulse terminal reflected by the upper surface of the plate-shaped object and transmitted through the plate- An optical branching means for branching the return light backed by the optical fiber; A spectral interference waveform generating means for generating a spectral interference waveform in one pulse by detecting the intensity of light of each wavelength by obtaining a wavelength from a time difference in one pulse of the spectral interference waveform generated by the spectral interference waveform generating means, And a thickness calculating means for calculating the thickness of the plate-like material. Therefore, the thickness deviation can be measured with a simple configuration, and an inexpensive thickness measuring apparatus can be provided.

도 1은 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치가 적용되는 연삭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 도 2에 도시된 두께 계측 장치에 의해 생성되는 분광 간섭 파형의 일례 및 상기 분광 간섭 파형을 파형 해석함으로써 얻어지는 광로 길이차와 신호 강도의 일례를 도시한 도면이다.Fig. 1 is a perspective view of an abrasive apparatus to which a thickness measuring apparatus constructed according to the present invention is applied.
Fig. 2 is an explanatory view for explaining the configuration of a thickness measuring apparatus constructed on the basis of the present invention. Fig.
3 is a diagram showing an example of a spectroscopic interference waveform generated by the thickness measuring apparatus shown in Fig. 2 and an example of an optical path length difference and a signal intensity obtained by waveform analysis of the spectroscopic interference waveform.

이하, 본 발명에 따른 두께 계측 장치에 대해서 첨부 도면을 참조하여, 상세히 설명한다.Hereinafter, a thickness measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는, 본 발명의 두께 계측 장치를 구비한 연삭 장치(1)의 전체 사시도 및 본 발명의 두께 계측 장치에 의해 두께가 계측되는 판상물로서의 웨이퍼(10)가 도시되어 있다. 도면에 도시된 연삭 장치(1)는, 전체를 번호 2로 나타내는 장치 하우징을 구비하고 있다. 이 장치 하우징(2)은 거의 직방체 형상의 주부(主部)(21)와, 상기 주부(21)의 후단부(도 1에 있어서 우측 상단)에 설치되어 위쪽으로 연장되는 직립벽(22)을 갖고 있다. 직립벽(22)의 전면에는, 연삭 수단으로서의 연삭 유닛(3)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다.Fig. 1 shows an entire perspective view of a grinding apparatus 1 having a thickness measuring apparatus according to the present invention and a wafer 10 as a plate-like object whose thickness is measured by the thickness measuring apparatus of the present invention. The grinding apparatus 1 shown in the figure is provided with an apparatus housing, The apparatus housing 2 has a substantially rectangular parallelepiped main portion 21 and an upright wall 22 provided at the rear end portion of the main portion 21 I have. On the front face of the standing wall 22, a grinding unit 3 as a grinding means is mounted movably in the vertical direction.

연삭 유닛(3)은, 이동 베이스(31)와 상기 이동 베이스(31)에 장착된 스핀들 유닛(4)을 구비하고 있다. 이동 베이스(31)는, 직립벽(22)에 배치된 한 쌍의 안내 레일과 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰지도록 구성되어 있다. 이와 같이 직립벽(22)에 설치된 한 쌍의 상기 안내 레일에 슬라이딩 가능하게 장착된 이동 베이스(31)의 전면에는, 전방으로 돌출된 지지부를 통해 연삭 수단으로서의 스핀들 유닛(4)이 부착된다.The grinding unit 3 is provided with a moving base 31 and a spindle unit 4 mounted on the moving base 31. The movable base 31 is configured to slidably engage with a pair of guide rails disposed on the standing wall 22. [ The spindle unit 4 as the grinding means is attached to the front surface of the movable base 31 slidably mounted on a pair of the guide rails provided on the upstanding wall 22 through the support projecting forward.

상기 스핀들 유닛(4)은, 스핀들 하우징(41)과, 상기 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 배치된 회전 스핀들(42)과, 상기 회전 스핀들(42)을 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 서보 모터(43)를 구비하고 있다. 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 지지된 회전 스핀들(42)은, 일단부(도 1에 있어서 하단부)가 스핀들 하우징(41)의 하단으로부터 돌출되어 배치되어 있고, 하단부에는 휠 마운트(44)가 설치되어 있다. 그리고, 이 휠 마운트(44)의 하면에 연삭휠(5)이 부착된다. 이 연삭휠(5)의 하면에는 복수의 세그먼트로 구성된 연삭 지석(51)이 배치되어 있다.The spindle unit 4 includes a spindle housing 41, a rotating spindle 42 rotatably disposed in the spindle housing 41, and a servo motor (not shown) as a driving source for rotating the rotating spindle 42 43). The rotary spindle 42 rotatably supported by the spindle housing 41 is disposed such that one end portion (lower end portion in FIG. 1) protrudes from the lower end of the spindle housing 41 and a wheel mount 44 Is installed. The grinding wheel 5 is attached to the lower surface of the wheel mount 44. A grinding wheel 51 composed of a plurality of segments is disposed on the lower surface of the grinding wheel 5. [

도시된 연삭 장치(1)는, 연삭 유닛(3)을 상기 한 쌍의 안내 레일을 따라 상하 방향(후술하는 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향)으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구(6)를 구비하고 있다. 이 연삭 유닛 이송 기구(6)는, 직립벽(22)의 앞쪽에 배치되어 실질적으로 수직으로 연장되는 수나사 로드(61), 상기 수나사 로드(61)를 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 펄스 모터(62)를 구비하고, 상기 이동 베이스(31)의 배면에 구비된 도시하지 않은 수나사 로드(61)의 베어링 부재 등으로 구성된다. 이 펄스 모터(62)가 정회전하면 이동 베이스(31), 즉 연마 유닛(3)이 하강, 즉 전진되고, 펄스 모터(62)가 역회전하면 이동 베이스(31), 즉 연삭 유닛(3)이 상승, 즉 후퇴된다.The illustrated grinding apparatus 1 includes a grinding unit feed mechanism 6 for moving the grinding unit 3 along the pair of guide rails in the up-and-down direction (a direction perpendicular to the holding surface of a chuck table described later) Respectively. The grinding unit feed mechanism 6 includes a male screw rod 61 disposed in front of the standing wall 22 and extending substantially vertically, a pulse motor 62 as a driving source for rotationally driving the male screw rod 61, And a bearing member of a male screw rod 61 (not shown) provided on the back surface of the moving base 31, and the like. When the pulse motor 62 rotates forward, the movable base 31, that is, the grinding unit 3 is lowered or moved forward, and when the pulse motor 62 is rotated in the opposite direction, This rise, or retreat.

상기 하우징(2)의 주부(21)에 피가공물로서의 판상물(웨이퍼(10))을 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블 기구(7)가 배치되어 있다. 척 테이블 기구(7)는, 척 테이블(71)과, 상기 척 테이블(71)의 주위를 덮는 커버 부재(72)와, 상기 커버 부재(72)의 전후로 배치된 벨로우즈 수단(73, 74)을 구비하고 있다. 척 테이블(71)은, 그 상면(유지면)에 웨이퍼(10)를 도시하지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써 흡인 유지하도록 구성되어 있다. 또한, 척 테이블(71)은, 도시하지 않은 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성됨과 더불어, 도시하지 않은 척 테이블 이동 수단에 의해 도 1에 도시하는 피가공물 배치 영역(70a)과 연삭휠(5)과 대향하는 연삭 영역(70b) 사이(화살표 X로 나타내는 X축 방향)에서 이동된다.A chuck table mechanism 7 as a holding means for holding a plate-shaped article (wafer 10) as a workpiece is disposed on the main portion 21 of the housing 2. [ The chuck table mechanism 7 includes a chuck table 71, a cover member 72 covering the periphery of the chuck table 71 and bellows means 73 and 74 disposed in front of and behind the cover member 72 Respectively. The chuck table 71 is configured so that suction is maintained by operating a suction means (not shown) of the wafer 10 on its upper surface (holding surface). The chuck table 71 is configured so as to be rotatable by a rotation driving means (not shown), and a chuck table moving means (not shown) is provided between the work material placement area 70a and the grinding wheel 5 (The X-axis direction indicated by the arrow X).

또한, 전술한 서보 모터(43), 펄스 모터(62), 도시하지 않은 척 테이블 이동 수단 등은, 후술하는 제어 수단(20)에 의해 제어된다. 또한, 웨이퍼(10)는, 도시된 실시형태에 있어서는 외주부에 결정 방위를 나타내는 노치가 형성되어 있고, 그 표면에 보호 부재로서의 보호 테이프(12)가 첩착되며, 이 보호 테이프(12)측이 척 테이블(71)의 상면(유지면)에 유지된다.The above-described servomotor 43, the pulse motor 62, chuck table moving means (not shown), and the like are controlled by the control means 20 described later. The protective tape 12 as a protective member is adhered to the surface of the wafer 10, and the side of the protective tape 12 is covered with a chuck And is held on the upper surface (holding surface) of the table 71.

도시된 연삭 장치(1)는, 척 테이블(71)에 유지되는 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 두께 계측 장치(8)를 구비하고 있다. 이 두께 계측 장치(8)는, 계측 하우징(80)을 구비하고 있고, 도면에 도시된 바와 같이 장치 하우징(2)을 구성하는 직방체 형상의 주부(21)의 상면에 있어서, 척 테이블(71)이 피가공물 배치 영역(70a)으로부터 연삭 영역(70b) 사이에서 이동되는 경로 중간의 측방에 배치되고, 척 테이블(71)이 피가공물 배치 영역(70a)과 연삭 영역(70b) 사이에서 이동할 때에, 척 테이블(71) 상에 유지되는 웨이퍼(10)를 위쪽으로부터 계측 가능하게 배치되어 있다. 상기 계측 하우징(80)의 하면에는, 바로 아래에 위치되는 척 테이블(71)을 바라보도록 측정 단자(81)가 구비되어 있고, 도면 중 화살표 Y로 나타내는 방향(Y축 방향)으로 왕복 운동 가능하게 구성되어 있다. 상기 두께 계측 장치(8)에 대해서는, 도 2를 참조하면서 더욱 상세히 설명한다.The illustrated grinding apparatus 1 is provided with a thickness measuring device 8 for measuring the thickness of the wafer 10 held by the chuck table 71. The thickness measuring device 8 is provided with a measuring housing 80. As shown in the figure, on the upper surface of a rectangular-shaped main portion 21 constituting the apparatus housing 2, When the chuck table 71 is moved between the work material placement area 70a and the grinding area 70b and the chuck table 71 is moved between the work material placement area 70a and the grinding area 70b, And the wafer 10 held on the chuck table 71 is arranged so as to be measurable from above. A measurement terminal 81 is provided on the lower surface of the measurement housing 80 so as to face the chuck table 71 immediately below and can be reciprocated in the direction indicated by the arrow Y Consists of. The thickness measuring apparatus 8 will be described in more detail with reference to Fig.

도시된 실시형태에서의 두께 계측 장치(8)는, 피가공물로서의 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 미리 정해진 파장(예컨대, 파장 1100 ㎚∼1900 ㎚)을 포함하는 펄스광을 발진하는 브로드밴드 광원(이하 「펄스 브로드밴드 광원(82)」이라고 함)과, 상기 펄스 브로드밴드 광원(82)으로부터의 펄스광 LB1이 입사되는 광파이버 전달 수단(83a)과, 광파이버 전달 수단(83a)을 통해 펄스광 LB1이 입사되는 파이버 브래그 그레이팅(83)과, 상기 파이버 브래그 그레이팅(83)으로 반사하여 역행한 광이 광파이버 전달 수단(83a)으로 분기되어 전달되는 광파이버(f2)와, 상기 광파이버(f2)에 접속되는 광파이버(f3)와, 상기 광파이버(f3)의 단부면에 배치되고, 상기 광파이버(f3)에 전달된 광을 웨이퍼(10)에 집광하는 대물렌즈(81a)를 구비한 측정 단자(81)와, 상기 대물렌즈(81a)로부터 조사된 광 LB2를 상기 웨이퍼(10)의 상면에서 반사된 반사광과 상기 웨이퍼(10)를 투과하여 웨이퍼(10)의 하면에서 반사된 반사광에 의해 간섭시켜 상기 광파이버(f3)를 역행시킨 귀환광을 분기시키는 광 분기 수단(84)과, 상기 광 분기 수단(84)으로 분기된 귀환광의 광강도를 검출하는 수광 소자(85)와, 1펄스에서의 시간차로부터 수광 소자(85)에 있어서 수광한 귀환광의 파장을 특정함으로써, 각 파장마다의 광의 강도를 검출하고, 수광 소자(85)에 의해 검출된 파장마다의 상기 광강도가 입력되어 기억되는 제어 수단(20)을 구비하고, 상기 제어 수단(20)은, 상기 검출한 광강도와 시간차에 기초하여 1펄스에서의 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 두께 산출 수단을 구비하고 있다. 상기 제어 수단(20)은, 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단과, 두께 산출 수단은, 제어 수단(20) 내에 기억된 연산 프로그램에 의해 실현된다. 또한, 상기 펄스 브로드밴드 광원(82)은, LED, LD, SLD(Super Luminescent Diode), ASE(Amplified Spontaneous Emission), SC(Super Continuum), 할로겐 광원 등을 선택할 수 있고, 예컨대, 반복 주파수 10 kHz(펄스 간격=100 μs), 펄스폭 10 ns로 조사한다.The thickness measuring device 8 in the illustrated embodiment is a device for measuring the thickness of a wafer 10 as a workpiece by using a broadband light source (hereinafter, referred to as " wafer ") 10 emitting a pulse light including a predetermined wavelength (e.g., wavelength 1100 nm to 1900 nm) An optical fiber transmission means 83a through which the pulse light LB1 from the pulse broadband light source 82 is incident and a pulse light LB1 through the optical fiber transmission means 83a, A fiber Bragg grating 83 which is connected to the fiber Bragg grating 83 and an optical fiber f2 which is branched by the fiber Bragg grating 83 and propagated back to the optical fiber transmission means 83a, a measurement terminal 81 provided on an end face of the optical fiber f3 and having an objective lens 81a for condensing the light transmitted to the optical fiber f3 onto the wafer 10, From the lens 81a The reflected light reflected from the upper surface of the wafer 10 and the reflected light reflected by the lower surface of the wafer 10 are transmitted through the wafer 10 to return the reflected light LB2 backed by the optical fiber f3 A light receiving element 85 for detecting the intensity of the return light branched to the optical branching means 84 and a light receiving element 85 for detecting the intensity of the return light received by the light receiving element 85 from the time difference in one pulse, And a control means (20) for detecting the intensity of light for each wavelength by specifying the wavelength and storing the intensity of the light for each wavelength detected by the light receiving element (85) A spectroscopic interference waveform generation means for generating a spectroscopic interference waveform in one pulse based on the detected light intensity and a time difference; and a spectroscopic interference waveform generation means for performing a waveform analysis on the spectroscopic interference waveform generated by the spectroscopic interference waveform generation means, Thickness And thickness calculating means for calculating thickness. The control means (20) is constituted by a computer, and the spectroscopic interference waveform generation means and the thickness calculation means are realized by a calculation program stored in the control means (20). The pulsed broadband light source 82 can be selected from LED, LD, Super Luminescent Diode (SLD), Amplified Spontaneous Emission (ASE), Super Continuum Pulse interval = 100 μs) and a pulse width of 10 ns.

파이버 브래그 그레이팅(83)으로 반사된 광을 분기시키는 기능을 발휘하는 광파이버 전달 수단(83a), 웨이퍼(10)로 반사된 귀환광을 분기시키는 광 분기 수단(84)은, 예컨대, 편파 유지 파이버 커플러, 편파 유지 파이버 서큘레이터, 싱글 모드 파이버 커플러 등 중 어느 하나로부터 적절하게 선택된다. 또한, 광강도를 검출하는 수광 소자(85)로서는, 일반적으로 알려져 있는 포토디텍터, 라인 이미지 센서 등을 사용할 수 있다.An optical fiber transmission means 83a for exerting a function of branching the light reflected by the fiber Bragg grating 83 and an optical branching means 84 for branching the return light reflected by the wafer 10 are, A polarization-maintaining fiber circulator, a single-mode fiber coupler, or the like. As the light receiving element 85 for detecting light intensity, a generally known photo detector, line image sensor, or the like can be used.

파이버 브래그 그레이팅(83)은, 파이버 브래그 그레이팅(83)을 구성하는 광파이버(f1)에, 광대역의 스펙트럼을 가진 광이 입사되면, 입사된 광의 특정한 파장 성분만을 반사하고, 그 이외의 파장을 전부 투과시키는 회절 격자(k1∼k17)가 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 광파이버(f1)의 길이를 약 8 km로 구성하고, 입사 위치로부터 500 m마다, 차례로 상기 회절 격자(k1∼k17)가 배치되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 입사 위치에 가장 가까운 회절 격자(k1)는 파장이 1100 ㎚인 광만을 반사하고, 그 밖의 파장 성분의 광은 투과한다. 또한, 다음 회절 격자(k2)는, 파장 1150 ㎚의 파장 성분의 광만을 반사하고, 그 밖의 파장 성분의 광을 투과한다. 이와 같이 하여 나머지 회절 격자(k3∼k17)는 50 ㎚마다인 1200 ㎚, 1250 ㎚, ···1900 ㎚에 설정된 파장 성분의 광을 차례로 반사한다.The fiber Bragg grating 83 reflects only a specific wavelength component of the incident light when the light having the broadband spectrum is incident on the optical fiber f1 constituting the fiber Bragg grating 83 and transmits all the other wavelengths The diffraction gratings k1 to k17 are formed. In the present embodiment, the length of the optical fiber f1 is about 8 km, and the diffraction gratings k1 to k17 are arranged in order at every 500 m from the incident position. As shown in the figure, the diffraction grating k1 closest to the incident position reflects only the light having a wavelength of 1100 nm, and the light of other wavelength components is transmitted. Further, the next diffraction grating k2 reflects only light having a wavelength component of 1150 nm and transmits light having other wavelength components. In this manner, the remaining diffraction gratings (k3 to k17) sequentially reflect light of wavelength components set at 1200 nm, 1250 nm, ..., 1900 nm for every 50 nm.

상기 제어 수단(20)은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출된 검출치, 연산 결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다(상세한 내용에 대한 도시는 생략). 본 실시형태에서의 제어 수단(20)은, 연삭 장치(1)의 각 구동 부분을 제어함과 더불어, 전술한 바와 같이 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과, 상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 두께 산출 수단을 실행하는 프로그램을 리드 온리 메모리(ROM)에 기억하고 있고, 펄스 브로드밴드 광원(82)을 구동하며, 수광 소자(85)의 검출치를 랜덤 액세스 메모리(RAM)에 기억시킴으로써, 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 기능을 갖는다. 본 실시형태의 연삭 장치(1), 두께 계측 장치(8)는 대략 이상과 같이 구성되어 있고, 그 작용에 대해서, 도 2, 도 3을 참조하면서 이하에 설명한다.The control means (20) includes a central processing unit (CPU) configured by a computer and performing arithmetic processing according to a control program, a read only memory (ROM) storing a control program and the like, A random access memory (RAM) for recording and reading data for temporary storage of results and the like, and an input interface and an output interface (details of which are not shown). The control means 20 according to the present embodiment includes spectroscopic interference waveform generation means for controlling each driving portion of the grinding apparatus 1 and generating a spectroscopic interference waveform as described above, A program for executing thickness calculation means for calculating the thickness of the wafer 10 by waveform analysis of the generated spectroscopic interference waveform is stored in the read only memory ROM and drives the pulse broadband light source 82, And a function of calculating the thickness of the wafer 10 by storing the detection value of the wafer 85 in the random access memory (RAM). The grinding apparatus 1 and the thickness measuring apparatus 8 of the present embodiment are configured substantially as described above, and the operation thereof will be described below with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

본 발명의 두께 계측 장치(8)에 의한 웨이퍼(10)의 두께의 계측은, 예컨대, 척 테이블(71)에 배치된 웨이퍼(10)를 연삭 장치(1)에 의해 연삭한 후, 연삭 영역(70b)으로부터 피가공물 배치 영역(70a)의 방향으로 이동시킴으로써 측정 단자(81)의 바로 아래를 통과시킬 때에 행한다. 전술한 바와 같이, 펄스 브로드밴드 광원(82)으로부터는, 웨이퍼(10)에 대하여 투과성을 갖는 미리 정해진 파장(1100 ㎚∼1900 ㎚) 성분을 포함하는 펄스폭 10 ns의 펄스광이, 반복 주파수 10 kHz(조사하는 간격=100 μs)로 조사된다. 펄스 브로드밴드 광원(82)으로부터 조사된 펄스광 LB1은, 파이버 브래그 그레이팅(83)에 배치된 광파이버 전달 수단(83)을 통해 광파이버(f1)에 입사된다.The thickness of the wafer 10 measured by the thickness measuring apparatus 8 of the present invention can be measured by grinding the wafer 10 placed on the chuck table 71 with the grinding apparatus 1, 70b in the direction of the work material placement area 70a so as to pass directly under the measurement terminal 81. [ As described above, the pulse broadband light source 82 emits pulse light having a pulse width of 10 ns including a predetermined wavelength (1100 nm to 1900 nm) component having transparency to the wafer 10 at a repetition frequency of 10 kHz (Irradiation interval = 100 μs). The pulse light LB1 emitted from the pulse broadband light source 82 is incident on the optical fiber f1 through the optical fiber transmission means 83 disposed in the fiber Bragg grating 83. [

광파이버(f1)에 입사된 펄스광은 1100∼1900 ㎚의 파장 성분을 갖는 광으로서, 상기 광파이버(f1)의 입사 위치에 가장 가까운 회절 격자(k1)에 있어서 1100 ㎚의 파장 성분의 광만이 도면 중 화살표로 나타낸 바와 같이 반사되어 광파이버(f1)를 역행하고, 그 밖의 파장 성분의 광은 투과한다. 회절 격자(k1)에 의해 반사되어 광파이버(f1)를 역행한 광은, 광파이버 전달 수단(83a)에 의해 광파이버(f2)로 분기된다. 광파이버(f2)로 분기된 광은, 광 분기 수단(84)을 경유하여 광파이버(f3)에 전달되고, 측정 단자(81)의 대물렌즈(81a)를 통해 바로 아래에 위치된 웨이퍼(10)의 측정 위치에 조사된다. 웨이퍼(10)의 미리 정해진 측정 위치에 조사된 1100 ㎚ 파장의 광은, 웨이퍼(10)의 상면 및 하면에서 반사되고, 양 반사광이 간섭하면서 광파이버(f3)를 역행하는 귀환광을 형성한다. 상기 귀환광은, 광 분기 수단(84)으로 분기되고, 광파이버(f4)를 진행하여 수광 소자(85)에 도달하며, 그 결과, 광파이버(f1)에 대하여 하나의 펄스광이 입사된 시간 t1에서의 1100 ㎚의 파장의 귀환광의 광강도가 검출된다. 이 광강도는, 시간 t1과, 조사된 웨이퍼(10)의 X축 방향의 X 좌표, Y축 방향의 Y 좌표의 위치와 관련되어 제어 수단(20)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 임의의 기억 영역에 기억된다.The pulsed light incident on the optical fiber f1 is light having a wavelength component of 1100 to 1900 nm and only the light having a wavelength component of 1100 nm in the diffraction grating k1 closest to the incident position of the optical fiber f1 Is reflected as indicated by an arrow, reverses the optical fiber f1, and transmits light of other wavelength components. The light reflected by the diffraction grating k1 and inverted through the optical fiber f1 is branched to the optical fiber f2 by the optical fiber transmission means 83a. The light branched to the optical fiber f2 is transmitted to the optical fiber f3 via the optical branching means 84 and passes through the objective lens 81a of the measurement terminal 81 And is irradiated to the measurement position. The light of the wavelength of 1100 nm irradiated to the predetermined measurement position of the wafer 10 is reflected on the upper surface and the lower surface of the wafer 10 and forms feedback light which reverses the optical fiber f3 while interfering with both reflected lights. The return light is branched to the optical branching means 84 and travels the optical fiber f4 to reach the light receiving element 85. As a result, at the time t1 when one pulse light is incident on the optical fiber f1 The light intensity of the return light having a wavelength of 1100 nm is detected. This light intensity is related to the time t1 and the position of the Y coordinate of the irradiated wafer 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and is stored in any memory of the random access memory (RAM) of the control means 20 Area.

도 2에 기초하여 설명을 계속하면, 시간 t1에서 광파이버 전달 수단(83a)을 통해 펄스광 LB1이 광파이버(f1)에 입사된 후, 회절 격자(k1)를 투과한 펄스광이 시간차를 가지고 다음 회절 격자(k2)에 도달한다. 회절 격자(k2)는, 1150 ㎚의 파장 성분의 광만을 반사하고, 그 밖의 파장 성분의 광은 투과한다. 회절 격자(k2)에 의해 화살표로 나타낸 바와 같이 반사하여 광파이버(f1)를 역행한 1150 ㎚의 광은, 전술한 1100 ㎚의 광과 마찬가지로, 광 분기 수단(84)을 경유하여 광파이버(f3)에 전달되고, 측정 단자(81)의 대물렌즈(81a)를 통해 바로 아래에 위치된 웨이퍼(10)의 측정 위치에 조사된다. 웨이퍼(10)에 도달한 1150 ㎚의 파장 성분의 광은, 상기 측정 단자(81a)의 바로 아래에 위치되어 있는 웨이퍼(10)의 상면 및 하면에서 반사되어 양 반사광이 간섭하면서 광파이버(f3)를 역행하는 귀환광을 형성하고, 광 분기 수단(84)으로 분기되고, 광파이버(f4)를 진행하여 수광 소자(85)에 도달한다. 상기 1150 ㎚ 파장의 귀환광은, 상기 회절 격자(k1)로부터 광파이버(f1)를 500 m 진행한 위치에 배치된 다음 회절 격자(k2)에 의해 반사되고 있기 때문에, 광파이버(f1)에 대하여 광이 입사된 시간 t1로부터 미리 정해진 시간차를 가지고 수광 소자(85)에 도달한다(시간 t2). 이와 같이 하여 웨이퍼(10)의 상면 및 하면에서 반사된 1150 ㎚ 파장의 귀환광의 광강도가 특정된다. 이 광강도는, 시간 t2와, 조사된 웨이퍼(10)의 X축 방향의 X 좌표, Y축 방향의 Y 좌표의 위치와 관련되어 제어 수단(20)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 임의의 기억 영역에 기억된다.2, the pulse light LB1 is incident on the optical fiber f1 through the optical fiber transmission means 83a at time t1, and then the pulse light transmitted through the diffraction grating k1 has a time difference, And reaches the lattice k2. The diffraction grating k2 reflects only light having a wavelength component of 1150 nm and transmits light having other wavelength components. The light of 1150 nm reflected by the diffraction grating k2 as reflected by the arrow and inverted through the optical fiber f1 is incident on the optical fiber f3 via the optical branching means 84 in the same manner as the above- And is irradiated to the measurement position of the wafer 10 positioned immediately below through the objective lens 81a of the measurement terminal 81. [ The light having a wavelength component of 1150 nm reaching the wafer 10 is reflected by the upper surface and the lower surface of the wafer 10 positioned immediately below the measurement terminal 81a so that the two reflected lights interfere with each other and the optical fiber f3 Forms the returning backlight, branches to the optical branching means 84, and advances the optical fiber f4 to arrive at the light receiving element 85. The return light having the wavelength of 1150 nm is reflected by the diffraction grating k2 disposed at a position where the optical fiber f1 has advanced 500 m from the diffraction grating k1 and therefore light is reflected to the optical fiber f1 And reaches the light receiving element 85 with a predetermined time difference from the incident time t1 (time t2). In this manner, the light intensity of the return light of the wavelength of 1150 nm reflected on the upper and lower surfaces of the wafer 10 is specified. This light intensity is related to the time t2 and the position of the Y coordinate of the irradiated wafer 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and is stored in any memory of the random access memory (RAM) of the control means 20 Area.

이하, 마찬가지로, 파이버 브래그 그레이팅(83)의 광파이버(f1) 상의 회절 격자(k3∼k17)에 의해, 미리 정해진 시간차를 가지고 각 회절 격자마다 설정된 상이한 파장 성분(1200 ㎚, 1250 ㎚···1900 ㎚)의 광이 순차 반사되어 웨이퍼(10)에 조사되고, 웨이퍼(10)의 상면과 하면에서 반사된 반사광이 간섭하면서 귀환광을 형성하여 순차 수광 소자(85)에 의해 광강도가 검출된다. 그리고, 상기 광강도와, 상기 시간 t3∼t17과, 조사된 웨이퍼(10)의 X축 방향의 X 좌표, Y축 방향의 Y 좌표의 위치가 관련되어 제어 수단(20)의 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 임의의 기억 영역에 기억된다. 또한, 파이버 브래그 그레이팅(83)에 의해 발생되는 각 파장 성분의 광의 반사 시간차는, 펄스 간격에 비하여 매우 짧은 시간이며, 하나의 펄스광이 조사되고, 다음 펄스광이 조사되기 전에, 모든 파장 성분(1100∼1900 ㎚)의 귀환광에 대한 광강도의 검출이 종료된다.Similarly, by using the diffraction gratings k3 to k17 on the optical fiber f1 of the fiber Bragg grating 83, different wavelength components (1200 nm, 1250 nm, ..., and 1900 nm) set for each diffraction grating with a predetermined time difference Are successively reflected and irradiated onto the wafer 10, reflected light reflected from the upper surface and the lower surface of the wafer 10 interfere with each other to form return light, and the light intensity is sequentially detected by the light receiving element 85. The light intensity, the time t3 to t17, and the X-coordinate in the X-axis direction and the Y-coordinate in the Y-axis direction of the irradiated wafer 10 are related to each other and stored in the random access memory ). ≪ / RTI > Further, the reflection time difference of light of each wavelength component generated by the fiber Bragg grating 83 is very short in comparison with the pulse interval, and before one pulse light is irradiated and the next pulse light is irradiated, all the wavelength components ( The detection of the light intensity for the return light of 1100 to 1900 nm is terminated.

전술한 바와 같이, 제어 수단(20)에는, 펄스 브로드밴드 광원(82)으로부터 하나의 펄스광이 조사되기 시작하고 나서의 시간차에 의해 특정되는 경과 시간(t1∼t17)과, 수광 소자(85)에 의해 검출되는 광강도가 관련되어 기억되어 있고, 웨이퍼(10)의 미리 정해진 좌표 위치마다 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 분광 간섭 파형을 생성할 수 있다. 도 3의 (a)는, 횡축은 귀환광의 파장(λ), 종축은 수광 소자(85)에 의해 검출되는 상기 파장마다의 광강도를 나타내고 있다.As described above, the control means 20 is provided with the elapsed time (t1 to t17) specified by the time difference since the start of irradiation of one pulse light from the pulse broadband light source 82, And a spectroscopic interference waveform as shown in Fig. 3 (a) can be generated for each predetermined coordinate position of the wafer 10. Fig. 3 (a), the horizontal axis represents the wavelength (?) Of the return light, and the vertical axis represents the light intensity for each wavelength detected by the light receiving element 85.

이하, 제어 수단(20)이 전술한 분광 간섭 파형에 기초하여 실행하는 파형 해석에 기초하여, 웨이퍼(10)의 두께를 산출하는 예에 대해서 설명한다.Hereinafter, an example of calculating the thickness of the wafer 10 based on the waveform analysis executed by the control means 20 based on the above-described spectroscopic interference waveform will be described.

상기 측정 단자(81)에 위치되는 광파이버(f3)의 상단부로부터 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)의 하면까지의 광로 길이를 (L1)로 하고, 광파이버(f3)의 상단부로부터 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)의 상면까지의 광로 길이를 (L2)로 하며, 광로 길이(L1)와 광로 길이(L2)와의 차를 제1 광로 길이차(d1=L1-L2)로 한다.The optical path length from the upper end of the optical fiber f3 located at the measurement terminal 81 to the lower surface of the wafer 10 held by the chuck table 71 is defined as L1 and the distance from the upper end of the optical fiber f3 to the chuck table The optical path length to the upper surface of the wafer 10 held by the first optical path 71 is L2 and the difference between the optical path length L1 and the optical path length L2 is set to the first optical path length difference d1 = do.

다음에, 제어 수단(20)은, 전술한 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 웨이퍼(10)의 미리 정해진 위치마다에 대하여 생성된 분광 간섭 파형에 기초하여 파형 해석을 실행한다. 이 파형 해석은, 예컨대 푸리에 변환 이론이나 웨이블릿 변환 이론에 기초하여 실행할 수 있지만, 이하에 설명하는 실시형태에 있어서는 하기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 나타내는 푸리에 변환식을 이용한 예에 대해서 설명한다.Next, the control means 20 executes the waveform analysis based on the spectroscopic interference waveform generated for each predetermined position of the wafer 10 as shown in Fig. 3 (a). The waveform analysis can be performed based on, for example, the Fourier transform theory or the wavelet transform theory. In the embodiments described below, an example using the Fourier transform equations shown in the following equations (1), (2), and do.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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상기 수학식에 있어서, λ는 파장, d는 상기 제1 광로 길이차(d1=L1-L2), W(λn)는 창함수이다. 상기 수학식 1은, cos의 이론 파형과 상기 분광 간섭 파형(I(λn))과의 비교에서 가장 파(波)의 주기가 가까운(상관성이 높은), 즉 분광 간섭 파형과 이론상의 파형 함수와의 상관 계수가 높은 광로 길이차(d)를 구한다. 또한, 상기 수학식 2는, sin의 이론 파형과 상기 분광 간섭 파형(I(λn))과의 비교에서 가장 파의 주기가 가까운(상관성이 높은), 즉 분광 간섭 파형과 이론상의 파형 함수와의 상관 계수가 높은 광로 길이차(d)를 구한다. 그리고, 상기 수학식 3은, 수학식 1의 결과와 수학식 2의 결과의 평균치를 구한다.In the above equation,? Is a wavelength, d is the first optical path length difference (d1 = L1-L2), and W (? N) is a window function. The above equation (1) shows that the comparison of the theoretical waveform of cos and the spectroscopic interference waveform I (? N) results in that the cycle of the most waves is close (highly correlated), that is, the spectral interference waveform and the theoretical waveform function The optical path length difference d having a high correlation coefficient is obtained. Equation (2) can be expressed by the following equation (2). In the comparison between the theoretical waveform of sin and the spectroscopic interference waveform I (? N) The optical path length difference d having a high correlation coefficient is obtained. In Equation (3), the average of the results of Equation (1) and Equation (2) is obtained.

제어 수단(20)은, 상기 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 기초한 연산을 실행함으로써, 귀환광의 광로 길이차에 기인하는 분광의 간섭에 기초하여, 도 3의 (b)에 도시된 신호 강도의 파형을 얻을 수 있다. 도 3의 (b)에 있어서 횡축은 광로 길이차(d)를 나타내고, 종축은 신호 강도를 나타내고 있다. 도 3의 (b)에 도시된 예에 있어서는, 광로 길이차(d)가 180 ㎛인 위치에서 신호 강도가 높게 나타내어져 있다. 즉, 광로 길이차(d)가 180 ㎛인 위치의 신호 강도는 광로 길이차(d1=L1-L2)이며, 웨이퍼(10)의 두께(T)를 나타내고 있다. 그리고, 상기 측정 단자(81)에 대한 상기 척 테이블(71)의 상대적인 X축 방향, Y축 방향의 위치에 의해 특정되는 계측 위치의 좌표(X 좌표, Y 좌표)에 관련되어 웨이퍼(10)의 두께(T)를 기억한다.3 (b), based on the interference of the spectroscopic light due to the optical path length difference of the return light, by executing the calculation based on the above-mentioned expressions (1), (2) The waveform of the signal intensity can be obtained. In Fig. 3 (b), the horizontal axis represents the optical path length difference d, and the vertical axis represents the signal intensity. In the example shown in FIG. 3 (b), the signal intensity is high at a position where the optical path length difference d is 180 μm. That is, the signal intensity at the position where the optical path length difference d is 180 占 퐉 is the optical path length difference (d1 = L1-L2) and the thickness T of the wafer 10. The position of the wafer 10 relative to the coordinates (X-coordinate, Y-coordinate) of the measurement position specified by the relative positions of the chuck table 71 with respect to the measurement terminal 81 in the X- And the thickness T is stored.

본 실시형태에서는, 측정 단자(81)가 유지된 구동 기구(81b)의 작동에 의해, 화살표 Y1로 나타내는 방향으로 왕복 운동 가능하게 구성되어 있고, 두께 계측 장치(8)의 바로 아래에 위치된 웨이퍼(10)에 대하여, 측정 단자(81)를 Y축 방향으로 이동시킴과 더불어, 척 테이블(71)을 X축 방향으로 이동시키면서, 전술한 두께 계측을 웨이퍼(10) 전체면에 대하여 실행한다.In the present embodiment, the operation of the driving mechanism 81b in which the measuring terminal 81 is held allows reciprocating movement in the direction indicated by the arrow Y1, and the wafer placed immediately below the thickness measuring device 8 The measuring terminal 81 is moved in the Y axis direction and the chuck table 71 is moved in the X axis direction with respect to the wafer 10 and the above thickness measurement is performed on the entire surface of the wafer 10. [

도시된 실시형태에서의 두께 계측 장치(8)에 따르면, 웨이퍼(10)의 두께를 단순한 구성으로 용이하게 구할 수 있고, 반사되는 반사광의 광로 길이차에 기인하여 얻어지는 분광 간섭 파형에 기초하여 웨이퍼(10)의 가공시에서의 웨이퍼(10)의 두께(T)를 검출하기 때문에, 웨이퍼(10)의 표면에 첩착된 보호 테이프(12)의 두께의 변화에 영향을 미치지 않고 웨이퍼(11)의 두께(T)를 정확히 계측할 수 있다.According to the thickness measuring device 8 in the illustrated embodiment, the thickness of the wafer 10 can be easily obtained with a simple configuration, and the thickness of the wafer 10 can be easily detected based on the spectral interference waveform obtained due to the difference in optical path length of the reflected reflected light. The thickness T of the wafer 10 at the time of processing the wafer 10 is detected so that the thickness of the wafer 11 without affecting the change in the thickness of the protective tape 12 adhered to the surface of the wafer 10 (T) can be accurately measured.

두께 계측 장치(8)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하, 상기 두께 계측 장치(8)를 구비한 연삭 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(10)를 미리 정해진 두께로 연삭하는 절차에 대해서 설명한다.The thickness measuring apparatus 8 is configured as described above and a procedure for grinding the wafer 10 to a predetermined thickness using the grinding apparatus 1 having the thickness measuring apparatus 8 will be described below .

표면에 보호 테이프(12)가 첩착된 웨이퍼(10)는, 도 1에 도시된 연삭 장치(1)에서의 피가공물 배치 영역(70a)에 위치되어 있는 척 테이블(71) 상에 보호 테이프(12)측이 배치되고, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동시킴으로써 척 테이블(71) 상에 흡인 유지된다. 따라서, 척 테이블(71) 상에 흡인 유지된 웨이퍼(10)는, 이면(10b)이 상측이 된다.The wafer 10 to which the protective tape 12 is adhered to the surface is mounted on the chuck table 71 located in the workpiece arrangement region 70a in the grinding apparatus 1 shown in Fig. And is attracted and held on the chuck table 71 by operating suction means (not shown). Therefore, the wafer 10 held on the chuck table 71 is held on the back side 10b.

다음에, 제어 수단(20)은, 웨이퍼(10)를 유지한 척 테이블(71)의 도시하지 않은 이동 수단을 작동시키고, 척 테이블(71)을 이동시켜 연삭 영역(70b)에 위치되며, 연삭휠(5)의 복수의 연삭 지석(51)의 외주 가장자리가 척 테이블(71)의 회전 중심을 통과하도록 위치된다.Next, the control means 20 operates the moving means (not shown) of the chuck table 71 holding the wafer 10, moves the chuck table 71 to be located in the grinding region 70b, The outer circumferential edges of the plurality of grinding wheels 51 of the wheel 5 are positioned so as to pass through the center of rotation of the chuck table 71.

이와 같이 연삭휠(5)과 척 테이블(71)에 유지된 웨이퍼(10)가 미리 정해진 위치 관계로 세트되고, 제어 수단(20)은 도시하지 않은 회전 구동 수단을 구동하여 척 테이블(71)을 예컨대 300 rpm의 회전 속도로 회전시킴과 더불어, 상기한 서보 모터(43)를 구동하여 연삭휠(5)을 예컨대 6000 rpm의 회전 속도로 회전시킨다. 그리고, 웨이퍼(10)에 대하여 연삭수를 공급하면서, 연삭 유닛 이송 기구(6)의 펄스 모터(62)를 정회전 구동하여 연삭휠(5)을 하강(연삭 이송)하여 복수의 연삭 지석(51)을 웨이퍼(10)의 상면(이면(10b))인 피연삭면에 미리 정해진 압력으로 누른다. 이 결과, 웨이퍼(10)의 피연삭면이 연삭된다(연삭 공정).The wafer 10 held by the grinding wheel 5 and the chuck table 71 is set in a predetermined positional relationship in this manner and the control means 20 drives the rotation driving means not shown to move the chuck table 71 For example, 300 rpm, and the servomotor 43 is driven to rotate the grinding wheel 5 at a rotational speed of 6000 rpm, for example. The grinding wheel 5 is lowered (ground) by driving the pulse motor 62 of the grinding unit feed mechanism 6 while the grinding water is being supplied to the wafer 10 so that a plurality of grinding wheels 51 Is pressed to the surface to be ground which is the upper surface (back surface 10b) of the wafer 10 at a predetermined pressure. As a result, the surface to be polished of the wafer 10 is ground (grinding step).

상기 연삭 공정을 끝냈다면, 연삭된 웨이퍼(10)를 유지한 척 테이블(71)을 X축 방향의 전방에 위치하는 피가공물 배치 영역(70a)측으로 이동시킴으로써, 웨이퍼(10)를 두께 계측 장치(8)의 측정 단자(87)의 바로 아래에 위치시킴과 더불어, 전술한 바와 같이 두께 계측 장치(8)를 작동시켜 웨이퍼(10) 상의 각 좌표 위치에 대응하는 분광 간섭 파형을 얻음과 더불어 파형 해석하여, 웨이퍼(10)의 두께를 계측하여 기억한다. 이러한 계측을 웨이퍼(10)의 X축 방향에서의 미리 정해진 간격마다 실행하여, 웨이퍼(10)의 표면의 두께(T)를 기억하고, 연삭 후의 웨이퍼(10) 전체면의 두께를 확인함으로써, 연삭 공정의 양부를 판정함과 더불어, 필요에 따라 재연삭을 실행하여, 미리 정해진 두께가 될 때까지 연삭 공정을 실시한다.When the grinding process is completed, the chuck table 71 holding the ground wafer 10 is moved toward the workpiece arrangement region 70a located in front of the X axis direction, thereby positioning the wafer 10 on the thickness measuring device 8, the thickness measuring device 8 is operated as described above to obtain a spectroscopic interference waveform corresponding to each coordinate position on the wafer 10, and waveform analysis The thickness of the wafer 10 is measured and stored. This measurement is carried out at predetermined intervals in the X-axis direction of the wafer 10 to memorize the thickness T of the surface of the wafer 10 and confirm the thickness of the entire surface of the wafer 10 after the grinding, And the grinding process is carried out until a predetermined thickness is reached.

또한, 전술한 실시형태에서는, 상기 두께 계측 장치(8)에 의한 계측을, 연삭 공정을 끝낸 웨이퍼의 전체면에 대하여 행하도록 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 상기 두께 계측 장치(8)의 계측 하우징(80)의 설치 위치를 도 1에 도시된 연삭 영역(70b)의 근방에 설정할 수도 있다. 그와 같이 구성함으로써, 연삭 장치(1)의 척 테이블 기구(7)에 유지된 웨이퍼(10)가 연삭휠(5)의 작용을 받아 연삭되고 있을 때에, 노출된 웨이퍼(10)에 대면하여 측정 단자(85)를 이동시키면서 연삭시에 공급되는 연삭수에 수몰시켜 위치시키고, 연삭중인 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 것도 가능하며, 연삭중인 웨이퍼(10)의 두께를 제어 수단(20)에 피드백함으로써 효율적으로 원하는 두께로 연삭하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 기초하여 구성되는 두께 계측 장치(8)는, 본 실시형태와 같이 연삭 장치(1)에 배치될 필요는 없고, 연삭 장치(1)와는 독립된 하나의 장치로서 구성하거나 혹은 연삭 장치(1)와는 상이한 다른 가공 장치에 병설하거나 하여도 좋다.In the above-described embodiment, the measurement by the thickness measuring device 8 is performed on the entire surface of the wafer after the grinding process. However, the present invention is not limited to this. For example, The mounting position of the measuring housing 80 in the vicinity of the grinding region 70b shown in Fig. With such a configuration, when the wafer 10 held by the chuck table mechanism 7 of the grinding apparatus 1 is grinding under the action of the grinding wheel 5, measurement is performed on the exposed wafer 10 It is also possible to measure the thickness of the wafer 10 being ground while the terminal 85 is being moved while submerging it in the grinding water supplied at the time of grinding and to measure the thickness of the wafer 10 being ground by the control means 20 It is possible to efficiently grind to a desired thickness by feedback. The thickness measuring device 8 constructed on the basis of the present invention need not be arranged in the grinding apparatus 1 as in the present embodiment but may be constituted as one apparatus independent of the grinding apparatus 1, Or may be attached to another processing apparatus different from the processing apparatus 1 shown in Fig.

1: 연삭 장치 2: 장치 하우징
3: 연삭 유닛 4: 스핀들 유닛
5: 연삭휠 7: 척 테이블 기구
8: 두께 계측 장치 10: 웨이퍼
80: 계측 하우징 81: 측정 단자
82: 펄스 브로드밴드 광원 83: 파이버 브래그 그레이팅
83a: 광파이버 전달 수단 84: 광 분기 수단
85: 수광 소자 k1∼k17: 회절 격자
f1∼f4: 광파이버1: Grinding device 2: Device housing
3: Grinding unit 4: Spindle unit
5: grinding wheel 7: chuck table mechanism
8: thickness measuring apparatus 10: wafer
80: Measuring housing 81: Measuring terminal
82: Pulse Broadband light source 83: Fiber Bragg grating
83a: Optical fiber transmission means 84: Optical branching means
85: light receiving elements k1 to k17: diffraction grating
f1 to f4: optical fiber

Claims (1)

판상물의 두께를 계측하는 두께 계측 장치로서,
판상물에 대하여 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 펄스광으로 발하는 펄스 브로드밴드 광원과,
상기 펄스 브로드밴드 광원이 발한 펄스광을 전달하고 전달 거리에 따라 상이한 파장으로 펄스광을 분광하여 역행시키는 파이버 브래그 그레이팅과,
상기 파이버 브래그 그레이팅에 배치되어 역행한 펄스광을 분기시켜 광파이버에 전달하는 광파이버 전달 수단과,
상기 광파이버의 단부면에 배치되어 펄스광을 판상물에 집광하는 대물렌즈를 포함하는 측정 단자와,
상기 판상물의 상면에서 반사된 펄스광과 상기 판상물을 투과하여 하면에서 반사된 펄스광이 간섭하여 상기 광파이버를 역행한 귀환광을 분기시키는 광 분기 수단과,
상기 광 분기 수단으로 분기된 귀환광의 1펄스에서의 시간차로부터 파장을 구하여 각 파장의 광의 강도를 검출하여 1펄스에서의 분광 간섭 파형을 생성하는 분광 간섭 파형 생성 수단과,
상기 분광 간섭 파형 생성 수단이 생성한 분광 간섭 파형을 파형 해석하여 판상물의 두께를 산출하는 두께 산출 수단
으로 적어도 구성되는 두께 계측 장치.A thickness measuring device for measuring a thickness of a plate-like material,
A pulse broadband light source for emitting light in a wavelength region having transmittance to the plate-like object as pulse light,
A fiber Bragg grating for transmitting the pulsed light emitted from the pulse broadband light source and splitting the pulsed light into different wavelengths according to the transmission distance,
An optical fiber transmission unit disposed in the fiber Bragg grating for branching back the pulsed light and delivering it to the optical fiber;
A measurement terminal disposed on an end face of the optical fiber and including an objective lens for condensing pulsed light on a plate-shaped object,
An optical branching means for transmitting the pulse light reflected from the upper surface of the plate-shaped object and the plate-shaped object to cause the pulse light reflected by the lower surface to interfere with each other to divert the feedback light backed by the optical fiber;
A spectral interference waveform generation means for generating a spectral interference waveform in one pulse by detecting the intensity of light of each wavelength by obtaining a wavelength from a time difference in one pulse of feedback light branched to the optical branching means,
A thickness calculating means for calculating a thickness of the plate-like object by performing a waveform analysis of the spectroscopic interference waveform generated by the spectroscopic interference waveform generating means;
And at least one of the thickness measuring device and the thickness measuring device.
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