KR20230106502A - 계측 장치 - Google Patents

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KR20230106502A
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게이지 노마루
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

[과제] 단시간에 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측할 수 있는 계측 장치를 제공한다.
[해결수단] 계측 장치의 계측기는, 미리 정해진 파장역의 광을 출사하는 광원과, 광원이 출사한 광을 척 테이블에 유지된 판형 피가공물에 조사하는 집광 렌즈와, 판형 피가공물에서 반사한 복귀광을 평행광으로 생성하는 콜리메이트 렌즈와, 평행광으로 생성된 복귀광의 간섭광을 투과하는 투과 필터와, 투과 필터를 투과한 간섭광을 수광하여 광 강도를 검출하는 좌표를 갖춘 센서와, 센서가 검출한 광 강도가 높은 좌표 위치를, 판형 피가공물의 두께, 또는 높이로 결정하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

계측 장치{MEASURING APPARATUS}
본 발명은 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가, 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 연삭 장치에 의해 이면이 연삭되어 박화된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.
웨이퍼의 이면을 연삭하는 연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 연삭 유닛과, 상기 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 두께를 계측하는 계측기로 대략 구성되어 있어, 웨이퍼를 원하는 두께로 가공할 수 있다.
상기 연삭 장치의 계측기로서, 프로버를 웨이퍼의 연삭면에 접촉시켜 웨이퍼의 두께를 계측하는 접촉 타입의 것을 채용하면, 연삭면에 흠집을 내는 경우가 있기 때문에, 최근에는, 웨이퍼의 연삭면(상면)으로부터 반사한 광과, 웨이퍼를 투과하여 반사면(하면)으로부터 반사한 광의 분광 간섭 파형에 의해 두께를 계측하는 비접촉 타입의 계측기가 채용되고 있다(예컨대 특허문헌 1을 참조).
또한, 웨이퍼에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 웨이퍼의 내부에 위치시켜 조사하여, 웨이퍼의 내부에 개질층을 형성하는 경우에도, 상면으로부터 일정한 깊이 위치에 상기 집광점을 위치시키기 위해, 웨이퍼의 두께, 또는 높이를 정확하게 계측하도록, 상기과 같이 웨이퍼의 상면으로부터 반사한 광과, 웨이퍼를 투과하여 하면으로부터 반사한 광의 분광 간섭 파형에 의해 두께를 계측하는 비접촉 타입의 계측기가 사용된다(예컨대 특허문헌 2를 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2012-021916호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2011-122894호 공보
그런데, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술에 있어서 채용되는 비접촉 타입의 계측기는, 웨이퍼에 광을 조사하여 웨이퍼의 상면과 하면에서 반사한 복귀광을 회절 격자로 분광하여 분광 간섭 파형을 취득하고, 파장마다의 광 강도를 연산(푸리에 변환)하여 웨이퍼의 두께 또는 높이를 검출하는 구성으로, 웨이퍼의 원하는 영역의 두께를 단시간에 계측할 수 없다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 단시간에 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측할 수 있는 계측 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측 장치로서, 상기 판형 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측기를 구비하고, 상기 계측기는, 미리 정해진 파장역의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원이 출사한 광을 상기 척 테이블에 유지된 상기 판형 피가공물에 조사하는 집광 렌즈와, 상기 판형 피가공물에서 반사한 복귀광을 평행광으로 생성하는 콜리메이트 렌즈와, 평행광으로 생성된 상기 복귀광의 간섭광을 투과하는 투과 필터와, 상기 투과 필터를 투과한 간섭광을 수광하여 광 강도를 검출하는 좌표를 구비한 센서와, 상기 센서가 검출한 광 강도가 높은 좌표 위치를, 상기 판형 피가공물의 두께, 또는 높이로 결정하는 컨트롤러를 포함하는 계측 장치가 제공된다.
바람직하게는, 상기 광원이 출사한 광은, 제1 광 파이버로 상기 집광 렌즈까지 유도되고, 상기 복귀광은, 제2 광 파이버로 상기 콜리메이트 렌즈까지 유도되고, 상기 제1 광 파이버와 상기 제2 광 파이버는 광 서큘레이터에 의해 연결되어 있다. 바람직하게는, 판형 피가공물의 상면에서 반사한 복귀광과 판형 피가공물의 하면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 판형 피가공물의 두께를 계측한다. 바람직하게는, 광로 길이가 특정된 기준광과 판형 피가공물의 상면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 판형 피가공물의 상면의 높이를 계측하고, 상기 기준광과 판형 피가공물의 하면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 판형 피가공물의 하면의 높이를 계측하고, 판형 피가공물의 상면의 높이와 하면의 높이의 차에 의해 판형 피가공물의 두께를 계측한다.
본 발명에 따르면, 판형 피가공물의 두께를 계측하기 위해, 복귀광을 회절 격자에 의해 분광하여, 파장마다의 광 강도를 연산할 필요가 없어, 단시간에 판형 피가공물의 두께를 계측할 수 있다.
도 1은 계측 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 피계측물인 웨이퍼의 사시도이다.
도 3은 도 1의 계측 장치에 장착되는 계측기의 광학계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 계측기의 투과 필터 및 센서의 기능을 나타내는 개념도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 계측기의 다른 실시형태를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 계측 장치에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명 실시형태의 계측 장치(2)의 전체 사시도를 나타내고 있다. 계측 장치(2)는, 베이스(2a) 상에 배치된 피계측 대상인 판형 피가공물의 일종인 웨이퍼(10)를 유지하는 유지 유닛(3)과, 유지 유닛(3)에 유지되는 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 계측기(6)를 적어도 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태의 계측 장치(2)는, 상기 유지 유닛(3)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 이동 기구(4)와, 이동 기구(4)의 측방에 세워서 설치되는 수직벽부(5a) 및 상기 수직벽부(5a)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평벽부(5b)를 포함하는 프레임체(5)를 구비하고 있다. 계측기(6)의 광학계(뒤에 상세하게 서술함)는, 수평벽부(5b)의 내부에 수용되어 있다.
유지 유닛(3)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, X축 방향에 있어서 이동 가능하게 베이스(2a)에 탑재된 직사각 형상의 X축 방향 가동판(31)과, Y축 방향에 있어서 이동 가능하게 X축 방향 가동판(31)에 탑재된 직사각 형상의 Y축 방향 가동판(32)과, Y축 방향 가동판(32)의 상면에 고정된 원통형의 지주(33)와, 지주(33)의 상단에 고정된 직사각 형상의 커버판(34)을 포함한다. 커버판(34)에는, 커버판(34) 상에 형성된 긴 구멍을 통하여 상방으로 연장되는 척 테이블(35)이 배치되어 있다. 척 테이블(35)은, X 좌표 및 Y 좌표로 특정되는 XY 평면을 유지면으로 하여 웨이퍼(10)를 유지하는 수단이며, 지주(33) 내에 수용된 도시를 생략하는 회전 구동 기구에 의해 회전 가능하게 구성된다. 척 테이블(35)의 상기 유지면은, 통기성을 갖는 다공질 재료로 형성된 흡착 척(36)에 의해 구성되어 있다. 흡착 척(36)은, 지주(33)를 통과하는 유로에 의해 도시하지 않는 흡인 수단에 접속되어 있고, 흡착 척(36)의 주위에는, 후술하는 웨이퍼(10)를 척 테이블(35)에 유지할 때에 환형의 프레임(F)을 파지하는 4개의 클램프(37)가 등간격으로 배치되어 있다.
이동 기구(4)는, 상기한 척 테이블(35)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(4a)와, 척 테이블(35)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동 기구(4b)를 포함한다. X축 이동 기구(4a)는, 모터(42a)의 회전 운동을, 볼나사(42b)를 통해 직선 운동으로 변환하여 X축 방향 가동판(31)에 전달하고, 베이스(2a) 상에 X축 방향을 따라 배치된 한쌍의 안내 레일(2b, 2b)을 따라 X축 방향 가동판(31)을 X축 방향으로 이동시킨다. Y축 이동 기구(4b)는, 모터(44a)의 회전 운동을, 볼나사(44b)를 통해 직선 운동으로 변환하여, Y축 방향 가동판(32)에 전달하고, X축 방향 가동판(31) 상에 있어서 Y축 방향을 따라 배치된 한쌍의 안내 레일(31a, 31a)을 따라 Y축 방향 가동판(32)을 Y축 방향으로 이동시킨다.
도 2에는 본 실시형태의 계측기(6)에 의해 두께가 계측되는 판형 피가공물인 웨이퍼(10)를 나타내고 있다. 웨이퍼(10)는, 복수의 디바이스(12)가 교차하는 복수의 분할 예정 라인(14)에 의해 구획되어 표면(10a)에 형성된, 예컨대, 사파이어(Al2O3) 기판이다. 상기 디바이스(12)는, 예컨대, LED 등의 광 디바이스이다.
도 3에는 본 실시형태의 계측기(6)의 광학계의 개략을 나타내는 블록도를 나타내고 있다. 계측기(6)는, 미리 정해진 광파장역의 광(L1)을 출사하는 광원(62)과, 광원(62)이 출사한 광(L1)을 유지 유닛(3)의 척 테이블(35)에 유지된 웨이퍼(10)에 조사하는 집광 렌즈(61a)를 구비한 집광기(61)와, 웨이퍼(10)에서 반사하여 역행하는 복귀광(L2)을 평행광으로 생성하는 콜리메이트 렌즈(66)와, 평행광으로 생성된 복귀광(L2)을 구성하는 간섭광(W)을 투과하는 투과 필터(67)와, 투과 필터(67)를 투과한 간섭광(W)을 수광하여 광 강도(Q)를 검출하는 좌표를 구비한 센서(68)를 포함한다. 컨트롤러(100)는, 센서(68)가 검출한 광 강도(Q)가 높은 좌표 위치를 웨이퍼(10)의 두께(또는 높이)로서 계측하고, 상기 계측 결과를 모니터(7)에 표시한다.
광원(62)은, 예컨대, 파장이 1280∼1360 ㎚ 영역의 광(L1)을 발하는 것이 가능한 광원을 채용할 수 있고, 예컨대, LED, SLD(Superluminescent diode), SC(Super Continuum) 광원 등에서 선택할 수 있다.
투과 필터(67)는, 푸리에 변환을 이용한 주파수 필터로서 알려져 있는 소위 농담 변환 필터이다. 상기 투과 필터(67)는, 복귀광(L2)을 구성하는 간섭광(W)을 투과하는 필터이지만, 도 4에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(10)의 두께에 대응하여 변화하는 간섭광(W1∼W4)에 따라 투과하는 위치가 변화하도록 설계 제작된 투과막에 의해 구성되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 예컨대, 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 웨이퍼(10)의 두께가 100 ㎛인 경우에 웨이퍼(10)의 상면과 하면에 있어서 반사한 복귀광(L2)은 간섭광(W1)에 의해 구성되며, 상기 간섭광(W1)은 투과 필터(67)의 위치(67a)만을 양호하게 투과하고, 다른 위치는 거의 투과하지 않는다. 또한, 웨이퍼(10)의 두께가 300 ㎛인 경우에 복귀광(L2)을 구성하는 간섭광(W2)은, 투과 필터(67)의 위치(67b)만을 양호하게 투과하고, 다른 위치는 거의 투과하지 않는다. 마찬가지로, 웨이퍼(10)의 두께가 500 ㎛인 경우에 복귀광(L2)을 구성하는 간섭광(W3)은, 투과 필터(67)의 위치(67c)만을 양호하게 투과하고, 다른 위치는 거의 투과하지 않는다. 또한, 웨이퍼(10)의 두께가 700 ㎛인 경우에 복귀광(L2)을 구성하는 간섭광(W4)은, 투과 필터(67)의 위치(67d)만을 양호하게 투과하고, 다른 위치는 거의 투과하지 않는다. 또한, 도 3, 도 4에 나타내는 실시형태에서는, 복귀광(L2)이 간섭광(W3)(실선으로 나타냄)에 의해 구성되어 있는 경우에 대해서 나타내고, 간섭광(W1, W2, W4)은 파선에 의해 나타내고 있다. 또한, 도 4의 실시형태에서는, 설명의 형편상, 단적인 예로서, 4종류의 간섭광(W1∼W4)이 투과 필터(67)가 대응하는 위치(67a∼67d)를 투과하는 예만을 나타내고 있지만, 실제의 투과 필터(67)에 있어서는, 예컨대, 웨이퍼(10)의 두께가 100 ㎛∼800 ㎛ 사이에서 변화한 경우에 형성되는 간섭광(W)의 각각에 대응하여 투과하는 위치가 변화하도록 설계 제작된다.
여기서, 상기 센서(68)에 있어서는, 투과 필터(67)를 투과한 간섭광(W1∼W4) 중 어느 하나를 검출하고, 검출된 간섭광(W1∼W4)에 따른 좌표 위치에서, 광 강도(Q)가 높은 피크(S1∼S4)가 출현한다. 상기한 바와 같이, 센서(68)에 의해 검출되는 피크(S1∼S4)의 좌표 위치는, 웨이퍼(10)의 두께(또는 높이)에 대응하도록 컨트롤러(100)에 기억되어 있기 때문에, 모니터(7)에 나타내고 있는 바와 같이, 피크(S1∼S4)가 출현한 상기 좌표 위치(68a∼68d)에 기초하여, 웨이퍼(10)의 두께를 계측할 수 있다.
상기한 실시형태의 계측기(6)에 의해 웨이퍼(10)의 두께를 계측하는 데 있어서는, 도 2에 나타내는 웨이퍼(10)를, 척 테이블(35)에 배치하여 흡인 유지한다. 계속해서, 이동 기구(4)를 작동시켜, 웨이퍼(10)를 집광기(61)의 바로 아래에 위치시킨다. 또한 웨이퍼(10)를 집광기(61)의 바로 아래에 위치시키기 전에, 도시를 생략하는 촬상 유닛에 의해 웨이퍼(10)의 피계측 위치(예컨대, 분할 예정 라인(14) 상의 계측 위치(P))를 촬상하여 계측 위치 정보를 컨트롤러(100)에 기억하고, 상기 계측 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼(10)를 집광기(61)의 바로 아래에 위치시키도록 하여도 좋다. 본 실시형태에 있어서는, 광원(62)이 출사한 광(L1)을, 제1 광 파이버(63)에 의해 집광기(61)의 집광 렌즈(61a)에 유도하여, 웨이퍼(10) 상의 계측 위치(P)에 조사한다. 웨이퍼(10)에 조사된 광(L1)은, 웨이퍼(10)의 상면(표면(10a))과 하면(이면(10b))에서 반사하고, 반사한 복귀광(L2)은, 제1 광 파이버(63)를 통과하여, 광 서큘레이터(65)에 의해 제2 광 파이버(64)에 유도되어 콜리메이트 렌즈(66)에 달하여, 투과 필터(67)에 조사된다. 여기서, 도 3, 도 4에 기초하여 설명한 바와 같이, 상기 복귀광(L2)이 간섭광(W3)으로 구성되어 있던 경우, 간섭광(W3)은, 투과 필터(67)의 위치(67c)를 양호하게 투과하고, 다른 위치에 있어서는 거의 투과하지 않기 때문에, 상기 위치(67c)에 대응하는 센서(68)의 좌표 위치(68c)에 있어서, 광 강도(Q)가 높은 피크(S3)를 출현시키고, 상기 피크(S3)가 검출된 좌표 위치(68c)에 대응하는 두께(500 ㎛)가 계측된다. 이와 같이 하여 계측된 두께(500 ㎛)는, 상기 계측 위치(P)를 특정하는 XY 좌표에 대응하여 컨트롤러(100)에 기억된다. 상기 계측 위치(P)에 있어서의 두께를 계측하였다면, 필요에 따라, 상기 이동 기구(4)를 작동시켜, 계측 위치(P)를 웨이퍼(10) 상에서 이동하고, 다른 위치에 있어서의 두께도 적절하게 계측하여, 컨트롤러(100)에 기억한다.
상기한 실시형태에 따르면, 종래 기술과 같이, 판형 피가공물의 두께를 계측하기 위해, 복귀광(L2)을 회절 격자에 의해 분광하여, 파장마다의 광 강도를 푸리에 변환 등을 할 필요가 없어, 단시간에 판형 피가공물의 두께를 계측할 수 있다. 그리고, 상기한 바와 같이 판형 피가공물의 두께가 용이하게 효율적으로 계측됨으로써, 레이저 가공이나 연삭 가공의 효율화도 도모할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시형태의 계측 장치(2)에 한정되지 않는다. 도 5에는 상기 계측 장치(2)에 배치된 계측기(6)의 다른 실시형태인 계측기(6')를 나타내고 있다. 또한, 계측기(6)와 계측기(6')는, 대략 동일한 구성이고, 동일한 부재에 대해서는, 동일한 번호를 붙이고, 새롭게 추가된 부재에는 새로운 번호를 붙이고 있다.
도 5에 나타내는 실시형태에 있어서의 계측기(6')는, 계측기(6)와 동일한 광원(62)을 구비하고, 상기 광원(62)가 출사한 광(L1)은, 제1 광 파이버(63)로 집광 렌즈(61a)까지 유도되고, 복귀광(L2)은, 제2 광 파이버(64)로 콜리메이트 렌즈(66)까지 유도되고, 제1 광 파이버(63)와 제2 광 파이버(64)는 광 서큘레이터(65')에 연결되어 있다. 본 실시형태의 광 서큘레이터(65')는, 상기 제1 광 파이버(63), 제2 광 파이버(64)와는 상이한 광로(81)에 광(L1)을 분기하고, 광로(81)에 유도된 광(L1)은, 반사 미러(69)에 의해 광로가 변경되어, 집광기(61)에 고정된 반사 미러(61b)에 유도된다. 상기 반사 미러(61b)에 있어서 반사한 복귀광(L3)은, 광 서큘레이터(65')에 의해, 제2 광 파이버(64)에 유도되어, 상기 복귀광(L2)과 함께 콜리메이트 렌즈(66)를 통해 투과 필터(67)에 조사된다. 도 5로부터 이해되는 바와 같이, 광 서큘레이터(65')로부터 상기 반사 미러(61b)까지의 광로 길이는, 웨이퍼(10)의 두께에 영향받지 않고, 상기 집광기(61)가 어느 위치에 있었다고 해도 변화하지 않는 특정된 값이 되는 것이며, 상기 반사 미러(61b)에 있어서 반사하여 역행하는 복귀광(L3)을, 이하에 있어서는, 기준광(L3)이라고 칭한다. 또한, 광 서큘레이터(65')로부터 상기 반사 미러(61b)까지의 광로 길이는, 광 서큘레이터(65')로부터 척 테이블(35)의 흡착 척(36)의 표면까지의 광로 길이보다 짧게 설정되고, 본 실시형태에 있어서는, 광 서큘레이터(65')로부터 척 테이블(35)의 흡착 척(36)의 표면까지의 광로 길이보다 예컨대 1000 ㎛ 짧게 설정되어 있다.
상기 계측기(6')에 있어서, 광원(62)이 출사한 광(L1)은, 제1 광 파이버(63)에 의해 집광 렌즈(61a)에 유도되며, 광 서큘레이터(65')에 있어서 분기되어, 반사 미러(69)를 통해 반사 미러(61b)에 유도된다. 집광 렌즈(61a)를 통해 광(L1)이 웨이퍼(10)에 조사되어, 표면(10a)과 이면(10b)에서 반사한 반사광을 포함하는 복귀광(L2)과, 반사 미러(61b)에서 반사한 기준광(L3)에 의해, 복귀광(L2+L3)을 형성하고, 광 서큘레이터(65')를 경유하여 제2 광 파이버(64) 및 콜리메이트 렌즈(66)를 경유하여 투과 필터(67)에 조사된다.
상기한 바와 같이, 상기 투과 필터(67)는, 복귀광(L2+L3)을 구성하는 간섭광을 투과하고, 웨이퍼(10)의 두께 및 높이에 대응하여 변화하는 간섭광에 따라, 투과하는 위치가 변화하도록 설정되어 있는 필터이며, 센서(68)에 의해, 투과 필터(67)를 투과하여 조사된 광 강도(Q)가 높은 피크가 출현하는 좌표 위치를 특정 가능하다. 컨트롤러(100)는, 상기 좌표 위치에 기초하여 웨이퍼(10)의 상면(표면(10a)) 및 하면(이면(10b))의 높이, 및 웨이퍼(10)의 두께를 계측한다. 보다 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 복귀광(L2+L3)에 포함되는 기준광(L3)과 웨이퍼(10)의 표면(10a)에서 반사한 복귀광의 간섭광(W5)이 투과 필터(67)의 미리 정해진 위치(67e)를 투과하여, 센서(68)의 좌표 위치(68e)에, 광 강도(Q)가 높은 피크(S5)를 출현시키고, 상기 피크(S5)가 검출된 좌표 위치(68e)에 기초하여, 웨이퍼(10)의 표면(10a)의 높이가 450 ㎛인 것이 계측된다. 이와 동시에, 상기 기준광(L3)과 웨이퍼(10)의 이면(10b)에서 반사한 복귀광의 간섭광(W6)이 투과 필터(67)의 미리 정해진 위치(67f)를 투과하여, 센서(68)의 좌표 위치(68f)에 광 강도(Q)가 높은 피크(S6)를 출현시키고, 상기 피크(S6)가 검출된 좌표 위치(68f)에 기초하여, 웨이퍼(10)의 이면(10b)의 높이가 800 ㎛인 것이 계측된다. 또한, 상기한 높이는, 기준광(L3)의 광로 길이를 기준으로 하는 것이며, 상기 기준광(L3)의 광로 길이와 광 서큘레이터(65')로부터 표면(10a)까지의 광로 길이의 차, 및 상기 기준광(L3)의 광로 길이와 광 서큘레이터(65')로부터 이면(10b)까지의 광로 길이의 차이다. 상기 광 서큐레이터(65')로부터 상기 반사 미러(61b)까지의 광로 길이는, 광 서큘레이터(65')로부터 척 테이블(35)의 흡착 척(36)의 표면까지의 광로 길이보다 1000 ㎛ 짧게 설정되어 있기 때문에, 웨이퍼(10)의 표면(10a)의 높이의 값(450 ㎛)은 이면(10b)의 높이의 값(800 ㎛)보다 작은 값이 된다.
상기한 실시형태에서는, 웨이퍼(10)의 표면(10a)의 높이의 값(450 ㎛)과, 이면(10b)의 높이의 값(800 ㎛)이 계측되기 때문에, 그 차를 연산함으로써, 웨이퍼(10)의 상기 계측 위치(P)의 두께가 연산된다(350 ㎛). 또한, 상기한 바와 같이, 복귀광(L2)은, 웨이퍼(10)의 표면(10a)과 이면(10b)에서 반사한 반사광을 포함하고 있고, 상기 반사광을 구성하는 간섭광(W7)은, 투과 필터(67)의 미리 정해진 위치(67g)를 투과하기 때문에, 센서(68)의 좌표 위치(68g)에 있어서 광 강도(Q)가 높은 피크(S7)가 검출된다. 그리고, 상기한 컨트롤러(100)에 기억된 테이블을 참조함으로써, 그 피크(S7)가 검출된 좌표 위치(68g)에 대응하는 두께가 350 ㎛인 것이 계측된다. 또한, 상기한 실시형태에서는, 광(L1)이 웨이퍼(10)를 투과하는 것으로서 설명하였지만, 상기 계측기(6')와 같이, 광로 길이가 특정된 기준광(L3)의 광로 길이와 웨이퍼(10)에 있어서 반사한 반사광의 광로 길이의 차를 계측하는 구성에 따르면, 만약 웨이퍼(10)가 광(L1)을 투과하지 않는 경우라도, 웨이퍼(10)의 표면(10a)의 높이를 정확하게 계측하는 것이 가능하다.
상기한 계측기(6')에 의하면, 광로 길이가 특정된 기준광(L3)을 사용하여, 상기 기준광(L3)의 광로 길이와 웨이퍼(10)에 있어서 반사한 복귀광(L2)의 광로 길이차에 기초한 높이를 용이하게 계측할 수 있기 때문에, 회절 격자로 분광하여 파장마다의 광의 강도를 연산(푸리에 변환)하는 일없이, 단시간에 웨이퍼(10)의 높이, 및 두께를 계측할 수 있다.
상기한 실시형태에서는, 계측 장치(2)가, 오로지, 웨이퍼의 두께, 또는 높이를 계측하는 장치라고 하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 판형 피가공물에 대하여 가공을 실시하는 가공 장치에 배치되어도 좋고, 예컨대, 판형 피가공물에 대하여 투과성을 갖는 파장의 레이저 광선의 집광점을 내부에 위치시켜 조사하여, 내부에 개질층을 형성하여 분할의 기점으로 하는 레이저 가공 장치에 배치되어도 좋다.
2: 계측 장치 2a: 베이스
3: 유지 유닛 31: X축 방향 가동판
32: Y축 방향 가동판 33: 지주
34: 커버 부재 35: 척 테이블
36: 흡착 척 4: 이동 기구
4a: X축 이동 기구 4b: Y축 이동 기구
5: 프레임체 6,6': 계측기
62: 광원 61: 집광기
61a: 집광 렌즈 61b: 반사 미러
62: 광원 63: 제1 광 파이버
64: 제2 광 파이버 65, 65': 광 서큘레이터
66: 콜리메이트 렌즈 67: 투과 필터
67a∼67d: 위치 68: 센서
68a∼68d: 좌표 위치 69: 반사 미러
7: 모니터 10: 웨이퍼
12: 디바이스 14: 분할 예정 라인
81: 광로 L1: 광
L2: 복귀광 Q: 광 강도
W, W1∼W7: 간섭광 S1∼S7: 광 강도의 피크

Claims (4)

  1. 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측 장치로서,
    상기 판형 피가공물을 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블에 유지된 상기 판형 피가공물의 두께 또는 높이를 계측하는 계측기를 구비하고,
    상기 계측기는, 미리 정해진 파장역의 광을 출사하는 광원과,
    상기 광원이 출사한 광을 상기 척 테이블에 유지된 상기 판형 피가공물에 조사하는 집광 렌즈와,
    상기 판형 피가공물에서 반사한 복귀광을 평행광으로 생성하는 콜리메이트 렌즈와,
    평행광으로 생성된 상기 복귀광의 간섭광을 투과하는 투과 필터와,
    상기 투과 필터를 투과한 간섭광을 수광하여 광 강도를 검출하는 좌표를 구비한 센서와,
    상기 센서가 검출한 광 강도가 높은 좌표 위치를, 상기 판형 피가공물의 두께, 또는 높이로 결정하는 컨트롤러
    를 포함하는 것인 계측 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원이 출사한 광은, 제1 광 파이버로 상기 집광 렌즈까지 유도되고, 상기 복귀광은, 제2 광 파이버로 상기 콜리메이트 렌즈까지 유도되고, 상기 제1 광 파이버와 상기 제2 광 파이버는 광 서큘레이터에 의해 연결되어 있는 것인 계측 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판형 피가공물의 상면에서 반사한 복귀광과 상기 판형 피가공물의 하면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 상기 판형 피가공물의 두께를 계측하는 것인 계측 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광로 길이가 특정된 기준광과 상기 판형 피가공물의 상면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 상기 판형 피가공물의 상면의 높이를 계측하고, 상기 기준광과 상기 판형 피가공물의 하면에서 반사한 복귀광의 간섭광에 의해 상기 판형 피가공물의 하면의 높이를 계측하고, 상기 판형 피가공물의 상면의 높이와 하면의 높이와의 차에 의해 상기 판형 피가공물의 두께를 계측하는 것인 계측 장치.
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