TW202334611A - 晶圓厚度測定裝置及該方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的晶圓厚度測定裝置，係依據透過A面光學干涉儀及B面光學干涉儀測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所致之第1及第2干涉儀基準測定結果、透過A面測距儀及B面測距儀測定前述基準測定點所致之第1及第2測距儀基準測定結果、透過A面光學干涉儀及B面光學干涉儀測定前述晶圓的測定點所致之第1及第2干涉儀測定結果、以及透過A面測距儀及B面測距儀測定前述測定點所致之第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果的變位之間的相位數，以求出前述測定點之晶圓的厚度。

Description

晶圓厚度測定裝置及該方法
本發明係關於測定晶圓的厚度的晶圓厚度測定裝置及晶圓厚度測定方法。
例如成為磁碟的基板及積體電路的素材等的晶圓係近年來，為了記錄密度的高密度化及電路的高積體化等，被要求高平坦度。例如積體電路中實現7奈米規則及5奈米規則。對於為了追求該平坦度來說，需要例如以10奈米以下的等級，高精度地測定晶圓的厚度。該測定晶圓的厚度的晶圓厚度測定裝置係例如揭示於專利文獻1。
該專利文獻1所揭示的晶圓厚度測定裝置係光外差干涉測定裝置所致之晶圓厚度測定裝置，具備：對應前述晶圓的高度位置而配置，以實質上對應前述晶圓的彎曲所致之傾斜角的所定角度傾斜配置，具有與前述晶圓等效之已知的一定厚度的試料片、產生和從前述晶圓的表面側的所定基準位置到對應前述光外差干涉測定裝置的測定點之前述晶圓的表面位置為止的距離因應的檢測訊號的第1檢測器、產生和從前述晶圓的背面側的所定基準位置到對應前述光外差干涉測定裝置的測定點之前述晶圓的背面位置為止的距離因應的檢測訊號的第2檢測器、及於多數測定點中藉由前述光外差干涉測定裝置測定前述試料片的前述表面或背面的變位量，將此時在各前述測定點所得的前述第1及第2檢測器的前述檢測訊號所致之檢測值，對應各前述測定點記憶其測定點的前述變位量的資料採取/ 記憶手段，於表背在前述試料片的表背的高度範圍中之前述晶圓的任意測定點中取得前述第1及第2檢測器的檢測訊號所致之各個檢測值，從該各個檢測值分別取得藉由資料採取/記憶手段所記憶之對應藉由前述光外差干涉測定裝置測定的前述檢測值的前述變位量，依據所得之各個變位量與前述試料片的厚度，計算出前述晶圓的厚度。
然而，前述專利文獻1所揭示的晶圓厚度測定裝置係依據其第[0006]段及第[0007]段等的各記載，通過從成為基準的厚度一定之試料片的厚度加減表背的偏差量，求出所應測定之晶圓的厚度。因此，前述專利文獻1所揭示的晶圓厚度測定裝置之測定精度會依存於試料片的厚度的一定性。想要高精度地測定晶圓的厚度的話，則高精度需要厚度一定的試料片，前述專利文獻1所揭示的晶圓厚度測定裝置並未完全發揮光學干涉儀(在前述專利文獻1中為光外差干涉儀)的性能。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2000-234912號公報
本發明係有鑑於上述的情況所發明者，其目的為提供發揮光學干涉儀的性能，可高精度地測定晶圓的厚度的晶圓厚度測定裝置及晶圓厚度測定方法。
本發明的晶圓厚度測定裝置及晶圓厚度測定方法，係依據藉由透過A面光學干涉儀及B面光學干涉儀測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所致的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由透過A面測距儀及B面測距儀測定前述基準測定點所致的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由透過A面光學干涉儀及B面光學干涉儀測定前述晶圓之測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由透過A面測距儀及B面測距儀測定前述測定點所致的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點之晶圓的厚度。
前述以及其他本發明的目的、特徵及優點，係參照以下的詳細記載與添附圖示來明確揭示。
以下，參照圖式，說明本發明的1或複數實施形態。然而，發明的範圍並不限定於所揭示的實施形態。再者，於各圖中附加相同符號的構造係表示相同的構造，適當省略其說明。於本說明書中，總稱的狀況中透過省略附標的參照符號揭示，指個別的構造的狀況中透過附加附標的參照符號揭示。
實施形態之晶圓厚度測定裝置係以可高精度地進行測定的光學干涉儀為主體，例如測定磁碟的基板及積體電路的素材等之晶圓的厚度的裝置。此晶圓厚度測定裝置，係具備：一對第1及第2光學干涉儀，係以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置；一對第1及第2測距儀，係以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離；及厚度運算部，係依據藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所得的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述基準測定點所得的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定前述測定對象的晶圓之測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述測定點所得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。以下，針對此種的晶圓厚度測定裝置及安裝於其的晶圓厚度測定方法，更具體進行說明。
圖1係揭示實施形態之晶圓厚度測定裝置的構造的區塊圖。圖2係揭示前述晶圓厚度測定裝置之第1工作台的構造的示意圖。圖3係揭示前述晶圓厚度測定裝置之搬送部的構造的示意圖。圖4係用以說明前述晶圓厚度測定裝置之厚度的運算手法的圖。
再者，為了說明方便，測定對象的晶圓WA的一方之面(一方的主面)係適當稱為A面，與該A面有表背關係的晶圓WA的另一方之面(另一方主面)係適當稱為B面。在圖1乃至圖3所示的範例中，晶圓WA載置於第1及第2工作台5、5時，A面為上面，B面為下面。
實施形態之晶圓厚度測定裝置S係例如圖1所示，具備A面光學干涉儀1A、B面光學干涉儀1B、A面測距儀2A、B面測距儀2B、運算控制部3、第1工作台4、第2工作台5、搬送部6、輸入部7、輸出部8。
A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B係如圖1乃至圖3所示，以隔著測定對象的晶圓WA而相互對向之方式配置的光學干涉儀。亦即，A面光學干涉儀1A係對向配置於晶圓WA的A面，B面光學干涉儀1B係對向配置於晶圓WA的B面，該等A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B係以在晶圓WA的表背中測定相同的測定點之方式配置。厚度測定相關的光學干涉儀係使可干涉之2個第1及第2光線，傳播於第1及第2光路徑之後，使該等干涉，依據因應該等第1光路徑的第1光路徑長度與第2光路徑的第2光路徑長度的差所產生的相位差，求出前述第1及第2光路徑長度差者，將前述第1光線設為參照光，將前述第2光線設為測定光，在前述第2光路徑並無測定對象時讓前述第1及第2光路徑長度成為相等，於前述第2光路徑配置測定對象，藉此，作為前述第1及第2光路徑長度差而檢測出前述測定對象的厚度變化量(變位量)，以測定前述測定對象的厚度變化量者。此種光學干涉儀係例如外差光學干涉儀、零差光學干涉儀及斐索光學干涉儀等的各種裝置。前述外差光學干涉儀係使頻率不同的2個雷射光干涉，生成具有該等的差之頻率的拍頻訊號，偵測該生成之拍頻訊號的相位變化者，該拍頻訊號的相位變化係對應前述2個雷射光之間之光路徑長度的差，所以，與測定對象的厚度變化量(變位量)有關。使用此種外差光學干涉儀的厚度測定相關的裝置係例如揭示於日本特開2008-180708號公報及日本特開2019-168339號公報等。前述零差光學干涉儀係相對於前述外差光學干涉儀，為了設為相同頻率，將來自相同光源的雷射光透過例如分光器分配成2個，將一方作為參照光，將另一方作為測定光者。使用此種零差光學干涉儀的厚度測定相關的裝置係例如揭示於日本特開2010-197376號公報等。前述斐索光學干涉儀係將測定光分配成傳播於在基準平面反射的第1光路徑的第1測定光(參照光)，與傳播於在測定對象的表面反射的第2光路徑的第2測定光，使在前述基準平面反射的第1測定光與在前述測定對象的表面反射的第2測定光干涉者。使用此種斐索干涉儀的厚度測定相關的裝置係例如揭示於日本特開2016-095276號公報及日本特開2016-176784號公報等。
A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B在本實施形態中使用外差光學干涉儀，A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B係分別連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制進行測定，並將其測定結果輸出至運算控制部3。
A面測距儀2A及B面測距儀2B係如圖1乃至圖3所示，以隔著測定對象的晶圓WA而相互對向之方式配置，測定絕對距離的測距儀。亦即，A面測距儀2A係對向配置於晶圓WA的A面，B面測距儀2B係對向配置於晶圓WA的B面，該等A面測距儀2A及B面測距儀2B係以在晶圓WA的表背中測定相同的測定點之方式配置。此種測距儀例如使用靜電容感測器、共焦感測器、三角測量感測器及分光干涉雷射位移計等。A面測距儀2A係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，測定從該A面測距儀2A的配置位置到晶圓WA的A面為止的距離，並將其測定結果輸出至運算控制部3。B面測距儀2B係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，測定從該B面測距儀2B的配置位置到晶圓WA的B面為止的距離，並將其測定結果輸出至運算控制部3。前述測定點之晶圓WA的厚度T係藉由從A面測距儀2A的配置位置與B面測距儀2B的配置位置之間的距離Lab，減算透過A面測距儀2A測定之到晶圓WA的A面為止的距離La與透過B面測距儀2B測定之到晶圓WA的B面為止的距離Lb來求出(T=Lab-(La+Lb))。
第1工作台4係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，往與測定對象之晶圓WA的厚度方向正交的水平方向移動晶圓WA的裝置。第1工作台4係在設定將晶圓WA的厚度方向設為Z軸方向的XYZ正交座標系時，作為可往X軸方向及Y軸方向移動晶圓WA的XY工作台亦可，但是，在本實施形態中，晶圓WA為半導體晶圓時，一般來說，由於半導體晶圓為圓盤狀的形狀，第1工作台4可旋轉移動晶圓WA，並且也可往前述旋轉的徑方向移動的裝置。
此種第1工作台4係更具體來說，例如圖2所示，以不會受到晶圓WA的振動所致之影響，可高精度且高速地測定晶圓WA的測定點MP之厚度的方式，具備從中央構件往徑方向延伸的3個機械臂構件，在前述機械臂構件的前端，具備於其邊緣部(邊緣區域)中在圓周上的3處3點支持晶圓WA的支持部44、連結於前述支持部44的中央構件的旋轉軸41、旋轉驅動旋轉軸41的旋轉驅動部42、在所定移動範圍內直線移動旋轉驅動部42的直線驅動部43。該等旋轉驅動部42及直線驅動部43係例如具備伺服馬達等的致動器及減速齒輪等的驅動機構所構成。
在此種構造的第1工作台4中，晶圓WA載置於支持部44之3個機械臂構件的各前端，藉由支持部44而3點支持。然後，如此在晶圓WA被載置於第1工作台4時，以晶圓WA的A面及B面可藉由A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定之方式，第1工作台4對於A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的配置位置配設。
在此種構造的第1工作台4中，通過遵照運算控制部3的控制而讓旋轉驅動部42旋轉，透過旋轉軸41而支持部44旋轉，晶圓WA會以旋轉軸41(支持部44的中央構件)為中心旋轉。然後，通過遵照運算控制部3的控制，直線驅動部43直線移動旋轉驅動部42，讓晶圓WA沿著徑方向移動。藉由併用此種旋轉驅動部42所致之晶圓WA的旋轉移動，與直線驅動部43所致之晶圓WA的直線方向的移動，於第1工作台4的移動範圍內，可測定晶圓WA的所希望的測定點MP。
第2工作台5係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，往與測定對象之晶圓WA的厚度方向正交的水平方向移動晶圓WA的裝置，在本實施形態中，與第1工作台4同樣地構成。在晶圓WA被載置於第2工作台5時，以晶圓WA的A面及B面可藉由A面測距儀2A及B面測距儀2B測定之方式，第2工作台5對於A面測距儀2A及B面測距儀2B的配置位置配設。
搬送部6係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，在第1及第2工作台5、5之間搬送測定對象的晶圓WA的裝置。搬送部6係更具體來說，例如圖3所示，藉由具備夾住測定對象的晶圓WA的臂部64、在XY平面內旋轉移動臂部64的第1旋轉部63、在XY平面內旋轉移動第1旋轉部63的第2旋轉部62、在第1及第2工作台5、5之間移動第2旋轉部62的移動部61的搬送機器人6所構成。
輸入部7係連接於運算控制部3，將例如指示開始厚度測定之指令等的各種指令、及測定對象的晶圓WA的名稱(例如序號等)等之使晶圓厚度測定裝置S動作所需的各種資料輸入至晶圓厚度測定裝置S的機器，例如被分派所定功能的複數輸入開關及鍵盤及滑鼠等。輸出部8係連接於運算控制部3，遵照運算控制部3的控制，輸出從輸入部7輸入的指令及資料、以及測定結果等的機器，例如CRT顯示器、液晶顯示器及有機EL顯示器等的顯示裝置及印表機等的印刷裝置等。
再者，輸入部7及輸出部8由所謂觸控面板構成亦可。構成該觸控面板的狀況中，輸入部7係例如電阻膜方式或靜電容方式等之檢測並輸入操作位置的位置輸入裝置，輸出部8係為顯示裝置。在該觸控面板中，於前述顯示裝置的顯示面上設置前述位置輸入裝置，顯示可輸入至前述顯示裝置的1或複數的輸入內容的候補，使用者接觸顯示欲輸入之輸入內容的顯示位置的話，藉由前述位置輸入裝置檢測出其位置，顯示於所檢測之位置的顯示內容作為使用者的操作輸入內容而被輸入至晶圓厚度測定裝置S。在此種觸控面板中，因為使用者可直覺地容易理解輸入操作，所以，可提供對於使用者來說容易操作的晶圓厚度測定裝置S。
運算控制部3係因應該功能來控制晶圓厚度測定裝置S的各部的電路，例如藉由記憶用以因應該功能來控制晶圓厚度測定裝置S的各部的控制程式及依據A面光學干涉儀1A、B面光學干涉儀1B、A面測距儀2A及B面測距儀2B的各輸出，求出晶圓WA的厚度的運算程式等之各種所定程式、及前述所定程式的執行所需之資料的各種所定資料等的非揮發性的記憶元件即ROM(Read Only Memory)及可改寫之非揮發性的記憶元件即EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、讀取出並執行前述所定程式，來進行所定運算處理及控制處理的CPU(Central Processing Unit)、記憶前述所定程式的執行中所產生之資料等的所謂前述CPU的工作記憶體的RAM (Random Access Memory)、以及具備該等周邊電路的微電腦等所構成。運算控制部3係功能上具備厚度運算部31及工作台搬送控制部32。
工作台搬送控制部32係為了測定晶圓WA之複數測定點MP，以晶圓WA往與厚度方向正交的水平方向移動之方式，控制第1工作台4之旋轉驅動部42及直線驅動部43的各動作，以在第1及第2工作台5、5之間搬送晶圓WA之方式，控制搬送部6之各部61～64，為了測定晶圓WA之複數測定點MP，以晶圓WA往與厚度方向正交的水平方向移動之方式，控制第2工作台5之旋轉驅動部及直線驅動部的各動作者。
厚度運算部31係依據藉由透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所得的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述基準測定點所得的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由透過前述A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定測定對象的晶圓WA之測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由透過前述A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述測定點所得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓WA的厚度者。
更具體來說，如圖4所示，求出晶圓WA的厚度T。於圖4揭示依據透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所得的第1及第2測距儀基準測定結果所求出的基準厚度Wmref，依據透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定測定對象的晶圓WA之測定點所得的第1及第2測距儀測定結果所求出的厚度Wm。基準厚度Wmref係如上所述，藉由從A面測距儀2A的配置位置與B面測距儀2B的配置位置之間的距離，減算透過A面測距儀2A測定之到晶圓WA的A面為止的距離(第1測距儀基準測定結果)與透過B面測距儀2B測定之到晶圓WA的B面為止的距離(第2測距儀基準測定結果)來求出，同樣地，厚度Wm係藉由從A面測距儀2A的配置位置與B面測距儀2B的配置位置之間的距離，減算透過A面測距儀2A測定之到晶圓WA的A面為止的距離(第1測距儀測定結果)與透過B面測距儀2B測定之到晶圓WA的B面為止的距離(第2測距儀測定結果)來求出。同樣地，揭示依據透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述基準測定點所得的第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位Wiref，揭示依據透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位Wi。在使用外差光學干涉儀的變位測定中，將測定光的拍頻訊號強度設為Is，將參照光的拍頻訊號強度射為Ir，將2個雷射光的頻率分別設為f1、f2，將測定光的拍頻訊號與參照光的拍頻訊號的相位差設為φ，將基準光的波長設為λs，將外差光學干涉儀與測定對象之間的變位設為z的話，會成立以下公式1乃至公式4，以求出變位z。在此，測定光的拍頻訊號及參照光的拍頻訊號係藉由頻率f1、f2之光的干涉所生成，頻率f1、f2的光係調變波長λs的基準光所生成者。又，生成頻率f1、f2的光之後，參照光係直接讓頻率f1、f2的光干涉者，測定光係在頻率f1、f2的任一方的光通過在晶圓表面反射之光路徑後干涉者。 公式1：Is∝I 0×cos(△ωt-φ) 公式2：Ir∝I 0×cos(△ωt) 公式3：△ω=2π|f1-f2| 公式4：φ=(4π/λs)×z
圖4所示的基準變位Wiref及變位Wi係分別藉由透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B加上前述公式4的相位φ，在0～2π的範圍規範化，進而，乘以λs/4π而轉換成變位z來求出。
再者，表示該等基準厚度Wmref、厚度Wm、基準變位Wiref及變位Wi個別的圓形記號(○、˜)的大小係象徵性地表示測定精度。藉由A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定之變位的測定精度係比藉由A面測距儀2A及B面測距儀2B測定之厚度的測定精度還高精度，例如藉由A面測距儀2A及B面測距儀2B測定之厚度的測定精度係為10nm程度，藉由A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定之變位的測定精度係為1nm程度。
在光學干涉儀中，將測定光的波長設為λ(例如氦氖雷射光的波長λ=632.8nm等)的話，只能在±λ/4(在前述的範例中為±158.2nm等)的範圍中進行測定，故即使測定厚度為λ/2以上且不同的晶圓WA，也會如圖4所示，成為在±λ/4的範圍的測定結果。因此，使用光學干涉儀的變位的測定，通常是測定某點的厚度並進行光相位連接，將前述某點作為基準的相對性變位超過±λ/4的範圍所求出。在本實施形態中，從圖4可知，將依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位Wiref與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位Wi之間的相位數設為整數N，將透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B求出的測定結果與透過A面測距儀2A及B面測距儀2B求出的測定結果之間的誤差設為ε的話，可成立以下公式5。 公式5：|ε|=Wm-Wmref-((Wi-Wiref)+N×(λ/2))
所以，A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定精度相對於λ/4為1/2以下的話，藉由求出使Wm-Wmref-((Wi-Wiref)+N×(λ/2))成為最小的整數N，以求出前述相位數N，求出前述相位數N的話，將前述已知的厚度設為W0的話，前述測定點的測定對象之晶圓WA的厚度T可藉由以下公式6求出。 公式6：T=((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+W0
在此，藉由使用具有已知的厚度之基準測定點的基準片，利用前述公式6，晶圓WA的厚度T可不被A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定精度影響而求出，可利用A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定精度進行測定。然而，由上述的計算方法可知，求出相位數N之際，排除A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定精度。因此，前述基準片係前述測定對象的晶圓，前述基準測定點係前述測定對象的晶圓之所定點，前述已知的厚度W0係基準厚度Wmref，晶圓WA的厚度T藉由以下公式7求出亦可，即使該狀況中，晶圓WA的厚度T也可不被A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定精度影響而求出，可利用A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定精度進行測定。 公式7：T=((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+Wmref
再者，A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B相當於以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置的一對第1及第2光學干涉儀的一例，A面測距儀2A及B面測距儀2B相當於以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離的一對第1及第2測距儀的一例。
接著，針對本實施形態的動作進行說明。圖5係揭示前述晶圓厚度測定裝置的動作的流程圖。
例如，省略圖示的電源開關被導通的話，會啟動晶圓厚度測定裝置S，藉由運算控制部3進行所需之各部的初始化，於運算控制部3功能地構成厚度運算部31及工作台搬送控制部32。
在實施形態之晶圓厚度測定裝置S中，使用A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定，與使用A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定需要對於相同位置的測定點MP實施。因此，在測定前正確地實施定位。首先，在XY方向的定位中，以A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B之各測定點(測定光的照射處(照射位置))位於第1工作台4的中心之方式，機械上進行調整。同樣地，以A面測距儀2A及B面測距儀2B之各測定點位於第2工作台5的中心之方式，機械上進行調整。然後，在將晶圓WA搬送至第1工作台4時，以晶圓WA的中心位於第1工作台4的中心而被箝夾之方式，調整搬送部6，在將晶圓WA搬送至第2工作台5時，以晶圓WA的中心位於第2工作台5的中心而被箝夾之方式，調整搬送部6。在旋轉方向的定位中，藉由例如省略圖示的相機等檢測出晶圓WA的劃線位置，以該檢測出的劃線位置位於預先設定的初始位置之方式，驅動第1工作台4。同樣地，藉由例如省略圖示的相機等檢測出晶圓WA的劃線位置，以該檢測出的劃線位置位於預先設定的初始位置之方式，驅動第2工作台5。劃線位置係在例如晶圓WA為半導體晶圓時，300mm以上的話，表示劃線位置之被稱為切口的缺口形成於前述半導體晶圓，200mm以下的話，表示晶圓的結晶方位的定向平面(orientation flat)形成於前述半導體晶圓，該定向平面利用來作為劃線位置。
此種定位的調整後，例如從輸入部7受理指示開始測定的指令的話，於圖5中，晶圓厚度測定裝置S係藉由運算控制部3的工作台搬送控制部32，以A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點位於預先設定之晶圓WA的基準測定點MP0之方式，驅動第1工作台4，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述基準測定點MP0(S1)。藉此取得第1及第2干涉儀基準測定結果。
接著，晶圓厚度測定裝置S係藉由工作台搬送控制部32，以A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點位於預先設定之晶圓WA的各測定點MPk之方式，驅動第1工作台4，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述各測定點MPk(S2)。藉此取得第1及第2干涉儀測定結果。
更具體來說，例如在本實施形態中，工作台搬送控制部32係一邊藉由控制第1工作台4的旋轉驅動部42使晶圓WA旋轉，一邊藉由控制第1工作台4的直線驅動部43使晶圓WA往直線方向移動。此種在工作台搬送控制部32所致之控制第1工作台4之期間，運算控制部3係每於A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點成為預先設定之所定位置(測定點)MP，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B進行測定。藉由此種動作，以複數測定點MPk的軌跡描繪螺旋之方式，在晶圓WA之各測定點MPk取得第1及第2干涉儀測定結果。或者，例如工作台搬送控制部32係一邊藉由控制第1工作台4的旋轉驅動部42使晶圓WA旋轉，一邊在該期間，運算控制部3係每於A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點成為預先設定之所定位置(測定點)MP，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B進行測定。接下來，即使晶圓WA旋轉1圈，也可藉由控制第1工作台4的直線驅動部43使晶圓WA往直線方向移動所定距離。然後，就算往該直線方向移動所定距離，也與上述同樣地，運算控制部3係一邊使晶圓WA旋轉，一邊在此期間中，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B進行測定。藉由此種動作，在半徑不同的圓周上的各位置之各測定點MPk取得第1及第2干涉儀測定結果。
晶圓WA的基準測定點MP0係適當設定於晶圓WA上亦可，但是，如上所述般測定的各測定點MPk之最初的測定點MP1設為晶圓WA的基準測定點MP0亦可。藉此，可順暢地連續執行處理S1及處理S2。
接著，晶圓厚度測定裝置S係藉由工作台搬送控制部32，將晶圓WA從第1工作台4搬送至第2工作台5(S3)。
接著，晶圓厚度測定裝置S係藉由工作台搬送控制部32，以A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定點位於前述基準測定點MP0之方式，驅動第2工作台5，透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述基準測定點MP0(S4)。藉此取得第1及第2測距儀基準測定結果。
接著，晶圓厚度測定裝置S係藉由工作台搬送控制部32，以A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定點位於前述各測定點MPk之方式，驅動第2工作台5，透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述各測定點MPk(S5)。藉此取得第1及第2測距儀測定結果。
接著，晶圓厚度測定裝置S係藉由運算控制部3的厚度運算部31，依據藉由在處理S1透過前述A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述基準測定點MP0所得的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由在處理S4透過前述A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述基準測定點MP0所得的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由在處理S2透過前述A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述各測定點MPk所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由在處理S5透過前述A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述各測定點MPk所得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位Wiref與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位Wi之間的相位數N，以求出前述各測定點MPk之晶圓WA的各厚度Tk(S6)。在本實施形態中，於前述各測定點MPk中，求出使Wm-Wmref-((Wi-Wiref)+N×(λ/2))成為最小的整數N，藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+Wmref求出晶圓WA的厚度T。
然後，晶圓厚度測定裝置S係將在處理S6中求出之前述各測定點MPk之晶圓WA的各厚度Tk輸出至輸出部8，結束本處理(S7)。
如以上說明般，實施形態之晶圓厚度測定裝置S及安裝於其的晶圓厚度測定方法，係求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位Wiref與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位Wi之間的相位數N，所以，由於可依據A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定結果，求出晶圓WA的厚度T，可發揮光學干涉儀的性能而高精度地測定晶圓WA的厚度T。前述晶圓厚度測定裝置S及晶圓厚度測定方法例如可利用數奈米的精度測定晶圓WA的厚度。前述晶圓厚度測定裝置S及晶圓厚度測定方法因為基準測定點只需要1點，可將任意構件利用於基準片。
前述晶圓厚度測定裝置S及晶圓厚度測定方法係由於可藉由使用A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+W0，在前述範例中為((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+Wmref，求出前述測定點MP的測定對象之晶圓WA的厚度T，可發揮光學干涉儀的性能而高精度地測定晶圓WA的厚度T。
再者，於上述的實施形態中，晶圓厚度測定裝置S係例如圖6所示，進而具備用以校正A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的第1校正片CB1及用以校正A面測距儀2A及B面測距儀2B的第2校正片CB2，藉由該等第1及第2校正片CB1、CB2進行校正亦可。
圖6係用以說明前述晶圓厚度測定裝置的第1變形形態的圖。在此種第1變形形態之晶圓厚度測定裝置S中，更具體來說，作為第1及第2校正片CB1、CB2預先準備適當的構件，第1校正片CB1配置於可透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定的位置，第2校正片CB2配置於可透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定的位置。例如，第1校正片CB1係可透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B進行測定地安裝於第1工作台4的支持部44之3個機械臂構件中任一機械臂構件。同樣地，第2校正片CB2係可透過A面測距儀2A及B面測距儀2B進行測定地安裝於第2工作台5的支持部之3個機械臂構件中任一機械臂構件。
然後，厚度運算部31係依據藉由校正晶圓厚度測定裝置S之際，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定第1校正片CB1之第1校正點所得的第1及第2干涉儀基準校正測定結果、藉由進行前述校正之際，透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定第2校正片CB2之第2校正點所得的第1及第2測距儀基準校正測定結果、藉由在前述校正後且測定測定對象之晶圓WA的厚度T之前，透過前述A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述第1校正點所得的第1及第2干涉儀校正測定結果、藉由在進行前述測定之前，透過前述A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述第2校正點所得的第1及第2測距儀校正測定結果、前述第1及第2干涉儀基準測定結果、前述第1及第2測距儀基準測定結果、前述第1及第2干涉儀測定結果、以及前述第1及第2測距儀測定結果，求出前述相位數N，以求出前述測定點的測定對象之晶圓WA的厚度T。
更具體來說，將依據前述第1及第2干涉儀基準校正測定結果所求出的基準校正變位設為Wicref，將依據前述第1及第2測距儀基準校正測定結果所求出的基準校正厚度設為Wmcref，將依據前述第1及第2干涉儀校正測定結果所求出的校正變位設為Wic，將依據前述第1及第2測距儀校正測定結果所求出的校正厚度設為Wmc，與上述的公式5同樣地，由於可成立以下公式8，藉由求出使Wm-Wmref-(Wmc-Wmcref)-(((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref)))成為最小的整數N以求出前述相位數N，前述測定點MP的測定對象之晶圓WA的厚度T可藉由以下公式9求出。或者，前述測定點MP的測定對象之晶圓WA的厚度T藉由以下公式10求出亦可。 公式8：|ε|=Wm-Wmref-(Wmc-Wmcref)-((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref)) 公式9：T=((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+W0 公式10：T=((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+Wmref
在此種晶圓厚度測定裝置S中，作為校正時，例如在出貨階段藉由廠商，或者例如在交貨後測定開始前藉由使用者，藉由透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定第1校正片CB1之第1校正點而取得第1及第2干涉儀基準校正測定結果，藉由透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定第2校正片CB2之第2校正點而取得第1及第2測距儀基準校正測定結果，該等第1及第2干涉儀基準校正測定結果以及第1及第2測距儀基準校正測定結果被記憶於運算控制部3。
然後，在測定之際，使用圖5在上述之處理S1之前，實施以A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點位於第1校正點之方式，驅動第1工作台4，透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B測定前述第1校正點的處理。藉此取得第1及第2干涉儀校正測定結果。接下來，使用圖5依序實施上述之處理S1乃至處理S3的各處理。接下來，使用圖5在上述之處理S4之前，實施以A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定點位於第2校正點之方式，驅動第2工作台5，透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定前述第2校正點的處理。藉此取得第1及第2測距儀校正測定結果。接下來，使用圖5依序實施上述之處理S4乃至處理S6的各處理。在該處理S6中，厚度運算部31係作為前述相位數N，求出使Wm-Wmref-(Wmc-Wmcref)-((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))成為最小的整數N，藉由((Wi-Wiref)+ N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+Wmref求出前述測定點MP之晶圓WA的厚度T。然後，使用圖5實施上述之處理S7，結束測定。
此種晶圓厚度測定裝置S及晶圓厚度測定方法係可藉由第1及第2校正片CB1、CB2進行校正，即使A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B或A面測距儀2A及B面測距儀2B例如因為經年變化而測定結果產生漂移(偏移)的狀況中，也可求出補正(修正)過誤差之晶圓WA的厚度T。前述晶圓厚度測定裝置S及晶圓厚度測定方法可藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+W0，在前述範例中為((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+Wmref，求出修正後之晶圓WA的厚度T。
又，在上述的實施形態中，晶圓厚度測定裝置S係具備第1工作台4以用於A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B，具備第2工作台5以用於A面測距儀2A及B面測距儀2B，具備搬送部6以用於該等第1及第2工作台5、5間之晶圓WA的搬送，但是，讓第1及第2工作台5、5用於A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B以及A面測距儀2A及B面測距儀2B，統合於1個工作台亦可。據此，可省略第2工作台5及搬送部6，也可省略第2工作台5的定位。
圖7係用以說明前述晶圓厚度測定裝置的第2變形形態的圖。在此種第2變形形態之晶圓厚度測定裝置S中，更具體來說，例如圖7所示，A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B以及A面測距儀2A及B面測距儀2B係以A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B的測定點位於被載置於省略圖示之工作台的晶圓WA上，並且A面測距儀2A及B面測距儀2B的測定點位於前述晶圓WA上之方式配置。前述省略圖示的工作台係例如與圖2所示的第1工作台4相同的構造。然後，A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B之測定點的位置，與A面測距儀2A及B面測距儀2B之測定點的位置的位置關係被記憶於運算控制部3。運算控制部3係依據前述位置關係，以透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定之測定點與透過A面測距儀2A及B面測距儀2B測定之測定點相互一致之方式，驅動前述省略圖示的工作台。
再者，如圖7所示，使用第1及第2校正片CB1、CB2亦可，在此狀況中，例如，第1校正片CB1係可透過A面光學干涉儀1A及B面光學干涉儀1B進行測定地安裝於前述省略圖示的工作台的支持部之3個機械臂構件中任一機械臂構件，第2校正片CB2係可透過A面測距儀2A及B面測距儀2B進行測定地安裝於前述省略圖示的工作台的支持部之3個機械臂構件中任一機械臂構件。
本說明書係如上所述般揭示各種樣態的技術，其中將主要技術匯集於以下內容。
一樣態的晶圓厚度測定裝置，係具備：以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置的一對第1及第2光學干涉儀、以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離的一對第1及第2測距儀、及依據藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所得的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述基準測定點所得的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定前述測定對象的晶圓之測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述測定點所得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度的厚度運算部。
此種晶圓厚度測定裝置係求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，所以，由於可依據第1及第2光學干涉儀的測定結果，求出晶圓的厚度，可發揮光學干涉儀的性能而高精度地測定晶圓的厚度。前述晶圓厚度測定裝置因為基準測定點只需要1點，可將任意構件利用於基準片。
在另一樣態中，於上述的晶圓厚度測定裝置中，將前述已知的厚度設為W0，將前述相位數設為整數N，將前述第1及第2光學干涉儀之測定光的波長設為λ，將依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位設為Wiref，將依據前述第1及第2測距儀基準測定結果所求出的基準厚度設為Wmref，將依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位設為Wi，將依據前述第1及第2測距儀測定結果所求出的厚度設為Wm時，前述厚度運算部，係藉由求出使Wm-Wmref-((Wi-Wiref)+N×(λ/2))成為最小的整數N，以求出前述相位數N，藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+W0求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。理想為於上述的晶圓厚度測定裝置中，前述基準片係前述測定對象的晶圓，前述基準測定點係前述測定對象的晶圓之所定點，前述已知的厚度W0係基準厚度Wmref，前述厚度運算部係藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+Wmref，求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
此種晶圓厚度測定裝置係由於可藉由使用第1及第2光學干涉儀的測定結果的((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+ W0，求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度，可發揮光學干涉儀的性能而高精度地測定晶圓的厚度。
在另一樣態中，於該等上述的晶圓厚度測定裝置中，前述厚度運算部，係依據藉由校正前述晶圓厚度測定裝置之際，透過前述第1及第2光學干涉儀測定所定第1校正片之第1校正點所得的第1及第2干涉儀基準校正測定結果、藉由進行前述校正之際，透過前述第1及第2測距儀測定所定第2校正片之第2校正點所得的第1及第2測距儀基準校正測定結果、藉由在前述校正後且測定前述測定對象之晶圓的厚度之前，透過前述第1及第2光學干涉儀測定前述第1校正點所得的第1及第2干涉儀校正測定結果、藉由在進行前述測定之前，透過前述第1及第2測距儀測定前述第2校正點所得的第1及第2測距儀校正測定結果、前述第1及第2干涉儀基準測定結果、前述第1及第2測距儀基準測定結果、前述第1及第2干涉儀測定結果、以及前述第1及第2測距儀測定結果，求出前述相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
此種晶圓厚度測定裝置係可藉由校正片進行校正，即使第1及第2光學干涉儀或第1及第2測距儀例如因為經年變化而測定結果產生漂移(偏移)的狀況中，也可求出補正(修正)過誤差之晶圓的厚度。
在另一樣態中，於上述的晶圓厚度測定裝置中，將前述已知的厚度設為W0，將前述相位數設為整數N，將前述第1及第2光學干涉儀之測定光的波長設為λ，將依據前述第1及第2干涉儀基準校正測定結果所求出的基準校正變位設為Wicref，將依據前述第1及第2測距儀基準校正測定結果所求出的基準校正厚度設為Wmcref，將依據前述第1及第2干涉儀校正測定結果所求出的校正變位設為Wic，將依據前述第1及第2測距儀校正測定結果所求出的校正厚度設為Wmc，將依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位設為Wiref，將依據前述第1及第2測距儀基準測定結果所求出的基準厚度設為Wmref，將依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位設為Wi，將依據前述第1及第2測距儀測定結果所求出的厚度設為Wm時，前述厚度運算部，係藉由求出使Wm-Wmref-(Wmc-Wmcref)-((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))成為最小的整數N，以求出前述相位數，且藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+W0，求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。理想為於上述的晶圓厚度測定裝置中，前述基準片係前述測定對象的晶圓，前述基準測定點係前述測定對象的晶圓之所定點，前述已知的厚度W0係基準厚度Wmref，前述厚度運算部係藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref)) +Wmref，求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
此種晶圓厚度測定裝置可藉由((Wi-Wiref)+ N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+W0，求出修正後的厚度。
本發明的另一樣態的晶圓厚度測定方法，係具備：干涉儀基準測定工程、測距儀基準估計工程、干涉儀測定工程、測距儀測定工程、厚度運算工程。該干涉儀基準測定工程係透過以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置的一對第1及第2光學干涉儀，測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點而取得第1及第2干涉儀基準測定結果。該測距儀基準估計工程係透過以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離的一對第1及第2測距儀，測定前述基準測定點而取得第1及第2測距儀基準測定結果。該干涉儀測定工程係透過前述第1及第2光學干涉儀，測定前述測定對象的晶圓之測定點而取得第1及第2干涉儀測定結果。該測距儀測定工程係透過前述第1及第2測距儀，測定前述測定點而取得第1及第2測距儀測定結果。該厚度運算工程係依據透過前述干涉儀基準測定工程所取得的第1及第2干涉儀基準測定結果、透過前述測距儀基準測定工程所取得的第1及第2測距儀基準測定結果、透過前述干涉儀測定工程所取得的第1及第2干涉儀測定結果、以及透過前述測距儀測定工程所取得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
此種晶圓厚度測定方法係求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，所以，由於可依據第1及第2光學干涉儀的測定結果，求出晶圓的厚度，可發揮光學干涉儀的性能而高精度地測定晶圓的厚度。前述晶圓厚度測定方法因為基準測定點只需要1點，可將任意構件利用於基準片。
本申請案係以2021年11月10日申請的日本特願2021-183242號為基礎者，其內容包含於本申請案。
為了表現本發明，於上述內容中一邊參照圖式一邊透過實施形態，適切且充分說明本發明，但是，需要理解只要是該發明所屬技術領域中具有通常知識者可容易變更及/或改良上述的實施形態。所以，該發明所屬技術領域中具有通常知識者所實施之變更形態或改良形態只要是不脫離申請專利範圍所記載之請求項的權利範圍之程度者，該變更形態或該改良形態可解釋為包括於該請求項的權利範圍。 [產業上之利用可能性]
依據本發明，可提供測定晶圓的厚度的晶圓厚度測定裝置及晶圓厚度測定方法。
1A:A面光學干涉儀 1B:B面光學干涉儀 2A:A面測距儀 2B:B面測距儀 3:運算控制部 4:第1工作台 5:第2工作台 6:搬送部 7:輸入部 8:輸出部 31:厚度運算部 32:工作台搬送控制部 41:旋轉軸 42:旋轉驅動部 43:直線驅動部 44:支持部 61:移動部 62:第2旋轉部 63:第1旋轉部 64:臂部 CB1:第1校正片 CB2:第2校正片 Lab:距離 La:距離 Lb:距離 MP0:基準測定點 MP:測定點 MP1:測定點 MPk:測定點 S:晶圓厚度測定裝置 T:厚度 Tk:厚度 WA:晶圓 W0:已知的厚度 Wi:變位 Wic:校正變位 Wiref:基準變位 Wicref:基準校正變位 Wm:厚度 Wmc:校正厚度 Wmref:基準厚度 Wmcref:基準校正厚度
[圖1]揭示實施形態之晶圓厚度測定裝置的構造的區塊圖。 [圖2]揭示前述晶圓厚度測定裝置之第1工作台的構造的示意圖。 [圖3]揭示前述晶圓厚度測定裝置之搬送部的構造的示意圖。 [圖4]用以說明前述晶圓厚度測定裝置之厚度的運算手法的圖。 [圖5]揭示前述晶圓厚度測定裝置的動作的流程圖。 [圖6]用以說明前述晶圓厚度測定裝置的第1變形形態的圖。 [圖7]用以說明前述晶圓厚度測定裝置的第2變形形態的圖。
1A:A面光學干涉儀
1B:B面光學干涉儀
2A:A面測距儀
2B:B面測距儀
3:運算控制部
4:第1工作台
5:第2工作台
6:搬送部
7:輸入部
8:輸出部
31:厚度運算部
32:工作台搬送控制部
S:晶圓厚度測定裝置
WA:晶圓

Claims (5)

  1. 一種晶圓厚度測定裝置，其特徵為具備： 一對第1及第2光學干涉儀，係以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置； 一對第1及第2測距儀，係以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離；及 厚度運算部，係依據藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點所得的第1及第2干涉儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述基準測定點所得的第1及第2測距儀基準測定結果、藉由透過前述第1及第2光學干涉儀測定前述測定對象的晶圓之測定點所得的第1及第2干涉儀測定結果、以及藉由透過前述第1及第2測距儀測定前述測定點所得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
  2. 如請求項1所記載之晶圓厚度測定裝置，其中， 將前述已知的厚度設為W0，將前述相位數設為整數N，將前述第1及第2光學干涉儀之測定光的波長設為λ，將依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位設為Wiref，將依據前述第1及第2測距儀基準測定結果所求出的基準厚度設為Wmref，將依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位設為Wi，將依據前述第1及第2測距儀測定結果所求出的厚度設為Wm時，前述厚度運算部，係藉由求出使Wm-Wmref-((Wi-Wiref)+N×(λ/2))成為最小的整數N，以求出前述相位數N，藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2))+W0求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
  3. 如請求項1所記載之晶圓厚度測定裝置，其中， 前述厚度運算部，係依據藉由校正前述晶圓厚度測定裝置之際，透過前述第1及第2光學干涉儀測定所定第1校正片之第1校正點所得的第1及第2干涉儀基準校正測定結果、藉由進行前述校正之際，透過前述第1及第2測距儀測定所定第2校正片之第2校正點所得的第1及第2測距儀基準校正測定結果、藉由在前述校正後且測定前述測定對象之晶圓的厚度之前，透過前述第1及第2光學干涉儀測定前述第1校正點所得的第1及第2干涉儀校正測定結果、藉由在進行前述測定之前，透過前述第1及第2測距儀測定前述第2校正點所得的第1及第2測距儀校正測定結果、前述第1及第2干涉儀基準測定結果、前述第1及第2測距儀基準測定結果、前述第1及第2干涉儀測定結果、以及前述第1及第2測距儀測定結果，求出前述相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
  4. 如請求項3所記載之晶圓厚度測定裝置，其中， 將前述已知的厚度設為W0，將前述相位數設為整數N，將前述第1及第2光學干涉儀之測定光的波長設為λ，將依據前述第1及第2干涉儀基準校正測定結果所求出的基準校正變位設為Wicref，將依據前述第1及第2測距儀基準校正測定結果所求出的基準校正厚度設為Wmcref，將依據前述第1及第2干涉儀校正測定結果所求出的校正變位設為Wic，將依據前述第1及第2測距儀校正測定結果所求出的校正厚度設為Wmc，將依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位設為Wiref，將依據前述第1及第2測距儀基準測定結果所求出的基準厚度設為Wmref，將依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位設為Wi，將依據前述第1及第2測距儀測定結果所求出的厚度設為Wm時，前述厚度運算部，係藉由求出使Wm-Wmref-(Wmc-Wmcref)-((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))成為最小的整數N，以求出前述相位數，且藉由((Wi-Wiref)+N×(λ/2)-(Wic-Wicref))+W0，求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
  5. 一種晶圓厚度測定方法，其特徵為具備： 干涉儀基準測定工程，係透過以隔著測定對象的晶圓而相互對向之方式配置的一對第1及第2光學干涉儀，測定具有已知的厚度之基準測定點的基準片之前述基準測定點而取得第1及第2干涉儀基準測定結果； 測距儀基準估計工程，係透過以隔著前述測定對象的晶圓而相互對向之方式配置，測定絕對距離的一對第1及第2測距儀，測定前述基準測定點而取得第1及第2測距儀基準測定結果； 干涉儀測定工程，係透過前述第1及第2光學干涉儀，測定前述測定對象的晶圓之測定點而取得第1及第2干涉儀測定結果； 測距儀測定工程，係透過前述第1及第2測距儀，測定前述測定點而取得第1及第2測距儀測定結果；及 厚度運算工程，係依據透過前述干涉儀基準測定工程所取得的第1及第2干涉儀基準測定結果、透過前述測距儀基準測定工程所取得的第1及第2測距儀基準測定結果、透過前述干涉儀測定工程所取得的第1及第2干涉儀測定結果、以及透過前述測距儀測定工程所取得的第1及第2測距儀測定結果，求出依據前述第1及第2干涉儀基準測定結果所求出的基準變位與依據前述第1及第2干涉儀測定結果所求出的變位之間的相位數，以求出前述測定點的測定對象之晶圓的厚度。
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