TWI730149B - 厚度測量裝置 - Google Patents

厚度測量裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI730149B
TWI730149B TW106125670A TW106125670A TWI730149B TW I730149 B TWI730149 B TW I730149B TW 106125670 A TW106125670 A TW 106125670A TW 106125670 A TW106125670 A TW 106125670A TW I730149 B TWI730149 B TW I730149B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
thickness
optical fiber
component
plate
Prior art date
Application number
TW106125670A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201812249A (zh
Inventor
能丸圭司
Original Assignee
日商迪思科股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商迪思科股份有限公司 filed Critical 日商迪思科股份有限公司
Publication of TW201812249A publication Critical patent/TW201812249A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI730149B publication Critical patent/TWI730149B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02001Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02012Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
    • G01B9/02014Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本發明的課題為提供一種構成單純且低價的厚度測量裝置。

依據本發明,可提供一種厚度測量裝置,是測量板狀(晶圓)之 厚度的厚度測量裝置,且至少由脈衝寬頻光源、光纖布拉格光柵、光纖傳達組件、測定端子、光分歧組件、分光干涉波形生成組件及厚度算出組件所構成,該脈衝寬頻光源是以脈衝光方式來發出對板狀物具有穿透性之波長區的光;該光纖布拉格光柵是傳達該脈衝寬頻光源所發出之脈衝光且因應於傳達距離來將脈衝光分光成相異之波長並使其逆行;該光纖傳達組件是配設在該光纖布拉格光柵並且將已逆行之脈衝光分歧而傳達至光纖;該測定端子具備有配設在該光纖之端面且將脈衝光聚光於板狀物之接物透鏡;該光分歧組件是將在該板狀物之上表面反射之脈衝光和穿透該板狀物而在下表面反射之脈衝光相干涉而逆行於該光纖的返回光分歧;該分光干涉波形生成組件是從在該光分歧組件所分歧之返回光的1個脈衝的時間差中求出波長,並且檢測各波長的光強度,以生成1個脈衝之分光干涉波形;該厚度算出組件是對該分光干涉波形生成組件所生成之分光干涉波形進行波形解析以算出板狀物的厚度。

Description

厚度測量裝置 發明領域
本發明是有關於一種測量板狀物之厚度的厚度測量裝置。
發明背景
將IC、LSI等複數個器件以分割預定線區劃並形成於正面之晶圓,是在藉由磨削裝置來磨削背面而形成預定的厚度之後,藉由切割裝置、雷射加工裝置來分割成一個個的器件,並利用於行動電話、個人電腦等電氣機器上。
已被提出的技術為:磨削裝置具備有保持晶圓的工作夾台、及磨削組件,該磨削組件是將磨削輪可旋轉地配設而成,該磨削輪是將磨削被保持在該工作夾台上之晶圓的背面的磨削磨石配置成環狀,磨削裝置並具備藉由分光干涉波形而以非接觸方式來檢測晶圓的厚度的檢測組件,藉此將晶圓磨削成所期望之厚度(參照例如專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2011-143488號公報
發明概要
然而,在上述之專利文獻1所記載之技術中於欲檢測厚度的情形下,必須將在被加工物之上表面及下表面所反射之反射光分歧之後,藉由將反射光設成平行光之準直透鏡(collimation lens)、和繞射光柵來對兩反射光的干涉進行繞射,並進一步透過聚光透鏡將對應於各波長的繞射訊號傳送至線型影像感測器,並對以該線型影像感測器等所檢測出的反射光之各波長中的光強度進行檢測以求出分光干涉波形。由此可知,會有下述問題:為了測量厚度而搭載之裝置變多,構成較複雜且裝置整體變得高價。
本發明是有鑒於上述事實而作成的發明,其主要的技術課題在於提供一種構成單純且低價的厚度測量裝置。
為了解決上述主要的技術課題,依據本發明,可提供一種厚度測量裝置,其為測量板狀物的厚度的厚度測量裝置,且至少是由下述所構成:脈衝寬頻光源,以脈衝光方式來發出對板狀物具有穿透性之波長區的光;光纖布拉格光柵(FBG:Fiber Bragg Grating),傳達該脈衝寬頻光源所發出之脈衝光且因應於傳達距離來將相異之波長的脈衝光分光並使其逆行;光纖傳達組件,配設在該光纖布拉格光柵並且將已逆行之脈衝光分歧而傳達至光 纖;測定端子,具備有配設在該光纖之端面且將脈衝光聚光於板狀物之接物透鏡;光分歧組件,將在該板狀物之上表面反射之脈衝光和穿透該板狀物而在下表面反射之脈衝光相干涉而逆行於該光纖的返回光分歧;分光干涉波形生成組件,從在該光分歧組件所分歧之返回光的1個脈衝的時間差中求出波長,並且檢測各波長的光強度,以生成1個脈衝之分光干涉波形;及厚度算出組件,對該分光干涉波形生成組件所生成之分光干涉波形進行波形解析以算出板狀物的厚度。
本發明的厚度測量裝置,是如上述地構成,且特別是由以下述所構成:脈衝寬頻光源,以脈衝光方式來發出對板狀物具有穿透性之波長區的光;光纖布拉格光柵(FBG:Fiber Bragg Grating),傳達該脈衝寬頻光源所發出之脈衝光且因應於傳達距離來將脈衝光分光成相異之波長並使其逆行;光纖傳達組件,配設在該光纖布拉格光柵並且將已逆行之脈衝光分歧而傳達至光纖;測定端子,具備有配設在該光纖之端面且將脈衝光聚光於板狀物之物鏡;光分歧組件,將在該板狀物之上表面反射之脈衝光和穿透該板狀物而在下表面反射之脈衝光相干涉而逆行於該光纖的返回光分歧;分光干涉波形生成組件,從在該光分歧組件所分歧之返回光的1個脈衝的時間差中求出波長,並且檢測各波長的光強度,以生成1個脈衝之分光干涉波形;及厚度算出組件,對該分光干涉波形生成組件所生成 之分光干涉波形進行波形解析以算出板狀物的厚度,藉此能夠以單純的構成來測量厚度偏差,並能夠提供低價的厚度測量裝置。
1:磨削裝置
10:晶圓
10b:背面
12:保護膠帶
2:裝置殼體
20:控制組件
21:主部
22:直立壁
3:磨削單元
31:移動基台
4:主軸單元
41:主軸殼體
42:旋轉主軸
43:伺服馬達
44:輪安裝座
5:磨削輪
51:磨削磨石
6:磨削單元進給機構
61:公螺桿
62:脈衝馬達
7:工作夾台機構
70a:被加工物載置區
70b:磨削區
71:工作夾台
72:蓋構件
73、74:伸縮組件
8:厚度測量裝置
80:測量殼體
81:測定端子
81a:接物透鏡
81b:驅動機構
82:脈衝寬頻光源
83:光纖布拉格光柵
83a:光纖傳達組件
84:光分歧組件
85:受光元件
LB1:脈衝光
LB2:光
f1~f4:光纖
k1~k17:繞射光柵
Y1:箭頭
X、Y:方向
圖1是可適用根據本發明所構成之厚度測量裝置的磨削裝置之立體圖。
圖2是用於說明根據本發明所構成之厚度測量裝置的構成之說明圖。
圖3(a)、(b)是顯示藉由圖2所示之厚度測量裝置所生成之分光干涉波形之一例、及藉由對該分光干涉波形進行波形解析而得到的光路長度差和訊號強度之一例的圖。
用以實施發明之形態
以下,就本發明之厚度測量裝置,參照附圖來詳細地說明。
在圖1中所顯示的是具備有本發明之厚度測量裝置的磨削裝置1的整體立體圖、及藉由本發明之厚度測量裝置來測量厚度之作為板狀物的晶圓10。如圖所示之磨削裝置1具備有以標號2來表示整體的裝置殼體。該裝置殼體2具有大致長方體形狀的主部21、及設置於該主部21的後端部(在圖1中為右上端)且朝上方延伸的直立壁22。於直立壁22的前表面,以可朝上下方向移動的方式裝設有作為磨削組件的磨削單元3。
磨削單元3具備有移動基台31和裝設在該移 動基台31的主軸單元4。移動基台31是構成為與配設在直立壁22之一對引導軌道可滑動地卡合。像這樣在可滑動地裝設在設置於直立壁22之一對該引導軌道上的移動基台31的前表面上,可透過朝前方突出之支撐部來安裝作為磨削組件的主軸單元4。
該主軸單元4具備有主軸殼體41、旋轉自如地配設在該主軸殼體41上的旋轉主軸42、和用於驅動旋轉該旋轉主軸42之作為驅動源的伺服馬達43。在該主軸殼體41上可旋轉地被支撐的旋轉主軸42,是將一端部(在圖1中為下端部)突出於主軸殼體41的下端而配設,並且在下端部上設有輪安裝座44。並且,在此輪安裝座44的下表面安裝有磨削輪5。於此磨削輪5的下表面配設有由複數個磨輪片(segment)所構成的磨削磨石51。
圖示的磨削裝置1,具備有使磨削單元3沿著該一對導軌在上下方向(相對於後述之工作夾台的保持面垂直的方向)上移動的磨削單元進給機構6。此磨削單元進給機構6具備配設在直立壁22的前側且實質上鉛直地延伸的公螺桿61、和用於旋轉驅動該公螺桿61之作為驅動源的脈衝馬達62,且是由配備在該移動基台31之背面之圖未示的公螺桿61的軸承構件等所構成。當此脈衝馬達62正轉時,會使移動基台31(即研磨單元3)下降(亦即使其前進),當脈衝馬達62逆轉時,會使移動基台31(即磨削單元3)上升(亦即使其後退)。
於上述殼體2的主部21上配設有保持作為被 加工物的板狀物(晶圓10)之作為保持組件的工作夾台機構7。工作夾台機構7具備有工作夾台71、覆蓋該工作夾台71之周圍的蓋構件72、和配設在該蓋構件72之前後的伸縮組件73及74。工作夾台71是構成為藉由使圖未示之吸引組件作動而將晶圓10吸引保持在其上表面(保持面)。此外,工作夾台71是藉由圖未示之旋轉驅動組件而可旋轉地被構成,並且藉由圖未示之工作夾台移動組件而使其可在圖1所示之被加工物載置區70a及與磨削輪5相向之磨削區70b之間(箭頭X所示之X軸方向上)移動。
再者,上述之伺服馬達43、脈衝馬達62、和圖未示之工作夾台移動組件等是藉由後述之控制組件20而被控制。又,在圖示之實施形態中,晶圓10在外周部形成有表示結晶方位的凹口(notch),並且在其正面貼附作為保護構件之保護膠帶12,且將此保護膠帶12側保持在工作夾台71的上表面(保持面)。
圖示之磨削裝置1具備有測量保持在工作夾台71之晶圓10的厚度的厚度測量裝置8。此厚度測量裝置8具備有測量殼體80,且如圖所示地在構成裝置殼體2的長方體形狀之主部21的上表面,配設在使工作夾台71於從被加工物載置區域70a至磨削區70b之間移動之路徑途中的側邊,且以於被加工物載置區域70a與磨削區70b之間移動工作夾台71之時,可從上方測量保持在工作夾台71上之晶圓10的方式配置。於該測量殼體80的下表面,是將測定端子81設置成觀看被定位到正下方之工作夾台71,並且以可 在圖中箭頭Y所示之方向(Y軸方向)上往復移動的方式構成。參照圖2更詳細地說明該厚度測量裝置8。
圖示之實施形態中的厚度測量裝置8具備:寬頻光源(以下稱為「脈衝寬頻光源82」),振盪產生包含對作為被加工物之晶圓10具有穿透性之預定的波長(例如波長1100nm~1900nm)的脈衝光;光纖傳達組件83a,供來自該脈衝寬頻光源82的脈衝光LB1入射;光纖布拉格光柵(fiber bragg grating)83,將脈衝光LB1透過光纖傳達組件83a而入射;光纖f2,將在該光纖布拉格光柵83反射而逆行之光在光纖傳達組件83a分歧而傳達;光纖f3,連接於該光纖f2;測定端子81,具備有配設在該光纖f3的端面且將傳達至該光纖f3之光聚光於晶圓10之接物透鏡81a;光分歧組件84,對以從該接物透鏡81a照射出之光LB2在該晶圓10之上表面反射而成的反射光和穿透該晶圓10而在晶圓10之下表面反射而成的反射光相干涉,並逆行於該光纖f3的返回光進行分歧;受光元件85,檢測在該光分歧組件84分歧的返回光之光強度;及控制組件20,從1個脈衝之時間差中特定在受光元件85所受光的返回光之波長,藉此檢測按每個各波長的光強度並且將以受光元件85所檢測出之每個波長的該光強度輸入且儲存,該控制組件20具備有分光干涉波形生成組件及厚度算出組件,該分光干涉波形生成組件是根據該檢測出之光強度和時間差而生成1個脈衝之分光干涉波形,該厚度算出組件是對該分光干涉波形生成組件所生成之分光干涉波形進行波形解析 以算出晶圓10之厚度。該控制組件20是以電腦所構成,並且該分光干涉波形生成組件及厚度算出組件是藉由儲存於控制組件20內的運算程式而實現。再者,該脈衝寬頻光源82,可以選擇LED、LD、SLD(超發光二極體,Super Luminescent Diode)、ASE(放大自發放射,Amplified Spontaneous Emission)、SC(超連續光譜,Super Continuum)、鹵素光源等,並且是以例如重覆頻率10kHz(脈衝間隔=100μs)、脈衝寬度10ns來照射。
發揮使在光纖布拉格光柵83反射之光分歧的功能之光纖傳達組件83a、將在晶圓10反射之返回光分歧的光分歧組件84,可由例如偏振保持光纖耦合器、偏振保持光纖循環器、單模光纖耦合器等之任一個中適當選擇。又,作為檢測光強度的受光元件85,能夠使用一般熟知的光檢測器(photodetector)、線型影像感測器等。
光纖布拉格光柵83形成有繞射光柵k1~k17,該等繞射光柵k1~k17於對構成光纖布拉格光柵83的光纖f1入射具有寬頻帶之光譜的光時,會只反射所入射之光的特定的波長成分,而使除此之外的波長全部都穿透。在本實施形態中,是以約8km來構成該光纖f1的長度,並且從入射位置起每隔500m依序配置有該繞射光柵k1~k17。如圖所示,離入射位置最近的繞射光柵k1只反射波長1100nm的光,而其他波長成分的光會穿透。此外,下一個繞射光柵k2只反射波長1150nm之波長成分的光,並使其他波長成分的光穿透。像這樣進行,剩餘的繞射光 柵k3~1k17會將設定為每隔50nm的1200nm、1250nm、…1900nm之波長成分的光依序反射。
控制組件20是由電腦所構成,並具備有依照控制程式進行運算處理之中央運算處理裝置(CPU)、保存控制程式等之唯讀記憶體(ROM)、用於暫時保存檢測出的檢測值、運算結果等之可讀寫的隨機存取記憶體(RAM)、輸入介面、及輸出介面(省略了有關詳細內容之圖示)。本實施形態的控制組件20,是控制磨削裝置1的各驅動部分,並且具有下述功能:將執行如上述地生成分光干涉波形的分光干涉波形生成組件、對該分光干涉波形生成組件所生成之分光干涉波形進行波形解析以算出晶圓10之厚度的厚度算出組件的程式儲存到唯讀記憶體(ROM),且驅動脈衝寬頻光源82,將受光元件85的檢測值儲存到隨機存取記憶體(RAM),藉此算出晶圓10之厚度。本實施形態的磨削裝置1、厚度測量裝置8是大致如以上地構成,並且參照圖2、3在以下說明其作用。
藉由本發明的厚度測量裝置8進行的晶圓10的厚度之測量,是藉由例如以磨削裝置1磨削已載置在工作夾台71上的晶圓10之後,使其從磨削區70b朝被加工物載置區70a的方向移動,而於使其通過測定端子81的正下方之時進行。如上述,從脈衝寬頻光源82是以重覆頻率10kHz(進行照射之間隔=100μs)來照射包含對晶圓10具有穿透性之預定的波長(1100nm~1900nm)成分之脈衝寬度10ns的脈衝光。從脈衝寬頻光源82所照射出之脈衝光 LB1,是透過配設在光纖布拉格光柵83的光纖傳達組件83而入射到光纖f1。
已入射到光纖f1的脈衝光為具有1100~1900nm之波長成分的光,並且在離該光纖f1之入射位置最近的繞射光柵k1中,只有1100nm之波長成分的光會如圖中箭頭所示地反射而逆行於光纖f1,其他的波長成分的光會穿透。在繞射光柵k1反射而逆行於光纖f1的光會在光纖傳達組件83a分歧至光纖f2。已分歧至光纖f2的光,會經由光分歧組件84而傳達至光纖f3,並且透過測定端子81的接物透鏡81a而照射於定位在正下方之晶圓10的測定位置。照射於晶圓10的預定的測定位置之1100nm波長的光,會在晶圓10的上表面及下表面反射,且兩反射光相干涉並且形成逆行於光纖f3的返回光。該返回光是在光分歧組件84分歧,並於光纖f4行進而到達受光元件85,其結果為,可檢測對光纖f1入射1個脈衝光之時間t1中的1100nm的波長之返回光的光強度。此光強度是與時間t1、及被照射之晶圓10的X軸方向的X座標、Y軸方向的Y座標的位置建立關連並儲存於控制組件20的隨機存取記憶體(RAM)的任意之儲存區域中。
依據圖2繼續進行說明,脈衝光LB1在時間t1透過光纖傳達組件83a入射於光纖f1之後,穿透繞射光柵k1之脈衝光是具有時間差而到達下一個繞射光柵k2。繞射光柵k2只反射1150nm之波長成分的光,其他的波長成分的光會穿透。在繞射光柵k2如箭頭所示地反射而逆行於光 纖f1之1150nm的光,是與上述之1100nm的光同樣地,會經由光分歧組件84而傳達至光纖f3,並且透過測定端子81的接物透鏡81a而照射於定位在正下方之晶圓10的測定位置。已到達晶圓10之1150nm之波長成分的光,會在定位於該測定端子81a的正下方之晶圓10的上表面及下表面反射,且兩反射光相干涉並且形成逆行於光纖f3的返回光,並在光分歧組件84被分歧、於光纖f4行進而到達受光元件85。該1150nm之波長的返回光,由於是在配設於從該繞射光柵k1於光纖f1行進500m之位置上的下一個繞射光柵k2上反射,所以從光對光纖f1入射的時間t1起具有預定的時間差而到達受光元件85(時間t2)。像這樣進行,可特定在晶圓10之上表面及下表面反射之1150nm的波長的返回光的光強度。此光強度是與時間t2、及被照射之晶圓10的X軸方向的X座標、Y軸方向的Y座標的位置建立關連並儲存於控制組件20的隨機存取記憶體(RAM)的任意之儲存區域中。
以下,同樣地,在光纖布拉格光柵83的光纖f1上的繞射光柵k3~k17中,可將具有預定之時間差而按各繞射光柵設定之相異的波長成分(1200nm、1250nm、…1900nm)之光依序反射並照射到晶圓10,且使在晶圓10的上表面和下表面反射之反射光相干涉且形成返回光,而依序在受光元件85檢測光強度。並且,將該光強度、該時間t3~t17、及被照射之晶圓10的X軸方向的X座標、Y軸方向的Y座標的位置建立關連並儲存於控制組件20的隨機存取 記憶體(RAM)的任意之儲存區域中。再者,以光纖布拉格光柵83所生成之各波長成分的光的反射時間差,與脈衝間隔相比為極短的時間,在照射1個脈衝光且下一個脈衝光照射之前,針對全部之波長成分(1100~1900nm)的返回光的光強度的檢測即結束。
如上述,於控制組件20上,可以將以從脈衝寬頻光源82開始照射1個脈衝光之後的時間差所特定的經過時間(t1~t17)、及以受光元件85所檢測之光強度建立關連並儲存,且按每個晶圓10之預定座標位置生成如圖3(a)所示的分光干涉波形。圖3(a)所顯示的是,橫軸是返回光的波長(λ),縱軸是以受光元件85所檢測之按每個該波長的光強度。
以下,針對以控制組件20根據上述之分光干涉波形來執行的波形解析為基礎,而算出晶圓10的厚度之例子進行說明。
將從定位在該測定端子81之光纖f3的上端部至保持在工作夾台71的晶圓10之下表面的光路長度設為(L1),且將從光纖f3的上端部至保持在工作夾台71的晶圓10之上表面的光路長度設為(L2),並將光路長度(L1)與光路長度(L2)之差設為第1光路長度差(d1=L1-L2)。
接著,控制組件20是根據如上述之圖3(a)所示的對晶圓10之按每個預定位置所生成之分光干涉波形來執行波形解析。此波形解析雖然可以根據例如傅立葉轉換理論和小波(Wavelet)轉換理論來執行,但在以下所述 之實施形態中是針對使用如下述數學式1、數學式2、數學式3所示之傅立葉轉換公式的例子來說明。
Figure 106125670-A0305-02-0015-1
Figure 106125670-A0305-02-0015-2
Figure 106125670-A0305-02-0015-3
在上述數學式中,λ為波長,d為上述第1光路長度差(d1=L1-L2),W(λ n)為窗函數。上述數學式1是在cos的理論波形和上述分光干涉波形(I(λ n))的比較中,求出波的周期最接近(相關性高)之光路長度差(d)、亦即分光干涉波形與理論上的波形函數之相關係數較高之光路長度差(d)。又,上述數學式2是在sin的理論波形和上述分光干涉波形(I(λ n))的比較中,求出波的周期最接近(相關性高)之光路長度差(d)、亦即分光干涉波形與理論上的波形函數之相關係數較高之光路長度差(d)。並且,上述數學式3是求出數學式1的結果與數學式2的結果之平均值。
控制組件20是藉由執行根據上述數學式1、數學式2、數學式3之運算,而能夠以起因於返回光的光路長度差之分光的干涉作為基礎,得到如圖3(b)所示之訊號 強度的波形。在圖3(b)中橫軸是顯示光路長度差(d),縱軸是顯示訊號強度。在圖3(b)所示之例子中,是在光路長度差(d)為180μm的位置上將訊號強度表示得較高。亦即,光路長度差(d)為180μm的位置的訊號強度是光路長度差(d1=L1-L2),且表示晶圓10的厚度(T)。並且,對藉由該工作夾台71相對於該測定端子81的相對的X軸方向、Y軸方向的位置所特定之測量位置的座標(X座標、Y座標)建立關連來儲存晶圓10的厚度(T)。
在本實施形態中,是藉由保持有測定端子81的驅動機構81b的作動,而以在箭頭Y1所示之方向上可往復移動的方式被構成,且一邊使測定端子81相對於已定位在厚度測量裝置8之正下方的晶圓10在Y軸方向上移動,並且使工作夾台71在X軸方向上移動,一邊對晶圓10整個面執行上述之厚度測量。
由於根據圖示之實施形態中的厚度測量裝置8,能夠以單純之構成容易地求出晶圓10的厚度,且是依據起因於進行反射之反射光的光路長度差所得到之分光干涉波形來檢測晶圓10在加工時的晶圓10之厚度(T),因此可以在不受貼附於晶圓10之正面的保護膠帶12的厚度的變化影響的情形下,正確地測量晶圓11的厚度(T)。
厚度測量裝置8是如以上地構成,以下,說明關於利用具備有該厚度測量裝置8之磨削裝置1來將晶圓10磨削成預定之厚度的順序。
在正面貼附有保護膠帶12的晶圓10,是藉由 將保護膠帶12側載置在已定位於圖1所示之磨削裝置1中的被加工物載置區70a的工作夾台71上,且作動圖未示之吸引組件,而被吸引保持在工作夾台71上。從而,保持於工作夾台71上的晶圓10會成為背面10b在上側。
接著,控制組件20會作動已保持有晶圓10的工作夾台71之圖未示的移動組件,並移動工作夾台71以定位至磨削區70b、且將磨削輪5的複數個磨削磨石51的外周緣定位成通過工作夾台71之旋轉中心。
像這樣將磨削輪5與保持在工作夾台71上的晶圓10設定(set)成預定的位置關係,且控制組件20會驅動圖未示之旋轉驅動組件而以例如300rpm的旋轉速度來旋轉工作夾台71,並且驅動上述之伺服馬達43而以例如6000rpm的旋轉速度來旋轉磨削輪5。然後,朝晶圓10供給磨削水,並且正轉驅動磨削單元進給機構6的脈衝馬達62以使磨削輪5下降(磨削進給),並將複數個磨削磨石51以預定之壓力推壓於為晶圓10之上表面(背面10b)的被磨削面。其結果,可磨削晶圓10之被磨削面(磨削步驟)。
結束該磨削步驟之後,可藉由使保持有已磨削之晶圓10的工作夾台71朝位於X軸方向之前方的被加工物載置區70a側移動,而將晶圓10定位在厚度測量裝置8之測定端子87的正下方,並且如上述地使厚度測量裝置8作動以得到對應於晶圓10上之各座標位置的分光干涉波形並且進行波形解析,以測量並儲存晶圓10的厚度。藉由按晶圓10的X軸方向中的每個預定間隔來執行這樣的測量, 並儲存晶圓10之表面的厚度(T),且確認磨削後之晶圓10整個面的厚度,就能判定磨削步驟之良窳,並且因應需要而實施再磨削,而將磨削步驟實施到成為預定的厚度為止。
又,在上述之實施形態中,雖然以對已結束磨削步驟之晶圓的整個面進行由該厚度測量裝置8進行之測量的方式作了說明,但是並非限定於此,也可以例如,將該厚度測量裝置8的測量殼體80的設置位置設定在圖1所示之磨削區70b的附近。藉由如此地構成,亦可做到在使保持在磨削裝置1之工作夾台機構7上的晶圓10接受磨削輪5之作用而被磨削之時,面對露出之晶圓10來一邊使測定端子85移動一邊使其淹沒在磨削時所供給之磨削水中而定位,以測量磨削中的晶圓10的厚度,且可做到藉由將磨削中的晶圓10的厚度反饋至控制組件20以有效率地磨削成所期望的厚度。又,依據本發明所構成的厚度測量裝置8,不需要如本實施形態地配設在磨削裝置1中,亦可作為與磨削裝置1獨立之單一個的裝置而構成、或是併設至與磨削裝置1不同之其他加工裝置上。
10:晶圓
20:控制組件
71:工作夾台
80:測量殼體
81:測定端子
81a:接物透鏡
81b:驅動機構
82:脈衝寬頻光源
83:光纖布拉格光柵
83a:光纖傳達組件
84:光分歧組件
85:受光元件
LB1:脈衝光
LB2:光
f1~f4:光纖
k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k17:繞射光柵

Claims (1)

  1. 一種厚度測量裝置,是測量板狀物的厚度的厚度測量裝置,且至少由下述所構成:脈衝寬頻光源,以脈衝光方式來發出對板狀物具有穿透性之波長區的光;光纖布拉格光柵,傳達該脈衝寬頻光源所發出之脈衝光且因應於傳達距離來將該1個脈衝光分光成相異之波長並使其逆行;光纖傳達組件,配設在該光纖布拉格光柵並且將已逆行之脈衝光分歧而傳達至光纖;測定端子,具備有配設在該光纖之端面且將脈衝光聚光於板狀物之接物透鏡;光分歧組件,將在該板狀物之上表面反射之脈衝光和穿透該板狀物而在下表面反射之脈衝光相干涉而逆行於該光纖的返回光分歧;分光干涉波形生成組件,從在該光分歧組件所分歧之包含在該1個脈衝光的每個波長之返回光的時間差中求出波長,並且檢測各波長的光強度,以生成分光干涉波形;及厚度算出組件,對該分光干涉波形生成組件所生成之分光干涉波形進行波形解析以算出板狀物的厚度。
TW106125670A 2016-09-02 2017-07-31 厚度測量裝置 TWI730149B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-171391 2016-09-02
JP2016171391A JP6802011B2 (ja) 2016-09-02 2016-09-02 厚み計測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201812249A TW201812249A (zh) 2018-04-01
TWI730149B true TWI730149B (zh) 2021-06-11

Family

ID=61531641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106125670A TWI730149B (zh) 2016-09-02 2017-07-31 厚度測量裝置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6802011B2 (zh)
KR (1) KR102257259B1 (zh)
CN (1) CN107796313B (zh)
TW (1) TWI730149B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI793321B (zh) * 2018-05-18 2023-02-21 日商大塚電子股份有限公司 光學量測裝置及光學量測方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7210200B2 (ja) 2018-09-21 2023-01-23 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた研削装置
JP7103906B2 (ja) 2018-09-28 2022-07-20 株式会社ディスコ 厚み計測装置
JP7481090B2 (ja) * 2019-01-09 2024-05-10 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置
JP7210367B2 (ja) * 2019-04-23 2023-01-23 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置
CN110640618B (zh) * 2019-09-26 2024-05-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种抛光模修盘周期的检测装置及检测方法
JP7378894B2 (ja) * 2019-11-06 2023-11-14 株式会社ディスコ 加工装置
DE112020007387T5 (de) * 2020-07-06 2023-05-25 Laser Institute of Shandong Academy of Science Multiwellenlängen-laser zur synchronen überwachung von meerestemperatur und -druck
CN113340421B (zh) * 2021-07-05 2023-02-28 西安交通大学 一种基于光纤端面Fizeau干涉的全光纤微型光谱仪
CN113251936A (zh) * 2021-07-09 2021-08-13 成都太科光电技术有限责任公司 立式半导体晶圆ttv干涉测试装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306017A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Nissan Motor Co Ltd 塗装膜厚計測装置
CN100593688C (zh) * 2008-10-20 2010-03-10 重庆工学院 一种光纤布拉格光栅传感器在线测量微生物膜厚度的方法
JP2010158686A (ja) * 2009-01-06 2010-07-22 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工用光学装置、レーザ加工装置およびレーザ加工方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04313007A (ja) * 1991-04-08 1992-11-05 Mitsubishi Electric Corp 膜検査装置
JP3491337B2 (ja) * 1994-05-13 2004-01-26 株式会社デンソー 半導体厚非接触測定装置
GB2301884A (en) * 1995-06-06 1996-12-18 Holtronic Technologies Ltd Characterising multilayer thin film systems by interferometry
AU2002340711A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-18 Quantronix Corporation Apparatus and method for measuring intensity and phase of a light pulse with an interferometric asymmetric single-shot autocorrelator
JP2006064852A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Kansai Electric Power Co Inc:The 分散補償器
JP4529891B2 (ja) * 2005-12-14 2010-08-25 沖電気工業株式会社 光変調回路及び光変調方法
JP5443180B2 (ja) * 2010-01-13 2014-03-19 株式会社ディスコ 厚み検出装置および研削機
JP5752961B2 (ja) * 2011-03-11 2015-07-22 株式会社ディスコ 計測装置
CN102607720B (zh) * 2012-03-02 2014-07-16 北京航空航天大学 一种测量光程的方法和系统
DE102015205555A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 Laytec Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Schichteigenschaft sowie Verfahren zum Herstellen einer LED
JP6430790B2 (ja) * 2014-11-25 2018-11-28 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN105044035B (zh) * 2015-07-03 2017-09-05 南京航空航天大学 基于谱域干涉仪的折射率和厚度同步测量方法与系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306017A (ja) * 1994-05-12 1995-11-21 Nissan Motor Co Ltd 塗装膜厚計測装置
CN100593688C (zh) * 2008-10-20 2010-03-10 重庆工学院 一种光纤布拉格光栅传感器在线测量微生物膜厚度的方法
JP2010158686A (ja) * 2009-01-06 2010-07-22 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工用光学装置、レーザ加工装置およびレーザ加工方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI793321B (zh) * 2018-05-18 2023-02-21 日商大塚電子股份有限公司 光學量測裝置及光學量測方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6802011B2 (ja) 2020-12-16
CN107796313A (zh) 2018-03-13
TW201812249A (zh) 2018-04-01
KR20180026344A (ko) 2018-03-12
JP2018036212A (ja) 2018-03-08
CN107796313B (zh) 2021-06-01
KR102257259B1 (ko) 2021-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI730149B (zh) 厚度測量裝置
TWI734817B (zh) 測量裝置
JP5752961B2 (ja) 計測装置
TWI731992B (zh) 厚度測量裝置
JP5443180B2 (ja) 厚み検出装置および研削機
CN110966944B (zh) 厚度测量装置
CN111380472B (zh) 厚度测量装置
JP2018063148A (ja) 計測装置
TWI731993B (zh) 測量裝置
KR20200034592A (ko) 두께 계측 장치, 및 두께 계측 장치를 구비한 연삭 장치
CN111380471B (zh) 厚度测量装置
CN111430254B (zh) 厚度测量装置
JP2012229958A (ja) 3次元計測装置
JP2012132776A (ja) 計測装置
TWI843904B (zh) 厚度計測裝置
TWI844611B (zh) 厚度測量裝置
TW202328635A (zh) 計測裝置
TW202117830A (zh) 厚度計測裝置