TWI731992B - 厚度測量裝置 - Google Patents

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TWI731992B
TWI731992B TW106121251A TW106121251A TWI731992B TW I731992 B TWI731992 B TW I731992B TW 106121251 A TW106121251 A TW 106121251A TW 106121251 A TW106121251 A TW 106121251A TW I731992 B TWI731992 B TW I731992B
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Abstract

[課題]本發明之課題在於提供一種可以在短時間內有效率地測量板狀物之厚度的厚度測量裝置。 [解決手段]根據本發明所提供之厚度測量裝置，至少是由下述所構成：發出對板狀物具有穿透性之波長範圍的光之寬頻光源、將該寬頻光源所發出之光在波長範圍進行分光的分光器、將藉由該分光器所分光之各波長的光以經過時間來變更分配方向之分配設備、將藉由該分配設備所分配之各波長的光聚光之聚光透鏡、與該聚光透鏡相向，且將複數條光纖之一端的端面成列配設，以傳輸藉由該聚光透鏡聚光之各波長的光之光傳輸設備、將該光纖之另一端的端面相向於該板狀物來成列，且具備有對應於各端面而在與該板狀物之間配設的複數個接物透鏡之測定端子、將在該板狀物之上表面反射之光、及穿透板狀物而在下表面反射之光相干涉而於各光纖逆行之返回光，配設於該光傳輸設備之光的傳輸路徑上以從各光纖進行分歧之光分歧設備、將在該光分歧設備所分歧之對應於各光纖的該返回光之波長從藉由該分配設備對各光纖分配之時間中求出，且檢測各波長的光強度以對應於各光纖來生成分光干涉波形之分光干涉波形生成設備、及對該分光干涉波形生成設備所生成之對應於各光纖的分光干涉波形進行波形解析，以計算對應於各光纖之板狀物的厚度之厚度計算設備。

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 在以分割預定線所區劃出的正面上形成有IC、LSI等複數個器件之晶圓，是在被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。
對於習知之磨削裝置，已提出有下述方案：至少具備保持板狀之晶圓的工作夾台、將環狀地配置有可磨削已保持於該工作夾台之晶圓的背面之磨削磨石的磨削輪以可旋轉的方式設置之磨削設備、藉由分光干涉波形且以非接觸方式檢測晶圓之厚度的檢測設備，藉此，將晶圓磨削成所期望之厚度(例如，參照專利文獻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 發明欲解決之課題 然而，在上述專利文獻1所記載的技術中，是形成使檢測已保持於保持設備之晶圓的厚度之端子在水平方向上擺動以檢測晶圓整體之構成，在必須進行要一面適當地重覆水平方向之擺動、與晶圓之移動的測量的情形下，為了利用如此之設備來檢測晶圓整體的厚度，需要相當的時間，而有生產性較差的問題。
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可在短時間內有效率地測量板狀物之厚度的厚度測量裝置。 用以解決課題之手段
為了解決上述主要的技術課題，根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之厚度測量裝置，且至少是由下述所構成： 寬頻光源，發出對板狀物具有穿透性之波長範圍的光； 分光器，將該寬頻光源所發出之光在波長範圍進行分光； 分配設備，將藉由該分光器所分光之各波長的光以經過時間來變更分配方向； 聚光透鏡，將藉由該分配設備所分配之各波長的光聚光； 光傳輸設備，與該聚光透鏡相向，且將複數條光纖之一端的端面成列配設，以傳輸藉由該聚光透鏡聚光之各波長的光； 測定端子，將構成該光傳輸設備之複數條光纖的另一端之端面相向於該板狀物來成列，且具備有對應於各端面而在與該板狀物之間配設的複數個接物透鏡； 光分歧設備，將在該板狀物之上表面反射之光、及穿透板狀物而在下表面反射之光相干涉而於各光纖逆行之返回光，配設於該光傳輸設備之光的傳輸路徑上以從各光纖進行分歧； 分光干涉波形生成設備，將在該光分歧設備所分歧之對應於各光纖的該返回光之波長從藉由該分配設備對各光纖分配之時間中求出，且檢測各波長的光強度以對應於各光纖來生成分光干涉波形；及 厚度計算設備，對該分光干涉波形生成設備所生成之對應於各光纖的分光干涉波形進行波形解析，以計算對應於各光纖之板狀物之厚度。
又，較佳的是形成為：具備保持該板狀物之保持設備，且將該測定端子與該保持設備構成為可在X軸方向上相對地移動，構成該測定端子之對應於各光纖的端面而配設之接物透鏡之列是定位在與X軸方向正交之Y軸方向上，並且具備記錄設備，該記錄設備是在以該測定端子與該保持設備之相對的X軸方向之移動、與定位於Y軸方向之接物透鏡所特定之X座標、Y座標中，儲存以該厚度計算設備所計算出之板狀物的厚度。 發明效果
本發明之厚度測量裝置至少是由寬頻光源、分光器、分配設備、聚光透鏡、光傳輸設備、測定端子、光分歧設備、分光干涉波形生成設備、及厚度計算設備所構成，其中該寬頻光源會發出對板狀物具有穿透性之波長範圍的光，該分光器是將該寬頻光源所發出之光在波長範圍進行分光，該分配設備是將藉由該分光器所分光之各波長之光以經過時間來變更分配方向，該聚光透鏡是將藉由該分配設備所分配之各波長的光聚光，該光傳輸設備是與該聚光透鏡相向，且將複數條光纖的一端之端面成列配設，以傳輸藉由該聚光透鏡聚光之各波長的光，該測定端子是將構成該光傳輸設備之複數條光纖之另一端的端面相向於該板狀物來成列，且具備有對應於各端面而在與該板狀物之間配設的複數個接物透鏡，該光分歧設備是將在該板狀物之上表面反射之光、及穿透板狀物而在下表面反射之光相干涉而於各光纖逆行之返回光，配設於該光傳輸設備之光的傳輸達路徑上以從各光纖進行分歧，該光干涉波形生成設備是將在該光分歧設備所分歧之對應於各光纖的該返回光之波長從藉由該分配設備對各光纖分配之時間中求出，且檢測各波長之光強度以對應於各光纖來生成分光干涉波形，該厚度計算設備是對該分光干涉波形生成設備所生成之對應於各光纖之分光干涉波形進行波形解析，以計算對應於各光纖之板狀物的厚度，因此可藉由成複數列而配設之複數個接物透鏡與複數條光纖而同時得到複數個厚度資訊，且變得可於短時間內進行必要之測量。
用以實施發明之形態 以下，請參照附圖以詳細地說明依據本發明所構成之厚度測量裝置的較佳實施形態。在圖1中所顯示的是具備有本發明之厚度測量裝置之磨削裝置1的整體立體圖、及作為藉由本發明之厚度測量裝置來測量厚度之板狀物的晶圓10。
圖1所示之磨削裝置1，具有整體以編號2表示之裝置殼體。此裝置殼體2具有大致長方體形狀之主部21、及設置於該主部21之後端部(圖1之右上端)且朝上方延伸之直立壁22。在直立壁22的前表面上，以可朝上下方向移動的方式裝設有作為磨削設備的磨削單元3。
磨削單元3具備有移動基台31、與裝設於該移動基台31之主軸單元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，透過朝前方突出之支持部而安裝有作為磨削設備之主軸單元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之旋轉主軸42，及用於旋轉驅動該旋轉主軸42之作為驅動源的伺服馬達43。可旋轉地支持於主軸殼體41之旋轉主軸42，是將一端部(圖1之下端部)從主軸殼體41之下端突出而配設，且於下端部設置有輪座44。並且，將磨削輪5安裝在此輪座44之下表面。在此磨削輪5的下表面配設有由複數個磨輪片(segment)所構成之磨削磨石51。
圖示之磨削裝置1具備有使磨削單元3沿著該一對引導軌道朝上下方向(相對於後述之工作夾台的保持面垂直的方向)移動的磨削單元進給機構6。該磨削單元進給機構6具備配設於直立壁22之前側且實質上鉛直地延伸的公螺桿61、及用於旋轉驅動該公螺桿61之作為驅動源的脈衝馬達62，且由在該移動基台31之背面所設置之圖未示的公螺桿61之軸承構件等所構成。當此脈衝馬達62正轉時，會使移動基台31(亦即研磨單元3)下降(亦即使其前進)，且當脈衝馬達62逆轉時，會使移動基台31(亦即磨削單元3)上昇(亦即使其後退)。
於上述殼體2之主部21配設有保持作為被加工物之板狀物(晶圓10)之作為保持設備的工作夾台機構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、及配設於該蓋構件72之前後的伸縮罩設備73及74。工作夾台71是構成為在該上表面(保持面)上藉由作動圖未示之吸引設備來吸引保持晶圓10。此外，工作夾台71是藉由圖未示之旋轉驅動設備而可旋轉地構成，並且藉由圖未示之工作夾台移動設備而使其可在圖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(以箭頭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、圖未示之工作夾台移動設備，是受下述之控制設備20所控制。此外，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之凹口(notch)，在其正面貼附有作為保護構件之保護膠帶12，且將此保護膠帶12側保持於工作夾台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的厚度之厚度測量裝置8。此厚度測量裝置8是內置在測量殼體80內，且測量殼體80是如圖所示地在構成裝置殼體2之長方體形狀的主部21之上表面，配設於使工作夾台71從被加工物載置區域70a移動到磨削區70b之間的路徑途中的側邊，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的整體的方式配置。關於該厚度測量裝置8，參照圖2來進一步說明。
圖示之實施形態中的厚度測量裝置8具備有作為寬頻光源的發光源81、及分光器82，該作為寬頻光源的發光源81會發出對作為被加工物之晶圓10具有穿透性之包含預定的波長範圍(例如波長1000nm~1100nm)之光，該分光器82會將來自該發光源81之光8a反射並且於預定的波長範圍進行分光。該發光源81可以選擇LED、SLD(超發光二極體(Superluminescent diode))、ASE(放大自發放射(Amplified Spontaneous Emission))、SC(超連續光譜(Supercontinuum))、鹵素光源等。該分光器82是藉由繞射光柵所構成，且藉由該繞射光柵之作用，將由1000nm~1100nm波長所構成之光8a分光，而形成具有預定之擴寬的光8b。該光8b可被分光成藉由於圖中下方側較短之波長(1000nm)、於上方側較長波長(1100nm)之光所構成。
由分光器82所分光並反射之光8b，是藉由具有將各波長之光以經過時間來變更其分配方向之功能的分配設備來進行反射。該分配設備是由各邊為藉由反射面(鏡子(mirror))所形成之由例如正8面體構成之多面鏡83所構成，且該多面鏡83是構成為於圖中朝順時針方向以預定之旋轉速度旋轉。入射到多面鏡83之反射面的光8b是以預定之擴寬被反射並成為光8c，並且入射到與多面鏡83之反射面相向而配置的聚光透鏡84。然後，藉由聚光透鏡84而聚光之光8c，會入射到以預定間隔依序排列且將端部以保持構件85保持之構成光傳輸設備之例如18條光纖(1)~(18)的端面。再者，可以藉由縮小相對於晶圓之直徑的光纖之直徑，並增加光纖之條數(例如100條)，以提高下述之測量的解析力。在本實施形態中，當多面鏡83位於如圖2所示之預定的角度位置時，會將在多面鏡83之其中一個反射面上反射之光，全部入射於聚光透鏡84。可將分光器82、多面鏡83、聚光透鏡84，及保持構件85的設置位置、角度等設定成按已分光之每個波長對保持於該保持構件85之光纖(1)~(18)入射。再者，關於多面鏡83之作用，將在之後詳細敘述。
該厚度測量裝置8具備有光分歧設備86，該光分歧設備86是用於將入射到光纖(1)~(18)之光通過由光纖(1)~(18)所形成之光的第1路徑8d而引導至面向保持於工作夾台71之晶圓10的第2路徑8e側，並且將在晶圓10反射且於該第2路徑8e逆行之反射光分歧並引導至第3路徑8f。再者，該第1~第3路徑8d~8f是由光纖(1)~(18)所構成，且光分歧設備86可由例如偏振保持光纖耦合器、偏振保持光纖循環器、單模光纖耦合器等的任一個之中適當選擇。
透過光分歧設備86而引導至第2路徑8e之光，會被引導至面對保持於工作夾台71上之晶圓10的測定端子87。該測定端子87是形成為在Y軸方向上較細長之形狀，且是以覆蓋作為測量對象之晶圓10的直徑的尺寸所形成。又，該測定端子87設置有複數個接物透鏡88，該等接物透鏡88會保持構成該光傳輸設備之複數條光纖(1)~(18)之另一端的端部，且將引導至該端部之光從端面引導至保持於工作夾台71之晶圓10上，且該接物透鏡88是配設成在與工作夾台71移動之方向(X方向)正交的方向(Y軸方向)上成列。
該第3路徑8f是將於第2路徑8e逆行而去之光，藉由在光分歧設備86中分歧而傳輸之光纖(1)~(18)所形成，且在與該端面相向之位置上配設有作為檢測光之強度的設備之線型影像感測器(line image sensor)90。藉由線型影像感測器90所測量出之光強度會被傳送至構成該厚度測量裝置8之控制裝置20，而與所檢測出之時間(t)一起儲存在該控制裝置20中。
該控制設備20是由電腦所構成，並且具備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獨記憶體(ROM)、用於暫時儲存檢測出的檢測值、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(省略了有關細節的圖示)。本實施形態中的控制設備20是控制磨削裝置1之各驅動部分，並且構成該厚度測量裝置8之設備，且如上所述，可構成為具有下述功能：將線型影像感測器90之檢測值儲存於隨機存取記憶體(RAM)中，且藉由驅動多面鏡83、發光設備81，而計算出晶圓10的厚度。本實施形態之磨削裝置1、厚度測量裝置8是大致如上所述地構成，關於其作用於以下進行說明。
藉由本發明之厚度測量裝置8進行的晶圓10之厚度的測量，是藉由例如，以磨削裝置1磨削已載置於工作夾台71之晶圓10之後，使其從磨削區70b移動至被加工物載置區70a，而使其通過測定端子87之正下方來進行。此時，控制設備20是從線型影像感測器90之表示光的強度之檢測訊號中求出如圖5所示的分光干涉波形，且依據該分光干涉波形實行波形解析，而可從在載置於工作夾台71上之晶圓10的上表面反射而逆行之返回光、與在下表面反射而逆行之返回光所前進之光路長度之差中，計算出晶圓10之厚度(T)。關於具體之計算方法，容後敘述。
關於本實施形態中的計算晶圓10之厚度的順序，參照著圖2~4來進行說明。多面鏡83是如上所述，將成正8角形之各邊以反射面(鏡子(mirror))來構成，且藉由圖未示之脈衝馬達等的驅動設備，將該旋轉位置與時間(t)建立關連並儲存於控制設備20之隨機存取記憶體(RAM)中，並且在圖中朝順時針方向進行旋轉驅動。
從發光源81照射光，且將多面鏡83朝圖中箭頭之方向進行旋轉時，會使藉由分光器82分光而具有展寬之光8b的一部分在多面鏡83之反射面83a上反射而形成反射光8c，並且開始入射到聚光透鏡84。並且，當多面鏡83之反射面83a成為圖3(a)所示之狀態時，是使構成在聚光透鏡84聚光之光8c的一部分之1000nm波長之範圍入射到將一端部保持在保持構件85之光纖(1)(時間t1)。入射到光纖(1)之1000nm波長之光，是行進於構成上述之光傳輸設備的第1、第2路徑8d、8e，而到達測定端子87。到達該測定端子87之接物透鏡88的1000nm波長的光，是使其於該測定端子87之正下方朝X軸方向移動的晶圓10之上表面與下表面反射，而形成於第2路徑8e逆行之返回光，並到達在光分歧設備86分歧且在線型影像感測器90中的分配於光纖(1)之位置。其結果，可檢測對光纖(1)有光入射之時間t1中的在晶圓10之上表面及下表面反射之返回光所構成之反射光的光強度。此光強度會與時間t1、及被照射之晶圓10的X軸方向之X座標、Y軸方向之Y座標的位置建立關連並儲存於控制設備20之隨機存取記憶體(RAM)之任意的儲存區域中。
再者，圖4所顯示的是，於橫軸表示時間(t)、於縱軸表示光纖(1)~(18)之端部的配設位置，且是否隨著時間(t)之經過，而使在多面鏡83反射之1000nm~1100nm波長之光的任意的波長範圍入射到任意之光纖(1)~(18)之圖，並可理解到例如下述情形：在時間t1，1000nm波長之光開始入射到光纖(1)。藉由將在此圖4所示之時間(t)、及表示是否使任意的波長範圍入射到任意之光纖(1)~(18)之關係儲存於控制設備20，可以使以線型影像感測器90檢測的光強度，對是否為任意的波長範圍入射到任意之光纖(1)~(18)時所檢測出之光強度建立關連。
回到圖3繼續說明可知，藉由於時間t1藉由分光器82所分光之光在入射到光纖(1)之後，使多面鏡83繼續旋轉，以使多面鏡83的反射面83a相對於光8b之方向變化，而使被分光之光8b的1000nm~1100nm波長之範圍朝圖中下方移動，並且依序朝保持光纖(1)~(18)之端部的保持設備85進行照射。接著，在時間t2中，如圖3(b)所示，成為相對於光纖(1)~(18)，將藉由分光器82所分光之光8c的波長範圍的全部均入射之狀態(也一併參照圖4)。在此狀態下，會使1100nm波長之範圍入射至光纖(1)，且將1000nm波長之範圍入射至光纖(18)。也就是說，成為相對於光纖(1)，從時間t1到t2將藉由分光器82所分光之1000nm~1100nm波長範圍的全部入射的情形。
從圖3(b)所示的狀態中可知，當進一步旋轉多面鏡83並到達時間t3時，會成為如圖3(c)所示，藉由分光器82所分光之光的波長範圍之中，1100nm波長之範圍入射到光纖(18)之狀態，且在時間t1~t3中，可將藉由分光器82所分光之1000nm~1100nm波長之光照射至光纖(1)~(18)的全部。再者，如從圖3、4可理解到的是，當時間進一步經過而成為t4時，可相對於鄰接於多面鏡83之反射面83a的反射面83b照射被分光之光8b而將1000nm波長之範圍再次開始照射至光纖(1)，成為與圖3(a)相同的狀態，且之後重複同樣的作動。
如上所述，在控制設備20中儲存有對時間(t)建立關連而將藉由線型影像感測器90所檢測之光強度、與如圖4所示之對於該時間(t)中的各光纖(1)~(18)以多面鏡83所分配之波長，且可以藉由參照二者，而按各光纖(1)~(18)生成如圖5所示之分光干涉波形。圖5所顯示的是，例如關於光纖(1)所檢測之分光干涉波形(F(1))，且橫軸是表示入射到光纖之反射光波長(λ)，縱軸是表示藉由線型感測器90所檢測出之光強度。 以下，根據控制設備20以上述之分光干涉波形為依據而實行之波形解析，來說明關於計算晶圓10之厚度及高度的例子。
將從定位在該測定端子87之第2路徑8e中的光纖(1)~(18)的端部至保持於工作夾台71之晶圓10的下表面的光路長度設為(L1)，且將從第2路徑8e中的光纖(1)~(18)之端部到保持於工作夾台71之晶圓10的上表面的光路長度設為(L2)，且將光路長度(L1)與光路長度(L2)之差設為第1光路長度差(d1=L1-L2)。
接著，控制設備20會依據如上述之圖5所示之對於光纖(1)~(18)每條所生成之分光干涉波形(F(1)~F(18))，來實行波形解析。此波形解析雖然可以依據例如傅立葉變換理論或小波(wavelet)變換理論來實行，但在以下所述之實施形態中是針對使用下述數學式1、數學式2、數學式3所示之傅立葉變換公式的例子來進行說明。
[數學式1]
Figure 02_image001
[數學式2]
Figure 02_image003
[數學式3]
Figure 02_image005
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(λn )為窗函數。上述數學式1是在cos的理論波形與上述分光干涉波形(I(λn ))的比較中，求出波的周期最相近(相關性高)之光路長度差(d)、亦即求出分光干涉波形與理論上之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的理論波形與上述分光干涉波形(I(λn ))的比較中，求出波的周期最相近(相關性高)之第1光路長度差(d1=L1-L2)、亦即求出分光干涉波形與理論上之波形函數的相關係數為第1光路長度差(d1=L1-L2)。並且，上述數學式3是求出數學式1之結果與數學式2之結果的平均值。
控制設備20是藉由實行依據上述數學式1、數學式2、數學式3之運算，而能夠依據起因於反射光中所包含的返回光的各光路長度差之分光的干涉，得到圖6所示之訊號強度的波形。在圖6中，橫軸是表示光路長度差(d)，縱軸是表示訊號強度。在圖6所示的例子中，會在光路長度差(d)為150μm的位置上使訊號強度顯示得較高。也就是說，光路長度差(d)為150μm之位置的訊號強度為光路長度差(d1=L1-L2)，且所顯示的是晶圓10之厚度(T)。並且，將在該測定端子87與該工作夾台71之相對的X軸方向的位置、及定位於Y軸方向之接物透鏡88的位置上所特定之測量位置的座標(X座標，Y座標)中的晶圓10的厚度(T)予以儲存。一邊使晶圓10在X軸方向上移動一邊對整體實行如此之測量。
如以上所述，由於根據圖示之實施形態中的厚度測量裝置8，可以輕易地求出晶圓10之厚度，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之厚度(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之晶圓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之工作夾台71上，且作動圖未示之吸引設備，而被吸引保持在工作夾台71上。因此，吸引保持於工作夾台71上的晶圓11會成為背面10b在上側。
接著，控制設備20會作動已保持晶圓10之工作夾台71之圖未示的移動設備，並移動工作夾台71以定位至磨削區70b，且將磨削輪5之複數個磨削磨石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之晶圓10設定成預定的位置關係，且控制設備20會驅動圖未示之旋轉驅動設備而以例如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，對晶圓10提供磨削水，並且正轉驅動磨削單元進給機構6之脈衝馬達62，以將磨削輪5降下(磨削進給)，並以預定之壓力將複數個磨削磨石51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)。
當該磨削步驟結束後，藉由將保持有已磨削之晶圓10的工作夾台71移動至位於X軸方向之前方的被加工物載置區70a側，以將晶圓10定位在厚度測量裝置8之測定端子87的正下方，並且如上所述地作動厚度測量裝置8以得到對應於晶圓10整體之各部位的分光干涉波形並且進行波形解析，來測量晶圓10之厚度。圖7所示之表所表示的是，在測定端子87通過晶圓10之中心並在沿著Y軸方向的預定之位置上，測量晶圓10之厚度(T)的例子。藉由按晶圓10之X軸方向中的每個預定間隔實行如此之測量，並儲存晶圓10之正面的厚度(T)，且確認磨削後之晶圓10整體的厚度，可以判定磨削步驟之良窳，並且因應需要而實施再磨削。
再者，在本實施形態中，雖然作為將藉由分光器所分光之各波長的光以經過時間來變更分配方向之分配設備而採用了多面鏡83，但本發明不限定於此，可以採用可做到將反射面之方向與經過時間一起控制之例如振鏡掃描器。此外，在本實施形態中，雖然作為用於檢測反射光之光的強度的受光元件而利用了線型影像感測器90，但並不限定於此，亦可為對應於每個光纖(1)~(18)而配設之光偵測器(photodetector)。
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體進行由該厚度測量裝置8進行之測量的方式進行了說明，但並非限定於此，例如，可以將該厚度測量裝置8之測量殼體80之設置位置設定在圖1所示之磨削區70b之附近，並且將該測量殼體80之設置位置可移動地設置。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的晶圓10接受磨削輪5之作用而被磨削之時，與露出之晶圓10相向來使測定端子87淹沒在磨削時所供給之磨削水中並定位，以測量磨削中之晶圓10的厚度，且可做到藉由將磨削中之晶圓10的厚度反饋到控制設備20來磨削成所期望的厚度。又，依據本發明所構成之厚度測量裝置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獨立之單一的裝置而構成、或是併設至與磨削裝置1不同之其他的加工裝置上。
1‧‧‧磨削裝置10‧‧‧晶圓10b‧‧‧背面12‧‧‧保護膠帶20‧‧‧控制設備2‧‧‧裝置殼體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‧‧‧伸縮罩設備8a、8b、8c‧‧‧光8‧‧‧厚度測量裝置8d‧‧‧第1路徑8e‧‧‧第2路徑8f‧‧‧第3路徑80‧‧‧測量殼體81‧‧‧發光源82‧‧‧分光器83‧‧‧多面鏡(分配設備)83a、83b‧‧‧反射面84‧‧‧聚光透鏡85‧‧‧保持構件86‧‧‧光分歧設備87‧‧‧測定端子88‧‧‧接物透鏡90‧‧‧線型影像感測器F(1)~F(18)‧‧‧分光干涉波形X、Y‧‧‧方向
圖1為可適用依據本發明所構成之厚度測量裝置之磨削裝置的立體圖。 圖2是用於說明依據本發明所構成之厚度測量裝置的構成之說明圖。 圖3(a)~(c)是用於說明圖2所示之厚度測量裝置的作用之說明圖。 圖4是用於說明構成圖3所示之厚度測量裝置的多面鏡(polygon mirror)之作用的說明圖。 圖5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的一例之圖。 圖6是顯示藉由圖2所示之厚度測量裝置來對分光干涉波形進行波形解析而得到之光路長度差與訊號強度之一例的圖。 圖7是顯示藉由本發明之厚度測量裝置，來按各光纖取得之晶圓的厚度之一例的圖。
10‧‧‧晶圓
12‧‧‧保護膠帶
20‧‧‧控制設備
71‧‧‧工作夾台
8‧‧‧厚度測量裝置
8a、8b、8c‧‧‧光
80‧‧‧測量殼體
81‧‧‧發光源
82‧‧‧分光器
83‧‧‧多面鏡(分配設備)
84‧‧‧聚光透鏡
85‧‧‧保持構件
86‧‧‧光分歧設備
87‧‧‧測定端子
88‧‧‧接物透鏡
90‧‧‧線型影像感測器
F(1)~F(18)‧‧‧分光干涉波形
8d‧‧‧第1路徑
8e‧‧‧第2路徑
8f‧‧‧第3路徑

Claims (2)

  1. 一種厚度測量裝置，可測量板狀物之厚度，該厚度測量裝置至少是由下述所構成：寬頻光源，發出對板狀物具有穿透性之波長範圍的光；分光器，將該寬頻光源所發出之光在波長範圍進行分光；分配設備，將藉由該分光器所分光之各波長的光以經過時間來變更分配方向；聚光透鏡，將藉由該分配設備所分配之各波長的光聚光；光傳輸設備，與該聚光透鏡相向，且將複數條光纖之一端的端面成列配設，以傳輸藉由該聚光透鏡聚光之各波長的光；測定端子，將構成該光傳輸設備之複數條光纖的另一端之端面相向於該板狀物來成列，且具備有對應於各端面而在與該板狀物之間配設的複數個接物透鏡；光分歧設備，將在該板狀物之上表面反射之光、及穿透板狀物而在下表面反射之光相干涉而於各光纖逆行之返回光，配設於該光傳輸設備之光的傳輸路徑上以從各光纖進行分歧；光強度檢測設備，根據藉由該分配設備對各光纖分配在該光分歧設備所分歧之對應於各光纖的該返回光之波長的時間，檢測各波長的光強度；及 控制設備，根據以該光強度檢測設備所檢測出之光強度，對應於各光纖而生成分光干涉波形，對與各光纖對應的分光干涉波形進行波形解析，以計算對應於各光纖之板狀物的厚度。
  2. 如請求項1之厚度測量裝置，其具備保持該板狀物之保持設備，並將該測定端子與該保持設備構成為可在X軸方向上相對地移動，且將構成該測定端子之對應於各光纖的端面而配設的接物透鏡之列定位在與X軸方向正交之Y軸方向上，並且具備記憶設備，該記憶設備是在以該測定端子與該保持設備之相對的X軸方向之移動、與定位於Y軸方向之接物透鏡所特定之X座標、Y座標中，儲存以該控制設備所計算出之板狀物的厚度。
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