TWI834725B - 厚度計測裝置、及具備厚度計測裝置之研削裝置 - Google Patents
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Abstract
[課題] 提供可以高精度地計測以複數層被構成之晶圓的厚度的計測裝置及具備該計測裝置之研削裝置。
[解決手段] 一種計測晶圓之厚度的計測裝置,包含:光源,其係對晶圓射出具有穿透性之波長帶之光;聚光器,其係對被保持於挾盤載置台之晶圓照射光源射出的光;第一光路,其係光學性地連接光源和聚光器;光分歧部,其係被配設在第一光路,將從被保持於挾盤載置台之晶圓反射之反射光分歧成第二光路;繞射光柵,其係被配設在第二光路;圖像感測器,其係檢測出藉由繞射光柵被分光成每個波長之光的強度,且生成光譜干擾波形;及控制單元,其係具有運算圖像感測器生成之光譜干擾波形而輸出厚度資訊的厚度運算部。
Description
本發明係關於計測晶圓之厚度的厚度計測裝置及具備厚度計測裝置之研削裝置。
IC、LSI等之複數裝置藉由交差之複數分割預定線被區劃,且被形成在表面的晶圓,背面藉由研削裝置被研削且被薄化之後,藉由切割裝置、雷射加工裝置被分割成各個裝置晶片,被分割的裝置晶片被使用於行動電話、個人電腦等的電器。
研削晶圓之背面的研削裝置大概由保持晶圓之挾盤載置台,和以能夠旋轉之方式具備有研削被保持於該挾盤載置台之晶圓的研削輪的研削單元,和計測被保持於該挾盤載置台之晶圓之厚度的厚度計測裝置構成,可以將晶圓加工成期待的厚度。
當上述厚度計測裝置使用使探針機接觸於晶圓之研削面而計測晶圓之厚度的接觸型裝置時,由於會對研削面造成傷痕,故以對晶圓之研削面照射光,藉由從該研削面反射之光,和穿透晶圓而從相反面反射之光的光譜干擾波形,計測厚度的非接觸型之厚度計測裝置為眾知
(參照專利文獻1至3)。
[專利文獻1]日本特開2012-021916號公報
[專利文獻2]日本特開2018-036212號公報
[專利文獻3]日本特開2018-063148號公報
根據使用上述專利文獻1至3記載般的利用光譜干擾波形之非接觸型之厚度計測裝置,例如在被保持於挾盤載置台之狀態下形成上層之LN基板(700μm)的下面(裝置形成面),疊層比起LN基板相對極薄的SiO2膜(3μm以下)的2層構造之晶圓的厚度之情況,進行說明。首先,從該2層構造之晶圓之背面,即是晶圓之上面,對該晶圓照射具有穿透性之波長的光並使反射,藉由厚度計測裝置之繞射光柵而分光成每個波長,生成藉由該反射光而取得的光譜干擾波形W0(參照圖6(a))。然後,實行對該分光干擾波形W0,實行藉由傅立葉轉換理論等的波形解析,求出圖6(b)所示之訊號強度波形X(a)、X(b)、X(a+b),根據各波形之峰值,取得光程差即是厚度資訊。更具體而言,取得藉由從LN基板之上面反射的反射光和從LN基板之下面反射的反射光的干擾光而被生成的LN基板之厚度a;和藉由從LN
基板之下面反射的反射光和從SiO2膜之下面反射的反射光的干擾光而被生成的SiO2膜之厚度b;和藉由從LN基板之上面反射的反射光和從SiO2膜之下面反射的反射光的干擾光而被生成的LN基板厚度+SiO2膜之厚度(a+b)。但是,在SiO2膜之厚度b為例如3μm,比起LN基板極薄之情況,表示該LN基板之厚度a的訊號強度之波形X(a),和表示LN基板厚度+SiO2膜之厚度(a+b)之波形X(a+b)重疊且被合成,而成為X(S),產生無法正確地僅檢測出LN基板之厚度a的問題。
依此,本發明之目的在於提供可以高精度地計測以複數層構成之晶圓之厚度的厚度計測裝置,及具備該厚度計測裝置之研削裝置。
當藉由本發明之一個觀點時,提供一種厚度計測裝置,其係計測晶圓之厚度,該厚度計測裝置具備:光源,其係對晶圓射出具有穿透性之波長帶之光;聚光器,其係對被保持於挾盤載置台之晶圓照射該光源射出的光;第一光路,其係光學性地連接該光源和該聚光器;光分歧部,其係被配設在該第一光路,將從被保持於該挾盤載置台之晶圓反射之反射光分歧成第二光路;繞射光柵,其係被配設在該第二光路;圖像感測器,其係檢測出藉由該繞射光柵被分光成每個波長之光的強度,且生成光譜干擾波形;及控制單元,其係具有運算該圖像感測器生成之
光譜干擾波形而輸出厚度資訊的厚度運算手段,該厚度運算手段包含厚度決定部,該厚度決定部具有理論波形表,該理論波形表係將光穿透構成晶圓之上層之A層和下層之B層而形成的理論上之光譜干擾波形,在使該A層和該B層之厚度變化的複數區域,記錄理論上之光譜干擾波形,且該厚度決定部係比較該圖像感測器生成之光譜干擾波形和被記憶於該理論波形之複數理論上之光譜干擾波形,將波形一致之時的與理論上之光譜干擾波形對應的該A層和該B層之厚度決定為適當厚度。
以該厚度運算手段進一步包含對該圖像感測器生成之光譜干擾波形進行傅立葉轉換而至少算出構成晶圓之該A層及該B層的各厚度,和該A層和該B層合體之厚度的厚度算出部為佳。以該厚度運算手段係判定成以該厚度算出部被算出的該A層之厚度,包含在被記憶於該厚度決定部之該理論波形表的理論上之光譜干擾波形之A層之厚度的區域之情況,將藉由該厚度決定部被決定為適當厚度之該A層的厚度值設為該A層之厚度為佳。
當藉由本發明之其他觀點時,提供一種研削裝置,其具備上述厚度計測裝置,實施研削被保持於該挾盤載置台之晶圓之該A層而減少該晶圓之厚度,其中,該控制單元具有設定該A層之目標完成厚度的完成厚度設定部,該厚度運算手段,係該厚度算出部算出的該A層之厚度,到達至被記錄於該厚度決定部之該理論波形表的該A層之厚度的區域之後,比較該圖像感測器生成的光譜干擾
波形,和被記憶於與在該完成厚度設定部被設定的該A層之目標完成厚度對應的該理論波形表之理論上之光譜干擾波形,判定兩者一致之時,結束該晶圓之研削。
若藉由本發明之厚度計測裝置時,在計測A層(上層)之下面疊層比較薄的B層(下層)之2層構造之晶圓之時,即使有藉由構成厚度算出手段之繞射光柵生成複數干擾光,藉由從A層之上面反射的反射光和從A層之下面反射的反射光的干擾光而被生成的A層之厚度資訊;和藉由從A層之上面反射的反射光和從B層之下面反射的反射光的干擾光而被生成的「A層+B層」之厚度資訊被合成而無法僅檢測A層之厚度的問題,藉由厚度決定部決定A層之厚度,可以解除如此之問題,而僅計測A層的厚度。
若藉由具備本發明之厚度計測裝置的研削裝置時,因厚度運算手段被構成在藉由研削加工厚度被減少的A層之厚度到達至被記錄於厚度決定部具備的理論波形表之A層之厚度的區域之時,比較藉由圖像感測器被生成的光譜干擾波形,和被記憶於與在完成厚度設定部被設定的A層之目標完成厚度對應的理論波形表之理論上之光譜干擾波形而判定一致之時,判定A層到達目標完成厚度,而使研削加工結束,故即使在由2層構造所構成之晶圓,亦可以研削構成晶圓之A層而完成期待的厚度。而且,在本發明中,因藉由非接觸式之厚度計測裝置計測晶圓之厚
度,故不會對晶圓之被研削面造成損傷。
1:研削裝置
3:研削單元
4:心軸單元
5:研削輪
7:挾盤載置台機構
71:挾盤載置台
8:厚度計測裝置
8a:第一路徑
8b:第二路徑
80:計測殼體
81:聚光器
82:光源
83:光分歧部
84、86:準直透鏡
85:接物透鏡
87:繞射光柵
88:聚光透鏡
89:圖像感測器
10:晶圓
11a:LN基板
11b:SiO2膜
12:裝置
14:保護膠帶
100:控制單元
110:厚度運算手段
112:厚度算出部
114:厚度決定部
120:完成厚度設定部
圖1為本實施型態之研削裝置之全體斜視圖及晶圓之斜視圖。
圖2為表示圖1所示之研削裝置具備的厚度計測裝置之光學系統之概略的概念圖。
圖3(a)為表示藉由圖2所示之厚度計測裝置之厚度算出部而被生成的光譜干擾波形,及(b)用以對光譜干擾波形進行波形解析而取得光程差之訊號強度之波形的圖示。
圖4(a)為表示被記憶於圖2所示之厚度計測裝置之厚度決定部的理論波形表,及(b)根據藉由圖像感測器被檢測出的訊號而生成的分光干擾波形的圖示。
圖5為表示藉由圖1所示之研削裝置研削晶圓之態樣的斜視圖。
圖6為表示用以說明以往之問題的(a)藉由圖像感測器生成的光譜干擾波形,及(b)用以對光譜干擾波形進行波形解析而取得光程差之訊號強度的波形之圖示。
以下,針對與本發明之實施型態有關的厚度計測裝置及具備厚度計測裝置的研削裝置,參照附件圖面,進一步詳細地說明。
圖1係表示具備與本實施型態有關之厚度計測裝置8的研削裝置1之全體斜視圖,及厚度藉由本實施型態之計測裝置1被計測的作為被加工物之晶圓10。晶圓10係藉由疊層例如LN(鈮酸鋰)基板11a,和在形成有LN基板11a之裝置12的面疊層作為絕緣膜發揮機能之SiO2(氧化矽)膜11b的2層構造而被構成。在晶圓10中,作為形成有裝置12之絕緣膜,將疊層有SiO2膜11b之側設為晶圓10之表面,將藉由研削裝置1而被研削之LN基板11a側設為背面。另外,在本實施型態中之晶圓10之研削前之厚度掌握在LN基板11a大概100μm左右,SiO2膜11b大概0.3μm左右。
圖示的研削裝置1具備裝置殼體2。該裝置殼體2具有略長方體形狀之主部21,和被設置在主部21之後端部(圖1中右上端),朝上方延伸的直立壁22。在直立壁22之前面,以能夠在上下方向移動之方式,安裝作為研削單元的研削單元3。
研削單元3具備移動基台31和被安裝於移動基台31之心軸單元4。移動基台31被構成以能夠滑動之方式與被配設在直立壁22之一對導軌卡合。在如此地以能夠滑動之方式被安裝於設置在直立壁22的一對該導軌的移動基台31之前面,經由朝前方突出之支持部安裝作為研削單元之心軸單元4。
心軸單元4具備心軸殼體41、以旋轉自如之方式被配置在心軸殼體41之旋轉軸42,和作為用以使旋轉
軸42旋轉驅動的驅動源的伺服馬達43。以能夠旋轉之方式被支持於心軸殼體41之旋轉軸42,係一端部(在圖1中為下端部)被配設成從心軸殼體41之下端突出,在下端部設置有滾輪支架44。而且,在該滾輪支架44之下面安裝研削輪5。在該研削輪5之下面配設由複數區段構成的研削磨石51。
研削裝置1具備使研削單元3沿著該一對導軌在上下方向移動之研削單元進給機構6。該研削單元進給機構6具備被配設在直立壁22之前側,實質上垂直延伸之公螺絲桿61、作為用以使公螺絲桿61旋轉驅動之驅動源的脈衝馬達62,由移動基台31之背面所具備的無圖示之公螺絲桿61之軸承構件等所構成。當該脈衝馬達62正轉時,移動基台31即是研削單元3被迫下降,當脈衝馬達62逆轉時,移動基台31即是研削單元3被迫上升。
在上述裝置殼體2之主部21,配設作為保持晶圓10之保持手段的挾盤載置台機構7。挾盤載置台機構7具備挾盤載置台71、覆蓋挾盤載置台71之周圍的蓋構件72,和被配設在蓋構件72之前後的伸縮囊73、74。挾盤載置台71被構成藉由使無圖示之吸引手段動作而將晶圓10吸引保持在其上面(保持面)。並且,挾盤載置台71被構成藉由無圖示之旋轉驅動手段能夠旋轉,並且藉由無圖示之挾盤載置台移動機構,迫使在圖1所示之被加工物載置區域70a和與研削輪5相向之研削區域70b之間(以箭號X表示之X軸方向)移動。
另外,上述伺服馬達43、脈衝馬達62、無圖示挾盤載置台移動機構等係藉由後述控制單元100被控制。再者,晶圓10係在本實施型態中在外周部形成表示結晶方位的槽口,在晶圓10之表面側黏貼作為保護構件之保護膠帶14,該保護膠帶14側被保持在挾盤載置台71之上面(保持面)。
研削裝置1具備計測被保持於挾盤載置台71之晶圓10之厚度的厚度計測裝置8。該厚度計測裝置8具備計測殼體80,如圖所示般,在構成裝置殼體2之長方體形狀之主部21之上面,挾盤載置台71被配設在迫使從被加工物載置區域70a在研削區域70b間移動之路徑途中的側方,在挾盤載置台71在被加工物載置區域70a和研削區域70b間移動之區域,被配置成能夠從上方計測被保持在挾盤載置台71上之晶圓10。該計測殼體80之前端部之下面,具備觀望被定位在正下方的挾盤載置台71之聚光器81,被構成能夠藉由無圖示之驅動手段在圖中箭號Y表示之方向(Y軸方向)往返移動。並且,針對構成厚度計測裝置8之光學系統一面參照圖2一面進一步詳細說明。
如圖2所示般,構成厚度計測裝置8之光學系統具備對被保持於挾盤載置台71之晶圓10發出具有穿透性之特定波長帶的光源82、將來自光源82之光引導至第1路徑8a,並且將與第1路徑8a逆行的反射光引導至第2路徑8b之光分歧部83,和將被引導至第1路徑8a之光引導至被保持於挾盤載置台71之晶圓10的聚光器81。聚光器81具備將
從第1路徑8a被引導的光形成平行光之準直透鏡84,將藉由準直透鏡84被形成平行光之光予以聚光而引導至晶圓10之接物透鏡85。
光源82可以使用發光例如波長為400~1200nm區域之光的鹵素燈。光分歧部83可以使用偏振波保持光纖耦合具、偏振波保持光纖循環器、單模光纖耦合具、單模光纖耦合具循環器等。另外,從光源82至光分歧部83為止之路徑及第1路徑8a藉由光纖被構成。再者,光源82並不限定於上述鹵素燈,係藉由施予研削加工之晶圓的素材而被選擇,從發出穿透晶圓之波長之光的眾知光源被適當選擇。
在第2路徑8b配設準直透鏡86、繞射光柵87、聚光透鏡88及圖像感測器89。準直透鏡86係在被保持於挾盤載置台71之晶圓10之LN基板11a之上面、下面及SiO2膜11b之下面反射,從與接物透鏡85和準直透鏡84及第1路徑8a逆行而從光分歧部83被引導至第2路徑8b之反射光形成平行光。繞射光柵87繞射藉由準直透鏡86而被形成平行光之上述反射光,將與各波長對應之繞射光經由聚光透鏡88而送至圖像感測器89。圖像感測器89係直線狀地配列受光元件,所謂的線圖像感測器,檢測出藉由繞射格子87被繞射之反射光之每個波長之光強度,將檢測訊號送至控制單元100。
控制單元100具備藉由電腦構成,依照控制程式而進行運算處理之中央運算處理(CPU)、儲存控制程
式等之唯讀記憶體(ROM)、用以暫時性地儲存檢測出之檢測值、運算結果等之能夠讀寫之隨機存取記憶體(RAM)、輸入介面及輸出介面(省略針對詳細的圖式)。從上述圖像感測器89被發送的檢測訊號在控制單元100中,被轉換成光譜干擾波形,暫時被記憶於RAM。控制單元100係如圖所示般,具備根據該分光干擾波形,輸出LN基板11a及SiO2膜11b之厚度資訊的厚度運算手段110,及設定施予研削加工之時的LN基板11a之目標完成厚度的完成厚度設定部120。並且,在厚度運算手段110具備厚度算出部112及厚度決定部114。另外,雖然本實施型態之控制單元100不僅控制厚度計測裝置8,也進行研削裝置1之各驅動部、攝影手段等之控制全體,但是即使具備作為控制厚度計測裝置8之專用的控制單元亦可。
厚度算出部112係將根據從圖像感測器89被送出之檢測訊號被生成的光譜干擾波形W0(參照圖3(a))進行傅立葉轉換等,實行波形解析。更具體而言,在被保持於挾盤載置台71之狀態下觀看時的2層構造之構成晶圓10之上層(以下稱為「A層」)的LN基板11a之上面、下面,及構成晶圓10之下層(以下稱為「B層」)之SiO2膜11b之下面反射,從與聚光器81之接物透鏡85、準直透鏡84及第1路徑8a逆行而從光分歧部83被引導至第2路徑8b之反射光之光譜干擾波形W0,輸出圖3(b)所示之表示A層、B層及A層+B層之各厚度的訊號強度之波形,藉由表示該波形之峰值的位置,求出與反射位置對應之光程差,根據該光程差,
求出A層(LN基板11a)及B層(SiO2膜11b)、A層+B層(LN基板11a+SiO2膜11b)之厚度資訊。
厚度決定部114係如圖4(a)所示般,具備理論波形表T,該理論波形表T係將構成晶圓10之A層,和B層穿透光而形成理論上之光譜干擾波形之形狀,記錄於使A層之厚度A(以橫軸表示),和B層之厚度B(以縱軸表示)變化之複數區域(為了方便說明,僅表示理論上之光譜干擾波形之一部分)。而且,若取得圖4(b)所示般之藉由圖像感測器89實際被檢測出之訊號而生成的光譜干擾波形W1時,比較光譜干擾波形W1,和被記憶於該理論波形表T之複數理論上之光譜干擾波形。若該比較之結果,若判定與被記憶於理論波形表T之理論上之光譜干擾波形一致(或一致度最高)時,參照與理論波形表T之光譜干擾波形對應之橫軸之值,及縱軸之值,決定並輸出各值以作為與光譜干擾波形對應之A層和B層之適當厚度。依此,可以求出構成晶圓10之A層及B層的厚度。另外,被記憶於理論波形表T之各區域的理論上之分光干擾波形可以藉由電腦之模擬而取得。
與本實施型態有關之研削裝置1及厚度計測裝置8具備大概如同上述般之構成,以下,針對一面使用具備上述厚度裝置8之研削裝置1而計測晶圓10之厚度,一面將晶圓10之LN基板11a研削成目標完成厚度之研削加工的實施態樣進行說明。
首先,於實施研削加工之時,操作員利用研
削裝置1之操作面板,對完成厚度設定部120設定構成晶圓10之LN基板11a之目標完成厚度。在本實施型態中之A層之目標完成厚度設為4.00μm。如圖1所示般,形成晶圓10之裝置12,在疊層B層之表面側黏貼保護膠帶14,使保護膠帶14側朝下,被研削之A層側朝上載置於被定位在被加工物載置區域70a之挾盤載置台71上。而且,藉由使無圖示之吸引手段動作,將晶圓10吸引保持在挾盤載置台71上。若在挾盤載置台71上吸引保持晶圓10,使無圖示之移動機構動作,使挾盤載置台71從被加工物載置區域70a側移動至在X軸方向中以箭號X1表示之方向而定位在研削區域70b,如圖5所示般,定位成研削輪5之複數研削磨石51之外周緣通過挾盤載置台71之旋轉中心。而且,將厚度計測裝置8移動至以箭號X1表示之方向,定位在被保持於挾盤載置台71之晶圓10之上方亦即厚度計測位置。
如上述般,若將研削輪5和被保持在挾盤載置台71之晶圓10設定成特定位置關係,將厚度計測裝置8定位在厚度計測位置時,驅動無圖示之馬達等之旋轉驅動手段,以例如300rpm之旋轉速度使挾盤載置台71朝在圖5中以箭號R1表示之方向旋轉,並且以例如6000rpm之旋轉速度以研削輪5朝以箭號R2表示之方向旋轉。而且,正轉驅動研削單元進給機構6之脈衝馬達64,下降(研削進給)研削輪5,而將複數研削磨石51以特定壓力推壓至晶圓10之LN基板11a側。其結果,LN基板11a之背面亦即被研削面被研削(研削工程)。
在上述研削工程中,首先,藉由控制單元100之厚度算出部112,計測在被保持於挾盤載置台71之狀態下構成晶圓10之上層的A層及構成下層的B層之厚度。更具體而言,根據來自圖像感測器89之檢測訊號,取得圖3(a)所示之光譜干擾波形W0。而且,藉由厚度算出部112,對該光譜干擾波形W0,實施傅立葉轉換等而進行波形解析,如圖3(b)所示般,在左方側取得訊號強度之波形X(B),及在右方側取得波形X(S)。當參照圖3(b)時,理解藉由左方側之波形X(B)之峰值位置被掌握的最小光程差為0.27μm,可知該0.27μm為B層,即是SiO2膜11b之厚度B。並且,當觀看圖3(b)中右方時,在100μm表示表示呈現峰值的波形X(S)。該信號係因為B層之厚度比起A層極薄,故表示A層之厚度資訊的波形X(A)(以虛線表示),表示A層+B層之厚度資訊的波形X(A+B)(以虛線表示)被合成者。即是,從波形X(S)之峰值位置被掌握之光程差S若嚴格來說並非表示A層之厚度,而係較A層之厚度A稍微大的值,比A層+B層稍微小的值。但是,因B層之厚度比起A層之厚度為極小的值,故為僅比實際的A層之厚度大一些的A層之概略厚度S。
在施予研削加工之期間,總是判定藉由上述厚度算出部112被掌握的僅比A層大一些的上述A層之概略厚度S,是否到達至被設定並被記憶為厚度決定部114所具備之理論波形表T之橫軸的A層之厚度的區域。具體而言,如圖4(a)所示般,因理論波形表T之A層之厚度之區域
為0.50μm~10.00μm,故藉由上述厚度算出部112判定被算出之A層之概略厚度S藉由施予研削加工是否到達至10μm。而且,如圖3(b)所示般,A層藉由研削減少,表示右方側之訊號強度之波形X(S)朝左方移動而成為波形X(S’),藉由波形(S’)之峰值位置而被掌握的A層之概略厚度S’到達至10μm之情況,判定至少藉由研削加工被減少之A層之實際的厚度A到達至被設定為理論波形表T之橫軸的A層之厚度的區域者。另外,藉由厚度算出部112被算出之A層之概略厚度S’未到達至10μm之情況,仍繼續進行研削加工。
如上述般,若判定A層之厚度A到達至被設定為理論波形表T之橫軸的A層之厚度的區域時,一面繼續在厚度運算手段110中之光譜干擾波形W1之生成,一面比較該光譜波形W1(參照圖4(b))之形狀,和被記憶於厚度決定部114之理論波形表T之各區域的光譜干擾波形之形狀而驗證是否一致。即是,驗證兩者之波形之相位是否一致。而且,判斷在厚度算出部112被檢測出之光譜干擾波形W1之形狀,和被記憶於理論波形表T之任一區域的光譜波形形狀一致之情況,將理論波形表T中與記憶有該波形之位置對應的厚度A及厚度B決定為適當厚度。並且,判定被決定為適當厚度之A層的厚度A是否到達至A層之目標完成厚度(4.00μm),判定未到達之情況,還繼續研削加工。
而且,該厚度運算手段110係比較藉由圖像
感測器89被檢測出之訊號而生成的光譜干擾波形W1,和被記憶於與在完成厚度設定部120被設定的A層之目標完成厚度(4.00μm)對應之理論波形表T的理論上之光譜干擾波形W2,判定兩者一致之時,判定構成A層之LN基板11a之厚度A成為目標完成厚度4.00μm,使研削工程結束。
若藉由上述實施型態時,藉由上述厚度決定部114,計測在構成上層之LN基板11a(A層)之下面疊層比較薄的SiO2基板(B層)之2層構造之晶圓之時,即使有藉由構成厚度算出部112之繞射光柵生成複數干擾光,藉由從LN基板之上面反射的反射光和從LN基板之下面反射的反射光的干擾光而被生成的LN基板之厚度資訊;和藉由從LN基板之上面反射的反射光和從SiO2膜之下面反射的反射光的干擾光而被生成的「LN基板+SiO2膜」之厚度資訊被合成而無法僅檢測LN基板之厚度的問題,藉由厚度決定部114決定LN基板之厚度,可以解除如此之問題,而僅計測LN基板11a的厚度。
再者,若藉由上述厚度計測裝置8的研削裝置1時,因厚度運算手段110被構成在藉由研削加工厚度被減少的A層之厚度到達至記錄於厚度決定部114具備的理論波形表T之A層之厚度的區域之時,比較藉由圖像感測器89被生成的光譜干擾波形W1,和被記憶於與在完成厚度設定部120被設定的A層之目標完成厚度對應的理論波形表T之理論上之光譜干擾波形W2而判定一致之時,判定A層到達目標完成厚度,而使研削加工結束,故即使在由2層
構造所構成之晶圓10,亦可以研削構成晶圓10之LN基板11a而完成期待的厚度。而且,在上述實施型態中,因藉由非接觸式之厚度計測裝置8計測晶圓1之厚度,故不會損壞晶圓之被研削面。
並且,在上述實施型態中,雖然以0.5μm~10μm之範圍設定厚度決定部114具備的理論波形表T中之A層的厚度區域,使用厚度算出部112和厚度決定部114計測晶圓10之A層及B層之厚度,但是本發明並不限定於此,若將厚度決定部114具備的理論波形表T中之A層之厚度區域的範圍,擴大且設定至覆蓋假設的A層之厚度的範圍,例如0.5μm~300μm時,可以不使厚度算出部112,僅藉由厚度決定部114計測晶圓10之A層及B層之厚度。
8:厚度計測裝置
8a:第一路徑
8b:第二路徑
10:晶圓
11a:LN基板
11b:SiO2膜
14:保護膠帶
71:挾盤載置台
81:聚光器
82:光源
83:光分歧部
84、86:準直透鏡
85:接物透鏡
87:繞射光柵
88:聚光透鏡
89:圖像感測器
100:控制單元
110:厚度運算手段
112:厚度算出部
114:厚度決定部
120:完成厚度設定部
Claims (4)
- 一種厚度計測裝置,用以計測具有A層形成在B層上的晶圓的厚度,該厚度計測裝置包含:光源,其係對該晶圓發出具有穿透性之波長帶之光;聚光器,其係對被保持於挾盤載置台之該晶圓照射該光源發出的光;第一光路,其係連通該光源和該聚光器;光分歧部,其係被配設在該第一光路,用以當該光被該聚光器所照射至該晶圓時,將從被保持於該挾盤載置台之該晶圓反射之光分歧並然後只將來自該晶圓的該反射光導引至第二光路;準直透鏡,其係被配設在該第二光路,用以將該反射光準直成由該A層的上面反射的第一反射光,由該A層的下面反射的第二反射光及由該B層的下面反射的第三反射光;繞射光柵,其係被配設在該第二光路,用以繞射該第一反射光、該第二反射光及該第三反射光,以取得具有不同波長的繞射光;圖像感測器,用以根據所述不同波長,檢測出所述繞射光的強度,且生成指示該晶圓的該A層與該B層的厚度資訊的光譜干擾波形;及具有厚度運算手段的控制單元,該厚度運算手段用以運算由該圖像感測器生成之該光譜干擾波形,並只根據來 自該晶圓的該反射光,輸出該晶圓的該A層與該B層的所述厚度資訊,其中,該厚度運算手段包括厚度決定部,該厚度決定部具備理論波形表,該理論波形表係將光穿透該晶圓之該A層和該B層而形成的複數理論上之光譜干擾波形記錄在複數區域中,各個所述光譜干擾波形係為由沿著第一軸記錄的A層的預定厚度範圍所選擇的厚度以及由沿著垂直於該第一軸的第二軸記錄的B層的預定厚度範圍所選擇的厚度所界定,該厚度決定部係比較該圖像感測器生成之該光譜干擾波形和被記錄於該理論波形表之所述理論上之光譜干擾波形,確定該光譜干擾波形是否與任一所述理論上之光譜干擾波形一致,及將與該光譜干擾波形一致之理論上之光譜干擾波形的該A層之厚度和該B層之厚度決定為該晶圓的該A層與該B層的厚度。
- 如請求項1所記載之厚度計測裝置,其中該厚度運算手段進一步包含對該圖像感測器生成之該光譜干擾波形進行傅立葉轉換而至少算出該晶圓之該B層的厚度,和該晶圓的該A層和該B層合體之概略厚度的厚度算出部。
- 如請求項2所記載之厚度計測裝置,其中該厚度運算手段係判定成將該厚度算出部算出的該A層和該B層合體之該概略厚度包含在被記錄於該厚度決定 部之該理論波形表的該A層之預定厚度範圍中,與該光譜干擾波形一致的該理論上光譜干擾波形之該A層的厚度被決定為該晶圓的該A層之厚度。
- 一種研削裝置,適用以研削具有A層形成在B層上的晶圓,該研削裝置包含:挾盤載置台,用以吸引保持該晶圓;研削單元,具有複數磨石,用以藉由將所述磨石接觸該A層,而研削被保持在該挾盤載置台上的該晶圓的該A層;及厚度計測裝置,用以計測該晶圓的厚度;該厚度計測裝置包含:光源,其係對該晶圓發出具有穿透性之波長帶之光;聚光器,其係對被保持於該挾盤載置台之晶圓照射該光源發出的光;第一光路,其係連通該光源和該聚光器;光分歧部,其係被配設在該第一光路,用以當該光被該聚光器所照射至該晶圓時,將從被保持於該挾盤載置台之晶圓反射之光分歧並然後只將該反射光導引至第二光路;準直透鏡,其係被配設在該第二光路,用以將該反射光準直成由該A層的上面反射的第一反射光,由該A層的下面反射的第二反射光及由該B層的下面反射的第三反射光; 繞射光柵,其係被配設在該第二光路,用以繞射該第一反射光、該第二反射光及該第三反射光,以取得具有不同波長的繞射光;圖像感測器,用以根據所述不同波長,檢測出所述繞射光的強度,且生成指示該晶圓的該A層與該B層的厚度資訊的光譜干擾波形;及具有厚度運算手段的控制單元,該厚度運算手段用以運算該圖像感測器生成之該光譜干擾波形而只根據來自該晶圓的反射光,輸出該晶圓的該A層與該B層的厚度資訊,該厚度運算手段包括厚度決定部,該厚度決定部具備理論波形表,該理論波形表係將光穿透該晶圓之該A層和該B層而形成的複數理論上之光譜干擾波形記錄在複數區域中,各個所述光譜干擾波形係為由沿著第一軸記錄的A層的預定厚度範圍所選擇的厚度以及由沿著垂直於該第一軸的第二軸記錄的B層的預定厚度範圍所選擇的厚度所界定,該厚度決定部比較該圖像感測器生成之該光譜干擾波形和被記錄於該理論波形表之所述理論上之光譜干擾波形,確定該光頻干擾波形是否與任一所述理論上光譜干擾波形一致,並決定理論上光譜干擾波形與該光譜干擾波形一致的該A層之厚度和該B層之厚度為該晶圓的該A層與該B層的厚度;該控制單元更包含:完成厚度設定部,用以設定該晶圓的該A層的目標完成厚度;及厚度算出部,用以對該圖 像感測器生成之該光譜干擾波形進行傅立葉轉換而至少算出該晶圓之該A層的完成前厚度,該晶圓的該B層的完成前厚度,和該晶圓的該A層和該B層合體之概略完成前厚度;其中該厚度算出部所算出的該晶圓的該A層之該完成前厚度到達被記錄於該厚度決定部之該理論波形表的該A層之該預定厚度範圍之後,該厚度運算手段比較該圖像感測器生成的該光譜干擾波形與為該完成厚度設定部所設定的該晶圓的該A層之該目標完成厚度對應的該理論上之光譜干擾波形,再判定該光譜干擾波形與該理論上之光譜干擾波形是否一致,並當該光譜干擾波形與該理論上之光譜干擾波形一致時,結束該晶圓的研削。
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