CN107796314B - 测量装置 - Google Patents

测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107796314B
CN107796314B CN201710749731.XA CN201710749731A CN107796314B CN 107796314 B CN107796314 B CN 107796314B CN 201710749731 A CN201710749731 A CN 201710749731A CN 107796314 B CN107796314 B CN 107796314B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical fiber
pulse
plate
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201710749731.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107796314A (zh
Inventor
能丸圭司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
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 Disco Corp filed Critical Disco Corp
Publication of CN107796314A publication Critical patent/CN107796314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107796314B publication Critical patent/CN107796314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
    • G01B9/02014—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

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

Abstract

提供测量装置，其测量板状物(晶片(10))的厚度或高度，包含：发出光的脉冲宽带光源(82)；传递脉冲光并按照不同波长分光并使其逆行的光纤布拉格光栅(83)；分支出逆行的脉冲光并传递给光纤的光纤传递构件(83a)；测量端子(81)，其将光纤端部分支成两个，具有配设于一端面生成在光纤中逆行的第一返回光的反射镜(81c)和配设于另一端面将光会聚于板状物的物镜(81a)；光分支构件(84)，其分支出第一返回光和由在板状物上表面反射的光和透过板状物在下表面反射的光干涉并在光纤中逆行的第二返回光；分光干涉波形生成构件，其根据第一、第二返回光的一个脉冲的时间差求出波长并检测各波长的光强度而生成一个脉冲的分光干涉波形；和计算构件，其进行波形解析而计算板状物的厚度或高度。

Description

测量装置
技术领域
本发明涉及对板状物的厚度或高度进行测量的测量装置。
背景技术
通过分割预定线划分而在正面形成有IC、LSI等多个器件的晶片在通过磨削装置对背面进行磨削而形成为规定的厚度之后，通过切割装置、激光加工装置分割成各个器件，并用于移动电话、个人电脑等电气设备。
对于磨削装置，提出了如下技术，通过具有：卡盘工作台，其对晶片进行保持；磨削构件，其以能够旋转的方式配设有磨削磨轮，其中，该磨削磨轮上呈环状地配置有对该卡盘工作台所保持的晶片的背面进行磨削的磨削磨具；以及检测构件，其通过分光干涉波形以非接触的方式对晶片的厚度进行检测，从而将晶片磨削成期望的厚度(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2011-143488号公报
但是，在上述的专利文献1所记载的技术中，在想要对厚度或高度进行检测的情况下，需要在对由被加工物的上表面和下表面反射的反射光进行分支后，利用使反射光成为平行光的准直透镜、衍射光栅对两个反射光的干涉进行衍射，进而将与各波长对应的衍射信号经由聚光透镜而输送给线阵图像传感器，对由该线阵图像传感器等检测到的反射光的各波长下的光强度进行检测，求出分光干涉波形。因此，存在用于测量厚度或高度所搭载的装置增多、结构复杂且装置整体变得昂贵的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述事实而完成的，其主要的技术课题在于提供结构简单且便宜的测量装置。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供测量装置，其对板状物的厚度或高度进行测量，其中，该测量装置至少包含：脉冲宽带光源，其以脉冲光的方式发出对于板状物具有透过性的波段的光；光纤布拉格光栅，其对该脉冲宽带光源所发出的脉冲光进行传递，根据传递距离按照不同的波长对脉冲光进行分光并使该脉冲光逆行；光纤传递构件，其配设于该光纤布拉格光栅，分支出逆行的脉冲光并传递给光纤；测量端子，其将该光纤的端部分支成两个端面，该测量端子具有反射镜和物镜，该反射镜配设于一方的端面，生成在该光纤中逆行的第一返回光，该物镜配设于另一方的端面，将脉冲光会聚于板状物；光分支构件，其分支出在该板状物的上表面发生了反射的脉冲光和透过该板状物而在下表面发生了反射的脉冲光相干涉并在该光纤中逆行而得的第二返回光；分光干涉波形生成构件，其根据由该光分支构件分支而得的第一返回光和第二返回光的一个脉冲的时间差求出波长并检测各波长的光的强度而生成一个脉冲的分光干涉波形；以及计算构件，其对该分光干涉波形生成构件所生成的分光干涉波形进行波形解析而对板状物的厚度或高度进行计算。
本发明的测量装置如上述那样构成，特别是包含：脉冲宽带光源，其以脉冲光的方式发出对于板状物具有透过性的波段的光；光纤布拉格光栅，其对该脉冲宽带光源所发出的脉冲光进行传递，根据传递距离按照不同的波长对脉冲光进行分光并使该脉冲光逆行；光纤传递构件，其配设于该光纤布拉格光栅，分支出逆行的脉冲光并传递给光纤；测量端子，其将该光纤的端部分支成两个端面，该测量端子具有反射镜和物镜，该反射镜配设于一方的端面，生成在该光纤中逆行的第一返回光，该物镜配设于另一方的端面，将脉冲光会聚于板状物；光分支构件，其分支出由在该板状物的上表面发生了反射的脉冲光以及透过该板状物而在下表面发生了反射的脉冲光相干涉并在该光纤中逆行而得的第二返回光；分光干涉波形生成构件，其根据由该光分支构件分支而得的第一返回光和第二返回光的一个脉冲的时间差求出波长并检测各波长的光的强度而生成一个脉冲的分光干涉波形；以及计算构件，其对该分光干涉波形生成构件所生成的分光干涉波形进行波形解析而对板状物的厚度或高度进行计算，从而能够提供能够以简单的结构对厚度偏差进行测量且低价的测量装置。
附图说明
图1是应用了根据本发明而构成的测量装置的磨削装置的立体图。
图2是用于对根据本发明而构成的测量装置的结构进行说明的说明图。
图3的(a)和(b)是示出图2所示的测量装置所生成的分光干涉波形的一例以及通过对该分光干涉波形进行波形解析而得到的光路长度差与信号强度的一例的图。
标号说明
1：磨削装置；2：装置外壳；3：磨削单元；4：主轴单元；5：磨削磨轮；7：卡盘工作台机构；8：测量装置；10：晶片；80：测量外壳；81：测量端子；81a：物镜；81c：反射镜；82：脉冲宽带光源；83：光纤布拉格光栅；83a：光纤传递构件；84：光分支构件；85：受光元件；k1～k17：衍射光栅；f1～f5：光纤。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的测量装置进行详细的说明。
图1中示出具有本发明的测量装置的磨削装置1的整体立体图以及作为要利用本发明的测量装置来测量厚度、高度的板状物的晶片10。图中所示的磨削装置1具有将整体用标号2表示的装置外壳。该装置外壳2具有：大致长方体形状的主部21；以及直立壁22，其设置在该主部21的后端部(在图1中为右上端)并向上方延伸。在直立壁22的前表面上，以能够在上下方向上移动的方式安装有作为磨削构件的磨削单元3。
磨削单元3具有移动基台31和安装在该移动基台31上的主轴单元4。移动基台31构成为以能够滑动的方式与配设在直立壁22上的一对导轨卡合。在这样以能够滑动的方式安装在设置于直立壁22的一对该导轨的移动基台31的前表面上，借助向前方突出的支承部而安装有作为磨削构件的主轴单元4。
该主轴单元4具有：主轴外壳41；旋转主轴42，其旋转自如地配设于该主轴外壳41；以及作为驱动源的伺服电动机43，其用于对该旋转主轴42进行旋转驱动。被主轴外壳41支承为能够旋转的旋转主轴42配设成一端部(在图1中为下端部)从主轴外壳41的下端突出，在其下端部设置有轮座44。并且，在该轮座44的下表面上安装有磨削磨轮5。在该磨削磨轮5的下表面上配设有由多个区段构成的磨削磨具51。
图示的磨削装置1具有磨削单元进给机构6，其使磨削单元3沿着该一对导轨在上下方向(相对于后述的卡盘工作台的保持面垂直的方向)上移动。该磨削单元进给机构6具有：外螺纹杆61，其配设在直立壁22的前侧，实质上铅垂延伸；以及作为驱动源的脉冲电动机62，其用于对该外螺纹杆61进行旋转驱动，该磨削单元进给机构6包含未图示的外螺纹杆61的轴承部件等，其设置于该移动基台31的背面。当该脉冲电动机62正转时，移动基台31即研磨单元3下降即前进，当脉冲电动机62反转时，移动基台31即磨削单元3上升即后退。
在上述外壳2的主部21配设有作为保持构件的卡盘工作台机构7，其对作为被加工物的板状物(晶片10)进行保持。卡盘工作台机构7具有：卡盘工作台71；覆盖该卡盘工作台71的周围的罩部件72；以及配设在该罩部件72的前后的波纹构件73和74。卡盘工作台71构成为通过使未图示的吸引构件进行动作而将晶片10吸引保持在其上表面(保持面)上。另外，卡盘工作台71构成为能够通过未图示的旋转驱动构件进行旋转，并且通过未图示的卡盘工作台移动构件在图1所示的被加工物载置区域70a和与磨削磨轮5对置的磨削区域70b之间(箭头X所示的X轴方向)移动。
另外，上述的伺服电动机43、脉冲电动机62、未图示的卡盘工作台移动构件等通过后述的控制构件20进行控制。另外，在图示的实施方式中，晶片10在外周部形成有表示结晶方位的凹口，在其正面粘贴有作为保护部件的保护带12，该保护带12侧保持于卡盘工作台71的上表面(保持面)。
图示的磨削装置1具有测量装置8，其对卡盘工作台71所保持的晶片10的厚度、高度进行测量。该测量装置8具有测量外壳80，该测量装置8如图所示在构成装置外壳2的长方体形状的主部21的上表面上配设在使卡盘工作台71在从被加工物载置区域70a至磨削区域70b之间移动的路径途中的侧方，配置成当卡盘工作台71在被加工物载置区域70a与磨削区域70b之间移动时，能够从上方对卡盘工作台71上所保持的晶片10进行测量。在该测量外壳80的下表面上具有面向定位于正下方的卡盘工作台71的测量端子81，该测量端子81构成为能够在图中箭头Y所示的方向(Y轴方向)上往复移动。参照图2对该测量装置8进行更加详细的说明。
图示的实施方式中的测量装置8具有：宽带光源(以下称为“脉冲宽带光源82”)，其振荡出包含对于作为被加工物的晶片10具有透过性的规定的波长(例如波长为1100nm～1900nm)在内的脉冲光；光纤传递构件83a，来自该脉冲宽带光源82的脉冲光LB1入射至该光纤传递构件83a；光纤布拉格光栅83，脉冲光LB1经由光纤传递构件83a入射至该光纤布拉格光栅83；光纤f2，由该光纤布拉格光栅83反射并逆行的光由光纤传递构件83a分支并传递至该光纤f2；光纤f3，其与该光纤f2连接；测量端子81，其将该光纤f3的端部分支成两个光路，该测量端子81具有反射镜81c和物镜81a，该反射镜81c配设于形成一方的光路的光纤f4的端面，该反射镜81c生成在该光纤f4中逆行的第一返回光，该物镜81a配设于分支成该两个光路的另一方的光路(光纤f3)的端面，该物镜81a将传递至该光纤f3的光会聚于晶片10；光分支构件84，其分支出由将从该物镜81a照射的光LB2在该晶片10的上表面发生了反射的反射光和透过该晶片10而在晶片10的下表面发生了反射的反射光相干涉并在该光纤f3中逆行的第二返回光和该第一返回光；受光元件85，其对由该光分支构件84分支的第一返回光和第二返回光相干涉并在光纤f5中行进的返回光的光强度进行检测；以及控制构件20，其根据一个脉冲的时间差，对受光元件85中接受到的该返回光的波长进行确定，从而对各波长的光强度进行检测，输入并存储受光元件85所检测的每个波长的该光强度。并且，该控制构件20具有：分光干涉波形生成构件，其根据基于时间差而确定的波长和该检测到的光强度，生成一个脉冲中的分光干涉波形；以及计算构件，其对该分光干涉波形生成构件所生成的分光干涉波形进行波形解析而对晶片10的厚度以及晶片10的正面、背面的高度进行计算。另外，该脉冲宽带光源82可以选择LED、LD、SLD(Super Luminescent Diode，超发光二极管)、ASE(Amplified Spontaneous Emission，放大自发辐射)、SC(Super Continuum，超连续谱)、卤素光源等，例如以重复频率10kHz(脉冲间隔＝100μs)、脉冲宽度10ns进行照射。
关于光纤布拉格光栅83，在构成光纤布拉格光栅83的光纤f1中形成有衍射光栅k1～k17，该衍射光栅k1～k17在具有宽频带的光谱的光入射时，仅对所入射的光的特定的波长成分进行反射，使特定的波长以外的波长全部透过。在本实施方式中，以约8km构成该光纤f1的长度，从入射位置起按照每500m依次配设该衍射光栅k1～k17。如图所示，最接近入射位置的衍射光栅k1仅对波长为1100nm的光进行反射，使其他波长成分的光透过。另外，下一个衍射光栅k2仅对波长为1150nm的波长成分的光进行反射，使其他波长成分的光透过。这样，其余的衍射光栅k3～k17依次对按照50nm设定的1200nm、1250nm、…1900nm的波长成分的光进行反射。
另外，发挥使光纤布拉格光栅83所反射的光分支的功能的光纤传递构件83a、分支出晶片10所反射的返回光的光分支构件84例如适当选自偏振波保持光纤耦合器、偏振波保持光纤环行器、单模光纤耦合器等的任意一种。另外，作为对光强度进行检测的受光元件85，可以使用通常公知的光检测器、线阵图像传感器等。
该控制构件20由计算机构成，具有：中央运算处理装置(CPU)，其按照控制程序进行运算处理；只读存储器(ROM)，其对控制程序等进行保存；能够读写的随机存取存储器(RAM)，其用于对检测到的检测值、运算结果等进行暂时保存；以及输入接口和输出接口(省略了详细情况的图示)。本实施方式中的控制构件20对磨削装置1的各驱动部分进行控制，并且具有如下的功能，如上所述将执行生成分光干涉波形的分光干涉波形生成构件和对该分光干涉波形生成构件所生成的分光干涉波形进行波形解析而对晶片10的厚度、高度进行计算的计算构件的程序存储于只读存储器(ROM)中，对脉冲宽带光源82进行驱动，将受光元件85的检测值存储于随机存取存储器(RAM)中，从而对晶片10的厚度、高度进行计算。本实施方式的磨削装置1、测量装置8大致如以上那样构成，以下，参照图2、图3对其作用进行说明。
本发明的测量装置8对晶片10的厚度、高度的测量例如在通过磨削装置1对载置于卡盘工作台71的晶片10进行了磨削之后使该晶片10从磨削区域70b向被加工物载置区域70a的方向移动从而使其在测量端子81的正下方通过时进行。如上所述，从脉冲宽带光源82以重复频率10kHz(照射间隔＝100μs)照射包含对于晶片10具有透过性的规定的波长(1100nm～1900nm)成分在内的脉冲宽度为10ns的脉冲光。从脉冲宽带光源82照射的脉冲光LB1经由配设于光纤布拉格光栅83的光纤传递构件83a而入射至光纤f1。
入射至光纤f1的脉冲光是具有1100～1900nm的波长成分的光，在最接近该光纤f1的入射位置的衍射光栅k1中，仅1100nm的波长成分的光如图中箭头所示那样发生反射而在光纤f1中逆行，其他波长成分的光透过。在衍射光栅k1反射而在光纤f1中逆行的光被光纤传递构件83a分支到光纤f2。被分支到光纤f2的光经由光分支构件84而传递至光纤f3，行进至光纤f4，该光纤f4形成在该光纤f3的前端部被分支成两个光路的一方的光路。行进至光纤f4的该光在形成于光纤f4的端面的反射镜81c上发生反射，在该光纤f4中逆行，形成第一返回光。另外，与此同时，在光纤f3的前端部被分支成两个光路的另一方的光路(光纤f3)中行进的光经由测量端子81的物镜81a而照射至定位于正下方的晶片10的测量位置。照射至晶片10的规定的测量位置的1100nm波长的光在晶片10的上表面和下表面发生反射，两个反射光相干涉并形成在光纤f3中逆行的第二返回光。该第一返回光和该第二返回光相干涉而成为一个返回光，在光纤f3中逆行，由光分支构件84分支，在光纤f5中行进而到达受光元件85。其结果是，检测出对于光纤f1入射一个脉冲光的时间t1中的1100nm的波长的返回光的光强度。该光强度与时间t1、被照射的晶片10的X轴方向上的X坐标、Y轴方向上的Y坐标的位置相关联地存储于控制构件20的随机存取存储器(RAM)的任意的存储区域。
根据图2继续进行说明，在时间t1时脉冲光LB1经由光纤传递构件83a入射至光纤f1以后，透过了衍射光栅k1的脉冲光按照时间差到达下一个衍射光栅k2。衍射光栅k2仅对1150nm的波长成分的光进行反射，使其他波长成分的光透过。在衍射光栅k2上如箭头所示那样反射并在光纤f1中逆行的1150nm的光与上述的1100nm的光同样地，经由光分支构件84而传递至光纤f3，经由测量端子81的物镜81a而照射至定位于正下方的晶片10的测量位置，并且照射至反射镜81c。由该反射镜81c反射的光在光纤f4中逆行，形成第一返回光，到达晶片10的光在定位于该测量端子81a的正下方的晶片10的上表面和下表面发生反射，两个反射光相干涉并形成在光纤f3中逆行的第二返回光。该第一返回光和该第二返回光相干涉而形成一个返回光，在光纤f3中逆行，并由光分支构件84分支，在光纤f5中行进而到达受光元件85。该1150nm波长的返回光被从该衍射光栅k1起在光纤f1中行进了500m的位置上所配设的下一个衍射光栅k2反射，因此从对光纤f1入射光的时间t1起按照规定的时间差到达受光元件85(时间t2)。这样，根据由该时间差而确定的时间t2，在晶片10的上表面和下表面发生了反射的1150nm波长的返回光的光强度得以确定。该光强度与根据时间t2而确定的波长、被照射的晶片10的X轴方向上的X坐标、Y轴方向上的Y坐标的位置相关联地存储于控制构件20的随机存取存储器(RAM)的任意的存储区域。
以下，同样地，利用光纤布拉格光栅83的光纤f1上的衍射光栅k3～k17，以规定的时间差，按照各衍射光栅所设定的不同波长成分(1200nm、1250nm…1900nm)的光依次进行反射而照射至该反射镜81c和晶片10，形成被反射镜81c反射的第一返回光以及在晶片10的上表面和下表面发生了反射的反射光相干涉而形成的第二返回光，利用受光元件85依次对光强度进行检测。并且，该光强度与由该时间t3～t17确定的波长、被照射的晶片10的X轴方向上的X坐标、Y轴方向上的Y坐标的位置相关联地存储于控制构件20的随机存取存储器(RAM)的任意的存储区域。另外，通过光纤布拉格光栅83生成的各波长成分的光的反射时间差与脉冲间隔相比是极短的时间，照射一个脉冲光，在照射下一个脉冲光之前结束对于所有的波长成分(1100～1900nm)的返回光的光强度的检测。
如上所述，控制构件20中，对由从脉冲宽带光源82开始照射一个脉冲光起的时间差而确定的波长、通过受光元件85所检测到的光强度以及测量坐标位置相关联地进行存储，从而能够按照晶片10的每个规定坐标位置生成图3的(a)所示那样的分光干涉波形。图3的(a)中，横轴表示返回光的波长(λ)，纵轴表示受光元件85所检测的每个该波长的光强度。
以下，对控制构件20根据基于上述的分光干涉波形而执行的波形解析计算出晶片10的厚度的例子进行说明。
将从定位于该测量端子81的光纤f3的上端部到反射镜81c的光路长度设为(L1)，将从该光纤f3的上端部到卡盘工作台71所保持的晶片10的上表面的光路长度设为(L2)，将从该光纤f3的上端部到卡盘工作台71所保持的晶片10的下表面的光路长度设为(L3)，将光路长度(L1)与光路长度(L2)之差设为第一光路长度差(d1＝L1-L2)，将光路长度(L1)与光路长度(L3)之差设为第二光路长度差(d2＝L1-L3)，将光路长度(L3)与光路长度(L2)之差设为第三光路长度差(d3＝L3-L2)。另外，该光路长度(L1)本身不发生变化，对从光纤f3的上端部到卡盘工作台71的上表面的距离进行设想来设定其长度。
接着，控制构件20根据如上述的图3的(a)所示那样的与晶片10的每个规定位置对应地生成的分光干涉波形执行波形解析。该波形解析例如可以根据傅里叶变换理论、小波变换理论来执行，在以下叙述的实施方式中，对于使用了下述数学式1、数学式2、数学式3所示的傅里叶变换式的例子进行说明。
【数学式1】
Figure BDA0001390853790000081
【数学式2】
Figure BDA0001390853790000082
【数学式3】
Figure BDA0001390853790000091
在上述数学式中，λ是波长，d是上述第一光路长度差(d1＝L1-L2)、第二光路长度差(d2＝L1-L3)以及第三光路长度差(d3＝L3-L2)，ω(λn)是窗函数。上述数学式1求出在cos的理论波形与上述分光干涉波形(I(λn))的比较中波的周期最接近(相关性高)、即分光干涉波形与理论上的波形函数的相关系数高的光路长度差(d)。另外，上述数学式2求出在sin的理论波形与上述分光干涉波形(I(λn))的比较中波的周期最接近(相关性高)、即分光干涉波形与理论上的波形函数的相关系数高的第一光路长度差(d1＝L1-L2)、第二光路长度差(d2＝L1-L3)以及第三光路长度差(d3＝L3-L2)。并且，上述数学式3求出数学式1的结果与数学式2的结果的平均值。
控制构件20通过执行基于上述数学式1、数学式2、数学式3的运算，根据反射光中所含的返回光的各光路长度差所导致的分光的干涉，能够得到图3的(b)所示的信号强度的波形。在图3的(b)中，横轴表示光路长度差(d)，纵轴表示信号强度。在图3的(b)所示的例子中，在光路长度差(d)为500μm的位置(s1)、330μm的位置(s2)、180μm的位置(s3)显示出较高的信号强度。即，光路长度差(d)为500μm的位置的信号强度s1是第一光路长度差(d1＝L1-L2)的位置，表示在卡盘工作台71上定位于上方的晶片10的背面10b距卡盘工作台71的上表面的高度。另外，光路长度差(d)为300μm的位置的信号强度s2是第二光路长度差(d2＝L1-L3)的位置，表示在卡盘工作台71上定位于下方的晶片10的正面10a距卡盘工作台71的上表面的高度。另外，光路长度差(d)为150μm的位置的信号强度s3是第三光路长度差(d3＝L3-L2)的位置，表示晶片10的厚度。并且，将由该测量端子81与该卡盘工作台71在X轴方向上的相对位置、定位于Y轴方向的物镜81a的位置所确定的测量位置的坐标(X坐标，Y坐标)处的晶片10的高度、厚度存储于控制单元20的随机存取存储器(RAM)。
在本实施方式中，构成为测量端子81通过对该测量端子81进行保持的驱动机构81b的动作而能够在箭头Y1所示的方向上往复移动，使测量端子81相对于定位在测量装置8的正下方的晶片10在Y轴方向上移动，并且使卡盘工作台71在X轴方向上移动，对晶片10整个面执行上述的厚度测量。
根据图示的实施方式中的测量装置8，能够以简单的结构容易地求出晶片10的厚度，根据因所反射的反射光的光路长度差而得到的分光干涉波形，对晶片10的加工时的晶片10的厚度、高度进行检测，因此能够准确地对晶片10的厚度、高度进行测量，而不会受粘贴在晶片10的正面上的保护带12的厚度的变化影响。
测量装置8如以上那样构成，下面对使用具有该测量装置8的磨削装置1将晶片10磨削成规定的厚度的步骤进行说明。
关于在正面上粘贴有保护带12的晶片10，通过将其保护带12侧载置于定位于图1所示的磨削装置1中的被加工物载置区域70a的卡盘工作台71上并使未图示的吸引构件进行动作，从而吸引保持于卡盘工作台71上。因此，吸引保持于卡盘工作台71上的晶片10的背面10b成为上侧。
接着，控制构件20使对晶片10进行保持的卡盘工作台71的未图示的移动构件进行动作，使卡盘工作台71移动而定位于磨削区域70b，将磨削磨轮5的多个磨削磨具51的外周缘定位成通过卡盘工作台71的旋转中心。
这样，磨削磨轮5与卡盘工作台71所保持的晶片10被设置成规定的位置关系，控制构件20使未图示的旋转驱动构件驱动而使卡盘工作台71以例如300rpm的旋转速度旋转，并且使上述的伺服电动机43驱动而使磨削磨轮5以例如6000rpm的旋转速度旋转。然后，对晶片10提供磨削水，并且对磨削单元进给机构6的脉冲电动机62进行正转驱动，使磨削磨轮5下降(磨削进给)而以规定的压力将多个磨削磨具51按压在作为晶片10的上表面(背面10b)的被磨削面上。其结果是，对晶片10的被磨削面进行磨削(磨削工序)。
若磨削工序结束，则使对磨削后的晶片10进行保持的卡盘工作台71移动到位于X轴方向的前方的被加工物载置区域70a侧，从而将晶片10定位于测量装置8的测量端子81的正下方，并且如上所述使测量装置8进行动作而得到与晶片10上的各坐标位置对应的分光干涉波形，并且执行波形解析而对晶片10的厚度、高度进行测量并存储。按照晶片10的每个规定位置执行这样的测量，并对晶片10的正面的厚度、高度进行存储，对磨削后的晶片10整个面的厚度、高度进行确认，从而对磨削工序的好坏进行判定，并且根据需要实施再次磨削，实施磨削工序直至达到规定的厚度。
另外，在上述的实施方式中，按照对结束了磨削工序的晶片的整个面进行由该测量装置8实现的测量的方式进行了说明，但不限于此，例如也可以将该测量装置8的测量外壳80的设置位置设定在图1所示的磨削区域70b的附近。通过这样构成，可以在磨削装置的卡盘工作台所保持的晶片受到磨削磨轮的作用而被磨削时，一边使测量端子81与露出的晶片对置地移动一边使其淹没在磨削时所提供的磨削水中而定位，对磨削中的晶片的厚度进行测量，通过将磨削中的晶片10的厚度反馈给控制构件20，能够高效地磨削成期望的厚度、高度。
另外，根据本发明而构成的测量装置8并非必须如本实施方式那样配设在磨削装置1中，可以作为与磨削装置1独立的一个装置构成。另外，也可以附设在与磨削装置1不同的其他加工装置上，例如能够应用于实施如下的加工而分割成各个器件的激光加工装置，该加工是对通过分割预定线进行划分而在正面上形成有多个器件的晶片的分割预定线照射激光光线而成为分割的起点的加工。更具体而言，公知将对于晶片具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位在分割预定线的内部并进行照射而沿着分割预定线在内部形成改质层的激光加工方法，根据本发明的测量装置，还能够沿着分割预定线测量晶片的正面高度，根据该测量的晶片正面的高度对激光光线的聚光点位置进行控制。这样，能够将激光加工时的聚光点位置定位于晶片内部的期望的深度，能够良好地进行分割。
另外，根据本发明的测量装置，能够求出作为测量对象的板状物的厚度、高度，根据需要还可以仅对厚度、高度中的任意一个进行测量。

Claims (1)

1.一种测量装置，其对板状物的厚度或高度进行测量，其中，
该测量装置至少包含：
脉冲宽带光源，其以脉冲光的方式发出对于板状物具有透过性的波段的光；
光纤布拉格光栅，其对该脉冲宽带光源所发出的脉冲光进行传递，根据传递距离按照不同的波长对一个脉冲光进行分光并使该脉冲光逆行；
光纤传递构件，其配设于该光纤布拉格光栅，分支出逆行的脉冲光并传递给光纤；
测量端子，其将该光纤的端部分支成两个端面，该测量端子具有反射镜和物镜，该反射镜配设于一方的端面，生成在该光纤中逆行的第一返回光，该物镜配设于另一方的端面，将脉冲光会聚于板状物；
光分支构件，其分支出该第一返回光以及由在该板状物的上表面发生了反射的脉冲光和透过该板状物而在下表面发生了反射的脉冲光相干涉并在该光纤中逆行而得的第二返回光；
分光干涉波形生成构件，其根据由该光分支构件分支而得的第一返回光和第二返回光的包含于该一个脉冲光中的每个波长的脉冲光的时间差求出波长并检测各波长的光的强度而生成分光干涉波形；以及
计算构件，其对该分光干涉波形生成构件所生成的分光干涉波形进行波形解析而对板状物的厚度或高度进行计算。
CN201710749731.XA 2016-09-02 2017-08-28 测量装置 Active CN107796314B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016171392A JP6802012B2 (ja) 2016-09-02 2016-09-02 計測装置
JP2016-171392 2016-09-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107796314A CN107796314A (zh) 2018-03-13
CN107796314B true CN107796314B (zh) 2021-03-05

Family

ID=61531559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710749731.XA Active CN107796314B (zh) 2016-09-02 2017-08-28 测量装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6802012B2 (zh)
KR (1) KR102254616B1 (zh)
CN (1) CN107796314B (zh)
TW (1) TWI734817B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108527144B (zh) * 2018-03-28 2019-11-15 昆山国显光电有限公司 基板研磨装置及其研磨方法
JP2020106277A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 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
DE102019205847A1 (de) 2019-04-24 2020-10-29 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer Modifikation in einem Festkörper
TWI711009B (zh) * 2019-10-31 2020-11-21 佳陞科技有限公司 非破壞性光學檢測系統
JP7355637B2 (ja) * 2019-12-16 2023-10-03 株式会社ディスコ 検出装置
CN111156904B (zh) * 2019-12-30 2020-10-30 浙江大学 基于柔性光电传感阵列的非接触式桥梁位移感知方法
DE112020007387T5 (de) * 2020-07-06 2023-05-25 Laser Institute of Shandong Academy of Science Multiwellenlängen-laser zur synchronen überwachung von meerestemperatur und -druck

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306018A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Nippondenso Co Ltd 半導体厚非接触測定装置およびその測定方法
JP2006064852A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Kansai Electric Power Co Inc:The 分散補償器
JP2007166268A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Oki Electric Ind Co Ltd 光変調回路及び光変調方法
CN101372090A (zh) * 2007-08-24 2009-02-25 株式会社迪思科 基板的厚度测量方法及基板的加工装置
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
CN102661755A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 天津奇谱光电技术有限公司 基于光纤布拉格光栅的可扩展分布式传感***
JP2012189507A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Disco Abrasive Syst Ltd 計測装置
CN104535000A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 陕西科技大学 一种基于fbg传感器的皮革厚度测量装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003307458A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Akifumi Ito 基材の温度測定方法および温度測定装置
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
NL2008414A (en) * 2011-03-21 2012-09-24 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for determining structure parameters of microstructures.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07306018A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Nippondenso Co Ltd 半導体厚非接触測定装置およびその測定方法
JP2006064852A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Kansai Electric Power Co Inc:The 分散補償器
JP2007166268A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Oki Electric Ind Co Ltd 光変調回路及び光変調方法
CN101372090A (zh) * 2007-08-24 2009-02-25 株式会社迪思科 基板的厚度测量方法及基板的加工装置
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
JP2012189507A (ja) * 2011-03-11 2012-10-04 Disco Abrasive Syst Ltd 計測装置
CN102661755A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 天津奇谱光电技术有限公司 基于光纤布拉格光栅的可扩展分布式传感***
CN104535000A (zh) * 2014-12-18 2015-04-22 陕西科技大学 一种基于fbg传感器的皮革厚度测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180026345A (ko) 2018-03-12
JP6802012B2 (ja) 2020-12-16
TWI734817B (zh) 2021-08-01
KR102254616B1 (ko) 2021-05-20
TW201812248A (zh) 2018-04-01
JP2018036213A (ja) 2018-03-08
CN107796314A (zh) 2018-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107796313B (zh) 厚度测量装置
CN107796314B (zh) 测量装置
JP5752961B2 (ja) 計測装置
CN107677211B (zh) 厚度测量装置
CN110966944B (zh) 厚度测量装置
CN110940279B (zh) 厚度测量装置和具有厚度测量装置的磨削装置
JP2018063148A (ja) 計測装置
CN111829442A (zh) 厚度测量装置
CN107677210B (zh) 测量装置
US11845158B2 (en) Thickness measuring apparatus
TWI843904B (zh) 厚度計測裝置
JP2012132776A (ja) 計測装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant