JP2013531227A - 物体の厚さを干渉法により光学的に計測する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]Rmin(t)=TPC−VA×(t−tPC)−MSC
[2]Rmax(t)=TPC−VA×(t−tPC)+MSC
ここで、Rmin(t)は時点tにおける最小リジェクト閾値、Rmax(t)は時点tにおける最大リジェクト閾値、TPCは制御時点tPCにおける半導体材料のスライス2の厚さTの値、tPCは制御時点、VAは材料除去速度、MSCは材料の理論的除去値と材料の実際除去値との間の最大偏差(通常実験により予め設定されている)、を表す。
[3]Rmin−i=Ti−1−(ΔTi−1/2)×(1+KS)
[4]Rmax−i=Ti−1+(ΔTi−1/2)×(1+KS)
ここで、Rmin−iは半導体材料のスライス2の厚さTのi回目の計測に使用される最小リジェクト閾値、Rmax−iは半導体材料のスライス2の厚さTのi回目の計測に使用される最大リジェクト閾値、Ti−1は(i−1)回目の計測の最後に決定された半導体材料のスライス2の厚さTの実際値、ΔTi−1は(i−1)回目の計測の最後に決定された半導体材料のスライス2の厚さTの実際値の変動域の振幅、KSは安全係数を表す。
Claims (26)
- 各読み取りから少なくとも1つの概略厚さ値(RTW)を得て、結果的に複数の概略厚さ値(RTW)を得るために、光学干渉法により物体の厚さ(T)の複数回の読み取りを行う工程と、
前記複数の概略厚さ値(RTW)を分析することにより、前記物体(2)の厚さ(T)の実際値を決定する工程と、
を備えた、物体(2)の厚さ(T)を干渉法により光学的に計測する方法であって、
前記複数の概略厚さ値(RTW)の少なくとも1つの有意な部分集合を含むのに十分広い、前記概略厚さ値(RTW)のばらつき区間を規定する工程と、
前記ばらつき区間の前記概略厚さ値(RTW)の度数を求める工程と、
互いに対して近接した値である複数の概略厚さ値(RTW)の限定されたセットであって、その度数の積分又は合計が絶対最大値を表すという限定されたセットを特定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を、前記限定されたセットの値に属する複数の概略厚さ値(RTW)の関数として決定する工程と、
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記ばらつき区間の前記概略厚さ値(RTW)の度数を求める工程は、
前記概略厚さ値(RTW)の度数密度を表す連続関数(F(RTW))を処理する工程と、
相対度数密度関数を計算する工程と、
を含んでおり、
前記互いに対して近接した値である複数の概略厚さ値(RTW)の限定されたセットは、限定された区間を規定しており、
前記度数の積分又は合計は、前記限定された区間における前記連続関数(F(RTW))の積分として規定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記概略厚さ値(RTW)のばらつき区間を規定する工程は、前記概略厚さ値(RTW)の有意な部分集合を含むのに十分大きい複数の厚さ階級(C)を決定する工程を含んでおり、
前記ばらつき区間の前記概略厚さ値(RTW)の度数を求める工程は、各厚さ階級(C)毎にどのくらいの頻度で概略厚さ値(RTW)が当該厚さ階級(C)に該当するかを示す対応度数(F)を決定するように、前記概略厚さ値(RTW)を分類する工程を含んでおり、
前記方法は、1又はそれ以上の近接する厚さ階級(C)からなる厚さ階級(C)のグループであって、当該グループにおける前記対応度数(F)の和が絶対最大値を表す前記度数の積分又は合計を規定するという優勢グループ(Gmax)を決定する工程を更に備え、
前記互いに対して近接した値である複数の概略厚さ値(RTW)の限定されたセットは、前記厚さ階級(C)の優勢グループ(Gmax)により規定される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記厚さ階級(Cmax)の優勢グループ(Gmax)において、最大度数(Fmax)を有する厚さ階級(C)を決定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を、前記最大度数(Fmax)を有する前記厚さ階級(Cmax)に属する前記概略厚さ値(RTW)の平均値として決定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を、前記互いに対して近接した値である複数の概略厚さ値(RTW)の限定されたセットに属する全ての概略厚さ値(RTW)を平均することにより決定する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の最小値(Tmin)及び最大値(Tmax)を決定する工程、すなわち、前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の振幅(ΔT)を、前記互いに対して近接した値である複数の概略厚さ値(RTW)の限定されたセットに属する概略厚さ値(RTW)の最小値及び最大値の関数として決定する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の連続的な計測を行う工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の最小値(Tmin)及び最大値(Tmax)を決定する工程、すなわち、前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の振幅(ΔT)を、前記物体(2)の厚さ(T)の連続的な計測によって決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の最小値及び最大値の関数として決定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の前記連続的な計測を行う間、前記物体を回転軸(6)の周りに回転させる工程と、
前記回転軸(6)の周りの前記物体(2)の完全な一回転の間中ずっと前記連続的な計測が行われるというように、前記物体(2)の厚さ(T)の前記連続的な計測を行う工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 各読取値と各概略厚さ値(RTW)とに対して対応質係数(MF)を有する工程と、
各概略厚さ値(RTW)に割り当てられた重みが前記質係数(MF)が増大すると増大するというように、当該質係数(MF)を考慮しつつ前記概略厚さ値(RTW)の度数(F)を決定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。 - 各読取値と各概略厚さ値(RTW)とに対して対応質係数(MF)を有する工程と、
最小質閾値(MTmin)を設定する工程と、
質係数(MF)が前記最小質閾値(MTmin)よりも小さい全ての概略厚さ値(RTW)を除去する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を含む検索区間を特定する最小リジェクト閾値(Rmin)及び最大リジェクト閾値(Rmax)を設定する工程と、
前記最小リジェクト閾値(Rmin)よりも小さいか或いは前記最大リジェクト閾値(Rmax)よりも大きい全ての概略厚さ値(RTW)を除去する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。 - 公知の加工処理によって前記物体(2)の厚さ(T)を漸次的に低減させるように前記物体(2)の表面を加工する工程と、
前記物体(2)の表面加工の進行状態を前記加工処理の関数として決定する工程と、
前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、前記物体(2)の前記表面加工の進行状態の関数として随時更新する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の計測を連続して行う工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の最新の計測に使用される前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の関数として更新する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の各計測毎に、前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の振幅(ΔT)を決定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の最新の計測に使用される前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、それぞれ、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値から、当該物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の前記振幅(ΔT)の半分の値を引き、且つ、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の実際値に、当該物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の前記振幅(ΔT)の半分の値を加算することにより設定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 各読み取りから少なくとも1つの概略厚さ値(RTW)を得て、結果的に複数の概略厚さ値(RTW)を得るために、光学干渉法により物体の厚さ(T)の複数回の読み取りを行う工程と、
前記複数の概略厚さ値(RTW)を分析することにより、前記物体(2)の厚さ(T)の実際値を決定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を含む検索区間を規定する最小リジェクト閾値(Rmin)及び最大リジェクト閾値(Rmax)を設定する工程と、
前記最小リジェクト閾値(Rmin)より小さいか或いは前記最大リジェクト閾値(Rmax)より大きい全ての概略厚さ値(RTW)を除去する工程と、
を備えた、物体(2)の厚さ(T)を漸次的に低減させる物体(2)の表面加工中に、当該物体(2)の厚さ(T)を干渉法により光学的に計測する方法であって、
前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、前記物体(2)の厚さ(T)の漸次的な低減の関数として随時更新する工程、
を備えたことを特徴とする方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)を漸次的に低減させる前記物体(2)の表面加工は、公知の加工方法に従って行われ、
前記方法は、
前記物体(2)の表面加工の進行状態を、加工法則(machining law)の関数として決定する工程と、
前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、前記物体(2)の表面加工の進行状態の関数として随時更新する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の連続的な計測を行う工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の最新の計測に使用される前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の関数として更新する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の各計測毎に、当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の振幅(ΔT)を決定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の最新の計測に使用される前記最小リジェクト閾値(Rmin)及び前記最大リジェクト閾値(Rmax)を、それぞれ、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値から、当該物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の前記振幅(ΔT)の半分の値を引き、且つ、前記物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値に、当該物体(2)の厚さ(T)の前回の計測の最後に決定された当該物体(2)の厚さ(T)の前記実際値の変動域の前記振幅(ΔT)の半分の値を加算することにより、設定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記複数の概略厚さ値(RTW)の有意な部分集合を含むのに十分大きい複数の厚さ階級(C)を決定する工程と、
各厚さ階級(C)毎にどのくらいの頻度で前記概略厚さ値(RTW)が当該厚さ階級(C)に該当するかを示す対応度数(F)を決定するように、前記概略厚さ値(RTW)を分類する工程と、
1又はそれ以上の近接する厚さ階級(C)からなる厚さ階級(C)のグループであって、当該グループにおける前記対応度数(F)の和が絶対最大値を規定するという優勢グループ(Gmax)を決定する工程と、
前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を、厚さ階級(C)の前記優勢グループ(Gmax)に属する前記概略厚さ値(RTW)の関数として決定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項15乃至18のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を、厚さ階級(C)の前記優勢グループ(Gmax)に属する全ての概略厚さ値(RTW)を平均することにより決定する工程
を更に備えたことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の連続的な計測を行う工程と、
後続する一連の計測値を分析することにより、当該後続する一連の計測値において常に一定であり続ける少なくとも1個の見込み寄生厚さ値と、当該寄生厚さ値に対応する厚さ階級(C)に属する当該寄生厚さ値の概略厚さ値(RTW)の対応平均個数と、を決定する工程と、
前記寄生厚さ値に対応する厚さ階級(C)から、前記寄生厚さ値の概略厚さ値(RTW)の平均個数を除去する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項3、4、19又は20のいずれか一項に記載の方法。 - 各読取値と各概略厚さ値(RTW)に対して対応質係数(MF)を持つ工程と、
最小質閾値(MTmin)を設定する工程と、
質係数(MF)が前記最小質閾値(MTmin)よりも小さい全ての概略厚さ値(RTW)を除去する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項15乃至21のいずれか一項に記載の方法。 - 概略厚さ値(RTW)の少なくとも1つのリジェクト基準を決定する工程と、
前記リジェクト基準に適合しない全ての概略厚さ値を除去する工程と、
利用可能な概略厚さ値(RTW)の総数と比較して前記リジェクト基準に適合する概略厚さ値(RTW)の個数を表す受容可能百分率(A%)を決定する工程と、
前記受容可能百分率(A%)が代表閾値(RT)より大きい場合のみ、前記物体(2)の厚さ(T)の前記実際値を決定する工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至22のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)の厚さ(T)の連続的な計測を行う工程であって、各計測は、光学干渉法により行われ計測区間の範囲内である前記物体の厚さ(T)の所定の一定個数の読取値を使用する工程と、
干渉法により行われた前記物体の厚さ(T)の多数の読取値が先行する計測の最後の部分と後続する計測の最初の部分との両方に属するというように、連続する2度の計測の間において、時間の経過とともに前記計測区間を当該計測区間それ自身の長さよりも小さい長さだけ移す工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至23のいずれか一項に記載の方法。 - 前記物体(2)は、半導体材料のスライスである、請求項1乃至24のいずれか一項に記載の方法。
- 物体(2)の厚さ(T)を干渉法により光学的に計測する装置であって、
各読み取りから少なくとも1つの概略厚さ値(RTW)と結果的に複数の概略厚さ値(RTW)とを得るために、複数回の前記物体の厚さ(T)の読み取りを行う、干渉法により厚さ計測を行う計測装置(11)と、
請求項1乃至25のいずれか一項に記載された計測方法を実施する処理ユニット(13)と、
を備えたことを特徴とする装置。
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