TW202024564A - 厚度量測裝置 - Google Patents

Abstract

[課題] 提供一種厚度量測裝置及具備厚度量測裝置的加工裝置，可大範圍並有效率地量測板狀物的厚度。[解決手段] 厚度量測裝置的厚度量測單元包含：白色光源；分光手段，將白色光源所發出的白色光對應波長而產生時間差並分光；二維影像感測器，具備接受返回光之受光區域，該返回光是使藉由分光手段分光後的光相對板狀物以預定的角度傾斜而照射，並從板狀物的上表面及下表面反射者；多個像素，配設在二維影像感測器的受光區域；記憶部，將多個像素根據時間差依序接受的與分光後的波長對應之返回光的強度作為分光干涉波形，記憶於各像素；波形表，將多種類型的樣本分光干涉波形對應板狀物的厚度而記錄；以及厚度決定部，決定板狀物的二維區域所規定之座標位置的厚度。

Description

厚度量測裝置

本發明是關於一種厚度量測裝置，量測板狀物的厚度。

IC、LSI等多個元件被交叉的多條分割預定線所劃分並形成於正面的晶圓，在藉由研削裝置研削背面而薄化後，藉由切割裝置及雷射加工裝置分割為各個元件晶片，分割後的元件晶片被利用於行動電話、電腦等的電子設備。

研削晶圓背面的研削裝置大致由以下元件所構成而可將晶圓加工到期望厚度：卡盤台，保持晶圓；研削單元，具備可旋轉的研削輪，該研削輪研削該卡盤台所保持的晶圓；以及量測單元，量測該卡盤台所保持的晶圓的厚度。

作為配設在該研削裝置的量測厚度之量測單元，雖使針測機（感測器端子）接觸晶圓的研削面而量測晶圓的厚度之接觸型已廣為人知，但使用該接觸型的厚度量測單元會傷及研削面，故使用非接觸型的量測單元，該非接觸型的量測單元係藉由依據從晶圓的研削面反射的光與穿透晶圓從晶圓的下表面反射的光之光路長差所生成的分光干涉波形量測厚度（例如，參照專利文獻1）。

上述量測厚度的量測單元，亦使用在將相對於晶圓具有穿透性的波長之雷射光線的聚光點定位在內部而照射，在晶圓的內部形成改質層之加工裝置，藉由正確地量測晶圓的厚度，可將聚光點的位置從晶圓的上表面正確地定位於所要的位置（例如，參照專利文獻2）。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2012-021916號公報 [專利文獻2]日本特開2011-122894號公報

[發明所欲解決的課題] 上述的專利文獻1及專利文獻2所揭露的技術之構成，是對量測厚度的晶圓的一點照射光，將從晶圓的上表面及下表面得到的反射光以繞射光柵分光，將基於就各波長分光後的光的強度的分光干涉波形以傅利葉轉換等運算進行處理，藉此局部地檢測晶圓厚度。因此，在跨晶圓的整面量測厚度的情況，會有掃描晶圓的整面並必須逐一運算各點的厚度而效率不佳的問題。

因此，本發明的目的為提供一種厚度量測裝置，可大範圍並有效率地量測板狀物的厚度。

[解決課題的技術手段] 根據本發明的一方面，是提供一種厚度量測裝置，量測板狀物的厚度，具備：卡盤台，保持板狀物；以及厚度量測單元，以非接觸方式量測保持於該卡盤台的板狀物的厚度；該厚度量測單元包含：白色光源；分光手段，將該白色光源所發出的白色光對應波長而產生時間差並分光進行照射；二維影像感測器，具備接受返回光之受光區域，該返回光是使藉由該分光手段分光後的光相對於該卡盤台所保持的板狀物以預定的角度傾斜，照射至以X軸方向及Y軸方向的座標所規定的板狀物上的二維區域，並從該板狀物的上表面及下表面反射者；多個像素，構成該二維影像感測器並配設在對應該板狀物的該二維區域的由X軸方向及Y軸方向的座標規定的受光區域；記憶部，將該像素根據時間差依序接受的與分光後的波長對應之返回光的強度作為分光干涉波形，記憶於各該像素；波形表，將多種類型的樣本分光干涉波形對應板狀物的厚度而記錄；以及厚度決定部，決定規定該板狀物的該二維區域之座標位置的厚度；該厚度決定部比較該記憶部記憶的分光干涉波形與該波形表的各樣本分光干涉波形，將對應波形與該分光干涉波形一致的樣本分光干涉波形之厚度決定為假設厚度，將藉由該分光手段分光後的光對該板狀物照射時該板狀物的折射角之餘弦值乘上該假設厚度，以決定板狀物的該座標位置的厚度。

較佳為，該厚度量測單元進一步包含：放大光學系統，配設在該分光手段與該卡盤台所保持的板狀物之間，將分光後的光放大；以及聚光光學系統，將來自該卡盤台所保持的板狀物的返回光聚光，導引至該二維影像感測器。較佳為，該白色光源為SLD光源、ASE光源、超連續光譜光源、LED光源、鹵素光源、氙氣光源、汞光源、金屬鹵化物光源的任一者。

本發明的另一方面是提供一種加工裝置，其具備上述厚度量測裝置。

[發明功效] 根據本發明的厚度量測裝置，可一次量測廣區域的板狀物的厚度。並且，因為具備此厚度量測裝置的加工裝置可一次量測廣區域的板狀物的厚度，可有效率地實施使用作為被加工物的板狀物的厚度資訊之加工。

以下，參閱隨附圖式詳細說明本發明實施方式的厚度量測裝置及具備該厚度量測裝置的加工裝置。

圖1係表示雷射加工裝置1之立體圖，該雷射加工裝置1係將相對於板狀物（例如由矽所組成的晶圓W）具有穿透性的波長之雷射光線的聚光點定位於內部並照射，在晶圓W的內部形成改質層。

雷射加工裝置1具備：保持單元20，保持透過保護膠膜T支撐於環狀的框架F的晶圓W；移動機構30，使保持單元20移動；雷射光線照射單元40，對保持單元20所保持的晶圓W照射雷射光線；對準手段50；以及厚度量測裝置6，其具備厚度量測單元60。

保持單元20包含：矩形狀的X軸方向可動板21，在圖中箭頭X所示X方向上移動自如地載置於基台2；矩形狀的Y軸方向可動板22，在圖中箭頭Y所示Ｙ軸方向上移動自如地載置於X軸方向可動板21；圓筒狀的支柱23，固定於Y軸方向可動板22的上表面；以及矩形狀的蓋板26，固定於支柱23的上端。在蓋板26配設有通過在蓋板26上形成的長孔而延伸至上方的圓形狀的卡盤台24。卡盤台24保持晶圓W、由未圖式的旋轉驅動手段而可旋轉地構成。在卡盤台24上表面，配置有由多孔質材料形成且實質上水平延伸的圓形狀的吸附卡盤25。吸附卡盤25由通過支柱23的內部之流路連接於未圖示的吸引手段。在卡盤台24亦配設夾具，其是用以固定透過保護膠膜T支撐晶圓W的環狀的框架F。再者，X軸方向與Y軸方向所規定的平面為實質上水平。

移動機構30配設於靜止基台2上，並具備：X軸方向進給機構31，將保持單元20在X軸方向加工進給；以及Y軸方向進給機構32，將保持單元20在Y軸方向分度進給。X軸方向進給機構31將脈衝馬達33的旋轉運動透過滾珠螺桿34轉換為直線運動傳遞至X軸方向可動板21，並沿著基台2上的導軌2a、2a在X軸方向使X軸方向可動板21前進後退。Y軸方向進給機構32將脈衝馬達35的旋轉運動透過滾珠螺桿36轉換為直線運動傳遞至Y軸方向可動板22，並沿著X軸方向可動板21上的導軌21a、21a在Y軸方向使Y軸方向可動板22前進後退。再者，雖省略圖示，但在X軸方向進給機構31、Y軸方向進給機構32及卡盤台24配設位置檢測手段，正確檢測出卡盤台24的X軸方向的位置、Y軸方向的位置、周方向的旋轉位置，並傳遞至後述控制單元10（參照圖2），基於從控制單元10指示的指示訊號而驅動X軸方向進給機構31、Y軸方向進給機構32及未圖示的卡盤台24的旋轉驅動手段，能於任意的座標位置及旋轉角度定位卡盤台24。

控制單元10是由電腦構成，其具備：中央運算處理裝置（CPU），依照控制程式進行運算處理；唯讀記憶體（ROM），儲存運算程式等；可讀取寫入的隨機存取記憶體（RAM），用以將檢測出的檢測值、運算結果等暫時地儲存；輸入介面；以及輸出介面（省略詳細圖示）。再者，該控制單元10做為控制上述雷射加工裝置的各作動部之控制單元而發揮功能，同時亦具備後述的厚度量測裝置6的記憶部120、厚度決定部130及波形表140。

一邊參照圖1一邊繼續說明，在移動機構30的一側豎設框體4。框體4具備在基台2上配設的垂直壁部4a、以及從垂直壁部4a的上端部往水平方向延伸的水平壁部4b。在框體4的水平壁部4b的內部內置雷射光線照射單元40的光學系統（省略圖示）。在水平壁部4b的前端部的下表面配設有構成雷射光線照射單元40的局部之聚光器42，在聚光器42的內部內置有將雷射光線聚光的未圖示聚光鏡等。在雷射光線照射單元40配設雷射振盪器（省略圖示），從該雷射振盪器射出的雷射光線是藉由聚光器42的聚光鏡聚光，照射至保持單元20保持的晶圓Ｗ的預定內部位置。

對準手段50在水平壁部4b的前端部的下表面，配設在聚光器42的X軸方向上相鄰的位置。對準手段50包含：一般的攝影元件（CCD），藉由可見光線拍攝；紅外線照射手段，對被加工物照射紅外線；光學系統，捕捉藉由紅外線照射手段照射的紅外線；以及攝影元件（紅外線CCD），輸出對應該光學系統捕捉的紅外線的電子訊號。（不論何者均省略圖示）

一邊參照圖1至圖4，一邊說明厚度量測裝置6。厚度量測單元6至少包含保持晶圓W之保持單元20、及厚度量測單元60。厚度量測單元60如圖1所示，在水平壁部4b的前端部的下表面，配設在對準手段50的X軸方向上相鄰的位置。如圖2所示，厚度量測單元60具備白色光源61、分光手段62、放大光學系統63、聚光光學系統64、二維影像感測器65、記憶部120、厚度決定部130、以及波形表140。如圖2所示，二維影像感測器65連接控制單元10。

記憶部120可由配設於控制單元10的未圖示RAM、未圖示外部記憶裝置、或其組合而構成，可記憶二維影像感測器65所檢測出的資訊。如圖3所示，波形表140是對應板狀物的厚度記錄多種類型的樣本分光干涉波形之物，厚度決定部130基於二維影像感測器65所檢測出的資訊（分光干涉波形）及記錄於波形表140的樣本分光干涉波形，決定晶圓W的厚度。厚度決定部130可由配設於控制單元10的未圖示ROM所記憶的運算程式而構成。波形表140是藉由預先實施的實驗或模擬等所做成，記憶於控制單元10的未圖示ROM或外部記憶裝置。由厚度決定部130所決定的厚度資訊會適當地記憶於記憶部120。再者，記憶部120、厚度運算部130及波形表140並非限定於構成在控制單元10內，亦可為由與控制單元10分別獨立的裝置而構成。

白色光源61可選自例如SLD光源、ASE光源、SC光源、LED光源、鹵素光源、氙氣光源、汞光源、金屬鹵化物光源等的任一者，較佳為選擇波長在400nm～900nm的範圍內、發出均衡地包含可見光的白色光L0之光源。

如圖2所示，從白色光源61照射的白色光L0被引導至分光手段62。分光手段62是對應構成白色光源61的白色光L0之光的波長而生成產生時間差的光之分光L1並照射的所謂掃描裝置。分光手段62例如可利用產生波長分散的光纖而實現，更具體而言，在光纖之中以各波長之反射位置不同之方式形成繞射光柵，以短波長的光的反射距離較短、長波長的光的反射距離較長之方式來設定以實現。藉此，從分光手段62照射的分光L1是如圖2所示，由最早照射的短波長的藍色光la、及之後依照波長較短的順序依序照射之綠色光lb、黃色光lc以及紅色光ld所構成。再者，在圖2所示的實施方式中，為方便說明，分光手段62雖是以生成單純的4類型的波長的光（藍色光la、綠色光lb、黃色光lc以及紅色光ld）所構成之分光L1並進行照射來說明，實際上，並非如圖2所示僅分光成4類型的波長的光而照射，而是生成除了藍色光la、綠色光lb、黃色光lc以及紅色光ld的每一者外各色的邊界部的漸變再進一步細化各波長按時間差變化之分光L1而照射。

從分光手段62照射的分光L1被引導至配設在分光手段62與保持單20元所保持的晶圓W之間的放大光學系統63。放大光學系統63的構成有：第一凸透鏡631，用以放大被引導的分光L1的徑；以及第二凸透鏡632，使第一凸透鏡631放大後的分光L1成為平行光（準直化）。射入放大光學系統63的分光L1成為徑被放大並成為平行光之放大分光L2，相對於保持單元20所保持的晶圓W傾斜預定角度，照射至晶圓W上的X軸方向及Y軸方向所規定的二維區域。

相對於晶圓W的該二維區域以預定的角度射入的放大分光L2，成為以該二維區域的上表面Wa及下表面Wb反射的返回光L3，被引導至聚光光學系統64。聚光光學系統64的構成有：第三凸透鏡641，用以將返回光L3聚光而使徑縮小；以及第四凸透鏡642，使第三凸透鏡641聚光而徑縮小的返回光L3成為平行光。

射入聚光光學系統64的返回光L3藉由第三凸透鏡641及第四凸透鏡642的作用聚光而徑縮小，成為變成平行光的返回光L4，並在二維影像感測器65的受光區域652被接受。二維影像感測器65的受光區域652是對應晶圓W上的放大分光L2所照射的二維區域、在規定的X軸方向及Y軸方向排列的多個像素所構成。各像素是將根據時間差依序接受的與分光後的波長對應之返回光L4的強度作為分光干涉波形而輸出，將各個像素所輸出的分光干涉波形記憶在控制單元10的記憶部120。比較記憶部120記憶的分光干涉波形與波形表140的各樣本分光干涉波形，將對應波形與分光干涉波形一致的樣本分光干涉波形之厚度決定為假設厚度，將放大分光L2對晶圓W照射時的晶圓的折射角θ之餘弦值（cosθ）乘上該假設厚度，以決定晶圓W的預定的座標位置的厚度。在厚度決定部130決定的各厚度與晶圓W上的該座標位置產生對應關係，並記憶在記憶部120。

本實施方式的厚度量測裝置6及具備厚度量測裝置6的雷射加工裝置1大致具備如上述的構成，厚度量測裝置6及雷射加工裝置1的作用更具體而言在以下說明。

由本實施方式的雷射加工裝置1施予雷射加工時，準備作為被施予加工的板狀物之晶圓W。舉例而言，晶圓W是由矽所組成，藉由在正面互相交錯的多條分割預定線劃分的各區域形成元件，透過保護膠膜T支撐於環狀的框架F。

若準備了上述的晶圓W，則將晶圓W載置於保持單元20的卡盤台24的吸附卡盤25上，藉由作動未圖示的吸引手段，吸引保持於卡盤台24的吸附卡盤25。若在卡盤台24吸引保持了晶圓W，則作動夾具把持框架F並固定。

接著，使X軸方向移動機構31及Y軸方向移動機構32作動，使卡盤台24所保持的晶圓W的預定位置往配設有厚度量測單元60的區域的正下方移動。

若使卡盤台24往厚度量測單元60的正下方移動，則開始厚度量測。在開始厚度量測時，首先，使白色光源61作動，照射均衡地包含波長400nm～900nm的光之白色光L0。白色光L0射入分光手段62，分光手段62對應構成白色光L0的光的波長而生成產生時間差的分光L1並照射。更具體而言，如圖2所示，將藍色光la、綠色光lb、黃色光lc以及紅色光ld按時間差依序照射，亦即將對應構成分光L1的波長400nm...500nm...600nm...900nm之光按時間差依序照射。

將從分光手段62照射的分光L1引導至放大光學系統63，生成徑被放大並成為平行光之放大分光L2，相對於卡盤台24所吸引保持的晶圓W傾斜預定角度，照射至以X軸方向及Y軸方向的座標所規定的晶圓W上的二維區域R。在此，一邊參照圖4一邊說明以晶圓W的X軸方向及Y軸方向的座標所規定的二維區域R。

包含晶圓W整面之二維區域R，如在圖4中以虛線所示，是以A1～A4、B1～B4、C1～C4及D1～D4劃分，各劃分區以X軸方向的X座標及Y軸方向的Y座標所規定。在此，說明上述的放大分光L2照射至構成晶圓W的二維區域R之劃分區A1的情況。

在圖4一點鏈線的大致橢圓形所表示的是放大分光L2所照射的照射區域L2’。在照射區域L2’內含有劃分區A1整體，劃分區A1如圖中下段所示，進而以X座標及Y座標劃分為微小區域（圖中11～110所示），該劃分資訊是與X座標及Y座標一同特定在劃分區A1內的位置之資訊。再者，其他的劃分區A2～A4、B1～B4、C1～C4及D1～D4亦相同地被劃分，在晶圓W上的預定位置由X座標及Y座標而特定。如圖2所示，照射至晶圓W上的放大分光L2是以照射區域L2’的晶圓W的上表面Wa及下表面Wb所反射而成為返回光L3，並射入聚光光學系統64。射入聚光光學系統64的返回光L3被聚光而徑縮小，並且在徑縮小的狀態下成為變成平行光的返回光L4，返回光L4在二維影像感測器65的受光區域652被接受。

在此，構成二維影像感測器65的受光區域652是如圖5所示，在對應晶圓W的二維區域的各劃分區的由X軸方向及Y軸方向之座標所規定的區域，藉由配設對應各分區11～分區110的多個像素11～像素110而構成。藉此，舉例而言，以晶圓W的劃分區A1的分區110反射的返回光L4是在受光區域652的像素110被接受。亦即，在劃分區A1的各個分區110～分區110反射的返回光L4是被以對應分區11～分區110之方式所規定的受光區域652的各個像素11～像素110接受。在此，像素11~像素110所接受的返回光L4是晶圓W的上表面Wa及下表面Wb所反射的返回光，故將各像素根據時間差依序接受的與分光後的波長對應之返回光L4的光強度，作為如圖6所示的分光干涉波形H而輸出至控制單元10。並且，輸出至控制單元10的各分光干涉波形H分別和像素11~像素110產生關連，並記憶在記憶部120。

說明基於上述的記憶部120所記憶的分光干涉波形由厚度決定部130運算厚度的流程。假設，圖6所示的分光干涉波形H是藉由構成圖5所示的受光區域652之像素110所輸出的分光干涉波形，藉由厚度決定部130，決定對應像素110的晶圓W的劃分區A1的分區110的厚度的情況，厚度決定部130實施從像素110送出並記憶於記憶部120之分光干涉波形H與波形表140所記憶之各樣本分光干涉波形的比較，判定分光干涉波形H與各樣本分光干涉波形是否一致。更具體而言，與分光干涉波形H比較，判定形狀及位相的一致度最高的樣本分光干涉波形。在本實施方式中，判定藉由像素110輸出的分光干涉波形H與波形表140中的樣本分光干涉波形S的一致度最高，厚度決定部130將樣本分光干涉波形S記憶為對應355µm之厚度者，故可將該355µm決定為基於在劃分區A1的分區110的晶圓W的上表面Wa反射的光及在下表面Wb反射的光之光路長差檢測的厚度。順帶一提，該光路長差如圖7所示，放大分光L2是藉由相對於晶圓W以預定的角度θ’射入的放大分光L2的光路而形成。此時，以預定的角度θ’照射至晶圓W的放大分光L2，是以在晶圓W的折射角θ進入晶圓W內，在下表面Wb反射形成返回光L3。亦即，藉由上述的分光干涉波形H與樣本分光干涉波形S所得的厚度資訊（355µm）是藉由以折射角θ在晶圓W內行進的光賦予，並非實際的晶圓W的厚度。因此，將以該折射角θ在晶圓W內行進的光之光路長D（355µm）暫時視為假設厚度D。並且，實際厚度D’在折射角θ假設為20°的情況，可基於假設厚度D（355µm），以下述方式決定。 D’=D×cos20°≒333.6µm

上述的實際厚度D’的資訊與用以將劃分區A1的分區110特定的X座標及Y座標的資訊一同記憶於記憶部120。並且，對其他剩下的分區11~分區109亦同時實施相同的決定，將用以決定各分區的厚度的X座標及Y座標的資訊與實際厚度D’的資訊一同記憶於記憶部120。

本實施方式所具備的厚度量測裝置6因為具備將白色光L0藉由分光手段62以對應波長而產生時間差並分光進行照射之構成，可同時獲得相應於構成晶圓W的1個劃分區的各分區的厚度而產生的分光干涉波形。因此，可對分區11~分區110一口氣實施上述各分區的厚度之決定，可一次有效率地量測廣區域的厚度。

根據上述的流程，迅速有效率地決定構成劃分區A1的分區11~分區110的厚度。並且，若在記憶部120記憶了劃分區A1的各分區的厚度，則藉由使移動機構30作動，移動卡盤台24，在厚度量測裝置6的正下方即放大分光L2的照射區域L2’，定位與劃分區A1相鄰的劃分區A2。並且，實施與對上述劃分區A1實施的流程相同之厚度的決定，藉此可快速決定構成劃分區A2的分區11~110的厚度，記憶於記憶部120。並且，對剩下的劃分區A3~A4、B1~B4、C1~C4及D1~D4實施相同的決定。藉此，有效率地決定晶圓W的二維區域R整體的厚度，記憶於控制單元10的記憶部120。

如上所述，若量測了晶圓W的二維區域R整體的厚度，則在晶圓W的內部形成沿著分割預定線之分割起點的改質層。更具體而言，使圖1所示的雷射加工裝置1的對準手段50作動，實施晶圓W的加工位置與由雷射光線照射單元40進行的雷射光線的照射位置之對位（對準）。若實施了該對準，則將晶圓W定位於的聚光器42的正下方，起動雷射光線照射單元40。並且，將相對於晶圓W具有穿透性的波長之雷射光線，從配設在雷射光線照射單元40之未圖示雷射振盪器射出，在晶圓W的預定內部定位聚光點，沿著分割預定線照射雷射光線，使X軸方向移動機構31作動，使卡盤台24在箭頭X所示的方向上以預定的加工進給速度移動。此時，在本實施方式中，預先決定藉由保持單元20所保持的晶圓W的座標位置所規定的二維區域R的各分區之厚度，並記憶在記憶部120。基於記憶在該記憶部120的厚度資訊，可將雷射光線的聚光點定位在以上表面Wa為基準的預定的內部位置。如此，藉由上述的控制單元10控制雷射光線照射單元50、X軸方向移動機構31、Y軸方向移動機構32及使卡盤台24旋轉之未圖示旋轉手段等，沿著全部的分割預定線形成分割起點之改質層。

再者，藉由上述的雷射光線照射單元50執行的形成改質層的步驟，是例如以下述的雷射加工條件實施。 波長：1064nm 平均輸出：1W 重複頻率：100kHz 脈衝寬度：1ns 點徑：1μm 加工進給速度：100mm/秒

如上所述，根據本實施方式，有效率地決定藉由保持單元20所保持的晶圓W之X軸方向及Y軸方向的座標位置所規定的二維區域R的各分區的厚度，記憶在記憶部120，將記憶在記憶部120的厚度資訊適用於雷射加工裝置1，為了在晶圓W的內部形成改質層，可有效率地實施利用雷射加工裝置1的雷射加工。

根據本發明，並不限定為上述的實施方式，亦提供各式各樣的變形例。在上述的實施方式中，雖在厚度量測單元60將白色光源61照射的白色光L0透過分光手段62分光後，透過放大光學系統63放大並成為平行光照射至晶圓W的二維區域R，之後以聚光光學系統64聚光，在二維影像感測器65接受並量測厚度，但透過放大光學系統63及聚光光學系統64並非必要，亦可直接將藉由分光手段62分光後的分光L1照射至晶圓W，在二維影像感測器65接受返回光L3。另外，在上述的實施方式中，雖是將晶圓W的二維區域R分割為16個劃分區（A1~A4、B1~B4、C1~C4、D1~D4）並設定，以對應各劃分區之方式藉由放大光學系統63生成放大分光L2並照射，決定在晶圓W的各分區的厚度，但本發明並不限定於此，亦可依據量測對象之晶圓W的大小、欲量測厚度的點的數量等，適當變更分割之劃分區的範圍（面積），只要配合地適當調整放大光學系統63的放大率即可。

進而，在上述的實施方式中，雖是以將本實施方式的厚度量測單元60適用於用以在晶圓W的內部形成改質層之雷射加工裝置1為例表示，但本發明並非限定於此，亦可適用於將板狀物作為被加工物的各種加工裝置，例如研削或研磨板狀物的正面之裝置、在板狀物的正面定位雷射光線的聚光點並實施燒蝕加工的雷射加工裝置、使用切割刀片並切割的切割裝置等，只要是需要板狀物的厚度資訊之加工裝置，則可有助於提升加工效率。

另外，在上述實施方式中，雖是以在雷射加工裝置1具備厚度量測裝置60為例表示，但並非限定與加工裝置一體構成，亦可作為專門量測厚度的獨立厚度量測裝置。此情況，只要將量測並記憶的厚度資訊傳遞至適當的加工裝置而使用於加工即可。

1:雷射加工裝置 6:厚度量測裝置 60:厚度量測單元 61:白色光源 62:分光手段 63:放大光學系統 64:聚光光學系統 65:二維影像感測器 10:控制單元 120:記憶部 130:厚度決定部 140:波形表 20:保持單元 24:卡盤台 30:移動機構 31:X軸方向移動機構 32:Y軸方向移動機構 40:雷射光線照射單元 50:對準手段 W:晶圓（板狀物） L0:白色光 L1:分光 L2:放大分光 L3、L4:返回光

圖1係具備本發明實施方式的厚度量測裝置的雷射加工裝置之立體圖。 圖2係表示圖1所示的厚度量測裝置之概略的方塊圖。 圖3係表示配設在圖2所示的厚度量測裝置的厚度量測單元之波形表的圖。 圖4係用以說明晶圓的二維區域之概念圖。 圖5係表示對應圖3所示的晶圓的二維區域而設定的二維影像感測器的受光區域之圖。 圖6係表示由厚度量測單元生成的分光干涉波形之圖。 圖7係用以說明由本實施方式的厚度決定部決定的晶圓的假設厚度及實際厚度之側視圖。

6:厚度量測裝置

60:厚度量測單元

61:白色光源

62:分光手段

63:放大光學系統

64:聚光光學系統

65:二維影像感測器

631:第一凸透鏡

632:第二凸透鏡

641:第三凸透鏡

642:第四凸透鏡

652:受光區域

10:控制單元

120:記憶部

130:厚度決定部

140:波形表

24:卡盤台

L0:白色光

L1:分光

L2:放大分光

L2’:照射區域

L3、L4:返回光

la:藍色光

lb:綠色光

lc:黃色光

ld:紅色光

W:晶圓

Wa:晶圓的上表面

Wb:晶圓的下表面

Claims (3)

1. 一種厚度量測裝置，量測板狀物的厚度，具備： 卡盤台，保持板狀物；以及 厚度量測單元，以非接觸方式量測保持於該卡盤台的板狀物的厚度； 該厚度量測單元包含： 白色光源； 分光手段，將該白色光源所發出的白色光對應波長而產生時間差並分光進行照射； 二維影像感測器，具備接受返回光之受光區域，該返回光是使藉由該分光手段分光後的光相對於該卡盤台所保持的板狀物以預定的角度傾斜，照射至以X軸方向及Y軸方向的座標所規定的板狀物上的二維區域，並從該板狀物的上表面及下表面反射者； 多個像素，構成該二維影像感測器並配設在對應該板狀物的該二維區域的由X軸方向及Y軸方向的座標規定的受光區域； 記憶部，將該像素根據時間差依序接受的與分光後的波長對應之返回光的強度作為分光干涉波形，記憶於各該像素； 波形表，將多種類型的樣本分光干涉波形對應板狀物的厚度而記錄；以及 厚度決定部，決定規定該板狀物的該二維區域之座標位置的厚度； 該厚度決定部比較該記憶部記憶的分光干涉波形與該波形表的各樣本分光干涉波形，將對應波形與該分光干涉波形一致的樣本分光干涉波形之厚度決定為假設厚度，將藉由該分光手段分光後的光對該板狀物照射時該板狀物的折射角之餘弦值乘上該假設厚度，以決定板狀物的該座標位置的厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之厚度量測裝置，其中， 該厚度量測單元進一步包含： 放大光學系統，配設在該分光手段與該卡盤台所保持的板狀物之間，將分光後的光放大；以及 聚光光學系統，將來自該卡盤台所保持的板狀物的返回光聚光，導引至該二維影像感測器。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之厚度量測裝置，其中， 該白色光源選自由SLD光源、ASE光源、超連續光譜光源、LED光源、鹵素光源、氙氣光源、汞光源、金屬鹵化物光源所組成之群。

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