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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen der Dicke oder der Höhe eines plattenförmigen Werkstücks.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Wafer, der an seiner vorderen Oberfläche mit mehreren Bauelementen wie integrierten Schaltungen (ICs) und Large-Scale-Integration (LSI)-Schaltungen ausgebildet ist, die durch mehrere sich schneidender geplanter Teilungslinien (Straßen) unterteilt sind, wird an seiner hinteren Oberfläche mit einer Schleifvorrichtung geschliffen, um dünner ausgestaltet zu werden, und wird danach mit einer Teilungsvorrichtung oder einer Laserbearbeitungsvorrichtung in einzelne Bauelementchips geteilt, und die so geteilten Bauelementchips werden für elektrische Geräte wie Mobiltelefone und Personalcomputer verwendet.
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Die Schleifvorrichtung zum Schleifen der hinteren Oberfläche des Wafers weist im Wesentlichen einen Haltetisch, der den Wafer hält, eine Schleifeinheit, die drehbar eine Schleifscheibe zum Schleifen des vom Haltetisch gehaltenen Wafers enthält, und eine Messeinheit auf, welche die Dicke des vom Haltetisch gehaltenen Wafers misst und in der Lage ist, den Wafer auf eine gewünschte Dicke zu bearbeiten.
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Wenn eine Messeinheit vom Kontakttyp, welche die Dicke des Wafers misst, indem ein Messfühler mit der geschliffenen Oberfläche des Wafers in Kontakt gebracht wird, als eine Messeinheit der oben erwähnten Schleifvorrichtung verwendet wird, könnte die geschliffene Oberfläche beschädigt werden.
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In den letzten Jahren wurde daher eine kontaktlose Messeinheit verwendet, welche die Dicke des Wafers gemäß einer Spektralinterferenzwellenform von Licht, das von der geschliffenen Oberfläche (obere Oberfläche) des Wafers reflektiert wird, und Licht, das durch den Wafer transmittiert und von einer Reflexionsoberfläche (untere Oberfläche) des Wafers reflektiert wird, misst (siehe beispielsweise die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-021916 ).
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Zusätzlich wird, auch im Fall eines Aufbringens eines Laserstrahls mit einer solchen Wellenlänge, dass er durch einen Wafer transmittiert wird, auf den Wafer, wobei der Fokuspunkt des Laserstrahls innerhalb des Wafers positioniert wird, um modifizierte Schichten im Inneren des Wafers auszubilden, eine kontaktlose Messeinheit, welche die Dicke des Wafers gemäß einer Spektralinterferenzwellenform von Licht, das von der oberen Oberfläche des Wafers reflektiert wird, und von Licht, das durch den Wafer transmittiert und von der unteren Oberfläche des Wafers reflektiert wird, wie oben beschrieben, misst, verwendet, um die Dicke oder die Höhe des Wafers genau zu messen, um den Fokuspunkt an einer bestimmten Tiefenposition von der oberen Oberfläche zu positionieren (siehe beispielsweise die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2011-122894 ).
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Indessen ist die kontaktlose Messeinheit, die in den Technologien verwendet wird, die in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2012-021916 und der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2011-122894 beschrieben werden, so ausgestaltet, dass sie das an der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Wafers reflektierte Licht durch ein Beugungsgitter spektral streut, wenn Licht auf den Wafer aufgebracht wird, um eine Spektralinterferenzwellenform zu erhalten, und so ausgestaltet, dass sie die Lichtintensität für jede Wellenlänge berechnet (Fourier-Transformation), wodurch die Dicke oder die Höhe des Wafers detektiert wird, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass die Dicke in einem gewünschten Bereich des Wafers nicht in einer kurzen Zeitspanne gemessen werden kann.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Dicke oder die Höhe eines plattenförmigen Werkstücks in kurzer Zeit zu messen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Messvorrichtung zum Messen einer Dicke oder einer Höhe eines plattenförmigen Werkstücks bereitgestellt. Die Messvorrichtung weist auf: einen Einspanntisch, der das plattenförmige Werkstück hält, und eine Messeinheit, welche die Dicke oder die Höhe des von dem Einspanntisch gehaltenen plattenförmigen Werkstücks misst. Die Messeinheit weist auf: eine Lichtquelle, die Licht in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich emittiert, eine Kondensorlinse, die das von der Lichtquelle emittierte Licht auf das von dem Einspanntisch gehaltene plattenförmige Werkstück aufbringt, eine Kollimatorlinse, die von dem plattenförmigen Werkstück reflektiertes Rückführlicht in paralleles Licht ausbildet, einen Transmissionsfilter, der Interferenzlicht des in das parallele Licht ausgebildeten Rückführlichts transmittiert, einen Sensor, der Koordinaten zum Empfangen des durch den Transmissionsfilter transmittierten Interferenzlichts und zum Detektieren einer Lichtintensität aufweist, und eine Steuerungseinrichtung, die eine Koordinatenposition, an der die von dem Sensor detektierte Lichtintensität hoch ist, als die Dicke oder die Höhe des plattenförmigen Werkstücks bestimmt.
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Bevorzugt wird das von der Lichtquelle emittierte Licht durch einen ersten Lichtleiter zur Kondensorlinse geführt, wird das Rückführlicht durch einen zweiten Lichtleiter zur Kollimatorlinse geführt und sind der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter durch einen optischen Zirkulator miteinander verbunden. Bevorzugt wird die Dicke des plattenförmigen Werkstücks gemäß Interferenzlicht aus dem von einer oberen Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks reflektierten Rückführlicht und dem von einer unteren Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks reflektierten Rückführlicht gemessen. Bevorzugt wird eine Höhe einer oberen Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks gemäß Interferenzlicht aus Bezugslicht mit einer bestimmten Strahlenganglänge und dem von der oberen Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks reflektierten Rückführlicht gemessen, wird eine Höhe einer unteren Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks gemäß Interferenzlicht aus dem Bezugslicht und dem von der unteren Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks reflektierten Rückführlicht gemessen, und wird die Dicke des plattenförmigen Werkstücks gemäß einer Differenz zwischen der Höhe der oberen Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks und der Höhe der unteren Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks gemessen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Dicke eines plattenförmigen Werkstücks in kurzer Zeit gemessen werden, ohne dass das Rückführlicht durch ein Beugungsgitter spektral gestreut werden muss und die Lichtintensität für jede Wellenlänge berechnet werden muss, um die Dicke des plattenförmigen Werkstücks zu messen.
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Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, sowie die Weise ihrer Umsetzung werden am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht des gesamten Teils einer Messvorrichtung;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wafers, der ein zu messendes Objekt ist;
- 3 ist ein Blockdiagramm, das ein optisches System einer Messeinheit darstellt, die an der Messvorrichtung von 1 angebracht ist;
- 4 ist ein konzeptionelles Diagramm, das die Funktionen eines Transmissionsfilters und eines Sensors der Messeinheit von 3 darstellt; und
- 5 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform der in 3 dargestellten Messeinheit zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die angebrachten Zeichnungen im Detail beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des gesamten Teils einer Messvorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Messvorrichtung 2 weist mindestens eine Halteeinheit 3, die einen Wafer 10, bei dem es sich um eine Art plattenförmiges Werkstück als ein an einer Basis 2a angeordnetes Messobjekt handelt, hält, und eine Messeinheit 6 auf, welche die Dicke des von der Halteeinheit 3 gehaltenen Wafers 10 misst. Zusätzlich weist die Messvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform einen Bewegungsmechanismus 4, der die Halteeinheit 3 in einer X-Achsen-Richtung und einer Y-Achsen-Richtung bewegt, und einen Rahmen 5 auf, der einen vertikalen Wandabschnitt 5a, der an einer seitlichen Seite des Bewegungsmechanismus 4 errichtet ist, und einen horizontalen Wandabschnitt 5b aufweist, der sich in einer horizontalen Richtung von einem oberen Endteil des vertikalen Wandabschnitts 5a erstreckt. Im Inneren des horizontalen Wandabschnitts 5b ist ein optisches System (später näher erläutert) der Messeinheit 6 aufgenommen.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Halteeinheit 3 eine rechteckige, entlang der X-Achsen-Richtung bewegbare Platte 31, die an der Basis 2a in der X-Achsen-Richtung beweglich angebracht ist, eine rechteckige, entlang der Y-Achsen-Richtung bewegbare Platte 32, die an der entlang der X-Achsen-Richtung bewegbaren Platte 31 in Y-Achsen-Richtung beweglich angebracht ist, eine zylindrische Tragsäule 33, die an einer oberen Fläche der entlang der Y-Achsen-Richtung bewegbaren Platte 32 befestigt ist, und eine rechteckige Abdeckung 34 auf, die an einem oberen Ende der Tragsäule 33 befestigt ist. Auf der Abdeckung 34 ist ein Einspanntisch 35 angeordnet, der sich durch einen an der Abdeckung 34 ausgebildeten Schlitz nach oben erstreckt. Der Einspanntisch 35 ist ein Mittel zum Halten des Wafers 10 an einer Halteoberfläche, die eine durch X-Koordinaten und Y-Koordinaten definierte XY-Ebene ist, und ist so ausgestaltet, dass er durch einen in der Tragsäule 33 aufgenommenen, nicht dargestellten Drehmechanismus drehbar ist. Die Halteoberfläche des Einspanntisches 35 weist eine Ansaugeinspanneinrichtung 36 auf, die aus einem gasdurchlässigen, porösen Material ausgebildet ist. Die Ansaugeinspanneinrichtung 36 ist über einen durch die Tragsäule 33 verlaufenden Strömungskanal mit einer nicht dargestellten Ansaugeinrichtung verbunden, und am Umfang der Ansaugeinspanneinrichtung 36 sind in regelmäßigen Abständen vier Klemmen 37 angeordnet, die einen Ringrahmen F halten, wenn der später beschriebene Wafer 10 am Einspanntisch 35 gehalten wird.
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Der Bewegungsmechanismus 4 weist einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus 4a auf, der den oben erwähnten Einspanntisch 35 in der X-Achsen-Richtung bewegt, und einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 4b, der den Einspanntisch 35 in der Y-Achsen-Richtung bewegt. Der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 4a wandelt eine Drehbewegung eines Motors 42a in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung über eine Kugelgewindespindel 42b auf die entlang der X-Achsen-Richtung bewegbare Platte 31, wobei die entlang der X-Achsen-Richtung bewegbare Platte 31 entlang eines Paares von Führungsschienen 2b, die entlang der X-Achsen-Richtung auf der Basis 2a angeordnet sind, in der X-Achsen-Richtung bewegt wird. Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 4b wandelt eine Drehbewegung eines Motors 44a in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung über eine Kugelgewindespindel 44b auf die entlang der Y-Achsen-Richtung bewegbare Platte 32, wodurch die entlang der Y-Achsen-Richtung bewegbare Platte 32 in der Y-Achsen-Richtung entlang eines Paars von Führungsschienen 31a bewegt wird, die entlang der Y-Achsen-Richtung auf der entlang der X-Achsen-Richtung bewegbaren Platte 31 angeordnet sind.
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2 stellt den Wafer 10 dar, bei dem es sich um ein plattenförmiges Werkstück handelt, dessen Form von der Messeinheit 6 der vorliegenden Ausführungsform gemessen werden soll. Der Wafer 10 ist beispielsweise ein Saphir (Al2O3)-Substrat, das an seiner vorderen Oberfläche 10a mit mehreren Bauelementen 12 ausgebildet ist, die durch mehrere sich kreuzende Straßen 14 unterteilt sind. Bei dem Bauelement 12 handelt es sich beispielsweise um ein optisches Element wie eine lichtemittierende Diode (LED).
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3 ist ein Blockdiagramm, das die Grundzüge des optischen Systems der Messeinheit 6 der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Messeinheit 6 weist eine Lichtquelle 62, die Licht L1 in einem vorgegebenen breiten Wellenlängenbereich emittiert, eine Lichtkonzentrationseinheit 61 mit einer Kondensorlinse 61a, die das von der Lichtquelle 62 emittierte Licht L1 auf den von dem Einspanntisch 35 der Halteeinheit 3 gehaltenen Wafer 10 aufbringt, eine Kollimatorlinse 66, die Rückführlicht L2, das von dem Wafer 10 reflektiert wird und zurückläuft, in paralleles Licht ausbildet, einen Transmissionsfilter 67, der Interferenzlicht W transmittiert, welches das in das parallele Licht ausgebildete Rückführlicht L2 ausgestaltet, und einen Sensor 68 auf, der Koordinaten zum Empfangen des durch den Transmissionsfilter 67 transmittierten Interferenzlichts W und zum Detektieren eine Lichtintensität Q aufweist. Eine Steuerungseinrichtung 100 misst als die Dicke (oder die Höhe) des Wafers 10 die Koordinatenposition, an der die vom Sensor 68 detektierte Lichtintensität Q hoch ist, und zeigt das Messergebnis an einem Monitor 7 an.
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Als Lichtquelle 62 kann beispielsweise eine Lichtquelle verwendet werden, die in der Lage ist, Licht L1 mit einer Wellenlänge in einem Bereich von 1280 bis 1360 nm zu emittieren. Eine solche Lichtquelle kann beispielsweise aus LED-, Superlumineszenzdioden- (SLD) und Superkontinuum- (SC) Lichtquellen und dergleichen gewählt werden.
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Der Transmissionsfilter 67 ist im Wesentlichen ein Dichteumwandlungsfilter, der als Frequenzfilter bezeichnet wird und der eine Fourier-Transformation verwendet. Der Transmissionsfilter 67 ist ein Filter, der das Interferenzlicht W, welches das Rückführlicht L2 ausbildet, transmittiert und, wie in 4 dargestellt, aus einer Transmissionsschicht ausgebildet ist, die so beschaffen ist, dass die Transmissionsposition gemäß dem Interferenzlicht W1 bis zum Interferenzlicht W4 variiert, entsprechend der Dicke des Wafers 10. Genauer gesagt ist beispielsweise, wie aus 4 ersichtlich, das von der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche des Wafers 10 reflektierte Rückführlicht L2 in einem Fall, in dem die Dicke des Wafers 10 100 um beträgt, aus dem Interferenzlicht W1, und das Interferenzlicht W1 wird nur durch eine Position 67a des Transmissionsfilters 67 gut transmittiert, aber wenig durch die anderen Positionen transmittiert. Zusätzlich wird das Interferenzlicht W2, welches das Rückführlicht L2 ausbildet, in einem Fall, in dem die Dicke des Wafers 10 300 um beträgt, nur durch eine Position 67b des Transmissionsfilters 67 gut transmittiert, aber nur wenig durch die anderen Positionen transmittiert. In ähnlicher Weise wird das Interferenzlicht W3, welches das Rückführlicht L2 in einem Fall ausbildet, in dem die Dicke des Wafers 10 500 um beträgt, nur durch eine Position 67c des Transmissionsfilters 67 gut transmittiert, aber nur wenig durch die anderen Positionen transmittiert. Ferner wird das Interferenzlicht W4, welches das Rückführlicht L2 in einem Fall ausbildet, in dem die Dicke des Wafers 10 700 um beträgt, nur durch eine Position 67d des Transmissionsfilters 67 gut transmittiert, wird aber durch die anderen Positionen wenig transmittiert.
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Beachte, dass in der in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform der Fall, in dem das Rückführlicht L2 aus dem Interferenzlicht W3 (dargestellt durch eine durchgezogene Linie) ausgestaltet ist, dargestellt ist, und das Interferenzlicht W1, das Interferenzlicht W2 und das Interferenzlicht W4 durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Zusätzlich sind in der Ausführungsform von 4 nur Beispiele dargestellt, bei denen vier Arten von Interferenzlicht W1 bis Interferenzlicht W4 durch die entsprechenden Positionen 67a bis 67d des Transmissionsfilters 67 transmittiert werden, um die Beschreibung zu vereinfachen, aber ein praktischer Transmissionsfilter 67 wird mit einem solchen Design hergestellt, dass die Transmissionsposition in Übereinstimmung mit den jeweiligen Arten des Interferenzlichts W, das in einem Fall ausgebildet ist, in dem die Dicke des Wafers 10 zwischen 100 und 800 um variiert, variiert.
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Dabei wird in dem oben erwähnten Sensor 68 eines der durch den Transmissionsfilter 67 transmittierten Interferenzlichter W1 bis W4 detektiert, und an Koordinatenpositionen gemäß dem detektierten Interferenzlicht W1 bis W4 treten Peaks S1 bis S4 auf, bei denen die Lichtintensität Q hoch ist. Da, wie oben beschrieben, die Koordinatenpositionen der vom Sensor 68 detektierten Peaks S1 bis S4 in der Steuerungseinrichtung 100 so gespeichert werden, dass sie der Dicke (oder der Höhe) des Wafers 10 entsprechen, ist es möglich, die Dicke des Wafers 10 auf der Grundlage der Koordinatenpositionen 68a bis 68d zu messen, an denen die Peaks S1 bis S4 erscheinen, wie auf dem Monitor 7 abgebildet.
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Zum Zeitpunkt der Messung der Dicke des Wafers 10 durch die Messeinheit 6 der oben erwähnten Ausführungsform ist der in 2 dargestellte Wafer 10 am Einspanntisch 35 angebracht und wird daran unter Ansaugen gehalten. Als nächstes wird der Bewegungsmechanismus 4 betätigt, um den Wafer 10 direkt unter der Lichtkonzentrationseinheit 61 zu positionieren. Beachte, dass, bevor der Wafer 10 direkt unter der Lichtkonzentrationseinheit 61 positioniert wird, die zu messende Position (beispielsweise eine Messposition P auf der Straße 14) des Wafers 10 durch eine nicht abgebildete Abbildungseinheit abgebildet werden kann, Messpositionsinformationen in der Steuerungseinrichtung 100 gespeichert werden könnten und der Wafer 10 auf der Grundlage der Messpositionsinformationen direkt unter der Lichtkonzentrationseinheit 61 positioniert werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform wird das von der Lichtquelle 62 emittierte Licht L1 durch einen ersten Lichtleiter 63 zur Kondensorlinse 61a der Lichtkonzentrationseinheit 61 geführt und auf die Messposition P des Wafers 10 aufgetragen. Das auf den Wafer 1 auftreffende Licht L1 wird von der oberen Oberfläche (vordere Oberfläche 10a) und der unteren Oberfläche (hintere Oberfläche 10b) des Wafers 10 reflektiert, und das so reflektierte Rückführlicht L2 durchläuft den ersten Lichtleiter 63, wird durch einen optischen Zirkulator 65 zu einem zweiten Lichtleiter 64 geführt, um die Kollimatorlinse 66 zu erreichen, und wird auf den Transmissionsfilter 67 aufgebracht.
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Wie in den 3 und 4 beschrieben, wird in dem Fall, in dem das Rückführlicht L2 aus dem Interferenzlicht W3 besteht, das Interferenzlicht W3 gut durch die Position 67c des Transmissionsfilters 67 transmittiert, aber wenig durch die anderen Positionen transmittiert. Daher erscheint ein Peak S3 mit einer hohen Lichtintensität Q an der Koordinatenposition 68c des Sensors 68, die der Position 67c entspricht, und die Dicke (500 pm), die der Koordinatenposition 68c entspricht, an der der Peak S3 detektiert wird, wird gemessen. Die so gemessene Dicke (500 µm) wird in der Steuerungseinrichtung 100 in Übereinstimmung mit den XY-Koordinaten gespeichert, die die oben genannte Messposition P angeben. Wenn die Dicke an der Messposition P gemessen wurde, wird, falls erforderlich, der oben genannte Bewegungsmechanismus 4 betätigt, um die Messposition P auf dem Wafer zu bewegen, und die Dicken an anderen Positionen werden ebenfalls entsprechend gemessen und in der Steuerungseinrichtung 100 gespeichert.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Dicke eines plattenförmigen Werkstücks in kurzer Zeit gemessen werden, ohne dass das Rückführlicht L2 durch ein Beugungsgitter spektral gestreut und die Lichtintensität für jede Wellenlänge einer Fourier-Transformation oder dergleichen unterzogen werden muss, wie im Stand der Technik, um die Dicke des plattenförmigen Werkstücks zu messen. Zusätzlich ist es möglich, die Effizienz der Laserbearbeitung und des Schleifens zu erhöhen, wenn die Dicke des plattenförmigen Werkstücks wie oben beschrieben einfach und effizient gemessen wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Messvorrichtung 2 der oben beschriebenen Ausführungsform beschränkt. 5 stellt eine Messeinheit 6' einer anderen Ausführungsform der Messeinheit 6 dar, die in der oben erwähnten Messvorrichtung 2 angeordnet ist. Beachte, dass die Messeinheit 6 und die Messeinheit 6' im Wesentlichen die gleiche Ausgestaltung haben, die gleichen Elemente sind mit den gleichen Nummern bezeichnet, und neu hinzugekommene Elemente sind mit neuen Nummern bezeichnet.
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Die Messeinheit 6' in der in 5 dargestellten Ausführungsform weist eine Lichtquelle 62 auf, die derjenigen der Messeinheit 6 ähnlich ist, das von der Lichtquelle 62 emittierte Licht L1 wird durch den ersten Lichtleiter 63 zur Kondensorlinse 61a geführt, das Rückführlicht L2 wird durch den zweiten Lichtleiter 64 zur Kollimatorlinse 66 geführt, und der erste Lichtleiter 63 und der zweite Lichtleiter 64 sind mit einem optischen Zirkulator 65' verbunden. Der optische Zirkulator 65' der vorliegenden Ausführungsform teilt das Licht L1 in einen von dem ersten Lichtleiter 63 und dem zweiten Lichtleiter 64 verschiedenen Strahlengang 81 auf, und das in den Strahlengang 81 geführte Licht L1 wird durch einen Reflexionsspiegel 69 hinsichtlich seines Strahlengangs verändert und zu einem an der Lichtkonzentrationseinheit 61 befestigten Reflexionsspiegel 61b geführt. Das von dem Reflexionsspiegel 61b reflektierte Rückführlicht L3 wird von dem optischen Zirkulator 65' in den zweiten Lichtleiter 64 geführt und zusammen mit dem oben erwähnten Rückführlicht L2 durch die Kollimatorlinse 66 auf den Transmissionsfilter 67 aufgebracht.
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Wie aus 5 hervorgeht, wird die Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zum Reflexionsspiegel 61b nicht von der Dicke des Wafers 10 beeinflusst und ist ein bestimmter Wert, der sich unabhängig von der Position, an der die Lichtkonzentrationseinheit 61 angeordnet ist, nicht ändert. Das an dem Reflexionsspiegel 61b reflektierte Rückführlicht L3 wird im Folgenden als Bezugslicht L3 bezeichnet. Beachte, dass die Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zum Reflexionsspiegel 61b kürzer festgelegt ist als die Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zur Oberfläche der Ansaugeinspanneinrichtung 36 des Einspanntischs 35. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zum Reflexionsspiegel 61b um beispielsweise 1.000 um kürzer festgelegt als die Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zur Oberfläche der Ansaugeinspanneinrichtung 36 des Einspanntisches 35.
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In der oben beschriebenen Messeinheit 6' wird das von der Lichtquelle 62 emittierte Licht L1 über den ersten Lichtleiter 63 zur Kondensorlinse 61a geführt und am optischen Zirkulator 65' aufgeteilt, um durch den Reflexionsspiegel 69 zum Reflexionsspiegel 61b geführt zu werden.
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Das Licht L1 wird durch die Kondensorlinse 61a auf den Wafer 10 aufgebracht, und das Rückführlicht L2, welches das von der vorderen Oberfläche 10a und der hinteren Oberfläche 10b reflektierte Licht umfasst, und das vom Reflexionsspiegel 61b reflektierte Bezugslicht L3 bilden Rückführlicht L2+L3 aus, das durch den optischen Zirkulator 65' verläuft und durch den zweiten Lichtleiter 64 und die Kollimatorlinse 66 auf den Transmissionsfilter 67 aufgebracht wird.
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Wie oben beschrieben, ist der Transmissionsfilter 67 ein Filter, der so festgelegt ist, dass er das Interferenzlicht, welches das Rückführlicht L2+L3 ausbildet, transmittiert, wobei die Transmissionsposition gemäß dem Interferenzlicht, das der Dicke und Höhe des Wafers 10 entspricht, variiert wird, und durch den Sensor 68 kann die Koordinatenposition, an welcher der Peak mit einer hohen Lichtintensität Q, die durch den Transmissionsfilter 67 transmittiert und aufgebracht wird, erscheint, angegeben werden. Die Steuerungseinrichtung 100 misst die Höhen der oberen Oberfläche (vordere Oberfläche 10a) und der unteren Oberfläche (hintere Oberfläche 10b) des Wafers 10 und die Dicke des Wafers 10 auf der Basis der Koordinatenposition. Genauer gesagt wird, wie in 5 dargestellt, Interferenzlicht W5 des im Rückführlicht L2+L3 enthaltenen Bezugslichts L3 und des von der vorderen Oberfläche 10a des Wafers 10 reflektierten Rückführlichts durch eine vorgegebene Position 67e des Transmissionsfilters 67 transmittiert, um zu veranlassen, dass ein Peak S5 mit einer hohen Lichtintensität Q an der Koordinatenposition 68e des Sensors 68 erscheint, und die Höhe der vorderen Oberfläche 10a des Wafers 10 wird auf der Grundlage der Koordinatenposition 68e, an der der Peak S5 detektiert wird, auf 450 um gemessen.
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Gleichzeitig wird Interferenzlicht W6 des Bezugslichts L3 und des von der hinteren Oberfläche 10b des Wafers 10 reflektierten Rückführlichts durch eine vorgegebene Position 67f des Transmissionsfilters 67 transmittiert, um das Auftreten eines Peaks S6 mit einer hohen Lichtintensität Q an einer Koordinatenposition 68f des Sensors 68 zu veranlassen, und auf der Grundlage der Koordinatenposition 68f, an der der Peak S6 detektiert wird, wird die Höhe der hinteren Oberfläche 10b des Wafers 10 auf 800 um gemessen. Beachte, dass die oben genannten Höhen auf der Länge des Strahlengangs des Bezugslichts L3 basieren und jeweils die Differenz zwischen der Länge des Strahlengangs des Bezugslichts L3 und der Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zur vorderen Oberfläche 10a und die Differenz zwischen der Länge des Strahlengangs des Bezugslichts L3 und der Länge des Strahlengangs vom optischen Zirkulator 65' zur hinteren Oberfläche 10b sind. Da die Strahlenganglänge vom optischen Zirkulator 65' zum Reflexionsspiegel 61b um 1.000 um kürzer festgelegt ist als die Strahlenganglänge vom optischen Zirkulator 65' zur Oberfläche der Ansaugeinspanneinrichtung 36 des Einspanntisches 35, ist ein Höhenwert (450 um) der vorderen Oberfläche 10a des Wafers 10 kleiner als ein Höhenwert (800 um) der hinteren Oberfläche 10b.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Höhenwert (450 um) der vorderen Oberfläche 10a des Wafers 10 und der Höhenwert (800 um) der hinteren Oberfläche 10b gemessen, und daher wird durch Berechnung der Differenz dazwischen die Dicke an der Messposition P des Wafers 10 berechnet (350 um). Beachte, dass, wie oben beschrieben, das Rückführlicht L2 die an der vorderen Oberfläche 10a und der hinteren Oberfläche 10b des Wafers 10 reflektierten Lichter enthält, das aus den reflektierten Lichtern bestehende Interferenzlicht W7 durch eine vorgegebene Position 67g des Transmissionsfilters 67 transmittiert wird, und daher ein Peak S7 mit einer hohen Lichtintensität Q an einer Koordinatenposition 68g des Sensors 68 detektiert wird. Dann wird unter Bezugnahme auf eine in der oben erwähnten Steuerungseinrichtung 100 gespeicherte Tabelle die Dicke, die der Koordinatenposition 68g entspricht, an der der Peak S7 detektiert wird, auf 350 um gemessen. Beachte, dass in der obigen Ausgestaltung das Licht L1 als Licht beschrieben wurde, das durch den Wafer 10 transmittiert wird, aber gemäß der Ausgestaltung, in der die Differenz zwischen der Länge des Strahlengangs des Bezugslichts L3, das eine bestimmte Länge des Strahlengangs hat, und der Länge des Strahlengangs des reflektierten Lichts, das in dem Wafer 10 reflektiert wird, gemessen wird, wie die oben erwähnte Messeinheit 6', kann die Höhe der vorderen Oberfläche 10a des Wafers 10 genau gemessen werden, selbst wenn der Wafer 10 das Licht L1 nicht transmittiert.
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Gemäß der oben erwähnten Messeinheit 6' kann durch Verwendung des Bezugslichts L3, das eine bestimmte Länge des Strahlengangs aufweist, die Höhe basierend auf der Differenz zwischen der Länge des Strahlengangs des Bezugslichts L3 und der Länge des Strahlengangs des im Wafer 10 reflektierten Rückführlichts L2 leicht gemessen werden, und daher können die Höhe und die Dicke des Wafers 10 in einem kurzen Zeitraum gemessen werden, ohne eine Berechnung (Fourier-Transformation) der Lichtintensität für jede der durch ein Beugungsgitter spektral gestreuten Wellenlängen durchzuführen.
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In der obigen Ausführungsform wurde die Messvorrichtung 2 ausschließlich als Vorrichtung zur Messung der Dicke oder der Höhe eines Wafers beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, und die Messvorrichtung 2 könnte in einer Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks angeordnet sein, beispielsweise in einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge aufbringt, dass er durch ein plattenförmiges Werkstück hindurchgeht, wobei ein Fokuspunkt des Laserstrahls im Inneren des plattenförmigen Werkstücks positioniert ist, um modifizierte Schichten im Inneren des plattenförmigen Werkstücks als Teilungsstartpunkte auszubilden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012021916 [0005, 0007]
- JP 2011122894 [0006, 0007]