NON-CONTACT-TYPE WAFER THICKNESS MEASUREMENT DEVICE

• Main Authors: SHIBUYA Kazutaka, MIYAGAWA Chihiro, AOKI Kiyohito
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 19.11.2020
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; PHYSICS; SEMICONDUCTOR DEVICES; TESTING

The present invention is characterized by being provided with: a monolithic-type wavelength sweeping semiconductor laser light source (12) having a laser source (14), a laser control unit (16) for controlling the laser source (14), and a processor (18) configured to cause the laser control unit (16) to control the laser source (14) so as to oscillate laser light, the wavelength of which is changed according to a setting profile with respect to time; an optical system (20, 22) that guides the laser light to a wafer (24) and irradiates the wafer with the laser light; a detection unit (26) that detects an interference light signal of reflected light; an A/D converter (28) that converts, to a digital signal, the interference light signal detected by the detection unit (26); and a calculation unit (30) that calculates the thickness of the wafer (24) by analyzing the digital signal from the A/D converter (28), wherein the processor (18) causes the laser control unit (16) to operate on the basis of a clock signal and to oscillate laser light, from the laser source (14), so as to be wavelength-swept with the setting profile with respect to time, and the A/D converter (28) performs A/D conversion of the interference light signal by generating a sampling clock in synchronization with the clock signal or directly using the same as the sampling clock. La présente invention est caractérisée en ce qu'elle comprend : une source de lumière laser à semi-conducteur de balayage de longueur d'onde de type monolithique (12) comprenant une source laser (14), une unité de commande laser (16) permettant de commander la source laser (14), et un processeur (18) conçu pour amener l'unité de commande laser (16) à commander à la source laser (14) de faire osciller la lumière laser, dont la longueur d'onde est modifiée en fonction d'un profil de réglage par rapport au temps ; un système optique (20, 22) qui guide la lumière laser vers une tranche (24) et irradie la tranche avec la lumière laser ; une unité de détection (26) qui détecte un signal de lumière d'Interférence de lumière réfléchie ; un convertisseur A/N (28) qui convertit, en un signal numérique, le signal de lumière d'interférence détecté par l'unité de détection (26) ; et une unité de calcul (30) qui calcule l'épaisseur de la tranche (24) par l'analyse du signal numérique provenant du convertisseur A/N (28), le processeur (18) amenant l'unité de commande laser (16) à fonctionner en fonction d'un signal d'horloge et à faire osciller la lumière laser, provenant de la source laser (14), de manière à être balayée en longueur d'onde avec le profil de réglage par rapport au temps, le convertisseur A/N (28) effectuant une conversion A/N du signal de lumière d'interférence par la génération d'une horloge d'échantillonnage en synchronisation avec le signal d'horloge ou l'utilisation directe de ce dernier en tant qu'horloge d'échantillonnage. レーザ源（１４）、レーザ源（１４）を制御するレーザ制御ユニット（１６）、および時間に対して設定プロファイルで変化する波長のレーザ光を発振するようにレーザ制御ユニット（１６）によりレーザ源（１４）を制御するように構成するプロセッサ（１８）を有するモノリシック型波長掃引半導体レーザ光源（１２）と、レーザ光をウェーハ（２４）に導いて照射する光学系（２０，２２）と、反射光の干渉光信号を検出する検出部（２６）と、検出部（２６）により検出される干渉光信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（２８）と、前記Ａ／Ｄ変換器（２８）からのデジタル信号を解析してウェーハ（２４）の厚さを算出する演算部（３０）を具備し、プロセッサ（１８）が、クロック信号によりレーザ制御ユニット（１６）を動作させてレーザ源（１４）から時間に対して設定プロファイルで波長掃引するレーザ光を発振させ、Ａ／Ｄ変換器（２８）は、前記クロック信号に同期してサンプリングクロックを生成または直接サンプリングクロックとして使用して、干渉光信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする。