(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨パッドの正確な摩耗状態を取得し、研磨パッドを交換すべきか否かを決定できる表面測定装置を提供する。【解決手段】回転プラットフォーム１０、運動レバー１２１、測定モジュール１４及び制御モジュールを含む。回転プラットフォーム１０は、物体２０を一回転速度で回転する。運動レバー１２１は、回転プラットフォーム１０の上方にある。測定モジュール１４は、運動レバー１２１上を様々な測定位置に移動する。測定モジュール１４が測定位置の一つにある時に、測定モジュール１４は一サンプリング頻度で物体２０の表面上の複数のサンプリングポイントの高さを測定する。制御モジュールは、物体２０の表面の少なくとも一領域内のサンプリングポイント同士間の距離をサンプリングルールに整合させるために測定モジュール１４の測定位置に従って回転プラットフォーム１０の回転速度又は測定モジュール１４のサンプリング頻度を選択的に変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面測定装置であって、
物体を支持し且つ前記物体を一回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、
前記運動レバー上に位置され、前記運動レバー上で複数の測定位置に移動可能で、且つ前記測定位置の一つに位置されると、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一サンプリング頻度で表面高さ測定を実行するように構成される測定モジュール、及び、
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイント同士間の距離をサンプリングルールに整合させるために、前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節するように構成される制御モジュール、を備える、表面測定装置。
【請求項２】
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の各サンプリングポイントが、他の最も近いサンプリングポイントと同じ距離を有する時に、前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項３】
前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調節する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項４】
前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置が事前設定位置であり、且つ前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に達する時に、前記制御モジュールは、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調節する、
請求項３に記載の表面測定装置。
【請求項５】
前記制御モジュールが前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を維持している時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調節する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項６】
前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置が事前設定位置であり且つ前記回転プラットフォームの前記回転速度が事前設定速度に達する時に、前記制御モジュールは前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調節する、
請求項５に記載の表面測定装置。
【請求項７】
前記回転プラットフォームが回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体が研磨パッドであり、前記物体が前記回転軸周りに回転し、且つ前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記研磨ヘッドが前記ウェハを前記物体に押圧する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項８】
作業領域が前記物体の上面面に、前記回転軸との間に第１の距離と第２の距離を夫々有する二つの境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するために使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは前記物体の前記作業領域中の前記サンプリングポイントに対して前記表面高さ測定を選択的に実行し且つ前記作業領域内の前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合する、
請求項７に記載の表面測定装置。
【請求項９】
前記物体の前記表面上の前記運動レバーの突出が、少なくとも前記回転軸との間に前記第１の距離を有する前記境界から前記回転軸との間に前記第２の距離を有する前記境界へ延在する、
請求項８に記載の表面測定装置。
【請求項１０】
前記測定モジュールは、前記サンプリングポイントの１つを測定し、且つ次に前記測定されるべきサンプリングポイントによって反射された少なくとも一つの反射光線を得るように異なる波長を有する複数の光線を投射し、且つ前記測定モジュールは、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの表面高さを推定する、請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項１１】
前記測定モジュールによって得られた前記反射光線中の第１の反射光の第１の波長と第２の反射光の第２の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さを計算し、前記第１の高さと前記第２の高さの差を計算し、且つ前記第１の高さと前記第２の高さの前記差と屈折率に従って前記第２の高さを修正するように構成される演算モジュールを更に備え、
前記修正された第２の高さは前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さと考えられ、前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、且つ前記屈折率は前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第１の高さと前記第２の高さの間の媒体に関連する、
請求項１０に記載の表面測定装置。
【請求項１２】
前記演算モジュールは、各サンプリングポイントの前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得る、
請求項１１に記載の表面測定装置。
【請求項１３】
前記測定モジュールは、前記測定モジュールが測定のために前記光線を前記サンプリングポイントの一つに投射する時に、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネントを更に備える、
請求項１０に記載の表面測定装置。
【請求項１４】
前記測定モジュールが前記サンプリングポイントの一つに対して前記表面高さ測定を実行する度に、前記測定モジュールは複数の測定信号によって前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を更に実行し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項１５】
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の各サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸である、
請求項１４に記載の表面測定装置。
【請求項１６】
前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の前記サンプリングポイント同士間の前記距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項１５に記載の表面測定装置。
【請求項１７】
表面測定装置であって、
物体を支持し、且つ前記物体を一回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、
測定光線を提供するように構成される光源、
前記光源に接続され且つ前記運動レバー上の複数の測定位置に移動可能な分散レンズアセンブリ、
前記分散レンズアセンブリに接続され、且つ前記分散レンズアセンブリが前記測定位置の一つに位置され且つ前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を前記サンプリングポイントに一サンプリング頻度で投射する時に、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントの一つから反射された反射光線を分析することによって波長強度分布を決定するように構成される、分光器であって、前記波長強度分布が前記サンプリングポイントの一つ以上の表面高さに関連する、分光器、及び
前記分散レンズアセンブリが前記測定光線を前記サンプリングポイントの一つに投射する時に、前記サンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネントを備える測定モジュール、及び
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイント同士間の一つ以上の距離をサンプリングルールに整合させるために、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの位置に従って、前記回転プラットフォームの前記回転速度又は前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を選択的に調節するように構成される制御モジュール、
を備える表面測定装置。
【請求項１８】
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の各サンプリングポイントが他の最も近いサンプリングポイントと同じ距離を有する場合、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項１７に記載の表面測定装置。
【請求項１９】
前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調節する、
請求項１７に記載の表面測定装置。
【請求項２０】
前記制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置が事前設定位置であり且つ前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度が事前設定頻度に達する時に、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調節する、
請求項１９に記載の表面測定装置。
【請求項２１】
前記制御モジュールは、前記制御モジュールが、前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を一定に設定する時に、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調節する、
請求項１７に記載の表面測定装置。
【請求項２２】
前記制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置が事前設定位置であり且つ前記回転プラットフォームの前記回転速度が事前設定速度に達する時に、前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調節する、
請求項２１に記載の表面測定装置。
【請求項２３】
前記回転プラットフォームは、回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体は研磨パッドであり、前記物体は前記回転軸周りに回転可能であり、前記研磨ヘッドは、前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記物体に対して前記ウェハを押圧するように使用される、
請求項１７に記載の表面測定装置。
【請求項２４】
作業領域が前記物体の上面に、前記回転軸との間の第１の距離と第２の距離を夫々有する境界同士間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記光源は前記分散レンズアセンブリを介して前記作業領域内の前記サンプリングポイントに対して前記測定光線を投射し、且つ前記作業領域内の前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合する、
請求項２３に記載の表面測定装置。
【請求項２５】
前記物体に対する前記運動レバーの突出は、少なくとも前記回転軸との間の前記第１の距離を有する位置から前記回転軸との間の前記第２の距離を有する位置に延在する、
請求項２４に記載の表面測定装置。
【請求項２６】
前記光源によって提供される測定光線の数が複数であり、前記分散レンズアセンブリは複数のピンホールを備え、且つ前記測定モジュールが前記サンプリングポイントの一つをサンプリングする度に、前記測定光線の一つは前記分散レンズアセンブリの前記ピンホールの各々から前記物体の前記表面上のサンプリング領域に投射され、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項１７に記載の表面測定装置。
【請求項２７】
前記測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、前記分散レンズアセンブリは、前記異なる波長を有する光が投射される前記サンプリング領域から反射光線を得て、且つ前記反射光線を前記分光器に送り、且つ前記分光器は前記反射光線を分析することによって前記波長強度分布を決定する、
請求項２６に記載の表面測定装置。
【請求項２８】
前記分光器は、
複数のスロットを備え、前記スロットの各々が前記反射光線を受光するように構成される、スリット、
前記スリットを介して前記サンプリング領域から反射された前記反射光線を受光し、且つ前記反射光線を異なる波長を有する複数の色光成分にスプリットするように構成される回折格子、及び
前記色光成分を検出し且つ前記色光成分の各々の強度に従って前記波長強度分布を決定するように構成される検出器、を備える、
請求項２７に記載の表面測定装置。
【請求項２９】
前記分光器は第１のレンズと第２のレンズを更に備え、前記第１のレンズは前記スリットが前記反射光線を前記回折格子に送る経路に配置され、且つ前記スリットを通過する前記光線を前記回折格子に平行に投射するように構成され、且つ前記第２のレンズは前記回折格子が前記色光成分を前記検出器に送る経路に配置され且つ前記検出器上の前記色光成分を混合するように構成される、
請求項２８に記載の表面測定装置。
【請求項３０】
前記物体の前記表面の少なくとも一領域中の前記サンプリングポイントが前記渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域中の前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項２７に記載の表面測定装置。
【請求項３１】
前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも一領域中の前記サンプリングポイント同士間の距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項３０に記載の表面測定装置。
【請求項３２】
表面測定方法であって、
物体を一回転速度で回転し、
測定モジュールが複数の測定位置の一つに位置される時に、前記測定モジュールによって前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一サンプリング頻度で表面高さ測定を実行し、
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイント同士間の距離をサンプリングルールに整合させるために前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節する、表面測定方法。
【請求項３３】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の各サンプリングポイントが他の最も近いサンプリングポイントとの間に同じ距離を有する時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項３４】
前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節することは、
前記物体の前記回転速度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調節することを備える、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項３５】
前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節することは、
前記測定モジュールの前記測定位置が事前設定位置であり、且つ前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に達する時に、前記物体の前記回転速度を調節することを更に備える、
請求項３４に記載の表面測定方法。
【請求項３６】
前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節することは、
前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って回転プラットフォームの前記回転速度を調節することを更に備える、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項３７】
前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調節することは、
前記測定モジュールの前記測定位置が事前設定位置であり且つ前記物体の前記回転速度が事前設定速度に達すると、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調節することを更に備える、
請求項３６に記載の表面測定方法。
【請求項３８】
前記物体を前記回転速度で回転することは、
ウェハを前記物体に押圧すること、及び
前記ウェハを前記物体によって平滑化することを備える、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項３９】
作業領域が前記物体の上面に前記回転軸との間に第１の距離と第２の距離を夫々有する境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは、前記物体の前記作業領域中の前記サンプリングポイントに対して前記表面高さ測定を選択的に実行し、且つ前記作業領域内の前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項３８に記載の表面測定方法。
【請求項４０】
前記測定位置は少なくとも第１の測定位置と第２の測定位置を備え、前記第１の距離は前記物体の前記表面上の前記第１の測定位置の突出の位置と前記回転中心との間の距離によって画定され、且つ前記第２の距離は前記物体の前記表面上の前記第２の測定位置の突出の位置と前記回転中心との間の距離によって画定される、
請求項３９に記載の表面測定方法。
【請求項４１】
前記測定モジュールによって前記物体の前記表面上の前記サンプリングポイントに対して前記サンプリング頻度で前記表面高さ測定を実行することは、
前記測定モジュールによって前記サンプリングポイントの一つに異なる波長を有する複数の光線を投射すること、
前記測定モジュールによって前記測定されるべきサンプリングポイントから反射された少なくとも一つの反射光線を取得すること、及び
前記測定モジュールによって前記少なくとも一つの反射光線の波長に従って前記サンプリングポイントの表面高さに関連する波長強度分布を決定することを備える、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項４２】
前記測定モジュールによって得られた前記反射光線が第１の反射光と第２の反射光よりなる時に、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さを計算することは、
前記第１の反射光の第１の波長と前記第２の反射光の第２の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さを計算すること、
前記第１の高さと前記第２の高さの間の差を計算すること、及び
前記第１の高さと前記第２の高さの間の前記差と屈折率に従って前記第２の高さを修正し、且つ前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さとして前記修正された第２の高さを設定することを備え、
前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、前記屈折率は、前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第１の高さと前記第２の高さの間に位置される媒体に関連する、
請求項４１に記載の表面測定方法。
【請求項４３】
前記サンプリングポイントの各々の前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得ることを更に備える、
請求項４２に記載の表面測定方法。
【請求項４４】
前記測定モジュールによって前記サンプリングポイントの１つに前記光線を投射することは、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行することを備える、
請求項４３に記載の表面測定方法。
【請求項４５】
前記測定モジュールが前記サンプリングポイントの１つに対して前記表面高さ測定を実行する度に、前記測定モジュールは前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を実行するように複数の測定信号を更に使用し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項３２に記載の表面測定方法。
【請求項４６】
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域内の前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項４５に記載の表面測定方法。
【請求項４７】
前記測定モジュールは運動レバー上に配置され、前記物体は回転プラットフォーム上に配置され、且つ前記表面測定方法は、
前記物体の前記表面の少なくとも一領域内の前記サンプリングポイント同士間の距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを制御することを更に備える、
請求項４６に記載の表面測定方法。
【請求項４８】
前記測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、且つ前記測定モジュールは前記異なる波長を有する前記光が投射される前記サンプリング領域から反射された光線の強度に従って波長強度分布を決定する、
請求項４６に記載の表面測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表面測定装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、回転物体の表面上の測定される位置が回転中心により近いと、サンプリングされるポイントは、通常互いにより接近し、且つ測定される位置が回転中心からより遠いと、サンプリングされるポイントは通常互いからより離間する。これにより、サンプリングされるポイントの分布は、物体の表面上に均一ではない。すなわち、回転中の物体を測定する典型的な従来の方法は、物体の表面を均一にサンプリングすることができず、それにより、物体の表面の表面状態は不正確であるおそれがある、又は物体の表面を更に分析するのに不十分であるおそれがある。
【０００３】
例えば、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）技術は、半導体ウェハの表面を平滑化するための最新技術において主に使用されている。ＣＭＰ装置の大部分にとって、回転中の研磨パッドは、半導体ウェハの表面を平滑化するために、通常半導体ウェハに対して移動する。したがって、そのような化学的機械的研磨技術において、研磨パッドの表面粗さは、半導体ウェハの表面を平滑化する品質に影響を及ぼす。したがって、回転中の研磨パッドの表面を均一にサンプリングする方法が必要となる。この方法を介して、技術者は、研磨パッドの表面状態を良好に扱うことができ、ＣＭＰ技術の効率が大きく向上され、且つ半導体ウェハを研磨するコストもまた良好に制御される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、回転プラットフォーム、運動レバー、測定モジュール及び制御モジュールを含む表面測定装置を提供する。回転プラットフォームは、物体を支持し且つその物体を一回転速度で回転する。運動レバーは、回転プラットフォームの上方に位置される。測定モジュールは、運動レバー上に配置され、且つ運動レバー上の複数の測定位置に対して移動可能である。測定位置の１つに位置されると、測定モジュールは、物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一サンプリング頻度で表面高さ測定を行う。制御モジュールは、運動レバー上の測定モジュールの測定位置に従って回転プラットフォームの回転速度又は測定モジュールのサンプリング頻度を選択的に調節し、それによって、物体の表面の少なくとも一つの領域におけるサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングの規則に整合する。
【０００５】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、回転プラットフォーム、運動レバー、測定モジュール及び制御モジュールを含む他の表面測定装置を提供する。回転プラットフォームは物体を支持し、且つその物体を一回転速度で回転する。運動レバーは、回転プラットフォームの上方に位置する。測定モジュールは、光源、分散レンズアセンブリ、分光計及びガス噴射機構を含む。光源は、測定光線を提供する。分散レンズアセンブリは、光源に接続され、且つ運動レバー上の複数の測定位置へ移動可能である。分光計は、分散レンズアセンブリに接続される。分散レンズアセンブリが測定位置の一つに位置されると、光源は、分散レンズアセンブリを介して物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対してサンプリング頻度で測定光線を投射する。分光計は、サンプリングポイントから反射された反射光線を分析することによって波長強度分布を決定する。波長強度分布は、サンプリングポイントの表面高さに関連する。分散レンズアセンブリが測定光線をサンプリングポイントに投射すると、ガス噴射コンポーネントは、投射されるサンプリングポイントに対して表面清浄を実行する。制御モジュールは、物体の表面の少なくとも一領域におけるサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングルールに整合するように、運動レバー上の分散レンズアセンブリの位置に従って、回転プラットフォームの回転速度又は光源が分散レンズアセンブリを介して測定光ビームを投射するサンプリング頻度を選択的に調節する。
【０００６】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、以下のステップを含む表面測定方法を提供する。物体が一回転速度で回転する。複数の回転位置の内の一つに位置されると、測定モジュールは、物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対してあるサンプリング頻度で表面高さ測定を実行する。測定モジュールの測定ポイントに従って、物体の回転速度又は測定モジュールのサンプリング頻度は、物体の表面の少なくとも一領域におけるサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングルールに整合するように、選択的に調節される。
【０００７】
本開示は、本開示が回転している物体の表面を均一にサンプリングできるように制御モジュールによって運動レバー上の測定モジュールの測定位置に従って回転プラットフォームの回転速度又は測定モジュールのサンプリング頻度を選択的に調節する表面測定装置及びその方法を提供する。したがって、技術者は、物体の表面状態を正確に扱うことができる。本開示の一実施形態では、表面測定装置は、ウェハが研磨パッドによって平滑化されながら、研磨パッドを均一にサンプリングするために表面測定装置が研磨パッドに対して表面測定を実行できるように化学的機械的研磨技術に更に適用することができ、それによって、技術者は、研磨パッドの正確な摩耗状態を取得し、研磨パッドを交換すべきか否かを決定できる。したがって、半導体ウェハを研磨するコストが効率的に制御されるので、化学的機械的研磨技術の効率は、大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示は、以下に与えられる詳細な記載及び例証として与えられるに過ぎず且つ本開示を制限するものではない添付の図面からより十分に理解される。
【図１】本開示の一実施形態における表面測定装置の概略図である。
【図２】本開示の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。
【図３】本開示の第１の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図４】本開示の第２の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図５】本開示の第３の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図６Ａ】本開示の第４の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図６Ｂ】本開示の第５の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図７Ａ】本開示の第６の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図７Ｂ】本開示の第７の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図８】本開示の第８の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図９】本開示の他の一実施形態における表面測定装置の概略図である。
【図１０】本開示の他の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。
【図１１】本開示の一実施形態における測定モジュールの概略図である。
【図１２】本開示の一実施形態における反射光線の波長分布図である。
【図１３】本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置の概略図である。
【図１４】本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。
【図１５】本開示の第９の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１６】本開示の第１０の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１７Ａ】本開示の第１１の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１７Ｂ】本開示の第１２の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１８Ａ】本開示の第１３の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１８Ｂ】本開示の第１４の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図１９】本開示の第１５の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。
【図２０】本開示の一実施形態における入射ファイバケーブルの断面図である。
【図２１】本開示の一実施形態における分光計の概略図である。
【図２２】本開示の一実施形態におけるスリットの断面図である。
【図２３】本開示の他の一実施形態における測定モジュールと分光計の概略図である。
【図２４】本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置の概略図である。
【図２５】本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。
【図２６】本開示の一実施形態における表面測定方法のフロー図である。
【図２７】本開示の他の一実施形態における表面測定方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な記載において、説明のために、多くの特定の細部は、開示される実施形態の全体の理解を提供するために述べられる。しかしながら、一つ以上の実施形態は、これらの特定の細部無しで実施されてもよいことは明白である。他の例では、既知の構造及びデバイスは、図面を単純化するために概略的に示されている。
【００１０】
図１から図４を参照のこと。図１は本開示の一実施形態における表面測定装置の概略図であり、図２は本開示の一実施形態における表面測定装置のブロック図であり、図３は本開示の第１の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、及び図４は本開示の第２の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、表面測定装置１は、回転プラットフォーム１０、移動機構１２、測定モジュール１４及び制御モジュール１６を含む。回転プラットフォーム１０には物体２０が配置され、回転プラットフォーム１０は物体２０を一回転速度で回転させる。移動機構１２は運動レバー１２１を含み、この運動レバー１２１は、回転プラットフォーム１０の上方に位置される。測定モジュール１４は運動レバー１２１上に位置され、測定モジュール１４は運動レバー１２１上の複数の測定位置に対して移動可能である。測定モジュール１４が測定位置の内の一つに位置されると、測定モジュール１４は、物体の表面上の複数のサンプリング位置に対してあるサンプリング頻度で表面高さ測定を実行する。制御モジュール１６は、物体２０の表面の少なくとも一領域内のサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングルールに整合するように、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、回転プラットフォーム１０の回転速度又は測定モジュール１４のサンプリング頻度を選択的に調節する。
【００１１】
この実施形態では、制御モジュール１６によって回転プラットフォーム１０の回転速度又は測定モジュール１４のサンプリング頻度を選択的に調節することは、回転プラットフォーム１０の回転速度を変化させない場合に、制御モジュール１６が測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節すること、又は測定モジュール１４のサンプリング頻度を変えない場合に、制御モジュール１６が回転プラットフォーム１０の回転速度を調節すること、又は制御モジュール１６が回転プラットフォーム１０の回転速度と測定モジュール１４のサンプリング頻度を同時に調節することであり、その詳細は後述する。この実施形態では、サンプリングルールは、任意のサンプリングポイントが最も近い隣接するサンプリングポイントと同じ距離を有すること、又は特定の半径の同じ領域内の任意の二つの隣接するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有すること、又はサンプリングポイントが、中心が回転プラットフォーム１０の回転軸上にある渦線に沿って配置されることであり、サンプリングルールの実施形態は後述する。
【００１２】
一実施形態では、回転プラットフォーム１０は、搬送プラットフォーム１０１と回転シャフト１０２を含む。搬送プラットフォーム１０１は、回転シャフト１０２上に配置され、且つ回転軸１０３周りに回転可能である。搬送プラットフォーム１０１は、支持表面１０４を有する。例えば、物体２０は、研磨パッド、ＳｉＣ基板又はＧａＮ基板である。物体２０は搬送プラットフォーム１０１の支持表面１０４上に配置され、且つ物体２０の測定されるべき表面は測定モジュール１４に面する。例えば、測定モジュール１４はクロマティック共焦点技術又は共焦点レーザ技術の測定器具である。測定モジュール１４は移動機構１２の運動レバー１２１上を移動可能であり、且つ運動レバー１２１の延長方向は、測定モジュール１４が物体２０の測定されるべき表面に対して実行される表面高さ測定に対して運動レバー１２１の延在方向に沿って移動できるように、支持表面１０４に対して実質的に垂直である。制御モジュール１６は、制御モジュール１６が移動機構１２の運動レバー１２１上を移動するように測定モジュール１４を制御でき、且つ運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、回転プラットフォーム１０の回転速度又は測定モジュール１４のサンプリング頻度も調節できるように、回転プラットフォーム１０、移動機構１２及び測定モジュール１４に電気的に接続される。
【００１３】
実際には、一実施形態では、制御モジュール１６は、回転プラットフォーム１０の回転速度を一定値に設定でき、且つ測定モジュール１４が運動レバー１２１上に位置される測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節できる。一例では、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置が回転軸１０３により近い場合、制御モジュール１６は測定モジュール１４のサンプリング頻度を低下させる。換言すれば、物体２０の測定されるべき表面への測定モジュール１４の突出が回転軸１０３との間により短い距離を有する場合、測定モジュール１４のサンプリング頻度は、低下されるべきであり、且つ物体２０の測定されるべき表面への測定モジュール１４の突出が回転軸１０３との間により長い距離を有する場合、測定モジュール１４のサンプリング頻度は増加されるべきである。このように、測定モジュール１４によって物体２０の表面の少なくとも一領域内で得られた複数の第１のサンプリングポイントＰ１と複数の第２のサンプリングポイントＰ２は、サンプリングルールに整合する。例えば、図に示されるように、物体２０の表面の少なくとも一領域Ｒ内で得られた第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２は、サンプリングルールに整合する。
【００１４】
この実施形態では、各第１のサンプリングポイントＰ１は回転軸１０３との間に第１の距離ｄ１を有し、且つ各第２のサンプリングポイントＰ２は回転軸１０３との間に第２の距離ｄ２を有する。二つの隣接する第一のサンプリングポイントＰ１同士間の距離ｗ１が二つの隣接する第二のサンプリングポイントＰ２同士間の距離ｗ２と実質的に等しい場合、それは、第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２が、サンプリングルールに整合することを示す。便宜上、この実施形態は、第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２よって説明されるようには制限されない。実際には、この実施形態はまた、それぞれが回転軸１０３との間に異なる距離を有する、物体２０上のより多くのサンプリングポイントに対して表面高さ測定を実行することを熟慮してもよい。
【００１５】
加えて、一実施形態では、図４に示されるように、測定モジュール１４が、物体２０の表面上の少なくとも一領域Ｑ内に複数の第３のサンプリングポイントＰ３、複数の第４のサンプリングポイントＰ４及び複数の第５のサンプリングポイントＰ５を得る場合、第３のサンプリングポイントＰ３と回転軸１０３との間の第３の距離ｄ３は、第４のサンプリングポイントＰ４と回転軸１０３との間の第４の距離ｄ４よりも短く、第４の距離ｄ４は、第５のサンプリングポイントＰ５と回転軸１０３との間の第５の距離ｄ５よりも短く、且つ第３の距離ｄ３と第４の距離ｄ４との間の差ｆ１は、第４の距離ｄ４と第５の距離ｄ５との間の差ｆ２に実質的に等しい。従って、第３のサンプリングポイントＰ３、第４のサンプリングポイントＰ４及び第５のサンプリングポイントＰ５は、サンプリングルールに整合する。
【００１６】
実際には、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置が事前設定位置であり、且つ測定モジュール１４のサンプリング頻度が事前設定頻度に達すると、制御モジュール１６は、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調整することの代わりに、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節する。換言すれば、測定モジュール１４の物体２０の表面への突出が領域Ｒの内縁に位置されると、制御モジュール１６は測定モジュール１４のサンプリング頻度を可能な限り小さいくなるように減少し、且つ、次に、測定モジュール１４によって領域Ｒの内縁で得られたサンプリングポイントがサンプリングルールに依然として整合できない場合、制御モジュール１６は、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節することの代わりに、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節して領域Ｒの内縁でのサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させる。
【００１７】
他の実際の実施形態では、制御モジュール１６は測定モジュール１４のサンプリング頻度を一定値に設定でき、且つ制御モジュール１６は、測定モジュール１４が運動レバー１２１上に位置される測定位置に従って、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節する。一例では、測定モジュール１４の物体２０の測定されるべき表面上への突出が回転軸１０３との間により短い距離を有する場合（すなわち、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置が回転軸１０３により近い場合〉、回転プラットフォーム１０の回転速度はより高くなり、且つ測定モジュール１４の物体２０の測定されるべき表面上への突出が回転軸１０３との間により長い距離を有する場合、回転プラットフォーム１０の回転速度は、測定モジュール１４によって物体２０の表面の少なくともその領域Ｒ内で得られた第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２がサンプリングルールに整合するようにより低くなる。
【００１８】
この実施形態では、第１のサンプリングポイントＰ１は回転軸１０３との間に第１の距離ｄ１を有し、且つ第２のサンプリングポイントＰ２は回転軸１０３との間に第２の距離ｄ２を有する。例えば、第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２に対するサンプリングルールは、二つの隣接する第１のサンプリングポイントＰ１同士間の距離が二つの隣接する第２のサンプリングポイントＰ２同士間の距離に実質的に等しいことである。
【００１９】
実際には、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置が事前設定位置であり、且つ回転プラットフォーム１０の回転速度が事前設定速度に達すると、制御モジュール１６は、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節することの代わりに、測定モジュール１４の測定頻度を調節する。例えば、物体２０の表面への測定モジュール１４の突出が領域Ｒの内縁に達すると、制御モジュール１６は、可能な限り高く回転プラットフォーム１０の回転速度を調節し、且つ、次に、測定モジュール１４の領域Ｒの内縁の測定モジュール１４のサンプリングポイントがサンプリングルールに依然として整合できない場合、制御モジュール１６は、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節することの代わりに、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節して、領域Ｒの内縁でのサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させる。
【００２０】
要するに、測定モジュール１４によって物体２０の表面上でサンプリングされるサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させるために、制御モジュール１６によって使用される例示的制御方法は：（１）回転プラットフォーム１０の回転速度が一定値に設定されると、測定モジュール１４の可変測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節すること；（２）測定モジュール１４のサンプリング頻度が一定値に設定されると、測定モジュール１４の可変測定位置に従って、回転プラットフォーム１０の回転速度を調節すること；（３）サンプリング頻度又は回転速度が事前設定制限に達すると、以前には一定であるサンプリング頻度又は回転速度を調節することを含む。
【００２１】
一実施形態では、回転プラットフォーム１０の回転速度と測定モジュール１４のサンプリング頻度との間の関係は、Ｔ＝Ｄ／ｖ＝Ｄ／（２πｒ／ｔ）として表され、そこでは、Ｔは測定モジュール１４のサンプリング頻度の逆数、すなわち測定モジュール１４のサンプリング周期であり、Ｄは同じサークル上の二つの隣接するサンプリングポイント同士間の距離を表し、ｖは回転プラットフォーム１０上の質量ポイントの回転速度を表し、ｔは回転プラットフォーム１０が一回転するための時間、及びｒはサンプリングポイントと回転軸１０３との間の半径を表す。換言すれば、同じサークル上の二つの隣接するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有するサンプリングルールに整合するために、Ｄは一定値である。回転プラットフォーム１０の回転速度が一定に設定される、すなわち回転プラットフォーム１０が一回転するための時間が一定である場合、及び測定モジュール１４の測定位置が回転軸１０３を離れる方向にシフトする時に、ｒは、測定モジュール１４のサンプリング周期が減少し且つ測定モジュール１４のサンプリング頻度が増加するように、増加する。
【００２２】
同じサークル上の二つの隣接するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有するサンプリングルールに整合する他の一つのケースにおいて、測定モジュール１４のサンプリング頻度が一定値（すなわち測定モジュール１４のサンプリング周期Ｔが一定）に設定され、且つ測定モジュール１４の測定位置が回転軸１０３を離れる方向へシフトすると、ｒは、回転プラットフォーム１０が一回転するための時間が増加し、すなわち、回転プラットフォーム１０の回転速度が減速するように、増加する。制御モジュール１６は、回転プラットフォーム１０の回転速度と測定モジュール１４のサンプリング頻度との間の関係、すなわちＴ＝Ｄ／ｖ＝Ｄ／（２πｒ／ｔ）に従って、サンプリングルールに整合するように、高さ測定のために測定モジュール１４によって、物体２０の表面上でサンプリングされるサンプリングポイントを制御できる。
【００２３】
前述の実施形態において、制御モジュール１６は、物体の正確な表面状態を得るために物体を均一にサンプリングするように、回転プラットフォーム１０の一定の回転速度下で運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節できる、又は測定モジュール１４の一定のサンプリング頻度下で運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って回転プラットフォーム１０の回転速度を調節できる。他の実施形態では、当業者は、制御モジュール１６が、測定モジュール１４によって物体２０の表面の少なくとも一領域内でサンプリングされるサンプリングポイントを上記のサンプリングルールと整合させるために運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って測定モジュール１４のサンプリング頻度と回転プラットフォーム１０の回転速度を同時に調節できることを理解でき、且つ以降関連する記述はない。
【００２４】
図１、図２及び図５を参照のこと。図５は、本開示の第３の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、この実施形態では、制御モジュール１６が、測定モジュール１４によって物体の表面の少なくとも一領域内で選択されたサンプリングポイントを他の一つのサンプリングルールに整合させるために、運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度と回転プラットフォーム１０の回転速度を同時に調節することを示すための例が使用される。制御モジュール１６は、物体２０の表面への測定モジュール１４の突出が第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置に逐次留まるように運動レバー１２１に沿って動くように測定モジュール１４を制御する。第１の位置と回転軸１０３との間の距離は第１の半径ｒ１であり、第２の位置と回転軸１０３との間の距離は第２の半径ｒ２、第３の位置と回転軸１０３との間の距離は第３の半径ｒ３であり、第４の位置と回転軸１０３との間の距離は第４の半径ｒ４である。第１の半径ｒ１から第４の半径ｒ４は、前もって決められたサンプリングされるべきサンプリングポイントの位置によって画定される。
【００２５】
図５に示される実施形態では、領域Ｔ内のサンプリングポイントは、５次マトリックス形態に実質的に配置されており、そこでは、サンプリングポイントＱ１からＱ４は、回転軸１０３を中心として有する第１の半径ｒ１のサークル上に位置され、サンプリングポイントＱ５からＱ８は回転軸１０３を中心として有する第２の半径ｒ２のサークル上に位置され、且つ他のサンプリングポイントが回転軸１０３を中心として有する第３の半径ｒ３のサークル及び第４の半径ｒ４のサークル上に夫々位置されることが類似性によって推測されることができる。測定モジュール１４が第１の位置に位置すると、制御モジュール１６は、測定モジュール１４がサンプリングポイントＱ１からＱ４に対して表面高さ測定を夫々実行できるように事前設定サンプリングポイントの位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度及び回転プラットフォーム１０の回転速度を調整する。測定モジュール１４が第２の位置に位置されると、制御モジュール１６は、測定モジュール１４がサンプリングポイントＱ５からＱ８に対して表面高さ測定を夫々実行できるように事前設定サンプリングポイントの位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度及び回転プラットフォーム１０の回転速度を調整する。測定モジュール１４が第３の位置又は第４の位置に位置されると、測定モジュール１４のサンプリング頻度及び回転プラットフォーム１０の回転速度は、測定モジュール１４が領域Ｔ内の他の事前設定サンプリングポイントに対して表面高さ測定を夫々実行できるように事前設定サンプリングポイントの位置に従って、調節されることが類似性によって推定されることができる。
【００２６】
従って、物体２０の表面上の少なくともその領域Ｔ内の各サンプリングポイントは、その隣接するサンプリングポイントとの間に同じ距離を有し、従って、サンプリングルールに整合する。すなわち、制御モジュール１６がサンプリングルールに従って測定モジュール１４のサンプリング頻度と回転プラットフォーム１０の回転速度を調整すると共に測定モジュール１４は物体２０を均一にサンプリングでき、従って、物体の表面状態を正確に得ることができる。
【００２７】
この実施形態では、制御モジュール１６は、物体２０の表面上の少なくともその領域Ｔ内のサンプリングポイント同士間の距離を互いに実質的に等しくするように測定モジュール１４のサンプリング頻度及び回転プラットフォーム１０の回転速度を同時に調節する。他の実施形態では、制御モジュールは、測定モジュール１４のサンプリング頻度又は回転プラットフォーム１０の回転速度を一定値に設定してもよいが、各サンプリングポイントが物体２０の表面上の少なくともその領域Ｔ内のその隣接するサンプリングポイントとの間に同じ距離を有するように片方を調節してもよい。
【００２８】
図１、図２、図６Ａ及び図６Ｂを参照のこと。図６Ａは本開示の第４の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、且つ図６Ｂは本開示の第５の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、この実施形態では、物体２０の表面上をサンプリングしながら、運動レバー１２１上で測定モジュール１４は、回転軸１０３から遠い測定位置から回転軸１０３に近い測定位置に移動する。換言すれば、測定モジュール１４は、サンプリングポイントＡを、サンプリングポイントＡが領域Ｖ内の渦線Ｓｐｒ１に沿って配置されている他のサンプリングルールに整合させるために、回転プラットフォーム１０が回転している時に、領域Ｖの外縁から領域Ｖの内縁に移動する。一実施形態では、渦線Ｓｐｒ１は、中心と回転軸１０３を有し、且つ、渦線Ｓｐｒ１の巻線は、巻線同士間に同じ距離を有するようには制限されない。他の実施形態では、サンプリングポイントＡが沿って配置される調整ラインは、中心としての回転軸１０３を囲み且つ回転軸１０３から領域Ｖの外縁の方向へ収束的に又は発散的に分布される巻線を有する渦線である。便宜上、以下の記載は、渦線Ｓｐｒ１の巻線が両者の間に同じ距離を有する場合に基づいており、この実施形態はそれに制限されない。
【００２９】
一実施形態では、制御モジュール１６はプラットフォーム１０の回転速度を一定値に設定し、且つ測定モジュール１４は運動レバー１２１上を回転軸１０３から遠い測定位置から回転軸１０３に近い測定位置に一定速度で移動し、従って、物体２０の表面上の測定モジュール１４のサンプリングパスは、中心として回転軸１０３を囲み且つ間に同じ距離を有する巻線を有する、渦線Ｓｐｒ１である。
【００３０】
制御モジュール１６は、渦線Ｓｐｒ１上のサンプリングポイントを実際の測定要求に整合させるために運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節する。例えば、制御モジュール１６は、図６Ａに示されるように、測定モジュール１４によってサンプリングされる渦線Ｓｐｒ１上の全ての二つの連続するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有するように測定モジュール１４のサンプリング頻度を一定値に設定する。制御モジュール１６は、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節することによって、渦線Ｓｐｒ１上の全ての二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離を制御する。他の一つの実施形態では、図６Ｂに示されるように、測定モジュール１４が回転軸１０３から遠い測定位置に位置されると、制御モジュール１６は測定モジュール１４のサンプリング頻度を増加させ；且つ測定モジュール１４が回転軸１０３に近い測定位置に位置されると、制御モジュール１６は、回転軸１０３に近い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離が回転軸１０３から遠い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離よりも短いように測定モジュール１４のサンプリング頻度を減少させ、且つ逆もまた同様である。この実施形態はこれに限定されない。
【００３１】
便宜上、この実施形態は、回転プラットフォーム１０の回転速度及び運動レバー１２１上を動く測定モジュール１４の速度が一定であることを定義している。他の実施形態では、制御モジュール１６は、物体２０の表面上の測定モジュール１４のサンプリングパスが渦線Ｓｐｒ１であることに制限されないように回転プラットフォーム１０の回転速度及び運動レバー１２１上を動く測定モジュール１４の速度を制御できる。
【００３２】
他の一実施形態では、回転プラットフォーム１０の回転速度及び運動レバー１２１上を動く測定モジュール１４の速度に加えて、制御モジュール１６は、物体２０の表面上の測定モジュール１４のサンプリングパスが渦線であるように運動レバー１２１を回転プラットフォーム１０に対して移動するように移動機構１２を更に制御してもよい。図１、図２、図７Ａ及び図７Ｂを参照のこと。図７Ａは本開示の第６の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、且つ図７Ｂは本開示の第７の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、この実施形態では、制御モジュール１６は、図７Ａに示されるように、物体２０の表面への測定モジュール１４の突出がパスＹ１に沿って移動するように運動レバー１２１を回転プラットフォーム１０に対して移動するように制御し、且つ測定モジュール１４を領域Ｘの外縁から領域Ｘの内縁に可変速度で移動するように制御する。制御モジュール１６が、回転プラットフォームが一定の速度で回転するように設定すると、測定モジュール１４によって物体２０の表面上の領域Ｘの一部内でサンプリングされたサンプリングポイントは、渦線Ｓｐｒ２に沿って配置される。図７Ｂにおいて、制御モジュール１６は、図７Ｂに示されるように、物体２０の表面上の測定モジュール１４の突出がパスＹ２に沿って移動するように測定モジュール１４を領域Ｘの外縁から領域Ｘの内縁に一定の速度で移動するように制御する。
【００３３】
同様に、制御モジュール１６は、渦線Ｓｐｒ２上のサンプリングポイントを実際の測定要求に整合させるために運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節する。例えば、制御モジュール１６は、測定モジュール１４によってサンプリングされた渦線Ｓｐｒ２上の全ての二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離を等化するように測定モジュール１４のサンプリング頻度を一定値に設定する。制御モジュール１６は、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節することによって、渦線Ｓｐｒ２上の二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離を制御する。他の一例では、図７Ｂに示されるように、測定モジュール１４が回転軸１０３から遠い測定位置に位置されると、制御モジュール１６は、測定モジュール１４のサンプリング頻度を増加させ；且つ測定モジュール１４が回転軸１０３に近い測定位置に位置されると、制御モジュール１６は、回転軸１０３により近い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離が回転軸１０３から遠い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離よりも短いように測定モジュール１４のサンプリング頻度を減少させ、且つ逆もまた同様である。この実施形態はこれに制限されない。
【００３４】
この実施形態では、渦線Ｓｐｒ２は中心としての回転軸１０３を囲み、且つ渦線Ｓｐｒ２の巻線は両者の間に同じ距離を有する。この実施形態はこれに制限されない。他の実施形態において、サンプリングポイントが沿って配置される調整ラインは、渦線として、中心としての回転軸１０３を囲み、且つ調整ラインの巻線は、回転軸１０３から領域Ｘの外縁に向かう方向へ発散的に又は収束的に分布される。当業者は、実際の要求に従って、制御モジュール１６が、運動レバー１２１の移動、回転プラットフォーム１０の回転速度及び運動レバー１２１上を移動する測定モジュール１４の速度を制御することを設計でき、この実施形態はそれに制限されない。物体２０の表面上の測定モジュール１４のサンプリングパスが巻線同士間に異なるピッチを有する渦線であっても、制御モジュール１６は、渦線Ｓｐｒ２上のサンプリングポイントを実際の測定要求に整合させるために運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を依然調節でき、且つ以降は関連する記述はない。
【００３５】
一実施形態では、図１、図２、図８を参照のこと。図８は、本開示の第８の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、測定モジュール１４は、複数の測定信号を物体２０の表面上に提供することによって、その都度物体２０の表面をサンプリングする。例えば、測定モジュール１４は、複数の光ビームを物体２０の表面上のサンプリング領域ＳＲ上に投射する。これらの光線は、サンプリング領域ＳＲ中の物体ポイントを夫々サンプリングするために使用され、サンプリングされるべきこれらのポイントはサンプリング領域ＳＲを構成し、且つ光線は、マトリックス状に或いは互いに平行に配置されることに限定されない。図に示される実施形態では、複数の測定信号は、渦線Ｓｐｒ３の接線方向に対して垂直な方向Ｌに対して互いに平行に配置され、複数のサンプリング領域ＳＲは、中心Ｃを囲む渦線Ｓｐｒ３に沿って配置される。一実施形態では、サンプリング領域ＳＲは、先の実施形態におけるサンプリングポイントに関連し、例えば、各サンプリング領域ＳＲの中心Ｃは、先の実施形態におけるサンプリングポイントの一つの位置として同じ位置を有する。換言すれば、制御モジュール１６は、渦線Ｓｐｒ３上の二つの連続するサンプリング領域に両者の間に同じ距離又は異なる距離を持たせる、又は回転軸１０３に近い二つの連続するサンプリング領域に回転軸１０３から遠い二つの連続するサンプリング領域間の距離よりも短い又は長い両者の間の距離を持たせるなど、渦線Ｓｐｒ３上のサンプリング領域を実際の測定要求に整合させるために運動レバー１２１上の測定モジュール１４の測定位置に従って、測定モジュール１４のサンプリング頻度を調節し、且つこの実施形態はそれに限定されない。
【００３６】
図９から図１２を参照のこと。図９は本開示の他の一実施形態における表面測定装置の概略図であり、図１０は、本開示の他の一実施形態における表面測定装置のブロック図であり、図１１は本開示の一実施形態における測定モジュールの概略図であり、且つ図１２は本開示の一実施形態における反射光線の波長分布図である。これらの図に示されるように、表面測定装置３は、回転プラットフォーム３０、移動機構３２、測定モジュール３４、制御モジュール３６、演算モジュール３８及びスラリーパイプ３９を含む。回転プラットフォーム３０は、搬送プラットフォーム３０１、回転軸３０２及び研磨ヘッド３０５を含む。搬送プラットフォーム３０１は、回転シャフト３０２上に配置され且つ回転軸３０３周りに回転される。搬送プラットフォーム３０１は、研磨ヘッド３０５がウェハＷａｆを研磨パッド４０に押圧するように研磨パッド４０を配置するための支持表面３０４を含む。研磨ヘッド３０５がウェハＷａｆを押圧してそれを研磨パッド４０に接触させると、回転プラットフォーム３０は研磨パッド４０を回転し、且つ研磨ヘッド３０５は、研磨パッド４０がウェハＷａｆの表面を平滑化することができるように研磨パッド４０に対してウェハＷａｆを回転する。スラリーパイプ３９は、平滑化中にウェハＷａｆの表面にスラリーを提供する。
【００３７】
一実施形態では、研磨パッド４０の上面に、回転軸３０３との間に第１の距離と第２の距離を夫々有する境界同士間の領域によって作業領域Ｕが画定され、それによって、研磨パッド４０がその作業領域Ｕを介してウェハＷａｆを平滑化する。ウェハＷａｆが平滑化されている間、測定モジュール３４は、研磨パッド４０の作業領域Ｕ中のサンプリングポイントに対して表面高さ測定を選択的に実行する。この実施形態では、運動レバー３２１の延在方向は、支持表面３０４に平行である又は研磨パッド４０の半径方向であることに制限されない。すなわち、運動レバー３２１は、運動レバーの支持表面３０４又は研磨パッド４０の表面への突出が回転軸３０３との間の第１の距離を有する位置から回転軸３０３との間の第２の距離を有する位置に少なくとも延在する場合のみ、任意の延在方向を有してもよい。
【００３８】
測定モジュール３４は、運動レバー３２１上に配置され且つ運動レバー３２１上の複数の測定位置に移動可能である。測定モジュール３４が一つの測定位置に位置されると、測定モジュール３４は、研磨パッド４０の表面上の複数のサンプリングポイントに対して表面高さ測定を実行するように一サンプリング頻度でこれらのサンプリングポイントを選択する。具体的には、測定モジュール３４は、１つサンプリングポイントを測定するように異なる波長を有する複数の光線を投射する。サンプリングポイントが光線を測定モジュール３４に反射すると、演算モジュール３８は、反射光線の波長に従ってサンプリングポイントの表面高さを計算する。
【００３９】
例えば、測定モジュール３４は、入力レンズ３４１、入射レンズ３４２、出力レンズ３４３及び光検出器３４４を含む。研磨パッド４０の表面上のサンプリングポイントに水膜があるので、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍを有する光線は、この光線が測定モジュール３４の入力レンズ３４１と入射レンズ３４２を逐次通過して移動した後に、水膜及び研磨パッド４０の表面に投射されると、水膜と研磨パッド４０によって、夫々反射される。次に、測定モジュール３４の出力レンズ３４３は、光検出器３４４が第１の反射光の波長と第２の反射光の波長を感知できるように水膜によって反射された第１の反射光及び研磨パッド４０によって反射された第２の反射光を光検出器３４４に集める。例えば、第１の反射光の第１の波長は４５０ｎｍであり、且つ第２の反射光の第２の波長は、６５０ｎｍである。
【００４０】
演算モジュール３８は、演算モジュール３８が第１の反射光の第１の波長と第２の反射光の第２の波長に従ってサンプリングポイント上の水膜の高さ及び研磨パッド４０の表面の高さを推定できるように、光検出器３４４に電気的に接続される。次に、演算モジュール３８は、水膜の高さと研磨パッド４０の表面の高さとの差を計算し、且つ水膜の高さと研磨パッド４０の表面の高さとの差及び水膜の屈折率に従って研磨パッド４０の表面の高さを修正して、研磨パッド４０の表面の正しい高さを得る。測定モジュール３４が研磨パッド４０の表面の作業領域Ｕ中の、前述のサンプリングルールに従って選択されるサンプリングポイントの表面高さを得ると、演算モジュール３８は、各サンプリングポイントの表面高さに従って研磨パッド４０の表面粗さを取得する。したがって、技術者は、研磨パッド４０の表面粗さに従って研磨パッド４０を交換すべきか否かを決定できる。この実施形態では、測定モジュール３４は、作業領域Ｕ中の表面粗さを測定するのみであるが、他の実施形態では、測定モジュールは研磨パッド４０全体の表面粗さを測定することに制限されない。
【００４１】
加えて、一実施形態では、測定モジュール３４は、測定モジュール３４が測定のためにサンプリングポイントに光を投射しようとする時にサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するためのガス噴射コンポーネントを更に含む。例えば、ガス噴射コンポーネントは、表面上のサンプリングポイントにおける粒子や水膜を落とす。当業者は、測定モジュール３４に事前にサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するためのガス噴射コンポーネントが配置されると、又は測定モジュール３４が測定しようとするサンプリングポイントに水膜がない場合、演算モジュール３８は、水膜や粒子から反射された光線についての情報を全く取得せず、したがって、研磨パッド４０の表面高さの測定結果を修正するステップを実行しない可能性があることが理解できる。
【００４２】
図１３と図１４を参照のこと。図１３は本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置の概略図であり、図１４は本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。これらの図に示されるように、表面測定装置５は、回転プラットフォーム５０、移動機構５２、測定モジュール５４及び制御モジュール５６を含む。回転プラットフォーム５０には物体６０が配置され、回転プラットフォーム５０は一回転速度で物体６０を回転する。特定の例では、回転プラットフォーム５０は、搬送プラットフォーム５０１と回転シャフト５０２を含む。搬送プラットフォーム５０１は、回転シャフト５０２上に配置され、且つ回転軸５０３周りに回転される。搬送プラットフォーム５０１は支持表面５０４を含み、且つ物体６０は搬送プラットフォーム５０１の支持表面５０４上に配置される。物体６０の測定されるべき表面は、測定モジュール５４に向く。例えば、物体６０は、研磨パッド、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板又は他の適切な要素である。
【００４３】
移動機構５２は、運動レバー５２１を含む。運動レバー５２１は、回転プラットフォーム５０の上方に位置され、運動レバー５２１の延在方向は支持表面５０４の法線に対して垂直である。したがって、測定モジュール５４は、物体６０の測定されるべき表面に対して表面高さ測定を実行するように運動レバー５２１の延在方向に移動可能であり得る。特に、測定モジュール５４は、光源５４１、投射レンズ５４２、分光計５４３及びガス噴射コンポーネント５４４を含む。測定モジュール５４の投射レンズ５４２は運動レバー５２１の延在方向に移動可能であり、且つ光源５４１、分光計５４３及びガス噴射コンポーネント５４４は、運動レバー５２１上を移動可能である又は移動可能でないことに制限されない。
【００４４】
測定モジュール５４の光源５４１は測定光線を提供し、測定光線は、入力ファイバケーブル５４５を通って投射レンズ５４２に伝送される。投射レンズ５４２は、運動レバー５２１上の複数の測定位置に向かって移動可能であり、分散レンズアセンブリ５４２１を含む。光源５４１は、分散レンズアセンブリ５４２１を介して物体６０の表面上の複数のサンプリングポイントにサンプリング頻度で測定光線を投射する。光源５４１と分散レンズアセンブリ５４２１は、例えば、クロマティック共焦点技術、共焦点レーザ技術又は他の適切な技術によって物体６０の測定されるべき表面を測定することに限定されない。クロマティック共焦点技術の場合、光源５４１によって出力される測定光線は異なる波長を有する光であり、且つこの光は一つのポイントに集中され、次に、分散レンズアセンブリ５４２１を通過しながら物体６０の表面上の様々なサンプリングポイントに投射され、それによって、異なる高さのサンプリングポイントは、各サンプリングポイントの表面高さ測定のために、この光を夫々反射する。
【００４５】
分光計５４３は、出力ファイバケーブル５４６を介して投射レンズ５４２に接続される。分光計５４３は、投射レンズ５４２から、サンプリングポイントによって反射された光を受光し、反射光に従って波長強度分布を決定する。波長強度分布は、サンプリングポイントの表面高さに関連する。ガス噴射コンポーネント５４４は、例えば、投射レンズ５４２に配置されることに制限されない。ガス噴射コンポーネント５４４と分散レンズアセンブリ５４２１は、運動レバー５２１上の複数の測定位置に向かって移動可能である。分散レンズアセンブリ５４２１が測定光線をサンプリングポイントに投射すると、ガス噴射コンポーネント５４４は分散レンズアセンブリ５４２１が光を投射するサンプリングポイントにガスを噴射して、サンプリングポイントの表面を清浄にする、すなわち粒子や水膜を落とす。任意ではあるが、ガス噴射コンポーネント５４４は、分散レンズアセンブリ５４２１が測定光線を投射するサンプリングポイントにガス噴射コンポーネント５４４がガスを噴射できる場合のみ、投射レンズ５４２の外側、運動レバー５２１上又は他の適切な位置に配置されることに制限されない。
【００４６】
制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０、移動機構５２及び測定モジュール５４に電気的に接続される。制御モジュール５６は、運動レバー５２１上の測定位置に移動するように分散レンズアセンブリ５４２１を制御し、分散レンズアセンブリ５４２１の運動速度を制御し、且つ回転プラットフォーム５０の回転速度又はサンプリング頻度を選択的に調節し、そこでは、光源５４１は、物体６０の表面の少なくとも一領域内のサンプリングポイント同士間の距離をサンプリングルールに整合させるために、運動レバー５２１上の投射レンズ５４２の測定位置に従って、分散レンズアセンブリ５４２１を介して測定光線を投射する。
【００４７】
一実施形態では、光源５４１に対して、分散レンズアセンブリ５４２１を介してそのサンプリング頻度で測定光線を投射することは、例えば、サンプリング頻度で分散レンズアセンブリ５４２１に測定光線を提供すること、又は分散レンズアセンブリ５４２１がサンプリング頻度で物体６０の表面に測定光線を投射する前に、分散レンズアセンブリ５４２１に測定光線を連続的に提供することであるが、この実施形態はこれに限定されない。説明のために、以下の記述は分散レンズアセンブリ５４２１がサンプリング頻度で物体６０の表面に測定光線を投射する例示的ケースに基づいており、当業者は、以下の実施形態に鑑み、光源５４１が一サンプリング頻度で分散レンズアセンブリ５４２１に測定光線を提供する方法を理解でき、且つ以降関連する記述はない。
【００４８】
制御モジュール５６に対して運動レバー５２１上の投射レンズ５４２の測定位置に従って回転速度又はサンプリング頻度を選択的に調節することは、回転プラットフォーム５０の回転速度が固定されている場合、運動レバー５２１上の投射レンズ５４２の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節することであってもよく、又は分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度が固定されている場合、運動レバー５２１上の投射レンズ５４２の測定位置に従って回転プラットフォーム５０の回転速度を調節することであってもよく、或いは運動レバー５２１上の投射レンズ５４２の測定位置に従って回転プラットフォーム５０の回転速度と分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を同時に調節することあってもよく、且つこれらの例は後で詳細に説明する。更に、サンプリングルールは、サンプリングポイントがその最も隣接するサンプリングポイントとの間に同じ距離を有すること、又は同じ半径の領域中の任意の二つの隣接するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有すること、或いは全てのサンプリングポイントが中心として回転プラットフォーム５０の回転軸を設定する渦線に沿って配置されることであることができ、且つサンプリングルールの実施形態は、図面と相まって書かれた文章によって説明される。
【００４９】
第１に、図１３から図１５を参照のこと。図１５は、本開示の第９の実施形態における物体の少なくとも一領域中のサンプリングポイントの概略図である。この図に示されるように、この実施形態では、分散レンズアセンブリ５４２１によって物体６０に適用されるサンプリングルールは、複数の第１のサンプリングポイントＰ１´がｄ１´の半径のサークル上に配置されることと、そのサークルの中心が回転軸１０３であること、複数の第２のサンプリングポイントＰ２´がｄ２´の半径のサークル上に配置されることと、そのサークルの中心が回転軸１０３であること；及び任意の二つの隣接する第１のサンプリングポイントＰ１´間の距離Ｗ１´が任意の二つの隣接する第２のサンプリングポイントＰ２´間の距離Ｗ２´に実質的に等しいことである。
【００５０】
分散レンズアセンブリ５４２１によって測定される物体６０上のサンプリングポイントがそのようなサンプリングルールに整合することを保証するために、制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０の回転速度を一定値に設定すると、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節する。例えば、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置が回転軸５０３により近い場合、制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を減少する。すなわち、物体６０の測定されるべき表面上への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が回転軸５０３との間により短い距離を有する場合、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度はより短くなり、且つ物体６０の測定されるべき表面上への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が回転軸５０３との間により長い距離を有する場合、分散レンズアセンブリ５４２１によってサンプリングされる物体６０の表面の少なくともその領域Ｒ´内の第１のサンプリングポイントＰ１´と第２のサンプリングポイントＰ２´がサンプリングルールに整合するように分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度はより長くなる。例えば、図に示されるように、物体６０の表面の少なくともその領域Ｒ内の第１のサンプリングポイントＰ１´と第２のサンプリングポイントＰ２´は、サンプリングルールに整合する。
【００５１】
説明のために、この実施形態は、第１のサンプリングポイントＰ１と第２のサンプリングポイントＰ２´によって説明されるが、実際には、サンプリングルールは、より多くのサンプリングポイントが、中心が回転軸５０３である異なる半径の様々なサークルの上に配置されることを容認することに制限されない。更に、一実施形態では、サンプリングルールは、中心としての回転軸５０３を有する任意の二つの隣接するサークルの半径同士間の差が同じであることを更に必要とする。
【００５２】
実際には、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置は事前設定位置であり、且つ分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度が事前設定頻度に到達すると、制御モジュール５６は分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節することの代わりに、回転プラットフォーム５０の回転速度を調節する。すなわち、一例として、物体６０の表面への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が領域Ｒ´の内縁に到達すると、制御モジュール５６は分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を可能な限り小さいように調節し；且つここでは、分散レンズアセンブリ５４２１に対して選択された領域Ｒ´の内縁上のサプリングポイントが依然としてサンプリングルールに整合しない場合、制御モジュール５６は、領域Ｒ´の内縁上のサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させるために、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節することの代わりに、回転プラットフォーム５０の回転速度を調節する。
【００５３】
このサンプリングルールに対して、制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０の回転速度を設定することの代わりに、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を一定値に設定でき、且つ制御モジュール５６は、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って回転プラットフォーム５０の回転速度を調節する。例えば、物体６０の測定されるべき表面への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が回転軸５０３との間により短い距離を有する（例えば、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置が回転軸５０３により近い）場合、回転プラットフォーム５０の回転速度はより高くなる。物体６０の測定されるべき表面への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が回転軸５０３との間により長い距離を有する場合、分散レンズアセンブリ５４２１によって領域Ｒ´内でサンプリングされる第１のサンプリングポイントＰ１´と第２のサンプリングポイントＰ２´をサンプリングルールに整合させるために回転プラットフォーム５０の回転速度はより低くなる。
【００５４】
同様に、実際には、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置が事前設定位置に到達し、且つ回転プラットフォーム５０の回転速度が事前設定速度に達すると、制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０の回転速度を調節することの代わりに、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節する。すなわち、一例として、物体６０の表面への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が領域Ｒ´の内縁に到達すると、制御モジュール５６は回転プラットフォーム５０の回転速度を可能な限り高く調整し、且つここでは、分散レンズアセンブリ５４２１によってサンプリングされた領域Ｒ´の内縁上のサンプリングポイントがサンプリングルールに整合できない場合、制御モジュール５６は、領域Ｒ´の内縁上のサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させるために、回転プラットフォーム５０の回転速度を調節することの代わりに、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調整する。
【００５５】
要約すれば、分散レンズアセンブリ５４２１によってサンプリングされた物体６０の表面上のサンプリングポイントをサンプリングルールに整合させるために制御モジュール５６によって使用される例示的方法は、（１）回転プラットフォーム５０の回転速度が一定値に設定されると、分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節すること、（２）分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度が一定値に設定されると、分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って回転プラットフォーム５０の回転速度を調節すること、及び（３）サンプリング頻度又は回転速度がその事前設定限度に達すると、予め一定であるサンプリング頻度又は回転速度を調節することを含む。
【００５６】
一実施形態では、回転プラットフォーム１０の回転速度と分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度との間の関係はＴ＝Ｄ／ｖ＝Ｄ／（２πｒ／ｔ）として表され、そこでは、Ｔは分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度の逆数、すなわち分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング周期を表し、Ｄは同じサークル上の二つの隣接するサンプリングポイント同士間の距離を表し、ｖは回転プラットフォーム５０上の質点の回転速度を表し、ｔは回転プラットフォーム５０が一回転する時間を表し、且つｒはサンプリングポイントから回転軸５０３までの半径を表す。換言すれば、同じサークル上の二つの隣接するサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有するサンプリングルールに整合するために、Ｄは一定値である。回転プラットフォーム５０の回転速度が一定値に設定され（すなわち、回転プラットフォーム５０が一回転する時間ｔが一定である〉且つ分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置が回転軸５０３から離れる方向にシフトすると、ｒは、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング周期が減少する、すなわち分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度が増加するように増加する。分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度が一定値に設定され（すなわち、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング周期Ｔが一定値である）且つ分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置が回転軸５０３から離れる方向にシフトすると、ｒは、回転プラットフォーム５０が一回転するための時間ｔが増加する、すなわち回転プラットフォーム５０の回転速度が減速するように増加する。制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０の回転速度と分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度との間の関係、すなわちＴ＝Ｄ／ｖ＝Ｄ／（２πｒ／ｔ）に従ってサンプリングルールに整合するように、分散レンズアセンブリ５４２１が高さ測定を実行する、物体６０の表面上のサンプリングポイントを制御することができる。
【００５７】
前述の実施形態では、制御モジュール５６は、物体の正確な表面状態を得るように物体を均一にサンプリングするために、回転プラットフォーム５０の回転速度が一定である間、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って測定モジュール５４のサンプリング頻度を調節でき、或いは測定モジュール５４のサンプリング頻度が一定である間、運動レバー５２１上の測定モジュール５４の測定位置に従って回転プラットフォーム５０の回転速度を調節できる。他の実施形態では、当業者は、制御モジュール５６が、分散レンズアセンブリ５４２１によって物体６０の表面の少なくとも一領域内でサンプリングされるサンプリングポイントを前述のサンプリングルールに整合させるために、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度を同時に調節することを理解でき、且つ以降に関連する記述はない。
【００５８】
図１３、図１４及び図１６を参照のこと。図１６は本開示の第１０の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。図面に示されるように、この実施形態では、分散レンズアセンブリ５４２１によって物体６０に提供されるサンプリングルールは、各サンプリングポイントが物体６０の表面の少なくとも一領域Ｔ´内の他の一つの最も近いサンプリングポイントとの間に同じ距離を有することである。図１６に基づく一例では、領域Ｔ´内に実質的にマトリックス状に配置されたＱ１´〜Ｑ８´があり、それらの間では、サンプリングポイントＱ１´に最も近いサンプリングポイントがサンプリングポイントＱ５´とＱ８´であり、サンプリングポイントＱ１´とサンプリングポイントＱ５´との間の距離は、サンプリングポイントＱ１´とサンプリングポイントＱ８´との間の距離に実質的に等しい。
【００５９】
物体６０上の分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリングポイントを前述のサンプリングルールに整合させるために、制御モジュール５６は、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度を同時に調節する。制御モジュール５６は、物体６０の表面への分散レンズアセンブリ５４２１の突出が第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置に逐次停止するように運動レバー５２１に沿って移動するように分散レンズアセンブリ５４２１を制御する。第１の位置と回転軸５０３との間の距離は第１の半径ｒ１´であり、第２の位置と回転軸５０３との間の距離は第２の半径ｒ２´であり、第３の位置と回転軸５０３との間の距離は第３の半径ｒ３´であり、且つ第４の位置と回転軸５０３との間の距離は第４の半径ｒ４´である。第４の半径ｒ４´に対する第１の半径ｒ１´は、サンプリングポイントの位置を事前に確定するために使用される。サンプリングポイントＱ１´〜Ｑ４´は回転軸５０３を囲む第１の半径ｒ１´のサークル上に位置され、サンプリングポイントＱ５´〜Ｑ８´は回転軸５０３を囲む第２の半径ｒ２´のサークル上に位置され、且つ他のサンプリングポイントは回転軸５０３を囲む第３の半径ｒ３´と第４の半径ｒ４´のサークル上に位置されると推定することができる。
【００６０】
分散レンズアセンブリ５４２１が第１の位置に位置されると、制御モジュール５６は、サンプリングポイントＱ１´〜Ｑ４´に対する表面高さ測定を逐次実行するために分散レンズアセンブリ５４２１を制御するように、この事前設定サンプリング位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度を調節する。分散レンズアセンブリ５４２１が第２の位置に位置されると、制御モジュール５６は、サンプリングポイントＱ５´〜Ｑ８´に対する表面高さ測定を逐次実行するために分散レンズアセンブリ５４２１を制御するように、この事前設定サンプリング位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度を調節する。他の事前設定サンプリング位置に関連する動作は、類推によって推定することができる。分散レンズアセンブリ５４２１が第３の位置又は第４の位置に位置されると、分散レンズアセンブリ５４２１が領域Ｔ´内で他の事前設定サンプリングポイントに対する表面高さ測定を実行できるように関連する事前設定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度が調節される。
【００６１】
したがって、物体６０の表面の領域Ｔ´において、各サンプリングポイントは、分散レンズアセンブリ５４２１が物体６０のより正確な表面状態を得るために物体６０を均一にサンプリングできるようにその最も近い隣接するサンプリングポイントとの間に同じ距離を有する。この実施形態では、制御モジュール５６は、物体６０の表面の少なくとも領域Ｔ´におけるサンプリングポイントが両者の間に同じ距離を有するように分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度と回転プラットフォーム５０の回転速度と共に調節する。他の一実施形態では、制御モジュールは、各サンプリングポイントに物体６０の表面の少なくともその領域Ｔ´内のその隣接するサンプリングポイントとの間に同じ距離を持たせるように、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度又は回転プラットフォーム５０の回転速度を一定値として設定し且つ予め一定ではないサンプリング頻度又は回転速度を調節する。
【００６２】
図１３、図１４、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照のこと。図１７Ａは本開示の第１１の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、且つ図１７Ｂは本開示の第１２の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、この実施形態では、分散レンズアセンブリ５４２１は、物体６０の表面に対するサンプリング処理中に回転軸５０３から遠い測定位置から回転軸５０３に近い測定位置に運動レバー５２１上を移動する。すなわち、回転プラットフォーム５０が回転されると、分散レンズアセンブリ５４２１は、サンプリングポイントＡ´を他のサンプリングルールに整合させるために、領域Ｖ´の外縁から領域Ｖ´の内縁へ移動し、そこでは、サンプリングポイントＡ´は、領域Ｖ´中の渦線Ｓｐｒ１´に沿って配置されている。一実施形態では、渦線Ｓｐｒ１´の中心は回転軸５０３上にあり、且つ渦線Ｓｐｒ１´の巻線は両者の間に同じピッチを有することに制限されない。他の一実施形態では、サンプリングポイントＡ´が沿って配置される渦線は、回転軸５０３をその中心として設定し、且つ回転軸５０３から領域Ｖ´の外縁に向かう方向に発散的に又は収束的に分布される巻線を有する。
【００６３】
便宜上、以下の記述は、渦線Ｓｐｒ１´の巻線が両者の間に同じピッチを有する例示的ケースに基づくが、この実施形態は、それに制限されない。一実施形態では、制御モジュール５６は、運動レバー５２１上を回転軸５０３から遠い測定位置から回転軸５０３に近い測定位置に一定の速度で移動するように回転プラットフォーム５０の回転速度を一定値に設定し且つ分散レンズアセンブリ５４２１を制御し、それによって、分散レンズアセンブリ５４２１は、物体６０の表面を渦線Ｓｐｒ１´に沿ってサンプリングする。
【００６４】
制御モジュール５６は、渦線Ｓｐｒ１´上のサンプリングポイントＡ´を実際の測定要求と整合させるために、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節する。例えば、制御モジュール５６は、図１７Ａに示されるように、分散レンズアセンブリ５４２１によって渦線Ｓｐｒ１´上でサンプリングされる二つの連続するサンプリングポイントＡ´が両者の間に同じ距離を有するように分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を一定値に設定する。或いは、制御モジュール５６は、渦線Ｓｐｒ１´上の二つの連続するサンプリングポイントの間の距離を制御するように分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節する。他の一実施形態では、図１７Ｂに示されるように、制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１が回転軸５０３から遠い測定位置に位置されると、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を増加し、且つ制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１が回転軸５０３に近い測定位置に位置されると、分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を減少させ、したがって、回転軸５０３に近い二つの連続するサンプリングポイントＡ´同士間の距離は、回転軸５０３から遠い二つの連続するサンプリングポイントＡ´同士間の距離よりも短く、且つ逆もまた同様である。
【００６５】
この実施形態では、便宜上、回転プラットフォーム５０の回転速度と運動レバー５２１上を移動する分散レンズアセンブリ５４２１の速度は、一定値として設定される。他の実施形態では、制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１に物体６０の表面の渦線Ｓｐｒ１´に沿ってサンプリングさせるように回転プラットフォーム５０の回転速度と運動レバー５２１上を移動する分散レンズアセンブリ５４２１の速度を制御することに制限されない。
【００６６】
他の一実施形態では、回転プラットフォーム５０の回転速度と運動レバー５２１上を移動する分散レンズアセンブリ５４２１の速度を制御することに加えて、制御モジュール５６は、物体６０の表面上の分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング経路を渦線にするために運動レバー５２１が回転プラットフォーム５０に対して移動可能あるように移動機構５２を更に制御する。図１３、図１４、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照のこと。図１８Ａは本開示の第１３の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、且つ図１８Ｂは本開示の第１４の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図である。これらの図に示されるように、本実施形態では、制御モジュール５６は、回転プラットフォーム５０に対して移動するように運動レバー５２１を制御し且つ領域Ｘ´の外縁から領域Ｘ´の内縁に可変速度で移動するように分散レンズアセンブリ５４２１を制御して、それによって、物体６０の表面に対する分散レンズアセンブリ５４２１の突出が、図１８Ａに示される経路Ｙ１´のように経路に沿って移動する。回転プラットフォーム５０の回転速度を一定値に設定すると、制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１によって物体６０の表面内の領域Ｘ´の一部でサンプリングされるサンプリングポイントを渦線Ｓｐｒ２´に沿って配置させる。図１８Ｂでは、領域Ｘ´の外縁から領域Ｘ´の内縁に一定の速度で移動するように制御モジュール５６が分散レンズアセンブリ５４２１を制御すると、制御モジュール５６は、物体６０の表面に対する分散レンズアセンブリ５４２１の突出を図１８Ｂに示される経路Ｙ２´のように、経路に沿ってシフトする。
【００６７】
同様に、制御モジュール５６は、渦線Ｓｐｒ２´上のサンプリングポイントを実際の測定要求に整合させるために運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節する。例えば、制御モジュール５６が分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を一定値に設定すると、制御モジュール５６は、分散レンズアセンブリ５４２１によって渦線Ｓｐｒ２´上でサンプリングされる二つの連続するサンプリングポイントに両者の間に同じ距離を持たせる。分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度の調節を介して、制御モジュール５６は、渦線Ｓｐｒ２´上の二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離を制御できる。他の一例では、図１８Ｂに示されるように、分散レンズアセンブリ５４２１が回転軸５０３から遠い測定位置に位置されると、制御モジュール５６は分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を増加でき、分散レンズアセンブリ５４２１が回転軸５０３に近い測定位置に位置されると、制御モジュール５６は分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を減少でき、従って、回転軸５０３に近い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離は、回転軸５０３から遠い二つの連続するサンプリングポイント同士間の距離よりも短く、且つ逆もまた同様である。この実施形態はそれに制限されない。
【００６８】
この実施形態では、サンプリングポイントが沿って配置される渦線Ｓｐｒ２´は、中心としての回転軸５０３を囲み、且つ渦線Ｓｐｒ２´の巻線同士間のピッチは、同じであることに制限されない。他の実施形態では、サンプリングポイントが沿って配置される調整ラインは、中心としての回転軸５０３を囲む渦線であり、且つ回転軸５０３から領域Ｘ´の外縁に向かう方向へ収束的に又は発散的に分布される巻線を有する。当業者は、実際の要求に従って、運動レバー５２１の移動、回転プラットフォーム５０の回転速度、又は運動レバー５２１上を移動する分散レンズアセンブリ５４２１の速度を制御するように制御モジュール５６を設計することができる。物体６０の表面上の分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング経路が、間に同じピッチ又は異なるピッチを有する渦線である場合、制御モジュール５６は、渦線Ｓｐｒ２´上のサンプリングポイントを実際の測定要求に整合させるために運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を依然として調節してことができ、且つ以降に関連する記述はない。
【００６９】
一実施形態では、図１３、図１４、図１９及び図２０を参照のこと。図１９は本開示の第１５の実施形態における物体の少なくとも一領域内のサンプリングポイントの概略図であり、且つ図２０は本開示の一実施形態における入力ファイバケーブルの断面図である。これらの図に示されるように、この実施形態では、光源５４１は複数の測定光線を分散レンズアセンブリ５４２１に提供して、分散レンズアセンブリ５４２１が物体６０の表面をサンプリングする度に、複数の測定信号は物体６０の表面上のサンプリング領域ＳＲ´に対して投射される。例えば、これらの測定光線は、サンプリング領域ＳＲ中のポイントを夫々サンプリングするために使用され、これらのサンプリングされたポイントはサンプリング領域ＳＲ´を構成し、且つこれらの測定光線は、格子状又は互いに対して平行に配置され、且つこの実施形態はこの例に制限されない。一実施形態では、投射レンズ５４２を光源５４１に接続する入力ファイバケーブル５４５は、複数の伝送チャネル５４５１を含む。これらの伝送チャネル５４５１は互いに対して平行に配置され、且つ伝送チャネル５４５１中の光線の伝送方向は入力ファイバケーブル５４５の延在方向と同じである。光源５４１が複数の測定光線を分散レンズアセンブリ５４２１に提供すると、各伝送チャネル５４５１は、測定光線が分散レンズアセンブリ５４２１に対して平行に伝送されるように測定光線の１つを伝送する。一実施形態では、分散レンズアセンブリ５４２１は、また、伝送チャネル５４５１と協働する複数のピンホールを有し、且つ各ピンホールは、測定光線をサンプリング領域ＳＲ´に投射するために使用される。
【００７０】
図１９に示される実施形態では、複数の測定光線は渦線Ｓｐｒ３´の接線方向に対して垂直である方向Ｌ´に互いに平行に配置され、且つ複数のサンプリング領域ＳＲ´は、中心Ｃ´を囲む渦線Ｓｐｒ３´に沿って配置される。一実施形態では、サンプリング領域ＳＲ´は先の実施形態におけるサンプリングポイントに関連し、且つ例えば、サンプリング領域ＳＲ´の中心Ｃ´は先の実施形態におけるサンプリングポイントの一つの位置と同じ位置を有する。換言すれば、制御モジュール５６´は、渦線Ｓｐｒ３´上の二つの連続するサンプリング領域に両者の間に同じ距離又は異なる距離を持たせる、又は回転軸５０３に近い二つの連続するサンプリング領域に回転軸５０３から遠い二つの連続するサンプリング領域同士間の距離よりも短い又は長い両者の間の距離を持たせるなど、渦線Ｓｐｒ３´上のサンプリング領域を実際の測定要求に整合させるために、運動レバー５２１上の分散レンズアセンブリ５４２１の測定位置に従って分散レンズアセンブリ５４２１のサンプリング頻度を調節し、且つこの実施形態はそれに制限されない。
【００７１】
光源５４１が複数の測定光線を分散レンズアセンブリ５４２１に提供すると、光源５４１と分散レンズアセンブリ５４２１は、また、物体６０の測定されるべき表面を測定するようにクロマティック共焦点技術、共焦点レーザ技術又は他の適切な技術を使用できる。クロマティック共焦点技術に関して、光源５４１によって提供される各測定光線は異なる波長の光を有し、且つこの異なる波長の光は、分散レンズアセンブリ５４２１のピンホールを通過した後、異なる高さ位置で集中する。換言すれば、複数の測定光線は、分散レンズアセンブリ５４２１の複数のピンホールを通過した後、異なる高さ位置で複数の測定ポイントに集中する。一つの測定光線が物体６０の表面に対して投射されると、異なる高さ位置に集められた光は、異なる高さを有する物体６０の表面によって反射される。反射光は、分光計５４３が物体６０によって反射された光を分析することによって波長強度分布を推定できるように分光計５４３に伝搬する。
【００７２】
図１３、図１４、図２１及び図２２を参照のこと。図２１は本開示の一実施形態における分光計の概略図であり、且つ図２２は本開示の一実施形態におけるスリットの断面図である。これらの図面に示されるように、分光計５４３は、スリット５４３１、第１のレンズ５４３２、回折格子５４３３、第２のレンズ５４３４及び検出器５４３５を含む。スリット５４３１は、複数のスロット５４３６を含み、スロット５４３６の各々は、サンプリング領域ＳＲ´によって反射された光を受光でき且つスリット５４３１を通過する光の強度を制限する。第１のレンズ５４３２は、スリット５４３１から回折格子５４３３に伝搬する光の経路上に配置される。第２のレンズ５４３４は、回折格子５４３３から検出器５４３５に伝搬する光の経路上に配置される。実際には、サンプリング領域ＳＲ´によって反射された光は、スリット５４３１を通過した後、第１のレンズ５４３２に投射され、それによって、サンプリング領域ＳＲ´によって反射された光は、回折格子５４３３に平行に投射される。第１のレンズ５４３２を通過した光を受光した後に、回折格子５４３３は、サンプリング領域ＳＲ´によって反射された光を、この光の波長に従って異なる波長を有する複数の色光成分に分裂させ、且つこれらの色光成分は、第２のレンズ５４３４によって検出器５４３５に収束される。検出器５４３５は、各色光成分の強度に従って波長強度分布を決定する。一実施形態では、検出器５４３５は、検出器５４３５によって得られる波長強度分布に従って物体６０の表面高さにおける分散を決定する演算モジュールに電気的に接続されるが、この実施形態はそれに制限されない。
【００７３】
他の一実施形態では、図１３、図１４及び図２３を参照のこと。図２３は本開示の他の一実施形態における測定モジュールと分光計の概略図である。図２３に示されるように、光源５４１´と投射レンズ５４２´はレンズタイプであり、且つ投射レンズ５４２´は、分散レンズアセンブリ５４２１´と光スプリッタ５４２２を含む。光源５４１´によって解放された一つ以上の測定光線は、その一つ以上の測定光線が分散レンズアセンブリ５４２１´に対して光スプリッタ５４２２によって反射され、次に、分散レンズアセンブリ５４２１´によって様々な高さ位置に収束されるように、光スプリッタ５４２２を通過する。異なる高さを有する物体６０の表面によって反射された光は、光スプリッタ５４２２を通過して分光器５４３のスリット５４３１、第１のレンズ５４３２、回折格子５４３３、第２のレンズ５４３４及び検出器５４３５を逐次移動して、それによって、検出器５４３５は、反射光の強度に従って物体６０の表面高さにおける分散に関連する光の波長強度分布を決定できる。
【００７４】
図２４と図２５を参照のこと。図２４は本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置の概略図であり、且つ図２５は本開示の更に他の一実施形態における表面測定装置のブロック図である。これらの図に示されるように、表面測定装置７は、回転プラットフォーム７０、移動機構７２、測定モジュール７４、制御モジュール７６、演算モジュール７８及びスラリーパイプ７９を含む。回転プラットフォーム７０は、搬送プラットフォーム７０１、回転シャフト７０２及び研磨ヘッド７０５を含む。搬送プラットフォーム７０１は、回転シャフト７０２上に配置され且つ回転軸７０３周りに回転可能である。搬送プラットフォーム７０１は、研磨パッド８０を配置し、且つ研磨ヘッド７０５が研磨パッド８０に対してウェハＷａｆ´を押圧できるための支持表面７０４を有する。研磨ヘッド７０５がウェハＷａｆ´を押圧してそれを研磨パッド８０に接触させている間、回転プラットフォーム７０は研磨パッド８０を回転し且つ研磨ヘッド７０５は、研磨パッド８０がウェハＷａｆ´の表面を平滑化するためにウェハＷａｆ´に対して回転可能であるようにウェハＷａｆ´を回転する。スラリーパイプ７９は、平滑化する間スラリーをウェハＷａｆ´の表面に提供できる。
【００７５】
移動機構７２は、回転プラットフォーム７０の上方に位置される運動レバー７２１を含む。測定モジュール７４は、研磨パッド８０の表面に対して表面高さ測定を実行するように運動レバー７２１に沿って移動可能である。特に、測定モジュール７４は、光源７４１、投射レンズ７４２、分光器７４３及びガス噴射コンポーネント７４４を含む。測定モジュール７４の投射レンズ７４２は運動レバー７２１に沿って移動可能であり、且つ光源７４１、分光器７４３及びガス噴射コンポーネント７４４は、運動レバー７２１に沿って移動可能であることに制限されない。測定モジュール７４の光源７４１は、一つ以上の測定光線を提供し、且つ測定光線は、入力ファイバケーブル７４５によって投射レンズ７４２に伝搬することができる。投射レンズ７４２は、運動レバー７２１上の様々な測定位置に向かって移動可能であり、且つ分散レンズアセンブリ７４２１を含む。光源７４１は、分散レンズアセンブリ７４２１を介して研磨パッド８０の表面上の複数のサンプリングポイントにサンプリング頻度で測定光線を投射する。光源７４１と分散レンズアセンブリ７４２１は、例えば、クロマティック共焦点技術、共焦点レーザ技術又は他の適切な技術によって研磨パッド８０の測定されるべき表面を測定する。
【００７６】
分光器７４３は、一つ以上の測定光線が投射されるサンプリングポイントによって反射された光を投射レンズ７４２から受光して反射光に従って波長強度分布を決定するために出力ファイバケーブル７４６を介して投射レンズ７４２に接続される。例えば、ガス噴射コンポーネント７４４は投射レンズ７４２内に配置され、且つガス噴射コンポーネント７４４と分散レンズアセンブリ７４２１は運動レバー７２１上の様々な測定位置に向かって共に移動可能である。分散レンズアセンブリ７４２１が測定光線を測定されるべきサンプリングポイントに投射すると、ガス噴射コンポーネント７４４は、表面上の測定されるべきサンプリングポイントで粒子や水膜を洗浄するために測定されるべきこのサンプリングポイントに対してガスを噴射する。或いは、ガス噴射コンポーネント７４４は、投射レンズ７４２の外側、運動レバー７２１上又は他の適切な位置に配置される。しかしながら、本実施形態は、ガス噴射コンポーネント７４４の配置された位置に制限されない。
【００７７】
制御モジュール７６は、回転プラットフォーム７０、移動機構７２及び測定モジュール７４に電気的に接続される。制御モジュール７６は、物体６０の表面の少なくとも一領域内のサンプリングポイント同士間の距離をサンプリングルールに整合させるために、運動レバー７２１上の分散レンズアセンブリ７４２１の測定位置と移動速度を制御でき、且つ運動レバー７２１上の投射レンズ７４２の測定位置に従って、回転プラットフォーム７０の回転速度又は光源７４１が分散レンズアセンブリ５４２１を介して測定光線を投射するサンプリング頻度を選択的に調節できる。
【００７８】
演算モジュール７８は、分光器７４３に電気的に接続される。演算モジュール７８は、分光器７４３によって得られた波長強度分布に従って研磨パッド８０の表面高さを推定する。一例では、分光器７４３が前述のサンプリングルールに従って研磨パッド８０の表面の作業領域Ｕ´内の各サンプリングポイントで表面高さを取得した後、分光器７４３は、サンプリングポイントから反射された光に従って各サンプリングポイントの波長強度分布を決定する。クロマティック共焦点技術の場合、異なる波長を有する光は物体６０の法線に沿うサンプリングポイントで異なる高さを夫々有する異なる位置に夫々投射され、次に、サンプリングポイントの実際の位置によって反射される。従って、分光器７４３がサンプリングポイントから反射された光線を検知すると、この反射光線の波長強度分布は、サンプリングポイントがより多くを反射できる光の波長を提示できる。演算モジュール７８はサンプリングポイントがより多くを反射できる光の波長に従ってサンプリングポイントの表面高さを決定する。演算モジュール７８は、サンプリングポイントに関連する波長強度分布に従って各サンプリングポイントの表面高さを決定することによって研磨パッド８０の表面粗さを決定でき、且つ次に、技術者が研磨パッド８０の表面粗さに従って研磨パッド８０を交換すべきか否かを決定できるように技術者にその表面粗さを提供する。
【００７９】
一実施形態では、作業領域Ｕ´は、研磨パッド８０の頂表面上の回転軸７０３と第１の距離と第２の距離を夫々有する二つの境界間の領域によって画定され、且つウェハＷａｆ´を平滑化するために使用され、ウェハＷａｆ´が平滑化されている時に、測定モジュール７４は、研磨パッド８０の作業領域Ｕ´中のサンプリングポイントに対する表面高さ測定を実行する。この実施形態では、測定モジュール７４は、作業領域Ｕ´の表面粗さを測定するのみである。しかしながら、他の実施形態では、測定モジュールは、研磨パッド８０全体の表面粗さを測定してもよい。更に、運動レバー７２１の延在方向は、支持表面７０４又は研磨パッド８０の半径方向に対して平行であることに制限されない。すなわち、運動レバー７２１は任意の延在方向を有していてもよく、且つ運動レバー７２１は、回転プラットフォーム７０に対して移動するように制御モジュール７６によって制御可能である。この実施形態に適するサンプリングルールに関して、実際には、制御モジュール７６によって制御可能な回転速度、サンプリング頻度及び運動レバーの移動が上記実施形態において開示されており、且つ当業者は、前述の記載に鑑み自由にそれらを設計できる。以降に関連する記述はない。
【００８０】
以降、本開示の表面測定装置を参照して本開示の表面測定方法が説明される。図１と図２６を参照のこと。図２６は、本開示の一実施形態における表面測定方法のフロー図である。これらの図に示されるように、ステップＳ８０１では、回転プラットフォーム１０は、一回転速度で物体２０を回転する。ステップＳ８０３では、測定モジュール１４が複数の測定位置の一つに位置されると、測定モジュール１４は、物体２０の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一つのサンプリング頻度で表面高さ測定を実行する。ステップＳ８０５では、物体２０の回転速度又は測定モジュール１４のサンプリング頻度が運動レバー１２１上の測定モジュール１４の位置に従って選択的に調節され、それによって、物体２０の表面の少なくとも一領域内のサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングルールに整合する。
【００８１】
他の一実施形態では、図９と図２７を参照のこと。図２７は本開示の他の一実施形態における表面測定方法のフロー図である。ステップＳ９０１では、ウェハＷａｆが研磨パッド４０に対して押圧される。ステップＳ９０３では、研磨パッド４０は、研磨パッド４０の表面の作業領域ＵがウェハＷａｆを平滑化するために使用されるように、一回転速度で回転される。ステップＳ９０５では、測定モジュール３４が複数の測定位置の内の一つに位置されると、測定モジュール３４は、研磨パッド４０の表面の作業領域Ｕ内の複数のサンプリングポイントに対して一サンプリング頻度で表面高さ測定を実行する。表面高さ測定中に、ステップＳ９０７では、測定モジュール３４は、異なる波長を有する複数の光線をサンプリングポイントの一つに対して投射する。ステップＳ９０９では、測定モジュール３４は、サンプリングポイントから反射された第１の反射光と第２の反射光を得る。ステップＳ９１１では、第１の反射光の第１の波長と第２の反射光の第２の波長に従ってサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さが計算される。ステップＳ９１３では、第１の高さと第２の高さの差が計算される。ステップＳ９１５では、第１の高さと第２の高さの差と屈折率に従って第２の高さが修正される。屈折率は、測定されるべきサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さとの間の媒体に関連する。ステップＳ９１７では、研磨パッド４０の回転速度又は測定モジュール３４のサンプリング頻度がサンプリングルールに従って選択的に調節され、それによって、研磨パッド４０の表面の少なくとも作業領域Ｕ内の各サンプリングポイントに対して表面高さ測定を実行する。ステップＳ９１９では、研磨パッド４０の表面粗さは、各サンプリングポイントの表面高さに従って得られる。本開示の表面測定方法は、前述の実施形態で詳細に説明されたので、以降に関連する記述はない。
【００８２】
要約すれば、本開示は、本開示が回転している物体の表面を均一にサンプリングできるように制御モジュールによって運動レバー上の測定モジュールの測定位置に従って回転プラットフォームの回転速度又は測定モジュールのサンプリング頻度を選択的に調節する表面測定装置及びその方法を提供する。従って、技術者は、物体の表面状態を正確に扱うことができる。本開示の一実施形態では、表面測定装置は、ウェハが研磨パッドによって平滑化されながら、研磨パッドを均一にサンプリングするために表面測定装置が研磨パッドに対して表面測定を実行できるように化学的機械的研磨技術に更に適用されることができ、それによって、技術者は、研磨パッドの正確な摩耗状態を得て研磨パッドを交換すべきか否かを決定できる。従って、化学的機械的研磨技術の効率は、半導体ウェハを研磨するコストが効率的に制御されるので、大きく向上されることができる。
【図１】
2019049549.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月3日(2018.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面測定装置であって、
物体を支持し且つ前記物体を一の回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、
前記運動レバー上に位置され、前記運動レバー上で複数の測定位置に移動可能で、且つ前記測定位置の一つに位置されると、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一のサンプリング頻度で表面高さ測定を実行するように構成される測定モジュール、及び、
前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整するように構成され、前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整するように構成された制御モジュール、を備える、
表面測定装置。
【請求項２】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された２つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置された時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項３】
前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項４】
前記制御モジュールが前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を維持している時に、前記制御モジュールは前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項５】
前記回転プラットフォームが回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体が研磨パッドであり、前記物体が前記回転軸の周りに回転し、且つ前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記研磨ヘッドが前記ウェハを前記物体に押圧する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項６】
作業領域が前記物体の上面に、前記回転軸との間に第１の距離と第２の距離を夫々有する二つの境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するために使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは前記物体の前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記表面高さ測定を選択的に実行し且つ前記サンプリングルールに整合する、
請求項５に記載の表面測定装置。
【請求項７】
前記物体の前記表面上の前記運動レバーの突出が、少なくとも前記回転軸との間に前記第１の距離を有する前記境界から前記回転軸との間に前記第２の距離を有する前記境界へ延在する、
請求項６に記載の表面測定装置。
【請求項８】
前記測定モジュールは、測定されるべきサンプリングポイントとなる前記複数のサンプリングポイントの一つを測定し、且つ次に前記測定されるべきサンプリングポイントによって反射された少なくとも一つの反射光線を得るように異なる波長を有する複数の光線を投射し、且つ前記測定モジュールは、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの表面高さを推定する、請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項９】
前記測定モジュールによって得られた前記反射光線中の第１の反射光の第１の波長と第２の反射光の第２の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さを計算し、前記第１の高さと前記第２の高さの差を計算し、且つ前記第１の高さと前記第２の高さの前記差と屈折率に従って前記第２の高さを修正するように構成される演算モジュールを更に備え、
前記修正された第２の高さは前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さと考えられ、前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、且つ前記屈折率は前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第１の高さと前記第２の高さの間の媒体に関連する、
請求項８に記載の表面測定装置。
【請求項１０】
前記演算モジュールは、各サンプリングポイントの前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得る、
請求項９に記載の表面測定装置。
【請求項１１】
前記測定モジュールは、前記測定モジュールが測定のために前記光線を前記複数のサンプリングポイントの前記一つに投射する時に、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネントを更に備える、
請求項８に記載の表面測定装置。
【請求項１２】
前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの一つに対して前記表面高さ測定を実行する度に、前記測定モジュールは複数の測定信号によって前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を更に実行し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項１３】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された各サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸である、
請求項１２に記載の表面測定装置。
【請求項１４】
前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイントとの間の前記距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項１３に記載の表面測定装置。
【請求項１５】
前記測定モジュールは、クロマティック共焦点技術により前記表面高さの測定を行う、
請求項１に記載の表面測定装置。
【請求項１６】
表面測定装置であって、
物体を支持し、且つ前記物体を一の回転速度で回転するように構成される回転プラットフォーム、
前記回転プラットフォームの上方に位置される運動レバー、および
測定モジュール、を備え、
前記測定モジュールは、
測定光線を提供するように構成される光源、
前記光源に接続され且つ前記運動レバー上の複数の測定位置に移動可能な分散レンズアセンブリ、
前記分散レンズアセンブリに接続され、且つ前記分散レンズアセンブリが前記測定位置の一つに位置され且つ前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を複数のサンプリングポイントに一つのサンプリング頻度で投射する時に、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントの一つから反射された反射光線を分析することによって波長強度分布を決定するように構成される、分光器であって、前記波長強度分布が前記複数のサンプリングポイントの前記一つの表面高さに関連する分光器、
前記分散レンズアセンブリが前記測定光線を前記複数のサンプリングポイントの前記一つに投射する時に、前記複数のサンプリングポイントの前記一つに対して表面洗浄を実行するように構成されるガス噴射コンポーネント、及び
前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整するように構成され、
前記光源が前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記位置に従って前記分散レンズアセンブリを通った前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調整し、前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整するように構成された制御モジュール、を備える、
表面測定装置。
【請求項１７】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された２つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置されたときに、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項１８】
前記制御モジュールが前記回転プラットフォームの前記回転速度を維持する時に、前記制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を調整する、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項１９】
前記制御モジュールは、前記制御モジュールが、前記光源が前記分散レンズアセンブリを介して前記測定光線を投射する前記サンプリング頻度を一定に設定する時に、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記測定位置に従って、前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項２０】
前記回転プラットフォームは、回転軸を有し且つ研磨ヘッドを備え、前記物体は研磨パッドであり、前記物体は前記回転軸の周りに回転可能であり、前記研磨ヘッドは、前記回転プラットフォームによって回転される前記物体がウェハに接触して前記ウェハを平滑化するように前記物体に対して前記ウェハを押圧するように使用される、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項２１】
作業領域が前記物体の上面に、前記回転軸との間の第１の距離と第２の距離を夫々有する境界同士間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記光源は前記分散レンズアセンブリを介して前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記測定光線を投射し、且つ前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの前記一部は前記サンプリングルールに整合する、
請求項２０に記載の表面測定装置。
【請求項２２】
前記物体に対する前記運動レバーの突出は、少なくとも前記回転軸との間の前記第１の距離を有する位置から前記回転軸との間の前記第２の距離を有する位置に延在する、
請求項２１に記載の表面測定装置。
【請求項２３】
前記光源によって提供される測定光線の数が複数であり、前記分散レンズアセンブリは複数のピンホールを備え、且つ前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの前記一つをサンプリングするときに、前記測定光線の一つは前記分散レンズアセンブリの前記ピンホールの各々から前記物体の前記表面上のサンプリング領域に投射され、且つ前記複数のサンプリングポイントの前記一つは前記サンプリングポイントに関連する、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項２４】
前記測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、前記分散レンズアセンブリは、前記異なる波長を有する光が投射される前記サンプリング領域から反射光線を得て、且つ前記反射光線を前記分光器に送り、且つ前記分光器は前記反射光線を分析することによって前記波長強度分布を決定する、
請求項２３に記載の表面測定装置。
【請求項２５】
前記分光器は、
複数のスロットを備え、前記スロットの各々が前記反射光線を受光するように構成されるスリット、
前記スリットを介して前記サンプリング領域から反射された前記反射光線を受光し、且つ前記反射光線を異なる波長を有する複数の色光成分にスプリットするように構成される回折格子、及び
前記色光成分を検出し且つ前記色光成分の各々の強度に従って前記波長強度分布を決定するように構成される検出器、を備える、
請求項２４に記載の表面測定装置。
【請求項２６】
前記分光器は第１のレンズと第２のレンズを更に備え、前記第１のレンズは前記スリットが前記反射光線を前記回折格子に送る経路に配置され、且つ前記スリットを通過する前記光線を前記回折格子に平行に投射するように構成され、且つ前記第２のレンズは前記回折格子が前記色光成分を前記検出器に送る経路に配置され且つ前記検出器上の前記色光成分を混合するように構成される、
請求項２５に記載の表面測定装置。
【請求項２７】
前記物体の前記表面の前記領域に配置された前記サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は前記回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項２４に記載の表面測定装置。
【請求項２８】
前記制御モジュールは、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイント間の前記距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを更に制御する、
請求項２７に記載の表面測定装置。
【請求項２９】
前記光源および前記分散レンズアセンブリは、クロマティック共焦点技術により前記物体の前記表面を測定する、
請求項１６に記載の表面測定装置。
【請求項３０】
表面測定方法であって、
物体を一の回転速度で回転し、
測定モジュールが複数の測定位置の一つに位置される時に、前記測定モジュールによって前記物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一のサンプリング頻度で表面高さ測定を実行し、
前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記物体の前記回転速度を調整し
前記物体の回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、
前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記物体の前記回転速度を調整する、
表面測定方法。
【請求項３１】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの各々が、前記隣接するサンプリングポイントとの間において同じ距離を有する前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された２つの最も近いサンプリングポイントから離れて配置された時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが前記サンプリングルールに整合する、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項３２】
前記物体の前記回転速度又は前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を選択的に調整することは、
前記物体の前記回転速度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整することを備える、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項３３】
前記物体の前記回転速度を調整することは、
前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が維持されている時に、運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って回転プラットフォームの回転速度を調整することを更に備える、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項３４】
前記物体を前記回転速度で回転することは、
ウェハを前記物体に押圧すること、及び
前記ウェハを前記物体によって平滑化することを備える、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項３５】
作業領域が前記物体の上面に回転軸との間に第１の距離と第２の距離を夫々有する境界の間に画定され、前記物体の前記作業領域は前記ウェハを平滑化するように使用され、且つ前記ウェハが平滑化されている時に、前記測定モジュールは、分散レンズアセンブリを介して前記物体の前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの一部に対して前記表面高さ測定を選択的に実行し、且つ前記作業領域に配置された前記複数のサンプリングポイントの前記一部が前記サンプリングルールに整合する、
請求項３４に記載の表面測定方法。
【請求項３６】
前記測定位置は少なくとも第１の測定位置と第２の測定位置を備え、前記第１の距離は前記物体の前記表面上の前記第１の測定位置の突出の位置と前記回転軸との間の距離によって画定され、且つ前記第２の距離は前記物体の前記表面上の前記第２の測定位置の突出の位置と前記回転軸との間の距離によって画定される、
請求項３５に記載の表面測定方法。
【請求項３７】
前記測定モジュールによって前記物体の前記表面上の前記複数のサンプリングポイントに対して前記サンプリング頻度で前記表面高さ測定を実行することは、
前記測定モジュールによって測定すべきサンプリングポイントとなる複数のサンプリングポイントの一つに異なる波長を有する複数の光線を投射すること、
前記測定モジュールによって前記測定されるべきサンプリングポイントから反射された少なくとも一つの反射光線を取得すること、及び
前記測定モジュールによって前記少なくとも一つの反射光線の波長に従って前記測定すべきサンプリングポイントの表面高さに関連する波長強度分布を決定することを備える、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項３８】
前記測定モジュールによって得られた前記反射光線が第１の反射光と第２の反射光よりなる時に、前記少なくとも一つの反射光線の前記波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さを計算することは、
前記第１の反射光の第１の波長と前記第２の反射光の第２の波長に従って前記測定されるべきサンプリングポイントの第１の高さと第２の高さを計算すること、
前記第１の高さと前記第２の高さの間の差を計算すること、及び
前記第１の高さと前記第２の高さの間の前記差と屈折率に従って前記第２の高さを修正し、且つ前記測定されるべきサンプリングポイントの前記表面高さとして前記修正された第２の高さを設定することを備え、
前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、前記屈折率は、前記測定されるべきサンプリングポイントの前記第１の高さと前記第２の高さの間に位置される媒体に関連する、
請求項３７に記載の表面測定方法。
【請求項３９】
前記複数のサンプリングポイントの各々の前記表面高さに従って前記物体の表面粗さを得ることを更に備える、
請求項３８に記載の表面測定方法。
【請求項４０】
前記測定モジュールによって前記複数のサンプリングポイントの前記一つに前記光線を投射することは、前記測定されるべきサンプリングポイントに対して表面洗浄を実行することを備える、
請求項３９に記載の表面測定方法。
【請求項４１】
前記測定モジュールが前記複数のサンプリングポイントの一つに対して前記表面高さ測定を実行するときに、前記測定モジュールは前記物体の前記表面上のサンプリング領域に対して前記表面高さ測定を実行するように複数の測定信号を更に使用し、且つ前記サンプリング領域は前記サンプリングポイントに関連する、
請求項３０に記載の表面測定方法。
【請求項４２】
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントが渦線に沿って配置される時に、前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントは前記サンプリングルールに整合し、且つ前記渦線の中心は回転プラットフォームの回転軸上にある、
請求項４１に記載の表面測定方法。
【請求項４３】
前記測定モジュールは運動レバー上に配置され、前記物体は回転プラットフォーム上に配置され、且つ前記表面測定方法は、
前記物体の前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイントの前記隣接するサンプリングポイントとの間の距離が前記サンプリングルールに整合するように前記回転プラットフォームに対して移動するように前記運動レバーを制御することを更に備える、
請求項４２に記載の表面測定方法。
【請求項４４】
測定光線の各々は異なる波長を有する光よりなり、且つ前記測定モジュールは前記異なる波長を有する前記光が投射される前記サンプリング領域から反射された光線の強度に従って波長強度分布を決定する、
請求項４２に記載の表面測定方法。
【請求項４５】
前記表面測定方法は、クロマティック共焦点技術によりなされる、
請求項３１に記載の表面測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、回転プラットフォーム、運動レバー、測定モジュール及び制御モジュールを含む表面測定装置を提供する。回転プラットフォームは、物体を支持し且つその物体を一回転速度で回転する。運動レバーは、回転プラットフォームの上方に位置される。測定モジュールは、運動レバー上に配置され、且つ運動レバー上の複数の測定位置に対して移動可能である。測定位置の１つに位置されると、測定モジュールは、物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対して一サンプリング頻度で表面高さ測定を行う。制御モジュールは、前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記運動レバー上の前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、回転プラットフォーム、運動レバー、測定モジュール及び制御モジュールを含む他の表面測定装置を提供する。回転プラットフォームは物体を支持し、且つその物体を一回転速度で回転する。運動レバーは、回転プラットフォームの上方に位置する。測定モジュールは、光源、分散レンズアセンブリ、分光計及びガス噴射機構を含む。光源は、測定光線を提供する。分散レンズアセンブリは、光源に接続され、且つ運動レバー上の複数の測定位置へ移動可能である。分光計は、分散レンズアセンブリに接続される。分散レンズアセンブリが測定位置の一つに位置されると、光源は、分散レンズアセンブリを介して物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対してサンプリング頻度で測定光線を投射する。分光計は、サンプリングポイントから反射された反射光線を分析することによって波長強度分布を決定する。波長強度分布は、サンプリングポイントの表面高さに関連する。分散レンズアセンブリが測定光線をサンプリングポイントに投射すると、ガス噴射コンポーネントは、投射されるサンプリングポイントに対して表面清浄を実行する。制御モジュールは、前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの位置に従って前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整し、前記回転プラットフォームの回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記光源が前記運動レバー上の前記分散レンズアセンブリの前記位置に従って前記分散レンズアセンブリを通った前記測定光線を投影する前記サンプリング頻度を調整し、前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記回転プラットフォームの前記回転速度を調整する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
一つ以上の実施形態によれば、本開示は、以下のステップを含む表面測定方法を提供する。物体を一回転速度で回転させる。複数の回転位置の内の一つに位置されると、測定モジュールは、物体の表面上の複数のサンプリングポイントに対してあるサンプリング頻度で表面高さ測定を実行する。測定モジュールの測定ポイントに従って、物体の回転速度又は測定モジュールのサンプリング頻度は、物体の表面の少なくとも一領域におけるサンプリングポイント同士間の距離がサンプリングルールに整合するように、選択的に調整される。測定モジュールが複数の測手のポイントのうちの一つに配置されているときに前記測定モジュールによって前記物体の表面上の複数のサンプリングポイント上へ一サンプリング頻度における表面高さの測定を行い、前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記物体の前記回転速度を調整し、前記物体の回転速度が、事前設定速度に調整されるが、前記表面の少なくとも一つの領域に配置されたサンプリングポイント間の距離がサンプリングルールに整合しないときに前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記測定位置に従って前記測定モジュールの前記サンプリング頻度を調整し、前記測定モジュールの前記サンプリング頻度が事前設定頻度に調整されるが、前記表面の少なくとも前記領域に配置された前記サンプリングポイント間の距離が前記サンプリングルールに整合しないときに前記物体の前記回転速度を調整する。複数の測定位置の一つが配置されると、測定モジュールは、前記物体の表面上の複数のサンプリングポイント上で一のサンプリング頻度における表面高さ測定を実行する。前記測定モジュールの前記測定位置に従って、前記物体の前記回転速度または前記測定モジュールの前記サンプリング頻度は選択的に調整され、前記物体の前記表面の少なくとも一の領域における前記サンプリングポイント間の距離はサンプリングルールに整合する。
【外国語明細書】
2019049549000001.pdf