双面抛光晶圆干涉测量法及误差分析

为了实现双面抛光晶圆总厚度变化(TTV)和变形程度中弯曲度(Bow)和翘曲度(Warp)的测量,提出了一种干涉测量方法.采用两个带有标准镜的菲索式相移干涉仪对晶圆正反面同时进行测量,将测量所得晶圆正反面形貌与未放置晶圆时两个干涉仪的空腔形貌进行组合运算,可得到不受标准镜误差影响的双面抛光晶圆的表面相关参数.在组合运算中,由于两个标准镜未精确对准会产生映射误差,影响相关参数的测量结果.针对这一问题,在晶圆测量之前,将三点定位装置固定在两个标准镜之间,基于三点定圆定理不断调整两个标准镜的位置,可使映射误差极小,进而减小映射误差对测量结果的影响.实验结果表明,50 mm晶圆横向和纵向的映射误差分别为 21.592 μm和 37.480 μm,TTV、弯曲度和翘曲度分别为 0.198 μm、-0.326 μm和 1.423 μm.为了进一步验证调整方法的有效性,采用单个干涉仪对晶圆进行翻转测量,由测量结果可知晶圆的TTV、弯曲度和翘曲度分别为 0.208 μm、-0.326 μm和 1.415 μm.所提干涉法在调整好两个标准镜的位置后,可以方便快速的用于大批量大尺寸晶圆的测量,提高了晶圆的检测效率,同时具有较高的测量精度.