반도체 웨이퍼 두께의 고정밀 비접촉 측정 문제와 요구에 대해 레이저 공초점 기반의 고정밀 웨이퍼 두께 측정 방법을 제안하였다. 본 방법은 고해상도 음권 나노 이동대를 이용해 레이저 공초점 광탐침의 축 운동 스캔을 구동하며, 레이저 공초점 축 응답 곡선의 피크점이 대물 렌즈 초점에 해당하는 특성을 이용하여 측정 대상 웨이퍼의 상하 표면을 고정밀로 조준 및 위치 선정한다; 광선 추적 알고리즘을 통해 웨이퍼 표면의 각 샘플링 지점의 물리적 좌표를 정밀 계산하여 웨이퍼 두께의 고정밀 비접촉 측정을 실현하였다. 본 방법을 기반으로 레이저 공초점 반도체 웨이퍼 두께 측정 센서를 구축하였으며, 실험 및 분석 결과 이 센서의 축 방향 분해능이 5 nm 이내로 우수하며, 축 방향 스캔 범위는 5.7 mm에 달하고, 6종 웨이퍼 두께 측정 반복성이 100 nm 이내로 우수하며, 단일 측정 시간은 400 ms 이하임을 확인하였다. 공초점 초점 고정 기술을 반도체 측정 분야에 효과적으로 적용하여 웨이퍼 두께의 고정밀 무손상 온라인 측정을 위한 신기술을 제공하였다.

레이저 공초점;두께 측정;반도체 웨이퍼;광선 추적;고정밀;무손상 측정