JP2003075124A - ウエハの厚み測定装置 - Google Patents
ウエハの厚み測定装置Info
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- JP2003075124A JP2003075124A JP2001269624A JP2001269624A JP2003075124A JP 2003075124 A JP2003075124 A JP 2003075124A JP 2001269624 A JP2001269624 A JP 2001269624A JP 2001269624 A JP2001269624 A JP 2001269624A JP 2003075124 A JP2003075124 A JP 2003075124A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚みが30〜50μmの可撓性の
シリコンウエハであっても、透明な保護フィルムが積層
されているウエハであってもそのウエハ厚み、厚み分布
を高い精度で測定できる厚み測定装置の提供。 【解決手段】 投光手段と、2次元受光素子を備
える受光手段と信号処理手段を有する備えた光式センサ
10,10一対を被測定対象物が通過できる距離をもっ
て上下に固定した測定ステ−ジAに、吸引機能を有する
搭載台36に載せられた被測定対象物を移動し、投光手
段よりスリットビ−ムを被測定対象物の検出域に投光
し、検出域からの反射光を2次元受光素子(CCD)2
0に受光し、該2次元受光素子上の受光量分布のうち前
記投光手段に近い側にある第2の投光分布とから、検出
域にある被測定対象物の厚さ、高さまたは段差を信号処
理手段29で算出する厚み測定装置1。
シリコンウエハであっても、透明な保護フィルムが積層
されているウエハであってもそのウエハ厚み、厚み分布
を高い精度で測定できる厚み測定装置の提供。 【解決手段】 投光手段と、2次元受光素子を備
える受光手段と信号処理手段を有する備えた光式センサ
10,10一対を被測定対象物が通過できる距離をもっ
て上下に固定した測定ステ−ジAに、吸引機能を有する
搭載台36に載せられた被測定対象物を移動し、投光手
段よりスリットビ−ムを被測定対象物の検出域に投光
し、検出域からの反射光を2次元受光素子(CCD)2
0に受光し、該2次元受光素子上の受光量分布のうち前
記投光手段に近い側にある第2の投光分布とから、検出
域にある被測定対象物の厚さ、高さまたは段差を信号処
理手段29で算出する厚み測定装置1。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚みが20〜15
0μmと薄厚の可撓性ウエハの肉厚および厚み分布、並
びに、保護樹脂フィルムによりデバイスパタ−ンが保護
されている薄厚ウエハのウエハ部分の厚みおよび厚み分
布を測定できるウエハの厚み測定装置に関する。
0μmと薄厚の可撓性ウエハの肉厚および厚み分布、並
びに、保護樹脂フィルムによりデバイスパタ−ンが保護
されている薄厚ウエハのウエハ部分の厚みおよび厚み分
布を測定できるウエハの厚み測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板の製造において、得られる半
導体基板の製造失敗の原因を究明しやすくするため製造
の前工程、後工程等における次工程に進む前に加工され
た基板をテストし、評価することが行なわれる。ウエハ
の厚みを測定することもその一例である。ウエハの厚み
測定装置としては、静電容量式厚み計が一般に使用され
ている(特開平5−67660号)。一般にウエハ(基
板)の厚みは、基板の中心点の厚み、基板の中心点
を通る2つの直角交差線上の定められた9点の位置の厚
さ、基板の中心点を通る4本の交差線により形成され
る断面形状を示す厚み分布が測定される。
導体基板の製造失敗の原因を究明しやすくするため製造
の前工程、後工程等における次工程に進む前に加工され
た基板をテストし、評価することが行なわれる。ウエハ
の厚みを測定することもその一例である。ウエハの厚み
測定装置としては、静電容量式厚み計が一般に使用され
ている(特開平5−67660号)。一般にウエハ(基
板)の厚みは、基板の中心点の厚み、基板の中心点
を通る2つの直角交差線上の定められた9点の位置の厚
さ、基板の中心点を通る4本の交差線により形成され
る断面形状を示す厚み分布が測定される。
【0003】基板の径が200mmから300mmと拡
径するにつれ、より多くのチップを採取できるように基
板の周縁近傍まで、例えば1mm近傍までデバイス模様
を印刷し、形成することが試みられている。
径するにつれ、より多くのチップを採取できるように基
板の周縁近傍まで、例えば1mm近傍までデバイス模様
を印刷し、形成することが試みられている。
【0004】また、スマ−トカ−ド、フラッシュメモリ
−カ−ドのように厚みが30〜150μm、好ましくは
50〜120μmの薄厚基板も提案され、一部実用化さ
れている。更に、デバイス面を保護樹脂フィルムで被覆
し、基板裏面をバックグラインド(裏面研削)し、洗浄
後、さらに研削面を研磨(特開2000−254857
号)した基板、基板裏面をバックグラインド(裏面研
削)し、洗浄後、さらに研削面をエッチング(特開平1
1−265869号)した基板、フレ−ムに貼設された
粘着テ−プ上に保護樹脂フィルムでデバイス面が保護さ
れたウエハを貼付し、ついで保護樹脂フィルムを剥離し
た基板等の基板の厚みを測定することも試みられてい
る。
−カ−ドのように厚みが30〜150μm、好ましくは
50〜120μmの薄厚基板も提案され、一部実用化さ
れている。更に、デバイス面を保護樹脂フィルムで被覆
し、基板裏面をバックグラインド(裏面研削)し、洗浄
後、さらに研削面を研磨(特開2000−254857
号)した基板、基板裏面をバックグラインド(裏面研
削)し、洗浄後、さらに研削面をエッチング(特開平1
1−265869号)した基板、フレ−ムに貼設された
粘着テ−プ上に保護樹脂フィルムでデバイス面が保護さ
れたウエハを貼付し、ついで保護樹脂フィルムを剥離し
た基板等の基板の厚みを測定することも試みられてい
る。
【0005】前記静電容量式厚み計では、ウエハ周縁部
の3mm近傍の厚みは測定困難で、300mm径のウエ
ハでは295〜297mm幅の厚み範囲しか測定できな
い。また、可撓性ウエハや樹脂フィルム貼付ウエハで
は、ウエハ厚み測定に誤差が生じ易いことが判明した。
の3mm近傍の厚みは測定困難で、300mm径のウエ
ハでは295〜297mm幅の厚み範囲しか測定できな
い。また、可撓性ウエハや樹脂フィルム貼付ウエハで
は、ウエハ厚み測定に誤差が生じ易いことが判明した。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、樹脂フ
ィルムや紙の厚みを測定するのに用いられている光式変
位センサとも光式厚さセンサとも呼ばれる光式センサを
基板の厚みの測定に利用できないかと種々の光式センサ
を検討したところ、投光手段と、受光手段と信号処理手
段を有する備えた光式センサであり、前記投光手段は投
光手段と受光手段との並び方向に対して垂直方向に細長
く伸びたスリットビ−ムを被測定対象物の検出域に投光
するものであり、前記受光手段は、前記検出域からの反
射光を集光する集光レンズと、該集光レンズを介して受
光する2次元受光素子とを有するものであり、前記信号
処理手段は、前記受光手段の2次元受光素子上の受光量
分布のうち前記投光手段に近い側にある第2の受光分布
とから、検出域にある被測定対象物のの厚さ、高さまた
は段差を算出するものである信号処理手段を備える光式
センサ(特開2000−28317号、同2000−9
7629号、同2000−97630号、同2000−
93634号、同2000−93635号公報参照)、
例えば、オムロン株式会社のZ300−S2(商品名)
は、不透明物も透明物も厚みが測定でき、しかもウエハ
の周縁部0.5mm近傍まで(300mmウエハの29
9mm幅)測定できることを見出し、この光式センサを
利用し、基板の厚み測定に適した構造に設計した厚み測
定装置を提供するものである。
ィルムや紙の厚みを測定するのに用いられている光式変
位センサとも光式厚さセンサとも呼ばれる光式センサを
基板の厚みの測定に利用できないかと種々の光式センサ
を検討したところ、投光手段と、受光手段と信号処理手
段を有する備えた光式センサであり、前記投光手段は投
光手段と受光手段との並び方向に対して垂直方向に細長
く伸びたスリットビ−ムを被測定対象物の検出域に投光
するものであり、前記受光手段は、前記検出域からの反
射光を集光する集光レンズと、該集光レンズを介して受
光する2次元受光素子とを有するものであり、前記信号
処理手段は、前記受光手段の2次元受光素子上の受光量
分布のうち前記投光手段に近い側にある第2の受光分布
とから、検出域にある被測定対象物のの厚さ、高さまた
は段差を算出するものである信号処理手段を備える光式
センサ(特開2000−28317号、同2000−9
7629号、同2000−97630号、同2000−
93634号、同2000−93635号公報参照)、
例えば、オムロン株式会社のZ300−S2(商品名)
は、不透明物も透明物も厚みが測定でき、しかもウエハ
の周縁部0.5mm近傍まで(300mmウエハの29
9mm幅)測定できることを見出し、この光式センサを
利用し、基板の厚み測定に適した構造に設計した厚み測
定装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、投
光手段と、受光手段と信号処理手段を有する備えた光式
センサであり、前記投光手段は投光手段と受光手段との
並び方向に対して垂直方向に細長く伸びたスリットビ−
ムを被測定対象物の検出域に投光するものであり、前記
受光手段は、前記検出域からの反射光を集光する集光レ
ンズと、該集光レンズを介して受光する2次元受光素子
とを有するものであり、前記信号処理手段は、前記受光
手段の2次元受光素子上の受光量分布のうち前記投光手
段に近い側にある第2の投光分布とから、検出域にある
被測定対象物の厚さ、高さまたは段差を算出する信号処
理手段である光式センサを用いて、被測定対象物である
ウエハの厚みを測定する厚み測定装置であって、該厚み
測定装置は、厚み測定装置の基台上に立設した支持体に
前記一対の光式センサを被測定対象物が通過できる距離
をもって上下に固定した測定ステ−ジ、前記測定ステ−
ジの前方に設けたテ−ブルを前後方向に移動させるサ−
ボ機能を有する移動機構、上下に流体通路を有する支持
管を前記テ−ブルに立設し、該支持管の上部フランジ部
に支持管の流体通路に連通する流体通路を有する円盤状
下プレ−トを固定し、円盤状下プレ−トの上面に前記光
式センサが通過できる切り欠き部を少なくとも8箇所等
間隔に設けた円筒状支持体を固定して設け、底部に流体
通路室を有する円盤状枠プレ−トを前記円筒状支持体の
上部に固定し、該円盤状枠プレ−ト内に光式センサの投
光部より投光された光が被測定対象物に達し、その反射
光が光式センサに達するように少なくとも4条の溝が円
盤状枠プレ−トの軸心で交差して形成されるように吸引
部材を敷設して被測定対象物搭載台を形成し、円盤状下
プレ−トの流体通路と円盤状枠プレ−トの流体通路室を
管で連通させ、支持管の流体通路に減圧空気供給管と加
圧空気供給管が切替えられる切替えバルブを有する管が
結合されている被測定対象物搭載ステ−ジ(但し、被測
定対象物搭載ステ−ジを構成する支持管の軸心、円盤状
下プレ−トの軸心、円筒状支持体の軸心および円盤状枠
プレ−トの軸心は同一鉛直線上に存在する。)、およ
び、前記支持管を水平方向に回動させるサ−ボ機能を有
する回動機構、とを備えることを特徴とするウエハの厚
み測定装置を提供するものである。
光手段と、受光手段と信号処理手段を有する備えた光式
センサであり、前記投光手段は投光手段と受光手段との
並び方向に対して垂直方向に細長く伸びたスリットビ−
ムを被測定対象物の検出域に投光するものであり、前記
受光手段は、前記検出域からの反射光を集光する集光レ
ンズと、該集光レンズを介して受光する2次元受光素子
とを有するものであり、前記信号処理手段は、前記受光
手段の2次元受光素子上の受光量分布のうち前記投光手
段に近い側にある第2の投光分布とから、検出域にある
被測定対象物の厚さ、高さまたは段差を算出する信号処
理手段である光式センサを用いて、被測定対象物である
ウエハの厚みを測定する厚み測定装置であって、該厚み
測定装置は、厚み測定装置の基台上に立設した支持体に
前記一対の光式センサを被測定対象物が通過できる距離
をもって上下に固定した測定ステ−ジ、前記測定ステ−
ジの前方に設けたテ−ブルを前後方向に移動させるサ−
ボ機能を有する移動機構、上下に流体通路を有する支持
管を前記テ−ブルに立設し、該支持管の上部フランジ部
に支持管の流体通路に連通する流体通路を有する円盤状
下プレ−トを固定し、円盤状下プレ−トの上面に前記光
式センサが通過できる切り欠き部を少なくとも8箇所等
間隔に設けた円筒状支持体を固定して設け、底部に流体
通路室を有する円盤状枠プレ−トを前記円筒状支持体の
上部に固定し、該円盤状枠プレ−ト内に光式センサの投
光部より投光された光が被測定対象物に達し、その反射
光が光式センサに達するように少なくとも4条の溝が円
盤状枠プレ−トの軸心で交差して形成されるように吸引
部材を敷設して被測定対象物搭載台を形成し、円盤状下
プレ−トの流体通路と円盤状枠プレ−トの流体通路室を
管で連通させ、支持管の流体通路に減圧空気供給管と加
圧空気供給管が切替えられる切替えバルブを有する管が
結合されている被測定対象物搭載ステ−ジ(但し、被測
定対象物搭載ステ−ジを構成する支持管の軸心、円盤状
下プレ−トの軸心、円筒状支持体の軸心および円盤状枠
プレ−トの軸心は同一鉛直線上に存在する。)、およ
び、前記支持管を水平方向に回動させるサ−ボ機能を有
する回動機構、とを備えることを特徴とするウエハの厚
み測定装置を提供するものである。
【0008】被測定対象物であるウエハを搭載ステ−ジ
に載置してから光式センサを固定した測定ステ−ジ側へ
と移動し、測定ステ−ジでウエハの肉厚を測定するの
で、光式センサをウエハ搭載ステ−ジに移動させる方式
よりも移動時の振動が光式センサに与える影響が小さ
く、測定厚みの誤差が小さい。また、搭載ステ−ジの被
測定対象物搭載台は、サ−ボ機構を有するリニア駆動も
しくは回転駆動で位置合わせを行なうので、位置合わせ
が自動化でき、かつ、予め、光式センサの光軸が被測定
対象物搭載台の軸芯と一致した位置を0点と決めておけ
ば、光式センサの信号処理手段で算出される厚み分布の
ウエハの中心点位置はこの0点に一致するので、デ−タ
処理が容易となる。
に載置してから光式センサを固定した測定ステ−ジ側へ
と移動し、測定ステ−ジでウエハの肉厚を測定するの
で、光式センサをウエハ搭載ステ−ジに移動させる方式
よりも移動時の振動が光式センサに与える影響が小さ
く、測定厚みの誤差が小さい。また、搭載ステ−ジの被
測定対象物搭載台は、サ−ボ機構を有するリニア駆動も
しくは回転駆動で位置合わせを行なうので、位置合わせ
が自動化でき、かつ、予め、光式センサの光軸が被測定
対象物搭載台の軸芯と一致した位置を0点と決めておけ
ば、光式センサの信号処理手段で算出される厚み分布の
ウエハの中心点位置はこの0点に一致するので、デ−タ
処理が容易となる。
【0009】さらに、ウエハは被測定対象物搭載台に減
圧吸引されて固定されるので薄厚の可撓性ウエハであっ
てもたわむことがないので、測定誤差が小さい。さら
に、厚み測定後は、加圧空気を被測定対象物搭載台下面
の流体通路室に供給すればウエハを搭載ステ−ジから容
易に外すことができる。
圧吸引されて固定されるので薄厚の可撓性ウエハであっ
てもたわむことがないので、測定誤差が小さい。さら
に、厚み測定後は、加圧空気を被測定対象物搭載台下面
の流体通路室に供給すればウエハを搭載ステ−ジから容
易に外すことができる。
【0010】本発明の請求項2は、前記ウエハの厚み測
定装置において、光式センサの信号処理手段は、更に、
被測定対象物の屈折率記録手段を備えることを特徴とす
る。
定装置において、光式センサの信号処理手段は、更に、
被測定対象物の屈折率記録手段を備えることを特徴とす
る。
【0011】キャリブレ−ションして予め被測定対象物
の屈折率を求め、この屈折率の値を信号処理手段の制御
装置の記憶部に保持しておくことにより、算出された厚
さに基づいて検出息に存在する所定厚さの被測定対象物
の屈折率に対応する値を求めることができる。
の屈折率を求め、この屈折率の値を信号処理手段の制御
装置の記憶部に保持しておくことにより、算出された厚
さに基づいて検出息に存在する所定厚さの被測定対象物
の屈折率に対応する値を求めることができる。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の光式センサを備えたウエハの厚み測
定装置の平面図、図2はウエハの厚み測定装置の正面
図、図3はウエハの厚み測定装置の側面図、図4は本発
明に用いる光式センサの構成を示すブロック図、図5は
光式センサのアプリケ−ションメニュ−の図、図6は光
式センサと被測定対象物までの距離および各部の関係を
示す図、図7は2個の光式センサを用い、裏面研削され
たウエハの厚みを測定している状態を示す図、および図
8は裏面研削されたウエハのデバイス面に貼付された透
明の保護樹脂フィルムが光式センサの2次元受光素子C
CD上で表した受光量分布を示す図である。
る。図1は本発明の光式センサを備えたウエハの厚み測
定装置の平面図、図2はウエハの厚み測定装置の正面
図、図3はウエハの厚み測定装置の側面図、図4は本発
明に用いる光式センサの構成を示すブロック図、図5は
光式センサのアプリケ−ションメニュ−の図、図6は光
式センサと被測定対象物までの距離および各部の関係を
示す図、図7は2個の光式センサを用い、裏面研削され
たウエハの厚みを測定している状態を示す図、および図
8は裏面研削されたウエハのデバイス面に貼付された透
明の保護樹脂フィルムが光式センサの2次元受光素子C
CD上で表した受光量分布を示す図である。
【0013】本発明のウエハの厚み測定装置1は主とし
て、一対の光式センサを備える測定ステ−ジA、被測定
対象物搭載ステ−ジB、該被測定対象物搭載ステ−ジを
測定ステ−ジ側へ移動または測定ステ−ジ側から遠ざけ
るサ−ボ機能を有する移動機構C、および被測定対象物
搭載ステ−ジを回動させるサ−ボ機能を有する回動機構
Dよりなる。
て、一対の光式センサを備える測定ステ−ジA、被測定
対象物搭載ステ−ジB、該被測定対象物搭載ステ−ジを
測定ステ−ジ側へ移動または測定ステ−ジ側から遠ざけ
るサ−ボ機能を有する移動機構C、および被測定対象物
搭載ステ−ジを回動させるサ−ボ機能を有する回動機構
Dよりなる。
【0014】図1、図2および図3に示すように、測定
ステ−ジAは、基台2上に立設した支柱3に固定した支
持フレ−ム4に2次元CCDを備える光式センサ10,
10を厚さ測定装置の被測定対象物が通過できる距離を
隔てて上下に固定する構造をとる。
ステ−ジAは、基台2上に立設した支柱3に固定した支
持フレ−ム4に2次元CCDを備える光式センサ10,
10を厚さ測定装置の被測定対象物が通過できる距離を
隔てて上下に固定する構造をとる。
【0015】被測定対象物搭載ステ−ジBは、上下に流
体通路31aを有する支持管31をテ−ブル30に立設
し、該支持管の上部フランジ部31bに支持管の流体通
路31aに連通する流体通路32a(32bは栓であ
る)を有する円盤状下プレ−ト32を固定し、円盤状下
プレ−トの上面に前記光式センサ10が通過できる切り
欠き部33aを少なくとも8箇所等間隔に設けた円筒状
支持体33を固定して設け、底部に流体通路室35aを
有する円盤状枠プレ−ト35を前記円筒状支持体の上部
に固定し、該円盤状枠プレ−ト35内に光式センサ10
の投光部(投光素子)13より投光された光が被測定対
象物に達し、その反射光が光式センサ10の2次元受光
素子CCD20に達するように少なくとも4条の溝36
a,36a…が円盤状枠プレ−トの軸心Oで交差して形
成されるように吸引部材8個36b,36b…を敷設し
て被測定対象物搭載台36を形成し、円盤状下プレ−ト
の流体通路32aと円盤状枠プレ−ト35の流体通路室
35aを管34,34で連通させ、支持管の流体通路3
1aに減圧空気供給管37と加圧空気供給管38が切替
えられる切替えバルブ39を有する管40がロ−タリ−
ジョイント41を介して結合されている構造を取ってい
る。
体通路31aを有する支持管31をテ−ブル30に立設
し、該支持管の上部フランジ部31bに支持管の流体通
路31aに連通する流体通路32a(32bは栓であ
る)を有する円盤状下プレ−ト32を固定し、円盤状下
プレ−トの上面に前記光式センサ10が通過できる切り
欠き部33aを少なくとも8箇所等間隔に設けた円筒状
支持体33を固定して設け、底部に流体通路室35aを
有する円盤状枠プレ−ト35を前記円筒状支持体の上部
に固定し、該円盤状枠プレ−ト35内に光式センサ10
の投光部(投光素子)13より投光された光が被測定対
象物に達し、その反射光が光式センサ10の2次元受光
素子CCD20に達するように少なくとも4条の溝36
a,36a…が円盤状枠プレ−トの軸心Oで交差して形
成されるように吸引部材8個36b,36b…を敷設し
て被測定対象物搭載台36を形成し、円盤状下プレ−ト
の流体通路32aと円盤状枠プレ−ト35の流体通路室
35aを管34,34で連通させ、支持管の流体通路3
1aに減圧空気供給管37と加圧空気供給管38が切替
えられる切替えバルブ39を有する管40がロ−タリ−
ジョイント41を介して結合されている構造を取ってい
る。
【0016】被測定対象物搭載ステ−ジBの前記被測定
対象物搭載ステ−ジを構成する支持管の軸心、円盤状下
プレ−トの軸心、円筒状支持体の軸心および円盤状枠プ
レ−トの軸心は同一鉛直線上Zに存在する。
対象物搭載ステ−ジを構成する支持管の軸心、円盤状下
プレ−トの軸心、円筒状支持体の軸心および円盤状枠プ
レ−トの軸心は同一鉛直線上Zに存在する。
【0017】被測定対象物搭載台36を形成する吸引部
材36bの材質としては、ポリ(テトラフロロエチレ
ン)、ポリ(トリフロロモノクロロエチレン)、ナイロ
ン、ポリアセタ−ル、ポリスルホン等の樹脂燒結体が挙
げられる。このものは連通する微細な空隙を有し、表面
が平滑な成形体である。よって、支持管31の流体通路
31aを減圧すれば、被測定対象物搭載台36上に載置
された被測定対象物は搭載台36上に減圧(バキュ−
ム)固定される。逆に、支持管31の流体通路31aに
加圧空気を供給すれば、被測定対象物搭載台36上に載
置された被測定対象物は浮き上がる。これら8個の吸引
部材36bは、光式センサの投光素子から照射された光
が被測定対象物に入射し、その反射光が光式センサの受
光素子に到るように0.5〜3mmの隙間をもって交差
した4条の線状溝36aを形成するよう敷設される。
材36bの材質としては、ポリ(テトラフロロエチレ
ン)、ポリ(トリフロロモノクロロエチレン)、ナイロ
ン、ポリアセタ−ル、ポリスルホン等の樹脂燒結体が挙
げられる。このものは連通する微細な空隙を有し、表面
が平滑な成形体である。よって、支持管31の流体通路
31aを減圧すれば、被測定対象物搭載台36上に載置
された被測定対象物は搭載台36上に減圧(バキュ−
ム)固定される。逆に、支持管31の流体通路31aに
加圧空気を供給すれば、被測定対象物搭載台36上に載
置された被測定対象物は浮き上がる。これら8個の吸引
部材36bは、光式センサの投光素子から照射された光
が被測定対象物に入射し、その反射光が光式センサの受
光素子に到るように0.5〜3mmの隙間をもって交差
した4条の線状溝36aを形成するよう敷設される。
【0018】搭載されるウエハの軸芯Oを搭載台36の
軸心Zに一致させやすいように、ウエハに付されている
ノッチまたは切り欠きまたはトンボ(目印)位置に符号
させてウエハを載置するよう円盤状枠プレ−ト35の枠
上面には、トンボ(目印)を付してもよい。また、ウエ
ハ芯出装置(位置合わせ機構)を搭載ステ−ジBに付属
させてもよい。
軸心Zに一致させやすいように、ウエハに付されている
ノッチまたは切り欠きまたはトンボ(目印)位置に符号
させてウエハを載置するよう円盤状枠プレ−ト35の枠
上面には、トンボ(目印)を付してもよい。また、ウエ
ハ芯出装置(位置合わせ機構)を搭載ステ−ジBに付属
させてもよい。
【0019】移動機構Cは被測定対象物搭載ステ−ジB
を測定ステ−ジA側へ移動または測定ステ−ジ側から遠
ざけるものである。この移動機構Cは、テ−ブル30の
下面に設けられた案内部材30aが基台2上に設けられ
たレ−ル51,51上を移動する構造となっている。図
1、図2および図3では、ボ−ルネジ52に螺合した螺
合体53が固定部材54によりテ−ブル下面に固定さ
れ、サ−ボモ−タ55の回転駆動をボ−ルネジの軸に設
けたプ−リ−が受けてボ−ルネジ52を回転駆動させて
テ−ブル30を直線位上に移動させる構造を取ってい
る。テ−ブル30の移動機構の駆動は、リニアサ−ボ機
構を備えたリニアモ−タ駆動であっても、油圧シリンダ
駆動であってもよい。
を測定ステ−ジA側へ移動または測定ステ−ジ側から遠
ざけるものである。この移動機構Cは、テ−ブル30の
下面に設けられた案内部材30aが基台2上に設けられ
たレ−ル51,51上を移動する構造となっている。図
1、図2および図3では、ボ−ルネジ52に螺合した螺
合体53が固定部材54によりテ−ブル下面に固定さ
れ、サ−ボモ−タ55の回転駆動をボ−ルネジの軸に設
けたプ−リ−が受けてボ−ルネジ52を回転駆動させて
テ−ブル30を直線位上に移動させる構造を取ってい
る。テ−ブル30の移動機構の駆動は、リニアサ−ボ機
構を備えたリニアモ−タ駆動であっても、油圧シリンダ
駆動であってもよい。
【0020】被測定対象物搭載ステ−ジBの搭載台36
を回動させるサ−ボ機能を有する回動機構Dは、位置を
検出するパルス信号を発するサ−ボ機構61を備えるモ
−タの軸60aに設けたプ−リ62が軸の回転駆動をベ
ルト63により前記搭載ステ−ジAの支持管31の下方
に設けたプ−リ43に伝達することにより行なう構造を
取っている。
を回動させるサ−ボ機能を有する回動機構Dは、位置を
検出するパルス信号を発するサ−ボ機構61を備えるモ
−タの軸60aに設けたプ−リ62が軸の回転駆動をベ
ルト63により前記搭載ステ−ジAの支持管31の下方
に設けたプ−リ43に伝達することにより行なう構造を
取っている。
【0021】光式センサ10は、図4および図7に示す
ように、投光手段11と、受光手段17と信号処理手段
25を有する備えた光式センサである。前記投光手段1
1は、光ビ−ムを被測定対象物18の検出域に投光する
ものであり、駆動回路12によって駆動される発光ダイ
オ−ドやレ−ザダイオ−ド等の投光素子13と、投光素
子より照射された光を平行光とする14、投光手段11
と受光手段17との並び方向(X軸方向)に対して垂直
方向(Y軸方向)に細長く伸びたスリットを有するスリ
ット板15およびシリンドリカルレンズ16を有してい
る。シリンドリカルレンズ16はスリット板15のスリ
ットを通過した狭いスリット状の光を更にX軸方向に収
束させる。
ように、投光手段11と、受光手段17と信号処理手段
25を有する備えた光式センサである。前記投光手段1
1は、光ビ−ムを被測定対象物18の検出域に投光する
ものであり、駆動回路12によって駆動される発光ダイ
オ−ドやレ−ザダイオ−ド等の投光素子13と、投光素
子より照射された光を平行光とする14、投光手段11
と受光手段17との並び方向(X軸方向)に対して垂直
方向(Y軸方向)に細長く伸びたスリットを有するスリ
ット板15およびシリンドリカルレンズ16を有してい
る。シリンドリカルレンズ16はスリット板15のスリ
ットを通過した狭いスリット状の光を更にX軸方向に収
束させる。
【0022】受光手段17は、前記検出域からの反射光
を集光する集光レンズ19と、該集光レンズを介して受
光する2次元の受光素子20、例えばCCDとCCDド
ライバ21を有するものである。2次元の受光素子20
は、CCDに限らず、BBD、CPD等の他の固体撮像
デバイスやビジコン撮像管を用いてもよい。実施例では
256画素X256画素のCCDを用いた。
を集光する集光レンズ19と、該集光レンズを介して受
光する2次元の受光素子20、例えばCCDとCCDド
ライバ21を有するものである。2次元の受光素子20
は、CCDに限らず、BBD、CPD等の他の固体撮像
デバイスやビジコン撮像管を用いてもよい。実施例では
256画素X256画素のCCDを用いた。
【0023】CCD20には図4に示すようにCCDド
ライバ21が接続され、各画素信号はCCDドライバ2
1によって読み出される。読み出された信号は、増幅器
22によって増幅され、A/D変換器23によってA/
D変換されて画像メモリ24に転送される。画像メモリ
24は転送された一画面分の画像信号を記憶するもので
ある。画像メモリ24には演算処理手段25が接続さ
れ、演算処理手段25はピ−ク位置算出のためのレジス
タやマイクロコンピュ−タを有し、画像メモリ24のデ
−タに基づいてピ−ク位置を検出し、被測定対象物18
までの距離や被測定対象物の検出物体の厚み等を検出す
る。
ライバ21が接続され、各画素信号はCCDドライバ2
1によって読み出される。読み出された信号は、増幅器
22によって増幅され、A/D変換器23によってA/
D変換されて画像メモリ24に転送される。画像メモリ
24は転送された一画面分の画像信号を記憶するもので
ある。画像メモリ24には演算処理手段25が接続さ
れ、演算処理手段25はピ−ク位置算出のためのレジス
タやマイクロコンピュ−タを有し、画像メモリ24のデ
−タに基づいてピ−ク位置を検出し、被測定対象物18
までの距離や被測定対象物の検出物体の厚み等を検出す
る。
【0024】前記増幅器22の出力端には映像信号を外
部に出力するためのバッファアンプ26およびビデオ出
力端子27が接続されている。これら増幅器22、A/
D変換機23、画像メモリ24および演算処理手段2
5、バッファアンプ26およびは、受光素子20に得ら
れる受光量分布に基づいて、被測定対象物18までの距
離や被測定対象物の検出物体の厚み等を算出する信号処
理手段29を構成する。
部に出力するためのバッファアンプ26およびビデオ出
力端子27が接続されている。これら増幅器22、A/
D変換機23、画像メモリ24および演算処理手段2
5、バッファアンプ26およびは、受光素子20に得ら
れる受光量分布に基づいて、被測定対象物18までの距
離や被測定対象物の検出物体の厚み等を算出する信号処
理手段29を構成する。
【0025】ビデオ出力端子27には画像表示手段28
が接続され、操者は画像表示手段28の画面でCCD2
0から出力されるモニタ画像を見ることができる。
が接続され、操者は画像表示手段28の画面でCCD2
0から出力されるモニタ画像を見ることができる。
【0026】受光素子CCD20は周期的に電荷蓄積時
間と電荷転送時間を繰返しており、電荷蓄積時間で蓄積
された電荷が画像メモリ24に転送されるので、投光時
間のパルス幅を変化させることにより投光レベル(感
度)を調整できる。感度調整はCCDのダイナミックレ
ンジの範囲内で出力が直線的に得られる高いレベルとす
ることで、ピ−ク位置の検出を正確に行なうことができ
る。
間と電荷転送時間を繰返しており、電荷蓄積時間で蓄積
された電荷が画像メモリ24に転送されるので、投光時
間のパルス幅を変化させることにより投光レベル(感
度)を調整できる。感度調整はCCDのダイナミックレ
ンジの範囲内で出力が直線的に得られる高いレベルとす
ることで、ピ−ク位置の検出を正確に行なうことができ
る。
【0027】ピ−ク位置が検出できれば、その位置は被
測定対象物の検出体までの距離に対応するので、被測定
対象物までの距離が近ければ画像表示パネル28でモニ
タされるピ−ク位置は左方向に移動し、距離が短かけれ
ば右方向に移動する。従って、被測定対象物18を搭載
台36の所定位置に配置した際にその反射光がほぼモニ
タが画像の中心位置にピ−クが得られるように光式セン
サ10を取り付ける。言いかえれば、被測定対象物18
をCCDのほぼ中心位置となるようにセンサヘッドを固
定する。また、画像表示パネル28からCCDの受光状
態を確認できることは、検出物体が変化したとき、正常
なレベルの反射光が得られているか否か、および光式セ
ンサの取付位置が適切か否か常に確認できる。
測定対象物の検出体までの距離に対応するので、被測定
対象物までの距離が近ければ画像表示パネル28でモニ
タされるピ−ク位置は左方向に移動し、距離が短かけれ
ば右方向に移動する。従って、被測定対象物18を搭載
台36の所定位置に配置した際にその反射光がほぼモニ
タが画像の中心位置にピ−クが得られるように光式セン
サ10を取り付ける。言いかえれば、被測定対象物18
をCCDのほぼ中心位置となるようにセンサヘッドを固
定する。また、画像表示パネル28からCCDの受光状
態を確認できることは、検出物体が変化したとき、正常
なレベルの反射光が得られているか否か、および光式セ
ンサの取付位置が適切か否か常に確認できる。
【0028】ピ−ク位置が検出できれば、その位置は検
出物体までの距離に対応しているので、ピ−ク位置より
検出物体までの距離を算出することができる。図5にオ
ムロン株式会社の光式センサZ300−S2(商品名)
のアプリケ−ション メニュ−の一例を示す。例示した
検出物体までの距離、段差、不透明物体の厚み、透明体
の厚みの他に、検出物体に設けられた孔の深さ、突起物
の高さ等も測定できる。
出物体までの距離に対応しているので、ピ−ク位置より
検出物体までの距離を算出することができる。図5にオ
ムロン株式会社の光式センサZ300−S2(商品名)
のアプリケ−ション メニュ−の一例を示す。例示した
検出物体までの距離、段差、不透明物体の厚み、透明体
の厚みの他に、検出物体に設けられた孔の深さ、突起物
の高さ等も測定できる。
【0029】図6は不透明の検出物体18の表面までの
距離を測定する例示である。受光レンズ19の中心から
の投光軸までの距離をK、投光軸とこの線分に交差する
点からの検出物体18までの距離をLとし、受講レンズ
19の中心からCCDまでの投光軸に平行な線分をDと
する。また、CCD20と線分Dとの交点からCCD2
0の端部までの距離をJ、端部から反射光の結像位置ま
での距離をEとする。反射光軸と投光軸、線分Kからな
る三角形および、反射光軸と線分D、CCD20の受光
面上でこれらを結ぶ線分でなす三角形は相似するので、
次の関係式が成り立つ。 L:K=D:J−E よって、検出物体18までの距離Lは、L=K/D/
(J−E)で算出される。そして光式センサ10におい
て線分K,D,Jの距離は定数であるので、CCDの受
光分布により定まるEに基づいて光式センサから検出物
体18までの距離Lが算出される(特開2000−28
317号公報参照)。なお、LとKの交点から光式セン
サ10のケ−ス前面までの距離をQとすると物体までの
距離は、L−Qと考えられる。
距離を測定する例示である。受光レンズ19の中心から
の投光軸までの距離をK、投光軸とこの線分に交差する
点からの検出物体18までの距離をLとし、受講レンズ
19の中心からCCDまでの投光軸に平行な線分をDと
する。また、CCD20と線分Dとの交点からCCD2
0の端部までの距離をJ、端部から反射光の結像位置ま
での距離をEとする。反射光軸と投光軸、線分Kからな
る三角形および、反射光軸と線分D、CCD20の受光
面上でこれらを結ぶ線分でなす三角形は相似するので、
次の関係式が成り立つ。 L:K=D:J−E よって、検出物体18までの距離Lは、L=K/D/
(J−E)で算出される。そして光式センサ10におい
て線分K,D,Jの距離は定数であるので、CCDの受
光分布により定まるEに基づいて光式センサから検出物
体18までの距離Lが算出される(特開2000−28
317号公報参照)。なお、LとKの交点から光式セン
サ10のケ−ス前面までの距離をQとすると物体までの
距離は、L−Qと考えられる。
【0030】従って、光式センサ10から搭載台36ま
での距離L1が判明すれば、被測定対象物18の厚みt
はL1−Lとして算出される。なお、光式センサ10か
ら搭載台36までの距離L1は光式センサ10で測定で
きる。
での距離L1が判明すれば、被測定対象物18の厚みt
はL1−Lとして算出される。なお、光式センサ10か
ら搭載台36までの距離L1は光式センサ10で測定で
きる。
【0031】図7は、被測定対象物18が裏面研削され
たデバイス基板である例を示すものである。不透明のシ
リコン基板18aのデバイス面表面を透明の保護樹脂フ
ィルム18bで被覆した裏面研削盤18を、保護樹脂フ
ィルム18b側が上向きとなるように搭載ステ−ジBの
搭載台36に載せる。被測定対象物18の保護樹脂フィ
ルム18bは透明体であるので、その表面と裏面とから
同時に反射光が得られ、図8に示す平行な2本のピ−ク
画像が画像表示パネル28に表示される。この受光パタ
−ンの間隔に基づいて透明樹脂フィルム18bの厚みt
2が算出される(特開2000−28317号、同20
00−97635号公報参照)。
たデバイス基板である例を示すものである。不透明のシ
リコン基板18aのデバイス面表面を透明の保護樹脂フ
ィルム18bで被覆した裏面研削盤18を、保護樹脂フ
ィルム18b側が上向きとなるように搭載ステ−ジBの
搭載台36に載せる。被測定対象物18の保護樹脂フィ
ルム18bは透明体であるので、その表面と裏面とから
同時に反射光が得られ、図8に示す平行な2本のピ−ク
画像が画像表示パネル28に表示される。この受光パタ
−ンの間隔に基づいて透明樹脂フィルム18bの厚みt
2が算出される(特開2000−28317号、同20
00−97635号公報参照)。
【0032】被測定対象物18が透明体の場合、透明体
の屈折率と空気の屈折率が異なるので、より正確な透明
体の厚みを表示させるには、測定対象の透明体の屈折率
nが既知であるときは予め演算処理手段25のマイクロ
コンピュ−タのメモリ内にその屈折率nの値を記憶させ
ておき、測定された厚さt2を補正(キャリブレ−ショ
ン)して次式に示される実際の厚さt'2を算出する
(特開2000−28317号公報参照)。 t'2=t2x{(n2−sin2θ)/(1−sin
2θ)}1/2 また、厚みが既知T0の同一材質でできた透明体の厚み
を光式センサ10で測定し、測定結果Tiから補正係数
αを式 α=T0/Ti より求め、この値αをキャリ
ブレ−ション係数としてマイクロコンピュ−タの記録部
に記憶させ、演算処理部24が光式センサ10で測定さ
れた厚みt2に補正係数αを掛けて透明体18bの実際
の厚みを算出する(キャリブレ−ション)ようにしても
よい。
の屈折率と空気の屈折率が異なるので、より正確な透明
体の厚みを表示させるには、測定対象の透明体の屈折率
nが既知であるときは予め演算処理手段25のマイクロ
コンピュ−タのメモリ内にその屈折率nの値を記憶させ
ておき、測定された厚さt2を補正(キャリブレ−ショ
ン)して次式に示される実際の厚さt'2を算出する
(特開2000−28317号公報参照)。 t'2=t2x{(n2−sin2θ)/(1−sin
2θ)}1/2 また、厚みが既知T0の同一材質でできた透明体の厚み
を光式センサ10で測定し、測定結果Tiから補正係数
αを式 α=T0/Ti より求め、この値αをキャリ
ブレ−ション係数としてマイクロコンピュ−タの記録部
に記憶させ、演算処理部24が光式センサ10で測定さ
れた厚みt2に補正係数αを掛けて透明体18bの実際
の厚みを算出する(キャリブレ−ション)ようにしても
よい。
【0033】裏面研削盤18の不透明なシリコン基板1
8aの厚さt1は、裏面研削盤18の厚さt0より透明体
の樹脂フィルムの厚みt'2を差し引く(t1=t0−
t' 2)ことにより求められる。裏面研削盤18の厚さ
t0は、搭載台36表面と上側の光式センサ10間の距
離L0から透明体の樹脂フィルム表面と上側の光式セン
サ10間の距離Lを差引くことにより求められる。
8aの厚さt1は、裏面研削盤18の厚さt0より透明体
の樹脂フィルムの厚みt'2を差し引く(t1=t0−
t' 2)ことにより求められる。裏面研削盤18の厚さ
t0は、搭載台36表面と上側の光式センサ10間の距
離L0から透明体の樹脂フィルム表面と上側の光式セン
サ10間の距離Lを差引くことにより求められる。
【0034】この光式センサ10は、オムロン株式会社
より光式センサZ300−2S(商品名)として市販さ
れている。この光式センサZ300−2Sを2台備えた
図1、図2および図3に示す厚み測定装置1を用いて裏
面研削基板18の厚みを測定する手順を次に記述する。
原点復帰は、測定ステ−ジAにおける原点を、光式セン
サの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の軸心Gと一致
した位置 0.000mmとする。また、搭載ステ−ジ
Bの搭載台36の回転軸Gの座標を0.000度とす
る。
より光式センサZ300−2S(商品名)として市販さ
れている。この光式センサZ300−2Sを2台備えた
図1、図2および図3に示す厚み測定装置1を用いて裏
面研削基板18の厚みを測定する手順を次に記述する。
原点復帰は、測定ステ−ジAにおける原点を、光式セン
サの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の軸心Gと一致
した位置 0.000mmとする。また、搭載ステ−ジ
Bの搭載台36の回転軸Gの座標を0.000度とす
る。
【0035】搭載ステ−ジBの軸芯Zと被測定対象物1
8の軸芯が一致するように透明樹脂フィルムの厚みが既
知の被測定対象物(基準検出体)18を搭載台36上に
載せ、支持管31の流体通路31aをバキュ−ム吸引し
て被測定対象物18の位置合わせを行ない、ついで、ボ
−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−
ブル30を厚み測定ステ−ジA側へと後退移動させ、光
式センサの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の軸心G
と一致した位置で停止させる。
8の軸芯が一致するように透明樹脂フィルムの厚みが既
知の被測定対象物(基準検出体)18を搭載台36上に
載せ、支持管31の流体通路31aをバキュ−ム吸引し
て被測定対象物18の位置合わせを行ない、ついで、ボ
−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−
ブル30を厚み測定ステ−ジA側へと後退移動させ、光
式センサの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の軸心G
と一致した位置で停止させる。
【0036】電源を入れ、画像表示盤28に表示された
光式センサ10のメニュより設定を選択し、上段の光式
センサ10は透明体厚みのメニュを選択した後、CCD
モ−ド(1/10/60)のいずれか、例えばモ−ド1
0を選択し、デ−タ転送速度をノ−マルと選択し、測定
領域(表面に対する測定領域、ついで測定領域の右下位
置、2面に対する測定領域の左上位置、右下位置の指
定)を設定する。
光式センサ10のメニュより設定を選択し、上段の光式
センサ10は透明体厚みのメニュを選択した後、CCD
モ−ド(1/10/60)のいずれか、例えばモ−ド1
0を選択し、デ−タ転送速度をノ−マルと選択し、測定
領域(表面に対する測定領域、ついで測定領域の右下位
置、2面に対する測定領域の左上位置、右下位置の指
定)を設定する。
【0037】ついで、光の屈折率を考慮したキャリブレ
−ション値を設定する画面が表示されたらENTキィを
押し、表面の位置を入力し、ENTキィを押すと2面
(透明樹脂フィルムの裏面)の測定画面が表示され2面
に対する測定が行なわれる。ついで透明樹脂フィルムの
厚みを入力し、ENTキィ押すと実行確認画面が表示さ
れ、キャリブレ−ションが設定され、設定内容を確認す
る画面が表示され、設定内容を確認したら登録を選ぶ。
設定内容を確認後、表面、2面それぞれの測定値をOU
T1、OUT2に割り当てて設定を完了する。
−ション値を設定する画面が表示されたらENTキィを
押し、表面の位置を入力し、ENTキィを押すと2面
(透明樹脂フィルムの裏面)の測定画面が表示され2面
に対する測定が行なわれる。ついで透明樹脂フィルムの
厚みを入力し、ENTキィ押すと実行確認画面が表示さ
れ、キャリブレ−ションが設定され、設定内容を確認す
る画面が表示され、設定内容を確認したら登録を選ぶ。
設定内容を確認後、表面、2面それぞれの測定値をOU
T1、OUT2に割り当てて設定を完了する。
【0038】下段の光式センサ10は厚みのメニュを選
択した後、CCDモ−ド(1/10/60)のいずれ
か、例えばモ−ド10を選択し、デ−タ転送速度をノ−
マルと選択し、ついで、測定領域を設定、厚みを入力し
た後、設定内容を確認後、センサ0の測定値をOUT1
に、センサ1の測定値をOUT2に割り当てて設定を完
了する。
択した後、CCDモ−ド(1/10/60)のいずれ
か、例えばモ−ド10を選択し、デ−タ転送速度をノ−
マルと選択し、ついで、測定領域を設定、厚みを入力し
た後、設定内容を確認後、センサ0の測定値をOUT1
に、センサ1の測定値をOUT2に割り当てて設定を完
了する。
【0039】ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で逆方向に回転駆動させてテ−ブル30を図1で仮想
線で示す搭載ステ−ジB側から実線で示す搭載ステ−ジ
B側へと前進移動させ、支持管31の流体通路31aの
バキュ−ムを解放して大気圧に戻した後、流体通路31
a内に加圧空気を瞬時供給してキャリブレ−ションの測
定に供した基準検出体18を浮き上がらせ、手で搭載台
36上から取り去る。
5で逆方向に回転駆動させてテ−ブル30を図1で仮想
線で示す搭載ステ−ジB側から実線で示す搭載ステ−ジ
B側へと前進移動させ、支持管31の流体通路31aの
バキュ−ムを解放して大気圧に戻した後、流体通路31
a内に加圧空気を瞬時供給してキャリブレ−ションの測
定に供した基準検出体18を浮き上がらせ、手で搭載台
36上から取り去る。
【0040】厚みを測定すべき被測定対象物18を、搭
載ステ−ジBの軸芯Zと被測定対象物18の軸芯が一致
するように透明樹脂フィルム側を上に向けて搭載台36
上に載せ、支持管31の流体通路31aをバキュ−ム吸
引して被測定対象物18の位置合わせを行ない、つい
で、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させ
てテ−ブル30を厚み測定ステ−ジA側へと後退移動さ
せ、光式センサの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の
軸心Gと一致した位置で停止させる。
載ステ−ジBの軸芯Zと被測定対象物18の軸芯が一致
するように透明樹脂フィルム側を上に向けて搭載台36
上に載せ、支持管31の流体通路31aをバキュ−ム吸
引して被測定対象物18の位置合わせを行ない、つい
で、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させ
てテ−ブル30を厚み測定ステ−ジA側へと後退移動さ
せ、光式センサの光軸が搭載ステ−ジBの搭載台36の
軸心Gと一致した位置で停止させる。
【0041】画像表示盤28に表示された光式センサ1
0のメニュより測定を選択するとマイクロコンピュタの
記憶部に記憶されている測定プログラムに従って、被測
定対象物18の厚み測定、厚み算出が自動的になされ
る。先に、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆
動させてテ−ブル30を厚み測定ステ−ジA側へとさら
に後退移動させ、光式センサの光軸が搭載ステ−ジBの
搭載台36に載せられた被測定対象物18の前側外周よ
り若干手前(1〜2mm)となったら停止させ、つい
で、前記設定メニュ−で定められた測定領域に従いボ−
ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブ
ル30を順次前進移動させ、光式センサの光軸が被測定
対象物18の後側外周より若干外側(1〜2mm)とな
ったら停止させ、1ライン300mm幅の厚み測定が行
なわれ、記録、表示される。
0のメニュより測定を選択するとマイクロコンピュタの
記憶部に記憶されている測定プログラムに従って、被測
定対象物18の厚み測定、厚み算出が自動的になされ
る。先に、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆
動させてテ−ブル30を厚み測定ステ−ジA側へとさら
に後退移動させ、光式センサの光軸が搭載ステ−ジBの
搭載台36に載せられた被測定対象物18の前側外周よ
り若干手前(1〜2mm)となったら停止させ、つい
で、前記設定メニュ−で定められた測定領域に従いボ−
ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブ
ル30を順次前進移動させ、光式センサの光軸が被測定
対象物18の後側外周より若干外側(1〜2mm)とな
ったら停止させ、1ライン300mm幅の厚み測定が行
なわれ、記録、表示される。
【0042】ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止し、支持
管31をサ−ボモ−タ60で90度時計廻り方向に回転
させ、停止させる。
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止し、支持
管31をサ−ボモ−タ60で90度時計廻り方向に回転
させ、停止させる。
【0043】ついで、前記と同様に、ボ−ルネジ52を
サ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み
測定ステ−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸
が搭載ステ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象
物18の前側外周より若干手前(1〜2mm)となった
ら停止させ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測
定領域に従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転
駆動させてテ−ブル30を順次前進移動させ、光式セン
サの光軸が被測定対象物18の後側外周より若干外側
(1〜2mm)となったら停止させ、前記ラインと直交
する別の1ライン300mm幅の厚み測定が行なわれ、
記録、表示される。
サ−ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み
測定ステ−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸
が搭載ステ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象
物18の前側外周より若干手前(1〜2mm)となった
ら停止させ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測
定領域に従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転
駆動させてテ−ブル30を順次前進移動させ、光式セン
サの光軸が被測定対象物18の後側外周より若干外側
(1〜2mm)となったら停止させ、前記ラインと直交
する別の1ライン300mm幅の厚み測定が行なわれ、
記録、表示される。
【0044】ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。
【0045】かかる操作で被測定対象物のウエハのセン
タ−厚み、ウエハ9点の位置厚み(TV9)が測定され
る。ウエハのクロスセクション(ウエハの4箇所の断面
形状)もプログラミングされているときは、支持体31
を45度時計の逆方向に回転させることにより搭載台3
6上の被測定対象物18を時計の逆方向に45度回転さ
せ、ついで、前記と同様に、ボ−ルネジ52をサ−ボモ
−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み測定ステ
−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸が搭載ス
テ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象物18の
前側外周より若干手前(1〜2mm)となったら停止さ
せ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測定領域に
従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させ
てテ−ブル30を順次前進移動させ、光式センサの光軸
が被測定対象物18の後側外周より若干外側(1〜2m
m)となったら停止させ、前記ラインとは別の1ライン
300mm幅の厚み測定が行なわれ、記録、表示され
る。
タ−厚み、ウエハ9点の位置厚み(TV9)が測定され
る。ウエハのクロスセクション(ウエハの4箇所の断面
形状)もプログラミングされているときは、支持体31
を45度時計の逆方向に回転させることにより搭載台3
6上の被測定対象物18を時計の逆方向に45度回転さ
せ、ついで、前記と同様に、ボ−ルネジ52をサ−ボモ
−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み測定ステ
−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸が搭載ス
テ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象物18の
前側外周より若干手前(1〜2mm)となったら停止さ
せ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測定領域に
従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動させ
てテ−ブル30を順次前進移動させ、光式センサの光軸
が被測定対象物18の後側外周より若干外側(1〜2m
m)となったら停止させ、前記ラインとは別の1ライン
300mm幅の厚み測定が行なわれ、記録、表示され
る。
【0046】ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。支
持体31を45度時計の逆方向に回転させることにより
搭載台36上の被測定対象物18を時計方向に90度回
転させ、ついで、前記と同様に、ボ−ルネジ52をサ−
ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み測定
ステ−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸が搭
載ステ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象物1
8の前側外周より若干手前(1〜2mm)となったら停
止させ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測定領
域に従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動
させてテ−ブル30を順次前進移動させ、光式センサの
光軸が被測定対象物18の後側外周より若干外側(1〜
2mm)となったら停止させ、前記ラインと直交する別
の1ライン300mm幅の厚み測定が行なわれ、記録、
表示される。ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。こ
れによりクロスセクションの測定が終了する。プログラ
ムは画面を被測定対象物の回転中心Oで接合し、ウエハ
の平均形状を表示する。結果は、プリンタで出力するこ
ともできる。
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。支
持体31を45度時計の逆方向に回転させることにより
搭載台36上の被測定対象物18を時計方向に90度回
転させ、ついで、前記と同様に、ボ−ルネジ52をサ−
ボモ−タ55で回転駆動させてテ−ブル30を厚み測定
ステ−ジA側へと後退移動させ、光式センサの光軸が搭
載ステ−ジBの搭載台36に載せられた被測定対象物1
8の前側外周より若干手前(1〜2mm)となったら停
止させ、ついで、前記設定メニュ−で定められた測定領
域に従いボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ55で回転駆動
させてテ−ブル30を順次前進移動させ、光式センサの
光軸が被測定対象物18の後側外周より若干外側(1〜
2mm)となったら停止させ、前記ラインと直交する別
の1ライン300mm幅の厚み測定が行なわれ、記録、
表示される。ついで、ボ−ルネジ52をサ−ボモ−タ5
5で回転駆動させてテ−ブル30を図1で実線で示す搭
載ステ−ジB側へとさらに前進移動させ、停止する。こ
れによりクロスセクションの測定が終了する。プログラ
ムは画面を被測定対象物の回転中心Oで接合し、ウエハ
の平均形状を表示する。結果は、プリンタで出力するこ
ともできる。
【0047】以上、被測定対象物が透明体と不透明体と
の積層物それぞれの厚みの測定方法について記述した
が、被測定対象物が透明体単独または不透明体単独であ
ってもその厚みを測定できることは勿論である。さら
に、透明体の複層積層物であってもそれぞれの透明対の
厚みをそれぞれのピ−ク画像のピ−ク間距離から求める
ことができるのは勿論のことである(特開2000−2
8317号公報参照)。
の積層物それぞれの厚みの測定方法について記述した
が、被測定対象物が透明体単独または不透明体単独であ
ってもその厚みを測定できることは勿論である。さら
に、透明体の複層積層物であってもそれぞれの透明対の
厚みをそれぞれのピ−ク画像のピ−ク間距離から求める
ことができるのは勿論のことである(特開2000−2
8317号公報参照)。
【0048】
【発明の効果】本発明の厚み測定装置1は、被測定対象
物18を平面が面一の搭載台36にバキュ−ム固定して
厚みを測定するので、可撓性の被測定対象物であっても
基準面の搭載台表面上で被測定対象物は撓むことがない
ので、厚みを高精度に測定できる。
物18を平面が面一の搭載台36にバキュ−ム固定して
厚みを測定するので、可撓性の被測定対象物であっても
基準面の搭載台表面上で被測定対象物は撓むことがない
ので、厚みを高精度に測定できる。
【0049】また、光式センサ10は2次元受光素子C
CDを用いて検出ポイントを10または60ラインに分
割して測定し、画素毎の平均化デ−タを出すことができ
るのでデ−タのバタツキがない。なお、1次元受光素子
CCDを用いる光式センサではCCD上のバタツキがそ
のまま出力されてしまう。また、従来の光ビ−ムを検知
領域に照射し、それと一定距離隔てて配置された位置検
出素子(PSD)に得られる反射光の受光位置に基づい
て被測定対象物までの距離を検知する光式変位センサで
は、被測定対象物が透明体のときは表面の反射光の他に
裏面または背景(ここでは搭載台またはシリコンウエハ
等)からの反射光によりPSDが反射光の位置を誤認識
するため正確な表面までの距離を測定できなかったが、
本発明の2次元受光素子CCD利用厚み測定装置は、表
面および裏面の反射光を区別して検出でき、厚みを高精
度に測定できる。
CDを用いて検出ポイントを10または60ラインに分
割して測定し、画素毎の平均化デ−タを出すことができ
るのでデ−タのバタツキがない。なお、1次元受光素子
CCDを用いる光式センサではCCD上のバタツキがそ
のまま出力されてしまう。また、従来の光ビ−ムを検知
領域に照射し、それと一定距離隔てて配置された位置検
出素子(PSD)に得られる反射光の受光位置に基づい
て被測定対象物までの距離を検知する光式変位センサで
は、被測定対象物が透明体のときは表面の反射光の他に
裏面または背景(ここでは搭載台またはシリコンウエハ
等)からの反射光によりPSDが反射光の位置を誤認識
するため正確な表面までの距離を測定できなかったが、
本発明の2次元受光素子CCD利用厚み測定装置は、表
面および裏面の反射光を区別して検出でき、厚みを高精
度に測定できる。
【図1】 本発明の光式センサを備えたウエハの厚み測
定装置の平面図である。
定装置の平面図である。
【図2】 ウエハの厚み測定装置の正面図である。
【図3】 ウエハの厚み測定装置の側面図である。
【図4】 本発明に用いる光式センサの構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図5】 光式センサのアプリケ−ションメニュ−の図
である。
である。
【図6】 光式センサと被測定対象物までの距離および
各部の関係を示す図である。
各部の関係を示す図である。
【図7】 2個の光式センサを用い、裏面研削されたウ
エハの厚みを測定している状態を示す図である。
エハの厚みを測定している状態を示す図である。
【図8】 裏面研削されたウエハのデバイス面に貼付さ
れた透明の保護樹脂フィルムが光式センサの2次元受光
素子CCD上で表した受光量分布を示す図である。
れた透明の保護樹脂フィルムが光式センサの2次元受光
素子CCD上で表した受光量分布を示す図である。
1 厚み測定計
2 基台
A 測定ステ−ジ
B 搭載ステ−ジ
C 前後方向移送機構
D 搭載台回動機構
10 光式センサ
18 被測定対象物
20 2次元受光素子
30 テ−ブル
36 搭載台
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 久保 富美夫
神奈川県厚木市上依知3009番地 株式会社
岡本工作機械製作所内
Fターム(参考) 2F065 AA02 AA06 AA20 AA22 AA24
AA25 AA30 BB02 BB03 BB22
BB24 CC02 CC19 FF04 FF09
FF41 FF61 FF65 FF67 GG06
GG07 GG12 HH03 HH05 HH12
JJ03 JJ05 JJ08 JJ19 JJ26
LL08 LL28 MM03 MM04 NN01
NN15 PP12 PP22 QQ03 QQ24
QQ26 QQ29 QQ31 QQ42 RR06
RR09
4M106 AA01 BA10 CA48 CA50 DH03
DH12 DH31 DH38 DJ02 DJ04
DJ06 DJ20 DJ21
Claims (2)
- 【請求項1】 投光手段と、受光手段と信号処理手段を
有する備えた光式センサであり、前記投光手段は投光手
段と受光手段との並び方向に対して垂直方向に細長く伸
びたスリットビ−ムを被測定対象物の検出域に投光する
ものであり、前記受光手段は、前記検出域からの反射光
を集光する集光レンズと、該集光レンズを介して受光す
る2次元受光素子とを有するものであり、前記信号処理
手段は、前記受光手段の2次元受光素子上の受光量分布
のうち前記投光手段に近い側にある第2の投光分布とか
ら、検出域にある被測定対象物の厚さ、高さまたは段差
を算出する信号処理手段である光式センサを用いて、被
測定対象物であるウエハの厚みを測定する厚み測定装置
であって、該厚み測定装置は、 厚み測定装置の基台上に立設した支持体に前記一対の光
式センサを被測定対象物が通過できる距離をもって上下
に固定した測定ステ−ジ、 前記測定ステ−ジの前方に設けたテ−ブルを前後方向に
移動させるサ−ボ機能を有する移動機構、 上下に流体通路を有する支持管を前記テ−ブルに立設
し、該支持管の上部フランジ部に支持管の流体通路に連
通する流体通路を有する円盤状下プレ−トを固定し、円
盤状下プレ−トの上面に前記光式センサが通過できる切
り欠き部を少なくとも8箇所等間隔に設けた円筒状支持
体を固定して設け、底部に流体通路室を有する円盤状枠
プレ−トを前記円筒状支持体の上部に固定し、該円盤状
枠プレ−ト内に光式センサの投光部より投光された光が
被測定対象物に達し、その反射光が光式センサに達する
ように少なくとも4条の溝が円盤状枠プレ−トの軸心で
交差して形成されるように吸引部材を敷設して被測定対
象物搭載台を形成し、円盤状下プレ−トの流体通路と円
盤状枠プレ−トの流体通路室を管で連通させ、支持管の
流体通路に減圧空気供給管と加圧空気供給管が切替えら
れる切替えバルブを有する管が結合されている被測定対
象物搭載ステ−ジ(但し、被測定対象物搭載ステ−ジを
構成する支持管の軸心、円盤状下プレ−トの軸心、円筒
状支持体の軸心および円盤状枠プレ−トの軸心は同一鉛
直線上に存在する。)、 および、 前記支持管を水平方向に回動させるサ−ボ機能を有する
回動機構、とを備えることを特徴とするウエハの厚み測
定装置。 - 【請求項2】 光式センサの信号処理手段は、更に、被
測定対象物の屈折率記録手段を備えることを特徴とす
る、請求項1に記載のウエハの厚み測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001269624A JP2003075124A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | ウエハの厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001269624A JP2003075124A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | ウエハの厚み測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003075124A true JP2003075124A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19095409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001269624A Pending JP2003075124A (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | ウエハの厚み測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003075124A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008094060A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Seiko Epson Corp | 記録装置および液体噴射装置 |
JP2008298546A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Kobe Steel Ltd | 形状測定装置,形状測定方法 |
CN102701146A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-10-03 | 东南大学 | 一种磷硅玻璃和多晶硅厚度的在线同步测试装置 |
JP2013053923A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Lasertec Corp | 厚さ測定装置 |
CN108572368A (zh) * | 2017-03-07 | 2018-09-25 | 台濠科技股份有限公司 | 运用红外线量测晶圆厚度的方法 |
JPWO2018116418A1 (ja) * | 2016-12-21 | 2019-03-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体製造装置および半導体製造方法 |
WO2022054605A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 厚み測定装置及び厚み測定方法 |
CN118089556A (zh) * | 2024-04-25 | 2024-05-28 | 江南大学 | 一种基于物联网的工业检测装置及检测方法 |
-
2001
- 2001-09-06 JP JP2001269624A patent/JP2003075124A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008094060A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Seiko Epson Corp | 記録装置および液体噴射装置 |
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JP2013053923A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Lasertec Corp | 厚さ測定装置 |
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CN110073479A (zh) * | 2016-12-21 | 2019-07-30 | 三菱电机株式会社 | 半导体制造装置以及半导体制造方法 |
JPWO2018116418A1 (ja) * | 2016-12-21 | 2019-03-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体製造装置および半導体製造方法 |
DE112016007534T5 (de) | 2016-12-21 | 2019-10-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleiter-Herstellungsvorrichtung und Halbleiter-Herstellungsverfahren |
US11069582B2 (en) | 2016-12-21 | 2021-07-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor manufacturing equipment and semiconductor manufacturing method |
CN110073479B (zh) * | 2016-12-21 | 2023-07-18 | 三菱电机株式会社 | 半导体制造装置以及半导体制造方法 |
CN108572368A (zh) * | 2017-03-07 | 2018-09-25 | 台濠科技股份有限公司 | 运用红外线量测晶圆厚度的方法 |
WO2022054605A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | 東京エレクトロン株式会社 | 厚み測定装置及び厚み測定方法 |
JPWO2022054605A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | ||
JP7516528B2 (ja) | 2020-09-10 | 2024-07-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 厚み測定装置及び厚み測定方法 |
CN118089556A (zh) * | 2024-04-25 | 2024-05-28 | 江南大学 | 一种基于物联网的工业检测装置及检测方法 |
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