JPH10160420A - ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 - Google Patents
ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置Info
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- JPH10160420A JPH10160420A JP32292096A JP32292096A JPH10160420A JP H10160420 A JPH10160420 A JP H10160420A JP 32292096 A JP32292096 A JP 32292096A JP 32292096 A JP32292096 A JP 32292096A JP H10160420 A JPH10160420 A JP H10160420A
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- polishing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加工中のウェーハの厚さ又は厚さ変化量を直接
的に測定することができるウェーハの厚さ及び厚さ変化
量測定装置を提供する。 【解決手段】ウェーハ５０の裏面５０Ｂを吸着保持する
ウェーハテーブル１８の上面にプレーンミラー２６を装
着し、このプレーンミラー２６の位置をレーザ測長器２
２によって測定する。これにより、加工中にウェーハ５
０の裏面５０Ｂの位置を検出する。また、研磨布１４を
取り付けた研磨定盤１０の一部に穴１１を設け、この穴
１１に出入可能な容量センサ２８を挿入してウェーハ５
０の研磨面５０Ａまでの距離を測定する。また同時に容
量センサ２８の位置をレーザ測長器４０によって測定す
る。これにより、ウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置を
検出する。そして、以上のようにして測定したウェーハ
５０の研磨面５０Ａと裏面５０Ｂの位置からウェーハ５
０の厚さを算出する。以上の測定はウェーハに対して非
接触で行われるため、ウェーハ５０をウェーハテーブル
１８から外すことなく加工中にウェーハの厚さ又は厚さ
変化量を検出することができる。
的に測定することができるウェーハの厚さ及び厚さ変化
量測定装置を提供する。 【解決手段】ウェーハ５０の裏面５０Ｂを吸着保持する
ウェーハテーブル１８の上面にプレーンミラー２６を装
着し、このプレーンミラー２６の位置をレーザ測長器２
２によって測定する。これにより、加工中にウェーハ５
０の裏面５０Ｂの位置を検出する。また、研磨布１４を
取り付けた研磨定盤１０の一部に穴１１を設け、この穴
１１に出入可能な容量センサ２８を挿入してウェーハ５
０の研磨面５０Ａまでの距離を測定する。また同時に容
量センサ２８の位置をレーザ測長器４０によって測定す
る。これにより、ウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置を
検出する。そして、以上のようにして測定したウェーハ
５０の研磨面５０Ａと裏面５０Ｂの位置からウェーハ５
０の厚さを算出する。以上の測定はウェーハに対して非
接触で行われるため、ウェーハ５０をウェーハテーブル
１８から外すことなく加工中にウェーハの厚さ又は厚さ
変化量を検出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの厚さ及び
厚さ変化量測定装置に係り、特にウェーハの研磨・研削
加工中にウェーハの厚さ又は厚さ変化量をインライン測
定するウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置に関す
る。
厚さ変化量測定装置に係り、特にウェーハの研磨・研削
加工中にウェーハの厚さ又は厚さ変化量をインライン測
定するウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハ等のウェーハ表面を加工
する研磨・研削装置において、加工中のウェーハの厚さ
変化量測定は、ウェーハの加工終点を検出するための測
定に使用され、ウェーハの品質と装置のクローズループ
制御のために重要な役割を有している。
する研磨・研削装置において、加工中のウェーハの厚さ
変化量測定は、ウェーハの加工終点を検出するための測
定に使用され、ウェーハの品質と装置のクローズループ
制御のために重要な役割を有している。
【０００３】従来、ＣＭＰ装置等の研磨加工装置におい
ては、ウェーハの厚さ変化量を直接測定するのが困難な
ため、研磨定盤又はウェーハ固定スピンドルに使用され
るモータの電流変化からウェーハの厚さ変化量を検出し
ている（モータ電流検出法）。
ては、ウェーハの厚さ変化量を直接測定するのが困難な
ため、研磨定盤又はウェーハ固定スピンドルに使用され
るモータの電流変化からウェーハの厚さ変化量を検出し
ている（モータ電流検出法）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
モータ電流検出法のようにウェーハの厚さ変化量をモー
タの電流変化から測定する場合、間接的な測定となるた
め、測定精度が悪いという欠点がある。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、加工中のウェーハの
厚さ又は厚さ変化量を直接的に測定することができるウ
ェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置を提供することを
目的とする。
モータ電流検出法のようにウェーハの厚さ変化量をモー
タの電流変化から測定する場合、間接的な測定となるた
め、測定精度が悪いという欠点がある。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、加工中のウェーハの
厚さ又は厚さ変化量を直接的に測定することができるウ
ェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保持
した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウェ
ーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブルと
前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研磨
面を研磨する研磨機において、第１の基準位置に固着さ
れ、該第１の基準位置から前記ウェーハテーブルに設定
された測定面までの距離を測定する第１の測長手段と、
前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降す
る測長手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの
研磨面までの距離を非接触で測定する第２の測長手段
と、第２の基準位置に固着され、該第２の基準位置から
前記第２の測長手段までの距離を測定する第３の測長手
段と、前記第１、第２及び第３の測長手段によって測定
された距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化
量を検出する演算手段と、から構成されることを特徴と
している。
するために、ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保持
した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウェ
ーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブルと
前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研磨
面を研磨する研磨機において、第１の基準位置に固着さ
れ、該第１の基準位置から前記ウェーハテーブルに設定
された測定面までの距離を測定する第１の測長手段と、
前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降す
る測長手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの
研磨面までの距離を非接触で測定する第２の測長手段
と、第２の基準位置に固着され、該第２の基準位置から
前記第２の測長手段までの距離を測定する第３の測長手
段と、前記第１、第２及び第３の測長手段によって測定
された距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化
量を検出する演算手段と、から構成されることを特徴と
している。
【０００６】また、上記研磨機において、第１の基準位
置に固着され、該第１の基準位置から前記ウェーハテー
ブルに設定された測定面までの距離を測定する第１の測
長手段と、前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研
磨面を望む穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可
能に昇降する測長手段であって、前記穴に挿入して前記
ウェーハの研磨面までの距離を非接触で測定する第２の
測長手段と、第２の基準位置に固着され、該第２の基準
位置から前記第２の測長手段までの距離を測定する第３
の測長手段と、前記第１、第２及び第３の測長手段によ
って測定された距離と、予め設定された前記第１、第２
の基準位置の座標及び前記ウェーハテーブルに設定され
た測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに基づい
て前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手段と、
から構成されることを特徴としている。
置に固着され、該第１の基準位置から前記ウェーハテー
ブルに設定された測定面までの距離を測定する第１の測
長手段と、前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研
磨面を望む穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可
能に昇降する測長手段であって、前記穴に挿入して前記
ウェーハの研磨面までの距離を非接触で測定する第２の
測長手段と、第２の基準位置に固着され、該第２の基準
位置から前記第２の測長手段までの距離を測定する第３
の測長手段と、前記第１、第２及び第３の測長手段によ
って測定された距離と、予め設定された前記第１、第２
の基準位置の座標及び前記ウェーハテーブルに設定され
た測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに基づい
て前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手段と、
から構成されることを特徴としている。
【０００７】本発明によれば、第１の測長手段によって
ウェーハの裏面と一定間隔のウェーハテーブルの測定面
までの距離を測定することによりウェーハの裏面の位置
の変化量を検出する。また、ウェーハの研磨面の近傍ま
で移動する第２の測定手段によって非接触でウェーハの
研磨面までの距離を測定するとともに、第３の測定手段
によって前記第２の測定手段によって前記第２の測定手
段までの距離を測定することにより、ウェーハの研磨面
の位置の変化量を検出する。そして、ウェーハの研磨面
と裏面の位置の変化量からウェーハの厚さ変化量を算出
する。又は、不変値である前記第１、第２の基準位置の
座標及び前記ウェーハテーブルに設定された測定面から
前記ウェーハの裏面までの距離とを参照することにより
ウェーハの研磨面と裏面の絶対位置を算出し、ウェーハ
の厚さを算出する。
ウェーハの裏面と一定間隔のウェーハテーブルの測定面
までの距離を測定することによりウェーハの裏面の位置
の変化量を検出する。また、ウェーハの研磨面の近傍ま
で移動する第２の測定手段によって非接触でウェーハの
研磨面までの距離を測定するとともに、第３の測定手段
によって前記第２の測定手段によって前記第２の測定手
段までの距離を測定することにより、ウェーハの研磨面
の位置の変化量を検出する。そして、ウェーハの研磨面
と裏面の位置の変化量からウェーハの厚さ変化量を算出
する。又は、不変値である前記第１、第２の基準位置の
座標及び前記ウェーハテーブルに設定された測定面から
前記ウェーハの裏面までの距離とを参照することにより
ウェーハの研磨面と裏面の絶対位置を算出し、ウェーハ
の厚さを算出する。
【０００８】これにより、ウェーハをウェーハテーブル
から外すことなくウェーハの加工中に直接的にウェーハ
の厚さ又は厚さ変化量を測定することができる。
から外すことなくウェーハの加工中に直接的にウェーハ
の厚さ又は厚さ変化量を測定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置の好ましい実
施の形態について詳説する。図１は、本発明に係るウェ
ーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置が適用されたウェー
ハ研磨装置の要部構造図である。図１に示すようにウェ
ーハ研磨装置は、研磨定盤１０と、ウェーハテーブル１
８とを備え、ウェーハテーブル１８の下面にウェーハ５
０が研磨面５０Ａを下方に向けてウェーハ５０の裏面５
０Ｂが吸着保持される。
るウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置の好ましい実
施の形態について詳説する。図１は、本発明に係るウェ
ーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置が適用されたウェー
ハ研磨装置の要部構造図である。図１に示すようにウェ
ーハ研磨装置は、研磨定盤１０と、ウェーハテーブル１
８とを備え、ウェーハテーブル１８の下面にウェーハ５
０が研磨面５０Ａを下方に向けてウェーハ５０の裏面５
０Ｂが吸着保持される。
【００１０】前記研磨定盤１０は、円盤状に形成され、
その上部にセラミック盤１２が設けられる。セラミック
盤１２の上面にはウェーハ５０を研磨するための研磨布
１４が取り付けられる。また、研磨定盤１０の下面には
スピンドル１６が固着され、このスピンドル１６は図示
しないモータの回転軸に連結される。従って、モータを
駆動することにより研磨定盤１０が回転し、研磨布１４
が回転する。
その上部にセラミック盤１２が設けられる。セラミック
盤１２の上面にはウェーハ５０を研磨するための研磨布
１４が取り付けられる。また、研磨定盤１０の下面には
スピンドル１６が固着され、このスピンドル１６は図示
しないモータの回転軸に連結される。従って、モータを
駆動することにより研磨定盤１０が回転し、研磨布１４
が回転する。
【００１１】前記ウェーハテーブル１８は、上面にスピ
ンドル２０が固着され、このスピンドル２０は図示しな
いモータの回転軸に連結される。従って、モータを駆動
することによりウェーハテーブル１８が回転し、ウェー
ハテーブル１８に吸着保持されたウェーハ５０が回転す
る。また、ウェーハテーブル１８は図示しない駆動機構
によって上下方向に移動するようになっており、これに
よりウェーハテーブル１８に吸着されたウェーハ５０は
研磨定盤に向けて下降し研磨布１４の表面に押し付けら
れる。
ンドル２０が固着され、このスピンドル２０は図示しな
いモータの回転軸に連結される。従って、モータを駆動
することによりウェーハテーブル１８が回転し、ウェー
ハテーブル１８に吸着保持されたウェーハ５０が回転す
る。また、ウェーハテーブル１８は図示しない駆動機構
によって上下方向に移動するようになっており、これに
よりウェーハテーブル１８に吸着されたウェーハ５０は
研磨定盤に向けて下降し研磨布１４の表面に押し付けら
れる。
【００１２】以上の構成により、ウェーハ５０と研磨布
１４が回転するとともに、ウェーハ５０が研磨布１４に
所定圧力で押し付けられて、ウェーハ５０の研磨が行わ
れる。尚、ウェーハ５０と研磨布１４の間にはスラリ
（研削液）が供給される。ところで、上記ウェーハ５０
の裏面５０Ｂの位置又はこの位置の変化量を測定するた
めに、ウェーハテーブル１８上方のフレーム２４にレー
ザ測長器２２が設置される。このレーザ測長器２２は、
レーザ光をウェーハテーブル１８の上面に装着されたプ
レーンミラー２６に出射し、プレーンミラー２６の上面
のミラー面によって反射されたレーザ光を検出する。そ
して、出射光と入射光の干渉を利用してプレーンミラー
２６までの距離を測定する。これにより、ウェーハテー
ブル１８の厚さとプレーンミラー２６の厚さを考慮すれ
ば、このレーザ測長器２２によって測定した距離に基づ
いてウェーハ５０の裏面の位置を検出することができ
る。また、レーザ測長器２２の測定値の変化量からウェ
ーハ５０の裏面５０Ａの位置の変化量を検出することが
できる。
１４が回転するとともに、ウェーハ５０が研磨布１４に
所定圧力で押し付けられて、ウェーハ５０の研磨が行わ
れる。尚、ウェーハ５０と研磨布１４の間にはスラリ
（研削液）が供給される。ところで、上記ウェーハ５０
の裏面５０Ｂの位置又はこの位置の変化量を測定するた
めに、ウェーハテーブル１８上方のフレーム２４にレー
ザ測長器２２が設置される。このレーザ測長器２２は、
レーザ光をウェーハテーブル１８の上面に装着されたプ
レーンミラー２６に出射し、プレーンミラー２６の上面
のミラー面によって反射されたレーザ光を検出する。そ
して、出射光と入射光の干渉を利用してプレーンミラー
２６までの距離を測定する。これにより、ウェーハテー
ブル１８の厚さとプレーンミラー２６の厚さを考慮すれ
ば、このレーザ測長器２２によって測定した距離に基づ
いてウェーハ５０の裏面の位置を検出することができ
る。また、レーザ測長器２２の測定値の変化量からウェ
ーハ５０の裏面５０Ａの位置の変化量を検出することが
できる。
【００１３】また、ウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置
又はこの位置の変化量を測定するために上記レーザ測長
器２２の設置位置の下方に容量センサ２８が設置され
る。容量センサ２８は、空間の容量により測定対象物ま
での空間の長さを測定するものである。この容量センサ
２８はスライダ３０に固着され、スライダ３０はリニア
ガイド３２によってガイドされるとともにモータ３６に
よって回転するスクリューネジ３４によって上下方向に
移動する。従って、容量センサ２８はモータ３６を駆動
することにより上下方向に移動する。
又はこの位置の変化量を測定するために上記レーザ測長
器２２の設置位置の下方に容量センサ２８が設置され
る。容量センサ２８は、空間の容量により測定対象物ま
での空間の長さを測定するものである。この容量センサ
２８はスライダ３０に固着され、スライダ３０はリニア
ガイド３２によってガイドされるとともにモータ３６に
よって回転するスクリューネジ３４によって上下方向に
移動する。従って、容量センサ２８はモータ３６を駆動
することにより上下方向に移動する。
【００１４】また、この容量センサ２８の上方を通過す
る研磨定盤１０、セラミック盤１２及び研磨布１４の一
部に容量センサが挿入される穴１１が設けられる（図２
の上面図参照）。この穴１１が容量センサ２８の上方で
停止すると、容量センサ２８がスライダ３０により上方
に移動してこの穴１１に挿入され、容量センサ２８の測
定ヘッドがウェーハ５０の研磨面５０Ａの近傍まで移動
する。これにより、容量センサ２８はウェーハ５０の研
磨面５０Ａまでの距離を測定する。測定が終了すると、
容量センサ２８はスライダ３０により降下し、研磨定盤
１０の穴１１から退避する。後述するように、この測定
は、研磨布１４の磨耗や研磨定盤１０の歪みによりウェ
ーハ５０の研磨面５０Ａの位置が変化することを考慮し
て行うものである。尚、この穴１１はできるだけ小さく
するのが望ましい。
る研磨定盤１０、セラミック盤１２及び研磨布１４の一
部に容量センサが挿入される穴１１が設けられる（図２
の上面図参照）。この穴１１が容量センサ２８の上方で
停止すると、容量センサ２８がスライダ３０により上方
に移動してこの穴１１に挿入され、容量センサ２８の測
定ヘッドがウェーハ５０の研磨面５０Ａの近傍まで移動
する。これにより、容量センサ２８はウェーハ５０の研
磨面５０Ａまでの距離を測定する。測定が終了すると、
容量センサ２８はスライダ３０により降下し、研磨定盤
１０の穴１１から退避する。後述するように、この測定
は、研磨布１４の磨耗や研磨定盤１０の歪みによりウェ
ーハ５０の研磨面５０Ａの位置が変化することを考慮し
て行うものである。尚、この穴１１はできるだけ小さく
するのが望ましい。
【００１５】また、容量センサ２８の下方の基台４１上
にレーザ測長器４０が設置される。このレーザ測長器４
０は、スライダ３０の下面に固着されたコーナーキュー
ブ３８にレーザ光を出射し、コーナーキューブによって
反射された反射光を検出する。そして、上述のレーザ測
長器２２と同様に入射光と反射光の干渉によりコーナー
キューブ３８までの距離を測定する。この測定により、
昇降移動する容量センサ２８の位置を正確に検出するこ
とができ、容量センサ２８の測定結果と合わせれば、基
台４１に対するウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置を高
い精度で検出することができる。
にレーザ測長器４０が設置される。このレーザ測長器４
０は、スライダ３０の下面に固着されたコーナーキュー
ブ３８にレーザ光を出射し、コーナーキューブによって
反射された反射光を検出する。そして、上述のレーザ測
長器２２と同様に入射光と反射光の干渉によりコーナー
キューブ３８までの距離を測定する。この測定により、
昇降移動する容量センサ２８の位置を正確に検出するこ
とができ、容量センサ２８の測定結果と合わせれば、基
台４１に対するウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置を高
い精度で検出することができる。
【００１６】尚、上記レーザ測長器２２、容量センサ２
８及びレーザ測長器４０は同一線上に配置し、これらの
測定を同一線上において行うのが望ましい。また、上記
容量センサ２８に純水スプレー４２が併設される。この
純水スプレー４２は、容量センサ２８とともに研磨定盤
１０の穴１１に挿入され、容量センサ２８によるウェー
ハ５０の研磨面５０Ａの位置測定を行う際に、ウェーハ
５０の研磨面５０Ａ及び容量センサ２８に純水を吹きか
けて測定位置のウェーハ５０の研磨面５０Ａ及び容量セ
ンサ２８に付着したスラリ等の汚れを洗浄する。これに
より、容量センサ２８の測定精度が向上する。
８及びレーザ測長器４０は同一線上に配置し、これらの
測定を同一線上において行うのが望ましい。また、上記
容量センサ２８に純水スプレー４２が併設される。この
純水スプレー４２は、容量センサ２８とともに研磨定盤
１０の穴１１に挿入され、容量センサ２８によるウェー
ハ５０の研磨面５０Ａの位置測定を行う際に、ウェーハ
５０の研磨面５０Ａ及び容量センサ２８に純水を吹きか
けて測定位置のウェーハ５０の研磨面５０Ａ及び容量セ
ンサ２８に付着したスラリ等の汚れを洗浄する。これに
より、容量センサ２８の測定精度が向上する。
【００１７】また、容量センサ２８が研磨定盤１０の穴
１１から退避した位置にエアジェット４４が設けられ
る。このエアジェット４４は、容量センサ２８が研磨定
盤１０の穴１１から退避した状態においてエアを容量セ
ンサ２８の測定ヘッドに吹きかけて容量センサ２８を洗
浄する。以上のように構成されたウェーハ研磨装置にお
いて、ウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定方法を図２
の測定原理図を用いて説明する。尚、図１と同一部材に
は同一番号を記し、図２の６０、６２で示す部材はそれ
ぞれ移動テーブル、ガイドであり、容量センサ２８及び
純水スプレを昇降移動させる部材である。
１１から退避した位置にエアジェット４４が設けられ
る。このエアジェット４４は、容量センサ２８が研磨定
盤１０の穴１１から退避した状態においてエアを容量セ
ンサ２８の測定ヘッドに吹きかけて容量センサ２８を洗
浄する。以上のように構成されたウェーハ研磨装置にお
いて、ウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定方法を図２
の測定原理図を用いて説明する。尚、図１と同一部材に
は同一番号を記し、図２の６０、６２で示す部材はそれ
ぞれ移動テーブル、ガイドであり、容量センサ２８及び
純水スプレを昇降移動させる部材である。
【００１８】図３に示す位置Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、
Ｐ4 はそれぞれ基台４１上に設定された基準位置、任意
固定位置、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置、ウェーハ
５０の研磨面５０Ａの位置、コーナーキューブ３８の位
置を表し、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 からウ
ェーハ５０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 までの距離がウェ
ーハ５０の厚さを示している。最終的にこれらの位置Ｐ
2 、Ｐ3 の座標（基準位置Ｐ0 からの距離）を測定する
ことによりウェーハ５０の厚さを測定する。また、位置
Ｐ2 、Ｐ3 の変化量を測定することによりウェーハ５０
の厚さ変化量を測定する。
Ｐ4 はそれぞれ基台４１上に設定された基準位置、任意
固定位置、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置、ウェーハ
５０の研磨面５０Ａの位置、コーナーキューブ３８の位
置を表し、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 からウ
ェーハ５０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 までの距離がウェ
ーハ５０の厚さを示している。最終的にこれらの位置Ｐ
2 、Ｐ3 の座標（基準位置Ｐ0 からの距離）を測定する
ことによりウェーハ５０の厚さを測定する。また、位置
Ｐ2 、Ｐ3 の変化量を測定することによりウェーハ５０
の厚さ変化量を測定する。
【００１９】基本的には、研磨が進行すると、ウェーハ
テーブル１８が下降してウェーハ５０が押し下げられる
ため、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 のみを測定
すればウェーハ５０の厚さ及び厚さ変化量を検出するこ
とができるが、高い精度の測定が要求される場合、研磨
布１４の磨耗や研磨定盤１６の歪み等によるウェーハ５
０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 の変化を考慮する必要があ
るため、研磨面５０Ａの位置Ｐ3 の測定も行う。
テーブル１８が下降してウェーハ５０が押し下げられる
ため、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 のみを測定
すればウェーハ５０の厚さ及び厚さ変化量を検出するこ
とができるが、高い精度の測定が要求される場合、研磨
布１４の磨耗や研磨定盤１６の歪み等によるウェーハ５
０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 の変化を考慮する必要があ
るため、研磨面５０Ａの位置Ｐ3 の測定も行う。
【００２０】まず、ウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ
2 の座標の測定方法について説明する。ウェーハ５０の
裏面５０Ｂの位置Ｐ2 の座標は固定位置Ｐ1 から位置Ｐ
2 までの距離ｌ1 を測定することにより求まる。即ち、
レーザ測長器２２によってレーザ測長器２２からプレー
ンミラー２６の表面位置までの距離を測定する。演算部
７０は、この測定結果を入力し、この測定結果と、予め
設定された既知の不変値である固定位置Ｐ1 の座標、固
定位置Ｐ1 からレーザ測長器２２までの距離、プレーン
ミラー２６の厚さ、及び、ウェーハテーブル１８の厚さ
とを用いて、固定位置Ｐ1 からウェーハ５０の裏面５０
Ｂの位置Ｐ2 までの距離ｌ1 を算出する。これにより、
この距離ｌ1 と固定位置Ｐ1 の座標から位置Ｐ2 の座標
を算出することができる。
2 の座標の測定方法について説明する。ウェーハ５０の
裏面５０Ｂの位置Ｐ2 の座標は固定位置Ｐ1 から位置Ｐ
2 までの距離ｌ1 を測定することにより求まる。即ち、
レーザ測長器２２によってレーザ測長器２２からプレー
ンミラー２６の表面位置までの距離を測定する。演算部
７０は、この測定結果を入力し、この測定結果と、予め
設定された既知の不変値である固定位置Ｐ1 の座標、固
定位置Ｐ1 からレーザ測長器２２までの距離、プレーン
ミラー２６の厚さ、及び、ウェーハテーブル１８の厚さ
とを用いて、固定位置Ｐ1 からウェーハ５０の裏面５０
Ｂの位置Ｐ2 までの距離ｌ1 を算出する。これにより、
この距離ｌ1 と固定位置Ｐ1 の座標から位置Ｐ2 の座標
を算出することができる。
【００２１】次にウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置Ｐ
3 の座標の測定方法について説明する。研磨面５０Ａの
位置Ｐ3 の座標を測定する場合、図１に示したように研
磨定盤１２に設けられた穴１１を容量センサ２８の上方
で停止させる。そして、モータ３６を駆動してスライダ
３０を上方に移動させ、容量センサ２８を穴１１に挿入
し、容量センサ２８の測定ヘッドをウェーハ５０の研磨
面５０Ａ近傍に固定する。
3 の座標の測定方法について説明する。研磨面５０Ａの
位置Ｐ3 の座標を測定する場合、図１に示したように研
磨定盤１２に設けられた穴１１を容量センサ２８の上方
で停止させる。そして、モータ３６を駆動してスライダ
３０を上方に移動させ、容量センサ２８を穴１１に挿入
し、容量センサ２８の測定ヘッドをウェーハ５０の研磨
面５０Ａ近傍に固定する。
【００２２】次に、容量センサ２８によってウェーハ５
０の研磨面５０Ａまでの距離を測定するとともに、レー
ザ測長器４０によってコーナーキューブ３８の位置Ｐ4
までの距離を測定する。演算部７０は、これらの測定結
果を入力し、これらの測定結果と、既知の不変値である
容量センサ２８からコーナーキューブ３８までの距離と
を用いて、コーナーキューブ３８の位置Ｐ4 からウェー
ハ５０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 までの距離ｌ2 を算出
するとともに、既知の不変値である基準位置Ｐ 0 からレ
ーザ測長器４０まで距離を用いて基準位置Ｐ0 からコー
ナーキューブ３８の位置Ｐ4 までの距離ｌ3 を測定す
る。
０の研磨面５０Ａまでの距離を測定するとともに、レー
ザ測長器４０によってコーナーキューブ３８の位置Ｐ4
までの距離を測定する。演算部７０は、これらの測定結
果を入力し、これらの測定結果と、既知の不変値である
容量センサ２８からコーナーキューブ３８までの距離と
を用いて、コーナーキューブ３８の位置Ｐ4 からウェー
ハ５０の研磨面５０Ａの位置Ｐ3 までの距離ｌ2 を算出
するとともに、既知の不変値である基準位置Ｐ 0 からレ
ーザ測長器４０まで距離を用いて基準位置Ｐ0 からコー
ナーキューブ３８の位置Ｐ4 までの距離ｌ3 を測定す
る。
【００２３】そして、以上のようにして算出した距離ｌ
2 と距離ｌ3 を加算してウェーハ５０の研磨面５０Ａの
位置Ｐ3 の座標を算出する。この位置Ｐ3 の座標の検出
が終了すると、容量センサ２８を降下させて研磨定盤１
０の穴１１から退避させる。以上のようにして、演算部
７０はウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 の座標と研
磨面５０Ａの位置Ｐ3 の座標を算出すると、位置Ｐ2 の
座標値から位置Ｐ3の座標値を減算してウェーハ５０の
厚さを算出する。
2 と距離ｌ3 を加算してウェーハ５０の研磨面５０Ａの
位置Ｐ3 の座標を算出する。この位置Ｐ3 の座標の検出
が終了すると、容量センサ２８を降下させて研磨定盤１
０の穴１１から退避させる。以上のようにして、演算部
７０はウェーハ５０の裏面５０Ｂの位置Ｐ2 の座標と研
磨面５０Ａの位置Ｐ3 の座標を算出すると、位置Ｐ2 の
座標値から位置Ｐ3の座標値を減算してウェーハ５０の
厚さを算出する。
【００２４】尚、ウェーハ５０の厚さ変化量即ち研磨量
を検出する場合には、位置Ｐ3 の座標の変化量から位置
Ｐ2 の座標の変化量を減算すればよく、初期値に対する
容量センサ２８、レーザ測長器４０及びレーザ測長器２
２のそれぞれの測定値の増加分を加算すればよい。以上
説明したウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定の実施形
態について説明すると、まず、ウェーハ５０の研磨の開
始前に厚さ測定を行い、ウェーハ５０の厚さを正確に測
定する。そして、研磨の開始後所定時間置きに厚さ測定
を行い、ウェーハの厚さの変化を検出する。これによ
り、ウェーハ５０が予め決められた厚さまで研磨された
ことを検出すると、研磨を終了する。尚、ウェーハ５０
の厚さ変化量に基づいて研磨の終了時期を制御してもよ
い。
を検出する場合には、位置Ｐ3 の座標の変化量から位置
Ｐ2 の座標の変化量を減算すればよく、初期値に対する
容量センサ２８、レーザ測長器４０及びレーザ測長器２
２のそれぞれの測定値の増加分を加算すればよい。以上
説明したウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定の実施形
態について説明すると、まず、ウェーハ５０の研磨の開
始前に厚さ測定を行い、ウェーハ５０の厚さを正確に測
定する。そして、研磨の開始後所定時間置きに厚さ測定
を行い、ウェーハの厚さの変化を検出する。これによ
り、ウェーハ５０が予め決められた厚さまで研磨された
ことを検出すると、研磨を終了する。尚、ウェーハ５０
の厚さ変化量に基づいて研磨の終了時期を制御してもよ
い。
【００２５】また、上述の測定を基本測定として必要に
応じて実行し、通常は補助測定としてウェーハ５０の裏
面５０Ｂの位置Ｐ2 の測定のみを行うようにしてもよ
い。即ち、補助測定においてはウェーハ５０の研磨面５
０Ａの位置Ｐ3 の測定を行わない。この場合、基本測定
によって検出されたウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置
Ｐ3 に基づいてウェーハ５０の厚さ又は厚さ変化量を算
出する。このようにすると、研磨定盤１０を停止させな
くてもウェーハ５０の厚さ又は厚さ変化量の測定が可能
である。尚、上記基本測定は特に仕上げした時点の検査
として実行する。
応じて実行し、通常は補助測定としてウェーハ５０の裏
面５０Ｂの位置Ｐ2 の測定のみを行うようにしてもよ
い。即ち、補助測定においてはウェーハ５０の研磨面５
０Ａの位置Ｐ3 の測定を行わない。この場合、基本測定
によって検出されたウェーハ５０の研磨面５０Ａの位置
Ｐ3 に基づいてウェーハ５０の厚さ又は厚さ変化量を算
出する。このようにすると、研磨定盤１０を停止させな
くてもウェーハ５０の厚さ又は厚さ変化量の測定が可能
である。尚、上記基本測定は特に仕上げした時点の検査
として実行する。
【００２６】また、ウェーハ５０を回転させながら所定
の角度間隔置きにウェハ５０の厚さ又は厚さ変化量の測
定を行い、ウェーハ５０の円周方向の厚さ分布を測定す
るようにしてもよい。これにより、ウェーハ５０の品質
管理を行うことができる。尚、上記実施の形態ではウェ
ーハ５０の研磨面５０Ａの測定時に容量センサ２８を適
当な位置まで上昇させて、容量センサ２８により研磨面
５０Ａまでの距離を測定するとともに、レーザ測長器４
０によりコーナーキューブ３８までの距離を測定して研
磨面５０Ａの位置を測定するようにしたが、これに限ら
ず、容量センサ２８の測定値が常に一定となる位置まで
容量センサ２８を移動させ、レーザ測長器４０によりコ
ーナーキューブ３８までの距離を測定することにより研
磨面５０Ａの位置を測定するようにしてもよい。
の角度間隔置きにウェハ５０の厚さ又は厚さ変化量の測
定を行い、ウェーハ５０の円周方向の厚さ分布を測定す
るようにしてもよい。これにより、ウェーハ５０の品質
管理を行うことができる。尚、上記実施の形態ではウェ
ーハ５０の研磨面５０Ａの測定時に容量センサ２８を適
当な位置まで上昇させて、容量センサ２８により研磨面
５０Ａまでの距離を測定するとともに、レーザ測長器４
０によりコーナーキューブ３８までの距離を測定して研
磨面５０Ａの位置を測定するようにしたが、これに限ら
ず、容量センサ２８の測定値が常に一定となる位置まで
容量センサ２８を移動させ、レーザ測長器４０によりコ
ーナーキューブ３８までの距離を測定することにより研
磨面５０Ａの位置を測定するようにしてもよい。
【００２７】また、上記実施の形態では容量センサ２８
を使用したが、非接触のセンサであれば容量センサ２８
以外のセンサを使用してもよい。また、レーザ測長器２
２、４０もこれに限らず他の測長器を使用してもよい。
を使用したが、非接触のセンサであれば容量センサ２８
以外のセンサを使用してもよい。また、レーザ測長器２
２、４０もこれに限らず他の測長器を使用してもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハの厚さ及び厚さ変化量測定装置によれば、非接触によ
り測定することができるため研磨・研削工程の中で、ウ
ェーハの厚さ変化をインライン測定することができ、測
定結果を加工制御に利用することができる。また、構成
が簡単であり、取り付けとメンテナンスが容易であるた
め、設置費用及びランニングコストを削減することがで
きる。また、ウェーハの円周上の厚み分布を測定するこ
とができるため、ウェーハの品質管理に適用できる。
ハの厚さ及び厚さ変化量測定装置によれば、非接触によ
り測定することができるため研磨・研削工程の中で、ウ
ェーハの厚さ変化をインライン測定することができ、測
定結果を加工制御に利用することができる。また、構成
が簡単であり、取り付けとメンテナンスが容易であるた
め、設置費用及びランニングコストを削減することがで
きる。また、ウェーハの円周上の厚み分布を測定するこ
とができるため、ウェーハの品質管理に適用できる。
【図１】図１は、本発明に係るウェーハの厚さ及び厚さ
変化量測定装置が適用されたウェーハ研磨装置の要部構
造図である。
変化量測定装置が適用されたウェーハ研磨装置の要部構
造図である。
【図２】図２は、ウェーハ研磨装置において容量センサ
が挿入される穴の位置を説明するために用いた上面図で
ある。
が挿入される穴の位置を説明するために用いた上面図で
ある。
【図３】図３は、ウェーハの厚さ及び厚さ変化量の測定
方法の説明に用いた原理図である。
方法の説明に用いた原理図である。
１０…研磨定盤 １４…研磨布 １８…ウェーハテーブル ２２…レーザ測長器 ２６…プレーンミラー ２８…容量センサ ３０…スライダ ３２…リニアガイド ３４…スクリューネジ ３６…モータ ４２…純水スプレー ４４…エアジェット ５０…ウェーハ ７０…演算部
Claims (3)
- 【請求項１】 ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保
持した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウ
ェーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブル
と前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研
磨面を研磨する研磨機において、 第１の基準位置に固着され、該第１の基準位置から前記
ウェーハテーブルに設定された測定面までの距離を測定
する第１の測長手段と、 前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、 前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降する測長
手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの研磨面
までの距離を非接触で測定する第２の測長手段と、 第２の基準位置に固着され、該第２の基準位置から前記
第２の測長手段までの距離を測定する第３の測長手段
と、 前記第１、第２及び第３の測長手段によって測定された
距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化量を検
出する演算手段と、 から構成されることを特徴とするウェーハの厚さ変化量
測定装置。 - 【請求項２】 ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保
持した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウ
ェーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブル
と前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研
磨面を研磨する研磨機において、 第１の基準位置に固着され、該第１の基準位置から前記
ウェーハテーブルに設定された測定面までの距離を測定
する第１の測長手段と、 前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、 前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降する測長
手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの研磨面
までの距離を非接触で測定する第２の測長手段と、 第２の基準位置に固着され、該第２の基準位置から前記
第２の測長手段までの距離を測定する第３の測長手段
と、 前記第１、第２及び第３の測長手段によって測定された
距離と、予め設定された前記第２の基準位置に対する前
記第１の基準位置の距離及び前記ウェーハテーブルに設
定された測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに
基づいて前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手
段と、 から構成されることを特徴とするウェーハの厚さ測定装
置。 - 【請求項３】 前記ウェーハテーブルを回転させながら
所定回転角度毎に前記第１、第２及び第３の測長手段に
よる測定を実行し、前記ウェーハの円周上の厚さ分布を
検出することを特徴とする請求項１のウェーハの厚さ変
化量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32292096A JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32292096A JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160420A true JPH10160420A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18149113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32292096A Pending JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160420A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165056A (en) * | 1997-12-02 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Polishing machine for flattening substrate surface |
| US6342166B1 (en) | 1998-12-10 | 2002-01-29 | Nikon Corporation | Method of detecting end point of polishing of wafer and apparatus for detecting end point of polishing |
| JP2002535152A (ja) * | 1999-01-19 | 2002-10-22 | エルンスト・ティーレンハウス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディトゲゼルシャフト | 自動車のディスクブレーキの平坦面の加工方法 |
| US6723201B2 (en) * | 2002-02-21 | 2004-04-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Microchip fabrication chamber wafer detection |
| US7299151B2 (en) | 2004-02-04 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Microdevice processing systems and methods |
| DE102008049972A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-22 | Peter Wolters Gmbh | Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken |
| JP2010221335A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置 |
| JP2017209744A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | スピードファム株式会社 | ワークの板厚計測用窓構造 |
| CN110783234A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 长江存储科技有限责任公司 | 修正晶圆键合对准偏差的方法、晶圆键合方法及其*** |
| CN113804083A (zh) * | 2021-09-25 | 2021-12-17 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种瓦间隙调整用的瓦键厚度测量校准装置及方法 |
| CN114459410A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 深圳市卓晶微智能机器人科技有限公司 | 一种半导体晶片厚度检测装置及其检测方法 |
| CN116448027A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-18 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶圆测量***及晶圆测量方法 |
| CN117894699A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-04-16 | 苏州瑞霏光电科技有限公司 | 一种晶圆厚度检测器及其检测方法 |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32292096A patent/JPH10160420A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110783234A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 长江存储科技有限责任公司 | 修正晶圆键合对准偏差的方法、晶圆键合方法及其*** |
| CN110783234B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-06-07 | 长江存储科技有限责任公司 | 修正晶圆键合对准偏差的方法、晶圆键合方法及其*** |
| CN113804083A (zh) * | 2021-09-25 | 2021-12-17 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种瓦间隙调整用的瓦键厚度测量校准装置及方法 |
| CN114459410A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 深圳市卓晶微智能机器人科技有限公司 | 一种半导体晶片厚度检测装置及其检测方法 |
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| CN116448027A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-18 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶圆测量***及晶圆测量方法 |
| CN116448027B (zh) * | 2023-06-16 | 2023-10-13 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶圆测量***及晶圆测量方法 |
| CN117894699A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-04-16 | 苏州瑞霏光电科技有限公司 | 一种晶圆厚度检测器及其检测方法 |
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