JP3035690B2 - ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだウェーハ面取り機 - Google Patents
ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだウェーハ面取り機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の素材とな
るシリコン等のウェーハの直径及び断面形状を測定する
ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだ
ウェーハ面取り機に関するものである。
るシリコン等のウェーハの直径及び断面形状を測定する
ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだ
ウェーハ面取り機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の素材となるシリコン等のウ
ェーハは、インゴットの状態からスライシングマシンに
て薄く切り出された後、外周をウェーハ面取り機によっ
て面取り加工される。図８にオリエンテーションフラッ
ト（以下「オリフラ」という）付きウェーハの外観図を
示す。図８においてＤはウェーハの円形部１１の直径、
Ｌはオリフラ径（円形部１１からオリフラ１２のまでの
距離）である。また、図９にウェーハの外周に必要な断
面形状を示す。図９において、ＢｕとＢｄは面取り幅、
θｕとθｄはテーパ角であり、ＲｕとＲｄはコーナーが
曲面で、ｔは外周が平らな部分を持っている（尖ってい
ない）ことを示す。Ｔはウェーハの厚さである。直径Ｄ
やオリフラ径Ｌ及び断面形状は各々許容値があり許容値
から外れると不良品となる。なお、以上に述べた「ウェ
ーハの外周」及び以下に述べる「ウェーハの外周」はウ
ェーハの円形部１１とオリフラ１２を含めたものを総称
する。
ェーハは、インゴットの状態からスライシングマシンに
て薄く切り出された後、外周をウェーハ面取り機によっ
て面取り加工される。図８にオリエンテーションフラッ
ト（以下「オリフラ」という）付きウェーハの外観図を
示す。図８においてＤはウェーハの円形部１１の直径、
Ｌはオリフラ径（円形部１１からオリフラ１２のまでの
距離）である。また、図９にウェーハの外周に必要な断
面形状を示す。図９において、ＢｕとＢｄは面取り幅、
θｕとθｄはテーパ角であり、ＲｕとＲｄはコーナーが
曲面で、ｔは外周が平らな部分を持っている（尖ってい
ない）ことを示す。Ｔはウェーハの厚さである。直径Ｄ
やオリフラ径Ｌ及び断面形状は各々許容値があり許容値
から外れると不良品となる。なお、以上に述べた「ウェ
ーハの外周」及び以下に述べる「ウェーハの外周」はウ
ェーハの円形部１１とオリフラ１２を含めたものを総称
する。
【０００３】ウェーハ面取り機では、ウェーハを姿勢制
御ステーションで円形部１１の中心とオリフラ１２の位
置を決めた後、加工ステーションに送る。加工ステーシ
ョンでは、ウェーハをウェーハテーブルに真空等で吸着
固定し、ウェーハテーブルと加工砥石の相対的な上下位
置を設定した後、ウェーハテーブルと加工砥石を回転さ
せながらウェーハテーブルと加工砥石を相対的に近づけ
ることによって、ウェーハの外周の面取り加工をする。
この場合、加工条件（ウェーハテーブルと加工砥石の相
対的な上下位置、加工時のウェーハテーブルと加工砥石
の相対的な水平距離、ウェーハテーブルの回転速度等）
は予め調整し設定するが、図８及び図９に示した直径Ｄ
やオリフラ径Ｌ及び断面形状を正しく加工するために、
初めに１枚のウェーハをテスト加工した後、直径Ｄやオ
リフラ径Ｌは寸法測定器で、断面形状は形状測定器で別
々に測定して確認し、測定データから加工機へ補正値を
入力して加工条件を再調整する。通常はこれを何回か行
った後、量産加工に入る。
御ステーションで円形部１１の中心とオリフラ１２の位
置を決めた後、加工ステーションに送る。加工ステーシ
ョンでは、ウェーハをウェーハテーブルに真空等で吸着
固定し、ウェーハテーブルと加工砥石の相対的な上下位
置を設定した後、ウェーハテーブルと加工砥石を回転さ
せながらウェーハテーブルと加工砥石を相対的に近づけ
ることによって、ウェーハの外周の面取り加工をする。
この場合、加工条件（ウェーハテーブルと加工砥石の相
対的な上下位置、加工時のウェーハテーブルと加工砥石
の相対的な水平距離、ウェーハテーブルの回転速度等）
は予め調整し設定するが、図８及び図９に示した直径Ｄ
やオリフラ径Ｌ及び断面形状を正しく加工するために、
初めに１枚のウェーハをテスト加工した後、直径Ｄやオ
リフラ径Ｌは寸法測定器で、断面形状は形状測定器で別
々に測定して確認し、測定データから加工機へ補正値を
入力して加工条件を再調整する。通常はこれを何回か行
った後、量産加工に入る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、ウェーハ面取りの加工条件を正しく調整し設
定するには、テスト加工したウェーハをウェーハ面取り
機から取り出して別の測定器で測定し、測定データから
加工機へ補正値を入力するとともに、別の未加工のウェ
ーハをウェーハ面取り機に取り付けて再度テスト加工す
る。通常これを何回か繰り返す必要があるため、ウェー
ハ面取りの加工条件設定に時間がかかるという問題があ
る。また、直径Ｄやオリフラ径Ｌの測定と断面形状の測
定を別々の測定器で測定するため、測定にも時間がかか
るという問題がある。さらに、加工を続けていくと加工
砥石の摩耗等によってウェーハの直径Ｄやオリフラ径Ｌ
及び断面形状が正しく加工されなくなる恐れがあるの
で、量産加工途中でも同様の作業を行ってウェーハ面取
りの加工条件を調整したり、加工後にウェーハ全数を検
査しなければならないという問題がある。
方法では、ウェーハ面取りの加工条件を正しく調整し設
定するには、テスト加工したウェーハをウェーハ面取り
機から取り出して別の測定器で測定し、測定データから
加工機へ補正値を入力するとともに、別の未加工のウェ
ーハをウェーハ面取り機に取り付けて再度テスト加工す
る。通常これを何回か繰り返す必要があるため、ウェー
ハ面取りの加工条件設定に時間がかかるという問題があ
る。また、直径Ｄやオリフラ径Ｌの測定と断面形状の測
定を別々の測定器で測定するため、測定にも時間がかか
るという問題がある。さらに、加工を続けていくと加工
砥石の摩耗等によってウェーハの直径Ｄやオリフラ径Ｌ
及び断面形状が正しく加工されなくなる恐れがあるの
で、量産加工途中でも同様の作業を行ってウェーハ面取
りの加工条件を調整したり、加工後にウェーハ全数を検
査しなければならないという問題がある。
【０００５】本発明はこのような事情を鑑みてなされた
もので、ウェーハの直径及び断面形状を一度に測定でき
るウェーハ直径・断面形状測定装置を提供するととも
に、それを組み込むことによって、ウェーハを加工機か
ら取り出さなくてもウェーハの直径及び断面形状が測定
でき、測定結果を加工ステーションにフィードバックし
て、短時間でウェーハ面取りの加工条件の調整を可能に
するウェーハ面取り機を提供することを目的とする。
もので、ウェーハの直径及び断面形状を一度に測定でき
るウェーハ直径・断面形状測定装置を提供するととも
に、それを組み込むことによって、ウェーハを加工機か
ら取り出さなくてもウェーハの直径及び断面形状が測定
でき、測定結果を加工ステーションにフィードバックし
て、短時間でウェーハ面取りの加工条件の調整を可能に
するウェーハ面取り機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ウェーハ直径・断面形状測定装置を、ウ
ェーハの中心とオリエンテーションフラットの位置を決
める姿勢制御部と、前記中心とオリエンテーションフラ
ットの位置を決められれたウェーハを真空等で吸着固定
するとともに回動及び上下自在なウェーハテーブルと、
ウェーハの断面形状を検出する形状検出器と、前記形状
検出器を前記ウェーハテーブルの方向に駆動するととも
に、前記形状検出器の移動量を検出する移動量検出手段
を備えた測定機構部と、前記形状検出器で検出されたデ
ータからウェーハの断面形状を算出する画像処理部と、
前記画像処理部からの信号と前記移動量検出手段からの
信号によってウェーハの直径を算出する寸法演算部と、
から構成した。また、ウェーハの外周を面取り加工する
とともに加工後にウェーハを洗浄する機能を有したウェ
ーハ面取り機のウェーハ洗浄の後工程にウェーハ面取り
機に、前記ウェーハ直径・断面形状測定装置を組み込ん
だ。
成するために、ウェーハ直径・断面形状測定装置を、ウ
ェーハの中心とオリエンテーションフラットの位置を決
める姿勢制御部と、前記中心とオリエンテーションフラ
ットの位置を決められれたウェーハを真空等で吸着固定
するとともに回動及び上下自在なウェーハテーブルと、
ウェーハの断面形状を検出する形状検出器と、前記形状
検出器を前記ウェーハテーブルの方向に駆動するととも
に、前記形状検出器の移動量を検出する移動量検出手段
を備えた測定機構部と、前記形状検出器で検出されたデ
ータからウェーハの断面形状を算出する画像処理部と、
前記画像処理部からの信号と前記移動量検出手段からの
信号によってウェーハの直径を算出する寸法演算部と、
から構成した。また、ウェーハの外周を面取り加工する
とともに加工後にウェーハを洗浄する機能を有したウェ
ーハ面取り機のウェーハ洗浄の後工程にウェーハ面取り
機に、前記ウェーハ直径・断面形状測定装置を組み込ん
だ。
【０００７】
【作用】本発明に係るウェーハ直径・断面形状測定装置
によれば、ウェーハがウェーハテーブル上に搬入される
と、姿勢制御部によってウェーハの円形部の中心位置と
オリフラ位置が決められ、ウェーハテーブルに真空等で
吸着固定される。次に、測定機構部によってウェーハ外
周測定部分の直径方向が形状検出器の測定範囲内へ入る
ように形状検出器がウェーハの方向に駆動される。ま
た、ウェーハ外周測定部分の厚さ方向が形状検出器の測
定範囲内へ入るようにウェーハテーブルが上下に駆動さ
れる。形状検出器で検出されたウェーハ外周のデータは
画像処理部に送られてウェーハの断面形状が算出され
る。また、形状検出器の移動量が測定機構部の移動量検
出手段で検出され、検出された移動量と画像処理部で算
出されたウェーハの円形部の位置データが寸法演算部に
送られて、ウェーハの直径が算出される。なお、ウェー
ハテーブルでウェーハを回動させることにより、ウェー
ハの任意の位置の直径及び断面形状を測定することがで
きる。
によれば、ウェーハがウェーハテーブル上に搬入される
と、姿勢制御部によってウェーハの円形部の中心位置と
オリフラ位置が決められ、ウェーハテーブルに真空等で
吸着固定される。次に、測定機構部によってウェーハ外
周測定部分の直径方向が形状検出器の測定範囲内へ入る
ように形状検出器がウェーハの方向に駆動される。ま
た、ウェーハ外周測定部分の厚さ方向が形状検出器の測
定範囲内へ入るようにウェーハテーブルが上下に駆動さ
れる。形状検出器で検出されたウェーハ外周のデータは
画像処理部に送られてウェーハの断面形状が算出され
る。また、形状検出器の移動量が測定機構部の移動量検
出手段で検出され、検出された移動量と画像処理部で算
出されたウェーハの円形部の位置データが寸法演算部に
送られて、ウェーハの直径が算出される。なお、ウェー
ハテーブルでウェーハを回動させることにより、ウェー
ハの任意の位置の直径及び断面形状を測定することがで
きる。
【０００８】また、本発明に係るウェーハ直径・断面形
状測定装置を組み込んだウェーハ面取り機によれば、加
工ステーションで外周の面取り加工が終了すると、ウェ
ーハはウェーハ直径・断面形状測定装置を組み込んだ測
定ステーションに送られ、ウェーハの直径及び断面形状
が測定されて、測定結果が加工ステーションにフィード
バックされる。加工ステーションでは、フィードバック
された値によって次回以降のウェーハ面取りの加工条件
を調整する。
状測定装置を組み込んだウェーハ面取り機によれば、加
工ステーションで外周の面取り加工が終了すると、ウェ
ーハはウェーハ直径・断面形状測定装置を組み込んだ測
定ステーションに送られ、ウェーハの直径及び断面形状
が測定されて、測定結果が加工ステーションにフィード
バックされる。加工ステーションでは、フィードバック
された値によって次回以降のウェーハ面取りの加工条件
を調整する。
【０００９】
【実施例】本発明に係る実施例のウェーハ直径・断面形
状測定装置の要部が図１から図７に示されている。図１
は全体平面図、図２は図１をＡの方向から見た全体側面
図、図３はウェーハテーブル部と姿勢制御部の平面図
（図１の部分拡大図）、図４は図３のＢ矢視図、図５は
図３のＣ矢視図、図６は測定機構部の平面図（図１の部
分拡大図）、図７は図６のＥ矢視図である。図１及び図
２に示すように、ウェーハ直径・断面形状測定装置の略
中央にウェーハテーブル部２０があり、ウェーハテーブ
ル部２０の一方に姿勢制御部３０が、他方に測定機構部
７０が設けられている。
状測定装置の要部が図１から図７に示されている。図１
は全体平面図、図２は図１をＡの方向から見た全体側面
図、図３はウェーハテーブル部と姿勢制御部の平面図
（図１の部分拡大図）、図４は図３のＢ矢視図、図５は
図３のＣ矢視図、図６は測定機構部の平面図（図１の部
分拡大図）、図７は図６のＥ矢視図である。図１及び図
２に示すように、ウェーハ直径・断面形状測定装置の略
中央にウェーハテーブル部２０があり、ウェーハテーブ
ル部２０の一方に姿勢制御部３０が、他方に測定機構部
７０が設けられている。
【００１０】図２・図３・図４において、ウェーハテー
ブル部２０は、ウェーハ１０を真空等で吸着固定するウ
ェーハテーブル２１がテーブル軸受け台２３に設けられ
たテーブル軸２２に取り付けられており、テーブル軸２
２はモータ２４で回動される。テーブル軸受け台２３は
上下スライダ２５に固着されており、上下スライダ２５
は上下ガイド２６によって上下方向移動自在でモータ２
７を含む駆動機構（ネジ送り等）によって上下方向に駆
動される。これによって、ウェーハ１０はウェーハテー
ブル２１に固定された状態で回動自在となるとともに上
下方向にも移動自在となる。
ブル部２０は、ウェーハ１０を真空等で吸着固定するウ
ェーハテーブル２１がテーブル軸受け台２３に設けられ
たテーブル軸２２に取り付けられており、テーブル軸２
２はモータ２４で回動される。テーブル軸受け台２３は
上下スライダ２５に固着されており、上下スライダ２５
は上下ガイド２６によって上下方向移動自在でモータ２
７を含む駆動機構（ネジ送り等）によって上下方向に駆
動される。これによって、ウェーハ１０はウェーハテー
ブル２１に固定された状態で回動自在となるとともに上
下方向にも移動自在となる。
【００１１】図２・図３・図５に示すように、姿勢制御
部３０はウェーハ１０の中心を決める機構とオリフラの
位置を決める機構から構成されている。ウェーハ１０の
中心を決める機構は、ベース３１にガイド３２及び３３
が設けられ、ガイド３２及び３３に移動自在に２個のス
ライダ３４及び３５が設けられている。スライダ３４及
び３５には各々ブラケット３６及び３７が固着され、ブ
ラケット３６及び３７は引っ張りバネ３８で互いに引き
寄せられるとともに、ブラケット３６にはラック３９
が、ブラケット３７にはラック４０が固着され、ラック
３９及び４０はベース３１に固着されたホルダ４１に回
動自在に設けられたピニオン４２の上下で係合してい
る。また、スライダ３４に逃がしシリンダ４３が設けら
れ、スライダ３５にロッド４４が設けられている。さら
に、スライダ３４及び３５にはアーム４５及び４６が固
着されて、アーム４５にはローラホルダ４７が固着さ
れ、アーム４６には軸４８を介して揺動自在にローラホ
ルダ４９が設けられている。ローラホルダ４７及び４９
には各々２個の回動自在なローラ５０ａ及び５０ｂが取
り付けられている。
部３０はウェーハ１０の中心を決める機構とオリフラの
位置を決める機構から構成されている。ウェーハ１０の
中心を決める機構は、ベース３１にガイド３２及び３３
が設けられ、ガイド３２及び３３に移動自在に２個のス
ライダ３４及び３５が設けられている。スライダ３４及
び３５には各々ブラケット３６及び３７が固着され、ブ
ラケット３６及び３７は引っ張りバネ３８で互いに引き
寄せられるとともに、ブラケット３６にはラック３９
が、ブラケット３７にはラック４０が固着され、ラック
３９及び４０はベース３１に固着されたホルダ４１に回
動自在に設けられたピニオン４２の上下で係合してい
る。また、スライダ３４に逃がしシリンダ４３が設けら
れ、スライダ３５にロッド４４が設けられている。さら
に、スライダ３４及び３５にはアーム４５及び４６が固
着されて、アーム４５にはローラホルダ４７が固着さ
れ、アーム４６には軸４８を介して揺動自在にローラホ
ルダ４９が設けられている。ローラホルダ４７及び４９
には各々２個の回動自在なローラ５０ａ及び５０ｂが取
り付けられている。
【００１２】これによって、ローラホルダ４７及び４９
は、ウェーハ１０が無いときは逃がしシリンダ４３のピ
ストンとロッド４４が当接して開いた状態となっている
が、ウェーハ１０がウェーハテーブル２１上に搬入され
ると、逃がしシリンダ４３のピストンが後退してロッド
４４から外れるので、引っ張りバネ３８で互いに引き寄
せられて近づき４個のローラ５０ａ及び５０ｂでウェー
ハ１０を挟む。このとき、ローラホルダ４７側の２個の
ローラ５０ａを基準とし、ローラホルダ４９が軸４８を
介して揺動してローラホルダ４９側の２個のローラ５０
ｂがウェーハ１０に当接することによって、ウェーハ１
０が位置決めされる。ウェーハテーブル２１は、４個の
ローラ５０ａ及び５０ｂでウェーハ１０と同様の形状寸
法を持った基準円盤を挟んだときに、基準円盤とウェー
ハテーブル２１の回動中心が一致するようにウェーハテ
ーブル２１の位置を予め設定しているので、この結果、
ウェーハ１０の円形部１１の中心がウェーハテーブル２
１の回動中心に一致する。
は、ウェーハ１０が無いときは逃がしシリンダ４３のピ
ストンとロッド４４が当接して開いた状態となっている
が、ウェーハ１０がウェーハテーブル２１上に搬入され
ると、逃がしシリンダ４３のピストンが後退してロッド
４４から外れるので、引っ張りバネ３８で互いに引き寄
せられて近づき４個のローラ５０ａ及び５０ｂでウェー
ハ１０を挟む。このとき、ローラホルダ４７側の２個の
ローラ５０ａを基準とし、ローラホルダ４９が軸４８を
介して揺動してローラホルダ４９側の２個のローラ５０
ｂがウェーハ１０に当接することによって、ウェーハ１
０が位置決めされる。ウェーハテーブル２１は、４個の
ローラ５０ａ及び５０ｂでウェーハ１０と同様の形状寸
法を持った基準円盤を挟んだときに、基準円盤とウェー
ハテーブル２１の回動中心が一致するようにウェーハテ
ーブル２１の位置を予め設定しているので、この結果、
ウェーハ１０の円形部１１の中心がウェーハテーブル２
１の回動中心に一致する。
【００１３】オリフラの位置を決める機構は、ベース３
１にサブベース５１が設けられ、サブベース５１にガイ
ド５２及び５３が設けられている。ガイド５２及び５３
に移動自在に２本のガイドシャフト５４が設けられ、２
本のガイドシャフト５４は前後の連結板５５及び５６で
連結されている。後側（以下、ウェーハテーブル部２０
側を「前側」、ウェーハテーブル部２０の反対側を「後
側」という。）の連結板５６とサブベース５１に固着さ
れたバネ掛け５７の間に引っ張りバネ５８が設けられて
いてガイドシャフト５４と連結板５５及び５６は前側に
突き出される。また、サブベース５１には逃がしシリン
ダ５９設けらるとともに、センサ６１が設けられてい
る。さらに、前側の連結板５５には２個の回動自在なロ
ーラ６０が取り付けられている。これによって、ローラ
６０は、オリフラの位置を決める動作を行わないときは
逃がしシリンダ５９で後側に後退しているが、オリフラ
の位置を決めるときは逃がしシリンダ５９のピストンが
後退して連結板５６から外れるので、引っ張りバネ５８
で前側に突き出される。オリフラ１２の位置が設定され
ていない状態で連結板５５が前側に突き出されると、２
個のローラ６０のうち１個がウェーハ１０のオリフラ１
２に当接してウェーハ１０を押し、４個のローラ５０ａ
及び５０ｂに挟まれた状態でウェーハ１０が回動してロ
ーラ１０の両方がオリフラ１２に当接するとオリフラ１
２の位置が設定される。オリフラ１２の位置が正しく設
定されると、センサ６１から信号が出力される。
１にサブベース５１が設けられ、サブベース５１にガイ
ド５２及び５３が設けられている。ガイド５２及び５３
に移動自在に２本のガイドシャフト５４が設けられ、２
本のガイドシャフト５４は前後の連結板５５及び５６で
連結されている。後側（以下、ウェーハテーブル部２０
側を「前側」、ウェーハテーブル部２０の反対側を「後
側」という。）の連結板５６とサブベース５１に固着さ
れたバネ掛け５７の間に引っ張りバネ５８が設けられて
いてガイドシャフト５４と連結板５５及び５６は前側に
突き出される。また、サブベース５１には逃がしシリン
ダ５９設けらるとともに、センサ６１が設けられてい
る。さらに、前側の連結板５５には２個の回動自在なロ
ーラ６０が取り付けられている。これによって、ローラ
６０は、オリフラの位置を決める動作を行わないときは
逃がしシリンダ５９で後側に後退しているが、オリフラ
の位置を決めるときは逃がしシリンダ５９のピストンが
後退して連結板５６から外れるので、引っ張りバネ５８
で前側に突き出される。オリフラ１２の位置が設定され
ていない状態で連結板５５が前側に突き出されると、２
個のローラ６０のうち１個がウェーハ１０のオリフラ１
２に当接してウェーハ１０を押し、４個のローラ５０ａ
及び５０ｂに挟まれた状態でウェーハ１０が回動してロ
ーラ１０の両方がオリフラ１２に当接するとオリフラ１
２の位置が設定される。オリフラ１２の位置が正しく設
定されると、センサ６１から信号が出力される。
【００１４】図６及び図７に示す測定機構部７０は、ベ
ース７１に２本のガイド７２が設けられ、ガイド７２に
移動自在にスライダ７３が設けられているとともに、モ
ータ７４を含む駆動機構（ネジ送り等）が設けられてい
る。また、スライダ７３の上面にはホルダ７５によって
移動量検出器７６が取り付けられ、ベース７１にはホル
ダ７７によってスケール７８が設けられている。スケー
ル７８には絶対原点位置が設定されている。これによっ
て、スライダ７３はモータ７４を含む駆動機構でウェー
ハテーブル部２０方向に駆動されるとともに、その移動
量が絶対原点位置からの移動量として移動量検出器７６
で検出される。
ース７１に２本のガイド７２が設けられ、ガイド７２に
移動自在にスライダ７３が設けられているとともに、モ
ータ７４を含む駆動機構（ネジ送り等）が設けられてい
る。また、スライダ７３の上面にはホルダ７５によって
移動量検出器７６が取り付けられ、ベース７１にはホル
ダ７７によってスケール７８が設けられている。スケー
ル７８には絶対原点位置が設定されている。これによっ
て、スライダ７３はモータ７４を含む駆動機構でウェー
ハテーブル部２０方向に駆動されるとともに、その移動
量が絶対原点位置からの移動量として移動量検出器７６
で検出される。
【００１５】スライダ７３の上面にはガイド８１が設け
られ、ガイド８１に移動自在にスライダ８２が設けられ
ているとともに、モータ８３を含む駆動機構（ネジ送り
等）が設けられている。また、スライダ８２には各々ホ
ルダ８４及び８５によって形状検出器８６の投光部８６
ａ及び検出部８６ｂが設けられている。これによって、
ウェーハ１０に対する形状検出器８６の焦点が調整され
る。
られ、ガイド８１に移動自在にスライダ８２が設けられ
ているとともに、モータ８３を含む駆動機構（ネジ送り
等）が設けられている。また、スライダ８２には各々ホ
ルダ８４及び８５によって形状検出器８６の投光部８６
ａ及び検出部８６ｂが設けられている。これによって、
ウェーハ１０に対する形状検出器８６の焦点が調整され
る。
【００１６】さらに、画像処理部９１及び寸法演算部９
６が設けられていて、形状検出器８６で検出されたウェ
ーハ外周のデータは画像処理部９１に送られるととも
に、画像処理部９１で算出されたウェーハ１０の円形部
１１の位置データと移動量検出器７６で検出された形状
検出器８６の移動量のデータが寸法演算部９６に送られ
る。
６が設けられていて、形状検出器８６で検出されたウェ
ーハ外周のデータは画像処理部９１に送られるととも
に、画像処理部９１で算出されたウェーハ１０の円形部
１１の位置データと移動量検出器７６で検出された形状
検出器８６の移動量のデータが寸法演算部９６に送られ
る。
【００１７】このように構成されたウェーハ直径・断面
形状測定装置で、ウェーハの直径及び断面形状を測定す
る方法について説明する。ウェーハ１０がウェーハテー
ブル２１上に搬入されると、姿勢制御部３０によってウ
ェーハ１０の円形部１１の中心位置とオリフラ１２位置
が決められ、ウェーハテーブル２１に真空等で吸着固定
される。次に、測定機構部７０の形状検出器８６の焦点
が合わせられるとともに、ウェーハ外周測定部分の直径
方向が形状検出器８６の測定範囲内へ入るように形状検
出器８６がウェーハ１０の中心方向に駆動される。ま
た、ウェーハ外周測定部分の厚さ方向が形状検出器８６
の測定範囲内へ入るようにウェーハテーブル２１が上下
に駆動される。
形状測定装置で、ウェーハの直径及び断面形状を測定す
る方法について説明する。ウェーハ１０がウェーハテー
ブル２１上に搬入されると、姿勢制御部３０によってウ
ェーハ１０の円形部１１の中心位置とオリフラ１２位置
が決められ、ウェーハテーブル２１に真空等で吸着固定
される。次に、測定機構部７０の形状検出器８６の焦点
が合わせられるとともに、ウェーハ外周測定部分の直径
方向が形状検出器８６の測定範囲内へ入るように形状検
出器８６がウェーハ１０の中心方向に駆動される。ま
た、ウェーハ外周測定部分の厚さ方向が形状検出器８６
の測定範囲内へ入るようにウェーハテーブル２１が上下
に駆動される。
【００１８】形状検出器８６で検出されてたウェーハ外
周のデータは、画像処理部９１に送られる。画像処理部
９１では、形状検出器８６から送られてきたウェーハ外
周のデータを白黒の２値化にしてＣＲＴ上に表示すると
ともに、図１０に示すようにウェーハ１０の直径方向の
基準ライン９２と厚さ方向の基準ライン９３を予め設定
しておき、２本の基準ライン９２及び９３から断面形状
の各測定点の距離（Ｘ・Ｙ）を読み取り、予め設定した
基準値と比較してウェーハ１０の断面形状値を算出す
る。また、直径方向の基準ライン９２からの距離Ｘｂと
形状検出器８６の移動量Ｇが寸法演算部９６に送られ
る。寸法演算部９６では、図１１に示すように予め基準
円盤の半径Ｆと、基準円盤を形状検出器８６で測定した
ときの基準ライン９２から基準円盤外周位置の距離Ｘａ
を検出して記憶してあり、これを基準にウェーハ１０を
測定したときの距離Ｘｂと移動量Ｇを次のように演算し
て、ウェーハ１０の円形部１１の直径Ｄが演算される。 Ｄ＝２（Ｆ＋Ｘａ＋Ｇ−Ｘｂ） ウェーハ１０の任意の外周位置の直径及び断面形状を測
定する場合は、ウェーハテーブル２１によってウェーハ
を回動させることにより行う。この場合、ウェーハ１０
の外周位置はオリフラ１２の位置を基準とする角度で指
定することができる。
周のデータは、画像処理部９１に送られる。画像処理部
９１では、形状検出器８６から送られてきたウェーハ外
周のデータを白黒の２値化にしてＣＲＴ上に表示すると
ともに、図１０に示すようにウェーハ１０の直径方向の
基準ライン９２と厚さ方向の基準ライン９３を予め設定
しておき、２本の基準ライン９２及び９３から断面形状
の各測定点の距離（Ｘ・Ｙ）を読み取り、予め設定した
基準値と比較してウェーハ１０の断面形状値を算出す
る。また、直径方向の基準ライン９２からの距離Ｘｂと
形状検出器８６の移動量Ｇが寸法演算部９６に送られ
る。寸法演算部９６では、図１１に示すように予め基準
円盤の半径Ｆと、基準円盤を形状検出器８６で測定した
ときの基準ライン９２から基準円盤外周位置の距離Ｘａ
を検出して記憶してあり、これを基準にウェーハ１０を
測定したときの距離Ｘｂと移動量Ｇを次のように演算し
て、ウェーハ１０の円形部１１の直径Ｄが演算される。 Ｄ＝２（Ｆ＋Ｘａ＋Ｇ−Ｘｂ） ウェーハ１０の任意の外周位置の直径及び断面形状を測
定する場合は、ウェーハテーブル２１によってウェーハ
を回動させることにより行う。この場合、ウェーハ１０
の外周位置はオリフラ１２の位置を基準とする角度で指
定することができる。
【００１９】なお、ウェーハテーブル部２０では、上下
スライダ２５を介してウェーハテーブル２１を上下方向
に駆動する機構をネジ送り等の場合の例を示したが、こ
れに限らず、上下方向に駆動されるときにウェーハテー
ブル２１の水平方向の変動が小さい機構であれば、他の
機構についても本発明は適用できる。また、姿勢制御部
３０は、実施例に示した機構は一つの方法であり、ウェ
ーハ１０の円形部１１の中心とオリフラ１２の位置が正
確に設定される方法であれば他の機構でもよいことはい
うまでもない。さらに、測定機構部７０では、スライダ
７３を駆動する機構をネジ送り等の場合の例を示した
が、これに限らず、水平方向に駆動されるときに駆動方
向と直角の水平方向の変動が小さい機構であれば他の機
構でもよいとともに、形状検出器８６の焦点調整機構に
ついても、ネジ送り等の場合の例を示したが、これに限
らず、水平方向に駆動されるときに形状検出器８６の駆
動方向と直角方向の変動が小さい機構であれば他の機構
でもよいし、形状検出器８６の焦点深度によっては焦点
調整機構を不要にしてもよい。また、形状検出器８６の
移動量検出手段はスケール７８と移動量検出器７６によ
る直線検出方式を用いたが、回転検出方式等他の検出方
式を用いてもよい。
スライダ２５を介してウェーハテーブル２１を上下方向
に駆動する機構をネジ送り等の場合の例を示したが、こ
れに限らず、上下方向に駆動されるときにウェーハテー
ブル２１の水平方向の変動が小さい機構であれば、他の
機構についても本発明は適用できる。また、姿勢制御部
３０は、実施例に示した機構は一つの方法であり、ウェ
ーハ１０の円形部１１の中心とオリフラ１２の位置が正
確に設定される方法であれば他の機構でもよいことはい
うまでもない。さらに、測定機構部７０では、スライダ
７３を駆動する機構をネジ送り等の場合の例を示した
が、これに限らず、水平方向に駆動されるときに駆動方
向と直角の水平方向の変動が小さい機構であれば他の機
構でもよいとともに、形状検出器８６の焦点調整機構に
ついても、ネジ送り等の場合の例を示したが、これに限
らず、水平方向に駆動されるときに形状検出器８６の駆
動方向と直角方向の変動が小さい機構であれば他の機構
でもよいし、形状検出器８６の焦点深度によっては焦点
調整機構を不要にしてもよい。また、形状検出器８６の
移動量検出手段はスケール７８と移動量検出器７６によ
る直線検出方式を用いたが、回転検出方式等他の検出方
式を用いてもよい。
【００２０】図１２にウェーハ直径・断面形状測定装置
を組み込んだウェーハ面取り機の全体構成ブロック図が
示されている。図１２に示すように、ウェーハ面取り機
は、ウェーハ取り出しステーション１０１、姿勢制御ス
テーション１０２、加工ステーション１０３、洗浄ステ
ーション１０４、測定ステーション１０５、格納ステー
ション１０６、及びステーション間のウェーハ搬送装置
から構成され、これに全体及び各ステーションを制御す
る制御部（図示省略）が備えられている。ウェーハ直径
・断面形状測定装置は測定ステーション１０５に組み込
まれており、図１に示すウェーハ直径・断面形状測定装
置の全体平面図において、ウェーハ１０はウェーハ搬送
装置によってＡまたはＡと反対方向からウェーハテーブ
ル２１に搬入される。この場合、ウェーハテーブル２１
はウェーハ１０の搬入時にはウェーハ１０と姿勢制御部
３０のローラ５０ａ及び５０ｂが干渉しない高さまで下
がっていて、ウェーハ１０がウェーハテーブル２１に搬
入されると上昇する。
を組み込んだウェーハ面取り機の全体構成ブロック図が
示されている。図１２に示すように、ウェーハ面取り機
は、ウェーハ取り出しステーション１０１、姿勢制御ス
テーション１０２、加工ステーション１０３、洗浄ステ
ーション１０４、測定ステーション１０５、格納ステー
ション１０６、及びステーション間のウェーハ搬送装置
から構成され、これに全体及び各ステーションを制御す
る制御部（図示省略）が備えられている。ウェーハ直径
・断面形状測定装置は測定ステーション１０５に組み込
まれており、図１に示すウェーハ直径・断面形状測定装
置の全体平面図において、ウェーハ１０はウェーハ搬送
装置によってＡまたはＡと反対方向からウェーハテーブ
ル２１に搬入される。この場合、ウェーハテーブル２１
はウェーハ１０の搬入時にはウェーハ１０と姿勢制御部
３０のローラ５０ａ及び５０ｂが干渉しない高さまで下
がっていて、ウェーハ１０がウェーハテーブル２１に搬
入されると上昇する。
【００２１】ウェーハカセット等に格納されてウェーハ
取り出しステーション１０１に搬入されたウェーハ１０
はウェーハカセット等から取り出され、姿勢制御ステー
ション１０２に送られて円形部１１の中心とオリフラ１
２の位置を決められた後、加工ステーション１０３に送
られる。次に、加工ステーション１０３でウェーハ１０
の外周面取り加工が終了すると、ウェーハ１０は洗浄ス
テーション１０４に送られて洗浄された後、測定ステー
ション１０５に送られウェーハ直径・断面形状測定装置
で直径及び断面形状が測定され、測定が終了するとウェ
ーハ１０は格納ステーション１０６に送られて面取り加
工が完了する。ウェーハ直径・断面形状測定装置で測定
された測定データは加工ステーション１０３にフィード
バックされ、加工ステーションではフィードバックされ
た値によって次回以降のウェーハ面取りの加工条件を調
整する。
取り出しステーション１０１に搬入されたウェーハ１０
はウェーハカセット等から取り出され、姿勢制御ステー
ション１０２に送られて円形部１１の中心とオリフラ１
２の位置を決められた後、加工ステーション１０３に送
られる。次に、加工ステーション１０３でウェーハ１０
の外周面取り加工が終了すると、ウェーハ１０は洗浄ス
テーション１０４に送られて洗浄された後、測定ステー
ション１０５に送られウェーハ直径・断面形状測定装置
で直径及び断面形状が測定され、測定が終了するとウェ
ーハ１０は格納ステーション１０６に送られて面取り加
工が完了する。ウェーハ直径・断面形状測定装置で測定
された測定データは加工ステーション１０３にフィード
バックされ、加工ステーションではフィードバックされ
た値によって次回以降のウェーハ面取りの加工条件を調
整する。
【００２２】なお、本発明に係るウェーハ直径・断面形
状測定装置ではオリフラ１２のオリフラ径Ｌや断面形状
を測定することは困難であるが、オリフラ１２の加工条
件は円形部１１とほぼ同様であり、円形部１１の直径Ｄ
や断面形状の測定データによってオリフラ１２の加工条
件を設定することができるので、実質上問題はない。
状測定装置ではオリフラ１２のオリフラ径Ｌや断面形状
を測定することは困難であるが、オリフラ１２の加工条
件は円形部１１とほぼ同様であり、円形部１１の直径Ｄ
や断面形状の測定データによってオリフラ１２の加工条
件を設定することができるので、実質上問題はない。
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハ直径・断面形状測定装置によれば、ウェーハの直径及
び断面形状を一度に測定できるので、直径測定と断面形
状測定を別々の測定器で測定する必要がなく短時間で測
定ができる。また、ウェーハ直径・断面形状測定装置を
組み込んだウェーハ面取り機によれば、ウェーハを加工
機から取り出さなくてもウェーハの直径及び断面形状が
測定でき、測定結果を加工ステーションにフィードバッ
クして、短時間でウェーハ面取りの加工条件の調整を可
能にすることができる。
ハ直径・断面形状測定装置によれば、ウェーハの直径及
び断面形状を一度に測定できるので、直径測定と断面形
状測定を別々の測定器で測定する必要がなく短時間で測
定ができる。また、ウェーハ直径・断面形状測定装置を
組み込んだウェーハ面取り機によれば、ウェーハを加工
機から取り出さなくてもウェーハの直径及び断面形状が
測定でき、測定結果を加工ステーションにフィードバッ
クして、短時間でウェーハ面取りの加工条件の調整を可
能にすることができる。
【図１】本発明に係る実施例のウェーハ直径・断面形状
測定装置の全体平面図
測定装置の全体平面図
【図２】図１をＡの方向から見た全体側面図
【図３】本発明に係る実施例のウェーハ直径・断面形状
測定装置のウェーハテーブル部と姿勢制御部の平面図
（図１の部分拡大図）
測定装置のウェーハテーブル部と姿勢制御部の平面図
（図１の部分拡大図）
【図４】図３のＢ矢視図
【図５】図３のＣ矢視図
【図６】本発明に係る実施例のウェーハ直径・断面形状
測定装置の測定機構部の平面図（図１の部分拡大図）
測定装置の測定機構部の平面図（図１の部分拡大図）
【図７】図６のＥ矢視図
【図８】オリフラ付きウェーハの外観図
【図９】ウェーハ外周に必要な断面形状
【図１０】画像処理部のＣＲＴ表示図
【図１１】ウェーハの直径計算説明図
【図１２】本発明に係る実施例のウェーハ直径・断面形
状測定装置を組み込んだウェーハ面取り機の全体構成ブ
ロック図
状測定装置を組み込んだウェーハ面取り機の全体構成ブ
ロック図
１０……ウェーハ ２０……ウェーハテーブル部 ２１……ウェーハテーブル ３０……姿勢制御部 ５０ａ、５０ｂ…ローラ ６０……ローラ ７０……測定機構部 ７６……移動量検出器 ７８……スケール ８６ａ…形状検出器の投光部 ８６ｂ…形状検出器の検出部 ９１……画像処理部 ９６……寸法演算部
Claims (2)
- 【請求項１】 ウェーハの中心とオリエンテーションフ
ラットの位置を決める姿勢制御部と、 前記中心とオリエンテーションフラットの位置を決めら
れたウェーハを真空等で吸着固定するとともに、回動及
び上下自在なウェーハテーブルと、 ウェーハの断面形状を検出する形状検出器と、 前記形状検出器を前記ウェーハテーブルの方向に駆動す
るとともに、前記形状検出器の移動量を検出する移動量
検出手段を備えた測定機構部と、 前記形状検出器で検出されたデータからウェーハの断面
形状を算出する画像処理部と、 前記画像処理部からの信号と前記移動量検出手段からの
信号によってウェーハの直径を算出する寸法演算部と、 から構成されたことを特徴とするウェーハ直径・断面形
状測定装置。 - 【請求項２】 ウェーハの外周を面取り加工するととも
に加工後にウェーハを洗浄する機能を有したウェーハ面
取り機において、ウェーハの洗浄の後工程に請求項１に
記載のウェーハ直径・断面形状測定装置を組み込んだこ
とを特徴とするウェーハ面取り機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6023582A JP3035690B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだウェーハ面取り機 |
| US08/373,036 US5555091A (en) | 1994-01-27 | 1995-01-17 | Wafer diameter/sectional shape measuring machine |
| KR1019950000866A KR0185782B1 (ko) | 1994-01-27 | 1995-01-19 | 웨이퍼 직경 및 단면형상 측정장치 |
| DE69526813T DE69526813T2 (de) | 1994-01-27 | 1995-01-25 | Vorrichtung zur Messung des Durchmessers und der Form des Querschnitts eines Wafers |
| EP95100988A EP0665576B1 (en) | 1994-01-27 | 1995-01-25 | Wafer diameter/sectional shape measuring machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6023582A JP3035690B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだウェーハ面取り機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218228A JPH07218228A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3035690B2 true JP3035690B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=12114576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6023582A Expired - Fee Related JP3035690B2 (ja) | 1994-01-27 | 1994-01-27 | ウェーハ直径・断面形状測定装置及びそれを組み込んだウェーハ面取り機 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5555091A (ja) |
| EP (1) | EP0665576B1 (ja) |
| JP (1) | JP3035690B2 (ja) |
| KR (1) | KR0185782B1 (ja) |
| DE (1) | DE69526813T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1000706B1 (en) * | 1996-06-15 | 2008-05-07 | Cinetic Landis Grinding Limited | Grinding machine spindle flexibly attached to platform |
| GB2337111B (en) * | 1996-06-15 | 2000-03-15 | Unova Uk Ltd | Workpiece inspection |
| WO1999027566A1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-03 | Gregory George | Automatic modular wafer substrate handling device |
| JP4911810B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2012-04-04 | コマツＮｔｃ株式会社 | ワークの研削装置および研削方法 |
| DE10045203C2 (de) * | 2000-09-13 | 2002-08-01 | Infineon Technologies Ag | Prüfvorrichtung und Verfahren zum Feststellen einer Kerben- beziehungsweise Nockenposition bei Scheiben |
| US7092584B2 (en) * | 2002-01-04 | 2006-08-15 | Time Warner Entertainment Company Lp | Registration of separations |
| KR101203505B1 (ko) * | 2005-04-19 | 2012-11-21 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 |
| KR100675558B1 (ko) * | 2005-06-02 | 2007-02-02 | 세메스 주식회사 | 웨이퍼의 직경을 측정할 수 있는 장치 및 방법 |
| JP2007073761A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物半導体基板及び窒化物半導体基板の加工方法 |
| JP4877938B2 (ja) * | 2006-05-26 | 2012-02-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 直径測定装置 |
| DE102006037267B4 (de) * | 2006-08-09 | 2010-12-09 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mit hochpräzisem Kantenprofil |
| JP4809744B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2011-11-09 | 東京エレクトロン株式会社 | ウエハの中心検出方法及びその方法を記録した記録媒体 |
| JP4262285B2 (ja) | 2007-07-18 | 2009-05-13 | 株式会社コベルコ科研 | 形状測定装置，形状測定方法 |
| JP4388576B2 (ja) | 2007-12-03 | 2009-12-24 | 株式会社コベルコ科研 | 形状測定装置 |
| JP4316643B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2009-08-19 | 株式会社コベルコ科研 | 形状測定装置，形状測定方法 |
| JP4734398B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2011-07-27 | 株式会社コベルコ科研 | 形状測定装置，形状測定方法 |
| JP5836223B2 (ja) | 2011-12-02 | 2015-12-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 貼合基板の回転ズレ量計測装置、貼合基板の回転ズレ量計測方法、及び貼合基板の製造方法 |
| JP6007889B2 (ja) | 2013-12-03 | 2016-10-19 | 信越半導体株式会社 | 面取り加工装置及びノッチレスウェーハの製造方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214554A (ja) * | 1983-05-17 | 1984-12-04 | Daiichi Seiki Kk | ウエハ−の面取り研削装置 |
| JPS60104644A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-10 | Mitsubishi Metal Corp | ウエハ−の外周研削・面取装置 |
| US5350899A (en) * | 1992-04-15 | 1994-09-27 | Hiroichi Ishikawa | Semiconductor wafer temperature determination by optical measurement of wafer expansion in processing apparatus chamber |
| JPH0613962B2 (ja) * | 1985-08-14 | 1994-02-23 | 日立電子株式会社 | Ｉｃウエハの自動位置決め装置 |
| US4853880A (en) * | 1985-08-23 | 1989-08-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for positioning a semi-conductor wafer |
| US4638601A (en) * | 1985-11-04 | 1987-01-27 | Silicon Technology Corporation | Automatic edge grinder |
| JPS62214310A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Toshiba Seiki Kk | ウエハ外径の検出方法 |
| JPS6316959A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-23 | Sumikura Kogyo Kk | ウエハ−の面取り研摩装置 |
| JPS6381940A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Hitachi Ltd | ウエハの厚さ測定方法 |
| FR2615343A1 (fr) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Telsa Inf | Procede et appareil de videogrammetrie |
| US5194743A (en) * | 1990-04-06 | 1993-03-16 | Nikon Corporation | Device for positioning circular semiconductor wafers |
| JPH04105006A (ja) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 非接触測定装置 |
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| JP2939665B2 (ja) * | 1991-03-04 | 1999-08-25 | 東京エレクトロン株式会社 | 半導体ウエハの測定方法 |
| JPH0637170A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Fujitsu Ltd | ウェーハアライメント方法及び装置 |
| JP2554432B2 (ja) * | 1992-11-20 | 1996-11-13 | 住友シチックス株式会社 | 半導体ウエーハの外周面加工装置 |
-
1994
- 1994-01-27 JP JP6023582A patent/JP3035690B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-17 US US08/373,036 patent/US5555091A/en not_active Expired - Fee Related
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