JP2002296026A - Method and instrument for measuring warp in semiconductor wafer - Google Patents

Method and instrument for measuring warp in semiconductor wafer

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JP2002296026A
JP2002296026A JP2001100852A JP2001100852A JP2002296026A JP 2002296026 A JP2002296026 A JP 2002296026A JP 2001100852 A JP2001100852 A JP 2001100852A JP 2001100852 A JP2001100852 A JP 2001100852A JP 2002296026 A JP2002296026 A JP 2002296026A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
wafer
warpage
measuring
silicon wafer
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JP2001100852A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Hashimoto
靖行 橋本
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Sumco Corp
Original Assignee
Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and instrument for measuring a warp in a semiconductor wafer, enhancing accuracy in warp measuring. SOLUTION: Air is blown into the front and rear faces of a silicon wafer W erected on a measuring reference surface, thereby keeping the wafer W vertical. Then, a warp in the wafer W is measured under this condition. Since the warp is measured in a torque-free state not causing any load for gripping the wafer W to act on the peripheral part of the wafer, the possibility of enlarging the warp due to differences in wafer grip positions can be removed, which has been a problem in gripping a wafer by using a conventional gripper. As a result, accuracy in warp measuring can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウェーハの
反り測定方法およびその装置、詳しくは半導体ウェーハ
の外周部にこのウェーハを保持するための負荷が作用し
ていない状態で半導体ウェーハを垂直に保持し、この状
態で半導体ウェーハの反り(ワープ、ボウ)を測定する
半導体ウェーハの反り測定方法およびその装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring warpage of a semiconductor wafer, and more particularly, to a method for vertically holding a semiconductor wafer in a state where a load for holding the wafer is not acting on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. The present invention relates to a semiconductor wafer warpage measuring method and apparatus for measuring the warpage (warp, bow) of a semiconductor wafer in this state.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なシリコンウェーハの反りの測定
装置にあっては、シリコンウェーハの中心部を水平な保
持面を有するウェーハ保持板により横置き状態で保持
し、その後、ウェーハ保持板を回転軸を中心にして回転
しながら、シリコンウェーハのウェーハ表裏面の各外方
(上下方向)に配置された1対の静電容量センサまたは
レーザセンサを走査し、シリコンウェーハの反りを測定
している。しかしながら、この汎用タイプ(横型)の反
り測定装置では、シリコンウェーハの中心部を保持して
シリコンウェーハを水平面内で回転するので、シリコン
ウェーハの外周部が自重によってたわみやすく、測定誤
差が発生しやすいといった問題点があった。このような
現象は、シリコンウェーハの直径が300mmを超すよ
うな大口径のウェーハになるほど顕著化する。
2. Description of the Related Art In a general device for measuring the warpage of a silicon wafer, the center of the silicon wafer is held horizontally by a wafer holding plate having a horizontal holding surface, and then the wafer holding plate is rotated. While rotating about the axis, a pair of capacitance sensors or laser sensors arranged outside (up and down) on the front and back surfaces of the silicon wafer are scanned to measure the warpage of the silicon wafer. . However, in this general-purpose (horizontal) warpage measuring device, the silicon wafer is rotated in a horizontal plane while holding the center of the silicon wafer, so that the outer peripheral portion of the silicon wafer is easily bent by its own weight, and a measurement error is likely to occur. There was a problem. Such a phenomenon becomes more remarkable as the diameter of the silicon wafer becomes larger than 300 mm.

【0003】そこで、これを解消する従来技術として、
縦型の反り測定装置が知られている。縦型の測定装置
は、ウェーハ縦置き用のグリッパにより、シリコンウェ
ーハの外周部を把持して垂直に起立させ、このままウェ
ーハ表裏面の各外方(左右方向)に配置された1対の静
電容量センサまたはレーザセンサを走査して、シリコン
ウェーハの反りを測定するものである。上記グリッパ
は、内蔵されたばねの力によって、シリコンウェーハの
外周部に押し付けられ、シリコンウェーハを垂直に保持
する。
Therefore, as a conventional technique for solving this,
Vertical warpage measuring devices are known. The vertical measuring device grips the outer peripheral portion of the silicon wafer by a gripper for vertically placing the wafer and stands upright, and a pair of electrostatic devices arranged as it is on each side (left and right direction) of the front and back surfaces of the wafer as it is This is to measure the warpage of the silicon wafer by scanning a capacitance sensor or a laser sensor. The gripper is pressed against the outer periphery of the silicon wafer by the force of a built-in spring, and holds the silicon wafer vertically.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の反り測定装置にあっては、グリッパによりシリコン
ウェーハを把持した際、グリッパによる把持の方向によ
っては、シリコンウェーハの反りが拡大してしまい、反
りの測定の信頼性が低下するおそれがあった。この現象
を、図5および図6を参照して説明する。図5は、半導
体ウェーハの外周部の把持方向と反りの関係を示す等高
線図である。図6は、半導体ウェーハの外周部の把持方
向と反りとの関係を示す断面図である。図5および図6
に示すように、シリコンウェーハWには、全域にかけて
反りが発生している。この反りは、ウェーハ中心点とノ
ッチnとを結ぶ仮想線aと直交する仮想線bに沿って断
面視した際、略横S字形状に湾曲している。
However, in the conventional warpage measuring device, when the silicon wafer is gripped by the gripper, the warpage of the silicon wafer expands depending on the direction of gripping by the gripper, and the warpage increases. There was a possibility that the reliability of the measurement of the sample may decrease. This phenomenon will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a contour diagram showing the relationship between the gripping direction and the warpage of the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the relationship between the gripping direction and the warpage of the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. 5 and 6
As shown in the figure, the silicon wafer W is warped all over. This warp is curved in a substantially horizontal S-shape when viewed in cross section along a virtual line b orthogonal to a virtual line a connecting the wafer center point and the notch n.

【0005】したがって、図示しない1対のグリッパに
よってシリコンウェーハWを把持する際、その把持方向
(グリッパの押し付け方向)が、仮想線aの両側方から
の場合には反りの拡大は起きにくい。これは、反りがシ
リコンウェーハWの補強構造として作用するためであ
る。一方、この把持方向が仮想線bの方向の場合には、
グリッパの押し付け方向がシリコンウェーハWの反りの
方向と一致するので、シリコンウェーハWの曲げ応力の
許容範囲が小さくなる。これにより、比較的小さな外力
が作用しても湾曲する。その結果、反りが拡大しやす
く、測定結果の信頼性が低くかった。
Therefore, when the silicon wafer W is gripped by a pair of grippers (not shown), if the gripping direction (the pressing direction of the gripper) is from both sides of the imaginary line a, expansion of the warp hardly occurs. This is because the warp acts as a reinforcing structure for the silicon wafer W. On the other hand, when this gripping direction is the direction of the virtual line b,
Since the pressing direction of the gripper matches the direction of the warpage of the silicon wafer W, the allowable range of the bending stress of the silicon wafer W is reduced. As a result, even if a comparatively small external force acts, it bends. As a result, the warpage was likely to expand, and the reliability of the measurement results was low.

【0006】そこで、発明者は、長期にわたる鋭意研究
の結果、測定基準面上で起立したウェーハ表裏面に姿勢
保持ガスをそれぞれ吹き付け、このウェーハを垂直に保
持して反りを測定すれば、ウェーハの外周部にこのウェ
ーハを保持するための負荷が作用していない状態(以
下、トルクフリー状態)で、反りを測定することが可能
であることを見出し、この発明を完成させた。
Therefore, as a result of a long-term study, the inventor has sprayed a posture holding gas on each of the front and back surfaces of the wafer standing on the measurement reference plane, and held the wafer vertically to measure the warpage. The present inventors have found that it is possible to measure warpage in a state where a load for holding the wafer does not act on the outer peripheral portion (hereinafter, torque-free state), and completed the present invention.

【0007】[0007]

【発明の目的】この発明は、反りの測定精度を高めるこ
とができる半導体ウェーハの反り測定方法およびその装
置を提供することを、その目的としている。また、この
発明は、半導体ウェーハを自動的に垂直保持することが
できる半導体ウェーハの反り測定方法およびその装置を
提供することを、その目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring the warpage of a semiconductor wafer, which can improve the measurement accuracy of the warpage. Another object of the present invention is to provide a semiconductor wafer warpage measuring method and apparatus capable of automatically vertically holding a semiconductor wafer.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、測定基準面上で起立した半導体ウェーハの表裏面に
姿勢保持ガスをそれぞれ吹き付け、半導体ウェーハを垂
直に保持する工程と、この垂直に保持された半導体ウェ
ーハの反りを非接触状態で測定する工程とを備えた半導
体ウェーハの反り測定方法である。半導体ウェーハの種
類は限定されない。例えば、シリコンウェーハ,ガリウ
ム砒素ウェーハなどが挙げられる。姿勢保持ガスの種類
は限定されない。エアのほか、アルゴンガス、窒素ガス
などの不活性ガスでもよい。姿勢保持ガスの流量は限定
されない。要は、半導体ウェーハの表裏面に吹き付けた
際、半導体ウェーハを直立に保持できればよい。このと
き、通常は半導体ウェーハの表面および裏面に吹き付け
られる姿勢保持ガスの流量は等しい。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of holding a semiconductor wafer vertically by spraying a posture holding gas on each of the front and back surfaces of the semiconductor wafer standing on a measurement reference plane. Measuring the warpage of the semiconductor wafer held in a non-contact state. The type of the semiconductor wafer is not limited. For example, a silicon wafer, a gallium arsenide wafer, or the like can be used. The type of the posture holding gas is not limited. In addition to air, an inert gas such as an argon gas or a nitrogen gas may be used. The flow rate of the posture holding gas is not limited. In short, it is only necessary that the semiconductor wafer can be held upright when sprayed on the front and back surfaces of the semiconductor wafer. At this time, the flow rate of the attitude maintaining gas normally blown to the front and back surfaces of the semiconductor wafer is equal.

【0009】また、半導体ウェーハの表裏面における姿
勢保持ガスの吹き付け位置は限定されない。それぞれの
面での吹き付け位置は、半導体ウェーハの大きさ、形状
などによって異なる。要は、測定基準面上で起立した半
導体ウェーハのバランスがとれる位置であればよい。通
常、半導体ウェーハの表裏面におけるガス吹き付け位置
は、半導体ウェーハを挟んだ対向位置となる。もちろ
ん、この対向位置でなくてもよい。ただし、その場合に
は、ウェーハ表面に吹き付けられる姿勢保持ガスの流量
と、ウェーハ裏面に吹き付けられる姿勢保持ガスの流量
とに差を与え、半導体ウェーハが直立するように、この
流量差を調整する必要がある。姿勢保持ガスの吹き付け
方法も限定されない。例えば、半導体ウェーハの表裏面
の外方にそれぞれ配置した1対のノズルを介して、この
半導体ウェーハの表裏面の各一部分に姿勢保持ガスを吹
き付ける。半導体ウェーハの反りを測定する非接触式の
測定手段は限定されない。通常は、1対の静電容量セン
サを走査する汎用タイプの反り測定器となる。そのほ
か、レーザ干渉式、超音波式などでもよい。
[0009] The position at which the attitude holding gas is blown on the front and back surfaces of the semiconductor wafer is not limited. The spray position on each surface differs depending on the size and shape of the semiconductor wafer. In short, any position may be used as long as the semiconductor wafer standing on the measurement reference plane can be balanced. Normally, the gas blowing positions on the front and back surfaces of the semiconductor wafer are opposed to each other across the semiconductor wafer. Of course, it is not necessary to be at this facing position. However, in this case, it is necessary to adjust the flow rate difference so that a difference is made between the flow rate of the attitude holding gas sprayed on the wafer front surface and the flow rate of the attitude holding gas sprayed on the back surface of the wafer, and the semiconductor wafer stands upright. There is. The method of spraying the posture holding gas is not limited. For example, an attitude holding gas is blown to each part of the front and back surfaces of the semiconductor wafer through a pair of nozzles respectively arranged outside the front and back surfaces of the semiconductor wafer. The non-contact type measuring means for measuring the warpage of the semiconductor wafer is not limited. Usually, it is a general-purpose type warpage measuring device that scans a pair of capacitance sensors. In addition, a laser interference type, an ultrasonic type, or the like may be used.

【0010】請求項2に記載の発明は、半導体ウェーハ
の外形を検出する工程と、検出された半導体ウェーハの
外形に基づき、半導体ウェーハの表裏面にそれぞれ吹き
付けられる姿勢保持ガスの吹き付け位置を制御する工程
とを有する請求項1に記載の半導体ウェーハの反り測定
方法である。ウェーハ仮保持手段の構成は限定されな
い。例えば、従来手段のばね力により半導体ウェーハの
外周部を把持するためのグリッパを採用することができ
る。ウェーハ外形検出手段は限定されない。例えば、光
センサ、静電容量センサなどを採用することができる。
要は、半導体ウェーハの外縁を検出することができれば
よい。ガス吹き付け位置制御手段の構成は限定されな
い。通常、本体となるコンピュータと、このコンピュー
タからの指令により姿勢保持ガスを吹き付ける吹き出し
ノズルの位置を移動させるノズル移動手段とから構成さ
れる。
According to a second aspect of the present invention, the step of detecting the outer shape of the semiconductor wafer and the position of the attitude maintaining gas blown to the front and back surfaces of the semiconductor wafer are controlled based on the detected outer shape of the semiconductor wafer. 2. The method for measuring warpage of a semiconductor wafer according to claim 1, further comprising the steps of: The configuration of the wafer temporary holding means is not limited. For example, a gripper for gripping the outer peripheral portion of the semiconductor wafer by the spring force of the conventional means can be employed. The wafer shape detecting means is not limited. For example, an optical sensor, a capacitance sensor, or the like can be employed.
The point is that the outer edge of the semiconductor wafer can be detected. The configuration of the gas blowing position control means is not limited. Usually, it is composed of a computer serving as a main body, and nozzle moving means for moving the position of a blowing nozzle for blowing a posture holding gas in accordance with a command from the computer.

【0011】請求項3に記載の発明は、測定基準面上で
起立した半導体ウェーハの表裏面に姿勢保持ガスをそれ
ぞれ吹き付け、半導体ウェーハを垂直に保持するガス吹
き付け手段と、この垂直に保持された半導体ウェーハの
反りを測定する非接触式の反り測定手段とを備えた半導
体ウェーハの反り測定装置である。ガス吹き付け手段と
しては、例えばエアの場合、圧縮空気発生装置から発生
した姿勢保持ガスを吹き出すエアノズルなどを採用する
ことができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas blowing means for blowing a posture holding gas onto the front and back surfaces of a semiconductor wafer standing on a measurement reference plane to hold the semiconductor wafer vertically, and to hold the semiconductor wafer vertically. A semiconductor wafer warpage measuring device comprising a non-contact type warpage measuring means for measuring the warpage of a semiconductor wafer. As the gas blowing means, for example, in the case of air, an air nozzle or the like that blows the attitude holding gas generated from the compressed air generating device can be employed.

【0012】請求項4に記載の発明は、半導体ウェーハ
の外形を検出するために半導体ウェーハを仮保持するウ
ェーハ仮保持手段と、該ウェーハ仮保持手段により仮保
持された半導体ウェーハの外形を検出するウェーハ外形
検出手段と、検出された半導体ウェーハの外形に基づ
き、半導体ウェーハの表裏面にそれぞれ吹き付けられる
姿勢保持ガスの吹き付け位置を制御するガス吹き付け位
置制御手段とを有する請求項3に記載の半導体ウェーハ
の反り測定装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a temporary wafer holding means for temporarily holding a semiconductor wafer for detecting an outer shape of a semiconductor wafer, and detecting an outer shape of the semiconductor wafer temporarily held by the temporary wafer holding means. 4. The semiconductor wafer according to claim 3, further comprising: a wafer outer shape detecting unit; and a gas blowing position control unit that controls a blowing position of a posture holding gas that is blown onto each of the front and back surfaces of the semiconductor wafer based on the detected outer shape of the semiconductor wafer. Is a warpage measuring device.

【0013】[0013]

【作用】この発明によれば、測定基準面上に縦置きした
半導体ウェーハに対し、半導体ウェーハの表面と裏面と
に姿勢保持ガスをそれぞれ吹き付ける。こうして、半導
体ウェーハを垂直状態で保持する。その後、この垂直状
態のまま、半導体ウェーハの反りを測定する。このよう
に、半導体ウェーハの表裏面に姿勢保持ガスを吹き付
け、半導体ウェーハの外周部に、半導体ウェーハを保持
するための負荷が作用していないトルクフリーの状態で
ウェーハの反り(ワープまたはボウ)を測定するので、
従来のグリッパによりウェーハ外周部を把持した際の問
題点である、半導体ウェーハの把持位置の違いにより反
りが拡大するというおそれが解消される。これにより、
測定結果に対する信頼性、ひいては反りの測定精度を高
めることができる。
According to the present invention, a posture maintaining gas is blown onto the front and back surfaces of the semiconductor wafer, respectively, on the semiconductor wafer placed vertically on the measurement reference plane. Thus, the semiconductor wafer is held vertically. After that, the warpage of the semiconductor wafer is measured in the vertical state. In this way, the attitude holding gas is sprayed on the front and back surfaces of the semiconductor wafer, and the wafer is warped (warped or bowed) on the outer periphery of the semiconductor wafer in a torque-free state where no load for holding the semiconductor wafer is applied. To measure,
This eliminates the problem of the increase in the warpage due to the difference in the grip position of the semiconductor wafer, which is a problem when gripping the outer peripheral portion of the wafer with the conventional gripper. This allows
It is possible to improve the reliability of the measurement result, and thus the measurement accuracy of the warpage.

【0014】特に、請求項2および請求項4に記載の発
明によれば、半導体ウェーハの外形を検出し、その検査
結果に基づき、半導体ウェーハの表裏面にそれぞれ吹き
付けられる姿勢保持ガスの吹き付け位置を制御する。こ
れにより、半導体ウェーハを自動的に垂直保持すること
ができる。
In particular, according to the second and fourth aspects of the present invention, the outer shape of the semiconductor wafer is detected, and based on the inspection result, the position of the position holding gas to be blown onto the front and back surfaces of the semiconductor wafer is determined. Control. Thereby, the semiconductor wafer can be automatically held vertically.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1は、この発明の一実施例に係る
半導体ウェーハの反り測定方法における反り測定工程を
示す縦断面図である。図2は、この発明の一実施例に係
る半導体ウェーハの反り測定方法におけるウェーハ仮保
持工程を示す正面図である。図3は、この発明の一実施
例に係る半導体ウェーハの外形検出工程を示す要部拡大
縦断面図である。図4は、この発明の一実施例に係る半
導体ウェーハの測定方法における反り測定工程を示す正
面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a warp measuring step in a method for measuring a warp of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view showing a wafer temporary holding step in the semiconductor wafer warpage measuring method according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing a step of detecting an outer shape of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a front view showing a warpage measuring step in the method for measuring a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.

【0016】図1において、10は半導体ウェーハの反
り測定装置(以下、反り測定装置)である。この反り測
定装置10は、起立したシリコンウェーハWの表裏面に
それぞれ姿勢保持ガスを吹き付け、このシリコンウェー
ハWをトルクフリー状態で垂直に保持し、その状態のま
ま、シリコンウェーハWの反りを非接触式の反り測定器
により測定するものである。以下、この反り測定装置1
0の具体的な構成を説明する。すなわち、図1〜図4に
示すように反り測定装置10は、シリコンウェーハWの
測定基準面を有するウェーハ受台11と、このウェーハ
受台11の測定基準面上で起立したシリコンウェーハW
の表裏面にエア(姿勢保持ガス)をそれぞれ吹き付け、
シリコンウェーハWを垂直に保持する1対のエアノズル
(ガス吹き付け手段)12,12と、この垂直に保持さ
れたシリコンウェーハWの反りを測定する1対の非接触
式の静電容量センサ(反り測定手段)13,13と、シ
リコンウェーハWの外形を検出するためにシリコンウェ
ーハWを仮保持する4つのグリッパ(ウェーハ仮保持手
段)14…と、グリッパ14…により仮保持されたシリ
コンウェーハWの外形を検出するウェーハ外形検出セン
サ15と、検出されたシリコンウェーハWの外形に基づ
き、シリコンウェーハWの表裏面にそれぞれ吹き付けら
れるエアの吹き付け位置を制御するガス吹き付け位置制
御手段16とを備えている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a semiconductor wafer warpage measuring device (hereinafter, warpage measuring device). The warpage measuring device 10 sprays a posture maintaining gas on each of the front and back surfaces of the silicon wafer W standing up, holds the silicon wafer W vertically in a torque-free state, and keeps the warpage of the silicon wafer W in that state in a non-contact manner. It is measured by a warpage measuring device of the formula. Hereinafter, this warpage measuring device 1
A specific configuration of 0 will be described. That is, as shown in FIGS. 1 to 4, the warp measuring device 10 includes a wafer pedestal 11 having a measurement reference surface of a silicon wafer W, and a silicon wafer W standing on the measurement reference surface of the wafer pedestal 11.
Blow air (posture holding gas) on the front and back of
A pair of air nozzles (gas blowing means) 12 and 12 for vertically holding the silicon wafer W, and a pair of non-contact type capacitance sensors (for measuring the warpage of the vertically held silicon wafer W) Means) 13, 13; four grippers (wafer temporary holding means) 14 for temporarily holding the silicon wafer W to detect the outer shape of the silicon wafer W; and the outer shape of the silicon wafer W temporarily held by the grippers 14 ... And a gas blowing position control means 16 for controlling the blowing position of the air blown to each of the front and back surfaces of the silicon wafer W based on the detected outer shape of the silicon wafer W.

【0017】ウェーハ受台11は厚肉な直方体の部材
で、その上面に形成された溝11aの奥面がシリコンウ
ェーハWの測定基準面となっている。ウェーハ受台11
の上方には、シリコンウェーハWの起立時に、あやまっ
てシリコンウェーハWが倒れるのを防止する倒れ防止片
20が昇降可能に配置されている。倒れ防止片20の下
面には、シリコンウェーハWの上端部に遊挿される溝2
0aが形成されている。この倒れ防止片20は、図示し
ない昇降手段によって昇降可能となっている。シリコン
ウェーハWは、ウェーハ受台11の溝11aにウェーハ
下端部を挿入した状態で起立され、その後、図示しない
昇降手段により上方から倒れ防止片20が下降し、その
溝20aがシリコンウェーハWの上端部に遊挿される。
エアノズル12,12は、ウェーハ受台11の両側上方
に配置された1対の昇降シリンダ17,17により、シ
リコンウェーハWの半径方向に沿って垂直に昇降可能と
なっている。エアノズル12,12からは所定の流量の
エアが供給される。
The wafer receiving table 11 is a thick rectangular parallelepiped member, and the inner surface of the groove 11a formed on the upper surface thereof serves as a measurement reference surface of the silicon wafer W. Wafer support 11
Above this, a fall prevention piece 20 for preventing the silicon wafer W from accidentally falling when the silicon wafer W stands up is arranged to be able to move up and down. The lower surface of the fall prevention piece 20 has a groove 2 loosely inserted into the upper end of the silicon wafer W.
0a is formed. The fall prevention piece 20 can be moved up and down by elevating means (not shown). The silicon wafer W is erected with the lower end of the wafer inserted into the groove 11a of the wafer receiving table 11, and then the falling prevention piece 20 is lowered from above by an elevating means (not shown), and the groove 20a is moved to the upper end of the silicon wafer W. It is inserted into the part.
The air nozzles 12, 12 can be vertically moved up and down along the radial direction of the silicon wafer W by a pair of lifting cylinders 17, 17 disposed above both sides of the wafer receiving table 11. A predetermined flow rate of air is supplied from the air nozzles 12 and 12.

【0018】1対の静電容量センサ13,13は、図示
しない走査駆動部により、一体的にシリコンウェーハW
の表裏面に沿って走査される。グリッパ14…は各コイ
ルばね14a…のばね力により、その平坦な先端面がシ
リコンウェーハWの外周面に、ウェーハ周方向へ90度
間隔で押し付けられ、シリコンウェーハWを4方向から
所定の圧力で挟持する。ウェーハ外形検出センサ15に
は、発光部15aと受光部15bとからなる光センサを
採用している。このウェーハ外形検出センサ15は、シ
リコンウェーハWの表裏面の外方にそれぞれ1対配置さ
れている。ガス吹き付け位置制御手段16は、1対の昇
降シリンダ17,17と、ウェーハ外形検出センサ15
からの検出信号に基づき、ロッド17a,17aの突出
量を調整してエアノズル12,12の高さを変更する制
御部18とを備える。
The pair of capacitance sensors 13 and 13 are integrated with a silicon wafer W by a scanning drive unit (not shown).
Are scanned along the front and back surfaces of the. The flat tip surface of the grippers 14 is pressed against the outer peripheral surface of the silicon wafer W at 90-degree intervals in the circumferential direction of the wafer by the spring force of the coil springs 14a, and the silicon wafer W is pressed at predetermined pressures from four directions. Pinch. As the wafer outer shape detection sensor 15, an optical sensor including a light emitting unit 15a and a light receiving unit 15b is employed. One pair of the wafer outer shape detection sensors 15 is disposed outside each of the front and back surfaces of the silicon wafer W. The gas blowing position control means 16 includes a pair of elevating cylinders 17, 17,
And a controller 18 that adjusts the amount of protrusion of the rods 17a, 17a to change the height of the air nozzles 12, 12 based on the detection signal from

【0019】次に、この反り測定装置10を用いた半導
体ウェーハの反り測定方法を説明する。反り測定時に
は、まず図示しないロボットハンドのクランパによりウ
ェーハ外周部分を把持し、そのままシリコンウェーハW
を反り測定装置10に搬入し、ウェーハ受台11の測定
基準面上に、このシリコンウェーハWを縦置きする。次
に、この起立状態のシリコンウェーハWを、4つのクラ
ンパ14…によって機械的に把持し、この状態のまま、
ウェーハ外形検出センサ15を用いてシリコンウェーハ
Wの外形の検出を行なう。この際、グリッパ14…の各
先端面が平坦であるので、各グリッパ14…は、シリコ
ンウェーハWの外形の検査に支障をきたさない。それか
ら、得られた外形検出信号に基づき、制御部18が両昇
降シリンダ17,17に対し、エアノズル12,12の
高さ調整指令を出す。これにより、1対のエアノズル1
2,12が、シリコンウェーハWを垂直に保持するのに
最適なエアの吹き付け位置まで移動する。その後、圧縮
空気発生装置で発生したエアを、両エアノズル12,1
2から同じ流量で吹き出す。これにより、シリコンウェ
ーハWがウェーハ受台11の測定基準面上で垂直に保持
される。
Next, a method for measuring the warpage of a semiconductor wafer using the warpage measuring apparatus 10 will be described. At the time of the warpage measurement, first, the outer peripheral portion of the wafer is gripped by a clamper of a robot hand (not shown), and the silicon wafer W
Is loaded into the warpage measuring apparatus 10 and the silicon wafer W is vertically placed on the measurement reference plane of the wafer receiving table 11. Next, the silicon wafer W in the upright state is mechanically gripped by the four clampers 14.
The outer shape of the silicon wafer W is detected using the wafer outer shape detection sensor 15. At this time, since each end face of the grippers 14 is flat, each gripper 14 does not hinder the inspection of the outer shape of the silicon wafer W. Then, based on the obtained outer shape detection signal, the control unit 18 issues a height adjustment command for the air nozzles 12 to both the lifting cylinders 17. Thereby, a pair of air nozzles 1
2 and 12 move to the position where the air is blown optimally to hold the silicon wafer W vertically. Thereafter, the air generated by the compressed air generator is transmitted to both air nozzles 12 and 1.
Blow out at the same flow rate from 2. As a result, the silicon wafer W is held vertically on the measurement reference plane of the wafer holder 11.

【0020】次いで、上方から倒れ防止片20が下降さ
せ、その溝20aをシリコンウェーハWの上端部に遊挿
する。それから、4つのグリッパ14…によるシリコン
ウェーハWの把持状態を解除する。これにより、シリコ
ンウェーハWはエアノズル12,12から吹き付けられ
たエアだけによるトルクフリーの状態で垂直に保持され
る。この状態のまま、1対の静電容量センサ13,13
をシリコンウェーハWの表裏面に沿って走査すること
で、シリコンウェーハWの反り、具体的にはワープまた
はボウを、非接触状態で測定する。
Next, the fall prevention piece 20 is lowered from above, and the groove 20a is loosely inserted into the upper end of the silicon wafer W. Then, the gripping state of the silicon wafer W by the four grippers 14 is released. Thus, the silicon wafer W is vertically held in a torque-free state by only the air blown from the air nozzles 12,12. In this state, the pair of capacitance sensors 13 and 13
Is scanned along the front and back surfaces of the silicon wafer W to measure the warpage of the silicon wafer W, specifically, warp or bow in a non-contact state.

【0021】このように、シリコンウェーハWの表裏面
にエアを吹き付け、シリコンウェーハWの外周部に、こ
のシリコンウェーハWを保持するための負荷が作用して
いないトルクフリーの状態でウェーハの反りを測定する
ようにしたので、従来のグリッパによりウェーハ外周部
を把持していたときの問題点であった、シリコンウェー
ハWの把持位置によってシリコンウェーハWの反りが拡
大してしまうおそれを解消することができる。これによ
り、反り測定の結果に対する信頼性が高まり、ひいては
反りの測定精度を高めることができる。また、シリコン
ウェーハWの外形を検出し、この検査結果に基づき、シ
リコンウェーハWの表裏面にそれぞれ吹き付けられるエ
アの吹き付け位置を制御するようにしたので、シリコン
ウェーハWを自動的に垂直保持することができる。
As described above, air is blown onto the front and back surfaces of the silicon wafer W, and the wafer is warped in a torque-free state where no load for holding the silicon wafer W is applied to the outer peripheral portion of the silicon wafer W. Since the measurement is performed, it is possible to eliminate the problem that the warpage of the silicon wafer W is expanded by the gripping position of the silicon wafer W, which is a problem when the outer peripheral portion of the wafer is gripped by the conventional gripper. it can. As a result, the reliability of the result of the warpage measurement is increased, and the measurement accuracy of the warpage can be improved. Further, since the outer shape of the silicon wafer W is detected and the positions of the air blown to the front and back surfaces of the silicon wafer W are controlled based on the inspection result, the silicon wafer W is automatically vertically held. Can be.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、半導体ウェーハの表
裏面に姿勢保持ガスを吹き付け、半導体ウェーハの外周
部に、このウェーハを保持するための負荷が作用してい
ない状態でウェーハの反りを測定するので、従来のグリ
ッパによりウェーハ外周部を把持した際に問題となっ
た、ウェーハの把持方向によって半導体ウェーハの反り
が拡大してしまうおそれが解消される。これにより、反
りの測定精度を高めることができる。
According to the present invention, a posture maintaining gas is blown onto the front and back surfaces of a semiconductor wafer, and the warpage of the wafer is measured in a state where a load for holding the wafer is not applied to the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Therefore, the problem that the warpage of the semiconductor wafer is increased by the gripping direction of the wafer, which is a problem when the outer peripheral portion of the wafer is gripped by the conventional gripper, is solved. Thereby, the measurement accuracy of the warpage can be improved.

【0023】特に、請求項2および請求項4に記載の発
明によれば、半導体ウェーハの外形を検出し、その検査
結果に基づき、半導体ウェーハの表裏面上での姿勢保持
ガスの吹き付け位置を制御するので、半導体ウェーハを
自動的に垂直保持することができる。
In particular, according to the second and fourth aspects of the present invention, the outer shape of the semiconductor wafer is detected, and based on the inspection result, the position at which the position maintaining gas is blown on the front and back surfaces of the semiconductor wafer is controlled. Therefore, the semiconductor wafer can be automatically held vertically.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの反
り測定方法における反り測定工程を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a warp measuring step in a method for measuring a warp of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの反
り測定方法におけるウェーハ仮保持工程を示す正面図で
ある。
FIG. 2 is a front view showing a temporary wafer holding step in the method for measuring the warpage of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.

【図3】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの外
形検出工程を示す要部拡大縦断面図である。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing a step of detecting an outer shape of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention;

【図4】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの測
定方法における反り測定工程を示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a warpage measuring step in the method for measuring a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.

【図5】半導体ウェーハの外周部の把持方向と反りの関
係を示す等高線図である。
FIG. 5 is a contour diagram showing a relationship between a gripping direction and a warp of an outer peripheral portion of a semiconductor wafer.

【図6】半導体ウェーハの外周部の把持方向と反りとの
関係を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a relationship between a gripping direction and a warp of an outer peripheral portion of a semiconductor wafer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体ウェーハの反り測定装置、 12 エアノズル(ガス吹き付け手段)、 13 静電容量センサ、 14 グリッパ(ウェーハ仮保持手段)、 15 ウェーハ外形検出センサ(ウェーハ外形検出手
段)、 17 昇降シリンダ(ガス吹き付け位置制御手段)、 18 制御部(ガス吹き付け位置制御手段)、 W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。
10 semiconductor wafer warpage measuring device, 12 air nozzle (gas blowing means), 13 capacitance sensor, 14 gripper (temporary wafer holding means), 15 wafer outer shape detecting sensor (wafer outer shape detecting means), 17 elevating cylinder (gas blowing position) Control means), 18 control unit (gas blowing position control means), W silicon wafer (semiconductor wafer).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定基準面上で起立した半導体ウェーハ
の表裏面に姿勢保持ガスをそれぞれ吹き付け、半導体ウ
ェーハを垂直に保持する工程と、 この垂直に保持された半導体ウェーハの反りを非接触状
態で測定する工程とを備えた半導体ウェーハの反り測定
方法。
1. A step of blowing a posture holding gas onto each of the front and back surfaces of a semiconductor wafer standing on a measurement reference plane to hold the semiconductor wafer vertically, and the step of warping the semiconductor wafer held vertically in a non-contact state. Measuring the warpage of a semiconductor wafer, comprising:
【請求項2】 半導体ウェーハの外形を検出する工程
と、 検出された半導体ウェーハの外形に基づき、半導体ウェ
ーハの表裏面にそれぞれ吹き付けられる姿勢保持ガスの
吹き付け位置を制御する工程とを有する請求項1に記載
の半導体ウェーハの反り測定方法。
2. The method according to claim 1, further comprising the steps of: detecting a contour of the semiconductor wafer; and controlling a blowing position of a posture holding gas to be blown onto each of the front and back surfaces of the semiconductor wafer based on the detected contour of the semiconductor wafer. 3. The method for measuring warpage of a semiconductor wafer according to item 1.
【請求項3】 測定基準面上で起立した半導体ウェーハ
の表裏面に姿勢保持ガスをそれぞれ吹き付け、半導体ウ
ェーハを垂直に保持するガス吹き付け手段と、 この垂直に保持された半導体ウェーハの反りを測定する
非接触式の反り測定手段とを備えた半導体ウェーハの反
り測定装置。
3. A gas blowing means for blowing a posture holding gas onto the front and back surfaces of a semiconductor wafer standing on a measurement reference plane to hold the semiconductor wafer vertically, and measuring the warpage of the semiconductor wafer held vertically. An apparatus for measuring warpage of a semiconductor wafer, comprising: a non-contact type warpage measuring means.
【請求項4】 半導体ウェーハの外形を検出するために
半導体ウェーハを仮保持するウェーハ仮保持手段と、 該ウェーハ仮保持手段により仮保持された半導体ウェー
ハの外形を検出するウェーハ外形検出手段と、 検出された半導体ウェーハの外形に基づき、半導体ウェ
ーハの表裏面にそれぞれ吹き付けられる姿勢保持ガスの
吹き付け位置を制御するガス吹き付け位置制御手段とを
有する請求項3に記載の半導体ウェーハの反り測定装
置。
4. A temporary wafer holding means for temporarily holding a semiconductor wafer for detecting an outer shape of the semiconductor wafer, a wafer outer shape detecting means for detecting an outer shape of the semiconductor wafer temporarily held by the temporary wafer holding means, 4. The semiconductor wafer warpage measuring apparatus according to claim 3, further comprising gas blowing position control means for controlling a blowing position of a posture holding gas blown to each of the front and back surfaces of the semiconductor wafer based on the outer shape of the semiconductor wafer.
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JP2009027095A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Sumco Techxiv株式会社 Method of evaluating semiconductor wafer, method of grinding semiconductor wafer, and method of processing semiconductor wafer
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