JPH0571926A - 厚さ測定方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の駆動装置で装置を構成することで、誤
差を小さくできるとともに、簡単な構成かつ安価な装置
で実現できる厚さ測定方式を提供する。 【構成】 同一の平面ａ−ｂ面上に焦点を結ぶように対
向して位置される２個のテレビカメラ１ａ，１ｂと、駆
動装置３によって駆動されて、上記各テレビカメラ１
ａ，１ｂを上記平面ａ−ｂ面に対し垂直となる方向に位
置調整するアーム５とを備え、上記平面ａ−ｂ面上に被
測定デバイス４の一方の面が一致するように当該被測定
デバイス４を位置決めし、上記平面ａ−ｂ面を原点とし
て被測定デバイス４の厚み方向にテレビカメラ１ａ，１
ｂを移動し、この移動方向側に位置する一方のテレビカ
メラ１ａの焦点が被測定デバイス４の他方の面に合致す
るまでの移動距離ｄ２を被測定デバイス４の厚みとして
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハ等の厚みを
非接触でテレビカメラを用いて測定する厚さ測定方式に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ等デバイスの厚さ測定方式
では、機械的に測定装置を接触させて測定する方式のほ
か、最近では光学的方法による非接触型の方式が実用化
されており、この種の厚さ測定方式の代表的な例とし
て、被測定デバイスの両面の光学像の焦点のずれから被
測定デバイスの厚さを検出する方式が挙げられる。従来
のこの種の厚さ測定方式を適用した厚さ測定装置の一例
を図４ないし図６に示す。図において、Ｐは厚さ測定装
置である。１ａ，１ｂはテレビカメラで、この２個のテ
レビカメラは対向配置され、同一の平面（図中、ａ−ｂ
面）上に焦点を結ぶように位置調整可能である。２，３
は駆動装置で、それぞれ上記テレビカメラ１ａ，１ｂを
保持するテレビカメラ保持具としてのアーム５ａ，５ｂ
を駆動する。上記アーム５ｂは上記テレビカメラ１ａ，
１ｂ及び駆動装置２の相対位置を保ったまま、上記平面
（ａ−ｂ面）に対し垂直となる方向に位置調整すること
ができる。また、上記アーム５ａは上記２個のテレビカ
メラ１ａ，１ｂの焦点が一致したときのテレビカメラ１
ａの位置を原点として、上記平面（ａ−ｂ面）に対し垂
直となる方向に位置調整することができる。尚、図５及
び図６において、４は被測定デバイスで、厚み方向を図
の上下方向とした例を示す。

【０００３】動作は次のとおりである。図４の状態で被
測定デバイス４をセットし、上記平面（ａ−ｂ面）が被
測定デバイスの下面に合致するように駆動装置３でアー
ム５ｂを駆動し位置調整する。このとき、テレビカメラ
１ａの焦点は上記平面（ａ−ｂ面）上であるが、被測定
デバイス４が途中に介在するため、被測定デバイス４の
上面の像が焦点がはずれた状態で撮られている（図
５）。次いで駆動装置２でアーム５ａを駆動し、テレビ
カメラ１ａの焦点が被測定デバイス４の上面に合致する
まで位置調整する。このときのテレビカメラ１ａの移動
距離ｄ１から被測定デバイス４の厚みが検出される（図
６）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の厚さ測定方式は
以上のようであったので、被測定デバイス４をセットし
ない状態で２個のテレビカメラ１ａ，１ｂの焦点が同一
平面上に結ぶように一旦は位置調整しているにもかかわ
らず、厚み測定時に一方のカメラ１ａを再度位置調整し
てその移動距離を求める方式のため、駆動装置２の再現
性が重要な要素であり、駆動装置３とは単独に誤差の原
因となる要因を有している。すなわち、図５及び図６に
おいて、被測定デバイス４の下面の焦点位置合せの駆動
装置３と同じく上面の焦点位置合せの駆動装置２が互い
に無関係に動作し、それぞれの機械的誤差は加算される
ため、長時間の信頼性には大きな問題があった。その
上、この方式を実現するためには精度及び信頼性の高い
駆動装置が２つ必要であるため、機構も複雑であり高価
なものになる欠点を有している。

【０００５】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、誤差をより小さくするとともに、
簡単な構成で安価に実現できる厚さ測定方式を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る厚さ測定方
式は、同一の平面上に焦点を結ぶように対向して位置さ
れる２個のテレビカメラ１ａ，１ｂと、駆動装置３によ
って駆動されて、上記各テレビカメラ１ａ，１ｂを上記
平面に対し垂直となる方向に位置調整するテレビカメラ
保持具（アーム５）とを備え、上記平面上に被測定デバ
イス４の一方の面が一致するように当該被測定デバイス
４を位置決めし、上記平面を原点として被測定デバイス
４の厚み方向にテレビカメラ１ａ，１ｂを移動し、この
移動方向側に位置する一方のテレビカメラ１ａの焦点が
被測定デバイス４の他方の面に合致するまでの移動距離
を被測定デバイス４の厚みとして検出する。

【０００７】

【作用】本発明に係る厚さ測定方式は、上記テレビカメ
ラ１ａ，１ｂの焦点が互に一致する上記平面上に被測定
デバイス４の一方の面を一致させて被測定デバイス４を
位置決めした後、ただ１つの駆動装置３に基づき駆動さ
れるただ１つのテレビカメラ保持具（アーム５）により
位置調整することで、上記平面を原点として上記被測定
デバイス４の厚み方向に上記テレビカメラ１ａ，１ｂを
一体物の如く同時に移動し、この移動方向側に位置する
一方のテレビカメラ１ａの焦点が被測定デバイス４の他
方の面に合致するまでの移動距離を被測定デバイス４の
厚みとして検出する。

【０００８】

【実施例】本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測
定装置の一実施例を示す。図中、図４ないし図６と同じ
ものは同一符号を付して説明を省略する。図において、
Ａは本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測定装置
で、同一の平面上に焦点を結ぶように対向して位置され
る２個のテレビカメラ１ａ，１ｂと、単一の駆動装置３
によって駆動されて、上記各テレビカメラ１ａ，１ｂを
上記平面に対し垂直となる方向に位置調整するテレビカ
メラ保持具としてのアーム５とから成る。尚、図４の例
ではテレビカメラ１ａ，１ｂは上記平面（ａ−ｂ面）を
あらかじめ設定するため、位置を固定してアーム５に備
えられる。

【０００９】動作は次のとおりである。尚、ここでは被
測定デバイスの厚み方向を図１ないし図３の上下方向と
した場合を例にとる。図１の状態でテレビカメラ１ａ，
１ｂが互に焦点を結ぶ同一の平面（図中、ａ−ｂ面）上
に被測定デバイス４の一方の面が一致するように当該被
測定デバイス４を位置決めし、セットする。このとき、
テレビカメラ１ａの焦点は上記平面（ａ−ｂ面）上であ
るが、被測定デバイス４が途中に介在するため、被測定
デバイス４の上面の像が焦点がはずれた状態で撮られて
いる（図２）。次いで駆動装置３にもとづいて駆動され
るアーム５によって、上記平面（ａ−ｂ面）を原点とし
て上記被測定デバイス４の厚み方向にテレビカメラ１
ａ，１ｂを一体物の如く同時に移動し、この移動方向側
に位置する一方のテレビカメラ１ａの焦点が被測定デバ
イス４の他方の面に合致するまでの移動距離ｄ２を被測
定デバイス４の厚みとして検出する（図３）。尚、図２
及び図３において６は図２の状態でのアーム５の位置を
示す。

【００１０】上記実施例のようにアーム５に備えるテレ
ビカメラ１ａ，１ｂの位置をあらかじめ設定しておけ
ば、被測定デバイス４をセットすべき上記平面（ａ−ｂ
面）を常に特定できるので、測定作業の能率が向上す
る。尚、上記被測定デバイス４をセットする方法として
は、機械手等で狭持する、又はプレート上に搭載する等
種々の方法が考えられるが、特に限定されるものではな
い。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、同一の平面上に焦点を
結ぶように対向して位置される２個のテレビカメラと、
駆動装置によって駆動されて、上記各テレビカメラを上
記平面に対し垂直となる方向に位置調整するテレビカメ
ラ保持具とを備え、上記平面上に被測定デバイスの一方
の面が一致するように当該被測定デバイスを位置決め
し、上記平面を原点として被測定デバイスの厚み方向に
テレビカメラを移動し、この移動方向側に位置する一方
のテレビカメラの焦点が被測定デバイスの他方の面に合
致するまでの移動距離を被測定デバイスの厚みとして検
出するようにしたので、ただ１つのテレビカメラ保持手
段でテレビカメラの位置調整することで、駆動装置を１
つとして誤差を小さくでき、信頼性の高い方式を簡単な
構成で安価な装置によって実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測定
装置の一実施例を示す図である。

【図２】本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測定
装置の一実施例における動作を説明するための図であ
る。

【図３】本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測定
装置の一実施例における動作を説明するための図であ
る。

【図４】従来の厚さ測定方式を適用した厚さ測定装置の
一例を示す図である。

【図５】従来の厚さ測定方式を適用した装置の一例にお
ける動作を説明するための図である。

【図６】従来の厚さ測定方式を適用した装置の一例にお
ける動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ テレビカメラ ３ 駆動装置 ４ 被測定デバイス ５ アーム（テレビカメラ保持具）

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【実施例】本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測
定装置の一実施例を図１に示す。図中、図４ないし図６
と同じものは同一符号を付して説明を省略する。図にお
いて、Ａは本発明に係る厚さ測定方式を適用する厚さ測
定装置で、同一の平面上に焦点を結ぶように対向して位
置される２個のテレビカメラ１ａ，１ｂと、単一の駆動
装置３によって駆動されて、上記各テレビカメラ１ａ，
１ｂを上記平面に対し垂直となる方向に位置調整するテ
レビカメラ保持具としてのアーム５とから成る。尚、図
４の例ではテレビカメラ１ａ，１ｂは上記平面（ａ−ｂ
面）をあらかじめ設定するため、位置を固定してアーム
５に備えられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一の平面上に焦点を結ぶように対向し
   て位置される２個のテレビカメラと、駆動装置によって
   駆動されて、上記各テレビカメラを上記平面に対し垂直
   となる方向に位置調整するテレビカメラ保持具とを備
   え、上記平面上に被測定デバイスの一方の面が一致する
   ように当該被測定デバイスを位置決めし、上記平面を原
   点として被測定デバイスの厚み方向にテレビカメラを移
   動して行き、この移動方向側に位置する一方のテレビカ
   メラの焦点が被測定デバイスの他方の面に合致するまで
   の移動距離を被測定デバイスの厚みとして検出すること
   を特徴とする厚さ測定方式。