JPH057532Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜利用分野＞ 本考案は、厚さが１mm程度の薄片板、例えば半
導体製造過程で使用される半導体ウエハの如き薄
片円板の厚さを測定する装置に関するものであ
る。

＜従来技術＞ 薄片円板は各種加工装置の載置テーブルに１枚
毎にセツトされて表面加工されているが、その厚
さのバラつきによつて上表面の高さが大きく異な
ると、ミクロンレベルで加工される薄片円板の品
質、特性等に影響を与えることになる。従つて、
薄片円板の製造工程時（スライス工程）あるいは
ラツプ工程時等厚さが規定される工程においては
その厚さを測定し管理することが行なわれてい
る。

そこで従来は、適宜の定盤上に薄片円板を載置
し、上方から電気マイクロメータ等の測定子を所
定の測定圧で当接させて、載置面を基準位置とし
て測定子の当接位置高さ、すなわち薄片円板の厚
さを測定していた。しかしながら、特にスライス
製造される薄片円板には数μm程度のそりが生じ
やすい。このようなそりがある場合、測定点の下
面が定盤に密接しているか否かは外観的には判然
とせず、場合によつてはそのそり分が測定値に含
まれることが考えられる。

ところで、厚さのバラつきを調べる場合には、
同一ロツドにおいてはそりなど諸条件を統一する
為にも各薄片円板とも略同一位置（例えば中央
点）で測定する方がよいが、上記従来では検出器
の測定子の下側に目測で配置しているので測定点
が一定せず、従つて高精度で整合性のある測定が
行なわれていなかつた。

＜本案の目的＞ 本案は、上記従来の欠点を改善し、同一ロツド
（同一外形）の薄片円板は同一測定点が得られ、
又、外形寸法が変わつた場合にも他寸法薄片円板
と統一性のある測定点が得られるように対応可能
とした厚さ測定装置を提供しようとするものであ
る。

＜実施例＞ 以下、本案の実施例を詳細に説明する。

図において、１はベースであり、該ベースの後
方一側辺寄りに支柱２が立設してある。該支柱２
には固定一が上下自在かつ首振り自在にボルト締
めされたアーム３が片持ち式に水平方向へ取り付
けられ、該アーム先端部には垂直方向の変位をサ
ブミクロン単位で高精度に測定できる、例えばモ
アレスケールを内蔵し、図示しない表示器に接続
された検出器４を取り付けている。５は該検出器
４の測定子であり、先端を弧状６に形成し、円板
状の被測定物に対し点接触するようにしている。
この測定子５は検出器本体に対し、上下移動する
のであるが不使用時あるいは円板状の被測定物の
交換時等の測定子逃げは、図示しないレバーによ
る持ち上げ又は測定子を直接指で持ち上げるよう
にしている。

しかしてベース一には、前記検出器４の測定子
５の首振り軌跡上であつて該ベース面上の略々中
央面に後述する基準軸の位置決め用の調整台７を
装着する取り付け孔８を形成し、また前記支柱２
と対向するベース前方辺にＶ字状の切欠き１ａを
形成している。

前記調整台７は上部周辺にフランジ７ａを形成
した有底筒状に形成してあり、該筒体部７ｂを前
記取り付け孔８に遊嵌して半径方向に若干の移動
間隙をもたせ、そのフランジ部からベース１にビ
ス固定している。又、調整台上面は、後述する収
納されたアジヤスタが取り出しやすいように直径
方向に溝７ｃを形成している。

９は、前記調整台７の筒体部７ｂにその底部を
貫通して螺合し、上下に進退する基準軸であり、
その軸上部９ａは無ネジの円柱に形成してあり、
また先端は弧状９ｂに形成してある。

しかして測定使用時には、その先端弧状面は後
述する薄片板の載置支持球の水平レベルより若干
上方に突出するように調整している。

１０は、検出器４の測定子５と基準軸９を芯合
わせする際に使用される円筒形のアジヤスタであ
り、該測定子及び基準軸の軸部に略密接して摺動
自在に嵌合できる内径を形成し、また、調整台７
の筒体部内に摺動自在に出入りできる外径寸法と
している。また該アジヤスタ１０は、薄片測定時
等の不使用時には前記調整台７内にその上面を基
準軸９の先端より低い位置として基準軸を挿通し
て収納されるのであるが、その取り出しに便利な
ように上部にフランジ１０ａを形成している。

１１は、ベース１上面にビス固定されたベース
プレートであり、前記基準軸９及び調整台７を半
径方向に囲む如く設けられており、その同心円上
には適宜の半径及び周方向間隔で薄片板の支持球
１２……が若干突出して配置されている（図例の
場合６個）。ベースプレート１１はその断面図か
らも明らかな通り、支持球１２の抜脱を防ぐ為の
もので、ベース１上面とベースプレート１１の球
配置孔１１ａの上面段付き部とで支持球１２を挟
むようにしている。

１３は、前記支持球１２の配置された半径方向
の該半径ピツチ間であつて前記測定軸と略同心円
線上に適宜の半径ピツチおよび周方向間隔で設け
られたピン取付孔であり（図例の場合は８個）同
一円周上の孔１３には被測定物である薄片円板Ａ
の径に応じて載置位置決めピン１４が挿脱自在に
設けられている。

以上の如き実施例構成において、薄片円板Ａの
厚さを測定するに際して検出器４の測定子５と基
準軸９の軸上部９ａとの軸芯を合わせるべく、ま
ず調整台７の固定ビスを緩め、基準軸９を検出器
の測定子５の移動半径円周上に位置決めすべく該
調整台７を僅かに動かし、合致位置でビス固定す
る。この調整は、アーム３の長さ、測定子５の位
置等が明らかであるので簡単にできる。

次いで、検出器支持アーム３を支柱２に対し自
由移動にして、検出器４の測定子５を基準軸９と
略同軸上に位置せしめ、アジヤスタ１０を調整台
７内から引き上げ、その上端部を前記測定子５の
先端部に臨ませる。しかして該測定子がアジヤス
タ１０内に挿入されるようにアーム３を微動させ
て調整し、該アジヤスタ内に測定子５及び基準軸
９の軸上部９ａが臨んだときに両軸芯が一致した
ことになり、これによりアーム３を支柱２に締め
付け固定する。従つてアジヤスタ１０は該芯合わ
せ時には基準軸９から抜け出ない筒長としてい
る。

又、上記軸芯合わせが終了したあとは該アジヤ
スタ１０は再び調整台７内に収納される。

上記の軸芯合わせは、最終的に検出器４をアー
ム３により移動調整する場合を説明したが、該検
出器側を固定として、最終的には調整台７側の移
動調整でもよく、その手順は任意に決めればよい
ことはいうまでもない。

以上の如き軸芯合わせ調整の後、被測定物とし
ての薄片円板Ａの厚さを測定するのであるが、測
定の内容に応じて、例えば各薄片円板の個別厚さ
を測定の場合は基準軸９と測定子５を突き合わ
せ、そのときの変位量指示値を零としてセツトす
ればよく、また厚さの許容範囲設定による比較測
定などの場合には、予め値が判明しているマスタ
ピースを測定してその指示値を基準とするなど、
必要に応じた基準値調整を行なう。

次いで、測定すべき薄片円板の径に応じて、同
一ロツトでの同一径とした薄片円板をベース１上
に次々に載置測定するにあたり、その測定位置、
すなわち測定点を統一するために、載置位置決め
ストツパとしての位置決め用ピン１４をその取り
付け孔１３に挿入する。

例えば、実施例の場合測定軸線を中心として同
心円上に、ベース後方寄りに120°程度の開き角で
合計８個の取り付け孔１３が設けられているが、
半導体ウエハを載置する場合にはその径に対応す
べくこの取り付け孔を同心径で３インチ、４イン
チ、５インチ、６インチといつた寸法で設けてお
けば、円板上の被測定物に合わせてピン１４を取
り付け孔１３に挿し込むだけで載置位置決めが設
定できる（図例の場合、上記設定とすれば３イン
チの位置にピン１４が配置されている）。

叙上のように、位置決め用ピン１４の設定の後
は、測定すべき薄片円板Ａは該ピン１４に当接さ
せてベース１上に載置することにより、各薄片円
板とも測定点を同一として測定でき、迅速かつ正
確な位置決め、測定の作業ができることになる。
この場合、実施例図のようにベース前方側に切欠
き１ａを形成しておけば、小径の薄片板でもその
取り出し、載置に便利となる。

なお、本案は実施するにあたり、薄片円板の位
置決め構成の他は種々変更することもかのうであ
り、本案の主旨を逸脱するものではない。

すなわち、薄片円板の支持球１２は、薄片板載
置時に点支持として、ゴミや傷等が付くのを防ぐ
為であり、アジヤスタ１０及び調整台７は測定点
としての基準軸９を使用する場合の測定子５との
軸芯合わせに便利なように内蔵させたものであ
り、又基準軸９の上下進退は薄片円板が硬質でそ
つている場合の測定子による押圧矯正での損傷等
を防ぐ為にその当接点を基準軸側で調節できるよ
うにしたものであり、これらを設けないようにし
ても本案の所期目的を達成することはいうまでも
ない。

＜効果＞ 以上詳述したように、本案によれば、被測定物
である薄片円板の厚さ測定において、いずれの薄
片板もその測定点を同一位置に規定して測定で
き、各薄片円板の測定に際し整合性のある測定値
を得ることができる。また、薄片板の外形寸法に
応じて位置決めピンをきわめて簡単に挿し替えて
設定できるようにしたので、寸法が変わつても対
応でき全体としての統一性のある測定点を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る本案装置の第２図に示す
−線矢視における構成状態を示す部分断面側
面図、第２図は本案装置のベース面の平面図。 １……ベース、２……支柱、３……アーム、４
……検出器、５……測定子、１３……ピン取り付
け孔、１４……位置決めピン、Ａ……薄片円板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ベース上に載置した薄片円板に上方より検出器
   の測定子を当接させて該薄片円板の厚さを測定す
   るようにした装置において、 薄片円板の直径で２分された一方側に一対で薄
   片円板を位置決めする位置決め用ピンの挿脱自在
   な取付け孔を前記ベース面上に形成し、 前記取付け孔は前記測定子の測定軸線から半径
   方向に所定ピツチでかつ適宜の周方向間隔で形成
   し、 前記取付け孔に設けられた前記一対の位置決め
   用ピンに前記薄片円板の外周を接触させて、前記
   薄片円板を所定位置に位置決めすることを特徴と
   する薄片円板の厚さ測定装置。