JPH07234120A - 被加工物の厚み測定装置 - Google Patents

被加工物の厚み測定装置

Info

Publication number
JPH07234120A
JPH07234120A JP2458394A JP2458394A JPH07234120A JP H07234120 A JPH07234120 A JP H07234120A JP 2458394 A JP2458394 A JP 2458394A JP 2458394 A JP2458394 A JP 2458394A JP H07234120 A JPH07234120 A JP H07234120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
thickness
workpiece
distance
displacement sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2458394A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Miyamoto
紳司 宮本
Mitsuhide Isobe
光英 磯辺
Toshiro Yamashiro
敏郎 山城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Zosen Corp filed Critical Hitachi Zosen Corp
Priority to JP2458394A priority Critical patent/JPH07234120A/ja
Publication of JPH07234120A publication Critical patent/JPH07234120A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 研磨用の上下の各定盤2,3に、ウエハAの
表面に対して接近離間自在に配置された第1変位センサ
17と、この第1変位センサ17を昇降させてウエハAの表
面との距離を一定値αに保持する移動装置と、各第1変
位センサ17に、定盤2,3の外方に向かって突出して設
けられたアーム部材20と、定盤2,3の外方に配置され
て各アーム部材20の変位量を測定する第2変位センサ22
とから構成されたものである。 【効果】 研磨時におけるウエハの厚みを、アーム部材
を介して、第2変位センサにより、直接的に測定するこ
とができ、したがって従来のように、定盤自体の摩耗、
加工圧力による定盤の変形、定盤の熱変形などの外的影
響を受けること無く、正確にウエハの厚みを測定し得る
ので、ウエハの厚み制御の精度を向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばシリコンウエ
ハ、磁気ディスク基板、家電部品、自動車部品、切削工
具などの被加工物を研磨する際に、被加工物の厚みを測
定するための厚み測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】被加工物、例えばシリコンウエハの両表
面を研磨する場合、ラップ定盤を用いたラップ式研磨装
置が使用されており、このラップ式研磨装置は、図5に
示すように、それぞれ回転自在に設けられた下定盤51
と上定盤52との間に、ウエハAを挿入し、そして両定
盤51,52を回転させることにより、ウエハAの両表
面を同時に研磨するようにしたものである。なお、ウエ
ハAはキャリア(図示せず)により保持され、またこの
キャリアは、定盤の回転方向とは逆方向に回転される。
【0003】ところで、このような研磨装置により研磨
を行っている最中に、ウエハAの厚みを制御するため
に、常時、ウエハAの厚み測定が行われている。従来、
このようなウエハAの厚みは、図5に示すように、上定
盤52を保持する保持部材53の変位を変位計54によ
り測定することにより、ウエハAの厚みが測定されてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
厚みの測定の仕方によると、被加工物であるウエハAの
厚みを、直接、測定していないため、下記のような欠点
がある。 測定値に砥石である定盤の摩耗が考慮されていない。 ウエハの両表面における研磨砥粒Bを含む加工液層の
厚み(t)が一定でないと誤差が生じる。実際の加工に
おいては、加工圧力を変化させるため、研磨砥粒Bを含
む加工液層の厚み(t)が変化する。 定盤の熱変形が考慮されていない。
【0005】このような欠点があるため、被加工物であ
るウエハの厚みを正確に測定することができないという
問題があった。そこで、本発明は上記問題を解消し得る
被加工物の厚み測定装置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】上記課題を解決するた
め、本発明の被加工物の厚み測定装置は、回転される下
定盤と上定盤との間に、被加工物を挿入してその両表面
を研磨する研磨装置に設けられる被加工物の厚みを測定
する測定装置であって、上記各定盤側に、被加工物の表
面に対して接近離間自在に配置された第1変位センサ
と、この第1変位センサを移動させて被加工物の表面と
の距離を一定に保持する移動装置と、上記各第1変位セ
ンサに、定盤の外方に向かって突出して設けられたアー
ム部材と、上記定盤の外方に配置されて上記各アーム部
材の変位量を測定する第2変位センサとから構成したも
のである。
【0007】
【作用】上記の構成によると、研磨時において、被加工
物の表面と第1変位センサとの距離が一定に保持されて
いるため、被加工物の表面が研磨されると、この研磨さ
れた表面の位置が、アーム部材を介して第2変位センサ
により、直接的に測定される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図4に基づ
き説明する。図1および図2において、1は例えば被加
工物の一例であるシリコンウエハAの両表面(表裏面)
を研磨するためのラップ式研磨装置である。
【0009】この研磨装置1は、所定方向に回転される
下側砥石としての下定盤2と、この下定盤2と逆方向に
回転される上側砥石としての上定盤3と、上下盤2,3
間に挿入されて複数個のウエハAを保持するキャリア4
とを有している。なお、このキャリア4の外周端面に
は、リング状外歯4aが形成されるとともに、このリン
グ状外歯4aの一箇所で噛合するリング状内歯5aが形
成されたインターナルギア5が、両定盤2,3の外方に
固定配置され、また中心部には、キャリア4のリング状
外歯4aに噛合するサンギア6が設けられている。
【0010】したがって、上下の定盤2,3間のキャリ
ア4にウエハAを挿入した状態で、を、図示しない回転
駆動装置により、両定盤2,3を回転させれば、両定盤
2,3により、ウエハAの両表面の研磨が行われる。な
お、キャリア4のリング状外歯4aが、インターナルギ
ア5のリング状内歯5aおよびサンギア6に噛合してい
るため、キャリア4自体は例えば下定盤2と同一方向に
自転するとともに、下定盤2に対して逆方向に公転し、
ウエハAの両表面をばらつき無く研磨するようにしてい
る。
【0011】そして、この研磨装置1には、研磨してい
るウエハAの厚みを制御するために、その研磨の最中
に、ウエハAの厚みを測定する厚み測定装置11が具備
されている。
【0012】この厚み測定装置11は、定盤2,3のウ
エハAの通過軌跡上に形成された測定用貫通穴12内に
挿入配置された筒状ガイド体13と、この筒状ガイド体
13の穴部内にねじ機構(例えば、ボールねじが使用さ
れるが、勿論、通常のねじでもよい)14を介して回転
かつ昇降自在(ウエハAに対して接近離間自在)に保持
されるとともにウエハA側とは反対側の外端部に歯車部
15aが形成された筒状保持体15と、この筒状保持体
15の穴部内に相対回転可能に挿入保持された筒状支持
体16と、この筒状支持体16のウエハA寄りの内端部
側に固定された第1変位センサ(例えば、渦電流式、ま
たは静電容量式のものが使用される)17と、上記筒状
保持体15の歯車部15aに噛合する駆動歯車18を有
するパルスモータ19と、基端部が筒状保持体15の外
端面と筒状支持体16のウエハAとは反対側の外端フラ
ンジ部16aとにより保持されるとともに先端部が定盤
2,3の外方に突出するようにされたアーム部材20
と、上記インターナルギア5の表面に取付部材21を介
して固定されて、上記アーム部材20の先端部までの距
離を測定する第2変位センサ(例えば、光学式、超音波
式のもの)22と、上記第1変位センサ17からの測定
値を入力して、ウエハA表面までの距離を一定値(α)
に保持するために、上記パルスモータ19を制御し、か
つ上記両変位センサ17,22からの測定距離を入力し
てウエハAの研磨量を求め、そしてウエハAの厚みを演
算する制御装置(図示せず)とから構成されている。
【0013】勿論、上記筒状支持体16の内端部側に支
持された第1変位センサ17の先端部は、各定盤2,3
に形成された測定用貫通穴12内に挿入された状態とさ
れ、また筒状支持体16により、筒状保持体15の外端
面上に保持されたアーム部材20は、定盤2,3の支持
板体6側に取り付けられたU字形状の回転止め部材23
により、回転しないようにされている。すなわち、アー
ム部材20の中間部が、回転止め部材23に形成された
溝部23a内に挿入されているため、筒状保持体15が
回転した場合でも、アーム部材20は回転しない。
【0014】なお、上記ねじ機構14、筒状保持体1
5、歯車部15a、駆動歯車18、およびパルスモータ
19により、移動装置が構成され、またパルスモータ1
9は、取付部材24を介して。支持板体6側に支持され
ている。
【0015】さらに、図1においては、各変位センサ1
7,22、および第1変位センサ17の移動装置を、上
定盤3側に設けたものを主として図示したが、勿論、下
定盤2側にも同様に設けられている。
【0016】なお、図2において、31は上定盤3側に
設けられて第1変位センサ17、この第1変位センサ1
7をねじ機構14および筒状保持体15を介して回転さ
せるパルスモータ19などを有する測定ユニットを示し
ている。
【0017】したがって、ウエハAの研磨時において、
ウエハAが測定用貫通穴12の位置にくる度に、第1変
位センサ17により、ウエハA表面までの距離が測定さ
れるとともに、この測定距離が制御装置に入力される。
そして、この測定距離が、所定距離(α)でない場合に
は、この所定距離(α)となるように、パルスモータ1
9に駆動信号が出力されて、筒状保持体15が回転され
る。すなわち、常に、第1変位センサ17の先端面から
ウエハAまでの距離が一定値(α)となるように制御さ
れている。
【0018】このように、筒状保持体15、すなわち筒
状支持体16が上下に移動されると、その外端部に保持
されているアーム部材20も上下方向で移動し、したが
って上下のアーム部材20の移動量すなわち変位量が第
2変位センサ22により検出されるととともにその変位
量が制御装置に入力され、ウエハAの研磨量が求められ
る。すなわち、ウエハAの厚みが測定される。
【0019】上記の測定方法を、具体的に説明すると、
まず図3(a)に示すように、研磨前の厚みSが既知で
あるウエハAを使用し、この時の上下の第2変位センサ
22によるアーム部材20までの各測定距離(d2 ),
(d4 )を得ておく。
【0020】次に、研磨時において、ウエハAが研磨さ
れると、当然、アーム部材20もそれに伴い、上下に移
動する。この移動後の距離(d1 ),(d3 )が第2変
位センサ22により測定される。そして、予め測定して
おいて測定距離(d2 ),(d4 )からこの研磨時に測
定された測定距離(d1 ),(d3 )を減じれば、加工
量Dが下記式により、ウエハAの厚みTが式によ
り、それぞれ求められる。
【0021】 D=(d2 −d1 )+(d4 −d3 )・・・・ T=S−D・・・・ このように、研磨時におけるウエハAの厚みTを、アー
ム部材20を介して、直接的に測定することができ、し
たがって従来の場合におけるような定盤自体の摩耗、加
工圧力による定盤の変形、定盤の熱変形などの外的影響
を受けること無く、正確なウエハAの厚みを測定し得る
ので、ウエハAの厚み制御の精度を向上させることがで
きる。
【0022】ここで、上記第2変位センサ22からの具
体的な出力状態を図4に示す。図4(a)は、例えば定
盤に取り付けられた第1変位センサ17が固定されてい
るとした場合に、第2変位センサ22から得られる測定
距離を示しており、ウエハAの通過ごとに一定の周期で
出力され、しかも研磨時間に比例して定盤自体が摩耗
(例えば、5〜15mm程度)するため、その測定距離が徐
々に少なくなっていることが良く分かる。
【0023】これに対して、図4(b)は、本発明にお
けるように、第1変位センサ17をウエハAの表面に対
して、常に、一定距離を保持するようにした場合におけ
るウエハAまでの測定距離、すなわちウエハA自体の厚
みの変化を示している。
【0024】そして、図4(c)には、本実施例におけ
るように、定盤が1回転するごとに測定した場合のウエ
ハAまでの測定距離、すなわちウエハAの摩耗量を示し
ている。
【0025】ところで、上記実施例においては、被加工
物としてウエハを使用した測定について説明したが、勿
論、この他、磁気ディスク基板、家電部品、自動車部
品、切削工具などの被加工物を研磨(研削の場合も含
む)する際にも、適用し得るものである。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、研
磨時における被加工物の厚みを、アーム部材を介して、
第2変位センサにより、直接的に測定することができ、
したがって従来の場合におけるような定盤自体の摩耗、
加工圧力による定盤の変形、定盤の熱変形などの外的影
響を受けること無く、正確に被加工物の厚みを測定し得
るので、被加工物の厚み制御の精度を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における厚み測定装置の構成
を示す断面図である。
【図2】同実施例における厚み測定装置の定盤部分の分
解斜視図である。
【図3】同実施例における厚み測定方法を説明する要部
側面図である。
【図4】同実施例における変位センサの出力波形を示す
図である。
【図5】従来例における厚み測定方法を説明する要部断
面図である。
【符号の説明】
1 ラップ式研磨装置 2 下定盤 3 上定盤 4 キャリア 11 厚み測定装置 12 測定用貫通穴 13 筒状ガイド体 14 ねじ機構 15 筒状保持体 16 筒状支持体 17 第1変位センサ 19 パルスモータ 20 アーム部材 22 第2変位センサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転される下定盤と上定盤との間に、被加
    工物を挿入してその両表面を研磨する研磨装置に設けら
    れる被加工物の厚みを測定する測定装置であって、上記
    各定盤側に、被加工物の表面に対して接近離間自在に配
    置された第1変位センサと、この第1変位センサを移動
    させて被加工物の表面との距離を一定に保持する移動装
    置と、上記各第1変位センサに、定盤の外方に向かって
    突出して設けられたアーム部材と、上記定盤の外方に配
    置されて上記各アーム部材の変位量を測定する第2変位
    センサとから構成したことを特徴とする被加工物の厚み
    測定装置。
JP2458394A 1994-02-23 1994-02-23 被加工物の厚み測定装置 Pending JPH07234120A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2458394A JPH07234120A (ja) 1994-02-23 1994-02-23 被加工物の厚み測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2458394A JPH07234120A (ja) 1994-02-23 1994-02-23 被加工物の厚み測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07234120A true JPH07234120A (ja) 1995-09-05

Family

ID=12142190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2458394A Pending JPH07234120A (ja) 1994-02-23 1994-02-23 被加工物の厚み測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07234120A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304504A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Fotonikusu:Kk 厚みセンサおよび厚み測定装置
KR20150120076A (ko) * 2014-04-17 2015-10-27 차재욱 시트 감지 장치
CN114526703A (zh) * 2022-02-21 2022-05-24 桂林电子科技大学 一种可调节式机械零件测厚检测装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304504A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Fotonikusu:Kk 厚みセンサおよび厚み測定装置
KR20150120076A (ko) * 2014-04-17 2015-10-27 차재욱 시트 감지 장치
CN114526703A (zh) * 2022-02-21 2022-05-24 桂林电子科技大学 一种可调节式机械零件测厚检测装置
CN114526703B (zh) * 2022-02-21 2024-01-30 桂林电子科技大学 一种可调节式机械零件测厚检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7147541B2 (en) Thickness control method and double side polisher
KR20050083738A (ko) 얇은 원판형상 공작물의 양면 연삭방법 및 양면 연삭장치
KR100895902B1 (ko) 반도체 웨이퍼 배면 연마 방법 및 반도체 웨이퍼 연마 장치
US7137867B2 (en) Thickness control method and double side polisher
KR19980042455A (ko) 기판의 연마방법 및 그의 연마장치
JPH07234120A (ja) 被加工物の厚み測定装置
JPH10286772A (ja) 研磨工具および研削工具
JPH07227756A (ja) ワークの研磨方法及び装置
JPH11245152A (ja) 研磨装置
JPH064220B2 (ja) 数値制御研削盤における自動砥石寸法測定方法
JPS6260223B2 (ja)
JP3627225B2 (ja) 砥石車のツルーイング装置
JP3571559B2 (ja) 平面研磨装置
JP2941317B2 (ja) 定寸研磨加工方法
JPS63114877A (ja) 数値制御研削盤における砥石の加工装置
JPH0260467B2 (ja)
JP5578549B2 (ja) 眼鏡レンズ加工装置
JP4397011B2 (ja) 被研削物の固定装置
JP2010274406A (ja) 回転体の表面粗さの測定方法、砥石における砥粒の突き出し量の測定方法、及び研削盤
JP2001179621A (ja) 移動量測定装置及び研削装置
JPH10286771A (ja) 研磨装置および研磨方法
JPS63221973A (ja) 研磨加工機
JP3302040B2 (ja) 研磨装置
JP2003285266A (ja) 研磨方法および研磨装置
JP2012121090A (ja) 研削盤