JPH07270141A - 半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置 - Google Patents

半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置

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JPH07270141A
JPH07270141A JP6520694A JP6520694A JPH07270141A JP H07270141 A JPH07270141 A JP H07270141A JP 6520694 A JP6520694 A JP 6520694A JP 6520694 A JP6520694 A JP 6520694A JP H07270141 A JPH07270141 A JP H07270141A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
wafer
holding mechanism
wafer edge
measurement
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
JP6520694A
Other languages
English (en)
Inventor
Kozo Abe
耕三 阿部
Takafumi Yoshida
▲隆▼文 吉田
Nobuaki Iguchi
信明 井口
Noriyuki Marutani
典之 丸谷
Etsuko Shimada
悦子 島田
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.)
Nippon Steel Corp
Kuroda Precision Industries Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Kuroda Precision Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07270141A publication Critical patent/JPH07270141A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定時間の短縮、省力化および歩留りの向上
を図ることを目的とした半導体ウエハエッジ部表面形状
測定装置を提供する。 【構成】 一定方向に平行移動が可能な第1ステージ1
7と、第1ステージ17上に設けられ、第1ステージ1
7の移動方向に対し直角方向に平行移動が可能な第2ス
テージ24と、ウエハ面2を第1ステージ17の移動方
向に直角かつ第2ステージ24の移動方向と平行に保持
するための第2ステージ24上に取り付けられたウエハ
保持機構29と、ウエハエッジ部3の表面形状を非接触
で検出する表面形状検出器32とからなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シリコンウエハなど
のエッジ部の形状精度または表面粗さを測定する半導体
ウエハエッジ部表面形状測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ウエハの外周面のエッジが鋭い形状とな
っていたり、外周面の表面粗さが粗いと、チッピングや
微細な粉塵が生じやすい。ウエハ取扱い中に、このよう
な粉塵は飛散して、クリーンルームなどの環境を汚染す
る。このため、ウエハの外周面はウエハの厚み方向にも
滑らかな円弧面となっており、その表面粗さも0.1μ
m Rmax 以下のいわゆる鏡面仕上げとすることが求めら
れている。したがって、ウエハエッジ部の形状精度(幾
何学的形状)や表面粗さを測定し、測定結果を研摩作業
に反映させ、所要の形状精度や表面粗さを維持すること
が必要である。
【0003】従来は、製造ロットから抜き取ったサンプ
ルウエハの一部分を切り出し、測定試料としていた。測
定試料について走査型電子顕微鏡や表面粗さ計などでウ
エハエッジ部の表面形状を限界サンプルとの比較観察し
たり、測定することによって製造ロットの合否あるいは
研磨性能の良否を判断していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来で
は、ウエハエッジ部表面の測定のために、サンプルウエ
ハから測定試料を切り出していた。このために、測定試
料の準備に時間と手間を要していた。また、測定試料が
切り出されたサンプルウエハは製品として出荷できない
のでスクラップとなり、歩留りの低下を招いていた。
【0005】この発明は、測定時間の短縮、省力化およ
び歩留りの向上を図ることができる半導体ウエハエッジ
部表面形状測定装置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明の半導体ウエ
ハエッジ部表面形状測定装置は、一定方向に平行移動が
可能な第1ステージと、第1ステージ上に設けられ、第
1ステージの移動方向に対し直角方向に平行移動が可能
な第2ステージと、ウエハ面を第1ステージの移動方向
に直角かつ第2ステージの移動方向と平行に保持するた
めの第2ステージ上に取り付けられたウエハ保持機構
と、ウエハエッジ部の表面形状を非接触で検出する表面
形状検出装置とからなっている。
【0007】第2の発明の半導体ウエハエッジ部表面形
状測定装置は、一定方向に平行移動が可能な第1ステー
ジと、第1ステージ上に設けられ、第1ステージの移動
方向に対し直角方向に平行移動が可能な第2ステージ
と、ウエハ面を第2ステージ面に平行に保持し、かつ第
2ステージ面と直角方向に移動できる第2ステージ上に
取り付けられたウエハ保持機構と、ウエハエッジ部の表
面形状を非接触で検出する表面形状検出装置とからなっ
ている。
【0008】上記半導体ウエハエッジ部表面形状測定装
置において、第1ステージはステージ基盤上に、また第
2ステージは第1ステージ上にそれぞれ支持される。第
1ステージおよび第2ステージの運動機構には、静圧軸
受あるいはローラガイドなどを使用する。第1ステージ
および第2ステージは、サーボモータとボールねじとの
組合わせあるいはリニアサーボモータなどで駆動されて
移動する。
【0009】表面形状検出装置として、レーザ干渉計表
面形状検出器、反射型レーザ変位計、空気マイクロメー
タ、あるいは静電容量式変位計などが用いられる。これ
らの表面形状検出器は、ウエハエッジ部の形状精度また
は表面粗さを非接触で測定可能である。測定範囲は、た
とえばウエハ円周方向に沿って200μm 、ウエハ厚み
方向に沿って200μm である。また、レーザ干渉計表
面形状検出器などからの信号をコンピュータなどで処理
することにより、表面形状の3次元的な表示や解析が可
能である。
【0010】
【作用】第1の発明の半導体ウエハエッジ部表面形状測
定装置において、研磨加工されたウエハをウエハ面が第
1ステージの移動方向に直角かつ第2ステージの移動方
向に平行になるようにし、ウエハ保持機構に取り付け
る。そして、表面形状検出器で、ウエハ円周方向(また
は厚み方向)に沿ってウエハエッジ部表面の形状精度ま
たは表面粗さを測定する。所定の範囲の測定が終わる
と、第1ステージ(または第2ステージ)を所要のピッ
チだけ送って次の測定ラインの測定を行う。このような
工程を繰り返して、所要の範囲の全域にわたって測定を
行う。
【0011】第2の発明の半導体ウエハエッジ部表面形
状測定装置において、測定方法は上記第1の発明の装置
と同じであるが、1枚のウエハについて測定が終わる
と、第2ステージ面に直角方向に次のウエハを移動して
測定を行い、複数のウエハについて順次自動的に測定す
る。
【0012】
【実施例】図1は、第1の発明の実施例を示している。
半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置は、L字形のベ
ッド11の水平部12にX軸ローラガイド15が設けら
れている。X軸ローラガイド15上に第1ステージ17
が載っている。第1ステージ17にはX軸送りねじ19
がはめ合っており、X軸送りねじ19にX軸サーボモー
タ20が接続されている。X軸サーボモータ20を駆動
すると、第1ステージ17はX軸方向に移動する。第1
ステージ17上にY軸ガイドローラ22が設けられてい
る。Y軸ローラガイド22上に第2ステージ24が載せ
られている。第2ステージ24にはY軸送りねじ26が
はめ合っており、Y軸送りねじ26にY軸サーボモータ
27が接続されている。Y軸サーボモータ27を駆動す
ると、第2ステージ24はY軸方向に移動する。
【0013】第2ステージ24上にウエハ保持機構29
が固定されている。ウエハ保持機構29は真空チャック
30を備えており、ウエハ1を吸着保持する。
【0014】ベッド11の垂直部13に、レーザ干渉計
形状検出器32が取り付けられている。レーザ干渉計検
出器32の本体33の上下位置は、本体33内に組み込
まれたねじ機構(図示しない)で調整可能である。レー
ザ干渉計形状検出器32は、測定用コンピュータ36に
接続されている。また、測定用コンピュータ36は上記
X軸サーボモータ20およびY軸サーボモータ27に接
続されており、これらサーボモータ20、27の作動を
制御する。
【0015】上記のように構成された半導体ウエハエッ
ジ部表面形状測定装置において、研磨加工したウエハ1
をウエハ面2がX軸方向に直角かつY軸方向に平行にな
るようにしてウエハ保持機構29に取り付ける。つい
で、レーザ干渉計表面形状検出器32の高さ位置を調整
する。このとき、検出端34はウエハエッジ部3に非接
触となっている。測定用コンピュータ36からの指令に
よりY軸サーボモータ27が作動して、第2ステージ2
4がY軸方向にあらかじめ設定された送り速度(100
μm/sec)で送られる。レーザ干渉計表面形状検出器32
の検出端34はウエハ1の円周方向に沿ってウエハエッ
ジ部3の表面を走査し、形状を測定する。このときのデ
ータの取り込みは例えば0.1μm ピッチ、すなわち
0.001秒ピッチである。ウエハ円周方向に沿って所
定の距離(200μm )の測定が終わると、測定用コン
ピュータ36からの指令によりX軸サーボモータ20が
作動して、第1ステージ17がX軸方向に所定のピッチ
(10μm )だけ送られる。ついで、次のY軸方向の測
定ラインに沿って測定を行う。このような工程を繰り返
し、200×200μm の範囲について測定を行う。
【0016】測定値は、測定用コンピュータ36に逐次
入力される。測定用コンピュータ36は、測定点の座標
およびその点の測定値に基づいてウエハエッジ部3の幾
何学的形状を求め、ウエハエッジ部形状の合否を判断す
る。なお、測定点の座標は第1ステージ17および第2
ステージ24の送り量から求められる。
【0017】図2は、第2の発明の実施例を示してい
る。なお、図2に示す部品および部材で、図1と同様の
部品および部材には同一の参照符号を付け、その説明は
省略する。
【0018】半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置
は、ベッド41にX軸ローラガイド15が設けられてい
る。X軸ローラガイド15上に第1ステージ17が載っ
ている。第1ステージ17上にY軸ガイドローラ22が
設けられている。Y軸ローラガイド22上に第2ステー
ジ24が載せられている。第2ステージ24上にウエハ
保持機構44が昇降可能に取り付けられている。ウエハ
保持機構44はサーボモータと送りねじ(いずれも図示
しない)によって、昇降駆動される。ウエハ保持機構4
4は、複数のウエハ1を上下に一定の間隔をおいて保持
する。検出端34がウエハ1に向かうようにして、レー
ザ干渉計形状検出器32がベッド41上のスタンド42
に固定されている。
【0019】上記のように構成された半導体ウエハエッ
ジ部表面形状測定装置において、研磨加工した複数のウ
エハ1をウエハ面2が水平になるようにしてウエハ保持
機構44に取り付ける。ついで、上述の実施例と同様に
してウエハエッジ部3の表面形状を測定する。1枚のウ
エハ1の測定が終わると、ウエハ保持機構44を上昇さ
せて次のウエハ1の測定を行う。このような操作を順次
繰り返し、ウエハ保持機構44に取り付けたすべてのウ
エハ1について表面形状を測定する。
【0020】
【発明の効果】この発明では、ウエハから測定試料を切
り出すことなく、ウエハエッジ部表面の形状を測定する
ことができる。このため、測定時間の短縮、省力化およ
び歩留りの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の実施例を示すもので、半導体ウエ
ハエッジ部表面形状装置の斜視図である。
【図2】第2の発明の実施例を示すもので、半導体ウエ
ハエッジ部表面形状装置の斜視図である。
【符号の説明】
1 ウエハ 2 ウエハ表面 3 ウエハエッジ部 11 ベッド 15 X軸ローラガイド 17 第1ステージ 19 X軸送りねじ 20 X軸サーボモータ 22 Y軸ローラガイド 24 第2ステージ 26 Y軸送りねじ 27 Y軸サーボモータ 29 ウエハ保持機構 30 真空チャック 32 レーザ干渉計形状検出器 34 検出端 36 測定用コンピュータ 41 テーブル 44 ウエハ保持機構
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】ウエハの外周面のエッジが鋭い形状とな
っていたり、外周面の表面粗さが粗いと、チッピングや
微細な粉塵が生じやすい。ウエハ取扱い中に、このよう
な粉塵は飛散して、クリーンルームなどの環境を汚染す
る。このため、ウエハの外周面はウエハの厚み方向にも
滑らかな円弧面となっており、その表面粗さも0.1μ
m Rmax 以下のいわゆる鏡面仕上げとすることが求めら
れている。したがって、ウエハエッジ部の形状精度(幾
何学的形状)や表面粗さを測定し、測定結果を研磨作業
に反映させ、所要の形状精度や表面粗さを維持すること
が必要である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】従来は、製造ロットから抜き取ったサンプ
ルウエハのエッジ部分を切り出し、測定試料としてい
た。測定試料のエッジ部の表面形状は走査型電子顕微鏡
や表面粗さ計などを用いて限界サンプルと比較観察した
り、測定することによって製造ロットの合否あるいは研
磨性能の良否を判断していた。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来で
は、ウエハエッジ部表面の測定のために、サンプルウエ
ハから測定試料を切り出しており、測定試料の準備に時
間と手間を要していた。また、測定試料が切り出された
サンプルウエハは製品として出荷できないのでスクラッ
プとなり、歩留りの低下を招いていた。
フロントページの続き (72)発明者 井口 信明 神奈川県川崎市幸区下平間239番地 黒田 精工株式会社内 (72)発明者 丸谷 典之 神奈川県川崎市幸区下平間239番地 黒田 精工株式会社内 (72)発明者 島田 悦子 神奈川県川崎市幸区下平間239番地 黒田 精工株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定方向に平行移動が可能な第1ステー
    ジと、第1ステージ上に設けられ、第1ステージの移動
    方向に対し直角方向に平行移動が可能な第2ステージ
    と、ウエハ面を第1ステージの移動方向に直角かつ第2
    ステージの移動方向と平行に保持するための第2ステー
    ジ上に取り付けられたウエハ保持機構と、ウエハエッジ
    部の表面形状を非接触で検出する表面形状検出装置とか
    らなる半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置。
  2. 【請求項2】 一定方向に平行移動が可能な第1ステー
    ジと、第1ステージに設けられ、第1ステージの移動方
    向に対し直角方向に平行移動が可能な第2ステージと、
    ウエハ面を第2ステージ面に平行に保持し、かつ第2ス
    テージ面と直角方向に移動できる第2ステージ上に取り
    付けられたウエハ保持機構と、ウエハエッジ部の表面形
    状を非接触で検出する表面形状検出装置とからなる半導
    体ウエハエッジ部表面形状測定装置。
JP6520694A 1994-04-01 1994-04-01 半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置 Pending JPH07270141A (ja)

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JP6520694A JPH07270141A (ja) 1994-04-01 1994-04-01 半導体ウエハエッジ部表面形状測定装置

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JPH07270141A true JPH07270141A (ja) 1995-10-20

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ID=13280219

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JP (1) JPH07270141A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361740B1 (ko) * 1997-06-30 2003-01-29 주식회사 포스코 전기도금라인에서의통전률표면측정장치
CN105043291A (zh) * 2015-06-01 2015-11-11 杭州朝阳橡胶有限公司 一种胎面断面在线式扫描装置
CN106940178A (zh) * 2017-03-22 2017-07-11 上海日进机床有限公司 硅晶体工件平整度检测装置和硅晶体工件平整度检测方法
CN108716895A (zh) * 2018-05-18 2018-10-30 北京锐洁机器人科技有限公司 桌面级翘曲度扫描方法及设备

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