JPH08210833A - ウエハ板厚測定方法及び装置 - Google Patents
ウエハ板厚測定方法及び装置Info
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- JPH08210833A JPH08210833A JP1790195A JP1790195A JPH08210833A JP H08210833 A JPH08210833 A JP H08210833A JP 1790195 A JP1790195 A JP 1790195A JP 1790195 A JP1790195 A JP 1790195A JP H08210833 A JPH08210833 A JP H08210833A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ウエハ板厚の変化量をサブミクロンの精度で測
定することができるウエハ板厚測定方法及び装置を提供
する。 【構成】測定すべきウエハ２０に所定の周波数の超音波
を所定の周期でパルス状に発射し、該ウエハ２０による
表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波して電気信号
に変換している。その際、超音波振動子４０とウエハ２
０の間には純水５０を満たして音響インピーダンスのマ
ッチングをとることにより、超音波の著しい減衰を防止
している。そして、ウエハ２０の板厚が超音波の波長λ
のλ／２変化するごとに、干渉の強度が変動するので、
干渉波の電気信号の振幅変動を捉えることにより、該ウ
エハの板厚変位量を計測することができる。
定することができるウエハ板厚測定方法及び装置を提供
する。 【構成】測定すべきウエハ２０に所定の周波数の超音波
を所定の周期でパルス状に発射し、該ウエハ２０による
表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波して電気信号
に変換している。その際、超音波振動子４０とウエハ２
０の間には純水５０を満たして音響インピーダンスのマ
ッチングをとることにより、超音波の著しい減衰を防止
している。そして、ウエハ２０の板厚が超音波の波長λ
のλ／２変化するごとに、干渉の強度が変動するので、
干渉波の電気信号の振幅変動を捉えることにより、該ウ
エハの板厚変位量を計測することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はウエハ板厚測定方法及び
装置係り、特にダイシングマシンやウエハ研磨機等の板
厚管理をサブミクロンの精度で測定するウエハ板厚測定
方法及び装置に関する。
装置係り、特にダイシングマシンやウエハ研磨機等の板
厚管理をサブミクロンの精度で測定するウエハ板厚測定
方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化の要求に伴
い、ウエハの高密度化及び多層化が進んでいる。これに
より、ウエハ上に回路配線パターンを形成する露光装置
の焦点深度が浅くなり、ウエハの平面度が高精度に要求
されている。この高精度の平坦化を実現する方法として
化学的機械研磨方法が知られている。化学的機械研磨方
法は、ケミカル研磨材を研磨面に供給しながらウエハの
表面を研磨布に押しつけてウエハ表面を研磨する。
い、ウエハの高密度化及び多層化が進んでいる。これに
より、ウエハ上に回路配線パターンを形成する露光装置
の焦点深度が浅くなり、ウエハの平面度が高精度に要求
されている。この高精度の平坦化を実現する方法として
化学的機械研磨方法が知られている。化学的機械研磨方
法は、ケミカル研磨材を研磨面に供給しながらウエハの
表面を研磨布に押しつけてウエハ表面を研磨する。
【０００３】従来その研磨量を管理する方法として、研
磨時間をオープンループ制御して、一定の時間で研磨を
終了させる時間管理方法や、加工中に（インプロセス
で）超音波をウエハに発射して、ウエハの表面と裏面の
反射波の時間差によりウエハ板厚を計測する超音波エコ
ー方法等が知られている。
磨時間をオープンループ制御して、一定の時間で研磨を
終了させる時間管理方法や、加工中に（インプロセス
で）超音波をウエハに発射して、ウエハの表面と裏面の
反射波の時間差によりウエハ板厚を計測する超音波エコ
ー方法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の時
間管理方法では、研磨布の磨耗状態により研磨量が変化
するとともに、スラリー（砥粒又はパウダと加工液（ラ
ップ液）を混ぜたもの）の状態や供給量によっても研磨
量が変化するので、研磨の過不足を生じるという問題が
ある。
間管理方法では、研磨布の磨耗状態により研磨量が変化
するとともに、スラリー（砥粒又はパウダと加工液（ラ
ップ液）を混ぜたもの）の状態や供給量によっても研磨
量が変化するので、研磨の過不足を生じるという問題が
ある。
【０００５】また、上記超音波エコー方式は、分解能と
しては１μｍ程度であるが、ウエハの表面と裏面の反射
波の時間差を高精度に検知することが困難であるため、
精度が±２μｍ程度となってしまう。これでは、多層化
ウエハに要求されるサブミクロンオーダの測定精度は得
られないという問題がある。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、インプロセスでウエハ板厚の変
化量をサブミクロンの精度で測定することができるウエ
ハ板厚測定装置を提供することを目的とする。
しては１μｍ程度であるが、ウエハの表面と裏面の反射
波の時間差を高精度に検知することが困難であるため、
精度が±２μｍ程度となってしまう。これでは、多層化
ウエハに要求されるサブミクロンオーダの測定精度は得
られないという問題がある。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、インプロセスでウエハ板厚の変
化量をサブミクロンの精度で測定することができるウエ
ハ板厚測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、被測定対象ウエハに向けて、所定の発振周
波数の超音波を所定の周期でパルス状に発射し、超音波
の伝搬の減衰を防止する液体で満たした空間を介して前
記超音波を前記ウエハに送波するとともに、前記ウエハ
による表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波し、前
記干渉波を電気信号に変換し、前記ウエハの板厚変化に
応じて変動する前記電気信号の振幅に基づいて該ウエハ
の板厚変位量を計測することを特徴としている。
するために、被測定対象ウエハに向けて、所定の発振周
波数の超音波を所定の周期でパルス状に発射し、超音波
の伝搬の減衰を防止する液体で満たした空間を介して前
記超音波を前記ウエハに送波するとともに、前記ウエハ
による表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波し、前
記干渉波を電気信号に変換し、前記ウエハの板厚変化に
応じて変動する前記電気信号の振幅に基づいて該ウエハ
の板厚変位量を計測することを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明によれば、測定すべきウエハに所定の周
波数の超音波を所定の周期でパルス状に発射し、ウエハ
の表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波して電気信
号に変換している。その際、超音波振動子とウエハの間
には液体を満たして音響インピーダンスのマッチングを
とることにより、超音波伝搬の減衰を防止している。そ
してウエハの板厚が超音波の波長λのλ／２変化するご
とに、干渉の強度が変動するので、干渉波の電気信号の
振幅変動を捉えることにより、該ウエハの板厚変位量を
計測することができる。
波数の超音波を所定の周期でパルス状に発射し、ウエハ
の表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波して電気信
号に変換している。その際、超音波振動子とウエハの間
には液体を満たして音響インピーダンスのマッチングを
とることにより、超音波伝搬の減衰を防止している。そ
してウエハの板厚が超音波の波長λのλ／２変化するご
とに、干渉の強度が変動するので、干渉波の電気信号の
振幅変動を捉えることにより、該ウエハの板厚変位量を
計測することができる。
【０００８】尚、前記超音波の周波数を１０ＭＨｚ以上
４００ＭＨｚ以下の範囲で選択し、前記所定の周期を１
００Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲の周期とするこによ
り、測定に最も適した干渉信号を得ることができる。ま
た、上記原理のウエハ板厚測定装置を、ウエハを固定し
たマウント板と研磨布を被覆した研磨定盤とを相対摺動
させてウエハ面を研磨するウエハ研磨装置或いは、スラ
イシングマシンに取り付けたことにより、加工中のウエ
ハの板厚の変化を高精度に計測することができる。
４００ＭＨｚ以下の範囲で選択し、前記所定の周期を１
００Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲の周期とするこによ
り、測定に最も適した干渉信号を得ることができる。ま
た、上記原理のウエハ板厚測定装置を、ウエハを固定し
たマウント板と研磨布を被覆した研磨定盤とを相対摺動
させてウエハ面を研磨するウエハ研磨装置或いは、スラ
イシングマシンに取り付けたことにより、加工中のウエ
ハの板厚の変化を高精度に計測することができる。
【０００９】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るウエハ板
厚測定方法及び装置の好ましい実施例について詳説す
る。図１は本発明に係るウエハ板厚測定方法が適用され
たウエハ研磨量測定装置１０を示す概略側面図である。
この測定装置１０は主に、研磨布１２で被覆した研磨定
盤１４、ウエハ２０を保持する固定パッド３０、固定パ
ッドを回転運動させる回転軸３４及びウエハの板厚を測
定する超音波振動子４０等から構成される。
厚測定方法及び装置の好ましい実施例について詳説す
る。図１は本発明に係るウエハ板厚測定方法が適用され
たウエハ研磨量測定装置１０を示す概略側面図である。
この測定装置１０は主に、研磨布１２で被覆した研磨定
盤１４、ウエハ２０を保持する固定パッド３０、固定パ
ッドを回転運動させる回転軸３４及びウエハの板厚を測
定する超音波振動子４０等から構成される。
【００１０】尚、ここで用いられるウエハ２０は、図２
（Ａ）のようにラップ工程を経たシリコン基盤２１に薄
膜形成装置（ＣＶＤ装置）でアルミ配線パターン２３を
施し、更にその配線上に絶縁膜（ＳｉＯ2 ）２５を形成
したものである。近年のステッパ（露光）装置の分解能
の向上により、パターン幅ｄを０．３５μｍ以下に形成
することが可能となり、配線の多層化（３層から４層）
が可能となっている。
（Ａ）のようにラップ工程を経たシリコン基盤２１に薄
膜形成装置（ＣＶＤ装置）でアルミ配線パターン２３を
施し、更にその配線上に絶縁膜（ＳｉＯ2 ）２５を形成
したものである。近年のステッパ（露光）装置の分解能
の向上により、パターン幅ｄを０．３５μｍ以下に形成
することが可能となり、配線の多層化（３層から４層）
が可能となっている。
【００１１】多層化のためには、縦構造の段差即ち、該
絶縁膜２５の凹凸を平坦化し、更にその平坦面に配線パ
ターン２３を形成し、絶縁膜２５で覆うという工程を繰
り返すことにより達成される（図２（Ｂ）参照）。本装
置は上記絶縁膜の凹凸の平坦化工程で使用されるウエハ
研磨量測定装置である。さて、前記固定パッド２４の裏
面には凹部３１及び空孔部３２が形成され、凹部３１内
にはウエハ２０が研磨面を下向きに取り付けられるとと
もに、前記空孔部３２には超音波振動子４０が緩衝材４
４により固定されている。
絶縁膜２５の凹凸を平坦化し、更にその平坦面に配線パ
ターン２３を形成し、絶縁膜２５で覆うという工程を繰
り返すことにより達成される（図２（Ｂ）参照）。本装
置は上記絶縁膜の凹凸の平坦化工程で使用されるウエハ
研磨量測定装置である。さて、前記固定パッド２４の裏
面には凹部３１及び空孔部３２が形成され、凹部３１内
にはウエハ２０が研磨面を下向きに取り付けられるとと
もに、前記空孔部３２には超音波振動子４０が緩衝材４
４により固定されている。
【００１２】緩衝材４４は、超音波振動子４０の姿勢を
固定するとともに、超音波振動子４０本体自身の超音波
の回り込みを防止する役割を果たしている。また、該緩
衝材４４には開口４５が形成されており、該開口４５を
通じて前記振動子４０とウエハ２０との間を純水５０で
満たすようにしている。純水５０は、超音波の伝搬に係
る減衰を阻止するための音響インピーダンスのマッチン
グを取る役割を果たしている。尚、純水に限定されるも
のではなく、適正なマッチングが得られる液体や樹脂等
でもよい。
固定するとともに、超音波振動子４０本体自身の超音波
の回り込みを防止する役割を果たしている。また、該緩
衝材４４には開口４５が形成されており、該開口４５を
通じて前記振動子４０とウエハ２０との間を純水５０で
満たすようにしている。純水５０は、超音波の伝搬に係
る減衰を阻止するための音響インピーダンスのマッチン
グを取る役割を果たしている。尚、純水に限定されるも
のではなく、適正なマッチングが得られる液体や樹脂等
でもよい。
【００１３】図３は図１のウエハ研磨量測定装置１０の
電気回路の構成を示すブロック図である。図３に示すよ
うに超音波振動子４０は、超音波送波機能と受波機能の
両機能を備えた可逆性素子であり、高周波発振器６２か
らの高周波を得て超音波を発生するとともに、その反射
波を受波して、電気信号に変換して出力する。高周波発
振器６２は、振動子を振動させる高周波を発生させるも
のでありその発振周波数は１０ＭＨｚから４００ＭＨｚ
の範囲の周波数が適当である。例えば１００ＭＨｚとす
る。
電気回路の構成を示すブロック図である。図３に示すよ
うに超音波振動子４０は、超音波送波機能と受波機能の
両機能を備えた可逆性素子であり、高周波発振器６２か
らの高周波を得て超音波を発生するとともに、その反射
波を受波して、電気信号に変換して出力する。高周波発
振器６２は、振動子を振動させる高周波を発生させるも
のでありその発振周波数は１０ＭＨｚから４００ＭＨｚ
の範囲の周波数が適当である。例えば１００ＭＨｚとす
る。
【００１４】タイミングパルス発振器６４は、１０ＫＨ
ｚから１００Ｈｚの範囲内の所定の周波数でタイミング
パルスを発射するものであり、該タイミングパルスをゲ
ート回路６６に印加して、ある一定時間、前記所定の周
期で高周波を超音波振動子４０に印加することにより、
パルス状の超音波を発生させる。一方、受波系は、受信
部７２、検波回路７３、ゲート回路７５、サンプルパル
ス回路７６及び波形整形回路７８から構成させている。
振動子４０が受波した超音波は電気信号に変換され、受
信部７２で増幅された後、検波回路７４に入力する。ゲ
ート回路７５及びサンプルパルス回路７６は、計測に適
する信号のみを波形整形回路７８に入力し、波形整形回
路７８は該信号をもとに連続的なアナログ信号又はパル
ス信号に変換して出力する。
ｚから１００Ｈｚの範囲内の所定の周波数でタイミング
パルスを発射するものであり、該タイミングパルスをゲ
ート回路６６に印加して、ある一定時間、前記所定の周
期で高周波を超音波振動子４０に印加することにより、
パルス状の超音波を発生させる。一方、受波系は、受信
部７２、検波回路７３、ゲート回路７５、サンプルパル
ス回路７６及び波形整形回路７８から構成させている。
振動子４０が受波した超音波は電気信号に変換され、受
信部７２で増幅された後、検波回路７４に入力する。ゲ
ート回路７５及びサンプルパルス回路７６は、計測に適
する信号のみを波形整形回路７８に入力し、波形整形回
路７８は該信号をもとに連続的なアナログ信号又はパル
ス信号に変換して出力する。
【００１５】前記の如く構成されたウエハ研磨量測定装
置１０の作用及び測定原理について説明する。先ず、ウ
エハ２０を下向きにして固定パッド３０に装着し、研磨
すべき酸化膜表面を研磨布１２と接触させる。そして、
砥粒又はパウダと加工液（ラップ液）を混ぜたもの（ス
ラリ）を加えつつ（不図示）、固定パッド３０を加圧す
るとともに、回転軸３４を回転させて固定パッド３０と
研磨布１２を相対慴動させる。これにより、配線部２３
に対応して突出した酸化膜層２５の凹凸部をメカノケミ
カルポリシングにより研磨除去して平坦化する。
置１０の作用及び測定原理について説明する。先ず、ウ
エハ２０を下向きにして固定パッド３０に装着し、研磨
すべき酸化膜表面を研磨布１２と接触させる。そして、
砥粒又はパウダと加工液（ラップ液）を混ぜたもの（ス
ラリ）を加えつつ（不図示）、固定パッド３０を加圧す
るとともに、回転軸３４を回転させて固定パッド３０と
研磨布１２を相対慴動させる。これにより、配線部２３
に対応して突出した酸化膜層２５の凹凸部をメカノケミ
カルポリシングにより研磨除去して平坦化する。
【００１６】この研磨加工中において、固定パッド３０
に配置した超音波振動子４０は、所定の周波数（１００
ＭＨｚ）の超音波をパルス状に発射する。振動子４０か
ら発射された超音波は純水５０及びウエハ２０中を伝搬
し、媒質の境界で反射及び透過を繰り返して次第に減衰
していく。振動子４０はその反射波を受波してその強さ
に応じた電気信号に変換する。該電気信号は受信部７２
で増幅されて検波回路７４で検波される。
に配置した超音波振動子４０は、所定の周波数（１００
ＭＨｚ）の超音波をパルス状に発射する。振動子４０か
ら発射された超音波は純水５０及びウエハ２０中を伝搬
し、媒質の境界で反射及び透過を繰り返して次第に減衰
していく。振動子４０はその反射波を受波してその強さ
に応じた電気信号に変換する。該電気信号は受信部７２
で増幅されて検波回路７４で検波される。
【００１７】図４（Ａ）及び（Ｂ）は検波回路７４で検
波される信号の一例を示すものである。同図中信号８
０、８０′は振動子４０の直接波の回り込みを検知した
ものであり、板厚測定には直接関係しないものである。
ピーク８１、８１′は、振動子４０から発射された超音
波が純水５０中を伝搬してウエハ２０表面で反射した後
に受波される第１次表面反射波に対応するものである。
波される信号の一例を示すものである。同図中信号８
０、８０′は振動子４０の直接波の回り込みを検知した
ものであり、板厚測定には直接関係しないものである。
ピーク８１、８１′は、振動子４０から発射された超音
波が純水５０中を伝搬してウエハ２０表面で反射した後
に受波される第１次表面反射波に対応するものである。
【００１８】ピーク８２、８２′は、振動子４０から発
射された超音波が純水５０中を伝搬し、ウエハ２０内部
に進入してウエハ裏面で反射した後に受波される裏面１
回反射波に対応するものであり、ピーク８３、８３′
は、ウエハ裏面で１回反射した後、更にウエハ内で１往
復反射した後に受波される裏面２回反射波に対応するも
のである。以下順次３回、４回・・・と裏面で反射して
減衰する。尚、実際に受波される（観測される）信号
は、前記第１次表面反射波と裏面反射波の合成（干渉）
波信号であり、８２、８２′は表面反射波と裏面１回反
射波の干渉、８３、８３′は表面反射波と裏面２回反射
波の干渉によるものである。
射された超音波が純水５０中を伝搬し、ウエハ２０内部
に進入してウエハ裏面で反射した後に受波される裏面１
回反射波に対応するものであり、ピーク８３、８３′
は、ウエハ裏面で１回反射した後、更にウエハ内で１往
復反射した後に受波される裏面２回反射波に対応するも
のである。以下順次３回、４回・・・と裏面で反射して
減衰する。尚、実際に受波される（観測される）信号
は、前記第１次表面反射波と裏面反射波の合成（干渉）
波信号であり、８２、８２′は表面反射波と裏面１回反
射波の干渉、８３、８３′は表面反射波と裏面２回反射
波の干渉によるものである。
【００１９】尚、図４（Ａ）は干渉が山の場合の信号を
示し、（Ｂ）は干渉が谷の場合の信号を示している。ピ
ーク９１、９１′は前記表面反射波８１、８１′が再
度、振動子４０で反射してウエハ２０に向かって進行し
た時の第２次ウエハ表面反射波に対応するものであり、
ピーク９２、９２′は、更に第２次表面反射波が振動子
４０で反射してウエハ２０に向かって進行した時の第３
次ウエハ表面反射波に対応するものである。
示し、（Ｂ）は干渉が谷の場合の信号を示している。ピ
ーク９１、９１′は前記表面反射波８１、８１′が再
度、振動子４０で反射してウエハ２０に向かって進行し
た時の第２次ウエハ表面反射波に対応するものであり、
ピーク９２、９２′は、更に第２次表面反射波が振動子
４０で反射してウエハ２０に向かって進行した時の第３
次ウエハ表面反射波に対応するものである。
【００２０】ここで、反射次数が大きいと減衰が大きく
なるので、前記第１次表面反射波と裏面１回反射波及び
裏面２回反射波との干渉（ピーク８２、８２′、８３及
び８３′）を測定に利用する。さて、ウエハ２０の厚さ
が超音波の波長λのλ／４だけ変化すると、干渉に寄与
する裏面反射波の位相がπだけずれるので、受信信号は
図４（Ｂ）に示すように８２′、８３′の反射波のレベ
ルは低下する。即ち、８２′、８３′はウエハ２０の厚
さがλ／２（約４０μｍ）変化する毎にサイン波形で変
動することになる。
なるので、前記第１次表面反射波と裏面１回反射波及び
裏面２回反射波との干渉（ピーク８２、８２′、８３及
び８３′）を測定に利用する。さて、ウエハ２０の厚さ
が超音波の波長λのλ／４だけ変化すると、干渉に寄与
する裏面反射波の位相がπだけずれるので、受信信号は
図４（Ｂ）に示すように８２′、８３′の反射波のレベ
ルは低下する。即ち、８２′、８３′はウエハ２０の厚
さがλ／２（約４０μｍ）変化する毎にサイン波形で変
動することになる。
【００２１】この８２、８２′、８３、８３′の信号の
みを図３のゲート回路７５及びサンプルパルス回路７３
により抽出して波形整形回路７８に入力し、連続的なア
ナログ信号又はパルス信号に変換して出力信号を得る。
前記波形整形回路７８からの出力信号は、ウエハ２０の
板厚の変位量λ／２の周期で変動するものであるから、
該出力信号の変位を高精度で検出することにより、対応
するウエハ板厚の変位量が高精度に測定できる。例え
ば、出力信号のピーク─ボトムを５ヴォルトの電圧信号
で検知して、その電圧信号の変化を０．１ヴォルトの精
度で検出すれば、ウエハ２０の板厚の変化をサブミクロ
ンの精度で測定できる。
みを図３のゲート回路７５及びサンプルパルス回路７３
により抽出して波形整形回路７８に入力し、連続的なア
ナログ信号又はパルス信号に変換して出力信号を得る。
前記波形整形回路７８からの出力信号は、ウエハ２０の
板厚の変位量λ／２の周期で変動するものであるから、
該出力信号の変位を高精度で検出することにより、対応
するウエハ板厚の変位量が高精度に測定できる。例え
ば、出力信号のピーク─ボトムを５ヴォルトの電圧信号
で検知して、その電圧信号の変化を０．１ヴォルトの精
度で検出すれば、ウエハ２０の板厚の変化をサブミクロ
ンの精度で測定できる。
【００２２】ここで測定される板厚は、研磨によって変
化した相対的な変位量であって、板厚の絶対量ではな
い。研磨開始時には、ＣＶＤでどれだけの膜厚が形成さ
れているかが知れているので、研磨すべき相対寸法を検
出することになる。前記実施例では、ウエハの研磨量測
定装置について説明したが、これに限らず、同様の測定
原理により、スライシングマシンのウエハ切り出し時の
厚さ管理にも適用することができる。また、一般的な微
小変位量測定装置に適用することも可能である。
化した相対的な変位量であって、板厚の絶対量ではな
い。研磨開始時には、ＣＶＤでどれだけの膜厚が形成さ
れているかが知れているので、研磨すべき相対寸法を検
出することになる。前記実施例では、ウエハの研磨量測
定装置について説明したが、これに限らず、同様の測定
原理により、スライシングマシンのウエハ切り出し時の
厚さ管理にも適用することができる。また、一般的な微
小変位量測定装置に適用することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウエ
ハ板厚測定方法及び装置によれば、ウエハに超音波をパ
ルス状に発射し、ウエハの表面反射波と裏面反射波との
干渉波を受波して電気信号に変換し、ウエハの板厚が超
音波の波長λのλ／２変化するごとに変動する干渉波の
電気信号の振幅変動を捉えて、該ウエハの板厚変位量を
計測するようにしたので、インンプロセスでウエハの板
厚変位量をサブミクロンの精度で計測できる。これによ
り、多層化ウエハの平坦化研磨において研磨終端の検出
が高精度に行うことができる。また、ウエハの研磨以外
にも、スライシングマシンのウエハ切り出し時のウエハ
厚さ管理、微小変位計にも応用できる。
ハ板厚測定方法及び装置によれば、ウエハに超音波をパ
ルス状に発射し、ウエハの表面反射波と裏面反射波との
干渉波を受波して電気信号に変換し、ウエハの板厚が超
音波の波長λのλ／２変化するごとに変動する干渉波の
電気信号の振幅変動を捉えて、該ウエハの板厚変位量を
計測するようにしたので、インンプロセスでウエハの板
厚変位量をサブミクロンの精度で計測できる。これによ
り、多層化ウエハの平坦化研磨において研磨終端の検出
が高精度に行うことができる。また、ウエハの研磨以外
にも、スライシングマシンのウエハ切り出し時のウエハ
厚さ管理、微小変位計にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハ板厚測定方法及び装置が適
用されたウエハ研磨量測定装置を示す概略側面図
用されたウエハ研磨量測定装置を示す概略側面図
【図２】図１のウエハ研磨量測定装置に用いられる多層
化ウエハの概略図
化ウエハの概略図
【図３】図１の測定装置の電気回路の構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は検波回路１４で検波さ
れる信号の一例
れる信号の一例
１０…ウエハ研磨量測定装置 １２…研磨布 ２０…ウエハ ３０…固定パッド ４０…超音波振動子 ５０…純水 ６２…高周波発振器 ６４…タイミングパルス発振器 ６６、７５…ゲート回路 ７８…波形整形器
Claims (8)
- 【請求項１】 被測定対象ウエハに向けて、所定の発振
周波数の超音波を所定の周期でパルス状に発射し、 超音波の伝搬の減衰を防止する液体で満たした空間を介
して前記超音波を前記ウエハに送波するとともに、前記
ウエハによる表面反射波と裏面反射波との干渉波を受波
し、 前記干渉波を電気信号に変換し、 前記ウエハの板厚変化に応じて変動する前記電気信号の
振幅に基づいて該ウエハの板厚変位量を計測することを
特徴とするウエハ板厚測定方法。 - 【請求項２】 前記所定の発振周波数は１０ＭＨｚ以上
４００ＭＨｚ以下の範囲のうちの周波数であり、前記所
定の周期は１００Ｈｚ以上１０ＫＨｚ以下の範囲のうち
の周期であることをことを特徴とする請求項１のウエハ
板厚測定方法。 - 【請求項３】 前記液体は純水又は樹脂であることを特
徴とする請求項１のウエハ板厚測定方法。 - 【請求項４】 所定の発振周波数の超音波を所定の周期
でパルス状に発射する超音波発生手段と、 前記超音波発生手段から被測定対象ウエハに向けて発射
される超音波の前記対象物表面反射波と裏面反射波との
干渉波を受波する干渉波受波手段と、 前記超音波発生手段及び前記干渉波受波手段と前記ウエ
ハの間を満たし、超音波の伝搬の減衰を防止する液体
と、 前記干渉波受波手段が受波する前記干渉波を電気信号に
変換する変換手段と、を備え、前記ウエハの板厚変化に
応じて変動する前記電気信号の振幅に基づいて該ウエハ
の板厚変位量を計測することを特徴とするウエハ板厚測
定装置。 - 【請求項５】 所定の発振周波数の高周波を発振する高
周波発振器と、 所定の周期でタイミングパルスを発生するタイミングパ
ルス発振器と、 前記タイミングパルス発振器からのタイミングパルスに
基づいて前記高周波を入力し、前記所定の発振周波数の
超音波を前記所定の周期のパルス状に発生させる超音波
振動子と、 前記超音波振動子から被測定対象ウエハに向けて発射さ
れる超音波の前記対象物表面反射波と裏面反射波との干
渉波を受波する干渉波受波手段と、 前記超音波振動子及び前記干渉波受波手段と前記ウエハ
との間を満たし、超音波の伝搬の減衰を防止する液体
と、 前記干渉波受波手段が受波する前記干渉波を電気信号に
変換する変換手段と、を備え、前記ウエハの板厚変化に
応じて変動する前記電気信号の振幅に基づいて該ウエハ
の板厚変位量を計測することを特徴とするウエハ板厚測
定装置。 - 【請求項６】 前記ウエハ板厚測定装置は、ウエハを固
定したマウント板と、研磨布を被覆した研磨定盤を相対
摺動させてウエハ面を研磨するウエハ研磨装置に用いら
れ、ウエハ研磨量を測定することを特徴とする請求項４
のウエハ板厚測定装置。 - 【請求項７】 ウエハをマウント板に固定し、研磨布を
被覆した研磨定盤を相対摺動させてウエハ面を研磨する
ウエハ研磨装置に用いられ、 所定の発振周波数の高周波を発振する高周波発振器と、 所定の周期でタイミングパルスを発生するタイミングパ
ルス発振器と、 前記タイミングパルス発振器からのタイミングパルスに
基づいて前記高周波を入力し、前記所定の発振周波数の
超音波を前記所定の周期のパルス状に発生させる超音波
振動子と、 前記超音波振動子から被測定対象ウエハに向けて発射さ
れる超音波の前記対象物表面反射波と裏面反射波との干
渉波を受波する干渉波受波手段と、 前記超音波振動子及び前記干渉波受波手段と前記ウエハ
との間を満たし、超音波の伝搬の減衰を防止する液体
と、 前記干渉波受波手段が受波する前記干渉波を電気信号に
変換する変換手段と、 前記ウエハの板厚変化に応じて変動する前記電気信号の
振幅に基づいて該ウエハの板厚変位量をウエハの研磨中
に計測し、所定の研磨量に達した場合に前記ウエハ研磨
装置に研磨終了信号を出力することを特徴とするウエハ
板厚測定装置。 - 【請求項８】 前記ウエハ板厚測定装置は、ウエハのス
ライシングマシンに用いられ、スライスされたウエハの
板厚を測定することを特徴とする請求項４のウエハ板厚
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1790195A JPH08210833A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | ウエハ板厚測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1790195A JPH08210833A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | ウエハ板厚測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210833A true JPH08210833A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11956652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1790195A Pending JPH08210833A (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | ウエハ板厚測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210833A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100648564B1 (ko) * | 1999-07-05 | 2006-11-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 초평탄화·고정밀도 제어 연마 장치 및초평탄화·고정밀도 제어 연마 방법 |
| JP2007199013A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Disco Abrasive Syst Ltd | 厚さ計測装置および研削装置 |
| DE102007060729A1 (de) | 2007-03-29 | 2008-10-30 | Tokyo Seimitsu Co. Ltd., Mitaka | Waferpolieraufzeichnungsverfahren und Vorrichtung |
| JP2009107042A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置及び研削方法 |
| JP2009113149A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置 |
| JP2012127866A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ろう厚測定装置および方法 |
| TWI680832B (zh) * | 2015-01-16 | 2020-01-01 | 日商迪思科股份有限公司 | 被加工物的磨削方法 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP1790195A patent/JPH08210833A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100648564B1 (ko) * | 1999-07-05 | 2006-11-24 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 초평탄화·고정밀도 제어 연마 장치 및초평탄화·고정밀도 제어 연마 방법 |
| JP2007199013A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Disco Abrasive Syst Ltd | 厚さ計測装置および研削装置 |
| DE102007060729A1 (de) | 2007-03-29 | 2008-10-30 | Tokyo Seimitsu Co. Ltd., Mitaka | Waferpolieraufzeichnungsverfahren und Vorrichtung |
| US8173037B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-05-08 | Tokyo Semitsu Co. Ltd | Wafer polish monitoring method and device |
| JP2009107042A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置及び研削方法 |
| JP2009113149A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置 |
| JP2012127866A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ろう厚測定装置および方法 |
| TWI680832B (zh) * | 2015-01-16 | 2020-01-01 | 日商迪思科股份有限公司 | 被加工物的磨削方法 |
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