JPH09109023A - ウェハ研磨機、厚さ測定ユニット、ウェハを水の中に収める方法、および厚さを測定する方法 - Google Patents
ウェハ研磨機、厚さ測定ユニット、ウェハを水の中に収める方法、および厚さを測定する方法Info
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- JPH09109023A JPH09109023A JP8106756A JP10675696A JPH09109023A JP H09109023 A JPH09109023 A JP H09109023A JP 8106756 A JP8106756 A JP 8106756A JP 10675696 A JP10675696 A JP 10675696A JP H09109023 A JPH09109023 A JP H09109023A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨の間にウェハを検査するための光学系含
む、研磨機の出口ステーション内に装着可能なウェハの
最上層の厚さを測定するための測定システムを、提供す
る。 【解決手段】 光学系（３２）は、窓を通してウェハを
見、ウェハを予め定められた見える位置に収めかつパタ
ーニングされた表面を完全に水面下に維持する掴みシス
テムを含む。光学系（３２）はまた、測定より先に、測
定システムを水平面よりわずかに下に引下げるための引
下げユニットをさらに含み、その後で測定システムを水
平面に戻す。
む、研磨機の出口ステーション内に装着可能なウェハの
最上層の厚さを測定するための測定システムを、提供す
る。 【解決手段】 光学系（３２）は、窓を通してウェハを
見、ウェハを予め定められた見える位置に収めかつパタ
ーニングされた表面を完全に水面下に維持する掴みシス
テムを含む。光学系（３２）はまた、測定より先に、測
定システムを水平面よりわずかに下に引下げるための引
下げユニットをさらに含み、その後で測定システムを水
平面に戻す。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は一般的にウェハ研磨装置に関
し、特にそのような装置に組込まれる測定システムに関
する。
し、特にそのような装置に組込まれる測定システムに関
する。
【０００２】
【発明の背景】ウェハ研磨システムは当該技術において
既知である。それらは半導体ウェハの最上層を所望の厚
さまで研磨する。そのようにするために、研磨プロセス
の間、ウェハは水のスラリーおよび化学薬品に浸され
る。一旦ウェハが研磨されて洗い流されると、ある会社
には「水トラック」として既知の出口ステーションに収
められ、その後そのウェハはウェハのカセットの中に収
められる。カセットは一杯になるまで水槽の中に維持さ
れ、その後カセット全体が洗浄ステーションに運ばれ、
カセットの中のウェハにまだ残っている何らかの化学薬
品およびスラリー粒子を取除いてウェハを乾かす。洗浄
の後、ウェハは測定ステーションに運ばれて、研磨機が
それらの最上層の所望の厚みを生成したかどうかを判断
する。
既知である。それらは半導体ウェハの最上層を所望の厚
さまで研磨する。そのようにするために、研磨プロセス
の間、ウェハは水のスラリーおよび化学薬品に浸され
る。一旦ウェハが研磨されて洗い流されると、ある会社
には「水トラック」として既知の出口ステーションに収
められ、その後そのウェハはウェハのカセットの中に収
められる。カセットは一杯になるまで水槽の中に維持さ
れ、その後カセット全体が洗浄ステーションに運ばれ、
カセットの中のウェハにまだ残っている何らかの化学薬
品およびスラリー粒子を取除いてウェハを乾かす。洗浄
の後、ウェハは測定ステーションに運ばれて、研磨機が
それらの最上層の所望の厚みを生成したかどうかを判断
する。
【０００３】ここで簡単に参照されている図１は、アメ
リカ合衆国アリゾナ州フェニックス（Phoenix,Arizona,
USA ）のＩＰＥＣ ウエステック（IPEC Westech）によ
って製造された♯３７２研磨機の水トラックなどの先行
技術の水トラックを示す。１０とラベル付けされた水ト
ラックは、フレーム１２とベース１４とを含む。フレー
ム１２は、穴１６から水流１８を出すジェット（図示せ
ず）に連結されたジェット穴１６を有する。ベース１４
は、穴２０から少量の水２２を泡立たせる噴水装置（図
示せず）に連結された穴２０を有する。ウェハ２５がパ
ターン側を下向きにして水トラック１０中に落とされる
と、ジェットおよび噴水装置は活性化される。水ジェッ
トからの水流１８は、ウェハ２５を矢印２４によって示
された方向に動かすように働く。少量の水流２２によっ
て、ウェハ２５はベース１４からわずかに離れるように
押し動かされかつ、ウェハ２５がトラックを通り過ぎる
間にウェハがベース１４と擦れ合うことがないためにウ
ェハのパターンに引っ掻き傷ができないことが確実にな
る。
リカ合衆国アリゾナ州フェニックス（Phoenix,Arizona,
USA ）のＩＰＥＣ ウエステック（IPEC Westech）によ
って製造された♯３７２研磨機の水トラックなどの先行
技術の水トラックを示す。１０とラベル付けされた水ト
ラックは、フレーム１２とベース１４とを含む。フレー
ム１２は、穴１６から水流１８を出すジェット（図示せ
ず）に連結されたジェット穴１６を有する。ベース１４
は、穴２０から少量の水２２を泡立たせる噴水装置（図
示せず）に連結された穴２０を有する。ウェハ２５がパ
ターン側を下向きにして水トラック１０中に落とされる
と、ジェットおよび噴水装置は活性化される。水ジェッ
トからの水流１８は、ウェハ２５を矢印２４によって示
された方向に動かすように働く。少量の水流２２によっ
て、ウェハ２５はベース１４からわずかに離れるように
押し動かされかつ、ウェハ２５がトラックを通り過ぎる
間にウェハがベース１４と擦れ合うことがないためにウ
ェハのパターンに引っ掻き傷ができないことが確実にな
る。
【０００４】他の会社も、出口ステーションがカセット
そのものから形成される研磨機を製造している。そのよ
うな研磨機は、アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ
ン・ルイス・オビスポ（San Luis Obispo,California,U
SA）のＲ．ハワード・ストラスバーグ・インコーポレイ
テッド（R.Howard Strasbaugh Inc.）の６ＤＳ−ＳＰ研
磨機に見られるように製造されている。
そのものから形成される研磨機を製造している。そのよ
うな研磨機は、アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ
ン・ルイス・オビスポ（San Luis Obispo,California,U
SA）のＲ．ハワード・ストラスバーグ・インコーポレイ
テッド（R.Howard Strasbaugh Inc.）の６ＤＳ−ＳＰ研
磨機に見られるように製造されている。
【０００５】
【発明の概要】この発明の目的は、研磨機械内に、より
特定的には研磨機の出口ステーション内に装着可能な測
定システムを提供することである。
特定的には研磨機の出口ステーション内に装着可能な測
定システムを提供することである。
【０００６】この発明の好ましい実施例に従えば、この
発明は、出口ステーションの窓を通してウェハを見る光
学系と、出口ステーション内の予め定められた見える位
置にウェハを収め一方でパターニングされた表面を完全
に水面下にある状態に保つ掴みシステムとを含む。この
発明はまた、測定より先に測定システムを水平面よりわ
ずかに下に引っ張るための引下げユニットを含み、その
後で測定システムを水平面の位置に戻す。
発明は、出口ステーションの窓を通してウェハを見る光
学系と、出口ステーション内の予め定められた見える位
置にウェハを収め一方でパターニングされた表面を完全
に水面下にある状態に保つ掴みシステムとを含む。この
発明はまた、測定より先に測定システムを水平面よりわ
ずかに下に引っ張るための引下げユニットを含み、その
後で測定システムを水平面の位置に戻す。
【０００７】この発明の第１の好ましい実施例に従え
ば、掴みシステムは、ウェハを予め定められた位置に集
合させる持上げ可能なゲートと、ウェハを掴みそれを見
える位置に運んで水平面に対してなされる小さな角度に
沿って水の中にウェハを浸す掴み具とを含む。掴み具は
また、測定動作の間にウェハを適所に保持し、その後そ
れはウェハを解放し、持上げ可能なゲートは上に上が
る。
ば、掴みシステムは、ウェハを予め定められた位置に集
合させる持上げ可能なゲートと、ウェハを掴みそれを見
える位置に運んで水平面に対してなされる小さな角度に
沿って水の中にウェハを浸す掴み具とを含む。掴み具は
また、測定動作の間にウェハを適所に保持し、その後そ
れはウェハを解放し、持上げ可能なゲートは上に上が
る。
【０００８】この発明は、ウェハ表面にほとんど泡が生
じないように物体を水に浸す方法を組入れる。この発明
の方法は好ましくは、その表面を水平面に対して小さな
角度をなすように保持しながらその物体を浸すステップ
を含む。
じないように物体を水に浸す方法を組入れる。この発明
の方法は好ましくは、その表面を水平面に対して小さな
角度をなすように保持しながらその物体を浸すステップ
を含む。
【０００９】第２の実施例において、測定システムは、
水槽とその上の掴みシステムとを含む。掴みシステムは
ウェハを受取るウェハ保持エレメントと、初期位置がウ
ェハの予想受取り位置より上にある掴み具とを含む。掴
み具は、ウェハが水平面に対してある角度をなして水中
に浸されるように可撓性をもってピストンにある角をな
して連結される。
水槽とその上の掴みシステムとを含む。掴みシステムは
ウェハを受取るウェハ保持エレメントと、初期位置がウ
ェハの予想受取り位置より上にある掴み具とを含む。掴
み具は、ウェハが水平面に対してある角度をなして水中
に浸されるように可撓性をもってピストンにある角をな
して連結される。
【００１０】この発明は、図面と関連した以下の詳しい
説明からより十分に理解されかつ評価されるであろう。
説明からより十分に理解されかつ評価されるであろう。
【００１１】
【発明の詳しい説明】図２を参照して、これは、ＩＰＥ
Ｃウエステック機械などの研磨機内に装着可能な測定ユ
ニットを示し、測定システムは、この発明の好ましい実
施例に従ってかつ図２の測定システムの一部分を形成す
る掴みシステムの動作を示す図３、図４、図５、図６、
図７および図８に合わせて構成されかつ動作する。前で
議論された水トラックのエレメントを参照するために同
様の参照番号が用いられる。
Ｃウエステック機械などの研磨機内に装着可能な測定ユ
ニットを示し、測定システムは、この発明の好ましい実
施例に従ってかつ図２の測定システムの一部分を形成す
る掴みシステムの動作を示す図３、図４、図５、図６、
図７および図８に合わせて構成されかつ動作する。前で
議論された水トラックのエレメントを参照するために同
様の参照番号が用いられる。
【００１２】３０とラベル付けされた測定システムは、
水トラック３６と関連して動作する光学系３２と掴みシ
ステム３４とを含む。光学系３２は、水を通してウェハ
の最上層の厚さを測定する何らかの光学系であり得る。
図９は、そのような光学系の一例を提供する。他の光学
系もまたこの発明内に組入れられる。
水トラック３６と関連して動作する光学系３２と掴みシ
ステム３４とを含む。光学系３２は、水を通してウェハ
の最上層の厚さを測定する何らかの光学系であり得る。
図９は、そのような光学系の一例を提供する。他の光学
系もまたこの発明内に組入れられる。
【００１３】掴みシステム３４は、持上げ可能なゲート
４０と、移行可能な掴み具４２と、真空パッド４４と、
真空システム４６とを含む。ゲート４０は、必要に応じ
てゲート４０を上げ下げするリフティング機構４８によ
って制御される。ゲート４０は、湾曲した外縁５２を伴
う上部表面５０と、上部表面から水の中に向かって下向
きに延びる複数の突出部５４とを有する。突出部５４に
よって、ゲート４０がその上に下りる下側表面が与えら
れ、一方で、水がゲート４０を通ることが可能になる。
湾曲した端縁５２はウェハ２５の湾曲した端縁に適合す
るような形状になっているので、ゲート４０の位置が下
げられたとき、ゲート４０はウェハ２５が水トラックか
ら移動しないようにしかつウェハ２５を繰返し可能な位
置に保持する。
４０と、移行可能な掴み具４２と、真空パッド４４と、
真空システム４６とを含む。ゲート４０は、必要に応じ
てゲート４０を上げ下げするリフティング機構４８によ
って制御される。ゲート４０は、湾曲した外縁５２を伴
う上部表面５０と、上部表面から水の中に向かって下向
きに延びる複数の突出部５４とを有する。突出部５４に
よって、ゲート４０がその上に下りる下側表面が与えら
れ、一方で、水がゲート４０を通ることが可能になる。
湾曲した端縁５２はウェハ２５の湾曲した端縁に適合す
るような形状になっているので、ゲート４０の位置が下
げられたとき、ゲート４０はウェハ２５が水トラックか
ら移動しないようにしかつウェハ２５を繰返し可能な位
置に保持する。
【００１４】掴み具４２は、湾曲した端縁５２によって
規定されたウェハ集合位置と図２のウェハ２５によって
示されたウェハ測定位置との間を移行する。図２では見
えないが、ウェハ測定位置における水トラックのベース
は窓６０（図３〜図９）に取り換えられており、光学系
３２はウェハ２５のパターニングされた表面６２を見る
ことができる。説明の目的のために、パターニングされ
た表面６２は図では誇張して示されている。
規定されたウェハ集合位置と図２のウェハ２５によって
示されたウェハ測定位置との間を移行する。図２では見
えないが、ウェハ測定位置における水トラックのベース
は窓６０（図３〜図９）に取り換えられており、光学系
３２はウェハ２５のパターニングされた表面６２を見る
ことができる。説明の目的のために、パターニングされ
た表面６２は図では誇張して示されている。
【００１５】掴み具４２は何らかの移行システムによっ
て移行され得る。１つのそのようなシステムの例が図２
に与えられており６４とラベル付けされる。
て移行され得る。１つのそのようなシステムの例が図２
に与えられており６４とラベル付けされる。
【００１６】真空パッド４４は典型的にはふいご形状の
パッドであって、掴み具４２の端部に取付けられてお
り、真空システム４６に連結されている。真空パッド４
４は吸着を生じさせるので、掴み具４２はウェハ２５を
持ち上げてそれをウェハ集合位置からウェハ測定位置に
動かすことができる。さらに、真空状態は測定の間維持
されており、測定が一旦完了するときのみ解放される。
パッドであって、掴み具４２の端部に取付けられてお
り、真空システム４６に連結されている。真空パッド４
４は吸着を生じさせるので、掴み具４２はウェハ２５を
持ち上げてそれをウェハ集合位置からウェハ測定位置に
動かすことができる。さらに、真空状態は測定の間維持
されており、測定が一旦完了するときのみ解放される。
【００１７】図３〜８は、掴みシステム３４の動作を示
す。最初に、図３に示されているように、水トラックの
７０とラベル付けされたジェットおよび７２とラベル付
けされた噴水装置が動作してゲート４０が降下する。研
磨機（図示せず）はウェハ２５を水トラック内に収め、
ジェット７０からの水流１８によりそのウェハ２５はゲ
ート４０の方向に押される。掴み具４２は図３〜８の左
側に示されたウェハ集合位置にある。
す。最初に、図３に示されているように、水トラックの
７０とラベル付けされたジェットおよび７２とラベル付
けされた噴水装置が動作してゲート４０が降下する。研
磨機（図示せず）はウェハ２５を水トラック内に収め、
ジェット７０からの水流１８によりそのウェハ２５はゲ
ート４０の方向に押される。掴み具４２は図３〜８の左
側に示されたウェハ集合位置にある。
【００１８】図４に示されているように、一旦ウェハ２
５がウェハ集合位置に来ると、掴み具４２は真空パッド
４４を降ろしてウェハ２５を掴み取る。掴み具４２は、
命じられるままに真空パッド４４を上下に動かすことが
できるピストンなどの何らかの適切な機構から形成され
得る。噴水装置７２が動作しているので、少量の水流２
２はウェハ２５を水トラックのベース１４から離した状
態に維持する。
５がウェハ集合位置に来ると、掴み具４２は真空パッド
４４を降ろしてウェハ２５を掴み取る。掴み具４２は、
命じられるままに真空パッド４４を上下に動かすことが
できるピストンなどの何らかの適切な機構から形成され
得る。噴水装置７２が動作しているので、少量の水流２
２はウェハ２５を水トラックのベース１４から離した状
態に維持する。
【００１９】そして掴み具４２はウェハ２５を水から引
上げて（図５）、ジェット７０は非活性化される。この
発明の好ましい実施例に従えば、真空パッド４４の対称
軸７４は、垂直軸７６から小さな角度αをなして形成さ
れる。結果として、ウェハ２５の長軸７５は水平軸７８
に対して同じ小さな角度αをなしている。角度αは典型
的には２〜５°の範囲にある。
上げて（図５）、ジェット７０は非活性化される。この
発明の好ましい実施例に従えば、真空パッド４４の対称
軸７４は、垂直軸７６から小さな角度αをなして形成さ
れる。結果として、ウェハ２５の長軸７５は水平軸７８
に対して同じ小さな角度αをなしている。角度αは典型
的には２〜５°の範囲にある。
【００２０】次いで、図４〜８の右側に示されているよ
うに、移行ユニット６４は、掴み具４２をウェハ測定位
置に動かす。同時に、図６に示されているように、引下
げ機構は、水トラック、掴み、および光学系ユニット全
体を蝶番８０（図２〜８）を中心に（１〜３°の角度だ
け）わずかに下げて、水をウェハ測定位置の方向に向け
る。水を測定位置の方向に向ける他の方法もまたこの発
明に組入れられる。
うに、移行ユニット６４は、掴み具４２をウェハ測定位
置に動かす。同時に、図６に示されているように、引下
げ機構は、水トラック、掴み、および光学系ユニット全
体を蝶番８０（図２〜８）を中心に（１〜３°の角度だ
け）わずかに下げて、水をウェハ測定位置の方向に向け
る。水を測定位置の方向に向ける他の方法もまたこの発
明に組入れられる。
【００２１】水トラックが下がると、掴み具４２によっ
てウェハ２５が窓６０の方向に下げられる。真空パッド
４４がある角度に傾けられているので、ウェハ２５は一
度に水に入らない。代わりに、ウェハ２５は漸進的に水
に入る。最初に、８２とラベル付けされた方だけが浸水
する。掴み具４２が真空パッド４４をさらに下向きに押
せば押すほど、ウェハ２５はさらに浸水し、ついにはウ
ェハ２５全体が水の中に入る。真空パッド４４は十分な
可撓性があるのでウェハ２５の角度変化に対処すること
ができる。
てウェハ２５が窓６０の方向に下げられる。真空パッド
４４がある角度に傾けられているので、ウェハ２５は一
度に水に入らない。代わりに、ウェハ２５は漸進的に水
に入る。最初に、８２とラベル付けされた方だけが浸水
する。掴み具４２が真空パッド４４をさらに下向きに押
せば押すほど、ウェハ２５はさらに浸水し、ついにはウ
ェハ２５全体が水の中に入る。真空パッド４４は十分な
可撓性があるのでウェハ２５の角度変化に対処すること
ができる。
【００２２】ウェハを水に漸進的に浸すことによって、
ウェハ２５のパターニングされた表面の近くに泡ができ
るとしてもごく少ない。
ウェハ２５のパターニングされた表面の近くに泡ができ
るとしてもごく少ない。
【００２３】ウェハ２５は窓６０に支えられているので
はないことが注目される。代わりに、ウェハ２５は突出
表面８４によって支えられており、ウェハ２５と窓６０
との間に水の層８６ができるようになっている。ウェハ
２５が漸進的に浸水するためにその層８６に泡ができた
としてもごく少ないので、光学系３２とウェハ２５のパ
ターニングされた表面６２との間に均一な接続媒体を与
える。
はないことが注目される。代わりに、ウェハ２５は突出
表面８４によって支えられており、ウェハ２５と窓６０
との間に水の層８６ができるようになっている。ウェハ
２５が漸進的に浸水するためにその層８６に泡ができた
としてもごく少ないので、光学系３２とウェハ２５のパ
ターニングされた表面６２との間に均一な接続媒体を与
える。
【００２４】一旦光学系３２がウェハ２５のパターニン
グされた表面６２の測定を終了すると、ウェハ２５が取
付けられた状態で掴み具４２は真空パッド４５をその上
部位置に戻す。引下げ機構は蝶番８０を中心に水トラッ
クを回転させてその元の位置に戻し、ゲート４０は持上
げられて、ジェット７０および噴水装置７２は活性化さ
れる。真空システム４６は真空状態を解放してウェハ２
５は水トラックの中に落ちる。水の流れによって、ウェ
ハ２５は、現在持上げられた状態のゲート４０の方向に
移動してその下へ動く。センサ９０はウェハ２５がいつ
水トラックからうまく移動したかを決定する。ここで上
述されたプロセスが次のウェハに対して始まり得る。
グされた表面６２の測定を終了すると、ウェハ２５が取
付けられた状態で掴み具４２は真空パッド４５をその上
部位置に戻す。引下げ機構は蝶番８０を中心に水トラッ
クを回転させてその元の位置に戻し、ゲート４０は持上
げられて、ジェット７０および噴水装置７２は活性化さ
れる。真空システム４６は真空状態を解放してウェハ２
５は水トラックの中に落ちる。水の流れによって、ウェ
ハ２５は、現在持上げられた状態のゲート４０の方向に
移動してその下へ動く。センサ９０はウェハ２５がいつ
水トラックからうまく移動したかを決定する。ここで上
述されたプロセスが次のウェハに対して始まり得る。
【００２５】図９を参照して、適切な光学系３２の一例
が概略的に示されている。光学系３２は顕微鏡ベースの
分光光度計であって、対物レンズ１００と、集束レンズ
１０２と、ビームスプリッタ１０４と、ピンホールミラ
ー１０６と、リレーレンズ１０８と、分光光度計１１０
とを含む。それはさらに、光源１１２と、コンデンサ１
１４と、荷電結合素子（ＣＣＤ）カメラ１１６と、第２
のリレーレンズ１１８とを含む。
が概略的に示されている。光学系３２は顕微鏡ベースの
分光光度計であって、対物レンズ１００と、集束レンズ
１０２と、ビームスプリッタ１０４と、ピンホールミラ
ー１０６と、リレーレンズ１０８と、分光光度計１１０
とを含む。それはさらに、光源１１２と、コンデンサ１
１４と、荷電結合素子（ＣＣＤ）カメラ１１６と、第２
のリレーレンズ１１８とを含む。
【００２６】光源１１２からの光は、光ファイバ１１３
に沿ってコンデンサ１１４に与えられる。次に、コンデ
ンサ１１４はその光をビームスプリッタ１０４の方向に
導く。ビームスプリッタ１０４はその光をレンズ１０２
および１００ならびに窓６０および水の層８６を介して
ウェハ表面の方に導く。
に沿ってコンデンサ１１４に与えられる。次に、コンデ
ンサ１１４はその光をビームスプリッタ１０４の方向に
導く。ビームスプリッタ１０４はその光をレンズ１０２
および１００ならびに窓６０および水の層８６を介して
ウェハ表面の方に導く。
【００２７】パターニングされた表面６２からの反射し
た光は、対物レンズ１００によって集められ、レンズ１
０２によってピンホールミラー１０６の上に集束され
る。リレーレンズ１０８はピンホールミラー１０６を通
った光を受取り、かつそれを分光光度計１１０に集束さ
せる。
た光は、対物レンズ１００によって集められ、レンズ１
０２によってピンホールミラー１０６の上に集束され
る。リレーレンズ１０８はピンホールミラー１０６を通
った光を受取り、かつそれを分光光度計１１０に集束さ
せる。
【００２８】ピンホールミラー１０６は分光光度計１１
０の方向にその穴から光を通し、ミラー表面に当たった
光をＣＣＤカメラ１１６の方向に導く。第２のリレーレ
ンズ１１８は、ピンホールミラー１０６から反射した光
を受取って、それをＣＣＤカメラ１１６に集束させる。
０の方向にその穴から光を通し、ミラー表面に当たった
光をＣＣＤカメラ１１６の方向に導く。第２のリレーレ
ンズ１１８は、ピンホールミラー１０６から反射した光
を受取って、それをＣＣＤカメラ１１６に集束させる。
【００２９】ピンホールはレンズ１０２の焦点面である
像面の中央に置かれているので、それは開口絞りとして
作用し、光ビームの視準された部分だけを通過させる。
このため、ピンホールは、システムにおけるどんな散乱
光をも低減する。リレーレンズ１０８はピンホールから
光を集めてそれを分光光度計１１０に与える。
像面の中央に置かれているので、それは開口絞りとして
作用し、光ビームの視準された部分だけを通過させる。
このため、ピンホールは、システムにおけるどんな散乱
光をも低減する。リレーレンズ１０８はピンホールから
光を集めてそれを分光光度計１１０に与える。
【００３０】さらに、ピンホールは光学結像系（レンズ
１００および１０２）の像面に置かれているので、ウェ
ハ２５の表面から反射されかつピンホールの大きさを倍
率で除算したものに等しい大きさである光の部分だけが
ピンホールを通る。リレーレンズ１１８はその光を集め
てそれをＣＣＤカメラ１１６に集める。
１００および１０２）の像面に置かれているので、ウェ
ハ２５の表面から反射されかつピンホールの大きさを倍
率で除算したものに等しい大きさである光の部分だけが
ピンホールを通る。リレーレンズ１１８はその光を集め
てそれをＣＣＤカメラ１１６に集める。
【００３１】ピンホールは、ウェハ２５の像において測
定点を位置決めするよう働く。ピンホールは、光を、Ｃ
ＣＤカメラ１１６の方に反射させるのではなく、ピンホ
ールに通過させるので、ピンホールはレンズ１１８によ
って生み出される像におけるはっきりとした暗いポイン
トとして現れる。このため、ＣＣＤ像を見ると、測定点
の位置はその暗い点の位置であるので、すぐにわかる。
定点を位置決めするよう働く。ピンホールは、光を、Ｃ
ＣＤカメラ１１６の方に反射させるのではなく、ピンホ
ールに通過させるので、ピンホールはレンズ１１８によ
って生み出される像におけるはっきりとした暗いポイン
トとして現れる。このため、ＣＣＤ像を見ると、測定点
の位置はその暗い点の位置であるので、すぐにわかる。
【００３２】ここで図１０〜１４を参照して、水トラッ
クを有さない、ストラスバーグによって製造される研磨
機と同様の研磨機において、この発明の厚さ測定が実現
されるのを示す。この実施例では、研磨機または外部ロ
ボット（図示せず）がウェハ２５を研磨機の出口ステー
ションに運ぶ。測定が終了すると、ロボットはウェハ２
５を別の出口ステーションにあるそれらのカセットに運
ぶ。図１０は上面図であり、図１１、図１２および図１
３は３つの状態にある測定ステーションを示す。
クを有さない、ストラスバーグによって製造される研磨
機と同様の研磨機において、この発明の厚さ測定が実現
されるのを示す。この実施例では、研磨機または外部ロ
ボット（図示せず）がウェハ２５を研磨機の出口ステー
ションに運ぶ。測定が終了すると、ロボットはウェハ２
５を別の出口ステーションにあるそれらのカセットに運
ぶ。図１０は上面図であり、図１１、図１２および図１
３は３つの状態にある測定ステーションを示す。
【００３３】測定ステーション１３０は、掴みユニット
１３２と、光学系１３４と、水槽１３６とを含む。光学
系１３４は水槽１３６の下方に置かれ、上述のシステム
などの何らかの適切な光学系であり得る。前の実施例に
あるように、水槽１３６にはその底部表面に図１１の１
４０とラベル付けされた窓があり、その窓を通して光学
系１３４はウェハ２５を照明することができる。
１３２と、光学系１３４と、水槽１３６とを含む。光学
系１３４は水槽１３６の下方に置かれ、上述のシステム
などの何らかの適切な光学系であり得る。前の実施例に
あるように、水槽１３６にはその底部表面に図１１の１
４０とラベル付けされた窓があり、その窓を通して光学
系１３４はウェハ２５を照明することができる。
【００３４】掴みユニット１３２は、２つの支持エレメ
ントから形成されるものとして示されているウェハ支持
部１５０と、真空パッド４４と同様の真空パッド１５２
と、ピストン１６０とを含む。図１１に示されるよう
に、研磨機はウェハ２５をウェハサポート１５０の上に
収め、一方真空パッド１５２は最初は、サポート１５０
より上の位置にある。一旦ウェハサポート１５０が予め
定められた位置にウェハを置かれると、ピストン１６０
によって制御される真空パッド１５２はウェハの方向に
動き、真空作用によってそれを掴み取る。真空パッド１
５２がウェハを保持しているので、ウェハサポート１５
０は示されているように離れる。
ントから形成されるものとして示されているウェハ支持
部１５０と、真空パッド４４と同様の真空パッド１５２
と、ピストン１６０とを含む。図１１に示されるよう
に、研磨機はウェハ２５をウェハサポート１５０の上に
収め、一方真空パッド１５２は最初は、サポート１５０
より上の位置にある。一旦ウェハサポート１５０が予め
定められた位置にウェハを置かれると、ピストン１６０
によって制御される真空パッド１５２はウェハの方向に
動き、真空作用によってそれを掴み取る。真空パッド１
５２がウェハを保持しているので、ウェハサポート１５
０は示されているように離れる。
【００３５】そしてピストン１６０が、真空パッドとウ
ェハが組み合わさったものを水槽１３６の方向に押す。
これは図１２に示されており、真空パッド１５２が水平
面に対して小さな角度αをなしてウェハ２５を保持して
いることをも示している。角度αが与えられているの
は、前の実施例にあるように、真空パッド１５２の対称
軸が垂直軸から小さな角度αをなして形成されているか
らである。前の実施例にあるように、ウェハ２５をαの
角度で水に浸すことによって、十分に浸された後には泡
がウェハの下表面に残ることがあったとしてもごく少な
い。
ェハが組み合わさったものを水槽１３６の方向に押す。
これは図１２に示されており、真空パッド１５２が水平
面に対して小さな角度αをなしてウェハ２５を保持して
いることをも示している。角度αが与えられているの
は、前の実施例にあるように、真空パッド１５２の対称
軸が垂直軸から小さな角度αをなして形成されているか
らである。前の実施例にあるように、ウェハ２５をαの
角度で水に浸すことによって、十分に浸された後には泡
がウェハの下表面に残ることがあったとしてもごく少な
い。
【００３６】図１３は、完全に浸された状態の測定位置
にあるウェハ２５を示す。典型的には、ウェハ２５は、
窓１４０の水表面１６３に直接接触せず、代わりに、測
定サポート１６８によって支持される。その結果、ウェ
ハ２５と窓の表面１６３との間に水の層１６４ができ
る。
にあるウェハ２５を示す。典型的には、ウェハ２５は、
窓１４０の水表面１６３に直接接触せず、代わりに、測
定サポート１６８によって支持される。その結果、ウェ
ハ２５と窓の表面１６３との間に水の層１６４ができ
る。
【００３７】一旦測定プロセスが終了すると、ピストン
１６０はウェハ２５をその元の位置に戻し、ウェハサポ
ートエレメント１５０はそれらのウェハ受取り位置に戻
る。ピストン１６０はウェハ２５をウェハサポートエレ
メント１５０の上に置き、真空状態を解放する。ここで
外部ロボットは、処理されかつ測定されたウェハのカセ
ットがある別の出口ステーションにウェハを運び得る。
１６０はウェハ２５をその元の位置に戻し、ウェハサポ
ートエレメント１５０はそれらのウェハ受取り位置に戻
る。ピストン１６０はウェハ２５をウェハサポートエレ
メント１５０の上に置き、真空状態を解放する。ここで
外部ロボットは、処理されかつ測定されたウェハのカセ
ットがある別の出口ステーションにウェハを運び得る。
【００３８】この発明は特別に示されかつ上述されたも
のに限定されないことは当業者に理解されるであろう。
そうではなく、この発明の範囲は前掲の特許請求の範囲
によって規定される。
のに限定されないことは当業者に理解されるであろう。
そうではなく、この発明の範囲は前掲の特許請求の範囲
によって規定される。
【図１】先行技術の水トラックの概略図である。
【図２】研磨機内に装着可能であり、かつこの発明の好
ましい実施例に従って構成され動作する、測定システム
の概略図である。
ましい実施例に従って構成され動作する、測定システム
の概略図である。
【図３】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図４】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図５】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図６】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図７】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図８】動作の１段階における図２の測定システムの一
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
部分を形成する掴みシステムの側面図である。
【図９】この発明の測定システムの一部分を形成する光
学系の一例を示す概略図である。
学系の一例を示す概略図である。
【図１０】この発明の測定システムの第２の実施例の上
面図である。
面図である。
【図１１】ウェハの受取りの間の測定システムの側面図
である。
である。
【図１２】ウェハの移行の間の測定システムの側面図で
ある。
ある。
【図１３】ウェハの測定の間の測定システムの側面図で
ある。
ある。
３０ 測定システム ３２ 光学系 ３４ 掴み具 ３６ 水トラック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モシェ・フィナロフ イスラエル、76209 レホボット、シュコ ルニク・ストリート、４／25 (72)発明者 エリ・ハイモビック イスラエル、56910 モシャブ・マグシミ ム、ハーラバ・ストリート、23 (72)発明者 ベンヤミン・シュルマン イスラエル、76100 レホボット、ハガ ナ・ストリート、524／20
Claims (15)
- 【請求項１】 厚さを測定することができるウェハ研磨
機であって、 ａ） 水のあるところでウェハの最上層を研磨するため
の研磨ユニットと、 ｂ） 前記ウェハが前記水の中で浸されている間に前記
最上層の厚さを測定するための、前記研磨機に取付けら
れた厚さ測定ユニットとを含む、ウェハ研磨機。 - 【請求項２】 前記研磨機は、前記水が中に流れる出力
トラックを含み、前記出力トラックは、窓が中に取付け
られた底部表面を含む、請求項１に記載の研磨機。 - 【請求項３】 前記厚さ測定ユニットは、 ａ） 前記ウェハとほぼ同様の曲率半径を有する湾曲し
たゲートを含み、前記湾曲したゲートは掴み位置に置か
れ、前記厚さ測定ユニットはさらに、 ｂ） 前記ウェハを前記掴み位置から、前記窓の上に置
かれた水の層の上の測定位置に動かすための掴み具と、 ｃ） 前記窓および前記水の層を通して前記最上層の前
記厚さを測定するための、前記窓の下に取付けられた光
学系とを含む、請求項２に記載の研磨機。 - 【請求項４】 少なくとも前記底部表面を水平面より下
に引下げるための引下げユニットをさらに含む、先行す
る請求項のうちのいずれかに記載の研磨機。 - 【請求項５】 ウェハの最上層の厚さを測定するため
に、研磨機の水トラックに取付ける厚さ測定ユニットで
あって、 ａ） 前記ウェハとほぼ同様の曲率の半径を有する湾曲
したゲートを含み、前記湾曲したゲートは、掴み位置に
置かれ、前記厚さ測定ユニットはさらに、 ｂ） 前記水トラックの下部表面に取付けられた窓と、 ｃ） 前記ウェハを前記掴み位置から、前記窓の上に置
かれた水の層の上の測定位置に動かすための掴み具と、 ｄ） 前記窓の下に取付けられ、前記窓および前記水の
層を通して前記最上層の前記厚さを測定するための光学
系とを含む、厚さ測定ユニット。 - 【請求項６】 前記掴み具は、前記掴み具に取付けられ
た掴みパッドを含み、前記掴みパッドの対称軸は水平面
に対してある角をなしている、請求項５に記載のユニッ
ト。 - 【請求項７】 前記掴みパッドは、ふいご形状のパッド
を含み、前記パッド内で吸着を生み出すための真空ポン
プと関連して動作する、請求項６に記載のユニット。 - 【請求項８】 前記厚さ測定ユニットは、 ａ） 底部表面に窓を有する水槽と、 ｂ） 前記ウェハを前記水槽の上の掴み位置から、前記
窓の上に置かれた水の層の上の測定位置に動かすための
掴み具と、 ｃ） 前記窓の下に取付けられ、前記窓および前記水の
層を通して前記最上層の前記厚さを測定するための光学
系とを含む、請求項１に記載の研磨機。 - 【請求項９】 ウェハの最上層の厚さを測定するために
水槽に取付ける厚さ測定ユニットであって、 ａ） 水槽と、 ｂ） 前記水槽の底部表面に取付けられた窓と、 ｃ） 前記ウェハを、前記水槽の上の掴み位置から、前
記窓の上に置かれた水の層の上の測定位置に動かすため
の掴み具と、 ｄ） 前記窓の下に取付けられ、前記窓および前記水の
層を通して前記最上層の前記厚さを測定するための光学
系とを含む、厚さ測定ユニット。 - 【請求項１０】 前記掴み具は前記掴み具に取付けられ
た掴みパッドを含み、前記掴みパッドの対称軸は水平面
に対してある角をなしている、請求項９に記載のユニッ
ト。 - 【請求項１１】 ウェハの下に泡を実質的に生成するこ
となく該ウェハを水の中に収める方法であって、前記ウ
ェハの面が前記水の表面に対してある角度をなすように
前記水の中に前記ウェハを浸すステップを含む、ウェハ
を水の中に収める方法。 - 【請求項１２】 前記水の表面下の測定窓に平行な表面
に対して前記ウェハを押付けるステップを含む、請求項
１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 ウェハを研磨機から取除く前に該ウェ
ハの研磨された最上層の厚さを測定する方法であって、 ａ） 前記ウェハを掴み位置から上に引上げるステップ
と、 ｂ） 前記ウェハを前記掴み位置から測定位置に動かす
ステップと、 ｃ） 前記水の表面下の前記測定位置に前記ウェハを収
めるステップとを含み、しかし前記水の薄い層は窓の上
に置かれており、さらに、 ｄ） 前記窓および前記水の層を通して前記最上層の前
記厚さを測定するステップとを含む、ウェハの研磨され
た最上層の厚さを測定する方法。 - 【請求項１４】 前記収めるステップは、前記ウェハの
面が前記水の表面に対してある角度をなすように前記ウ
ェハを前記水の中に浸すステップを含む、請求項１３に
記載の方法。 - 【請求項１５】 前記水は、水槽の中に保持され、前記
動かすステップは、前記水を前記測定位置の方に動かす
ために前記水槽の下部表面の角度を変えるステップを含
む、請求項１３および１４のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL113829 | 1995-05-23 | ||
| IL11382995A IL113829A (en) | 1995-05-23 | 1995-05-23 | Apparatus for optical inspection of wafers during polishing |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007201961A Division JP5189803B2 (ja) | 1995-05-23 | 2007-08-02 | 測定ステーション及びそれを用いる研磨機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09109023A true JPH09109023A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=11067506
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8106756A Pending JPH09109023A (ja) | 1995-05-23 | 1996-04-26 | ウェハ研磨機、厚さ測定ユニット、ウェハを水の中に収める方法、および厚さを測定する方法 |
| JP2007201961A Expired - Lifetime JP5189803B2 (ja) | 1995-05-23 | 2007-08-02 | 測定ステーション及びそれを用いる研磨機械 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007201961A Expired - Lifetime JP5189803B2 (ja) | 1995-05-23 | 2007-08-02 | 測定ステーション及びそれを用いる研磨機械 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US6045433A (ja) |
| JP (2) | JPH09109023A (ja) |
| DE (1) | DE19612195A1 (ja) |
| FR (1) | FR2734631B1 (ja) |
| IL (1) | IL113829A (ja) |
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| CN107703881A (zh) * | 2017-09-11 | 2018-02-16 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种自动标定磁流变抛光缎带厚度的装置 |
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