JPH10160420A - ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 - Google Patents
ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置Info
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- JPH10160420A JPH10160420A JP32292096A JP32292096A JPH10160420A JP H10160420 A JPH10160420 A JP H10160420A JP 32292096 A JP32292096 A JP 32292096A JP 32292096 A JP32292096 A JP 32292096A JP H10160420 A JPH10160420 A JP H10160420A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加工中のウェーハの厚さ又は厚さ変化量を直接
的に測定することができるウェーハの厚さ及び厚さ変化
量測定装置を提供する。 【解決手段】ウェーハ50の裏面50Bを吸着保持する
ウェーハテーブル18の上面にプレーンミラー26を装
着し、このプレーンミラー26の位置をレーザ測長器2
2によって測定する。これにより、加工中にウェーハ5
0の裏面50Bの位置を検出する。また、研磨布14を
取り付けた研磨定盤10の一部に穴11を設け、この穴
11に出入可能な容量センサ28を挿入してウェーハ5
0の研磨面50Aまでの距離を測定する。また同時に容
量センサ28の位置をレーザ測長器40によって測定す
る。これにより、ウェーハ50の研磨面50Aの位置を
検出する。そして、以上のようにして測定したウェーハ
50の研磨面50Aと裏面50Bの位置からウェーハ5
0の厚さを算出する。以上の測定はウェーハに対して非
接触で行われるため、ウェーハ50をウェーハテーブル
18から外すことなく加工中にウェーハの厚さ又は厚さ
変化量を検出することができる。
的に測定することができるウェーハの厚さ及び厚さ変化
量測定装置を提供する。 【解決手段】ウェーハ50の裏面50Bを吸着保持する
ウェーハテーブル18の上面にプレーンミラー26を装
着し、このプレーンミラー26の位置をレーザ測長器2
2によって測定する。これにより、加工中にウェーハ5
0の裏面50Bの位置を検出する。また、研磨布14を
取り付けた研磨定盤10の一部に穴11を設け、この穴
11に出入可能な容量センサ28を挿入してウェーハ5
0の研磨面50Aまでの距離を測定する。また同時に容
量センサ28の位置をレーザ測長器40によって測定す
る。これにより、ウェーハ50の研磨面50Aの位置を
検出する。そして、以上のようにして測定したウェーハ
50の研磨面50Aと裏面50Bの位置からウェーハ5
0の厚さを算出する。以上の測定はウェーハに対して非
接触で行われるため、ウェーハ50をウェーハテーブル
18から外すことなく加工中にウェーハの厚さ又は厚さ
変化量を検出することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの厚さ及び
厚さ変化量測定装置に係り、特にウェーハの研磨・研削
加工中にウェーハの厚さ又は厚さ変化量をインライン測
定するウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置に関す
る。
厚さ変化量測定装置に係り、特にウェーハの研磨・研削
加工中にウェーハの厚さ又は厚さ変化量をインライン測
定するウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェーハ等のウェーハ表面を加工
する研磨・研削装置において、加工中のウェーハの厚さ
変化量測定は、ウェーハの加工終点を検出するための測
定に使用され、ウェーハの品質と装置のクローズループ
制御のために重要な役割を有している。
する研磨・研削装置において、加工中のウェーハの厚さ
変化量測定は、ウェーハの加工終点を検出するための測
定に使用され、ウェーハの品質と装置のクローズループ
制御のために重要な役割を有している。
【0003】従来、CMP装置等の研磨加工装置におい
ては、ウェーハの厚さ変化量を直接測定するのが困難な
ため、研磨定盤又はウェーハ固定スピンドルに使用され
るモータの電流変化からウェーハの厚さ変化量を検出し
ている(モータ電流検出法)。
ては、ウェーハの厚さ変化量を直接測定するのが困難な
ため、研磨定盤又はウェーハ固定スピンドルに使用され
るモータの電流変化からウェーハの厚さ変化量を検出し
ている(モータ電流検出法)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
モータ電流検出法のようにウェーハの厚さ変化量をモー
タの電流変化から測定する場合、間接的な測定となるた
め、測定精度が悪いという欠点がある。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、加工中のウェーハの
厚さ又は厚さ変化量を直接的に測定することができるウ
ェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置を提供することを
目的とする。
モータ電流検出法のようにウェーハの厚さ変化量をモー
タの電流変化から測定する場合、間接的な測定となるた
め、測定精度が悪いという欠点がある。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、加工中のウェーハの
厚さ又は厚さ変化量を直接的に測定することができるウ
ェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保持
した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウェ
ーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブルと
前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研磨
面を研磨する研磨機において、第1の基準位置に固着さ
れ、該第1の基準位置から前記ウェーハテーブルに設定
された測定面までの距離を測定する第1の測長手段と、
前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降す
る測長手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの
研磨面までの距離を非接触で測定する第2の測長手段
と、第2の基準位置に固着され、該第2の基準位置から
前記第2の測長手段までの距離を測定する第3の測長手
段と、前記第1、第2及び第3の測長手段によって測定
された距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化
量を検出する演算手段と、から構成されることを特徴と
している。
するために、ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保持
した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウェ
ーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブルと
前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研磨
面を研磨する研磨機において、第1の基準位置に固着さ
れ、該第1の基準位置から前記ウェーハテーブルに設定
された測定面までの距離を測定する第1の測長手段と、
前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降す
る測長手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの
研磨面までの距離を非接触で測定する第2の測長手段
と、第2の基準位置に固着され、該第2の基準位置から
前記第2の測長手段までの距離を測定する第3の測長手
段と、前記第1、第2及び第3の測長手段によって測定
された距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化
量を検出する演算手段と、から構成されることを特徴と
している。
【0006】また、上記研磨機において、第1の基準位
置に固着され、該第1の基準位置から前記ウェーハテー
ブルに設定された測定面までの距離を測定する第1の測
長手段と、前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研
磨面を望む穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可
能に昇降する測長手段であって、前記穴に挿入して前記
ウェーハの研磨面までの距離を非接触で測定する第2の
測長手段と、第2の基準位置に固着され、該第2の基準
位置から前記第2の測長手段までの距離を測定する第3
の測長手段と、前記第1、第2及び第3の測長手段によ
って測定された距離と、予め設定された前記第1、第2
の基準位置の座標及び前記ウェーハテーブルに設定され
た測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに基づい
て前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手段と、
から構成されることを特徴としている。
置に固着され、該第1の基準位置から前記ウェーハテー
ブルに設定された測定面までの距離を測定する第1の測
長手段と、前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研
磨面を望む穴と、前記研磨定盤に設けられた穴に出入可
能に昇降する測長手段であって、前記穴に挿入して前記
ウェーハの研磨面までの距離を非接触で測定する第2の
測長手段と、第2の基準位置に固着され、該第2の基準
位置から前記第2の測長手段までの距離を測定する第3
の測長手段と、前記第1、第2及び第3の測長手段によ
って測定された距離と、予め設定された前記第1、第2
の基準位置の座標及び前記ウェーハテーブルに設定され
た測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに基づい
て前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手段と、
から構成されることを特徴としている。
【0007】本発明によれば、第1の測長手段によって
ウェーハの裏面と一定間隔のウェーハテーブルの測定面
までの距離を測定することによりウェーハの裏面の位置
の変化量を検出する。また、ウェーハの研磨面の近傍ま
で移動する第2の測定手段によって非接触でウェーハの
研磨面までの距離を測定するとともに、第3の測定手段
によって前記第2の測定手段によって前記第2の測定手
段までの距離を測定することにより、ウェーハの研磨面
の位置の変化量を検出する。そして、ウェーハの研磨面
と裏面の位置の変化量からウェーハの厚さ変化量を算出
する。又は、不変値である前記第1、第2の基準位置の
座標及び前記ウェーハテーブルに設定された測定面から
前記ウェーハの裏面までの距離とを参照することにより
ウェーハの研磨面と裏面の絶対位置を算出し、ウェーハ
の厚さを算出する。
ウェーハの裏面と一定間隔のウェーハテーブルの測定面
までの距離を測定することによりウェーハの裏面の位置
の変化量を検出する。また、ウェーハの研磨面の近傍ま
で移動する第2の測定手段によって非接触でウェーハの
研磨面までの距離を測定するとともに、第3の測定手段
によって前記第2の測定手段によって前記第2の測定手
段までの距離を測定することにより、ウェーハの研磨面
の位置の変化量を検出する。そして、ウェーハの研磨面
と裏面の位置の変化量からウェーハの厚さ変化量を算出
する。又は、不変値である前記第1、第2の基準位置の
座標及び前記ウェーハテーブルに設定された測定面から
前記ウェーハの裏面までの距離とを参照することにより
ウェーハの研磨面と裏面の絶対位置を算出し、ウェーハ
の厚さを算出する。
【0008】これにより、ウェーハをウェーハテーブル
から外すことなくウェーハの加工中に直接的にウェーハ
の厚さ又は厚さ変化量を測定することができる。
から外すことなくウェーハの加工中に直接的にウェーハ
の厚さ又は厚さ変化量を測定することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置の好ましい実
施の形態について詳説する。図1は、本発明に係るウェ
ーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置が適用されたウェー
ハ研磨装置の要部構造図である。図1に示すようにウェ
ーハ研磨装置は、研磨定盤10と、ウェーハテーブル1
8とを備え、ウェーハテーブル18の下面にウェーハ5
0が研磨面50Aを下方に向けてウェーハ50の裏面5
0Bが吸着保持される。
るウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置の好ましい実
施の形態について詳説する。図1は、本発明に係るウェ
ーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置が適用されたウェー
ハ研磨装置の要部構造図である。図1に示すようにウェ
ーハ研磨装置は、研磨定盤10と、ウェーハテーブル1
8とを備え、ウェーハテーブル18の下面にウェーハ5
0が研磨面50Aを下方に向けてウェーハ50の裏面5
0Bが吸着保持される。
【0010】前記研磨定盤10は、円盤状に形成され、
その上部にセラミック盤12が設けられる。セラミック
盤12の上面にはウェーハ50を研磨するための研磨布
14が取り付けられる。また、研磨定盤10の下面には
スピンドル16が固着され、このスピンドル16は図示
しないモータの回転軸に連結される。従って、モータを
駆動することにより研磨定盤10が回転し、研磨布14
が回転する。
その上部にセラミック盤12が設けられる。セラミック
盤12の上面にはウェーハ50を研磨するための研磨布
14が取り付けられる。また、研磨定盤10の下面には
スピンドル16が固着され、このスピンドル16は図示
しないモータの回転軸に連結される。従って、モータを
駆動することにより研磨定盤10が回転し、研磨布14
が回転する。
【0011】前記ウェーハテーブル18は、上面にスピ
ンドル20が固着され、このスピンドル20は図示しな
いモータの回転軸に連結される。従って、モータを駆動
することによりウェーハテーブル18が回転し、ウェー
ハテーブル18に吸着保持されたウェーハ50が回転す
る。また、ウェーハテーブル18は図示しない駆動機構
によって上下方向に移動するようになっており、これに
よりウェーハテーブル18に吸着されたウェーハ50は
研磨定盤に向けて下降し研磨布14の表面に押し付けら
れる。
ンドル20が固着され、このスピンドル20は図示しな
いモータの回転軸に連結される。従って、モータを駆動
することによりウェーハテーブル18が回転し、ウェー
ハテーブル18に吸着保持されたウェーハ50が回転す
る。また、ウェーハテーブル18は図示しない駆動機構
によって上下方向に移動するようになっており、これに
よりウェーハテーブル18に吸着されたウェーハ50は
研磨定盤に向けて下降し研磨布14の表面に押し付けら
れる。
【0012】以上の構成により、ウェーハ50と研磨布
14が回転するとともに、ウェーハ50が研磨布14に
所定圧力で押し付けられて、ウェーハ50の研磨が行わ
れる。尚、ウェーハ50と研磨布14の間にはスラリ
(研削液)が供給される。ところで、上記ウェーハ50
の裏面50Bの位置又はこの位置の変化量を測定するた
めに、ウェーハテーブル18上方のフレーム24にレー
ザ測長器22が設置される。このレーザ測長器22は、
レーザ光をウェーハテーブル18の上面に装着されたプ
レーンミラー26に出射し、プレーンミラー26の上面
のミラー面によって反射されたレーザ光を検出する。そ
して、出射光と入射光の干渉を利用してプレーンミラー
26までの距離を測定する。これにより、ウェーハテー
ブル18の厚さとプレーンミラー26の厚さを考慮すれ
ば、このレーザ測長器22によって測定した距離に基づ
いてウェーハ50の裏面の位置を検出することができ
る。また、レーザ測長器22の測定値の変化量からウェ
ーハ50の裏面50Aの位置の変化量を検出することが
できる。
14が回転するとともに、ウェーハ50が研磨布14に
所定圧力で押し付けられて、ウェーハ50の研磨が行わ
れる。尚、ウェーハ50と研磨布14の間にはスラリ
(研削液)が供給される。ところで、上記ウェーハ50
の裏面50Bの位置又はこの位置の変化量を測定するた
めに、ウェーハテーブル18上方のフレーム24にレー
ザ測長器22が設置される。このレーザ測長器22は、
レーザ光をウェーハテーブル18の上面に装着されたプ
レーンミラー26に出射し、プレーンミラー26の上面
のミラー面によって反射されたレーザ光を検出する。そ
して、出射光と入射光の干渉を利用してプレーンミラー
26までの距離を測定する。これにより、ウェーハテー
ブル18の厚さとプレーンミラー26の厚さを考慮すれ
ば、このレーザ測長器22によって測定した距離に基づ
いてウェーハ50の裏面の位置を検出することができ
る。また、レーザ測長器22の測定値の変化量からウェ
ーハ50の裏面50Aの位置の変化量を検出することが
できる。
【0013】また、ウェーハ50の研磨面50Aの位置
又はこの位置の変化量を測定するために上記レーザ測長
器22の設置位置の下方に容量センサ28が設置され
る。容量センサ28は、空間の容量により測定対象物ま
での空間の長さを測定するものである。この容量センサ
28はスライダ30に固着され、スライダ30はリニア
ガイド32によってガイドされるとともにモータ36に
よって回転するスクリューネジ34によって上下方向に
移動する。従って、容量センサ28はモータ36を駆動
することにより上下方向に移動する。
又はこの位置の変化量を測定するために上記レーザ測長
器22の設置位置の下方に容量センサ28が設置され
る。容量センサ28は、空間の容量により測定対象物ま
での空間の長さを測定するものである。この容量センサ
28はスライダ30に固着され、スライダ30はリニア
ガイド32によってガイドされるとともにモータ36に
よって回転するスクリューネジ34によって上下方向に
移動する。従って、容量センサ28はモータ36を駆動
することにより上下方向に移動する。
【0014】また、この容量センサ28の上方を通過す
る研磨定盤10、セラミック盤12及び研磨布14の一
部に容量センサが挿入される穴11が設けられる(図2
の上面図参照)。この穴11が容量センサ28の上方で
停止すると、容量センサ28がスライダ30により上方
に移動してこの穴11に挿入され、容量センサ28の測
定ヘッドがウェーハ50の研磨面50Aの近傍まで移動
する。これにより、容量センサ28はウェーハ50の研
磨面50Aまでの距離を測定する。測定が終了すると、
容量センサ28はスライダ30により降下し、研磨定盤
10の穴11から退避する。後述するように、この測定
は、研磨布14の磨耗や研磨定盤10の歪みによりウェ
ーハ50の研磨面50Aの位置が変化することを考慮し
て行うものである。尚、この穴11はできるだけ小さく
するのが望ましい。
る研磨定盤10、セラミック盤12及び研磨布14の一
部に容量センサが挿入される穴11が設けられる(図2
の上面図参照)。この穴11が容量センサ28の上方で
停止すると、容量センサ28がスライダ30により上方
に移動してこの穴11に挿入され、容量センサ28の測
定ヘッドがウェーハ50の研磨面50Aの近傍まで移動
する。これにより、容量センサ28はウェーハ50の研
磨面50Aまでの距離を測定する。測定が終了すると、
容量センサ28はスライダ30により降下し、研磨定盤
10の穴11から退避する。後述するように、この測定
は、研磨布14の磨耗や研磨定盤10の歪みによりウェ
ーハ50の研磨面50Aの位置が変化することを考慮し
て行うものである。尚、この穴11はできるだけ小さく
するのが望ましい。
【0015】また、容量センサ28の下方の基台41上
にレーザ測長器40が設置される。このレーザ測長器4
0は、スライダ30の下面に固着されたコーナーキュー
ブ38にレーザ光を出射し、コーナーキューブによって
反射された反射光を検出する。そして、上述のレーザ測
長器22と同様に入射光と反射光の干渉によりコーナー
キューブ38までの距離を測定する。この測定により、
昇降移動する容量センサ28の位置を正確に検出するこ
とができ、容量センサ28の測定結果と合わせれば、基
台41に対するウェーハ50の研磨面50Aの位置を高
い精度で検出することができる。
にレーザ測長器40が設置される。このレーザ測長器4
0は、スライダ30の下面に固着されたコーナーキュー
ブ38にレーザ光を出射し、コーナーキューブによって
反射された反射光を検出する。そして、上述のレーザ測
長器22と同様に入射光と反射光の干渉によりコーナー
キューブ38までの距離を測定する。この測定により、
昇降移動する容量センサ28の位置を正確に検出するこ
とができ、容量センサ28の測定結果と合わせれば、基
台41に対するウェーハ50の研磨面50Aの位置を高
い精度で検出することができる。
【0016】尚、上記レーザ測長器22、容量センサ2
8及びレーザ測長器40は同一線上に配置し、これらの
測定を同一線上において行うのが望ましい。また、上記
容量センサ28に純水スプレー42が併設される。この
純水スプレー42は、容量センサ28とともに研磨定盤
10の穴11に挿入され、容量センサ28によるウェー
ハ50の研磨面50Aの位置測定を行う際に、ウェーハ
50の研磨面50A及び容量センサ28に純水を吹きか
けて測定位置のウェーハ50の研磨面50A及び容量セ
ンサ28に付着したスラリ等の汚れを洗浄する。これに
より、容量センサ28の測定精度が向上する。
8及びレーザ測長器40は同一線上に配置し、これらの
測定を同一線上において行うのが望ましい。また、上記
容量センサ28に純水スプレー42が併設される。この
純水スプレー42は、容量センサ28とともに研磨定盤
10の穴11に挿入され、容量センサ28によるウェー
ハ50の研磨面50Aの位置測定を行う際に、ウェーハ
50の研磨面50A及び容量センサ28に純水を吹きか
けて測定位置のウェーハ50の研磨面50A及び容量セ
ンサ28に付着したスラリ等の汚れを洗浄する。これに
より、容量センサ28の測定精度が向上する。
【0017】また、容量センサ28が研磨定盤10の穴
11から退避した位置にエアジェット44が設けられ
る。このエアジェット44は、容量センサ28が研磨定
盤10の穴11から退避した状態においてエアを容量セ
ンサ28の測定ヘッドに吹きかけて容量センサ28を洗
浄する。以上のように構成されたウェーハ研磨装置にお
いて、ウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定方法を図2
の測定原理図を用いて説明する。尚、図1と同一部材に
は同一番号を記し、図2の60、62で示す部材はそれ
ぞれ移動テーブル、ガイドであり、容量センサ28及び
純水スプレを昇降移動させる部材である。
11から退避した位置にエアジェット44が設けられ
る。このエアジェット44は、容量センサ28が研磨定
盤10の穴11から退避した状態においてエアを容量セ
ンサ28の測定ヘッドに吹きかけて容量センサ28を洗
浄する。以上のように構成されたウェーハ研磨装置にお
いて、ウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定方法を図2
の測定原理図を用いて説明する。尚、図1と同一部材に
は同一番号を記し、図2の60、62で示す部材はそれ
ぞれ移動テーブル、ガイドであり、容量センサ28及び
純水スプレを昇降移動させる部材である。
【0018】図3に示す位置P0 、P1 、P2 、P3 、
P4 はそれぞれ基台41上に設定された基準位置、任意
固定位置、ウェーハ50の裏面50Bの位置、ウェーハ
50の研磨面50Aの位置、コーナーキューブ38の位
置を表し、ウェーハ50の裏面50Bの位置P2 からウ
ェーハ50の研磨面50Aの位置P3 までの距離がウェ
ーハ50の厚さを示している。最終的にこれらの位置P
2 、P3 の座標(基準位置P0 からの距離)を測定する
ことによりウェーハ50の厚さを測定する。また、位置
P2 、P3 の変化量を測定することによりウェーハ50
の厚さ変化量を測定する。
P4 はそれぞれ基台41上に設定された基準位置、任意
固定位置、ウェーハ50の裏面50Bの位置、ウェーハ
50の研磨面50Aの位置、コーナーキューブ38の位
置を表し、ウェーハ50の裏面50Bの位置P2 からウ
ェーハ50の研磨面50Aの位置P3 までの距離がウェ
ーハ50の厚さを示している。最終的にこれらの位置P
2 、P3 の座標(基準位置P0 からの距離)を測定する
ことによりウェーハ50の厚さを測定する。また、位置
P2 、P3 の変化量を測定することによりウェーハ50
の厚さ変化量を測定する。
【0019】基本的には、研磨が進行すると、ウェーハ
テーブル18が下降してウェーハ50が押し下げられる
ため、ウェーハ50の裏面50Bの位置P2 のみを測定
すればウェーハ50の厚さ及び厚さ変化量を検出するこ
とができるが、高い精度の測定が要求される場合、研磨
布14の磨耗や研磨定盤16の歪み等によるウェーハ5
0の研磨面50Aの位置P3 の変化を考慮する必要があ
るため、研磨面50Aの位置P3 の測定も行う。
テーブル18が下降してウェーハ50が押し下げられる
ため、ウェーハ50の裏面50Bの位置P2 のみを測定
すればウェーハ50の厚さ及び厚さ変化量を検出するこ
とができるが、高い精度の測定が要求される場合、研磨
布14の磨耗や研磨定盤16の歪み等によるウェーハ5
0の研磨面50Aの位置P3 の変化を考慮する必要があ
るため、研磨面50Aの位置P3 の測定も行う。
【0020】まず、ウェーハ50の裏面50Bの位置P
2 の座標の測定方法について説明する。ウェーハ50の
裏面50Bの位置P2 の座標は固定位置P1 から位置P
2 までの距離l1 を測定することにより求まる。即ち、
レーザ測長器22によってレーザ測長器22からプレー
ンミラー26の表面位置までの距離を測定する。演算部
70は、この測定結果を入力し、この測定結果と、予め
設定された既知の不変値である固定位置P1 の座標、固
定位置P1 からレーザ測長器22までの距離、プレーン
ミラー26の厚さ、及び、ウェーハテーブル18の厚さ
とを用いて、固定位置P1 からウェーハ50の裏面50
Bの位置P2 までの距離l1 を算出する。これにより、
この距離l1 と固定位置P1 の座標から位置P2 の座標
を算出することができる。
2 の座標の測定方法について説明する。ウェーハ50の
裏面50Bの位置P2 の座標は固定位置P1 から位置P
2 までの距離l1 を測定することにより求まる。即ち、
レーザ測長器22によってレーザ測長器22からプレー
ンミラー26の表面位置までの距離を測定する。演算部
70は、この測定結果を入力し、この測定結果と、予め
設定された既知の不変値である固定位置P1 の座標、固
定位置P1 からレーザ測長器22までの距離、プレーン
ミラー26の厚さ、及び、ウェーハテーブル18の厚さ
とを用いて、固定位置P1 からウェーハ50の裏面50
Bの位置P2 までの距離l1 を算出する。これにより、
この距離l1 と固定位置P1 の座標から位置P2 の座標
を算出することができる。
【0021】次にウェーハ50の研磨面50Aの位置P
3 の座標の測定方法について説明する。研磨面50Aの
位置P3 の座標を測定する場合、図1に示したように研
磨定盤12に設けられた穴11を容量センサ28の上方
で停止させる。そして、モータ36を駆動してスライダ
30を上方に移動させ、容量センサ28を穴11に挿入
し、容量センサ28の測定ヘッドをウェーハ50の研磨
面50A近傍に固定する。
3 の座標の測定方法について説明する。研磨面50Aの
位置P3 の座標を測定する場合、図1に示したように研
磨定盤12に設けられた穴11を容量センサ28の上方
で停止させる。そして、モータ36を駆動してスライダ
30を上方に移動させ、容量センサ28を穴11に挿入
し、容量センサ28の測定ヘッドをウェーハ50の研磨
面50A近傍に固定する。
【0022】次に、容量センサ28によってウェーハ5
0の研磨面50Aまでの距離を測定するとともに、レー
ザ測長器40によってコーナーキューブ38の位置P4
までの距離を測定する。演算部70は、これらの測定結
果を入力し、これらの測定結果と、既知の不変値である
容量センサ28からコーナーキューブ38までの距離と
を用いて、コーナーキューブ38の位置P4 からウェー
ハ50の研磨面50Aの位置P3 までの距離l2 を算出
するとともに、既知の不変値である基準位置P 0 からレ
ーザ測長器40まで距離を用いて基準位置P0 からコー
ナーキューブ38の位置P4 までの距離l3 を測定す
る。
0の研磨面50Aまでの距離を測定するとともに、レー
ザ測長器40によってコーナーキューブ38の位置P4
までの距離を測定する。演算部70は、これらの測定結
果を入力し、これらの測定結果と、既知の不変値である
容量センサ28からコーナーキューブ38までの距離と
を用いて、コーナーキューブ38の位置P4 からウェー
ハ50の研磨面50Aの位置P3 までの距離l2 を算出
するとともに、既知の不変値である基準位置P 0 からレ
ーザ測長器40まで距離を用いて基準位置P0 からコー
ナーキューブ38の位置P4 までの距離l3 を測定す
る。
【0023】そして、以上のようにして算出した距離l
2 と距離l3 を加算してウェーハ50の研磨面50Aの
位置P3 の座標を算出する。この位置P3 の座標の検出
が終了すると、容量センサ28を降下させて研磨定盤1
0の穴11から退避させる。以上のようにして、演算部
70はウェーハ50の裏面50Bの位置P2 の座標と研
磨面50Aの位置P3 の座標を算出すると、位置P2 の
座標値から位置P3の座標値を減算してウェーハ50の
厚さを算出する。
2 と距離l3 を加算してウェーハ50の研磨面50Aの
位置P3 の座標を算出する。この位置P3 の座標の検出
が終了すると、容量センサ28を降下させて研磨定盤1
0の穴11から退避させる。以上のようにして、演算部
70はウェーハ50の裏面50Bの位置P2 の座標と研
磨面50Aの位置P3 の座標を算出すると、位置P2 の
座標値から位置P3の座標値を減算してウェーハ50の
厚さを算出する。
【0024】尚、ウェーハ50の厚さ変化量即ち研磨量
を検出する場合には、位置P3 の座標の変化量から位置
P2 の座標の変化量を減算すればよく、初期値に対する
容量センサ28、レーザ測長器40及びレーザ測長器2
2のそれぞれの測定値の増加分を加算すればよい。以上
説明したウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定の実施形
態について説明すると、まず、ウェーハ50の研磨の開
始前に厚さ測定を行い、ウェーハ50の厚さを正確に測
定する。そして、研磨の開始後所定時間置きに厚さ測定
を行い、ウェーハの厚さの変化を検出する。これによ
り、ウェーハ50が予め決められた厚さまで研磨された
ことを検出すると、研磨を終了する。尚、ウェーハ50
の厚さ変化量に基づいて研磨の終了時期を制御してもよ
い。
を検出する場合には、位置P3 の座標の変化量から位置
P2 の座標の変化量を減算すればよく、初期値に対する
容量センサ28、レーザ測長器40及びレーザ測長器2
2のそれぞれの測定値の増加分を加算すればよい。以上
説明したウェーハの厚さ又は厚さ変化量の測定の実施形
態について説明すると、まず、ウェーハ50の研磨の開
始前に厚さ測定を行い、ウェーハ50の厚さを正確に測
定する。そして、研磨の開始後所定時間置きに厚さ測定
を行い、ウェーハの厚さの変化を検出する。これによ
り、ウェーハ50が予め決められた厚さまで研磨された
ことを検出すると、研磨を終了する。尚、ウェーハ50
の厚さ変化量に基づいて研磨の終了時期を制御してもよ
い。
【0025】また、上述の測定を基本測定として必要に
応じて実行し、通常は補助測定としてウェーハ50の裏
面50Bの位置P2 の測定のみを行うようにしてもよ
い。即ち、補助測定においてはウェーハ50の研磨面5
0Aの位置P3 の測定を行わない。この場合、基本測定
によって検出されたウェーハ50の研磨面50Aの位置
P3 に基づいてウェーハ50の厚さ又は厚さ変化量を算
出する。このようにすると、研磨定盤10を停止させな
くてもウェーハ50の厚さ又は厚さ変化量の測定が可能
である。尚、上記基本測定は特に仕上げした時点の検査
として実行する。
応じて実行し、通常は補助測定としてウェーハ50の裏
面50Bの位置P2 の測定のみを行うようにしてもよ
い。即ち、補助測定においてはウェーハ50の研磨面5
0Aの位置P3 の測定を行わない。この場合、基本測定
によって検出されたウェーハ50の研磨面50Aの位置
P3 に基づいてウェーハ50の厚さ又は厚さ変化量を算
出する。このようにすると、研磨定盤10を停止させな
くてもウェーハ50の厚さ又は厚さ変化量の測定が可能
である。尚、上記基本測定は特に仕上げした時点の検査
として実行する。
【0026】また、ウェーハ50を回転させながら所定
の角度間隔置きにウェハ50の厚さ又は厚さ変化量の測
定を行い、ウェーハ50の円周方向の厚さ分布を測定す
るようにしてもよい。これにより、ウェーハ50の品質
管理を行うことができる。尚、上記実施の形態ではウェ
ーハ50の研磨面50Aの測定時に容量センサ28を適
当な位置まで上昇させて、容量センサ28により研磨面
50Aまでの距離を測定するとともに、レーザ測長器4
0によりコーナーキューブ38までの距離を測定して研
磨面50Aの位置を測定するようにしたが、これに限ら
ず、容量センサ28の測定値が常に一定となる位置まで
容量センサ28を移動させ、レーザ測長器40によりコ
ーナーキューブ38までの距離を測定することにより研
磨面50Aの位置を測定するようにしてもよい。
の角度間隔置きにウェハ50の厚さ又は厚さ変化量の測
定を行い、ウェーハ50の円周方向の厚さ分布を測定す
るようにしてもよい。これにより、ウェーハ50の品質
管理を行うことができる。尚、上記実施の形態ではウェ
ーハ50の研磨面50Aの測定時に容量センサ28を適
当な位置まで上昇させて、容量センサ28により研磨面
50Aまでの距離を測定するとともに、レーザ測長器4
0によりコーナーキューブ38までの距離を測定して研
磨面50Aの位置を測定するようにしたが、これに限ら
ず、容量センサ28の測定値が常に一定となる位置まで
容量センサ28を移動させ、レーザ測長器40によりコ
ーナーキューブ38までの距離を測定することにより研
磨面50Aの位置を測定するようにしてもよい。
【0027】また、上記実施の形態では容量センサ28
を使用したが、非接触のセンサであれば容量センサ28
以外のセンサを使用してもよい。また、レーザ測長器2
2、40もこれに限らず他の測長器を使用してもよい。
を使用したが、非接触のセンサであれば容量センサ28
以外のセンサを使用してもよい。また、レーザ測長器2
2、40もこれに限らず他の測長器を使用してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハの厚さ及び厚さ変化量測定装置によれば、非接触によ
り測定することができるため研磨・研削工程の中で、ウ
ェーハの厚さ変化をインライン測定することができ、測
定結果を加工制御に利用することができる。また、構成
が簡単であり、取り付けとメンテナンスが容易であるた
め、設置費用及びランニングコストを削減することがで
きる。また、ウェーハの円周上の厚み分布を測定するこ
とができるため、ウェーハの品質管理に適用できる。
ハの厚さ及び厚さ変化量測定装置によれば、非接触によ
り測定することができるため研磨・研削工程の中で、ウ
ェーハの厚さ変化をインライン測定することができ、測
定結果を加工制御に利用することができる。また、構成
が簡単であり、取り付けとメンテナンスが容易であるた
め、設置費用及びランニングコストを削減することがで
きる。また、ウェーハの円周上の厚み分布を測定するこ
とができるため、ウェーハの品質管理に適用できる。
【図1】図1は、本発明に係るウェーハの厚さ及び厚さ
変化量測定装置が適用されたウェーハ研磨装置の要部構
造図である。
変化量測定装置が適用されたウェーハ研磨装置の要部構
造図である。
【図2】図2は、ウェーハ研磨装置において容量センサ
が挿入される穴の位置を説明するために用いた上面図で
ある。
が挿入される穴の位置を説明するために用いた上面図で
ある。
【図3】図3は、ウェーハの厚さ及び厚さ変化量の測定
方法の説明に用いた原理図である。
方法の説明に用いた原理図である。
10…研磨定盤 14…研磨布 18…ウェーハテーブル 22…レーザ測長器 26…プレーンミラー 28…容量センサ 30…スライダ 32…リニアガイド 34…スクリューネジ 36…モータ 42…純水スプレー 44…エアジェット 50…ウェーハ 70…演算部
Claims (3)
- 【請求項1】 ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保
持した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウ
ェーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブル
と前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研
磨面を研磨する研磨機において、 第1の基準位置に固着され、該第1の基準位置から前記
ウェーハテーブルに設定された測定面までの距離を測定
する第1の測長手段と、 前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、 前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降する測長
手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの研磨面
までの距離を非接触で測定する第2の測長手段と、 第2の基準位置に固着され、該第2の基準位置から前記
第2の測長手段までの距離を測定する第3の測長手段
と、 前記第1、第2及び第3の測長手段によって測定された
距離の変化量に基づいて前記ウェーハの厚さ変化量を検
出する演算手段と、 から構成されることを特徴とするウェーハの厚さ変化量
測定装置。 - 【請求項2】 ウェーハの裏面をウェーハテーブルで保
持した状態で研磨定盤に取り付けられた研磨布に前記ウ
ェーハの研磨面を押し付けながら前記ウェーハテーブル
と前記研磨定盤を相対的に回転させて前記ウェーハの研
磨面を研磨する研磨機において、 第1の基準位置に固着され、該第1の基準位置から前記
ウェーハテーブルに設定された測定面までの距離を測定
する第1の測長手段と、 前記研磨定盤に設けられた前記ウェーハの研磨面を望む
穴と、 前記研磨定盤に設けられた穴に出入可能に昇降する測長
手段であって、前記穴に挿入して前記ウェーハの研磨面
までの距離を非接触で測定する第2の測長手段と、 第2の基準位置に固着され、該第2の基準位置から前記
第2の測長手段までの距離を測定する第3の測長手段
と、 前記第1、第2及び第3の測長手段によって測定された
距離と、予め設定された前記第2の基準位置に対する前
記第1の基準位置の距離及び前記ウェーハテーブルに設
定された測定面から前記ウェーハの裏面までの距離とに
基づいて前記ウェーハテーブルの厚さを算出する演算手
段と、 から構成されることを特徴とするウェーハの厚さ測定装
置。 - 【請求項3】 前記ウェーハテーブルを回転させながら
所定回転角度毎に前記第1、第2及び第3の測長手段に
よる測定を実行し、前記ウェーハの円周上の厚さ分布を
検出することを特徴とする請求項1のウェーハの厚さ変
化量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32292096A JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32292096A JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10160420A true JPH10160420A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18149113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32292096A Pending JPH10160420A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | ウェーハの厚さ及び厚さ変化量測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10160420A (ja) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6165056A (en) * | 1997-12-02 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Polishing machine for flattening substrate surface |
US6342166B1 (en) | 1998-12-10 | 2002-01-29 | Nikon Corporation | Method of detecting end point of polishing of wafer and apparatus for detecting end point of polishing |
JP2002535152A (ja) * | 1999-01-19 | 2002-10-22 | エルンスト・ティーレンハウス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディトゲゼルシャフト | 自動車のディスクブレーキの平坦面の加工方法 |
US6723201B2 (en) * | 2002-02-21 | 2004-04-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Microchip fabrication chamber wafer detection |
US7299151B2 (en) | 2004-02-04 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Microdevice processing systems and methods |
DE102008049972A1 (de) * | 2008-10-01 | 2010-04-22 | Peter Wolters Gmbh | Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken |
JP2010221335A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Disco Abrasive Syst Ltd | 研削装置 |
JP2017209744A (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | スピードファム株式会社 | ワークの板厚計測用窓構造 |
CN110783234A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-11 | 长江存储科技有限责任公司 | 修正晶圆键合对准偏差的方法、晶圆键合方法及其系统 |
CN113804083A (zh) * | 2021-09-25 | 2021-12-17 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种瓦间隙调整用的瓦键厚度测量校准装置及方法 |
CN114459410A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-05-10 | 深圳市卓晶微智能机器人科技有限公司 | 一种半导体晶片厚度检测装置及其检测方法 |
CN116448027A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-07-18 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 晶圆测量系统及晶圆测量方法 |
CN117894699A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-04-16 | 苏州瑞霏光电科技有限公司 | 一种晶圆厚度检测器及其检测方法 |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32292096A patent/JPH10160420A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117894699A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-04-16 | 苏州瑞霏光电科技有限公司 | 一种晶圆厚度检测器及其检测方法 |
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