JPS637841Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は薄片状の板を３点で保持し、板の傾き
を微調整できる機構を備えた板厚測定装置に関す
る。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

薄片状の板、例えばシリコンなどからなる半導
体素子用ウエーハにおいては、近来その面積が広
くなり、直径125mm、厚さは0.6mmのようなものが
用いられている。このようなシリコンウエーハの
大直径化に伴ない、その形状・寸法精度も高度化
し、少なくとも0.1μmのオーダの精度が要求され
そのための測定装置が必要となつてきた。

形状精度測定のうち平行度の測定としては、ウ
エーハの厚さを任意の点において測定し、その測
定値を統計的手段によつてウエーハの平行度を求
める方法がある。この方法では第１図に示すよう
に測定器としてダイヤルゲージ１を用い、このダ
イヤルゲージ１の測定触針２と保持台３との間に
ウエーハ４内の任意の１点をはさみ、ウエーハ４
の他の部分を指５などで操作し、ウエーハ４を上
下させ、ダイヤルゲージ１の指針６が最小値とな
るところを探して厚さを測定している。

しかしながら、このように指でウエーハ４を上
下させる方法では、ウエーハを常に静的に安定保
持することができず、指針６が絶えず振動し、最
小値を探すのが困難であつた。そこで、指でウエ
ーハを保持する代りに、第２図に示すように、ね
じを切つた支柱７を２本立てて、この支柱７の高
さをねじの回転によつて調節し、ダイヤルゲージ
１の指針６の最小値を探す方法が考えられる。し
かし、この方法では0.1μmのオーダの測定精度を
要求するために、ねじのピツチを小さくしなけれ
ばならず、また、ねじの径も測定器の構造上小さ
くしなくてはならないなどの制約が生じる。また
実用上、ねじを回転するとき、支柱７も回転する
ため、接触しているウエーハ４が動いてしまい、
測定点が変動してしまう恐れが生じ、さらに、ね
じのピツチが小さいため測定値を求めるまでに時
間がかかる等の欠点がある。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、上述の従来技術の欠点を鑑み
なされたもので、薄片状の板の厚さを0.1μmのオ
ーダの精度で容易にかつ正確に安定性をもつて迅
速に測定できる装置を提供するにある。

〔考案の概要〕

本考案は、半導体素子用ウエーハなどの薄片状
の板を３点で保持し、その１支点に保持台を備え
他の２支点には、板の保持高さを調節する高さ調
整機構を持つた非回転で軸方向に移動自在な支柱
とし、保持台の上部に測定器を設け、板厚を測定
するものであり、高さ調整機構によつて板の傾き
を微調整することができるので精度の高い測定が
行なえるものである。

〔考案の実施例〕

本考案の一実施例を図面を用いて説明する。

第３図に示すように、被測定試料であるウエー
ハ４は、それぞれのウエーハ４との接触面が半球
状となつている保持台３と２つの支柱１０，１
０′とで保持されている。保持台３の上部には、
第１図で示したダイヤルゲージ１が設けられ、触
針２が保持台３とウエーハ４の接触点上に、ウエ
ーハ４の反対面で接触している。高さ調整機構は
第４図に示すように、支柱１０が基台１１の案内
部１２にはめ込まれている。支柱１０の側面には
ピン１３が取り付けられ案内部１２に設けた溝１
４を慣通し、操作体１５に設けた傾斜溝１６に係
合している。操作体１５の一端には操作棒１７が
取り付けられている。また、支柱１０に設けられ
たつば１８と基台１１の表面との間に、スプリン
グ１９が、支柱１０を常に上方に押し上げる力が
働くように取り付けられている。

そこで、操作棒１７を操作し、操作体１５を基
体１１内でスライドさせると、傾斜溝１６に係合
したピン１３は傾斜溝１６の移動に沿つて移動
し、それに伴ない支柱１０が上下移動する。な
お、この際、傾斜溝１６とピン１３とのすきまに
よる支柱１０の上下方向のがたつきは、スプリン
グ１９の押し上げ力によつて防止され、支柱の回
転は案内部１２に設けられた構１４をピン１３が
慣通しているため防止されているので、支柱１０
の安定した上下移動が得られる。

本実施例においては、傾斜溝１６の勾配を1/1
０、２本の支柱１０，１０′の間隔を80mm、支柱１
０，１０′間の中点と保持台３のウエーハ４の接
触点との距離を80mmとしたとき、板厚が600μmの
ウエーハ４の場合、支柱１０の上下方向変化が１
mmに対して、触針２の点においては0.04μmの変
移となる。

したがつて、２本の支柱１０，１０′の操作体
１６，１６′を操作棒１７，１７′でスライドさせ
ながら、被測定試料であるウエーハの傾きを調整
し、ダイヤルゲージ１の指針６の最小値を探し、
その位置で操作体１６，１６′を静止させ、その
時の値を読めばよいのである。

以上、本考案における一実施例として、測定器
が触針式であるダイヤルゲージを用いたが、測定
器は触針式・非触針式を問わない。また、高さ調
整機構を２カ所だけでなく、何カ所に設けてもか
まわない。例えば、高さ調整機構を有する支柱を
２列に４カ所設けた場合、１列目と２列目に設置
した支柱を使い分け、３点で保持し、測定すれば
面積が大きなウエーハなどの薄片状の板の厚さを
測定することができる。

〔考案の効果〕

本考案による板厚測定装置によれば、被測定試
料を３点支持によつて静的な状態で保持し、被測
定試料の傾きを調整した後においても安定してい
るので、測定器の指針が振動することなく非常に
安定した状態で正確に測定できる。また、支柱は
その軸方向である上下移動のみ行ない回転しない
ので、被測定試料と支柱との接点が変動すること
がなく、信頼性が非常に高い。また操作体をスラ
イドさせる速度も自由に加減できるので支柱の高
さの微調整が容易にかつ迅速に行なうことができ
る。このため測定者は熟練度を要することなく、
0.1μmの精度での板厚測定を確実に行なうことが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方法による板厚測定装置を示す正
面図、第２図は支柱にねじを切つた場合の三点支
持板厚測定装置を示す斜視図、第３図は本考案に
よる板厚測定装置を示す斜視図、第４図は本考案
による板厚測定装置の高さ調整機構を示す一部断
面図である。 １…ダイヤルゲージ、２…触針、３…保持台、
４…ウエーハ、６…指針、１０，１０′…支柱、
１１…基台、１２…案内部、１３…ピン、１５，
１５′…操作体、１６，１６′…傾斜溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 三角形の頂点に配置された３つの支点のうち
   １支点を保持台、他の２支点を高さ調整機構を
   有し、非回転で軸方向に移動自在な支柱とし、
   前記保持台の上部に測定器を備えたことを特徴
   とする板厚測定装置。 (2) 高さ調整機構は、頭が半球状の支柱と、この
   支柱が位置する案内部を有する基台と、前記支
   柱に設けたスプリングと、前記支柱の側面に設
   けた突起状のピンと、このピンが係合する傾斜
   溝を有し、前記支柱の軸方向と直角な方向に移
   動自在な操作体とを具備した実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の板厚測定装置。