KR20230065329A - 캐리어 측정 장치, 캐리어 측정 방법 및, 캐리어 관리 방법 - Google Patents

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타케시 구로이와
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Abstract

캐리어 측정 장치(1)는, 회전 테이블(23)과, 테이블 구동 모터(24)와, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)와, 슬라이딩부(13)를 구비한다. 회전 테이블(23)은, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀(21A)이 편심하여 형성된 캐리어(21)를 수평으로 수용하는 캐리어 수용부(23A)를 갖는다. 테이블 구동 모터(24)는, 회전 테이블(23)을 그의 중심축을 회전축으로 하여 회전시킨다. 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 캐리어(21)의 상방 및 하방에 배치되고, 캐리어(21)의 두께를 비접촉으로 측정한다. 슬라이딩부(13)는, 회전 테이블(23)을 수평 방향으로 슬라이딩시킨다. 캐리어 수용부(23A)는, 홀(21A)의 중심과 회전 테이블(23)의 중심이 일치하도록 캐리어(21)를 수용 가능하게 형성되어 있다.

Description

캐리어 측정 장치, 캐리어 측정 방법 및, 캐리어 관리 방법
본 발명은, 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 홀에 의해 보유지지(hold)하는 캐리어의 두께나 형상을 측정하는 캐리어 측정 장치, 캐리어 측정 방법 및, 캐리어의 두께나 형상을 측정한 측정 결과에 기초하여 당해 캐리어를 관리하는 캐리어 관리 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 기판에 이용되는 반도체 웨이퍼의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼의 높은 평탄도나 표면 거칠기를 실현하기 위해, 반도체 웨이퍼의 양면을 동시에 연마하는 양면 연마가 행해진다. 원반 형상의 캐리어에 형성된 원 형상의 홀에 반도체 웨이퍼가 보유지지되고, 이 캐리어가 복수 양면 연마 장치에 장착되어, 연마 패드가 접착된 한 쌍의 정반에 끼워지면서, 각 반도체 웨이퍼의 양면이 동시에 연마된다.
최근, 반도체 디바이스 형성 영역은 반도체 웨이퍼의 중심부로부터 외주부로 해마다 확대되고 있어, 반도체 웨이퍼의 중심부뿐만 아니라 외주부에도 높은 평탄도가 요구되고 있다. 반도체 웨이퍼의 외주부(이하 「웨이퍼 외주부」라고 약기함)를 높은 평탄도로 연마하기 위해서는, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 캐리어에 형성된 홀의 주연부(이하 「홀 주연부」라고 약기함)의 평탄도가 중요하다.
왜냐하면, 캐리어의 홀 주연부는 웨이퍼 외주부에 접하고 있기 때문에, 홀 주연부의 평탄도가 나빠, 홀 주연부의 일부에 두께가 얇은 부위(「처짐」이라고도 함)가 있으면, 양면 연마할 때, 연마 패드가 그 얇은 부위에 비집고 들어가, 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 외주부가 보다 많이 연마되는 결과, 웨이퍼 외주부의 두께가 얇아지기(이 현상도 「처짐」이라고 함) 때문이다.
반도체 웨이퍼를 보유지지한 캐리어는, 양면 연마 장치에 복수 장착되어 연마되기 때문에, 개개의 캐리어의 평탄도뿐만 아니라, 1배치의 양면 연마로 양면 연마 장치에 함께 장착되는 복수의 캐리어의 사이에서 두께나 형상의 불균일이 없는 것이 요구된다.
1배치에서 사용되는 캐리어 간에서 두께나 형상의 불균일이 있으면, 홀 주연부의 처짐이 생긴 캐리어에 연마 패드가 집중되어 눌러대어지게 되어, 배치 내의 반도체 웨이퍼의 형상에 불균일이 생기고, 배치 내에서 연마되는 반도체 웨이퍼의 품질 불균일이 생긴다.
이상의 점에서, 반도체 웨이퍼를 양면 연마할 때에는, 각 캐리어(특히, 홀 주연부)의 두께나 형상을 정밀도 좋게 측정하여, 1배치에서 사용하는 복수의 캐리어에 대해서 두께나 형상의 불균일이 적은 것을 선택하는 것이 중요하다.
종래, 캐리어의 두께를 측정하는 측정 장치에는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 캐리어가 탑재되는 테이블과, 기준봉(reference rod)과, 접촉 센서와, 제어부를 구비한 것이 있다.
제어부는, 캐리어가 테이블에 탑재되어 있지 않은 상태로, 기준봉 및 접촉 센서를 테이블에 접촉시켜, 접촉 센서와 테이블의 접촉 위치를 기준값으로 한다. 다음으로, 제어부는, 캐리어가 테이블에 탑재된 상태로, 기준봉을 캐리어의 상면에 접촉시킴과 함께, 접촉 센서를 테이블에 접촉시켜, 접촉 센서와 테이블의 접촉 위치를 측정값으로 하고, 기준값과 측정값의 차분으로부터 캐리어의 두께를 구한다.
또한, 종래, 캐리어의 두께 측정 장치에는, 예를 들면, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 제1 및 제2 테이블과, 상부 및 하부 센서와, 센서 구동 수단을 포함하는 것이 있다.
제1 테이블은, 원반 형상으로 구성되고, 회전 가능하게 설치되어, 캐리어의 중심부를 지지한다. 제2 테이블은, 링판 형상으로 구성되고, 제1 테이블 외측에 위치하여 회전 가능하게 설치되어, 캐리어의 외주부를 지지한다.
상부 및 하부 센서는, ㄷ자 형상의 지지 부재를 구성하는 상부 아암부 및 하부 아암부의 선단에 각각 부착되어, 캐리어의 두께를 산출한다. 센서 구동 수단은, 지지 부재를 회동함으로써 상부 및 하부 센서를 캐리어의 상측 및 하측으로 이동시킨다.
캐리어의 외주부를 제2 테이블에 의해 지지한 상태로 제2 테이블을 회전시키고, 상부 및 하부 센서가 캐리어의 내주부의 두께를 측정한다. 또한, 캐리어의 내주부를 제1 테이블에 의해 지지한 상태로 제1 테이블을 회전시키고, 상부 및 하부 센서가 캐리어의 외주부의 두께를 측정한다.
또한, 특허문헌 3에는, 레이저 변위계를 사용하여 캐리어에 형성된 홀의 주연부의 평면도 분포를 측정했다는 기재가 있다.
일본특허 제5732858호 공보(청구항 1) 일본특허 제6578442호 공보(단락 0033∼단락 0039, 단락 0045∼단락 0049, 단락 0063∼단락 0072, 도 7, 도 8, 도 9a∼도 9i) 일본특허 제6056793호 공보(단락 0052)
특허문헌 1에 기재된 종래 기술에서는, 측정 개소를 1개소씩 선택하여 캐리어의 두께를 구하고 있기 때문에, 캐리어의 홀 주연부 전체의 두께를 측정하기 위해서는 많은 수고와 시간이 필요하고, 홀 주연부의 처짐이 생긴 캐리어를 간편하고 신속하게 검출할 수 없다는 문제가 있다.
캐리어에는, 웨이퍼를 캐리어에 대하여 편심하여 보유지지하도록, 홀의 중심이 캐리어의 중심으로부터 어긋나게 형성되어 있는 것이 있다. 그러나, 특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 캐리어를 그의 중심축 둘레로 회전시킴과 함께, 센서 구동 수단에 의해 상부 및 하부 센서를 회동시켜 상부 및 하부 센서를 캐리어의 상측 및 하측에 이동시키고 있다. 따라서, 특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 편심한 홀 주연부 전체의 두께를 측정할 수 없기 때문에, 홀 주연부의 처짐이 생긴 캐리어를 검출할 수 없다는 문제가 있다.
이 점, 특허문헌 3의 단락 0052에는, 레이저 변위계를 사용하여 캐리어에 형성된 홀의 주연부의 평면도 분포를 측정했다는 기재가 있지만, 측정 장치의 구체적인 구성에 대해서 특허문헌 3에는 기재되어 있지 않다.
이 점에서, 각 캐리어(특히, 편심한 홀 주연부)의 두께나 형상을 정밀도 좋게 측정하여, 1배치에서 사용하는 복수의 캐리어에 대해서 두께나 형상의 불균일이 적은 복수의 캐리어를 선택할 수 있는 구성이 요망되고 있다.
본 발명은, 각 캐리어(특히, 편심한 홀 주연부)의 두께나 형상을 정밀도 좋게 측정하여, 1배치에서 사용하는 복수의 캐리어에 대해서 두께나 형상의 불균일이 적은 복수의 캐리어를 선택할 수 있는 캐리어 측정 장치, 캐리어 측정 방법 및 캐리어 관리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀이 편심하여 형성된 캐리어의 두께를 측정하는 캐리어 측정 장치에 관한 것으로, 상기 캐리어를 수평으로 수용하는 캐리어 수용부를 갖는 회전 테이블과, 상기 회전 테이블을 그의 중심축을 회전축으로 하여 회전시키는 테이블 구동 모터와, 상기 캐리어의 상방 및 하방에 배치되고, 상기 캐리어의 두께를 비접촉으로 측정하는 상부 두께 센서 및 하부 두께 센서와, 상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키는 슬라이딩부를 구비하고, 상기 캐리어 수용부는, 상기 캐리어의 상기 홀의 중심과 상기 회전 테이블의 중심이 일치하도록 상기 캐리어를 수용 가능하게 형성되어 있다.
본 발명에 따른 캐리어 측정 장치에 있어서, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서가 부착되고, 상기 상부 두께 센서와 상기 하부 두께 센서의 사이를 상기 회전 테이블이 수평 방향으로 통과 가능하게 구성된 센서 프레임을 추가로 구비한다.
본 발명에 따른 캐리어 측정 장치에 있어서, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서는, 상기 회전 테이블의 중심과 상기 캐리어 수용부의 중심을 통과하는 직선의 상방 및 하방에 위치하도록 상기 센서 프레임에 부착되고, 상기 슬라이딩부는, 상기 회전 테이블 또는 상기 센서 프레임의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 상기 직선과 평행한 수평 방향으로 슬라이딩시킨다.
본 발명은, 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀이 편심하여 형성된 원반 형상의 캐리어를, 상기 캐리어 측정 장치를 이용하여 상기 캐리어의 두께를 측정하는 캐리어 측정 방법에 관한 것으로, 상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키면서, 상기 캐리어의 소정 포인트에 있어서의 두께를 측정하는 제1 측정 스텝과, 상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블을 회전시키면서, 상기 캐리어의 상기 홀의 홀 주연부의 두께를 측정하는 제2 측정 스텝을 갖는다.
본 발명은, 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀이 편심하여 형성된 원반 형상의 캐리어를, 상기 캐리어 측정 장치를 이용하여 측정한 측정 결과에 기초하여 상기 캐리어를 관리하는 캐리어 관리 방법에 관한 것으로, 상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키면서, 복수의 상기 캐리어의 소정 포인트에 있어서의 두께를 측정하는 제1 측정 스텝과, 상기 제1 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 상기 캐리어에 대해서 소정의 상기 두께의 범위 내에 있는 것을 동일한 클래스로 하는 클래스 구분을 행하는 클래스 구분 스텝과, 상기 동일한 클래스에 속하는 상기 복수의 상기 캐리어 중으로부터, 소정수의 상기 캐리어를 선택하고, 복수의 상기 반도체 웨이퍼를 동일 배치에서 양면 연마할 때에 사용하는 캐리어 세트를 구성하는 세트 구성 스텝과, 상기 캐리어 세트를 구성하는 상기 각 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블을 회전시키면서, 당해 캐리어의 상기 홀의 홀 주연부의 두께를 측정하는 제2 측정 스텝과, 상기 제1 및 제2 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여, 상기 캐리어 세트를 상기 반도체 웨이퍼에 요구되는 스펙에 따른 랭크로 구분하는 랭크 구분 스텝을 갖는다.
상기 캐리어 관리 방법에 있어서, 상기 랭크 구분 스텝은, 상기 제2 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여 상기 각 캐리어의 상기 홀 주연부의 처짐량을 산출하고, 상기 제1 측정 스텝의 상기 측정 결과 및 상기 홀 주연부의 상기 처짐량에 기초하여 상기 캐리어 세트를 랭크 구분한다.
본 발명에 의하면, 각 캐리어(특히, 편심한 홀 주연부)의 두께나 형상을 정밀도 좋게 측정하여, 1배치에서 사용하는 복수의 캐리어에 대해서 두께나 형상의 불균일이 적은 복수의 캐리어를 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 캐리어 측정 장치의 개략 구성의 일 예를 나타내는 상면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 캐리어 측정 장치의 우 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 캐리어 측정 장치에 있어서의 제어 계통의 개략 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4a는 캐리어의 외관 구성의 일 예를 나타내는 상면도이다.
도 4b는 캐리어의 홀 주연부의 일부의 확대도 및 홀 엣지로부터의 거리와 캐리어의 두께의 관계의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표준품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법의 일 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 고정밀도품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법의 일 예를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 캐리어에 형성된 홀 주연부의 처짐량의 최대값과 웨이퍼 외주부의 처짐량의 관계의 일 예를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다.
[캐리어 측정 장치의 구성]
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 캐리어 측정 장치(1)의 개략 구성의 일 예를 나타내는 상면도 및 우측면도이다. 또한, 도 3은, 캐리어 측정 장치(1)에 있어서의 제어 계통의 개략 구성의 일 예를 나타내는 블록도이다.
캐리어 측정 장치(1)는, 전체가 직사각형 형상을 나타내는 틀 구조로 구성된 가대(11)를 구비하고, 이 가대(11) 상에는 장방형 판 형상의 베이스(31)가 고정되어 있다.
베이스(31)의 상면에 있어서, 그의 길이 방향 양측에는, 가이드 레일(32)이 각각 고정되고, 이 가이드 레일(32) 상에는, 방형판 형상의 스테이지(12)가 슬라이딩이 자유롭게 올려놓여져 있다.
베이스(31)의 폭방향(도 1에 나타내는 X축 방향)의 중앙에는, 볼 나사(33)가 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 볼 나사(33)의 일단, Y축 방향 후단에는 Y축 모터(34)가 부착되어 있다. 한편, 볼 나사(33)의 타단측, Y축 방향 전단측의 도중에는, 스테이지(12)의 하방부(12A)가 부착되어 있다.
이에 따라, Y축 모터(34)를 회전 구동하면, 볼 나사(33)를 통하여 스테이지(12)가 가이드 레일(32) 상을 Y축의 전후(＋, －) 방향으로 슬라이딩하도록 구성되어 있다. 여기에 있어서, 베이스(31), 한 쌍의 가이드 레일(32), 볼 나사(33), Y축 모터(34)에 의해, 슬라이딩부(13)가 구성되어 있다.
이하, 베이스(31)의 길이 방향으로서, 캐리어 측정 장치(1)의 정면측을 향하는 방향을 Y축＋방향으로 하고, 베이스(31)의 길이 방향으로서, 캐리어 측정 장치(1)의 배면측을 향하는 방향을 Y축－방향으로 한다.
스테이지(12)의 상면에는, 테이블 수용부(22A)가 형성되어 있다.
테이블 수용부(22A) 내에는, 원반 형상의 회전 테이블(23)이 회전이 자유롭게 수납되어 있다.
회전 테이블(23)의 상면은, 원형의 오목부로 이루어지고, 후술하는 캐리어(21)보다 약간 대경의 캐리어 수용부(23A)가 형성되어 있다. 캐리어 수용부(23A) 내에는, 원반 형상의 캐리어(21)가 수평으로 수납된다.
캐리어(21)는, 외주부에 소정 피치로 외주 기어(21B)가 형성되어 있다. 캐리어(21)는, 스테인리스나 티탄 등의 금속 재료로 이루어지는 본체와, 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀(21A)의 내벽을 따라 배치된 환상의 수지 인서터로 이루어지는 것이나, 전체가 수지로 이루어지는 것이 있다. 캐리어(21)가 수지제인 경우, 에폭시 수지에 유리 섬유를 복합한 것을 이용하는 것이 바람직하다.
회전 테이블(23)은, 테이블 구동 모터(24)에 의해 회전 구동되도록 구성되어 있다.
가대(11)의 상면 중앙부에는, 가대(11)의 폭방향 전체에 걸쳐, 편평 ○자 형상(정면으로부터 보아 □자 형상)의 센서 프레임(14)이 고정되고, 이 센서 프레임(14)의 개구부(14A)에는, 스테이지(12)가 Y축 방향으로 통과 가능하게 되어 있다.
센서 프레임(14)의 길이 방향 중앙에는, 정면측에 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)가 상하 방향으로 소정의 거리를 두고 부착되어 있다. 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 예를 들면, 분광 간섭식 레이저 변위계이다. 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 캐리어(21)에 형성된 홀(21A)의 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 대해서, 측정자에 의해 지정된 홀(21A)의 임의의 중심각에 대하여 1점씩 두께를 측정 가능하다. 또한, 홀 주연부(21C)의 측정 가능한 범위의 가장 내측의 점으로부터 밖을 향하여 서서히 방사 형상으로 밖을 향하여 측정원을 크게 할 수 있다.
홀 주연부(21C)의 두께 측정 시에는, 테이블 구동 모터(24)는, 회전 테이블(23)의 중심(C1)을 연직 방향으로 통과하는 중심축을 회전축으로 하여 회전 테이블(23)을, 측정자에 의해 지정된 중심각에 맞추어 수평 방향으로 회전시킨다. 이 회전 테이블(23)의 회전에 따라서, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 캐리어(21)에 형성된 홀(21A)의 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 대해서, 측정자에 의해 지정된 홀(21A)의 임의의 중심각에 대해 1점씩 그 두께를 측정한다. 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 예를 들면, 홀(21A)의 중심각 1도에 대해 1점씩 합계 360점의 두께를 측정 가능하다.
가대(11)에는, 장치 각 부를 제어하는 컴퓨터(43)가 탑재되어 있다. 컴퓨터(43)는, CPU(Central Processing Unit) 등에 의해 구성된 제어부(51)와, 메모리 또는 하드 디스크 등의 기록 회로에 의해 구성된 기억부(52)를 구비한다(도 3 참조).
제어부(51)는, 기억부(52)에 기억된 캐리어 측정 프로그램, 캐리어 관리 프로그램 등의 각종 프로그램을 읽어들여 실행한다. 기억부(52)는, 상기 캐리어 측정 프로그램, 상기 캐리어 관리 프로그램 등의 각종 프로그램이 기억되어 있음과 함께, 상기 각종 프로그램이 실행될 때에 사용되는 각종 데이터가 기억된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)은, 회전 테이블(23)의 중심(C1)에 대하여, 캐리어 측정 장치(1)의 배면측(Y－방향)에 편심하고 있다. 본 실시 형태에서는, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)에서 회전 테이블(23)의 중심(C1)까지의 지름 방향의 거리를, 캐리어 수용부(23A)의 회전 테이블(23)에 대한 편심량이라고 칭한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)과 회전 테이블(23)의 중심(C1)을 통과하는 직선(L)이 Y방향과 평행한 상태에 있어서, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)이 회전 테이블(23)의 중심(C1)과의 관계에 있어서 회전 테이블(23)의 외주의 어느 쪽측에 위치하고 있는지를 나타내는 방향을 캐리어 수용부(23A)의 편심 방향이라고 칭한다. 도 1의 예에서는, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)은 회전 테이블(23)의 중심(C1)보다도 캐리어 측정 장치(1)의 배면측에 위치하고 있기 때문에, 캐리어 수용부(23A)의 편심 방향은, Y－방향이다.
도 1에 나타내는 예에서는, 캐리어 수용부(23A)에는, 캐리어(21)에 형성되어 있는 홀(21A)의 중심(C4)이 캐리어(21)의 중심(C3)에 대하여 캐리어 측정 장치(1)의 정면측(Y＋방향)에 편심하고 있는 상태로 수용한다. 즉, 홀(21A)의 편심 방향은, Y＋방향이다. 또한, 캐리어(21)의 중심(C3)은 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)과 일치하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이 캐리어 수용부(23A)를 형성하고, 도 1에 나타내는 방향에서 캐리어(21)를 캐리어 수용부(23A)에 수용하는 것은, 이하에 나타내는 이유에 의한다.
종래, 복수의 반도체 웨이퍼의 양면을 동시에 연마하는 장치로서, 유성(planetary) 기어 기구를 이용한 양면 연마 장치가 알려져 있다. 이 양면 연마 장치는, 상 정반 및 하 정반을 갖는 회전 정반과, 이 회전 정반의 중심에 형성된 선 기어(sun gear) 와, 상기 회전 정반의 외주부에 형성된 인터널 기어와, 상기 상 정반과 상기 하 정반의 사이에 형성되고, 외주에 소정 피치로 외주 기어가 형성된 복수의 캐리어를 구비한다.
이 양면 연마 장치에서는, 각 캐리어의 외주 기어가 선 기어와 인터널 기어가 맞물려 상 정반과 하 정반의 사이에서 회전함으로써, 각 캐리어가 자전하면서 공전하는 유성 운동을 한다. 이 유성 운동 시, 캐리어의 중심과 캐리어에 형성된 홀의 중심이 일치하고 있으면 홀에 수용된 반도체 웨이퍼의 양면이 항상 연마 패드의 동일한 부분에서 연마되어, 연마 효율이 낮을 뿐만 아니라, 소망하는 평탄도가 얻어지지 않는다.
그래서, 반도체 웨이퍼의 연마 효율 및 연마의 균일성을 높이기 위해, 캐리어의 중심과 홀의 중심을 상이하게 하는, 즉, 홀을 캐리어에 대하여 편심시키는 것이다.
이러한 이유에 의해 편심한 홀(21A)이 형성된 캐리어(21)를, 회전 테이블(23)의 중심(C1)과 중심이 일치한 캐리어 수용부(23A)에 수용하여 회전 테이블(23)을 단순히 회전시킨 것만으로는 편심한 홀(21A)의 홀 주연부(21C)의 두께를 전체 둘레에 걸쳐 측정할 수는 없다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 홀(21A)의 캐리어(21)에 대한 편심량과, 캐리어 수용부(23A)의 회전 테이블(23)에 대한 편심량을 동일하게 하고, 홀(21A)의 편심 방향(Y＋방향)과, 캐리어 수용부(23A)의 편심 방향(Y－방향)을 180도 역방향으로 한다. 이에 따라, 회전 테이블(23)의 캐리어 수용부(23A)에 캐리어(21)가 수용된 상태에서는, 홀(21A)의 캐리어(21)에 대한 편심은, 캐리어 수용부(23A)의 회전 테이블(23)에 대한 편심에 의해 상쇄된다. 따라서, 홀(21A)의 중심(C4)이 회전 테이블(23)의 중심(C1)과 일치하기 때문에, 상기 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)(도 1 및 도 2 참조)를 1개소에 고정한 채로 회전 테이블(23)을 그의 중심축을 회전축으로 하여 회전시키면, 캐리어(21)의 홀(21A)의 홀 주연부(21C)의 두께를 전체 둘레에 걸쳐 측정할 수 있다.
[캐리어 측정 방법]
다음으로, 상기 구성을 갖는 캐리어 측정 장치(1)를 이용한 캐리어 측정 방법의 일 예에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 센서 프레임(14)의 길이 방향 중앙에 고정한 채이다.
(1) 캐리어(21)의 Y방향의 측정
도 1에 나타내는 바와 같이, 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)과 회전 테이블(23)의 중심(C1)을 통과하는 직선(L)이 Y방향과 평행한 상태에 있어서, 캐리어(21)가 설치된 스테이지(12)를 Y＋방향으로 슬라이딩시키면서, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)에 의해 캐리어(21)의 두께를 측정한다.
이 경우의 측정 피치는 임의로 설정할 수 있지만, 예를 들면, 0.2㎜, 즉, 1㎜ 구간에서 5점을 측정한다. 구체적인 측정 위치는, 도 1에 나타내는 캐리어 수용부(23A)의 중심(C2)과 회전 테이블(23)의 중심(C1)을 통과하는 직선(L)상에 있어서, 홀(21A)의 엣지(홀 엣지)(21D)의 포인트(P1)로부터 Y－방향으로, 예를 들면, 5∼7㎜ 정도 거리를 둔 위치로부터 50㎜의 범위로 한다.
(2) 홀 주연부(21C)의 측정
상부 두께 센서(41)와 하부 두께 센서(42)의 사이에 캐리어(21)에 형성된 홀(21A)의 홀 주연부(21C)가 위치하도록, 스테이지(12)를 Y－방향으로 슬라이딩시킨 후, 스테이지(12)를 정지한 상태에 있어서, 회전 테이블(23)을 회전시키면서, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)에 의해 홀 주연부(21C)의 두께를 측정한다. 여기에서 회전 방향의 측정 피치는 임의로 설정할 수 있지만, 예를 들면, 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 대해서, 홀(21A)의 중심각 1도에 대해 1점씩 합계 360점을 측정한다.
처짐량은, 처짐량을 측정하기 위한 기준으로 해야 하는 기준면에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 평균값으로부터, 홀(21A)의 홀 엣지(21D)에서 캐리어(21)의 외주를 향하여, 예를 들면 2㎜까지의 영역에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 최소값을 감산한 값으로 한다. 여기에서, 기준면이란, 홀 엣지(21D)로부터 캐리어(21)의 외주를 향하여 소정의 거리를 둔 캐리어(21)의 상면으로서, 홀 주연부(21C)의 두께의 변화의 영향을 받기 어려운 영역을 말한다.
도 4a는 캐리어(21)의 상면도, 도 4b는 홀 주연부(21C)의 일부(21E)의 확대도 및 홀 엣지(21D)로부터의 1라인상의 거리와 캐리어(21)의 두께의 관계의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4b에 나타내는 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 홀 엣지(21D)에서 캐리어(21)의 외주를 향하여 2㎜를 초과할 때까지 영역에서는, 홀 주연부(21C)의 두께 변화의 영향이 있지만, 홀 엣지(21D)로부터 캐리어(21)의 외주를 향하여 2㎜를 초과한 영역 이후는 홀 주연부(21C)의 두께 변화의 영향을 받고 있지 않다. 그래서, 홀 엣지(21D)로부터 캐리어(21)의 외주를 향하여 3㎜ 내지 5㎜ 정도 거리를 둔 영역을 상기 기준면으로 할 수 있다. 도 4a에 있어서, 2개의 파선으로 둘러싸인 원환 형상의 영역이 기준면이다. 홀 엣지(21D)로부터 캐리어(21)의 외주를 향한 홀 주연부(21C)의 두께의 측정 피치는 임의로 설정할 수 있지만, 예를 들면, 0.2㎜, 즉, 1㎜ 구간에서 5점을 측정하는 것으로 한다.
한편, 홀 엣지(21D)에서 캐리어(21)의 외주를 향하여 2㎜까지의 영역은, 홀 주연부(21C)의 두께의 감소가 큰 영역이기 때문에, 이 영역에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 최소값의 상기 기준면에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 평균값으로부터의 차분을 1라인상의 상기 처짐량이라고 정의한다.
[캐리어 관리 방법]
다음으로, 상기 캐리어 측정 장치(1) 및 상기 캐리어 측정 방법을 이용한 캐리어 관리 방법의 일 예에 대해서 설명한다.
(A) 표준품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법
우선, 표준적인 스펙(예를 들면, 평탄도나 표면 거칠기 등)이 요구되는 표준품의 반도체 웨이퍼를 양면 연마할 때에 사용되는 캐리어(21)의 관리 방법에 대해서 설명한다. 이 캐리어 관리 방법에서는, 신품의 캐리어(21)에 대해서 상기 캐리어 측정 방법 (1)만을 이용한다.
도 5는, 컴퓨터(43)의 제어부(51)가 실행하는 표준품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법의 일 예를 나타내는 플로우차트이다.
우선, 상기 캐리어 측정 장치(1)의 초기 상태에서는, 스테이지(12)는 가대(11)의 배면측 단부에 위치하고 있다. 이 초기 상태에 있어서, 작업자 또는 도시하지 않는 반송 기구는, 캐리어(21)를 스테이지(12)에 설치한다. 캐리어(21)를 스테이지(12)에 설치하는 방향은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 캐리어(21)에 형성되어 있는 홀(21A)의 중심(C4)이, 회전 테이블(23)의 중심(C1)에 일치하는 방향이다.
컴퓨터(43)의 제어부(51)는, 캐리어(21)가 소정 위치에 설치되었는지 아닌지를 판단한다(스텝 S1). 이 처리는, 예를 들면, 스테이지(12)의 위치를 검출하는 센서로부터의 검출 신호나, 스테이지(12)에 형성된 캐리어 수용부(23A)에 있어서의 캐리어(21)의 수용 상태를 검출하는 센서로부터의 검출 신호 등이 올바르게 입력되었는지 아닌지를 판단하여 행한다.
스텝 S1의 판단 결과가 「NO」인 경우에는, 제어부(51)는, 동(同)판단을 반복한다. 그리고, 상기 각 검출 신호가 올바르게 입력된 경우에는, 스텝 S1의 판단 결과가 「YES」가 되고, 제어부(51)는, 스텝 S2로 진행된다.
스텝 S2에서는, 제어부(51)는, 상기 캐리어 측정 방법 (1)에 있어서 설명한 캐리어(21)의 Y방향의 측정 처리를 실행한 후, 스텝 S3으로 진행된다.
이 스텝 S2에서는, 제어부(51)는, Y축 모터(34)를 제어하여, 스테이지(12)를 Y＋방향으로 슬라이딩시키고, 도 1에 나타내는 홀(21A)의 포인트(P1)로부터 Y－방향으로, 예를 들면, 5∼7㎜ 정도 거리를 둔 위치로부터 50㎜의 범위에 있어서, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)를 제어하여, 캐리어(21)의 두께를 측정시키고, 그의 검출 신호를 취득한다.
그리고, 제어부(51)는, 당해 캐리어(21)의 상기 포인트(P1) 근방에 있어서의 상기 측정 결과를 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어(21)에 부여되어 있는 식별 번호와 함께 기억한다.
스텝 S3에서는, 제어부(51)는, 모든 캐리어(21)에 대해서 Y방향의 두께를 측정했는지 아닌지를 판단한다. 스텝 S3의 판단 결과가 「NO」인 경우에는, 제어부(51)는, 스텝 S1로 되돌아와, 상기한 스텝 S1 및 S2의 처리를 반복한다.
한편, 스텝 S3의 판단 결과가 「YES」인 경우, 즉, 모든 캐리어(21)에 대해서 Y방향의 두께를 측정한 경우에는, 제어부(51)는, 스텝 S4로 진행된다.
스텝 S4에서는, 제어부(51)는, 기억부(52)에 기억되어 있는 각 캐리어(21)의 측정 결과의 평균값을 산출하고, 그 측정 결과의 평균값에 기초하여, 소정의 두께의 범위 내(예를 들면, 0.3㎛마다의 폭)에 있는 것을 동일한 클래스로 하는 클래스 구분을 행한다. 구체적으로는, 캐리어(21)의 두께의 평균값이, 예를 들면, 778.6㎜ 이하의 클래스, 778.7㎛∼778.9㎛의 클래스, …, 783.5㎛∼783.7㎛의 클래스 등으로 클래스 구분한다.
다음으로, 제어부(51)는, 동일한 클래스에 속하는 복수의 캐리어(21) 중으로부터, 소정수(예를 들면, 5매)의 캐리어(21)를 각각 선택하고, 복수의 반도체 웨이퍼를 동일 배치에서 양면 연마할 때에 모두 사용하는 세트(캐리어 세트)로 구성하고, 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어 세트에 식별 번호를 부여하여 기억한다. 그 후, 제어부(51)는, 일련의 처리를 종료한다.
(B) 고정밀도품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법
다음으로, 고정밀의 스펙(예를 들면, 평탄도나 표면 거칠기 등)이 요구되는 고정밀도품의 반도체 웨이퍼를 양면 연마할 때에 사용되는 캐리어(21)의 관리 방법에 대해서 설명한다. 이 캐리어 관리 방법에서는, 상기 캐리어 측정 방법 (1) 및 (2)의 양쪽을 이용한다.
우선, 복수의 캐리어(21)를 그 두께의 평균값에 기초하여 클래스 구분한 후, 캐리어 세트를 구성하는 처리에 대해서는, 단락 0060∼단락 0070에 있어서 설명한 상기 캐리어 관리 방법 (A)(도 5 참조)와 동일하기 때문에, 이하 요약하여 설명한다.
스테이지(12)에 캐리어(21)가 소정 위치에 소정의 방향으로 설치되면, 제어부(51)는, Y축 모터(34), 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)를 제어하여, 캐리어(21)의 홀(21A)의 포인트(P1) 근방에 있어서의 두께를 측정시킨 후, 각각의 측정 결과를 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어(21)의 식별 번호와 함께 기억한다.
제어부(51)는, 이상 설명한 처리를 모든 캐리어(21)에 대해서 실행한 후, 기억부(52)에 기억되어 있는 측정 결과에 기초하여 각 캐리어(21)를 클래스 구분하여, 동일한 클래스에 속하는 복수의 캐리어(21) 중으로부터 캐리어 세트를 구성하여, 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어 세트에 식별 번호를 부여하여 기억한다.
도 6은, 컴퓨터(43)의 제어부(51)가 실행하는 고정밀도품의 반도체 웨이퍼용의 캐리어 관리 방법의 일 예를 나타내는 플로우차트이다. 스텝 S11 및 S12의 처리는, 단락 0060∼단락 0066에 있어서 설명한 도 5에 나타내는 스텝 S1 및 S2의 처리와 거의 동일하기 때문에, 이하 요약하여 설명한다.
스테이지(12)에 캐리어(21)가 소정 위치에 소정의 방향으로 설치되면(스텝 S11), 제어부(51)는, Y축 모터(34), 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)를 제어하여, 캐리어(21)의 홀(21A)의 포인트(P1) 근방에 있어서의 두께를 측정시킨 후, 각각의 측정 결과를 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어(21)의 식별 번호 및 당해 캐리어(21)가 속하는 캐리어 세트의 식별 번호와 함께 기억한다(스텝 S12).
스텝 S13에서는, 제어부(51)는, 상기 캐리어 측정 방법 (2)에 있어서 설명한 홀 주연부(21C)의 측정 처리를 실행한 후, 스텝 S14로 진행된다.
이 스텝 S13에서는, 제어부(51)는, Y축 모터(34)를 제어하여, 스테이지(12)를 Y－방향으로 슬라이딩시키고, 홀 주연부(21C)를 상부 두께 센서(41)와 하부 두께 센서(42)의 사이에 위치시킨다. 다음으로, 제어부(51)는, 스테이지(12)를 정지한 상태에 있어서, 테이블 구동 모터(24)를 제어하여, 회전 테이블(23)을 회전시키면서, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)를 제어하여, 홀 주연부(21C)의 처짐량(단위: ㎛)을 측정시켜, 그의 검출 신호를 취득한다. 이 경우, 제어부(51)는, Y축 모터(34), 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)를 제어하여, 예를 들면, 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 대해서, 홀(21A)의 중심각 1도에 대해 1라인씩 합계 360라인에 있어서의 홀 주연부(21C)의 처짐량(단위: ㎛)을 측정시켜, 그의 검출 신호를 취득한다.
그리고, 제어부(51)는, 당해 캐리어(21)의 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 있어서의 처짐량의 측정 결과를 기억부(52)의 소정의 기억 영역에 당해 캐리어(21)의 식별 번호 및 당해 캐리어(21)가 속하는 캐리어 세트의 식별 번호와 함께 기억한다.
스텝 S14에서는, 제어부(51)는, 상기 캐리어 세트에 속하는 모든 캐리어(21)에 대해서 Y방향의 두께 및 홀 주연부(21C)의 처짐량을 측정했는지 아닌지를 판단한다. 스텝 S14의 판단 결과가 「NO」인 경우에는, 제어부(51)는, 스텝 S11로 되돌아와, 상기한 스텝 S11∼S13의 처리를 반복한다.
한편, 스텝 S14의 판단 결과가 「YES」인 경우, 즉, 상기 캐리어 세트에 속하는 모든 캐리어(21)에 대해서 Y방향의 두께 및 홀 주연부(21C)의 처짐량을 측정한 경우에는, 제어부(51)는, 스텝 S15로 진행된다.
스텝 S15에서는, 제어부(51)는, 상기 캐리어 세트를 분류한 후, 일련의 처리를 종료한다.
다음으로, 복수의 캐리어(21)로 구성되는 캐리어 세트의 랭크 구분에 대해서 설명한다. 표 1은, 캐리어 세트를 랭크 구분하기 위한 랭크표의 일 예이다.
Figure pct00001
표 1의 항목의 란에 있어서, 「홀 처짐량 최대값」은, 상기 캐리어 측정 방법 (2)에 의해 측정된 캐리어 세트 내에 있어서의 각 캐리어(21)의 홀(21A)의 360점 라인의 처짐량 중 최대값을 나타내고 있다.
이 「홀 처짐량 최대값」을 이용하여 캐리어 세트의 랭크 구분을 행한다. 랭크 구분은 「홀 처짐량 최대값」에 따라서 임의로 설정하면 좋다. 예를 들면, 표 1에 나타내는 바와 같이, 「홀 처짐량 최대값」을 「소」, 「중」 및, 「대」로 3개로 분류하고, 이 분류에 따라서 캐리어 세트를 「A」, 「B」 및 「C」로 랭크 구분한다. 캐리어 세트의 랭크가 A로부터 B, C가 됨에 따라 반도체 웨이퍼에 요구되는 스펙(주로 평탄도)이 낮아지고 있다.
다음으로, 상기 캐리어 관리 방법에 의해 관리된 캐리어 세트를 이용하여 반도체 웨이퍼를 양면 연마한 경우의 홀 처짐량 최대값과, 웨이퍼 외주부의 처짐량의 관계에 대해서 설명한다. 조건은 이하와 같다.
(ⅰ) 각각 1매의 반도체 웨이퍼를 보유지지 가능한 5매의 캐리어(21)로 이루어지는 캐리어 세트를 양면 연마 장치에 장착하여 5매의 반도체 웨이퍼를 양면 연마한다.
(ⅱ) 양면 연마 장치는, 일반적인 유성 기어 기구를 갖는다.
(ⅲ) 상이한 캐리어 세트를 이용하여 합계 50배치의 양면 연마 처리를 실행한다.
(ⅳ) 웨이퍼 외주부의 처짐량 등을 측정하는 측정 장치는, KLA-Tencor사 제조, WaferSight2를 이용한다.
도 7은, 상기 조건에 기초하여 반도체 웨이퍼를 양면 연마했을 때에 이용한 캐리어 세트의 캐리어(21)의 홀 주연부(21C)의 처짐량 최대값과, 각각의 양면 연마 처리 배치의 처리의 결과 얻어진 각 배치 내의 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 외주부의 처짐량의 최대값의 관계의 일 예를 나타내는 도면이다. 가로축의 홀 처짐량 최대값에 의한 랭크 구분의 방법은, 표 1에 언급했을 때에 설명한 방법과 동일하다. 세로축의 웨이퍼 외주부 처짐량은, 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 외주부의 평탄도의 지표의 하나인 ESFQD(Edge Site flatness Front reference least sQuare Deviation)이다.
ESFQD란, 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 외주부에 부채형의 섹터를 작성하고, 당해 섹터 내에서의 높이 데이터를 최소 제곱법으로 산출한 사이트 내 평면을 기준면으로 하여, 이 평면으로부터의 부호를 포함하지 않는 최대 변위량을 의미하고 있고, ESFQD는 각 사이트에 1개의 값을 갖는다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 캐리어(21)의 홀 처짐량 최대값이 크면 클수록, 웨이퍼 외주부의 처짐량이 커진다. 도 7에 나타내는 A, B 및 C는, 표 1에 나타내는 캐리어 세트의 랭크의 A, B 및 C에 대응하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 상기 캐리어 측정 방법(2)을 이용하여 각 캐리어(21)의 홀 주연부(21C)의 두께를 홀 주연부(21C) 전체 둘레에 걸쳐 측정할 수 있기 때문에, 종래 검출할 수 없었던 홀 주연부(21C)의 국소 처짐을 검출할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 센서 프레임(14)의 길이 방향 중앙에 고정한 채이기 때문에, 캐리어(21)의 두께나 형상을 높은 정밀도로 측정할 수 있음과 함께, 두께 센서를 회동시키는 종래 기술과 비교하여, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)의 위치 결정 제어가 불필요해진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 캐리어 세트를 구성하는 복수의 캐리어(21)의 두께나 형상에 대해서, 상기 캐리어 측정 방법 (1) 및 (2)를 이용하여 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여, 표 1에 나타내는 랭크표에 따라 각 캐리어 세트를 미리 랭크 구분하고 있다. 그리고, 반도체 웨이퍼에 요구되는 스펙에 대응한 랭크의 캐리어 세트를 이용하여 반도체 웨이퍼를 양면 연마하고 있다. 이에 따라, 당해 스펙에 있던 반도체 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 홀 주연부(21C)의 처짐량은, 기준면에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 평균값으로부터, 홀(21A)의 홀 엣지(21D)에서 캐리어(21)의 외주를 향하여 2㎜까지의 영역에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 최소값을 감산한 값으로 했지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고정밀도품용의 캐리어(21)에 대해서는, 기준면에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 평균값으로부터, 홀(21A)의 홀 엣지(21D)에서 캐리어(21)의 외주를 향하여 1㎜까지의 영역에 있어서의 캐리어(21)의 두께의 최소값을 감산한 값을 홀 주연부(21C)의 처짐량으로 해도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 스테이지(12)를 Y방향으로 슬라이딩하는 슬라이딩부(13)를 가이드 레일(32), 볼 나사(33), Y축 모터(34) 등으로 구성하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 슬라이딩부(13)는 리니어 모터 등에 의해 구성해도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)는, 레이저 변위계인 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 정전 용량 센서 등의 다른 비접촉 센서라도 좋다.
상기 실시 형태에서는, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)가 센서 프레임(14)에 고정되고, 스테이지(12)가 슬라이딩부(13)에 의해 Y방향으로 슬라이딩하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 스테이지(12)를 고정하고, 상부 두께 센서(41) 및 하부 두께 센서(42)가 고정된 센서 프레임(14)을 Y방향으로 슬라이딩하도록 구성해도 좋다. 센서 프레임(14)을 슬라이딩하는 슬라이딩부는 상기 슬라이딩부(13)와 동일한 구성이라도 좋다. 또한, 스테이지(12) 및 센서 프레임(14)의 양쪽을 Y방향으로 슬라이딩하도록 구성해도 좋다.
1 : 캐리어 측정 장치
11 : 가대
12 : 스테이지
12A : 하방부
13 : 슬라이딩부
14 : 센서 프레임
14A : 개구부
21 : 캐리어
21A : 홀
21B : 외주 기어
21C : 홀 주연부
21D : 홀 엣지
21E : 일부
22A : 테이블 수용부
23 : 회전 테이블
23A : 캐리어 수용부
24 : 테이블 구동 모터
31 : 베이스
32 : 가이드 레일
33 : 볼 나사
34 : Y축 모터
41 : 상부 두께 센서
42 : 하부 두께 센서
43 : 컴퓨터
51 : 제어부
52 : 기억부
C1, C2, C3, C : 중심
L : 직선
P1 : 포인트

Claims (6)

  1. 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지(hold)하는 홀이 편심하여 형성된 캐리어의 두께를 측정하는 캐리어 측정 장치로서,
    상기 캐리어를 수평으로 수용하는 캐리어 수용부를 갖는 회전 테이블과,
    상기 회전 테이블을 그의 중심축을 회전축으로 하여 회전시키는 테이블 구동 모터와,
    상기 캐리어의 상방 및 하방에 배치되고, 상기 캐리어의 두께를 비접촉으로 측정하는 상부 두께 센서 및 하부 두께 센서와,
    상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키는 슬라이딩부를 구비하고,
    상기 캐리어 수용부는, 상기 캐리어의 상기 홀의 중심과 상기 회전 테이블의 중심이 일치하도록 상기 캐리어를 수용 가능하게 형성되어 있는 캐리어 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서가 부착되고, 상기 상부 두께 센서와 상기 하부 두께 센서의 사이를 상기 회전 테이블이 수평 방향으로 통과 가능하게 구성된 센서 프레임을 추가로 구비하는 캐리어 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서는, 상기 회전 테이블의 중심과 상기 캐리어 수용부의 중심을 통과하는 직선의 상방 및 하방에 위치하도록 상기 센서 프레임에 부착되고,
    상기 슬라이딩부는, 상기 회전 테이블 또는 상기 센서 프레임의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 상기 직선과 평행한 수평 방향으로 슬라이딩시키는 캐리어 측정 장치.
  4. 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀이 편심하여 형성된 원반 형상의 캐리어를, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 캐리어 측정 장치를 이용하여 상기 캐리어의 두께를 측정하는 캐리어 측정 방법으로서,
    상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키면서, 상기 캐리어의 소정 포인트에 있어서의 두께를 측정하는 제1 측정 스텝과,
    상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블을 회전시키면서, 상기 캐리어의 상기 홀의 홀 주연부의 두께를 측정하는 제2 측정 스텝
    을 갖는 캐리어 측정 방법.
  5. 원반 형상의 반도체 웨이퍼를 보유지지하는 홀이 편심하여 형성된 원반 형상의 캐리어를, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 캐리어 측정 장치를 이용하여 측정한 측정 결과에 기초하여 상기 캐리어를 관리하는 캐리어 관리 방법으로서,
    상기 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블 또는, 상기 상부 두께 센서 및 상기 하부 두께 센서의 어느 한쪽 또는 양쪽을, 수평 방향으로 슬라이딩시키면서, 복수의 상기 캐리어의 소정 포인트에 있어서의 두께를 측정하는 제1 측정 스텝과,
    상기 제1 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여, 상기 복수의 상기 캐리어에 대해서 소정의 상기 두께의 범위 내에 있는 것을 동일한 클래스로 하는 클래스 구분을 행하는 클래스 구분 스텝과,
    상기 동일한 클래스에 속하는 상기 복수의 상기 캐리어 중으로부터, 소정수의 상기 캐리어를 선택하고, 복수의 상기 반도체 웨이퍼를 동일 배치에서 양면 연마할 때에 사용하는 캐리어 세트를 구성하는 세트 구성 스텝과,
    상기 캐리어 세트를 구성하는 상기 각 캐리어가 수용된 상기 회전 테이블을 회전시키면서, 당해 캐리어의 상기 홀의 홀 주연부의 두께를 측정하는 제2 측정 스텝과,
    상기 제1 및 제2 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여, 상기 캐리어 세트를 상기 반도체 웨이퍼에 요구되는 스펙에 따른 랭크로 구분하는 랭크 구분 스텝
    을 갖는 캐리어 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 랭크 구분 스텝은, 상기 제2 측정 스텝의 측정 결과에 기초하여 상기 각 캐리어의 상기 홀 주연부의 처짐량을 산출하고, 상기 제1 측정 스텝의 상기 측정 결과 및 상기 홀 주연부의 상기 처짐량에 기초하여 상기 캐리어 세트를 랭크 구분하는 캐리어 관리 방법.
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