JPH0524005Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、ウエーハの厚さを測定する装置に関
するものである。さらに具体的には、測定対象で
あるウエーハの位置を自在に変えることができる
とともに、ウエーハの位置決めをするための治具
を交換したりあるいはその取付位置を変えること
なく数種の大きさのウエーハの厚さ測定ができ、
しかも精度の高い測定を可能とした測定台を提供
せんとするものである。

［従来の技術］ たとえば静電容量を測定することにより被測定
物との間の距離を測定するための変位センサを用
いてIC基板用ウエーハ等の厚さを、これに接触
することなく測定する従来の装置を第７図に示
し、説明する。ａは側面図、ｂは平面図である。
定盤２１上にウエーハ２２を置きストツパ２３を
用いてその位置を決めて、上部変位センサ２５お
よび下部変位センサ２６でウエーハ２２を非接触
で挟むようにしてその厚さを測定していた。

第８図には他の従来例を示しており、ａは側面
図、ｂは平面図である。定盤２１上に設けられた
三球座２４にウエーハ２２を載せて、上部および
下部変位センサ２５，２６でウエーハ２２を挟む
ようにして、その厚さを測定していた。

［考案が解決しようとする問題点］ このような従来の測定装置にあつては、ウエー
ハを複数箇所の測定点にわたつて厚さ測定をする
場合には、その都度ウエーハをピンセツト等によ
り挟んでその位置を変えなければならず、たとえ
ば５箇所の厚さを測定する場合には、５回上記作
業を反覆しなければならなかつた。

そのために、多くの測定工数を要し、測定に長
時間を費やさざるをえず測定上作業の能率が悪か
つた。したがつて被測定物であるウエーハにピン
セツトなどを用いて触れる機会が多くなり、傷を
付け易く、品質面での問題が生じていた。

また、ウエーハの移動に伴つて、定盤上のチリ
の存在や、ウエーハの反りやその凹凸などによつ
てウエーハの定盤に対する平行度が得にくく、真
空吸着等の他の装置がさらに必要であつた。

このようにウエーハの定盤に対する平行度が得
にくいことから、ウエーハの上下に設けた変位セ
ンサの対向面に対する平行度も得難く、そのため
に測定上の再現性に乏しく、十分な測定精度が得
られないという問題点があつた。

このような測定を迅速に、しかもウエーハに傷
を付けることなく行うためには、相当の熟練度を
必要とし、これを欠く場合には能率的かつ精度の
高い測定は実現し難かつた。

さらに、大きさの異なるウエーハの各点の厚さ
測定をする場合には、ウエーハを直接定盤に載せ
て測定する装置（第７図）にあつては、変位セン
サとの位置関係を調節するためストツパの位置を
その都度変えなければならなかつた。また、ウエ
ーハを三球座に載せて測定する装置（第８図）に
あつては、三球座自体もその都度ウエーハの大き
さに適合したものに交換しなければならないた
め、多くの測定工数を要し、測定能率が悪い上
に、ウエーハの大きさに対応したサイズの三球座
が必要となり、これを別途に用意しておかなけれ
ばならなかつた。

このように、変位センサを用いた従来の厚さ測
定装置においては、測定上の能率が悪く、しかも
測定ごとの測定値のバラツキや大きな誤差がみら
れ、精密な厚さ測定を期し難いという問題点があ
つた。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、このような問題点を解決するため
に、ウエーハの移動手段を設けることによつて、
ウエーハの厚さ測定を能率的にしかも精度良く行
なおうとするものである。

そのために上下の取付手段にそれぞれ支持され
た一対の変位センサと、その変位センサにより厚
さ測定を行う各種サイズのウエーハを置くための
各種サイズのウエーハの周辺部のみをホールドす
る複数の案内部を設けた90°ステツプで回転する
ことのできる旋回台と、その旋回台を載せた前後
（または左右）に自由に移動することのできる移
動台と、その移動台をスライドさせるための案内
手段を設けた基台とを、組み合わせる構造にし
た。

［作用］ このように構成したことから、旋回台および移
動台はその操作の組み合わせによつて、ウエーハ
に触れることなくウエーハ自体の案内手段の案内
面に対する位置関係は変えずに、ウエーハ全体の
位置を同一平面上に置いて任意に設定できるよう
にするとともに、旋回台には数種の大きさのウエ
ーハをマウントすることができるようにした。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例の構成を第１図ないし
第５図に示し説明する。

第１図は側面図、第２図は平面図、第３図およ
び第４図は部分側断面図である。

２５は上部変位センサ、２６は下部変位センサ
で、上部取付部２Ａおよび下部取付部２Ｂに取り
つけられている。上部および下部取付部２Ａ，２
Ｂには、ピニオン３とラツク４とを噛み合わせて
あり、ピニオン３を回転することにより上下動を
することができ、上部および下部変位センサ２
５，２６の上下方向の測定位置を調節する。この
ようなピニオン３とラツク４との組合せによる上
下に微調整する機構は、たとえば顕微鏡の鏡筒を
上下せしめる機構と同じである。

５はウエーハ２２を搭載する旋回台で、第２図
が示すように円板状に形成されており、その構造
をさらに詳しく説明すれば、数種類の径で同心円
状のかつ第４図が拡大して示すように段差状の案
内部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを設けるとともに、
最大径の案内部６ａの径より大きい十字形状の中
空部７を上部および下部変位センサ２５，２６を
避けるために形成している。

さらに下面にはボール２７を３点において有す
る３点支持ボール・ベアリング座１０用の軌道溝
８を円環状に設けている。

数種類の径の案内部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを
設けていることにより、径の異なるウエーハ２２
の厚さ測定に各々対処することができ、また最大
径の案内部６ａの径より大きい十字形状の中空部
７（第２図）を形成しているので、この中空部７
にピンセツトなどを差し入れて、案内部６ａ〜６
ｄにマウントされているウエーハ２２（第４図に
おいては案内部６ａにマウントされている）を容
易に取り出すことができる。第２図において旋回
台５の周辺の４個所に旋回台５の回転をスムーズ
にするための旋回台ガイド１５が設けられてい
る。

９は前記旋回台５を載せて前後動をする移動台
で、第３図に示すごとく方形状に形成されており
その上面に第５図に示す三点支持ボール・ベアリ
ング座１０を設置し、これと旋回台５の下面の軌
道溝８とが嵌合するような状態で旋回台５を搭載
する。このように旋回台５を三点支持ボール・ベ
アリング座１０によつて支持しているので、旋回
台５は90°のステツプで自由に左右の回転をする
ことができる。

さらに、第３図に示すように移動台９の下部に
は、２本の案内レール１３用の２本の軌道溝１１
を設けている。

１２は測定装置の基台で、その上面には第３図
に示すように２本の案内レール１３を平行に設置
し、これに移動台９がその下部に設けられた軌道
溝１１を案内レール１３に嵌めて置かれる。案内
レール１３によつて移動台９を支持しているの
で、旋回台５を搭載した移動台９の位置を、第３
図において前後に自由に変えることができる。

操作手順を説明すると、第１図において最初に
移動台１２の左端部に位置させ、第４図に示すよ
うに測定するウエーハ２２の径に対応した径の案
内部６ａにウエーハ２２を置く。

つぎに、移動台９を第１図の図面上を右方向に
移動して第６図に示したウエーハ２２の中心点Ａ
が上部変位センサ２５の直下にくるように位置を
とる。位置が決まれば、上部および下部変位セン
サ２５，２６の測定位置を上部および下部取付部
のピニオン３を回転せしめて適宜調整して、ウエ
ーハ２２と上部および下部変位センサ２５，２６
とのギヤツプを適正値にする。これにより測定の
準備は完了する。

かりに、測定点が第６図に示すようにウエーハ
２２のＡ〜Ｅの５箇所である場合には、 イ 先ず、ウエーハ２２の中心点であるＡ点の厚
さ測定をする。

ロ つぎに、移動台９を第１図上右方向に移動さ
せ、ウエーハ２２のＢ点が上部変位センサ２５
の直下にくるように位置させ、Ｂ点の厚さ測定
をする。

ハ さらに、移動台９を第１図の図面上左方向に
移動させ、ウエーハ２２のＣ点が上部変位セン
サ２５の直下にくるように位置させて、Ｃ点の
厚さ測定をする。

ニ ついで、移動台９を第１図の図面上右方向に
移動させウエーハ２２の中心点（Ａ点）が上部
変位センサ２５の直下にくるように位置させた
上で、旋回台５を右方向あるいは左方向に90°
回転させ、それぞれＤ点およびＥ点の厚さ測定
を行う。

ホ 各点の厚さ測定が完了すれば、移動台９を第
１図の図面上左端部に移動させ、旋回台５の中
空部７にピンセツトを差し入れてウエーハ２２
を旋回台５から取り出し、当該ウエーハ２２の
測定作業は終了する。

以上においては、上下一対の変位センサ１，２
の取付手段としてピニオン３とラツク４を噛み合
せたもの、旋回台５の支持部として三点支持ボー
ル・ベアリング座１０、移動台９の案内手段とし
てレール１３を用いたものを各々適例として説明
したが、本考案はこれらに限定されるものではな
い。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、旋回台
と移動台との各操作の組合せによつて、ウエーハ
の位置を自在に、しかもピンセツト等の傷の原因
となる手段を用いることなく変えることができる
とともに、旋回台に数種の大きさの案内部を設け
てサイズの異なるウエーハに対処し、さらにはウ
エーハ自体の案内面に対する位置関係を変えるこ
となく厚さ測定を行うことができるので、 イ 従来の測定装置と比較して、測定工数の大幅
削減を実現することができ、高い測定上の能率
が得られる。

ロ ウエーハの表面に傷を付けることなく測定を
することができ、品質管理上の要請に応えるこ
とがでる。

ハ 何ら特別の装置、付属品等を必要とすること
なく数種の大きさのウエーハの測定が容易にで
き、操作性の向上と管理工数の削減がはかれ
る。

ニ つねにウエーハ全体を平行に回転あるいは移
動でき、測定精度が大幅に向上し、測定上の再
現性も高められる。

ホ 簡単に操作できる結果、格別の操作上の熟練
を必要とせず、測定者間の測定値のバラツキが
少なく、測定装置としての精密さを得ることが
できる。

したがつて、本考案の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の構成を示す一部を切
り欠いた右側面図、第２図は同実施例の平面図、
第３図は同じく正面から見た部分断面図、第４図
は同実施例におけるウエーハを搭載した状態の旋
回台および三点支持ボールベアリング座の断面
図、第５図は同じく三点支持ボール・ベアリング
座の平面図、第６図はウエーハの測定点を示す
図、第７図は従来例を示す側面図および平面図、
第８図は他の従来例を示す側面図および平面図で
ある。 ２Ａ……上部取付部、２Ｂ……下部取付部、３
……ピニオン、４……ラツク、５……旋回台、６
ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ……案内部、７……中空
部、８……軌道溝、９……移動台、１０……三点
支持ボール・ベアリング座、１１……軌道溝、１
２……基台、１３……案内レール、１５……旋回
台ガイド、２１……定盤、２２……ウエーハ、２
３……ストツパ、２４……三球座、２５……上部
変位センサ、２６……下部変位センサ、２７……
ボール。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 上下方向で対向した一対の変位センサを有
   し、これら一対の変位センサの間にウエーハを
   置いてウエーハに接触することなく前記一対の
   変位センサによりウエーハの各点で厚さ測定を
   行う装置において、 それぞれ取付手段によつて支持された一対の
   変位センサと、 その変位センサにより厚さ測定を行う各種の
   サイズのウエーハを置くための前記ウエーハの
   周辺部を支持するための複数案内部を設けた回
   転可能な旋回手段と、 前記旋回手段を載せて平面上を直線状に移動
   可能な直線移動手段と、 前記直線移動手段をスライドさせて支持する
   ための案内手段を設けた基台と を具備することを特徴としたウエーハの厚さ測
   定台。 (2) 前記一対の変位センサの取付手段が、 ピニオンとラツクとを噛合わせたものであつ
   て、前記ピニオンを回転し調整することによつ
   て、それぞれの変位センサを上下方向に摺動で
   きるものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のウエーハの厚さ測定台。 (3) 前記旋回台が、 段差状に設けた同心円状の複数の案内部を有
   するものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のウエーハの厚さ測定台。 (4) 前記旋回台が、 三点支持ボール・ベアリングによつて支持さ
   れるものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のウエーハの厚さ測定台。