JP2005308520A

JP2005308520A - Thickness measuring instrument

Info

Publication number: JP2005308520A
Application number: JP2004125221A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanamaru; 浩志金丸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the thickness on an object to be measured corresponding to the XY-coordinate by measuring the unevenness over the whole surface of the object. <P>SOLUTION: The thickness measurement device provided with a plurality of non-contact distance measurement device is composed of a process for recording the coordinate of a substrate, and a process for measuring the thickness of the substrate at the coordinate on the substrate. Further, specification of an abnormal place in thickness generated in unspecified place on the wafer and measurement of the thickness are possible by moving the non-contact distance measurement device freely and horizontally, while measuring the thickness for each coordinate over the whole surface of the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体基板の平坦度を光学的に非接触で測定する方法とその装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for measuring the flatness of a semiconductor substrate optically in a non-contact manner.

半導体チップを製造する過程では、半導体ウエーハの厚みを検査する工程がある。この工程の従来技術として特許文献１のようなものがある。これについて、説明する。半導体ウエーハの裏面及び表面までの距離を非接触で測定する非接触距離測定器と、これらを相対的に接近離間させる移動駆動部と、その間隔を検知する間隔検知部とを備えた厚み測定器である。ウエーハの厚みを測定する時には、それら非接触距離測定器から半導体ウエーハまでの距離を距離測定に適した一定の距離を保つように移動駆動部を制御し、その距離に基づいて、ウエーハの厚みを演算により算出する。
特開平１０−２４６６２１号公報 In the process of manufacturing a semiconductor chip, there is a step of inspecting the thickness of the semiconductor wafer. There exists a thing like patent document 1 as a prior art of this process. This will be described. A thickness measuring instrument comprising a non-contact distance measuring device for measuring the distance to the back and front surfaces of a semiconductor wafer in a non-contact manner, a moving drive unit for relatively approaching and separating them, and an interval detecting unit for detecting the interval. It is. When measuring the thickness of the wafer, the moving drive unit is controlled so that the distance from the non-contact distance measuring device to the semiconductor wafer is maintained at a certain distance suitable for distance measurement, and the thickness of the wafer is determined based on the distance. Calculate by calculation.
JP-A-10-246621

しかし、従来の技術では、測定箇所が一部分に限られているため、ウエーハ上の不特定位置に厚み変動箇所が存在する場合、その変動箇所を検出することができない。ウエーハ上の不特定位置の厚みの変動の発生は、ウエーハを研磨する際、ウエーハを配置した定盤とウエーハの間に異物が混入した場合に、その異物によりウエーハの一部が盛り上がる。研磨機は盛り上がった高さの分だけ研磨しすぎてしまう。研磨しすぎた部分は厚みが変わる。 However, in the conventional technique, since the measurement location is limited to a part, when the thickness variation location exists at an unspecified position on the wafer, the variation location cannot be detected. When the wafer is polished, if a foreign substance is mixed between the surface plate on which the wafer is placed and the wafer, a part of the wafer is raised by the foreign substance. The polishing machine will polish too much by the raised height. The thickness of the part that has been polished excessively changes.

従来の厚み測定器では、ウエーハの特定箇所を測定することで、測定値がウエーハの厚みであることを認識させていた。このため、ウエーハ上の不特定位置に厚み変動箇所が存在する場合、測定器がウエーハの厚みであることを認識できない問題があった。 In the conventional thickness measuring device, the specific value of the wafer is measured to recognize that the measured value is the thickness of the wafer. For this reason, when there is a thickness variation portion at an unspecified position on the wafer, there is a problem that the measuring instrument cannot recognize the thickness of the wafer.

本発明の厚み測定方法は、基板までの距離を非接触測定する複数の非接触距離測定器を備えた厚み測定器において、基板上の座標を記録する工程と、前記基板上の前記座標における前記基板の厚みを測定する工程とを備えている。 The thickness measuring method of the present invention includes a step of recording coordinates on a substrate in a thickness measuring instrument including a plurality of non-contact distance measuring devices that measure the distance to the substrate in a non-contact manner, and the coordinates at the coordinates on the substrate. Measuring the thickness of the substrate.

本発明の厚み測定器は、基板までの距離を非接触測定する複数の非接触距離測定器を備えた厚み測定器において、基板上の座標を記録する手段と、前記基板上の前記座標における前記基板の厚みを測定する手段とを備えている。 The thickness measuring instrument of the present invention is a thickness measuring instrument comprising a plurality of non-contact distance measuring instruments for non-contact measurement of the distance to the substrate, and means for recording coordinates on the substrate, and the coordinates at the coordinates on the substrate. Means for measuring the thickness of the substrate.

非接触距離測定器を自在に水平移動させ、ウエーハ全面において各座標値ごとの厚み測定を可能にしたことで、ウエーハ上の不特定位置に発生する厚み異常個所の特定と厚み測定を行うことができる。 The non-contact distance measuring instrument can be moved horizontally and the thickness of each coordinate value can be measured on the entire surface of the wafer. it can.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、厚み測定装置の構成を示す図である。図２は、本実施の形態の動作フローを示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a thickness measuring apparatus. FIG. 2 is a diagram showing an operation flow of the present embodiment.

図１に示すように、距離測定器３には、４０ｍｍ間隔で定盤４上のウエーハ１までの距離を非接触測定する５つの非接触距離測定器３ａ〜３ｅを取り付けてある。ロボット２は、距離測定器３を水平自在移動させる。処理部５は、距離測定器３とウエーハ間距離の測長値を格納し、ロボット位置のＸＹ座標の値ごとに厚み値を記録する。ＸＹ座標の値ごとのウエーハ１の表面状態とウエーハ厚み値は、モニターに表示される。 As shown in FIG. 1, the distance measuring device 3 is provided with five non-contact distance measuring devices 3a to 3e for measuring the distance to the wafer 1 on the surface plate 4 at 40 mm intervals in a non-contact manner. The robot 2 moves the distance measuring device 3 horizontally. The processing unit 5 stores a length measurement value of the distance between the distance measuring device 3 and the wafer, and records a thickness value for each XY coordinate value of the robot position. The surface state of the wafer 1 and the wafer thickness value for each XY coordinate value are displayed on the monitor.

次に、図１を参照しながら、図２の動作フローについて説明する。最初に、ウエーハ１を定盤４へ設置する（１１）。そして、ロボット２を距離測定器３から照射されるレーザー光がＹ１方向のウエーハ１の端に照射される位置へ移動する（１２）。このとき、処理部５内のロボット水平動作回数をカウントする変数Ｍｘを０に設定する（１３）。そして、変数Ｍｘの値が偶数の場合は、ロボット２はＹ２方向へ移動する。変数Ｍｘの値が奇数の場合は、ロボット２はＹ１方向へ移動する（１４、１５、１６）。そして、距離測定器３から出力されるウエーハ１までの距離値を処理部５へ格納する（１７）。ロボット２のＸＹ座標データを処理部５に格納する（１８）。処理部５に格納したウエーハ１までの距離値を非接触距離測定器３ａ〜３ｅのそれぞれに算出し、非接触距離測定器３ａ〜３ｅの厚み値をそれぞれ厚み値１〜厚み値５とする。厚み値の算出方法は、まず、ウエーハ１が置かれていない状態での距離測定器３と定盤４との距離値を基準値とし、厚み値１の場合は、厚み値１＝基準値−非接触距離測定器３ａ値で算出する。同様に厚み値５までが算出される（１９）。次に、厚み値１〜５が規格外である場合にモニターに規格外箇所の表示とその厚み値が表示される。厚み規格外箇所は、図３に示すように、ウエーハのＸＹ座標と規格外箇所に印３０が示されてモニターに表示される（２０）。 Next, the operation flow of FIG. 2 will be described with reference to FIG. First, the wafer 1 is set on the surface plate 4 (11). Then, the robot 2 moves to a position where the laser beam irradiated from the distance measuring device 3 is irradiated to the end of the wafer 1 in the Y1 direction (12). At this time, a variable Mx for counting the number of robot horizontal movements in the processing unit 5 is set to 0 (13). When the value of the variable Mx is an even number, the robot 2 moves in the Y2 direction. When the value of the variable Mx is an odd number, the robot 2 moves in the Y1 direction (14, 15, 16). Then, the distance value to the wafer 1 output from the distance measuring device 3 is stored in the processing unit 5 (17). The XY coordinate data of the robot 2 is stored in the processing unit 5 (18). The distance value to the wafer 1 stored in the processing unit 5 is calculated for each of the non-contact distance measuring devices 3a to 3e, and the thickness values of the non-contact distance measuring devices 3a to 3e are set to thickness values 1 to 5, respectively. The thickness value is calculated by first using the distance value between the distance measuring device 3 and the surface plate 4 when the wafer 1 is not placed as a reference value. When the thickness value is 1, the thickness value 1 = reference value− It calculates with the non-contact distance measuring device 3a value. Similarly, up to a thickness value of 5 is calculated (19). Next, when the thickness values 1 to 5 are out of the standard, the display of the nonstandard part and the thickness value are displayed on the monitor. As shown in FIG. 3, the thickness non-standard location is displayed on the monitor with XY coordinates of the wafer and the mark 30 at the non-standard location (20).

次に、ロボット２がＹ２方向のウエーハ１の端に移動したことを確認し（２１）、ロボット２がＹ２方向のウエーハ１の端に到達している場合は、ロボット２をＸ１方向に０．５ｍｍ移動する（２２）。そして、Ｘ１方位の動作回数をカウントするため、処理部５内のロボット水平動作回数をカウントする変数Ｍｘに１を加算する（２３）。ここで、図２の（２１）でロボット２がＹ２方向のウエーハ１の端でない場合は、図２の（２２）、（２３）の処理は行われない。 Next, it is confirmed that the robot 2 has moved to the end of the wafer 1 in the Y2 direction (21). If the robot 2 has reached the end of the wafer 1 in the Y2 direction, the robot 2 is moved to the X1 direction by 0. Move 5 mm (22). Then, in order to count the number of movements in the X1 direction, 1 is added to the variable Mx for counting the number of horizontal movements of the robot in the processing unit 5 (23). Here, when the robot 2 is not the end of the wafer 1 in the Y2 direction in (21) of FIG. 2, the processes of (22) and (23) of FIG. 2 are not performed.

次に、ロボット水平動作回数をカウントする変数Ｍｘが８０になるまで、図２の（１４）と（２４）の処理を繰り返す（２４）。変数Ｍｘが８０になった時点でロボット２は停止する。そして、厚み規格外箇所の表示は、ウエーハ１全体における規格外箇所と厚み値が表示され、ウエーハ１における厚み値規格外箇所と厚み値が検出できる。また、図３では、厚み値の規格外箇所を表示し、規格外箇所の特定を行っているが、全ての座標において、厚み値ごとに色分けした印を表示させることでウエーハ１表面の凹凸を測定することができる。 Next, the processes (14) and (24) in FIG. 2 are repeated until the variable Mx for counting the number of times of robot horizontal movement reaches 80 (24). When the variable Mx reaches 80, the robot 2 stops. In the display of the nonstandard thickness location, the nonstandard location and thickness value in the entire wafer 1 are displayed, and the nonstandard thickness location and thickness value in the wafer 1 can be detected. Further, in FIG. 3, the non-standard part of the thickness value is displayed and the non-standard part is specified, but the unevenness on the surface of the wafer 1 is displayed by displaying a mark color-coded for each thickness value in all coordinates. Can be measured.

本実施形態では、距離測定器３に取り付けられた非接触距離測定器の数と、距離測定器３に取り付けられた非接触距離測定器３ａ〜３ｅの取り付け間隔と、図２の（２２）でのロボット２のＸ１方向への移動値と、図２の（２０）での座標Ｘに足し合わせる値と、図２の（２３）でのロボット水平動作回数をカウントする変数Ｍｘとにおいて具体的な数値を例として記載しているが、あくまで参考値であり、数値を拘束するものではない。 In the present embodiment, the number of non-contact distance measuring devices attached to the distance measuring device 3, the attachment intervals of the non-contact distance measuring devices 3a to 3e attached to the distance measuring device 3, and (22) in FIG. The movement value of the robot 2 in the X1 direction, the value added to the coordinate X in (20) of FIG. 2, and the variable Mx for counting the number of horizontal movements of the robot in (23) of FIG. Although the numerical value is described as an example, it is only a reference value and does not restrict the numerical value.

また、本発明は非接触距離測定器を移動させることなく、基板を移動させることによっても同様の測定が実現可能である。 In the present invention, the same measurement can be realized by moving the substrate without moving the non-contact distance measuring device.

半導体基板や液晶パネルなどの表面の凹凸を測定する方法として有効である。 It is effective as a method for measuring surface irregularities of semiconductor substrates, liquid crystal panels and the like.

本発明の実施の形態の半導体ウエーハの厚み測定装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the thickness measuring apparatus of the semiconductor wafer of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の動作フローを示す図The figure which shows the operation | movement flow of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のモニター表示の例を示す図The figure which shows the example of the monitor display of embodiment of this invention

Explanation of symbols

１半導体ウエーハ
２ロボット
３距離測定器
３ａ非接触距離測定器
３ｂ非接触距離測定器
３ｃ非接触距離測定器
３ｄ非接触距離測定器
３ｅ非接触距離測定器
４定盤
５処理部
３０印 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Robot 3 Distance measuring device 3a Non-contact distance measuring device 3b Non-contact distance measuring device 3c Non-contact distance measuring device 3d Non-contact distance measuring device 3e Non-contact distance measuring device 4 Surface plate 5 Processing part 30 Mark

Claims

In the thickness measurement method using a plurality of non-contact distance measuring instruments for non-contact measurement of the distance to the substrate,
Recording the coordinates on the substrate;
And a step of measuring the thickness of the substrate at the coordinates on the substrate.

The thickness measuring method according to claim 1, wherein the non-contact distance measuring device moves horizontally to the position of the coordinates.

In a thickness measuring instrument equipped with a plurality of non-contact distance measuring instruments for non-contact measurement of the distance to the substrate,
Means for recording coordinates on the substrate;
And a means for measuring the thickness of the substrate at the coordinates on the substrate.

The thickness measuring instrument according to claim 3, wherein the non-contact distance measuring instrument moves horizontally to the position of the coordinates.