(57)【要約】【課題】定盤上に薄板状被測定物を設置する際に、被測定物を適正な姿勢で載置することができ、作業性を向上させることができる薄板状被測定物用保持治具を提供する。【解決手段】ウエハ１０（薄板状被測定物）を載置する少なくとも３個の基準ブロック２と、これらの複数の基準ブロック２を、それぞれの貫通孔３４の中で上下移動可能に保持するフレーム状の基台３と、その基台３に取り付けられ、基準ブロック２に載置されたウエハ１０の側面を突き当てた状態で位置決めを行う位置決め部材４とを有し、基準ブロック２は、基台３よりも上下方向寸法が大きく形成され、その下面２１ａが定盤１０１上に設置され、上面が基準面２１ｂとしてウエハ１０を載置する構成とされている。【選択図】      図１
2013185998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置の定盤上に設置して使用する薄板状被測定物用保持治具であって、被測定物を載置する少なくとも３個の基準ブロックと、これらの複数の基準ブロックを、それぞれの貫通孔の中で上下移動可能に保持するフレーム状の基台と、該基台に取り付けられ、前記基準ブロックに載置された前記被測定物の側面を突き当てた状態で位置決めを行う位置決め部材とを有し、前記基準ブロックは、前記基台よりも上下方向寸法が大きく形成され、その下面が前記定盤上に設置され、上面が基準面として前記被測定物を載置する構成であることを特徴とする薄板状被測定物用保持治具。
【請求項２】
前記基台は、複数のアーム部材を有しているとともに、前記基準ブロックは、長尺状に形成され、各アーム部材にその長さ方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄板状被測定物用保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の薄板状の被測定物を測定する際に用いられる薄板状被測定物用保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやハードディスク等の薄板状の被測定物の平坦度や寸法等を測定するために、様々な測定装置が開発されている。これらの測定装置では、被測定物を適正な姿勢で支持するための測定用保持治具が用いられ、測定用保持治具を定盤上に設置した状態で被測定物の測定が行われる。
例えば、特許文献１では、被測定物のワークを支持するための支持板を有する複数の基準ブロックにより、ワークを定盤上に安定した状態で支持し、測定を行う旨が記載されている。また、特許文献２には、被測定物を載置する測定補助台が開示されている。さらに、特許文献３には、被測定物の半導体ウエハをウエハホルダ上に水平に載せて吸着保持し、レーザ干渉計や光学式又は超音波式測距センサを用いて測定する装置が記載されている。
【０００３】
ところで、測定装置の中には、例えば、被測定物の測定面の裏面側からの投光を表面から検出して測定する透過型の測定装置もある。このような測定装置においては、被測定物を載置する定盤の表面がガラス等の透明素材により鏡面に仕上げられ、被測定物を定盤上に直に設置して測定できるようになっている。また、被測定物は、図５に示すように、定盤１０１上に設けられたストッパ１０３に突き当てた状態で位置決めされ、所定の位置に設置できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２‐２４２８１２号公報
【特許文献２】特開平７‐１８１０３１号公報
【特許文献３】特開２０００‐１７１２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、薄板状の被測定物を定盤上に直に載置した場合、測定後に被測定物を取り外す際に、定盤上に密着して取り外しにくい。また、ストッパと定盤との隙間に被測定物が引っ掛かるなどして割れ易いという問題があった。
この場合、特許文献１のように、複数の基準ブロックを用いて被測定物を支持する場合には、個々の基準ブロックを被測定物に合わせて調整する必要があり、作業性が悪い。そして、特許文献２のように、測定補助台に被測定物を載置する場合には、定盤上に被測定物を載置した場合と同様に、載置面に被測定物が密着して取り外しにくいという問題がある。さらに、特許文献３のように、被測定物を吸着保持する場合には、薄板状の被測定物に変形が生じるおそれがあり、被測定物を正確な姿勢で支持することが難しくなる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、定盤上に薄板状被測定物を設置する際に、被測定物を適正な姿勢で載置することができ、作業性を向上させることができる薄板状被測定物用保持治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、測定装置の定盤上に設置して使用する薄板状被測定物用保持治具であって、被測定物を載置する少なくとも３個の基準ブロックと、これらの複数の基準ブロックを、それぞれの貫通孔の中で上下移動可能に保持するフレーム状の基台と、該基台に取り付けられ、前記基準ブロックに載置された前記被測定物の側面を突き当てた状態で位置決めを行う位置決め部材とを有し、前記基準ブロックは、前記基台よりも上下方向寸法が大きく形成され、その下面が前記定盤上に設置され、上面が基準面として前記被測定物を載置する構成であることを特徴とする。
【０００８】
定盤上に設置される基準ブロックによって薄板状被測定物を定盤から浮かせた状態で保持するので、被測定物が定盤上に張り付くことを防止できる。この場合、被測定物は基準ブロックの上面の基準面で適正な姿勢で載置される。また、複数の基準ブロックを基台で支持することにより、個々の基準ブロックを一体にして取扱うことができるので、基準面の設置が容易であり、作業性を向上させることができる。また、基台は、フレーム状に形成されているため、透過型の測定装置に用いた場合でも定盤側からの投光の大部分を遮ることなく通過させることができる。
【０００９】
本発明の薄板状被測定物用保持治具において、前記基台は、複数のアーム部材を有しているとともに、前記基準ブロックは、長尺状に形成され、各アーム部材にその長さ方向に沿って設けられているとよい。
この場合、被測定物とフレーム状の基台とが重なる部分を少なくでき、定盤側からの投光を確保して測定を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定盤上に薄板状被測定物を設置する際に、複数の基準ブロックをフレーム状の基台により一体にして取扱うこととしたので、被測定物を基準ブロックによって定盤から浮かせた状態で、かつ、適正な姿勢で載置することができ、基準面の設置を容易にして作業性を向上させることができる。また、基台をフレーム状に形成したので、透過型の測定装置に用いた場合でも定盤側からの投光を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の薄板状被測定物用保持治具の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す基準ブロックの構造を説明する図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）に示すＸ‐Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）が（ａ）に示すＹ‐Ｙ線に沿う断面図である。
【図３】図２（ｃ）に示す薄板状被測定物用保持治具の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の薄板状被測定物用保持治具が設置される測定装置の一例を示す斜視図である。
【図５】従来の薄板状被測定物の支持状態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の薄板状被測定物用保持治具の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態の薄板状被測定物用保持治具１は、例えば、図４に示すような三次元測定装置１００の定盤１０１上に設置され、半導体ウエハやハードディスク等の薄板状被測定物を載置するために用いられる。この測定装置１００は、ｘｚ軸方向に移動可能な測定ヘッド１０２と、ｙ軸方向に移動可能で透明なガラスで形成された定盤１０１とを備え、被測定物の裏面側からの投光を表面側で検出して測定することができる。ここでは、薄板状被測定物として図１に示す円板状のウエハ１０を用いて説明する。
【００１３】
薄板状被測定物用保持治具１は、図１及び図２に示すように、ウエハ１０を載置する４個の基準ブロック２と、これらの基準ブロック２を、それぞれの貫通孔３４の中で上下移動可能に保持するフレーム状の基台３と、この基台３に取り付けられ、基準ブロック２に載置されたウエハ１０の側面を突き当てた状態で位置決めを行う位置決め部材４とを有する。
【００１４】
基台３は、複数のアーム部材３１，３２により構成され、各アーム部材３１，３２は、例えば塩化ビニールにより形成されている。そして、図１に示すように、Ｘ字型に交差して配置される各アーム部材３１には、長さ方向に沿う貫通孔３４が２個ずつ形成され、これら貫通孔３４の中で基準ブロック２を上下移動可能に支持する。また、アーム部材３１には、一対の位置決め部材４が、アーム部材３１の長さ方向に沿ってスライド可能に支持されている。
なお、図１に示す符号３３は、薄板状被測定物用保持治具１を移動させる際に使用する取手である。
【００１５】
基準ブロック２は、図２に示すように、断面矩形状で長尺に形成され、基台３の各アーム部材３１に、その長さ方向に沿って設けられたブロック本体２１と、このブロック本体２１の長さ方向の前後に一体に取り付けられたピン２２とにより構成される。各ブロック本体２１は、同じ寸法、同じ形状に形成され、特にその上面２１ｂ及び下面２１ａは、工作機械の定盤上に並べて共加工することにより形成される。
また、基台３のアーム部材３１には、基準ブロック２のピン２２を上下移動可能にアーム部材３１との間に支持するブロック押さえ３５と、アーム部材３１にブロック押さえ３５を固定するボルト３６とが設けられている。
【００１６】
ブロック本体２１は、例えば、ＳＵＳ３０３のステンレス鋼材により形成され、基台３よりも上下方向寸法が大きく形成され、その下面２１ａが定盤１０１上に設置され、上面が基準面２１ｂとしてウエハ１０を載置する構成となっている。
したがって、基台３を持ち上げると、基準ブロック２は、ブロック本体２１の下面２１ａが基台３の下面より下方に突出し、基台３を定盤１０１の上に載置すると、ブロック本体２１の下面２１ａも定盤１０１上に載置され、ブロック本体２１の上面２１ｂが基台３の上面より上方に突出した状態で定盤１０１と平行な同一平面上に配置される。この場合、基台３が定盤１０１上に載置された状態において、基準ブロック２は、図３に示すように、基台３との間に上下方向の隙間ｔ１，ｔ２が設けられた状態で基準ブロック２の下面２１ａが定盤１０１上に設置される。
【００１７】
位置決め部材４は、図２に示すように、アーム部材３１の長さ方向に沿って移動可能なスライド部材４１と、このスライド部材４１に取り付けられるプランジャーピン４２とを備え、プランジャーピン４２の先端軸部４３を、アーム部材３１に形成された位置決め孔３７に係合させることにより、スライド部材４１を所定の位置に配置する。
また、スライド部材４１は、基準ブロック２を跨ぐようにアーム部材３１に取り付けられており、基準ブロック２の長さの範囲でアーム部材３１に沿って移動させることができる。また、位置決め孔３７は、基準ブロック２の両側にアーム部材３１の長さ方向に間隔をあけて複数形成されており、載置するウエハのサイズに応じてスライド部材４１を配置できるようになっている。そして、この位置決め孔３７の下面側には、位置決め孔３７を封止するように、スペーサ部材３８が取り付けられている。これらスペーサ部材３８及びスライド部材４１は、アーム部材３１，３２と同じ塩化ビニールにより形成されている。
【００１８】
なお、プランジャーピン４２は、上部のボタン４４を押して頭部を下げた状態では先端軸部４３が突出し、再度ボタン４４を押して、図２の二点鎖線で示すように、頭部を上げた状態では先端軸部４３が収納された状態となる。すなわち、ボタン４４を押して頭部を下げた状態では、先端軸部４３と位置決め孔３７とが嵌合することにより、スライド部材４１の移動が拘束される。また、頭部を上げた状態では、先端軸部４３は位置決め孔３７から引き上げられて収納された状態となり、スライド部材４１がアーム部材３１に沿って移動可能となる。したがって、大きさの異なる被測定物を載置する際には、位置決め部材４をスライドさせるだけで被測定物の側面の突き当て面を移動させることができるため、種々の大きさの被測定物に対応することができる。
【００１９】
次に、このように構成した薄板状被測定物用保持治具１を定盤上１０１に設置すると、図３に示すように、基準ブロック２は基台３に干渉することなく、上下方向の隙間ｔ１，ｔ２が設けられた状態で定盤１０１上に載置され、各基準ブロック２のブロック本体２１の上面２１ｂは、定盤１０１と平行な同一平面上に配置される。これにより、ウエハ１０を基準ブロック２によって定盤１０１から浮かせた状態で、かつ、適正な姿勢で載置することができ、ウエハ１０が定盤１０１上に張り付くことを防止することができる。
また、各基準ブロック２は基台３で支持されているため、薄板状測定物用保持治具１を移動させる際には、基準ブロック２を一体にして取扱うことができる。そのため、基準面２１ｂの設置が容易であり、作業性を向上させることができる。
また、図１に示すように、基台３は、アーム部材３１，３２によってフレーム状に形成されているので、ウエハ１０と基台３とが重なる部分を少なくでき、定盤１０１側からの投光の大部分を遮ることなくウエハ１０に投光することができるため、測定を円滑に行うことができる。
【００２０】
なお、図５に示すように、定盤１０１上にストッパ１０３を設けた構成とした場合、薄物のウエハ１０の設置や取外しを繰り返すことで、定盤１０１のガラス面に傷がつくおそれがあるが、本発明の薄板状被測定物用保持治具は、定盤１０１上の任意の位置に設置することができるとともに、ウエハ１０自体を定盤１０１上に直接載置しない構成としているので、定盤１０１の表面に傷が付き難い構成となっている。
【００２１】
なお、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態の薄板状被測定物用保持治具１は、基準ブロック２を４個用いて構成したが、３個の基準ブロックでも、薄板状被測定物を安定して載置することが可能である。
また、基台をＸ字型に交差して配置したアーム部材によりフレーム状に構成したが、このフレーム状の形状はこれに限るものではなく、四角形の枠状としても良いし、任意の形状を採用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  薄板状被測定物用保持治具
２  基準ブロック
３  基台
４  位置決め部材
１０  ウエハ（薄板状被測定物）
２１  ブロック本体
２１ａ  下面
２１ｂ  上面（基準面）
２２  ピン
３１，３２  アーム部材
３３  取手
３４  貫通孔
３５  ブロック押さえ
３６  ボルト
３７  位置決め孔
３８  スペーサ部材
４１  スライド部材
４２  プランジャーピン
４３  先端軸部
４４  ボタン
１００  三次元測定装置
１０１  定盤
１０２  測定ヘッド
１０３  ストッパ
【図１】
2013185998.tif 000003
【図２】
2013185998.tif 000004
【図３】
2013185998.tif 000005
【図４】
2013185998.tif 000006
【図５】
2013185998.tif 000007