(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を置いて対向配置される一対の距離センサを備えた測定手段と、
半導体ウェーハを保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させるロボットハンドを備えたロボットと、
を有し、
前記ロボットハンドは、複数枚の半導体ウェーハが収容されるカセットボックスから一枚の半導体ウェーハを保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させた後、前記カセットボックスまたは他のカセットボックス内に収容し、
前記測定手段は、前記半導体ウェーハの前記一対の距離センサの間の移動時に、前記ロボットハンドに保持される前記半導体ウェーハを所定間隔を置いて対向配置した一対のローラで挟持して前記半導体ウェハの振動を防止する振動防止手段を有する
ことを特徴とする半導体ウェーハの厚さ測定装置。
【請求項２】
所定間隔を置いて対向配置される一対の距離センサを備えた測定手段と、
半導体ウェーハを保持し前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させるロボットハンドを備えたロボットと、
を有し、
前記ロボットハンドは、前工程で処理された半導体ウェーハを直接保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させた後、次工程に直接供給し、
前記測定手段は、前記半導体ウェーハの前記一対の距離センサの間の移動時に、前記ロボットハンドに保持される前記半導体ウェーハを所定間隔を置いて対向配置した一対のローラで挟持して前記半導体ウェハの振動を防止する振動防止手段を有する
ことを特徴とする半導体ウェーハの厚さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの厚さを測定するための半導体ウェーハの厚さ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの表面形状を測定するための装置として、例えば、特公平５−７７１７９号公報，特開平１０−４７９４９号公報等に開示されるものが知られている。
図７は、特公平５−７７１７９号公報に開示される装置を示すもので、この装置では、回転可能な真空チャック１にシリコンウェーハ等の半導体ウェーハ２が吸着支持されている。
【０００３】
半導体ウェーハ２の両側には、変位計３が配置され、これ等の変位計３がアーム４および支持部材５により支持されている。
そして、この装置では、半導体ウェーハ２の形状評価においては、半導体ウェーハ２の用途が、例えば、平面等の基準面に密着されることを前提としていることから、必要とされる領域内において測定された厚さのデータ群のバラツキが半導体ウェーハ２の平坦度とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の測定装置は、一般に大型であり、また、所定位置に据え付けられているため、測定が必要な時には、半導体ウェーハ２を装置まで運搬する必要があるという問題があった。
すなわち、半導体製造ライン等においては、半導体ウェーハ２を研削，研磨，ラップ等の加工装置により加工しながら、その厚さを測定して加工状態を知り、この状態に基づいて加工装置の設定条件を調整することが行われているが、このような場合に、半導体ウェーハ２を測定装置まで運搬する必要があり、全体の作業能率が極端に低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、半導体製造ラインにおいて半導体ウェーハの厚さを容易に測定することができる半導体ウェーハの厚さ測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の半導体ウェーハの厚さ測定装置は、所定間隔を置いて対向配置される一対の距離センサを備えた測定手段と、半導体ウェーハを保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させるロボットハンドを備えたロボットと、を有し、前記ロボットハンドは、複数枚の半導体ウェーハが収容されるカセットボックスから一枚の半導体ウェーハを保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させた後、前記カセットボックスまたは他のカセットボックス内に収容し、前記測定手段は、前記半導体ウェーハの前記一対の距離センサの間の移動時に、前記ロボットハンドに保持される前記半導体ウェーハを所定間隔を置いて対向配置した一対のローラで挟持して前記半導体ウェハの振動を防止する振動防止手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の半導体ウェーハの厚さ測定装置は、所定間隔を置いて対向配置される一対の距離センサを備えた測定手段と、半導体ウェーハを保持し前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させるロボットハンドを備えたロボットと、を有し、前記ロボットハンドは、前工程で処理された半導体ウェーハを直接保持し、前記測定手段の一対の距離センサの間を移動させた後、次工程に直接供給し、前記測定手段は、前記半導体ウェーハの前記一対の距離センサの間の移動時に、前記ロボットハンドに保持される前記半導体ウェーハを所定間隔を置いて対向配置した一対のローラで挟持して前記半導体ウェハの振動を防止する振動防止手段を有することを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１の半導体ウェーハの厚さ測定装置では、測定手段の一対の距離センサの間を移動することにより厚さの測定が行われ、この後、半導体ウェーハが、元のカセットボックスまたは他のカセットボックス内に収容される。
そして、半導体ウェーハの一対の距離センサの間の移動時に、ロボットハンドに保持される半導体ウェーハを所定間隔を置いて対向配置した一対のローラで挟持して半導体ウェハの振動を防止する。
【００１３】
請求項４の半導体ウェーハの厚さ測定装置では、半導体ウェーハが、セラミックスプレートを介してロボットハンドに保持され、半導体ウェーハの厚さがセラミックスプレート上で直接測定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１および図２は、本発明の半導体ウェーハの厚さ測定装置の第１の実施形態を示している。
これ等の図において、符号１１は、半導体製造ラインに配置される架台を示している。
この架台１１の一側には、例えば、シリコンウェーハからなる半導体ウェーハ１３の厚さを測定するための測定装置１５が配置されている。
【００１６】
この測定装置１５は、上下方向に所定間隔を置いて対向配置される一対の距離センサ１７を備えている。
この距離センサ１７には、例えば、光反射型のセンサが使用されている。
一対の距離センサ１７は、ブラケット１９を介して装置本体２１に固定されている。
【００１７】
装置本体２１の上部には、回転テーブル２３が配置されている。
この回転テーブル２３は、上下方向に移動自在とされている。
また、この実施形態では、距離センサ１７の近傍には、半導体ウェーハ１３の一対の距離センサ１７の間の移動時に、ロボットハンド２５に保持される半導体ウェーハ１３の振動を防止する振動防止機構２７が配置されている。
【００１８】
この振動防止機構２７は、上下方向に間隔を置いて配置され、半導体ウェーハ１３を挟持する一対のローラ２９により構成されている。
架台１１の中央には、ロボット３１が配置されている。
【００１９】
このロボット３１のロボット本体３３の上部には、半導体ウェーハ１３を保持し、測定装置１５の一対の距離センサ１７の間を移動させるロボットハンド２５が配置されている。
このロボットハンド２５は、第１のアーム３５，第２のアーム３７およびハンド部３９を備えている。
【００２０】
第１のアーム３５の一端は、ロボット本体３３の回転軸４１に固定されている。
回転軸４１は、上下方向に移動自在とされている。
第１のアーム３５とハンド部３９とは、第２のアーム３７を介して揺動自在に連結されている。
ハンド部３９には、半導体ウェーハ１３を真空吸着するための吸着パッド４３が固定されている。
【００２１】
この吸着パッド４３は、二股状をしており、二股部４３ａの先端に図示しない吸着部が形成されている。
架台１１の他側には、第１のカセットボックス４５および第２のカセットボックス４７が配置されている。
この実施形態では、第１のカセットボックス４５内には、上下方向に間隔を置いて複数の半導体ウェーハ１３が収容されている。
【００２２】
上述した半導体ウェーハの厚さ測定装置では、半導体ウェーハ１３の厚さの測定が以下述べるようにして行われる。
すなわち、先ず、ロボットハンド２５のハンド部３９の吸着パッド４３が、回転軸４１を上方に移動することにより、第１のカセットボックス４５内に収容される測定すべき半導体ウェーハ１３の下面位置まで上昇される。
【００２３】
この後、ロボットハンド２５を駆動することにより、吸着パッド４３が第１のカセットボックス４５内の測定すべき半導体ウェーハ１３の下方に位置され、吸着パッド４３に半導体ウェーハ１３が吸着保持される。
【００２４】
この後、ロボットハンド２５を駆動することにより、半導体ウェーハ１３が第１のカセットボックス４５から取り出され、回転軸４１の下方への移動により、半導体ウェーハ１３が一対の距離センサ１７の中間の高さに位置される。
次に、ロボットハンド２５を駆動することにより、半導体ウェーハ１３の一端側が、一対の距離センサ１７の間に移動される。
【００２５】
そして、この時に、半導体ウェーハ１３が振動防止機構２７の一対のローラ２９の間に挟持され半導体ウェーハ１３の振動が抑制される。
この後、ロボットハンド２５を駆動することにより、半導体ウェーハ１３が、一対の距離センサ１７の間を移動され、半導体ウェーハ１３の第１の直径１３ａ上の厚さが測定される。
【００２６】
次に、吸着パッド４３への半導体ウェーハ１３の吸着が解除され、半導体ウェーハ１３が載置される測定装置１５の回転テーブル２３が上方に移動され、回転テーブル２３が９０度回転される。
この後、半導体ウェーハ１３が載置される回転テーブル２３が下方に移動され、半導体ウェーハ１３が吸着パッド４３に再度吸着される。
【００２７】
この後、ロボットハンド２５を駆動することにより、半導体ウェーハ１３が、上述した方向と逆に、一対の距離センサ１７の間を移動され、半導体ウェーハ１３の第１の直径１３ａに直交する第２の直径１３ｂ上の厚さが測定される。
次に、回転軸４１を上方に移動することにより、半導体ウェーハ１３が、第２のカセットボックス４７の収容位置まで上昇され、ロボットハンド２５を駆動することにより、半導体ウェーハ１３が第２のカセットボックス４７内に収容される。
【００２８】
以上のように構成された半導体ウェーハの厚さ測定装置では、半導体製造ラインに配置されるロボットハンド２５により半導体ウェーハ１３を保持し、測定装置１５の一対の距離センサ１７の間を移動させることにより半導体ウェーハ１３の厚さが測定されるため、半導体製造ラインにおいて半導体ウェーハ１３の厚さを容易に測定することができる。
【００２９】
また、上述した半導体ウェーハの厚さ測定装置では、複数枚の半導体ウェーハ１３が収容される第１のカセットボックス４５から一枚の半導体ウェーハ１３がロボットハンド２５により保持され、測定装置１５の一対の距離センサ１７の間を移動することにより厚さの測定が行われ、この後、半導体ウェーハ１３が、第２のカセットボックス４７内に収容されるため、第１のカセットボックス４５内に収容される半導体ウェーハ１３の厚さを容易に測定することができる。
【００３０】
さらに、上述した半導体ウェーハの厚さ測定装置では、測定装置１５に、半導体ウェーハ１３の一対の距離センサ１７の間の移動時に、ロボットハンド２５に保持される半導体ウェーハ１３の振動を防止する振動防止機構２７を配置したので、半導体ウェーハ１３の厚さの測定精度を向上することができる。
なお、上述した第１の実施形態では、第１のカセットボックス４５内の半導体ウェーハ１３の厚さを測定した後、半導体ウェーハ１３を第２のカセットボックス４７内に収容した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、第１のカセットボックス４５内に戻すようにしても良い。
【００３１】
また、上述した第１の実施形態では、振動防止機構２７に一対のローラ２９を使用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、空気軸受け等を使用しても良い。
さらに、上述した第１の実施形態では、測定装置１５の回転テーブル２３を９０度回転することにより、半導体ウェーハ１３の直交する第１の直径１３ａおよび第２の直径１３ｂの厚さ測定を行った例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図３に示すように、半導体ウェーハ１３の第１の直径１３ａの厚さを測定した後に、ロボットハンド２５Ａの吸着パッド４３Ａに吸着される半導体ウェーハ１３を、第１の直径１３ａに対して直交する方向に移動して第２の直径１３ｂの厚さを測定するようにしても良い。
【００３２】
また、上述した第１の実施形態では、半導体ウェーハ１３の保持を吸着パッド４３により行った例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、図４および図５に示すように、開閉可能とされる一対のハンド５１の爪部５１ａにより、半導体ウェーハ１３の外周を把持して保持するようにしても良い。
【００３３】
そして、この場合には、第１のカセットボックス４５内に収容される半導体ウェーハ１３を、長尺状の押圧部材５３により押圧し、押圧部材５３の受け部５３ａに半導体ウェーハ１３を載置し、第１のカセットボックス４５から取り出した後、一対のハンド５１により保持するのが望ましい。
図６は、本発明の半導体ウェーハの厚さ測定装置の第２の実施形態を示すもので、この実施形態では、半導体製造ラインの洗浄乾燥装置５５とラッピング加工装置５７との間にロボットハンド２５Ｂを有するロボット３１Ｂが配置されている。
【００３４】
そして、ロボット３１Ｂの前方に、上下方向に間隔を置いて一対の距離センサ１７を有する測定装置１５が配置されている。
この実施形態では、前工程の洗浄乾燥装置５５で処理された半導体ウェーハ１３が、ロボットハンド２５Ｂにより直接保持され、測定装置１５の一対の距離センサ１７の間を移動された後に、次工程のラッピング加工装置５７に直接供給される。
【００３５】
この実施形態の半導体ウェーハの厚さ測定装置では、半導体製造ラインの前工程で処理された半導体ウェーハ１３が、ロボットハンド２５Ｂにより直接保持され、測定装置１５の一対の距離センサ１７の間を移動することにより厚さの測定が行われ、この後、半導体ウェーハ１３が、ロボットハンド２５Ｂにより半導体製造ラインの次工程に直接供給されるため、運搬および測定のために、半導体ウェーハ１３をカセットボックスに収容する必要がなくなり、半導体ウェーハ１３の製造時間を短縮することができる。
【００３６】
なお、この第２の実施形態では、半導体ウェーハ１３の中央部が円弧状に簡易に測定されるが、必要により直交する直径を測定可能な構成にしても良い。
【００４１】
なお、上述した実施形態では、距離センサ１７に光反射型のセンサを使用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、非接触レーザ変位計，静電容量型変位計等の変位計を使用することができる。
また、上述した実施形態では、半導体ウェーハ１３の第１の直径１３ａを任意に選択した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、半導体ウェーハ１３の結晶方位に対する測定方向が必要である場合には、例えば、半導体ウェーハ１３に形成されるノッチあるいはオリエンテーションフラットを検出して測定方向を決定するようにしても良い。
【００４２】
さらに、上述した実施形態では、半導体ウェーハ１３の直径方向の位置をロボット３１の制御装置からの信号により検出した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、半導体ウェーハ１３の位置を測定する位置測定手段を別に配置しても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の半導体ウェーハの厚さ測定装置では、複数枚の半導体ウェーハが収容されるカセットボックスから一枚の半導体ウェーハが半導体製造ラインに配置されるロボットハンドにより保持され、測定手段の一対の距離センサの間を移動することにより厚さの測定が行われ、この後、半導体ウェーハが、元のカセットボックスまたは他のカセットボックス内に収容されるため、カセットボックス内に収容される半導体ウェーハの厚さを容易に測定することができる。
また、測定手段に、半導体ウェーハの一対の距離センサの間の移動時に、ロボットハンドに保持される半導体ウェーハの振動を防止する振動防止手段を配置したので、半導体ウェーハの厚さの測定精度を向上することができる。
【００４４】
請求項２の半導体ウェーハの厚さ測定装置では、半導体製造ラインの前工程で処理された半導体ウェーハが、ロボットハンドにより直接保持され、測定手段の一対の距離センサの間を移動することにより厚さの測定が行われ、この後、半導体ウェーハが、ロボットハンドにより半導体製造ラインの次工程に直接供給されるため、運搬および測定のため半導体ウェーハをカセットボックスに収容する必要がなくなり、半導体ウェーハの製造時間を短縮することができる。
また、測定手段に、半導体ウェーハの一対の距離センサの間の移動時に、ロボットハンドに保持される半導体ウェーハの振動を防止する振動防止手段を配置したので、半導体ウェーハの厚さの測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の半導体ウェーハの厚さ測定装置の第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】  図１の半導体ウェーハの厚さ測定装置を示す上面図である。
【図３】  半導体ウェーハをロボットハンドに保持したままの状態で、半導体ウェーハの直交する直径を測定する例を示す説明図である。
【図４】  カセットボックスから半導体ウェーハを取り出す他の例を示す上面図である。
【図５】  図４の側面図である。
【図６】本発明の半導体ウェーハの厚さ測定装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【図７】  従来の半導体ウェーハの厚さ測定装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１３  半導体ウェーハ
１５  測定装置
１７  距離センサ
２５  ロボットハンド
２７  振動防止機構
３１  ロボット
４５  第１のカセットボックス
４７  第２のカセットボックス
【図１】
0004015762.tif 000002
【図２】
0004015762.tif 000003
【図３】
0004015762.tif 000004
【図４】
0004015762.tif 000005
【図５】
0004015762.tif 000006
【図６】
0004015762.tif 000007
【図７】
0004015762.tif 000008