特開 2024-32486 ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、ワークの研磨システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024032486

(43)【公開日】2024-03-12

(54)【発明の名称】ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、ワークの研磨システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/02 20060101AFI20240305BHJP

   G01B 9/02055 20220101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

G01B11/02 G

G01B9/02055

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022136161

(22)【出願日】2022-08-29

(71)【出願人】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(74)【代理人】

【識別番号】100164448

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 雄輔

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 裕司

(72)【発明者】

【氏名】高梨 啓一

【テーマコード（参考）】

2F064

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F064DD02

2F064DD04

2F064FF07

2F064JJ02

2F065AA30

2F065BB01

2F065CC19

2F065DD03

2F065DD15

2F065FF52

2F065GG24

2F065HH03

2F065HH13

2F065JJ02

2F065JJ09

2F065LL67

2F065MM16

2F065PP24

2F065QQ03

(57)【要約】

【課題】本発明は、分光干渉式センサを用いた場合に、精度良くワークの厚さを測定することができる、ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、及びワークの研磨システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のワークの厚さの測定装置は、筐体と、前記筐体内に配置され、ワークの厚さを測定する、測定部と、前記筐体内に配置され、前記筐体内の気流を整流する、整流装置と、を備え、前記測定部は、分光干渉式センサを備える。本発明のワークの研磨システムは、上記のワークの厚さの測定装置が、を、ワーク搬入部及びワーク搬出部のそれぞれに設置されている。本発明のワークの厚さの測定方法は、分光干渉式センサを備えた測定部を用いてワークの厚さを測定する方法であって、前記測定部は、筐体内に配置され、前記筐体内に配置された整流装置を用いて、前記筐体内の気流を整流しながら、前記測定部によりワークの厚さを測定する。
【選択図】図４Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に配置され、ワークの厚さを測定する、測定部と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内の気流を整流する、整流装置と、を備え、
前記測定部は、分光干渉式センサを備えることを特徴とする、ワークの厚さの測定装置。

【請求項2】

機材を格納する格納部をさらに備える、請求項１に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項3】

前記筐体内の上方から、前記整流装置、前記測定部、及び前記格納部の順に配置されており、
前記整流装置と前記測定部との間に第１の仕切り部を有し、
前記測定部と前記格納部との間に第２の仕切り部を有し、
前記第１の仕切り部に、第１の開口部が設けられ、
前記第２の仕切り部に、第２の開口部が設けられている、請求項１又は２に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項4】

前記第２の開口部を有する前記第２の仕切り部は、パンチングプレートである、請求項３に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項5】

前記筐体の、前記格納部を区画する側部に、排気スリットを設けている、請求項２に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項6】

前記筐体の底部は、パンチングプレートで構成されている、請求項１又は２に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項7】

前記筐体の少なくとも内部に、温度センサが配置されている、請求項１又は２に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項8】

前記ワークが、半導体ウェーハである、請求項１又は２に記載のワークの厚さの測定装置。

【請求項9】

ワーク搬入ユニットと、ワーク搬出ユニットとを備え、
請求項１又は２に記載のワークの厚さの測定装置を、前記ワーク搬入ユニット及び前記ワーク搬出ユニットのそれぞれに設置したことを特徴とする、ワークの研磨システム。

【請求項10】

研磨ユニット、洗浄ユニット、及び乾燥ユニットをさらに備えている、請求項９に記載のワークの研磨システム。

【請求項11】

前記ワークが、半導体ウェーハである、請求項９に記載のワークの研磨システム。

【請求項12】

分光干渉式センサを備えた測定部を用いてワークの厚さを測定する、ワークの厚さの測定方法であって、
前記測定部は、筐体内に配置され、
前記筐体内に配置された整流装置を用いて、前記筐体内の気流を整流しながら、前記測定部によりワークの厚さを測定することを特徴とする、ワークの厚さの測定方法。

【請求項13】

前記筐体の少なくとも内部に配置した、温度センサにより、前記筐体の少なくとも内部の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、適したワークの厚さの測定時間を見積もる工程と、
見積もった測定時間で、ワークの厚さを測定する工程と、を含む、請求項１２に記載のワークの厚さの測定方法。

【請求項14】

前記筐体の少なくとも内部に配置した、温度センサにより、前記筐体の少なくとも内部の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、測定の精度の合否を判定する工程を含む、請求項１２に記載のワークの厚さの測定方法。

【請求項15】

前記ワークが、半導体ウェーハである、請求項１２又は１３に記載のワークの厚さの測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、及びワークの研磨システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ等のワークの厚さを測定する方法としては大きく２種類ある。１つは、図１に示すような、ワークのおもて側及び裏側にそれぞれ変位センサを設置して測定する方法である。この方法では２つの変位センサの距離からワークおもて面までの距離と裏面までの距離とを引くことにより、ワークの厚みを算出することができる。

【0003】

しかしながら、この方法では、２つの変位センサの軸ずれ、測定駆動部の振動、及び測定機回りの熱膨張等により、ｎｍオーダーでの測定が簡易的な設計では困難である。

【0004】

もう１つは、図２に示すように、分光干渉式センサを用いて測定する方法である（例えば特許文献１）。この方法では、同軸から照射されるレーザーによってワーク表裏面の反射光を計測して厚さを算出することができる。このため、前述する変位計のような軸ずれや、振動に伴う変位のずれが発生せずに済む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－２９４１５５号公報

【発明の概要】

【0006】

しかしながら、分光干渉式センサは、透過センサであるため、ワークの物性である屈折率に測定結果が影響してしまう。特に屈折率に影響するのが温度である。ワークの測定中に温度変化が生じていると、測定した厚さの結果に誤差が生じてしまう。図３に示すように、ワークの温度とワークの厚さの測定値との間には正の相関があり、ワークの温度が高くなると、ワークの厚さは測定値としては厚く測定されてしまうことがわかる。

【0007】

このような課題に対し、本発明は、分光干渉式センサを用いた場合に、精度良くワークの厚さを測定することができる、ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、及びワークの研磨システム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】

【0008】

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）筐体と、
前記筐体内に配置され、ワークの厚さを測定する、測定部と、
前記筐体内に配置され、前記筐体内の気流を整流する、整流装置と、を備え、
前記測定部は、分光干渉式センサを備えることを特徴とする、ワークの厚さの測定装置。

【0009】

（２）機材を格納する格納部をさらに備える、上記（１）に記載のワークの厚さの測定装置。

【0010】

（３）前記筐体内の上方から、前記整流装置、前記測定部、及び前記格納部の順に配置されており、
前記整流装置と前記測定部との間に第１の仕切り部を有し、
前記測定部と前記格納部との間に第２の仕切り部を有し、
前記第１の仕切り部に、第１の開口部が設けられ、
前記第２の仕切り部に、第２の開口部が設けられている、上記（１）又は（２）に記載のワークの厚さの測定装置。

【0011】

（４）前記第２の開口部を有する前記第２の仕切り部は、パンチングプレートである、上記（３）に記載のワークの厚さの測定装置。

【0012】

（５）前記筐体の、前記格納部を区画する側部に、排気スリットを設けている、上記（２）又は（３）に記載のワークの厚さの測定装置。

【0013】

（６）前記筐体の底部は、パンチングプレートで構成されている、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載のワークの厚さの測定装置。

【0014】

（７）前記筐体の少なくとも内部に、温度センサが配置されている、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載のワークの厚さの測定装置。

【0015】

（８）前記ワークが、半導体ウェーハである、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載のワークの厚さの測定装置。

【0016】

（９）ワーク搬入ユニットと、ワーク搬出ユニットとを備え、上記（１）～（８）のいずれか１つに記載のワークの厚さの測定装置を、前記ワーク搬入ユニット及び前記ワーク搬出ユニットのそれぞれに設置したことを特徴とする、ワークの研磨システム。

【0017】

（１０）研磨ユニット、洗浄ユニット、及び乾燥ユニットをさらに備えている、上記（９）に記載のワークの研磨システム。

【0018】

（１１）前記ワークが、半導体ウェーハである、上記（９）又は（１０）に記載のワークの研磨システム。

【0019】

（１２）分光干渉式センサを備えた測定部を用いてワークの厚さを測定する、ワークの厚さの測定方法であって、
前記測定部は、筐体内に配置され、
前記筐体内に配置された整流装置を用いて、前記筐体内の気流を整流しながら、前記測定部によりワークの厚さを測定することを特徴とする、ワークの厚さの測定方法。

【0020】

（１３）前記筐体の少なくとも内部に配置した、温度センサにより、前記筐体の少なくとも内部の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、適したワークの厚さの測定時間を見積もる工程と、
見積もった測定時間で、ワークの厚さを測定する工程と、を含む、上記（１２）に記載のワークの厚さの測定方法。

【0021】

（１４）前記筐体の少なくとも内部に配置した、温度センサにより、前記筐体の少なくとも内部の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、測定の精度の合否を判定する工程を含む、上記（１２）に記載のワークの厚さの測定方法。

【0022】

（１５）前記ワークが、半導体ウェーハである、上記（１２）又は（１３）に記載のワークの厚さの測定方法。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、分光干渉式センサを用いた場合に、精度良くワークの厚さを測定することができる、ワークの厚さの測定装置、ワークの厚さの測定方法、及びワークの研磨システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】変位センサによる挟み込みでワークの厚さを測定する場合の模式図である。

【図2】分光干渉式センサによりワークの厚さを測定する場合の模式図である。

【図3】ワークの温度とワークの厚さの測定値との関係を示す図である。

【図4A】本発明の一実施形態にかかるワークの厚さの測定装置の概略斜視図である。

【図4B】図４Ａの装置の筐体内の気流について説明するための図である。

【図4C】図４Ａを透過して見た透過斜視図である。

【図5】変形例のワークの厚さの測定装置の概略透過斜視図である。

【図6】ワークの厚さの測定時間と環境温度のばらつき（６σ）との関係を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態にかかるワークの研磨システムの上面図及び下面図である。

【図8】発明例の場合の筐体の内部及び外部の温度の時間変化を示す図である。

【図9】図８における１０秒前の温度との差を示した図である。

【図10】ワークの厚さの測定時間が１０秒、３０秒、６０秒、１２０秒の場合の筐体の内部の温度変化を示す図である。

【図11】発明例のＧＢＩＲ値の結果と平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）でのＧＢＩＲ値の結果との関係を示す図である。

【図12】比較例のＧＢＩＲ値の結果と平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）でのＧＢＩＲ値の結果との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

【0026】

＜ワークの厚さの測定装置＞
図４Ａは、本発明の一実施形態にかかるワークの厚さの測定装置の概略斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの装置の筐体内の気流について説明するための図である。図４Ｃは、図４Ａを透過して見た透過斜視図である。

【0027】

図４Ａ～図４Ｃに示すように、本実施形態のワークの厚さの測定装置１は、筐体２と、筐体２内に配置され、ワークの厚さを測定する、測定部３と、筐体２内に配置され、筐体２内の気流を整流する、整流装置４と、を備えている。さらに、この装置１は、図示例では、機材８を格納するための格納部５を備えている。

【0028】

図示例では、筐体２内の上方から、整流装置４、測定部３、及び格納部５の順に配置されている。整流装置４と測定部３との間に（図示しない）第１の仕切り部を有し、また、測定部３と格納部５との間に第２の仕切り部６を有している。

【0029】

筐体２は、整流装置４、測定部３、及び機材８を収容するのに十分な大きさを有する箱状のものである。本例では、筐体２は、温度変化の小さい物質で構成することが好ましく、例えばＳＵＳ板に断熱材を貼り付けた材料とすることができる。筐体２の測定部３を区画する部分には、厚さ測定の対象となるワーク（本例では、半導体シリコンウェーハ）を搬入可能な搬入口２ａが設けられている。また、筐体２の格納部５を区画する側部には、複数の排気スリット２ｂが設けられている。特に、筐体２の底部は、パンチングプレート７で構成されている。上述した通り、筐体２は、第１の仕切り部と第２の仕切り部６とにより、整流装置４、測定部３、及び格納部５の３つの部分に仕切られているが、本実施形態では、第１の仕切り部には、（複数の）第１の開口部が設けられ（本例では、第１の仕切り部は、パンチングプレートで構成されている）、また、第２の仕切り部６に、（複数の）第２の開口部が設けられ（本例では、第２の仕切り部６は、パンチングプレートで構成されている）ている。これにより、筐体２は、整流装置４、測定部３、及び格納部５の間で、通気が良い状態となっており、さらに、格納部５の側部の排気スリット２ｂ及び底部のパンチングプレート７により、筐体２の外部への排気も十分に行われる状態となっている。

【0030】

測定部３は、分光干渉式センサ３ａを備える。分光干渉式センサ３ａは、ワークＷの径方向に移動可能に構成されている。また、測定部３は、本例では、ワークＷを回転可能に載置可能な保持部３ｂと、保持部３ｂを回転させることによりワークＷを回転させる駆動部（回転モータ）３ｃと、をさらに備える。ワークＷを保持部３ｂに載置し、駆動部３ｃにより保持部３ｂを回転させることでワークＷを回転させながら、分光干渉式センサ３ａをワークＷの径方向に移動させることで、ワークＷの平面上の測定点のらせん状の軌道を描きながら効率良くワークＷの厚さを測定することができる。分光干渉式センサ３ａとしては、既知のものを用いることができる。

【0031】

整流装置４は、筐体２内の気流Ｓを整流するように構成されている。整流装置４としては、既知のＦＦＵ（ファンフィルタユニット）を用いることができる。図４Ｂに気流Ｓの流れを示しているように、筐体２の上方に設置された整流装置４から下方に送風すると、上述の通り、筐体２は、整流装置４、測定部３、及び格納部５の間で、通気が良い状態となっているため、気流Ｓは、整流装置４、測定部３、及び格納部５へと通り抜け、さらに、格納部５の側部の排気スリット２ｂ及び底部のパンチングプレート７の孔により、筐体２の外部への排気がなされる。これにより、筐体２内で空気の滞留が生じない状態となっている。なお、ＦＦＵは、特には限定されないが、０．３～１．５ｍ／秒の風速に設定することが好ましい。

【0032】

機材８としては、駆動部３ｃ等に電力を供給する電源や、ワークの厚さの測定結果を記録するコンピュータ、モータ等の制御ＰＬＣ、ワークの厚さ測定の測定機材（光源や電源）等を例示することができる。筐体２の底部（パンチングプレート７の下面）には、除震機構９が設けられており、筐体２内でのワークの厚さの測定を振動が低減された状態で行うことができる。図示のような小さな円柱状の除震機構９を用いれば、既存の設備に設置しやすい。

【0033】

図５は、変形例のワークの厚さの測定装置の概略透過斜視図である。図５に示すように、筐体２の内部及び外部に、温度センサ（本例では熱電対）１０ａ、１０ｂが配置されていても良い。図示例では、熱電対１０ａは、筐体２の測定部３を区画する部分の内部に設置されており、熱電対１０ｂは、筐体２の測定部３を区画する部分の外部に設置されている。これにより、筐体２（図示例では測定部３）の内部及び外部のそれぞれの温度をモニターすることができる。

【0034】

以下、本実施形態のワークの厚さの測定装置１の作用効果について説明する。
本実施形態のワークの厚さの測定装置１は、筐体２内に配置され、筐体２内の気流を整流する、整流装置４を備えており、図４Ｂに示したように、筐体２（特に測定部３）内の気流Ｓを整流することができ、筐体２（特に測定部３）内で空気の滞留が生じないようにすることができる。これにより、筐体２（特に測定部３）内部での温度変化を、筐体２の外部での温度変化対比で低減することができ、測定環境の温度変化に起因する、分光干渉式センサを用いた場合のワークの厚さの測定値の誤差を低減することができる。
このように、本実施形態のワークの厚さの測定装置１によれば、分光干渉式センサを用いて、精度良くワークの厚さを測定することができる。

【0035】

本実施形態のように、ワークの厚さの測定装置１は、機材８を格納する格納部５を備えることが好ましい。特に、筐体２内の上方から、整流装置４、測定部３、及び格納部５の順に配置されており、整流装置４と測定部３との間に第１の仕切り部を有し、測定部３と格納部５との間に第２の仕切り部６を有し、第１の仕切り部に、第１の開口部が設けられ、第２の仕切り部６に、第２の開口部が設けられていることが好ましく、これにより、図４Ｂに示したように、測定部３内の気流Ｓをほぼ上方から下方への流れに整流することができ、測定部３内の温度変化をより一層低減して、より精度の良いワークの厚さの測定が可能となる。このため、第２の開口部を有する第２の仕切り部６は、パンチングプレートで構成することがより好ましい。測定部３から格納部５への通気を良好にすることができるからである。

【0036】

格納部５は、機材８が格納されるため、機材８による熱が発生するが、筐体２の、格納部５を区画する側部に、排気スリット２ｂを設けることが好ましく、これにより、格納部５に熱がこもるのを抑制しつつ、筐体２内から筐体２の外部への気流Ｓの流れを確保することができるからである。同様の理由により、筐体２の底部は、パンチングプレートで構成されていることが好ましい。
第１の仕切り部、第２の仕切り部６、及び筐体２の底部をパンチングプレートで構成する場合、特には限定されないが、パンチングプレートの全面積（孔が開いていないと仮定した場合の面積）に対する孔面積の総和の割合を３０％以上５０％以下とすることが好ましく、孔はパンチングプレートに均一に配置することが好ましい。
また、排気スリット２ｂは、筐体２の格納部５を区画する側部の全面積（スリットがないと仮定した場合の面積）に対するスリットの孔面積の総和の割合を５％以上３０％以下とすることが好ましい。筐体２のサイズにもよるため特には限定されないが、スリットの長さを１００～４００ｍｍ、スリットの幅を５～１０ｍｍとすることが好ましい。

【0037】

また、図５に示したように、ワークの厚さの測定装置１は、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）に、温度センサ１０ａ（１０ｂ）が配置されていることが好ましい。これにより、温度センサ１０ａにより、筐体２（図示例では測定部３）の内部の温度をモニターすることができる。図６は、ワークの厚さの測定時間と環境温度のばらつき（６σ）との関係を示す図である。図６に示すように、時間が経過するにつれ、温度のばらつきが大きくなる。ワークの厚さの測定時間は、測定点を多くとる観点からは長い方が好ましいが、温度のばらつきが大きくなることから測定の精度が低下する問題もある。そこで、筐体２（図示例では測定部３）の許容されるばらつきの基準値を予め設けることで、できるだけ長時間の測定を行い、測定点を多くすることでワークの厚さの測定精度をさらに高めることができる。
このように、モニターした温度測定結果に基づいて、適したワークの厚さの測定時間を見積もり、見積もった測定時間で、ワークの厚さを測定することができる。
本例のように、筐体２の外部にも温度センサ１０ｂを設けることにより、内部の温度変化が外部の温度変化に比べてどの程度低減されているかを把握して、整流装置４の出力を適宜調整することもできる。

【0038】

また、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）に配置した、温度センサ１０ａ（１０ｂ）により、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、測定の精度の合否を判定することもできる。これにより、精度の低い測定を排除することができる。この合否判定は、内部の温度変化にのみ基づいて行っても良いし、外部の温度変化との相対的関係も考慮して行っても良い。外部の温度変化との相対的関係も考慮する場合、例えば、内部のみが温度変化が大きければ内部要因、内部と外部の両方で温度変化が大きければ外部要因として、温度変化が大きくなる原因を突き止めるのに役立てることもできる。

【0039】

＜ワークの研磨システム＞
図７は、本発明の一実施形態にかかるワークの研磨システム１００の上面図及び下面図である。このシステム１００は、慣例に従い、ワーク搬入ユニット１０１、研磨ユニット１０２、洗浄ユニット１０３、乾燥ユニット１０４、ワーク搬出ユニット１０５がこの順に配置されている。ワーク搬入ユニット１０１の前段及びワーク搬出ユニット１０５の後段には、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ－Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）１０６が配置されている。ワークＷ（本例では、半導体シリコンウェーハ）が収容された ＦＯＵＰ１０６からワークＷが取り出される。取り出されたワークＷは、ワーク搬入ユニット１０１にワークを搬入される。その後、ワーク研磨ユニット１０２にてワークＷが研磨され、次いで、ワーク洗浄ユニット１０３にて研磨後のワークＷが洗浄され、次いで、乾燥ユニット１０４にて洗浄後のワークＷが乾燥され、ワーク搬出ユニット１０５からワークＷが搬出される。搬出されたワークＷは、再びＦＯＵＰ１０６に収容される。各ユニットは、既知の構成とすることができる。

【0040】

ここで、本実施形態では、ワークの厚さの測定装置１が、ワーク搬入ユニット１０１及びワーク搬出ユニット１０５のそれぞれに設置されている。ワークの厚さの測定装置１の構成は、ワークの厚さの測定装置の実施形態において既に説明した通りである。

【0041】

本実施形態のワークの研磨システム１００によれば、ワークの厚さの測定装置の実施形態において既に説明したのと同様に、ワークの厚さの測定装置１により精度良くワークの厚さを測定することができる。そして、ワークの厚さの測定装置１が、ワーク搬入ユニット１０１及びワーク搬出ユニット１０５のそれぞれに設置されているため、研磨前及び研磨後それぞれのワークの厚さを精度良く測定することができ、これにより例えば、研磨量を精度良く算出することができる。

【0042】

＜ワークの厚さの測定方法＞
まず、本実施形態のワークの厚さの測定方法は、ワークの厚さの測定装置の実施形態で説明した装置１を用いて実行することができる。

【0043】

本実施形態のワークの厚さの測定方法は、分光干渉式センサを備えた測定部３を用いてワークＷの厚さを測定する、ワークの厚さの測定方法であり、測定部３は、筐体２内に配置され、筐体２内に配置された整流装置４を用いて、筐体２内の気流を整流しながら、測定部３によりワークＷの厚さを測定するものである。これにより、ワークの厚さの測定装置の実施形態で説明したように、筐体２（特に測定部３）内部での温度変化を、筐体２の外部での温度変化対比で低減しながら測定を行うことができ、測定環境の温度変化に起因する、分光干渉式センサを用いた場合のワークの厚さの測定値の誤差を低減することができる。
このように、本実施形態のワークの厚さの測定方法によれば、分光干渉式センサを用いて、精度良くワークの厚さを測定することができる。

【0044】

ここで、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）に配置した、温度センサ１０ａ（１０ｂ）により、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、適したワークＷの厚さの測定時間を見積もる工程と、見積もった測定時間で、ワークＷの厚さを測定する工程と、を含むことが好ましい。ワークＷの厚さの測定装置の実施形態で説明したように、できるだけ測定時間を長くして測定点を多くとることで、より精度の高い測定が可能となるからである。

【0045】

また、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）に配置した、温度センサ１０ａ（１０ｂ）により、筐体２の少なくとも内部（本例では内部及び外部のそれぞれ）の温度をモニターし、モニターした温度測定結果に基づいて、測定の精度の合否を判定する工程を含むことも好ましい。これにより、精度の低い測定を排除することができる。

【実施例0046】

本発明の効果を確かめるため、図４Ａ～図４Ｃに示したようなワークの厚さ測定装置を用いた場合（発明例）と、一般的なクリーンルームの場合（比較例）とで、対比実験を行った。

【0047】

図８は、発明例の場合の筐体２の内部及び外部の温度の時間変化を示す図である。なお、整流装置４はオンにした。図８に示すように、筐体２の内部では、外部に対比して温度が時間とともに低下する傾向は共通するものの、短い時間でのばらつきは小さいことがわかる。

【0048】

上記の点をより明確にするために、図９は、図８における１０秒前の温度との差を示した図である。筐体２の内部では、外部対比で１０秒程度の時間での温度変化は小さいことがわかる。このことから、外部では外乱による気流の変化が温度の変化を発生させている一方で、内部では整流によりそれが抑えられていることが推測される。

【0049】

図１０は、ワークの厚さの測定時間が１０秒、３０秒、６０秒、１２０秒の場合の筐体の内部の温度変化を示す図である。図１０に示したように、筐体の内部では、温度変化が抑制されているものの、測定時間が短い方がより抑制効果が発揮できていることがわかる。このことを測定時間と温度変化のばらつき（６σ）との関係で示したのが、先の図６である。これにより、例えば、６σの基準値を０．２と設定すると、測定時間としておよそ９０秒を見積もることができる。

【0050】

次に、発明例の場合と、比較例の場合とで、分光干渉式センサを用いてワーク（径３００ｍｍの半導体シリコンウェーハ）の厚さを測定した。測定は、ワークを保持部に載置し、駆動部により保持部を回転させることでワークを回転させながら、分光干渉式センサをワークの径方向に移動させることで、らせん状の軌道を描きながらワークの厚さを測定する、スパイラル測定とした。測定は１ｍｍピッチ、回転スピード３０ｒｐｍ、測定時間６０秒で行った。別途、平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）におる測定を行っておき、この結果を正として、平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）での測定と相関が高い方が、ワークの厚さの測定の精度が高いものとした。得られた測定値からＧＢＩＲ（Ｇｌｏｂａｌ ｆｌａｔｎｅｓｓ Ｂａｃｋ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｉｄｅａｌ Ｒａｎｇｅ）値を算出した。

【0051】

図１１は、発明例のＧＢＩＲ値の結果と平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）でのＧＢＩＲ値の結果との関係を示す図であり、図１２は、比較例のＧＢＩＲ値の結果と平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）でのＧＢＩＲ値の結果との関係を示す図である。図１１、図１２において、縦軸及び横軸は、規格化している。図１１、図１２においては、１次近似式の傾きが「１」に近い方が、発明例や比較例と平坦度測定器（ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ）との相関が高いことを意味する。

【0052】

図１１と図１２との対比により、発明例では比較例よりもＧＢＩＲ値を精度良く求められたことがわかる。このことから、発明例では比較例よりもワークの厚さを精度良く測定できたことがわかる。

【符号の説明】

【0053】

１：ワークの厚さの測定装置、
２：筐体、
２ａ：搬入口、
２ｂ：排気スリット、
３：測定部、
３ａ：分光干渉式センサ、
３ｂ：保持部、
３ｃ：駆動部、
４：整流装置、
５：格納部、
６：第２の仕切り部、
７：パンチングプレート、
８：機材、
９：除震機構、
１０ａ、１０ｂ：温度センサ、
１００：ワークの研磨システム、
１０１：ワーク搬入ユニット、
１０２：研磨ユニット、
１０３：洗浄ユニット、
１０４：乾燥ユニット、
１０５：ワーク搬出ユニット、
１０６：ＦＯＵＰ、
Ｓ：気流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】