JPS632324B2 - - Google Patents
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- JPS632324B2 JPS632324B2 JP13772780A JP13772780A JPS632324B2 JP S632324 B2 JPS632324 B2 JP S632324B2 JP 13772780 A JP13772780 A JP 13772780A JP 13772780 A JP13772780 A JP 13772780A JP S632324 B2 JPS632324 B2 JP S632324B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シリコンウエハ、GGGウエハ、プ
リント基板、セラミツク基板などの基板表面の平
坦度を測定する装置に関するものである。
リント基板、セラミツク基板などの基板表面の平
坦度を測定する装置に関するものである。
半導体集積回路製造では、マスクパターンをウ
エハ上に投影する投影式アライニングが主流とな
つてきている。投影式アライナではウエハチヤツ
ク上のウエハの平坦度が微細パターン焼付歩留り
に影響して問題となつている。
エハ上に投影する投影式アライニングが主流とな
つてきている。投影式アライナではウエハチヤツ
ク上のウエハの平坦度が微細パターン焼付歩留り
に影響して問題となつている。
シリコンウエハ上にパターンを形成するには、
シリコンウエハ上にホトレジストを塗布し、この
上にホトマスクパターンを露光してホトレジスト
を感光させる。この作業をホトリソグラフイと呼
び、マスクとウエハを密着して露光する密着式、
マスクとウエハを数μｍ〜数10μｍ離して露光す
る近接式、マスク上のパターンをウエハ上に投影
する投影式等の各種の方式がある。
シリコンウエハ上にホトレジストを塗布し、この
上にホトマスクパターンを露光してホトレジスト
を感光させる。この作業をホトリソグラフイと呼
び、マスクとウエハを密着して露光する密着式、
マスクとウエハを数μｍ〜数10μｍ離して露光す
る近接式、マスク上のパターンをウエハ上に投影
する投影式等の各種の方式がある。
この際ウエハ面の平坦度が悪いと、ウエハ全面
にわたつて均一に微細パターンを露光することが
困難となるため、ウエハ面は平坦でなければなら
ない。このことは、前述の如く投影式アライナで
特に強く要求される。
にわたつて均一に微細パターンを露光することが
困難となるため、ウエハ面は平坦でなければなら
ない。このことは、前述の如く投影式アライナで
特に強く要求される。
ウエハ等の基板の平坦化装置について、本発明
者等は既に優れた装置を発明し、特願昭55−
33882号として特許出願している。該発明による
装置又は他の平坦化装置により基板を平坦化する
に際して、平坦度を検出する装置が不可欠である
ことは言をまたない。
者等は既に優れた装置を発明し、特願昭55−
33882号として特許出願している。該発明による
装置又は他の平坦化装置により基板を平坦化する
に際して、平坦度を検出する装置が不可欠である
ことは言をまたない。
従来より、これら基板の平坦度を非接触で検出
する装置として、光干渉式、レーザスキヤン式、
光マイクロ式、容量検出式、過電流式、エアマイ
クロ式等の各種の装置が用いられているが、光干
渉式以外は、いずれも被検面全体の平坦度を全体
に検出するものでなく、スキヤニングされた部分
の平坦度しか判らない。従つて、被検面全体の高
精度で詳細な平坦度や、全面の中のピーク値を知
るに適していない。光干渉式平坦度検出器は、被
検面全体の平坦度を非接触で一度に観察できるの
で、全面の詳細な凹凸、真のピーク値、全体的傾
向等を知るのに最適である。
する装置として、光干渉式、レーザスキヤン式、
光マイクロ式、容量検出式、過電流式、エアマイ
クロ式等の各種の装置が用いられているが、光干
渉式以外は、いずれも被検面全体の平坦度を全体
に検出するものでなく、スキヤニングされた部分
の平坦度しか判らない。従つて、被検面全体の高
精度で詳細な平坦度や、全面の中のピーク値を知
るに適していない。光干渉式平坦度検出器は、被
検面全体の平坦度を非接触で一度に観察できるの
で、全面の詳細な凹凸、真のピーク値、全体的傾
向等を知るのに最適である。
先ず、従来の光干渉式平坦度検出器を第１図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
被検体のウエハ６はウエハチヤツク１１に係止
されている。ウエハ６の被検面と僅少な間隔を保
ちプリズム５が配置されている。レーザ発振器１
からのレーザ光は、短焦点レンズ２、ピンホール
３、長焦点大口径レンズ４からなるビームエキス
パンダにより拡大平行光線とされ、プリズム５に
入射される。この入射レーザ光により、ウエハ６
表面の反射光と、プリズム５の基準平面７の反射
光が干渉し、干渉縞を生ずる。干渉縞はスリガラ
ス８に投影され、TVカメラ９により検出され、
TV画像１０として観察される。
されている。ウエハ６の被検面と僅少な間隔を保
ちプリズム５が配置されている。レーザ発振器１
からのレーザ光は、短焦点レンズ２、ピンホール
３、長焦点大口径レンズ４からなるビームエキス
パンダにより拡大平行光線とされ、プリズム５に
入射される。この入射レーザ光により、ウエハ６
表面の反射光と、プリズム５の基準平面７の反射
光が干渉し、干渉縞を生ずる。干渉縞はスリガラ
ス８に投影され、TVカメラ９により検出され、
TV画像１０として観察される。
この干渉縞はウエハ６の平坦度の等高線となつ
ている。従つて、ウエハ６の平坦度は、TV画像
１０を画像処理することにより、任意の位置の平
坦度を知ることができる。この画像処理には種々
の方法が既に発表されており、例えば、
「Development in Semiconductor
Microlithography、、SPIE vol.135、P.105〜
110（1978）」に発表されており、ここでは特に説
明しない。
ている。従つて、ウエハ６の平坦度は、TV画像
１０を画像処理することにより、任意の位置の平
坦度を知ることができる。この画像処理には種々
の方法が既に発表されており、例えば、
「Development in Semiconductor
Microlithography、、SPIE vol.135、P.105〜
110（1978）」に発表されており、ここでは特に説
明しない。
本発明の平坦度測定器も光干渉式の原理を応用
するものであるので、光干渉式平坦度検出の原理
を第２図に基づいて説明する。Ａ光線１２とＢ光
線１３はコヒーレント光であり、a1、b1までは同
位相である。Ａ光線１２の一部は基準面７により
a2点で反射する。Ｂ光線１３の一部は基準面７の
b1点で透過し、ウエハ６上のb2点で反射し、a2点
に入射する。このとき、Ａ光線１２とＢ光線１３
とは1 2と1 2 2の光路長の差があるので、両光
はa2点で干渉を起す。干渉の条件は(1)式のように
簡単に求められる。
するものであるので、光干渉式平坦度検出の原理
を第２図に基づいて説明する。Ａ光線１２とＢ光
線１３はコヒーレント光であり、a1、b1までは同
位相である。Ａ光線１２の一部は基準面７により
a2点で反射する。Ｂ光線１３の一部は基準面７の
b1点で透過し、ウエハ６上のb2点で反射し、a2点
に入射する。このとき、Ａ光線１２とＢ光線１３
とは1 2と1 2 2の光路長の差があるので、両光
はa2点で干渉を起す。干渉の条件は(1)式のように
簡単に求められる。
ｄ＝Mλ／２・１／sinθ′ (1)
但し、
ｄ：干渉縞のピツチ
Ｍ：正の整数
λ：単色光の波長
θ′：反射角
第(1)式より基準平面７からMdのところに存在
する被検面は暗く観察される。このようにして暗
い線による等高線がウエハ６上に光の進行方向か
ら観察される。又ウエハ６面での反射角θ′１４に
より等高線ピツチが変る。反射角θ′１４はプリズ
ム５の材質と基準平面への入射角１５で決まる。
第１図のプリズム５の２辺１６は光の損失を避け
て、入射光に直角にする。
する被検面は暗く観察される。このようにして暗
い線による等高線がウエハ６上に光の進行方向か
ら観察される。又ウエハ６面での反射角θ′１４に
より等高線ピツチが変る。反射角θ′１４はプリズ
ム５の材質と基準平面への入射角１５で決まる。
第１図のプリズム５の２辺１６は光の損失を避け
て、入射光に直角にする。
光干渉式は以上のように他方式にない利点があ
るが、被検面が大きくなると、基準平面、水口径
レンズ、スリガラス８等がすべて大きくなる。ビ
ームエキスパンダの長さも、精度の良いコヒーレ
ント平行光を得るには、光路長が長くなる。又、
TV入力も像の歪を生じないためには、光路長が
長くならざるを得ない。このため、アライナ等の
装置に組込むことは困難であり、詳細に平坦度が
検出できなくても、他の小型化可能なスキヤニン
グ方式の平坦度検出器を組み込まざるを得ない。
るが、被検面が大きくなると、基準平面、水口径
レンズ、スリガラス８等がすべて大きくなる。ビ
ームエキスパンダの長さも、精度の良いコヒーレ
ント平行光を得るには、光路長が長くなる。又、
TV入力も像の歪を生じないためには、光路長が
長くならざるを得ない。このため、アライナ等の
装置に組込むことは困難であり、詳細に平坦度が
検出できなくても、他の小型化可能なスキヤニン
グ方式の平坦度検出器を組み込まざるを得ない。
本発明の目的は、上記した光干渉式の平坦度検
出器の欠点をなくし、アライナ等の装置に組込み
可能な小型の光干渉式平坦度検出器を提供するに
ある。
出器の欠点をなくし、アライナ等の装置に組込み
可能な小型の光干渉式平坦度検出器を提供するに
ある。
本発明による光干渉式平坦度検出器は、
(a) 被検面と僅小な間隙を保ち固定配置された平
板透明体、 (b) 該平板透明体の上側より、被検面の縦横を、
限られた横幅で縦幅全長に亘り単色光を照射す
る手段、 (c) 前記の照射域を被検面の横幅全長に移動せし
める走査手段、 (d) 前記照射光の反射及び干渉光を受光する検出
手段、 (e) 前記検出手段よりの検出信号を入力し、該信
号に基く画像を表示する手段、及び (f) 前記画像表示手段の画像表示位置を前記走査
手段と同期して移動せしめ、前記画像表示手段
の画像表示を被検面全体に対応するものとする
同期手段、 とを有することを特徴とする平坦度検出器であ
る。
板透明体、 (b) 該平板透明体の上側より、被検面の縦横を、
限られた横幅で縦幅全長に亘り単色光を照射す
る手段、 (c) 前記の照射域を被検面の横幅全長に移動せし
める走査手段、 (d) 前記照射光の反射及び干渉光を受光する検出
手段、 (e) 前記検出手段よりの検出信号を入力し、該信
号に基く画像を表示する手段、及び (f) 前記画像表示手段の画像表示位置を前記走査
手段と同期して移動せしめ、前記画像表示手段
の画像表示を被検面全体に対応するものとする
同期手段、 とを有することを特徴とする平坦度検出器であ
る。
本発明の平坦度検出器の好ましい一態様におい
ては、前記照明手段、又は該照明手段が単色光発
生手段と反射ミラよりなるときは反射ミラのみ、
及び検出手段が同一テーブルに載置され、前記走
査手段により移動される。
ては、前記照明手段、又は該照明手段が単色光発
生手段と反射ミラよりなるときは反射ミラのみ、
及び検出手段が同一テーブルに載置され、前記走
査手段により移動される。
本発明の平坦度検出器の他の好ましい一態様に
おいては、前記検出手段が固定され、照射光の走
査に応じて光進路が移動する前記反射及び干渉光
を前記検出手段に入射せしめる光屈折手段が平板
透明体と検出手段の間に設けられてある。この態
様において、光屈折手段が反射及び干渉光の光進
路の移動と共に移動するようにされる場合もあ
る。
おいては、前記検出手段が固定され、照射光の走
査に応じて光進路が移動する前記反射及び干渉光
を前記検出手段に入射せしめる光屈折手段が平板
透明体と検出手段の間に設けられてある。この態
様において、光屈折手段が反射及び干渉光の光進
路の移動と共に移動するようにされる場合もあ
る。
本発明の平坦度検出器の更に他の好ましい一態
様においては、前記照射手段が固定された単色光
発生手段と、回転円盤に取付けられた前記平板透
明体と平行平面断面において互に平行且つ対向す
る内側ミラと外側ミラよりなり、単色光発生手段
よりの単色光が内側ミラ、外側ミラの順に反射
し、被検面の限られた横幅で縦幅全長に亘り照射
するようにされ、前記走査手段が回転円盤の回転
手段であり、反射及び干渉光が別に設けた反射ミ
ラ並びに前記外側ミラ及び内側ミラの順に反射
し、前記検出手段に入射せしめるようにしてあ
る。
様においては、前記照射手段が固定された単色光
発生手段と、回転円盤に取付けられた前記平板透
明体と平行平面断面において互に平行且つ対向す
る内側ミラと外側ミラよりなり、単色光発生手段
よりの単色光が内側ミラ、外側ミラの順に反射
し、被検面の限られた横幅で縦幅全長に亘り照射
するようにされ、前記走査手段が回転円盤の回転
手段であり、反射及び干渉光が別に設けた反射ミ
ラ並びに前記外側ミラ及び内側ミラの順に反射
し、前記検出手段に入射せしめるようにしてあ
る。
要するに本発明の装置は入射光の幅を小さく
し、かつ被検面全体を走査することにより、単色
平行光発生装置、反射及び干渉光入力光学系を小
さくし、又、三角プリズムにかわり高さの低い平
ガラスを用いて、全体として必要最小限まで検出
装置を小形とし、アライナ等の装置に組込み可能
とした装置である。
し、かつ被検面全体を走査することにより、単色
平行光発生装置、反射及び干渉光入力光学系を小
さくし、又、三角プリズムにかわり高さの低い平
ガラスを用いて、全体として必要最小限まで検出
装置を小形とし、アライナ等の装置に組込み可能
とした装置である。
以下、本発明の装置を実施例の図面に基づいて
説明する。先ず第１実施例を示す第３図ａ及びｂ
に基いて説明する。ａ図がｂ図におけるＡ−Ａ矢
視横断平面図、ｂ図がａ図におけるＢ−Ｂ矢視縦
断正面図である。単色光を得る手段としては様々
あり、何を使用してもよい。以下では最も一般で
かつ強力な単色光を得やすいレーザ発振器を用い
た例で説明する。レーザはHe−Ne等があるが単
色光が得られれば何でもよい。
説明する。先ず第１実施例を示す第３図ａ及びｂ
に基いて説明する。ａ図がｂ図におけるＡ−Ａ矢
視横断平面図、ｂ図がａ図におけるＢ−Ｂ矢視縦
断正面図である。単色光を得る手段としては様々
あり、何を使用してもよい。以下では最も一般で
かつ強力な単色光を得やすいレーザ発振器を用い
た例で説明する。レーザはHe−Ne等があるが単
色光が得られれば何でもよい。
ウエハチヤツク１１上のウエハ６と僅小な間隙
を保ち平板透明体の平ガラス２１が固定配置され
てある。平ガラス２１の上側にはウエハ６の縦方
向に伸び、横方向に移動可能なテーブル２４が設
けられ、両端に反射ミラ２０及び検出手段のリニ
アセンサ２２が取付けてある。レーザ発振器１か
らのレーザ光はレンズにより平行光とされ、反射
ミラ２０により平ガラス２１に入射される。入射
光は平ガラス２１の基準平面７とウエハ６面の間
で干渉を起し、干渉縞はリニアセンサ２２で検出
され、リニアセンサ２２の検出信号は画像表示装
置に入力され、ブラウン管の枠２３内に１ライン
の干渉縞が表示される。テーブル２４はモータ２
５によりウエハ６上をその横幅方向に移動され、
モータ２５の回転角に同期した信号２６により枠
２３が移動され、ブラウン管における画像表示が
ウエハ６全面に対応するものとして得られる。勿
論ブラウン管面の画像は再走査される迄残像せし
める処置がとられ、常にウエハ６全面に対応する
画像を観察し得るようにしてある。スキヤニング
は実施例の如くテーブル２４及びモータ２５でな
くとも反射ミラ２０とリニアセンサ２２を同時に
動かすものであればどのようなものでもよい。ま
た、駆動はモータ以外に、エアシリンダ、磁力
式、リンク式等でもよい。又、検出もリニアセン
サでなくとも１ラインの検出ができればよい。
を保ち平板透明体の平ガラス２１が固定配置され
てある。平ガラス２１の上側にはウエハ６の縦方
向に伸び、横方向に移動可能なテーブル２４が設
けられ、両端に反射ミラ２０及び検出手段のリニ
アセンサ２２が取付けてある。レーザ発振器１か
らのレーザ光はレンズにより平行光とされ、反射
ミラ２０により平ガラス２１に入射される。入射
光は平ガラス２１の基準平面７とウエハ６面の間
で干渉を起し、干渉縞はリニアセンサ２２で検出
され、リニアセンサ２２の検出信号は画像表示装
置に入力され、ブラウン管の枠２３内に１ライン
の干渉縞が表示される。テーブル２４はモータ２
５によりウエハ６上をその横幅方向に移動され、
モータ２５の回転角に同期した信号２６により枠
２３が移動され、ブラウン管における画像表示が
ウエハ６全面に対応するものとして得られる。勿
論ブラウン管面の画像は再走査される迄残像せし
める処置がとられ、常にウエハ６全面に対応する
画像を観察し得るようにしてある。スキヤニング
は実施例の如くテーブル２４及びモータ２５でな
くとも反射ミラ２０とリニアセンサ２２を同時に
動かすものであればどのようなものでもよい。ま
た、駆動はモータ以外に、エアシリンダ、磁力
式、リンク式等でもよい。又、検出もリニアセン
サでなくとも１ラインの検出ができればよい。
次に、本発明の装置と従来の装置との大きな差
異点を第４図ａ及びｂに基づいて説明する。
異点を第４図ａ及びｂに基づいて説明する。
従来の装置を示すａ図では、被検物の大きさ
Ｌ、等高線のピツチから(1)式によつて決まる入射
角θによりビームエキスパンダの大口径レンズの
径D1は(2)式で求まる。
Ｌ、等高線のピツチから(1)式によつて決まる入射
角θによりビームエキスパンダの大口径レンズの
径D1は(2)式で求まる。
D1＝Lsinθ (2)
プリズム高さH1は(3)式で求まる。
H1＝Ltanθ (3)
エキスパンダの長さf1は平坦度検出精度による
が、±0.5μｍ以上の精度ならD1の数倍は必要であ
る。
が、±0.5μｍ以上の精度ならD1の数倍は必要であ
る。
一方ｂ図の本発明の装置ではプリズム５ではな
く、平ガラス２１であり、レンズ径D2、高さH2
はそれぞれ(4)式、(5)式により決る。
く、平ガラス２１であり、レンズ径D2、高さH2
はそれぞれ(4)式、(5)式により決る。
D2＝Lsinθ′ (4)
H2＝Lsinθ′ (5)
f2とD2の関係は、レンズ径D2が小さいと高精
度なレンズが作り易いので、(6)式のようになる。
度なレンズが作り易いので、(6)式のようになる。
f2／D2＜f1／D2 (6)
レンズ径、高さの従来品と本発明品の比Ｍを求
めると、(2)、(4)式及び(3)、(5)式より次の如くな
る。
めると、(2)、(4)式及び(3)、(5)式より次の如くな
る。
Ｍ＝sinθ／sinθ′ (7)
θ′がθより小さいことは屈折の法則より明らか
である。すなわち、 ｎ／n′＝sinθ′／sinθ で、n′はガラスの屈折率約1.6、ｎは大気の屈折
率１、であるので代入して変形すれば、sinθ′＝
sinθ／1.6となる。0゜＜θ、θ＜90゜とすればθ′＜
θ
である。
である。すなわち、 ｎ／n′＝sinθ′／sinθ で、n′はガラスの屈折率約1.6、ｎは大気の屈折
率１、であるので代入して変形すれば、sinθ′＝
sinθ／1.6となる。0゜＜θ、θ＜90゜とすればθ′＜
θ
である。
今、ピツチ3μｍ、L100mmとして(7)式を計算す
るとθ＝49゜、θ′＝6.054゜であるのでＭ＝７とな
る。又、(6)式より光学系としては1/7以下の大き
さにできることが判る。
るとθ＝49゜、θ′＝6.054゜であるのでＭ＝７とな
る。又、(6)式より光学系としては1/7以下の大き
さにできることが判る。
本発明の場合、平ガラス２１の面精度はプリズ
ム５の面精度よりも厳しくなるが、平ガラス２１
の方が安価に高精度の面が得られるので問題とな
らない。
ム５の面精度よりも厳しくなるが、平ガラス２１
の方が安価に高精度の面が得られるので問題とな
らない。
次に、第２の実施例を第５図及び第６図に基づ
いて説明する。この実施例においては、照射手段
の反射ミラ２０のみが走査手段により移動せしめ
られ、照明手段による限られた横幅で縦幅全長に
亘る照射域が被検面全長に移動される。平ガラス
２１の基準平面及びウエハよりの反射及び干渉光
は、該光路に傾斜せしめて配置された光屈折手段
の回折格子３２で屈折され、検出手段の平面像入
力素子３０の拡像面３１に入力される。回折格子
３２のピツチＰは、屈折したい光の角度から容易
に計算される。又、第５図では透過型の回折格子
３２を示してあるが、反射型でもよい。大きな回
折格子３２は高価であるので、第６図に示すよう
に、第５図の回折格子３２の位置に沿つて、小さ
な回折格子３３を反射ミラ２０と共に移動するよ
うにしてもよい。この場合、平面像入力素子３０
は蓄積型を用いてよい。
いて説明する。この実施例においては、照射手段
の反射ミラ２０のみが走査手段により移動せしめ
られ、照明手段による限られた横幅で縦幅全長に
亘る照射域が被検面全長に移動される。平ガラス
２１の基準平面及びウエハよりの反射及び干渉光
は、該光路に傾斜せしめて配置された光屈折手段
の回折格子３２で屈折され、検出手段の平面像入
力素子３０の拡像面３１に入力される。回折格子
３２のピツチＰは、屈折したい光の角度から容易
に計算される。又、第５図では透過型の回折格子
３２を示してあるが、反射型でもよい。大きな回
折格子３２は高価であるので、第６図に示すよう
に、第５図の回折格子３２の位置に沿つて、小さ
な回折格子３３を反射ミラ２０と共に移動するよ
うにしてもよい。この場合、平面像入力素子３０
は蓄積型を用いてよい。
次に、第３の実施例を第７図及び第８図に基づ
いて説明する。一般に往復走査型は振動を発生
し、走査速度が遅い。これに対し本実施例は振動
が少なく高速度走査可能な回転走査型の装置であ
る。
いて説明する。一般に往復走査型は振動を発生
し、走査速度が遅い。これに対し本実施例は振動
が少なく高速度走査可能な回転走査型の装置であ
る。
この実施例においては、照射手段が固定された
レーザ発振器１等の単色光発生手段と、回転円盤
４０に取付けられ互に平行且つ対向する内側ミラ
MCと外側ミラＭの複数の対よりなる。図示の実
施例ではMC１−Ｍ１，MC−Ｍ２，MC３−Ｍ
３，MC４−Ｍ４の４組の内外ミラの対を示して
ある。レーザ発振器１、内側ミラMC、外側ミラ
Ｍ、平ガラス２１の配置関係は、レーザ発振器１
よりのレーザ光が内側ミラMC、外側ミラＭの順
に反射し、ウエハ６面の限られた横幅で縦幅全長
に亘り照射するようにされてある。内側ミラMC
と外側ミラＭは第７図のように見て平行であるの
で、内側ミラMCへの入射光と平ガラス２１への
走査レーザ光４１とは第７図において平行にな
る。
レーザ発振器１等の単色光発生手段と、回転円盤
４０に取付けられ互に平行且つ対向する内側ミラ
MCと外側ミラＭの複数の対よりなる。図示の実
施例ではMC１−Ｍ１，MC−Ｍ２，MC３−Ｍ
３，MC４−Ｍ４の４組の内外ミラの対を示して
ある。レーザ発振器１、内側ミラMC、外側ミラ
Ｍ、平ガラス２１の配置関係は、レーザ発振器１
よりのレーザ光が内側ミラMC、外側ミラＭの順
に反射し、ウエハ６面の限られた横幅で縦幅全長
に亘り照射するようにされてある。内側ミラMC
と外側ミラＭは第７図のように見て平行であるの
で、内側ミラMCへの入射光と平ガラス２１への
走査レーザ光４１とは第７図において平行にな
る。
先ず第７図に外側ミラＭ１が実線に示す位置に
あるとすると、走査レーザ光４１は平ガラス２１
の１位置４２を照射する。回転円盤４０が矢印方
向にモータ２５により回転するにつれ、外側ミラ
Ｍ１が点鎖線で示すＭ１′の位置に来ると、走査
レーザ光４２は２位置４３を走査し、つづいて外
側ミラＭ２が２点鎖線で示すＭ２″の位置となり、
３位置４４が走査され、外側ミラＭ２がＭ２の
位置となり、４位置４５が走査される。このよう
にして、回転円盤４０の１回転で内外ミラの組数
だけ、この実施例では４回走査される。
あるとすると、走査レーザ光４１は平ガラス２１
の１位置４２を照射する。回転円盤４０が矢印方
向にモータ２５により回転するにつれ、外側ミラ
Ｍ１が点鎖線で示すＭ１′の位置に来ると、走査
レーザ光４２は２位置４３を走査し、つづいて外
側ミラＭ２が２点鎖線で示すＭ２″の位置となり、
３位置４４が走査され、外側ミラＭ２がＭ２の
位置となり、４位置４５が走査される。このよう
にして、回転円盤４０の１回転で内外ミラの組数
だけ、この実施例では４回走査される。
平ガラス２１への照射光は基準面７とウエハ６
面の間隔により干渉縞光を発生する。干渉縞光４
８は反射ミラ４６により反射して、直接外側ミラ
Ｍ１又はＭ２，Ｍ３，Ｍ４に入り、これに反射さ
れ、更に内側ミラMC１又はMC２，MC３，MC
４に反射されてリニアセンサ２２に入力される。
レーザ光の走査、即ち回転円盤４０の回転に同期
せしめる同期信号４７により、リニアセンサ２２
からの信号に基づく画像位置を移動せしめること
により、ウエハ６全面の干渉縞像が得られる。こ
の態様の方法によるときは、走査が回転型である
こと、入出力系が固定されていること、同一光路
をレーザ光入射と干渉縞検出に用いるので走査ず
れが生ぜず、走査精度を向上すること、から非常
に安定して精度高く検出することが可能である。
面の間隔により干渉縞光を発生する。干渉縞光４
８は反射ミラ４６により反射して、直接外側ミラ
Ｍ１又はＭ２，Ｍ３，Ｍ４に入り、これに反射さ
れ、更に内側ミラMC１又はMC２，MC３，MC
４に反射されてリニアセンサ２２に入力される。
レーザ光の走査、即ち回転円盤４０の回転に同期
せしめる同期信号４７により、リニアセンサ２２
からの信号に基づく画像位置を移動せしめること
により、ウエハ６全面の干渉縞像が得られる。こ
の態様の方法によるときは、走査が回転型である
こと、入出力系が固定されていること、同一光路
をレーザ光入射と干渉縞検出に用いるので走査ず
れが生ぜず、走査精度を向上すること、から非常
に安定して精度高く検出することが可能である。
第３図ａ，ｂ及び第５図、第６図の実施例にお
いて、単色光発生手段として半導体レーザのよう
に充分小さなものを使用すれば、反射ミラ２０を
用いることなく、直接テーブル等の走査手段に単
色光発生装置を載置できる。
いて、単色光発生手段として半導体レーザのよう
に充分小さなものを使用すれば、反射ミラ２０を
用いることなく、直接テーブル等の走査手段に単
色光発生装置を載置できる。
本発明の装置は光干渉式であるが、スキヤニン
グ方式が基本である。スキヤニング方式は他の平
坦度検出器で用いられているが、他の検出器では
検出器自体をスキヤンするもので、その振動が直
接精度に影響を与えるので精度が低い。これに対
して本発明では基準となる平板透明体を固定して
いるので、振動の影響が少ない。又、他のスキヤ
ニング方式は全面の平坦度は検出できないが、本
発明では全面の平坦度が検出される。特に、本発
明の装置において回転スキヤン方式を用いるとき
は、本質的にリニアセンサ又は回転に同期する平
面入力素子の入力スピードで検出可能であり、十
分高速で検出することができる。
グ方式が基本である。スキヤニング方式は他の平
坦度検出器で用いられているが、他の検出器では
検出器自体をスキヤンするもので、その振動が直
接精度に影響を与えるので精度が低い。これに対
して本発明では基準となる平板透明体を固定して
いるので、振動の影響が少ない。又、他のスキヤ
ニング方式は全面の平坦度は検出できないが、本
発明では全面の平坦度が検出される。特に、本発
明の装置において回転スキヤン方式を用いるとき
は、本質的にリニアセンサ又は回転に同期する平
面入力素子の入力スピードで検出可能であり、十
分高速で検出することができる。
本発明により、従来問題となつてきた光干渉式
平坦度検出器の大きさを、100mmφのウエハの平
坦度検出器において光学系を７分の１とし、アラ
イナ等の装置への組込み可能の大きさとすること
ができた。
平坦度検出器の大きさを、100mmφのウエハの平
坦度検出器において光学系を７分の１とし、アラ
イナ等の装置への組込み可能の大きさとすること
ができた。
第１図は従来の光干渉式平坦度検出器の概略
図、第２図は光干渉式平坦度検出器の原理図、第
３図は本発明の検出器の一実施例を示すもので、
そのａ図はｂ図におけるＡ−Ａ矢視横断平面図、
ｂ図はａ図におけるＢ−Ｂ矢視縦断正面図、第４
図ａ，ｂは本発明と従来の装置の差異説明図、第
５図は本発明の検出器の他の実施例の概略平面
図、第６図は第５図の検出器における光屈折手段
の他の実施例の説明図、第７図及び第８図は更に
他の実施例の概略平面図及び正面図である。 １……レーザ発振器、４……長焦点大口径レン
ズ、５……プリズム、６……ウエハ、７……基準
平面、８……スリガラス、１１……ウエハチヤツ
ク、２０……反射ミラ、２１……平ガラス、２２
……リニアセンサ、２３……１ラインを示す枠、
２４……テーブル、２５……モータ、２６，４８
……同期信号、３０……検出素子、３２，３３…
…回折格子、４０……回転円盤、４６……反射ミ
ラ、４７……同期信号。
図、第２図は光干渉式平坦度検出器の原理図、第
３図は本発明の検出器の一実施例を示すもので、
そのａ図はｂ図におけるＡ−Ａ矢視横断平面図、
ｂ図はａ図におけるＢ−Ｂ矢視縦断正面図、第４
図ａ，ｂは本発明と従来の装置の差異説明図、第
５図は本発明の検出器の他の実施例の概略平面
図、第６図は第５図の検出器における光屈折手段
の他の実施例の説明図、第７図及び第８図は更に
他の実施例の概略平面図及び正面図である。 １……レーザ発振器、４……長焦点大口径レン
ズ、５……プリズム、６……ウエハ、７……基準
平面、８……スリガラス、１１……ウエハチヤツ
ク、２０……反射ミラ、２１……平ガラス、２２
……リニアセンサ、２３……１ラインを示す枠、
２４……テーブル、２５……モータ、２６，４８
……同期信号、３０……検出素子、３２，３３…
…回折格子、４０……回転円盤、４６……反射ミ
ラ、４７……同期信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 面の平坦度を検出する装置において、 (a) 被検面と僅小な間隙を保ち固定配置される平
板透明体、 (b) 該平板透明体の上側より、被検面の縦横を、
限られた横幅で縦幅全長に亘り単色光を照射す
る手段、 (c) 前記の照射域を被検面の横幅全長に移動せし
める走査手段、 (d) 前記照射光の反射及び干渉光を受光する検出
手段、 (e) 前記検出手段よりの検出信号を入力し、該信
号に基く画像を表示する手段、及び (f) 前記画像表示手段の画像表示位置を前記走査
手段と同期して移動せしめ、前記画像表示手段
の画像表示を被検面全面に対応するものとする
同期手段、 とを有することを特徴とする平坦度検出器。 ２ 前記照明手段、又は該照明手段が単色光発生
手段と反射ミラよりなるときは反射ミラのみ、及
び検出手段が同一テーブルに載置され、前記走査
手段により移動されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項の平坦度検出器。 ３ 前記検出手段が固定され、照射光の走査に応
じて光進路が移動する前記反射及び干渉光を前記
検出手段に入射せしめる光屈折手段が平板透明体
と検出手段の間に設けられてあることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項の平坦度検出器。 ４ 前記光屈折手段が反射及び干渉光の光進路の
移動と共に移動することを特徴とする特許請求の
範囲第３項の平坦度検出器。 ５ 前記照射手段が固定された単色光発生手段
と、回転円盤に取付けられ前記平板透明体と平行
平面断面において互に平行且つ対向する内側ミラ
と外側ミラよりなり、単色光発生手段よりの単色
光が内側ミラ、外側ミラの順に反射し、被検面の
限られた横幅で縦幅全長に亘り照射するようにさ
れ、前記走査手段が回転円盤の回転手段であり、
反射及び干渉光が別に設けた反射ミラ並びに前記
外側ミラ及び内側ミラの順に反射し、前記検出手
段に入射せしめられるようにしてあることを特徴
とする特許請求の範囲第１項の平坦度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13772780A JPS5763408A (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Flatness detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13772780A JPS5763408A (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Flatness detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5763408A JPS5763408A (en) | 1982-04-16 |
| JPS632324B2 true JPS632324B2 (ja) | 1988-01-18 |
Family
ID=15205409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13772780A Granted JPS5763408A (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Flatness detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5763408A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681451A (en) * | 1986-02-28 | 1987-07-21 | Polaroid Corporation | Optical proximity imaging method and apparatus |
| CN104567748B (zh) * | 2013-10-14 | 2018-06-01 | 上海金艺检测技术有限公司 | 狭小缝隙直线度与平面度的测量方法 |
| WO2018090347A1 (zh) * | 2016-11-19 | 2018-05-24 | 弗埃斯工业技术（苏州）有限公司 | 一种用于笔记本主机上盖的平面度测量装置 |
| CN107462185B (zh) * | 2017-08-23 | 2019-10-01 | 长春长光精密仪器集团有限公司 | 实现超大口径平面镜面形检测的装置 |
| CN109108096B (zh) * | 2018-08-20 | 2020-03-10 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种热轧平整机组激光板形监测方法及其系统 |
-
1980
- 1980-10-03 JP JP13772780A patent/JPS5763408A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5763408A (en) | 1982-04-16 |
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