JP2002228415A - 配列精度測定装置 - Google Patents
配列精度測定装置Info
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- JP2002228415A JP2002228415A JP2001028204A JP2001028204A JP2002228415A JP 2002228415 A JP2002228415 A JP 2002228415A JP 2001028204 A JP2001028204 A JP 2001028204A JP 2001028204 A JP2001028204 A JP 2001028204A JP 2002228415 A JP2002228415 A JP 2002228415A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハ上の薄膜磁気ヘッドなど、デバ
イスの配列精度を高い配列精度の測定再現性を経済的で
実現する配列精度測定装置を提供する。 【解決手段】 ベース１上に配置されてその上面に半導
体ウェハ６を載置するウェハ保持部７と、Ｘ軸方向に移
動可能なＸステージ４と、このステージをＸ軸方向に案
内駆動するボールねじ３と、このステージ上に配置され
た微動Ｚステージ５と、そして、Ｘステージの上方に取
り付けられたテレビ顕微鏡１６とを備え、テレビ顕微鏡
の画像信号からウェハ上の磁気ヘッド列の配列精度を測
定する配列精度測定装置において、さらに、微動Ｚステ
ージ５のＸ軸方向端面には平面鏡１０が取り付けられ、
この平面鏡に近接・対向してレーザ干渉計１１が設けら
れ、Ｘステージ移動の際の真直変動を検出して配列測定
を高精度に実現する。
イスの配列精度を高い配列精度の測定再現性を経済的で
実現する配列精度測定装置を提供する。 【解決手段】 ベース１上に配置されてその上面に半導
体ウェハ６を載置するウェハ保持部７と、Ｘ軸方向に移
動可能なＸステージ４と、このステージをＸ軸方向に案
内駆動するボールねじ３と、このステージ上に配置され
た微動Ｚステージ５と、そして、Ｘステージの上方に取
り付けられたテレビ顕微鏡１６とを備え、テレビ顕微鏡
の画像信号からウェハ上の磁気ヘッド列の配列精度を測
定する配列精度測定装置において、さらに、微動Ｚステ
ージ５のＸ軸方向端面には平面鏡１０が取り付けられ、
この平面鏡に近接・対向してレーザ干渉計１１が設けら
れ、Ｘステージ移動の際の真直変動を検出して配列測定
を高精度に実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、薄膜磁気
ヘッドのような、半導体ウェハ上に形成された電子デバ
イスの配列精度を測定する配列精度測定装置に関する。
ヘッドのような、半導体ウェハ上に形成された電子デバ
イスの配列精度を測定する配列精度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは、多数の磁気ヘッドを
半導体ウェハ上に薄膜プロセスによって形成し、その
後、この半導体ウェハ上に形成したヘッド列を棒状に切
り出し、一括して加工する。そのため、ウェハ上に焼き
付けたヘッドの配列の真直精度が悪いと、ウェハ上に形
成された個々の磁気ヘッドの磁極形状や寸法が不均一
（ばらばら）となってしまい、得られる磁気ヘッドの特
性が一定でなくなってしまう。そのため、半導体ウェハ
上に形成されるヘッド列の配列精度を高い真直精度で測
定することが要求されている。
半導体ウェハ上に薄膜プロセスによって形成し、その
後、この半導体ウェハ上に形成したヘッド列を棒状に切
り出し、一括して加工する。そのため、ウェハ上に焼き
付けたヘッドの配列の真直精度が悪いと、ウェハ上に形
成された個々の磁気ヘッドの磁極形状や寸法が不均一
（ばらばら）となってしまい、得られる磁気ヘッドの特
性が一定でなくなってしまう。そのため、半導体ウェハ
上に形成されるヘッド列の配列精度を高い真直精度で測
定することが要求されている。
【０００３】従来、このような配列精度を測定するため
の装置としては、直動静圧空気軸受で案内するＸステー
ジに、半導体ウェハを、その上の被測定部の配列方向を
Ｘステージの移動方向と一致するように搭載固定し、こ
れをテレビ顕微鏡で測定しながら、上記Ｘステージで測
定ピッチ毎にウェハを移動させて配列精度を測定するも
のがあった。
の装置としては、直動静圧空気軸受で案内するＸステー
ジに、半導体ウェハを、その上の被測定部の配列方向を
Ｘステージの移動方向と一致するように搭載固定し、こ
れをテレビ顕微鏡で測定しながら、上記Ｘステージで測
定ピッチ毎にウェハを移動させて配列精度を測定するも
のがあった。
【０００４】この方法は、上記直動静圧空気軸受の真直
案内精度を基準にして配列精度を測定するが、しかしな
がら、Ｘステージを駆動するボールねじやリニアモータ
等の駆動機構の真直案内への影響や、空気軸受部での空
気の振動の影響を避けることが難しく、そのため、０．
０２μｍ以内の測定再現性を得ることは困難であった。
案内精度を基準にして配列精度を測定するが、しかしな
がら、Ｘステージを駆動するボールねじやリニアモータ
等の駆動機構の真直案内への影響や、空気軸受部での空
気の振動の影響を避けることが難しく、そのため、０．
０２μｍ以内の測定再現性を得ることは困難であった。
【０００５】また、その他の方法としては、例えば半導
体分野において露光装置として使用される添付の図３に
示す装置のように、その上にウェハ６を搭載したＸ‐Ｙ
ステージ２１にＸ−Ｙ軸に平行する直交平面鏡２２を設
け、このステージ２１のＸ軸及びＹ軸の移動を、上記直
交平面鏡２２とその間の変位を測定するレーザ干渉計２
３、２４で測定する方法もあった。
体分野において露光装置として使用される添付の図３に
示す装置のように、その上にウェハ６を搭載したＸ‐Ｙ
ステージ２１にＸ−Ｙ軸に平行する直交平面鏡２２を設
け、このステージ２１のＸ軸及びＹ軸の移動を、上記直
交平面鏡２２とその間の変位を測定するレーザ干渉計２
３、２４で測定する方法もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の方法では、直交平面鏡２２を基準としてウェハ
６上の被測定部（すなわち、形成された電子デバイス）
の配列精度を測定していあるが、しかしながら、このウ
ェハ６上の全エリアにわたって配列精度を測定するため
には、上記Ｘ‐Ｙステージ２１及び直交平面鏡２２を全
エリアで位置決めする必要がある。そのため、上記直交
平面鏡２２とレーザ干渉計２３、２４との間を上記全エ
リア以上の距離に設定しなければならない。例えば、測
定エリアが２００ｍｍφの場合、上記平面鏡２２とレー
ザ干渉計２３、２４との間は少なくとも２００ｍｍ以上
離れることとなる。この時、温度が０．５℃変化する
と、その間における空気の屈折率の変化によって、２０
０ｍｍ×０．５℃×１０-6／ｍｍ・℃＝１×１０-4ｍｍ
＝０．１μｍ変化してしまい、これがそのまま測定誤差
となってしまうという問題点が指摘されていた。
た従来の方法では、直交平面鏡２２を基準としてウェハ
６上の被測定部（すなわち、形成された電子デバイス）
の配列精度を測定していあるが、しかしながら、このウ
ェハ６上の全エリアにわたって配列精度を測定するため
には、上記Ｘ‐Ｙステージ２１及び直交平面鏡２２を全
エリアで位置決めする必要がある。そのため、上記直交
平面鏡２２とレーザ干渉計２３、２４との間を上記全エ
リア以上の距離に設定しなければならない。例えば、測
定エリアが２００ｍｍφの場合、上記平面鏡２２とレー
ザ干渉計２３、２４との間は少なくとも２００ｍｍ以上
離れることとなる。この時、温度が０．５℃変化する
と、その間における空気の屈折率の変化によって、２０
０ｍｍ×０．５℃×１０-6／ｍｍ・℃＝１×１０-4ｍｍ
＝０．１μｍ変化してしまい、これがそのまま測定誤差
となってしまうという問題点が指摘されていた。
【０００７】一方、上記した薄膜磁気ヘッドのような電
子デバイスの配列精度を測定する場合、その測定誤差は
０．０１μｍ以内にする必要があり、その為には、測定
時の温度差だけでも０．０５℃以内に保つ必要がある。
また、上記従来技術の測定装置では、その他、気圧の変
動についてもこれを小さく抑え、他の機械的な熱膨張に
ついても小さく抑える必要があり、これを経済的に実現
することは実際には困難であった。
子デバイスの配列精度を測定する場合、その測定誤差は
０．０１μｍ以内にする必要があり、その為には、測定
時の温度差だけでも０．０５℃以内に保つ必要がある。
また、上記従来技術の測定装置では、その他、気圧の変
動についてもこれを小さく抑え、他の機械的な熱膨張に
ついても小さく抑える必要があり、これを経済的に実現
することは実際には困難であった。
【０００８】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点に鑑みてなされたものであり、特に０．０１
μｍ程度の配列精度の測定再現性を経済的に実現するこ
とが可能な配列精度測定装置を提供することを目的とす
るものである。
ける問題点に鑑みてなされたものであり、特に０．０１
μｍ程度の配列精度の測定再現性を経済的に実現するこ
とが可能な配列精度測定装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる上記の目的を達成
すべく、本発明によれば、ベースと、前記ベース上に配
置されてその上面に被測定物を載置する被測定物保持部
と、前記被測定物保持部をＸ軸方向に移動可能なＸステ
ージと、前記ＸステージをＸ軸方向に案内駆動するＸ軸
案内駆動手段と、前記Ｘステージの上方に取り付けられ
た画像検出手段とを備え、前記画像検出手段により検出
した画像信号から前記被測定物の配列精度を測定する配
列精度測定装置において、前記被測定物保持部のＸ軸方
向の側面に近接・対向して、前記Ｘステージの移動方向
ににおける変位、すなわちＸステージのＸ方向移動の真
直変動を検出する手段を設け、かつ、前記前記画像検出
手段により検出した画像信号と前記真直変動検出手段で
測定した真直変動とに基づいて、前記被測定物の配列精
度を測定する配列精度測定装置が提供される。
すべく、本発明によれば、ベースと、前記ベース上に配
置されてその上面に被測定物を載置する被測定物保持部
と、前記被測定物保持部をＸ軸方向に移動可能なＸステ
ージと、前記ＸステージをＸ軸方向に案内駆動するＸ軸
案内駆動手段と、前記Ｘステージの上方に取り付けられ
た画像検出手段とを備え、前記画像検出手段により検出
した画像信号から前記被測定物の配列精度を測定する配
列精度測定装置において、前記被測定物保持部のＸ軸方
向の側面に近接・対向して、前記Ｘステージの移動方向
ににおける変位、すなわちＸステージのＸ方向移動の真
直変動を検出する手段を設け、かつ、前記前記画像検出
手段により検出した画像信号と前記真直変動検出手段で
測定した真直変動とに基づいて、前記被測定物の配列精
度を測定する配列精度測定装置が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、前記の配列精度測
定装置において、さらに、前記ベース上には、前記Ｘス
テージを跨いでそれと直交する方向に移動可能なＹステ
ージを設けると共に、前記画像検出手段を当該Ｙステー
ジ上に取り付けてもよい。これによれば、前記被測定物
をさらに前記Ｘステージと直交するＹ軸方向に移動しな
がらＸ軸方向の配列精度を測定することが可能となる。
定装置において、さらに、前記ベース上には、前記Ｘス
テージを跨いでそれと直交する方向に移動可能なＹステ
ージを設けると共に、前記画像検出手段を当該Ｙステー
ジ上に取り付けてもよい。これによれば、前記被測定物
をさらに前記Ｘステージと直交するＹ軸方向に移動しな
がらＸ軸方向の配列精度を測定することが可能となる。
【００１１】また、本発明によれば、前記真直変動検出
手段を、前記被測定物保持部のＸ軸方向の側面に取り付
けられた平面鏡と、当該平面鏡の反射面に近接・対向し
て設けられたレーザ干渉計とから構成することにより、
０．００１μｍ程度の高い測定精度を達成することが可
能となる。
手段を、前記被測定物保持部のＸ軸方向の側面に取り付
けられた平面鏡と、当該平面鏡の反射面に近接・対向し
て設けられたレーザ干渉計とから構成することにより、
０．００１μｍ程度の高い測定精度を達成することが可
能となる。
【００１２】加えて、本発明によれば、前記Ｘステージ
と前記被測定物保持部との間に、さらに、前記被測定物
を回転可能なθ回転ステージを設けることより、装置に
よる配列精度測定の際における前記被測定物の傾斜を自
動的に補正し、Ｘ軸方向に平行にすることが可能とな
り、高精度の配列精度の測定を可能にする。
と前記被測定物保持部との間に、さらに、前記被測定物
を回転可能なθ回転ステージを設けることより、装置に
よる配列精度測定の際における前記被測定物の傾斜を自
動的に補正し、Ｘ軸方向に平行にすることが可能とな
り、高精度の配列精度の測定を可能にする。
【００１３】そして、本発明によれば、前記Ｘ軸案内駆
動手段を、比較的安価に入手可能なボールねじ又は／及
びモータにより構成しても、十分高い測定精度で被測定
物の配列精度を測定することが可能となる。
動手段を、比較的安価に入手可能なボールねじ又は／及
びモータにより構成しても、十分高い測定精度で被測定
物の配列精度を測定することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照しながら説明する。まず、図１に
は、本発明になる一実施の形態になる配列精度測定装置
が示されており、この装置は、具体的には、薄膜磁気ヘ
ッドのような半導体ウェハ上に形成された電子デバイス
の配列精度を測定するものである。
て、添付の図面を参照しながら説明する。まず、図１に
は、本発明になる一実施の形態になる配列精度測定装置
が示されており、この装置は、具体的には、薄膜磁気ヘ
ッドのような半導体ウェハ上に形成された電子デバイス
の配列精度を測定するものである。
【００１５】図にも示すように、ベース（基台）１上に
は、直動空気軸受２により案内されると共に、ボールね
じ３によってＸ軸方向に駆動される方形状のＸステージ
４が配設されている。なお、この駆動機構としては、比
較的安価なボールねじに、さらに、やはり比較的小形で
安価な電動モータを結合し、もって、自動的にＸ軸方向
に駆動することも可能であり、これによれば、装置を比
較的安価に構成することが可能になる。また、このＸス
テージ４上には、さらに、板状の微動Ｚステージ５が設
けられている。なお、この微動Ｚステージ５は、オート
フォーカス時において被測定物である半導体ウェハを数
十μｍの範囲で上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるため
のものであり、例えば圧電素子により図のＺ軸方向に駆
動される。
は、直動空気軸受２により案内されると共に、ボールね
じ３によってＸ軸方向に駆動される方形状のＸステージ
４が配設されている。なお、この駆動機構としては、比
較的安価なボールねじに、さらに、やはり比較的小形で
安価な電動モータを結合し、もって、自動的にＸ軸方向
に駆動することも可能であり、これによれば、装置を比
較的安価に構成することが可能になる。また、このＸス
テージ４上には、さらに、板状の微動Ｚステージ５が設
けられている。なお、この微動Ｚステージ５は、オート
フォーカス時において被測定物である半導体ウェハを数
十μｍの範囲で上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるため
のものであり、例えば圧電素子により図のＺ軸方向に駆
動される。
【００１６】この微動Ｚステージ５上には、円盤状のθ
ステージ９が取り付けられ、その上には、さらに、その
上に被測定物であるウェハ６を保持する、所謂、ウェハ
保持部７が設けられている。なお、このθステージ９
は、ウェハ６上に形成された磁気ヘッド列８の配列方向
を上記Ｘステージ４の移動方向（Ｘ軸方向）と一致させ
るため、図のＸ−Ｙ平面内で回転させるためのものであ
る。
ステージ９が取り付けられ、その上には、さらに、その
上に被測定物であるウェハ６を保持する、所謂、ウェハ
保持部７が設けられている。なお、このθステージ９
は、ウェハ６上に形成された磁気ヘッド列８の配列方向
を上記Ｘステージ４の移動方向（Ｘ軸方向）と一致させ
るため、図のＸ−Ｙ平面内で回転させるためのものであ
る。
【００１７】また、微動Ｚステージ５には、具体的に
は、図の右側でＸ軸方向に延びた一の面である端面に
は、上記Ｘステージ４の移動方向に平行な反射面を有す
る角柱状の平面鏡１０が取り付けられている。また、図
からも明らかなように、この平面鏡１０の反射面に対向
した近接位置に、レーザ干渉計１１が配設されている。
なお、この平面鏡１０とレーザ干渉計１１との間の距離
は、例えばその反射面から２ｍｍあるいはそれ以下に設
定されて上記ベース１上に固定されている。また、この
平面鏡１０は、上記微動Ｚステージ５の端面において、
上記Ｘステージ４の移動距離に対応する範囲にわたって
設けられている。
は、図の右側でＸ軸方向に延びた一の面である端面に
は、上記Ｘステージ４の移動方向に平行な反射面を有す
る角柱状の平面鏡１０が取り付けられている。また、図
からも明らかなように、この平面鏡１０の反射面に対向
した近接位置に、レーザ干渉計１１が配設されている。
なお、この平面鏡１０とレーザ干渉計１１との間の距離
は、例えばその反射面から２ｍｍあるいはそれ以下に設
定されて上記ベース１上に固定されている。また、この
平面鏡１０は、上記微動Ｚステージ５の端面において、
上記Ｘステージ４の移動距離に対応する範囲にわたって
設けられている。
【００１８】上記の実施の形態では、上記ベース１上に
は、さらに、上記Ｘステージ４を跨いで門状（あるい
は、「コ」の字状）のサブベース１２が固定されてお
り、このサブベース１２上には、上記Ｘステージ４に直
交して、Ｙステージ１３が取り付けられている。なお、
このＹステージ１３は、ボールねじ１４によって図のＹ
軸方向に移動可能となっている。なお、この駆動機構と
しては、比較的安価なボールねじに、さらに、やはり比
較的小形で安価な電動モータを結合し、もって、自動的
にＸ軸方向に駆動することも可能であり、これによれ
ば、装置を比較的安価に構成することが可能になる。
は、さらに、上記Ｘステージ４を跨いで門状（あるい
は、「コ」の字状）のサブベース１２が固定されてお
り、このサブベース１２上には、上記Ｘステージ４に直
交して、Ｙステージ１３が取り付けられている。なお、
このＹステージ１３は、ボールねじ１４によって図のＹ
軸方向に移動可能となっている。なお、この駆動機構と
しては、比較的安価なボールねじに、さらに、やはり比
較的小形で安価な電動モータを結合し、もって、自動的
にＸ軸方向に駆動することも可能であり、これによれ
ば、装置を比較的安価に構成することが可能になる。
【００１９】このＹステージ１３上には、さらに、Ｚ粗
動ステージ１５が設けられ、かつ、このＺ粗動ステージ
１５上にはテレビ顕微鏡１６が取り付けられている。な
お、このテレビ顕微鏡１６により得られた映像信号は、
図の画像処理装置１７に接続され、さらに、例えば、コ
ンピュータ装置１８に接続されている。また、図からも
明らかなように、このコンピュータ装置１８には、上記
レーザ干渉計１１によって測定される平面鏡１０の位置
データも入力されている。
動ステージ１５が設けられ、かつ、このＺ粗動ステージ
１５上にはテレビ顕微鏡１６が取り付けられている。な
お、このテレビ顕微鏡１６により得られた映像信号は、
図の画像処理装置１７に接続され、さらに、例えば、コ
ンピュータ装置１８に接続されている。また、図からも
明らかなように、このコンピュータ装置１８には、上記
レーザ干渉計１１によって測定される平面鏡１０の位置
データも入力されている。
【００２０】続いて、上記にその構成を詳細に説明した
本発明の配列精度測定装置の動作について、以下に、添
付の図２のフローを参照しながら説明する。まず、図示
しないロボットアームなどにより、被測定物である、そ
の表面に多数の磁気ヘッドを形成した半導体ウェハ６
を、上記装置のウェハ保持部７上に載置固定する（ステ
ップＳ１）。
本発明の配列精度測定装置の動作について、以下に、添
付の図２のフローを参照しながら説明する。まず、図示
しないロボットアームなどにより、被測定物である、そ
の表面に多数の磁気ヘッドを形成した半導体ウェハ６
を、上記装置のウェハ保持部７上に載置固定する（ステ
ップＳ１）。
【００２１】次に、上記コンピュータ装置１８からの指
令に基づき、図示しない制御部の働きによって、Ｘステ
ージ４及びＹステージ１３を駆動する。これにより、上
記ウェハ６上に形成されたヘッド列８の一端の磁気ヘッ
ドがテレビ顕微鏡１６の視野内に位置するように位置決
めする（ステップＳ２）。その後、このテレビ顕微鏡１
６で得られた画像のコントラストを画像処理部１７で抽
出し、このコントラストが最良となるように微動Ｚステ
ージ５の働きにより上記ウェハ６を上下方向（Ｚ軸方
向）に移動し、もって、シャープな画像を得る（ステッ
プＳ３）。このようにして、上記画像処理部１７はその
視野内の磁気ヘッドの位置を抽出し、その抽出した位置
をコンピュータ装置１８に送ってその位置を記憶してお
く（ステップＳ４）。
令に基づき、図示しない制御部の働きによって、Ｘステ
ージ４及びＹステージ１３を駆動する。これにより、上
記ウェハ６上に形成されたヘッド列８の一端の磁気ヘッ
ドがテレビ顕微鏡１６の視野内に位置するように位置決
めする（ステップＳ２）。その後、このテレビ顕微鏡１
６で得られた画像のコントラストを画像処理部１７で抽
出し、このコントラストが最良となるように微動Ｚステ
ージ５の働きにより上記ウェハ６を上下方向（Ｚ軸方
向）に移動し、もって、シャープな画像を得る（ステッ
プＳ３）。このようにして、上記画像処理部１７はその
視野内の磁気ヘッドの位置を抽出し、その抽出した位置
をコンピュータ装置１８に送ってその位置を記憶してお
く（ステップＳ４）。
【００２２】次いで、Ｘステージ４を駆動し、上記ウェ
ハ６上に形成されたヘッド列８の他端の磁気ヘッドがテ
レビ顕微鏡１６の視野内になるように位置決めし（ステ
ップＳ５）、上記と同様の過程を経て、その磁気ヘッド
の位置を抽出し、コンピュータ装置１８に送って記憶す
る（ステップＳ６）。これにより、コンピュータ装置１
８は、上記ウェハ６上に形成されたヘッド列８の両端
（即ち、その一端と他端）の位置から、そのヘッド列８
のＸステージの移動方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを算
出する（ステップＳ７）。そして、この算出結果に基づ
いて、コンピュータ装置１８は、図示しない制御部に指
令することにより上記装置のθステージ９を制御駆動
し、もって、上記ウェハ６上のヘッド列８がＸステージ
の移動方向（Ｘ軸方向）に平行になるように位置決めす
る（ステップＳ８）。
ハ６上に形成されたヘッド列８の他端の磁気ヘッドがテ
レビ顕微鏡１６の視野内になるように位置決めし（ステ
ップＳ５）、上記と同様の過程を経て、その磁気ヘッド
の位置を抽出し、コンピュータ装置１８に送って記憶す
る（ステップＳ６）。これにより、コンピュータ装置１
８は、上記ウェハ６上に形成されたヘッド列８の両端
（即ち、その一端と他端）の位置から、そのヘッド列８
のＸステージの移動方向（Ｘ軸方向）に対する傾きを算
出する（ステップＳ７）。そして、この算出結果に基づ
いて、コンピュータ装置１８は、図示しない制御部に指
令することにより上記装置のθステージ９を制御駆動
し、もって、上記ウェハ６上のヘッド列８がＸステージ
の移動方向（Ｘ軸方向）に平行になるように位置決めす
る（ステップＳ８）。
【００２３】次に、Ｘステージ４を駆動することによっ
て、上記ウェハ６上のヘッド列８の各磁気ヘッドが順
次、上記テレビ顕微鏡１６の視野内になる位置決めする
（ステップＳ９）。この時、上記レーザ干渉計１１によ
って測定される平面鏡１０の位置と、上記テレビ顕微鏡
１６及び画像処理部１７で測定された磁気ヘッドの位置
とから、上記平面鏡１０を基準とした磁気ヘッドの配列
の状態（配列精度）を、上記コンピュータ装置１８によ
り算出する（ステップＳ１０）こととなる。
て、上記ウェハ６上のヘッド列８の各磁気ヘッドが順
次、上記テレビ顕微鏡１６の視野内になる位置決めする
（ステップＳ９）。この時、上記レーザ干渉計１１によ
って測定される平面鏡１０の位置と、上記テレビ顕微鏡
１６及び画像処理部１７で測定された磁気ヘッドの位置
とから、上記平面鏡１０を基準とした磁気ヘッドの配列
の状態（配列精度）を、上記コンピュータ装置１８によ
り算出する（ステップＳ１０）こととなる。
【００２４】すなわち、上記の構成によれば、上記Ｘス
テージ４をＸ軸方向に駆動する際に生じる悪影響、すな
わち、Ｘステージ４を駆動するボールねじやリニアモー
タなどの駆動機構による真直案内への影響や、直動空気
軸受２部での空気の振動による影響を、上記レーザ干渉
計１１によって測定される上記平面鏡１０との間の位置
変動として測定する。そして、この測定した位置変動分
を、上記テレビ顕微鏡１６及び画像処理部１７で測定さ
れた磁気ヘッドの位置に加算又は除算することにより、
上記平面鏡１０を基準として、磁気ヘッドの配列精度を
極めて精度高く測定することが可能となる。
テージ４をＸ軸方向に駆動する際に生じる悪影響、すな
わち、Ｘステージ４を駆動するボールねじやリニアモー
タなどの駆動機構による真直案内への影響や、直動空気
軸受２部での空気の振動による影響を、上記レーザ干渉
計１１によって測定される上記平面鏡１０との間の位置
変動として測定する。そして、この測定した位置変動分
を、上記テレビ顕微鏡１６及び画像処理部１７で測定さ
れた磁気ヘッドの位置に加算又は除算することにより、
上記平面鏡１０を基準として、磁気ヘッドの配列精度を
極めて精度高く測定することが可能となる。
【００２５】この時、上記レーザ干渉計１１によって測
定される、レーザ干渉計１１と平面鏡１０との間の位置
は、上述したように、互いに対向した近接位置に配設さ
れ、具体的には、２ｍｍあるいはそれ以下の距離に設定
されている。そのため、温度差によるその間の屈折率変
化に起因する測定誤差は、例えばその温度差が０．５℃
の場合には、２ｍｍ×０．５℃×１０-6／ｍｍ・℃＝１
×１０-6ｍｍ＝０．００１μｍとなる。すなわち、目標
とする測定再現誤差である０．０１μｍに対して十分の
一（１／１０）となり、十分な測定精度を達成すること
が可能であることが分かる。
定される、レーザ干渉計１１と平面鏡１０との間の位置
は、上述したように、互いに対向した近接位置に配設さ
れ、具体的には、２ｍｍあるいはそれ以下の距離に設定
されている。そのため、温度差によるその間の屈折率変
化に起因する測定誤差は、例えばその温度差が０．５℃
の場合には、２ｍｍ×０．５℃×１０-6／ｍｍ・℃＝１
×１０-6ｍｍ＝０．００１μｍとなる。すなわち、目標
とする測定再現誤差である０．０１μｍに対して十分の
一（１／１０）となり、十分な測定精度を達成すること
が可能であることが分かる。
【００２６】以上に述べたように、本発明の配列精度測
定装置によれば、その位置決めステージ機構を、Ｘ軸、
Ｙ軸で独立した構造とした従来からの装置に加えて、単
に、被測定物を位置決めするＸ軸の真直度をレーザ干渉
計で測定するという構造上及び測定機構上も比較的簡単
な工夫をすることにより、非常に高い精度測定を実現す
ることを可能としている。なお、被測定物であるウェハ
６上のヘッド列８の各磁気ヘッドを撮像する上記テレビ
顕微鏡については、その分解能を高くしてより高い寸法
再現性が得られるように、例えば、その照明光の波長が
２００ｎｍ〜４００ｎｍの短波長のテレビ顕微鏡を用い
ることが望ましい。また、上記Ｙステージ及びＺステー
ジは、上記テレビ顕微鏡を中心にしてＹ軸方向に対して
対称となるように配置し、もって、その熱変形を最小限
に抑えることが望ましい。
定装置によれば、その位置決めステージ機構を、Ｘ軸、
Ｙ軸で独立した構造とした従来からの装置に加えて、単
に、被測定物を位置決めするＸ軸の真直度をレーザ干渉
計で測定するという構造上及び測定機構上も比較的簡単
な工夫をすることにより、非常に高い精度測定を実現す
ることを可能としている。なお、被測定物であるウェハ
６上のヘッド列８の各磁気ヘッドを撮像する上記テレビ
顕微鏡については、その分解能を高くしてより高い寸法
再現性が得られるように、例えば、その照明光の波長が
２００ｎｍ〜４００ｎｍの短波長のテレビ顕微鏡を用い
ることが望ましい。また、上記Ｙステージ及びＺステー
ジは、上記テレビ顕微鏡を中心にしてＹ軸方向に対して
対称となるように配置し、もって、その熱変形を最小限
に抑えることが望ましい。
【００２７】なお、上記の実施の形態においては、その
被測定物として、ウェハ上のヘッド列の磁気ヘッドにつ
いて、その配列精度の測定について詳細に述べたが、し
かしながら、本発明はこれのみに限定することなく、こ
れ以外にも、高い真直度の測定が必要な各種の測定に用
いても有効であることは勿論である。また、上記の実施
の形態においては、上記Ｘステージと一緒に移動する平
面鏡の位置を測定するレーザ干渉計を、これに代え、例
えば静電容量式のセンサーを使用することも可能であ
る。また、上記の平面鏡も、上記の実施の形態では微動
Ｚステージ５の側面に取り付けられているが、その取付
け位置は、上記Ｘステージと平行に移動する部位であれ
ばよく、例えば、Ｘステージの側面に取り付けてもよ
い。
被測定物として、ウェハ上のヘッド列の磁気ヘッドにつ
いて、その配列精度の測定について詳細に述べたが、し
かしながら、本発明はこれのみに限定することなく、こ
れ以外にも、高い真直度の測定が必要な各種の測定に用
いても有効であることは勿論である。また、上記の実施
の形態においては、上記Ｘステージと一緒に移動する平
面鏡の位置を測定するレーザ干渉計を、これに代え、例
えば静電容量式のセンサーを使用することも可能であ
る。また、上記の平面鏡も、上記の実施の形態では微動
Ｚステージ５の側面に取り付けられているが、その取付
け位置は、上記Ｘステージと平行に移動する部位であれ
ばよく、例えば、Ｘステージの側面に取り付けてもよ
い。
【００２８】加えて、上記の実施の形態においては、被
測定物であるウェハ上の複数列の磁気ヘッドについてそ
の配列精度を測定するため（すなわち、テレビ顕微鏡の
Ｙ軸方向への移動をも可能とするため）、上記ベース上
には、さらに、Ｘステージを跨いで門状（あるいは、
「コ」の字状）のサブベースを固定し、このサブベース
上にＹステージを取り付けている。しかしながら、例え
ば、Ｘステージだけを移動して被測定物の配列精度（真
直度）を測定するものにおいては、かかるＹステージを
取り付ける必要がないことは言うまでもない。
測定物であるウェハ上の複数列の磁気ヘッドについてそ
の配列精度を測定するため（すなわち、テレビ顕微鏡の
Ｙ軸方向への移動をも可能とするため）、上記ベース上
には、さらに、Ｘステージを跨いで門状（あるいは、
「コ」の字状）のサブベースを固定し、このサブベース
上にＹステージを取り付けている。しかしながら、例え
ば、Ｘステージだけを移動して被測定物の配列精度（真
直度）を測定するものにおいては、かかるＹステージを
取り付ける必要がないことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明の配列精度測定装置によれば、比較的安価に
構成可能なであり、かつ、被測定物の配列状態を高い精
度で測定可能であり、特に０．０１μｍ程度の、更に
は、０．００１μｍ程度の配列精度の測定再現性を経済
的に実現することが可能になるという、極めて優れた効
果を発揮するものである。
に、本発明の配列精度測定装置によれば、比較的安価に
構成可能なであり、かつ、被測定物の配列状態を高い精
度で測定可能であり、特に０．０１μｍ程度の、更に
は、０．００１μｍ程度の配列精度の測定再現性を経済
的に実現することが可能になるという、極めて優れた効
果を発揮するものである。
【図１】本発明の一実施の形態になる配列精度測定装置
の構造を示す、一部回路を含む斜視図である。
の構造を示す、一部回路を含む斜視図である。
【図２】上記配列精度測定装置におけるヘッド列の配列
精度の測定動作の詳細を示すフローチャート図である。
精度の測定動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図３】従来技術の一例として、半導体分野において露
光装置として使用される装置を示す上面図である。
光装置として使用される装置を示す上面図である。
１ ベース（基台） ３ ボールねじ ４ Ｘステージ ５ 微動Ｚステージ ６ （半導体）ウェハ ７ ウェハ保持部 ８ 磁気ヘッド列 ９ θステージ １０ 平面鏡 １１ レーザ干渉計 １２ サブベース １３ Ｙステージ １４ ボールねじ １５ Ｚ粗動ステージ １６ テレビ顕微鏡 １７ 画像処理装置 １８ コンピュータ装置
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA20 AA47 BB02 BB03 CC00 CC19 CC31 DD02 FF04 FF10 FF26 FF55 GG21 JJ03 JJ26 KK01 LL12 MM03 PP02 PP12 PP22 PP24 QQ24 QQ25 QQ27 UU04 UU06 2H052 AD18 AD20 AD21 AF02 AF04
Claims (5)
- 【請求項１】 ベースと、前記ベース上に配置されてそ
の上面に被測定物を載置する被測定物保持部と、前記被
測定物保持部をＸ軸方向に移動可能なＸステージと、前
記ＸステージをＸ軸方向に案内駆動するＸ軸案内駆動手
段と、前記Ｘステージの上方に取り付けられた画像検出
手段とを備え、前記画像検出手段により検出した画像信
号から前記被測定物の配列精度を測定する配列精度測定
装置において、前記被測定物保持部のＸ軸方向の側面に
近接・対向して、前記Ｘステージの移動方向における真
直変動を検出する手段を設け、かつ、前記前記画像検出
手段により検出した画像信号と前記真直変動検出手段で
測定した真直変動とに基づいて、前記被測定物の配列精
度を測定することを特徴とする配列精度測定装置。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の配列精度測定装置
において、さらに、前記ベース上には、前記Ｘステージ
を跨いでそれと直交する方向に移動可能なＹステージを
設けると共に、前記画像検出手段を当該Ｙステージ上に
取り付けたことを特徴とする配列精度測定装置。 - 【請求項３】 前記請求項１に記載の配列精度測定装置
において、前記真直変動検出手段は、前記被測定物保持
部のＸ軸方向の側面に取り付けられた平面鏡と、当該平
面鏡の反射面に近接・対向して設けられたレーザ干渉計
とから構成されたことを特徴とする配列精度測定装置。 - 【請求項４】 前記請求項１に記載の配列精度測定装置
において、前記Ｘステージと前記被測定物保持部との間
には、さらに、前記被測定物を回転可能なθ回転ステー
ジを設けたことを特徴とする配列精度測定装置。 - 【請求項５】 前記請求項１に記載の配列精度測定装置
において、前記前記ＸステージをＸ軸方向に案内駆動す
るＸ軸案内駆動手段は、ボールねじ又は／及びリニアモ
ータから構成される駆動機構から構成されていることを
特徴とする配列精度測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028204A JP3753944B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 配列精度測定装置及びその方法 |
| TW091101298A TW528881B (en) | 2001-02-05 | 2002-01-25 | Position measuring apparatus |
| US10/060,321 US6647632B2 (en) | 2001-02-05 | 2002-02-01 | Position measuring apparatus |
| KR1020020006228A KR20020065369A (ko) | 2001-02-05 | 2002-02-04 | 위치측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028204A JP3753944B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 配列精度測定装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228415A true JP2002228415A (ja) | 2002-08-14 |
| JP3753944B2 JP3753944B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=18892746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028204A Expired - Fee Related JP3753944B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 配列精度測定装置及びその方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3753944B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015525477A (ja) * | 2012-06-06 | 2015-09-03 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 位置合わせ誤差を求めるための装置と方法 |
| JP2017183735A (ja) * | 2017-05-10 | 2017-10-05 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 位置合わせ誤差を求めるための装置と方法 |
| KR20180043891A (ko) * | 2016-10-20 | 2018-05-02 | 한국원자력연구원 | 표면 프로파일의 평탄도 측정장치 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028204A patent/JP3753944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015525477A (ja) * | 2012-06-06 | 2015-09-03 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 位置合わせ誤差を求めるための装置と方法 |
| US10134622B2 (en) | 2012-06-06 | 2018-11-20 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Apparatus and method for ascertaining orientation errors |
| US10410896B2 (en) | 2012-06-06 | 2019-09-10 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Apparatus and method for ascertaining orientation errors |
| KR20180043891A (ko) * | 2016-10-20 | 2018-05-02 | 한국원자력연구원 | 표면 프로파일의 평탄도 측정장치 |
| KR101890330B1 (ko) | 2016-10-20 | 2018-08-23 | 한국원자력연구원 | 표면 프로파일의 평탄도 측정장치 |
| JP2017183735A (ja) * | 2017-05-10 | 2017-10-05 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 位置合わせ誤差を求めるための装置と方法 |
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| JP3753944B2 (ja) | 2006-03-08 |
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