JP2008064665A - Optical length measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical length measuring apparatus which has a simple structure and is stable, by reducing temperature influences on a laser optical path of a laser interferometer. <P>SOLUTION: The optical length measuring system comprises: an optical length measuring machine which has a heating section; a chamber in which the optical length measuring machine is disposed; a device for supplying descending current of air in the chamber; a cover containing the heating section and having a lower end with an aperture which opens downward, and an upper end with an aperture smaller than that of the lower end; and an exhaust means which is connected to the aperture of the upper end and discharges air in the cover to the outside of the chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体や液晶表示装置の検査過程において使用する光学的測長装置に関するものであり、詳しくは、上方から下方に向かって所定の温度の清浄な空気が吹き出すようになっている恒温槽内に設置される、CCDカメラなどの発熱部を有する光学的測長装置に関するものである。 The present invention relates to an optical length measuring device used in an inspection process of a semiconductor or a liquid crystal display device, and more specifically, a thermostatic chamber in which clean air of a predetermined temperature is blown out from above to below. The present invention relates to an optical length measuring device having a heat generating part such as a CCD camera, which is installed inside.

半導体や液晶表示装置の検査過程において使用する光学的測長装置の測定精度は、サブμmオーダの精度が要求されるため、光学的測長機本体は常時上方から下方に向かって所定の温度の清浄な空気が吹き出すようになっている恒温槽内に設置され、該恒温槽内の温度差は、例えば、±0.1℃に保持される。
しかし、この光学的測長機にはCCDカメラや照明手段等の発熱部があるために、前記恒温槽内に温度ムラが生じやすく、この温度ムラによって、被測定物の温度が不均一になることや、光学的測長機の測定手段として用いられるレーザ変位計のレーザ光路の空気温度の変動によって、測定に誤差を生じるという問題がある。
The measurement accuracy of the optical length measuring device used in the inspection process of semiconductors and liquid crystal display devices is required to be on the order of sub-μm. Therefore, the optical length measuring device body always has a predetermined temperature from the top to the bottom. It is installed in a thermostatic bath in which clean air is blown out, and the temperature difference in the thermostatic bath is maintained at ± 0.1 ° C., for example.
However, since this optical length measuring instrument has a heat generating part such as a CCD camera or illumination means, temperature unevenness is likely to occur in the thermostat, and the temperature of the object to be measured becomes non-uniform due to this temperature unevenness. In addition, there is a problem that an error occurs in the measurement due to a change in the air temperature of the laser optical path of the laser displacement meter used as the measuring means of the optical length measuring device.

そこで、従来は、発熱部分を分散させて、前記恒温槽内の温度むらを生じさせないようにしたり(例えば、特許文献1)、恒温槽内の光学的測長機の被測定物とレーザ変位計部分を更にカバーで覆い、そのカバー内を一定温度に保つ方法(例えば、特許文献2)が開示されている。   Therefore, conventionally, the heat generation portion is dispersed so as not to cause temperature unevenness in the thermostat (for example, Patent Document 1), or the object to be measured and the laser displacement meter of the optical length measuring instrument in the thermostat. A method (for example, Patent Document 2) is disclosed in which the portion is further covered with a cover and the inside of the cover is maintained at a constant temperature.

しかし、従来例(前者)のように発熱部分を分散させても、発熱部分によって温められた一部の空気が、前記恒温槽の上方から下方に向かって吹き出される空気流(以下、「下降空気流」という)によって、レーザ干渉計のレーザ光路に吹き降ろされ、レーザ光路の空気温度に変動を生じ、レーザ干渉計に測定値が安定しない問題点がある。
また、従来例(後者)のように被測定物とレーザ変位計部分を更にカバーで覆う方式では、装置全体が複雑になり、被測定物側を二次元で移動させねばならず、装置の設置面積が大きくなってしまうなどの問題点があった。
特開2004−205441号公報 特開2003−151892号公報
However, even if the heat generating portion is dispersed as in the conventional example (the former), a part of the air heated by the heat generating portion is blown from the upper side of the thermostatic chamber downward (hereinafter referred to as “down”). The air flow is blown down to the laser optical path of the laser interferometer, causing fluctuations in the air temperature of the laser optical path, and the laser interferometer has a problem that the measured value is not stable.
In addition, in the method of covering the object to be measured and the laser displacement meter with a cover as in the conventional example (the latter), the entire apparatus becomes complicated, and the object to be measured must be moved in two dimensions. There was a problem such as the area becoming large.
JP 2004-205441 A JP 2003-151892 A

そこで、本発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、レーザ干渉計のレーザ光路への温度影響を低減させることにより、構造が簡単で、安定した光学的測長装置を供給するものである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a stable optical length measuring device having a simple structure by reducing the temperature influence on the laser optical path of the laser interferometer. is there.

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
即ち、請求項1に係る光学的測長装置は、上方から下方に向かって所定の温度の清浄な空気が吹き出すようになっている恒温槽(以下、「サーマルクリーンチャンバー」という)内に設置される、発熱部を有する光学的測長装置であって、該光学的測長装置の発熱部を収納し、下端部が開口するカバーと、該カバーの上部から該カバー内の空気を排出する排気手段とを有することを特徴としている。
The present invention is characterized by the following points in order to solve the above problems.
That is, the optical length measuring device according to claim 1 is installed in a thermostatic chamber (hereinafter referred to as “thermal clean chamber”) in which clean air of a predetermined temperature is blown out from above to below. An optical length measuring device having a heat generating portion, which houses the heat generating portion of the optical length measuring device and has a lower end opened, and an exhaust for discharging the air in the cover from the upper portion of the cover Means.

請求項2に係る光学的測長装置は、請求項1に記載の光学的測長装置であって、前記カバー内の前記発熱部の下側近傍から該発熱部に向かって、冷却用空気を噴射する冷却ノズルと、該冷却ノズルに冷却用空気を供給する空気供給手段と、を備えたことを特徴としている。   An optical length measuring device according to claim 2 is the optical length measuring device according to claim 1, wherein cooling air is supplied from the vicinity of the lower side of the heat generating portion in the cover toward the heat generating portion. A cooling nozzle for spraying and an air supply means for supplying cooling air to the cooling nozzle are provided.

請求項3に係る光学的測長装置は、請求項2に記載の光学的測長装置であって、前記冷却ノズルに供給される冷却用空気流量が、前記排気手段によって前記カバー内から排出される空気流量以下の流量であることを特徴としている。   An optical length measuring device according to claim 3 is the optical length measuring device according to claim 2, wherein a cooling air flow rate supplied to the cooling nozzle is discharged from the cover by the exhaust means. It is characterized by a flow rate less than the air flow rate.

本発明は以下の優れた効果を奏する。
請求項1に係る発明によれば、前記発熱部を収納する前記カバーの上端部から該カバー内の空気が、前記排出手段によって前記カバー内から排出されるため、該カバーの下端部の開口部から該カバー内に向かって前記サーマルクリーンチャンバ内の空気の一部が該カバー内に流入し、該カバー内に空気の流れが形成されると共に、その流入した前記サーマルクリーンチャンバ内の空気の流によって、前記発熱部が冷却される。
そして、該発熱部によって加熱された前記空気は、前記排出手段によって、該レーザ光路の空気温度に影響を与えることなく、前記カバー外に排出されるため、該レーザ光路の空気温度を所定の温度に維持できる。
The present invention has the following excellent effects.
According to the first aspect of the present invention, the air in the cover is discharged from the cover by the discharge means from the upper end of the cover that houses the heat generating portion. Part of the air in the thermal clean chamber flows into the cover from the inside of the cover, and an air flow is formed in the cover, and the flow of air in the thermal clean chamber that has flowed in is formed. Thus, the heat generating part is cooled.
Then, the air heated by the heat generating part is discharged out of the cover without affecting the air temperature of the laser light path by the discharge means, so that the air temperature of the laser light path is set to a predetermined temperature. Can be maintained.

請求項2に係る発明によれば、前記カバー内の発熱部の下側から、該発熱部に向かって前記冷却ノズルから冷却用空気が吹き付けられるため、該発熱部を効果的に冷却できると共に、該冷却用の空気の流れによって、該カバー外から該カバー内への空気の流れが生じ、前記排出手段による該カバー内からの空気の排出が容易に行える。
尚、前記冷却用空気が前記冷却ノズルから噴出する際に、断熱膨張によって該冷却用空気の温度降下を生ずるため、前記発熱部の冷却がより効果的に行える。
According to the invention of claim 2, since the cooling air is blown from the cooling nozzle toward the heat generating part from the lower side of the heat generating part in the cover, the heat generating part can be effectively cooled, The cooling air flow causes an air flow from the outside of the cover to the inside of the cover, so that the air can be easily discharged from the cover by the discharging means.
In addition, when the cooling air is ejected from the cooling nozzle, a temperature drop of the cooling air is caused by adiabatic expansion, so that the heat generating portion can be cooled more effectively.

請求項3に係る発明によれば、前記冷却ノズルから前記カバー内の前記発熱部に吹き付けられる空気流量が前記排気手段によって、前記カバーの上部から該カバー外に排気される空気流量にほぼ等しいため、前記カバーの下端部の開口部から前記サーマルクリーンチャンバ内に前記冷却用空気が逆流することがなく、該サーマルクリーンチャンバ内の下降空気流に乱れが生じないため、該レーザ光路の温度がより安定に維持できる。   According to the third aspect of the present invention, the flow rate of air blown from the cooling nozzle to the heat generating portion in the cover is substantially equal to the flow rate of air exhausted from the upper part of the cover to the outside by the exhaust means. The cooling air does not flow back into the thermal clean chamber from the opening at the lower end of the cover, and the descending air flow in the thermal clean chamber is not disturbed. It can be maintained stably.

以下、本発明の一実施の形態に係る光学的測長装置について、図1から図6を参照しながら説明する。図1から図3に示すように、光学的測長装置1は、基台2と、基台2上に平行に配置された一対のY軸のガイド3、3と、ガイド3、3に沿ってY軸方向に移動するY軸テーブル4と、基台2上に立設された一対の支柱5、5と、支柱5、5に支えられY軸テーブル4の上方をY軸ガイド3に対して直交するように配置された梁体6と、梁体6側面に平行に配置された一対のX軸ガイド7、7と、X軸ガイド7、7に沿ってX軸方向に移動するX軸テーブル8と、X軸テーブル8の側面上に平行に配置された一対のZ軸ガイド9、9と、Z軸ガイド9、9に沿ってZ軸方向に移動するZ軸テーブル10とを備えており、図示しないサーマルクリーンチャンバ内に設置されている。
そして該サーマルクリーンチャンバ内には、下降空気流イが光学的測長装置1の上方から光学的測長装置1に向かって下側に吹き付けられている。
Hereinafter, an optical length measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the optical length measuring device 1 includes a base 2, a pair of Y-axis guides 3 and 3 arranged in parallel on the base 2, and the guides 3 and 3. The Y-axis table 4 moving in the Y-axis direction, a pair of support columns 5 and 5 erected on the base 2, and the Y-axis guide 4 supported by the support columns 5 and 5 with respect to the Y-axis guide 3 The X-axis moving along the X-axis direction along the X-axis guides 7 and 7 and the pair of X-axis guides 7 and 7 arranged parallel to the side surface of the beam body 6. A table 8, a pair of Z-axis guides 9, 9 arranged in parallel on the side surface of the X-axis table 8, and a Z-axis table 10 that moves in the Z-axis direction along the Z-axis guides 9, 9. And installed in a thermal clean chamber (not shown).
In the thermal clean chamber, a descending air flow is blown downward from the optical length measuring device 1 toward the optical length measuring device 1.

Z軸テーブル10上には、ガラス基板(被検査体)Pに対向して、顕微鏡12と、顕微鏡12に光学的に接続されたCCDカメラ(発熱部)13と、顕微鏡12とCCDカメラ13とを収納し、下端部が下方に向かって開口するカバー11と、カバー11の上部に排気チューブ16を介して接続する排気手段17と、カバー11を貫通し、CCDカメラ(発熱部)13に冷却用空気を吹き付ける冷却ノズル14および15と、が一体的に取り付けられている。
また、CCDカメラ13には画像信号を処理する画像処理部34とその画像処理された画像を表示する画像表示部35が電気的に接続されている。
On the Z-axis table 10, a microscope 12, a CCD camera (heating unit) 13 optically connected to the microscope 12, a microscope 12, and a CCD camera 13 are opposed to a glass substrate (inspection object) P. The cover 11 having a lower end opened downward, the exhaust means 17 connected to the upper portion of the cover 11 via the exhaust tube 16, and penetrated through the cover 11 to be cooled by the CCD camera (heat generating part) 13. The cooling nozzles 14 and 15 for blowing the working air are integrally attached.
The CCD camera 13 is electrically connected to an image processing unit 34 that processes an image signal and an image display unit 35 that displays the image processed image.

冷却ノズル14、15は、上下(X軸方向)2段で、Y軸方向にずれて配置され、それぞれが給気チューブ18を介して、冷却ノズル14、15の夫々に、冷却用空気を供給する空気供給手段たる給気装置19が接続されている。
そして、冷却ノズル14、15の空気噴出口は小径になっており、冷却用空気が、該空気噴出口から噴出される際に、断熱膨張することによって、冷却用空気自体が低温になるようになっている。
また、カバー11の上端部開口部には、排気チューブ16を介して、カバー11内の空気を前記サーマルクリーンチャンバ外に排出する、排気手段としての排気装置17に接続されている。
さらに、冷却ノズル14、15からカバー11内に噴出される空気量より、排気チューブ16を経て排気装置17によって排出される空気量の方が多くなるようになっている。
具体的には、CCDカメラ13からの放熱量に基づき、冷却用空気の流量および温度、冷却用ノズル14、15の空気噴射口の口径、冷却用ノズル14、15に供給される冷却用空気の圧力および温度、カバー11の上部開口部(排気チューブ16に接続される部分)の口径が最適になるように設定される。
The cooling nozzles 14 and 15 are arranged in two stages, upper and lower (in the X-axis direction), shifted in the Y-axis direction, and each supply cooling air to the cooling nozzles 14 and 15 via the air supply tube 18. An air supply device 19 serving as an air supply means is connected.
The air nozzles of the cooling nozzles 14 and 15 have a small diameter so that when the cooling air is ejected from the air nozzles, the air is adiabatically expanded so that the cooling air itself has a low temperature. It has become.
Further, the upper end opening of the cover 11 is connected via an exhaust tube 16 to an exhaust device 17 as exhaust means for exhausting the air in the cover 11 out of the thermal clean chamber.
Further, the amount of air discharged by the exhaust device 17 through the exhaust tube 16 is larger than the amount of air ejected from the cooling nozzles 14 and 15 into the cover 11.
Specifically, based on the amount of heat released from the CCD camera 13, the flow rate and temperature of the cooling air, the diameter of the air injection ports of the cooling nozzles 14 and 15, and the cooling air supplied to the cooling nozzles 14 and 15. The pressure and temperature are set so that the aperture of the upper opening of the cover 11 (portion connected to the exhaust tube 16) is optimized.

Y軸テーブル4、X軸テーブル8、Z軸テーブル10は、それぞれ図示しない、駆動手段(例えば、ボールスクリューおよびボールナット、サーボモータとモータドライバ)によってそれぞれ駆動されるようになっている。   The Y-axis table 4, the X-axis table 8, and the Z-axis table 10 are respectively driven by driving means (for example, ball screw and ball nut, servo motor and motor driver) not shown.

また、基台2には、図1および図4に示すように、Y軸テーブル4のY軸方向の位置およびX軸テーブル8のX軸方向の位置の測定に用いられるレーザ干渉測長装置20が備えられている。
レーザ干渉測長装置20は、基台2の側面に設けられた支持台21上に配置されたレーザヘッド22と、レーザヘッド22からのレーザ光をX軸方向およびY軸方向に分岐するビームスプリッタ23と、基台2の側面に設けられた支持台25上に設けられたビームベンダ26と、支柱5の側面に設けられた支持台27X上に設けられた、干渉ユニット28Xと、基台2上の支持台27Y上に設けられた干渉ユニット28Yと、X軸テーブル8に設けられたミラー29Xと、Y軸テーブル4に設けられたミラー29Yとから構成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the base 2 has a laser interference length measuring device 20 used for measuring the position of the Y-axis table 4 in the Y-axis direction and the position of the X-axis table 8 in the X-axis direction. Is provided.
The laser interference length measuring apparatus 20 includes a laser head 22 disposed on a support base 21 provided on a side surface of the base 2, and a beam splitter that branches laser light from the laser head 22 in the X-axis direction and the Y-axis direction. 23, a beam bender 26 provided on a support base 25 provided on a side surface of the base 2, an interference unit 28X provided on a support base 27X provided on a side surface of the column 5, and the base 2 The interference unit 28Y is provided on the upper support 27Y, the mirror 29X is provided on the X-axis table 8, and the mirror 29Y is provided on the Y-axis table 4.

レーザヘッド22には、2周波He−Neレーザ光を発振するレーザ発振部22Aと、該レーザ光を測長用レーザL1とリファレンス用レーザL2とを分離するレーザスプリッタ22Bと、リファレンス用レーザL2の周波数を検知するフォトディテクタ22Cと、が備えられている。
干渉ユニット28X、28Yには、X軸方向及びY軸方向に分岐された測長用レーザL1からレファレンス用レーザL3を分離するビームスプリッタ28Aと、分離されたレファレンス用レーザL3をビームスプリッタ28Aへ反射するリファレンスプリズム28Bと、該反射レーザとレファレンス用レーザL3との干渉光の周波数を検知するフォトディテクタ28Cとが、それぞれ備えられている。
The laser head 22 includes a laser oscillation unit 22A that oscillates a two-frequency He—Ne laser beam, a laser splitter 22B that separates the laser beam into a length measuring laser L1 and a reference laser L2, and a reference laser L2. And a photodetector 22C for detecting the frequency.
The interference units 28X and 28Y have a beam splitter 28A for separating the reference laser L3 from the length measuring laser L1 branched in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the separated reference laser L3 is reflected to the beam splitter 28A. A reference prism 28B, and a photodetector 28C that detects the frequency of the interference light between the reflected laser and the reference laser L3.

フォトディテクタ28Cから前記干渉の程度に応じた信号が、パルスコンバータ30とカウンタ31で構成される演算処理器32に送信され、演算処理器32によって、Y軸テーブル4のY軸方向移動距離と、X軸テーブル8のX軸方向移動距離が検出できるようになっている。
そして、図5に示すように、換算処理器32は、制御装置33に接続される。また、制御装置33には図示しないインターフェースを介して、Y軸テーブル4およびX軸テーブル8の駆動手段、Z軸テーブル10の駆動手段、給気装置19、排気装置17、CCDカメラ13、画像処理部34、画像表示部35が接続されている。
A signal corresponding to the degree of the interference is transmitted from the photodetector 28C to an arithmetic processing unit 32 including a pulse converter 30 and a counter 31, and the arithmetic processing unit 32 uses the Y-axis direction moving distance of the Y-axis table 4 and X The movement distance in the X-axis direction of the axis table 8 can be detected.
Then, as shown in FIG. 5, the conversion processor 32 is connected to the control device 33. Further, the control device 33 is connected to a drive means for the Y-axis table 4 and the X-axis table 8, a drive means for the Z-axis table 10, an air supply device 19, an exhaust device 17, a CCD camera 13, and image processing via an interface (not shown). The unit 34 and the image display unit 35 are connected.

上記の構成からなる光学的測長装置1においてガラス基板Pを測定する時には、まず、図1に示すように、ガラス基板Pをテーブル4上に保持した後、排気装置17を作動させてから、給気装置19を作動させる。これによって、前記冷却用ノズル14、15の噴出口から冷却用空気(噴出時に断熱膨張により温度降下した状態の冷却用空気)を、CCDカメラ13に向かって上方に吹き付け、CCDカメラ13を冷却するとともに、CCDカメラ13の冷却に使用されて温度上昇した前記冷却用空気を排気装置9によって、前記サーマルクリーンチャンバ外に排気しながら、該サーマルクリーンチャンバ内の下降空気流の空気温度を局部的に上昇させることなく、ガラス基板Pに設けられた複数の測定ポイントを測定する。
制御装置33には、ガラス基板P上の各測定ポイントの設計寸法値が入力してあり、この設計寸法値に基づいてY軸テーブル4およびX軸テーブル8の位置決め制御を行う。
When measuring the glass substrate P in the optical length measuring device 1 having the above configuration, first, as shown in FIG. 1, after holding the glass substrate P on the table 4, the exhaust device 17 is operated, The air supply device 19 is activated. As a result, cooling air (cooling air that has fallen in temperature due to adiabatic expansion at the time of jetting) is blown upward from the jet nozzles of the cooling nozzles 14 and 15 toward the CCD camera 13 to cool the CCD camera 13. At the same time, while the cooling air that has been used for cooling the CCD camera 13 and has risen in temperature is exhausted out of the thermal clean chamber by the exhaust device 9, the air temperature of the descending air flow in the thermal clean chamber is locally determined. A plurality of measurement points provided on the glass substrate P are measured without being raised.
The control device 33 receives design dimension values of each measurement point on the glass substrate P, and performs positioning control of the Y-axis table 4 and the X-axis table 8 based on the design dimension values.

制御装置33からY軸テーブル4およびX軸テーブル8の駆動手段、Z軸テーブル10の駆動手段に駆動信号を出力し、各駆動手段を駆動して顕微鏡12およびCCDカメラ13を、第1測定ポイントの設計配置位置上方にレーザ干渉測長装置20を用いてμm単位で測定しながら移動させる。   The control device 33 outputs drive signals to the drive means of the Y-axis table 4 and the X-axis table 8 and the drive means of the Z-axis table 10, and drives each drive means to connect the microscope 12 and the CCD camera 13 to the first measurement point. Is moved while measuring in units of μm using the laser interference length measuring device 20 above the design arrangement position.

顕微鏡12およびCCDカメラ13が、図6に示すように、第1測定ポイントの設計配置位置上方に移動すると、第1測定ポイントはCCDカメラ13の視野に入り、第1測定ポイントを顕微鏡12で拡大してCCDカメラ13に取り込む。その取り込んだ画像の中心(すなわち、視野内座標系の中心)から第1測定ポイントの中心までの距離(x1、y1)を、CCD画素数をカウントしてμm単位で求める。このとき同時に、Y軸テーブル4およびX軸テーブル8の位置(すなわち、テーブル座標系における視野内座標系中心の位置)(X1、Y1)を、レーザ干渉測長装置20用いてμm単位で測定する。   As shown in FIG. 6, when the microscope 12 and the CCD camera 13 are moved above the design arrangement position of the first measurement point, the first measurement point enters the field of view of the CCD camera 13 and the first measurement point is enlarged by the microscope 12. The image is taken into the CCD camera 13. The distance (x1, y1) from the center of the captured image (that is, the center of the in-view coordinate system) to the center of the first measurement point is obtained in units of μm by counting the number of CCD pixels. At the same time, the positions of the Y-axis table 4 and the X-axis table 8 (that is, the position of the in-field coordinate system center in the table coordinate system) (X1, Y1) are measured in μm units using the laser interference length measuring device 20. .

次に、制御装置33から駆動信号を出力し、Y軸テーブル4およびX軸テーブル8の駆動手段、Z軸テーブル10を駆動して顕微鏡12およびCCDカメラ13を、第2測定ポイントの設計配置位置上方に移動させる。移動の際は、前述したように、レーザ干渉測長装置20で検知した情報をフィードバックして位置制御する。   Next, a driving signal is output from the control device 33, the driving means for the Y-axis table 4 and the X-axis table 8, and the Z-axis table 10 are driven so that the microscope 12 and the CCD camera 13 are placed at the design position of the second measurement point. Move upward. When moving, as described above, the information detected by the laser interference length measuring apparatus 20 is fed back to control the position.

顕微鏡12およびCCDカメラ13が、第2測定ポイントの設計配置位置上方に移動すると、第1測定ポイントの測定時と同様に、視野内座標系中心から第2測定ポイントの中心までの距離(x2、y2)と、その時のテーブル座標系における視野内座標系中心の位置(X2、Y2)をμm単位で測定する。   When the microscope 12 and the CCD camera 13 move above the design arrangement position of the second measurement point, the distance from the center of the visual field coordinate system to the center of the second measurement point (x2,. y2) and the position (X2, Y2) of the in-field coordinate system center in the table coordinate system at that time are measured in μm units.

これら測定した視野内座標系と第1測定ポイントおよび第2測定ポイントとの位置関係が、例えば図6に示す位置関係であるとすると、第1測定ポイントのテーブル座標系における位置は(X1+x1,Y1+y1)となり、第2測定ポイントのテーブル座標系における位置は(X2−x2,Y2−y2)となる。
したがって、第1測定ポイントと第2測定ポイントとの相対位置は、XY座標系において((X2−x2)−(X1+x1),(Y2−y2)−(Y1+y1))と表せる。
If the positional relationship between the measured in-field coordinate system and the first and second measurement points is the positional relationship shown in FIG. 6, for example, the position of the first measurement point in the table coordinate system is (X1 + x1, Y1 + y1). ), And the position of the second measurement point in the table coordinate system is (X2-x2, Y2-y2).
Therefore, the relative position between the first measurement point and the second measurement point can be expressed as ((X2−x2) − (X1 + x1), (Y2−y2) − (Y1 + y1)) in the XY coordinate system.

尚、本実施形態で使用したレーザ干渉測長装置20は、2周波式へテロダインレーザ干渉計と呼ばれるものであり、図4を用いて、Y軸テーブル4の移動距離の測長の場合について説明する。
レーザ発振器22Aにおいて発振した2つの周波数(F1およびF2)のHe−Neレーザは、ビームスプリッタ22Bにおいて測長用レーザL1とリファレンス用レーザL2とに分岐される。リファレンス用レーザL2は、フォトディテクタ22Cに入射し、その周波数差(L1−L2)がリファレンス信号としてパルスコンバータ30へ出力される。
The laser interference length measuring apparatus 20 used in this embodiment is called a two-frequency heterodyne laser interferometer, and the case of measuring the moving distance of the Y-axis table 4 will be described with reference to FIG. To do.
The He—Ne laser having two frequencies (F1 and F2) oscillated in the laser oscillator 22A is branched into a length measuring laser L1 and a reference laser L2 in the beam splitter 22B. The reference laser L2 enters the photodetector 22C, and the frequency difference (L1-L2) is output to the pulse converter 30 as a reference signal.

測長レーザL1は、レーザスプリッタ28Aにおいてリファレンス用レーザL3(周波数F2)が分離してリファレンスプリズム28Bに向かい、残りの測長用レーザL1(周波数F1)がミラー29Yに向かう。ミラー29Yは、Y軸テーブル4の移動に伴いY軸方向に移動するので、ミラー29Yで反射する測長レーザL1の周波数はドップラ効果により△Dだけ変化する(F1±△D)。
反射した測長用レーザL1とリファレンス用レーザL2とは、レーザスプリッタ28Aにおいて干渉して、フォトディテクタ28Cに入射し、その周波数差(F1−F2±△D)が干渉信号としてパルスコンバータ30に出力される。
The length measurement laser L1 is separated from the reference laser L3 (frequency F2) by the laser splitter 28A and directed to the reference prism 28B, and the remaining length measurement laser L1 (frequency F1) is directed to the mirror 29Y. Since the mirror 29Y moves in the Y-axis direction as the Y-axis table 4 moves, the frequency of the length measuring laser L1 reflected by the mirror 29Y changes by ΔD (F1 ± ΔD) due to the Doppler effect.
The reflected length measuring laser L1 and reference laser L2 interfere with each other in the laser splitter 28A and enter the photodetector 28C, and the frequency difference (F1-F2 ± ΔD) is output to the pulse converter 30 as an interference signal. The

パルスコンバータ30では、リファレンス信号(F1−F2)と干渉信号(F1−F2±△D)とを信号処理してドップラ効果による周波数信号差(±△D)をカウンタ31にカウントし、これらの情報を位置情報として制御装置33に出力して正確な位置を測定する。   In the pulse converter 30, the reference signal (F1-F2) and the interference signal (F1-F2 ± ΔD) are processed, and the frequency signal difference (± ΔD) due to the Doppler effect is counted in the counter 31. Is output to the control device 33 as position information to measure an accurate position.

そして、以上説明したように、冷却ノズル14、15が上下(X軸方向)2段で、Y軸方向にずれて配置されていることにより、カバー11内の空気の流れ偏りが少なく、カバー11内局部に空気が滞留しにくい。
さらに、カバー11内局部に空気が滞留しにくいことと、前述のごとく、冷却用空気が断熱膨張することによって、冷却用空気自体の温度が低温になっていることにより、カバー11外面の一部の温度が、周囲の空気温度より高くなることが少なく、カバー11の外面周囲のサーマルクリーンチャンバの下降空気流が加熱されにくい。
その結果、レーザ干渉測長装置のレーザ光路周囲の空気の温度変動が少なく、レーザ干渉測長装置の精度が一定に保持できる。
尚、上記実施形態においては、カバー11内の空気を排気装置17によって、前記サーマルクリーンチャンバ外に排気するようにしているが、該サーマルクリーンチャンバ内で処理し、前記サーマルクリーンチャンバの下降空気流イへ循環してもよい。
As described above, the cooling nozzles 14 and 15 are arranged in two stages (up and down (X-axis direction)) and shifted in the Y-axis direction, so that the air flow in the cover 11 is less uneven and the cover 11 Air is less likely to stay in the local area.
Furthermore, a part of the outer surface of the cover 11 is caused by the fact that the air is less likely to stay in the inner part of the cover 11 and the temperature of the cooling air itself is low due to the adiabatic expansion of the cooling air as described above. Of the thermal clean chamber around the outer surface of the cover 11 is less likely to be heated.
As a result, the temperature fluctuation of the air around the laser optical path of the laser interferometer is small, and the accuracy of the laser interferometer can be kept constant.
In the above embodiment, the air in the cover 11 is exhausted to the outside of the thermal clean chamber by the exhaust device 17. You may circulate to i.

上記の構成によれば、レーザ干渉測長装置を測定に用いているので、μm単位でY軸テーブル4およびX軸テーブル8の位置、つまりテーブル座標系における視野内座標系中心の位置を測定することができる。その結果、高い精度で測定ポイントの位置を測定することができ、各測定ポイントの相対位置関係を高い精度で求めることができる。
さらに、前記サーマルクリーンチャンバ内の温度にむらが生じにくいため、レーザ干渉測長装置以外にガラススケール等を用いる場合においても、熱膨張による誤差が生じにくく、各測定ポイントの相対位置関係を高い精度で求めることができる。
According to the above configuration, since the laser interferometer is used for measurement, the positions of the Y axis table 4 and the X axis table 8 in units of μm, that is, the position of the center of the in-field coordinate system in the table coordinate system are measured. be able to. As a result, the position of the measurement point can be measured with high accuracy, and the relative positional relationship between the measurement points can be obtained with high accuracy.
Furthermore, since the temperature in the thermal clean chamber is less likely to be uneven, errors due to thermal expansion are unlikely to occur even when a glass scale or the like is used in addition to the laser interferometer, and the relative positional relationship of each measurement point is highly accurate. Can be obtained.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
特に、上記の実施の形態においては、発熱部分であるCCDカメラ13が1つ場合を示しているが、これに限らず、複数のCCDカメラをカバー11内に内蔵するようにしてもよい。
その場合は、各CCDカメラの個数に合わせて複数の冷却ノズルを各CCDカメラの近傍に複数配置するとともに、各冷却ノズルを上下方向及びY軸方向に離間させて配置させることによって、カバー11内の空気の流れがカバー11内全体に保持されるため、カバー11内局部に空気が滞留しにくいため、カバー11外面の一部の温度が高くなることが少なく、カバー11の外面周囲の下降空気流が加熱されることが防止される。
また、本発明の技術範囲は上記実施形態におけるY軸テーブル4およびX軸テーブル8の駆動には、前記ボールネジ機構の他、リニアモータを用いた駆動手段に適応することができるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In particular, the above embodiment shows a case where there is one CCD camera 13 which is a heat generating portion. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of CCD cameras may be built in the cover 11.
In that case, a plurality of cooling nozzles are arranged in the vicinity of each CCD camera in accordance with the number of CCD cameras, and the cooling nozzles are arranged apart from each other in the vertical direction and the Y-axis direction. Since the air flow is maintained throughout the cover 11, the air is less likely to stay in the cover 11, so that the temperature of a part of the outer surface of the cover 11 is less likely to increase, and the descending air around the outer surface of the cover 11 The stream is prevented from being heated.
The technical scope of the present invention is applicable to driving means using a linear motor in addition to the ball screw mechanism for driving the Y-axis table 4 and the X-axis table 8 in the above embodiment.

本発明による光学的測長装置の一実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the optical length measuring apparatus by this invention. 図1におけるカバー部分の概念図であり、(a)は正面図(図1のα矢視図)、(b)は側面図(図1のβ矢視図)である。It is a conceptual diagram of the cover part in FIG. 1, (a) is a front view (alpha arrow directional view of FIG. 1), (b) is a side view (beta arrow directional view of FIG. 1). カバー部分の断面図であって(a)は図2のA−A断面を表す概念図、(b)は図2のB−B断面を示す概念図である。It is sectional drawing of a cover part, (a) is a conceptual diagram showing the AA cross section of FIG. 2, (b) is a conceptual diagram which shows the BB cross section of FIG. レーザ測長装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of a laser length measuring apparatus. 本発明による光学的測長装置の一実施形態における制御ブロック線図である。It is a control block diagram in one Embodiment of the optical length measuring apparatus by this invention. 本発明による光学的測長装置の一実施形態におけるテーブル座標系と視野内座標系との関係を示す説明図ある。It is explanatory drawing which shows the relationship between the table coordinate system and the coordinate system in a visual field in one Embodiment of the optical length measuring apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光学的測長装置
2 基台
4 テーブル
5 梁体
12 顕微鏡
13 CCDカメラ
14、15 冷却ノズル
20 レーザ干渉測長装置
P ガラス基板(被検査体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical length measuring device 2 Base 4 Table 5 Beam body 12 Microscope 13 CCD camera 14, 15 Cooling nozzle 20 Laser interference length measuring device
P glass substrate (inspected object)

Claims (3)

上方から下方に向かって所定の温度の清浄な空気が吹き出すようになっている恒温槽内に設置される、発熱部を有する光学的測長装置であって、
該光学的測長装置の発熱部を収納し、下端部が開口するカバーと、該カバーの上部から該カバー内の空気を排出する排気手段とを有することを特徴とする光学的測長装置。
An optical length measuring device having a heat generating part installed in a thermostatic chamber in which clean air of a predetermined temperature is blown out from above to below,
An optical length measuring device comprising: a cover that houses a heat generating portion of the optical length measuring device and having a lower end opened; and an exhaust unit that discharges air in the cover from an upper portion of the cover.
前記カバー内の前記発熱部の下側近傍から該発熱部に向かって、冷却用空気を噴射する冷却ノズルと、該冷却ノズルに冷却用空気を供給する空気供給手段と、を備えたことを特徴とする請求項1記載の光学的測長装置。   A cooling nozzle that injects cooling air from the vicinity of the lower side of the heat generating portion in the cover toward the heat generating portion, and an air supply unit that supplies the cooling air to the cooling nozzle. The optical length measuring device according to claim 1. 前記冷却ノズルに供給される冷却用空気流量が、前記排気手段によって前記カバー内から排出される空気流量以下の流量であることを特徴とする請求項2記載の光学的測長装置。

























3. The optical length measuring device according to claim 2, wherein a cooling air flow rate supplied to the cooling nozzle is a flow rate equal to or lower than an air flow rate discharged from the cover by the exhaust means.

























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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406518A (en) * 2014-11-14 2015-03-11 中国科学院上海光学精密机械研究所 Large size laser neodymium glass cladding size and angle non-contact detection device and method
CN106643511A (en) * 2017-03-16 2017-05-10 湖北工业大学 Device and method for measuring plane size of glass on support
CN108180844A (en) * 2017-12-21 2018-06-19 复旦大学 A kind of multiple degrees of freedom precise displacement monitoring system based on double-frequency laser interference principle
CN115096455A (en) * 2022-08-22 2022-09-23 度亘激光技术(苏州)有限公司 Laser wavelength measuring device and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000161920A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Sokkia Co Ltd Light source device
JP2002257502A (en) * 2001-03-05 2002-09-11 Junichi Kushibiki Device and method for measuring thickness
JP2003166809A (en) * 2001-12-03 2003-06-13 Nikon Corp Overlap inspection device
JP2004274011A (en) * 2003-01-16 2004-09-30 Nikon Corp Illumination light source device, illuminating device, exposure device and exposure method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000161920A (en) * 1998-11-30 2000-06-16 Sokkia Co Ltd Light source device
JP2002257502A (en) * 2001-03-05 2002-09-11 Junichi Kushibiki Device and method for measuring thickness
JP2003166809A (en) * 2001-12-03 2003-06-13 Nikon Corp Overlap inspection device
JP2004274011A (en) * 2003-01-16 2004-09-30 Nikon Corp Illumination light source device, illuminating device, exposure device and exposure method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406518A (en) * 2014-11-14 2015-03-11 中国科学院上海光学精密机械研究所 Large size laser neodymium glass cladding size and angle non-contact detection device and method
CN104406518B (en) * 2014-11-14 2017-01-25 中国科学院上海光学精密机械研究所 Large size laser neodymium glass cladding size and angle non-contact detection device and method
CN106643511A (en) * 2017-03-16 2017-05-10 湖北工业大学 Device and method for measuring plane size of glass on support
CN106643511B (en) * 2017-03-16 2019-02-12 湖北工业大学 Glass planar dimension measuring device and method on a kind of bracket
CN108180844A (en) * 2017-12-21 2018-06-19 复旦大学 A kind of multiple degrees of freedom precise displacement monitoring system based on double-frequency laser interference principle
CN115096455A (en) * 2022-08-22 2022-09-23 度亘激光技术(苏州)有限公司 Laser wavelength measuring device and method

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