JP2014074683A - Parallelism measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対向する二つの面の平行度を測定する方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the parallelism of two opposing surfaces.
ある種の製造工程では、二つの面を極めて高精度の公差、即ち、数秒角内で平行に保持する必要がある。例えば、半導体チップを基板にボンディングする工程では、基板に対する半導体チップの平行性は、半導体チップ上の各装着パッドが確実に基板上の対応するボンディングパッドに整列して接合されるようにするために、重要な課題である。半導体チップと基板の間に僅かでも非平行性があると、接合部における電気接続の信頼性に問題が生じる虞がある。 In certain manufacturing processes, it is necessary to keep the two surfaces parallel within a very precise tolerance, ie within a few seconds. For example, in the process of bonding a semiconductor chip to a substrate, the parallelism of the semiconductor chip to the substrate is to ensure that each mounting pad on the semiconductor chip is aligned and bonded to the corresponding bonding pad on the substrate. This is an important issue. If there is even a slight non-parallel property between the semiconductor chip and the substrate, there may be a problem in the reliability of electrical connection at the joint.
半導体チップを基板にボンディングする際には、ロボットアームによって、平坦な吸着面を持つ真空吸着治具が半導体チップを吸着し、取り付け台上に載置された基板上に配置するように操作される。通常、真空吸着治具の向きは、半導体チップと基板との平行性(即ち、真空吸着治具と取り付け台との平行性)が所定の公差内になるように調整される。ここで、上記の平行性を測定するのに、レーザ干渉計などが使用される。しかしながら、レーザ干渉計は高価であり、操作が複雑であるという問題がある。 When bonding the semiconductor chip to the substrate, the robot arm is operated so that a vacuum suction jig having a flat suction surface sucks the semiconductor chip and places it on the substrate placed on the mounting base. . Usually, the orientation of the vacuum suction jig is adjusted so that the parallelism between the semiconductor chip and the substrate (that is, the parallelism between the vacuum suction jig and the mounting base) is within a predetermined tolerance. Here, a laser interferometer or the like is used to measure the parallelism. However, the laser interferometer is expensive and has a problem of complicated operation.
そこで例えば、特許文献1には、ビームスプリッタとミラーによる簡易な構成で、二面の平行度を秒オーダの精度にて非接触で、安価に、かつ簡易的に測定することを可能とした方法が開示されている。
Therefore, for example,
以下の分析は、本発明の観点から与えられる。 The following analysis is given from the perspective of the present invention.
しかしながら、特許文献1による測定方法は、オートコリメータからの入射光ビームが4つの異なる経路(aの経路、bの経路、cの経路、及びdの経路;それぞれ特許文献1の図6〜9を参照)を通ってオートコリメータに戻る4つの反射光ビームにより、二面の平行度を測定している。このように4つの反射光ビームを用いた場合、お互いの反射光ビームが干渉を受けやすいという問題がある。例えば、経路dの反射光は、経路bの反射光と経路cの反射光の干渉を受けやすく、その結果、経路dの反射光によるオートコリメータの像は不鮮明で測定しにくいという問題がある。
However, in the measurement method according to
そこで、本発明は、鮮明な反射光の像が得られる平行度測定方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a parallelism measuring method that can obtain a clear reflected light image.
本発明の第1の視点による平行度測定方法は、光反射性とした第1被測定面と、光反射性とした第2被測定面との平行性を、反射部材を用いて測定する方法である。ここで、前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップを含む。さらに、該平行度測定方法は、測定された前記第1及び2経路の出射光の角度から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップを含む。 The parallelism measuring method according to the first aspect of the present invention is a method for measuring the parallelism between a first measured surface having light reflectivity and a second measured surface having light reflectivity using a reflecting member. It is. Here, the reflecting member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof. The parallelism measuring method includes the following steps. That is, the parallelism measuring method includes a step of arranging the surface of the translucent member of the reflecting member so as to have an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface. Further, the parallelism measuring method is such that the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then reflected by the second measured surface, and again reflected by the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member. Measuring the angle of the first reflected beam returning to the incident direction. Further, in the parallelism measuring method, the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then reflected by the second measured surface, and then transmitted through the semi-transmissive member of the reflecting member, Next, the light is reflected by the first surface to be measured, is again transmitted through the semi-transmissive member of the reflecting member, is reflected again by the second surface to be measured, and is reflected by the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member. Measuring the angle of the second reflected beam returning in the direction. Further, the parallelism measuring method includes a step of calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the measured angles of the emitted light of the first and second paths.
本発明の第2の視点による平行度測定方法は、光反射性とした第1被測定面と、光反射性とした第2被測定面との平行性を、反射部材及びウェッジ基板を用いて測定する方法である。ここで、前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記ウェッジ基板を前記反射部材と前記第1被測定面の間に挿入するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第2反射ビームの角度の軌跡中心を算出するステップを含む。さらに、該平行度測定方法は、前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップを含む。 In the parallelism measuring method according to the second aspect of the present invention, the parallelism between the first measured surface having light reflectivity and the second measured surface having light reflectivity is obtained using a reflecting member and a wedge substrate. It is a method of measuring. Here, the reflecting member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof. The parallelism measuring method includes the following steps. That is, the parallelism measuring method includes a step of arranging the surface of the translucent member of the reflecting member so as to have an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface. The parallelism measuring method includes a step of inserting the wedge substrate between the reflecting member and the first measured surface. Further, the parallelism measuring method is such that the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then reflected by the second measured surface, and again reflected by the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member. Measuring the angle of the first reflected beam returning to the incident direction. Further, in the parallelism measuring method, the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then reflected by the second measured surface, and then transmitted through the semi-transmissive member of the reflecting member, Next, the light passes through the wedge substrate, then reflects on the first measured surface, again passes through the wedge substrate, again passes through the semi-transmissive member of the reflecting member, and again reflects on the second measured surface, And measuring an angle of the second reflected beam that is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member and returns to the incident direction. Further, in the parallelism measuring method, the angle of the second reflected beam is changed by rotating the wedge substrate around the normal line of the wedge substrate as a rotation axis, and the locus center of the changed angle of the second reflected beam is determined. Calculating. Further, the parallelism measuring method includes a step of calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the locus center of the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam. .
本発明の第3の視点による平行度測定方法は、光反射性とした第1被測定面と、光反射性とした第2被測定面との平行性を、反射部材及びウェッジ基板を用いて測定する方法である。ここで、前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記ウェッジ基板を前記反射部材と前記第2被測定面の間に挿入するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心を算出するステップを含む。さらに、該平行度測定方法は、前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップを含む。 In the parallelism measuring method according to the third aspect of the present invention, the parallelism between the first measured surface that is light-reflective and the second measured surface that is light-reflective is obtained using a reflecting member and a wedge substrate. It is a method of measuring. Here, the reflecting member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof. The parallelism measuring method includes the following steps. That is, the parallelism measuring method includes a step of arranging the surface of the translucent member of the reflecting member so as to have an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface. The parallelism measuring method includes a step of inserting the wedge substrate between the reflecting member and the second measured surface. Further, the parallelism measuring method is such that the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then transmitted through the wedge substrate, and then reflected by the second surface to be measured. Measuring the angle of the first reflected beam that is transmitted, reflected again at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member and returned to the incident direction. Further, the parallelism measuring method is such that the incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflecting member, then transmitted through the wedge substrate, then reflected by the second measured surface, and again the wedge substrate. Is then transmitted through the semi-transmissive member of the reflective member, then reflected by the first surface to be measured, again through the semi-transmissive member of the reflective member, again through the wedge substrate, and again through the first substrate. Measuring the angle of the second reflected beam reflected at the surface to be measured, again transmitted through the wedge substrate, and reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member and returning to the incident direction. Further, in the parallelism measuring method, the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam are changed by rotating the wedge substrate with the normal line of the wedge substrate as a rotation axis, and the changed first angle is changed. Calculating a trajectory center of each of the angle of the reflected beam and the angle of the second reflected beam. Furthermore, the parallelism measuring method calculates an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the locus centers of the angles of the first reflected beam and the second reflected beam. including.
本発明の平行度測定方法によれば、鮮明な反射光の像が得られる平行度測定方法を提供することが可能になる。 According to the parallelism measuring method of the present invention, it is possible to provide a parallelism measuring method capable of obtaining a clear reflected light image.
まず、本発明の一実施形態の概要について説明する。なお、実施形態の概要の説明において付記した図面参照符号は専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。 First, an outline of an embodiment of the present invention will be described. Note that the reference numerals of the drawings added in the description of the outline of the embodiment are merely examples for helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated modes.
本発明の一実施形態における平行度測定方法は、図1、図5のいずれかに示すように、光反射性とした第1被測定面5(図1では上部ミラー5の反射面を使用)と、光反射性とした第2被測定面6(図1では下部ミラー6の反射面を使用)との平行性を、反射部材71を用いて測定する方法である。ここで、反射部材71は半透過部材10を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、反射部材71の半透過部材10の表面が第2被測定面4に対して略45度の角度になるように配置するステップ(S10)を含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いで第2被測定面6で反射し、再び反射部材71の半透過部材10の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度251を測定するステップ(S11)を含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いで第2被測定面6で反射し、次いで反射部材71の半透過部材10を透過し、次いで第1被測定面5で反射し、再び反射部材71の半透過部材10を透過し、再び第2被測定面6で反射し、そして反射部材71の半透過部材10の界面で反射して入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度261を測定するステップ(S12)を含む。さらに、該平行度測定方法は、測定された第1及び2反射ビームの角度(251、261)から、第1被測定面5と第2被測定面6の角度差を算出するステップ(S13)を含む。
In one embodiment of the present invention, the parallelism measuring method includes a first surface to be measured 5 that is light-reflective as shown in FIGS. 1 and 5 (in FIG. 1, the reflecting surface of the
上記平行度測定方法は、図5、図8のいずれかに示すように、算出した第1被測定面5と第2被測定面6の角度差に基づいて、第1反射ビーム25の角度と第2反射ビーム26の角度が一致するように、第1被測定面5と第2被測定面6との平行度を合わせるステップ(S14)をさらに含むようにしてもよい。
As shown in either FIG. 5 or FIG. 8, the parallelism measuring method is based on the calculated angle difference between the first measured
上記平行度測定方法は、図5、図10〜12のいずれかに示すように、第1被測定面5と第2被測定面6の平行性を測定する方法であって、以下のステップをさらに含むようにしてもよい。即ち、ウェッジ基板8を反射部材71と第1被測定面5の間に挿入するステップ(S15)と、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させて第2反射ビームの角度261を変化させ、変化した第2反射ビームの角度の軌跡中心31を算出するステップ(S16)と、第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度の軌跡中心31から、第1被測定面5と第2被測定面6の角度差を算出するステップ(S17)と、をさらに含むようにしてもよい。
The parallelism measuring method is a method for measuring the parallelism between the first measured
上記平行度測定方法は、図19〜20のいずれかに示すように、第1被測定面5と第2被測定面6の平行性を測定する方法であって、ウェッジ基板8を反射部材71と第1被測定面5の間に挿入するステップに代わり、ウェッジ基板8を反射部材71と第2被測定面6の間に挿入するステップを含み、さらに、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させて第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261を変化させ、変化した第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261の夫々の軌跡中心を算出するステップと、第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261の夫々の軌跡中心から、第1被測定面5と第2被測定面6の角度差を算出するステップと、を含むようにしてもよい。
The parallelism measuring method is a method of measuring the parallelism between the first measured
上記平行度測定方法は、図5、図13〜14、図20のいずれかに示すように、第2反射ビームの角度の軌跡中心31が第1反射ビームの角度251に一致するように、第1被測定面5と第2被測定面6との平行度を合わせるステップ(図5のS19等)をさらに含むようにしてもよい。
As shown in any of FIGS. 5, 13 to 14, and 20, the parallelism measuring method is performed so that the
上記平行度測定方法は、図5、図13〜14、図20のいずれかに示すように、第2反射ビームの角度の軌跡中心31と第1反射ビームの角度251との角度差が所定の閾値以内であるか否かを判定する判定ステップ(S18)をさらに含み、上記角度差が所定の閾値以内でないと判定された場合に、第1被測定面5と第2被測定面6との平行度を合わせるステップ(S19)と、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させて第2反射ビームの角度を変化させ、変化した第2反射ビームの角度の軌跡中心31を算出するステップ(S20)と、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度の軌跡中心31との角度差を算出するステップ(S21)と、上記判定ステップ(S18)と、を繰り返すようにしてもよい。
As shown in any of FIGS. 5, 13 to 14, and 20, the parallelism measurement method has a predetermined angle difference between the
上記反射部材が、キューブ型ビームスプリッタ(図1の71)、又はプレート型ビームスプリッタ(図21の72)であってもよい。 The reflecting member may be a cube type beam splitter (71 in FIG. 1) or a plate type beam splitter (72 in FIG. 21).
上記平行度測定方法において、第1及び2反射ビームの角度(251、261)の測定は、オートコリメータ20を用いて測定するようにしてもよい。
In the parallelism measuring method, the angle (251, 261) of the first and second reflected beams may be measured using the
本発明の別の一実施形態における平行度測定方法は、図1、図16のいずれかに示すように、光反射性とした第1被測定面5と、光反射性とした第2被測定面6との平行性を、反射部材71及びウェッジ基板8を用いて測定する方法である。ここで、反射部材71は半透過部材10を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、反射部材71の半透過部材10の表面が第2被測定面6に対して略45度の角度になるように配置するステップ(S10)を含む。また、該平行度測定方法は、ウェッジ基板8を反射部材71と第1被測定面5の間に挿入するステップ(S15)を含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いで第2被測定面6で反射し、再び反射部材71の半透過部材10を反射して入射方向へ戻る、第1反射ビーム25の角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いで第2被測定面6で反射し、次いで反射部材71の半透過部材10を透過し、次いでウェッジ基板8を透過し、次いで第1被測定面5で反射し、再びウェッジ基板8を透過し、再び反射部材71の半透過部材10を透過し、再び第2被測定面6で反射し、そして反射部材71の半透過部材10の界面で反射して入射方向へ戻る、第2反射ビーム26の角度を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させて第2反射ビームの角度261を変化させ、変化した第2反射ビームの角度の軌跡中心31を算出するステップ(S16)を含む。さらに、該平行度測定方法は、第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度の軌跡中心31から、第1被測定面5と第2被測定面6の角度差を算出するステップ(S17)と、を含む。
The parallelism measuring method according to another embodiment of the present invention includes a first measured
本発明のさらに別の一実施形態における平行度測定方法は、図19〜20のいずれかに示すように、光反射性とした第1被測定面5と、光反射性とした第2被測定面6との平行性を、反射部材71及びウェッジ基板8を用いて測定する方法である。ここで、反射部材71は半透過部材10を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有するものである。該平行度測定方法は、以下のステップを含む。即ち、該平行度測定方法は、反射部材71の半透過部材10の表面が第2被測定面6に対して略45度の角度になるように配置するステップを含む。また、該平行度測定方法は、ウェッジ基板8を反射部材71と第2被測定面6の間に挿入するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いでウェッジ基板8を透過し、次いで第2被測定面6で反射し、再びウェッジ基板8を透過し、再び反射部材71の半透過部材10の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度251を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、入射光ビーム24が反射部材71の半透過部材10の界面で反射し、次いでウェッジ基板8を透過し、次いで第2被測定面6で反射し、再びウェッジ基板8を透過し、次いで反射部材71の半透過部材10を透過し、次いで第1被測定面5で反射し、再び反射部材71の半透過部材10を透過し、再びウェッジ基板8を透過し、再び第2被測定面6で反射し、再びウェッジ基板8を透過し、そして反射部材71の半透過部材10の界面で反射して入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度261を測定するステップを含む。また、該平行度測定方法は、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させて第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261を変化させ、変化した第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261の夫々の軌跡中心を算出するステップを含む。さらに、該平行度測定方法は、上記第1反射ビームの角度251及び第2反射ビームの角度261の夫々の軌跡中心から、第1被測定面5と第2被測定面6の角度差を算出するステップを含む。
As shown in any of FIGS. 19 to 20, the parallelism measuring method according to yet another embodiment of the present invention includes a first measured
次に、本発明の各実施形態について説明する前に、本発明の測定方法をよく理解するために、まず、オートコリメータの動作原理について説明する。 Next, before explaining each embodiment of the present invention, in order to understand the measurement method of the present invention well, first, the operation principle of the autocollimator will be described.
図22は、オートコリメータの動作原理を示す図である。光半導体レーザ60から出射した光ビーム66が第1コリメータレンズ61でコリメート光67となってビームスプリッタ62の反射面で90度に曲げられ対象物に入射し、被測定面63で反射される。この反射された反射コリメート光68が再びビームスプリッタ62を通過し、第2コリメータレンズ64で集光光69となり、CCD65で集光光の位置を検出する。
FIG. 22 is a diagram illustrating the operating principle of the autocollimator. The
例えば、図22に示すように、被測定面63が角度θだけ傾いている場合、傾いている被測定面63で反射された反射コリメート光68の角度が振れる。その角度に振れた反射コリメート光68が第2コリメータレンズ64で集光光69になるとき、第2コリメータレンズ64の軸からある角度に振れたコリメート光が第2コリメータレンズ64に入射すると、集光光69の結像位置がCCD65の中心からLの距離になる。このとき、オートコリメータはCCD65の位置Lを検出して被測定面63の角度が変化したと判断し、その変化した角度を表示する。ここで、被測定面63の角度θとLの距離の割合は、第2コリメータレンズ64の特性により決まり、一定である。
For example, as shown in FIG. 22, when the measured
また、図23に示すように、オートコリメータからの入射光ビーム24が左回りにθ傾いている被測定面63に入射し、反射すると、戻り光42は入射光ビーム24よりも2θ左回りに傾く。そのとき、オートコリメータは、被測定面63の角度を表示するために、オートコリメータ内部で演算を行い、被測定面63の角度を検出した角度の半分の角度で表示する。
Further, as shown in FIG. 23, when the
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る平行度測定方法を説明するための図である。図1において、第1装置1の下部に保持されている吸着ヘッド101の底面(第1被測定面3)と、第2装置2の上部に配置された盤201の上面(第2被測定面4)の二面の平行度をオートコリメータ20を用いて測定することを想定している。ここで、図1に示すように、吸着ヘッド101の底面と盤201の上面の平行度を測定するために、厚みが均一な上部ミラー5が反射面を下に吸着ヘッド101に吸着された状態で包含されており、厚みが均一な下部ミラー6が反射面を上側にして盤201の上面に配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a parallelism measuring method according to the first embodiment. In FIG. 1, the bottom surface (first measured surface 3) of the
上記の構成により、吸着ヘッド101の底面(第1被測定面3)は上部ミラー5の上側面と一致し、盤201の上面(第2被測定面4)は下部ミラー6の下側面と一致する。そして、上部ミラー5及び下部ミラー6はそれぞれ厚みが均一であるため、吸着ヘッド101の底面と盤201の上面の平行度は、上部ミラー5の反射面と下部ミラー6の反射面の平行度と一致する。従って、吸着ヘッド101の底面(第1被測定面3)と盤201の上面(第2被測定面4)の平行度は、上部ミラー5と下部ミラー6の平行度を測定することにより得ることができる。
With the above configuration, the bottom surface (first measured surface 3) of the
このとき、図1に示すように、第1被測定面3及び上部ミラー5はオートコリメータ20からの入射光ビーム24に対して左回りにθu、第2被測定面4及び下部ミラー6はオートコリメータ20からの入射光ビーム24に対して左回りにθl傾いているとする。
At this time, as shown in FIG. 1, the first measured
尚、第1実施形態では上部ミラー5、下部ミラー6を使用しているが、それに限定されず、対向する二面をそれぞれ何らかの方法で光反射性とすればよい。例えば、吸着ヘッド101の下面と盤201の上面自体を反射性にしてもよい。
In addition, although the
図1に示すように、上部ミラー5と下部ミラー6の間にビームスプリッタ71が配置される。また、ビームスプリッタ71と上部ミラー5の間に挿入されているウェッジ基板8は、測定工程の途中で挿入されるものである。図1の左側の部分は、上部ミラー5、ウェッジ基板8、ビームスプリッタ71、及び下部ミラー6等の断面図を示している。
As shown in FIG. 1, a
ビームスプリッタ71は、半透過面を有する半透過部材10として用いられる。4面が光透過性に構成されたビームスプリッタ71内には、対角面上に45度の面(半透過部材に相当)10がビームスプリッタ71の下面のコーナーから上面のコーナーへ(45+θb)度に傾斜して形成されている。ここで、θbは、45度の面10の角度誤差及びビームスプリッタ71を配置するとき誤差を含んでいる。即ち、オートコリメータ20からの入射光ビーム24に対する45度の面10の角度が、(45+θb)度である。
The
また、ビームスプリッタ71に光が入射する面(図1の11、12等)の反射を抑制するため、光が入射する面には反射防止コートが施されている。
Further, in order to suppress reflection of the light incident surface (11, 12, etc. in FIG. 1) on the
第1の実施形態で使用するビームスプリッタ71は、キューブ型ビームスプリッタである。キューブ型ビームスプリッタは、2個の直角プリズムにより構成され、一方の直角プリズムの斜面に光学薄膜(半透過部材10に相当)を蒸着し、2個のプリズムの斜面同士を接合してキューブ型を構成している。キューブ型ビームスプリッタは、後述するプレート型ビームスプリッタ(図21の72)にはない以下のメリットがある。即ち、透過光の屈折が一切ないこと、上記光学薄膜がガラス基板内にあり、空気に触れないため、膜自身の劣化が少ないこと、入射角条件が垂直入射のため、アライメントが容易であること、等である。
The
また、第1の実施形態の平行度測定方法は、図1に示すように、オートコリメータ20、演算装置22、表示装置21、及び記憶装置23を使用する。オートコリメータ20は、前述した原理(図22〜23)に基づいて機能するものであり、図1に示すように、ビームスプリッタ71に対して入射光ビーム24を照射し、戻り光である第1反射ビーム25及び第2反射ビーム26を受けている。また、演算装置22は、第1反射ビーム25及び第2反射ビーム26のCCDによる検出結果に基づいて、各々の反射ビームの角度(251、261)を算出し、図1に示すように表示装置21に表示する。さらに、演算装置22は、上部ミラー5と下部ミラー6の角度差を算出する機能、二面の平行度を所望の精度以内に調整するための調整量を算出する機能などを有している。また、記憶装置23は演算装置22の演算に必要な種々のパラメータや、演算装置22によって算出された結果等を格納するためのものである。
Moreover, the parallelism measuring method of 1st Embodiment uses the
次に、第1装置1、第2装置2、及びオートコリメータ20の座標系について説明する。まず、第1装置及び第2装置2における座標は、図1に示すようにXYZ直交座標系で定義される。Z軸は重力方向と一致するように定義される。即ち、XY平面は水平面と一致するように定義される。XY平面上のX軸とY軸は、例えば、第1装置1及び第2装置2が基板に半導体チップをボンディングする装置である場合には、上記基板を盤201に載置した際に上記基板の直交する2辺の方向がそれぞれX軸、Y軸となるように設定する。また、例えば、第1装置1は、第1被測定面3に対しX方向とY方向の傾きをそれぞれ調整可能にする機構を有しているものとする。
Next, the coordinate system of the
図1に示すように、ビームスプリッタ71、オートコリメータ20が設置された場合に、オートコリメータ20の座標系(θx、θy)と、第1装置1及び第2装置2のXYZ座標系は、予めキャリブレーションされているものとする。具体的には、図1に示すように、XYZ座標系において(θx、θy、θz)の傾斜がある場合には、オートコリメータ20は、θx成分及びθy成分を検出し、表示装置21に(θx、θy)を表示する。
As shown in FIG. 1, when the
次に、図2〜4を参照しながら、第1の実施形態に係る平行度を測定する方法の原理について詳細に説明する。図2において、オートコリメータ20からの入射光ビーム24は、ビームスプリッタ71、上部ミラー5、及び下部ミラー6により透過もしくは反射して2つの異なる経路(経路Aと経路B)を通って、再びオートコリメータ20に戻る。ここで、経路Aを通ってオートコリメータ20に戻る光を第1反射ビーム25と言い、経路Bを通ってオートコリメータ20に戻る光を第2反射ビーム26と言う。次に、各々の経路A、経路Bについて詳細に説明する。
Next, the principle of the method for measuring parallelism according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 2, the
(経路A)
図3は、経路Aの光を示している。この光は、ビームスプリッタ71の45度の面10の界面で反射し、下部ミラー6で反射して、再び45度の面10の界面で反射し、第1反射ビーム25となってオートコリメータ20に戻る。ここで、ビームスプリッタ71の45度の面10の傾斜角を(45+θb)度、下部ミラー6の傾斜角をθlとすると、第1反射ビーム25の入射光ビーム24に対する角度差は、式(1)で表される。
4θb−2θl 式(1)
(Route A)
FIG. 3 shows the light of the path A. This light is reflected at the interface of the 45-
4θb-2θl Formula (1)
ここで、オートコリメータ20で測定される角度は、前述したように実際の角度の半分を表示するので、オートコリメータ20で測定される第1反射ビーム25の入射光ビーム24との角度差は、式(2)となる。
2θb−θl 式(2)
Here, since the angle measured by the
2θb−θl Formula (2)
式(1)を導く過程を以下に説明する。まず、第1反射ビーム25の経路Aを、以下の2つに分ける。
A−1.ビームスプリッタ71の45度の面10の界面で反射し、再びビームスプリッタ71の45度の面10で反射する。
A−2.下部ミラー6で反射する。
The process of deriving equation (1) will be described below. First, the path A of the first reflected
A-1. The light is reflected at the interface of the 45-
A-2. Reflected by the
上記の2つに分けた経路ごとに、各々の経路(A−1、A−2)への入射光と、各々の経路を通過して出てきた光の角度差を求める。各々の経路での角度差は以下のようになる。
A−1.図24は、45度の反射面10に角度誤差θbがある場合に、反射光の入射光に対する角度を示す図である。ここで、下部ミラー6は入射光に平行に置かれているものとする。図24に示すように、反射光の入射光に対する角度は、4θbとなる。
A−2.下部ミラー6が左回りにθl傾いているとすると、図23で説明したように、反射光の入射光に対する角度は、2θlとなる。
従って、A−1、A−2の経路を合わせると、式(1)が導き出される。
For each of the above two paths, the angle difference between the incident light on each path (A-1, A-2) and the light that has passed through each path is obtained. The angle difference in each path is as follows.
A-1. FIG. 24 is a diagram showing the angle of the reflected light with respect to the incident light when there is an angle error θb on the 45-degree
A-2. Assuming that the
Therefore, when the paths A-1 and A-2 are combined, Expression (1) is derived.
(経路B)
図4は、経路Bの光を示している。この光は、ビームスプリッタ71の45度の面10の界面で反射し、下部ミラー6で反射し、45度の面10を透過し、上部ミラー5で反射し、再び45度の面10を通過し、再び下部ミラー6で反射し、再び45度の面10の界面で反射し、第2反射ビーム26となってオートコリメータ20に戻る。ビームスプリッタ71の45度の面10の傾斜角を(45+θb)度、上部ミラー5の傾斜角をθu、下部ミラー6の傾斜角をθlとすると、第2反射ビーム26の入射光ビーム24に対する角度は、式(3)で表される。
4θb−4θl+2θu 式(3)
(Route B)
FIG. 4 shows the light of the path B. This light is reflected at the interface of the 45-
4θb-4θl + 2θu Formula (3)
ここで、オートコリメータ20で測定される角度は、前述したように実際の角度の半分を表示するので、オートコリメータ20で測定される第2反射ビーム26の入射光ビーム24との角度差は、式(4)となる。
2θb−2θl+θu 式(4)
Here, since the angle measured by the
2θb-2θl + θu Formula (4)
式(3)を導く過程を以下に説明する。まず、第2反射ビーム26の経路Bを、以下の3つに分ける。
B−1.ビームスプリッタ71の45度の面10の界面で反射し、再びビームスプリッタ71の45度の面10の界面で反射する。
B−2.下部ミラー6で反射する。
B−3.上部ミラー5で反射する。
The process of deriving equation (3) will be described below. First, the path B of the second reflected
B-1. The light is reflected at the interface of the 45-
B-2. Reflected by the
B-3. Reflected by the
上記の3つに分けた経路ごとに、各々の経路(B−1、B−2、B−3)への入射光と、各々の経路を通過して出てきた光の角度差を求める。各々の経路での角度差は以下のようになる。
B−1.経路AのA−1と同じになる。
B−2.経路AのA−2と同じである。但し、下部ミラー6を2回反射することになるので、反射光は入射光に対して、4θlの角度差を持つことになる。
B−3.上部ミラー5が左回りにθu傾いていると、反射光は入射光に対して2θuの角度差を持つことになる。
従って、B−1、B−2、及びB−3の経路を合わせると、式(3)が導き出される。
For each of the three paths, the angle difference between the incident light on each path (B-1, B-2, B-3) and the light that has passed through each path is obtained. The angle difference in each path is as follows.
B-1. It becomes the same as A-1 of route A.
B-2. It is the same as A-2 of route A. However, since the
B-3. When the
Therefore, when the paths of B-1, B-2, and B-3 are combined, Expression (3) is derived.
式(1)から式(3)を減算すると式(5)が得られ、上部ミラー5と下部ミラー6の平行度が導き出せる。
2θu−2θl 式(5)
By subtracting equation (3) from equation (1), equation (5) is obtained, and the parallelism between the
2θu-2θl Formula (5)
オートコリメータ20を用いて測定すると、前述したように、実際の角度の半分の値で表示されるので、オートコリメータ20による測定値は、以下の式(6)になる。
θu−θl 式(6)
When the measurement is performed using the
θu−θl Formula (6)
上部ミラー5の角度を調整して、下部ミラー6の角度と平行にすると、θu=θlとなるので、式(6)の値は、0となる。以上により、ビームスプリッタ71の45度の面10に角度誤差θbがあっても、第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の角度差は角度誤差θbに依らず、上部ミラー5と下部ミラー6の角度差に等しくなることが分かる。従って、上部ミラー5と下部ミラー6を平行にするには、第1反射ビーム25と第2反射ビーム26を一致させればよい。
When the angle of the
次に、第1の実施形態に係る平行度測定方法を、図5を参照しながら説明する。図5は、第1の実施形態に係る平行度測定方法を示すフローチャートである。また、図5のフローチャートの各ステップにおける、入射光ビーム24、第1反射ビーム25、及び第2反射ビーム26の状態を図6〜14のいずれかを参照しながら、説明する。
Next, the parallelism measuring method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the parallelism measuring method according to the first embodiment. The states of the
図5において、まず、上部ミラー5と下部ミラー6の間に、ビームスプリッタ71を挿入し、ビームスプリッタ71の半透過部材10(45度の面)の表面を下部ミラー6(第2被測定面4)に対して45度になるように配置する(S10)。図6は、ステップS10において、ビームスプリッタ71が配置された状態を示している。45度の面10は、前述したように入射光ビーム24に対して厳密に45度であることは要求されず、図6に示すように角度誤差θbを含んでいてもよい。
In FIG. 5, first, a
次に、図5において、第1反射ビーム25の角度を測定する(S11)。具体的には、オートコリメータ20で第1反射ビーム25を受光し、CCDによる検出データを演算装置22で演算した後、表示装置21に表示する。図6を参照すると、表示装置21に第1反射ビームの角度251が表示されている。
Next, in FIG. 5, the angle of the first reflected
次に、図5において、第2反射ビーム26の角度を測定する(S12)。具体的には、オートコリメータ20で第2反射ビーム26を受光し、CCDによる検出データを演算装置22で演算した後、表示装置21に表示する。図6を参照すると、表示装置21に第2反射ビームの角度261が表示されている。
Next, in FIG. 5, the angle of the second reflected
次に、図5において、表示装置21に表示されている第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261の角度差を演算装置22にて演算する(S13)。第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261の角度差θ、角度差のx成分θx、角度差のy成分θyは、以下の式(7)〜(9)で算出される。
ここで、Δθx=θx2−θx1 式(8)
Δθy=θy2−θy1 式(9)
Next, in FIG. 5, the difference between the
Here, Δθx = θx2−θx1 Formula (8)
Δθy = θy2−θy1 Formula (9)
図7は、図6の表示装置21による第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261を示している。また、図7は、式(7)〜(9)で算出されるθ、Δθx、Δθyを示している。
FIG. 7 shows the
式(7)〜(9)は、前述したように、上部ミラー5と下部ミラー6の角度差に対応している。上記したステップS10〜S13(図5中の破線枠内のステップ)を、「第1の平行度測定方法」と言う。
Expressions (7) to (9) correspond to the angular difference between the
次に、上部ミラー5と下部ミラー6の平行度調整を行う場合には、第1の平行度測定方法による上部ミラー5と下部ミラー6の角度差(式(7)〜(9)のθ、Δθx、Δθy)に基づいて、第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の角度が一致するように、上部ミラー5と下部ミラー6の平行度を合わせる(S14)。図8は、第1の平行度測定方法に基づく平行度調整を行った状態を示している。図8では、上部ミラー5の角度を(Δθx、Δθy)だけ調整することにより二面間の平行度を合わせている。図9は、上記の平行度調整後の表示装置21における第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261の表示を示している。調整後では2つの反射ビームが互いに重なって表示されている。
Next, when the parallelism of the
上記の調整により、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261は、図9に示すように1点に集まるが、このように1点に集まると、2つの反射ビームの中心が正確に一致しているか否かを厳密に判定することはできず、さらに高精度な測定及び調整を行うことはできない。
As a result of the adjustment described above, the
そこで、第1の実施形態では、後述するステップS15以降の工程により、2つの反射ビームのより高精度な測定を可能にしている。ステップS15以降の工程を行うことにより、上記したステップS14による調整精度は厳密である必要はなく、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261は、ある程度近くなっていればよい。
Therefore, in the first embodiment, the two reflected beams can be measured with higher accuracy by the processes after step S15 described later. By performing the steps after step S15, the adjustment accuracy in step S14 does not need to be strict, and the
以下に、2つの反射ビームのより高精度な測定を可能する図5のステップS15〜S17(図5中の一点鎖線枠内)について詳細に説明する。ステップS15〜S17による測定を「第2の平行度測定方法」と言う。図5において、ウェッジ基板8をビームスプリッタ71と第1被測定面3の間に挿入する(S15)。図10は、ウェッジ基板8を挿入した状態を示している。図10に示すように、ウェッジ基板8を挿入すると、第2反射ビームの角度261がδだけ変化する。このように第2反射ビームの角度261がδだけ変化する現象は、ウェッジ基板8の両面が平行でなくある小さな角度αを有していることに関係しているが、その原理については後述する。
In the following, steps S15 to S17 (within the dot-and-dash line frame in FIG. 5) of FIG. 5 that enable more accurate measurement of the two reflected beams will be described in detail. The measurement in steps S15 to S17 is referred to as “second parallelism measurement method”. In FIG. 5, the
次に、図5において、ウェッジ基板8を回転させると、第2反射ビームの角度261の軌跡は、ウェッジ基板8を挿入する前の第2反射ビームの角度261の位置を回転中心とする円弧を描く。この第2反射ビームの角度261による円弧の軌跡から第2反射ビームの角度の軌跡中心31(a、b)を求める(S16)。図11は、図5のステップS16においてウェッジ基板8を回転させた場合の状態を示している。ウェッジ基板8は、図11に示すように、ウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させる。このとき、第2反射ビームの角度の軌跡32が描かれる。
Next, in FIG. 5, when the
図12は、図11の表示装置21の表示を示している。図12に示すように、ウェッジ基板8を回転させたときの第2反射ビームの角度の軌跡32は、一周回転させると1つの円を描く。その円の中心が、ウェッジ基板8を挿入する前の第2反射ビームの角度261の中心である。ウェッジ基板8を挿入する前は、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261(円の中心に相当する)は、近くに位置しているため、重なってしまい、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261が厳密に一致しているか否かを判定することができなかったが、このようにウェッジ基板8を挿入することにより、第2反射ビームの角度261が距離δだけ離れた円弧を描く位置に移動するため、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261が重なって厳密な評価ができないという問題を解決することができる。
FIG. 12 shows the display of the
第2反射ビーム2の軌跡中心(a、b)は、式(10)の円の方程式から求めることができる。但し、第2反射光の角度261(θx、θy)として、少なくとも3点以上が必要である。
尚、δは、ウェッジ基板8の屈折率n、ウェッジ基板8の角度αにより決まる値である(式(24)を参照)。δの具体的な計算方法については、後述する。
The locus center (a, b) of the second reflected
Note that δ is a value determined by the refractive index n of the
次に、図5において、第2反射ビームの角度の軌跡中心31と第1反射ビームの角度251との角度差を算出する(S17)。図12は、第2反射ビームの角度の軌跡中心31と第1反射ビームの角度251のx成分の角度差Δθx、y成分の角度差Δθyを示している。上記Δθx、Δθyは、式(11)〜(12)により算出する。
Δθx=a−θx1 式(11)
Δθy=b−θy1 式(12)
Next, in FIG. 5, the angle difference between the
Δθx = a−θx1 Formula (11)
Δθy = b−θy1 Formula (12)
このように、図5のステップS15〜S17による第2の平行度測定方法は、ウェッジ基板8を用いることで、第1の平行度測定方法よりも高精度な測定を実現している。
As described above, the second parallelism measurement method according to steps S15 to S17 in FIG. 5 uses the
次に、図5のステップS18以降の工程では、第2の平行度測定方法に基づいた平行度精度を行うことにより、所望の平行度が得られるまで測定と調整を繰り返している。 Next, in the processes after step S18 in FIG. 5, the measurement and adjustment are repeated until the desired parallelism is obtained by performing the parallelism accuracy based on the second parallelism measurement method.
まず、図5のステップS18において、Δθx、Δθyが以下の式(13)、式(14)のいずれかを満足するか否かを判定する。
(Δθx、Δθy)≦(θxth、θyth) 式(13)
ここで、θxth、θythは、それぞれ角度誤差のx成分、y成分の閾値である。また、θthは、角度誤差の大きさの閾値である。ここで、θxth、θyth、θthは、要求される平行度により適宜設定する。例えば、秒オーダの平行度を要求する場合は、0.001〜0.005度の範囲に設定するのが望ましい。
First, in step S18 of FIG. 5, it is determined whether or not Δθx and Δθy satisfy either of the following formulas (13) and (14).
(Δθx, Δθy) ≦ (θxth, θyth) Equation (13)
Here, θxth and θyth are the threshold values of the x component and y component of the angle error, respectively. Θth is a threshold value of the magnitude of the angle error. Here, θxth, θyth, and θth are appropriately set according to the required parallelism. For example, when requesting parallelism on the order of seconds, it is desirable to set a range of 0.001 to 0.005 degrees.
ステップS18の初回の判定は、ステップS14(第1の平行度測定方法に基づく平行度調整)の結果が所望の精度以内になっているか否かを判定するものである。ステップS18においてYesと判定された場合は処理を終了する。 The first determination in step S18 is to determine whether or not the result of step S14 (parallelism adjustment based on the first parallelism measurement method) is within a desired accuracy. A process is complete | finished when it determines with Yes in step S18.
一方、ステップS18でNoと判定された場合は、図13に示すように上部ミラー5の傾きを角度差(Δθx、Δθy)に基づいて調整することにより、第1被測定面3と第2被測定面4の平行度を合わせる(S19)。
On the other hand, when it is determined No in step S18, the first measured
次に、図5において、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させ、第2反射ビームの角度の軌跡中心31(a、b)を算出する(S20)。ここで、ステップS20は、ステップS16と同じであるため、重複する説明は省略する。
Next, in FIG. 5, the
次に、第2反射ビームの軌跡中心31と第1反射ビームの角度251との角度差(Δθx、Δθy)を算出する(ステップS21)。ここで、ステップS21は、ステップS17と同じであるため、重複する説明は省略する。そして、ステップS18に戻って繰り返す。ステップS18の2回目以降の判定は、ステップS19(第2の平行度測定方法に基づく平行度調整)の結果が所望の精度以内になっているか否かを判定するものである。
Next, an angle difference (Δθx, Δθy) between the
図14は、図5のステップS18でYesと判定された場合の表示装置21の表示を示している。図14に示すように、第2反射ビームの角度の軌跡中心31が第1反射ビームの角度251と一致しており、上部ミラー5と下部ミラー6の平行度が所望の精度以内に調整されていることを示している。
FIG. 14 shows a display on the
(δの算出方法)
第2反射ビームの角度261の円弧軌跡の半径δの算出方法について図15を参照しながら説明する。図15において、ウェッジ基板8は両面が平行でなく小さな角度αを有しており、ウェッジ基板8を入射光に対しθa度傾けると、透過光は入射光に対してθw度傾く。ウェッジ基板8の屈折率をn、入射光のウェッジ基板8内の屈折角をβ、出射角をγとすると、これらの関係は、特許文献2に記載されているように、式(15)〜(17)で表される。
n・sinβ = sinθa 式(15)
sinγ = n・sin(α+β) 式(16)
θw = γ−(α+θa) 式(17)
(Calculation method of δ)
A method of calculating the radius δ of the arc locus of the
n · sin β = sin θa Equation (15)
sinγ = n · sin (α + β) Equation (16)
θw = γ− (α + θa) Equation (17)
実際、ウェッジ基板8を使用する際には、θa=0付近であるので、θa≒0とすると、式(15)と式(16)から、式(17)は、式(18)に近似することができる。
θw≒(n−1)・α 式(18)
従って、ウェッジ基板8を通過した光は、式(18)で示される角度分の角度ずれが生じる。ここで、ウェッジ基板の角度αが十分に小さいものとすると、θwも十分小さいので、ウェッジ基板8を通過した光が水平面に直角な面で反射して、再びウェッジ基板8に戻ってきた光の角度変化は式(18)と同じになることから、ウェッジ基板8を往復した光には、式(19)の角度ずれが生じる。
2・(n−1)・α 式(19)
Actually, when the
θw≈ (n−1) · α formula (18)
Accordingly, the light that has passed through the
2 ・ (n−1) ・ α Formula (19)
ここで、ウェッジ基板8の材質は、一般的にBK7等のガラス材であり、n≒1.5である。さらに、ウェッジ基板8の角度αは、使用するオートコリメータ20の測定角度範囲を考慮すると、0.1度程度が好ましい。角度αを0.5度などの比較的大きな角度にすると、オートコリメータ20の測定角度範囲から外れる虞がある。
Here, the material of the
ウェッジ基板8を挿入したとき、表示装置21で表示される第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の角度差は、式(5)と式(19)から式(20)となる。
2・θu−2・θl+2・(n−1)・α 式(20)
一方、第1被測定面3と第2被測定面4の角度差Δθhは、式(21)になる。
Δθh = θu−θl 式(21)
従って、式(20)と式(21)から、式(20)は式(22)になる。
2・Δθh+2・(n−1)・α 式(22)
オートコリメータ20による測定では、実際の角度の半分の値で表示されるので、式(22)より、オートコリメータ20による第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の角度差は式(23)となる。
Δθh+(n−1)・α 式(23)
ここで、式(23)の第2項が、第2反射ビーム26の円弧軌跡の半径の角度δに相当する(式(24))。
δ=(n−1)・α 式(24)
When the
2 · θu−2 ·
On the other hand, the angle difference Δθh between the first measured
Δθh = θu−θl Formula (21)
Therefore, from Expression (20) and Expression (21), Expression (20) becomes Expression (22).
2 ·
In the measurement by the
Δθh + (n−1) · α Formula (23)
Here, the second term of Expression (23) corresponds to the angle δ of the radius of the arc locus of the second reflected beam 26 (Expression (24)).
δ = (n−1) · α Formula (24)
以下に、第1の実施形態の効果について説明する。特許文献1による二面の平行度を測定する方法では、4つの経路による反射光(aの経路、bの経路、cの経路、及びdの経路;それぞれ特許文献1の図6〜9を参照)が存在し、例えば、経路dの反射光が経路bの反射光と経路cの反射光の干渉を受けやすく不鮮明で測定しにくいという問題があった。一方、第1の実施形態の第1の平行度測定方法では、図5のステップS11〜S14で説明したように、2つの経路の反射光(第1反射ビーム25と第2反射ビーム26)のみを使用しているため、各々の反射光が他の反射光による干渉の影響を受けにくくすることができる。その結果、2つの反射光は鮮明になり、角度測定が容易になるという効果が得られる。
The effects of the first embodiment will be described below. In the method of measuring the parallelism of two surfaces according to
また、第1の実施形態の第2の平行度測定方法では、ウェッジ基板8により一方の反射光の角度を変えることができるので、二面が平行に近くなったとき2つの反射光が重なることがないので、第1の平行度測定方法よりも高精度に二面の平行度を合わせることができるという効果が得られる。
Further, in the second parallelism measuring method of the first embodiment, the angle of one reflected light can be changed by the
また、第1の実施形態の第2の平行度測定方法においても、反射光を2つになるようにしたので、ウェッジ基板8を回転させた場合の軌跡をより鮮明に表示することができるという効果が得られる。
Also, in the second parallelism measurement method of the first embodiment, since the reflected light is two, the locus when the
また、第1の実施形態では、ビームスプリッタ71の45度の面を入射光ビーム24に対して厳密に45度にする必要がないため、ビームスプリッタ71の設置をより簡易に行うことができるという効果が得られる。
Further, in the first embodiment, it is not necessary to make the 45 degree surface of the
(第1の実施形態の変形例)
次に、第1の実施形態の変形例について、図16を参照しながら詳細に説明する。図16は第1の実施形態の変形例に係る平行度測定方法を示すフローチャートである。第1の実施形態との相違点は、第1の実施形態の変形例では、図5(第1の実施形態)におけるステップS12〜S14を行わずに、最初からウェッジ基板8を挿入して、第2の平行度測定方法による測定とその測定結果に基づく平行度調整を行っている点である。但し、図16における第2の平行度測定方法では、第1反射ビームの角度251は測定しておく必要があるため、ステップS11を含んでいる。図16における各ステップは、図5における対応するステップと、それぞれ同じであるため重複する説明は省略する。
(Modification of the first embodiment)
Next, a modification of the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a parallelism measuring method according to a modification of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that in the modified example of the first embodiment, the
第1被測定面3と第2被測定面4の平行度のずれが微小であり、図5のステップS14による平行度調整を行う必要がなく、高精度な平行度の測定及び調整のみが必要な場合には、第1の実施形態の変形例は有効である。
The deviation in parallelism between the first measured
以上説明したように、第1の実施形態の変形例によれば第1の実施形態と同様な効果が得られ、さらに平行度のずれが微小である場合には平行度の測定及び調整を短縮することができるという効果が得られる。 As described above, according to the modification of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the parallelism measurement and adjustment can be shortened when the parallelism shift is very small. The effect that it can do is acquired.
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について、図17を参照しながら詳細に説明する。図17は第2の実施形態に係る平行度測定方法を示す図である。第2の実施形態では、ビームスプリッタ71の設定を上下逆にしている。また、ウェッジ基板8を光路中に挿入する場合には、ウェッジ基板8をビームスプリッタ71と下部ミラー6の間に挿入する。その他の点は第1の実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing a parallelism measuring method according to the second embodiment. In the second embodiment, the
図17に示すように、図7の経路Aと経路Bは、図2の経路Aと経路Bをそれぞれ上下逆にしたものになる。従って、図17の第1反射ビーム25と第2反射ビーム26も図2の第1反射ビーム25と第2反射ビーム26を上下逆にしたものになる。このように、2つの反射ビームが第1の実施形態に対して上下逆になるだけであるため、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の測定及び調整を行うことができる。
As shown in FIG. 17, the route A and the route B in FIG. 7 are obtained by turning the route A and the route B in FIG. 2 upside down. Accordingly, the first reflected
但し、第2の実施形態においては、平行度調整は、下部ミラー6で行ったほうが好ましい。それは、調整による反射ビームの角度の変化を第2反射ビーム26のみにすることができるからである。このような理由から、上部ミラー5と下部ミラー6のうち、下部ミラー6側に平行度の調整機構がある場合には、第2の実施形態の構成は有効である。
However, in the second embodiment, the parallelism adjustment is preferably performed by the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について、説明する。第1の実施形態では、第1被測定面3の角度(即ち、上部ミラー5の角度)を調整して、第1被測定面3と第2被測定面4の角度を平行に合わせている。一方、第3の実施形態では、図1に示す構成において、第2被測定面4(即ち、下部ミラー6の角度)を調整して二面の平行度を合わせる点が第1の実施形態と相違する点である。その他の点については、第1の実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the first embodiment, the angle of the first measured surface 3 (that is, the angle of the upper mirror 5) is adjusted so that the angles of the first measured
図1の構成で、第2被測定面4の角度(下部ミラー6の角度)を調整すると、図2から分かるように、第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の両方の角度が変化するため、比較的平行を合わせにくい。しかしながら、第2被測定面4の角度を第1被測定面の角度と平行になる方向に合わせていくと、第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の角度差が次第に小さくなり、最終的に第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の点を重ねるようにすることができる。
When the angle of the second measured surface 4 (the angle of the lower mirror 6) is adjusted in the configuration of FIG. 1, the angles of both the first reflected
尚、図17に示した第2の実施形態の構成においても、第1被測定面3の角度(上部ミラー5)の角度を調整して、第1被測定面3と第2被測定面4の角度を平行に合わせるようにしてもよい。第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の両方の角度が変化するため、比較的平行を合わせにくいが、最終的に第1反射ビーム25と第2反射ビーム26の点を重ねるようにすることができる。
Also in the configuration of the second embodiment shown in FIG. 17, the first measured
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について、図18〜20を参照しながら詳細に説明する。第4の実施形態の第1の実施形態に対する差異は、第4の実施形態では、ウェッジ基板8をビームスプリッタ71と下部ミラー6の間に挿入する点である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described in detail with reference to FIGS. The difference of the fourth embodiment from the first embodiment is that the
図18は、第4の実施形態において、ウェッジ基板8を挿入する前に第1の平行度測定方法に基づいた平行度調整により、第1反射ビーム25の角度と第2反射ビーム26の角度がある程度近くなるように調整した状態を示している(第1の実施形態の図8の状態に相当する)。
FIG. 18 shows that in the fourth embodiment, the angle of the first reflected
図19は、さらにウェッジ基板8をビームスプリッタ71と下部ミラー6の間に挿入した状態を示している。図19に示すように、経路Aではウェッジ基板8を2回通過し、経路Bではウェッジ基板8を4回通過している。これにより、ウェッジ基板8の挿入による経路Bの角度の変化は、ウェッジ基板8挿入による経路Aの角度の変化の2倍になる。従って、図19の表示装置21において、第1反射ビームの角度251はウェッジ基板8の挿入によりδ’だけ角度変化が生じ、第2反射ビームの角度261はウェッジ基板8の挿入により2δ’の角度変化が生じる。
FIG. 19 shows a state in which the
図20は、ウェッジ基板8をウェッジ基板の法線30を回転軸として回転させた状態を示している。ウェッジ基板8を回転させると、第1反射ビームの角度251はウェッジ基板8を挿入する前の点を中心とし半径δ’の第1反射ビームの角度の軌跡33を描く。また、第2反射ビームの角度261はウェッジ基板8を挿入する前の点を中心とし半径2δ’の第2反射ビームの角度の軌跡34を描く。ここで、δ’は前述したように、ウェッジ基板8の角度をα’、屈折率をnとすると、式(25)で表される。
δ’=(n−1)・α’ 式(25)
FIG. 20 shows a state in which the
δ ′ = (n−1) · α ′ Formula (25)
そして、上記の2つの円弧軌跡33、34の中心を第1の実施形態と同様の方法で算出する。算出された円弧軌跡33、34の中心を、それぞれ(a1、b1)、(a2、b2)とすると、第1反射ビームの角度251と第2反射ビームの角度261との角度差のx成分、y成分はそれぞれ式(26)〜(27)により算出される。
Δθx = a2−a1 式(26)
Δθy = b2−b1 式(27)
式(26)〜(27)によるΔθx、Δθyは、それぞれ第1被測定面3と第2被測定面4の角度差のx成分とy成分に対応している。
And the center of said two circular-arc locus |
Δθx = a2-a1 Formula (26)
Δθy = b2-b1 Formula (27)
Δθx and Δθy according to the equations (26) to (27) correspond to the x component and the y component of the angle difference between the first measured
また、第1の実施形態のステップS18〜S21と同様に、Δθx、Δθyに基づいて、第1被測定面3と第2被測定面4の第2の平行度測定方法によるの測定及びその測定結果に基づく調整を繰り返すことによって、所望の精度以内の平行度を得ることができる。
Further, similarly to steps S18 to S21 of the first embodiment, the measurement by the second parallelism measurement method of the first measured
以上説明したように、第4の実施形態によれば、ウェッジ基板8を第1の実施形態と反対側であるビームスプリッタ71と第2被測定面4の間に挿入した場合においても、第2の平行度測定方法により高精度な測定及び調整を行うことが可能であり、第1の実施形態と同様な効果が得られる。
As described above, according to the fourth embodiment, even when the
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について、図21を参照しながら説明する。図21は、第5の実施形態に係る平行度測定方法を示す図である。第5の実施形態の第1の実施形態に対する差異は、プレート型ビームスプリッタ72を使用している点である。その他の点は第1の実施形態と同じであるため重複する説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a diagram illustrating a parallelism measuring method according to the fifth embodiment. The difference of the fifth embodiment from the first embodiment is that a plate-
反射部材はキューブ型ビームスプリッタ71に限定されず、入射光の一部を反射し一部を透過する半透過部材の機能を有するものであればよく、例えば、プレート型ビームスプリッタ72が適用可能である。図21に示すプレート型ビームスプリッタ72を使用した場合においても、第1の平行度測定方法、第2の平行度測定方法、及び各々の測定方法に基づく平行度調整を行うことが可能である。
The reflecting member is not limited to the cube-
プレート型ビームスプリッタ72は、薄い平板ガラス上に半透過部材(45度の面)10として適当な光学薄膜を蒸着したものである。プレート型ビームスプリッタ72は、図1のキューブ型ビームスプリッタ71にはない以下のメリットを有している。即ち、薄い平板ガラスを採用しているため軽量なこと、比較的大きなサイズでも製作可能なこと、また安価なことである。また、キューブ型ビームスプリッタ71を使用した場合には、図1の面11、12等に反射防止膜をコーティングして面11、12等における反射光を抑制することが、反射光の経路を2つのみとするために必要であるが、反射防止膜のコーティングがコスト高になるという問題がある。一方、プレート型ビームスプリッタ72の場合は、キューブ型ビームスプリッタ71における面11、12等が存在しないため、反射防止膜のコーティングが不要となり、低コスト化することができる。
The plate-
以上説明したように、第5の実施形態によれば、プレート型ビームスプリッタ72を使用した場合でも、第1の実施形態と同様な効果が得られ、さらに低コストな構成で測定することが可能であるという効果が得られる。
As described above, according to the fifth embodiment, even when the plate-
本発明は、向かい合う二つの面の平行度を高精度に測定する際に適用することができる。例えば、基板上に半導体チップをボンディングする製造工程では二つの接合面を極めて高い精度で平行に保持することが要求されるが、本発明による測定方法を適用して二つの接合面の平行度を測定し、測定結果に基づいた調整を行うことで所望の平行度を保持することが可能になる。 The present invention can be applied when measuring the parallelism of two opposing surfaces with high accuracy. For example, in a manufacturing process of bonding a semiconductor chip on a substrate, it is required to hold two joint surfaces in parallel with extremely high accuracy. However, by applying the measurement method according to the present invention, the parallelism between the two joint surfaces can be increased. It is possible to maintain a desired parallelism by measuring and performing adjustment based on the measurement result.
なお、本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。 Note that, within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention, the embodiments can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea. In particular, with respect to the numerical ranges described in this document, any numerical value or small range included in the range should be construed as being specifically described even if there is no specific description.
1:第1装置
2:第2装置
3:第1被測定面
4:第2被測定面
5:上部ミラー(第1被測定面)
6:下部ミラー(第2被測定面)
8:ウェッジ基板
10:45度の面(半透過部材)
11、12:面
20:オートコリメータ
21:表示装置
22:演算装置
23:記憶装置
24:入射光ビーム
25:第1反射ビーム
26:第2反射ビーム
30:ウェッジ基板の法線
31:第2反射ビームの角度の軌跡中心
32、34:第2反射ビームの角度の軌跡
33:第1反射ビームの角度の軌跡
42:戻り光
60:半導体レーザ
61:第1コリメータレンズ
62:ビームスプリッタ
63:被測定面
64:第2コリメータレンズ
65:CCD
66:光ビーム
67:コリメート光
68:反射コリメート光
69:集光光
71:キューブ型ビームスプリッタ(ビームスプリッタ)(反射部材)
72:プレート型ビームスプリッタ(反射部材)
101:吸着ヘッド
201:盤
251:第1反射ビームの角度
261:第2反射ビームの角度
1: First device 2: Second device 3: First measured surface 4: Second measured surface 5: Upper mirror (first measured surface)
6: Lower mirror (second measured surface)
8: Wedge substrate 10: 45 degree surface (semi-transmissive member)
11, 12: Surface 20: Autocollimator 21: Display device 22: Computing device 23: Storage device 24: Incident light beam 25: First reflected beam 26: Second reflected beam 30: Normal to the wedge substrate 31: Second reflection Beam angle trajectory centers 32 and 34: second reflected beam angle trajectory 33: first reflected beam angle trajectory 42: return light 60: semiconductor laser 61: first collimator lens 62: beam splitter 63: measured Surface 64: Second collimator lens 65: CCD
66: Light beam 67: Collimated light 68: Reflected collimated light 69: Condensed light 71: Cube-type beam splitter (beam splitter) (reflective member)
72: Plate type beam splitter (reflective member)
101: Suction head 201: Board 251: First reflected beam angle 261: Second reflected beam angle
Claims (10)
前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有し、
前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップと、
入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップと、
前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップと、
前記第1及び第2反射ビームの角度から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップと、
を含むことを特徴とする平行度測定方法。 A method of measuring parallelism between a first measured surface that is light reflective and a second measured surface that is light reflective using a reflective member,
The reflective member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof;
Disposing the surface of the semi-transmissive member of the reflective member so as to be at an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface;
An incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, then reflected at the second surface to be measured, reflected again at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, and returned to the incident direction. Measuring the angle of the beam;
The incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, then reflected by the second measured surface, then transmitted through the semi-transmissive member of the reflective member, and then reflected by the first measured surface. The second reflected beam is transmitted again through the semi-transmissive member of the reflective member, reflected again at the second measured surface, and reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member to return to the incident direction. Measuring the angle; and
Calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the angles of the first and second reflected beams;
A parallelism measurement method comprising:
前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第2反射ビームの角度の軌跡中心を算出するステップと、
前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップと、
をさらに含む請求項1または2に記載の平行度測定方法。 Inserting a wedge substrate between the reflecting member and the first surface to be measured;
Rotating the wedge substrate around the normal of the wedge substrate as a rotation axis to change the angle of the second reflected beam, and calculating the locus center of the changed angle of the second reflected beam;
Calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the locus center of the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam;
The parallelism measuring method according to claim 1 or 2, further comprising:
前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心を算出するステップと、
前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップと、
をさらに含む請求項1または2に記載の平行度測定方法。 Inserting a wedge substrate between the reflecting member and the second measured surface;
The angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam are changed by rotating the wedge substrate about the normal line of the wedge substrate as a rotation axis, and the changed angle of the first reflected beam and the second reflected beam are changed. Calculating the locus center of each of the beam angles;
Calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the respective locus centers of the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam;
The parallelism measuring method according to claim 1 or 2, further comprising:
前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有し、
前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップと、
前記ウェッジ基板を前記反射部材と前記第1被測定面の間に挿入するステップと、
入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップと、
前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記第2被測定面で反射し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップと、
前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第2反射ビームの角度の軌跡中心を算出するステップと、
前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップと、
を含む平行度測定方法。 A method of measuring parallelism between a first measured surface that is light reflective and a second measured surface that is light reflective using a reflective member and a wedge substrate,
The reflective member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof;
Disposing the surface of the semi-transmissive member of the reflective member so as to be at an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface;
Inserting the wedge substrate between the reflecting member and the first surface to be measured;
An incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, then reflected at the second surface to be measured, reflected again at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, and returned to the incident direction. Measuring the angle of the beam;
The incident light beam is reflected at the interface of the transflective member of the reflective member, then reflected at the second surface to be measured, then transmitted through the transflective member of the reflective member, then transmitted through the wedge substrate, and Reflected at the first measured surface, again transmitted through the wedge substrate, again transmitted through the semi-transmissive member of the reflecting member, reflected again at the second measured surface, and the semi-transmissive member of the reflecting member. Measuring the angle of the second reflected beam reflected at the interface and returning to the incident direction;
Rotating the wedge substrate around the normal of the wedge substrate as a rotation axis to change the angle of the second reflected beam, and calculating the locus center of the changed angle of the second reflected beam;
Calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the locus center of the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam;
Parallelism measurement method including
前記反射部材は半透過部材を含み、入射光の一部を反射し且つ一部を透過する性質を有し、
前記反射部材の前記半透過部材の表面が前記第2被測定面に対して略45度の角度になるように配置するステップと、
前記ウェッジ基板を前記反射部材と前記第2被測定面の間に挿入するステップと、
入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記反射部材の半透過部材の界面で反射して入射方向へ戻る、第1反射ビームの角度を測定するステップと、
前記入射光ビームが前記反射部材の半透過部材の界面で反射し、次いで前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、次いで前記反射部材の半透過部材を透過し、次いで前記第1被測定面で反射し、再び前記反射部材の半透過部材を透過し、再び前記ウェッジ基板を透過し、再び前記第2被測定面で反射し、再び前記ウェッジ基板を透過し、そして前記反射部材の半透過部材の界面で反射して前記入射方向へ戻る、第2反射ビームの角度を測定するステップと、
前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第1反射ビームの角度及び前記第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心を算出するステップと、
前記第1反射ビームの角度及び第2反射ビームの角度の夫々の軌跡中心から、前記第1被測定面と前記第2被測定面の角度差を算出するステップと、
を含む平行度測定方法。 A method of measuring parallelism between a first measured surface that is light reflective and a second measured surface that is light reflective using a reflective member and a wedge substrate,
The reflective member includes a semi-transmissive member, and has a property of reflecting a part of incident light and transmitting a part thereof;
Disposing the surface of the semi-transmissive member of the reflective member so as to be at an angle of approximately 45 degrees with respect to the second measured surface;
Inserting the wedge substrate between the reflective member and the second measured surface;
The incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, then transmitted through the wedge substrate, then reflected by the second surface to be measured, again through the wedge substrate, and again through the semi-transmissive member. Measuring the angle of the first reflected beam reflected at the interface of the transmissive member and returning to the incident direction;
The incident light beam is reflected at the interface of the semi-transmissive member of the reflective member, then transmitted through the wedge substrate, then reflected at the second measured surface, again through the wedge substrate, and then through the reflective member. Transmits through the semi-transmissive member, then reflects at the first measured surface, transmits again through the semi-transmissive member of the reflective member, transmits again through the wedge substrate, reflects again at the second measured surface, and again Measuring the angle of a second reflected beam that is transmitted through the wedge substrate and reflected back at the interface of the transflective member of the reflective member back to the incident direction;
The angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam are changed by rotating the wedge substrate about the normal line of the wedge substrate as a rotation axis, and the changed angle of the first reflected beam and the second reflected beam are changed. Calculating the locus center of each of the beam angles;
Calculating an angle difference between the first measured surface and the second measured surface from the respective locus centers of the angle of the first reflected beam and the angle of the second reflected beam;
Parallelism measurement method including
前記角度差が前記所定の閾値以内でないと判定された場合に、
前記第2反射ビームの角度の軌跡中心が、前記第1反射ビームの角度に一致するように、前記第1被測定面と前記第2被測定面との平行度を合わせるステップと、
前記ウェッジ基板を前記ウェッジ基板の法線を回転軸として回転させて前記第2反射ビームの角度を変化させ、変化した前記第2反射ビームの角度の軌跡中心を算出するステップと、
前記第1反射ビームの角度と第2反射ビームの角度の軌跡中心との角度差を算出するステップと、
前記判定ステップと、
を繰り返すことを特徴とする請求項3乃至6に記載の平行度測定方法。 A determination step of determining whether or not an angle difference between a trajectory center of an angle of the second reflected beam and an angle of the first reflected beam is within a predetermined threshold;
When it is determined that the angular difference is not within the predetermined threshold,
Adjusting the parallelism between the first measured surface and the second measured surface so that the locus center of the angle of the second reflected beam matches the angle of the first reflected beam;
Rotating the wedge substrate around the normal of the wedge substrate as a rotation axis to change the angle of the second reflected beam, and calculating the locus center of the changed angle of the second reflected beam;
Calculating the angle difference between the angle of the first reflected beam and the locus center of the angle of the second reflected beam;
The determination step;
The parallelism measuring method according to claim 3, wherein the method is repeated.
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