JPH0213807A - 位置検出素子による高さ検出方法 - Google Patents
位置検出素子による高さ検出方法Info
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- JPH0213807A JPH0213807A JP16461688A JP16461688A JPH0213807A JP H0213807 A JPH0213807 A JP H0213807A JP 16461688 A JP16461688 A JP 16461688A JP 16461688 A JP16461688 A JP 16461688A JP H0213807 A JPH0213807 A JP H0213807A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は微小高さの計測技術に係り、殊にウェハー上に
書き込まれた電子回路位置を計測するための位置検出素
子による高さ検出方法に関するものである。
書き込まれた電子回路位置を計測するための位置検出素
子による高さ検出方法に関するものである。
従来より微小位置計測においては、第１図に示すように
、被計測面１に発光素子２からの単色光Ｌ１を照射して
、この反射光Ｌ２をレンズ３を介して受光素子４面に結
像すると共に、被計測面１の変位りに伴う該受光素子４
面における反射光Ｌ２の結像位置の変位（ａ−＋ｂ）量
を電気的に計測して三角測量の原理で被計測面１の変位
りを算出するものが使用されている。
、被計測面１に発光素子２からの単色光Ｌ１を照射して
、この反射光Ｌ２をレンズ３を介して受光素子４面に結
像すると共に、被計測面１の変位りに伴う該受光素子４
面における反射光Ｌ２の結像位置の変位（ａ−＋ｂ）量
を電気的に計測して三角測量の原理で被計測面１の変位
りを算出するものが使用されている。
しかし、この種の微小位置計測では上記受光素子として
一般にＰＳＤ （位置検出素子）が使用されており、受
光面に当った光の重心の位置を検出する構造になってい
る。
一般にＰＳＤ （位置検出素子）が使用されており、受
光面に当った光の重心の位置を検出する構造になってい
る。
従って第２図のように、被検知物のエツジに照射光が当
った場合には、その背景となる被計測面１ａと被検知物
１ｂの光の反射率の相違によって。
った場合には、その背景となる被計測面１ａと被検知物
１ｂの光の反射率の相違によって。
光の重心が反射率の高い方に移動するため、計測値が実
際の高さと異なって高値または低値に計測される欠点を
有していた。より正確に言うと、被検知物１ｂに対する
発光索子２と受光素子４の相対移動位置関係によって上
記計測誤差が現出するものであり、第３図に示すように
１発光素子２と受光素子４が被検知物１ｂとの相対移動
方向に対して直交している場合（ａ）には正確な計測値
が得られるものの、発光素子２と受光素子４が被検知物
１ｂとの相対移動方向と一致するか又はその方向に傾い
ている場合（ｂ）には、被計測面１ａと被検知物１ｂの
光の反射率の相違によって計測値に誤差を生じるため、
計測精度を向上することが不能であった。
際の高さと異なって高値または低値に計測される欠点を
有していた。より正確に言うと、被検知物１ｂに対する
発光索子２と受光素子４の相対移動位置関係によって上
記計測誤差が現出するものであり、第３図に示すように
１発光素子２と受光素子４が被検知物１ｂとの相対移動
方向に対して直交している場合（ａ）には正確な計測値
が得られるものの、発光素子２と受光素子４が被検知物
１ｂとの相対移動方向と一致するか又はその方向に傾い
ている場合（ｂ）には、被計測面１ａと被検知物１ｂの
光の反射率の相違によって計測値に誤差を生じるため、
計測精度を向上することが不能であった。
一般に電子回路を描画した基板の全面の高さ情報を得る
ためには、Ｘ−Ｙステージを一定間隔で走査駆動（駆動
ピッチＱ、３２ｍａ＋、０，６４ｒｍ。
ためには、Ｘ−Ｙステージを一定間隔で走査駆動（駆動
ピッチＱ、３２ｍａ＋、０，６４ｒｍ。
１．２８ｍｍ）して基板の平面の位置を認識しながら高
さ情報を得る方法が採られているが、一定のピッチで高
さ情報を得ようとすると、確率的に被検知物１ｂのエツ
ジに光が当る場合が生じ、前述のように測定値が誤差を
含むことになる。
さ情報を得る方法が採られているが、一定のピッチで高
さ情報を得ようとすると、確率的に被検知物１ｂのエツ
ジに光が当る場合が生じ、前述のように測定値が誤差を
含むことになる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり。
受光素子としてＰＳＤ （位置検出素子）を使用した位
置検出方法において、被検知物のエツジ位置情報を正確
に検知することができる位置検出素子による高さ検出方
法を提唱することを目的とするものである。
置検出方法において、被検知物のエツジ位置情報を正確
に検知することができる位置検出素子による高さ検出方
法を提唱することを目的とするものである。
本発明に係る位置検出素子による高さ検出方法は、常に
前のデータと現在の高さデータを比較しながら高さの検
出を行い、異常なデータであった場合、現在のデータの
代りに前のデータを用い、次に検知する位置を例えば０
．３２＋ｎｍでなく、０゜５ｍ移動した所の高さデータ
を得ることで、極力正確に被検知物のエツジ位置を把握
するようにした。従って、一定のピッチではなく、高さ
データの計測をしなからセンサで取り込むデータ位置を
変えることを要旨とするものである。
前のデータと現在の高さデータを比較しながら高さの検
出を行い、異常なデータであった場合、現在のデータの
代りに前のデータを用い、次に検知する位置を例えば０
．３２＋ｎｍでなく、０゜５ｍ移動した所の高さデータ
を得ることで、極力正確に被検知物のエツジ位置を把握
するようにした。従って、一定のピッチではなく、高さ
データの計測をしなからセンサで取り込むデータ位置を
変えることを要旨とするものである。
即ち発光素子から被測定面に照射した光束の反射光を位
置検出素子に受光し、該受光位置の変位を検知して三角
測量法によって被測定面の高さ位置を測定する高さセン
サによる高さの検出において、被測定面を上記高さセン
サによって走査計測するに際して、予め設定した走査ラ
インのピッチ毎にデータを読み込む際、前回走査ライン
のデータとの比較において一定の範囲を超えて今回のデ
ータが前回と異なる場合に１次回の走査ラインのピッチ
を前記予め設定したピッチと異なる別のピッチに変更し
、その走査ライン位置で計測すると共に１次回のデータ
が今回のデータと一定範囲を超えて異なるときには、今
回の走査ラインのデータを前回のものと置き換えるよう
にした。
置検出素子に受光し、該受光位置の変位を検知して三角
測量法によって被測定面の高さ位置を測定する高さセン
サによる高さの検出において、被測定面を上記高さセン
サによって走査計測するに際して、予め設定した走査ラ
インのピッチ毎にデータを読み込む際、前回走査ライン
のデータとの比較において一定の範囲を超えて今回のデ
ータが前回と異なる場合に１次回の走査ラインのピッチ
を前記予め設定したピッチと異なる別のピッチに変更し
、その走査ライン位置で計測すると共に１次回のデータ
が今回のデータと一定範囲を超えて異なるときには、今
回の走査ラインのデータを前回のものと置き換えるよう
にした。
従って上記検出方法では、走査ラインが被検知物のエラ
、ジと一致した場合には、その前後位置のデータに置き
換えた高さデータを得ることになり。
、ジと一致した場合には、その前後位置のデータに置き
換えた高さデータを得ることになり。
発光素子と受光素子の方向と被検知物との相対移動方向
に関係なく、被計測面と被検知物の光の反射率が相違す
るような被検知物のエツジ位置の高さデータを正確に検
知することができる。
に関係なく、被計測面と被検知物の光の反射率が相違す
るような被検知物のエツジ位置の高さデータを正確に検
知することができる。
以下１本発明に係る位置検出素子による高さ検出方法を
ブロック線図とフローチャートによって説明する。
ブロック線図とフローチャートによって説明する。
第４図は本発明に係る位置検出素子による高さ検出方法
を実施するための装置を示すブロック線図である。
を実施するための装置を示すブロック線図である。
符号１０は検査対象のウェハー１１を載置支持するＸＹ
ステージであり、該ＸＹステージ１０には矢印Ｘ（Ｌ←
→Ｒ）方向に往復平行移動駆動するＸ軸駆動モータ１２
と、矢印Ｙ （Ｆ←→Ｂ）方向に往復平行移動駆動する
Ｙ軸駆動モータ１３が設けられており、それぞれ中央制
御回路１４と、Ｘ軸モータドライバ１５及びＹ軸モータ
ドライバ１６を介してＸＹ力方向制御駆動する構造にな
る。
ステージであり、該ＸＹステージ１０には矢印Ｘ（Ｌ←
→Ｒ）方向に往復平行移動駆動するＸ軸駆動モータ１２
と、矢印Ｙ （Ｆ←→Ｂ）方向に往復平行移動駆動する
Ｙ軸駆動モータ１３が設けられており、それぞれ中央制
御回路１４と、Ｘ軸モータドライバ１５及びＹ軸モータ
ドライバ１６を介してＸＹ力方向制御駆動する構造にな
る。
また符号１７は上記ＸＹステージ１０の上方に位置して
固定してなる高さセンサであり、第１図に示すように被
計測面１に単色光Ｌ１を照射する発光素子２と、被計測
面１からの反射光Ｌ２をＰＳＤ（位置検出素子）受光素
子４面に集光してなるレンズ３を設けると共に、該高さ
センサ１７はセンサコントローラ１８を介して中央制御
回路１４と接続した制御回路を構成してなる。
固定してなる高さセンサであり、第１図に示すように被
計測面１に単色光Ｌ１を照射する発光素子２と、被計測
面１からの反射光Ｌ２をＰＳＤ（位置検出素子）受光素
子４面に集光してなるレンズ３を設けると共に、該高さ
センサ１７はセンサコントローラ１８を介して中央制御
回路１４と接続した制御回路を構成してなる。
上記構成の位置検出素子による高さ検出装置によって１
例えばウェハー上に描画した電子回路を被検出物として
走査計測する場合、本発明によるフローチャート（第６
図参照）に従って実行するもので、以下にそのフローチ
ャートを説明する。
例えばウェハー上に描画した電子回路を被検出物として
走査計測する場合、本発明によるフローチャート（第６
図参照）に従って実行するもので、以下にそのフローチ
ャートを説明する。
（１）スタート（計測装置ＯＮ、カウンタをＯにする）
（２）ＸＹステージ１０を原点に移動した後、停止する
。（Ｘ軸駆動モータ１２とＹ軸駆動モータ１３をＯＮ、
計測基準点を設定） （３）ＸＹステージ１０をＸ４ｉＩ！ｌＲ方向に移動す
る。
。（Ｘ軸駆動モータ１２とＹ軸駆動モータ１３をＯＮ、
計測基準点を設定） （３）ＸＹステージ１０をＸ４ｉＩ！ｌＲ方向に移動す
る。
（Ｘ軸駆動モータ１２をＯＮ、このときＹ軸方向は固定
） （４）高さセンサ１７が検出したｎライン目の高さデー
タを中央制御回路１４のメモリに書き込む・ （５）Ｘ軸移動停止。（Ｘ軸駆動モータ１２を０ＦＦ） （６）ＸＹステージ１０をＹ＠Ｆ方向に０．３２１移動
した後、停止、（Ｙ軸駆動モータ１３を１走査ステツプ
０Ｎ） （７）ＸＹステージ１０をｘ＠Ｌ方向に移動する。
） （４）高さセンサ１７が検出したｎライン目の高さデー
タを中央制御回路１４のメモリに書き込む・ （５）Ｘ軸移動停止。（Ｘ軸駆動モータ１２を０ＦＦ） （６）ＸＹステージ１０をＹ＠Ｆ方向に０．３２１移動
した後、停止、（Ｙ軸駆動モータ１３を１走査ステツプ
０Ｎ） （７）ＸＹステージ１０をｘ＠Ｌ方向に移動する。
（Ｘ軸駆動モータ１２をＯＮ、このときＹ軸方向は固定
） （８）高さセンサ１７が検出した（ｎ＋１）ライン目の
高さデータをメモリに書き込む。
） （８）高さセンサ１７が検出した（ｎ＋１）ライン目の
高さデータをメモリに書き込む。
（９）Ｘ軸移動停止、（Ｘ軸駆動モータ１２を０ＦＦ）
（１０）ライン（ｎ＋１）のデータをラインｎのデータ
と比較する。
と比較する。
（１１）ここで上記「前回とのデータ比較」において、
そのデータのｒ差が２倍以上か」否かによって以後のフ
ローを異にする。ＹＥＳは（１５）に続く。
そのデータのｒ差が２倍以上か」否かによって以後のフ
ローを異にする。ＹＥＳは（１５）に続く。
（１２）Ｎｏはカウンタをリセットし、今回のデータ１
ライン分をメモリに書き込む。
ライン分をメモリに書き込む。
（１３）高さデータは「基板の全面について収集したか
」否かによってフローを分岐する。ＮＯは（６）に帰還
する。
」否かによってフローを分岐する。ＮＯは（６）に帰還
する。
（１４）ＹＥＳは、この計測処理をｒ終了」する。
（１５）データのｒ差が２倍以上」ある場合は。
カウンタが「１」か「０」かによってフローを分岐する
。
。
（１６）ｒｌＪの場合は、ライン（ｎ＋１）のデータを
前回のラインｎのデータに書き換え。
前回のラインｎのデータに書き換え。
１ライン分をメモリに書き込み、（１２）に帰還する。
（１７）ｒＯ」の場合はカウンタを＋１し、Ｙ軸Ｆ方向
に０．５ｍｍ移動して停止した後、（７）に帰還する。
に０．５ｍｍ移動して停止した後、（７）に帰還する。
（Ｙ軸駆動モータ１３を別設定した１走査ステツプＯＮ
） 上記フローチャートに従って１例えば第６図に示すよう
な被計測面１を有するウェハーを測定する場合、ＸＹス
テージ１０を０．３２ｍピッチで移動させたときのｎ＋
１回目のデータ位置が１丁度液検知物のエツジ位置Ｅと
重なった場合は、ｎ回目のデータＤｎが第７図に示すよ
うに急変（−般に２〜３倍となる）した値りを示す。こ
の場合ラインｎ＋２のデータを読み取り、このｎ＋２回
目のデータとｎ＋１回目のデータが再び急変した場合に
は、ｎ＋１回目のデータＤは破棄し、前回、即ちｎ回目
のデータＤｎをその位置のデータＤ′として取り込み、
ｎ＋２回目位置から０．５＋＋ｗ移動した走査ライン位
置で得たデータを書き込んで補正処理を終了する。ライ
ンｎ＋２のデータとラインｎ＋１のデータが急変しない
ときは、ラインｎ＋１のデータは検知したデータのまま
取り込まれる。。
） 上記フローチャートに従って１例えば第６図に示すよう
な被計測面１を有するウェハーを測定する場合、ＸＹス
テージ１０を０．３２ｍピッチで移動させたときのｎ＋
１回目のデータ位置が１丁度液検知物のエツジ位置Ｅと
重なった場合は、ｎ回目のデータＤｎが第７図に示すよ
うに急変（−般に２〜３倍となる）した値りを示す。こ
の場合ラインｎ＋２のデータを読み取り、このｎ＋２回
目のデータとｎ＋１回目のデータが再び急変した場合に
は、ｎ＋１回目のデータＤは破棄し、前回、即ちｎ回目
のデータＤｎをその位置のデータＤ′として取り込み、
ｎ＋２回目位置から０．５＋＋ｗ移動した走査ライン位
置で得たデータを書き込んで補正処理を終了する。ライ
ンｎ＋２のデータとラインｎ＋１のデータが急変しない
ときは、ラインｎ＋１のデータは検知したデータのまま
取り込まれる。。
以上述べたように本発明に係る位置検出素子による高さ
検出方法によれば、受光素子としてＰＳＤを使用した三
角測量式位置検出方法において、発光素子と受光素子の
方向と被検知物との相対移動方向に関係なく、被計測面
と被検知物の光の反射率の相違によって計測値に誤差を
生じるような被検知物のエツジ位置の高さデータを正確
に検知することができる特徴を有するものであり１本発
明実施後の効果は極めて大きい。
検出方法によれば、受光素子としてＰＳＤを使用した三
角測量式位置検出方法において、発光素子と受光素子の
方向と被検知物との相対移動方向に関係なく、被計測面
と被検知物の光の反射率の相違によって計測値に誤差を
生じるような被検知物のエツジ位置の高さデータを正確
に検知することができる特徴を有するものであり１本発
明実施後の効果は極めて大きい。
第１図は位置検出素子を使用した高さセンサによる三角
測量の原理を示す説明図、第２図は被検知物のエツジと
センサからの光の関係を示す説明図、第３図（ａ）及び
（ｂ）は高さセンサと被検知物との関係を示す説明図、
第４図は本発明に係る位置検出素子による高さ検出方法
を実施するための計測装置を示すブロック線図、第５図
（ａ）及び（ｂ）は同装置の駆動袖御を示すフローチャ
ート、第６図は被計測面と走査ピッチの関係を示す側断
面図、第７図は上記計測位置とデータの関係を示すグラ
フである。 １・・・被計測面 ２・・・発光素子３・・・
レンズ ４・・・ＰＳＤ （位置検出素子）受光素子１０・・・
ＸＹステージ １１・・・ウェハー１２・・・Ｘ軸駆
動モータ １３・・・Ｙ軸駆動モータ１４・・・中央制
御回路 １５．１６・・・ドライバ１７・・・高さセ
ンサ １８・・・センサコントローラ
測量の原理を示す説明図、第２図は被検知物のエツジと
センサからの光の関係を示す説明図、第３図（ａ）及び
（ｂ）は高さセンサと被検知物との関係を示す説明図、
第４図は本発明に係る位置検出素子による高さ検出方法
を実施するための計測装置を示すブロック線図、第５図
（ａ）及び（ｂ）は同装置の駆動袖御を示すフローチャ
ート、第６図は被計測面と走査ピッチの関係を示す側断
面図、第７図は上記計測位置とデータの関係を示すグラ
フである。 １・・・被計測面 ２・・・発光素子３・・・
レンズ ４・・・ＰＳＤ （位置検出素子）受光素子１０・・・
ＸＹステージ １１・・・ウェハー１２・・・Ｘ軸駆
動モータ １３・・・Ｙ軸駆動モータ１４・・・中央制
御回路 １５．１６・・・ドライバ１７・・・高さセ
ンサ １８・・・センサコントローラ
Claims (1)
- （１）発光素子から被測定面に照射した光束の反射光を
位置検出素子に受光し、該受光位置の変位を検知して三
角測量法によって被測定面の高さ位置を測定する高さセ
ンサによる高さの検出において、被測定面を上記高さセ
ンサによって走査計測するに際して、予め設定した走査
ラインのピッチ毎にデータを読み込む際、前回走査ライ
ンのデータとの比較において一定の範囲を超えて今回の
データが前回と異なる場合に、次回の走査ラインのピッ
チを前記予め設定したピッチと異なる別のピッチに変更
し、その走査ライン位置で計測すると共に、次回のデー
タが今回のデータと一定範囲を超えて異なるときには、
今回の走査ラインのデータを前回のものと置き換えるこ
とを特徴とする位置検出素子による高さ検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16461688A JPH0213807A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 位置検出素子による高さ検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16461688A JPH0213807A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 位置検出素子による高さ検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213807A true JPH0213807A (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=15796579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16461688A Pending JPH0213807A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 位置検出素子による高さ検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0213807A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436991A (en) * | 1992-01-11 | 1995-07-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| JP2015135276A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置およびそれを備えた工作機械 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16461688A patent/JPH0213807A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436991A (en) * | 1992-01-11 | 1995-07-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| JP2015135276A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置およびそれを備えた工作機械 |
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