JPH0222504A - 位置検出素子による基板の外形寸法計測方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、位置検出素子による基板の外形寸法計測方法
に関するものである。

［従来の技術］ 従来よりウェハー等の基板ヒに電子回路を描画する場合
は、まずパーソナルコンピュータ」二のＣＡＤで描画す
べきパターンを描き、このとき該描画すべきパターンの
寸法もλカして、これらのパターン情報を描画装置に転
送する。

該描画装置は基板の高さ情報を得ると共に。

基板の外形（サイズ）も把握するようになっており、こ
の基板サイズの把握によって基板より描画したパターン
のはみ出しを禁止するようになる。

このため、この種の描画装置は従来より基板サイズ及び
描画パターンを計測する目的て第１図に示すように、被
計測面ｌに発光素子２からの単色光Ｌｌを照射して、こ
の反射光Ｌ２をしンズ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
的に計測して所謂三角測量の原理て被計測面ｌの変位り
を算出すると同時に位置計測する基板計測センサ５が使
用されており、該センサによる計測データに基づいて描
画を行っていた。

［発明が解決しようとする課８］ しかし、この種の基板計測センサ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。

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、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に対する発光素子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か
現出するものであり、第３図に示すように、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ｔｂ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。

また具体的には第４図に示すように、被検知物が基板１
ｂである場合に、エツジ検出位置Ｐ、Ｑからセンサ５に
対する移動向き（矢印Ａ）と逆方向に約２．５ｍ書の異
常データ部分（矢印ｐ、ｑ）を含むようになり、基板１
ｂの描画範囲は描画装置のセンサ５の問題から、基板の
端から２．５１の間は検出限界に伴って描画不可能とな
る。

従って１例えば２インチ基板に描画範囲−杯まて描画し
ようとすると、机上の計算では５０　、８−箇−５、０
＊＊＊　４　５　　、　８−■となり１作業者はＣＡＤ
でパターンを描く際には、この計算値ｒ４５．８ｍＪを
入力する。

基板の製造上、２インチ基板では基板の寸法誤差が、±
０．５１■、ベルサイズ基板では±１．２ｍｍあり、描
画パターンサイズ＋５曽−のほうが描画しようとする基
板サイズより大きいとエラーとなり描画が実行されない
。

即ち１作業者はＣＡＤで描画パターンを入力した後、装
置にデータを転送するまで入力したパターンサイズが適
切か否かを判断することができず、使用し難いものであ
ワた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、電子回
路の描画可能な最大範囲を基板上に設計することができ
る基板全面の高さ情報を得る方法に係る、位置検出素子
による基板の外形寸法計測方法を提唱することを目的と
するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る位置検出素子による基板の外形寸法計測方
法は、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１該受光位この変位を検知して三
角測騒法によって被測定面の高さ位置の変化を検知する
高ざセンサによる基板等の外形寸法の計測において、被
測定基板に対して該高さセンサを所定のピッチで往復走
査により相対移動し、計測方向を交互に変えると共に、
各走査ラインの高さセンサに対する被測定基板の初めの
エツジデータをエラーデータとして排除し、終りのエツ
ジデータを計測データとして入力してなり、交互に生じ
る上記計測データ間のエラーデータを、該前後の計測デ
ータによって補間処理して被計測基板の外形を計測する
ことを要旨とするものである。

［作用］ 従って上記計測方法では、往復走査した各走査ラインが
基板のエツジを検知したとき、常時その後側のエツジデ
ータを基準として、その間に存在するエラーデータを補
間することによリ、センサの欠点を排除してエツジから
２．５１の描画不可能な範囲を解消することかでき。

基板を最大限に利用することができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る位置検出素子による基板の外形寸法
計測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。

第５図は本発明に係る位置検出素子による基板の外形寸
法計測方法を実施するための装置を示すブロック線図で
ある。

符号ｌＯは検査対象のウニ八−１１を蔵置支持する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
。

また、符号５は上記ｘＹステージｌＯの−Ｅ方に位ｔし
て固定してなる高さセンサてあり、第１図に示すように
基板面ｌに単色光Ｌｌを照射する発光素子２と、基板面
ｌ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５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、
電子回路を描画しようとする基板ｌの外形を走査計測す
る場合（第６図参照）について、本発明によるフローチ
ャートを第７図に示す。

（１）スタート（計測！！２１１０　Ｎ　）（２）ＸＹ
ステージｌＯ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）　Ｘ　ＹステージｌＯをｘ＠Ｒ方向に移動する。

（このときＹ軸方向は固定） （４）基板ｌのエツジを検知するまでＸ軸駆動モータ１
２をＯＮし続ける。

（５）エツジを検知した後、Ｘ軸駆動パルス数をカウン
トする。

（６）該パルス数のカウントから、エツジから２．５■
■位置を計測し、２．５ｍｍ位置を検知する。

（７）ここから高さセンサ５か検出した高さデータを中
央制御回路１４のメモリに市き込み、基板ｌのエツジを
検知するまで続ける。

（８）エツジを検知した状態で高さデータの書き込みを
中止すると共に、第６図に示す予め設定したオーバーラ
ン部Ｗの長さ（Ｘ−■）だけＸ軸駆動モータ１２をＯＮ
Ｌ、続ける。

（９）ここで「基板ｌの全面のデータを収集したか」否
かによってフローを異にする。

（Ｉｎ）ＹＥＳの場合は、中央制御回路１４のメモリに
書き込んだデータを２．５ｍｍ相当分だけ移動（詳しく
は後述する）した後、計測を終了する。

（ＩＩ）Ｎｏの場合はＸ軸移動停止。（Ｘ軸駆動モータ
１２を０ＦＦ） （＋２）ＸＹスｆ−ジｉｏを’ＩＩＦ方向に０．３２膳
量移動した後、停り、（Ｙ軸駆動モータ１３を１走査ス
テツプ０Ｎ） （１３）　ＸＹステージｌＯをＸ軸方向に前回と逆方向
に移動し、　（４）に帰還する。（Ｘ軸駆動モータ１２
をＯＮ、このときＹ軸方向は固定） 丘記した５２．５＋＊ｍ相当分のデータ移動について説
明する。

高さデータは不連続データであるため、２．５■■に相
当するデータの数を３個と仮定すると、メモリ内部は第
８図のようになっている。

例えばｒ０００１番地」のデータとｒ　０００２＃地」
のデータ間で互いに「０」のところを各々のデータで埋
めるには。

（１）先ず「口０旧番地」のデータとｒｌ、１，１．０
，０．Ｏ，０，０，ＯＪとのＡＮＤを採る。

（２）（１）の結果とｒ　０００２番地」のデータのＯ
Ｒを採り、ｒ　０００２番地」へ収納する。

１４　１３　１２　０　０　０　　Ｑ　　ＯＯこのよう
な繰返しによって２．５−■相当分のデータを逐次移し
て補間する。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明に係る位置検出素子による基板
の外形寸法計測方法によれば、受光素子としてＰＳＤを
使用した三角測量式高さセンサを使用した基板のエツジ
位置検出方法において、往復走査した各走査ラインが基
板のエツジを検知したとき、常時その後側のエツジデー
タを基準として、その間に存在するエラーデータを補間
することにより、センサの欠点を排除して基板を最大限
に利用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。

【図面の簡単な説明】

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２１Ｊ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図は基板に対するセンサの走査方向によるデータ
の状態を示す説明図、第５ｔＪは本発明に係る位置検出
素子による基板の外形寸法計測方法を実施するための計
測装置を示すブロック線図、第６図は基板に対するセン
サの走査駆動を示す説明図、第７ｔ２１（ａ）及び（ｂ
）は同装置の駆動制御を示すフローチャート、第８図は
メモリの一実施例を示す説明図である。 １〜基板面　　　　　２〜発光素子 ３〜レンズ ４〜ＰＳＤ　（位置検出素子）受光素子５〜高さセンサ
　　　１０〜ＸＹステージ１１〜ウニ八−１２〜Ｘ輌駆
動モータ １：ｌ−Ｙ軸駆動モータ　１４〜中央制御回路１５、１
６〜ドライバ　　１８〜センサコントロ一ラ第１図 昭和６３年７月　　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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の変化を検知する
   高さセンサによる基板等の外形寸法の計測において、被
   測定基板に対して該高さセンサを所定のピッチで往復走
   査により相対移動し、計測方向を交互に変えると共に、
   各走査ラインの高さセンサに対する被測定基板の初めの
   エッジデータをエラーデータとして排除し、終りのエッ
   ジデータを計測データとして入力してなり、交互に生じ
   る上記計測データ間のエラーデータを、該前後の計測デ
   ータによって補間処理して被計測基板の外形を計測する
   位置検出素子による基板の外形寸法計測方法。