JPH112517A - 平行度測定装置及び方法 - Google Patents

平行度測定装置及び方法

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JPH112517A
JPH112517A JP15463797A JP15463797A JPH112517A JP H112517 A JPH112517 A JP H112517A JP 15463797 A JP15463797 A JP 15463797A JP 15463797 A JP15463797 A JP 15463797A JP H112517 A JPH112517 A JP H112517A
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parallelism
semiconductor wafer
body plate
measurement
measuring
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JP15463797A
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Inventor
Terukazu Kanda
照和 神田
Masayuki Kubota
正幸 久保田
Koji Hashiguchi
浩二 橋口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の測定ポイントについていちいち一点測
定方式の測定を行わなくとも、所定距離離れた2つの面
の間の平行度が一目瞭然に判別できて、平行度の測定の
作業効率を飛躍的に向上できる平行度測定装置を提供す
る。 【解決手段】 上面22bとその裏側の密着下面22c
との間の厚さが一定で周部の4箇所に嵌合孔22aが形
成され、密着下面22cが反応ガス吹出装置12の基準
面12aに密着した状態に配置される本体板部22と、
先端から所定の距離の位置に環状溝部28が形成され、
嵌合孔22aの各々に先端から軽く摺動自在に嵌合し、
反応ガス放出装置12の側部近傍を基準面12aと垂直
の方向に伸び、その先端が、反応ガス放出装置12の基
準面12aと反対側の面に対向しかつ離隔して配置され
た第2対象物の、基準面12aと同方向に向いた測定面
14aに当接するよう配置される測定軸部材24とを備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置等において、加工装置と被加工物との間の隙間を一
定に保つ必要がある場合等に用いられる等、所定距離離
れた2つの面の間の平行度を測定するのに有用な平行度
測定装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】所定距離離れた2つの面の間の平行度を
測定する為に、従来行われていた測定方法の一例につい
て、図6に示す半導体製造装置に基づいて説明する。同
図に示す反応ガス吹出装置12は、その下面側からプロ
セスガスを吹き出して、その反応ガス吹出装置12の下
方を通過する半導体ウエーハ13の上面に所定の生成膜
を形成するものである。
【0003】このような加工を行うためには、プロセス
ガスを吹き出す反応ガス吹出装置12の下面と半導体ウ
エーハ13の上面との間の隙間が一定になっている必要
があり、そのためには反応ガス吹出装置12の下面と半
導体ウエーハ13の上面との間には一定の平行度が必要
とされる。
【0004】このような一定の平行度を出すためには、
反応ガス吹出装置12の下面と上面(基準面)12aと
の間に一定の平行度が出され、その基準面12aと、半
導体ウエーハ13を載置する半導体ウエーハ載置トレー
14の上面(測定面)14aとの間に一定の平行度が出
されることにより、間接的に反応ガス吹出装置12の下
面と半導体ウエーハ13の上面との間に一定の平行度が
出されるようになっている。
【0005】そのため、反応ガス吹出装置12はその4
隅の調整部A〜Dにおいて、反応ガス吹出装置12に一
体形成された支持板12bの孔を貫いて、ヘッドベース
10に立設されたネジ棒部材16と、このネジ棒部材1
6に螺合して支持板12bを上下両側から挾むような一
対のナット18により、ヘッドベース10上に支持され
ている。
【0006】そして、上述のように反応ガス吹出装置1
2の基準面12aと半導体ウエーハ載置トレー14の測
定面14aとの間に一定の平行度を出すためには、ま
ず、図中4ヵ所の測定ポイントa〜dにおいて、基準面
12aと測定面14aとの間の距離を、ノギスのディプ
ス測定部、又はディプスマイクロメータ等の精密測長器
を用いて測定する。
【0007】そして、測定ポイントa〜dにおける上記
距離の測定値がすべて等しければ、基準面12aと測定
面14aとの間には一定の平行度が出ていることになる
が、そうでない場合は、調整部A〜Dの各々のナット1
8を調整して、測定ポイントa〜dにおける測定値がす
べて等しくなるまで、各支持板12bの高さを上下させ
て調整するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の平行度測定方法においては、各測定ポイント
a〜dにおいて一点測定方式が用いられているため、例
えば測定ポイントaの測定値を修正するために、その近
傍の調整部Aのナット18を調整して支持板12bの高
さを上下させると、他の測定ポイントb〜dにおける測
定値のすべてが影響を受けてしまう。
【0009】このため、例えば測定ポイントa〜dを順
番に調整した場合、最終の測定ポイントdを所望の寸法
に調整した後に、最初に測定値を所望の寸法に調整した
測定ポイントaにおけるその所望の寸法に狂いが生じて
しまう。従って、各測定ポイントa〜dにおける測定値
をすべて所望の寸法に収めるためには、各測定ポイント
a〜dにおける測定値を順番に調整する作業を繰り返す
必要があり、このために非常に時間がかかって作業効率
を著しく悪化させていた。
【0010】また、反応ガス吹出装置12の下方の半導
体ウエーハ載置トレー14は、半導体ウエーハ13の加
工処理が終わる毎に後方の隣の半導体ウエーハ載置トレ
ー14が、新たに反応ガス吹出装置12の下方に搬送さ
れてきて新たに半導体ウエーハ13の加工処理を行うよ
うになっているので、新たに反応ガス吹出装置12の下
方にきた半導体ウエーハ載置トレー14の測定面14a
について、又最初から上記と同様に反応ガス吹出装置1
2の基準面12aとの平行度を調整しなければならない
ので、すべての半導体ウエーハ13の加工処理にかかる
時間は膨大なものとなってしまう。
【0011】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、複
数の測定ポイントについていちいち一点測定方式の測定
を行わなくとも、所定距離離れた2つの面の間の平行度
が一目瞭然に判別できて、平行度の測定の作業効率を飛
躍的に向上できる平行度測定装置及び方法を提供するこ
とを課題とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による平行度測定装置は、上面とその裏側の
密着下面との間の厚さが一定で周部の3箇所以上に嵌合
孔が形成され、前記密着下面が第1対象物の基準面に密
着した状態に配置される本体板部と、先端から所定の距
離の位置に寸法確認手段が形成され、前記嵌合孔の各々
に先端から軽く摺動自在に嵌合し、前記第1対象物の側
部近傍を前記基準面と垂直の方向に伸び、その先端が、
前記第1対象物の前記基準面と反対側の面に対向しかつ
離隔して配置された第2対象物の、前記基準面と同方向
に向いた測定面に当接するよう配置される測定軸部材と
を備えたことを特徴とするものである。
【0013】また上記課題を解決するために、本発明に
よる平行度測定方法は、上面とその裏側の密着下面との
間の厚さが一定で周部の3箇所以上に嵌合孔が形成され
た本体板部を、前記密着下面を第1対象物の基準面に密
着した状態に配置し、先端から所定の距離の位置に寸法
確認手段が形成された測定軸部材を前記嵌合孔に先端か
ら軽く摺動自在に嵌合し、前記測定軸部材の先端部が前
記第1対象物の側部近傍を前記基準面と垂直の方向に伸
び、前記測定軸部材の先端を、前記第1対象物の前記基
準面と反対側の面に対向しかつ離隔して配置された第2
対象物の、前記基準面と同方向に向いた測定面に当接さ
せ、前記測定軸部材に形成された寸法確認手段と、前記
本体板部の上面の間の位置関係を判別することにより、
前記基準面と前記測定面との間の平行度を測定すること
を特徴とするものである。
【0014】このような構成の平行度測定装置及び方法
によれば、上面とその裏側の密着下面との間の厚さが一
定で周部の3箇所以上に嵌合孔が形成された本体板部
を、その密着下面を第1対象物の基準面に密着した状態
に配置し、先端から所定の距離の位置に寸法確認手段が
形成された測定軸部材を本体板部の嵌合孔に先端から軽
く摺動自在に嵌合し、その測定軸部材の先端部が第1対
象物の側部近傍をその基準面と垂直の方向に伸び、その
測定軸部材の先端を、第1対象物の基準面と反対側の面
に対向しかつ離隔して配置された第2対象物の、第1対
象物の基準面と同方向に向いた測定面に当接させ、測定
軸部材に形成された寸法確認手段と、本体板部の上面の
間の位置関係を判別することにより、複数の測定ポイン
トについていちいち一点測定方式の測定を行わなくと
も、所定距離離れた2つの面の間の平行度が一目瞭然に
判別できるため、各測定ポイントのすべての状況を確認
しながら調整することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図1ないし図5
は、本発明の第1の実施の形態に係る平行度測定装置及
び方法を説明するために参照する図である。
【0016】図1は、本実施の形態に係る平行度測定装
置20が用いられる半導体製造装置を示す図である。同
図に示す反応ガス吹出装置(第1対象物)12は、下面
側からプロセスガスを吹き出して、その反応ガス吹出装
置12の下方を通過する半導体ウエーハ13の上面に所
定の生成膜を形成するものである。この生成膜としては
例えば、SiO2膜中に不純物をドーピングして形成す
る平坦化膜(CVD膜)等がある。
【0017】このような加工処理を行うためには、プロ
セスガスを吹き出す反応ガス吹出装置12の下面と半導
体ウエーハ13の上面との間の隙間が一定になっている
必要があり、そのためには反応ガス吹出装置12の下面
と半導体ウエーハ13の上面との間には一定の平行度が
必要とされる。
【0018】このような一定の平行度を出すためには、
反応ガス吹出装置12の下面と上面(基準面)12aと
の間に一定の平行度が出され、その基準面12aと、半
導体ウエーハ13を載置する半導体ウエーハ載置トレー
(第2対象物)14の上面(測定面)14aとの間に一
定の平行度が出されることにより、間接的に反応ガス吹
出装置12の下面と半導体ウエーハ13の上面との間に
一定の平行度が出されるようになっている。
【0019】そのため、反応ガス吹出装置12はその4
隅の調整部A〜Dにおいて、反応ガス吹出装置12に一
体形成された支持板12bの孔を貫いて、ヘッドベース
10に立設されたネジ棒部材16と、このネジ棒部材1
6に螺合して支持板12bを上下両側から挾むような一
対のナット18により、ヘッドベース10上に支持され
ている。
【0020】そして、上述のように反応ガス吹出装置1
2の基準面12aと半導体ウエーハ載置トレー14の測
定面14aとの間に一定の平行度を出すためには、図1
に示すような平行度測定装置20が用いられる。平行度
測定装置20は、図2に示すように、周部の4隅に嵌合
孔22aが形成された本体板部22と、この本体板部2
2の嵌合孔22aに先端から軽く摺動自在に嵌合される
4本の測定軸部材24とを有している。本体板部22と
測定軸部材24はステンレス鋼により形成されるが、他
の材料を用いて形成することも勿論可能である。
【0021】本体板部22の上面22bは研削仕上げ等
により高い平面度を有しており、図3に示す本体板部2
2の裏面に形成される密着下面22cも研削仕上げ等に
より高い平面度を有していて、このような本体板部22
の上面22bと密着下面22cとの間の厚さは一定寸法
Sに設定されている。
【0022】また、半導体ウエーハ載置トレー14の測
定面14aとその下面も、研削仕上げ等により高い平面
度を有していると共に、その測定面14aとその下面の
間の厚さも一定寸法に設定されている。
【0023】図1に示すように平行度測定装置20は、
本体板部22の密着下面22cが反応ガス吹出装置12
の基準面12aに密着した状態で、本体板部22が反応
ガス吹出装置12の上に載置されている。このため、本
体板部22の上面22bと反応ガス吹出装置12の下面
との間には平行度が保たれることになる。
【0024】図2に示すように、本体板部22の4隅の
嵌合孔22aに嵌合された測定軸部材24は、図4に示
すように、2つの軸部24aと24bとに分かれてい
て、軸部24aの図中右端部には雄ネジ部26が軸方向
に伸びて形成され、軸部24bの軸線部にはその雄ネジ
部26が螺合する雌ネジ(図示せず)が形成されてい
る。
【0025】また軸部24aの雄ネジ部26と反対側に
は先端部24cが形成されており、軸部24bの軸部2
4aと反対側の後端部には頭部24dが形成されてい
る。そして軸部24bの頭部24d側の途中には、幅が
0.3mm位の環状溝部(寸法確認手段)28が赤い線
等のように着色されて円周方向に設けられている。先端
部24cは、材料によっては熱処理することによりその
耐久性を向上させることができる。
【0026】このような測定軸部材24は、先端部24
cと環状溝部28との間の寸法Mを、ノギス等の測長器
を用いて4本共同じ寸法に設定して用いられるが、その
寸法Mは、軸部24bを雄ネジ部26の回りに回転させ
ることによりネジ移動させて、図中の寸法Lの範囲内で
可変調整することが可能となっている。反応ガス吹出装
置12高さの大小に合わせて、寸法Mを自由に調整でき
るようにするためである。
【0027】次に、このような平行度測定装置20の動
作について説明する。まず、図1に示すように、反応ガ
ス吹出装置12の上に平行度測定装置20の本体板部2
2を載置して、密着下面22cを基準面12aに密着さ
せる。そして、4つの嵌合孔22aに嵌合させた測定軸
部材24の各々の先端部24cを、ヘッドベース10上
の半導体ウエーハ載置トレー14の測定面14aに当接
させる。
【0028】すると図5に示すように、半導体ウエーハ
載置トレー14の測定面14aが反応ガス吹出装置12
の基準面12aから所望の寸法Mの位置にある所では、
図中右側の測定軸部材24のように、その環状溝部28
が本体板部22の上面22bと一致した状態となる。
【0029】ところが、測定面14aが反応ガス吹出装
置12の基準面12aから所望の寸法Mより短い(又は
長い)寸法の位置にある所では、図中左側の測定軸部材
24のように、その環状溝部28が本体板部22の上面
22bより寸法Dだけ高く浮き上がった(又は沈み込ん
だ)状態となってしまうので、このことにより本体板部
22の上面22bと半導体ウエーハ載置トレー14の測
定面14aとの間には一定の平行度が出ていないことが
分かる。
【0030】この場合は、環状溝部28が本体板部22
の上面22bより浮き上がって(又は沈み込んで)いる
測定軸部材24の近傍の調整部(A〜B)の、支持板1
2bの上下のナット18を調整して環状溝部28を上面
22bと一致させる。このような調整作業をしていると
きは、すべての測定軸部材24の環状溝部28と上面2
2bとの上下関係が一目瞭然で分かるので、効率よく調
整を行うことができる。
【0031】このようにして調整作業を行うことによ
り、すべての測定軸部材24の環状溝部28が本体板部
22の上面22bと一致した状態となったら(目視可
能)、その上面22bと半導体ウエーハ載置トレー14
の測定面14aとの間に一定の平行度が出たことにな
り、そのことが一目瞭然で分かることになる。
【0032】そしてこのとき、最終目的である反応ガス
吹出装置12の下面と半導体ウエーハ載置トレー14の
測定面14a、すなわち反応ガス吹出装置12の下面と
半導体ウエーハ13の上面との間に一定の平行度が出た
ことになり、例えばその反応ガス吹出装置12の下面と
半導体ウエーハ載置トレー14の測定面14a間の隙間
を4mm±0.5mmの精度内に収めることが可能とな
り、このことにより反応ガス吹出装置12により半導体
ウエーハ13の上面に所定の生成膜を均一に形成するこ
とが可能となる。
【0033】このように本実施の形態に係る平行度測定
装置20によれば、測定軸部材24に形成された環状溝
部28と、本体板部22の上面22bの間の位置関係を
判別することにより、複数の測定ポイントa〜dについ
ていちいち一点測定方式の測定を行わなくとも、所定距
離離れた2つの面の間の平行度が一目瞭然に判別できる
ため、各測定ポイントのすべての状況を確認しながら調
整することができる。
【0034】このため、その平行度の現在の状態を見な
がら調整部のナットの調整を行うことができると共に、
その調整による平行度の向上する全体の状態が一目で分
かるので、効率的に調整を行うことが可能となって、調
整にかかる時間を大幅に短縮でき、平行度の調整の作業
効率を飛躍的に向上できる。
【0035】また、反応ガス吹出装置12の下方の半導
体ウエーハ載置トレー14は、半導体ウエーハ13の加
工処理が終わる毎に後方の隣の半導体ウエーハ載置トレ
ー14が、新たに反応ガス吹出装置12の下方にきて新
たに半導体ウエーハ13の加工処理を行うようになって
いるので、新たに反応ガス吹出装置12の下方にきた半
導体ウエーハ載置トレー14の測定面14aについて又
最初から反応ガス吹出装置12の基準面12aとの平行
度を調整しなければならないが、本実施の形態に係る平
行度測定装置20によれば、調整にかかる時間を大幅に
短縮することができるので、半導体ウエーハ13の加工
処理の効率を大幅に向上させることができる。
【0036】また、調整する際に本体板部22を支持す
ることなく行うことが可能なので作業性が良い。また、
調整作業が簡単に行えるので個人差が発生せず、作業環
境が悪い場合(照明が暗い、室温が高い、作業空間が狭
い等)においても短時間で調整を行うことができる。
【0037】また、1つの測定ポイントについて調整を
行った場合でも全体の平行度のバランスが1目で分か
る。また、調整を各測定ポイントについて同時に(併行
して)行うこともできるので短時間で調整を行うことが
できる。
【0038】また、反応ガス吹出装置12の吹き出すプ
ロセスガスにより半導体ウエーハ載置トレー14上は4
00℃前後の高温となるが、そのような悪条件において
も本実施の形態によれば、容易に短時間で調整を行うこ
とが可能となる。さらに、測定軸部材24の材料によっ
てはその先端部24cの熱処理を行うことにより、その
先端部24cの耐摩耗性を向上させることができる。
【0039】なお上記の実施の形態においては、平行度
測定装置20を、半導体ウエーハ13の上面に所定の生
成膜を形成する装置に用いた場合について説明したが、
本発明は同じ半導体製造装置であって他の加工を行う装
置に用いてもよい。
【0040】また、上記の実施の形態においては、平行
度測定装置20を半導体製造装置の1つに用いた場合に
ついて説明したが、所定距離離れた2つの面の間の平行
度を測定する必要がある装置であれば、半導体製造装置
以外の他のどのような装置にも本発明は適用することが
できる。
【0041】また、上記の実施の形態においては反応ガ
ス吹出装置の基準面12aや半導体ウエーハ載置トレー
14の測定面14aが上方向に向いた装置の場合につい
て説明したが、それらの2つの面は斜め方向や横方向
等、同じ方向に向いたものであればどのような方向に向
くような装置であってもよい。
【0042】また、上記の実施の形態においては測定軸
部材24に環状溝部28を設けたが、環状溝部28の代
わりに目盛を刻むようにしてもよく、その場合には平行
度の誤差を数値的に読み取ることができるようになる。
また環状溝部28に蛍光塗料等によりマーキングするよ
うにしてもよく、そのことにより暗い場所でも確認が可
能となる。
【0043】また各測定ポイント毎に複数の嵌合孔22
aを設けてもよく、そのことにより隣合う複数の箇所の
測定、比較が可能となる。また、嵌合孔22aの形状を
円から楕円に変更してもよく、このことにより測定軸部
材24をスライドさせて幅のある測定を行うことが可能
となる。
【0044】さらに、上記の実施の形態においては本体
板部22に嵌合孔22aを4つ設けた場合について説明
したが、嵌合孔22aは3つだけ設けることによっても
平行度の測定は行うことができるので、本体板部22に
嵌合孔22aを3つだけ設けるようにしてもよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の測定ポイントについていちいち一点測定方式の測
定を行わなくとも、所定距離離れた2つの面の間の平行
度が一目瞭然に判別できるため、各測定ポイントのすべ
ての状況を確認しながら調整することができる。このた
め、効率的に調整を行うことが可能となって、調整にか
かる時間を大幅に短縮でき、平行度の調整の作業効率を
飛躍的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る平行度測定装
置を用いた半導体製造装置を示す斜視図であり、符号1
2は反応ガス吹出装置、12aは基準面、14は半導体
ウエーハ載置トレー、14aは測定面、20は平行度測
定装置、22は本体板部、24は測定軸部材を示してい
る。
【図2】図1における平行度測定装置20のみを示す斜
視図である。
【図3】図2における本体板部22のA矢視図である。
【図4】測定軸部材24を拡大して詳細に示す側面図で
ある。
【図5】平行度測定装置20の動作を説明するための模
式図である。
【図6】従来の平行度測定方法を説明するための半導体
製造装置の斜視図である。
【符号の説明】
10…ヘッドベース、12…反応ガス吹出装置、12a
…基準面、12b…支持板、13…半導体ウエーハ、1
4…半導体ウエーハ載置トレー、14a…測定面、16
…ネジ棒部材、18…ナット、20…平行度測定装置、
22…本体板部、22a…嵌合孔、22b…上面、22
c…密着下面、24…測定軸部材、24a,24b…軸
部、24c…先端部、24d…頭部、26…雄ネジ部、
28…環状溝部、A〜D…調整部、a〜d…測定ポイン
ト、D,L,M,S…寸法

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面とその裏側の密着下面との間の厚さ
    が一定で周部の3箇所以上に嵌合孔が形成され、前記密
    着下面が第1対象物の基準面に密着した状態に配置され
    る本体板部と、 先端から所定の距離の位置に寸法確認手段が形成され、
    前記嵌合孔の各々に先端から軽く摺動自在に嵌合し、前
    記第1対象物の側部近傍を前記基準面と垂直の方向に伸
    び、その先端が、前記第1対象物の前記基準面と反対側
    の面に対向しかつ離隔して配置された第2対象物の、前
    記基準面と同方向に向いた測定面に当接するよう配置さ
    れる測定軸部材と、 を備えたことを特徴とする平行度測定装置。
  2. 【請求項2】 半導体製造装置に用いたことを特徴とす
    る請求項1に記載の平行度測定装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体製造装置が半導体ウエーハの
    上面に所定の生成膜を形成する装置であることを特徴と
    する請求項2に記載の平行度測定装置。
  4. 【請求項4】 前記第1対象物が前記半導体ウエーハの
    上面に所定の生成膜を形成する反応ガスを吹き出す反応
    ガス吹出装置であり、前記第2対象物が上に半導体ウエ
    ーハを載置する半導体ウエーハ載置トレーであることを
    特徴とする請求項3に記載の平行度測定装置。
  5. 【請求項5】 上面とその裏側の密着下面との間の厚さ
    が一定で周部の3箇所以上に嵌合孔が形成された本体板
    部を、前記密着下面を第1対象物の基準面に密着した状
    態に配置し、 先端から所定の距離の位置に寸法確認手段が形成された
    測定軸部材を前記嵌合孔に先端から軽く摺動自在に嵌合
    し、 前記測定軸部材の先端部が前記第1対象物の側部近傍を
    前記基準面と垂直の方向に伸び、 前記測定軸部材の先端を、前記第1対象物の前記基準面
    と反対側の面に対向しかつ離隔して配置された第2対象
    物の、前記基準面と同方向に向いた測定面に当接させ、 前記測定軸部材に形成された寸法確認手段と、前記本体
    板部の上面の間の位置関係を判別することにより、前記
    基準面と前記測定面との間の平行度を測定する、 ことを特徴とする平行度測定方法。
  6. 【請求項6】 半導体製造装置に用いたことを特徴とす
    る請求項5に記載の平行度測定方法。
  7. 【請求項7】 前記半導体製造装置が半導体ウエーハの
    上面に所定の生成膜を形成する装置であることを特徴と
    する請求項6に記載の平行度測定方法。
  8. 【請求項8】 前記第1対象物が前記半導体ウエーハの
    上面に所定の生成膜を形成する反応ガスを吹き出す反応
    ガス吹出装置であり、前記第2対象物が上に半導体ウエ
    ーハを載置する半導体ウエーハ載置トレーであることを
    特徴とする請求項7に記載の平行度測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115556A (zh) * 2013-01-24 2013-05-22 浙江联宜电机股份有限公司 电机输出轴检测装置
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