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技術 異なる厚さの基板のパターンを測定するための測定器および方法

出願人 ライカマイクロシステムスツェーエムエスゲーエムベーハー
発明者 ウルリヒカチェンスキー
出願日 2000年10月10日 (21年4ヶ月経過) 出願番号 2000-309404
公開日 2001年6月8日 (20年8ヶ月経過) 公開番号 2001-153631
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による測長装置 器械の細部
主要キーワード 保管区画 ガラス要素 往復台 測定光線 補償要素 レボルバー 石英マスク 電動駆動
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年6月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

異なる厚さの基板パターンを測定するための測定器において、再現可能な測定結果を提供し、その際測定器の測定領域内にあるすべての熱源をできるだけ少なくするようにする。

解決手段

光学補償要素(20)のための複数個保管区画部(22)がXY往復台(4)の繰り抜き部(24)の周回縁(26)に成形されている。必要な光学的補償要素(20)を照明光学系(15)によって付設の保管区画部(22)から取り出し可能である

概要

背景

透過光で測定される基板マスクとも言う)は、異なる厚さを持っている。測定器で測定できる基板はSEMI規格(SEMI P1−92 SEMI1981,1999)を充足していなければならない。いくつかの例を挙げると、タイプ6025(6×6インチと0.25インチの厚さ)、タイプ5009(5×5インチと0.09インチの厚さ)の石英マスク、或いは230×230×9mmのサイズの石英マスクがある。半導体製造業者によって使用される規格化された厚さは2.3mm,3.2mm,6.35mm,9mmである。基板のすべての厚さに対し同じ測定条件(よって比較可能測定結果)が得られるようにするには、基板の材料(石英)を透過する測定光線光路長が基板のすべての厚さに対し等しくなければならない。したがって光学系は9mm厚の石英ガラスに対し設計されている。より薄い基板を測定する場合は、光路内に補償要素を挿入し、全体で等しい光路長が得られるようにする。

米国特許第5786897号公報には、基板の表面のパターン座標を決定するための方法および装置が記載されている。この装置はXY方向に可動往復台を有し、往復台上には、測定されるパターンを備えた透明の基板が下向きに設けられている。検出装置は基板の上方に装着されている。X軸とY軸に対し干渉計が設けられ、XY面内での往復台の位置を決定できるようになっている。異なる厚さの基板を測定できるようにするには、光路長のための補償手段が設けられていなければならない。補償手段は円形の板からなり、板内にはたとえば4個のガラス要素が設けられている。基板の厚さの測定に対応して、適当なガラス要素が円板の回転により光路内へ持ちきたされる。円板の回転は電動機または駆動ベルトを用いて行なうことができる。電動駆動部の位置に応じて熱源測定部位付近に設けられているが、これは測定の再現性を阻害するものである。さらに、レボルバーまたはスライダの格納および運動に大きなスペースを要する。

概要

異なる厚さの基板のパターンを測定するための測定器において、再現可能な測定結果を提供し、その際測定器の測定領域内にあるすべての熱源をできるだけ少なくするようにする。

光学的補償要素(20)のための複数個保管区画部(22)がXY往復台(4)の繰り抜き部(24)の周回縁(26)に成形されている。必要な光学的補償要素(20)を照明光学系(15)によって付設の保管区画部(22)から取り出し可能である

目的

本発明の課題は、異なる厚さの基板のパターンを測定するための測定器において、再現可能な測定結果を提供し、その際測定器の測定領域内にある熱源をできるだけ少なくするようにすることである。また、できるだけ省スペースの構成を達成させるようにすることである。

さらに本発明の課題は、測定の再現性に影響することなく、いくつかの光学的補償要素を測定器の光路内へ持ちきたす方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

周回縁(26)によって繰り抜き部(24)が画成されているXY往復台(4)と、照明光学系(15)と、複数個光学補償要素(20)とを備えた、異なる厚さの基板パターンを測定するための測定器(100)において、光学的補償要素(20)のための複数個の保管区画部(22)がXY往復台(4)の繰り抜き部(24)の周回縁(26)に成形されていること、必要な光学的補償要素(20)を照明光学系(15)によって付設の保管区画部(22)から取り出し可能であること、を特徴とする測定器。

請求項2

照明光学系(15)が、運動機構によってXY往復台(4)の運動方向に対し垂直に位置調整可能な集光器を有していることを特徴とする、請求項1に記載の測定器。

請求項3

補償要素(20)がコード部を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の測定器。

請求項4

異なる厚さの基板(8)のパターン(9)を測定するための方法において、測定に使用するタイプの基板(8)を決定するステップと、この基板の光路長補償するために必要な補償要素(20)を選択するステップと、照明光学系(15)が選択した補償要素(20)の下に位置決めされるようにXY往復台(3)を移動させるステップと、照明光学系(15)を持ち上げ、その際補償要素(20)を収容するステップと、XY往復台(4)を基板(8)の領域に移動させ、補償要素(20)とともに照明光学系(15)を測定位置に位置決めするステップと、を含むことを特徴とする方法。

請求項5

使用するタイプの基板の決定を、センサ測定結果に基づいて行なうこと、基板(8)に適した補償要素(20)が取り出されるようにXY往復台(4)の駆動を制御することを特徴とする、請求項4に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、周回縁によって繰り抜き部が画成されているXY往復台と、照明光学系と、複数個光学補償要素とを備えた、異なる厚さの基板パターンを測定するための測定器および方法に関するものである。

背景技術

0001

0002

発明を実施するための最良の形態

0002

透過光で測定される基板(マスクとも言う)は、異なる厚さを持っている。測定器で測定できる基板はSEMI規格(SEMI P1−92 SEMI1981,1999)を充足していなければならない。いくつかの例を挙げると、タイプ6025(6×6インチと0.25インチの厚さ)、タイプ5009(5×5インチと0.09インチの厚さ)の石英マスク、或いは230×230×9mmのサイズの石英マスクがある。半導体製造業者によって使用される規格化された厚さは2.3mm,3.2mm,6.35mm,9mmである。基板のすべての厚さに対し同じ測定条件(よって比較可能測定結果)が得られるようにするには、基板の材料(石英)を透過する測定光線光路長が基板のすべての厚さに対し等しくなければならない。したがって光学系は9mm厚の石英ガラスに対し設計されている。より薄い基板を測定する場合は、光路内に補償要素を挿入し、全体で等しい光路長が得られるようにする。

0003

0003

米国特許第5786897号公報には、基板の表面のパターンの座標を決定するための方法および装置が記載されている。この装置はXY方向に可動な往復台を有し、往復台上には、測定されるパターンを備えた透明の基板が下向きに設けられている。検出装置は基板の上方に装着されている。X軸とY軸に対し干渉計が設けられ、XY面内での往復台の位置を決定できるようになっている。異なる厚さの基板を測定できるようにするには、光路長のための補償手段が設けられていなければならない。補償手段は円形の板からなり、板内にはたとえば4個のガラス要素が設けられている。基板の厚さの測定に対応して、適当なガラス要素が円板の回転により光路内へ持ちきたされる。円板の回転は電動機または駆動ベルトを用いて行なうことができる。電動駆動部の位置に応じて熱源測定部位付近に設けられているが、これは測定の再現性を阻害するものである。さらに、レボルバーまたはスライダの格納および運動に大きなスペースを要する。

0004

本発明の課題は、異なる厚さの基板のパターンを測定するための測定器において、再現可能な測定結果を提供し、その際測定器の測定領域内にある熱源をできるだけ少なくするようにすることである。また、できるだけ省スペースの構成を達成させるようにすることである。

0004

0005

さらに本発明の課題は、測定の再現性に影響することなく、いくつかの光学的補償要素を測定器の光路内へ持ちきたす方法を提供することである。

0005

0006

0007

0008

図面の簡単な説明

0009

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0010

0011

0012

0013

0014

図1測定器の側面図である。
図2補償要素を埋設したXY往復台の斜視図である。
図3補償要素と集光器横断面図で、補償要素が集光器の上に機械的に載置されているのを示す前記横断面図である。
図4光学的補償要素のための保管区画部の実施形態を示す図である。
図5a,b,cは補償要素を保管区画部の1つから取り出すためのそれぞれの段階を示す図である。
図6本発明による方法を実施するためのフローチャートである。

0015

グラニットブロック
ベース
3 ベース
4 XY往復台
空気軸受
6 空気軸受
レーザー干渉計
8基板
9パターン
10結像系
11光軸
12ビームスプリッターミラー
13光源
14検出装置
15 高さ調整可能な集光器
16 光源
20補償要素
22保管区画部
24 繰り抜き部
26周回縁
28ガラス板
30マウント
32外壁
34内壁
36 周回する突出部
38先細り
40 載置面
42 溝
50 第1ステップ
51 第2ステップ
52 第3ステップ
53 第4ステップ
100 測定器

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