CN102768017B - 线宽量测装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种线宽量测装置及其方法。该线宽量测装置包含一平台、一取像装置及一混色光源装置。所述取像装置于平台的量测区撷取一待测图案的影像。所述混色光源装置对应于所述量测区提供照明。所述混色光源装置包括多个单色光源，并根据待测图案与标准图案的匹配率调整各个单色光源的亮度比例以提供适合的混色光作为照明使用。因此，本发明可提供更好的量测环境，进而提升线宽量测精确度。

Description

线宽量测装置及其方法
【技术领域】
本发明是有关于一种线宽量测技术，特别是有关于一种可提升线宽量测精确度的线宽量测装置及其方法。
【背景技术】
随着半导体制程的发展，积体电路元件越来越精密。因此在半导体制程中，光罩或晶圆的细微线路图案的线宽、线距等关键尺寸(Critical Dimension，CD)的控制是一个很重要的环节。一般而言，制造商会使用线宽量测装置对线路图案进行关键尺寸的检测，其可以用来量测线宽、线距是否准确而没有偏移。
请参考图1所示，图1为现有技术进行线宽量测的示意图。现有技术是使用一取像装置91(如CCD镜头)对一待测图案92进行撷取影像，再通过电脑处理进行线宽量测。而所述取像装置通常会跟一光源装置90组装在一起，由所述光源装置90于所述待测图案92的正上方提供照明光源，让所述取像装置得以撷取出清晰的影像。
撷取的彩色影像需先转换成灰阶影像才能进行线宽量测的运算。一般来说，电脑在进行灰阶影像的线宽量测之前，会先载入标准图形作为测量基准。请参考图2所示，前述图1的光源装置90的光线会通过一滤光片93以提供适合的照明光，使得从撷取的影像所转换成的灰阶影像与标准图案的颜色对比相近，以便进行线宽量测。所述用于线宽量测的照明装置的滤光片93一般包括五种不同颜色的滤光单元930，以提供不同色光照明的选择，通过使用不同滤光单元930所投射的照明光线，可获得不同的灰阶影像。
然而，当待测图案的灰阶影像与标准图案的颜色对比差异过大，将会影响到线宽量测的精确度。由于前述滤光片93仅能提供五种滤光单元930，所述光源装置90也就只能提供五种照明光源。由于不同的待测图案的材质对于光的反射特性也不同，仅五种光源的照明选择将使得待测图案的灰阶影像的调整空间受到限制。
故，有必要提供一种线宽量测装置及其方法，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
有鉴于现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种线宽量测装置及其方法，可提供更多颜色光源的照明选择，以解决待测图案的灰阶影像与标准图案的颜色对比差异影响到线宽量测的精确度的技术问题。
为达成本发明的前述目的，本发明提供一种线宽量测装置，其包含：
一平台，具有一量测区；
一取像装置，设于所述平台上方，用于撷取所述量测区一待测图案的图形；及
一混色光源装置，设于所述平台上方，包括多个单色光源，并于待测图案与一标准图案的匹配率小于80%时调整各个单色光源的亮度比例；所述匹配率是指所述待测图案的灰阶化图形与标准图案的颜色对比的相似程度；其中所述混色光源装置包括一光学元件，所述单色光源的色光共同投射于所述光学元件上，所述光学元件接着再将混色后的光线投射出去。
在本发明的一实施例中，所述线宽量测装置更包含一控制器，所述控制器连接所述取像装置，并接收所述取像装置所获取的待测图案的图形。
在本发明的一实施例中，所述控制器进一步连接所述混色光源装置，用于根据所述待测图案与所述标准图案的匹配率控制所述混色光源装置调整各个单色光源的亮度比例。
在本发明的一实施例中，所述控制器还用于将该待测图案的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与所述标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率。
在本发明的一实施例中，若匹配率大于或等于80%，则所述控制器进一步用于在匹配率大于或等于80%时测量该灰阶化图形中的线路的宽度；及在匹配率小于80%时控制所述混色光源装置调整其各个单色光源的亮度比例。
在本发明的一实施例中，所述混色光源装置包括红色光源、蓝色光源及绿色光源，可通过混色提供256种不同颜色的照明光源。
在本发明的一实施例中，所述红色光源、蓝色光源及绿色光源分别为红色发光二极管、蓝色发光二极管及绿色发光二极管。
本发明另提供一种线宽量测方法，其包括下列步骤：
S101：载入标准图案；
S102：以包括多个单色光源的混色光源装置对量测区提供照明；其中所述单色光源的色光共同投射于一光学元件上，所述光学元件接着再将混色后的光线投射出去；
S103：扫描量测区，获取待测图案的图形；
S104：将待测图案的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率；以及
S105：若匹配率大于或等于80%，进一步测量该灰阶化图形中的线路的宽度，若匹配率小于80%，则进一步调整各个单色光源的亮度比例，再进行照射，并重新执行步骤S103、步骤S104及步骤S105。
在本发明的一实施例中，所述混色光源装置包括红色光源、蓝色光源及绿色光源，步骤S105中所述调整各个单元光源的亮度比例具体为：调整红色光源、蓝色光源及绿色光源的亮度比例。
本发明主要是使用混色光源装置对应于量测区提供照明，其中所述混色光源装置包括多个单色光源，并能根据待测图案与标准图案的匹配率调整各个单色光源的亮度比例以提供适合的混色光作为照明使用，进而减少待测图案的灰阶影像与标准图案的颜色对比差异，有效提升线宽量测的精确度。
【附图说明】
图1是现有线宽量测装置的操作示意图。
图2是现有线宽量测装置的照明装置通过滤光片投射光线的操作示意图。
图3是本发明一较佳实施例的线宽量测装置的操作示意图。
图4是本发明一较佳实施例的线宽量测装置的混色光源装置的结构示意图。
图5是本发明一较佳实施例的线宽量测方法的方法流程图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参考图3所示，图3是本发明一较佳实施例的线宽量测装置的操作示意图。所述线宽量测装置包括一平台10、一取像装置20以及一混色光源装置30。
所述平台10具有一量测区11，所述量测区11位于平台10的上表面，用于放置一待测图案100。所述待测图案100主要是指液晶显示器(LCD)领域的相关组件，例如是液晶面板的铟锡氧化物(ITO)透明电极层、数据线、扫描线等，但并不限于此。
所述取像装置20是设于所述平台10上方，其可装设于一设于所述平台10上的支撑架(图中未绘示)。所述取像装置20优选是正对所述平台10的量测区11，而于所述量测区11内撷取所述待测图案100的图形。
所述混色光源装置30设于所述平台10上方。所述混色光源装置30对应所述量测区11提供照明，其发出的光线的入射方向与所述平台表面10呈垂直。所述混色光源装置30可以是发光二极管(LED)组件。请进一步参考图4所示，图4是本发明一较佳实施例的线宽量测装置的所述混色光源装置30的结构示意图。所述混色光源装置30包括多个单色光源。在本实施例中，所述多个单色光源包括红色光源300、蓝色光源301及绿色光源302，且所述红色光源300、蓝色光源301及绿色光源302优选是分别为红色发光二极管、蓝色发光二极管及绿色发光二极管。所述混色光源装置30可根据所述待测图案100与一标准图案的匹配率来调整各个单色光源的亮度比例以提供适合的混色光作为照明使用。当所述多个单色光源为红色光源300、蓝色光源301及绿色光源302时，所述混色光源装置30可通过混色提供256种不同颜色的照明光源。再者，所述混色光源装置30可进一步包括一光学元件31，例如透镜；所述单色光源发出的光可共同投射于所述光学元件31上，混色并通过该所述光学元件31后投射出去。
所述线宽量测装置更包含一控制器40。所述控制器40连接所述取像装置20，用于接收所述取像装置20所获取的待测图案100的图形。在本实施例中，所述控制器40还进一步连接所述混色光源装置30，用于根据所述待测图案100与所述标准图案的匹配率控制所述混色光源装置30调整各个单色光源的亮度比例。所述控制器40还用于将该待测图案100的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与所述标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率。若匹配率大于或等于一特定值，则所述控制器40进一步测量该灰阶化图形中的线路的宽度；若匹配率小于该特定值，则所述控制器40进一步控制所述混色光源装置30调整其各个单色光源的亮度比例。在本实施例中，所述特定值优选是80%，所述匹配率是指灰阶化图形与标准图案的颜色对比的相似程度。
由于使用所述混色光源装置30提供照明，所述混色光源装置能根据待测图案与标准图案的匹配率调整各个单色光源的亮度比例，进而通过混光而提供适当颜色的照明光源。适当颜色的照明光源可使得待测图案100的灰阶化图形与标准图案的颜色对比相近，如此一来，所述控制器40便可更精确地测量所述待测图案100的线宽。
所述线宽量测装置可通过一线宽量测方法来操作，所述线宽量测方法如图5所示，包含下列步骤：
S101：载入标准图案；
S102：以混色光源装置对量测区11提供照明；
S103：扫描量测区11，获取待测图案100的图形；
S104：将待测图案100的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率；以及
S105：若匹配率大于或等于一特定值，进一步测量该灰阶化图形中的线路的宽度。
再者，在步骤S105中，若匹配率小于所述特定值，则进一步调整各个单色光源的亮度比例，再进行照射，并重新执行步骤S103、步骤S104及步骤S105。
更详细来说，所述步骤S101是通过所述控制器40载入所述标准图案。所述步骤S102是通过所述混色光源装置30的多个单色光源对所述量测区11提供照明。所述步骤S103是通过所述取像装置20扫描所述量测区11，以获取待测图案100的图形。所述步骤S104是通过所述控制器40将待测图案100的图形转换成灰阶化图形，并通过所述控制器40将灰阶化图形与标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率。所述步骤S105是通过所述控制器40判断若匹配率大于或等于一特定值，进一步测量该灰阶化图形中的线路的宽度；若所述控制器40判断匹配率小于所述特定值，则所述控制器40进一步控制所述混色光源装置30调整其各个单色光源的亮度比例，再进行照射，并重新执行步骤S103、步骤S104及步骤S105。在所述线宽量测方法的一实施例中，所述特定值为80%。
综上所述，相较于现有线宽量测装置所提供的照明颜色的选择受限于滤光片的滤光单元的颜色种类，本发明使用多个单色光源所组成的混色光源装置，可通过混光提供256种颜色的照明光源，因此，本发明的量测方法便可针对待测图案与标准图案的匹配率提供适当颜色的照明光源，减少待测图案的灰阶影像与标准图案的颜色对比的差异，有效提升线宽量测的精确度与稳定性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种线宽量测装置，其特征在于：所述线宽量测装置包括：
一平台，具有一量测区；
一取像装置，设于所述平台上方，用于撷取所述量测区一待测图案的图形；及
一混色光源装置，设于所述平台上方，包括多个单色光源，并于待测图案与一标准图案的匹配率小于80%时调整各个单色光源的亮度比例；所述匹配率是指所述待测图案的灰阶化图形与标准图案的颜色对比的相似程度；其中所述混色光源装置包括一光学元件，所述单色光源的色光共同投射于所述光学元件上，所述光学元件接着再将混色后的光线投射出去。
2.如权利要求1所述的线宽量测装置，其特征在于：所述线宽量测装置更包含一控制器，所述控制器连接所述取像装置，并接收所述取像装置所获取的待测图案的图形。
3.如权利要求2所述的线宽量测装置，其特征在于：所述控制器进一步连接所述混色光源装置，用于根据所述待测图案与所述标准图案的匹配率控制所述混色光源装置调整各个单色光源的亮度比例。
4.如权利要求3所述的线宽量测装置，其特征在于：所述控制器还用于将该待测图案的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与所述标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率。
5.如权利要求4所述的线宽量测装置，其特征在于：所述控制器进一步用于在匹配率大于或等于80%时测量该灰阶化图形中的线路的宽度；及在匹配率小于80%时控制所述混色光源装置调整其各个单色光源的亮度比例。
6.如权利要求1所述的线宽量测装置，其特征在于：所述混色光源装置包括红色光源、蓝色光源及绿色光源，其中所述红色光源、蓝色光源及绿色光源通过混色提供256种不同颜色的照明光源。
7.如权利要求6所述的线宽量测装置，其特征在于：所述红色光源、蓝色光源及绿色光源分别为红色发光二极管、蓝色发光二极管及绿色发光二极管。
8.一种线宽量测方法，其特征在于：所述量测方法包括下列步骤：
S101：载入标准图案；
S102：以包括多个单色光源的混色光源装置对量测区提供照明；其中所述单色光源的色光共同投射于一光学元件上，所述光学元件接着再将混色后的光线投射出去；
S103：扫描量测区，获取待测图案的图形；
S104：将待测图案的图形转换成灰阶化图形，并将灰阶化图形与标准图案进行比较，确认其与标准图案的匹配率；以及
S105：若匹配率大于或等于80%，进一步测量该灰阶化图形中的线路的宽度，若匹配率小于80%，则进一步调整各个单色光源的亮度比例，再进行照射，并重新执行步骤S103、步骤S104及步骤S105。
9.如权利要求8所述的线宽量测方法，其特征在于：所述混色光源装置包括红色光源、蓝色光源及绿色光源，步骤S105中所述调整各个单元光源的亮度比例具体为：调整红色光源、蓝色光源及绿色光源的亮度比例。
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