JP2001201323A - 溝の深さ測定方法及び測定装置 - Google Patents

溝の深さ測定方法及び測定装置

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JP2001201323A
JP2001201323A JP2000011298A JP2000011298A JP2001201323A JP 2001201323 A JP2001201323 A JP 2001201323A JP 2000011298 A JP2000011298 A JP 2000011298A JP 2000011298 A JP2000011298 A JP 2000011298A JP 2001201323 A JP2001201323 A JP 2001201323A
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Michifumi Kishimura
通史 岸村
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NEC Corp
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B11/22Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

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Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な測定装置を使わずに、簡単に短時間で溝
深さの合否を判定する。 【解決手段】開口幅の異なる溝を同じ深さで同時に開口
し、その光学像を観察し、暗い像(暗像)と明るい像
(明像)の境界部にある溝の暗像とそれに隣接する明像
を見つけ、その暗像の開口幅akと明像の開口幅ak+1
ら溝深さdを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等に
形成された深い溝や穴(以下、「溝」と総称する)の深
さを測定する方法及び測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴い、素
子構造は2次元的平面構造から3次元的立体構造に向か
って進歩している。例えば、近接した異なる素子間の電
気的絶縁を保つため、相隣り合う素子間に深い溝を形成
することが行われる。これらの溝の形状や深さが素子特
性に大きく影響するため、形成された溝の深さが規定値
にあるか否かを測定・検査する必要がある。
【0003】従来、半導体装置などに用いられている微
小な溝の深さを測る手段として、光の干渉や、回折を利
用した測定方法が用いられてきた。しかし、これらの技
術を用いた測定装置は複雑な機構を有しており、装置が
高価になる、測定に時間がかかる等の問題があり、迅速
性を要求される溝深さの検査には不適であった。
【0004】一方、光の干渉を利用しないで、安価な測
定装置で溝の深さを測定する簡便な測定方法が、例え
ば、特開昭61‐099806号公報に記載されてい
る。図8は、その測定装置の一例を示す構成図である。
図8の装置においては、レーザ光源11から発したレー
ザ光111は、レンズ12により光ファイバ13の端面
に集光されて光フアイバ13によつて送受光ヘッド14
に導かれ、送受光ヘッド14内に搭載したレンズにより
平行光線112に変換され、深さを測定する溝10があ
る試料17に照射される。送受光ヘツド14は,試料1
7における入射光に逆行する方向の反射光を受け,この
反射光を送受光ヘッド14内の半透明鏡プリズムで反射
して光電変換素子18により電気信号に変換する。光電
変換素子18からの電気信号は電圧計19により測定
し、試料からの反射光強度を検知する。なお、20は光
電変換素子18の電源である。
【0005】送受光ヘツド14に取付けられたスライダ
21は,目盛を付した円弧状のア−ム22に沿つて移動
し,試料17に照射するレーザ光112の入射角をこの
目盛によつて読取ることができる。溝10の深さdを測
定するには、試料17にレーザ光112を照射しながら
アーム22に沿って送受光ヘッド14をスライドさせ、
反射光強度を電圧計19で測定し、電圧計19の指示が
最も小さな値になったときの入射角θRをアーム22の
目盛りから読み取る。このときの入射角θRと、顕徴鏡
等で測定した溝の開口部の幅aを下記の(2)式に代入
することにより,微細な溝の深さdを測定することがで
きる。
【0006】 θR=tan-1(a/d) (2)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の測
定方法は送受光ヘッドを動かす必要があるため、光の干
渉を利用した測定方法程ではないが、やはり測定に時間
がかかるという問題があり、短時間で溝深さを検査する
には不適である。
【0008】本発明は、上記の問題点を解決し、短時間
で溝の深さを判定できる測定方法と測定装置を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】溝の深さを測定する本発
明の測定方法は、深さd0の測定対象溝を基板に形成す
ると同時に、互いに異なり、定められた開口幅ai(ai
<ai+1、i=1、2…n)の溝を測定対象溝と同じ深
さd0で基板に複数形成する工程と、前記複数の溝を形
成した基板に対して角度θで平行光を入射して得られ
る、或る開口幅を境に明像と暗像に分かれた前記溝の光
学観察像から、明像と暗像の境界部分における暗像の開
口幅akと明像の開口幅ak+1(1≦k≦n)を抽出する
工程と、前記抽出された開口幅ak、ak+1を用いて下記
(1)式により前記測定対象溝の深さd0を求める工程
とを有することを特徴とする測定方法である。
【0010】 (ak/2)tanθ<d0≦(ak+1/2)tanθ (1) 上記測定方法において、基板と入射光の成す角度θを4
5度とすると、tanθ=1となり計算が簡単になり、
測定時間が更に短縮される利点がある。また、((a
i+1−ai)/2)tanθを測定対象溝深さの許容幅以
下とすれば、誤差が小さくなり判定精度が向上する。
【0011】本発明のもう1つの測定方法は、深さdh
と開口幅aj(dh<dh+1、aj<aj +1、h=1、2…
M、j=1、2…N、M≠N又はM=N)が既知の複数
の溝の基準光学観察像を予め用意する工程と、深さd0
の測定対象溝を基板に形成すると同時に、互いに異な
り、定められた開口幅ai(ai<ai+1,i=1、2…
n、n≠N又はn=N)の溝を測定対象溝と同じ深さd
0で基板に複数形成する工程と、前記複数の溝を形成し
た基板に対して、前記基準光学観察像形成時と同じ角度
θで平行光を入射して得られる、或る開口幅を境に明像
と暗像に分かれた前記複数の溝の光学観察像から、明像
と暗像の境界部分における暗像の開口幅akと明像の開
口幅ak+1(1≦k≦n)を抽出する工程と、前記抽出
された開口幅ak、ak+1を前記基準光学観察像と比較
し、前記基準光学観察像の明像と暗像の境界部分におけ
る暗像の開口幅と明像の開口幅が、前記抽出された開口
幅ak、ak+1と等しい開口幅における基準光学観察像の
深さを測定対象溝の深さd0と判定する工程とを有する
ことを特徴とする測定方法である。なお、この測定方法
においては、基準光学観察像の深さdhは予め公知の方
法で測定しておく。
【0012】溝の深さを測定する本発明の測定装置は、
互いに異なり、定められた開口幅a i(ai<ai+1,i
=1、2、…、n)の複数の溝が測定対象溝と同じ深さ
0で形成された基板に角度θで平行光を照射する光源
と、基板からの反射光を受光して画像信号に変換するC
CDカメラと、前記CCDカメラからの画像信号を画像
に変換して表示するモニタと、前記CCDカメラからの
画像信号に基づいて溝の深さを算出・判定し、その結果
を出力する演算装置とを備え、前記演算装置が、CCD
カメラからの画像信号から明像と暗像を判別し、最も開
口幅の広い暗像と、この暗像に隣接した明像を抽出し、
抽出した暗像の開口幅akと明像の開口幅ak+1から上記
(1)式より溝の深さd0を計算する演算処理を行うこ
とを特徴とする測定装置である。
【0013】本発明のもう1つの測定装置は、互いに異
なり、定められた開口幅ai(ai<ai+1,i=1、
2、…、n)の複数の溝が測定対象溝と同じ深さd0
形成された基板に角度θで平行光を照射する光源と、基
板からの反射光を受光して画像信号に変換するCCDカ
メラと、前記CCDカメラからの画像信号を画像に変換
して表示するモニタと、前記CCDカメラからの画像信
号に基づいて溝の深さを算出・判定し、その結果を出力
する演算装置とを備え、前記演算装置が、CCDカメラ
からの画像信号から明像と暗像を判別し、最も開口幅の
広い暗像と、この暗像に隣接した明像を抽出し、抽出し
た暗像の開口幅akと明像の開口幅ak+1を、予め記憶し
た、深さdhと開口幅aj(dh<dh+1、aj<aj+1、h
=1、2…M、j=1、2…N、M≠N又はM=N、N
=nまたはN≠n)の複数の溝の基準の溝光学像と比較
し、前記基準光学像の明像と暗像の境界部分における暗
像の開口幅と明像の開口幅が、前記抽出された開口幅a
k、ak+1と等しい開口幅における基準光学像の深さを測
定対象溝の深さd0と判定する演算処理を行うことを特
徴とする測定装置である。
【0014】図1に示すように、決められた開口幅
1、a2、a3(a1<a2<a3)の溝10を深さd1
2、d3(d1<d2<d3)で基板1に形成し、基板1
に開口された溝10に、平行光2を基板1に対して角度
θ(鋭角の方を用いる)で入射し、その反射光3を観察
すると、図1の溝断面図の下に描いた溝の光学観察像か
ら分るように、溝の深さd1では観察像はすべて明るく
なっているが、溝の深さd2では開口幅a1の観察像が暗
くなっており、溝の深さd3では開口幅a1及びa2の観
察像が暗くなっている。観察像の明暗は溝の開口幅、深
さ、平行光の入射角度によって決定されるため、平行光
の入射角度を一定にする事で、溝の深さを測定すること
が可能となる。
【0015】図1に示す溝の開口幅aiと溝深さdh(i
=1、2、3、h=1、2、3)は、下記不等式に示す
関係にあり、深さd1のときの観察像は開口幅a1
2、a3の溝すべてが明るくなる。
【0016】d1≦(a1/2)tanθ (a1/2)tanθ<d2≦(a2/2)tanθ (a2/2)tanθ<d3≦(a3/2)tanθ しかし、深さd2のときは開口幅a1が、深さd3のとき
は開口幅a1、a2がそれぞれ暗くなる。従って、開口幅
の異なる溝を同じ深さで同時に開口し、その光学像を観
察し、暗い像(暗像)と明るい像(明像)の境界部にあ
る溝の暗像の開口幅akとそれに隣接する明像の開口幅
k+1から、溝深さdは下記の式で求めることができ
る。
【0017】 (ak/2)tanθ<d≦(ak+1/2)tanθ (1) ここで、溝の開口幅をa1、a2、a3、....anとす
ることで、より広い範囲の溝深さを測定することが可能
となる。また、開口幅aiの差Δai(Δai=ai +1−a
i)を小さくすることでより詳細な溝深さを測定するこ
とが可能となる。
【0018】溝の深さdの許容値がd±α以下とする
と、 d−α≦d≦d+α (3) であれば、実質的に溝深さはdと判定してもよい。従っ
て、(3)式と上記(1)式を比較すると、 d+α=(ak+1/2)tanθ (4) d−α=(ak/2)tanθ (5) であれば実質的に溝深さはdと判定してもよい。ここ
で、(4)式と(5)式から α=((ak+1−ak)/4)tanθ d=((ak+1+ak)/4)tanθ となるから、((ak+1−ak)/4)tanθが深さd
の許容幅α以下になるように開口幅の差Δai(Δai
i+1−ai)を定めると、上記(1)式で求まる深さに
(ak/2)tanθ〜(ak+1/2)tanθの不確定
性があっても実質的に溝の深さはdと判定でき、規定値
にあると判定できる。また、上限をとって、d=(a
k+1/2)tanθ(d+αに相当する)としてもよ
い。
【0019】図1に示した開口幅ajと溝深さdhの異な
る溝の光学像(基準光学像と記す)を予め用意してお
き、深さdの測定対象溝を基板に形成すると同時に、定
められた開口幅ai(ai<ai+1、i=1、2…n)で
測定対象溝と同じ深さで形成した計測用の溝を観測した
光学像と基準光学像と比較し、計測用溝の暗像と明像の
境界部にある溝の暗像の開口幅akとそれに隣接する明
像の開口幅ak+1と同じ暗像開口幅、明像開口幅の基準
光学像の深さが求める深さとなり(例えば、計測用溝の
光学像における暗像の開口幅がa1、明像の開口幅がa2
の時、基準光学像の図1から深さはd2となる)、上記
の方法のように計算する必要がなく、即座に深さを判定
することができる。なお、この場合、深さdhは公知の
方法、例えば、光の干渉を利用した方法等、で予め測定
しておき、既知としておく必要がある。
【0020】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図面を参照
して本発明を説明する。ここで、図2(a)は溝の断面
図、図2(b)は溝の観察像、図2は溝の光学像を観察
する測定系の構成図である。図3の測定系は、平行光を
出射する光源4(例えばレーザ光源)と顕微鏡光学系5
から成っている。
【0021】半導体装置に使用される深さd0の溝(深
さ測定対象溝)を半導体基板1に形成すると同時に、図
2(a)に示すように、予め決められた開口幅a1〜a5
(a i<ai+1、Δai=ai+1−ai=一定、i=1、2
…)の計測用溝101〜105を深さ測定対象溝に使用さ
れる溝と同じ深さd0で半導体基板1の素子形成領域
外、例えば、スクライブ線上のようにチップ化した際に
削り取られて消失してしまう領域やテストパターン形成
領域等、半導体装置の動作に影響しない領域に形成す
る。この溝101〜105を形成した半導体基板1に対し
て角度θ(鋭角の方をとる)で平行光2を入射し、図3
に示す測定系で溝の光学像を観察する。この時、溝の観
察像は、図2(b)に示すように、或る開口幅を境に明
像と暗像に分かれる。この境界部分の暗像と明像の開口
幅(この実施の形態では開口幅a3、a4)から溝の深さ
0を求め、深さが規定値の許容範囲にあるか否かを判
定する。
【0022】溝の開口幅a、深さd、入射光2と基板表
面との成す角度θの関係が、 d>(a/2)tanθ となるときは反射光3は溝側面に遮られるため溝の観察
像は暗くなる。一方、 d≦(a/2)tanθ となるときには反射光3は溝側面に遮られることがない
ため、溝の観察像は明るくなる。従って、図2の場合、
最も開口幅aiの広い暗像の開口幅a3と、この暗像に隣
接した明像の開口幅a4から溝の深さd0は、 (a3/2)tanθ<d0≦(a4/2)tanθ となる。角度θと開口幅ai(溝形成時に決める)は予
め分かっているから上式から溝の深さが求まる。ここ
で、角度θを45度とすると、tanθ=1となるので
計算が簡単になる。また、溝の深さは不等式で表され不
確定性が残るが、製品検査においては正確な深さを知る
必要はなく、深さが規定値の許容範囲にあるかどうかを
判定できればよいので、深さに不確定性があっても問題
はない。
【0023】(第2の実施の形態)次に、発明の他の実
施の形態について説明する。
【0024】図4に本発明の測定方法を実現する測定装
置の構成を示す。この測定装置は、光源4と、CCDカ
メラ30と、モニタ31と、演算装置32から構成され
ている。
【0025】光源4、例えばレーザ光源、から出射した
光は、レンズで平行光に変換されて、図2(a)に示す
ように、深さが同じで開口幅が異なる複数の溝10
i(i=1,2,…,n)が形成された半導体基板1に
対してθの角度で入射し、反射する。この反射光3をC
CDカメラ30で受光して画像信号に変換し、溝の画像
(図2(b))としてモニタ31に表示する。演算装置
32、例えばパーソナルコンピュータ等、はCCDカメ
ラ30からの画像信号に基づいて溝の深さを算出・判定
し、その結果をプリンタ(図示省略)に出力、或いは、
モニタ31に出力・表示する。
【0026】演算装置32は、図5に示すフローチャー
トに従って演算処理を行う。先ず、CCDカメラ30か
らの画像信号から明像と暗像を判別し、最も開口幅の広
い暗像(開口幅ai、図2(b)の像の場合、開口幅は
3となる)と、この暗像に隣接した明像(開口幅
i+1、図2(b)の像の場合、開口幅はa4となる)を
抽出する(ステップ1)。次に、抽出した暗像の開口幅
kと明像の開口幅ak+1(予め入力されて記憶されてい
る)から下記の(1)式より深さd0を計算し(ステッ
プ2)、その深さが規定値の許容範囲内にあるか否かを
判定して、計算結果と判定結果を出力する(ステップ
3)。
【0027】 (ak/2)tanθ<d0≦(ak+1/2)tanθ (1) (第3の実施の形態)図6(a)に溝の断面図、図6
(b)に溝の観察像を示す。
【0028】先ず、図6(a)に示すように、深さdh
と開口幅aj(dh<dh+1、aj<aj +1、h=1、2…
M,j=1、2…N、M=NまたはM≠N、この実施の
形態ではM=5、N=6とした)が既知の溝を多数形成
し、その観察像(図6(b))を予め用意する。次に、
第1の実施の形態と同様に、半導体装置に使用される深
さd0の溝(深さ測定対象溝)を半導体基板1に形成す
ると同時に、図2(a)に示すように、開口幅がa1
5(ai<ai+1,i=1、2…4)の計測用溝101
105を半導体装置に使用される溝と同じ深さd0で半導
体基板1の素子形成領域外、例えば、スクライブ線上の
ようにチップ化した際に削り取られて消失してしまう領
域やテストパターン形成領域等、半導体装置の動作に影
響しない領域に形成して、図3に示す測定系で溝の光学
像を観察し、図6(b)の観察像と比較する。深さd0
の計測用溝の観察像が、例えば図2(b)に示す像とす
ると、明像と暗像の境界部、則ち、明像と暗像が互いに
隣接する部分にある明像の開口幅がa4、暗像の開口幅
がa3である。これと同じく、明像の開口幅がa4、暗像
の開口幅がa3である図6(b)における観察像は、溝
の深さがd3の場合である。従って、d0=d3となり、
溝の深さd0はd3であると判定できる。
【0029】(第4の実施の形態)第3の実施の形態の
測定方法を実現する測定装置について説明する。この実
施の形態の測定装置は、光源4と、CCDカメラ30
と、モニタ31と、演算装置32から構成されている点
は図4に示す第2の実施の形態と同じであるが、演算装
置の演算処理が第2の実施の形態と異なる。以下、図
2、図4、図6及び図7を参照して本実施の形態を説明
する。
【0030】光源4、例えばレーザ光源、から出射した
光は、レンズで平行光に変換されて、図2(a)に示す
ように、深さ(d0)が同じで開口幅が異なる複数の溝
10i(i=1,2,…,n)が形成された半導体基板
1に対して角度θで入射し、反射する。この反射光3を
CCDカメラ30で受光して画像信号に変換し、溝の画
像(図2(b))としてモニタ31に表示する。パーソ
ナルコンピュータ等の演算装置32はCCDカメラ30
から画像信号を取り込んで、図7に示すフローチャート
に従って演算処理を行い、溝の深さを算出・判定し、そ
の結果をプリンタ(図示省略)に出力、或いは、モニタ
31に出力・表示する。
【0031】演算装置32は、図7に示すように、先
ず、図6(b)に示す基準の観察像のパターンを予め記
憶しておく。則ち、各溝の深さdh毎に明像と暗像の境
界部における暗像の開口幅ajと明像の開口幅aj+1(d
h<dh+1,aj<aj+1,h=1、2…M、j=1、2…
N、N=nまたはN≠n)を予め記憶しておく。次に、
CCDカメラ30から画像信号を取り込み、明像と暗像
を判別し、明像と暗像の境界部における暗像の開口幅a
kと明像の開口幅ak+1(図2(b)の像の場合、暗像の
開口幅はa3、明像の開口幅はa4となる)を抽出する
(ステップ1)。次に、抽出した暗像と明像の開口幅a
k、ak+1と、予め記憶した図6(b)の開口幅を比較
し、抽出した暗像と明像の開口幅ak、ak+1と同じ開口
幅を図6(b)から探し、該当する開口幅ak、ak+1
対応する深さ(この実施の形態ではd3となる)を被測
定溝の深さと判定し(ステップ2)、結果をプリンタ
(図示省略)に出力、或いは、モニタ31に出力・表示
する(ステップ3)。
【0032】尚、本実施の形態では、図6(b)に示す
基準の観察像のパターンを予め記憶しておいたが、溝深
さを測定する都度基準の観察像のデータを入力するよう
に構成してもよい。この場合フローチャート(図7)の
最初に基準の観察像のデータを入力するステップを加え
ればよい。
【0033】上記第2、第4の実施の形態では、溝10
iの開口幅aiは予め記憶しておくものとしたが、溝深さ
を測定する度に入力するように構成してもよい。この場
合フローチャート(図5、図7)の最初に開口幅を入力
するステップを加えればよい。
【0034】
【発明の効果】本発明は、開口幅の異なる溝を同じ深さ
で同時に開口し、その光学像を観察し、暗い像(暗像)
と明るい像(明像)の境界部にある溝の暗像とそれに隣
接する明像を見つけるだけで、溝深さdが求まるので、
複雑な測定装置を必要とせず、簡単に短時間で溝深さの
合否が判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の測定原理を示す溝断面図と溝光学
観察像を示す図。
【図2】 溝深さ測定方法の第1の実施の形態を示す
測定用溝断面図(a)と溝の光学観察像を示す図
(b)。
【図3】 溝の光学像を観察する光学観測系の構成
図。
【図4】 本発明の溝深さ測定装置の構成図。
【図5】 本発明の溝深さ測定装置の演算処理を示す
フローチャート。
【図6】 第2の溝深さ測定方法を示す測定用溝断面
図(a)と溝の光学観察像を示す図(b)。
【図7】 第2の溝深さ測定装置の演算処理を示すフ
ローチャート。
【図8】 従来の測定装置の構成図。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 平行光 3 反射光 4 光源 5 顕微鏡光学系 10 溝 101 溝 102 溝 103 溝 104 溝 105 溝 11 レーザ光源 12 レンズ 13 光ファイバ 14 送受光ヘッド 17 試料 18 光電変換素子 19 電圧計 20 光電変換素子用電源 21 スライダ 22 アーム 30 CCDカメラ 31 モニタ 32 演算装置 111 レーザ光 112 平行光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA25 BB01 CC17 DD06 FF44 GG04 HH03 JJ03 JJ08 KK01 LL04 LL46 MM13 MM28 PP22 QQ25 RR05 TT02 4M106 AA01 AB20 BA04 CA48 DH03 DH12 DH32 DH38 DJ18 DJ20 DJ24

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 深さd0の測定対象溝を基板に形成する
    と同時に、互いに異なり、定められた開口幅ai(ai
    i+1、i=1、2…n)の溝を測定対象溝と同じ深さ
    0で基板に複数形成する工程と、前記複数の溝を形成
    した基板に対して角度θで平行光を入射して得られる、
    或る開口幅を境に明像と暗像に分かれた前記溝の光学観
    察像から、明像と暗像の境界部分における暗像の開口幅
    kと明像の開口幅ak+1(1≦k≦n)を抽出する工程
    と、前記抽出された開口幅ak、ak+1を用いて下記
    (1)式により前記測定対象溝の深さd0を求める工程
    とを有することを特徴とする溝の深さ測定方法。 (ak/2)tanθ<d0≦(ak+1/2)tanθ (1)
  2. 【請求項2】 基板と入射光の成す角度θが45度であ
    る請求項1記載の溝の深さ測定方法。
  3. 【請求項3】 ((ai+1−ai)/4)tanθが測定
    対象溝深さ規定値の許容幅以下である請求項1記載の溝
    の深さ測定方法。
  4. 【請求項4】 深さdhと開口幅aj(dh<dh+1、aj
    <aj+1、h=1、2…M、j=1、2…N、M≠N又
    はM=N)が既知の複数の溝の基準光学観察像を予め用
    意する工程と、深さd0の測定対象溝を基板に形成する
    と同時に、互いに異なり、定められた開口幅ai(ai
    i+1,i=1、2…n、n≠N又はn=N)の溝を測
    定対象溝と同じ深さd0で基板に複数形成する工程と、
    前記複数の溝を形成した基板に対して、前記基準光学観
    察像形成時と同じ角度θで平行光を入射して得られる、
    或る開口幅を境に明像と暗像に分かれた前記複数の溝の
    光学観察像から、明像と暗像の境界部分における暗像の
    開口幅akと明像の開口幅ak+1(1≦k≦n)を抽出す
    る工程と、前記抽出された開口幅ak、ak+1を前記基準
    光学観察像と比較し、前記基準光学観察像の明像と暗像
    の境界部分における暗像の開口幅と明像の開口幅が、前
    記抽出された開口幅ak、ak+1と等しい開口幅における
    基準光学観察像の深さを測定対象溝の深さd0と判定す
    る工程とを有することを特徴とする溝の深さ測定方法。
  5. 【請求項5】 互いに異なり、定められた開口幅a
    i(ai<ai+1,i=1、2、…、n)の複数の溝が測
    定対象溝と同じ深さd0で形成された基板に角度θで平
    行光を照射する光源と、基板からの反射光を受光して画
    像信号に変換するCCDカメラと、前記CCDカメラか
    らの画像信号を画像に変換して表示するモニタと、前記
    CCDカメラからの画像信号に基づいて溝の深さを算出
    ・判定し、その結果を出力する演算装置とを備え、前記
    演算装置が、CCDカメラからの画像信号から明像と暗
    像を判別し、最も開口幅の広い暗像と、この暗像に隣接
    した明像を抽出し、抽出した暗像の開口幅akと明像の
    開口幅ak+1から下記(1)式より溝の深さd0を計算す
    る演算処理を行うことを特徴とする溝の深さ測定装置。 (ak/2)tanθ<d0≦(ak+1/2)tanθ (1)
  6. 【請求項6】 互いに異なり、定められた開口幅a
    i(ai<ai+1,i=1、2、…、n)の複数の溝が測
    定対象溝と同じ深さd0で形成された基板に角度θで平
    行光を照射する光源と、基板からの反射光を受光して画
    像信号に変換するCCDカメラと、前記CCDカメラか
    らの画像信号を画像に変換して表示するモニタと、前記
    CCDカメラからの画像信号に基づいて溝の深さを算出
    ・判定し、その結果を出力する演算装置とを備え、前記
    演算装置が、CCDカメラからの画像信号から明像と暗
    像を判別し、最も開口幅の広い暗像と、この暗像に隣接
    した明像を抽出し、抽出した暗像の開口幅akと明像の
    開口幅ak+1を、予め記憶した、深さdhと開口幅a
    j(dh<dh+1、aj<aj+1、h=1、2…M、j=
    1、2…N、M≠N又はM=N、N≠n又はN=n)の
    複数の溝の基準の溝光学像と比較し、前記基準光学像の
    明像と暗像の境界部分における暗像の開口幅と明像の開
    口幅が、前記抽出された開口幅ak、ak+1と等しい開口
    幅における基準光学像の深さを測定対象溝の深さd0
    判定する演算処理を行うことを特徴とする溝の深さ測定
    装置。
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