JP2003287407A - デュアル・ビーム対称高さシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体デバイス・ウエハの表面のような、試
料の表面の高さを決定するシステムおよび方法を提供す
ること。 【解決手段】 システムは、このシステムのＺ軸微細高
さ調整を変えるために使用することができる比較信号を
生成する。このシステムは、例えば、半導体デバイス製
造で使用することができる処理ツール、測定ツール、ま
たは検査ツールを含む。このようにして、このシステム
は、ウエハ表面とこのシステムの光学コラムの間に一定
ワーキング間隔を維持する。システムは、このシステム
の機械的制約によりオフアクシス・デュアル・ビーム対
称高さセンサを含む。このデュアル・ビーム対称高さセ
ンサは、システムで生成される比較信号のウエハ・パタ
ーン誘起誤差を実質的になくすることで、高い精度でウ
エハの自動焦点調節を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、試料の
高さを求めるシステムおよび方法に関する。いくつかの
実施態様は、処理ツール、測定ツール、または検査ツー
ルに結合されたデュアル・ビーム対称高さセンサを含む
システムおよび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】論理デバイスおよび記憶デバイスのよう
な半導体デバイスの製造には、一般に、いくつかの半導
体製造プロセスを使用して半導体ウエハのような試料を
処理して、半導体デバイスの様々なフィーチャおよびマ
ルチ・レベルを形成することが含まれる。例えば、リソ
グラフィは、一般に導体ウエハに配列されたレジストに
パターンを転写することを含む半導体製造プロセスであ
る。半導体製造プロセスの他の例には、化学機械研磨、
エッチング、堆積、およびイオン打込みがあるが、これ
に限定されない。多数の半導体デバイスを半導体ウエハ
上に配列させて製造し、それから個々の半導体デバイス
に分離することができる。

【０００３】半導体デバイスのフィーチャの寸法が絶え
ず縮小し続けるにつれて、うまく製造することができる
最小のフィーチャ寸法は、リソグラフィおよびエッチン
グのプロセスのような半導体製造プロセスの性能特性で
制限されることが多い。リソグラフィ・プロセスの性能
特性の例として、分解能、チップ全体の線幅ばらつき、
およびウエハ全体の線幅ばらつきがあるが、これに限定
されない。光リソグラフィでは、そのような性能特性
は、使用レジストの品質、レジストの性能、露光ツー
ル、およびレジストを露光するために使用される光の波
長のようないくつかのプロセス・パラメータで決定され
る。しかし、最小フィーチャ寸法を分解する能力は、露
光後ベーク・プロセスの温度または露光プロセスの露光
量のようなリソグラフィ・プロセスの他のクリティカル
なパラメータに強く依存している。そのようにして、リ
ソグラフィ・プロセスのような半導体製造プロセスの分
解能に対してクリティカルなプロセスのパラメータを制
御することは、半導体デバイスを製造の成功にとって、
ますます重要になっている。

【０００４】クリティカルなプロセス・パラメータの制
御には、一般に、分解能、チップ全体の線幅ばらつき、
およびウエハ全体の線幅ばらつきのような半導体製造プ
ロセスの性能特性を調べることが含まれる。しかし、半
導体材料およびプロセスの進歩とともに半導体デバイス
の寸法が縮小し続けるにつれて、半導体デバイス中の微
小なフィーチャを検査し、微小な欠陥を検出すること
は、ますます困難になっている。微小なフィーチャおよ
び欠陥を検査するために使用される測定ツールの分解限
界を高めることにかなりの研究が向けられている。光学
顕微鏡には、一般に、ほぼ２００ｎｍの固有の分解限界
があり、現在の製造プロセスでの実用性は制限されてい
る。しかし、電子ビームを使用してデバイスを検査する
顕微鏡は例えば数ナノメートル程度の小さなフィーチャ
寸法を調査するために使用することができる。したがっ
て、電子ビームを使用して半導体デバイスを検査するツ
ールは、半導体製造プロセスにとって不可欠なものにな
って来ている。例えば、近年、走査型電子顕微鏡が半導
体デバイスの検査にますます一般的なものになってい
る。走査型電子顕微鏡では、一般に、試料の上に電子ビ
ームを走査し、試料から反射、散乱、または透過した電
子を検出して試料の像が生成される。

【０００５】各半導体デバイス製造プロセスで、粒子汚
染およびパターン欠陥のような欠陥が半導体デバイスに
導入されることがある。そのような欠陥は、数百の半導
体デバイスを含む半導体ウエハ上のただ１つの半導体デ
バイスに対して孤立していることがある。例えば、孤立
欠陥は、製造環境中の粒子汚染の予期しない増加、また
は半導体デバイスの製造で使用されるプロセス化学薬品
中の汚染の予期しない増加ような偶発的な事象によって
生じることがある。もしくは、欠陥は、半導体ウエハ全
体に形成される各半導体デバイスに繰り返されることが
ある。例として、繰返し欠陥は、レチクル上の汚染また
は欠陥によって規則正しく生じることがある。レチク
ル、またはマスクは、半導体ウエハの上に配置され、か
つ、半導体ウエハ上のレジストに転写されるパターンに
配列された実質的透明領域と実質的不透明領域とを有す
る。したがって、レチクル上の汚染または欠陥は、レジ
ストに転写されるパターン中にも再生され、後の処理で
半導体ウェハ全体にわたって形成される各半導体デバイ
スのフィーチャに望ましくない影響を及ぼす。

【０００６】半導体ウエハ上の欠陥は、一般に、目視検
査で手作業で監視することができる。リソグラフィ・プ
ロセス中に生じた多くの欠陥は裸眼で見えるので、リソ
グラフィ・プロセスでは特にそうである。そのような欠
陥には、このステップ中での不完全なプロセスで生じる
マクロな欠陥が含まれることがある。人の目で見える欠
陥は、一般に、横方向の寸法が約１００μｍ以上であ
る。しかし、約１０μｍ程度の小さな横方向寸法の欠陥
も、半導体ウエハのパターン形成されていない領域では
目に見える。目視検査法の例がＳｃｏｔの米国特許第
５，０９６，２９１号に示されており、完全に述べられ
るように参照により本明細書に組み込まれる。Ａｄｄｉ
ｅｇｏの米国特許第５，９１７，５８８号およびＲｏｓ
ｅｎｇａｕｓ等の第６，０２０，９５７号に示されてい
るシステムのような自動欠陥検査システムが市販される
前に、手作業検査は最も一般的であったし、また、依然
としてリソグラフィ技術者が使用する最も主要な検査方
法である。これらの特許は、あたかも完全に述べたかの
ように参照して本明細書に組み込む。

【０００７】自動検査システムが開発されて、ウエハ表
面を検査するために要する時間が減少した。そのような
検査システムは、一般に、照明システムおよび集光検出
システムのような２つの主要な構成要素を含む。照明シ
ステムは、光ビームを作ることができるレーザのような
光源や光ビームを収束走査するための装置を含む。表面
に存在する欠陥は入射光を散乱させる。検出システムは
この散乱光を検出し、検出光を電気信号に変換し、この
電気信号を測定し、計数し、オシロスコープまたは他の
モニタに表示することができる。そのような検査システ
ムの例は、Ｓｔｅｉｇｍｅｊｅｒ等の米国特許第４，３
９１，５２４号、Ｈｅｅｂｎｅｒ等の第４，４４１，１
２４号、Ｋｏｉｚｕｍｉ等の第４，６１４，４２７号、
Ｈａｙａｎｏ等の第４，８８９，９９８号、およびＡｌ
ｌｅｍａｎｄ等の５，３１７，３８０号に示されてい
る。これら全てを、あたかも完全に述べたかのように参
照して本明細書に組み込む。

【０００８】処理ツール、測定ツール、および検査ツー
ルのような半導体デバイスを製造するために使用される
システムは高さセンサを含むことがある。高さセンサ
は、ウエハを処理する前にシステム内にウエハを位置決
めするために使用する。高さセンサは、様々な用途に様
々な構成で使用することができる。例えば、高さセンサ
は、ウエハ・プローブの用途で使用することができる。
そのような高さセンサの例は、Ｆｒｅｄｒｉｋｓｅｎ等
の米国特許第４，３２８，５５３号、Ｓａｍｓａｖａｒ
等の第５，９４８，９７２号に示されており、これら
は、あたかも完全に述べたかのように参照して本明細書
に組み込む。さらに、高さセンサはウエハ検査の用途で
使用することができる。そのような高さセンサの例は、
Ｗａｔａｎａｂｅ等の米国特許第６，１０７，６３７
号、Ｋａｗａｎａｍｉ等の第６，１４０，６４４号、お
よびＨｉｒｏｉ等の第６，１７２，３６５号に示されて
おり、これら全てを、あたかも完全に述べたかのように
参照して本明細書に組み込む。

【０００９】測定ツール、顕微鏡およびリソグラフィ・
ツール用に構成された高さセンサの他の例は、Ｅｃｋｅ
ｓ等の米国特許第４，７８８，４３１号、Ｄｏｒａｎ等
の第５，５８５，６２９号、およびＬｏｏｐｓｔｒａの
第６，２０８，４０７号に見いだすことができ、これら
を、あたかも完全に述べたかのように参照して本明細書
に組み込む。例えば、Ｌｏｏｐｓｔｒａは、各基板フィ
ールドの高さ測定で、フィールドと第１の高さセンサ
を、投影ビームの軸に垂直な面内で相対的に移動するこ
とを開示している。第２の高さセンサは基板支持基準面
の高さを測定するために使用され、関連した基板フィー
ルドの理想的な高さと関連した基板支持基準面の高さが
後で計算され、保存される。基板が投影ビーム内に導入
された後で、基板フィールドごとの高さの値を第３の高
さセンサを用いて調べる。

【００１０】

【特許文献１】 米国特許第５，０９６，２９１号

【特許文献２】 米国特許第５，９１７，５８８号

【特許文献３】 米国特許第６，０２０，９５７号

【特許文献４】 米国特許第４，３９１，５２４号

【特許文献５】 米国特許第４，４４１，１２４号

【特許文献６】 米国特許第４，６１４，４２７号

【特許文献７】 米国特許第４，８８９，９９８号

【特許文献８】 米国特許第５，３１７，３８０号

【特許文献９】 米国特許第４，３２８，５５３号

【特許文献１０】 米国特許第５，９４８，９７２号

【特許文献１１】 米国特許第６，１０７，６３７号

【特許文献１２】 米国特許第６，１４０，６４４号

【特許文献１３】 米国特許第６，１７２，３６５号

【特許文献１４】 米国特許第４，７８８，４３１号

【特許文献１５】 米国特許第５，５８５，６２９号

【特許文献１６】 米国特許第６，２０８，４０７号

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】処理システム、測定シ
ステム、または検査システムのための焦点調節サブ・シ
ステムとして使用することができるいくつかの高さセン
サを現在入手できる。これらの高さセンサの多くは、ス
ルー・ザ・レンズ構成のシステムでオンアクシスでシス
テムに結合することができる。本明細書で使用するよう
な「スルー・ザ・レンズ」という用語は、一般に、高さ
測定位置がリソグラフィ・システムまたは測定システム
のサンプルの位置と実質的に同じで、かつ、高さセンサ
の光がこのリソグラフィ・システムまたは測定システム
の少なくとも１つのレンズを通過するシステムのことを
言う。したがって、これらの高さセンサの多くは、機械
的および／または物理的制約でシステムへの使用が限定
されるものである。オンアクシスまたはオフアクシスで
システムに結合することができる他の高さセンサが現在
入手可能である。本明細書で使用するような「オンアク
シス高さセンサ・サブシステム」という用語は、一般
に、高さ測定位置がリソグラフィ・システムまたは測定
システムのサンプルの位置と実質的に同じであるシステ
ムのことを言う。本明細書で使用するような「オフアク
シス高さセンサ・サブシステム」という用語は、一般
に、高さ測定位置がリソグラフィ・システムまたは測定
システムのサンプル位置と同じでないシステムのことを
言う。しかし、そのような高さセンサは、ウエハ・パタ
ーン誘起測定誤差のために高いレベルの精度を達成でき
ないであろう。

【００１２】ウエハのような試料の上または内部に形成
することができるトポグラフ的フィーチャのような試料
のパターン、回折効果、および／または薄膜干渉効果
は、検出器上に投射されるスポットのような高さに感知
な像に影響を及ぼすことができる。そのような検出器
は、例えば、位置感知検出器（「ＰＳＤ」）またはデバ
イスを含むことがある。ＰＳＤ上の重心の位置を使用し
て、試料の高さを求めることができる。試料のパターン
によって、ＰＳＤ上の像の強度は最高で約９０％減少す
ることがある。また、パターンによって、ＰＳＤ上の像
を横切る強度にばらつきが生じる場合、重心の見かけ上
の位置がシフトする可能性がある。したがって、重心の
見かけ上の位置のそのようなシフトによって、試料の高
さ測定に誤差が導入される。最悪のシナリオでは、例え
ば、高さセンサ・サブシステムの軸に垂直と測定される
ように、重心の見かけ上の位置が、試料の表面の光のス
ポット・サイズの４分の１程度横方向にシフトすること
がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】半導体デバイス製造でよ
り小さなデバイス寸法、より高い処理能力および歩留
り、およびより安い製造コストに対する需要の増加は、
処理システム、測定システム、および検査システムの高
さセンサ・サブシステムに対する精度および速度の向上
の要求となっている。本明細書で説明するような高さセ
ンサ・サブシステムの実施態様は、半導体ウエハのよう
な試料の高さを調べまたは決定するように構成されたデ
ュアル・ビーム対称高さセンサを含むことができる。処
理システム、測定システム、または検査システムのよう
なシステムのＺ軸微細高さ調整を駆動させるために使用
することができる誤差信号をこの高さセンサが生成する
ことができる。このようにして、試料の表面とシステム
の光学コラム（optical column）の間に、実質的に一定
のワーキング間隔を維持することができる。このシステ
ムの対称光学設計によって、高さ測定におけるパターン
誘起誤差を減少させることができ、または実質的になく
することさえもできる。例えば、システムの光学設計
は、実質的に非対称表面を有する試料またはウエハの高
さを比較的高い感度で測定するように構成することがで
きる。したがって、そのような高さセンサを使用して、
誤差信号中のパターン誘起誤差をなくすることで、高い
精度でシステム内に試料を位置決めすることができる
（すなわち、約＋／−１μｍ以下のオーダで）。

【００１４】本明細書で説明するようなシステムは、ほ
ぼ実時間で試料の絶対高さを維持するように構成するこ
とができる。例えば、ウエハの検査中に高さセンサを使
用して、ウエハが置かれているステージを移動させなが
ら、実質的に焦点の合った光ビームをウエハ上に維持す
ることができる。このようにして、検査前に試料の焦点
マップの作成をなくすることができる。例えば、焦点マ
ップの作成は、処理、測定、または検査の前に試料を横
切る複数の位置で試料の高さを調べることを含むことが
できる。作成された焦点マップは、それから、処理、測
定、または検査中に使用して、処理、測定、または検査
が行われている試料上の位置に依存して試料の高さを変
えることができる。そのような焦点マップの作成で、処
理時間が増す。したがって、本明細書で説明するような
高さセンサ・サブシステムは、処理時間を減少させるこ
とができ、それによって、そのようなシステムの処理能
力を高めることができる。

【００１５】そのような高さセンサは、オンアクシスま
たはオフアクシスの構成でシステムに結合することがで
きる。このようにして、高さセンサは、処理ツール、測
定ツール、または検査ツールの機械的および物理的制約
に適合することができる。

【００１６】１つの実施態様では、システムは試料の高
さを調べるように構成することができる。このシステム
は、実質的に反対の方位角でかつ実質的に等しい入射角
で、第１と第２の光ビームを試料の表面に向けるように
構成された照明システムを含むことができる。このよう
にして、第１と第２の光ビームは試料の表面の実質的に
同じ領域を照明することができる。この照明システム
は、ハロゲン化金属ランプのような広帯域光を放出する
ように構成された光源とすることができる。もしくは、
照明システムは、光源に結合された光ファイバを含むこ
とができる。さらに、照明システムは、光源で照明され
る２個の絞りも含むことができる。この２個の絞りの各
々は、約４００μｍから約８００μｍの直径を有する開
口を含むことができる。例えば、２個の絞りの各々は、
約６００μｍの直径を有する開口を含むことができる。

【００１７】照明システムは、試料の表面に対して比較
的浅い入射角で第１と第２の光ビームを向けるように構
成される。例えば、第１と第２の光ビームと試料の表面
の間の入射角は、約４゜から約１０゜である。しかし、
システムの物理的制限に依存して、約１゜から約４５゜
の範囲にあることができる。さらに、試料の表面の照明
される領域は、楕円状スポット、長方形状スポット、ま
たは正方形状スポットを含むことができる。スポットの
形状は、例えば照明システムおよび／または絞りに依存
して変化することができる。

【００１８】他の実施態様では、本システムは、試料の
表面から鏡面反射された第１の光ビームを集めるよう
に、かつ試料の表面から鏡面反射された第２の光ビーム
を集めるように構成された集光システムを含むことがで
きる。例えば、この集光システムは、２個の結像レンズ
を含むことができる。第１と第２の光ビームの鏡面反射
された部分は、実質的に反対の方位角および実質的に等
しい入射角に沿って伝わることができる。したがって、
この２個の結像レンズは、実質的に対向する方位角でか
つ実質的に等しい入射角で位置付けることができる。

【００１９】１つの実施態様では、本システムは第１と
第２のビーム・スプリッタも含むことができる。第１の
ビーム・スプリッタは、第１の集められた光ビームを第
１の検出器に向けるように構成することができる。第２
のビーム・スプリッタは、第２の集められた光ビームを
第２の検出器に向けるように構成することができる。ま
た、第１と第２のビーム・スプリッタは半透明ミラーで
置き換えることができる。第１と第２の検出器は、ＰＳ
Ｄ、ＣＣＤアレイ、またはＴＤＩカメラでよい。第１と
第２の検出器は、検出器上の光ビームの位置を決定する
ように構成可能な任意の検出器を含むこともできる。検
出器は、出力信号を生成するように構成することができ
る。例えば、第１の検出器は、第１の集められた光ビー
ムに応答して出力信号を生成するように構成することが
できる。さらに、第２の検出器は、第２の集められた光
ビームに応答して出力信号を生成するように構成するこ
とができる。さらに、第１の検出器で生成された出力信
号は、第１の検出器上の集められた第１の光ビームの位
置に応答することができる。同様に、第２の検出器で生
成された出力信号は、第２の検出器上の集められた第２
の光ビームの位置に応答することができる。

【００２０】追加の実施態様では、本システムは差動増
幅器のようなデバイスを含むことができる。このデバイ
スは、第１と第２の検出器からの出力信号を受け取るよ
うに構成される。さらに、このデバイスは、出力信号か
ら比較または誤差信号を生成するようになっている。比
較信号は試料の高さに応答する。また、比較信号は試料
のパターン形成されたフィーチャとは実質的に無関係で
ある。このようにして、比較信号は、約＋／−１μｍ以
下の高さ精度を有することができる。

【００２１】１つの実施態様では、本システムは、処理
デバイスを含むことができる。この処理デバイスを、比
較信号を受け取るように構成することができる。さら
に、この処理デバイスを、比較信号に応答して試料の高
さを変えるように構成することができる。例えば、処理
デバイスは、試料を支持するステージの位置を変えるこ
とで、または試料に焦点を合わせるように光学コラムの
焦点を調整することで、試料の高さを変えるように構成
されることができる。例えば、処理デバイスは、検査ツ
ール、測定ツール、または処理ツールでよい。このツー
ルは、検査、測定、または処理中に、光学コラムと試料
の間に実質的に一定のワーキング間隔を維持する閉ルー
プ・システムを含むことができる。

【００２２】追加の実施態様は、試料の高さを調べまた
は決定する方法に関する。本方法は、実質的に反対の方
位角でかつ実質的に等しい入射角で第１と第２の光ビー
ムを試料の表面に向けることを含む。このようにして、
第１と第２の光ビームは、試料の表面の実質的に同じ領
域を照明する。第１と第２のビームは、約４゜から約１
０゜の入射角で表面に向ける。しかし、入射角は、シス
テムの物理的制約に依存して１゜から４５゜の範囲であ
ってよい。試料の表面の照明される領域は、例えば照明
システムの構成に依存して、楕円状スポット、長方形状
スポット、または正方形状スポットであることができ
る。照明システムは、本明細書で説明する実施態様のい
ずれかとして構成することができる。

【００２３】さらに他の実施態様では、本方法は、試料
の表面から鏡面反射された第１と第２の光ビームを集め
ることを含むことができる。本方法は、また、集められ
た第１の光ビームを第１の検出器に向け、かつ第２の集
められた光ビームを第２の検出器に向けることを含む。
第１と第２の検出器を、本明細書で説明するように構成
することができる。さらに、本方法は、第１の集められ
た光ビームに応答する出力信号を生成すること、および
第２の集められた光ビームに応答する出力信号を生成す
ることを含む。さらに、出力信号の生成は、さらに第１
の検出器上の第１の集められたビームの位置に応答し、
また、さらに第２の検出器上の第２の集められたビーム
の位置に応答することができる。

【００２４】本方法は、出力信号から比較信号を生成す
ることをさらに含む。例えば、本方法は、第１と第２の
集められた光ビームに応答する出力信号を差動増幅器に
送ることを含む。差動増幅器で生成される比較信号は、
試料の高さに応答することができる。さらに、比較信号
は、試料上のパターン形成されたフィーチャとは実質的
に無関係である。このようにして、比較信号は、約＋／
−１μｍ以下の高さ精度を有することができる。

【００２５】１つの実施態様では、本方法は、比較信号
に応答して試料の高さを変えることを含む。例えば、試
料の高さを変えることは、処理、測定または検査中にシ
ステムの光学コラムと試料の間に実質的に一定のワーキ
ング間隔を維持することを含む。さらに、試料の高さを
変えることは、試料を支持するように構成されたステー
ジの位置を変えることを含む。もしくは、本方法は、比
較信号に応答して光学コラムの焦点設定を変えることを
含む。

【００２６】さらに追加の実施態様は、１つの方法で製
造することできる半導体デバイスに関する。半導体デバ
イスの製造方法は、ウエハのような試料に半導体デバイ
スの一部を形成することを含む。さらに、この方法は、
上で説明した実施態様のいずれかを含むこともできる。

【００２７】本発明のさらなる利点は、以下の好ましい
実施形態の詳細な説明の助けにより、また添付の図面を
参照するするときに、当業者には明らかになると思われ
る。

【００２８】本発明は様々な修正および変更形態が可能
であるが、そのうちの特定の実施形態を例として図面に
示し、本明細書で詳細に説明する。図面は一定の縮尺に
応じていない可能性がある。しかし、図面およびそれの
詳細な説明は、本発明を開示された特定の形態に制限す
る意図ではなく、それどころか、本発明は、添付の特許
請求項で定義されるような本発明の精神および範囲内に
入る全ての修正物、均等物、および代替物を含む意図で
あることを理解されたい。

【００２９】

【発明の実施の形態】図面に注目すると、図１はオンア
クシス高さセンサ・サブシステムの実施形態を示す。
「オフアクシス高さセンサ・サブシステム」という用語
は、一般に、高さ測定位置がリソグラフィ・システムま
たは測定システムのサンプル位置と同じでないシステム
のことを言う。本明細書で使用されるような「オンアク
シス高さセンサ・サブシステム」という用語は、一般
に、高さ測定位置が、図示しないが軸２４に沿って位置
するリソグラフィ・システムまたは測定システムのサン
プル位置と実質的に同じであるシステムのことを言う。
例えば、図１に示すように、処理システム、測定システ
ム、または検査システム上にあるようなオンアクシス高
さセンサ・サブシステムは、傾斜角１１で光１０を試料
１２の表面に向けることができる。

【００３０】このシステムは試料１２の高さを求めるよ
うに構成されている。試料１２は半導体デバイスを製造
するために使用される基板のようなウエハを含むが、こ
れに限定されない。このシステムは照明システムを含む
ことができる。この照明システムは、試料１２の表面に
光ビームを向けるように構成されている。照明システム
は光学部品に結合された光源を含む。例えば、システム
は光源１６を含む。光源１６は光ビーム１０を生成す
る。適切な光源は、ハロゲン化金属ランプ、キセノン・
アーク・ランプ、白熱ランプ、発光ダイオード、光ファ
イバ光源、ヘリウム・ネオン・レーザ、固体レーザ・ダ
イオード、または当技術分野で知られている任意の他の
光源を含むことができるが、これらに限定されない。そ
のようにして、光ビーム１０は、単色光または広帯域光
を含むことができる。照明システムはまた、光源に結合
された光ファイバーを含むことができる。

【００３１】光ビーム１０は、レンズ２０ａで試料１２
の表面に導かれる。レンズ２０ａは、リレー・レンズ、
対物レンズ、結像レンズ、または当技術分野で知られて
いる他のそのようなレンズとして構成することができ
る。光ビーム１０は、試料１２の表面に対して測定され
るような入射角１１で試料１２の表面に向けられる。入
射角１１は、図１に示すように、傾斜角である。例え
ば、入射角１１は、試料１２の表面に対して測定される
ような約４゜から約１０゜の角度を含む。しかし、入射
角は、例えばシステムの物理的な制限に依存して約１゜
から４５゜の範囲とすることができる。照明システム
は、折返しミラーおよび分光フィルタまたは偏光フィル
タのような他の光学部品も含むことができる。

【００３２】光ビーム１０の少なくとも一部は、試料１
２の表面から鏡面反射される。システムは、鏡面反射さ
れた光を集めるように構成される集光システムを含む。
例えば、集光システムはレンズ２０ｂを含む。鏡面反射
光ビーム１８は、レンズ２０ｂを通して導かれる。レン
ズ２０ｂは光ビーム１８を検出器２２に集束させる。レ
ンズ２０ｂは、当技術分野で知られている任意の適切な
集光レンズ、集束レンズまたは結像レンズを含む。集光
システムは、部分透過ミラーおよび空間フィルタのよう
ないくつかの他の光学部品も含むことができる。

【００３３】検出器２２の表面に当たる光ビーム１８
は、検出器２２の表面に入射光スポット１５を形成す
る。検出器２２は位置感知検出器（「ＰＳＤ」）を含む
ことができる。ＰＳＤは、入射光スポットを位置情報に
変換することができる光電子デバイスである。例えば、
入射光スポットは、ＰＳＤに光電流を生成することがで
きる。生成された光電流は、デバイスを通って流れ、デ
バイスの入力電流と出力電流の間の数学的な関係を用い
て入射光スポットの位置を決定することができる。入射
光スポットの位置は、入射光スポットの重心の位置で与
えることができる。ＰＳＤは約１ｍｍ×約５ｍｍの感知
面積を持つことができる。

【００３４】検出器２２は、一次元（「１−Ｄ」）のＰ
ＳＤでよい。１−ＤＰＳＤは、一次元の表面上を移動す
る光スポットを検出するように構成されている。検出器
２２は、２次元（２−Ｄ）のＰＳＤでもよい。２−ＤＰ
ＳＤは、２次元の表面を移動する光スポットを検出する
ように構成されている。１−ＤＰＳＤは、感知方向が実
質的に直線的である。そのような直線性によって、多数
の入射光スポットを整列させる能力の向上を実現するこ
とができる。１−ＤＰＳＤは２−ＤＰＳＤよりも暗電流
が少ない。例えば、一般的な暗電流は約４ｎＡであり、
一般的なキャパシタンスは約５ｐＦであろう。適切なＰ
ＳＤはＳｉＴｅｋ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｐ
ａｒｔｉｌｌｅ，Ｓｗｅｄｅｎから市販されている。さ
らに、検出器２２は、バイセル検出器、電荷結合デバイ
ス（「ＣＣＤ」）型結像アレイ、または時間遅延集積
（「ＴＤＩ」）カメラなどの当技術分野で知られている
検出器の１または２次元アレイを含むことができる。

【００３５】検出器２２上の入射光スポット１５の位置
は、例えば、試料１２の垂直方向位置すなわち高さに依
存して変化する。例えば、図１に示すように、試料１２
がベクトル１４で示される方向に沿って移動するにつれ
て、レンズ２０ｂで集められる反射光２５は、試料の表
面に対して反射光１８の入射角よりも大きな入射角で経
路に沿って動いてゆく。このようにして、検出器２２上
の入射光スポット１５の位置を変えることができる。例
えば、図１に示すように、試料１２がベクトル１４で示
される方向に沿って移動するにつれて、入射光スポット
１５はベクトル２３で示されるように検出器２２の長さ
に沿って移動する。このようにして、検出器２２で生成
された信号は入射光スポット１５の位置を示すことがで
きる。したがって、検出器２２で生成された信号もま
た、試料１２の高さを示すことができる。そのようにし
て、検出器２２で生成された信号は、試料１２の高さを
決定するために使用することができる。

【００３６】上記のシステムは追加の光学部品も含むこ
とができる。例えば、追加の光学部品は、ビーム・スプ
リッタ、４分の１波長板、直線偏光器または円偏光器の
ような偏光器、回転偏光器、回転検光子、コリメータ、
ミラー、ダイクロイックミラー、部分透過ミラー、分光
フィルタまたは偏光フィルタのようなフィルタ、空間フ
ィルタ、反射器、および変調器を含むことができるが、
これらに限定されない。さらに、検出器２２は、入射光
の種類およびパワー、および用途の受光領域要求に依存
して、当技術分野で知られている任意の構成および材料
の光検出器を含むことができる。例えば、シリコン・フ
ォトダイオードは、受光領域を広くも狭くもすることが
できるが、可視光だけを検出する。ゲルマニウム（「Ｇ
ｅ」）およびインジウム・ガリウム砒素（「ＩｎＧａＡ
ｓ」）のフォトダイオードは赤外光に感知である。しか
し、Ｇｅフォトダイオードは暗電流が大きく、ＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオードは受光領域が制限される可能性が
ある。像全体を実質的に取り込みかつ前置増幅電子回路
に合理的なオフセットを与えるために、ＰＳＤの取付け
は、ＸとＹ両方の位置調整を必要とする。

【００３７】上述のように、試料の高さによって、検出
器２２上の入射光ビーム１５の位置が変わる。さらに、
トポグラフ的フィーチャ、回折、および／または薄膜干
渉パターンなどの試料表面のパターンによって、表面か
ら反射される光の光強度ばらつきが生じる可能性があ
る。そのようにして、ある場合には、ウェハ表面のその
ようなパターンによって反射光の強度が約９０％以上実
質的に減少することがある。また、強度ばらつきによっ
て、反射光ビームの位置が明らかにシフトすることがあ
る。そのようにして、表面パターンによって、ＰＳＤ上
の入射光ビームの重心のシフトが起こることがあり、こ
の重心のシフトは、ここで述べるように、ＰＳＤによっ
て生成される信号に影響を及ぼす可能性がある。例え
ば、ＰＳＤ上の入射光ビームの重心は、ウェハ表面の光
のスポット・サイズのほぼ４分の１程度シフトすること
がある。パターン誘起シフトまたは誤差と一般的に呼ぶ
ことができる重心の位置のシフトすなわち誤差は、結果
的に試料の高さの不正確な査定をもたらすであろう。

【００３８】試料の高さを調べることは、試料の焦点を
変更して、その後の処理のために試料に焦点を合わせる
のに使用することができる。したがって、上述のような
試料の高さの不正確に調べることによって、その後の処
理の間、試料は実質的に不正確に位置決めされ、または
焦点がずれている可能性がある。さらに、その後の処理
中の試料の不正確な位置付けは、リソグラフィ、測定お
よび検査のようなプロセスに悪影響を及ぼす可能性があ
る。例えば、リソグラフィ中に実質的に焦点がずれてい
る試料に形成されたフィーチャは、クリティカルな寸法
のプロセス設計値から相当にずれたクリティカルな寸法
となる可能性がある。さらに、焦点が実質的にずれてい
る試料の測定時に測定されたフィーチャの横方向寸法
は、不正確に求められる可能性がある。さらに、焦点が
実質的にずれている試料の検査時に求められた欠陥の存
在も不正確に求められている可能性がある。

【００３９】図１に示したシステムのようなシステムで
は、パターン誘起誤差を減らすために、いくつかの方法
を使用することができる。例えば、パターン誘起誤差
は、試料の表面から散乱されるランダム光の量を減少さ
せる空間フィルタを使用して、減らすことができる。ま
た、検出器に結合された増幅器の出力中のランダムな高
周波信号を減少させるようにフィルタを使用することが
できる。さらに、例えば約１２μｍのスポット・サイズ
の回折制限レーザをそのようなシステムの光源として使
用することができる。このようにして、試料表面の入射
光のスポット・サイズをできるだけ小さくして、検出器
上の入射光ビームの焦点を改良することができる。しか
し、これらの方法は、高さセンサ・サブシステムの高さ
誤差を約＋／−３μｍ以上に減らすことができるにすぎ
ない。

【００４０】高さセンサ・サブシステムのパターン誘起
誤差を減少させる他の方法には、試料によって生じる薄
膜干渉を減らすように白色光を使用することがある。さ
らに、電荷結合デバイス（「ＣＣＤ」）カメラ、または
時間遅延集積（「ＴＤＩ」）カメラと画像処理を使用し
て、画像スポットの実際の中心を識別する精度を高める
ことができる。さらに、誤差平均化を使用して、高さセ
ンサ・サブシステムの精度を向上させることができる。
例えば、誤差平均化には、試料の表面全体に光ビームを
走査させ、試料上のいくつかの位置の高さ測定値の平均
を取ることがある。このようにして、多数の測定値を平
均することで、高さ測定値の誤差を減少させることがで
きる。誤差平均化には、大きなスポット・サイズ（例え
ば、約１ｍｍより大きい）を使用して、および／または
複数センサを使用して高さ測定値のパターン誘起誤差を
減らすこともある。単独または組み合わせて、上記の方
法のいずれかを使用して、測定信号のパターン誘起誤差
を実質的に減少させることができる。しかし、そのよう
な方法を組み込んだシステムは、依然として、少なくと
も約数ミクロンの高さ誤差を持つ可能性がある。

【００４１】図２ａは、デュアル・ビーム対称高さセン
サ・サブシステムの実施形態を示す。本システムは照明
システムを含むことができる。この照明システムは、光
源３２で照明される光ファイバ３０を含むことができ
る。光源３２は、ハロゲン化金属ランプのような広帯域
スペクトル・ランプである。光源３２は、本明細書で述
べるような任意の他の光源を含むことができる。光ファ
イバ３０は、第１と第２の光ビームを試料１２の表面に
向けるように構成されている。例えば、照明システムは
絞り３４を含むことができる。このようにして、２個の
実質的に同一な絞り３４を照明するように光ファイバ３
０を構成することができる。絞り３４は、当技術分野で
知られている任意の絞りを含むことができる。絞り３４
は、光ファイバ３０からの第１の光ビーム３１と第２の
光ビーム３３を、ウエハのような試料１２の表面の対向
する側に向けることができる。このようにして、照明シ
ステムは、第１の光ビーム３１と第２の光ビーム３３が
実質的に反対の方位角で試料の表面に向けられるように
構成されている。

【００４２】絞り３４は、浅い入射角３６で第１と第２
の光ビームを向けるように配置されている。入射角３６
は、例えば、試料の表面から測定されるような約４゜か
ら約１０゜までの角度を含むことができる。例えば、第
１の光ビーム３１と第２の光ビーム３３は、約８゜の入
射角３６で試料１２の表面に向けるられる。しかし、入
射角は、例えばシステムの物理的な制限に依存して約１
゜から約４５゜の範囲にあることができる。試料の表面
の照明される領域は、楕円状スポット、長方形状スポッ
ト、または正方形状スポットである。スポットの形状
は、例えば、絞りの形状に依存して変化することができ
る。さらに、第１と第２の光ビームは実質的に反対の方
位角でかつ実質的に等しい入射角で試料の表面に向けら
れるので、第１の光ビーム３１と第２の光ビーム３３
は、試料１２の表面の実質的に同じ領域を照明すること
ができる。

【００４３】絞り３４は、円形の絞りである。しかし、
絞り３４は、長方形または正方形のような任意の他の形
状の開口を有することもできる。各絞りは、約４００μ
ｍから約８００μｍの直径を有する開口を含むことがで
きる。例えば、開口は約６００μｍの直径を有すること
ができる。また、絞りによって向けられる光で照明され
る試料の表面の領域の横方向寸法が絞りの開口の直径に
ほぼ等しくなるように絞りを構成することができる。こ
のようにして、絞りによって向けられる光を、試料１２
の表面に１：１で結像させることができる。例えば、第
１と第２の光ビームを約８゜の入射角３６で試料１２の
表面に向けるように構成された直径約６００μｍの開口
を有する円形絞りによって、試料１２の表面に大きさが
約４．５ｍｍ×０．６ｍｍである楕円のビームスポット
を作ることができる。

【００４４】本システムは集光システムを含むこともで
きる。この集光システムは、試料の表面から鏡面反射さ
れた第１の光ビームの少なくとも一部を集め、かつ試料
の表面から鏡面反射された第２の光ビームの少なくとも
一部を集めるように構成される。例えば、集光システム
はレンズ２０ａおよび２０ｂを含むことができる。レン
ズ２０ａおよび２０ｂを結像レンズとして構成すること
ができる。もしくは、レンズ２０ａおよび２０ｂは、集
束レンズのような当技術分野で知られている任意の他の
レンズでよい。第１と第２の光ビームの鏡面反射部分
は、実質的に対向する方位角および実質的に等しい入射
角を有する経路に沿って伝わることができる。したがっ
て、この２個のレンズは、実質的に対向する方位角でか
つ実質的に等しい入射角で位置決めされる。このようし
て、鏡面反射された第１の光ビーム３５の少なくとも一
部はレンズ２０ｂで集めることができる。さらに、鏡面
反射された第２の光ビーム３７の少なくとも一部はレン
ズ２０ａで集めることができる。

【００４５】１つの実施形態では、本システムは第１の
ビーム・スプリッタ３８ｂおよび第２のビーム・スプリ
ッタ３８ａもまた含むことができる。これらのビーム・
スプリッタは、光ビーム３５および３７の一部を透過し
反射させるように構成されたビーム・スプリッタ・ミラ
ーであってもよい。ビーム・スプリッタ３８ａおよび３
８ｂは、また、偏光ビーム・スプリッタでもよい。さら
に、ビーム・スプリッタは、当技術分野で知られている
任意の他のビーム・スプリッタを含むことができる。又
は、ビーム・スプリッタは半透明ミラーに置き換えるこ
とができる。ビーム・スプリッタは、第１の光ビーム３
１と第２の光ビーム３３が光ビームの経路を変えること
なくビーム・スプリッタを通過することができるように
構成される。ビーム・スプリッタは、レンズ２０ｂで集
められた鏡面反射した第１の光ビーム３５の経路を変
え、かつレンズ２０ａで集められた鏡面反射した第２の
光ビーム３７の経路を変えるように構成されている。例
えば、ビーム・スプリッタ３８ｂは、第１の集められた
光ビーム３５の少なくとも一部を第１の検出器２２ｂに
向けるように構成されている。さらに、ビーム・スプリ
ッタ３８ａは、第２の集められた光ビーム３７の少なく
とも一部を第２の検出器２２ａに向けるように構成され
ている。

【００４６】照明システムおよび検出器の位置は、基本
的な動作原理に影響を与えることなく交換可能である。
例えば、図２ｂは、ビーム・スプリッタで入射光ビーム
の経路を変える代替え実施形態を示す。例えば、ビーム
・スプリッタ３８ａは、ビーム３７を試料の表面の方に
向けるように第１の光ビーム３１の経路を変えるように
構成されている。ビーム・スプリッタ３８ｂは、ビーム
３５を試料の表面の方に向けるように第２の光ビーム３
３の経路を変えるように構成されている。ビーム・スプ
リッタは、試料から鏡面反射されたビーム３５および３
７が、実質的に変更されることなく、ビーム・スプリッ
タを通って検出器に至るように構成されている。例え
ば、ビーム・スプリッタ３８ｂは、レンズ２０ｂで集め
られた鏡面反射された第１の光ビーム３５を、実質的に
変更することなく、ビーム・スプリッタを通って第１の
検出器２２ｂに導くようになっている。さらに、ビーム
・スプリッタ３８ａは、レンズ２０ａで集められた鏡面
反射された第２の光ビーム３７を実質的に変更すること
なく、ビーム・スプリッタを通って第２の検出器２２ａ
に導くようになっている。

【００４７】第１の検出器２２ｂおよび第２の検出器２
２ａは、ＰＳＤ、ＣＣＤアレイ、またはＴＤＩカメラを
含むことができる。このＰＳＤを、ここで説明するよう
に構成することができる。検出器は、出力信号を生成す
るようになっている。例えば、第１の検出器２２ｂは、
第１の検出器２２ｂに入射した第１の集められた光ビー
ム３５の位置に応答する出力信号を生成する。さらに、
第２の検出器２２ａは、第２の検出器２２ａに入射した
第２の集められた光ビーム３７の位置に応答する出力信
号を生成する。さらに、検出器２２ａおよび２２ｂは、
それぞれビーム・スプリッタ３８ａおよび３８ｂによっ
て向けられた光をほぼ１×の倍率で受け取る。もしく
は、検出器２２ａおよび２２ｂは、当技術分野で知られ
ている任意の他の光電子デバイスを含むことができる。
例えば、第１と第２の検出器は、検出器上の光ビームの
位置を決定するように構成された任意の検出器を含むこ
ともできる。

【００４８】ここで説明するように、デュアル・ビーム
対称高さセンサ・サブシステムは、２個の対向する実質
的に同一の結像システムを含むことができる。この結像
システムは、試料の実質的に同じ領域から反射される２
本の光ビームをＰＳＤのような検出器の表面に投射する
照明および集光システムを含むことができる。したがっ
て、試料１２が垂直にいずれかの方向に移動すれば、検
出器２２の入射光ビームは、実質的に同じ方向に、２倍
の倍率の係数でシフトする。上述のように、ＰＳＤのよ
うな検出器上の入射光ビームの位置もまた、試料の表面
のパターンに依存して変化する。試料の表面が上で述べ
たパターンのようなパターンを全く含まない場合、高さ
センサ・サブシステムは、図１に示すような単一の結像
システムを含むことができる。しかし、処理、測定、ま
たは検査を受ける相当な数の試料は、パターン形成され
た表面の反射率が相当に変わるように過度にパターン形
成されている可能性がある。例えば、そのような過度に
パターン形成された試料の単一結像システムによる高さ
測定値には、試料の表面に入射した光スポットの大きさ
（例えば、１５０μｍ）の約４分の１の誤差がある可能
性がある。

【００４９】図２ｃは、試料１２の表面の領域上にある
ウエハ・パターンが非常に厳しい場合を示す。例えば、
試料１２の部分４０ａは実質的に無反射性であり、試料
１２の部分４０ｂは比較的高反射性であることがある。
したがって、試料１２から反射される光ビームの強度
は、反射光ビームの横方向寸法を横切って階段関数とな
る可能性がある。反射光ビームは、それぞれレンズ２０
ｂおよび２０ａによって検出器２２ｂおよび２２ａに向
けられる。このようにして、検出器２２ａおよび２２ｂ
上の入射光ビームのスポット４２は、部分的に明るく部
分的に暗くなる可能性がある。しかも、図２ｃに示すよ
うに、検出器２２ａおよび２２ｂ上の入射光ビーム４２
は反対向きである。例えば、入射光ビーム・スポットの
部分的に暗い部分は検出器２２ｂの下の方にあり、また
入射光ビーム・スポットの部分的に暗い部分は検出器２
２ａの上の方にある。

【００５０】検出器２２ａおよび２２ｂ上の入射光スポ
ット４２の重心は、図２ｃに示すように、試料１２の表
面のパターンのためにベクトル４４で示す方向にシフト
することになる。例えば、試料１２の表面のパターンに
よって、入射光スポット４２の重心が、図２ｃに示すよ
うに、位置４６から位置４８にシフトする。このように
して、実際の試料高さが実質的に同じであっても、入射
光スポット４２の位置のパターン誘起シフトは、高さ測
定値の実質的にはばらつくことになる。しかし、うまい
ことに、パターン誘起高さ誤差は２つの検出器で実質的
に等しくかつ反対であるので、２つの検出器からの信号
を組み合わせると平均してゼロになる。そのように、パ
ターン誘起重心シフトは２つの検出器に共通なモードで
ある。さらに、試料の表面の実際の高さが変化する場
合、検出器２２ａおよび２２ｂ上の入射光ビーム４２の
位置は、実質的に同じ方向にシフトする。例えば、試料
１２が下方にシフトする場合、入射光ビームは２つの検
出器上で上にシフトする。また、逆も同様である。入射
光ビームの位置のそのような変化は、一般に、高さ誘起
シフトと呼ぶことができる。したがって、高さ誘起重心
シフトは２つの検出器に対して差動モードである。

【００５１】図２ａに示すように、デバイス２６は検出
器２２ａおよび２２ｂからの出力信号を受け取るように
なっている。デバイス２６は、差動増幅器またはアナロ
グ・デジタル変換器および処理デバイスを含むことがで
きるが、これらに限定されない。このデバイスは、２つ
の検出器からの出力信号から、比較または誤差の信号を
生成する。したがって、比較信号は、試料の高さに応答
することができる。さらに、比較信号は、試料１２の表
面のパターンとは実質的に無関係である可能性がある。
このようにして、比較信号は、約＋／−１μｍより小さ
い高さ精度を持つことができる。デバイス２６はまた、
比較信号を電圧に変換するようにもなっている。そのよ
うにして、デバイス２６は、位置誤差信号を生成するこ
とができる。

【００５２】試料は、処理システム、測定システム、ま
たは検査システムのステージ（図示しない）に支持する
ことができる。このようにして、位置誤差信号を使用し
て、処理システム、測定システム、または検査システム
のステージの垂直位置の調整、または光学コラムの焦点
設定の調整を駆動することができる。ステージの垂直位
置または焦点設定の調整で、試料とシステムの光学コラ
ムの間のワーキング間隔を変えることができる。例え
ば、ステージの垂直位置または焦点設定の調整で、試料
に焦点を合わせることができる。このようにして、試料
は、その後の処理、測定、または検査に対して焦点が合
っている。さらに、閉ループ構成では、ステージ上の試
料のこのような焦点調節は、処理、測定、または検査の
間に自動的に行うことができる。そのようにして、シス
テムは、システムの光学コラムと試料の間に実質的に一
定のワーキング間隔を維持するようになっている。その
ような差動増幅器は図２ａに示すように結像システムに
結合することもできる。

【００５３】１つの実施形態では、本システムは処理デ
バイス２８を含むことができる。処理デバイス２８は、
デバイス２６で生成された比較信号または位置誤差信号
を受け取る。さらに、処理デバイス２８は、比較信号ま
たは位置誤差信号に応答して、処理システム、測定シス
テム、または検査システムの試料の高さまたは光学コラ
ムの焦点設定を変えるようになっている。例えば、処理
デバイスは、制御装置コンピュータとして構成される。
このようにして、処理デバイスは、処理システム、測定
システムまたは検査システムのステージ（図示しない）
用の制御装置が受け取ることができる位置誤差信号に比
較信号を変換する。そのようにして、処理デバイス２８
は、試料を支持するステージの位置を変えることで試料
の高さを変えることができる。さらに、または、代替え
に、処理デバイスは、処理システム、測定システム、ま
たは検査システムの光学コラム（図示しない）用の制御
装置が受け取ることができる位置誤差信号に比較信号を
変換する。したがって、処理デバイス２８は光学コラム
の焦点設定を変えるようになっている。

【００５４】ここで説明するように、本システムは、パ
ターン誘起共通モードを電子的に抑制することができる
２個の実質的に対称な検出器に反射された光ビームを投
射するようになっている。そのようにして、本システム
は、試料の表面上で第１と第２の光ビームを実質的に正
確に重ね合せることを必要とする。システムの対向する
光学部品の機械的および／または物理的構成は、向けら
れた第１と第２の光ビームが試料の表面の実質的に同じ
領域を照明するように、実質的に同じである。さらに、
試料の表面の照明される楕円状領域の長軸は結像レンズ
の焦点深度よりも長い可能性があるので、照明される領
域の縁の試料の表面では焦点がぼけているかもしれな
い。そのようにして、システムの高さ測定は、システム
の傾斜に感知である。例えば、機械的許容誤差が約１３
μｍで軸寸法が約６００μｍである楕円領域を照明する
ように構成されたシステムは約５０：１のパターン・キ
ャンセルを有する。このようにして、試料表面のパター
ンによって２個の検出器の各々に約５０μｍ程度の誤差
が導入されても、デュアル・ビーム・システムは依然と
してシステムの指定された許容誤差内で動作することが
できる。

【００５５】光が絞り開口を通って試料表面に向けら
れ、次にＰＳＤのような検出器に向けられる高さセンサ
・サブシステムに広帯域光源を使用することができる。
例えば、そのような光源は、多数の実質的に非干渉性の
光波長を発生することができ、レーザ光源で見られるよ
うな検出器上のスペックル効果を起こさないであろう。
もしくは、そのようなシステムは、発光ダイオード
（「ＬＥＤ」）を含むことができる。例えば、白色光Ｌ
ＥＤは広いスペクトルの光波長を生成することができる
が、白色光ＬＥＤの強度はランプの強度よりも小さい。
さらに、白色光ＬＥＤは、合理的な信号対雑音比を達成
するように変調または復調することができる。ここで説
明するような実施形態は、光源としてハロゲン化金属ラ
ンプを使用し、実質的に簡単化された実施のために光フ
ァイバ結合を使用することができる。しかし、適切な光
源は、ヘリウム・ネオン・レーザ、固体レーザ・ダイオ
ード、キセノン・アーク・ランプ、白熱ランプ、発光ダ
イオード、多数の波長を有する多数発光ダイオード、光
ファイバー光源、または当技術分野で知られている任意
の他の光源を含むことができるが、これらに限定される
ことなく、用途の要求に依存して上述のものを含むこと
ができる。

【００５６】試料の表面の反射率は、例えば表面に入射
する光の波長に依存して変化する可能性がある。さら
に、斜め入射の光の性質により、試料で反射される光
は、試料の上面に最も近い膜層の特性に依存して変化す
る可能性がある。そのような膜層には、例えば、半導体
デバイス製造に使用することができるウエハに形成され
た薄膜が含まれる。薄膜は導電層および誘電体層を含む
が、これらに限定されない。さらに、試料上の膜層の反
射率は、膜層の厚さの関数として変化することがある。
さらに、表面の反射率が実質的により低くなる特定の膜
層の厚さがある。したがって、ハロゲン化金属ランプの
ような白色光源によって、そのような膜層による反射率
の変動を減少させることができる。

【００５７】また、表面の反射率は、試料の表面に向け
られる光の偏光にも依存する可能性がある。さらに、試
料に向けられる光の偏光は膜層の厚さと組み合わされ
て、表面の反射率を変えることがある。さらに、偏光の
「ｐ」および「ｓ」の成分の反射率変動は実質的に異な
る。「ｐ成分」という用語は、反射された光ビームの入
射面内にフィールドを有する偏光放射の成分を記述する
ために使用される。「ｓ成分」という用語は、反射され
た光ビームの入射面に垂直なフィールドを有する偏光放
射の成分を記述するために使用される。偏光の２成分を
合計することで、試料の表面の反射率の変化量を最小に
することができる。したがって、他の偏光制御なしで、
ランダムに偏光された光を試料の表面に向けることがで
きる。しかし、反射光は部分的に偏光されている可能性
があり、これがビーム・スプリッタを通る反射光の経路
に影響を及ぼすことがある。しかし、大抵の場合、反射
光の経路に対する偏光の影響は無視することができ、例
えば正規化の手段で対処することができる。

【００５８】透明膜が試料に形成されている場合、膜の
上面と底面の両方が光ビームを反射することができる。
このようにして、反射された光ビームでは、試料の高さ
を正確に測定することができないことがある。例えば、
アルミニウム層上の酸化膜のほぼ１μｍごとに、ほぼ
０．２４μｍの誤差が高さ測定に生じることがある。し
かし、現在の集積回路（「ＩＣ」）の設計ルールは、約
２μｍ以上の薄膜厚さを必要とすることはほとんどな
い。したがって、そのような誤差は実質的に重要でない
と考えることができる。さらに、透明膜によって高さ測
定に持ち込まれる誤差の大きさを推測することができ
る。例えば、「ｓ」および「ｐ」の両偏光に関するフレ
スネルの式を用いて多重反射を求めることができる。反
射の総和で生成される重心を決定することができ、この
重心を、膜の上面からの１００％反射率で生成される重
心と比較することができる。

【００５９】図３は、デュアル・ビーム対称高さセンサ
・サブシステムの光学設計の他の実施形態を示す。この
高さセンサは光学的に対称な構成になっているので、デ
ュアル・ビーム光学経路の１つだけを図３に示す。絞り
３４、試料１２、および検出器２２は、システムの光学
倍率が１に非常に近くなるようになっている。また、シ
ステムは色消しレンズ・ダブレット５０を含むことがで
きる。色消しレンズ・ダブレットの対は、試料の表面に
光ビームの１：１結像を作るようになっている。例え
ば、色消しレンズ・ダブレットの対は、ほぼ７．５ｍｍ
の実質的に開いた絞りを有することができる。さらに、
絞りおよび試料から色消しレンズ・ダブレットを約１０
０ｍｍの距離だけ離すように、色消しレンズ・ダブレッ
トの対を絞り３４と試料１２の間に位置付けることがで
きる。そのようなシステムの開口数（「ＮＡ」）は、ほ
ぼ０．０３７５である。したがって、システムの光学範
囲は、約６００μｍの絞り直径であれば、ほぼ２２．５
μｍであろう。システムの光学範囲が、照明される光フ
ァイバ（図示しない）の光収集効率を実質的に決定する
ことがある。そのようにして、検出器２２で十分な信号
対雑音比を達成するために、光ファイバを照明するの
に、例えば、最小で約２０μＷの光が必要になることが
ある。

【００６０】絞り３４は、試料１２の表面に光りビーム
１０を向けるようになっている。光ビーム１０は、ウェ
ハの表面に対して測定されるような斜めの入射角で試料
の表面に向けることができるので、試料の表面の照明領
域は楕円状になる。さらに、楕円状の照明領域は、ほぼ
１：ｔａｎ（入射角）のアスペクト比を持つことがあ
る。絞り３４の適切な大きさは約６００μｍである。さ
らに、システムの２つの絞り大きさのばらつきは、約１
％以下である。絞りの直径は、光ファイバで生成される
照明スポットに対して比較的小さくてもよい（図２ａに
示しように）。このようにして、光ファイバからの照明
は、絞りの表面全体にわたって実質的に一様であること
がある。そのような照明一様性は試料の表面の２つの照
明領域を一致させるために不可欠である。

【００６１】照明領域の長軸は、約８゜の入射角に対し
て約４．３ｍｍである。しかし、４．３ｍｍは結像レン
ズの焦点深度よりも実質的に長いので、照明領域の縁部
は、はっきりと決まらないことがある。試料の表面によ
り小さな照明領域を得るために、さらに小さな絞りを使
用することもできる。しかし、より小さな絞りの減少し
た光学範囲により、絞りの光処理量が減少する可能性が
あり、また、検出器２２に向けられる光の信号対雑音比
が増加する可能性もある。必要とされる光の量は、特定
の用途のためのシステム帯域幅および誤差要求条件にも
依存する。例えば、ほぼ２０μＷの光強度および約＋／
−１μｍの高さ誤差許容範囲を有するシステムに関し
て、試料反射率が約１％でも、約６００μｍの絞りは適
切な光を供給することができる。絞りに対する機械的調
整の要求は、システムの光学コラムの下の試料表面上に
２つの照明領域を位置決めしかつ重ね合せるためのＸと
Ｙ、および焦点のためのＺであることがある。

【００６２】色消しレンズ対５０は、絞り３４からの光
を試料１２に結像するようになっている。色消しレンズ
対５０は、１：１の結像に対して、単一色消しレンズよ
りも実質的に優れた結像品質を実現することができる。
しかし、焦点品質が直接高さ測定精度にはならないこと
があるので、また照明領域の長軸に沿った縁部は焦点が
ずれていることがあり、より高い品質の結像システムは
必要とされないことがある。２個のレンズの間の距離は
約１０ｍｍであることがある。しかし、２個のレンズの
間の距離は、実質的に結像品質に影響を及ぼすことな
く、実質的に広い範囲で変えることができる。さらに、
検出器２２に達することによる多重反射を減らすため
に、または実質的になくするために、色消しレンズ５０
は、光の経路に対して約２゜傾けることができる。

【００６３】システムはまた、ビーム・スプリッタ３８
も含むことができる。いくつかの種類のビーム・スプリ
ッタを上述のように使用することができる。さらに、ビ
ーム・スプリッタ３８は、ぺリクラ・ビーム・スプリッ
タを含むことができる。ぺリクラは、アルミニウム枠に
結合された非常に薄いニトロセルロース薄膜である。例
えば、ぺリクラ・ビーム・スプリッタの薄膜は約２μｍ
の厚さでよい。第２の表面の反射を第１の表面の反射に
重ね合せることができるので、薄膜の厚さによってゴー
スト像を減少させることができ、また、実質的になくす
ることもできる。さらに、ぺリクラ・ビーム・スプリッ
タは約１５μｍの開いた絞りを備えることができる。そ
のようなビーム・スプリッタでは、分割比は、可視光の
範囲で約４０：４０であることがある。そのようなぺリ
クラ・ビーム・スプリッタは、ＣＶＩ Ｌａｓｅｒ，Ａ
ｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅ，Ｎｅｗ Ｍｅｘｉｃｏから市販
されている。デュアル・ビーム・システムのビーム・ス
プリッタは検出器に実質的に近く設置されることがある
ので、ビーム・スプリッタの注意深い装着と保守が必要
である。このようにして、ビーム・スプリッタ膜上の粒
子またはそれの僅かな変形でも、検出器上の像が変わる
ことになる。

【００６４】本システムは、高さセンサ・サブシステム
の性能に影響を及ぼすことなく、光透過を可能にする窓
を含むこともできる。そのような窓を使用して、塵また
は他の汚染を減少させ、また、防ぐことさえでき、また
はサンプルが真空のような制御された環境内にあるよう
にすることができる。例えば、窓は、システムの光経路
に対して約５゜の角度に傾けることができる。このよう
にして、検出器の一定の背景の原因となることがある窓
表面による多重反射を実質的になくすることができる。

【００６５】図３に示すように、検出器２２は、システ
ムの光経路に対して約２゜傾けて光システムに戻って行
くことによる反射を減少させ、または実質的になくする
ことができる。検出器２２が優れた位置直線性を有する
２−Ｄ検出器として構成されている場合、システムのＸ
−Ｙ位置調整を実質的になくすることができる。このよ
うにして、システムは複雑な機械的要求条件がより少な
くなることがある。

【００６６】図４は、ウエハのような試料の表面の高さ
を調べる方法の実施形態を示す。この方法は、ステップ
５２に示すように、第１と第２の光ビームを試料の表面
に向けることを含む。第１と第２の光ビームは、本明細
書で説明したような光源のいずれかで生成することがで
きる。さらに、本明細書で説明したような照明システム
のいずれかで、第１と第２の光ビームを向けることがで
きる。第１と第２の光ビームが試料の表面の実質的に同
じ領域を照明するように、実質的に反対の方位角でかつ
実質的に等しい入射角で光ビームを向ける。また、本方
法は、ステップ５４に示すように、試料の表面から鏡面
反射された第１と第２の光ビームの少なくとも一部を集
めることを含む。例えば、第１と第２の光ビームは、本
明細書で説明したように、２個の結像レンズを通して集
めることができる。

【００６７】さらに、本方法は、ステップ５６に示すよ
うに、集められた第１の光ビームを第１の検出器に向
け、かつ集められた第２の光ビームを第２の検出器に向
けることを含む。本方法は、ステップ５８に示すよう
に、集められた第１の光ビームに応答する出力信号を生
成し、かつ集められた第２の光ビームに応答する出力信
号を生成することをさらに含む。出力信号の生成は、さ
らに第１の検出器上の集められた第１の光ビームの位置
に応答し、かつさらに第２の検出器上の集められた第２
の光ビームの位置に応答する。さらに、本方法は、ステ
ップ６０に示すように、出力信号から比較信号を生成す
ることを含む。比較信号は、試料の高さに応答すること
ができ、また、本明細書で述べたように試料上のパター
ンとは実質的に無関係である。このようにして、本方法
は、ステップ６２で示すように、比較信号に応答して試
料の高さを変えることも含む。例えば、試料の高さを変
えることは、試料を支持するように構成されたステージ
の位置を変えることを含む。もしくは、本方法は、比較
信号に応答して、処理システム、測定システム、および
検査システムの光学コラムの焦点設定を変えることを含
む。したがって、システムの光学コラムと試料の間の実
質的に一定のワーキング間隔は、処理、測定、または検
査中に維持することができる。

【００６８】他の実施形態は、１つの方法の実施形態で
製造することができる半導体デバイスに関する。例え
ば、この方法は、ウェハのような試料に半導体デバイス
の一部を形成することを含む。半導体デバイスの一部の
形成は、半導体製造プロセスの１つのステップ、全半導
体製造プロセス、またはいくつかの半導体製造プロセス
を行うことを含む。また、この方法は、上述の実施形態
のいずれかを含む。

【００６９】実施例 高さ変化の関数としてのＰＳＤ信号 図５は、２個のＰＳＤの応答対試料のＺ高さ変化の実施
例を示す。ＰＳＤは上述のようにシステム内に組み込ん
だ。さらに、ＰＳＤは上述のように構成した。試料の高
さは機械的ステージで変えた。図５に示すように、２個
のＰＳＤは、高さ変化に対して反対の応答を有する。例
えば、ＰＳＤの出力信号の電圧で測定されるようなＰＳ
Ｄ１の応答は試料の高さが増すにつれて増加する。対照
的に、ＰＳＤの出力信号の電圧で測定されるようなＰＳ
Ｄ２の応答は、試料の高さが増すにつれて減少する。こ
れらの線の勾配の符号は、例えばシステムの機械的構成
に依存して変化する。約４０ｍｍの高さ範囲にわたっ
て、両検出器の応答は実質的に直線的である。２個のＰ
ＳＤの勾配が実質的に異なる場合、試料の高さは２個の
ＰＳＤの間の概略の差に比例することがある。２個のＰ
ＳＤの勾配が実質的に同じである場合、試料の高さは２
個のＰＳＤのおおよその和に比例する。絶対勾配の僅か
な差は、較正により補正することができ、補正係数はシ
ステムの処理ファームウェアに組み込むことができる。

【００７０】過度にパターン形成された試料で得られた
実験データ 図２ｃに示すように、試料の表面のパターンの厳しい形
態は、光ビームがウエハの劈開された縁部を照明すると
きに起こることがある。このようにして、光ビームの一
部が反射されなくなる。反射光ビームを横切る強度の差
によって、各々の検出器に厳しい重心シフトが起こる。
図６ａは、ｚ方向の試料の高さＺ（μｍ）対走査距離ｄ
（ｍｍ）のグラフを示す。図６ａに示すように、試料の
劈開縁部の走査中に、各々のＰＳＤは約５０μｍより大
きな位置誤差を示した。しかし、各ＰＳＤの高さ測定値
は、約３ｍｍの実質的に大きな範囲にわたってほぼ等し
かった。

【００７１】図６ｂから図６ｃは、過度にパターン形成
されたウエハを走査することで得られたデータを示す。
図６ｂは、ウエハを横切る位置の関数として２個のＰＳ
Ｄの規格化された和信号を示し、サンプルの反射率がウ
エハを横切る位置の関数として変化していることを示し
ている。図６ｃは、ウエハを横切る位置（ｍｍ）の関数
として２個のＰＳＤの高さ測定値（ｍｍ）を示す。図６
ｃに示すように、２個のＰＳＤの両方の高さ測定値は、
＋／−１０μｍ以上の高さ誤差を示している。そのよう
な高さ誤差は、ウエハ表面のパターンによって生じるこ
とがある。図６ｄは、ウエハを横切る位置（ｍｍ）の関
数として２個のＰＳＤの差信号（μｍ）を示す。図６ｄ
に示すように、上述のように構成された２個のＰＳＤで
生成される信号の差をとることで、高さ測定値のパター
ン誘起誤差を実質的に減少させることができる。例え
ば、各ＰＳＤで生成された信号は、約＋／−１０μｍよ
りも大きな誤差を有することがあるが、一方で、差信号
は約＋／−１μｍの誤差しか有さない。ウエハが僅かな
湾曲を有する場合（すなわち、反っている）、二次の適
合と引算によって、ウエハの曲りによる高さ誤差を最小
にすることができる。図６ｅは、カドラティック・フィ
ット(quadratic fit)と引算後の高さ測定データ（μ
ｍ）対ウエハを横切る位置（ｍｍ）を示す。図６ｅに示
すように、カドラティック・フィットと引算が行われた
後のデータには、明らかなパターンは全く観察すること
ができない。したがって、カドラティック・フィットと
引算の後に残っている誤差の大部分は、実質的にシステ
ムの電子回路によっていることがある。

【００７２】本発明の様々な態様のさらなる修正物およ
び代替え実施形態は、この説明を考慮して、当業者には
明らかであろう。例えば、試料の高さを調べるように構
成されたシステムは、デュアル・ビーム対称高さセンサ
・サブシステムを含むことができる。したがって、この
説明は、単に例証にすぎないとして解釈されるべきであ
り、当業者に本発明を実施する一般的なやり方を教示す
るためのものである。理解されるべきことであるが、本
明細書で図示し説明した本発明の形態は、現在好ましい
実施形態であるとして受け取られるべきである。全て本
発明のこの説明の恩恵を得た後の当業者には明らかであ
ろうように、要素および材料は、本明細書で図示し説明
したものに置き換えることができ、部品およびプロセス
は逆にすることができ、本発明のあるフィーチャは独立
に使用することができる。次の特許請求項に記載するよ
うな本発明の精紳および範囲から逸脱することなく、本
明細書で説明した要素の変化物を作ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オンアクシス高さセンサ・サブシステムの実施
形態の概略図を示す図である。

【図２ａ】デュアル・ビーム高さセンサ・サブシステム
の実施形態の概略図を示す図である。

【図２ｂ】デュアル・ビーム高さセンサ・サブシステム
の実施形態の概略図を示す図である。

【図２ｃ】デュアル・ビーム高さセンサ・サブシステム
の実施形態の概略図を示す図である。

【図３】デュアル・ビーム高さセンサ・サブシステムの
実施形態の概略図を示す図である。

【図４】試料の高さを求める方法の実施形態を説明する
流れ図を示す図である。

【図５】機械式ステージのＺ高さの変化の関数としてＰ
ＳＤの応答を示す図である。

【図６】ウエハ縁部およびウエハ・パターンによる高さ
測定信号を示す図である。

【符号の説明】

１０、３１、３３ 光ビーム １１、３６ 入射角（傾斜角） １２ 試料 １５ 入射光スポット １６、３２ 光源 １８、２５ 鏡面反射光ビーム ２０、２０ａ、２０ｂ レンズ ２２、２２ａ、２２ｂ 検出器 ２６ デバイス（差動増幅器） ２８ 処理デバイス ３０ 光ファイバ ３４ 絞り ３８ａ、３８ｂ ビーム・スプリッタ

フロントページの続き (72)発明者 ジュン・ペイ アメリカ合衆国・95008・カリフォルニア 州・キャンベル・ナディン ドライブ・ 1265

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１と第２の光ビームが前記試料の表面
   の実質的に同じ領域を照明するように、使用中に実質的
   に反対の方位角でかつ実質的に等しい入射角で、前記第
   １と第２の光ビームを前記試料の表面に向けるように構
   成された照明システムと、 使用中に、前記試料の表面から鏡面反射された前記第１
   の光ビームを集めるように、かつ前記試料の表面から鏡
   面反射された前記第２の光ビームを集めるように構成さ
   れた集光システムと、 使用中に、第１の検出器が前記集められた第１の光ビー
   ムに応答する出力信号を生成するように構成され、かつ
   第２の検出器が前記集められた第２の光ビームに応答す
   る出力信号を生成するように構成されている、第１と第
   ２の検出器と、 使用中に前記第１と第２の検出器から前記出力信号を受
   け取って、使用中に前記出力信号から、前記試料の高さ
   に応答する比較信号を生成するように構成されたデバイ
   スとを備える、使用中に試料の高さを調べるように構成
   されたシステム。
2. 【請求項２】 前記照明システムが光源を備え、前記光
   源が広帯域光を放出するように構成されている請求項１
   に記載のシステム。
3. 【請求項３】 前記照明システムが、光源に結合された
   光ファイバを備える請求項１に記載のシステム。
4. 【請求項４】 前記照明システムが、光源で照明される
   ２個の絞りを備える請求項１に記載のシステム。
5. 【請求項５】 前記入射角が、前記試料の表面から約１
   ゜と約４５゜の間の角度を含む請求項１に記載のシステ
   ム。
6. 【請求項６】 前記集光システムが、２個の結像レンズ
   を備える請求項１に記載のシステム。
7. 【請求項７】 前記第１の検出器で生成される出力信号
   がさらに前記第１の検出器上の前記集められた第１の光
   ビームの位置に応答し、かつ前記第２の検出器で生成さ
   れる出力信号がさらに前記第２の検出器上の前記集めら
   れた第２の光ビームの位置に応答する請求項１に記載の
   システム。
8. 【請求項８】 前記比較信号が、前記試料上のパターン
   形成されたフィーチャとは実質的に無関係である請求項
   １に記載のシステム。
9. 【請求項９】 前記比較信号が、前記比較信号の高さ精
   度が約＋／−１μｍ以下を含むように、前記試料上のパ
   ターン形成されたフィーチャとは実質的に無関係である
   請求項１に記載のシステム。
10. 【請求項１０】 前記システムに結合され、使用中に前
    記比較信号を受け取るように構成された処理デバイスを
    さらに備え、前記処理デバイスが、さらに、前記試料を
    支持するように構成されたステージの位置を変えること
    で、前記比較信号に応答して前記試料の高さを変えるよ
    うに構成されている請求項１に記載のシステム。
11. 【請求項１１】 処理デバイスをさらに備え、前記処理
    デバイスが、使用中に前記比較信号を受け取るように構
    成され、かつ前記処理デバイスが、さらに、前記比較信
    号に応答して光学コラムの焦点設定を変えるように構成
    されている請求項１に記載のシステム。
12. 【請求項１２】 前記システムが、さらに、処理、測定
    または検査中に前記システムの光学コラムと前記試料の
    間に実質的に一定のワーキング間隔を維持するように構
    成されるように、前記システムが閉ループ構成を備える
    請求項１に記載のシステム。
13. 【請求項１３】 前記システムが、検査ツール、測定ツ
    ール、または処理ツールを備える請求項１に記載のシス
    テム。
14. 【請求項１４】 第１と第２の光ビームが前記試料の表
    面の実質的に同じ領域を照明するように、実質的に反対
    の方位角でかつ実質的に等しい入射角で、前記試料の表
    面に前記第１と第２の光ビームを向けるステップと、 前記試料の表面から鏡面反射された前記第１と第２の光
    ビームを集めるステップと、 前記集められた第１の光ビームに応答する出力信号およ
    び前記集められた第２の光ビームに応答する出力信号を
    生成するステップと、 前記出力信号から比較信号を生成するステップとを備
    え、前記比較信号が前記試料の高さに応答する、試料の
    高さを調べる方法。
15. 【請求項１５】 前記出力信号を生成するステップが、
    前記集められた第１の光ビームを第１の検出器に、ま
    た、前記集められた第２の光ビームを第２の検出器に向
    けるステップを備える請求項１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記第１と第２の光ビームが広帯域光
    を含む請求項１４に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記第１と第２の光ビームを向けるス
    テップが光源で光ファイバを照明するステップを含む請
    求項１４に記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記第１と第２の光ビームを向けるス
    テップが光源で２個の絞りを照明するステップを含む請
    求項１４に記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記入射角が前記試料の表面から約１
    ゜と約４５゜の間の角度を含む請求項１４に記載の方
    法。
20. 【請求項２０】 前記集められた第１の光ビームに応答
    する出力信号が、さらに、第１の検出器上の前記集めら
    れた第１の光ビームの位置に応答し、かつ前記集められ
    た第２の光ビームに応答する出力信号が、さらに、第２
    の検出器上の前記集められた第２の光ビームの位置に応
    答する請求項１４に記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記比較信号が前記試料上のパターン
    形成されたフィーチャとは実質的に無関係である請求項
    １４に記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記比較信号が、前記比較信号の高さ
    精度が約＋／−１μｍ以下を含むように、前記試料上の
    パターン形成されたフィーチャとは実質的に無関係であ
    る請求項１４に記載の方法。
23. 【請求項２３】 処理、測定または検査中にシステムの
    光学コラムと前記試料の間に実質的に一定のワーキング
    間隔を維持するように前記比較信号に応答して、前記試
    料の高さを変えるステップをさらに備える請求項１４に
    記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記試料を支持するように構成された
    ステージの位置を変えることで前記試料の高さを変える
    ステップをさらに備える請求項１４に記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記比較信号に応答して光学コラムの
    焦点設定を変えるステップをさらに備える請求項１４に
    記載の方法。