JP2539778B2 - 検査方法および検査装置 - Google Patents
検査方法および検査装置Info
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- JP2539778B2 JP2539778B2 JP59246023A JP24602384A JP2539778B2 JP 2539778 B2 JP2539778 B2 JP 2539778B2 JP 59246023 A JP59246023 A JP 59246023A JP 24602384 A JP24602384 A JP 24602384A JP 2539778 B2 JP2539778 B2 JP 2539778B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の素子パターンのように微小凹凸
の存在するパターンの測定，検査に好適な検査方法およ
び検査装置に関するものである。
の存在するパターンの測定，検査に好適な検査方法およ
び検査装置に関するものである。
LSI,VLSI等の半導体装置の高集積化に伴って、素子パ
ターンの微細化も著しくなり素子の信頼性を確保するた
めの素子パターンの形状，寸法の検査も一層高精度化が
要求されている。近年、この種の検査装置としてSEM
（走査型電子顕微鏡）が利用されており、検査精度の向
上に有効であるが、その特異な測定方式によるために処
理能力が低く（45分／枚（ウエーハ））、被測定物に損
傷を与え、かつ製造工程のインプロセスで使用できない
という不利がある。
ターンの微細化も著しくなり素子の信頼性を確保するた
めの素子パターンの形状，寸法の検査も一層高精度化が
要求されている。近年、この種の検査装置としてSEM
（走査型電子顕微鏡）が利用されており、検査精度の向
上に有効であるが、その特異な測定方式によるために処
理能力が低く（45分／枚（ウエーハ））、被測定物に損
傷を与え、かつ製造工程のインプロセスで使用できない
という不利がある。
このため、通常では光（レーザ光を含む）を用いた光
学顕微鏡方式の検査装置が使用されているが、この種の
走査では解像度を上げるとこれに反した焦点深度が浅く
なり、これが原因して種々の検査（測定）誤差を引起し
ている。即ち、素子パターンは半導体ウエーハの表面に
各種層の凹凸パターンとして形成されているため、この
凹凸に対する検査装置の焦点位置（面）が厚さ方向にず
れることがあり、このとき凹凸パターンの寸法が厚さ方
向に変化していると異なった測定値が得られることにな
る。特に一般の素子パターン検査はパターニングしたフ
ォトレジスト膜で行なっているが、フォトレジスト膜厚
の２μｍに対し焦点深度は0.2μｍであり、フォトレジ
スト膜が台形に近い断面形状のときには焦点位置に応じ
て測定に大きな誤差が生じることになる。
学顕微鏡方式の検査装置が使用されているが、この種の
走査では解像度を上げるとこれに反した焦点深度が浅く
なり、これが原因して種々の検査（測定）誤差を引起し
ている。即ち、素子パターンは半導体ウエーハの表面に
各種層の凹凸パターンとして形成されているため、この
凹凸に対する検査装置の焦点位置（面）が厚さ方向にず
れることがあり、このとき凹凸パターンの寸法が厚さ方
向に変化していると異なった測定値が得られることにな
る。特に一般の素子パターン検査はパターニングしたフ
ォトレジスト膜で行なっているが、フォトレジスト膜厚
の２μｍに対し焦点深度は0.2μｍであり、フォトレジ
スト膜が台形に近い断面形状のときには焦点位置に応じ
て測定に大きな誤差が生じることになる。
また、この方式では素子パターンに対する焦点合せは
必然的に素子寸法の大きなパターンに合わせる傾向にな
るが、このとき各パターンの凹凸厚さが異なっている
と、微小パターンは焦点の合わない状態で測定される場
合が生じ、微小パターンの高精度な測定が実質的にでき
なくなる。更に、凹状のパターン、主にホール等は場所
に応じて深さおよび側面テーパも異なるため、表面にお
けるホール寸法のみを測定したのでは十分ではなく、実
質的なホール寸法である底部の寸法を測定する必要が生
じるが、これを高精度に測定することも困難である。な
お、この種の検査装置としては、特開昭58−157148号公
報，特開昭59−114844号公報等に記載がある。
必然的に素子寸法の大きなパターンに合わせる傾向にな
るが、このとき各パターンの凹凸厚さが異なっている
と、微小パターンは焦点の合わない状態で測定される場
合が生じ、微小パターンの高精度な測定が実質的にでき
なくなる。更に、凹状のパターン、主にホール等は場所
に応じて深さおよび側面テーパも異なるため、表面にお
けるホール寸法のみを測定したのでは十分ではなく、実
質的なホール寸法である底部の寸法を測定する必要が生
じるが、これを高精度に測定することも困難である。な
お、この種の検査装置としては、特開昭58−157148号公
報，特開昭59−114844号公報等に記載がある。
本発明の目的は素子パターンの大小、各パターンの凹
凸厚さや深さの相違、パターン断面形状の相違に拘らず
各パターンの寸法を高精度に測定しかつ断面形状を正確
に認識し、これにより微細なパターンの検査を高精度に
しかも高速で行なうことができる検査方法および検査装
置を提供することにある。
凸厚さや深さの相違、パターン断面形状の相違に拘らず
各パターンの寸法を高精度に測定しかつ断面形状を正確
に認識し、これにより微細なパターンの検査を高精度に
しかも高速で行なうことができる検査方法および検査装
置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになる
であろう。
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになる
であろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、表面に凹凸パターンが形成された被検査体
の表面からの反射光を、該被検査体の表面の測定対象凹
凸パターンの高さの範囲を含めて前記表面に対して鉛直
方向に段階的に焦点位置を変えて検出し、各焦点位置に
おける一次元の輝度パターンの変曲点の中で、略同一位
置に表れる変曲点群をグループに分け、各グループの変
曲点群の中で最も輝度変化率の大きい変曲点の位置を凹
凸パターンの肩部、またはすそ部の平面位置として求
め、該凹凸パターンの前記一次元方向の平面的寸法を算
出する。また、前記グループに分けた変曲点群の各変曲
点における輝度の傾きの絶対値を縦軸、該各変曲点を求
めた焦点位置を横軸とするグラフをグループ毎に求め、
該各グラフの変曲点に対応する焦点位置を前記凹凸パタ
ーンの肩部、またはすそ部の高さ位置として求め、前記
凹凸パターンの立体的寸法を算出する。
の表面からの反射光を、該被検査体の表面の測定対象凹
凸パターンの高さの範囲を含めて前記表面に対して鉛直
方向に段階的に焦点位置を変えて検出し、各焦点位置に
おける一次元の輝度パターンの変曲点の中で、略同一位
置に表れる変曲点群をグループに分け、各グループの変
曲点群の中で最も輝度変化率の大きい変曲点の位置を凹
凸パターンの肩部、またはすそ部の平面位置として求
め、該凹凸パターンの前記一次元方向の平面的寸法を算
出する。また、前記グループに分けた変曲点群の各変曲
点における輝度の傾きの絶対値を縦軸、該各変曲点を求
めた焦点位置を横軸とするグラフをグループ毎に求め、
該各グラフの変曲点に対応する焦点位置を前記凹凸パタ
ーンの肩部、またはすそ部の高さ位置として求め、前記
凹凸パターンの立体的寸法を算出する。
このようにして、微細なパターンの検査を高精度かつ
高速に行い得るとともに、凹凸パターンの厚さや断面形
状に不揃いが存在しても、各パターンの寸法の測定や断
面形状の認識を行うことができ、パターンの検査の高精
度化を達成できる。
高速に行い得るとともに、凹凸パターンの厚さや断面形
状に不揃いが存在しても、各パターンの寸法の測定や断
面形状の認識を行うことができ、パターンの検査の高精
度化を達成できる。
第１図は本発明の検査装置の全体構成図を示してお
り、図において１はXYテーブル２上に載置された被検査
体としての半導体ウエーハ、４はこの半導体ウエーハ１
の表面上に形成される各種の凹凸パターン３を検査する
光学顕微鏡構成の検査装置本体である。
り、図において１はXYテーブル２上に載置された被検査
体としての半導体ウエーハ、４はこの半導体ウエーハ１
の表面上に形成される各種の凹凸パターン３を検査する
光学顕微鏡構成の検査装置本体である。
この検査装置本体４は、光源5,コンデンサレンズ６お
よびハーフミラー７を有する照明系８と、対物レンズ９
と結像レンズ10からなる結像系11と、一次元的に配列し
たCCDからなる検出素子12とを備え、前記半導体ウエー
ハ１の表面を照明系８で照明すると共に、その反射光を
結像系11によって検出素子12上に結像し、ウエーハ１の
パターン３を検出する。そして、この検出素子12には信
号処理回路13を接続し、パターン検出情報を出力するパ
ターン検出部14として構成している。
よびハーフミラー７を有する照明系８と、対物レンズ９
と結像レンズ10からなる結像系11と、一次元的に配列し
たCCDからなる検出素子12とを備え、前記半導体ウエー
ハ１の表面を照明系８で照明すると共に、その反射光を
結像系11によって検出素子12上に結像し、ウエーハ１の
パターン３を検出する。そして、この検出素子12には信
号処理回路13を接続し、パターン検出情報を出力するパ
ターン検出部14として構成している。
検出素子12としては、CCDなどの一次元配列した電荷
結合素子はもちろんのこと、二次元配列した固体撮像素
子またはこれに類するTVカメラ等を使用することがで
き、またフォトマルなどの光電子増倍管あるいはこれに
類するものを使用することができる。
結合素子はもちろんのこと、二次元配列した固体撮像素
子またはこれに類するTVカメラ等を使用することがで
き、またフォトマルなどの光電子増倍管あるいはこれに
類するものを使用することができる。
一方、前記対物レンズ９は焦点調整機構15によって光
軸方向に位置移動でき、半導体ウエーハ１の表面上の凹
凸パターン３の任意高さ位置に焦点合せできる。そして
この焦点調整機構15には対物レンズ９の移動量等から前
述の焦点位置情報を検出する変位計16を設け、これら焦
点調整機構15と変位計16とで焦点位置検出部17を構成し
ている。
軸方向に位置移動でき、半導体ウエーハ１の表面上の凹
凸パターン３の任意高さ位置に焦点合せできる。そして
この焦点調整機構15には対物レンズ９の移動量等から前
述の焦点位置情報を検出する変位計16を設け、これら焦
点調整機構15と変位計16とで焦点位置検出部17を構成し
ている。
更に、前記信号処理回路13と変位計16は夫々演算部18
を構成する演算回路19に接続しており、この演算部18で
前記パターン検出情報および焦点位置情報に基づいて所
定の演算を行ないパターンの平面的および立体的な寸法
を算出する。つまり、この演算部18は平面寸法演算手段
と立体寸法演算手段を構成している。なお、演算部18に
は検出した値を基準値と比較する比較回路19Aを付設し
ており、検出したパターンの良否を判定できる。
を構成する演算回路19に接続しており、この演算部18で
前記パターン検出情報および焦点位置情報に基づいて所
定の演算を行ないパターンの平面的および立体的な寸法
を算出する。つまり、この演算部18は平面寸法演算手段
と立体寸法演算手段を構成している。なお、演算部18に
は検出した値を基準値と比較する比較回路19Aを付設し
ており、検出したパターンの良否を判定できる。
次に以上の構成の検査装置を用いた検査方法を説明す
る。
る。
（１） 第２図（Ａ）は、半導体ウエーハの表面上に、
素子間分離領域のように厚膜で比較的に幅の大きなパタ
ーン20と、ゲート電極のように薄くかつ細いパターン21
が形成された被検査物を示す。このような半導体ウエー
ハの表面を検査する場合には、従来では、パター20に焦
点を合わせることが多く、パターン21の正確な検査は困
難であった。
素子間分離領域のように厚膜で比較的に幅の大きなパタ
ーン20と、ゲート電極のように薄くかつ細いパターン21
が形成された被検査物を示す。このような半導体ウエー
ハの表面を検査する場合には、従来では、パター20に焦
点を合わせることが多く、パターン21の正確な検査は困
難であった。
本発明にあっては、焦点調整機構15を作動させて対物
レンズ９を移動させ、焦点を図示Za〜Zbのように被検査
物である半導体ウエーハ１の表面に対して鉛直方向に順
次的に変化させ、各焦点位置において検出素子12により
反射光量を検出してパターン20,21に対応する信号Sa〜S
bを検出する。そして、この信号Sa〜Sbは信号処理回路1
3を経て演算回路19へパターン検出情報として入力さ
れ、かつ同時に変位計16からの前述のZa〜Zbの各位置が
焦点位置情報として入力される。
レンズ９を移動させ、焦点を図示Za〜Zbのように被検査
物である半導体ウエーハ１の表面に対して鉛直方向に順
次的に変化させ、各焦点位置において検出素子12により
反射光量を検出してパターン20,21に対応する信号Sa〜S
bを検出する。そして、この信号Sa〜Sbは信号処理回路1
3を経て演算回路19へパターン検出情報として入力さ
れ、かつ同時に変位計16からの前述のZa〜Zbの各位置が
焦点位置情報として入力される。
演算回路19では、同図（Ｂ）に示す情報（算号）Sa〜
Sbから最もシャープな信号つまり輝度変化率の大きい信
号Scをその焦点位置Za〜Zbとともに選択し、後述するよ
うにしてパターン20,21の平面寸法（幅寸法）を求める
ことができ、同図（Ｃ）に示すように、平面寸法L1〜L3
を求めることができる。さらに、そのときの焦点位置お
よびその前後の焦点位置からパターン20,21の立体寸法
（厚さ）を検出することもできる。
Sbから最もシャープな信号つまり輝度変化率の大きい信
号Scをその焦点位置Za〜Zbとともに選択し、後述するよ
うにしてパターン20,21の平面寸法（幅寸法）を求める
ことができ、同図（Ｃ）に示すように、平面寸法L1〜L3
を求めることができる。さらに、そのときの焦点位置お
よびその前後の焦点位置からパターン20,21の立体寸法
（厚さ）を検出することもできる。
本発明にあっては、前述したようにして先に任意の位
置で検出を行って信号を得、この信号から求めるパター
ンの概略位置を検出し、しかる上でその近辺のみを対象
として焦点位置を変えながら信号を検出し、これから最
適焦点位置を求めてパターン寸法を検出する。
置で検出を行って信号を得、この信号から求めるパター
ンの概略位置を検出し、しかる上でその近辺のみを対象
として焦点位置を変えながら信号を検出し、これから最
適焦点位置を求めてパターン寸法を検出する。
第３図（Ａ）は半導体ウエーハ１上にパターンニング
したフォトレジスト膜22を示す図であり、これの検査を
行う場合には、従来では一つの焦点位置で検出を行って
いるため、フォトレジスト膜22の肩部やすそ部の形状を
把握できず、後工程における素子パターンへの影響を検
査することができない。
したフォトレジスト膜22を示す図であり、これの検査を
行う場合には、従来では一つの焦点位置で検出を行って
いるため、フォトレジスト膜22の肩部やすそ部の形状を
把握できず、後工程における素子パターンへの影響を検
査することができない。
本発明では同図（Ａ）に示すように、第２図（Ａ）に
示す場合と同様に、Za〜Zbの各焦点位置で検出を行うこ
と、つまり段階的に焦点位置を変えて反射光の輝度パタ
ーンを検出することにより、同図（Ｂ）のようにSa〜Sb
の各信号を検出することができる。これらの信号Sa〜Sb
は、同図（Ｂ）に示すように、変化率が最大となる点つ
まり変曲点P1a〜P4cを有しており、これらの変曲点はそ
れぞれ図示すように肩部P2,P3とすそ部P1,P4にほぼ対応
していることが実験により確かめられた。
示す場合と同様に、Za〜Zbの各焦点位置で検出を行うこ
と、つまり段階的に焦点位置を変えて反射光の輝度パタ
ーンを検出することにより、同図（Ｂ）のようにSa〜Sb
の各信号を検出することができる。これらの信号Sa〜Sb
は、同図（Ｂ）に示すように、変化率が最大となる点つ
まり変曲点P1a〜P4cを有しており、これらの変曲点はそ
れぞれ図示すように肩部P2,P3とすそ部P1,P4にほぼ対応
していることが実験により確かめられた。
そして、これらの輝度パターン信号のうち、最もシャ
ープな信号つまり輝度変化率の最も大きい信号、たとえ
ば、第３図（Ｂ）にあっては、信号Scの信号の内、外側
の各変曲点つまり変化率の最大点P1c,P2c,P3c,P4cを求
めれば、これが同図（Ａ）の点P1〜P4に対応する。この
ように、第３図（Ｂ）に示すように、変曲点群のグルー
プが求められ、これらの変曲点群の中で最も輝度変化率
の大きい変曲点の位置を凹凸パターンの肩部、すそ部の
平面位置として求めることができる。
ープな信号つまり輝度変化率の最も大きい信号、たとえ
ば、第３図（Ｂ）にあっては、信号Scの信号の内、外側
の各変曲点つまり変化率の最大点P1c,P2c,P3c,P4cを求
めれば、これが同図（Ａ）の点P1〜P4に対応する。この
ように、第３図（Ｂ）に示すように、変曲点群のグルー
プが求められ、これらの変曲点群の中で最も輝度変化率
の大きい変曲点の位置を凹凸パターンの肩部、すそ部の
平面位置として求めることができる。
更に、前記信号Sa〜Sbから各焦点位置における内、外
側の変曲点つまり変化率の点P1a〜P1b,P2a〜P2b,P3a〜P
3b,P4a〜P4bについて、同図（Ｃ）に示すように、つま
り輝度の傾きdI/dXの絶対値を縦軸に、焦点位置Ｚを横
軸としてグラフを求め、このグラフの変曲点の位置に対
応する焦点位置Ｚを求めれば、これらが同図（Ａ）に示
される肩部やすそ部のP1〜P4の高さ位置として求めるこ
とができるということが実験により判明した。
側の変曲点つまり変化率の点P1a〜P1b,P2a〜P2b,P3a〜P
3b,P4a〜P4bについて、同図（Ｃ）に示すように、つま
り輝度の傾きdI/dXの絶対値を縦軸に、焦点位置Ｚを横
軸としてグラフを求め、このグラフの変曲点の位置に対
応する焦点位置Ｚを求めれば、これらが同図（Ａ）に示
される肩部やすそ部のP1〜P4の高さ位置として求めるこ
とができるということが実験により判明した。
これにより、フォトレジスト膜22からなるパターンの
平面寸法はもとより、略台形の断面形状の認識もでき、
高精度の検査が可能となる。他のすそ部と肩部P1〜P4に
ついても同様にして求めることができる。
平面寸法はもとより、略台形の断面形状の認識もでき、
高精度の検査が可能となる。他のすそ部と肩部P1〜P4に
ついても同様にして求めることができる。
第４図（Ａ）は、すそ部の長い断面形状のパターン23
を有する被検査物である半導体ウエーハ１を示す図であ
り、第３図に示した場合と同様の方法によって、同図
（Ａ）に示すように、各焦点位置Za〜Zbについて反射光
を検出し、同図（Ｂ）に示すように、各焦点位置におけ
る一次元の輝度パターンの変曲点の中で最も輝度変化率
が大きい変曲点の位置Pbを同図（Ａ）におけるすそ部Pb
のＸ方向の位置つまり平面位置として求めることがで
き、更に、第３図に示した場合と同様の方法によって高
さ位置を求めることができる。
を有する被検査物である半導体ウエーハ１を示す図であ
り、第３図に示した場合と同様の方法によって、同図
（Ａ）に示すように、各焦点位置Za〜Zbについて反射光
を検出し、同図（Ｂ）に示すように、各焦点位置におけ
る一次元の輝度パターンの変曲点の中で最も輝度変化率
が大きい変曲点の位置Pbを同図（Ａ）におけるすそ部Pb
のＸ方向の位置つまり平面位置として求めることがで
き、更に、第３図に示した場合と同様の方法によって高
さ位置を求めることができる。
なお、以上の例は平面一方向についてのみ説明した
が、二次元の検出器を用いたり、XYテーブル２により半
導体ウエーハを回転すれば、これと交差する方向の検査
を全く同様に行うことができる。また、絶縁膜に形成さ
れたコンタクト用のホールについも同様にしてその形状
を求めることができる。
が、二次元の検出器を用いたり、XYテーブル２により半
導体ウエーハを回転すれば、これと交差する方向の検査
を全く同様に行うことができる。また、絶縁膜に形成さ
れたコンタクト用のホールについも同様にしてその形状
を求めることができる。
（１） 輝度パターンの変曲点の中で最も輝度変化率の
大きい変曲点の位置を凹凸パターンの肩部、すそ部の平
面位置として求めることにより、凹凸パターンの平面的
寸法を高精度で求めることができる。
大きい変曲点の位置を凹凸パターンの肩部、すそ部の平
面位置として求めることにより、凹凸パターンの平面的
寸法を高精度で求めることができる。
（２） 変曲点群の各変曲点における輝度の傾きの絶対
値と各変曲点を求めた焦点位置のグラフに基づき、この
グラフの変曲点に対応する焦点位置を凹凸パターンの肩
部、すそ部の高さ位置として求めることにより、凹凸パ
ターンの立体的寸法を高精度で求めることができる。
値と各変曲点を求めた焦点位置のグラフに基づき、この
グラフの変曲点に対応する焦点位置を凹凸パターンの肩
部、すそ部の高さ位置として求めることにより、凹凸パ
ターンの立体的寸法を高精度で求めることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、パターン
検出部や焦点位置検出部は他の構成でもよく、また演算
回路，信号処理回路，比較回路等は一体的に構成しても
よい。更に、検査用の光にはレーザを利用してもよい。
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、パターン
検出部や焦点位置検出部は他の構成でもよく、また演算
回路，信号処理回路，比較回路等は一体的に構成しても
よい。更に、検査用の光にはレーザを利用してもよい。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野である半導体ウエーハ表
面の凹凸パターンの検査に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、凹凸状のパター
ンであれば他の分野における微細パターンの検出，寸法
測定等に適用できる。
明をその背景となった利用分野である半導体ウエーハ表
面の凹凸パターンの検査に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、凹凸状のパター
ンであれば他の分野における微細パターンの検出，寸法
測定等に適用できる。
第１図は本発明の検査装置の一実施例の全体構成図、 第２図（Ａ）〜（Ｃ）は検査方法の一例を示し、（Ａ）
はパターン断面図、（Ｂ）はパターン信号図、（Ｃ）は
処理後の信号図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は他の検査方法を示し、（Ａ）〜
（Ｃ）は前図と同様の図である。 第４図（Ａ）〜（Ｃ）は変形例の検査方法を示し、
（Ａ）〜（Ｃ）は前図と同様の図である。 １……半導体ウエーハ、２……XYテーブル、３……凹凸
パターン（被検査体）、４……検査装置本体、８……照
明系、11……結像系、12……検出素子、14……パターン
検出部、17……焦点位置検出部、18……演算部（平面寸
法演算部、立体寸法演算部）、20〜25……パターン（素
子間分離領域，ゲート，フォトレジスト膜）、Za,Zb,Zc
……焦点位置、Sa,Sb,Sc……信号
はパターン断面図、（Ｂ）はパターン信号図、（Ｃ）は
処理後の信号図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は他の検査方法を示し、（Ａ）〜
（Ｃ）は前図と同様の図である。 第４図（Ａ）〜（Ｃ）は変形例の検査方法を示し、
（Ａ）〜（Ｃ）は前図と同様の図である。 １……半導体ウエーハ、２……XYテーブル、３……凹凸
パターン（被検査体）、４……検査装置本体、８……照
明系、11……結像系、12……検出素子、14……パターン
検出部、17……焦点位置検出部、18……演算部（平面寸
法演算部、立体寸法演算部）、20〜25……パターン（素
子間分離領域，ゲート，フォトレジスト膜）、Za,Zb,Zc
……焦点位置、Sa,Sb,Sc……信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森谷 進 小平市上水本町1450番地 株式会社日立 製作所武蔵工場内 (72)発明者 大阪谷 隆義 小平市上水本町1450番地 株式会社日立 製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭50−149365（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−211506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−58740（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−190704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−139638（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−167106（ＪＰ，Ｕ)
Claims (6)
- 【請求項１】表面に凹凸パターンが形成された被検査体
の表面からの反射光を、該被検査体の表面の測定対象凹
凸パターンの高さの範囲を含めて前記表面に対して鉛直
方向に段階的に焦点位置を変えて検出し、 各焦点位置における一次元の輝度パターンの変曲点の中
で、略同一位置に表れる変曲点群をグループに分け、各
グループの変曲点群の中で最も輝度変化率の大きい変曲
点の位置を凹凸パターンの肩部、またはすそ部の平面位
置として求め、該凹凸パターンの前記一次元方向の平面
的寸法を算出することを特徴とする検査方法。 - 【請求項２】表面に凹凸パターンが形成された被検査体
の表面からの反射光を、該被検査体の表面の測定対象凹
凸パターンの高さの範囲を含めて前記表面に対して鉛直
方向に段階的に焦点位置を変えて検出し、 各焦点位置における一次元の輝度パターンの変曲点の中
で、略同一位置に表れる変曲点群をグループに分け、各
グループの変曲点群の中で最も輝度変化率の大きい変曲
点の位置を凹凸パターンの肩部、またはすそ部の平面位
置として求め、該凹凸パターンの前記一次元方向の平面
的寸法を算出し、 前記グループに分けた変曲点群の各変曲点における輝度
の傾きの絶対値を縦軸、該各変曲点を求めた焦点位置を
横軸とするグラフをグループ毎に求め、該各グラフの変
曲点に対応する焦点位置を前記凹凸パターンの肩部、ま
たはすそ部の高さ位置として求め、前記凹凸パターンの
立体的寸法を算出することを特徴とする検査方法。 - 【請求項３】表面に凹凸パターンが形成された被検査体
の表面からの反射光を、該被検査体の表面の測定対象凹
凸パターンの高さの範囲を含めて前記表面に対して鉛直
方向に段階的に焦点位置を変えて検出するパターン検出
部と、 該パターン検出部による前記凹凸パターンの検出時にお
ける焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、 各焦点位置における一次元の輝度パターンの変曲点の中
で、略同一位置に表れる変曲点群をグループに分け、各
グループの変曲点群の中で最も輝度変化率の大きい変曲
点の位置を凹凸パターンの肩部、またはすそ部部の平面
位置として求め、該凹凸パターンの前記一次元方向の平
面的寸法を算出する平面寸法演算手段と、 前記グループに分けた変曲点群の各変曲点における輝度
の傾きの絶対値を縦軸、該各変曲点を求めた焦点位置を
横軸とするグラフをグループ毎に求め、該各グラフの変
曲点に対応する焦点位置を前記凹凸パターンの肩部、ま
たはすそ部の高さ位置として求め、前記凹凸パターンの
立体的寸法を算出する立体寸法演算手段とを備えること
を特徴とする検査装置。 - 【請求項４】前記パターン検出部は、照明系、結像系お
よび検出素子を有してなる特許請求の範囲第２項記載の
検査装置。 - 【請求項５】前記検出素子は一次元配列した電荷結合素
子である特許請求の範囲第３項記載の検査装置。 - 【請求項６】前記検出素子は二次元配列した固体撮像素
子である特許請求の範囲第３項記載の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246023A JP2539778B2 (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 検査方法および検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246023A JP2539778B2 (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 検査方法および検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124809A JPS61124809A (ja) | 1986-06-12 |
| JP2539778B2 true JP2539778B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=17142294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246023A Expired - Lifetime JP2539778B2 (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 検査方法および検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539778B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0247503A (ja) * | 1988-08-10 | 1990-02-16 | Nec Kyushu Ltd | 線幅測定器 |
| JP2928548B2 (ja) * | 1989-08-02 | 1999-08-03 | 株式会社日立製作所 | 立体形状検出方法及びその装置 |
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| JP5369564B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2013-12-18 | 株式会社ニコン | 形状測定装置 |
| JP5369563B2 (ja) * | 2008-09-11 | 2013-12-18 | 株式会社ニコン | 形状測定装置 |
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| DE102017003231A1 (de) * | 2017-04-03 | 2018-10-04 | Mühlbauer Gmbh & Co. Kg | Optisches Bauteilerfassungssystem und Verfahren zum Erfassen mindestens eines Bauteils |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5858740A (ja) * | 1981-10-02 | 1983-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体ウエハのそり測定装置 |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59246023A patent/JP2539778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61124809A (ja) | 1986-06-12 |
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