JP3232340B2 - 大口径平面の干渉測定法 - Google Patents
大口径平面の干渉測定法Info
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- JP3232340B2 JP3232340B2 JP13848998A JP13848998A JP3232340B2 JP 3232340 B2 JP3232340 B2 JP 3232340B2 JP 13848998 A JP13848998 A JP 13848998A JP 13848998 A JP13848998 A JP 13848998A JP 3232340 B2 JP3232340 B2 JP 3232340B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は大口径平面干渉測定法
に関するものである。この発明は半導体産業や光学機械
産業において利用することができる。
に関するものである。この発明は半導体産業や光学機械
産業において利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】例えば半導体産業においては２５６Ｍｂ
ｉｔにおよぶメモリの集積化が進み、これに対して現状
でのマスクパタンの露光条件は直径３０ｃｍに及ぶシリ
コンウェ−ファ−に対して焦点深度±０．５ミクロンと
厳しくなり、それに対応する精度でウェ−ファ−の形状
を測定する必要がある。
ｉｔにおよぶメモリの集積化が進み、これに対して現状
でのマスクパタンの露光条件は直径３０ｃｍに及ぶシリ
コンウェ−ファ−に対して焦点深度±０．５ミクロンと
厳しくなり、それに対応する精度でウェ−ファ−の形状
を測定する必要がある。
【０００３】このウェ−ファ−の場合を含めて平面の形
状を測定する場合には光干渉計は、、光学部品などの鏡
面などの被測定平面の形状を、非接触で、高精度に、し
かも全面同時に計測できるため、極めて有効な検査手段
となっている。通常、平面はフィゾ−干渉計によって計
測される。フィゾ−干渉計は直径１０ｃｍ程度の鏡面の
平面度を非接触で高精度に計測することができ、既に国
内外の数社が装置を市販している。
状を測定する場合には光干渉計は、、光学部品などの鏡
面などの被測定平面の形状を、非接触で、高精度に、し
かも全面同時に計測できるため、極めて有効な検査手段
となっている。通常、平面はフィゾ−干渉計によって計
測される。フィゾ−干渉計は直径１０ｃｍ程度の鏡面の
平面度を非接触で高精度に計測することができ、既に国
内外の数社が装置を市販している。
【０００４】
【解決すべき課題】しかし、このようなフィゾ−干渉計
で大きな平面を計測する場合、大口径高精度基準面と大
口径高精度レンズが必要で、特に前者は製作が大変難し
く、その結果装置も高価となり、また重量が大きくなり
装置も嵩張るため、問題となっている。また従来の小口
径フィゾ−干渉計を走査して、一部重複しながら部分的
に多数回測定して全体の形状を求める方法も考えられる
が、平面形状誤差の傾斜が大きい場合に、縞の本数が大
きくなりすぎて計測不能となってしまう。また走査時に
おける傾き誤差が不必要なティルト縞を生じ、その結果
縞の計測感度が場所によって変わることになり、計測精
度が悪くなる。
で大きな平面を計測する場合、大口径高精度基準面と大
口径高精度レンズが必要で、特に前者は製作が大変難し
く、その結果装置も高価となり、また重量が大きくなり
装置も嵩張るため、問題となっている。また従来の小口
径フィゾ−干渉計を走査して、一部重複しながら部分的
に多数回測定して全体の形状を求める方法も考えられる
が、平面形状誤差の傾斜が大きい場合に、縞の本数が大
きくなりすぎて計測不能となってしまう。また走査時に
おける傾き誤差が不必要なティルト縞を生じ、その結果
縞の計測感度が場所によって変わることになり、計測精
度が悪くなる。
【０００５】また大きな面積の平面度を測定する従来の
他の方法に斜入射干渉計があるが、これは全面同時に計
測できるが、感度がやや低いことと装置が嵩張るのが問
題である。
他の方法に斜入射干渉計があるが、これは全面同時に計
測できるが、感度がやや低いことと装置が嵩張るのが問
題である。
【０００６】このようなことから、高精度で大口径平面
の測定が可能であり、参照平面が不要であり、測定装置
の構成も簡単にすることができる大口径平面の測定技術
の開発が望まれている。
の測定が可能であり、参照平面が不要であり、測定装置
の構成も簡単にすることができる大口径平面の測定技術
の開発が望まれている。
【０００７】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、高精度で大口径平面の測定が可能であ
り、参照平面が不要であり、測定装置の構成も簡単にす
ることができる大口径平面の干渉測定法を提供すること
を目的とするものである。
たものであって、高精度で大口径平面の測定が可能であ
り、参照平面が不要であり、測定装置の構成も簡単にす
ることができる大口径平面の干渉測定法を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決すべき手段】この目的に対応して、この発
明の大口径平面の干渉測定法は被測定平面を多数の微小
被測定面に区分し、横シア干渉計を前記被測定平面に走
査して測定箇所を一部重複させながら前記全部の微小被
測定面を横シア干渉により測定し、微小被測定面につい
ての測定結果を前記被測定平面にわたって連結すること
を特徴としている。
明の大口径平面の干渉測定法は被測定平面を多数の微小
被測定面に区分し、横シア干渉計を前記被測定平面に走
査して測定箇所を一部重複させながら前記全部の微小被
測定面を横シア干渉により測定し、微小被測定面につい
ての測定結果を前記被測定平面にわたって連結すること
を特徴としている。
【０００９】また、この発明の大口径平面の干渉測定装
置は、レーザー光源と前記レーザー光源から発したレー
ザー光を平行光にして測定用開口部を通して被測定平面
に照射する光学系と、前記被測定平面からの反射光を２
分割する平行平面板と、前記２分割された反射光の干渉
縞を検出する検出器とを取り付けており、かつ前記測定
用開口部を被測定平面と対向する部分に設けてあるフレ
ームと、前記フレームをガイドレールに沿って移動させ
る走査装置とを有する横シア干渉計走査ヘッドを備え、
被測定平面を多数の微小被測定面に区分し、横シア干渉
計を前記被測定平面に走査して測定箇所を一部重複させ
ながら前記全部の微小被測定面を横シア干渉により測定
し、微小被測定面についての測定結果を前記被測定平面
にわたって連結することを特徴としている。
置は、レーザー光源と前記レーザー光源から発したレー
ザー光を平行光にして測定用開口部を通して被測定平面
に照射する光学系と、前記被測定平面からの反射光を２
分割する平行平面板と、前記２分割された反射光の干渉
縞を検出する検出器とを取り付けており、かつ前記測定
用開口部を被測定平面と対向する部分に設けてあるフレ
ームと、前記フレームをガイドレールに沿って移動させ
る走査装置とを有する横シア干渉計走査ヘッドを備え、
被測定平面を多数の微小被測定面に区分し、横シア干渉
計を前記被測定平面に走査して測定箇所を一部重複させ
ながら前記全部の微小被測定面を横シア干渉により測定
し、微小被測定面についての測定結果を前記被測定平面
にわたって連結することを特徴としている。
【００１０】
【実施の態様】以下、この発明の詳細を一実施例を示す
図面について説明する。図１において、１は干渉測定装
置である。干渉測定装置１は横シア干渉計２及び走査装
置３とを備えている。横シア干渉計２は横シア干渉計ヘ
ッド４及び制御装置５を備えている。横シア干渉計ヘッ
ド４はフレ−ム６内にレ−ザ−光源７、コリメ−タレン
ズ８、平行平面板９、結像レンズ１１、フィルタ１２及
びＣＣＤ画像検出器等の検出器１３を備えている。フレ
−ム６には測定用開口部１４が形成されていて、この測
定用開口部１４を通して出射光及び反射光が出入りす
る。横シア干渉計ヘッド４は走査装置３の走査レ−ル１
５に沿って移動可能である。このような干渉測定装置１
を使用してこの発明の大口径平面の干渉測定法は次のよ
うにして行われる。横シア干渉法自体の平面測定の原理
は公知のものであるが、ここで略説すれば、レ−ザ光源
７から出射したレ−ザ光はコリメ−タレンズ８で平行光
となり、被測定平面１７を照明して被測定平面１７の影
響を受けて反射され、平行平面板９の表面と裏面で反射
されて基準光波面Ａと物体光波面Ｂに２分割される。こ
れが干渉して形状誤差を表す干渉縞が形成され、この干
渉縞が検出器１３で検出される。横シア干渉計ヘッド４
の測定用開口部１４の幅をｄとし、測定平面１７を走査
方向の幅がｄの多数の微小被測定面１８に区分し、横シ
ア干渉計ヘッド４を測定対象物１６の被測定平面１７に
近接させ、走査レ−ル１５に沿ってｘ方向にｄ／２ずつ
移動させて被測定平面全面について干渉縞画像を得る。
次に横シア干渉計ヘッド４を回転させてｙ方向にΔｙの
大きさのシアを生じるようにし、同じくｙ方向にｄ／２
ずつ移動させて被測定平面全面について干渉縞画像を得
る。それぞれの微小被測定面１８についての計測結果は
制御装置５に入力してこれらを解析することによって被
測定平面の平面度が検査できる。
図面について説明する。図１において、１は干渉測定装
置である。干渉測定装置１は横シア干渉計２及び走査装
置３とを備えている。横シア干渉計２は横シア干渉計ヘ
ッド４及び制御装置５を備えている。横シア干渉計ヘッ
ド４はフレ−ム６内にレ−ザ−光源７、コリメ−タレン
ズ８、平行平面板９、結像レンズ１１、フィルタ１２及
びＣＣＤ画像検出器等の検出器１３を備えている。フレ
−ム６には測定用開口部１４が形成されていて、この測
定用開口部１４を通して出射光及び反射光が出入りす
る。横シア干渉計ヘッド４は走査装置３の走査レ−ル１
５に沿って移動可能である。このような干渉測定装置１
を使用してこの発明の大口径平面の干渉測定法は次のよ
うにして行われる。横シア干渉法自体の平面測定の原理
は公知のものであるが、ここで略説すれば、レ−ザ光源
７から出射したレ−ザ光はコリメ−タレンズ８で平行光
となり、被測定平面１７を照明して被測定平面１７の影
響を受けて反射され、平行平面板９の表面と裏面で反射
されて基準光波面Ａと物体光波面Ｂに２分割される。こ
れが干渉して形状誤差を表す干渉縞が形成され、この干
渉縞が検出器１３で検出される。横シア干渉計ヘッド４
の測定用開口部１４の幅をｄとし、測定平面１７を走査
方向の幅がｄの多数の微小被測定面１８に区分し、横シ
ア干渉計ヘッド４を測定対象物１６の被測定平面１７に
近接させ、走査レ−ル１５に沿ってｘ方向にｄ／２ずつ
移動させて被測定平面全面について干渉縞画像を得る。
次に横シア干渉計ヘッド４を回転させてｙ方向にΔｙの
大きさのシアを生じるようにし、同じくｙ方向にｄ／２
ずつ移動させて被測定平面全面について干渉縞画像を得
る。それぞれの微小被測定面１８についての計測結果は
制御装置５に入力してこれらを解析することによって被
測定平面の平面度が検査できる。
【００１１】
【発明の効果】この発明の干渉測定法では従来のフィゾ
−干渉計ヘッドを走査する方法に比べて、参照面が不要
なこと、平面形状誤差の傾斜が大きい場合にも縞の本数
が多くなりすぎて計測不能とはなりにくいこと、走査時
における傾き誤差が不要なティルト縞を生ぜず、従って
縞の計測感度は場所によって変わることなく一定で、計
測精度が悪くならないという利点がある。例えばｚ＝ｘ
２＋ｙ２のような形状誤差を持っている平面を計測する
場合を考える。これを従来のフィゾ−干渉ヘッドを走査
する方法で計測すると、走査するにつれて（ｘが大きく
なるにつれて）だんだん干渉縞の密度が高くなってつい
には（ｘ＝ｘｌｉｍ）検出器の解像力を越えて計測不能
となる。さらに走査に伴う微小傾き誤差でもいくつかの
縞が重ね合わされてｘ＝ｘｌｉｍになる前に計測不能と
なる可能性がある。それにくらべ本方法は縞の間隔は一
定であるため、どこまでいっても計測可能である。また
走査に伴う微小な傾き誤差の影響はほとんど無い。
−干渉計ヘッドを走査する方法に比べて、参照面が不要
なこと、平面形状誤差の傾斜が大きい場合にも縞の本数
が多くなりすぎて計測不能とはなりにくいこと、走査時
における傾き誤差が不要なティルト縞を生ぜず、従って
縞の計測感度は場所によって変わることなく一定で、計
測精度が悪くならないという利点がある。例えばｚ＝ｘ
２＋ｙ２のような形状誤差を持っている平面を計測する
場合を考える。これを従来のフィゾ−干渉ヘッドを走査
する方法で計測すると、走査するにつれて（ｘが大きく
なるにつれて）だんだん干渉縞の密度が高くなってつい
には（ｘ＝ｘｌｉｍ）検出器の解像力を越えて計測不能
となる。さらに走査に伴う微小傾き誤差でもいくつかの
縞が重ね合わされてｘ＝ｘｌｉｍになる前に計測不能と
なる可能性がある。それにくらべ本方法は縞の間隔は一
定であるため、どこまでいっても計測可能である。また
走査に伴う微小な傾き誤差の影響はほとんど無い。
【００１２】このように、本発明であるシア干渉計を走
査させて、一部重複しながら部分的に多数回測定して全
体の形状を求める方法は、参照平面が不要なこと、平面
形状誤差の傾斜が大きい場合にも縞の本数が多くなりす
ぎて計測不能とはなりにくいこと、走査時における傾き
誤差が不要なティルト縞を生ぜず、従って縞の計測感度
は場所によって変わることなく一定で、計測精度が悪く
ならない。
査させて、一部重複しながら部分的に多数回測定して全
体の形状を求める方法は、参照平面が不要なこと、平面
形状誤差の傾斜が大きい場合にも縞の本数が多くなりす
ぎて計測不能とはなりにくいこと、走査時における傾き
誤差が不要なティルト縞を生ぜず、従って縞の計測感度
は場所によって変わることなく一定で、計測精度が悪く
ならない。
【００１３】また大きな面積の平面度を測定する従来の
他の方法に斜入射干渉計があるが、これは全面同時に計
測できるが、感度がやや低いことと装置が嵩張るのが問
題である。また計測面積が極めて大きい場合計測できな
くなる。それに対して本装置は小型軽量ヘッドと走査装
置があればよく簡単な構造で、極めて大きな面積でも計
測できる。
他の方法に斜入射干渉計があるが、これは全面同時に計
測できるが、感度がやや低いことと装置が嵩張るのが問
題である。また計測面積が極めて大きい場合計測できな
くなる。それに対して本装置は小型軽量ヘッドと走査装
置があればよく簡単な構造で、極めて大きな面積でも計
測できる。
【００１４】本装置では、小さな横シア干渉ヘッドを走
査することにより、大きな面積の鏡面の平面度を計測で
きるようになる。その際、ヘッド走査における微小な傾
きや位置ずれ誤差が干渉縞にほとんど影響を与えないの
で、極めて大きな面積の鏡面の平面度が計測できる。こ
れは例えばシリコンウェ−ファ−や磁気ディスクのよう
な大きな面積の平面度を高精度に検査するのに有効とな
る。
査することにより、大きな面積の鏡面の平面度を計測で
きるようになる。その際、ヘッド走査における微小な傾
きや位置ずれ誤差が干渉縞にほとんど影響を与えないの
で、極めて大きな面積の鏡面の平面度が計測できる。こ
れは例えばシリコンウェ−ファ−や磁気ディスクのよう
な大きな面積の平面度を高精度に検査するのに有効とな
る。
【図１】この発明の干渉測定装置を示す構成説明図
【図２】被測定平面と微小被測定面の関係を示す平面説
明図
明図
１ 干渉測定装置 ２ 横シア干渉計 ３ 走査装置 ４ 横シア干渉計ヘッド ５ 制御装置 ６ フレ−ム ７ レ−ザ光源 ８ コリメ−タレンズ ９ 平行平面板 １１ 結像レンズ １２ フィルタ １３ 検出器 １４ 測定用開口部 １５ 走査レ−ル １６ 測定対象物 １７ 被測定平面 １８ 微小被測定面 Ａ 基準光波面 Ｂ 物体光波面
Claims (3)
- 【請求項１】被測定平面を多数の微小被測定面に区分
し、横シア干渉計を前記被測定平面に走査して測定箇所
を一部重複させながら前記全部の微小被測定面を横シア
干渉により測定し、微小被測定面についての測定結果を
前記被測定平面にわたって連結することを特徴とする大
口径平面の干渉測定法 - 【請求項２】前記横シア干渉計は前記微小被測定面の前
記走査方向の幅よりも小さい移動距離毎に前記測定をす
ることを特徴とする請求項１記載の大口径平面の干渉測
定法 - 【請求項３】レーザー光源と前記レーザー光源から発し
たレーザー光を平行光にして測定用開口部を通して被測
定平面に照射する光学系と、前記被測定平面からの反射
光を２分割する平行平面板と、前記２分割された反射光
の干渉縞を検出する検出器とを取り付けており、かつ前
記測定用開口部を被測定平面と対向する部分に設けてあ
るフレームと、前記フレームをガイドレールに沿って移
動させる走査装置とを有する横シア干渉計走査ヘッドを
備え、被測定平面を多数の微小被測定面に区分し、横シ
ア干渉計を前記被測定平面に走査して測定箇所を一部重
複させながら前記全部の微小被測定面を横シア干渉によ
り測定し、微小被測定面についての測定結果を前記被測
定平面にわたって連結することを特徴とする大口径平面
の干渉測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13848998A JP3232340B2 (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 大口径平面の干渉測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13848998A JP3232340B2 (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 大口径平面の干渉測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325846A JPH11325846A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3232340B2 true JP3232340B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=15223305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13848998A Expired - Lifetime JP3232340B2 (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | 大口径平面の干渉測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232340B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6473186B2 (en) * | 2000-05-22 | 2002-10-29 | Mitutoyo Corporation | Scanning wide-area surface shape analyzer |
| US7349072B2 (en) * | 2003-10-09 | 2008-03-25 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP5086655B2 (ja) * | 2007-02-06 | 2012-11-28 | 株式会社トプコン | 三次元形状測定装置及び三次元形状測定方法 |
-
1998
- 1998-05-20 JP JP13848998A patent/JP3232340B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11325846A (ja) | 1999-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |