JPH03231104A - 微小寸法測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 測定スリ７トと平行する形状を有しない微小測定パター
ンの寸法測定方法に関し、 測定スリットと平行でない形状の測定パターンの正確な
寸法測定を行うことが可能となる微小寸法測定方法の提
供を目的とし、 被測定物を搭載して移動するＸＹステージを具備し、前
記被測定物の測定パターンに測定スリットを位置合わせ
して前記測定パターンの寸法を測定する透過型寸法測定
装置において、前記測定パターンの寸法の測定を該寸法
の測定方向と直交する方向に微小寸法シフトして複数回
行い、該測定により得られた複数の測定値の比較により
、前記測定パターンの正確な測定値を得るよう構成する
。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、微小寸法測定方法に係り、特に測定スリ・７
トと平行する形状を有しない微小測定パターンの寸法測
定方法に関するものである。

半導体装置の製造工程に用いるフォトマスクの寸法測定
に用いられている透過型フォトマスク寸法測定装置にお
いては、この装置の測定スリットとフォトマスク上の測
定パターンの形状とを位置合わせすることによりフォト
マスクの測定パターンの寸法測定を行っているが、測定
パターンの形状・大きさによってはこの位置合わせが困
難な場合が生じている。

以上のような状況から、測定パターンの形状の如何にか
かわらずフォトマスクの測定パターンの寸法を正確−二
測定することが可能な微小寸法測定方法が要望されてい
る。

〔従来の技術〕

従来の微小寸法測定方法を第２図〜第３図により詳細に
説明する。

第３図は透過型フォトマスク寸法測定装置の概略構造を
示す図である。

光源１から出た光線はレンズ系２を通りミラー３で反射
されて直下に照射され、コンデンサレンズ４で集光され
てＸＹステージ５上にｉｔされているフォトマスク１１
に照射され、透過した光線は対物レンズ６で４０倍に拡
大されてミラー７で反射され、測定スリット８ａが形成
されているスリ、トミラー８に照射される。スリットミ
ラー８の測定スリット８ａの後ろにはフォトマル９がス
リットミラー８に固定して設けられており、この測定ス
リット８ａを通過した光線はこのフォトマル９に入り電
気信号に変換される。このスリットミラー８に照射され
た光線はスリットミラー８で反射され、図示しない光学
系により測定者が見ている接眼レンズの視野内に第２図
に示すように入射される。

この状態でＸＹステージ５を走査して測定スリ。

ト８ａを測定パターン１１ａの左端に合わす。そじてス
リ、トミラー８を第３図（ｂｌに矢印にて示す方向乙こ
走査すると、測定スリット８ａが右方向に移動するので
、測定パターン１１ａの右端に合わす。

このようにしてスリットミラー８を移動すると、対物レ
ンズ６によって拡大されたフォトマスク１１の拡大像の
明暗に応した電気信号が得られる。この電気信号は、ス
リットミラー８と同一走査線上に設置されたリニアエン
コーダ１０のパルスに同調して図示しない処理系に取り
こまれて記憶される。

そ巳で、記憶された電気信号の軌跡と、図云二ない操作
パネルで設定されたスライスレヘルから、測定パターン
１１ａに測定スリメト８ａを位１合わせした工、ジ位置
が算出されます。さらムこ、得られた２点のエツジ位置
の差に対して倍率補正が施され、測定値が得られる。

この場合測定スリット８ａの走査線が測定パターン１１
ａの中心を正ｆ！二二通過しておれば、第２図に示すよ
うな正確な直径りの測定が可能であるが、図に示すよう
に測定スリン）−８ａの走査線が測定パターン１１ａの
中心からｅだけ偏心した状態で測定すると、Ｄよりも小
さなり゛が直径の測定値であると誤測定することになる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した従来の微小寸法測定方法においては、測定
スリ７トと平行な形状の測定パターンを測定する場合に
は、測定スリットと測定パターンの形状とを正確に一致
させることが可能であるが、第２図に示すコンタクトホ
ールのような円形の測定パターンの直径を測定する場合
に２よ、測定スリ７）を測定パターンの中心線上に正確
に走査させることが困難になり、誤測定が行われる確率
が非常に高くなるという問題点があった。

本発明は以上のような状況から、測定スリットと平行で
ない形状の測定パターンの正確な寸法測定を行うことが
可能となる微小寸法測定方法の提供を目的としたもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の微小寸法測定方法は、被測定物を搭載して移動
するＸＹステージを具備し、前記被測定物の測定パター
ンに測定スリットを位置合わせして前記測定パターンの
寸法を測定する透過型寸法測定装置において、前記測定
パターンの寸法の測定を該寸法の測定方向と直交する方
向に微小寸法シフトして複数回行い、該測定により得ら
れた複数の測定値の比較により、前記測定パターンの正
確な測定値を得るよう構成する。

〔作用〕

即ち本発明においては測定スリットと平行していない測
定パターンの寸法を測定する場合に、測定方向と直交す
る方向に微小寸法シフトして複数回の測定を行い、その
結果得られた測定値を比較して最も大きな値を採用する
ことにより、真実の直径の値に掻めて近い測定値を得る
ことが可能となる。

〔実施例〕

以下第１図、第３図により直径が１μｍのコンタクトホ
ールの測定パターンを測定する本発明の一実施例につい
て詳細に説明する。

本実施例に用いる透過型フォトマスク寸法測定装置は従
来から用いている第３図に示すものと同しである。

本実施例においては、従来の技術において行ったのと同
様の測定を、まず第１図において■と示す走査線上で測
定を行い測定値ｄ１を得る。

つぎに透過型フォトマスク寸法測定装置のＸＹステージ
５を測定方向と直交する方向に図にＢと示す間隔、例え
ば０．２５μｍシフトして■と示す走査線上で測定を行
い測定値Ｄ１を得る。

更に透過型フォトマスク寸法測定装置のｘｙステージ５
を測定方向と直交する方向に図にＢと示す間隔、例えば
０．２５μｍシフトして■と示す走査線上で測定を行い
測定値ｄ２を得る。

このように三回測定を行って得たｄ＋、Ｄ＋、ｄｚの三
つの測定値の内の最大値を測定パターン１１ａの直径と
して採用することにより、真実の直径の値に極めて近い
測定値を得ることが可能となる。

本実施例においては測定回数を３回としたが、測定回数
は３回に限定されるものではなく、必要に応して増減す
ることは可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、測定方
向と直交する方向に微小寸法シフトして複数回測定する
ことにより、測定スリットと平行でない形状を有する極
めて微小な測定パターンの寸法測定を正確に行うことが
可能となる利点があり、著しい信頼性向上の効果が期待
できる微小寸法測定方法の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の測定方法を説明する図
、 第２図は従来の寸法測定方法を説明する図、第３図は本
発明に用いる透過型フォトマスク寸法測定装置の概略構
造を示す図、である。 図において、 １は光源、　　　　　　２はレンズ系、３はミラー　　
　　　　４はコンデンサレンズ、５はＸＹステージ、　
　６は対物レンズ、７はミラー　　　　　　８はスリッ
トミラー８８は測定スリット、　９はフォトマル、１０
はリニアエンコーダ、１１はフォトマスク、１１ａは測
定パターン、　を示す。 本発明による一実施例の測定方法を説明する図第 図 従来の測定方法を説明する図 （ａｌ 光学系統図 本発明に用いる透過型フォトマスク寸法測定装置の概略
構成図率 図 （その１） （ｂｌ Ａ−Ａ矢視図 ＋ａ Ｂ矢視図 本発明に用いる透過型フォトマスク寸法測定装置の概略
構成図率 図（その２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被測定物（１１）を搭載して移動するＸＹステージ（５
   ）を具備し、前記被測定物（１１）の測定パターン（１
   １ａ）に測定スリット（８ａ）を位置合わせして前記測
   定パターン（１１ａ）の寸法を測定する透過型寸法測定
   装置において、 前記測定パターン（１１ａ）の寸法の測定を、該寸法の
   測定方向と直交する方向に微小寸法シフトして複数回行
   い、該測定により得られた複数の測定値の比較により、
   前記測定パターン（１１ａ）の正確な測定値を得ること
   を特徴とする微小寸法測定方法。