JPH0324965B2 - - Google Patents
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- JPH0324965B2 JPH0324965B2 JP59134986A JP13498684A JPH0324965B2 JP H0324965 B2 JPH0324965 B2 JP H0324965B2 JP 59134986 A JP59134986 A JP 59134986A JP 13498684 A JP13498684 A JP 13498684A JP H0324965 B2 JPH0324965 B2 JP H0324965B2
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- optical system
- coordinates
- grid
- coordinate
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
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Classifications
-
- 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
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
-
- 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
- G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera 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
- G01B11/02—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、固体の表面上の座標を、固体のこの
表面に対して特定の間隔をおいて配置される二次
元の参照面により高精度で決定するための方法お
よびこのような方法を実施するための装置に関す
る。
表面に対して特定の間隔をおいて配置される二次
元の参照面により高精度で決定するための方法お
よびこのような方法を実施するための装置に関す
る。
固体の表面上の構造の寸法が正しいか否かの検
査はますます困難になる。なぜならば、一方では
検査すべき表面の寸法がますます大きくなり、他
方ではこれらの表面上の構造がますます高い精度
で検査されなければならないからである。たとえ
ば半導体ウエーハの表面上の相続く構造の検査の
際には0.1μｍ以上の精度が要求される。その際、
これらの半導体ウエーハはたとえば6″＝150mmの
寸法を有する。
査はますます困難になる。なぜならば、一方では
検査すべき表面の寸法がますます大きくなり、他
方ではこれらの表面上の構造がますます高い精度
で検査されなければならないからである。たとえ
ば半導体ウエーハの表面上の相続く構造の検査の
際には0.1μｍ以上の精度が要求される。その際、
これらの半導体ウエーハはたとえば6″＝150mmの
寸法を有する。
個々の座標の間の10cm以上の距離にわたり0.1μ
ｍの精度で固体の表面上の座標を測定することは
レーザー干渉による非常に高価な“測定機械”に
より可能である。これらの“測定機械”は非常に
高価であり、また一般に特殊に形成された測定空
間および特別に教育された専門家を必要とする。
ｍの精度で固体の表面上の座標を測定することは
レーザー干渉による非常に高価な“測定機械”に
より可能である。これらの“測定機械”は非常に
高価であり、また一般に特殊に形成された測定空
間および特別に教育された専門家を必要とする。
ヨーロツパ特許出願EP65429A1から、高精度
で固体の表面上の座標を光学的に測定するための
１つの方法および装置は公知である。この場合、
１つの格子を設けられた参照物体が固体の検査す
べき表面と一緒に１つのテーブルにより１つのレ
ーザー干渉装置を越えてずらされる。参照物体の
格子は平行な線のほかには格子構造を有していな
い。従つて、この参照物体の格子は周期としての
２つの線の間に間隔を有する非常に簡単な周期性
を有する。レーザービームはこの参照物体の格子
上に、この参照物体のこの格子における回折の際
に２つの部分ビームに分割されるように衝突す
る。次いで、これらの両部分ビームの重なりが評
価される。この公知の装置の欠点は、固体の検査
すべき表面の座標が絶対的に指示され得ないこと
である。それどころか、固体の検査すべき表面上
のそれぞれ２つの点の間の間隔しか指示され得な
い。この場合、固体の検査すべき表面上のそれぞ
れ２つの点の間のこのような間隔が、固体の検査
すべき表面が参照物体と一緒にずらされる際に、
参照物体の格子上のレーザービームの衝突範囲に
対してずらされている格子線の数が計算されなけ
ればならないことによつてしか求められ得ないこ
とも欠点である。
で固体の表面上の座標を光学的に測定するための
１つの方法および装置は公知である。この場合、
１つの格子を設けられた参照物体が固体の検査す
べき表面と一緒に１つのテーブルにより１つのレ
ーザー干渉装置を越えてずらされる。参照物体の
格子は平行な線のほかには格子構造を有していな
い。従つて、この参照物体の格子は周期としての
２つの線の間に間隔を有する非常に簡単な周期性
を有する。レーザービームはこの参照物体の格子
上に、この参照物体のこの格子における回折の際
に２つの部分ビームに分割されるように衝突す
る。次いで、これらの両部分ビームの重なりが評
価される。この公知の装置の欠点は、固体の検査
すべき表面の座標が絶対的に指示され得ないこと
である。それどころか、固体の検査すべき表面上
のそれぞれ２つの点の間の間隔しか指示され得な
い。この場合、固体の検査すべき表面上のそれぞ
れ２つの点の間のこのような間隔が、固体の検査
すべき表面が参照物体と一緒にずらされる際に、
参照物体の格子上のレーザービームの衝突範囲に
対してずらされている格子線の数が計算されなけ
ればならないことによつてしか求められ得ないこ
とも欠点である。
本発明が解決しようとする問題点は、冒頭に記
載した種類の方法として、固体の表面上の座標
が、固体のこの表面が静止しており且つずらされ
ない場合にも求められ得る方法を提供すること、
及びこの方法を実施するための装置を提供するこ
とにある。
載した種類の方法として、固体の表面上の座標
が、固体のこの表面が静止しており且つずらされ
ない場合にも求められ得る方法を提供すること、
及びこの方法を実施するための装置を提供するこ
とにある。
上述の問題点を解決するため、本発明は、固体
の表面上の座標を決定するため、固体の表面の部
分領域が第１の光学系を用いて結像され、参照面
の部分領域が第２の光学系を用いて結像され、第
１の光学系と第２の光学系によつて作られた像が
重畳される方法において、座標測定格子を有する
参照面が固体と共に１つのテーブル上に固体表面
に平行に向くように取り付けられ、同じ光軸を有
する光学系により作られた固体表面と参照面の重
畳像が評価ユニツトに導かれ、固体表面上の点の
位置が座標測定格子により決定され、この座標測
定格子が測定中は静止し固体に対し相対的に移動
しないようになつているものである。
の表面上の座標を決定するため、固体の表面の部
分領域が第１の光学系を用いて結像され、参照面
の部分領域が第２の光学系を用いて結像され、第
１の光学系と第２の光学系によつて作られた像が
重畳される方法において、座標測定格子を有する
参照面が固体と共に１つのテーブル上に固体表面
に平行に向くように取り付けられ、同じ光軸を有
する光学系により作られた固体表面と参照面の重
畳像が評価ユニツトに導かれ、固体表面上の点の
位置が座標測定格子により決定され、この座標測
定格子が測定中は静止し固体に対し相対的に移動
しないようになつているものである。
また本発明は、固体の表面の部分領域を結像す
るための第１の光学系と、固体の表面に平行に向
いた参照面の部分領域を結像するための第２の光
学系と、第１の光学系と第２の光学系により作ら
れた像を重畳するための装置とを備えた固体の表
面上の座標を決定するための装置において、共通
の光軸を有する第１及び第２の光学系と、固体と
参照面とが取り付けられたテーブルと、像捕捉ユ
ニツトと、像捕捉ユニツトに接続され固体表面上
の点の位置を決定するための像評価ユニツトと、
参照面上に設けられた座標測定格子とを備え、座
標測定格子は参照面が固体に相対的に移動される
ことなく位置決定が可能なものである。
るための第１の光学系と、固体の表面に平行に向
いた参照面の部分領域を結像するための第２の光
学系と、第１の光学系と第２の光学系により作ら
れた像を重畳するための装置とを備えた固体の表
面上の座標を決定するための装置において、共通
の光軸を有する第１及び第２の光学系と、固体と
参照面とが取り付けられたテーブルと、像捕捉ユ
ニツトと、像捕捉ユニツトに接続され固体表面上
の点の位置を決定するための像評価ユニツトと、
参照面上に設けられた座標測定格子とを備え、座
標測定格子は参照面が固体に相対的に移動される
ことなく位置決定が可能なものである。
平行な顕微鏡装置を有する比較顕微鏡の公知の
配置と異なり、本発明による配置では２つの対物
レンズが１つの同一の光軸を有するという事実か
ら、温度ドリフトが本質的に少なく、また機械的
テーブル移動に課せられる要求が本質的に少なく
なる。
配置と異なり、本発明による配置では２つの対物
レンズが１つの同一の光軸を有するという事実か
ら、温度ドリフトが本質的に少なく、また機械的
テーブル移動に課せられる要求が本質的に少なく
なる。
以下、図面に示されている実施例により本発明
を一層詳細に説明する。
を一層詳細に説明する。
第１図には、本発明による座標参照顕微鏡の一
断面が示されている。この実施例では、固体Ｍ
（たとえば半導体ウエーハまたはその照射のため
に必要とされるマスク）の測定すべき表面に対し
て平行に１つの座標測定格子Ｋが存在する。この
座標測定格子Ｋは、１つの同一の光軸OA上でそ
れぞれ反対側から測定対象物（固体Ｍ）および座
標測定格子Ｋの顕微鏡観察が同時に行なわれ得る
ように配置されている。
断面が示されている。この実施例では、固体Ｍ
（たとえば半導体ウエーハまたはその照射のため
に必要とされるマスク）の測定すべき表面に対し
て平行に１つの座標測定格子Ｋが存在する。この
座標測定格子Ｋは、１つの同一の光軸OA上でそ
れぞれ反対側から測定対象物（固体Ｍ）および座
標測定格子Ｋの顕微鏡観察が同時に行なわれ得る
ように配置されている。
固体Ｍの表面の観察は１つの対物レンズＯ１を
介して行なわれる。座標測定格子Ｋの観察は１つ
の対物レンズＯ２を介して行なわれる。固体Ｍも
座標測定格子Ｋも１つのテーブルＴの上に互いに
特定の位置に取付けられている。このテーブルＴ
は１つのテーブルホルダーTHに対して直交xy座
標系の２つの座標方向に固体Ｍの表面に対して平
行に移動可能である。
介して行なわれる。座標測定格子Ｋの観察は１つ
の対物レンズＯ２を介して行なわれる。固体Ｍも
座標測定格子Ｋも１つのテーブルＴの上に互いに
特定の位置に取付けられている。このテーブルＴ
は１つのテーブルホルダーTHに対して直交xy座
標系の２つの座標方向に固体Ｍの表面に対して平
行に移動可能である。
１つのランプＬ１内で発生される光は１つのレ
ンズにより１つの半透過鏡Ｈ１と光軸OAとの交
点上に焦点を結ばせられる。この交点でランプＬ
１からの光は偏向させられ、光軸OAに沿つて対
物レンズＯ１を通過し、固体Ｍの表面上の衝突点
でこの表面の一部分を照射する。固体Ｍのこの部
分への衝突後にこの光の一部分は光軸OAに沿つ
て対物レンズＯ１を通過して反射され、偏向鏡Ｓ
１で偏向させられる。光のこの反射および偏向部
分は１つの半透過鏡Ｈの上に衝突し、そこで２つ
の部分光線に分割される。これらの両部分光線の
一方は１つの接眼レンズOkに到達する。これら
の両部分光線の他方は１つのテレビカメラTVに
よりとらえられる。
ンズにより１つの半透過鏡Ｈ１と光軸OAとの交
点上に焦点を結ばせられる。この交点でランプＬ
１からの光は偏向させられ、光軸OAに沿つて対
物レンズＯ１を通過し、固体Ｍの表面上の衝突点
でこの表面の一部分を照射する。固体Ｍのこの部
分への衝突後にこの光の一部分は光軸OAに沿つ
て対物レンズＯ１を通過して反射され、偏向鏡Ｓ
１で偏向させられる。光のこの反射および偏向部
分は１つの半透過鏡Ｈの上に衝突し、そこで２つ
の部分光線に分割される。これらの両部分光線の
一方は１つの接眼レンズOkに到達する。これら
の両部分光線の他方は１つのテレビカメラTVに
よりとらえられる。
第２のランプＬ２内で発生される光は同じく１
つのレンズにより１つの半透過鏡Ｈ２と光軸OA
との交点上に焦点を結ばせられる。ランプＬ２か
ら発生された光はこの半透過鏡Ｈ２での反射後に
光軸OAに沿つて対物レンズＯ２を通過し、座標
測定格子Ｋの１つの範囲を照射する。座標測定格
子Ｋの１つの範囲のこの照射の際に光の一部分が
光軸OAに沿つて反射され、その際に１つの偏向
鏡Ｓ２上に到達する。この反射および偏向光は同
じく半透過鏡Ｈの上に衝突する。その際にこの光
の一部分も接眼レンズOkに到達する。この光の
他の部分は同じくテレビカメラTVによりとらえ
られる。
つのレンズにより１つの半透過鏡Ｈ２と光軸OA
との交点上に焦点を結ばせられる。ランプＬ２か
ら発生された光はこの半透過鏡Ｈ２での反射後に
光軸OAに沿つて対物レンズＯ２を通過し、座標
測定格子Ｋの１つの範囲を照射する。座標測定格
子Ｋの１つの範囲のこの照射の際に光の一部分が
光軸OAに沿つて反射され、その際に１つの偏向
鏡Ｓ２上に到達する。この反射および偏向光は同
じく半透過鏡Ｈの上に衝突する。その際にこの光
の一部分も接眼レンズOkに到達する。この光の
他の部分は同じくテレビカメラTVによりとらえ
られる。
接眼レンズOk内でもテレビカメラTV内でも
固体Ｍの表面の１つの範囲からの結像と座標測定
格子Ｋからの結像との１つの重なりが得られる。
対物レンズＯ１およびＯ２はそれぞれ１つの同一
の光軸OAを有するので、固体Ｍの表面の結像さ
れた範囲と座標測定格子Ｋの結像された範囲とは
それぞれ光軸OAのまわりに直接に向かい合つて
いる。
固体Ｍの表面の１つの範囲からの結像と座標測定
格子Ｋからの結像との１つの重なりが得られる。
対物レンズＯ１およびＯ２はそれぞれ１つの同一
の光軸OAを有するので、固体Ｍの表面の結像さ
れた範囲と座標測定格子Ｋの結像された範囲とは
それぞれ光軸OAのまわりに直接に向かい合つて
いる。
固体Ｍの表面の結像された範囲と座標測定格子
Ｋの結像された範囲との、テレビカメラTVによ
りとらえられた重なりは１つの像評価用電子回路
Ｅのなかで評価され得る。この評価の結果は１つ
のモニタM0上に可視的にされ得る。座標参照顕
微鏡全体は１つの支えStにより保持される。
Ｋの結像された範囲との、テレビカメラTVによ
りとらえられた重なりは１つの像評価用電子回路
Ｅのなかで評価され得る。この評価の結果は１つ
のモニタM0上に可視的にされ得る。座標参照顕
微鏡全体は１つの支えStにより保持される。
座標測定格子Ｋの上に１つのスケールが位置し
ていれば、このスケールにより像評価用電子回路
Ｅのなかで直接にたとえば固体Ｍの表面上の２つ
の点の間の間隔が求められ得る。座標測定格子Ｋ
の上に１つの絶対スケールが位置していれば、こ
の絶対スケールに関してたとえば固体Ｍの表面上
の個々の点の座標も指示され得る。マスクおよび
それを介しての半導体ウエーハの調節のための研
究から、50μｍの観察領域内の線分の位置を自動
的に0.1μｍ以内の分解能で測定し得る方法は公知
である。このような方法がここに同じく採用され
得る。
ていれば、このスケールにより像評価用電子回路
Ｅのなかで直接にたとえば固体Ｍの表面上の２つ
の点の間の間隔が求められ得る。座標測定格子Ｋ
の上に１つの絶対スケールが位置していれば、こ
の絶対スケールに関してたとえば固体Ｍの表面上
の個々の点の座標も指示され得る。マスクおよび
それを介しての半導体ウエーハの調節のための研
究から、50μｍの観察領域内の線分の位置を自動
的に0.1μｍ以内の分解能で測定し得る方法は公知
である。このような方法がここに同じく採用され
得る。
電子線描画によるマスクの製造のための研究か
ら、必要な精度を有する座標測定格子Ｋを製造し
得る方法は公知である。たとえばマスク描画装置
により座標測定格子Ｋに対して必要とされるこの
ような構造がラツクまたはプレキシガラス内に形
成され得る。その際にマスク描画装置によりこの
ような座標測定格子Ｋに対する母対象物（マザー
オブジエクト）が製作される。座標測定格子Ｋに
対するこのような母対象物から、次いで、たとえ
ばシンクロトロン照射によりコピーが座標測定格
子Ｋとして形成され得る。
ら、必要な精度を有する座標測定格子Ｋを製造し
得る方法は公知である。たとえばマスク描画装置
により座標測定格子Ｋに対して必要とされるこの
ような構造がラツクまたはプレキシガラス内に形
成され得る。その際にマスク描画装置によりこの
ような座標測定格子Ｋに対する母対象物（マザー
オブジエクト）が製作される。座標測定格子Ｋに
対するこのような母対象物から、次いで、たとえ
ばシンクロトロン照射によりコピーが座標測定格
子Ｋとして形成され得る。
第２図には、座標測定格子Ｋの一実施例の原理
が示されている。第２図には、25μｍの“周期
性”を有する測定格子に対して可能な線分配置の
例が示されている。第２図による線分配置では、
40μｍの辺の長さを有する１つの観察領域内で
0.1μｍよりも良好な読出し精度が可能である。こ
のような座標測定格子Ｋが150mmの辺の長さのガ
ラス板上に被着され得る。この座標測定格子Ｋの
線分Ｓの厚みは2μｍである。
が示されている。第２図には、25μｍの“周期
性”を有する測定格子に対して可能な線分配置の
例が示されている。第２図による線分配置では、
40μｍの辺の長さを有する１つの観察領域内で
0.1μｍよりも良好な読出し精度が可能である。こ
のような座標測定格子Ｋが150mmの辺の長さのガ
ラス板上に被着され得る。この座標測定格子Ｋの
線分Ｓの厚みは2μｍである。
座標測定格子Ｋがステツプ・アンド・リピート
法で製作されることは有利である。シンクロトロ
ン照射リトグラフイはステツプ・アンド・リピー
ト法での本発明による座標測定格子Ｋの経済的な
製作を可能にする。本発明による座標測定格子Ｋ
は他の座標測定装置により検査され、その誤差を
記録され得る。
法で製作されることは有利である。シンクロトロ
ン照射リトグラフイはステツプ・アンド・リピー
ト法での本発明による座標測定格子Ｋの経済的な
製作を可能にする。本発明による座標測定格子Ｋ
は他の座標測定装置により検査され、その誤差を
記録され得る。
本発明の応用は第１図による実施例に限られて
いない。たとえば、本発明による参照測定原理は
電子−光学的マスク描画装置にも応用可能であ
り、その際に従来のレーザー干渉テーブル制御を
有利に置換することができよう。本発明による参
照測定原理は基本的にすべての種類のステツプ・
アンド・リピート照射機械にも適している。固体
たとえば半導体ウエーハの背面にもマスク構造が
有利に被着され得る。それによつて固体の表面で
の照射または他の加工過程に対する調節が有利に
実施され得る。
いない。たとえば、本発明による参照測定原理は
電子−光学的マスク描画装置にも応用可能であ
り、その際に従来のレーザー干渉テーブル制御を
有利に置換することができよう。本発明による参
照測定原理は基本的にすべての種類のステツプ・
アンド・リピート照射機械にも適している。固体
たとえば半導体ウエーハの背面にもマスク構造が
有利に被着され得る。それによつて固体の表面で
の照射または他の加工過程に対する調節が有利に
実施され得る。
固体Ｍの表面の加工の際に１つの同一の光線
が、この固体Ｍの表面を加工するためにも、この
固体Ｍの表面の部分範囲を本発明による方法で結
像するためにも用いられ得る。このようにして同
一の像評価用電子回路Ｅのなかで固体Ｍおよび参
照面Ｋの表面の結像を評価する際、時間および費
用が節減され得る。
が、この固体Ｍの表面を加工するためにも、この
固体Ｍの表面の部分範囲を本発明による方法で結
像するためにも用いられ得る。このようにして同
一の像評価用電子回路Ｅのなかで固体Ｍおよび参
照面Ｋの表面の結像を評価する際、時間および費
用が節減され得る。
たとえばテレビカメラTVのような検出器はた
とえば500×500の検出器要素を有し得る。サブマ
イクロ・リトグラフイの応用の際には検出器要素
あたりの分解能はたとえば0.1μｍである。検出器
は１つの次元内にたとえば500の検出器要素を有
するものとすれば、１つの次元内の検出器の全分
解能は0.1μｍ×500＝50μｍである。この例では、
直接に並び合つて参照面（座標測定格子Ｋ）上に
位置する種々のマスクはたかだか50μｍの間隔を
有し得よう。テーブルＴを良好に案内し得るため
に、参照面（座標測定格子Ｋ）上に粗座標を二次
元に配置することは有利であり、その際に各次元
内で、直接に並び合つて配置されたそれぞれ２つ
の粗座標は100μｍの間隔を有する。経済的な移
動テーブルＴが二次元の100μｍ粗座標スケール
用として市販されている。参照面（座標測定格子
Ｋ）上の二次元100μｍ粗座標スケールにおいて、
それぞれ２つの相続く粗座標のなかに線分Ｓを、
それらが座標測定格子Ｋ上で各次元内で25μｍの
“周期性”を有するように、またそれらが同時に
たとえばサブマイクロ・リトグラフイの応用の際
に0.1μｍよりも良好な分解能を可能にするように
配置することは有利である。非周期的な粗座標は
たとえば座標測定格子Ｋ上の線分の長さまたは形
状を相異なるものとすることにより定められ得
る。
とえば500×500の検出器要素を有し得る。サブマ
イクロ・リトグラフイの応用の際には検出器要素
あたりの分解能はたとえば0.1μｍである。検出器
は１つの次元内にたとえば500の検出器要素を有
するものとすれば、１つの次元内の検出器の全分
解能は0.1μｍ×500＝50μｍである。この例では、
直接に並び合つて参照面（座標測定格子Ｋ）上に
位置する種々のマスクはたかだか50μｍの間隔を
有し得よう。テーブルＴを良好に案内し得るため
に、参照面（座標測定格子Ｋ）上に粗座標を二次
元に配置することは有利であり、その際に各次元
内で、直接に並び合つて配置されたそれぞれ２つ
の粗座標は100μｍの間隔を有する。経済的な移
動テーブルＴが二次元の100μｍ粗座標スケール
用として市販されている。参照面（座標測定格子
Ｋ）上の二次元100μｍ粗座標スケールにおいて、
それぞれ２つの相続く粗座標のなかに線分Ｓを、
それらが座標測定格子Ｋ上で各次元内で25μｍの
“周期性”を有するように、またそれらが同時に
たとえばサブマイクロ・リトグラフイの応用の際
に0.1μｍよりも良好な分解能を可能にするように
配置することは有利である。非周期的な粗座標は
たとえば座標測定格子Ｋ上の線分の長さまたは形
状を相異なるものとすることにより定められ得
る。
第３図には、固体Ｍの表面上に１つの点の座標
を求めるための本発明による方法の原理が示され
ている。第３図の像はたとえば、固体Ｍの表面お
よび座標測定格子Ｋの結像がモニタM0のスクリ
ーン上で重ねられることにより、モニタM0上に
得られる。線分ＳまたはＡにより座標測定格子Ｋ
上の１つの参照点の絶対座標xS，ySが定められ
る。この参照点の座標xS，ySを求めるため、像評
価用電子回路Ｅにより線分ＳまたはＡにおいてそ
れぞれ各線分ＳまたはＡの両辺の間の対称平均化
が行なわれる。信号対雑音比を改善するため、線
分測定はそれぞれ線分ＳまたはＡに対して垂直に
行なわれる。このようにして、それぞれ線分中心
のｘおよびｙ座標が求められる。この目的でたと
えば、テレビカメラTVによりとらえられた像が
線分ＳまたはＡの辺に関して評価され得る。線分
中心の評価は像平面内の種々の間隙によつても行
なわれ得る。
を求めるための本発明による方法の原理が示され
ている。第３図の像はたとえば、固体Ｍの表面お
よび座標測定格子Ｋの結像がモニタM0のスクリ
ーン上で重ねられることにより、モニタM0上に
得られる。線分ＳまたはＡにより座標測定格子Ｋ
上の１つの参照点の絶対座標xS，ySが定められ
る。この参照点の座標xS，ySを求めるため、像評
価用電子回路Ｅにより線分ＳまたはＡにおいてそ
れぞれ各線分ＳまたはＡの両辺の間の対称平均化
が行なわれる。信号対雑音比を改善するため、線
分測定はそれぞれ線分ＳまたはＡに対して垂直に
行なわれる。このようにして、それぞれ線分中心
のｘおよびｙ座標が求められる。この目的でたと
えば、テレビカメラTVによりとらえられた像が
線分ＳまたはＡの辺に関して評価され得る。線分
中心の評価は像平面内の種々の間隙によつても行
なわれ得る。
座標測定格子Ｋ上の１つの参照点の絶対座標
xS，ySから出発して、評価用電子回路Ｅにより固
体Ｍの表面上の１つの点の絶対座標xF，yFが、像
軸（光軸OA）に関して絶対座標xS，ySの参照点
の相対座標，が求められることと、この像軸
OAに関してこの点（その絶対座標が指示される
べき点）の相対座標x′，y′が求められることとに
よつて求められる。固体Ｍの表面上のこの点（そ
の絶対座標が求められるべき点）は、たとえば１
つのマークＲのそれぞれ向かい合う辺の間が求め
られることによつて定められ得る。
xS，ySから出発して、評価用電子回路Ｅにより固
体Ｍの表面上の１つの点の絶対座標xF，yFが、像
軸（光軸OA）に関して絶対座標xS，ySの参照点
の相対座標，が求められることと、この像軸
OAに関してこの点（その絶対座標が指示される
べき点）の相対座標x′，y′が求められることとに
よつて求められる。固体Ｍの表面上のこの点（そ
の絶対座標が求められるべき点）は、たとえば１
つのマークＲのそれぞれ向かい合う辺の間が求め
られることによつて定められ得る。
対物レンズＯ１，Ｏ２としては、標準的に36倍
の倍率および0.5の開口を有する入射対物レンズ
が用いられ得る。
の倍率および0.5の開口を有する入射対物レンズ
が用いられ得る。
本発明による参照測定原理の実施の際、暗視野
結像も可能である。
結像も可能である。
テレビ像の電子式評価により線分ＳまたはＡの
座標位置を求めるための１つの方法は米国特許第
4238780号明細書に記載されている。
座標位置を求めるための１つの方法は米国特許第
4238780号明細書に記載されている。
参照面Ｋ上に格子線分Ｓは、これらが十分に長
くかつ直線状であり得るように、過度に密にでは
なく並び合つているべきである。さらに、これら
の格子線分Ｓは、１つの格子線分Ｓと他の格子線
分Ｓとが過度に近接していることにより格子線分
Ｓの位置を求めるのに支障が生じないように、十
分な間隔をおいて並び合つているべきである。他
方において、これらの格子線分Ｓは、結像評価シ
ステムの各視野内で少なくとも１つの格子線分Ｓ
が認められ得るように密に配置されているべきで
ある。視野の大きさはたとえば検出器要素（ピク
セル）あたり0.1μｍの所望の分解能により予め与
えられている。テレビカメラTVにおけるテレビ
行の現在通常の間隔では、直接に隣合つて互いに
平行な直線内に延びる２つのこのような格子線分
Ｓの間の25μｍの間隔が望ましい。
くかつ直線状であり得るように、過度に密にでは
なく並び合つているべきである。さらに、これら
の格子線分Ｓは、１つの格子線分Ｓと他の格子線
分Ｓとが過度に近接していることにより格子線分
Ｓの位置を求めるのに支障が生じないように、十
分な間隔をおいて並び合つているべきである。他
方において、これらの格子線分Ｓは、結像評価シ
ステムの各視野内で少なくとも１つの格子線分Ｓ
が認められ得るように密に配置されているべきで
ある。視野の大きさはたとえば検出器要素（ピク
セル）あたり0.1μｍの所望の分解能により予め与
えられている。テレビカメラTVにおけるテレビ
行の現在通常の間隔では、直接に隣合つて互いに
平行な直線内に延びる２つのこのような格子線分
Ｓの間の25μｍの間隔が望ましい。
線分Ｓは一般にバー要素と呼ばれ得る。これら
のバー要素は、それらの辺の間の仮想的中心を高
精度で求め得るように、過度に広くてはならな
い。他方において、これらのバー要素は製造上の
理由から有限の幅を有する。これらの理由から、
このようなバー要素の現在通常の製作方法では、
これらのバー要素に対して2μｍの幅が望ましい。
のバー要素は、それらの辺の間の仮想的中心を高
精度で求め得るように、過度に広くてはならな
い。他方において、これらのバー要素は製造上の
理由から有限の幅を有する。これらの理由から、
このようなバー要素の現在通常の製作方法では、
これらのバー要素に対して2μｍの幅が望ましい。
参照面Ｋは直交格子の形態で互いに垂直に配置
された直線状のバー要素を有するべきである。こ
れらのバー要素が交差点で中断されることは望ま
しい。バー要素により定められる直交格子はバー
要素の間に直交格子領域を有する。種々の直交格
子領域の区別のために、このような直交格子領域
のなかに種々の補助マークＡが配置されることは
望ましい。100μｍの粗座標の間隔では、補助マ
ークＡも同じく100μｍの間隔で繰返すことが望
ましい。直交格子領域内に配置されている補助マ
ークＡは直交格子領域内のスケーリングの決定を
可能にする。
された直線状のバー要素を有するべきである。こ
れらのバー要素が交差点で中断されることは望ま
しい。バー要素により定められる直交格子はバー
要素の間に直交格子領域を有する。種々の直交格
子領域の区別のために、このような直交格子領域
のなかに種々の補助マークＡが配置されることは
望ましい。100μｍの粗座標の間隔では、補助マ
ークＡも同じく100μｍの間隔で繰返すことが望
ましい。直交格子領域内に配置されている補助マ
ークＡは直交格子領域内のスケーリングの決定を
可能にする。
結像の評価の際に種々の検出器要素の間に強度
移行が存在しているので、内挿により全分解能
は、隣合う検出器要素の間の単なる間隔に相当す
るものよりも良好であり得る。
移行が存在しているので、内挿により全分解能
は、隣合う検出器要素の間の単なる間隔に相当す
るものよりも良好であり得る。
本発明は二次元内の固体Ｍの表面上の座標の決
定の際に角度忠実度および直線性を可能にする。
参照面Ｋによる二次元測定は省略され得る。それ
と異なり、たとえばレーザー干渉計により案内さ
れるテーブルＴでは基準鏡の直交性および直線性
の較正にもかかわらず二次元の測定の際に擾乱が
生じ得る。なぜならば、レーザー干渉計測定シス
テムによるこのような二次元の測定は２つの各次
元内の測定の重ね合わせから成つているからであ
る。
定の際に角度忠実度および直線性を可能にする。
参照面Ｋによる二次元測定は省略され得る。それ
と異なり、たとえばレーザー干渉計により案内さ
れるテーブルＴでは基準鏡の直交性および直線性
の較正にもかかわらず二次元の測定の際に擾乱が
生じ得る。なぜならば、レーザー干渉計測定シス
テムによるこのような二次元の測定は２つの各次
元内の測定の重ね合わせから成つているからであ
る。
第１図は本発明による座標参照顕微鏡の一断面
を解図的に示す図、第２図は本発明による座標測
定格子の原理を示す図、第３図は固体の表面上の
１つの点の座標を本発明により求めるための原理
を示す図である。 Ａ…線分（補助マーク）、Ｈ，Ｈ１，Ｈ２…半
透過鏡、Ｋ…座標測定格子、Ｍ…固体、M0…モ
ニタ、OA…光軸、Ｏ１，Ｏ２…対物レンズ、Ok
…接眼レンズ、Ｓ…線分、Ｔ…テーブル、TV…
テレビカメラ。
を解図的に示す図、第２図は本発明による座標測
定格子の原理を示す図、第３図は固体の表面上の
１つの点の座標を本発明により求めるための原理
を示す図である。 Ａ…線分（補助マーク）、Ｈ，Ｈ１，Ｈ２…半
透過鏡、Ｋ…座標測定格子、Ｍ…固体、M0…モ
ニタ、OA…光軸、Ｏ１，Ｏ２…対物レンズ、Ok
…接眼レンズ、Ｓ…線分、Ｔ…テーブル、TV…
テレビカメラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体Ｍの表面上の座標を決定するため、固体
Ｍの表面の部分領域が第１の光学系０１を用いて
結像され、参照面Ｋの部分領域が第２の光学系０
２を用いて結像され、第１の光学系０１と第２の
光学系０２によつて作られた像が重畳される方法
において、 座標測定格子を有する参照面Ｋが固体Ｍと共に
１つのテーブルＴ上に固体表面に平行に向くよう
に取り付けられ、同じ光軸を有する光学系０１，
０２により作られた固体表面と参照面Ｋの重畳像
が評価ユニツトＥに導かれ、固体表面上の点の位
置が座標測定格子により決定され、この座標測定
格子が測定中は静止し固体Ｍに対し相対的に移動
しないようになつていることを特徴とする固体表
面上の座標決定方法。 ２ 参照面Ｋが光軸OAに沿つて照射されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 光軸OAに関して参照面Ｋ上の第１の点の座
標ｘ，ｙおよび固体Ｍの表面上の第２の点の座標
x′，y′が求められ、これから第２の点の絶対座標
xF，yFが決定されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 参照面Ｋの像と固体Ｍの表面の像とを重畳す
るために半透過鏡Ｈが用いられることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
１項記載の方法。 ５ 重畳像が第３の光学系OKに視覚的観察のた
めに導かれることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項のいずれか１項記載の方法。 ６ 固体Ｍがその加工のために所定の仕方で移動
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
いし第５項のいずれか１項記載の方法。 ７ 固体Ｍの表面の部分領域を結像するための第
１の光学系０１と、固体Ｍの表面に平行に向いた
参照面Ｋの部分領域を結像するための第２の光学
系０２と、第１の光学系０１と第２の光学系０２
により作られた像を重畳するための装置Ｈとを備
えた固体Ｍの表面上の座標を決定するための装置
において、 共通の光軸OAを有する第１及び第２の光学系
０１，０２と、固体Ｍと参照面Ｋとが取り付けら
れたテーブルＴと、像捕捉ユニツトTVと、像捕
捉ユニツトに接続され固体表面上の点の位置を決
定するための像評価ユニツトＥと、参照面Ｋ上に
設けられた座標測定格子とを備え、座標測定格子
は参照面Ｋが固体Ｍに相対的に移動されることな
く位置決定が可能なものであることを特徴とする
固体表面上の座標決定装置。 ８ 参照面Ｋが固体Ｍの背面上に配置されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装
置。 ９ 座標スケールを定める構造が互いに垂直に配
置された直線状のバー要素を有することを特徴と
する特許請求の範囲第７項又は第８項記載の装
置。 １０ バー要素が交差点で中断されていることを
特徴とする特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ バー要素が直交格子領域を形成し、補助マ
ークＡが直交格子領域内に配置されていることを
特徴とする特許請求の範囲第９項又は第１０項記
載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833323836 DE3323836A1 (de) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | Verfahren zur festlegung einer koordinate auf einer oberflaeche eines festkoerpers und vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens |
| DE3323836.7 | 1983-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036902A JPS6036902A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0324965B2 true JPH0324965B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=6202953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59134986A Granted JPS6036902A (ja) | 1983-07-01 | 1984-06-29 | 固体表面上の座標決定方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0135673B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6036902A (ja) |
| DE (2) | DE3323836A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2197463B (en) * | 1986-10-30 | 1990-10-31 | Charles Thomas Austin | Hardness testing machine |
| JPH02107949A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Nippon Steel Corp | テープまたは板状体の表裏面検査装置 |
| WO1990009559A1 (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-23 | Josef Zybert | Position determination method and apparatus |
| DE3909856A1 (de) * | 1989-03-25 | 1990-10-31 | Ems Technik Gmbh | Verfahren zur bestimmung der lage eines bezugspunktes eines abtasters relativ zu einem inkrementalmassstab sowie bezugspunktgeber |
| DE4040794A1 (de) * | 1990-12-17 | 1992-06-25 | Ems Technik Gmbh | Verfahren und lagegeber zur lagebestimmung eines positionierkoerpers relativ zu einem bezugskoerper |
| DE4104602C1 (ja) * | 1991-02-12 | 1992-06-04 | E.M.S. Technik Gmbh, 2950 Leer, De | |
| US5148600A (en) * | 1991-09-17 | 1992-09-22 | Advanced Robotics (A.R.L.) Ltd. | Precision measuring apparatus |
| FR2702277B1 (fr) * | 1993-03-05 | 1995-04-07 | Renault | Plaque de contrôle notamment d'appareils optiques reliés à un système d'analyse d'images, et son procédé de mise en Óoeuvre. |
| DE69524288T2 (de) * | 1994-05-31 | 2002-05-23 | Japan Em Co. Ltd., Hamamatsu | Apparat und Skala zum Messen einer Dimension eines Objektes |
| JP3137573B2 (ja) * | 1995-11-15 | 2001-02-26 | ジャパン・イー・エム株式会社 | 計測装置 |
| DE19825829C2 (de) * | 1998-06-10 | 2000-07-27 | Leica Microsystems | Verfahren zur Bestimmung des Abstandes P einer Kante eines Strukturelementes auf einem Substrat |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1042247B (de) * | 1957-10-26 | 1958-10-30 | Fernseh Gmbh | Vorrichtung zur Messung von Werkstuecktoleranzen |
| DE1941547A1 (de) * | 1968-08-14 | 1970-06-18 | Hamamatsu Tv Co Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Koerpers mittels einer Bildaufnahmevorrichtung |
| US3752589A (en) * | 1971-10-26 | 1973-08-14 | M Kobayashi | Method and apparatus for positioning patterns of a photographic mask on the surface of a wafer on the basis of backside patterns of the wafer |
| US3902811A (en) * | 1973-06-27 | 1975-09-02 | Vsi Corp | Electro-optical scanning system for dimensional gauging of parts |
| CH643959A5 (de) * | 1978-04-14 | 1984-06-29 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur automatischen lageerkennung von halbleiterchips. |
-
1983
- 1983-07-01 DE DE19833323836 patent/DE3323836A1/de not_active Withdrawn
-
1984
- 1984-06-04 EP EP84106356A patent/EP0135673B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-04 DE DE8484106356T patent/DE3483193D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-06-29 JP JP59134986A patent/JPS6036902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3483193D1 (de) | 1990-10-18 |
| EP0135673A2 (de) | 1985-04-03 |
| DE3323836A1 (de) | 1985-01-03 |
| JPS6036902A (ja) | 1985-02-26 |
| EP0135673B1 (de) | 1990-09-12 |
| EP0135673A3 (en) | 1986-10-01 |
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