JPH06129814A - パターン位置測定装置 - Google Patents
パターン位置測定装置Info
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- JPH06129814A JPH06129814A JP4281721A JP28172192A JPH06129814A JP H06129814 A JPH06129814 A JP H06129814A JP 4281721 A JP4281721 A JP 4281721A JP 28172192 A JP28172192 A JP 28172192A JP H06129814 A JPH06129814 A JP H06129814A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パターンのエッジ位置における試料表面の勾
配を正確に検出してエッジ位置を補正するパターン位置
測定装置を提供する。 【構成】 試料１０表面の高さを所定の間隔で測定する
と共に、検出されたパターンのエッジ位置Ａを含むよう
に撓み検出領域４０を試料１０表面の一部に定め、該撓
み検出領域４０内の高さ測定点における測定結果から撓
み検出領域の撓み形状を検出する。該検出した撓み形状
からエッジ位置における試料表面の勾配を検出してエッ
ジ位置を補正する。
配を正確に検出してエッジ位置を補正するパターン位置
測定装置を提供する。 【構成】 試料１０表面の高さを所定の間隔で測定する
と共に、検出されたパターンのエッジ位置Ａを含むよう
に撓み検出領域４０を試料１０表面の一部に定め、該撓
み検出領域４０内の高さ測定点における測定結果から撓
み検出領域の撓み形状を検出する。該検出した撓み形状
からエッジ位置における試料表面の勾配を検出してエッ
ジ位置を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マスク、レチクル等の
試料表面に形成されたパターンの位置を測定するパター
ン位置測定装置に係り、特にパターン測定位置の撓み補
正に関するものである。
試料表面に形成されたパターンの位置を測定するパター
ン位置測定装置に係り、特にパターン測定位置の撓み補
正に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、ステージ上に載置されたマスク、レ
チクル等の試料表面のパターンのエッジ位置を測定する
に際し、試料の撓みによるパターンのエッジ位置の測定
誤差を補正することが行われていた。例えば、特開平４
−６５６１９号に開示されているパターン位置測定装置
では、ステージ上に載置された試料表面の高さを所定の
間隔で測定し、この測定した試料表面の高さから試料全
表面の撓み形状を表す近似式を予め求めておき、パター
ンのエッジ位置における試料表面の勾配を先に検出して
おいた試料全表面の撓み形状を表す近似式に基づいて求
め、該勾配に基づいて補正値を算出して、パターンのエ
ッジ位置を撓みのない状態に補正していた。
チクル等の試料表面のパターンのエッジ位置を測定する
に際し、試料の撓みによるパターンのエッジ位置の測定
誤差を補正することが行われていた。例えば、特開平４
−６５６１９号に開示されているパターン位置測定装置
では、ステージ上に載置された試料表面の高さを所定の
間隔で測定し、この測定した試料表面の高さから試料全
表面の撓み形状を表す近似式を予め求めておき、パター
ンのエッジ位置における試料表面の勾配を先に検出して
おいた試料全表面の撓み形状を表す近似式に基づいて求
め、該勾配に基づいて補正値を算出して、パターンのエ
ッジ位置を撓みのない状態に補正していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
のおいては、所定間隔で測定した試料表面高さから試料
全表面の撓み形状を検出すると、試料表面の部分的な撓
み変化がキャンセルされてしまい、パターンのエッジ位
置の近傍に部分的な撓み変化がある場合には、パターン
のエッジ位置における試料表面の勾配に近似誤差が含ま
れてしまうという問題点があった。
のおいては、所定間隔で測定した試料表面高さから試料
全表面の撓み形状を検出すると、試料表面の部分的な撓
み変化がキャンセルされてしまい、パターンのエッジ位
置の近傍に部分的な撓み変化がある場合には、パターン
のエッジ位置における試料表面の勾配に近似誤差が含ま
れてしまうという問題点があった。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、パターンのエッジ位置における勾配を
正確に検出してエッジ位置を補正するパターン位置測定
装置を提供することを目的とする。
なされたもので、パターンのエッジ位置における勾配を
正確に検出してエッジ位置を補正するパターン位置測定
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点の解決のため
に本発明は、試料表面に形成された精密パターンのエッ
ジを検出して、前記パターンのエッジ位置を測定するパ
ターン位置測定装置において、 前記試料表面の高さを
全面にわたり所定間隔で測定する高さ測定手段と、前記
パターンのエッジ位置を含む撓み検出領域を前記試料表
面の一部に定め、前記撓み検出領域内の前記高さの測定
点における測定結果から、前記撓み検出領域内の前記試
料表面の撓み形状を検出する撓み検出手段と、前記撓み
検出手段の出力に基づいて、前記パターンのエッジ位置
における前記試料表面の勾配を算出する勾配算出手段
と、前記勾配算出手段の出力に基づいて、前記パターン
のエッジ位置を補正する補正手段と、を有することとし
た。
に本発明は、試料表面に形成された精密パターンのエッ
ジを検出して、前記パターンのエッジ位置を測定するパ
ターン位置測定装置において、 前記試料表面の高さを
全面にわたり所定間隔で測定する高さ測定手段と、前記
パターンのエッジ位置を含む撓み検出領域を前記試料表
面の一部に定め、前記撓み検出領域内の前記高さの測定
点における測定結果から、前記撓み検出領域内の前記試
料表面の撓み形状を検出する撓み検出手段と、前記撓み
検出手段の出力に基づいて、前記パターンのエッジ位置
における前記試料表面の勾配を算出する勾配算出手段
と、前記勾配算出手段の出力に基づいて、前記パターン
のエッジ位置を補正する補正手段と、を有することとし
た。
【０００６】
【作用】本発明においては、所定の間隔で試料表面の高
さを測定しておき、検出されたパターンのエッジ位置に
基づいて試料表面の一部に撓み検出領域を定め、該撓み
検出領域内の高さ測定点における測定結果のみを用いて
撓み検出領域の撓み形状を求めているので、パターンの
エッジ位置の勾配を正確に求めることができ、勾配によ
るエッジ位置の測定誤差を正確に補正することができ
る。
さを測定しておき、検出されたパターンのエッジ位置に
基づいて試料表面の一部に撓み検出領域を定め、該撓み
検出領域内の高さ測定点における測定結果のみを用いて
撓み検出領域の撓み形状を求めているので、パターンの
エッジ位置の勾配を正確に求めることができ、勾配によ
るエッジ位置の測定誤差を正確に補正することができ
る。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例のパターン位置
測定装置の斜視図である。所定の精密パターンが形成さ
れた試料１０はＸＹステージ１５上に載置され、そのパ
ターン像は対物レンズ１１によって拡大され、光学装置
１２内の所定の位置に結像される。この光学装置１２内
にはレーザ光源が設けられ、対物レンズ１１を介して試
料１０上にレーザスポットを投射する。一般にマスクや
レチクルのパターンは微少な凹凸のエッジを有するの
で、スポット光を相対走査すると、エッジ部で散乱光ま
たは回折光が生じる。対物レンズ１１の周囲に設けられ
た４つの受光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは、
その散乱光などを受光するエッジ検出手段として機能す
る。このエッジ検出の方式は詳しくは特公昭５６−２５
９６４号に開示されているので説明は省略する。また、
光学装置１２は対物レンズ１１をＺ方向に上下動させる
ことにより、自動的に合焦できる焦点検出手段（オート
フォーカス）を備えている。この焦点検出手段には例え
ば実公昭５７−４４３２５号に記載の手段を用いること
ができ、試料１０表面の高さも検出することができる。
ここで、焦点検出手段における合焦位置の検出について
簡単に説明する。まず試料１０上に対物レンズ１１を介
して前述のレーザ光をスポット状（又はスリット状）に
結像させ、試料１０からの反射光を対物レンズ１１を介
して再結像させる。所定の合焦面を中心としてピンホー
ル（又はスリット）の位置を光軸方向（Ｚ方向）に単振
動させ、さらにピンホール（又はスリット）の透過光を
受光して得られた出力信号を単振動の周波数で同期検波
（同期整流）する。その結果、図３に示すようなＺ方向
の位置に対する電圧値がＳ字状に変化するＳカーブ信号
が得られる。
細に説明する。図１は本発明の一実施例のパターン位置
測定装置の斜視図である。所定の精密パターンが形成さ
れた試料１０はＸＹステージ１５上に載置され、そのパ
ターン像は対物レンズ１１によって拡大され、光学装置
１２内の所定の位置に結像される。この光学装置１２内
にはレーザ光源が設けられ、対物レンズ１１を介して試
料１０上にレーザスポットを投射する。一般にマスクや
レチクルのパターンは微少な凹凸のエッジを有するの
で、スポット光を相対走査すると、エッジ部で散乱光ま
たは回折光が生じる。対物レンズ１１の周囲に設けられ
た４つの受光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは、
その散乱光などを受光するエッジ検出手段として機能す
る。このエッジ検出の方式は詳しくは特公昭５６−２５
９６４号に開示されているので説明は省略する。また、
光学装置１２は対物レンズ１１をＺ方向に上下動させる
ことにより、自動的に合焦できる焦点検出手段（オート
フォーカス）を備えている。この焦点検出手段には例え
ば実公昭５７−４４３２５号に記載の手段を用いること
ができ、試料１０表面の高さも検出することができる。
ここで、焦点検出手段における合焦位置の検出について
簡単に説明する。まず試料１０上に対物レンズ１１を介
して前述のレーザ光をスポット状（又はスリット状）に
結像させ、試料１０からの反射光を対物レンズ１１を介
して再結像させる。所定の合焦面を中心としてピンホー
ル（又はスリット）の位置を光軸方向（Ｚ方向）に単振
動させ、さらにピンホール（又はスリット）の透過光を
受光して得られた出力信号を単振動の周波数で同期検波
（同期整流）する。その結果、図３に示すようなＺ方向
の位置に対する電圧値がＳ字状に変化するＳカーブ信号
が得られる。
【０００８】このＳカーブ信号は合焦位置ｄ0 の前後の
小区間でデフォーカス量ｄと電圧値Ｖとが線形性を有
し、また合焦位置ｄ0 で電圧値Ｖが零となる特性を有し
ているので、Ｓカーブ信号に基づいて容易に合焦位置ｄ
0 に対する試料１０のＺ方向の高さ、すなわち試料１０
を載置して２次元移動するＸＹステージ１５の理想的な
移動水平面と、試料１０表面との間隔が検出できる。
小区間でデフォーカス量ｄと電圧値Ｖとが線形性を有
し、また合焦位置ｄ0 で電圧値Ｖが零となる特性を有し
ているので、Ｓカーブ信号に基づいて容易に合焦位置ｄ
0 に対する試料１０のＺ方向の高さ、すなわち試料１０
を載置して２次元移動するＸＹステージ１５の理想的な
移動水平面と、試料１０表面との間隔が検出できる。
【０００９】試料１０が載置されたＸＹステージ１５は
モータ等を有する駆動装置１５０によりＸＹ平面を二次
元移動する。Ｘ軸用及びＹ軸用の干渉計システム１４
ａ、１４ｂはＸＹステージ１５の上面端部に固定された
移動鏡１３ａ、１３ｂの反射面に測長用のレーザビーム
を照射して、ＸＹステージ１５の位置、すなわち対物レ
ンズ１１の光軸上にある試料１０表面のＸＹ平面におけ
る位置（座標値）を検出し、該検出した座標値を示す位
置信号を主制御装置２０に入力する。
モータ等を有する駆動装置１５０によりＸＹ平面を二次
元移動する。Ｘ軸用及びＹ軸用の干渉計システム１４
ａ、１４ｂはＸＹステージ１５の上面端部に固定された
移動鏡１３ａ、１３ｂの反射面に測長用のレーザビーム
を照射して、ＸＹステージ１５の位置、すなわち対物レ
ンズ１１の光軸上にある試料１０表面のＸＹ平面におけ
る位置（座標値）を検出し、該検出した座標値を示す位
置信号を主制御装置２０に入力する。
【００１０】主制御装置２０は、光学系１２の焦点検出
手段からの合焦状態に応じた信号と、Ｘ軸用及びＹ軸用
の干渉計システム１４ａ、１４ｂからの位置信号と、受
光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂからのエッジ検
出信号とが入力され、駆動装置１５０、表示装置２１に
制御信号を出力する。そして、主制御装置２０は、以下
の６つの機能を備えている。
手段からの合焦状態に応じた信号と、Ｘ軸用及びＹ軸用
の干渉計システム１４ａ、１４ｂからの位置信号と、受
光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂからのエッジ検
出信号とが入力され、駆動装置１５０、表示装置２１に
制御信号を出力する。そして、主制御装置２０は、以下
の６つの機能を備えている。
【００１１】第１の機能は、Ｘ軸用干渉計システム１４
ａおよびＹ軸用干渉計システム１４ｂからのＸ軸、Ｙ軸
それぞれの位置信号をモニタしつつ、駆動装置１５０に
制御信号を入力させてＸＹステージ１５を所定の間隔で
２次元的にステップ移動させ、ＸＹステージ１５の各停
止位置において、光学装置１２の焦点検出手段の出力信
号（オートフォーカス作動前の出力）を読み込み、合焦
位置ｄ0 （電圧値零）からのずれによって、光軸上にあ
る試料１０表面のＺ方向の高さを検出し、干渉計システ
ム１４ａ、１４ｂからの位置信号の示す座標値（この座
標値は、試料１０表面の対物レンズ１１の光軸上の位置
に対応している。）と共に記憶する、試料表面の高さ測
定機能である。
ａおよびＹ軸用干渉計システム１４ｂからのＸ軸、Ｙ軸
それぞれの位置信号をモニタしつつ、駆動装置１５０に
制御信号を入力させてＸＹステージ１５を所定の間隔で
２次元的にステップ移動させ、ＸＹステージ１５の各停
止位置において、光学装置１２の焦点検出手段の出力信
号（オートフォーカス作動前の出力）を読み込み、合焦
位置ｄ0 （電圧値零）からのずれによって、光軸上にあ
る試料１０表面のＺ方向の高さを検出し、干渉計システ
ム１４ａ、１４ｂからの位置信号の示す座標値（この座
標値は、試料１０表面の対物レンズ１１の光軸上の位置
に対応している。）と共に記憶する、試料表面の高さ測
定機能である。
【００１２】第２の機能は、受光素子５０ａ、５０ｂ、
５１ａ、５１ｂからエッジ検出信号が出力されたとき
に、干渉計システム１４ａ、１４ｂから出力される位置
信号に基づいて、試料１０表面の一部に撓み検出領域を
定め、該撓み検出領域内の高さ測定点における測定結果
から、撓み検出領域内における試料表面の撓み形状を検
出する、撓み検出機能である。
５１ａ、５１ｂからエッジ検出信号が出力されたとき
に、干渉計システム１４ａ、１４ｂから出力される位置
信号に基づいて、試料１０表面の一部に撓み検出領域を
定め、該撓み検出領域内の高さ測定点における測定結果
から、撓み検出領域内における試料表面の撓み形状を検
出する、撓み検出機能である。
【００１３】第３の機能は、撓み検出領域内の試料表面
の撓み形状に基づいてパターンのエッジ位置における試
料表面の勾配を算出する、勾配算出機能である。第４の
機能は、第３の機能である勾配算出機能で求めたエッジ
位置の勾配に基づいてエッジ位置を補正し、撓みのない
状態におけるエッジ位置を求める補正機能である。
の撓み形状に基づいてパターンのエッジ位置における試
料表面の勾配を算出する、勾配算出機能である。第４の
機能は、第３の機能である勾配算出機能で求めたエッジ
位置の勾配に基づいてエッジ位置を補正し、撓みのない
状態におけるエッジ位置を求める補正機能である。
【００１４】上記の如く構成された図１の実施例に係る
パターン位置測定装置の動作を図２に示した主制御装置
２０のフローチャートと共に説明する。主制御装置２０
は、不図示の入力装置からの測定開始指令により、Ｘ軸
用、Ｙ軸用それぞれの干渉計システム１４ａ、１４ｂか
らの位置信号をモニターしつつ、ＸＹステージ１５が初
期位置にくるように、駆動装置１５０に駆動指令を行う
（ステップ１０１）。
パターン位置測定装置の動作を図２に示した主制御装置
２０のフローチャートと共に説明する。主制御装置２０
は、不図示の入力装置からの測定開始指令により、Ｘ軸
用、Ｙ軸用それぞれの干渉計システム１４ａ、１４ｂか
らの位置信号をモニターしつつ、ＸＹステージ１５が初
期位置にくるように、駆動装置１５０に駆動指令を行う
（ステップ１０１）。
【００１５】その結果、図４に示した高さ測定点４１ａ
が光学装置１２の対物レンズ１１の光軸上にくる。主制
御装置２０は、光学装置１２の焦点検出手段のオートフ
ォーカスが働く前の出力電圧を読み取ることにより、高
さ測定点４１ａにおける試料１０表面の高さを測定し、
このときに干渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信号が
示す座標値と共に記憶する（ステップ１０２）。
が光学装置１２の対物レンズ１１の光軸上にくる。主制
御装置２０は、光学装置１２の焦点検出手段のオートフ
ォーカスが働く前の出力電圧を読み取ることにより、高
さ測定点４１ａにおける試料１０表面の高さを測定し、
このときに干渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信号が
示す座標値と共に記憶する（ステップ１０２）。
【００１６】さらに、主制御装置２０は、ＸＹステージ
１５を順次ステップ移動させ、高さ測定点４１ａ〜４９
ｉ（図４参照）における試料１０表面の高さを測定し、
各高さ測定点が対物レンズ１１の光軸上にあるときの干
渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信号が示す座標値と
共に記憶する（ステップ１０３）。次に、主制御装置２
０は、ＸＹステージ１５を初期位置に戻した後、駆動装
置１５０を制御して、ＸＹステージ１５を初期位置から
順次移動させる。光学装置１２からのスポット光を相対
走査すると、受光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ
からエッジ検出信号が出力される。
１５を順次ステップ移動させ、高さ測定点４１ａ〜４９
ｉ（図４参照）における試料１０表面の高さを測定し、
各高さ測定点が対物レンズ１１の光軸上にあるときの干
渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信号が示す座標値と
共に記憶する（ステップ１０３）。次に、主制御装置２
０は、ＸＹステージ１５を初期位置に戻した後、駆動装
置１５０を制御して、ＸＹステージ１５を初期位置から
順次移動させる。光学装置１２からのスポット光を相対
走査すると、受光素子５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ
からエッジ検出信号が出力される。
【００１７】主制御装置２０は、パターンのエッジが検
出されたときの干渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信
号から、エッジ位置を読み取る（ステップ１０４）。例
えば、いま、図４のＡの位置でエッジ検出信号が出力さ
れたとする。エッジ位置Ａに対応した座標値が干渉計シ
ステム１４ａ、１４ｂから読み取られ、記憶される。
出されたときの干渉計システム１４ａ、１４ｂの位置信
号から、エッジ位置を読み取る（ステップ１０４）。例
えば、いま、図４のＡの位置でエッジ検出信号が出力さ
れたとする。エッジ位置Ａに対応した座標値が干渉計シ
ステム１４ａ、１４ｂから読み取られ、記憶される。
【００１８】主制御装置２０は、エッジ位置Ａに対応す
る座標値に基づいて撓み検出領域４０（破線内）を定め
る（ステップ１０５）。撓み検出領域４０内の高さ測定
点の中からエッジ位置Ａを囲む高さ測定点４３ｂ、４４
ｂ、４３ｃ、４４ｃとこれらに隣接する高さ測定点４３
ａ、４４ａ、４２ｂ、４５ｂ、４２ｃ、４５ｃ、４３
ｄ、４４ｄを抽出する（ステップ１０６）。そして高さ
測定点４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂにおける測定結
果から高さ測定点４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂを結
ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ａ1 Ｘ2 ＋ａ2 Ｘ＋ａ3 を求め、高さ測定点４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ、４５ｃに
おける測定結果から高さ測定点４２ｃ、４３ｃ、４４
ｃ、４５ｃを結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ａ1'Ｘ2 ＋ａ2'Ｘ＋ａ3 とを求める。
る座標値に基づいて撓み検出領域４０（破線内）を定め
る（ステップ１０５）。撓み検出領域４０内の高さ測定
点の中からエッジ位置Ａを囲む高さ測定点４３ｂ、４４
ｂ、４３ｃ、４４ｃとこれらに隣接する高さ測定点４３
ａ、４４ａ、４２ｂ、４５ｂ、４２ｃ、４５ｃ、４３
ｄ、４４ｄを抽出する（ステップ１０６）。そして高さ
測定点４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂにおける測定結
果から高さ測定点４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂを結
ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ａ1 Ｘ2 ＋ａ2 Ｘ＋ａ3 を求め、高さ測定点４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ、４５ｃに
おける測定結果から高さ測定点４２ｃ、４３ｃ、４４
ｃ、４５ｃを結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ａ1'Ｘ2 ＋ａ2'Ｘ＋ａ3 とを求める。
【００１９】位置ＡにおけるＸ方向の勾配θX は、上記
２式の微分に位置ＡのＸ座標を代入して得られる勾配θ
X1、θX2を比例配分することにより算出する。同様に、
高さ測定点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄにおける測
定結果から高さ測定点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ
を結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ｂ1 Ｙ2 ＋ｂ2 Ｙ＋ｂ3 と、高さ測定点４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄにおけ
る測定結果から高さ測定点４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４
４ｄを結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ｂ1'Ｙ2 ＋ｂ2'Ｙ＋ｂ3 とを求める。
２式の微分に位置ＡのＸ座標を代入して得られる勾配θ
X1、θX2を比例配分することにより算出する。同様に、
高さ測定点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄにおける測
定結果から高さ測定点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ
を結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ｂ1 Ｙ2 ＋ｂ2 Ｙ＋ｂ3 と、高さ測定点４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄにおけ
る測定結果から高さ測定点４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４
４ｄを結ぶラインの撓み形状を表す近似式 ｚ＝ｂ1'Ｙ2 ＋ｂ2'Ｙ＋ｂ3 とを求める。
【００２０】位置ＡにおけるＹ方向の勾配θY は、上記
２式の微分に位置ＡのＹ座標を代入して得られる勾配θ
Y1、θY2を比例配分することにより算出する（ステップ
１０７）。次いで、エッジ位置Ａにおける補正値（ｔθ
X ／２）、（ｔθY ／２）を算出し、該補正値でエッジ
位置を補正する。ただし、ｔは試料１０（図５参照）の
厚さであり、まら、エッジ位置Ａが位置するＸ方向のラ
インにおける撓み形状は図６に示すように点Ｏを中心と
した円弧状とみなす。
２式の微分に位置ＡのＹ座標を代入して得られる勾配θ
Y1、θY2を比例配分することにより算出する（ステップ
１０７）。次いで、エッジ位置Ａにおける補正値（ｔθ
X ／２）、（ｔθY ／２）を算出し、該補正値でエッジ
位置を補正する。ただし、ｔは試料１０（図５参照）の
厚さであり、まら、エッジ位置Ａが位置するＸ方向のラ
インにおける撓み形状は図６に示すように点Ｏを中心と
した円弧状とみなす。
【００２１】補正値は、中立面１０’が伸び縮みせず、
中立面１０’が変形することによる試料１０の寸法変化
量が微少であるので無視でき、勾配から直ちに求めるこ
とができる。ただし、θX は図６に示すように試料１０
の傾きが右上がりのときは正、左上がりのときは負とな
る。Ｙ方向の座標の補正値についても同様に考えればよ
い。
中立面１０’が変形することによる試料１０の寸法変化
量が微少であるので無視でき、勾配から直ちに求めるこ
とができる。ただし、θX は図６に示すように試料１０
の傾きが右上がりのときは正、左上がりのときは負とな
る。Ｙ方向の座標の補正値についても同様に考えればよ
い。
【００２２】これらの補正値で補正した座標値は、試料
１０表面がたわんでいない場合の座標値に極めて近いも
のである（ステップ１０８）。本実施例では、基板表面
の高さを８１点で検出したが、高さ測定点の数はこれに
限るものでなく、撓み検出の近似誤差をさらに小さくし
たい場合には数を増やせばよい。また、エッジ位置の近
傍の部分的な撓みの変化を検出するためには、全試料表
面積の内の１／３〜１／９程度に撓み検出領域を定めて
おけばよい。なお、撓み形状の近似式は２次式に限るも
のでなく、任意の式を用いることができる。更に、パタ
ーンの位置の近傍の撓み形状の近似方法として、、ｚ＝
ｆ（ｘ、ｙ）なる適当な関数で曲面を近似してもよい。
この場合には、エッジの位置が撓み検出領域内のどこに
あっても実施例のように比例配分を用いる必要はなく、
前記関数を微分し、ＸＹ座標値を代入することにより、
即座に勾配を求めることができる。
１０表面がたわんでいない場合の座標値に極めて近いも
のである（ステップ１０８）。本実施例では、基板表面
の高さを８１点で検出したが、高さ測定点の数はこれに
限るものでなく、撓み検出の近似誤差をさらに小さくし
たい場合には数を増やせばよい。また、エッジ位置の近
傍の部分的な撓みの変化を検出するためには、全試料表
面積の内の１／３〜１／９程度に撓み検出領域を定めて
おけばよい。なお、撓み形状の近似式は２次式に限るも
のでなく、任意の式を用いることができる。更に、パタ
ーンの位置の近傍の撓み形状の近似方法として、、ｚ＝
ｆ（ｘ、ｙ）なる適当な関数で曲面を近似してもよい。
この場合には、エッジの位置が撓み検出領域内のどこに
あっても実施例のように比例配分を用いる必要はなく、
前記関数を微分し、ＸＹ座標値を代入することにより、
即座に勾配を求めることができる。
【００２３】本実施例では、焦点検出手段が出力する信
号に基づいて試料１０表面の高さを検出したが、これに
限るものではない。例えば、対物レンズ１１の上下動量
をエンコーダ、干渉計またはポテンショメータ等の手段
により読み取れるようにしてもよい。また、対物レンズ
１１の上下動量だけでなくＸＹステージ１５の上にＺ方
向に上下動するＺステージを設け、このＺステージの上
下動量を読み取るようにしてもよい。
号に基づいて試料１０表面の高さを検出したが、これに
限るものではない。例えば、対物レンズ１１の上下動量
をエンコーダ、干渉計またはポテンショメータ等の手段
により読み取れるようにしてもよい。また、対物レンズ
１１の上下動量だけでなくＸＹステージ１５の上にＺ方
向に上下動するＺステージを設け、このＺステージの上
下動量を読み取るようにしてもよい。
【００２４】また、他のエッジ検出手段としては、対物
レンズ１１によって結像されたパターンエッジの像を振
動スリット等を用いて走査する光電顕微鏡が使えること
は言うまでもない。更にまた、被測定試料の撓みは実施
例に示した円弧状のものに限らず、どのような形に変形
していても、パターンの位置を補正できることは言うま
でもない。
レンズ１１によって結像されたパターンエッジの像を振
動スリット等を用いて走査する光電顕微鏡が使えること
は言うまでもない。更にまた、被測定試料の撓みは実施
例に示した円弧状のものに限らず、どのような形に変形
していても、パターンの位置を補正できることは言うま
でもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパターン
位置測定装置は、試料表面の高さを所定の間隔で測定す
ると共に、検出されたパターンのエッジ位置を含むよう
に撓み検出領域を試料表面の一部に定め、該撓み検出領
域内の高さ測定点における測定結果から撓み検出領域の
撓み形状を検出する構成になっているので、エッジ位置
近傍の試料表面に部分的な撓み変化がある場合にも、そ
の撓み変化を正確に検出することができ、エッジ位置に
おける試料表面の勾配を正確に検出してエッジ位置を補
正することができる。
位置測定装置は、試料表面の高さを所定の間隔で測定す
ると共に、検出されたパターンのエッジ位置を含むよう
に撓み検出領域を試料表面の一部に定め、該撓み検出領
域内の高さ測定点における測定結果から撓み検出領域の
撓み形状を検出する構成になっているので、エッジ位置
近傍の試料表面に部分的な撓み変化がある場合にも、そ
の撓み変化を正確に検出することができ、エッジ位置に
おける試料表面の勾配を正確に検出してエッジ位置を補
正することができる。
【図１】本発明に係るパターン位置測定装置の一実施例
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】図１で用いる主制御装置２０のフローチャート
である。
である。
【図３】Ｓ字カーブ信号の一例を示す図である。
【図４】試料表面の高さ測定位置及び撓み検出領域の撓
み形状を求める手順を説明する図である。
み形状を求める手順を説明する図である。
【図５】エッジ位置における試料表面の撓み形状の一例
を示す図である。
を示す図である。
１１ 対物レンズ １２ 光学装置 １４ａ、１４ｂ 干渉計システム ２０ 主制御装置 ４０ 撓み検出領域 ４１ａ〜４９ｉ 高さ測定点 ５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ 受光素子
Claims (1)
- 【請求項１】試料表面に形成された精密パターンのエッ
ジを検出して、前記パターンのエッジ位置を測定するパ
ターン位置測定装置において、 前記試料表面の高さを全面にわたり所定間隔で測定する
高さ測定手段と、 前記パターンのエッジ位置を含む撓み検出領域を前記試
料表面の一部に定め、前記撓み検出領域内の前記高さの
測定点における測定結果から、前記撓み検出領域内の前
記試料表面の撓み形状を検出する撓み検出手段と、 前記撓み検出手段の出力に基づいて、前記パターンのエ
ッジ位置における前記試料表面の勾配を算出する勾配算
出手段と、 前記勾配算出手段の出力に基づいて、前記パターンのエ
ッジ位置を補正する補正手段と、 を有することを特徴とするパターン位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281721A JPH06129814A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | パターン位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281721A JPH06129814A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | パターン位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129814A true JPH06129814A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17643060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281721A Pending JPH06129814A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | パターン位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129814A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6182369B1 (en) | 1997-03-11 | 2001-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming apparatus |
| JP2009097880A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sokkia Topcon Co Ltd | 二次元座標測定機 |
| US9703189B2 (en) | 2014-09-05 | 2017-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of calculating a shift vale of a cell contact |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP4281721A patent/JPH06129814A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6182369B1 (en) | 1997-03-11 | 2001-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming apparatus |
| JP2009097880A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sokkia Topcon Co Ltd | 二次元座標測定機 |
| US9703189B2 (en) | 2014-09-05 | 2017-07-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of calculating a shift vale of a cell contact |
| US10126646B2 (en) | 2014-09-05 | 2018-11-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of calculating a shift value of a cell contact |
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