JPH0640003B2 - 試料面位置測定方法 - Google Patents
試料面位置測定方法Info
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- JPH0640003B2 JPH0640003B2 JP60051707A JP5170785A JPH0640003B2 JP H0640003 B2 JPH0640003 B2 JP H0640003B2 JP 60051707 A JP60051707 A JP 60051707A JP 5170785 A JP5170785 A JP 5170785A JP H0640003 B2 JPH0640003 B2 JP H0640003B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
-
- 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
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、平板状の試料、例えば半導体ウェハやマスク
基板等の表面位置を光学的に検出するための試料面位置
測定方法に関する。
基板等の表面位置を光学的に検出するための試料面位置
測定方法に関する。
［従来技術とその問題点］ ＬＳＩ製造装置、例えば電子ビーム露光装置において、
半導体ウェハやマスク基板等の試料にパターンを描画形
成する場合、試料の反りその他の要因により試料表面の
高さ（光学系に対する距離）が変動すると、描画パター
ンに誤差が生じる。そこで従来、試料の高さ方向の変動
量を測定し、該変動量に応じてその補正を行う方法を採
用している。
半導体ウェハやマスク基板等の試料にパターンを描画形
成する場合、試料の反りその他の要因により試料表面の
高さ（光学系に対する距離）が変動すると、描画パター
ンに誤差が生じる。そこで従来、試料の高さ方向の変動
量を測定し、該変動量に応じてその補正を行う方法を採
用している。
被測定物としての試料表面の高さ測定装置としては、第
６図に示す如く光学的手法を利用したものがある（特開
昭５６−２６３２号公報）。この装置では、レーザ光源
Ｌから放射された光をレンズＬ１によりスポット状に集
束して試料面上に照射し、その反射光をレンズＬ２によ
ってラテラル光効果を用いた半導体位置検出器Ｄ上に結
像させる。そして、この検出器Ｄの検出出力を演算処理
することによって、試料表面の高さ位置を測定してい
る。
６図に示す如く光学的手法を利用したものがある（特開
昭５６−２６３２号公報）。この装置では、レーザ光源
Ｌから放射された光をレンズＬ１によりスポット状に集
束して試料面上に照射し、その反射光をレンズＬ２によ
ってラテラル光効果を用いた半導体位置検出器Ｄ上に結
像させる。そして、この検出器Ｄの検出出力を演算処理
することによって、試料表面の高さ位置を測定してい
る。
しかしながら、この種の測定装置にあっては次のような
問題があった。即ち、試料面上に照射された光束内で、
第７図に示す如く試料７０の表面に反射率の高い部分７
１と反射率の低い部分７２とがあると、反射率の差異に
よる光束内光量分布にアンバランスが生じ測定誤差を生
じる。この測定誤差は、具体的には光束内光量分布の基
準位置の変動に基づいて位置変動の検出を行う測定方法
を採用した場合に生じる。例えば、最近多くの所で使用
されている光量の重心位置を測定するＰＳＤ（半導体位
置検出素子）を検出器として用いた場合に、光量の重心
位置を基準位置として用いることになるが、第８図
（ａ）に示す如き光量分布の差によって、同図（ｂ）に
示す如く重心位置が変動してしまい、結果として基準位
置が変動することになり、測定誤差を生じる。また、例
えば光電顕微鏡等で良く知られている振動スリット法に
よる位置検出手段によっても同様なことが言え、光束内
光量分布の変化により基準位置が変動してしまい、それ
が原因して測定誤差を生じることになる。
問題があった。即ち、試料面上に照射された光束内で、
第７図に示す如く試料７０の表面に反射率の高い部分７
１と反射率の低い部分７２とがあると、反射率の差異に
よる光束内光量分布にアンバランスが生じ測定誤差を生
じる。この測定誤差は、具体的には光束内光量分布の基
準位置の変動に基づいて位置変動の検出を行う測定方法
を採用した場合に生じる。例えば、最近多くの所で使用
されている光量の重心位置を測定するＰＳＤ（半導体位
置検出素子）を検出器として用いた場合に、光量の重心
位置を基準位置として用いることになるが、第８図
（ａ）に示す如き光量分布の差によって、同図（ｂ）に
示す如く重心位置が変動してしまい、結果として基準位
置が変動することになり、測定誤差を生じる。また、例
えば光電顕微鏡等で良く知られている振動スリット法に
よる位置検出手段によっても同様なことが言え、光束内
光量分布の変化により基準位置が変動してしまい、それ
が原因して測定誤差を生じることになる。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、被測定面の反射率の差によって生じる
測定誤差を低減することができ、測定精度の向上をはか
り得る試料面位置測定方法を提供することにある。
とするところは、被測定面の反射率の差によって生じる
測定誤差を低減することができ、測定精度の向上をはか
り得る試料面位置測定方法を提供することにある。
上記目的を達成するために第１の発明においては、平板
状試料の表面に対し斜め方向からビーム状の光を照射
し、この照射された光により前記試料表面から正反射す
る光束を光検出手段で受光し、前記光検出手段を通して
前記光束内の光量分布の基準位置の情報を得て、この基
準位置の変位に基づいて前記試料表面の該試料表面と直
交する方向の位置情報を求める試料面位置測定方法にお
いて、前記試料の表面に入射する前記ビーム状の光の照
射位置を所定部分を中心として対称な軌跡を描くように
一定周期で変動させ、前記試料の表面状態の変化によっ
て生じる前記光量分布の変動および前記ビーム状の光の
照射位置の変動に起因して前記光検出手段から出力され
る時間的に変化する信号の平均化処理を行い、その平均
値に基づいて前記試料表面の該試料表面に直交する方向
の位置情報を求めることを特徴とする試料面位置測定方
法が提供される。
状試料の表面に対し斜め方向からビーム状の光を照射
し、この照射された光により前記試料表面から正反射す
る光束を光検出手段で受光し、前記光検出手段を通して
前記光束内の光量分布の基準位置の情報を得て、この基
準位置の変位に基づいて前記試料表面の該試料表面と直
交する方向の位置情報を求める試料面位置測定方法にお
いて、前記試料の表面に入射する前記ビーム状の光の照
射位置を所定部分を中心として対称な軌跡を描くように
一定周期で変動させ、前記試料の表面状態の変化によっ
て生じる前記光量分布の変動および前記ビーム状の光の
照射位置の変動に起因して前記光検出手段から出力され
る時間的に変化する信号の平均化処理を行い、その平均
値に基づいて前記試料表面の該試料表面に直交する方向
の位置情報を求めることを特徴とする試料面位置測定方
法が提供される。
また、第２の発明においては、平板状試料の表面に対し
斜め方向からビーム状の光を照射し、この照射された光
により前記試料表面から正反射する光束を光検出手段で
受光し、前記光検出手段を通して前記光束内の光量分布
の基準位置の情報を得て、この基準位置の変位に基づい
て前記試料表面の該試料表面と直交する方向の位置情報
を求める試料面位置測定方法において、前記試料の表面
に入射する前記ビーム状の光の照射位置を所定部分を中
心として対称な軌跡を描くように所定周期で変動させ、
前記試料表面で反射した反射光に対して、前記入射光の
変動成分を取除いて前記光検出手段に導くために前記入
射光の変動と同一周期で逆位相となるように前記反射光
を変動させ、前記試料の表面状態の変化によって生じる
前記光量分布の変動に起因して前記光検出手段から出力
される時間的に変化する信号の平均化処理を行い、その
平均値に基づいて前記試料表面の該試料表面と直交する
方向の位置情報を求めることを特徴とする試料面位置測
定方法が提供される。
斜め方向からビーム状の光を照射し、この照射された光
により前記試料表面から正反射する光束を光検出手段で
受光し、前記光検出手段を通して前記光束内の光量分布
の基準位置の情報を得て、この基準位置の変位に基づい
て前記試料表面の該試料表面と直交する方向の位置情報
を求める試料面位置測定方法において、前記試料の表面
に入射する前記ビーム状の光の照射位置を所定部分を中
心として対称な軌跡を描くように所定周期で変動させ、
前記試料表面で反射した反射光に対して、前記入射光の
変動成分を取除いて前記光検出手段に導くために前記入
射光の変動と同一周期で逆位相となるように前記反射光
を変動させ、前記試料の表面状態の変化によって生じる
前記光量分布の変動に起因して前記光検出手段から出力
される時間的に変化する信号の平均化処理を行い、その
平均値に基づいて前記試料表面の該試料表面と直交する
方向の位置情報を求めることを特徴とする試料面位置測
定方法が提供される。
すなわち、本発明の骨子は、反射光の光束内光量分布が
試料表面の状態によって変化することに起因した測定誤
差を低減するために、入射光の照射位置を変動させて
（以下、入射光の照射位置を変動させることを説明を簡
単にするために入射光を振動させると記載する。）多数
の測定位置の平均化処理を施すことで、その測定誤差を
低減させることにある。
試料表面の状態によって変化することに起因した測定誤
差を低減するために、入射光の照射位置を変動させて
（以下、入射光の照射位置を変動させることを説明を簡
単にするために入射光を振動させると記載する。）多数
の測定位置の平均化処理を施すことで、その測定誤差を
低減させることにある。
［発明の効果］ 本発明によれば、試料表面に入射する光の照射位置を変
動（入射光を振動）させ、試料表面上での多数の照射位
置の測定結果を平均化しているので、従来方法に比して
試料表面の反射率の差異等に起因する測定誤差を大幅に
低減することができる。さらに、従来方法に比して入射
光を振動させる構成、例えば振動ミラーを付加するのみ
で容易に実現できる等の利点がある。
動（入射光を振動）させ、試料表面上での多数の照射位
置の測定結果を平均化しているので、従来方法に比して
試料表面の反射率の差異等に起因する測定誤差を大幅に
低減することができる。さらに、従来方法に比して入射
光を振動させる構成、例えば振動ミラーを付加するのみ
で容易に実現できる等の利点がある。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の試料面位置測定方法を実施するための
試料面高さ測定装置の一実施例を示す構成図である。な
お、この実施例では電子ビーム露光装置の試料室に配置
され、試料室内の試料面の高さを測定するものとした。
図中１０は電子ビーム露光装置の試料室を形成する真空
容器であり、この容器１０の上壁には電子ビーム光学鏡
筒（以下ＥＯＳと略記する）２０が取付けられている。
ＥＯＳ２０は電子銃，各種レンズ及び各種偏向系等から
なるもので、このＥＯＳ２０からの電子ビームは容器１
０内に配置された被測定物としての試料３０上に照射さ
れるものとなっている。
試料面高さ測定装置の一実施例を示す構成図である。な
お、この実施例では電子ビーム露光装置の試料室に配置
され、試料室内の試料面の高さを測定するものとした。
図中１０は電子ビーム露光装置の試料室を形成する真空
容器であり、この容器１０の上壁には電子ビーム光学鏡
筒（以下ＥＯＳと略記する）２０が取付けられている。
ＥＯＳ２０は電子銃，各種レンズ及び各種偏向系等から
なるもので、このＥＯＳ２０からの電子ビームは容器１
０内に配置された被測定物としての試料３０上に照射さ
れるものとなっている。
ＥＯＳ２０の左右には、本実施例に係わる試料面高さ測
定装置を構成する照射系４０及び受光系５０がそれぞれ
設けられている。照射系４０は、レーザ光源４１，スリ
ット４２，反射ミラー４３，４４，集束レンズ４５，反
射ミラー（振動ミラー）４６，振動器４７及び駆動回路
４８等から構成されている。レーザ光源４１から放射さ
れた光はスリット４２を通過し、反射ミラー４３，４４
で反射され、集束レンズ４５により集束されて振動ミラ
ー４６に照射される。そして、振動ミラー４６で反射さ
れた集束光４９が前記試料３０の表面に照射されるもの
となっている。ここで、上記集束光４９が試料３０に対
する入射光となる。
定装置を構成する照射系４０及び受光系５０がそれぞれ
設けられている。照射系４０は、レーザ光源４１，スリ
ット４２，反射ミラー４３，４４，集束レンズ４５，反
射ミラー（振動ミラー）４６，振動器４７及び駆動回路
４８等から構成されている。レーザ光源４１から放射さ
れた光はスリット４２を通過し、反射ミラー４３，４４
で反射され、集束レンズ４５により集束されて振動ミラ
ー４６に照射される。そして、振動ミラー４６で反射さ
れた集束光４９が前記試料３０の表面に照射されるもの
となっている。ここで、上記集束光４９が試料３０に対
する入射光となる。
振動ミラー４６は圧電素子からなる振動器４７に取付け
られており、振動器４７は駆動回路４８により振動され
るものとなっている。ここで、振動ミラー４６の振動数
は試料面高さ変動測定周波数より十分高い周波数であ
る。また、振動振幅は後述するＰＳＤ等の光検出器の受
光面の長さ或いは誤差を低減させる割合いに等に応じて
定めればよい。
られており、振動器４７は駆動回路４８により振動され
るものとなっている。ここで、振動ミラー４６の振動数
は試料面高さ変動測定周波数より十分高い周波数であ
る。また、振動振幅は後述するＰＳＤ等の光検出器の受
光面の長さ或いは誤差を低減させる割合いに等に応じて
定めればよい。
一方、受光系５０は、反射ミラー５１，集束レンズ５
２，光検出器として公知のラテラル光効果を用いた半導
体位置検出器（ＰＳＤ）５３，加算器５４，減算器５
５，除算器５６，平均化処理回路５７及び位置測定回路
５８等から構成されている。前記試料３０の表面への入
射光４９の照射による反射光５９は、反射ミラー５１で
反射され集束レンズ５２を介してＰＳＤ５３の受光面に
結像される。ＰＳＤ５３は半導体基板上に抵抗性薄膜を
形成すると共に、該薄膜の両端に出力端子を設け、半導
体基板を接地したもので、光スポットの抵抗性薄膜照射
位置の変位により一対の出力端子からアンバランスな信
号が出力される。ＰＳＤ５３の検出信号は、加算器５
４，減算器５５及び除算器５６等からなる信号処理回路
により信号処理されて平均化処理回路５７に入力され
る。平均化処理回路５７は上記入力した信号を例えばロ
ーパスフィルタを通して平均化するものであり、この平
均化された信号（位置信号）は位置測定回路５８に供給
される。位置測定回路５８は、上記入力した位置信号に
応じて前記試料３０の表面高さ位置を演算するものとな
っている。
２，光検出器として公知のラテラル光効果を用いた半導
体位置検出器（ＰＳＤ）５３，加算器５４，減算器５
５，除算器５６，平均化処理回路５７及び位置測定回路
５８等から構成されている。前記試料３０の表面への入
射光４９の照射による反射光５９は、反射ミラー５１で
反射され集束レンズ５２を介してＰＳＤ５３の受光面に
結像される。ＰＳＤ５３は半導体基板上に抵抗性薄膜を
形成すると共に、該薄膜の両端に出力端子を設け、半導
体基板を接地したもので、光スポットの抵抗性薄膜照射
位置の変位により一対の出力端子からアンバランスな信
号が出力される。ＰＳＤ５３の検出信号は、加算器５
４，減算器５５及び除算器５６等からなる信号処理回路
により信号処理されて平均化処理回路５７に入力され
る。平均化処理回路５７は上記入力した信号を例えばロ
ーパスフィルタを通して平均化するものであり、この平
均化された信号（位置信号）は位置測定回路５８に供給
される。位置測定回路５８は、上記入力した位置信号に
応じて前記試料３０の表面高さ位置を演算するものとな
っている。
このような構成であれば、ＰＳＤ５３及び信号処理回路
５４，〜，５６で得られる検出出力は第２図の曲線１に
示す如く前記振動ミラー４６の振動数及び振幅に相当す
るｓｉｎ波となる。このとき、途中で反射率に差のある
所を光束が通った場合、図中破線で示したような誤差信
号が生じる。しかし、その信号を、例えば一番簡単な方
法としてフィルターを通して平均化することによって、
線２として示されるように誤差信号は振動振幅全体に亙
って平均化されることになり、入射光を振動させない時
に比べて大幅に誤差が低減することになる。即ち、入射
光４９の入射角を振動させ試料面上で多数の測定点を平
均化させることにより、従来の方式によるものより測定
誤差が大幅に低減されることになる。
５４，〜，５６で得られる検出出力は第２図の曲線１に
示す如く前記振動ミラー４６の振動数及び振幅に相当す
るｓｉｎ波となる。このとき、途中で反射率に差のある
所を光束が通った場合、図中破線で示したような誤差信
号が生じる。しかし、その信号を、例えば一番簡単な方
法としてフィルターを通して平均化することによって、
線２として示されるように誤差信号は振動振幅全体に亙
って平均化されることになり、入射光を振動させない時
に比べて大幅に誤差が低減することになる。即ち、入射
光４９の入射角を振動させ試料面上で多数の測定点を平
均化させることにより、従来の方式によるものより測定
誤差が大幅に低減されることになる。
このように本実施例によれば、入射光４９を振動させる
ことにより試料面の反射率の差異等に起因する測定誤差
を大幅に低減することができる。このため、試料面の高
さ測定を高精度に行うことができる。また、従来装置に
比して、ミラー４６を振動する機構を設けるのみの簡易
な構造で実現できる等の利点がある。
ことにより試料面の反射率の差異等に起因する測定誤差
を大幅に低減することができる。このため、試料面の高
さ測定を高精度に行うことができる。また、従来装置に
比して、ミラー４６を振動する機構を設けるのみの簡易
な構造で実現できる等の利点がある。
第３図は他の実施例を示す概略構成図である。なお、第
１図と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。この実施例が先に説明した実施例と異なる
点は、照射系側のミラー４６のみならず、受光系側のミ
ラー５１も振動するようにしたことにある。即ち、ミラ
ー５１は振動器６１に取付けられており、この振動器６
１は前記駆動回路４８により駆動されるものとなってい
る。ここで、ミラー５１の振動は、前記ミラー４６の振
動とは正確に逆位相である。また、光学倍率をキャンセ
ルするようにその振動振幅は、入射光４９の振動による
ＰＳＤ５３上での光束の振動が生じないように調整され
ている。つまり、入射光４９の振動が生じても、受光側
の反射光５９のＰＳＤ５３上での位置は変動しないもの
となっている。
１図と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明
は省略する。この実施例が先に説明した実施例と異なる
点は、照射系側のミラー４６のみならず、受光系側のミ
ラー５１も振動するようにしたことにある。即ち、ミラ
ー５１は振動器６１に取付けられており、この振動器６
１は前記駆動回路４８により駆動されるものとなってい
る。ここで、ミラー５１の振動は、前記ミラー４６の振
動とは正確に逆位相である。また、光学倍率をキャンセ
ルするようにその振動振幅は、入射光４９の振動による
ＰＳＤ５３上での光束の振動が生じないように調整され
ている。つまり、入射光４９の振動が生じても、受光側
の反射光５９のＰＳＤ５３上での位置は変動しないもの
となっている。
このような構成であれば、入射光４９の振動によるもの
は反射光５９の補正によってキャンセルされ、実際の試
料面の高さ方向による光束の移動は入射光４９の振動成
分と異なるため、ＰＳＤ５３上には光束の移動として現
われてくることになる。即ち、反射光５９を振動させな
い場合第４図（ａ）に示す如く検出出力に入射光４９の
振動成分が現われるが、反射光５９を振動させた場合同
図（ｂ）に示す如く入射光４９の振動成分は現われない
ことになる。従って、ＰＳＤ５３上での光束の移動は、
実際の試料面の高さ変動によるもののみとなり、検出器
の測定ダイナミックレンジが拡大することになる。ま
た、その分だけ、小さな検出器を用いることが可能とな
り、検出器の分解能が上がることになる。
は反射光５９の補正によってキャンセルされ、実際の試
料面の高さ方向による光束の移動は入射光４９の振動成
分と異なるため、ＰＳＤ５３上には光束の移動として現
われてくることになる。即ち、反射光５９を振動させな
い場合第４図（ａ）に示す如く検出出力に入射光４９の
振動成分が現われるが、反射光５９を振動させた場合同
図（ｂ）に示す如く入射光４９の振動成分は現われない
ことになる。従って、ＰＳＤ５３上での光束の移動は、
実際の試料面の高さ変動によるもののみとなり、検出器
の測定ダイナミックレンジが拡大することになる。ま
た、その分だけ、小さな検出器を用いることが可能とな
り、検出器の分解能が上がることになる。
ここで、前記第１図に示す装置では、入射光４９の振動
により検出器（ＰＳＤ）側で光束が第５図に示す如く変
動してしまう。なお、第５図中５３ａはＰＳＤ５３の受
光面、５９ａは反射光５９の結像光束を示している。こ
れらは検出器から後の信号処理回路によってフィルター
等を通して平均化し、正確な位置座標として算出してい
るが、検出器側の光束は試料面高さ方向の変位感度を稼
ぐためには、光学倍率によって拡大する必要がある。こ
の場合、入射光４９を微小に振動させても検出器の測定
範囲内全体に光束が振動してしまう。大型の検出器を用
いるとこの点はカバーできるが、この場合測定分解能が
低下する虞れがあるので、むやみに大きな検出器を用い
ることはできない。このような理由から、測定のダイナ
ミックレンジを大きくすることは難しくなるのである。
により検出器（ＰＳＤ）側で光束が第５図に示す如く変
動してしまう。なお、第５図中５３ａはＰＳＤ５３の受
光面、５９ａは反射光５９の結像光束を示している。こ
れらは検出器から後の信号処理回路によってフィルター
等を通して平均化し、正確な位置座標として算出してい
るが、検出器側の光束は試料面高さ方向の変位感度を稼
ぐためには、光学倍率によって拡大する必要がある。こ
の場合、入射光４９を微小に振動させても検出器の測定
範囲内全体に光束が振動してしまう。大型の検出器を用
いるとこの点はカバーできるが、この場合測定分解能が
低下する虞れがあるので、むやみに大きな検出器を用い
ることはできない。このような理由から、測定のダイナ
ミックレンジを大きくすることは難しくなるのである。
これに対し本実施例では、反射光５９を上記入射光４９
の振動と同期して逆位相に振動することにより、入射光
４９を振動しても、検出器の測定範囲内で光束が移動す
ることはないのである。従って本実施例によれば、先の
実施例と同様な効果は勿論のこと、測定のダイナミック
レンジを拡大することができ、その効果は絶大である。
の振動と同期して逆位相に振動することにより、入射光
４９を振動しても、検出器の測定範囲内で光束が移動す
ることはないのである。従って本実施例によれば、先の
実施例と同様な効果は勿論のこと、測定のダイナミック
レンジを拡大することができ、その効果は絶大である。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記試料面上に入射する入射光はスリッ
ト状の集光束に限るものではなく、円形スポット状であ
ってもよい。また、試料表面に入射する入射光を振動さ
せる手段として、入射角を機械的に振動する以外に、例
えば音響的手段を用いた方法、また電圧を印加すること
により光の偏向面の透過率と屈折率が異なるようなもの
を用いてもよい。機械的な駆動方法としても圧電素子を
用いたり、電磁的なものを使用してもよい。また、入射
角を振動させる代りに、入射光位置を平行移動すること
によって振動させることも可能である。さらに、平均化
処理回路は、前記除算器の前段若しくは加減算器の前後
に設置してもよい。
ない。例えば、前記試料面上に入射する入射光はスリッ
ト状の集光束に限るものではなく、円形スポット状であ
ってもよい。また、試料表面に入射する入射光を振動さ
せる手段として、入射角を機械的に振動する以外に、例
えば音響的手段を用いた方法、また電圧を印加すること
により光の偏向面の透過率と屈折率が異なるようなもの
を用いてもよい。機械的な駆動方法としても圧電素子を
用いたり、電磁的なものを使用してもよい。また、入射
角を振動させる代りに、入射光位置を平行移動すること
によって振動させることも可能である。さらに、平均化
処理回路は、前記除算器の前段若しくは加減算器の前後
に設置してもよい。
また、実施例では試料面の高さ測定について説明した
が、本発明は位置測定に広く利用することが可能であ
る。また、信号処理については一番簡単な方法としてロ
ーパスフィルターを通して平均化する方法を述べたが、
他の方法であってもよいのは勿論である。さらに、振動
振幅は大きい程平均化効果が大きく誤差を低減できる
が、装置の仕様に応じて適宜定めればよい。また、振動
波形は正弦波に限るものではなく、三角波，鋸歯状波等
に適宜変更可能である。さらに、光源は連続点灯でも、
変調されていてもよい。また、前記位置測定回路は必ず
しも必要はなく、例えば前記平均化処理回路の出力を直
接高さ制御機構に送ることもできる。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
が、本発明は位置測定に広く利用することが可能であ
る。また、信号処理については一番簡単な方法としてロ
ーパスフィルターを通して平均化する方法を述べたが、
他の方法であってもよいのは勿論である。さらに、振動
振幅は大きい程平均化効果が大きく誤差を低減できる
が、装置の仕様に応じて適宜定めればよい。また、振動
波形は正弦波に限るものではなく、三角波，鋸歯状波等
に適宜変更可能である。さらに、光源は連続点灯でも、
変調されていてもよい。また、前記位置測定回路は必ず
しも必要はなく、例えば前記平均化処理回路の出力を直
接高さ制御機構に送ることもできる。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
第１図は本発明の一実施例に係わる試料面高さ測定装置
を示す概略構成図、第２図は上記実施例の作用を説明す
るための信号波形図、第３図は他の実施例を示す概略構
成図、第４図は上記他の実施例の作用を説明するための
信号波形図、第５図は入射光を振動した場合の問題点を
説明するための模式図、第６図乃至第８図はそれぞれ従
来装置の問題点を説明するための図である。 １０……真空容器、２０……電子光学鏡筒、３０……試
料、４０……照射系、４１……レーザ光源、４５，５２
……集束レンズ、４６，５１……反射ミラー（振動ミラ
ー）、４７，６１……振動器、４８……駆動回路、５３
……検出器（ＰＳＤ）、５４，５５，５６……信号処理
回路、５７……平均化処理回路、５８……位置測定回
路。
を示す概略構成図、第２図は上記実施例の作用を説明す
るための信号波形図、第３図は他の実施例を示す概略構
成図、第４図は上記他の実施例の作用を説明するための
信号波形図、第５図は入射光を振動した場合の問題点を
説明するための模式図、第６図乃至第８図はそれぞれ従
来装置の問題点を説明するための図である。 １０……真空容器、２０……電子光学鏡筒、３０……試
料、４０……照射系、４１……レーザ光源、４５，５２
……集束レンズ、４６，５１……反射ミラー（振動ミラ
ー）、４７，６１……振動器、４８……駆動回路、５３
……検出器（ＰＳＤ）、５４，５５，５６……信号処理
回路、５７……平均化処理回路、５８……位置測定回
路。
Claims (6)
- 【請求項１】平板状試料の表面に対し斜め方向からビー
ム状の光を照射し、この照射された光により前記試料表
面から正反射する光束を光検出手段で受光し、前記光検
出手段を通して前記光束内の光量分布の基準位置の情報
を得て、この基準位置の変位に基づいて前記試料表面の
該試料表面と直交する方向の位置情報を求める試料面位
置測定方法において、 前記試料の表面に入射する前記ビーム状の光の照射位置
を所定部分を中心として対称な軌跡を描くように一定周
期で変動させ、前記試料の表面状態の変化によって生じ
る前記光量分布の変動および前記ビーム状の光の照射位
置の変動に起因して前記光検出手段から出力される時間
的に変化する信号の平均化処理を行い、その平均値に基
づいて前記試料表面の該試料表面と直交する方向の位置
情報を求めることを特徴とする試料面位置測定方法。 - 【請求項２】前記平均化処理としてローパスフィルタ処
理を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
試料面位置測定方法。 - 【請求項３】前記光束内の光量分布の基準位置として、
重心位置を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の試料面位置測定方法。 - 【請求項４】平板状試料の表面に対し斜め方向からビー
ム状の光を照射し、この照射された光により前記試料表
面から正反射する光束を光検出手段で受光し、前記光検
出手段を通して前記光束内の光量分布の基準位置の情報
を得て、この基準位置の変位に基づいて前記試料表面の
該試料表面と直交する方向の位置情報を求める試料面位
置測定方法において、 前記試料の表面に入射する前記ビーム状の光の照射位置
を所定部分を中心として対称な軌跡を描くように所定周
期で変動させ、前記試料表面で反射した反射光に対し
て、前記入射光の変動成分を取除いて前記光検出手段に
導くために前記入射光の変動と同一周期で逆位相となる
ように前記反射光を変動させ、前記試料の表面状態の変
化によって生じる前記光量分布の変動に起因して前記光
検出手段から出力される時間的に変化する信号の平均化
処理を行い、その平均値に基づいて前記試料表面の該試
料表面と直交する方向の位置情報を求めることを特徴と
する試料面位置測定方法。 - 【請求項５】前記平均化処理としてローパスフィルタ処
理を行うことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
試料面位置測定方法。 - 【請求項６】前記光束内の光量分布の基準位置として、
重心位置を用いることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の試料面位置測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051707A JPH0640003B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 試料面位置測定方法 |
| DE8585307718T DE3571273D1 (en) | 1985-03-15 | 1985-10-25 | Device for measuring the position of an object |
| EP85307718A EP0197221B1 (en) | 1985-03-15 | 1985-10-25 | Device for measuring the position of an object |
| US07/009,628 US4698513A (en) | 1985-03-15 | 1987-01-23 | Position detector by vibrating a light beam for averaging the reflected light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051707A JPH0640003B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 試料面位置測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210901A JPS61210901A (ja) | 1986-09-19 |
| JPH0640003B2 true JPH0640003B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=12894365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051707A Expired - Lifetime JPH0640003B2 (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 試料面位置測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0640003B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3335868B2 (ja) | 1997-03-19 | 2002-10-21 | 株式会社東芝 | 光学式位置測定器を搭載した露光装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5770401A (en) * | 1980-10-22 | 1982-04-30 | Toshiba Corp | Read-only memory tester |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60051707A patent/JPH0640003B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61210901A (ja) | 1986-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |