JPS58168906A - 物体の表面高さ測定装置 - Google Patents
物体の表面高さ測定装置Info
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- JPS58168906A JPS58168906A JP5162482A JP5162482A JPS58168906A JP S58168906 A JPS58168906 A JP S58168906A JP 5162482 A JP5162482 A JP 5162482A JP 5162482 A JP5162482 A JP 5162482A JP S58168906 A JPS58168906 A JP S58168906A
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- Japan
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- height
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- optical system
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- 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
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0608—Height gauges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物体の高さ、例えば荷電粒子線露光装置におけ
るマスクブランクやウェハ表面の高さを極めて正確に検
知することの可能な装置に関づる−ものである。
るマスクブランクやウェハ表面の高さを極めて正確に検
知することの可能な装置に関づる−ものである。
例えば、電子線露光装置により了導体つ］−へ等十に微
細回路パターンを描画する際、該ウェハ表面が設定した
高さからずれていると、露光された回路の位置や大きさ
が所定のものと異なってしまい、特に半導体ウェハにお
ける多重露光をするときには描画精度は著しく低下して
しまう。従って、被露光材料の高さを正確に測定するこ
とは高精度な描画のために極めて重要である。
細回路パターンを描画する際、該ウェハ表面が設定した
高さからずれていると、露光された回路の位置や大きさ
が所定のものと異なってしまい、特に半導体ウェハにお
ける多重露光をするときには描画精度は著しく低下して
しまう。従って、被露光材料の高さを正確に測定するこ
とは高精度な描画のために極めて重要である。
従来の高さ測定装置としては、被露光材料の表面に対向
して電極を配置し、この表面と電極との・間に形成され
るコンデンサの静電容量が該表面の１不動に伴って変化
することを利用するもの及び被露光材料表面にレーザ光
を照射し、その表面での反射光と照射光との干渉縞を利
用するものが使用されている。
して電極を配置し、この表面と電極との・間に形成され
るコンデンサの静電容量が該表面の１不動に伴って変化
することを利用するもの及び被露光材料表面にレーザ光
を照射し、その表面での反射光と照射光との干渉縞を利
用するものが使用されている。
しかし乍ら、前者では静電Ｗ＜７）発生があるので、測
定時電子線に悪影響を与えることになる。従っ（、商さ
１ＩＩｌｌ ’ｔｔ点は最も重要な電子線照射点から著
しく離れた点にならざるを得す、高い測定精度ＩＪ望め
イイい。又、後右は光学的測定であるので、電子線照射
点と測定点とを一致させることはでさろが、干渉パルス
の数の積算を利用しているので、被露光材料表面の凹凸
を横切ったりして尤の中断かあると、その後の測定は全
く信頼のないものとなる。
定時電子線に悪影響を与えることになる。従っ（、商さ
１ＩＩｌｌ ’ｔｔ点は最も重要な電子線照射点から著
しく離れた点にならざるを得す、高い測定精度ＩＪ望め
イイい。又、後右は光学的測定であるので、電子線照射
点と測定点とを一致させることはでさろが、干渉パルス
の数の積算を利用しているので、被露光材料表面の凹凸
を横切ったりして尤の中断かあると、その後の測定は全
く信頼のないものとなる。
本発明名は、この様な欠点を解決し拐る斬ｌ！！Ａむ装
置を先に提案した。この装置は、光源よりの光を被露光
材料表面に対して斜め方向から投射し、この投射光をア
パーチャを有する部材に照射してその通過した光をレン
ズによって前記被露光材料表面近傍に結像せしめ、該材
料表面で反射された光の進行り向にレンズを置いて前記
像をイメージディセクタ−管の光電検出面トに結像覆る
ようになし、該層の位置に応じた信号を発ｑし、イれＪ
、り高ざ変位を１するようになしたもの−Ｃ′ある。
置を先に提案した。この装置は、光源よりの光を被露光
材料表面に対して斜め方向から投射し、この投射光をア
パーチャを有する部材に照射してその通過した光をレン
ズによって前記被露光材料表面近傍に結像せしめ、該材
料表面で反射された光の進行り向にレンズを置いて前記
像をイメージディセクタ−管の光電検出面トに結像覆る
ようになし、該層の位置に応じた信号を発ｑし、イれＪ
、り高ざ変位を１するようになしたもの−Ｃ′ある。
この装置は非接触、光学式であり電子線に何秀の影響を
与えることなく該電子線の照帽点における表面高さを測
定でき、且つ干渉パルスの積算は用いないので、凹凸等
の光中断部があっても正確／７高さ測定が可能であると
いう効果を有している。
与えることなく該電子線の照帽点における表面高さを測
定でき、且つ干渉パルスの積算は用いないので、凹凸等
の光中断部があっても正確／７高さ測定が可能であると
いう効果を有している。
しかし、前記イメージディセクタ−菅（よ光゛市変換面
、アパーチャ板、２次電子像倍管、］レレフター極、静
電レンズ、偏向コイル及び各部の電源等から構成される
ので構造が複雑で大型であり、且つ非常に効果であると
いう問題がある。特に、装置が大型であることは狭隘な
露光室への設胃が困難となり折角の利点をもつ装置の活
用ができなくなる。
、アパーチャ板、２次電子像倍管、］レレフター極、静
電レンズ、偏向コイル及び各部の電源等から構成される
ので構造が複雑で大型であり、且つ非常に効果であると
いう問題がある。特に、装置が大型であることは狭隘な
露光室への設胃が困難となり折角の利点をもつ装置の活
用ができなくなる。
本発明は上記問題点を全て解消づるためになされたもの
で、その構成は物体表面に一定角麿θで光を照射し、そ
の照射点の近傍に微小スポットの像を結ばせる照射光学
系と、該照射点から反射する光を集光し、前記微小スポ
ットの像を結像するための結像光学系と、該結像光学系
の結像面に配置され、その検出面は光起電効果を有し、
均一な抵抗層によって形成され、且つ両端に出力取り出
し用電極を備えた半導体装置検出器と、該検出器
１の両電極から取り出した信号によって、前記検出面
上のスポット像位置を求め、その位置から物体の表面高
さをＩＩる手段とを備えた物体の表面高さ測定装置を特
徴とＪるものである。
で、その構成は物体表面に一定角麿θで光を照射し、そ
の照射点の近傍に微小スポットの像を結ばせる照射光学
系と、該照射点から反射する光を集光し、前記微小スポ
ットの像を結像するための結像光学系と、該結像光学系
の結像面に配置され、その検出面は光起電効果を有し、
均一な抵抗層によって形成され、且つ両端に出力取り出
し用電極を備えた半導体装置検出器と、該検出器
１の両電極から取り出した信号によって、前記検出面
上のスポット像位置を求め、その位置から物体の表面高
さをＩＩる手段とを備えた物体の表面高さ測定装置を特
徴とＪるものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第１図において、１はマスクブランクや半導体つＬハの
如き被露光１利、２は電子線発生源を示し、該電子線発
生源より出た電子線３は電子レンズ系４により集束され
て被露光月利１−Ｆに投射されろ。
如き被露光１利、２は電子線発生源を示し、該電子線発
生源より出た電子線３は電子レンズ系４により集束され
て被露光月利１−Ｆに投射されろ。
５は偏向器であり、電子線３を変更し、被露光材料１上
で移動させてパターンを描くためのもので・、増幅器６
を介してコンピュータ７よりパターン１６号が送られる
。８は光源であり、詠光源からの光はレンズ９（照射光
学系）（こより集光され、ｄ、＜ Ｐに微小スポット（
光源８、又はその後方に挿入したアパーチ１７の像）を
結ぶ。この光は被露光材料１の表面、（例えば電子ヒー
ム３の照ＤＩ （配置）で−反射し、結像レンズ１０に
より集光され１例えば点Ｐの□□画像Ｐ’ （反剣面
の手前に結像づる場合）の拡大像を半導体装置検出器１
１の検出面１−Ｇこ結ぶ。この位置検出器は第２図に断
面を示づ如く、表面Ｐ！￥！層１２と裏面Ｎ型層１３と
両者間の絶縁層１４とより成り、表面層１２或いは両面
１２及び１３は均一な抵抗層に形成されており、その両
端に電極１５ａ、１’５ｂを設けてこの電極より伯９を
取り出す構成になっている。前記表面層１２又は該層と
次の層との接合面は光起電効果を有し、光束の照射によ
り、その入射位置で先部に応じた数のフォトキャリアを
発生する。このフォトキャリアによる電流は電極１５ａ
及び１５ｂ方向へ移動し、該電極から出力電流）ａ、ｌ
ｂとなって取り出されるわけであるが、前記表面層１２
は均一な抵抗層であるので、各電極にｆｆ１ｌＪ達する
電流の量は光束の照射点から電極１５ａ、１５ｂまでの
距離に夫々応じたものとなり、従って出力１ａとＩｂを
演韓すれば、入射光の位置がわかる。実際の測定におい
ては入射光は第３図に斜線で示す如く有限な大きさを有
しており、従って前記演算によって光量分布の重心Ｇを
求めることになる。
で移動させてパターンを描くためのもので・、増幅器６
を介してコンピュータ７よりパターン１６号が送られる
。８は光源であり、詠光源からの光はレンズ９（照射光
学系）（こより集光され、ｄ、＜ Ｐに微小スポット（
光源８、又はその後方に挿入したアパーチ１７の像）を
結ぶ。この光は被露光材料１の表面、（例えば電子ヒー
ム３の照ＤＩ （配置）で−反射し、結像レンズ１０に
より集光され１例えば点Ｐの□□画像Ｐ’ （反剣面
の手前に結像づる場合）の拡大像を半導体装置検出器１
１の検出面１−Ｇこ結ぶ。この位置検出器は第２図に断
面を示づ如く、表面Ｐ！￥！層１２と裏面Ｎ型層１３と
両者間の絶縁層１４とより成り、表面層１２或いは両面
１２及び１３は均一な抵抗層に形成されており、その両
端に電極１５ａ、１’５ｂを設けてこの電極より伯９を
取り出す構成になっている。前記表面層１２又は該層と
次の層との接合面は光起電効果を有し、光束の照射によ
り、その入射位置で先部に応じた数のフォトキャリアを
発生する。このフォトキャリアによる電流は電極１５ａ
及び１５ｂ方向へ移動し、該電極から出力電流）ａ、ｌ
ｂとなって取り出されるわけであるが、前記表面層１２
は均一な抵抗層であるので、各電極にｆｆ１ｌＪ達する
電流の量は光束の照射点から電極１５ａ、１５ｂまでの
距離に夫々応じたものとなり、従って出力１ａとＩｂを
演韓すれば、入射光の位置がわかる。実際の測定におい
ては入射光は第３図に斜線で示す如く有限な大きさを有
しており、従って前記演算によって光量分布の重心Ｇを
求めることになる。
第１図に戻って、検出器１１からの信号■ａ。
ｌ ｂは夫々増幅器１６ａ、１６ｂにより増幅され／ご
後、演粋回路１７に送られ、前記手心Ｇの（Ｑ胃が筒用
され、更にその重心位置から祠籾表面の高さが求められ
る。即ち、今結像レンズの４：＜ ４．：をＭ 。
後、演粋回路１７に送られ、前記手心Ｇの（Ｑ胃が筒用
され、更にその重心位置から祠籾表面の高さが求められ
る。即ち、今結像レンズの４：＜ ４．：をＭ 。
祠籾表面のｌｉ高さからのずれを１］、光の人１反射角
をθとしたとき前記重心Ｇの検出面中心からのずれ早△
は 八−Ｍ ・２ ｈ ｃｏｓθ でうえられる。−Ｆ記Ｍ及びθは既知であるので△が求
まれば容易に高さ変位りは求まるわけである。
をθとしたとき前記重心Ｇの検出面中心からのずれ早△
は 八−Ｍ ・２ ｈ ｃｏｓθ でうえられる。−Ｆ記Ｍ及びθは既知であるので△が求
まれば容易に高さ変位りは求まるわけである。
この得られたｈの値の信号は表示装置１８に送られ表示
される。又、該信号は前記偏向器の増幅器６や対物レン
ズ付近に設置されたフ４−ノノス補ＩＩ−レンズ、ビー
ムシフト用偏向器叉はフィールド回転レンズ等（こ送ら
れ、被露光材料の高さ変位に拘わらず描画パターンの描
画位置や露光フィールドの大きさやフォーカシングが一
定になるようにイれらを制御する。
される。又、該信号は前記偏向器の増幅器６や対物レン
ズ付近に設置されたフ４−ノノス補ＩＩ−レンズ、ビー
ムシフト用偏向器叉はフィールド回転レンズ等（こ送ら
れ、被露光材料の高さ変位に拘わらず描画パターンの描
画位置や露光フィールドの大きさやフォーカシングが一
定になるようにイれらを制御する。
以−！二の如さ゛構成となせば、（ｉ７置検出器１１″
Ｖ尊体素子であり極めて小さく作ることができるので、
露光室に容易に設置でき、又それに（＝Ｊ属４る回路も
簡単であり、ＦＭ（ｉｌＦｌの装置を提供できろ。
Ｖ尊体素子であり極めて小さく作ることができるので、
露光室に容易に設置でき、又それに（＝Ｊ属４る回路も
簡単であり、ＦＭ（ｉｌＦｌの装置を提供できろ。
尚、本発明はＦ記の電子線露光装置の材１４表面高さの
測定にその使用が限定されるものＴＪ’ １．１ ！ｉ
：い
測定にその使用が限定されるものＴＪ’ １．１ ！ｉ
：い
第１図は本発明の一実施例を示すブロック線図、第２図
はその一部の構造を示す拡大断面図、第３図は実際の使
用時の測定位置を説明する図である。 １：被露光材料、３：電子線、５：偏向器、６：増幅器
、７：］ンピュータ、８：光源、９：レンズ、１０：結
像レンズ、１１：半導体装置検出器、１２：表面Ｐ型層
、１３：裏面Ｎ型層、１４：絶縁層、１５ａ、１５ｂ：
電極、１７：演算回路、１８：表示装置。 特許出願人 目本電子株式会社
はその一部の構造を示す拡大断面図、第３図は実際の使
用時の測定位置を説明する図である。 １：被露光材料、３：電子線、５：偏向器、６：増幅器
、７：］ンピュータ、８：光源、９：レンズ、１０：結
像レンズ、１１：半導体装置検出器、１２：表面Ｐ型層
、１３：裏面Ｎ型層、１４：絶縁層、１５ａ、１５ｂ：
電極、１７：演算回路、１８：表示装置。 特許出願人 目本電子株式会社
Claims (1)
- 物体表面に一定角瓜θで光を照射し、その照射点の近傍
に微小スポットの像を結ばせる照射光学系と、該照射点
から反射する光を集光し、前記微小スポットの像を結像
するための結像光学系と、該結像光学系の結像面に配置
され、その検出面は光起電効果を有し、均一な抵抗層に
よって形成され、且つ両端に出力取り出し用電極を備え
た才橡体位置検出器と、該検出器の両電極から取り出し
た信号によって、前記検出面Ｆのスポット像位蓚を求め
、その位置から物体の表面高さを演算する手段とによっ
て構成することを特徴と４る物イホの表面高さ測定′４
Ａ置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162482A JPS58168906A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 物体の表面高さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162482A JPS58168906A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 物体の表面高さ測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168906A true JPS58168906A (ja) | 1983-10-05 |
| JPH0474644B2 JPH0474644B2 (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=12892014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5162482A Granted JPS58168906A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 物体の表面高さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333510B1 (en) | 1997-08-11 | 2001-12-25 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection of measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119006A (en) * | 1979-03-09 | 1980-09-12 | Anritsu Corp | Displacement measuring instrument |
| JPS56141505A (en) * | 1980-04-04 | 1981-11-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Position detector |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5162482A patent/JPS58168906A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119006A (en) * | 1979-03-09 | 1980-09-12 | Anritsu Corp | Displacement measuring instrument |
| JPS56141505A (en) * | 1980-04-04 | 1981-11-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Position detector |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333510B1 (en) | 1997-08-11 | 2001-12-25 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection of measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
| US6753518B2 (en) | 1997-08-11 | 2004-06-22 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
| US6919577B2 (en) | 1997-08-11 | 2005-07-19 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
| US7329889B2 (en) | 1997-08-11 | 2008-02-12 | Hitachi, Ltd. | Electron beam apparatus and method with surface height calculator and a dual projection optical unit |
| US7692144B2 (en) | 1997-08-11 | 2010-04-06 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
| US8212227B2 (en) | 1997-08-11 | 2012-07-03 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0474644B2 (ja) | 1992-11-26 |
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