JPS5839903A - 素子寸法測定装置 - Google Patents
素子寸法測定装置Info
- Publication number
- JPS5839903A JPS5839903A JP13892981A JP13892981A JPS5839903A JP S5839903 A JPS5839903 A JP S5839903A JP 13892981 A JP13892981 A JP 13892981A JP 13892981 A JP13892981 A JP 13892981A JP S5839903 A JPS5839903 A JP S5839903A
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- Japan
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- patterns
- lens
- pattern
- passes
- dimensional
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
本発明は素子寸法測定装置に関する。
半導体集積回路の製造工程において、各種寸法のパター
ンを含むマスクが使用さｎるのは周知の通りであるが２
回路製造上、マスク内パターンの寸法を精度良くコント
ロールすることが重要とな・９ζｎを測定するために、
素子寸法測定装置が必要となる。
ンを含むマスクが使用さｎるのは周知の通りであるが２
回路製造上、マスク内パターンの寸法を精度良くコント
ロールすることが重要とな・９ζｎを測定するために、
素子寸法測定装置が必要となる。
半導体集積回路用マスクは、大別してメタルマスクと工
マルジ、ンマスクとに分けらｎる。前者のバター／を測
定する装置としては、レーザービームを走査してパター
ンのエツジを検出し、エツジ関０＠離をビームの走査距
離を用いて測定する装置中、光学的に拡大し九パターン
をビジコンその他でテレビモニタ上に画儂出力し、モニ
タ上でパーーン巾ｔ−欄定する装置環が現在用いら牡て
いる。ｔたこの種の装置の自動焦点機構の焦点位置検出
には、７奢トダイオード等の光検出器を用いてレーザー
ビームのマスク面からの反射像の信号ｉ％＝夕する方法
、空気圧差を利用した自動焦点センサーを用いて、マス
ク面とレンズとの距離を一定に保つ方法等が用いらｎて
いる。後者のパターンを測定する装置としては、パター
ンを光学的拡大し、パターンの光学濃［ｔ−電気信号に
変換し、その信号よりエツジを検出し、その時のステー
ジの移動距離よりパターン寸法を決定する装置や、拡大
した光学像ｔ！イク膣メータを用いパターンの工、ジ関
の距離を人為的に測定する装置等が用いらｎている。ま
たこｎらの装置には自動焦点機構をもつものはほとんど
見当たらない。メタルマスク用寸法測定装置は、 ａｌ
ｌ定精度という点で優れているが、多くの場合その原理
上こｎ、ｔ−エマルジ、ンマスクの寸法測定に適用する
ことはできない。
マルジ、ンマスクとに分けらｎる。前者のバター／を測
定する装置としては、レーザービームを走査してパター
ンのエツジを検出し、エツジ関０＠離をビームの走査距
離を用いて測定する装置中、光学的に拡大し九パターン
をビジコンその他でテレビモニタ上に画儂出力し、モニ
タ上でパーーン巾ｔ−欄定する装置環が現在用いら牡て
いる。ｔたこの種の装置の自動焦点機構の焦点位置検出
には、７奢トダイオード等の光検出器を用いてレーザー
ビームのマスク面からの反射像の信号ｉ％＝夕する方法
、空気圧差を利用した自動焦点センサーを用いて、マス
ク面とレンズとの距離を一定に保つ方法等が用いらｎて
いる。後者のパターンを測定する装置としては、パター
ンを光学的拡大し、パターンの光学濃［ｔ−電気信号に
変換し、その信号よりエツジを検出し、その時のステー
ジの移動距離よりパターン寸法を決定する装置や、拡大
した光学像ｔ！イク膣メータを用いパターンの工、ジ関
の距離を人為的に測定する装置等が用いらｎている。ま
たこｎらの装置には自動焦点機構をもつものはほとんど
見当たらない。メタルマスク用寸法測定装置は、 ａｌ
ｌ定精度という点で優れているが、多くの場合その原理
上こｎ、ｔ−エマルジ、ンマスクの寸法測定に適用する
ことはできない。
また装置として大置−高価格となる。こ牡に対して、エ
マルジ雪ンマスク用寸法測定装置は、比較的コンバク）
−低価格であるが、その測定精度という点で問題が残る
。
マルジ雪ンマスク用寸法測定装置は、比較的コンバク）
−低価格であるが、その測定精度という点で問題が残る
。
本発明は１以上の様な従来装置の不都合点に鑑み、たと
えばエマルジョンマスクを対象として、受光系に一次元
７オドセンｔｔ用い、こｎよりの信号をパターンが黒と
白より成るという特徴を生かして自動焦点のモニタに利
用すると同時に２値化する電気回路を用いて、パターン
の寸法をデジタル的により簡便でしかも精度良い測定を
可能にし次ものである。
えばエマルジョンマスクを対象として、受光系に一次元
７オドセンｔｔ用い、こｎよりの信号をパターンが黒と
白より成るという特徴を生かして自動焦点のモニタに利
用すると同時に２値化する電気回路を用いて、パターン
の寸法をデジタル的により簡便でしかも精度良い測定を
可能にし次ものである。
すなわち本発明は、受光系として一次元フ１）センナを
有し、こｎより０信号を用いて自動的に焦点合わせ七行
い、パターン寸法を測定することを特徴とする素子寸法
測定装置にある。
有し、こｎより０信号を用いて自動的に焦点合わせ七行
い、パターン寸法を測定することを特徴とする素子寸法
測定装置にある。
する、第１図、第２図に本発明の一実施例を示す。
第１図は５本発明による素子寸法測定装置の光学系の概
略図である。透過照明光源光学系ｌよりの照明光は、ミ
２−２により光路ｔ−９０°曲げらｎ。
略図である。透過照明光源光学系ｌよりの照明光は、ミ
２−２により光路ｔ−９０°曲げらｎ。
フィールドレンズ３を通９．コンデンサレンズ系４によ
って平行光束さｎ、試料５を照明する。試料５上に作ら
ｎたパターンは、対物レンズ系６により拡大さｒｔ、プ
リズム系７によって２つの光路に分けらｎる。一方は目
視観察のために接眼レンズ系８に導かれ残る一方は測定
側接眼レンズ系９を通して一次元ＣＣＤＩＱ上に結像さ
Ｃる。
って平行光束さｎ、試料５を照明する。試料５上に作ら
ｎたパターンは、対物レンズ系６により拡大さｒｔ、プ
リズム系７によって２つの光路に分けらｎる。一方は目
視観察のために接眼レンズ系８に導かれ残る一方は測定
側接眼レンズ系９を通して一次元ＣＣＤＩＱ上に結像さ
Ｃる。
第２図は、−次元ＣＣＵからの信号を用いた自動焦点機
構および測定処理系のブＥｉｙり図である。
構および測定処理系のブＥｉｙり図である。
光学系１１によりパターンが結像さｔ′Ｌｆｃ−次元Ｃ
ＣＤ２２からの出力信号の波形はその結像の状態により
変化する。第３°図（−転ボケたエツジが結像さｎた場
合の、−次元ＣＣＤからの出力信号管′示して込る。こ
の状態では、信号が最小から最大に移るまでの一次元Ｃ
ＯＤのビット数、実際には距離ｊＸが大きくなる。同図
（ｂ）に示す焦点の合り良状態では、この距離ｊＸが最
小（ΔＸ・）となる。
ＣＤ２２からの出力信号の波形はその結像の状態により
変化する。第３°図（−転ボケたエツジが結像さｎた場
合の、−次元ＣＣＤからの出力信号管′示して込る。こ
の状態では、信号が最小から最大に移るまでの一次元Ｃ
ＯＤのビット数、実際には距離ｊＸが大きくなる。同図
（ｂ）に示す焦点の合り良状態では、この距離ｊＸが最
小（ΔＸ・）となる。
この信号を受けた信号処理−カクンタｓ２４およびマイ
クロブ鴛セッｔ２Ｂは、自動焦点用駆動部２６に作用し
、対物レンズを正規の焦点位置まで走査する。焦点が合
った後は同図（Ｃ）に示す様に一次元ＵＣＩＪＢからの
信号は、！スフパターンのエツジの状態により適切なス
ライスレベルを与えルコトで、コンパレータ２３により
２値化さ丁りる。
クロブ鴛セッｔ２Ｂは、自動焦点用駆動部２６に作用し
、対物レンズを正規の焦点位置まで走査する。焦点が合
った後は同図（Ｃ）に示す様に一次元ＵＣＩＪＢからの
信号は、！スフパターンのエツジの状態により適切なス
ライスレベルを与えルコトで、コンパレータ２３により
２値化さ丁りる。
２値化さｆ′した信号は続く信号地理・カウンタ部２４
−マイク四プロセッサ２ｓによＶ、信号がＯＮになって
いるビット数がカウントさｒＬ、それに対志するパター
ン寸法Ｘが表示系２７に表示さｎる。
−マイク四プロセッサ２ｓによＶ、信号がＯＮになって
いるビット数がカウントさｒＬ、それに対志するパター
ン寸法Ｘが表示系２７に表示さｎる。
以上述べたように本装置の採用に↓ｏ１エマルジ、ンマ
スク特有のパターン工、ジｏ−ｍｒｔ、ｏ愚さ、及び焦
点位置の決定の難易性に由来する測定精度の低下は、２
値化の際に任意のスライスレベルを設定することにより
、加えて自動焦点機構によりｍ−的にバターｙ巾を決定
できることで抑えらｎる。画定Ｏ再現性という点で問題
のめったエマルジョンマスクのパターン巾測定をかなり
の精度で、しがも容易に行うことができるという点で本
装置は画期的である。
スク特有のパターン工、ジｏ−ｍｒｔ、ｏ愚さ、及び焦
点位置の決定の難易性に由来する測定精度の低下は、２
値化の際に任意のスライスレベルを設定することにより
、加えて自動焦点機構によりｍ−的にバターｙ巾を決定
できることで抑えらｎる。画定Ｏ再現性という点で問題
のめったエマルジョンマスクのパターン巾測定をかなり
の精度で、しがも容易に行うことができるという点で本
装置は画期的である。
なお本文では主としてエマルジョンマスクの測定につい
て述べてきたが、メタルマスクについても簡便な測定方
法という関点て１本装置が有利となることを最後に付は
加えておく。
て述べてきたが、メタルマスクについても簡便な測定方
法という関点て１本装置が有利となることを最後に付は
加えておく。
第１図は、本発明における素子寸法測定装置の一実施例
の光学系概略図で多る。 なお、第１図においぞｌ・・・・・・透過照明光源光学
系、２・・・・・・ミラー、３・・・・・・フィールド
レンズ、４・・・・・・コンデンサレンズ系、５・・・
・・・試料、６・・・・・・対物レンズ系 ７ ＊＊＊
・・・プリズム系、８・・・・・・接眼レンズ系、９・
・・・・・測定側接眼レンズ系、１０・・・・・・−次
元Ｃｅ１）である。 第２図扛５本発明における素子寸法測定装置のシステム
ブロック図でおる。 なお、第２図において、２１・・・・・・顕微鏡系、２
２・・・・・・−次元ＣＬ：Ｄ、２３．．・・・・コン
パレータ、２４・・・・−信号処理・カクンタ部、２５
・・・・・・マイクロプロセ、す、２６・・・・・・自
動焦点用駆動部、２７・旧・・表示系である。 纂３図は、結像の状態による一次元ＣＣＤからの出力信
号を示す図でめ０．（ａ）・・・・・・結像の悪い状態
、（ｂ）ｔ−最適結像状態を示し、（Ｃ）・・・・・・
同出力信号をスライスレベルで切った図である。
の光学系概略図で多る。 なお、第１図においぞｌ・・・・・・透過照明光源光学
系、２・・・・・・ミラー、３・・・・・・フィールド
レンズ、４・・・・・・コンデンサレンズ系、５・・・
・・・試料、６・・・・・・対物レンズ系 ７ ＊＊＊
・・・プリズム系、８・・・・・・接眼レンズ系、９・
・・・・・測定側接眼レンズ系、１０・・・・・・−次
元Ｃｅ１）である。 第２図扛５本発明における素子寸法測定装置のシステム
ブロック図でおる。 なお、第２図において、２１・・・・・・顕微鏡系、２
２・・・・・・−次元ＣＬ：Ｄ、２３．．・・・・コン
パレータ、２４・・・・−信号処理・カクンタ部、２５
・・・・・・マイクロプロセ、す、２６・・・・・・自
動焦点用駆動部、２７・旧・・表示系である。 纂３図は、結像の状態による一次元ＣＣＤからの出力信
号を示す図でめ０．（ａ）・・・・・・結像の悪い状態
、（ｂ）ｔ−最適結像状態を示し、（Ｃ）・・・・・・
同出力信号をスライスレベルで切った図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 受光系として−１次元７オトセンサを有し、これよりの
信号を用いて自動的に焦点合わせ七行い。 パターン寸法を測定することを特徴とする素子寸法測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13892981A JPS5839903A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 素子寸法測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13892981A JPS5839903A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 素子寸法測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839903A true JPS5839903A (ja) | 1983-03-08 |
Family
ID=15233434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13892981A Pending JPS5839903A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 素子寸法測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839903A (ja) |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP13892981A patent/JPS5839903A/ja active Pending
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