JPS62192606A - 線間隔測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） （産業上の利用分野〉 本発明は１例えば半導体製造工程におけるマスク合わ往
ずれ検出に使用される１間隔測定装置に関する。

（従来の技術） 半導体製造工程にはウェハに回路パターンを形成する工
程があり、この回路パターンがＳ精度に形成されたかの
検査が行なわれている。第１０図は半導体の製造工程の
一部を示すものであり、ウェハ１は第１０図（ａ）に示
すようにシリコン基板（Ｓ　ｉ　）　２１Ｃ８ｉ　０２
７’１％１Ｂ成る絶１ｔｌ１３ｅ形成シたものである。

先ず、第１０図（ｂ）に示すようにウェハ１にレジスタ
４が塗布される。この後、マスク５が施されて露光が行
なわれ、そうして現像が行なわれる。この現像が終了す
ると第１０図（ｄ）に示すように光が照射されたレジス
ト４の部分６は溶け、またマスクされた部分はそのまま
残る。

この後、第１０図（ｅ）に示すようにエツチングが行な
われる。ここで、マスク５が所定位置に正確に合わされ
ていないとエツチングする部分が微小なために、例えば
接合する不純物の位置やその口が異なってしまい所定の
性質を表わさなくなってしまう。このため、現像処理後
に、マスクされた位置が正確かどうかの検査がおこなわ
れている。

ところで、この検査はレジスタ４の縁部分７ａ。

７ｂの位置を測定することによって行なわれる。

なお、各線７ａ、７ｂはウェハ１の上部から見ると線状
に形成されるので、この各線の間隔つまり縁部分７ａ、
７ｂの間隔を測定することになる。

そこで、従来、この測定は作業者が光学顕微鏡を通して
行なっていたが、最近、レーザ光を用いてその反射光レ
ベルの違いからレジスト４の縁部分７ａ、７ｂの位置を
測定する方法や、また光学スリットを用いて干渉光から
レジスト４の縁部分７ａ、７ｂの位置を測定する方法に
より行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記各方法ではその使用する装置全体が複
雑となり、かつ高価となる。さらに、上記方法は１箇所
の縁部分７ａ、７ｂを測定するのに時間が掛ってしまい
オンラインでの測定には適用できないものである。なお
、作業者が光学顕微鏡を通して測定するのには作業者の
熟練を必要とする。

そこで本発明は上記問題点を解決するために、線間隔を
短時間で容易に測定できる線間隔測定装本発明は、微小
間隔で並んだ線を拡大して搬像する撮像装置と、この’
ａ＠装置により得られる画像データを微分処理する空間
フィルタ回路と、この空間フィルタ回路から出力される
微分データの各ピーク値間隔から線間隔を算出する間隔
算出手段とを備えて上記目的を達成しようとするもので
ある。

（作用） 本発明は上記各手段を備えたことにより、微小間隔で並
んだ線を１ｌｌｌ像して得られた画像データが空間フィ
ルタにより、例えば１数機分、２次微分されて線の位置
に対応したピーク値をもった微分データに処理され、こ
れらピーク値の間隔から線間隔が算出される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は線間隔測定装置の構成図である。１０は現像処
理が終了したウェハであって、このウェハ１０の上部に
は顕微１１１１が設けられて・いる。

そして、この顕微鏡１１にはＩＴＶカメラ（工業用テレ
ビジョンカメラ）１２が取り付けられている。なお、Ｉ
ＴＶカメラ１２を１ラインセンサとしてもよい。従って
、ＩＴＶカメラ１２からはウェハ１０の拡大像の画像信
号が出力するようになっている。ＩＴＶカメラ１２には
Ａ／Ｄ変換器（アナログ／ディジタル変換器）１３が接
続され、画像信号はＡ／Ｄ変換器１３によりディジタル
画像信号に変換されて画像メモリ１４に送られて画像デ
ータとして記憶されるようになっている。さて、１５は
空間フィルタ回路であって、これは画像メモリ１４に記
憶された画像データを１画素づつ読み出して順次微分を
行なってレジスト縁部分の位置に対応したピーク値をも
った微分データを得るものである。具体的な構成は、１
数機分を行なう第１の空間フィルタ回路１Ｇと、２次微
分を行なう第２の空間フィルタ回路１７とから構成され
ている。ところで、第１および第２の空間フイ・ルタ回
路１６．１７の構成は第２図に示す如くとなっている。

すなわち、ＩＴＶカメラ１２の１走査に相当する８ビツ
ト構成のシフトレジスタ２ｏ、２１．２２を直列接続し
、シフトレジスタ２０に画像データＧを１画素づつ取込
むようにする。そうして、各シフトレジスタ２０．２１
．２２の最初の３ビツトを取り出してそれぞれ微分用エ
リア２３の各対応するアドレスに移す。また、２４は微
分を行なうための加重係数であって、微分用エリア２３
と対応する各アドレスにそれぞれ係数が記憶されている
。そこで、１画素づつ読み込まれる毎に、微分用エリア
２３の各輝度レベルと加重係数とがそれぞれ積和演算部
２５により各アドレス別に積算され、この後これら積算
値が加算されて微分データＢＤとして送出されるように
なっている。

１８は情報処理部であって、これは空間フィルタ回路１
５から出力される微分データを受けて、この微分データ
の各線位置に対応した各ピーク値の位置を検出して線間
隔を算出する間隔算出手段としての機能を持ったもので
ある。

次に上記の如（構成された装置の動作について説明する
。ウェハ１０上には現像により第３図に示すような形状
に処理されたとする。つまり、１０８部分がマスクが施
されて現像処理で溶けなかったレジスト部分であり、１
０ｂ部分がマスクされずに溶けたレジスト部分である。

そこで、顕１ｍ鏡１１を第３図に示すＡ−８ａｉｌ上が
視野内に入るように設置し、このＡ−Ｂ１１上の像を拡
大する。

この拡大像はＩＴＶカメラ１２により撮像されてその画
像信号がＡ／Ｄ変換器１３に送られてディジタル画Ｐｊ
ｉ信号に変換された画像メモリ１４に送られる。ここで
、送られる画像信号は走査によりＡ−８線上の像を示す
ものとなっている。ところで、このＡ−８線上の画像信
号の輝度レベルは第４図に示す如くレジストの縁の部分
のＨ度しベルが池の部分よりも低くなっている。従って
、この画像信号の画像データが画像メモリ１４に記憶さ
れ、この画像データが１画素づつ順次読み出されて第１
の空間フィルタ回路１６に送られる。この第１の空間フ
ィルタ回路１６では、画像データの１画素づつシフトレ
ジスタ２０．２１．２２に取り込み、この１画素取り込
む毎に微分用エリア２３に移された各輝度レベルと加重
係数とを積和演算部２５において、積算し、この後これ
ら積篩値を加算して微分データＢＤとして送出する。従
って、この第１の空間フィルタ回路１６により第４図に
示す画像信号は微分処理されて第５図に示すような１次
微分データとなる。なお、実際の微分処理は画像データ
により処理されるが、処理状態を分りやすくするために
第５図に示す１次微分データはアナログ的に示しである
。そうして、この１次微分処理が終了すると、続いて第
２の空間フィルタ回路１７により第５図に示す１次微分
データがさらに２次微分される。これにより、第６図に
示すような２次微分データが得られる。さて、この２次
微分データは第６図に示すように合縁の位置に対応して
ピーク値ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４が現われる。従って、
情報処理部１８はこの２次微分データを受けて各ピーク
値ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４の位置を検出し、ピーク値ｐ
１とｐ２およびｐ３とｐ４の各間隔λ、２−を算出する
。そして、これら間隔Ｒ，λ−を比較してその差が所定
値よりも大きければマスク位置が正確に合っていないと
判断してＮＧ（ノーグツド）信号を送出する。

ところで、空間フィルタ回路１５において１次および２
次微分が行なわれるのは次の理由による。

つまり、例えば第７図に示すように線間隔が／！、１で
ある各線を県会して得られた画像信号を１次微分すると
第８図に示すようにそのピーク値の間隔が２２となって
実際の間隔２１とは異なってしまう。そこで、２次微分
することにより第９図に示すような２次微分データが得
られる。この２次微分データのピーク値間隔は間隔Ｑ、
１と等しくなる。

よって、１次および２次微分が行なわれる。

かくして、Ａ−Ｂ線上以外の複数箇所でレジストの縁の
線間隔が測定され、そしてこれら測定線間隔の平均値が
算出されてＲ終的な線間隔が１ｑられる。なお、ノイズ
等による特異値は除かれる。

このように上記一実施例においては、画像データを空間
フィルタ回路１５により１次微分、２次微分して線の位
置に対応したピーク値をもった微分データを作成し、こ
れらピーク値のＭＲから線間隔を算出するので、顕微１
ｉ１１、ＩＴＶカメラ１２、空間フィルタ回路１５およ
び情報処理部１８による簡単な構成でしかも高精度に線
間隔を測定できる。特に１次および２次微分処理を行な
うのでより高精度となる。そして線間隔の測定が主にｍ
像処理でなので測定されるまでの時間も速く、半導体製
造工程に対してオンラインで使用することができる。ま
た、価格的にも安価で済む。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形できる。例えば、顕
ｍｔｆｌｌに代えてＳ　Ｅ　Ｍ　（Ｓ　ｃａｎｎｉｎＱ
　Ｅ　Ｉｅｃｔｒｏｎ　Ｍ　１ｃｒＯ３ｃＯｐｅ走査型
電子顕微鏡）を使用しても良（、また通常のカメラレン
ズを使用してもよい。ざらに、空間フィルタ回路の前段
に平滑回路を設けてノイズ成分を除去する構成としても
よい。また、空間フィルタ回路は、測定する線間隔によ
って１数機分処理のみにしてもよい。

そして、この空間フィルタ回路は画像処理プロセッサを
用いてもよく、この場合価格が安価となる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、線間隔を短時間で
容易に測定できる線間隔測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる線間隔測定装置の一実施例を示
す構成図、第２図は本発明装置における空間フィルタ回
路の具体的な構成図、第３図は測定対象となるウェハの
外観図、第４図ないし第６図は本発明装置の測定作用を
説明するための図、第７図ないし第９因は本発明装置に
おける１次おである。 １０・・・ウェハ、１１・・・顕微鏡、１２・・・ＩＴ
Ｖカメラ、１５・・・空間フィルタ回路、１６・・・第
１の空間フィルタ回路、１７・・・第２の空間フィルタ
回路、１８・・・情報処理部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微小間隔で並んだ線を拡大して撮像する撮像装置
   と、この撮像装置により得られる画像データを微分処理
   する空間フィルタ回路と、この空間フィルタ回路から出
   力される微分データにおける各ピーク値間隔から前記線
   間隔を算出する間隔算出手段とを具備したことを特徴と
   する線間隔測定装置。
2. （２）微分回路は、１次微分回路と２次微分回路とから
   構成される特許請求の範囲第（１）項記載の線間隔測定
   装置。