SU966491A1 - Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures - Google Patents

Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures Download PDF

Info

Publication number
SU966491A1
SU966491A1 SU813266952A SU3266952A SU966491A1 SU 966491 A1 SU966491 A1 SU 966491A1 SU 813266952 A SU813266952 A SU 813266952A SU 3266952 A SU3266952 A SU 3266952A SU 966491 A1 SU966491 A1 SU 966491A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
photodetector
elements
measurement object
holder
plane
Prior art date
Application number
SU813266952A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Васильевич Волков
Лев Леонидович Герасимов
Юрий Васильевич Ларионов
Александр Николаевич Мичков
Валерий Дмитриевич Склянкин
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2892
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2892 filed Critical Предприятие П/Я В-2892
Priority to SU813266952A priority Critical patent/SU966491A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU966491A1 publication Critical patent/SU966491A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано, в частности, дл  измерени  линейных размеров и фсЗрмы элементов на плоских объектах, содержащих тестовые дифракционные структуры, например , размеров и форм элементов топологического рисунка на фотошаблонах и полупроводниковых пластинах на всех стади х технологического процесса изготовлени .The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, to measure the linear dimensions and fs of the elements on flat objects containing test diffraction structures, for example, the sizes and shapes of elements of topological patterns on photo patterns and semiconductor plates at all stages of the manufacturing process. .

Известно устройство дл  измерени  размеров объектов, содержащее источник света с осветительной системой, направл ющей коллимированный луч на измер емый объект, линзу, осуществл ющую Фурье-преобразование, пространственный фильтр, имеющий механический привод, компенсирующий световую энергию от измер емого объекта. Размер определ етс  по минимальному сигнс1лу на фотоприемнике и положению механического привода 1.A device for measuring the size of objects is known, which contains a light source with an illumination system that guides a collimated beam to a measured object, a lens that performs Fourier transform, a spatial filter that has a mechanical drive that compensates for the light energy from the measured object. The size is determined by the minimum signal on the photodetector and the position of the mechanical actuator 1.

Недостатками этого устройства  вл ютс  узкий диапазон измер емых размеров, ограниченный конфигурацией пространственного фильтра, невысока  точность измерени , обусловленна  конечными размерами прозрачных областей пространственного фильтра и его механического перемещени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами, например на фотошаблонах и полупроводниковых плас10 тинах, содержащее последовательно расположенные на оптической оси источник когерентного света, линзы, фотоприемник с блоком управлени  и обработки сигнала, держатель объек15 та измерени  и пространственный фильтрi Перва  линза установлена на фокусном рассто нии от объекта f2j.The disadvantages of this device are the narrow range of measurable dimensions, limited by the configuration of the spatial filter, the low measurement accuracy due to the finite dimensions of the transparent regions of the spatial filter and its mechanical movement. The closest in technical essence to the present invention is a device for measuring linear dimensions and shape of elements on flat objects with diffraction test structures, for example, on photomasks and semiconductor plates, containing consistently located on the optical axis a source of coherent light, a lens, a photodetector with a control unit and signal processing, the holder of the measurement object and the spatial filter. The first lens is mounted at a focal distance from the object f2j.

Недостатками этого устройства  вл ютс  невысока  измере20 ни  из-за положени  Фурье-спектров в области пространственного фильтра от различных элементов объекта измерени  J необходимость расчета и изготовлени  пространственных фильтровThe disadvantages of this device are not very large20 due to the position of the Fourier spectra in the spatial filter region from the various elements of the measurement object J the need to calculate and produce spatial filters

25 дл  каждого измер емого размера ,25 for each measured size,

Claims (2)

низка  производительность, св занна  с необходимостью сканировани  восстановленного изображени ; а также ограниченные функциональные возможности, поскольку измерени  можно производить только непрозрачных объектов . Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение функциональных возможностей. Эта цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами, например на фотошаблонах и полупроводниковых пластинах , содержащемпоследовательно расположенные на оптической оси источник когерентного света, линзы, фотоприемник с блоком управлени  и, . обработки I и держатель объекта измерени , фотоприемник установлен с возможностью поворота вокруг точки пересечени  оптической оси и базовой плоскости держател  объекта измерени , плоскость входного окна фотоприемника расположена по касательной к траектории его перемещени  На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  измерени  линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами. Устройство содержит последователь но расположенные на оптической оси источник 1 когерентного света,например квантовый генератор, первую линзу 2, апертурную диафрагму 3, вторую :линзу 4, третью линзу 5, фотоприемник 6 с блоком 7 управлени  и обработки сигнала и держатель 8 объекта 9 измерени . Фотоприемник б установлен с возможностью поворота вокруг точки А пересечени  оптической оси и базовой плоскости 10 держа тел  8 объекта 9 измерени  (направлени  поворотов на чертеже указаны стрелками). Плоскость входного окна фотоприемника б расположена (в частном случае) по касательной 11 к траектории 12 его перемещени . Устройство работает следующим образом . От источника 1 когерентного света лучи направл ютс  на линзы 2, 4, 5, которые совместно с апертурной диафрагмой 3 формируют в плоскости объекта 9 измерени  луч света требуемог диаметра-с равномерно распределенной интенсивностью света. Каждый модуль объекта 9 измерени  содержит те товую дифракционную решетку, составленную из элементов, равных по размеру элементам, подлежащим измерению Дл  контрол  размеров по всему полю объекта 9 измерени , последний устанавливаетс  на специальном держателе 8, который имеет две степени свободы в плоскости, перпендикул рной направлению распространени  света. При вращении фотоприемника б светова  энерги  главных дифракционных максимумов от тестовой дифракционной решетки объекта 9 измерени  последовательно регистрируетс  и направл етс  в блок 7 управлени  и обработки сигнала., где по разработанному алгоритму и программе рассчитываетс  размер контролируемого элемента или егр. форма. Предлагаемое устройство обеспе:чивает измерение линейных размеров от О,4 мкм и выше с погрешностью дл  фотошаблонов не хуже 1-2% и дл  полупроводниковых пластин не хуже 5-7%. При определении .формы измер етс  радиус закруглени  на углах элементов, при этом погрешность не превышает 7-10%. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет с высокой степенью точности проводить измерение как линейных размеров, так и формы элементов и проводить эти измерени  как на фотошаблонах, так и на полупроводниковых пл.астинах, что в значительной , мере расшир ет его функционгшьнне возможности . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  линей-, ных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами, например на фотошаблонах и полупроводниковых пластинах, содержащее последовательно расположенные на оптической оси ниточник когерентного света, линзы,, фотоприемник с блоком управлени  и обработки сигнала и держатель объекта измерени , о-тличающееС   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей, фотоприемник установлен с возможностью поворота вокруг. точки пересечени  оптической оси и базовой плоскости .держател  объекта измерени , плоскость входного окна фотоприемника расположена по касательной к траектории его перемещени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 324466, кл. G 01 В 11/00, 1970. poor performance due to the need to scan the recovered image; as well as limited functionality, since only opaque objects can be measured. The purpose of the invention is to improve measurement accuracy and enhance functionality. This goal is achieved in that in a device for measuring linear dimensions and shape of elements on flat objects with diffraction test structures, for example, on photo patterns and semiconductor plates, containing a source of coherent light, a lens, a photodetector with a control unit and, on the optical axis. processing I and the holder of the measurement object, the photodetector is installed with the possibility of rotation around the intersection point of the optical axis and the reference plane of the measurement object holder, the plane of the input window of the photodetector is located tangentially to the path of its movement. objects with diffraction test structures. The device contains sequentially located on the optical axis a source of coherent light 1, for example, a quantum generator, a first lens 2, an aperture diaphragm 3, a second: lens 4, a third lens 5, a photodetector 6 with a control and signal processing unit 7, and a holder 8 of the measurement object 9. The photodetector b is installed with the possibility of rotation around the point A of intersection of the optical axis and the reference plane 10 holding the bodies 8 of the measurement object 9 (the directions of the turns are indicated by arrows in the drawing). The plane of the input window of the photodetector b is located (in the particular case) tangentially 11 to the trajectory 12 of its movement. The device works as follows. From the coherent light source 1, the rays are directed to the lenses 2, 4, 5, which together with the aperture diaphragm 3 form in the plane of the measuring object 9 the light beam of the required diameter with uniformly distributed light intensity. Each module of the measurement object 9 contains a test diffraction grating composed of elements equal in size to the elements to be measured. To control the dimensions across the entire field of the measurement object 9, the latter is mounted on a special holder 8, which has two degrees of freedom in a plane perpendicular to the direction spread light. During the rotation of the photodetector b, the light energy of the main diffraction peaks from the test diffraction grating of the measurement object 9 is sequentially recorded and sent to the control and signal processing unit 7, where the size of the element under test or irp is calculated by the developed algorithm and program. the form. The proposed device provides for measuring linear dimensions from ~ 4 μm and higher with an accuracy of 1–2% for photomasks and 5–7% for semiconductor wafers. In determining the shape, the radius of curvature at the corners of the elements is measured, and the error does not exceed 7-10%. Thus, the proposed device allows a high degree of accuracy to measure both the linear dimensions and the shape of the elements and to carry out these measurements both on the photomasks and on semiconductor plastines, which greatly expands its functionality. Apparatus of the Invention A device for measuring linear dimensions and shape of elements on flat objects with diffraction test structures, for example, on photomasks and semiconductor wafers, containing sequentially coherent light, optical receiver lenses, a photodetector with a control and signal processing unit, and a holder the object of measurement, which is different with the fact that, in order to increase accuracy and enhance functionality, the photodetector is installed with the possibility of turning around. the point of intersection of the optical axis and the reference plane of the measurement object holder, the plane of the input window of the photodetector is located tangentially to the path of its movement. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate number 324466, cl. G 01 B 11/00, 1970. 2.Патент США 3746455, кл. 356-168, 1973 Спр6тотип),2. US patent 3,746,455, cl. 356-168, 1973 Spr. Type),
SU813266952A 1981-03-30 1981-03-30 Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures SU966491A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813266952A SU966491A1 (en) 1981-03-30 1981-03-30 Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813266952A SU966491A1 (en) 1981-03-30 1981-03-30 Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU966491A1 true SU966491A1 (en) 1982-10-15

Family

ID=20950121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813266952A SU966491A1 (en) 1981-03-30 1981-03-30 Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU966491A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4964726A (en) Apparatus and method for optical dimension measurement using interference of scattered electromagnetic energy
GB1601409A (en) Plate aligning
US3518007A (en) Measuring device utilizing the diffraction of light
US5062705A (en) Apparatus for evaluating a lens
JPS6029044B2 (en) electro-optical surveying device
KR19990076349A (en) Reflective holographic optical element characterization system
JPS61198012A (en) Surface inspecting device
JPS62197711A (en) Optically image forming type non-contacting position measuring apparatus
SU966491A1 (en) Device for measuring linear dimensions and shape of elements on planar objects with test difraction structures
JPH07270189A (en) Apparatus for detecting fixed point
KR100453710B1 (en) Surface measurement apparatus and method thereof
US2993404A (en) Apparatus for measuring minute angular deflections
SU823852A1 (en) Device for measuring element sizes on planar objests
US7161684B2 (en) Apparatus for optical system coherence testing
JPH0566522B2 (en)
JPS60247133A (en) Focal-length measuring method of lens by using moire fringe
JPS58165326A (en) Device for matching integrated circuit producing machine
SU808835A1 (en) Interferential transducer for measuring rotation angle of an object
SU570003A1 (en) Modulator
SU1504497A1 (en) Apparatus for measuring linear dimensins and shape of elements on planar objects with diffraction test structures
JPS61208220A (en) Exposure apparatus and positioning method
SU1415052A1 (en) Method of determining linear displacement of object
CN117666160A (en) Super-resolution imaging device and super-resolution imaging system
SU1280313A1 (en) Device for determining size of laser beam
SU1744452A1 (en) Interferometer for inspection of reflecting surface planeness