JPH0117523B2 - - Google Patents
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- JPH0117523B2 JPH0117523B2 JP57210216A JP21021682A JPH0117523B2 JP H0117523 B2 JPH0117523 B2 JP H0117523B2 JP 57210216 A JP57210216 A JP 57210216A JP 21021682 A JP21021682 A JP 21021682A JP H0117523 B2 JPH0117523 B2 JP H0117523B2
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- JP
- Japan
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- line sensor
- reflected
- sample surface
- sample
- image
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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
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/04—Measuring microscopes
-
- 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
- G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ICパターンのような凹凸のある微
細パターンの寸法を、標準寸法との比較により測
定する、顕微鏡系のレーザ光による比較測定方法
およびその装置に関するものである。
細パターンの寸法を、標準寸法との比較により測
定する、顕微鏡系のレーザ光による比較測定方法
およびその装置に関するものである。
従来例えば凹凸のある微細パターンの該凹凸エ
ツヂ間の高精度な寸法測定は、絶対測定および比
較測定の両者によつて行なわれている。このうち
絶対測定は、顕微鏡系と試料を載せたステージと
の間の二次元方向の相対移動を可能としておき、
顕微鏡系からはレーザ光を出してその反射回折光
から凹凸のエツヂを検出し、他方試料を載せたス
テージの顕微鏡系に対する相対移動距離、すなわ
ち凹凸のエツヂ間の距離はレーザ干渉測長器等の
高精度な測長器で測定するのが普通である。この
絶対測定は測長器の精度が高ければ十分高い測定
精度が得られるが、そのためには上記レーザ干渉
測長器等の極めて高価な絶対スケールを必要と
し、このため装置全体の価格が非常に高くなるこ
とが避けられない。
ツヂ間の高精度な寸法測定は、絶対測定および比
較測定の両者によつて行なわれている。このうち
絶対測定は、顕微鏡系と試料を載せたステージと
の間の二次元方向の相対移動を可能としておき、
顕微鏡系からはレーザ光を出してその反射回折光
から凹凸のエツヂを検出し、他方試料を載せたス
テージの顕微鏡系に対する相対移動距離、すなわ
ち凹凸のエツヂ間の距離はレーザ干渉測長器等の
高精度な測長器で測定するのが普通である。この
絶対測定は測長器の精度が高ければ十分高い測定
精度が得られるが、そのためには上記レーザ干渉
測長器等の極めて高価な絶対スケールを必要と
し、このため装置全体の価格が非常に高くなるこ
とが避けられない。
一方比較測定器は価格的には安価であるが、現
在のところその測定精度が十分ではない。例えば
顕微鏡系による拡大像を光学像スリツト走査する
とか、または拡大像をテレビカメラに入れてビデ
オ信号として取り出し計測しようとする方法は知
られているが、どちらもICウエハー等のパター
ン像の場合、得られる光学像はコントラストが低
いためSN比の良好な光電信号を得ることが極め
て難しい。またテレビカメラの場合撮像管を用い
ると、それ固有の像の歪みが計測精度を低下させ
るし、また２次元CCDのような固体カメラの場
合は像の歪みは避けられても計測分解能が極めて
低いため高精度の計測ができない。
在のところその測定精度が十分ではない。例えば
顕微鏡系による拡大像を光学像スリツト走査する
とか、または拡大像をテレビカメラに入れてビデ
オ信号として取り出し計測しようとする方法は知
られているが、どちらもICウエハー等のパター
ン像の場合、得られる光学像はコントラストが低
いためSN比の良好な光電信号を得ることが極め
て難しい。またテレビカメラの場合撮像管を用い
ると、それ固有の像の歪みが計測精度を低下させ
るし、また２次元CCDのような固体カメラの場
合は像の歪みは避けられても計測分解能が極めて
低いため高精度の計測ができない。
本発明は、以上のような欠点のない比較測定装
置を提案するもので、偏向器により、レーザ光を
一方向に繰り返し偏向して直線状の走査光を生じ
させるとともに、この偏光器からの走査光を入射
光学系により顕微鏡系内に入射させて試料面上を
走査し、この試料面により反射された反射走査光
を結像光学系によりラインセンサ上に結像させ、
さらにこの走査光による一走査中に、反射走査光
に応じてラインセンサから逐次出力されるｋビツ
ト番地からｍビツト番地（ｋ＜ｍ）までの信号を
Ａ／Ｄ変換器によつてデジタル信号に逐次変換す
るとともに、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信
号をメモリに逐次記憶し、このメモリに記憶され
たデジタル信号を順次読み出して、次の、式
で表わされる演算を行なう。
置を提案するもので、偏向器により、レーザ光を
一方向に繰り返し偏向して直線状の走査光を生じ
させるとともに、この偏光器からの走査光を入射
光学系により顕微鏡系内に入射させて試料面上を
走査し、この試料面により反射された反射走査光
を結像光学系によりラインセンサ上に結像させ、
さらにこの走査光による一走査中に、反射走査光
に応じてラインセンサから逐次出力されるｋビツ
ト番地からｍビツト番地（ｋ＜ｍ）までの信号を
Ａ／Ｄ変換器によつてデジタル信号に逐次変換す
るとともに、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信
号をメモリに逐次記憶し、このメモリに記憶され
たデジタル信号を順次読み出して、次の、式
で表わされる演算を行なう。
Itptal＝i=n
〓i=k
Ii
XG＝i=n
〓i=k
Ii・ｉ／Itptal
Itptal…瞬間瞬間のｋビツト番地からｍビツト番地
までのデジタル信号の積分値 Ii…任意のビツト番地のデジタル信号 XG…瞬間瞬間のｋビツト番地からｍビツト番地
までのデジタル信号分布の重心位置を示すビツ
ト番地 そしてさらに、走査光による一走査中に上記
式により求めたItptalを、標準試料による上記反射
走査光により求めた閾値（Itptal・Th）と比較し、
その比較結果と上記式によつて求めたXGによ
つて、試料面の凹凸等の平面内寸法を求めること
を特徴としている。
までのデジタル信号の積分値 Ii…任意のビツト番地のデジタル信号 XG…瞬間瞬間のｋビツト番地からｍビツト番地
までのデジタル信号分布の重心位置を示すビツ
ト番地 そしてさらに、走査光による一走査中に上記
式により求めたItptalを、標準試料による上記反射
走査光により求めた閾値（Itptal・Th）と比較し、
その比較結果と上記式によつて求めたXGによ
つて、試料面の凹凸等の平面内寸法を求めること
を特徴としている。
以下図示実施例を参照しつつ本発明方法および
装置を説明する。第１図は本発明のレーザ光によ
る比較測長器を組み込んだ顕微鏡系を示すもの
で、顕微鏡系は対物レンズ１０、ハーフミラー３
０、接眼レンズ１７等から構成されている。この
顕微鏡系内のリレーレンズ２８は、接眼レンズ１
７をステージ１２上の試料１３から離れた位置に
置くことを可能とし、これによりIC産業では重
要課題である顕微鏡系の防塵構造化を容易として
いる。１４は、シリコンウエハー等の不透明材料
からなる試料１３を照明する照明系で、光源３１
の光をコンデンサレンズ３２およびハーフミラー
３３を介して顕微鏡系内に照射する。１１は自動
合焦のための焦点検出系で、赤外LED３４の光
をコンデンサレンズ３５およびダイクロイツクミ
ラー３６を介して顕微鏡系内に入れ、その試料１
３による反射光を赤外ハーフミラー３７，３８お
よびピンホール３９，４０を介して二つの受光素
子４１，４２で受光し、両受光素子の出力差から
焦点位置を検出してステージ１２を正しい焦点位
置に上下動させる機能を持つ。ピンホール３９，
４０は顕微鏡系の正規焦点の共役像点に関し、前
後にシフトさせて配置したものである。またこの
顕微鏡系はハーフミラー４３を介してテレビカメ
ラ１５で撮影され、モニタテレビ１６で監視でき
る。
装置を説明する。第１図は本発明のレーザ光によ
る比較測長器を組み込んだ顕微鏡系を示すもの
で、顕微鏡系は対物レンズ１０、ハーフミラー３
０、接眼レンズ１７等から構成されている。この
顕微鏡系内のリレーレンズ２８は、接眼レンズ１
７をステージ１２上の試料１３から離れた位置に
置くことを可能とし、これによりIC産業では重
要課題である顕微鏡系の防塵構造化を容易として
いる。１４は、シリコンウエハー等の不透明材料
からなる試料１３を照明する照明系で、光源３１
の光をコンデンサレンズ３２およびハーフミラー
３３を介して顕微鏡系内に照射する。１１は自動
合焦のための焦点検出系で、赤外LED３４の光
をコンデンサレンズ３５およびダイクロイツクミ
ラー３６を介して顕微鏡系内に入れ、その試料１
３による反射光を赤外ハーフミラー３７，３８お
よびピンホール３９，４０を介して二つの受光素
子４１，４２で受光し、両受光素子の出力差から
焦点位置を検出してステージ１２を正しい焦点位
置に上下動させる機能を持つ。ピンホール３９，
４０は顕微鏡系の正規焦点の共役像点に関し、前
後にシフトさせて配置したものである。またこの
顕微鏡系はハーフミラー４３を介してテレビカメ
ラ１５で撮影され、モニタテレビ１６で監視でき
る。
しかして本発明の比較測長器は上記顕微鏡系の
上部に配置されており、またこの比較測長器の一
構成要素として顕微鏡系内には対物レンズ１０の
すぐ上に四分の一波長板９が配設されている。本
比較測長器は顕微鏡系の光軸上に、下方から順
に、コンデンサレンズ８、低倍率対物レンズ７、
イメージローテイタ６、偏光ビームスプリツタ
５、シリンドリカルレンズ１８、偏光板２６およ
びラインセンサ１９を配設し、偏光ビームスプリ
ツタ５で分割された光軸上にはコンデンサレンズ
４、ガルバノミラー３、集光レンズ２および直線
偏光HeNeレーザ１を配設して構成されている。
上部に配置されており、またこの比較測長器の一
構成要素として顕微鏡系内には対物レンズ１０の
すぐ上に四分の一波長板９が配設されている。本
比較測長器は顕微鏡系の光軸上に、下方から順
に、コンデンサレンズ８、低倍率対物レンズ７、
イメージローテイタ６、偏光ビームスプリツタ
５、シリンドリカルレンズ１８、偏光板２６およ
びラインセンサ１９を配設し、偏光ビームスプリ
ツタ５で分割された光軸上にはコンデンサレンズ
４、ガルバノミラー３、集光レンズ２および直線
偏光HeNeレーザ１を配設して構成されている。
HeNeレーザ１は、例えば出力1mw前後、
TEM00モード発振、ビーム内密度分布はガウス
分布、ビーム径1/eで定義されているものを用い
る。集光レンズ２はレーザビームを、ラインセン
サの共役像面の位置に設けたコンデンサレンズ４
上にスポツト状に結像させる。ガルバノミラー３
はこれを振る（点Ｏを中心に回動させる）ことに
よりレーザビームをコンデンサレンズ４上に、す
なわち試料１３上に走査する機能を持つもので、
本発明を実現する上で最も重要な役割を果す。コ
ンデンサレンズ４はガルバノミラー３の像を低倍
率対物レンズ７の入射瞳上に作るものである。
TEM00モード発振、ビーム内密度分布はガウス
分布、ビーム径1/eで定義されているものを用い
る。集光レンズ２はレーザビームを、ラインセン
サの共役像面の位置に設けたコンデンサレンズ４
上にスポツト状に結像させる。ガルバノミラー３
はこれを振る（点Ｏを中心に回動させる）ことに
よりレーザビームをコンデンサレンズ４上に、す
なわち試料１３上に走査する機能を持つもので、
本発明を実現する上で最も重要な役割を果す。コ
ンデンサレンズ４はガルバノミラー３の像を低倍
率対物レンズ７の入射瞳上に作るものである。
偏光ビームスプリツタ５は、レーザビームのＳ
偏光に対して高反射率を有し、Ｐ偏光に対して高
透過率を有するものである。レーザ１は当然この
ビームスプリツタに対する入射光がＳ偏光になる
ように設置される。
偏光に対して高反射率を有し、Ｐ偏光に対して高
透過率を有するものである。レーザ１は当然この
ビームスプリツタに対する入射光がＳ偏光になる
ように設置される。
イメージローテイタ６はこれを回動させること
によりステージ１２上のｘ、ｙ方向の計測を可能
とするものである。すなわち、試料１３はIC等
のパターンではほとんどがｘ方向またはｙ方向を
向いているため、本測長器もこの二方向を計測す
るのであるが、ガルバノミラー３の振り方向とラ
インセンサ１９の受光方向は一方向であるので、
イメージローテイタ６を45度回転することにより
その透過光を90度回し、結果的にｘ、y2方向の
走査を可能としている。
によりステージ１２上のｘ、ｙ方向の計測を可能
とするものである。すなわち、試料１３はIC等
のパターンではほとんどがｘ方向またはｙ方向を
向いているため、本測長器もこの二方向を計測す
るのであるが、ガルバノミラー３の振り方向とラ
インセンサ１９の受光方向は一方向であるので、
イメージローテイタ６を45度回転することにより
その透過光を90度回し、結果的にｘ、y2方向の
走査を可能としている。
低倍率対物レンズ７は高倍率対物レンズ１０と
共同して総合倍率を高め、ラインセンサ１９上の
分解能を高める。またコンデンサレンズ８はこの
低倍率対物レンズ７の射出瞳の像を対物レンズ１
０の入射瞳に結像させる。
共同して総合倍率を高め、ラインセンサ１９上の
分解能を高める。またコンデンサレンズ８はこの
低倍率対物レンズ７の射出瞳の像を対物レンズ１
０の入射瞳に結像させる。
上記構成により、レーザ１を出たレーザビーム
はガルバノミラー３により振られながら偏光ビー
ムスプリツタ５にＳ偏光で入射し、ここで反射し
て顕微鏡系内に入り四分の一波長板９および対物
レンズ１０を通過して試料１３に到達する。試料
１３で反射したレーザビームは入射光路と同じ光
路を逆に進み偏光ビームスプリツタ５に戻る。こ
のような入反射光路をとるレーザビームは四分の
一波長板９を２度通過するため、偏光ビームスプ
リツタ５に戻るときにはＰ偏光となつており、こ
のため高い透過率で該ビームスプリツタ５を透過
してラインセンサ１９に到達する。ビームスプリ
ツタ５は四分の一波長板９とともにエネルギーロ
スを無くし、同時に途中の反射光によるゴースト
像をカツトする。すなわち試料１３に到達する前
のレンズ７や８による反射光はＳ偏光であるた
め、ビームスプリツタ５では反射されてラインセ
ンサ１９の方には行かない。さらに偏光板２６は
Ｐ偏光のみを通すものである。またシリンドリカ
ルレンズ１８はラインセンサ１９上に結像するビ
ームスポツトを、ラインセンサ１９の並び方向と
直交する方向に引きのばし、ガルバノミラー３の
走査方向とラインセンサ１９の位置合わせおよび
角度合わせに冗長度を持たせている。なおステー
ジ１２はxyステージ２７によりｘ方向およびｙ
方向に移動できる。
はガルバノミラー３により振られながら偏光ビー
ムスプリツタ５にＳ偏光で入射し、ここで反射し
て顕微鏡系内に入り四分の一波長板９および対物
レンズ１０を通過して試料１３に到達する。試料
１３で反射したレーザビームは入射光路と同じ光
路を逆に進み偏光ビームスプリツタ５に戻る。こ
のような入反射光路をとるレーザビームは四分の
一波長板９を２度通過するため、偏光ビームスプ
リツタ５に戻るときにはＰ偏光となつており、こ
のため高い透過率で該ビームスプリツタ５を透過
してラインセンサ１９に到達する。ビームスプリ
ツタ５は四分の一波長板９とともにエネルギーロ
スを無くし、同時に途中の反射光によるゴースト
像をカツトする。すなわち試料１３に到達する前
のレンズ７や８による反射光はＳ偏光であるた
め、ビームスプリツタ５では反射されてラインセ
ンサ１９の方には行かない。さらに偏光板２６は
Ｐ偏光のみを通すものである。またシリンドリカ
ルレンズ１８はラインセンサ１９上に結像するビ
ームスポツトを、ラインセンサ１９の並び方向と
直交する方向に引きのばし、ガルバノミラー３の
走査方向とラインセンサ１９の位置合わせおよび
角度合わせに冗長度を持たせている。なおステー
ジ１２はxyステージ２７によりｘ方向およびｙ
方向に移動できる。
したがつて上記構成の本装置はガルバノミラー
３を振つて直線偏光レーザ光で試料１３上を走査
することにより、ラインセンサ１９に試料の凹凸
に応じた出力分布が生じる。この出力分布はレー
ザ光の反射強度分布に応じた出力分布に他なら
ず、よつてこれを標準試料に対して同様にレーザ
光を照射した場合に得られる標準出力分布と比較
すれば試料１３の凹凸の平面内長さを測定できる
ことになる。
３を振つて直線偏光レーザ光で試料１３上を走査
することにより、ラインセンサ１９に試料の凹凸
に応じた出力分布が生じる。この出力分布はレー
ザ光の反射強度分布に応じた出力分布に他なら
ず、よつてこれを標準試料に対して同様にレーザ
光を照射した場合に得られる標準出力分布と比較
すれば試料１３の凹凸の平面内長さを測定できる
ことになる。
次に第２図ないし第４図につきラインセンサ１
９の出力およびその処理の仕方の具体例を説明す
る。第２図はラインセンサ１９からの出力の制御
ブロツク図である。いまガルバノミラー３を振つ
てレーザ光により試料１３上を走査したとする
と、増幅回路２０によつて増幅したラインセンサ
１９の出力は、例えば第３図のように、位置（番
地）の変化とともに、試料上の凹凸のエツヂ部で
高さの変化する（低くなる）波形となる。ライン
センサ１９のビツト番地をｉで表し、いま出力が
ｋ番地からｍ番地まで出ていたとする。このライ
ンセンサの出力を、高速のＡ／Ｄ変換器２１でデ
ジタル量に変換しメモリ２２に蓄える。コンピユ
ータ２３はメモリ２２から第３図の番地と出力を
読み出し次の演算をする。
９の出力およびその処理の仕方の具体例を説明す
る。第２図はラインセンサ１９からの出力の制御
ブロツク図である。いまガルバノミラー３を振つ
てレーザ光により試料１３上を走査したとする
と、増幅回路２０によつて増幅したラインセンサ
１９の出力は、例えば第３図のように、位置（番
地）の変化とともに、試料上の凹凸のエツヂ部で
高さの変化する（低くなる）波形となる。ライン
センサ１９のビツト番地をｉで表し、いま出力が
ｋ番地からｍ番地まで出ていたとする。このライ
ンセンサの出力を、高速のＡ／Ｄ変換器２１でデ
ジタル量に変換しメモリ２２に蓄える。コンピユ
ータ２３はメモリ２２から第３図の番地と出力を
読み出し次の演算をする。
Itotal＝i=n
〓i=k
Ii (1)
(1)式のItotalは瞬時瞬時の出力の積分値、(2)式
のXGは重心位置座標に対応した重心の番地のデ
イメンシヨンを表す。
のXGは重心位置座標に対応した重心の番地のデ
イメンシヨンを表す。
いまラインセンサ１９のピツチを25μｍ、高倍
率対物レンズの倍率m1を100倍、低倍率対物レン
ズの倍率m2を５倍とすると、ラインセンサ１９
上の分解能Ｒは Ｒ＝Ｐ／m1 m2＝0.05μｍ (3) となるから、(2)式の演算で小数点以下１桁まで出
せば、分解能は(3)式の10分の１、すなわち同じ仮
定ならば最終的には0.005μｍまで向上する。
率対物レンズの倍率m1を100倍、低倍率対物レン
ズの倍率m2を５倍とすると、ラインセンサ１９
上の分解能Ｒは Ｒ＝Ｐ／m1 m2＝0.05μｍ (3) となるから、(2)式の演算で小数点以下１桁まで出
せば、分解能は(3)式の10分の１、すなわち同じ仮
定ならば最終的には0.005μｍまで向上する。
こうして演算結果としてItotalと重心座標XG
が得られ、これをグラフに表すと第４図のように
なる。第４図は試料１３の凸部１３ａを走査した
ときのItotalのグラフである。これに対し、同図
のItotal・Thは、標準寸法を有する標準試料を同
様にして測定し、その結果から標準寸法に合致す
るべく設定した閾値であり、この閾値は外部の設
定器２４により設定される。したがつてItotal・
Thと等しいItotalの座標を判別してその差を読め
ば凸部１３ａの長さが求まる。すなわち、これら
の座標をXG1、XG2とすると上記凸部１３ａの
長さΔXは ΔX＝XG1−XG2 となる。よつて(3)式の分解能Ｒを掛けて ΔX′＝Ｒ・ΔX をプリンタ２５により出力すれば上記凸部１３ａ
の長さが得られる。
が得られ、これをグラフに表すと第４図のように
なる。第４図は試料１３の凸部１３ａを走査した
ときのItotalのグラフである。これに対し、同図
のItotal・Thは、標準寸法を有する標準試料を同
様にして測定し、その結果から標準寸法に合致す
るべく設定した閾値であり、この閾値は外部の設
定器２４により設定される。したがつてItotal・
Thと等しいItotalの座標を判別してその差を読め
ば凸部１３ａの長さが求まる。すなわち、これら
の座標をXG1、XG2とすると上記凸部１３ａの
長さΔXは ΔX＝XG1−XG2 となる。よつて(3)式の分解能Ｒを掛けて ΔX′＝Ｒ・ΔX をプリンタ２５により出力すれば上記凸部１３ａ
の長さが得られる。
より厳密にはItotal・Thに等しい座標のXG1、
XG2は内挿して求めることができるが、実際に
はItotal・Thに最も近いところのXG1、XG2を
もつて代用させても十分な精度が得られる。
XG2は内挿して求めることができるが、実際に
はItotal・Thに最も近いところのXG1、XG2を
もつて代用させても十分な精度が得られる。
以上のように本発明の顕微鏡系のレーザ光によ
る比較測長装置は、顕微鏡系内に入射させて試料
面で反射させるレーザ走査光をラインセンサに入
射させるものであつて、その一走査中に、ライン
センサから逐次出力される信号をデジタル信号に
変換するとともに、このデジタル信号をメモリに
逐次記憶し、このメモリに記憶されたデジタル信
号を読み出して、、の演算を行ない、これに
よつて求めた値を標準試料による閾値と比較し
て、試料面の凹凸を測定するから、レーザ干渉測
長器のような高価な絶対スケールを内蔵する必要
なく、デジタル信号の処理によつて試料の凹凸の
測定ができる。したがつて例えば、一つのIC工
場において、絶対スケールは一台または限られた
数台のみとし、本発明の比較測長器を複数（多
数）設置する等の利用方法により、工場全体の測
長器に要する費用を著しく少なくすることが可能
となる。
る比較測長装置は、顕微鏡系内に入射させて試料
面で反射させるレーザ走査光をラインセンサに入
射させるものであつて、その一走査中に、ライン
センサから逐次出力される信号をデジタル信号に
変換するとともに、このデジタル信号をメモリに
逐次記憶し、このメモリに記憶されたデジタル信
号を読み出して、、の演算を行ない、これに
よつて求めた値を標準試料による閾値と比較し
て、試料面の凹凸を測定するから、レーザ干渉測
長器のような高価な絶対スケールを内蔵する必要
なく、デジタル信号の処理によつて試料の凹凸の
測定ができる。したがつて例えば、一つのIC工
場において、絶対スケールは一台または限られた
数台のみとし、本発明の比較測長器を複数（多
数）設置する等の利用方法により、工場全体の測
長器に要する費用を著しく少なくすることが可能
となる。
第１図は本発明に係る顕微鏡系のレーザ光によ
る比較測長方法の実施例を示す光学系の概念図、
第２図はラインセンサの出力信号を処理するシス
テムの一例を示すブロツク図、第３図はラインセ
ンサ増幅回路の出力波形を摸式的に示すグラフ、
第４図は試料の凹凸に対応したItotal―XGの摸
式的グラフである。 １…直線偏光HeNeレーザ、３…ガルバノミラ
ー、５…偏光ビームスプリツタ、６…イメージロ
ーテイタ、９…四分の一波長板、１０…高倍率対
物レンズ、１１…焦点検出系、１３…試料、１４
…照明系、１７…接眼レンズ、１９…ラインセン
サ。
る比較測長方法の実施例を示す光学系の概念図、
第２図はラインセンサの出力信号を処理するシス
テムの一例を示すブロツク図、第３図はラインセ
ンサ増幅回路の出力波形を摸式的に示すグラフ、
第４図は試料の凹凸に対応したItotal―XGの摸
式的グラフである。 １…直線偏光HeNeレーザ、３…ガルバノミラ
ー、５…偏光ビームスプリツタ、６…イメージロ
ーテイタ、９…四分の一波長板、１０…高倍率対
物レンズ、１１…焦点検出系、１３…試料、１４
…照明系、１７…接眼レンズ、１９…ラインセン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ レーザ光を一方向に繰り返し偏向して直線状
の走査光とする偏光器と；この偏光器からの走査
光を顕微鏡系内に入射させて試料面上を走査する
入射光学系と；上記試料面により反射された反射
走査光をラインセンサ上に結像させる結像光学系
と；上記走査光による一走査中に、反射走査光に
応じて上記ラインセンサから逐次出力されるｋビ
ツト番地からｍビツト番地（ｋ＜ｍ）までの信号
をデジタル信号に逐次変換するＡ／Ｄ変換器と；
このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信号を逐次記憶
するメモリと；このメモリに記憶されたデジタル
信号を順次読み出して、式で表わされる演算
を行なう第１の演算手段と； Itptal＝i=n 〓i=k Ii XG＝i=n 〓i=k Ii・ｉ／Itptal Itptal…瞬間瞬間のｋビツト番地からｍビツト番地
までのデジタル信号の積分値 Ii…任意のビツト番地のデジタル信号 XG…瞬間瞬間のｋビツト番地からｍビツト番地
までのデジタル信号分布の重心位置を示すビツ
ト番地 上記走査光による一走査中に上記第１の演算手
段が上記式により求めた各Itptalを、標準試料に
よる上記反射走査光により求めた閾値（Itptal・
Th）と比較し、その比較結果と上記式によつ
て求めたXGによつて、上記試料面の凹凸等の平
面内寸法を求める第２の演算手段と； を有することを特徴とする顕微鏡系のレーザ光に
よる比較測長装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210216A JPS5999304A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 顕微鏡系のレーザ光による比較測長装置 |
| US06/556,666 US4650335A (en) | 1982-11-30 | 1983-11-30 | Comparison type dimension measuring method and apparatus using a laser beam in a microscope system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57210216A JPS5999304A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 顕微鏡系のレーザ光による比較測長装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5999304A JPS5999304A (ja) | 1984-06-08 |
| JPH0117523B2 true JPH0117523B2 (ja) | 1989-03-30 |
Family
ID=16585705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210216A Granted JPS5999304A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 顕微鏡系のレーザ光による比較測長装置 |
Country Status (2)
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Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910690A (en) * | 1986-02-14 | 1990-03-20 | Citizen Watch Co., Ltd. | Micro-dimensional measurement apparatus |
| FR2601128A1 (fr) * | 1986-07-03 | 1988-01-08 | Etu Rech Machine Outil Centre | Rugosimetre a source laser pour l'analyse et le controle de qualite des surfaces mecaniques |
| DE3731531A1 (de) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur erweiterung der aufloesung einer zeilen- oder matrixkamera |
| DE3720079A1 (de) * | 1987-06-16 | 1988-12-29 | Breitmeier Ulrich | Optischer abtastkopf |
| US4979821A (en) * | 1988-01-27 | 1990-12-25 | Ortho Diagnostic Systems Inc. | Cuvette for receiving liquid sample |
| BE1001440A4 (fr) * | 1988-02-12 | 1989-10-31 | Nationale Herstal Fn Sa Fab | Procede de mesure de longueurs par camera a reseau photosensible. |
| US5042951A (en) * | 1989-09-19 | 1991-08-27 | Therma-Wave, Inc. | High resolution ellipsometric apparatus |
| JPH04278555A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-05 | Nec Yamaguchi Ltd | 微少寸法測定装置 |
| JPH05164687A (ja) * | 1991-12-18 | 1993-06-29 | Hamamatsu Photonics Kk | レシオイメージング装置 |
| FR2698984B1 (fr) * | 1992-12-04 | 1995-01-06 | Commissariat Energie Atomique | Procédé et dispositif d'acquisition d'une image à trois dimensions d'un petit objet par palpage lumineux et moyen d'étalonnage pour la mise en Óoeuvre d'une telle acquisition. |
| US6348979B1 (en) | 1993-02-25 | 2002-02-19 | Mdc Max Daetwyler Ag | Engraving system and method comprising improved imaging |
| US5737090A (en) | 1993-02-25 | 1998-04-07 | Ohio Electronic Engravers, Inc. | System and method for focusing, imaging and measuring areas on a workpiece engraved by an engraver |
| US5638206A (en) * | 1993-09-29 | 1997-06-10 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Confocal optical microscope and length measuring device using this microscope |
| JP3431342B2 (ja) * | 1995-04-19 | 2003-07-28 | オリンパス光学工業株式会社 | レーザリペア機能付顕微鏡 |
| WO1998028592A1 (de) * | 1996-12-23 | 1998-07-02 | Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg | Verfahren und vorrichtungen zur distanzmessung zwischen objektstrukturen |
| DE19654208C2 (de) * | 1996-12-24 | 2001-05-10 | Leica Microsystems | Mikroskop |
| ATE266852T1 (de) * | 1996-12-31 | 2004-05-15 | Datalogic Spa | Verfahren zur volumenmessung eines gegenstandes mittels eines laserabtasters und eines ccd bildsensors |
| EP0991918B1 (de) * | 1997-06-28 | 2002-10-16 | Leopold Kostal GmbH & Co. KG | Verfahren zum bestimmen der absoluten winkelstellung des lenkrades eines kraftfahrzeuges sowie optoelektronischer lenkwinkelsensor |
| JP3511881B2 (ja) * | 1997-09-17 | 2004-03-29 | 住友金属工業株式会社 | 結晶粒径測定装置 |
| DE19850270B4 (de) * | 1997-11-04 | 2006-10-26 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optoelektronische Vorrichtung |
| US6483580B1 (en) * | 1998-03-06 | 2002-11-19 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Spectroscopic scatterometer system |
| JPH11325887A (ja) | 1998-05-08 | 1999-11-26 | Asahi Optical Co Ltd | 自動焦点検出装置の分岐光学系 |
| US6350975B1 (en) | 1998-05-08 | 2002-02-26 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Beam splitter for automatic focusing device |
| US6339499B1 (en) | 1998-05-08 | 2002-01-15 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Beam splitter for automatic focusing device |
| US20100008551A9 (en) * | 1998-08-18 | 2010-01-14 | Ilya Schiller | Using handwritten information |
| US7268774B2 (en) * | 1998-08-18 | 2007-09-11 | Candledragon, Inc. | Tracking motion of a writing instrument |
| US7257255B2 (en) * | 2001-11-21 | 2007-08-14 | Candledragon, Inc. | Capturing hand motion |
| JP3992182B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2007-10-17 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 | 顕微鏡装置 |
| US7515253B2 (en) * | 2005-01-12 | 2009-04-07 | Kla-Tencor Technologies Corporation | System for measuring a sample with a layer containing a periodic diffracting structure |
| US7755026B2 (en) * | 2006-05-04 | 2010-07-13 | CandleDragon Inc. | Generating signals representative of sensed light that is associated with writing being done by a user |
| JP5107547B2 (ja) * | 2006-09-26 | 2012-12-26 | 株式会社ミツトヨ | 干渉型表面形状測定装置 |
| US20080166175A1 (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Candledragon, Inc. | Holding and Using an Electronic Pen and Paper |
| JP2009198903A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Olympus Corp | 光学機器 |
| CN101666630B (zh) * | 2009-10-30 | 2011-06-22 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种基于平行平晶分偏振光束及相移干涉术的精密晶圆检测方法和装置 |
| CN103292735B (zh) * | 2013-06-09 | 2015-09-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种双区域比例输出共焦探测方法与装置 |
| CN103278093B (zh) * | 2013-06-09 | 2015-07-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种差动双区域共焦轴向测量装置 |
| JP6775787B2 (ja) * | 2016-12-01 | 2020-10-28 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 表面検査装置、表面検査方法、表面検査プログラムおよび記録媒体 |
| CN116499362B (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-15 | 太原科技大学 | 钢板尺寸在线测量系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3909602A (en) * | 1973-09-27 | 1975-09-30 | California Inst Of Techn | Automatic visual inspection system for microelectronics |
| JPS5263755A (en) * | 1975-11-22 | 1977-05-26 | Nippon Chemical Ind | Pattern line width measuring device |
| JPS5453562A (en) * | 1977-10-05 | 1979-04-26 | Canon Inc | Photoelectric detector |
| US4373817A (en) * | 1978-05-22 | 1983-02-15 | Nanometrics Incorporated | Computerized micromeasuring system and method therefor |
| JPS55140102A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-01 | Sotsukishiya:Kk | Measuring device for flatness of inspected plane glass |
| JPS55146005A (en) * | 1979-05-01 | 1980-11-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | Automatic measuring method of fine size |
| JPS6017044B2 (ja) * | 1979-07-23 | 1985-04-30 | 株式会社日立製作所 | 印刷配線板のパタ−ン検査装置 |
| JPS5826205A (ja) * | 1981-08-08 | 1983-02-16 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 散乱光検出光学系 |
-
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1983
- 1983-11-30 US US06/556,666 patent/US4650335A/en not_active Expired - Fee Related
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