JPH04268403A - 光切断画像の焦点合わせ方法 - Google Patents
光切断画像の焦点合わせ方法Info
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- JPH04268403A JPH04268403A JP2978391A JP2978391A JPH04268403A JP H04268403 A JPH04268403 A JP H04268403A JP 2978391 A JP2978391 A JP 2978391A JP 2978391 A JP2978391 A JP 2978391A JP H04268403 A JPH04268403 A JP H04268403A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光切断画像の焦点合わせ
方法に関する。詳しくは、物体，たとえば、半導体ウェ
−ハ上に形成された配線パターンの巾や高さなどの形状
を光切断画像から計測する際に、表示画面上の光切断画
像を観察して最適に焦点合わせを行い、光切断法による
計測の精度を上げる光切断画像の焦点合わせ方法に関す
る。
方法に関する。詳しくは、物体，たとえば、半導体ウェ
−ハ上に形成された配線パターンの巾や高さなどの形状
を光切断画像から計測する際に、表示画面上の光切断画
像を観察して最適に焦点合わせを行い、光切断法による
計測の精度を上げる光切断画像の焦点合わせ方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年の物体形状の計測技術は、より正確
に大きさや長さ，高さなどを非接触で測定する方式が要
求されるようになってきた。このような計測技術には光
技術を応用する方法がある。これには大きく分けてスポ
ット状に光を集光したり光の偏光を利用するものと、シ
ート状に光を形成して行う，いわゆる、光切断法がある
が、後者の光切断法は微小物体の高さや巾を非接触で効
率的に測定できる特徴があり広く用いられるようになっ
てきた。
に大きさや長さ，高さなどを非接触で測定する方式が要
求されるようになってきた。このような計測技術には光
技術を応用する方法がある。これには大きく分けてスポ
ット状に光を集光したり光の偏光を利用するものと、シ
ート状に光を形成して行う，いわゆる、光切断法がある
が、後者の光切断法は微小物体の高さや巾を非接触で効
率的に測定できる特徴があり広く用いられるようになっ
てきた。
【０００３】図２は物体の光切断画像切り出しのシステ
ム構成例を示す図で、ライン光とＴＶカメラとを用いて
半導体ウェ−ハ上に形成された， たとえば、ＩＣの配
線パターンの形状， たとえば、巾や高さを計測する方
法の例である。同図（イ）はシステム構成ブロック図を
，同図（ロ）は被計測対象物体，たとえば、ＩＣ配線パ
ターンの拡大斜視図である。このようなＩＣ配線パター
ンの形状を正確に計測することはその製造工程，たとえ
ば、露光やエッチング処理がうまく行われる条件にある
かどうかなどを判定する上で極めて重要である。
ム構成例を示す図で、ライン光とＴＶカメラとを用いて
半導体ウェ−ハ上に形成された， たとえば、ＩＣの配
線パターンの形状， たとえば、巾や高さを計測する方
法の例である。同図（イ）はシステム構成ブロック図を
，同図（ロ）は被計測対象物体，たとえば、ＩＣ配線パ
ターンの拡大斜視図である。このようなＩＣ配線パター
ンの形状を正確に計測することはその製造工程，たとえ
ば、露光やエッチング処理がうまく行われる条件にある
かどうかなどを判定する上で極めて重要である。
【０００４】図中、物体１，たとえば、ＩＣ配線パター
ンは公知の方法でウェ−ハ１００，たとえば、シリコン
基板の上に形成されたもので、たとえば， 両側の段差
部１０間の巾１〜３μｍ，ウェ−ハ面からの高さ１μｍ
以下程度のものである。
ンは公知の方法でウェ−ハ１００，たとえば、シリコン
基板の上に形成されたもので、たとえば， 両側の段差
部１０間の巾１〜３μｍ，ウェ−ハ面からの高さ１μｍ
以下程度のものである。
【０００５】計測にあたって、先ず， ウェ−ハ１００
はＸ，Ｙ，Ｚ，θの４軸微調整可能なステ−ジ４の試
料台４０の上に載置される。光源５，たとえば、Ｈｅ−
Ｃｄ レーザなどのレーザ光源から強度調整されたレー
ザ光を、たとえば，コリメータレンズ系とスリットから
なる投射光学系６を通して、たとえば，巾４０μｍ，
厚さ０．７ μｍ程度のライン光を形成して、物体１に
斜入射させる。その時の物体１の光切断面２’および３
’（３’ａ，３’ｂ） は同図（ロ）に示したごとく階
段状になる。
はＸ，Ｙ，Ｚ，θの４軸微調整可能なステ−ジ４の試
料台４０の上に載置される。光源５，たとえば、Ｈｅ−
Ｃｄ レーザなどのレーザ光源から強度調整されたレー
ザ光を、たとえば，コリメータレンズ系とスリットから
なる投射光学系６を通して、たとえば，巾４０μｍ，
厚さ０．７ μｍ程度のライン光を形成して、物体１に
斜入射させる。その時の物体１の光切断面２’および３
’（３’ａ，３’ｂ） は同図（ロ）に示したごとく階
段状になる。
【０００６】光切断面２’および３’（３’ａ，３’ｂ
） からは破線矢印のごとく光が反射されて、結像光学
系７，たとえば、拡大接眼レンズ系を通して撮像光学系
８，たとえば、ＣＣＤ 撮像素子上に結像する。結像光
学系７に結像した物体１の光切断面２’および３’（３
’ａ，３’ｂ） の情報は電気信号に変換されて、ＴＶ
モニタ９ に入力されて画面上に拡大された光切断画像
２および３（３ａ，３ｂ）が表示される。
） からは破線矢印のごとく光が反射されて、結像光学
系７，たとえば、拡大接眼レンズ系を通して撮像光学系
８，たとえば、ＣＣＤ 撮像素子上に結像する。結像光
学系７に結像した物体１の光切断面２’および３’（３
’ａ，３’ｂ） の情報は電気信号に変換されて、ＴＶ
モニタ９ に入力されて画面上に拡大された光切断画像
２および３（３ａ，３ｂ）が表示される。
【０００７】図３は従来の焦点合わせと計測画像の例を
示す図で、同図（イ）は初期状態，すなわち、物体１が
無いときを示し、同図（ロ）は計測状態のときの光切断
画像を示す。
示す図で、同図（イ）は初期状態，すなわち、物体１が
無いときを示し、同図（ロ）は計測状態のときの光切断
画像を示す。
【０００８】すなわち、先ず，物体１が無い状態で任意
の位置，たとえば、ほゞ物体１が位置するであろう任意
の位置で、図示してないステージ４を用いて光切断画像
２３の焦点合わせを行う〔同図（イ）〕。
の位置，たとえば、ほゞ物体１が位置するであろう任意
の位置で、図示してないステージ４を用いて光切断画像
２３の焦点合わせを行う〔同図（イ）〕。
【０００９】次いで、物体１を挿入して光切断画像２お
よび３（３ａ，３ｂ）をＴＶモニタ９上で観察しながら
再度ステージ４の微調整を行い、ほゞ焦点が合ったとこ
ろで光切断画像２および３（３ａ，３ｂ）を計測して物
体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの巾Ｂ や高さＨ（
何れも換算式を要す） などを算出している〔同図（ロ
）〕。
よび３（３ａ，３ｂ）をＴＶモニタ９上で観察しながら
再度ステージ４の微調整を行い、ほゞ焦点が合ったとこ
ろで光切断画像２および３（３ａ，３ｂ）を計測して物
体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの巾Ｂ や高さＨ（
何れも換算式を要す） などを算出している〔同図（ロ
）〕。
【００１０】なお、上記ではＴＶモニタ９上で光切断画
像２および３（３ａ，３ｂ）を観察して計測する例を説
明したが、ＴＶ画像を電気信号として取り出し直接物体
１の計測データを算出表示するようにしてもよい。
像２および３（３ａ，３ｂ）を観察して計測する例を説
明したが、ＴＶ画像を電気信号として取り出し直接物体
１の計測データを算出表示するようにしてもよい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
切断法における光切断画像の焦点合わせ方法は、基本的
に焦点が初期状態で設定した任意の位置で固定されてい
る。したがって、物体１を載置したあとの焦点合わせが
曖昧で、個人差もありベスト・フォ−カスを得るために
は熟練が必要である。
切断法における光切断画像の焦点合わせ方法は、基本的
に焦点が初期状態で設定した任意の位置で固定されてい
る。したがって、物体１を載置したあとの焦点合わせが
曖昧で、個人差もありベスト・フォ−カスを得るために
は熟練が必要である。
【００１２】たとえば、図４は従来の光切断画像の例を
示す拡大図で、たとえば，ＩＣ配線パターンの上面部の
光切断画像の３つの例２ａ１，２ａ２，２ａ３ を示し
たものである。 中心の太線は光が最も明るく見える部分である。すなわ
ち、同図（イ）では片側端部が丸くなっており、同図（
ロ）では全体的に太くなっており、同図（ハ）では一方
の側にいくほど太くなっている。
示す拡大図で、たとえば，ＩＣ配線パターンの上面部の
光切断画像の３つの例２ａ１，２ａ２，２ａ３ を示し
たものである。 中心の太線は光が最も明るく見える部分である。すなわ
ち、同図（イ）では片側端部が丸くなっており、同図（
ロ）では全体的に太くなっており、同図（ハ）では一方
の側にいくほど太くなっている。
【００１３】このように光切断画像の焦点合わせにバラ
ツキが生じ、また，それらの計測位置の判断に曖昧さが
入り込むために、測定精度と測定値の信頼性が阻害され
ると共に焦点合わせに時間を要するなどといった幾つか
の問題があり、その解決が求められている。
ツキが生じ、また，それらの計測位置の判断に曖昧さが
入り込むために、測定精度と測定値の信頼性が阻害され
ると共に焦点合わせに時間を要するなどといった幾つか
の問題があり、その解決が求められている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、物体１に
ライン光を照射し、その反射光を受光・撮像して物体１
の形状を計測する光切断法において、前記物体１の段差
部１０を有する領域からの光切断画像２が、両端部２０
で丸みを有する左右対称の鉄アレー状になるように結像
調整し、かつ，その棒状部２１の巾が最小になるように
結像調整する光切断画像の焦点合わせ方法によって解決
することができる。
ライン光を照射し、その反射光を受光・撮像して物体１
の形状を計測する光切断法において、前記物体１の段差
部１０を有する領域からの光切断画像２が、両端部２０
で丸みを有する左右対称の鉄アレー状になるように結像
調整し、かつ，その棒状部２１の巾が最小になるように
結像調整する光切断画像の焦点合わせ方法によって解決
することができる。
【００１５】
【作用】本発明によれば、物体１，たとえば、ＩＣ配線
パターンの両端に段差部１０を有する領域からの光切断
画像に注目し、その形状が両端部２０で丸みを有する左
右対称の鉄アレー状になるように結像調整し、かつ，そ
の棒状部２１の巾が最小になるように結像調整するので
、ベスト・フォ−カスの状態が特定され未熟練者でも容
易に焦点合わせが可能であり、正確でバラツキの小さい
， かつ、信頼性の高い測定が効率的に行われるのであ
る。
パターンの両端に段差部１０を有する領域からの光切断
画像に注目し、その形状が両端部２０で丸みを有する左
右対称の鉄アレー状になるように結像調整し、かつ，そ
の棒状部２１の巾が最小になるように結像調整するので
、ベスト・フォ−カスの状態が特定され未熟練者でも容
易に焦点合わせが可能であり、正確でバラツキの小さい
， かつ、信頼性の高い測定が効率的に行われるのであ
る。
【００１６】
【実施例】図１は本発明方法の実施例を示す図である。
なお、本実施例で使用した光切断画像切り出しのシステ
ム構成は図２で図示説明したものと同様であるので、各
部の構成や動作については再度の説明は省略する。
ム構成は図２で図示説明したものと同様であるので、各
部の構成や動作については再度の説明は省略する。
【００１７】同図（イ）で、物体１として，たとえば、
シリコン基板の上に形成されたＡｌからなるＩＣ配線パ
ターンを用いた。両側の段差部１０の間の巾２μｍ，ウ
ェ−ハ面からの高さ１μｍのものである。
シリコン基板の上に形成されたＡｌからなるＩＣ配線パ
ターンを用いた。両側の段差部１０の間の巾２μｍ，ウ
ェ−ハ面からの高さ１μｍのものである。
【００１８】いま、物体面にライン光を角度θ，たとえ
ば、４５〜５０°で入射させると、その光切断面２’お
よび３’（３’ａ，３’ｂ） は太線で示したように段
差のある直線になる。同図（ロ）は物体１の断面と光の
反射の状態を示した模式図である。■および■はベース
面，たとえば、ウェ−ハ面での反射状態を、■は段差部
面，たとえば、ＩＣ配線パターン面での反射状態を、■
および■は段差部１０， すなわち、エッジ部での反射
状態を示す。
ば、４５〜５０°で入射させると、その光切断面２’お
よび３’（３’ａ，３’ｂ） は太線で示したように段
差のある直線になる。同図（ロ）は物体１の断面と光の
反射の状態を示した模式図である。■および■はベース
面，たとえば、ウェ−ハ面での反射状態を、■は段差部
面，たとえば、ＩＣ配線パターン面での反射状態を、■
および■は段差部１０， すなわち、エッジ部での反射
状態を示す。
【００１９】通常、ウェ−ハ面やＩＣ配線パターン面な
どの平面部は滑らかであり、その領域からの反射光は図
示したごとく、ある一定の方向に反射される（ ■，
■， ■参照）。一方、段差部１０では微視的に見ると
エッジ面が凹凸をなしており、その部分では光は図示し
たごとく散乱される（ ■， ■参照） 。
どの平面部は滑らかであり、その領域からの反射光は図
示したごとく、ある一定の方向に反射される（ ■，
■， ■参照）。一方、段差部１０では微視的に見ると
エッジ面が凹凸をなしており、その部分では光は図示し
たごとく散乱される（ ■， ■参照） 。
【００２０】そこで、ある受光角感度を有する撮像光学
系８で反射光強度を測定すると同図（ハ）のごとくにな
る。こゝで縦軸は反射光強度，横軸は物体上の位置であ
る。すなわち、段差部１０からの散乱光が局部的に強く
受光されることがわかる。
系８で反射光強度を測定すると同図（ハ）のごとくにな
る。こゝで縦軸は反射光強度，横軸は物体上の位置であ
る。すなわち、段差部１０からの散乱光が局部的に強く
受光されることがわかる。
【００２１】同図（ニ）は，たとえば、ＴＶモニタ９上
に表示された物体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの焦
点がほゞ合った状態の拡大された光切断画像２および３
（３ａ，３ｂ）である。図中、２０は物体１の上面の光
切断面２’からの反射光による光切断画像２の両端の端
部で、同図（イ）の段差部１０からの散乱光のために、
やゝ広がって結像している。
に表示された物体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの焦
点がほゞ合った状態の拡大された光切断画像２および３
（３ａ，３ｂ）である。図中、２０は物体１の上面の光
切断面２’からの反射光による光切断画像２の両端の端
部で、同図（イ）の段差部１０からの散乱光のために、
やゝ広がって結像している。
【００２２】この光切断画像２を拡大して見ると、同図
（ホ）に示したごとく鉄アレー状をなしている。すなわ
ち、上記各図に図示説明した原理によって、両端に段差
部１０を有する領域からの反射光による光切断画像２は
正しい位置にライン光を投射してその反射画像の焦点が
合えば合うほど、両端部２０で丸みを有する左右対称の
鉄アレー状になり、しかも， 中央の棒状部２１の巾が
最小になることがわかる。このことは実験的にも十分確
認された。そして、光切断画像２および３（３ａ，３ｂ
）から物体１の形状，たとえば、ＩＣ配線パターンの巾
（Ｂ）や高さ（Ｈ）の測定算出は前記図２で説明した方
法に準じて行えばよい。
（ホ）に示したごとく鉄アレー状をなしている。すなわ
ち、上記各図に図示説明した原理によって、両端に段差
部１０を有する領域からの反射光による光切断画像２は
正しい位置にライン光を投射してその反射画像の焦点が
合えば合うほど、両端部２０で丸みを有する左右対称の
鉄アレー状になり、しかも， 中央の棒状部２１の巾が
最小になることがわかる。このことは実験的にも十分確
認された。そして、光切断画像２および３（３ａ，３ｂ
）から物体１の形状，たとえば、ＩＣ配線パターンの巾
（Ｂ）や高さ（Ｈ）の測定算出は前記図２で説明した方
法に準じて行えばよい。
【００２３】すなわち、本発明では物体１の段差部１０
を有する領域からの光切断画像２が、両端部２０で丸み
を有する左右対称の鉄アレー状になるように、かつ，そ
の棒状部２１の巾が最小になるように、たとえば，ステ
ージ４を用いて結像調整することによって高精度の焦点
合わせを行うことができる。これにより、従来の焦点合
わせ方法による場合に比較して光切断法による物体１，
たとえば、ＩＣ配線パターンの巾や高さの測定精度が２
倍以上に向上でき、測定時間も大巾に短縮された。
を有する領域からの光切断画像２が、両端部２０で丸み
を有する左右対称の鉄アレー状になるように、かつ，そ
の棒状部２１の巾が最小になるように、たとえば，ステ
ージ４を用いて結像調整することによって高精度の焦点
合わせを行うことができる。これにより、従来の焦点合
わせ方法による場合に比較して光切断法による物体１，
たとえば、ＩＣ配線パターンの巾や高さの測定精度が２
倍以上に向上でき、測定時間も大巾に短縮された。
【００２４】なお、上記実施例では物体１としてＩＣ配
線パターンの場合について図示説明したが、その他類似
の物体であっても本発明方法が適用できることは言うま
でもない。
線パターンの場合について図示説明したが、その他類似
の物体であっても本発明方法が適用できることは言うま
でもない。
【００２５】また、上記実施例のシステム構成は例を示
したものであり、本発明の趣旨に反しない限り、その他
のデバイスやシステム構成を用いて本発明方法を実施し
てもよいことは勿論である。
したものであり、本発明の趣旨に反しない限り、その他
のデバイスやシステム構成を用いて本発明方法を実施し
てもよいことは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば物
体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの両端に段差部１０
を有する領域からの光切断画像に注目し、その形状が両
端部２０で丸みを有する左右対称の鉄アレー状になるよ
うに結像調整し、かつ，その棒状部２１の巾が最小にな
るように結像調整するので、ベスト・フォ−カスの状態
が特定され未熟練者でも容易に焦点合わせが可能であり
、正確でバラツキの小さい， かつ、信頼性の高い測定
が効率的に行われ、光切断法による物体形状の計測技術
の高精度化，高信頼度化と測定時間の短縮に寄与すると
ころが極めて大きい。
体１，たとえば、ＩＣ配線パターンの両端に段差部１０
を有する領域からの光切断画像に注目し、その形状が両
端部２０で丸みを有する左右対称の鉄アレー状になるよ
うに結像調整し、かつ，その棒状部２１の巾が最小にな
るように結像調整するので、ベスト・フォ−カスの状態
が特定され未熟練者でも容易に焦点合わせが可能であり
、正確でバラツキの小さい， かつ、信頼性の高い測定
が効率的に行われ、光切断法による物体形状の計測技術
の高精度化，高信頼度化と測定時間の短縮に寄与すると
ころが極めて大きい。
【図１】本発明方法の実施例を示す図である。
【図２】物体の光切断画像切り出しのシステム構成例を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来の焦点合わせと計測画像の例を示す図であ
る。
る。
【図４】従来の光切断画像の例を示す拡大図である。
１は物体、
２，３（３ａ，３ｂ）は光切断画像、
４はステージ、
５は光源、
６は投射光学系、
７は結像光学系、
８は撮像光学系、
９はＴＶモニタ、
１０は段差部、
２０は端部、
２１は棒状部、
Claims (2)
- 【請求項１】 物体（１） にライン光を照射し、そ
の反射光を受光・撮像して物体（１） の形状を計測す
る光切断法において、前記物体（１） の段差部（１０
）を有する領域からの光切断画像（２） が、両端部（
２０）で丸みを有する左右対称の鉄アレー状になるよう
に結像調整することを特徴とした光切断画像の焦点合わ
せ方法。 - 【請求項２】 前記光切断画像（２） の棒状部（２
１）の巾が最小になるように結像調整することを特徴と
した請求項１記載の光切断画像の焦点合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2978391A JPH04268403A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 光切断画像の焦点合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2978391A JPH04268403A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 光切断画像の焦点合わせ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268403A true JPH04268403A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12285611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2978391A Withdrawn JPH04268403A (ja) | 1991-02-25 | 1991-02-25 | 光切断画像の焦点合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268403A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334898A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Ibiden Co Ltd | バンプ高さ検査方法および検査装置 |
-
1991
- 1991-02-25 JP JP2978391A patent/JPH04268403A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334898A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Ibiden Co Ltd | バンプ高さ検査方法および検査装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |