JPH05126534A - 線幅測定器の較正方法 - Google Patents
線幅測定器の較正方法Info
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- JPH05126534A JPH05126534A JP3290068A JP29006891A JPH05126534A JP H05126534 A JPH05126534 A JP H05126534A JP 3290068 A JP3290068 A JP 3290068A JP 29006891 A JP29006891 A JP 29006891A JP H05126534 A JPH05126534 A JP H05126534A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 20
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＣＤ素子で撮影した像の線幅測定をするた
めに、精密な位置決めステージを利用して、ＣＣＤ素子
の１画素が何μm に相当するかをステージの微小移動量
から較正を行う。 【構成】 精密な位置決めステージ１と線幅測定器４と
を組み合わせ、先ずサンプル３の輝度分布を測定し、Ｃ
ＣＤ素子８の画面へ照射された輝度分布上に任意の基準
点Ａを設定し、サンプル３をセットしたステージ１を移
動して、その移動量を読み取り、ステージ移動量と、こ
れに比例する基準点移動量とから画像センサの１画素に
相当するピッチを検出して測定器を較正するものであ
る。
めに、精密な位置決めステージを利用して、ＣＣＤ素子
の１画素が何μm に相当するかをステージの微小移動量
から較正を行う。 【構成】 精密な位置決めステージ１と線幅測定器４と
を組み合わせ、先ずサンプル３の輝度分布を測定し、Ｃ
ＣＤ素子８の画面へ照射された輝度分布上に任意の基準
点Ａを設定し、サンプル３をセットしたステージ１を移
動して、その移動量を読み取り、ステージ移動量と、こ
れに比例する基準点移動量とから画像センサの１画素に
相当するピッチを検出して測定器を較正するものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サンプルを拡大投影で
撮像された画像からサンプルの線幅を測定する線幅測定
器の較正方法に関する。
撮像された画像からサンプルの線幅を測定する線幅測定
器の較正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、線幅測定器の較正方法において
は、像を拡大する像拡大率は、数％のバラツキがある。
ＣＣＤ素子のような受光素子によって像を取り込むので
あるが、顕微鏡のように取り込まれる像が倍率によって
変化する場合、或る像での受光素子１画素当たりに相当
する長さを較正することが必要であり、その較正値を基
に、その像での測定を行います。ところが、従来技術の
較正方法は、基準サンプルを用意する必要があって、而
もその基準サンプルは精度の良いピッチを備えた所謂高
精度なライン・アンド・スペースを有するものでなけれ
ばならないと云う問題があった。更に基準サンプルはミ
クロンオーダのものについては比較的高精度なものが存
在するが、光学系が高倍時に対応するサブミクロンオー
ダの基準サンプルについては信頼性の高いものに作るの
が非常に困難である。このためサブミクロンオーダ
（０．１〜０．９μm 範囲の桁）の較正については信頼
性が確保できず、線幅測定器の測定誤差要因になる。ま
た光学系の収差による画面外周近傍の歪曲のため、高倍
時に基準サンプルのピッチ若しくは長さがかかることに
よって、ＣＣＤ素子に取り込んだ画像上で正確なサンプ
ルの長さが得られないと云う問題もある。
は、像を拡大する像拡大率は、数％のバラツキがある。
ＣＣＤ素子のような受光素子によって像を取り込むので
あるが、顕微鏡のように取り込まれる像が倍率によって
変化する場合、或る像での受光素子１画素当たりに相当
する長さを較正することが必要であり、その較正値を基
に、その像での測定を行います。ところが、従来技術の
較正方法は、基準サンプルを用意する必要があって、而
もその基準サンプルは精度の良いピッチを備えた所謂高
精度なライン・アンド・スペースを有するものでなけれ
ばならないと云う問題があった。更に基準サンプルはミ
クロンオーダのものについては比較的高精度なものが存
在するが、光学系が高倍時に対応するサブミクロンオー
ダの基準サンプルについては信頼性の高いものに作るの
が非常に困難である。このためサブミクロンオーダ
（０．１〜０．９μm 範囲の桁）の較正については信頼
性が確保できず、線幅測定器の測定誤差要因になる。ま
た光学系の収差による画面外周近傍の歪曲のため、高倍
時に基準サンプルのピッチ若しくは長さがかかることに
よって、ＣＣＤ素子に取り込んだ画像上で正確なサンプ
ルの長さが得られないと云う問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特に顕微鏡のように撮
像レンズや対物レンズの組み合わせにより総合倍率が変
化する場合、ＣＣＤ素子に撮影した像において、ＣＣＤ
素子の１画素が何μm に相当するかを較正するに当た
り、従来の様に高精度の既知ピッチを有する基準サンプ
ルを必要とせず、サンプルが簡単に作れて、かつ、ＣＣ
Ｄ素子１画素長のサブミクロン（０．１μm ）オーダの
線幅測定器の較正が実施できるよにすることを目的とす
る。
像レンズや対物レンズの組み合わせにより総合倍率が変
化する場合、ＣＣＤ素子に撮影した像において、ＣＣＤ
素子の１画素が何μm に相当するかを較正するに当た
り、従来の様に高精度の既知ピッチを有する基準サンプ
ルを必要とせず、サンプルが簡単に作れて、かつ、ＣＣ
Ｄ素子１画素長のサブミクロン（０．１μm ）オーダの
線幅測定器の較正が実施できるよにすることを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像を拡大す
る光学系を用いサンプルを拡大投影し、この像を電気的
に検出して計測する線幅測定器と、サンプルを保持する
精密な位置決めステージを組み合わせ、画面上のサンプ
ルの輝度分布を測定し、分布上に任意の基準点を設定
し、位置決めステージを一方向に既知量分移動させるこ
とにより、基準点の移動量から画像センサの１画素に相
当するピッチを検出し、測定器を較正するとことを特徴
とする。
る光学系を用いサンプルを拡大投影し、この像を電気的
に検出して計測する線幅測定器と、サンプルを保持する
精密な位置決めステージを組み合わせ、画面上のサンプ
ルの輝度分布を測定し、分布上に任意の基準点を設定
し、位置決めステージを一方向に既知量分移動させるこ
とにより、基準点の移動量から画像センサの１画素に相
当するピッチを検出し、測定器を較正するとことを特徴
とする。
【０００５】
【実施例】図１（イ）、（ロ）、図２を参照して第１の
実施例につき説明する。図２では位置決めステージにピ
エゾアクチュエータ式ステージが用いられている。位置
決めステージ１はアクチュエータ２によりサブミクロン
オーダから数ミクロンオーダにおよぶ直線距離（図にお
いて左右方向）の移動ができ、その移動量を検出される
ようになっている。この位置決めステージ１の上には基
準サンプル３がセットされる。線幅測定器４は、対物レ
ンズ５、結像レンズ６、撮影レンズ７及びＣＣＤ素子と
してのＣＣＤカメラ素子８とからなり、サンプル３の像
は対物レンズ５、結像レンズ６、撮影レンズ７等を介し
てカメラ用のＣＣＤ素子８に結像するようになってい
る。このように対物レンズ５や撮影レンズ７等の組み合
わせにより総合倍率が変化しするものにおいては、各々
ノ画像においてＣＣＤ素子の１画素に相当するピッチが
変化するため、線幅測定器を較正しなければならない。
ここでは、精密位置決めステージを利用してステージの
絶対移動量から１画素に相当するピッチを求めることに
する。
実施例につき説明する。図２では位置決めステージにピ
エゾアクチュエータ式ステージが用いられている。位置
決めステージ１はアクチュエータ２によりサブミクロン
オーダから数ミクロンオーダにおよぶ直線距離（図にお
いて左右方向）の移動ができ、その移動量を検出される
ようになっている。この位置決めステージ１の上には基
準サンプル３がセットされる。線幅測定器４は、対物レ
ンズ５、結像レンズ６、撮影レンズ７及びＣＣＤ素子と
してのＣＣＤカメラ素子８とからなり、サンプル３の像
は対物レンズ５、結像レンズ６、撮影レンズ７等を介し
てカメラ用のＣＣＤ素子８に結像するようになってい
る。このように対物レンズ５や撮影レンズ７等の組み合
わせにより総合倍率が変化しするものにおいては、各々
ノ画像においてＣＣＤ素子の１画素に相当するピッチが
変化するため、線幅測定器を較正しなければならない。
ここでは、精密位置決めステージを利用してステージの
絶対移動量から１画素に相当するピッチを求めることに
する。
【０００６】先ず、サンプル３の輝度分布を測定する。
図１（イ）はサンプルがＣＣＤ素子８の画面へ照射され
た輝度Ｌを縦軸に、ＣＣＤ水平方向画素数Ｘを水平軸に
とった場合の輝度分布図であって、この輝度分布上にし
きい値（閾値）を任意に設定し、基準点Ａとする。図１
（ロ）にはステージ１の位置が示されている。次に、ス
テージ１を、アクチュエータ２を用いてサブミクロン
（０．１μm ）から数μm 位のオーダでＸ軸に沿い一方
向例えば図１（ロ）の右方向に△ｘ（破線位置から実線
位置までの距離）だけ移動させて、その移動量△ｘを検
出する。このステージ１の移動に対応してＣＣＤカメラ
素子８の画面上に設定された基準点Ａもａ画素数だけ移
動してＡ’の位置にくる。この基準点Ａの画面上での移
動画素数ａは、ステージ１の△ｘ移動に対して比例する
ので、ステージ移動量△ｘに対し一義的に基準点移動量
の画素数ａが決定する。そしてステージ１の移動量△ｘ
は位置決めステージで読み取ればよい。これにより、１
画素当たりのピッチＰは次式で較正できる。 △ｘ／ａ ＝Ｐμm ／pixel
図１（イ）はサンプルがＣＣＤ素子８の画面へ照射され
た輝度Ｌを縦軸に、ＣＣＤ水平方向画素数Ｘを水平軸に
とった場合の輝度分布図であって、この輝度分布上にし
きい値（閾値）を任意に設定し、基準点Ａとする。図１
（ロ）にはステージ１の位置が示されている。次に、ス
テージ１を、アクチュエータ２を用いてサブミクロン
（０．１μm ）から数μm 位のオーダでＸ軸に沿い一方
向例えば図１（ロ）の右方向に△ｘ（破線位置から実線
位置までの距離）だけ移動させて、その移動量△ｘを検
出する。このステージ１の移動に対応してＣＣＤカメラ
素子８の画面上に設定された基準点Ａもａ画素数だけ移
動してＡ’の位置にくる。この基準点Ａの画面上での移
動画素数ａは、ステージ１の△ｘ移動に対して比例する
ので、ステージ移動量△ｘに対し一義的に基準点移動量
の画素数ａが決定する。そしてステージ１の移動量△ｘ
は位置決めステージで読み取ればよい。これにより、１
画素当たりのピッチＰは次式で較正できる。 △ｘ／ａ ＝Ｐμm ／pixel
【０００７】図３は位置決めステージとして、干渉系に
よるレーザ測長器２１によりステージ１を移動させる別
例１を示し、線幅測定器４との組み合わせについては、
前記の図２と同様である。この場合も、ステージ１をレ
ーザ測長器２１で検出しながらサブμm ら数μm オーダ
で移動させ、その移動量△ｘから較正を行う。
よるレーザ測長器２１によりステージ１を移動させる別
例１を示し、線幅測定器４との組み合わせについては、
前記の図２と同様である。この場合も、ステージ１をレ
ーザ測長器２１で検出しながらサブμm ら数μm オーダ
で移動させ、その移動量△ｘから較正を行う。
【０００８】図４は位置決めステージ１をエンコーダ２
２で移動させる装置を示した別例２である。この場合も
前述のものと同様に移動量△ｘにより線幅測定器４の較
正を行う。
２で移動させる装置を示した別例２である。この場合も
前述のものと同様に移動量△ｘにより線幅測定器４の較
正を行う。
【０００９】上述の装置には受光側にＣＣＤ素子８を用
いているが、図５に示す如くＣＣＤラインセンサ９を備
えた線幅測定器１０を使用してもよい。この装置の場合
も、上述のものと同様に、サブμm から数μm のオーダ
でステージ１を移動させ、その移動量△ｘと基準点Ａの
移動画素数ａから線幅測定器の較正を行う。
いているが、図５に示す如くＣＣＤラインセンサ９を備
えた線幅測定器１０を使用してもよい。この装置の場合
も、上述のものと同様に、サブμm から数μm のオーダ
でステージ１を移動させ、その移動量△ｘと基準点Ａの
移動画素数ａから線幅測定器の較正を行う。
【００１０】以上の様に、本発明による線幅測定器の較
正方法では、サンプルがＣＣＤ素子や画像センサで撮像
でき、輝度分布を生じるものであれば、どんなものでも
使用できる。サンプル像の輝度分布の基準点の画素移動
量とステージの検出移動量から線幅測定器のＣＣＤ素子
１画素長の較正が実施される。更に、センサの輝度分布
上に設定される基準点を、１次微分像、２次微分像によ
って表されるれるエッジ部にも設定することができる。
即ち１次微分、２次微分をすることで、輝度の変わる境
界が明白になる。しかもこの画像はサンプル３にあるエ
ッジ部に相当するので、高倍時であっても関係なくエッ
ジ強調像についても利用出来、較正精度の向上に貢献す
るものである。また位置決めステージ１は、ステージ既
知移動量を検出できる機構のものであれば良く、前述の
レーザ測長器２１、エンコーダ２２やピエゾアクチュエ
ータ２であればサブμm オーダで対応できて、高精度の
較正が可能となる。またサンプルの形状や、しきい値に
よらず輝度分布の基準点で行えるため、較正が容易であ
る。
正方法では、サンプルがＣＣＤ素子や画像センサで撮像
でき、輝度分布を生じるものであれば、どんなものでも
使用できる。サンプル像の輝度分布の基準点の画素移動
量とステージの検出移動量から線幅測定器のＣＣＤ素子
１画素長の較正が実施される。更に、センサの輝度分布
上に設定される基準点を、１次微分像、２次微分像によ
って表されるれるエッジ部にも設定することができる。
即ち１次微分、２次微分をすることで、輝度の変わる境
界が明白になる。しかもこの画像はサンプル３にあるエ
ッジ部に相当するので、高倍時であっても関係なくエッ
ジ強調像についても利用出来、較正精度の向上に貢献す
るものである。また位置決めステージ１は、ステージ既
知移動量を検出できる機構のものであれば良く、前述の
レーザ測長器２１、エンコーダ２２やピエゾアクチュエ
ータ２であればサブμm オーダで対応できて、高精度の
較正が可能となる。またサンプルの形状や、しきい値に
よらず輝度分布の基準点で行えるため、較正が容易であ
る。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、サンプルの形状による
ことなく、また基準点やしきい値の設定はサンプルの輝
度分布上なら任意であり、サンプルを所定量移動させる
ことによるステージの移動量と基準点の移動量から画素
センサの１画素に相当するピッチを検出し、測定器を較
正することが極めて簡単であると共に、信頼性の高い較
正が行える。更に、精密な位置決めステージを用いれ
ば、サブミクロンオーダまで対応し得、収差による誤差
が生じ易い高倍時であっても、これを考慮してサンプル
を作れるので較正が可能である。このとき較正はサンプ
ル像の分解能にはよらず分解能以上での較正が行える。
ことなく、また基準点やしきい値の設定はサンプルの輝
度分布上なら任意であり、サンプルを所定量移動させる
ことによるステージの移動量と基準点の移動量から画素
センサの１画素に相当するピッチを検出し、測定器を較
正することが極めて簡単であると共に、信頼性の高い較
正が行える。更に、精密な位置決めステージを用いれ
ば、サブミクロンオーダまで対応し得、収差による誤差
が生じ易い高倍時であっても、これを考慮してサンプル
を作れるので較正が可能である。このとき較正はサンプ
ル像の分解能にはよらず分解能以上での較正が行える。
【図１】（イ）はサンプルの輝度分布図である。（ロ）
はステージ移動量である。
はステージ移動量である。
【図２】第１の実施例による線幅測定器と位置決めステ
ージである。
ージである。
【図３】位置決めステージの別例１である。
【図４】位置決めステージの別例２である。
【図５】第２の実施例による線幅測定器と位置決めステ
ージである。
ージである。
【図６】（イ）は１次微分像の輝度分布図である。
（ロ）は２次微分像の輝度分布図である。
（ロ）は２次微分像の輝度分布図である。
１ 位置決めステージ ２ アクチュエータ ３ 基準サンプル ４ 線幅測定器 ５ 対物レンズ ６ 結像レンズ ７ 撮影レンズ ８ ＣＣＤ素子 ９ ＣＣＤラインセンサ １０ 線幅測定器 ２１ レーザ測長器 ２２ エンコーダ
Claims (1)
- 【請求項１】 画像を拡大する光学系を用いサンプルを
拡大投影し、この像を電気的に検出して計測する線幅測
定器と、サンプルを保持して移動する精密な位置決めス
テージを組み合わせ、画面上のサンプルの輝度分布を測
定し、該分布上に任意の基準点を設定し、位置決めステ
ージを１方向に既知量分移動させることにより、基準点
の移動量から画像センサの１画素に相当するピッチを検
出して測定器を較正するとことを特徴とする線幅測定器
の較正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290068A JPH05126534A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 線幅測定器の較正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290068A JPH05126534A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 線幅測定器の較正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126534A true JPH05126534A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17751376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290068A Withdrawn JPH05126534A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 線幅測定器の較正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126534A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005164611A (ja) * | 2000-03-27 | 2005-06-23 | Palm Microlaser Technologies Ag | 生物学的または非生物学的物体を操作する方法及び操作する装置の制御システム |
| JP2017084483A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | 日本電子株式会社 | キャリブレーション方法および荷電粒子線装置 |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP3290068A patent/JPH05126534A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005164611A (ja) * | 2000-03-27 | 2005-06-23 | Palm Microlaser Technologies Ag | 生物学的または非生物学的物体を操作する方法及び操作する装置の制御システム |
| JP2017084483A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | 日本電子株式会社 | キャリブレーション方法および荷電粒子線装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |