JPS63265103A - パタ−ン測定装置 - Google Patents
パタ−ン測定装置Info
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- JPS63265103A JPS63265103A JP62100494A JP10049487A JPS63265103A JP S63265103 A JPS63265103 A JP S63265103A JP 62100494 A JP62100494 A JP 62100494A JP 10049487 A JP10049487 A JP 10049487A JP S63265103 A JPS63265103 A JP S63265103A
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- pattern
- alignment
- measurement
- semiconductor wafer
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はパターン測定装置に関し、特に半導体ウェハ検
査装置などのように、同一形状でなる複数のパターンを
規則的に配列してなる測定対象上の各パターンの形状、
寸法等を測定する機器に適用して好適なものである。
査装置などのように、同一形状でなる複数のパターンを
規則的に配列してなる測定対象上の各パターンの形状、
寸法等を測定する機器に適用して好適なものである。
例えば半導体ウェハ検査装置のパターン測定装置におい
ては、第５図に示すようにして半導体ウェハ上の各パタ
ーンの形状、寸法等を測定する。
ては、第５図に示すようにして半導体ウェハ上の各パタ
ーンの形状、寸法等を測定する。
測定対象として第５図に示すように、それぞれ逆り字状
の同一形状でなるパターン（Ｐ Ｔｚ、 ＰＴＩＺ、・
・・・・・、ＰＴＩＮ） 、 （Ｐ ＴＺい ＰＴ、
□、・・・・・・、ＰＴＺＮ） ・・・・・・ （Ｐ
ＴＨＩ、ＰＴ、４□、・・・・・・、ＰＴｌ、ＩＮ）を
有するブロック （ＢＬ、いＢＬ、□、・・・・・・
、ＢＬ５、）、 （ＢＬｚ＋、ＢＬ２□、・・・・・・
、ＢＬＺＮ） ・・・・・・（Ｂ ＬＭｌｌＢ Ｌ、
ｚ、・・・・・・、ＢＬＭＮ）がＸ方向ニＮ列、Ｙ方向
にＭ列分マトリクス状に配列されてなる半導体ウェハＷ
を考える。このときＸ方向に隣合うブロックＢＬ、ｊ及
びＢＬ、、。１の原点Ｏｉｊ及び０□ｊや、（ｉ＝１．
２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ
−１）間の距離はＸ２になり、かつＹ方向に隣合うブロ
ックＢＬｆ、及びＢＬｔ。１ｊの原点０え、及びＯｉ−
＋７ （＋ ＝ １．２、・・・・・・、Ｍ−１、ｊ＝
１．２、・・・・・・、Ｎ）間の距離はＹｐとなるよう
に、製造時に予め決められているものとする。
の同一形状でなるパターン（Ｐ Ｔｚ、 ＰＴＩＺ、・
・・・・・、ＰＴＩＮ） 、 （Ｐ ＴＺい ＰＴ、
□、・・・・・・、ＰＴＺＮ） ・・・・・・ （Ｐ
ＴＨＩ、ＰＴ、４□、・・・・・・、ＰＴｌ、ＩＮ）を
有するブロック （ＢＬ、いＢＬ、□、・・・・・・
、ＢＬ５、）、 （ＢＬｚ＋、ＢＬ２□、・・・・・・
、ＢＬＺＮ） ・・・・・・（Ｂ ＬＭｌｌＢ Ｌ、
ｚ、・・・・・・、ＢＬＭＮ）がＸ方向ニＮ列、Ｙ方向
にＭ列分マトリクス状に配列されてなる半導体ウェハＷ
を考える。このときＸ方向に隣合うブロックＢＬ、ｊ及
びＢＬ、、。１の原点Ｏｉｊ及び０□ｊや、（ｉ＝１．
２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ
−１）間の距離はＸ２になり、かつＹ方向に隣合うブロ
ックＢＬｆ、及びＢＬｔ。１ｊの原点０え、及びＯｉ−
＋７ （＋ ＝ １．２、・・・・・・、Ｍ−１、ｊ＝
１．２、・・・・・・、Ｎ）間の距離はＹｐとなるよう
に、製造時に予め決められているものとする。
パターン測定装置の測定部が、それぞれのブロック
（Ｂ Ｌ ＩいＢＬ、２、・・・・・・、ＢＬＩＮ）、
（ＢＬ２いＢ Ｌ ｚ□、・・・・・・、ＢＬＺＮ）・
・・・・・（Ｂ ＬＭＩ、ＢＬ、□、・・・・・・、Ｂ
ＬＭＮ）に対し、独立にパターンの形状、寸法等の測定
をなし得るように構成されている場合、当該測定部は、
あるブロックＢＬ、、の原点Ｏｉｊを基準として決定さ
れる初期位置（これをブロックＢＬｉＪに対する測定基
準位置と呼ぶ）からプローブを走査して当該あるブロッ
クＢＬ、ｊのバタ」ンＰＴ＋Ｊ（ｉ ＝ １．２、・・
・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）の形状
、寸法を測定する。
（Ｂ Ｌ ＩいＢＬ、２、・・・・・・、ＢＬＩＮ）、
（ＢＬ２いＢ Ｌ ｚ□、・・・・・・、ＢＬＺＮ）・
・・・・・（Ｂ ＬＭＩ、ＢＬ、□、・・・・・・、Ｂ
ＬＭＮ）に対し、独立にパターンの形状、寸法等の測定
をなし得るように構成されている場合、当該測定部は、
あるブロックＢＬ、、の原点Ｏｉｊを基準として決定さ
れる初期位置（これをブロックＢＬｉＪに対する測定基
準位置と呼ぶ）からプローブを走査して当該あるブロッ
クＢＬ、ｊのバタ」ンＰＴ＋Ｊ（ｉ ＝ １．２、・・
・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）の形状
、寸法を測定する。
このため、あるブロックＢＬ、ｊのパターンＰＴｚｊ（
ｉ＝１．２、・・・・・・、ＭＳ ｊ＝１．２、・・・
・・・、Ｎ）の形状、寸法等の測定を終了したとき、パ
ターン測定装置のアライメント部が、次のブロックＢ
Ｌ Ｌ＋ｍＪ＋ＢのパターンＰ Ｔ ｉ＊ｐａｉ＋ｎ
（１＋ ＩＴＩ −１，２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ
＝１．２、・・・・・・、Ｎ）の形状、寸法等の測定の
ため、測定部のプローブを当該次のブロックＢＬ□。ｍ
ｉ＋＊に対する測定基準位置に位置合わせすることによ
り、パターンＰＴｉ＊ｌＳｊ＋ｎ （ｉ ＋ｍ＝ １．
２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ＝１．２、・・・・・・
、Ｎ）の形状、寸法等の測定をパターンＰ Ｔ ｉＪ（
ｔ ＝ １．２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・
・・・・、Ｎ）の場合と同様になし得ることになる。
ｉ＝１．２、・・・・・・、ＭＳ ｊ＝１．２、・・・
・・・、Ｎ）の形状、寸法等の測定を終了したとき、パ
ターン測定装置のアライメント部が、次のブロックＢ
Ｌ Ｌ＋ｍＪ＋ＢのパターンＰ Ｔ ｉ＊ｐａｉ＋ｎ
（１＋ ＩＴＩ −１，２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ
＝１．２、・・・・・・、Ｎ）の形状、寸法等の測定の
ため、測定部のプローブを当該次のブロックＢＬ□。ｍ
ｉ＋＊に対する測定基準位置に位置合わせすることによ
り、パターンＰＴｉ＊ｌＳｊ＋ｎ （ｉ ＋ｍ＝ １．
２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ＝１．２、・・・・・・
、Ｎ）の形状、寸法等の測定をパターンＰ Ｔ ｉＪ（
ｔ ＝ １．２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・
・・・・、Ｎ）の場合と同様になし得ることになる。
すなわちアライメント部は第５図に示すように、半導体
ウェハＷにおいて、Ｘ方向に隣合うブロックの原点間の
距離がＸＦに決められ、またＹ方向に隣合うブロックの
原点間の距離がＹ、に決められていることにより、第６
図に示すように、測定プローブを半導体ウェハＷに対し
、Ｘ方向にｄＸ＝Ｘ、Ｘｍ ・・・
・・・（１）だけ移動させ、またＹ方向に ｄＹ＝Ｙ、Ｘｎ ・・・・・・（２）
だけ移動させれば良い。
ウェハＷにおいて、Ｘ方向に隣合うブロックの原点間の
距離がＸＦに決められ、またＹ方向に隣合うブロックの
原点間の距離がＹ、に決められていることにより、第６
図に示すように、測定プローブを半導体ウェハＷに対し
、Ｘ方向にｄＸ＝Ｘ、Ｘｍ ・・・
・・・（１）だけ移動させ、またＹ方向に ｄＹ＝Ｙ、Ｘｎ ・・・・・・（２）
だけ移動させれば良い。
かくしてこの手法を用いることにより、全てのブロック
（ＢＬＩＩ、ＢＬ、□、・・・・・・、ＢＬＩＮ）、（
Ｂ Ｌ ｚ＋ 、 Ｂ Ｌ ２２、・・・・・・、Ｂ
ＬＡＮ） ・”−（Ｂ ＬＭイＢ Ｌ 、４ｚ−”・”
・、ＢＬＭＮ）のパターン（ＰＴ、いＰＴｌ２、・・・
・・・、ＰＴＩＮ）、（ＰＴ２１、ＰＴ、□、・・・・
・・、ＰＴｚｓ）・・・・・・（ＰＴＭＩ、ＰＴ、、、
・・・・・・、ＰＴＭＮ）の形状、寸法等を測定し得る
と考えられる。
（ＢＬＩＩ、ＢＬ、□、・・・・・・、ＢＬＩＮ）、（
Ｂ Ｌ ｚ＋ 、 Ｂ Ｌ ２２、・・・・・・、Ｂ
ＬＡＮ） ・”−（Ｂ ＬＭイＢ Ｌ 、４ｚ−”・”
・、ＢＬＭＮ）のパターン（ＰＴ、いＰＴｌ２、・・・
・・・、ＰＴＩＮ）、（ＰＴ２１、ＰＴ、□、・・・・
・・、ＰＴｚｓ）・・・・・・（ＰＴＭＩ、ＰＴ、、、
・・・・・・、ＰＴＭＮ）の形状、寸法等を測定し得る
と考えられる。
ところが、製造時に起こるブロック（従ってパターン）
の位置ずれや、アライメント部のＸ方向及びＹ方向の移
動の直線性のずれ、移動量の誤差等の原因により、半導
体ウェハＷ上のブロックは等価的に第７図に示すような
不規則な配置となる。
の位置ずれや、アライメント部のＸ方向及びＹ方向の移
動の直線性のずれ、移動量の誤差等の原因により、半導
体ウェハＷ上のブロックは等価的に第７図に示すような
不規則な配置となる。
このような場合測定部のプローブの位置合わせが正確に
行えず、その結果パターンの形状、寸法等の測定におい
て十分な精度が得られないばかりか、当該測定ができな
くなるおそれがあり、特にマイクロコンピュータ等で構
成された制御回路に測定手順をプログラムし、自動測定
をする場合、途中で停止してしまう等の不都合が起こる
といった問題点があった。
行えず、その結果パターンの形状、寸法等の測定におい
て十分な精度が得られないばかりか、当該測定ができな
くなるおそれがあり、特にマイクロコンピュータ等で構
成された制御回路に測定手順をプログラムし、自動測定
をする場合、途中で停止してしまう等の不都合が起こる
といった問題点があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、測定対象
上のブロック（従ってパターン）がある程度誤差を伴っ
て配列されている場合においても、全てのパターンに対
する形状、寸法等の測定を実用上十分な精度でなし得る
パターン測定装置を捉案しようとするものである。
上のブロック（従ってパターン）がある程度誤差を伴っ
て配列されている場合においても、全てのパターンに対
する形状、寸法等の測定を実用上十分な精度でなし得る
パターン測定装置を捉案しようとするものである。
かかる問題点を解決するため本発明においては、同一形
状の複数のパターン（Ｐ ’ｒ’＋Ｉ−Ｐ Ｔ＋ｚ、・
・・・・・、ＰＴＩＮ）、（Ｐ Ｔ ２いＰＴｔｔｌ・
・・・・・、ＰＴ２Ｎ）・・・・・・（ＰＴ□、ＰＴＭ
！、・・・・・・、ＰＴ□）を規則的に配列してなる測
定対象Ｗに対し、複数のパターン（ＰＴＩＩＳＰＴ、ｔ
ｌ・・・・・・、Ｐ Ｔ Ｉ Ｎ）、 （ＰＴｚ＋、
Ｐ Ｔｚ□、・・・・・・、ＰＴｚＮ）・・・・・・
（ＰＴ□、ＰＬｔｚ、・・・・・・、ＰＴＮＮ）の形状
、寸法等を順次測定するパターン測定装置１において、
測定対象Ｗ上の第１のパターンｐ’ｒ、に対し所定の位
置関係でなる初期位置Ｒｉ ｊから微小な一定区間りだ
けを走査するようになされたプローブＬＳにより、測定
対象Ｗ上の第１のパターンＰＴｉｊの形状、寸法等を測
定する測定部５と、プローブＬＳを第１のパターンＰＴ
、、の初期位置Ｒｉｊから、第２のパターンＰ Ｔｉ＋
ｓｊ＊ｆｉに対し所定の位置関係でなる初期位置Ｒ１゜
峠＋７に位置合わせし得るアライメント部３とを具え、
測定部５は第１のパターンＰＴ！ｊの形状、寸法等の測
定結果Ｓ２、Ｓ３よりアライメント誤差データΔＸ、Δ
Ｙを得、アライメント部３はアライメント誤差データΔ
Ｘ、ΔＹにより、プローブＬＳの第１のパターンｐ’ｒ
、、に対する初期位置Ｒ１ｊから第２のパターンＰ Ｔ
ｉ＋＊ｊ。７に対する初期位置Ｒｉ＊ ｖａ ｊ ４
Ｍ ”’の位置合わせの際の移動量ｄＸ、、ｄＹ、を補
正するようにする。
状の複数のパターン（Ｐ ’ｒ’＋Ｉ−Ｐ Ｔ＋ｚ、・
・・・・・、ＰＴＩＮ）、（Ｐ Ｔ ２いＰＴｔｔｌ・
・・・・・、ＰＴ２Ｎ）・・・・・・（ＰＴ□、ＰＴＭ
！、・・・・・・、ＰＴ□）を規則的に配列してなる測
定対象Ｗに対し、複数のパターン（ＰＴＩＩＳＰＴ、ｔ
ｌ・・・・・・、Ｐ Ｔ Ｉ Ｎ）、 （ＰＴｚ＋、
Ｐ Ｔｚ□、・・・・・・、ＰＴｚＮ）・・・・・・
（ＰＴ□、ＰＬｔｚ、・・・・・・、ＰＴＮＮ）の形状
、寸法等を順次測定するパターン測定装置１において、
測定対象Ｗ上の第１のパターンｐ’ｒ、に対し所定の位
置関係でなる初期位置Ｒｉ ｊから微小な一定区間りだ
けを走査するようになされたプローブＬＳにより、測定
対象Ｗ上の第１のパターンＰＴｉｊの形状、寸法等を測
定する測定部５と、プローブＬＳを第１のパターンＰＴ
、、の初期位置Ｒｉｊから、第２のパターンＰ Ｔｉ＋
ｓｊ＊ｆｉに対し所定の位置関係でなる初期位置Ｒ１゜
峠＋７に位置合わせし得るアライメント部３とを具え、
測定部５は第１のパターンＰＴ！ｊの形状、寸法等の測
定結果Ｓ２、Ｓ３よりアライメント誤差データΔＸ、Δ
Ｙを得、アライメント部３はアライメント誤差データΔ
Ｘ、ΔＹにより、プローブＬＳの第１のパターンｐ’ｒ
、、に対する初期位置Ｒ１ｊから第２のパターンＰ Ｔ
ｉ＋＊ｊ。７に対する初期位置Ｒｉ＊ ｖａ ｊ ４
Ｍ ”’の位置合わせの際の移動量ｄＸ、、ｄＹ、を補
正するようにする。
第１のパターンＰＴ１ｊ（ｉ＝１．２、・・・・・・、
Ｍ１ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）に対する形状、寸
法等の測定結果Ｓ２、Ｓ３のうち、標準値が予め分って
おり、パターンＰＴ、の位置ずれの影響を受けるような
データを取り出し、当該データをアライメント誤差デー
タとして、プローブＬＳの第１のパターンｐ’ｒ、ｊに
対する測定基準位置Ｒｔｊ（ｉ＝１．２、・・・・・・
、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）から第２のパタ
ーンＰ Ｔｉ＋＊ｊ＋ｒ＋に対する測定基準位置Ｒｉ＋
ｍｊ＋ｎ （ｉ ＋ ｍ ＝ ｌ、２、・・・・・・、
Ｍ、ｊ＋ｎ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）への位置合わ
せの際の移動量ｄＸ （ｄＹ）から差し引く。かくして
第１のパターンＰ Ｔ １ ｊに位置ずれが生じた場合
にも、第２のパターンＰ Ｔ１＊＠ｊ＋２１に対する形
状、寸法等の測定に影響を及ぼさないようにできる。
Ｍ１ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）に対する形状、寸
法等の測定結果Ｓ２、Ｓ３のうち、標準値が予め分って
おり、パターンＰＴ、の位置ずれの影響を受けるような
データを取り出し、当該データをアライメント誤差デー
タとして、プローブＬＳの第１のパターンｐ’ｒ、ｊに
対する測定基準位置Ｒｔｊ（ｉ＝１．２、・・・・・・
、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）から第２のパタ
ーンＰ Ｔｉ＋＊ｊ＋ｒ＋に対する測定基準位置Ｒｉ＋
ｍｊ＋ｎ （ｉ ＋ ｍ ＝ ｌ、２、・・・・・・、
Ｍ、ｊ＋ｎ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）への位置合わ
せの際の移動量ｄＸ （ｄＹ）から差し引く。かくして
第１のパターンＰ Ｔ １ ｊに位置ずれが生じた場合
にも、第２のパターンＰ Ｔ１＊＠ｊ＋２１に対する形
状、寸法等の測定に影響を及ぼさないようにできる。
以下図面について、本発明を半導体ウェハ検査装置にお
けるパターン測定装置に適用した場合の一実施例を詳述
する。
けるパターン測定装置に適用した場合の一実施例を詳述
する。
第１図において、１は全体としてパターン測定装置を示
し、テーブル２上に載置された半導体ウェハＷに対し、
アライメント部３がその位置を検出し、この検査結果に
基づいてマイクロコンピュータ構成の制御回路４がテー
ブル２を所定量だけ移動させることにより、半導体ウェ
ハＷと測定部５のプローブであるレーザスポットＬＳと
を位置合わせした上で、半導体ウェハＷ上のパターンを
レーザスポットＬＳが走査することによりパターンの形
状、寸法等を測定する。
し、テーブル２上に載置された半導体ウェハＷに対し、
アライメント部３がその位置を検出し、この検査結果に
基づいてマイクロコンピュータ構成の制御回路４がテー
ブル２を所定量だけ移動させることにより、半導体ウェ
ハＷと測定部５のプローブであるレーザスポットＬＳと
を位置合わせした上で、半導体ウェハＷ上のパターンを
レーザスポットＬＳが走査することによりパターンの形
状、寸法等を測定する。
レーザ光源６から射出したレーザ光ＬＡＯは先ずビーム
スプリッタ７を介して２方向に分割され、そのうち直進
したレーザ光ＬＡＩは測定部５の走査量検出器８に入射
し、これに対してビームスプリッタフにおいて反射され
たレーザ光ＬＡ２は、ビームスプリッタ９においてさら
に２方向に分割される。
スプリッタ７を介して２方向に分割され、そのうち直進
したレーザ光ＬＡＩは測定部５の走査量検出器８に入射
し、これに対してビームスプリッタフにおいて反射され
たレーザ光ＬＡ２は、ビームスプリッタ９においてさら
に２方向に分割される。
ビームスプリッタ９において直進したレーザ光ＬＡ３は
、アライメント部１３のアライメント検出器１０に入射
する一方、反射されたレーザ光ＬＡ４はミラー１１にお
いて反射されて測定部１５のレーザスポット走査部１２
に入射するようになされている。
、アライメント部１３のアライメント検出器１０に入射
する一方、反射されたレーザ光ＬＡ４はミラー１１にお
いて反射されて測定部１５のレーザスポット走査部１２
に入射するようになされている。
レーザスポット走査部１２はミラー１１から入射するレ
ーザビームＬＡ４を順次移動台１２Ｃに固定された固定
ミラー１２Ａ及び固定ミラー１２Ｂを介してビームスプ
リッタ１３に送出し、直進したレーザビームＬＡ５が対
物レンズ１４により集光されてレーザスポットＬＳとし
て半導体ウェハＷ上に結像される。
ーザビームＬＡ４を順次移動台１２Ｃに固定された固定
ミラー１２Ａ及び固定ミラー１２Ｂを介してビームスプ
リッタ１３に送出し、直進したレーザビームＬＡ５が対
物レンズ１４により集光されてレーザスポットＬＳとし
て半導体ウェハＷ上に結像される。
このときレーザスポットＬＳは、レーザスポット走査部
１２の移動台１２Ｃ（すなわちミラー１２Ｂ）を制御回
路４から到来するレーザスポット駆動信号Ｓ１によって
、矢印ａで示す方向に所定の微小区間したけスライドさ
せることができることにより、−次元的に半導体ウェハ
Ｗ上を走査し得る。
１２の移動台１２Ｃ（すなわちミラー１２Ｂ）を制御回
路４から到来するレーザスポット駆動信号Ｓ１によって
、矢印ａで示す方向に所定の微小区間したけスライドさ
せることができることにより、−次元的に半導体ウェハ
Ｗ上を走査し得る。
レーザスポットＬＳとして半導体ウェハＷ上に結像した
レーザ光ＬＡ５は、当該半導体ウェハＷの表面で反射さ
れ、その反射レーザビームＬＡ６がビームスプリッタ１
３を介して光電検出器１５に入射する。かくして光電検
出器１５に入射したレーザ光ＬＡ６は、現在のレーザス
ポットＬＳの位置における半導体ウェハＷ上のパターン
の情報を表すことになり、光電検出器１５はこれをパタ
ーン情報信号Ｓ２として制御回路４に送出する。
レーザ光ＬＡ５は、当該半導体ウェハＷの表面で反射さ
れ、その反射レーザビームＬＡ６がビームスプリッタ１
３を介して光電検出器１５に入射する。かくして光電検
出器１５に入射したレーザ光ＬＡ６は、現在のレーザス
ポットＬＳの位置における半導体ウェハＷ上のパターン
の情報を表すことになり、光電検出器１５はこれをパタ
ーン情報信号Ｓ２として制御回路４に送出する。
ところでビームスプリッタ７において直進し、走査量検
出器８に入射したレーザ光ＬＡＩは、レーザスポラ）Ｌ
Ｓの走査量検出に利用される。すなわち走査量検出器８
はレーザ干渉計により構成され、これによりレーザスポ
ット走査部１２の移動台１２Ｃの移動量は、レーザスポ
ットＬＳの走査量に等しく、従って走査量検出器８から
送出される走査量信号Ｓ３は、レーザスポットＬＳの半
導体ウェハＷ上の走査量を表すこととなる。この走査量
信号Ｓ３は制御回路４に入力されており、制御回路４は
上述のパターン情報信号Ｓ２と合わせて半導体ウェハＷ
上のパターンの精密な位置を演算することにより、パタ
ーンの形状、寸法等を測定する。
出器８に入射したレーザ光ＬＡＩは、レーザスポラ）Ｌ
Ｓの走査量検出に利用される。すなわち走査量検出器８
はレーザ干渉計により構成され、これによりレーザスポ
ット走査部１２の移動台１２Ｃの移動量は、レーザスポ
ットＬＳの走査量に等しく、従って走査量検出器８から
送出される走査量信号Ｓ３は、レーザスポットＬＳの半
導体ウェハＷ上の走査量を表すこととなる。この走査量
信号Ｓ３は制御回路４に入力されており、制御回路４は
上述のパターン情報信号Ｓ２と合わせて半導体ウェハＷ
上のパターンの精密な位置を演算することにより、パタ
ーンの形状、寸法等を測定する。
またアライメント部３において、ビームスプリッタ９に
おいて直進してアライメント検出器１０に入射したレー
ザ光ＬＡ３は、アライメント検出器１０、ミラー１６及
び１７からなる粗アライメント検出系の光源として利用
される。すなわちレーザ光ＬＡ３はアライメント検出器
１０において２つの光束ＬＡ７及びＬＡ８に分割され、
それぞれミラー１６及び１７に入射する。ミラー１６及
び１７は予め決められた検出位置にレーザ光ＬＡ７及び
ＬＡ８が照射されるような位置に配設されており、半導
体ウェハＷ上での表面において反射された反射光を再び
ミラー１６又は１７を介してアライメント検出器１０に
入射させることにより、当該検出位置の状態を検出する
ことができる。
おいて直進してアライメント検出器１０に入射したレー
ザ光ＬＡ３は、アライメント検出器１０、ミラー１６及
び１７からなる粗アライメント検出系の光源として利用
される。すなわちレーザ光ＬＡ３はアライメント検出器
１０において２つの光束ＬＡ７及びＬＡ８に分割され、
それぞれミラー１６及び１７に入射する。ミラー１６及
び１７は予め決められた検出位置にレーザ光ＬＡ７及び
ＬＡ８が照射されるような位置に配設されており、半導
体ウェハＷ上での表面において反射された反射光を再び
ミラー１６又は１７を介してアライメント検出器１０に
入射させることにより、当該検出位置の状態を検出する
ことができる。
この検出結果はアライメント信号Ｓ４として制御回路４
に入力され、制御回路４は当該アライメント信号Ｓ４に
基づいて、半導体ウェハＷの現在位置を検出して半導体
ウェハＷが移動すべき距離を演算する。この演算結果は
テーブル駆動信号Ｓ５としてテーブル２を移動させる。
に入力され、制御回路４は当該アライメント信号Ｓ４に
基づいて、半導体ウェハＷの現在位置を検出して半導体
ウェハＷが移動すべき距離を演算する。この演算結果は
テーブル駆動信号Ｓ５としてテーブル２を移動させる。
かくして半導体ウェハＷとレーザスポットＬＳとを任意
の位置に位置合わせすることが可能になる。
の位置に位置合わせすることが可能になる。
以上の構成のパターン測定装置１において、第２図に示
すようなただ１つのブロックＢＬ上の逆り字形パターン
ＰＴのＸ方向のパターン幅Ｄ、及びＹ方向のパターン幅
Ｄ７を測定する場合を考える。
すようなただ１つのブロックＢＬ上の逆り字形パターン
ＰＴのＸ方向のパターン幅Ｄ、及びＹ方向のパターン幅
Ｄ７を測定する場合を考える。
先ずアライメント部３及び制御回路４はテーブル２をブ
ロックＢＬの原点０に対し相対的に決められた測定基準
位ｉＲにレーザスポットＬＳが結像するように移動させ
る。このとき当該測定基準位ｉＲは、Ｘ方向又はＹ方向
にレーザスポットＬＳが走査した場合、測定しようとす
るパターンＰＴを横切ることができる位置に設定されて
いる。
ロックＢＬの原点０に対し相対的に決められた測定基準
位ｉＲにレーザスポットＬＳが結像するように移動させ
る。このとき当該測定基準位ｉＲは、Ｘ方向又はＹ方向
にレーザスポットＬＳが走査した場合、測定しようとす
るパターンＰＴを横切ることができる位置に設定されて
いる。
次に制御回路４はレーザスポット駆動信号Ｓ１をレーザ
スポット走査部１２に送出してレーザスポットＬＳをＸ
方向又はＹ方向に微小な一定区間りだけ走査させること
により、第３図に示すようなパターン情報信号Ｓ２及び
走査量信号Ｓ３の関係を得る。ここでパターン情報Ｓ２
が立ち下がる位置Ｐ１及び立ち上がる位置Ｐ２はそれぞ
れパターンＰＴの開始点及び終了点を表していることよ
り、当該位置Ｐ１及びＰ２の差を演算することによりＸ
方向（又はＹ方向）のパターン幅Ｄｘ （又はり、）
を得ることができる。かくしてブロックＢＬに対する測
定を終了する。
スポット走査部１２に送出してレーザスポットＬＳをＸ
方向又はＹ方向に微小な一定区間りだけ走査させること
により、第３図に示すようなパターン情報信号Ｓ２及び
走査量信号Ｓ３の関係を得る。ここでパターン情報Ｓ２
が立ち下がる位置Ｐ１及び立ち上がる位置Ｐ２はそれぞ
れパターンＰＴの開始点及び終了点を表していることよ
り、当該位置Ｐ１及びＰ２の差を演算することによりＸ
方向（又はＹ方向）のパターン幅Ｄｘ （又はり、）
を得ることができる。かくしてブロックＢＬに対する測
定を終了する。
複数のブロックに対し、それぞれＸ方向及びＹ方向のパ
ターン幅を測定する場合は、上述の操作をすべてのブロ
ックに関し繰返せば良いのであるが、本実施例において
は、あるブロックに対するパターン測定が終了したとき
、次のようにしてレーザスポラ）ＬＳを次のブロックの
測定基準位置Ｒに位置合わせする。
ターン幅を測定する場合は、上述の操作をすべてのブロ
ックに関し繰返せば良いのであるが、本実施例において
は、あるブロックに対するパターン測定が終了したとき
、次のようにしてレーザスポラ）ＬＳを次のブロックの
測定基準位置Ｒに位置合わせする。
すなわち第５図及び第７図について上述したような半導
体ウェハＷを考えるとき、制御回路４はあるブロックＢ
Ｌｉ、の測定基準位置Ｒ１ｊ（ｉ＝１．２、・・・・・
・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）から次のブロ
ックＢ Ｌ ｉ４１％ｊ。７の測定基準位置Ｒ１゜＋ｍ
ｊ＋＋ｓ （１＋ｍ＝１２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ
＝１．２、・・・・・・、Ｎ）にレーザスポラ）ＬＳを
位置合わせする際に第４図に示すように、レーザスポッ
トＬＳを半導体ウェハＷに対し、Ｘ方向に、 ｄ Ｘ、＝ ｄ Ｘ−ΔＸ＝ＸＰｘｍ−ΔＸ・・・・・
・（３） たけ移動させ、またＹ方向に、 ｄＹ、＝ｄＹ−ΔＹ＝ Ｙ、Ｘｎ−ΔＹ・・・・・・（
４） だけ移動するようなテーブル駆動信号Ｓ５をテーブル２
に送出し、半導体ウェハＷを移動させる。
体ウェハＷを考えるとき、制御回路４はあるブロックＢ
Ｌｉ、の測定基準位置Ｒ１ｊ（ｉ＝１．２、・・・・・
・、Ｍ、ｊ＝１．２、・・・・・・、Ｎ）から次のブロ
ックＢ Ｌ ｉ４１％ｊ。７の測定基準位置Ｒ１゜＋ｍ
ｊ＋＋ｓ （１＋ｍ＝１２、・・・・・・、Ｍ、ｊ＋ｎ
＝１．２、・・・・・・、Ｎ）にレーザスポラ）ＬＳを
位置合わせする際に第４図に示すように、レーザスポッ
トＬＳを半導体ウェハＷに対し、Ｘ方向に、 ｄ Ｘ、＝ ｄ Ｘ−ΔＸ＝ＸＰｘｍ−ΔＸ・・・・・
・（３） たけ移動させ、またＹ方向に、 ｄＹ、＝ｄＹ−ΔＹ＝ Ｙ、Ｘｎ−ΔＹ・・・・・・（
４） だけ移動するようなテーブル駆動信号Ｓ５をテーブル２
に送出し、半導体ウェハＷを移動させる。
ここでΔＸ及びΔＹはそれぞれＸ方向及びＹ方向のアラ
イメント誤差データを表し、次式６式％（５） より演算される。ただしＰＩＸＲは第２図に示すように
理論上の測定基準位置ＲからＸ方向にレーザスポットＬ
Ｓを走査した場合のパターンＰＴの開始点Ｐ１までの標
準距離（測定基準位置Ｒを設定した際決定されている）
を表す。またＰＩＸはブロックＢＬ、ｊに対する実際の
測定基準位置Ｒｉ ｊからＸ方向にレーザスポットＬＳ
を走査したときのパターンＰＴｉ、の開始点Ｐ１までの
測定値を表す。
イメント誤差データを表し、次式６式％（５） より演算される。ただしＰＩＸＲは第２図に示すように
理論上の測定基準位置ＲからＸ方向にレーザスポットＬ
Ｓを走査した場合のパターンＰＴの開始点Ｐ１までの標
準距離（測定基準位置Ｒを設定した際決定されている）
を表す。またＰＩＸはブロックＢＬ、ｊに対する実際の
測定基準位置Ｒｉ ｊからＸ方向にレーザスポットＬＳ
を走査したときのパターンＰＴｉ、の開始点Ｐ１までの
測定値を表す。
このときレーザスポットＬＳとブロックＢＬ、、との位
置合わせが正確であれば、次式 ６式％（７） となり、半導体ウェハ３のＸ方向の移動量は、（１）式
及び（３）式より、 ｄ Ｘ、＝ ｄ Ｘ ・・
・・・・ （８）となる。これに対してレーザスポット
ＬＳとブロックＢＬ！Ｊとの位置合わせに誤差が生じた
場合には第４図に示すように、ブロックＢＬｉＪがΔＸ
だけ標準位置からずれていると考え、次のブロックＢＬ
、。ｓｊ＋ｎへの位置合わせ時、見かけ上ブロックＢＬ
、、の位置ずれの影響を打ち消すようにする。
置合わせが正確であれば、次式 ６式％（７） となり、半導体ウェハ３のＸ方向の移動量は、（１）式
及び（３）式より、 ｄ Ｘ、＝ ｄ Ｘ ・・
・・・・ （８）となる。これに対してレーザスポット
ＬＳとブロックＢＬ！Ｊとの位置合わせに誤差が生じた
場合には第４図に示すように、ブロックＢＬｉＪがΔＸ
だけ標準位置からずれていると考え、次のブロックＢＬ
、。ｓｊ＋ｎへの位置合わせ時、見かけ上ブロックＢＬ
、、の位置ずれの影響を打ち消すようにする。
なお、（６）式におけるＰ１ｙ＊及びＰｌｙについても
同様である。
同様である。
以上の構成によればあるブロックから他のブロックへの
レーザスポットの位置合わせ時、あるブロックの位置ず
れを見かけ上なくすことができることにより、他のブロ
ックにおける測定基準位置が大きく位置ずれすることを
防止し得、他のブロックのパターンの形状、寸法等の測
定を実用上十分な精度でなし得る。
レーザスポットの位置合わせ時、あるブロックの位置ず
れを見かけ上なくすことができることにより、他のブロ
ックにおける測定基準位置が大きく位置ずれすることを
防止し得、他のブロックのパターンの形状、寸法等の測
定を実用上十分な精度でなし得る。
因にあるブロックから他のブロックへのレーザスポット
の位置合わせ時、半導体ウェハの移動量が小さいほど、
位置合わせ時に生ずる位置ずれを小さく抑え得ると考え
られるので、第５図及び第７図に示すような半導体ウェ
ハＷにおける測定順序として、 例えば（Ｂ Ｌ Ｉ
Ｉ→ＢＬ＋ｚ→・・・・・・−ＢＬＩＮ）→（Ｂ Ｌ
ｚＮ−Ｂ Ｌ ｚ、４−１＝・・・・・・→ＢＬｚ＋）
→（Ｂ Ｌｉｔ−Ｂ Ｌｓｚ−） ・＝・”−（Ｂ Ｌ
Ｍ−１１−Ｂ ＬＮＩ＝ＢＬｘｚ−・・・・・・−ＢＬ
ＭＮ）等のデータを制御回路にプログラムする。
の位置合わせ時、半導体ウェハの移動量が小さいほど、
位置合わせ時に生ずる位置ずれを小さく抑え得ると考え
られるので、第５図及び第７図に示すような半導体ウェ
ハＷにおける測定順序として、 例えば（Ｂ Ｌ Ｉ
Ｉ→ＢＬ＋ｚ→・・・・・・−ＢＬＩＮ）→（Ｂ Ｌ
ｚＮ−Ｂ Ｌ ｚ、４−１＝・・・・・・→ＢＬｚ＋）
→（Ｂ Ｌｉｔ−Ｂ Ｌｓｚ−） ・＝・”−（Ｂ Ｌ
Ｍ−１１−Ｂ ＬＮＩ＝ＢＬｘｚ−・・・・・・−ＢＬ
ＭＮ）等のデータを制御回路にプログラムする。
なお上述の実施例においては、アライメント誤差データ
として測定基準位置Ｒとパターンの開始点Ｐ１との測定
距離ｐ ｌｘ （ｐ ｔｙ ）を用いたが、本発明は
これに限らず、例えば測定基準位置Ｒとパターンの終了
点Ｐ２との測定距離としても良く、要は標準値が予め分
かつており、ブロックの位置ずれの影響を受けるような
データであれば上述と同様の効果を得ることができる。
として測定基準位置Ｒとパターンの開始点Ｐ１との測定
距離ｐ ｌｘ （ｐ ｔｙ ）を用いたが、本発明は
これに限らず、例えば測定基準位置Ｒとパターンの終了
点Ｐ２との測定距離としても良く、要は標準値が予め分
かつており、ブロックの位置ずれの影響を受けるような
データであれば上述と同様の効果を得ることができる。
また上述の実施例においては、逆り字型のパターンを有
するブロックが複数個マトリクス状に配列された半導体
ウェハの各パターン幅を測定する場合について述べたが
、本発明はこれに限らず、種々の形のパターンの形状、
寸法等を検査、測定する場合に広く適用できる。
するブロックが複数個マトリクス状に配列された半導体
ウェハの各パターン幅を測定する場合について述べたが
、本発明はこれに限らず、種々の形のパターンの形状、
寸法等を検査、測定する場合に広く適用できる。
さらに上述の実施例においては、レーザ光源を１つだけ
有する構成のパターン測定装置を示したが、これに限ら
ず、例えばレーザスポットを形成するための光源として
専用のレーザ光源を用いて、全体として２つのレーザ光
源をもつようにしても良（、さらに３つのレーザ光源を
用いることにより、走査ｉ検出器、レーザスポット走査
部及び粗アライメント検出系が独立に光源を有するよう
にしても上述と同様の効果を得ることができる。なおこ
の場合、粗アライメント検出系の光源として、レーザの
代わりにＬＥＤ等を用いても良い。
有する構成のパターン測定装置を示したが、これに限ら
ず、例えばレーザスポットを形成するための光源として
専用のレーザ光源を用いて、全体として２つのレーザ光
源をもつようにしても良（、さらに３つのレーザ光源を
用いることにより、走査ｉ検出器、レーザスポット走査
部及び粗アライメント検出系が独立に光源を有するよう
にしても上述と同様の効果を得ることができる。なおこ
の場合、粗アライメント検出系の光源として、レーザの
代わりにＬＥＤ等を用いても良い。
さらに第１図においてアライメント部３及び測定部５を
２Ｍｉ設けることにより２次元平面内でのパターンの形
状、寸法等を測定し得る。
２Ｍｉ設けることにより２次元平面内でのパターンの形
状、寸法等を測定し得る。
さらに上述においては、本発明を半導体ウェハ検査装置
に適用した場合の実施例について述べたが、これに限ら
ず種々の機器に適用し得る。
に適用した場合の実施例について述べたが、これに限ら
ず種々の機器に適用し得る。
以上のように本発明によれば、測定対象上のパターンが
ある程度誤差を伴って配列されている場合においても、
すべてのパターンに対する形状、寸法等の測定を実用上
十分な精度でなし得、かくしてパターン測定の自動化等
、使い勝手の良いパターン測定装置を容易に実現し得る
。
ある程度誤差を伴って配列されている場合においても、
すべてのパターンに対する形状、寸法等の測定を実用上
十分な精度でなし得、かくしてパターン測定の自動化等
、使い勝手の良いパターン測定装置を容易に実現し得る
。
第１図は本発明によるパターン測定装置の一実施例を示
す路線図、第２図及び第３図はパターン測定の原理の説
明に供する路線図、第４図はアライメント補正の原理の
説明に供する路線図、第５図は半導体ウェハ上のブロッ
クの配列状態を示す路線図、第６図はアライメントの原
理を示す路線図、第７図は配置に誤差を生じた場合の半
導体ウェハ上のブロックの配列状態を示す路線図である
。 １・・・・・・パターン測定装置、２・・・・・・テー
ブル、３・・・・・・アライメント部、４・・・・・・
制御回路、５・・・・・・測定部、８・・・・・・走査
量検出器、１０・・・・・・アライメント検出器、１２
・・・・・・レーザスポット走査部、ＰＴ、いＰＴ、□
、・・・・・・、ＰＴい、ＰＴ、、、ＰＴ、□、・・・
・・・、 ＰＴＺＭ、・・・・・・、 ＰＴＭＩ、 Ｐ
Ｔ、□、・・・・・・、 ＰＴ、４Ｎ、ＰＴ・・・・・
・パターン、 ＲＭＩ、Ｒ＋ｚ、・・・・・・、Ｒ
４、Ｒ２＋、ＲＺ□、・・・・・・、ＲｚＭ、・・・・
・・、 ＲＭＩ、ＲＭＩ、・・・・・・、ＲＩ４．ｌ
、 Ｒ・・・・・・測定基準位置、ΔＸ、ΔＹ・・・・
・・アライメント誤差データ、Ｗ・・・・・・半導体ウ
ェハ。
す路線図、第２図及び第３図はパターン測定の原理の説
明に供する路線図、第４図はアライメント補正の原理の
説明に供する路線図、第５図は半導体ウェハ上のブロッ
クの配列状態を示す路線図、第６図はアライメントの原
理を示す路線図、第７図は配置に誤差を生じた場合の半
導体ウェハ上のブロックの配列状態を示す路線図である
。 １・・・・・・パターン測定装置、２・・・・・・テー
ブル、３・・・・・・アライメント部、４・・・・・・
制御回路、５・・・・・・測定部、８・・・・・・走査
量検出器、１０・・・・・・アライメント検出器、１２
・・・・・・レーザスポット走査部、ＰＴ、いＰＴ、□
、・・・・・・、ＰＴい、ＰＴ、、、ＰＴ、□、・・・
・・・、 ＰＴＺＭ、・・・・・・、 ＰＴＭＩ、 Ｐ
Ｔ、□、・・・・・・、 ＰＴ、４Ｎ、ＰＴ・・・・・
・パターン、 ＲＭＩ、Ｒ＋ｚ、・・・・・・、Ｒ
４、Ｒ２＋、ＲＺ□、・・・・・・、ＲｚＭ、・・・・
・・、 ＲＭＩ、ＲＭＩ、・・・・・・、ＲＩ４．ｌ
、 Ｒ・・・・・・測定基準位置、ΔＸ、ΔＹ・・・・
・・アライメント誤差データ、Ｗ・・・・・・半導体ウ
ェハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 同一形状の複数のパターンを規則的に配列してなる測定
対象に対し、上記複数のパターンの形状、寸法等を順次
測定するパターン測定装置において、上記測定対象上の
第１のパターンに対し所定の位置関係でなる初期位置か
ら微小な一定区間だけを走査するようになされたプロー
ブにより、上記測定対象上の上記第１のパターンの形状
、寸法等を測定する測定部と、 上記プローブを上記第１のパターンの上記初期位置から
、第２のパターンに対し所定の位置関係でなる初期位置
に位置合わせし得るアライメント部と を具え、上記測定部は上記第１のパターンの形状、寸法
等の測定結果よりアライメント誤差データを得、上記ア
ライメント部は上記アライメント誤差データにより、上
記プローブの上記第１のパターンに対する初期位置から
、上記第２のパターンに対する初期位置への位置合わせ
の際の移動量を補正することを特徴とするパターン測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100494A JP2512871B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | パタ−ン測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62100494A JP2512871B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | パタ−ン測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63265103A true JPS63265103A (ja) | 1988-11-01 |
| JP2512871B2 JP2512871B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=14275480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62100494A Expired - Fee Related JP2512871B2 (ja) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | パタ−ン測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512871B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04305774A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-10-28 | Fmc Corp | 部品検査用高分解能視覚装置 |
| KR101028696B1 (ko) | 2009-03-05 | 2011-04-14 | 한국생산기술연구원 | 적외선을 이용한 다층구조의 미세홀 얼라인 오차 측정 및 수정방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60309A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 印刷物の絵柄検査方法および装置 |
| JPS61198374A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Hitachi Ltd | 二次元画像比較検査装置 |
-
1987
- 1987-04-23 JP JP62100494A patent/JP2512871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60309A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 印刷物の絵柄検査方法および装置 |
| JPS61198374A (ja) * | 1985-02-27 | 1986-09-02 | Hitachi Ltd | 二次元画像比較検査装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04305774A (ja) * | 1990-09-17 | 1992-10-28 | Fmc Corp | 部品検査用高分解能視覚装置 |
| KR101028696B1 (ko) | 2009-03-05 | 2011-04-14 | 한국생산기술연구원 | 적외선을 이용한 다층구조의 미세홀 얼라인 오차 측정 및 수정방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2512871B2 (ja) | 1996-07-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |