JP2010276521A - 波形解析装置、コンピュータ実行可能な波形解析プログラム、干渉計装置、パターン投影形状測定装置、及び波形解析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フーリエ変換法を利用した解析処理を入力波形へ施すことにより、その入力波形に含まれる特定成分を算出する本解析手順(S11)と、算出した特定成分を含む基礎データに対して平滑化処理を施すことにより、前記入力波形のモデルであるモデル波形を作成するモデル作成手順(S14)と、前記モデル作成手順で作成したモデル波形へ前記解析手順と同じ解析処理を施すことにより、そのモデル波形に含まれる特定成分を算出するテスト解析手順(S16)と、前記テスト解析手順が算出した特定成分と前記モデル波形に実際に含まれる特定成分との差異を、前記テスト解析手順の特定成分に関する解析誤差として算出する誤差算出手順(S17)と、前記誤差算出手順で算出した解析誤差に基づき前記本解析手順で算出した特定成分を補正する補正手順(S21)とを含む。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態は、干渉計装置の実施形態である。
二次元画像検出器9は、干渉縞を撮像して縞画像を取得する。その縞画像は、不図示のコンピュータへ入力される。不図示のコンピュータは、入力された縞画像に対し解析処理を施す。なお、コンピュータには、その解析処理のプログラムが予めインストールされている。
ここで、フィゾー板5の配置角度は、フィゾー面5aに対する光束Lの入射角度が0以外の所定角度となるように設定されている。この場合、測定用光束LMが二次元画像検出器9に入射するときの角度と、参照用光束LRが二次元画像検出器9に入射するときの角度とに差異が生じる。このため、干渉縞にはストライプ状のキャリア縞(空間キャリア)が重畳する。このキャリア縞の重畳により、必要な情報の空間周波数が不要な情報の空間周波数よりも高くなるので、フーリエ変換法による解析処理の適用が可能となる。
なお、フィゾー板5の傾斜方向は、二次元画像検出器9のx軸とy軸との双方に対して45°の角度を成すように選択される。この場合、キャリア縞は、x方向とy方向との双方に亘って共通の空間周波数を有することになる。
図2は、本実施形態の解析処理のフローチャートであり、図3は、図2を補足する概念図である。図3と図2との間で互いに対応するステップには同じ符号を付した。以下、各ステップを順に説明する。
よって、上述したステップS13〜S20では、この式で求められた設計位相成分φD(x,y)が、算出位相成分φA(x,y)の代わりに使用されることになる。
また、本実施形態の干渉計装置は、測定対象面7aの形状(つまり高さの空間分布)を測定するものであったが、測定対象面7aの任意の点の高さの時間変化を測定してもよい。
その場合、キャリア縞(つまり空間キャリア)を発生させる代わりに、時間キャリアを発生させながら、その点に対応する画素値の時間変化波形を測定し、その時間変化波形を解析対象とすればよい。
また、この測定を各画素について行えば、測定対象面7aの形状変化(測定対象面7aの移動による形状変化も含む)を測定することができる。このような測定は、マイクロミラーアレイなど、表面形状が可変の素子を測定するのに好適である。
なお、干渉計装置で時間キャリアを発生させるには、フィゾー板5又は測定対象物7をピエゾ素子などで光軸方向に変位させればよい。因みに、空間キャリアを発生させない場合は、フィゾー面5aを傾斜させる必要は無い。
また、本実施形態の干渉計装置には、フィゾー型の干渉計が適用されたが、トワイマングリーン型など他のタイプの干渉計が適用されてもよい。因みに、トワイマングリーン型の干渉計において空間キャリアを発生させるには、参照面を傾斜させればよく、時間キャリアを発生させるには、参照面を光軸方向へ移動させればよい。
以下、本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態は、パターン投影形状測定装置の実施形態である。
図7は、本実施形態のパターン投影形状測定装置の概略構成図である。図7に示すとおり、パターン投影形状測定装置には、測定対象物11を支持するステージ12と、投影部13と、撮像部14とが備えられる。また、パターン投影形状測定装置には、不図示のコンピュータも備えられる。測定対象物11の表面11aが、測定対象面である。
投影部13は、光源21と、照明光学系22と、パターン形成部23と、投影光学系24を備えており、ステージ12上の測定対象面11aを斜め方向から照明する。
このうち、パターン形成部23は、測定対象面11aに向かう光束の強度を、空間方向にかけて所定の空間周波数で正弦波状に強度変調する。これによって、測定対象面11aには、ストライプ状のキャリア縞が投影される。そのキャリア縞は、測定対象面11aの形状に応じて歪む。
撮像部14は、結像光学系25と、撮像素子26とを備えており、測定対象面11aに現れた縞を正面から撮像する。撮像部14が撮像で取得した縞の画像(縞画像)は、不図示のコンピュータへ入力される。
コンピュータは、入力された縞画像へ解析処理を施すことにより、縞の位相成分を算出する。この解析処理は、前述した実施形態の解析処理と同じである。そして、コンピュータは、算出された位相成分とキャリア成分(既知)とに基づき位相成分に含まれる信号成分を既知とし、その信号成分と光源波長とに基づき測定対象面11aの形状を既知とする。なお、コンピュータには、その解析処理のプログラムが予めインストールされている。
したがって、本実施形態のパターン投影形状測定装置は、測定対象面11aの形状を高精度に測定することができる。
なお、本実施形態のパターン投影形状測定装置は、空間方向に変調された波形を解析して測定対象面11aの形状(高さの空間分布)を測定するものであったが、その波形を時間方向にも変調した上で測定対象面11aの形状を測定してもよい。
Claims (13)
- フーリエ変換法を利用した解析処理を入力波形へ施すことにより、その入力波形に含まれる特定成分を算出する本解析手段と、
前記本解析手段が算出した特定成分を含む基礎データに対して平滑化処理を施すことにより、前記入力波形のモデルであるモデル波形を作成するモデル作成手段と、
前記モデル作成手段が作成したモデル波形へ前記解析手段と同じ解析処理を施すことにより、そのモデル波形に含まれる特定成分を算出するテスト解析手段と、
前記テスト解析手段が算出した特定成分と前記モデル波形に実際に含まれる特定成分との差異を、前記テスト解析手段の特定成分に関する解析誤差として算出する誤差算出手段と、
前記誤差算出手段が算出した解析誤差に基づき前記本解析手段が算出した特定成分を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする波形解析装置。 - 請求項1に記載の波形解析装置において、
前記誤差算出手段が算出した解析誤差に基づき前記基礎データに含まれる特定成分を更新しながら、前記モデル作成手段、前記テスト解析手段、前記誤差算出手段を繰り返し動作させる繰り返し手段を更に備え、
前記補正手段は、前記繰り返しの最後の回に前記誤差算出手段が算出した解析誤差に基づき前記補正を行う
ことを特徴とする波形解析装置。 - 請求項2に記載の波形解析装置において、
前記テスト解析手段は、前記モデル波形に含まれる各成分を算出し、
前記誤差算出手段は、前記テスト解析手段が算出した各成分と前記モデル波形に実際に含まれる各成分との差異を、前記テスト解析手段の各成分に関する解析誤差として算出し、
前記繰り返し手段は、前記誤差算出手段が算出した各成分の解析誤差に基づき前記基礎データの各成分を更新する
ことを特徴とする波形解析装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の波形解析装置において、
前記入力波形は、
空間方向に変調された波形である
ことを特徴とする波形解析装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の波形解析装置において、
前記入力波形は、
時間方向に変調された波形である
ことを特徴とする波形解析装置。 - フーリエ変換法を利用した解析処理を入力波形へ施すことにより、その入力波形に含まれる特定成分を算出する本解析手順と、
前記本解析手順で算出した特定成分を含む基礎データに対して平滑化処理を施すことにより、前記入力波形のモデルであるモデル波形を作成するモデル作成手順と、
前記モデル作成手順で作成されたモデル波形へ前記本解析手順と同じ解析処理を施すことにより、そのモデル波形に含まれる特定成分を算出するテスト解析手順と、
前記テスト解析手順で算出された特定成分と前記モデル波形に実際に含まれる特定成分との差異を、前記テスト解析手順の特定成分に関する解析誤差として算出する誤差算出手順と、
前記誤差算出手順で算出された解析誤差に基づき前記本解析手順で算出された特定成分を補正する補正手順と
を含むことを特徴とするコンピュータ実行可能な波形解析プログラム。 - 請求項6に記載のコンピュータ実行可能な波形解析プログラムにおいて、
前記誤差算出手順で算出された解析誤差に基づき前記基礎データに含まれる特定成分を更新しながら、前記モデル作成手順、前記テスト解析手順、前記誤差算出手順を繰り返し実行する繰り返し手順を更に含み、
前記補正手順は、前記繰り返しの最後の回に前記誤差算出手順で算出された解析誤差に基づき前記補正を行う
ことを特徴とするコンピュータ実行可能な波形解析プログラム。 - 請求項6に記載のコンピュータ実行可能な波形解析プログラムにおいて、
前記テスト解析手順では、前記モデル波形に含まれる各成分を算出し、
前記誤差算出手順では、前記テスト解析手順で算出された各成分と前記モデル波形に実際に含まれる各成分との差異を、前記テスト解析手順の各成分に関する解析誤差として算出し、
前記繰り返し手順では、前記誤差算出手順で算出された各成分の解析誤差に基づき前記基礎データの各成分を更新する
ことを特徴とするコンピュータ実行可能な波形解析プログラム。 - 請求項6〜請求項8の何れか一項に記載のコンピュータ実行可能な波形解析プログラムにおいて、
前記入力波形は、
空間方向に変調された波形である
ことを特徴とするコンピュータ実行可能な波形解析プログラム。 - 請求項6〜請求項9の何れか一項に記載のコンピュータ実行可能な波形解析プログラムにおいて、
前記入力波形は、
時間方向に変調された波形である
ことを特徴とするコンピュータ実行可能な波形解析プログラム。 - 請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の波形解析装置を備えたことを特徴とする干渉計装置。
- 請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の波形解析装置を備えたことを特徴とするパターン投影形状測定装置。
- フーリエ変換法を利用した解析処理を入力波形へ施すことにより、その入力波形に含まれる特定成分を算出する本解析手順と、
前記本解析手順で算出した特定成分を含む基礎データに対して平滑化処理を施すことにより、前記入力波形のモデルであるモデル波形を作成するモデル作成手順と、
前記モデル作成手順で作成されたモデル波形へ前記本解析手順と同じ解析処理を施すことにより、そのモデル波形に含まれる特定成分を算出するテスト解析手順と、
前記テスト解析手順で算出された特定成分と前記モデル波形に実際に含まれる特定成分との差異を、前記テスト解析手順の特定成分に関する解析誤差として算出する誤差算出手順と、
前記誤差算出手順で算出された解析誤差に基づき前記本解析手順で算出された特定成分を補正する補正手順と
を含むことを特徴とする波形解析方法。
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