JP3258118B2 - 帯状の試料の中心を検出する方法 - Google Patents
帯状の試料の中心を検出する方法Info
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Description
置に関するものである。
試料テーブル66に置きオペレータが試料テーブルを動
作させて、試料モニター部65の十字線と試料の測定希
望部位を一致させることによって測定位置を合わせてい
た。また、測定しようとする試料が細いときは、通常広
い領域を見るために、低倍率の観察光学系を用いている
が、試料モニターによる位置合わせが困難なため、高倍
率光学系との切り換えシステムを採用するか、もしくは
試料の幅に対して十分狭い間隔でスキャン測定し、その
プロファイルから試料の中心を判断し、その位置の測定
結果を膜厚として採用していた。
を使った位置合わせでも、比較的大きな試料では実用上
十分な位置合わせが可能であった。しかし、近年の電子
部品の微小化に伴い、試料モニターの画像による位置合
わせでは画像の分解能の限界と、X線照射位置と試料モ
ニターの十字線の位置を合わせる調整の精度の問題か
ら、正確な位置合わせが困難になっていた。また、測定
前に測定位置を登録して、連続して自動測定をする場合
に、試料ステージが動作する際に、サンプルが動いてし
まった場合の許容量も、大幅に小さくなっているため、
正確に位置を合わせる機能の必要性が高まっていた。
せることが困難な試料に対しては、高倍率の光学系に切
り換えるという方法は、システムが高価になってしまう
という問題があり、プロファイルから中心を決定する方
法では、1点の膜厚を測定するために、多くの時間を費
やしてしまうことになり、実用的ではなかった。
うな課題を解決するため、画像に頼らず、短時間で、正
確に測定位置を合わせる手段を提供することである。
に、蛍光X線を検出可能な、等間隔で並んだ帯状の試料
または、周りの領域と蛍光X線的に区別が可能な帯状の
領域の中心を、第一に、試料または領域の配置されてい
るピッチに相当する範囲について、試料または領域の幅
程度の粗い間隔で、スキャン測定し、第二にその中でな
るべく測定開始点に近く、X線強度の強い位置を判断
し、第三にその位置と両隣の3点のデータのレンジを平
均値で割った値を用いて、第二段階でX線強度が大きい
と判断された点と帯状の試料または領域のおよその位置
関係を判断し、第三に上記判断を基に帯状の試料または
領域の周辺をその幅の半分程度の間隔で測定し、その位
置とX線強度のデータの重心を求め、第四にその重心に
対して、対象とする試料または領域から離れているため
無関係と判断されるデータをのぞき再び重心を計算し、
第五に、二回目の重心計算結果を基に試料または領域の
エッジ付近と推定される二点を測定し、そのデータを加
えて重心計算する事によって求める。
る。1として、粗い間隔でスキャン測定をする。この
際、少なくとも1点は帯状の試料または領域の付近を測
定できていなければならなず、なおかつ、短時間で行う
ためになるべく少ない測定で済ませる必要がある。その
ため、測定範囲として帯状試料または領域のピッチから
X線ビームの幅を減じたものを用い、測定間隔として、
その半分の値を用いる。ただし、ピッチに対して帯状の
試料または領域の幅が細いときは、その幅にX線ビーム
の幅によるX線検出可能領域の広がりに相当する幅を加
えたものを用いる。この測定で、X線強度が最大となる
点を求めるが、その点がスキャン領域の端であった場
合、さらにその外側1点を測定する。こうして、X線強
度が最大となる点と、その両側の点のX線強度を得て、
2に進む。2では1で得たX線強度が最大の点とその両
側の点の、計3点のデータについてそのレンジを平均値
で割った値を計算する。
たは領域の中心に近いところにあれば、残りの二点のX
線強度はほぼ0になり、レンジ/平均は3.0に近い値
になる。このことを用いて、レンジ/平均が3.0に近
ければ、最大値は、中心付近を捉えていると判断し、そ
うでなければ試料または領域のエッジ付近と判断する。
エッジ付近と判断された場合は3として、最大値の両側
に、初めのスキャン間隔の半分の幅だけ離れた2点を測
定する。4では2でX線強度が最大だった点が帯状の試
料の中心付近と判断された場合は、その点を仮中心と
し、そうでないときは、3で測定した2点のうちX線強
度が大きい方の点を仮中心とする。5においては、仮中
心とその両側に、初めのスキャン間隔の半分の間隔で2
点ずつ計5点のX線強度を求める。ただし、これまでの
測定でデータが得られている点についてはそのデータを
用いる。6においては、5で確保した五点の位置に対す
るX線強度のデータからその重心を求め、そこからの距
離によって、対象となる試料または領域に無関係と判断
されるデータを除き、7において再び重心を計算し、そ
の重心を基に、帯状の試料または領域の左右のエッジ付
近と推定される位置2点を測定する。そのデータを加え
て再び重心を計算した結果を求める中心としている。
する場合を例として、図にしたがって説明する。まず、
リードが試料ステージの移動方向に対して、直角に置か
れ、リードの幅がピッチの半分程度である試料の場合に
ついて説明する。
強度を各1秒ずつ測定する。このとき3点のうち、X線
強度が最大の点が真ん中の点でないときは、その外側に
同じ間隔でもう一点測定する。第3図はX線強度が最大
だった点がリードの中心付近にあった場合を表してい
る。この場合は、レンジ/平均値はほぼ3.0となるた
めこのような状態と判断でき、図中の22を仮中心とす
る。そして図中21と22を二分する点及び、22と2
3を二分する点の二点を測定する。第4図は最大値を示
した点がリードのエッジ付近にあった場合を表してい
る。この場合は、レンジが狭くなるため、31、32、
33のレンジ/平均は0に近くなり、リード36、リー
ド37の位置がこのような位置関係だと判断でき、図中
の34、35を測定し、X線強度の大きい方の点、この
例では34を仮中心とする。そして、図中31の左側に
ピッチの1/4の間隔で1点測定する。このようにし
て、仮中心とその両側2点ずつ、計5点のX線強度のデ
ータが揃う。第5図は、これらのデータを用いてリード
の中心を求める様子を模式的に示したものである。初め
に、P1、P2、P3、P4、P5について重心g1を
求める。この図において、P5は目的のリードに関係が
あると推定される距離L1よりも遠く隣のリードに関係
のあるデータである可能性が強いので、計算から除外す
る。そうして再び重心を計算したのがg2である。g2
を基に、リードのエッジまでの距離と推定される長さL
2だけ離れた点P6とP7を測定し、これらのデータを
加えてもう一度重心g3を計算し、その値を中心とす
る。
対して、直角に置かれ、リードの幅がリードのピッチの
1/4程度である試料の場合について説明する。この場
合の、初めのスキャンの結果を模式的に表したのが第2
図である。単純にX線強度が最大の点は図中の11であ
るが、目標とするリードは測定開始点13に近い方であ
る可能性が強いので、最大値に対して、図中に点線で示
されるある一定の範囲内であれば測定開始点に近い方を
最大値として認識する。つまり第2図では14を最大値
とする。この後は第一の実施例と同様にして、中心を求
める。
直角に置かれた単一の帯状試料の中心を求める場合を説
明する。この場合は、ピッチとして、試料の位置を検出
するのに十分な範囲を指定する。その後は、範囲と試料
の幅の比によって第一または第二の実施例と同様にし
て、中心を検出する。
対して任意の角度に置かれている場合について説明す
る。この場合は、試料モニターの画像を細線化する処理
を行い、試料を直線として認識する。そして、その直線
の傾きを求め、その傾きに対して直角方向にスキャンを
行うようにすれば。第一、第二、及び第三の実施例と同
様にして中心を求めることができる。
それらの点を自動的に連続測定する機能と組み合わせる
ことにより、リードフレームやTAB等の試料の測定に
おいて正確に希望の点の膜厚を測定できるようになり、
測定の信頼性が格段に向上する。そればかりでなく、測
定失敗点が減るので、それらの再測定に要した時間も節
約することができる。
困難な非常に細い試料でも、位置合わせが可能になる。
いままで、このような試料の膜厚を測定する際には、試
料の幅より十分細かい間隔でスキャン測定し、そのプロ
ファイルから判断して、中心と思われる点の膜厚を採用
していたが、例えば幅0.04ミリメートル、ピッチ
0.1ミリメートルの試料を用いた場合、測定だけでか
なりの時間がかかり、さらに人間が判断して中心を求め
ていたのに対し、本発明を用いると、およそ18秒程度
で、中心を求めることができた。さらに、本発明では途
中で人間の判断を要しないので、操作性が向上し、測定
が迅速正確に行える等、効果の大きさは、絶大である。
測定値の関係
と測定値の関係
係
と推定される範囲 L2 中心からリードのエッジまでの距離
Claims (3)
- 【請求項1】 制御可能で少なくとも左右または上下に
試料を移動する試料テーブルと、X線照射位置が確認可
能な試料モニター部と、X線発生部と、X線検出部と、
情報入力及び表示を行う操作部と、装置全体を制御する
装置制御部から構成される蛍光X線膜厚測定装置を用い
て、試料ステージの移動方向と直角に配置された、蛍光
X線を検出可能な、等間隔で並んだ帯状の試料または、
周りの領域と蛍光X線的に区別が可能な帯状の領域の中
心を、第一に、試料または領域の配置されているピッチ
に相当する範囲について、試料または領域の幅程度の粗
い間隔で、スキャン測定し、第二にその中でなるべく測
定開始点に近く、X線強度の強い位置を判断し、第三に
その位置と両隣の3点のX線強度のレンジを平均値で割
った値を用いて、第二段階でX線強度が大きいと判断さ
れた点と帯状の試料または領域のおよその位置関係を判
断し、第三に上記判断を基に帯状の試料または領域の周
辺をその幅の半分程度の間隔で測定し、その位置とX線
強度のデータの重心を求め、第四にその重心に対して、
対象とする試料または領域から離れているため無関係と
判断されるデータを除き再び重心を計算し、第五に、二
回目の重心計算結果を基に試料または領域のエッジ付近
と推定される二点を測定し、そのデータを加えて重心計
算する事によって求める方法。 - 【請求項2】 請求項1で記述した方法において、単一
の帯状の試料または領域について、ピッチとして希望探
索範囲を指定することによって、それらの中心を求める
方法。 - 【請求項3】 請求項1及び2で記述した方法におい
て、試料モニターの帯状の試料または領域の画像を、画
像処理にて細線化する事により、その角度を検知し、そ
の方向と直角にスキャンする事によって、ステージ移動
方向に対して任意の角度で置かれた帯状の試料または領
域の中心を求める方法。
Priority Applications (5)
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- 1994-03-18 TW TW083102365A patent/TW233340B/zh not_active IP Right Cessation
- 1994-03-18 US US08/210,387 patent/US5425066A/en not_active Expired - Lifetime
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