JPS6199806A - 溝の深さ測定装置 - Google Patents
溝の深さ測定装置Info
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- JPS6199806A JPS6199806A JP22055884A JP22055884A JPS6199806A JP S6199806 A JPS6199806 A JP S6199806A JP 22055884 A JP22055884 A JP 22055884A JP 22055884 A JP22055884 A JP 22055884A JP S6199806 A JPS6199806 A JP S6199806A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、例えば半導体ウェハに加工された深い溝の深
さ測定装置に関するものである。
さ測定装置に関するものである。
近年、半導体素子の高集積化に伴い、素子構造は２次元
的平面構造から３次元的立体構造に向って進歩している
。例えば近接した異なる素子間の電気的絶縁を保つため
、相隣り合う素子間に深溝を作ることが実用化されつつ
ある。これらの溝あるいは穴の形状や深さが素子特性に
大きく影響すため、何らかの手段で測定することが必要
になっている。これらの測定を行なう場合、汚染による
半導体素子の特性変化を避けるために、非接触による測
定手段が強く望まれている。
的平面構造から３次元的立体構造に向って進歩している
。例えば近接した異なる素子間の電気的絶縁を保つため
、相隣り合う素子間に深溝を作ることが実用化されつつ
ある。これらの溝あるいは穴の形状や深さが素子特性に
大きく影響すため、何らかの手段で測定することが必要
になっている。これらの測定を行なう場合、汚染による
半導体素子の特性変化を避けるために、非接触による測
定手段が強く望まれている。
従来、非接触で微小な高さや間隔を測定する方法あるい
は装置として、（ａ）静蹴容量式マイクロメータ、（ｂ
）空気マイクロメータ、（Ｑ）顕微鏡、（ｄ）干渉計な
どがあった。しかしこれらの方法や装置は、段差やゆる
やかな凹凸を対象にするときには精度よく測定できるが
、例えば幅が約１０４．深さが幅の５〜１０倍の溝の場
合には測定精度が悪くなり、事実−Ｌ計測ができなかっ
た。
は装置として、（ａ）静蹴容量式マイクロメータ、（ｂ
）空気マイクロメータ、（Ｑ）顕微鏡、（ｄ）干渉計な
どがあった。しかしこれらの方法や装置は、段差やゆる
やかな凹凸を対象にするときには精度よく測定できるが
、例えば幅が約１０４．深さが幅の５〜１０倍の溝の場
合には測定精度が悪くなり、事実−Ｌ計測ができなかっ
た。
本発明は、従来計測が困難であった微細な深溝の深さを
測定できる溝の深さ８１す定装置を得ることを目的とす
る。
測定できる溝の深さ８１す定装置を得ることを目的とす
る。
本発明で用いる溝の深さ測定原理について説明する。第
７図に溝の形状を示す。溝は試料表面に垂直に掘られて
おり、底面は溝の側面に対して直角になっているものと
する。この溝に平行光束を入射させる。入射角をＯとす
ると試料表面に入射した光はその表面で反射され、反射
角θの方向に進む。一方、溝の開口部に入射した光は、
溝の側壁と底面とで繰返し反射したのち、再び溝の開口
部に達し溝の外へ出て行く。溝の幅をａ、深さをｄとし
、第８図に示すように光の入射角Ｏがθ＝ ｊａｎ−”
（−） （］ ）の場合について
考える。この場合溝の内側に入射した光は最初溝の右側
の側面で反射されて溝の底面に向い、さらに底面で反射
された光は左側の側面に向って進む。つぎに左側の側面
で反射されたのち、溝の開口部に達して溝の外へ出て行
く。溝の内部から外へ出る光の方向は、この場合試料表
面で反射する反射光と同じ方向になる。一般に入射角θ
が θ、 ＝ ｔａｎ”” （−） 但しｎ：偶数・・
・（２）ｄ の場合は内部から反射される光が、上記の場合と同様に
試料表面による反射光と同一方向に進行する。
７図に溝の形状を示す。溝は試料表面に垂直に掘られて
おり、底面は溝の側面に対して直角になっているものと
する。この溝に平行光束を入射させる。入射角をＯとす
ると試料表面に入射した光はその表面で反射され、反射
角θの方向に進む。一方、溝の開口部に入射した光は、
溝の側壁と底面とで繰返し反射したのち、再び溝の開口
部に達し溝の外へ出て行く。溝の幅をａ、深さをｄとし
、第８図に示すように光の入射角Ｏがθ＝ ｊａｎ−”
（−） （］ ）の場合について
考える。この場合溝の内側に入射した光は最初溝の右側
の側面で反射されて溝の底面に向い、さらに底面で反射
された光は左側の側面に向って進む。つぎに左側の側面
で反射されたのち、溝の開口部に達して溝の外へ出て行
く。溝の内部から外へ出る光の方向は、この場合試料表
面で反射する反射光と同じ方向になる。一般に入射角θ
が θ、 ＝ ｔａｎ”” （−） 但しｎ：偶数・・
・（２）ｄ の場合は内部から反射される光が、上記の場合と同様に
試料表面による反射光と同一方向に進行する。
つぎに入射角が
θ＝ ｔａｎ””（） （３）ｄ
の場合について考える。この場合は第９図に示すように
、溝の開口部中心から左側の部分に入射した光は初めに
直接底面に入射する。底面で反射した光は右側の側面に
向い、さらに右側側面で反射した光は入射光に逆行する
方向に進み溝から出て行く。この場合のように、溝の内
部□からの反射光が入射光と逆行するための条件は、溝
に入射する光の入射角かつぎの式で表わされることであ
る。
、溝の開口部中心から左側の部分に入射した光は初めに
直接底面に入射する。底面で反射した光は右側の側面に
向い、さらに右側側面で反射した光は入射光に逆行する
方向に進み溝から出て行く。この場合のように、溝の内
部□からの反射光が入射光と逆行するための条件は、溝
に入射する光の入射角かつぎの式で表わされることであ
る。
８ 、 ＝ ｔａｎ−” （−） 但しｎ：奇数−
（４）ｄ 光の入射角が−に記がθ□およびθ２以外の場合には、
溝に入射した光は一部分が試料表面による反射光の方向
、残りは入射光に逆行する□方向へと２分されて溝の内
部から反射される。この２方向へ反射される光の光量は
入射角に依存しており、特に入射角が式（２）で表わさ
れる値のときは、溝の内部からの反射光がすべて試料表
面の反射光と同一の方向となり、入射光に逆行する反射
光は光量が零となる。したがって入射光に逆行する反射
光の光量が零となる場合の入射角θ、を測定し、その値
と溝の幅８を式（２）に代入することにより、溝の深さ
ｄを算出することができる。
（４）ｄ 光の入射角が−に記がθ□およびθ２以外の場合には、
溝に入射した光は一部分が試料表面による反射光の方向
、残りは入射光に逆行する□方向へと２分されて溝の内
部から反射される。この２方向へ反射される光の光量は
入射角に依存しており、特に入射角が式（２）で表わさ
れる値のときは、溝の内部からの反射光がすべて試料表
面の反射光と同一の方向となり、入射光に逆行する反射
光は光量が零となる。したがって入射光に逆行する反射
光の光量が零となる場合の入射角θ、を測定し、その値
と溝の幅８を式（２）に代入することにより、溝の深さ
ｄを算出することができる。
具体的には入射光に逆行する反射光の光量ＩＲを測定し
ながら入射角θを変化させ、ＴＲが零となる入射角θＲ
を測定する。入射角の値を０度から変化させると、式（
２）でｎを２．４．６とした場合に対応してＴＲが零に
なる入射角ＯＲがいくつか測定される。ｎが２に対応す
る入射角をＯＲｚとすると、θＲ２はつぎの式で表わさ
れる。
ながら入射角θを変化させ、ＴＲが零となる入射角θＲ
を測定する。入射角の値を０度から変化させると、式（
２）でｎを２．４．６とした場合に対応してＴＲが零に
なる入射角ＯＲがいくつか測定される。ｎが２に対応す
る入射角をＯＲｚとすると、θＲ２はつぎの式で表わさ
れる。
ａ
θＲ１＝ ｊａｎ−” （−）
ｄ
したがって、この式を用いて溝の深さｄをつぎのように
表わすことができる。
表わすことができる。
あるいは隣り合ったθＲの値、例えばＯＲｎとθＲｎ＋
ａの値を用いて、つぎのように溝の深さｄを求めること
ができる。
ａの値を用いて、つぎのように溝の深さｄを求めること
ができる。
上記例では入射光に逆行する光量が零になる入射角から
溝の深さを求めたが、反対に、入射光にｊφ行する光量
が最大になる入射角からも同様にして溝の深さを求める
ことができる。すなわち、本発明による溝の深さ測定装
置は、平行な２面と、該２面に直交する平面を有する溝
に、平行光束の光を照射する手段と、上記溝から反射す
る光のうち、入射光に逆行する方向の反射光の量を測定
する手段とを備えたものである。
溝の深さを求めたが、反対に、入射光にｊφ行する光量
が最大になる入射角からも同様にして溝の深さを求める
ことができる。すなわち、本発明による溝の深さ測定装
置は、平行な２面と、該２面に直交する平面を有する溝
に、平行光束の光を照射する手段と、上記溝から反射す
る光のうち、入射光に逆行する方向の反射光の量を測定
する手段とを備えたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による溝の深さ測定装置の第１実施例を
示す構成図、第２図は上記実施例の送受光ヘッドの断面
図、第３図は本発明の第２実施例を示す構成図、第４図
は上記実施例の送受光ヘッドの断面図、第５図は本発明
の第３実施例を示す構成図、第６図は上記実施例におい
て集光した光を溝に照射する状態を示す断面図である。
示す構成図、第２図は上記実施例の送受光ヘッドの断面
図、第３図は本発明の第２実施例を示す構成図、第４図
は上記実施例の送受光ヘッドの断面図、第５図は本発明
の第３実施例を示す構成図、第６図は上記実施例におい
て集光した光を溝に照射する状態を示す断面図である。
第１図において、レーザ光源１１から放射されたレーザ
光１１１はレンズ１２で光ファイバ１３の端面に集光さ
れ、送受光ヘッド１４に導かれる。送受光ヘッド１４の
構造は第２図に示すように、光ファイバ１３によって送
られてきた光をレンズ１５により平行光線に変換し、半
透明鏡プリズム１６を透過させて深さを測定する溝があ
る試料１７に照射する。なおレーザ光がレンズ１５側か
ら半透明鏡プリズム１６を透過する際に生じる反射光を
吸収するため、上記半透明鏡プリズム１６の側面には光
吸収膜２３が塗布しである。
光１１１はレンズ１２で光ファイバ１３の端面に集光さ
れ、送受光ヘッド１４に導かれる。送受光ヘッド１４の
構造は第２図に示すように、光ファイバ１３によって送
られてきた光をレンズ１５により平行光線に変換し、半
透明鏡プリズム１６を透過させて深さを測定する溝があ
る試料１７に照射する。なおレーザ光がレンズ１５側か
ら半透明鏡プリズム１６を透過する際に生じる反射光を
吸収するため、上記半透明鏡プリズム１６の側面には光
吸収膜２３が塗布しである。
送受光ヘッド１４は試料１７における入射光に逆行する
方向の反射光を受け、該反射光を一ヒ記半透明鏡プリズ
ム１６で反射して光電変換素子１８により電気信号に変
換する。変換された電気信号を電圧Ｈ１１９により測定
し、試料１７からの反射光の有無を検出する。第４図に
おける２０は光電変換素子１８用の電源である。上記送
受光ヘッド１４に取付けられたスライダ２１は目盛を付
した円弧状のアーム２２に沿って移動し、試料１７に照
射する光の入射角を上記目盛によって読取ることができ
る。上記の装置を用きいて溝の深さを測定するには、試
料１７にレーザ光を照射しながらアーム２２に沿って送
受光ヘッド１４をスライドさせ、同時に反射光強度を電
圧計１９の指示電圧によって測定する。試料１７への光
の入射角を０度付近から次第に増加させ、電圧計１９の
指示が最も小さな値になったときの光の入射角をア−１
％２２の目盛から読みとる。このときの光の入射角ｆｌ
Ｒと、別に顕微鏡等で測定した溝の開口部の幅ａを前記
（１）式に代入し溝の深さｄを算出することができる。
方向の反射光を受け、該反射光を一ヒ記半透明鏡プリズ
ム１６で反射して光電変換素子１８により電気信号に変
換する。変換された電気信号を電圧Ｈ１１９により測定
し、試料１７からの反射光の有無を検出する。第４図に
おける２０は光電変換素子１８用の電源である。上記送
受光ヘッド１４に取付けられたスライダ２１は目盛を付
した円弧状のアーム２２に沿って移動し、試料１７に照
射する光の入射角を上記目盛によって読取ることができ
る。上記の装置を用きいて溝の深さを測定するには、試
料１７にレーザ光を照射しながらアーム２２に沿って送
受光ヘッド１４をスライドさせ、同時に反射光強度を電
圧計１９の指示電圧によって測定する。試料１７への光
の入射角を０度付近から次第に増加させ、電圧計１９の
指示が最も小さな値になったときの光の入射角をア−１
％２２の目盛から読みとる。このときの光の入射角ｆｌ
Ｒと、別に顕微鏡等で測定した溝の開口部の幅ａを前記
（１）式に代入し溝の深さｄを算出することができる。
本実施例では、完全な平行光線を得るために光源として
レーザ光源を用いており、試料表面による反射光と、溝
の内側から反射する入射光に逆行する反射光とは、光の
進行方向がそれぞれ異なるため効率よく分離でき、反射
光強度が零になる入射角θを容易に測定できるという特
徴がある。
レーザ光源を用いており、試料表面による反射光と、溝
の内側から反射する入射光に逆行する反射光とは、光の
進行方向がそれぞれ異なるため効率よく分離でき、反射
光強度が零になる入射角θを容易に測定できるという特
徴がある。
また光源からの平行光束の照射に光ファイバを用いたた
め、光源と送受光ヘッドとの間の光路は物理的に固定さ
れることがなく、装置の構成が巨大化することを防ぎ、
かつ光軸調整のわずられしさを避け、装置全体をコンパ
クトにまとめて操作を容易にすることができる。
め、光源と送受光ヘッドとの間の光路は物理的に固定さ
れることがなく、装置の構成が巨大化することを防ぎ、
かつ光軸調整のわずられしさを避け、装置全体をコンパ
クトにまとめて操作を容易にすることができる。
第３図に示す第２実施例は、レーザ光源１１から出射さ
れたレーザ光１１１が半透明鏡プリズム２４を透過した
のち、レンズ１２により光ファイバ１３に集光され、光
ファイバ１３を透過して送受光ヘッド１４′ に導かれ
る。送受光ヘッド１４’では第４図に示すように、レン
ズ１５によってレーザ光が平行光束に再び変換されて試
料１７に照射される。試料１７に設けられた溝から入射
光に逆行する方向に反射される光は送受光ヘッド１４′
に導かれ、さらに光ファイバ１３を通ってレンズ１２
に導かれる。この反射光はレンズ１２で平行光束に変換
されたのち、半透明鏡プリズム２４で反射されて光電変
換素子１８に入射する。上記光電変換素子１８の出力電
圧を電圧計１９で測定する。図における２０は光電変換
素子用の電源である。上記電圧計１９によって測定する
電圧は、深さを測定する試料１７の溝からの反射光強度
に対応する。アーム２２に沿って送受光ヘッド１４′
を移動させて溝に照射するレーザ光の入射角を０度から
増大させ、同時に電圧計１９によって溝から送受光ヘッ
ド１４′に反射される光の強度変化を測定する。そして
電圧計１９の指示電圧が最低となったときの入射角θを
アームに付した目盛から読みとる。本実施例は試料１７
から送受光ヘッド１４′に反射される光のうち、照射光
に対して完全に；φ行する光だけが光ファイバ１３に集
光されるため、溝の内部からの反射光だけを選択して検
出することができる。その結果、計測が容易に行われ、
精度よく溝の深さを測定できることが特徴である。
れたレーザ光１１１が半透明鏡プリズム２４を透過した
のち、レンズ１２により光ファイバ１３に集光され、光
ファイバ１３を透過して送受光ヘッド１４′ に導かれ
る。送受光ヘッド１４’では第４図に示すように、レン
ズ１５によってレーザ光が平行光束に再び変換されて試
料１７に照射される。試料１７に設けられた溝から入射
光に逆行する方向に反射される光は送受光ヘッド１４′
に導かれ、さらに光ファイバ１３を通ってレンズ１２
に導かれる。この反射光はレンズ１２で平行光束に変換
されたのち、半透明鏡プリズム２４で反射されて光電変
換素子１８に入射する。上記光電変換素子１８の出力電
圧を電圧計１９で測定する。図における２０は光電変換
素子用の電源である。上記電圧計１９によって測定する
電圧は、深さを測定する試料１７の溝からの反射光強度
に対応する。アーム２２に沿って送受光ヘッド１４′
を移動させて溝に照射するレーザ光の入射角を０度から
増大させ、同時に電圧計１９によって溝から送受光ヘッ
ド１４′に反射される光の強度変化を測定する。そして
電圧計１９の指示電圧が最低となったときの入射角θを
アームに付した目盛から読みとる。本実施例は試料１７
から送受光ヘッド１４′に反射される光のうち、照射光
に対して完全に；φ行する光だけが光ファイバ１３に集
光されるため、溝の内部からの反射光だけを選択して検
出することができる。その結果、計測が容易に行われ、
精度よく溝の深さを測定できることが特徴である。
第５図に示す第３実施例は、レーザ光源１１より出射し
たレーザ光をレンズ１２で集光して光ファイバ１３に導
き、光ファイバ１３で導かれたレーザ光はレンズ２５に
よって平行光束に変換され、半透明鏡プリズム２６に入
射する。半透明鏡プリズム２６に入射したレーザ光の一
部はレンズ２７の方に反射され、試料１７の溝の開口部
に集光される。この場合、レンズ２７と試料１７との間
隔は、レンズ２７に入射する’ｉｌ１行光束が試料１７
上の溝の開口部に入射するように、レンズ２７の焦点距
離ｆに等しくする。上記レーザ光がレンズ２７を透過す
る際に、レンズ２７の少なくとも半分を覆った遮蔽板２
８によって上記レンズ２７に入射するレーザ光の一部が
遮蔽される。したがって試料１７の溝に入射する光の入
射の状態は第６図に示すようになり、レンズ２７の開口
数をＮ、 Ａ （Ｎｕｍｅｒｊｃａｌ Ａｐｅｒｔｕ
ｒｅ）とすると、入射角が０度から最大ｓｉｎ”’ （
Ｎ 、 Ａ ）度までの間の光が同時に入射することに
なる。溝に入射した光のうち入射角が式（２）に相当す
る光は全部第６図の反射光２９に示すように、レンズ２
７の遮蔽板２８で覆った部分に反射される。そのためレ
ンズ２７の遮蔽板２８で覆われていない部分に反射され
る光量は零になる。溝の入射角が式（２）の値以外の入
射光は、一部分がレンズ２７の遮蔽板２８で覆われてい
ない部分に反射される。この光は照射光と；φの方向に
レンズ２７を透過し半透明鏡プリズム２６に入射す。半
透明鏡プリズム２６に入射した光は一部分が透過し、残
りの光は上記半透明鏡プリズム２６により反射されてレ
ンズ２５の方向に進む。半透明鏡プリズム２６を透過し
た光は接眼レンズ２９に入射し、。
たレーザ光をレンズ１２で集光して光ファイバ１３に導
き、光ファイバ１３で導かれたレーザ光はレンズ２５に
よって平行光束に変換され、半透明鏡プリズム２６に入
射する。半透明鏡プリズム２６に入射したレーザ光の一
部はレンズ２７の方に反射され、試料１７の溝の開口部
に集光される。この場合、レンズ２７と試料１７との間
隔は、レンズ２７に入射する’ｉｌ１行光束が試料１７
上の溝の開口部に入射するように、レンズ２７の焦点距
離ｆに等しくする。上記レーザ光がレンズ２７を透過す
る際に、レンズ２７の少なくとも半分を覆った遮蔽板２
８によって上記レンズ２７に入射するレーザ光の一部が
遮蔽される。したがって試料１７の溝に入射する光の入
射の状態は第６図に示すようになり、レンズ２７の開口
数をＮ、 Ａ （Ｎｕｍｅｒｊｃａｌ Ａｐｅｒｔｕ
ｒｅ）とすると、入射角が０度から最大ｓｉｎ”’ （
Ｎ 、 Ａ ）度までの間の光が同時に入射することに
なる。溝に入射した光のうち入射角が式（２）に相当す
る光は全部第６図の反射光２９に示すように、レンズ２
７の遮蔽板２８で覆った部分に反射される。そのためレ
ンズ２７の遮蔽板２８で覆われていない部分に反射され
る光量は零になる。溝の入射角が式（２）の値以外の入
射光は、一部分がレンズ２７の遮蔽板２８で覆われてい
ない部分に反射される。この光は照射光と；φの方向に
レンズ２７を透過し半透明鏡プリズム２６に入射す。半
透明鏡プリズム２６に入射した光は一部分が透過し、残
りの光は上記半透明鏡プリズム２６により反射されてレ
ンズ２５の方向に進む。半透明鏡プリズム２６を透過し
た光は接眼レンズ２９に入射し、。
肉眼による溝の［６に利用される。またレンズ２５と半
透明鏡プリズム２６との間に光ファイバアレー３０の端
面を配置する。レンズ２７と半透明鏡ブリズ＝１１− ム２６との間隔Ｑ１と、半透明鏡プリズム２６とファイ
バアレー３０の端面との間隔悲、どの和が、レンズ２７
の焦点距離に等しくなるように上記ファイバアレー３０
の端面を一致させる。一般にレンズの焦点面ではレンズ
に入射する光が入射角に応じてそれぞれ異なった点に集
光される。したがって溝からレンズ２７に反射される反
射光は、ファイバアレー３０の端面でレンズ２７への反
射光の入射角刈に分離される。レンズ２７への反射光の
入射角は、その反射光が溝に入射したときの入射角に等
しいから、ファイバアレー３０の端面−ｌユに集光され
る光はそれぞれ溝への入射角ごとに分離される。例えば
ファイバアレー３０の端面上で、光軸から垂直に距離ｍ
だけ離れた点に集光する光は次式で示す入射角で溝に入
射した光である。
透明鏡プリズム２６との間に光ファイバアレー３０の端
面を配置する。レンズ２７と半透明鏡ブリズ＝１１− ム２６との間隔Ｑ１と、半透明鏡プリズム２６とファイ
バアレー３０の端面との間隔悲、どの和が、レンズ２７
の焦点距離に等しくなるように上記ファイバアレー３０
の端面を一致させる。一般にレンズの焦点面ではレンズ
に入射する光が入射角に応じてそれぞれ異なった点に集
光される。したがって溝からレンズ２７に反射される反
射光は、ファイバアレー３０の端面でレンズ２７への反
射光の入射角刈に分離される。レンズ２７への反射光の
入射角は、その反射光が溝に入射したときの入射角に等
しいから、ファイバアレー３０の端面−ｌユに集光され
る光はそれぞれ溝への入射角ごとに分離される。例えば
ファイバアレー３０の端面上で、光軸から垂直に距離ｍ
だけ離れた点に集光する光は次式で示す入射角で溝に入
射した光である。
０ ＝ ｔａｎ−” （−） （５
）ファイバアレー３０の各光ファイバへの入射光をファ
イバアレー３０の後端面に結合した光電変換素子アレー
３１で電気信号に変換し、その電気信号を電圧計または
電流計３２で測定し、ファイバアレ−３０端面に反射さ
れてくる光量が零となる光ファイバを検出す。その光フ
ァイバの先端部と光軸との間隔をｍをすると、反射光が
零となる照射光の入射角は式（５）で表わされる。式（
５）の値と式（２）とを用いて溝の深さｄはつぎのよう
に求めることができる。
）ファイバアレー３０の各光ファイバへの入射光をファ
イバアレー３０の後端面に結合した光電変換素子アレー
３１で電気信号に変換し、その電気信号を電圧計または
電流計３２で測定し、ファイバアレ−３０端面に反射さ
れてくる光量が零となる光ファイバを検出す。その光フ
ァイバの先端部と光軸との間隔をｍをすると、反射光が
零となる照射光の入射角は式（５）で表わされる。式（
５）の値と式（２）とを用いて溝の深さｄはつぎのよう
に求めることができる。
となる。本実施例は上記のように従来測定できなかった
溝の深さを容易に測定できるとともに、測定の対象とな
る溝を肉眼で観察することができる。
溝の深さを容易に測定できるとともに、測定の対象とな
る溝を肉眼で観察することができる。
上記各実施例はいずれも微細な溝の測定について記した
が、本発明は平行な側面と、該側面に直交する底面を有
する穴の深さ測定にも適用できることはいうまでもない
。
が、本発明は平行な側面と、該側面に直交する底面を有
する穴の深さ測定にも適用できることはいうまでもない
。
上記のように本発明による溝の深さ測定装置は、平行な
２面と、該２面に直交する平面を有する溝に、平行光束
の光を照射する手段と、」ユ配溝から反射する光のうち
、入射光に逆行する方向の反射光のμを測定する手段と
を備えたことにより、従来、測定が極めて困難であった
微細な溝の深さを、非接触、非破壊で容易に測定するこ
とができ、特に汚染が問題となる半導体ウェハの溝の深
さ測定に適している。
２面と、該２面に直交する平面を有する溝に、平行光束
の光を照射する手段と、」ユ配溝から反射する光のうち
、入射光に逆行する方向の反射光のμを測定する手段と
を備えたことにより、従来、測定が極めて困難であった
微細な溝の深さを、非接触、非破壊で容易に測定するこ
とができ、特に汚染が問題となる半導体ウェハの溝の深
さ測定に適している。
第１図は本発明による溝の深さ測定装置の第１実施例を
示す構成図、第２図は」二記実施例の送受光ヘッドの断
面図、第３図は本発明の第２実施例を示す構成図、第４
図は上記実施例の送受光ヘッドの断面図、第５図は本発
明の第３実施例を示す構成図、第６図は一ヒ記実施例に
おいて集光した光を溝に照射する状態を示す断面図、第
７図は溝に照射した平行光束の反射状態を示す図、第８
図および第９図は溝に照射した平行光束の反射状態を示
す図である。 ＋１・・・レーザ光源 １２．１５．２５．２７・・・レンズ １３・・・光ファイバ １４．１４’・・・送受光ヘッド １６．２４．２６・・・半透明鏡プリズム１７・・・試
料 １８・・・光電変換素子１９・・・電
圧計 ２８・・・遮蔽板２９・・・接眼レン
ズ ３０・・・光ファイバアレー３１・・・光電
変換素子アレー ３２・・・電圧計または電流計
示す構成図、第２図は」二記実施例の送受光ヘッドの断
面図、第３図は本発明の第２実施例を示す構成図、第４
図は上記実施例の送受光ヘッドの断面図、第５図は本発
明の第３実施例を示す構成図、第６図は一ヒ記実施例に
おいて集光した光を溝に照射する状態を示す断面図、第
７図は溝に照射した平行光束の反射状態を示す図、第８
図および第９図は溝に照射した平行光束の反射状態を示
す図である。 ＋１・・・レーザ光源 １２．１５．２５．２７・・・レンズ １３・・・光ファイバ １４．１４’・・・送受光ヘッド １６．２４．２６・・・半透明鏡プリズム１７・・・試
料 １８・・・光電変換素子１９・・・電
圧計 ２８・・・遮蔽板２９・・・接眼レン
ズ ３０・・・光ファイバアレー３１・・・光電
変換素子アレー ３２・・・電圧計または電流計
Claims (5)
- （１）平行な２面と、該２面に直交する平面を有する溝
に、平行光束の光を照射する手段と、上記溝から反射す
る光のうち、入射光に逆行する方向の反射光の量を測定
する手段とを備えてなる溝の深さ測定装置。 - （２）上記平行光束の光を照射する手段は、上記平行光
束の光を２分する手段を備え、反射光を測定する手段は
、上記反射光の一部を用いて溝を観察する手段を備えて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した
溝の深さ測定装置。 - （３）上記反射光の量を測定する手段は、光ファイバア
レーであることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
載した溝の深さ測定装置。 - （４）上記平行光束の光は、レーザ光であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
載した溝の深さ測定装置。 - （５）上記平行光束の光を照射する手段は、光ファイバ
を用いたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第４項のいずれかに記載した溝の深さ測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22055884A JPS6199806A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 溝の深さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22055884A JPS6199806A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 溝の深さ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199806A true JPS6199806A (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=16752872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22055884A Pending JPS6199806A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 溝の深さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199806A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0497497A (ja) * | 1990-08-16 | 1992-03-30 | Nec Yamagata Ltd | 文字の自動認識装置 |
| GB2363195A (en) * | 2000-01-20 | 2001-12-12 | Nec Corp | Apparatus and method for measuring trench depth |
| JP2008129313A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 光接続器およびそれを用いた光ファイバの接続方法 |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP22055884A patent/JPS6199806A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0497497A (ja) * | 1990-08-16 | 1992-03-30 | Nec Yamagata Ltd | 文字の自動認識装置 |
| GB2363195A (en) * | 2000-01-20 | 2001-12-12 | Nec Corp | Apparatus and method for measuring trench depth |
| US6646751B2 (en) | 2000-01-20 | 2003-11-11 | Nec Electronics Corporation | Apparatus and method for measuring trench depth |
| JP2008129313A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Toshiba Corp | 光接続器およびそれを用いた光ファイバの接続方法 |
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