JPS63100302A - 物体を検査し、合成映像デ−タを発生する方法および物体検査装置 - Google Patents
物体を検査し、合成映像デ−タを発生する方法および物体検査装置Info
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- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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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】
〔定業上の利用分野〕
本発明は、全体として精密光学的検査方法および装置に
関するものであり、更に詳しくいえば、干渉顕微鏡と電
子的映像処理の組合わせを用いて集積回路ウェハーの形
状寸法の顕微鏡による検査および測定を行う方法および
装置に関するものである。
関するものであり、更に詳しくいえば、干渉顕微鏡と電
子的映像処理の組合わせを用いて集積回路ウェハーの形
状寸法の顕微鏡による検査および測定を行う方法および
装置に関するものである。
集積回路ウェハー内に形成された表面のような極微小表
面の特徴を検査および測定するための装置を設けること
が長い間望まれていた。上記の特徴の１つは、ＩＣ装置
の製作中にウェハー表面に形成される種々の図形の線幅
である。
面の特徴を検査および測定するための装置を設けること
が長い間望まれていた。上記の特徴の１つは、ＩＣ装置
の製作中にウェハー表面に形成される種々の図形の線幅
である。
集積回路の形状寸法を測定するための従来技術の１つは
、映像平面内にある種の電子的検出器を配置した通常の
顕微鏡を使用することを含む。たとえば、テレビカメラ
、走査スリット（米国特許第４，３７３，８１７号明細
書参照）、切断装置および直線゛ｒアレが通常の顕微鏡
に対する検出器として全て用いられている。しかし、通
常の顕微鏡の性能は、光波の振幅を測定できるだけで、
振幅の複雑な位相を測定できない点で制約される。その
結果、集積回路の表面の三次元的な性質のために、この
イ誼の精密な表面検査および測定には従来の顕微鏡を使
用することが実用的でなくなる。。
、映像平面内にある種の電子的検出器を配置した通常の
顕微鏡を使用することを含む。たとえば、テレビカメラ
、走査スリット（米国特許第４，３７３，８１７号明細
書参照）、切断装置および直線゛ｒアレが通常の顕微鏡
に対する検出器として全て用いられている。しかし、通
常の顕微鏡の性能は、光波の振幅を測定できるだけで、
振幅の複雑な位相を測定できない点で制約される。その
結果、集積回路の表面の三次元的な性質のために、この
イ誼の精密な表面検査および測定には従来の顕微鏡を使
用することが実用的でなくなる。。
別の従来技術は、集積回路表面に関連する三次元データ
を得るために、共焦点（ｃｏｎｆｏｃａｌ）レーザ走Ｅ
’Ｅ顕微鏡を用いている。その種の共焦点レーザ走介顕
微鏡についてのかなシ完全な記述が、ティー・ウィルソ
ン（Ｔ、ｗｉｌｓｏｎ ）およびシーーシェパート”
（ｃ、５ｈｅｐａｒｄ）著、［セオリイ・アンド会ブラ
クテイス中オプΦスキャンニングーオプチヵル書マイク
ロスコピー（Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ
ｏｆ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ０ｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐ３’）Ｊ、１９８４年、アカデミツク中プレス
（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅａｓ）発行、に記載されて
いる。
を得るために、共焦点（ｃｏｎｆｏｃａｌ）レーザ走Ｅ
’Ｅ顕微鏡を用いている。その種の共焦点レーザ走介顕
微鏡についてのかなシ完全な記述が、ティー・ウィルソ
ン（Ｔ、ｗｉｌｓｏｎ ）およびシーーシェパート”
（ｃ、５ｈｅｐａｒｄ）著、［セオリイ・アンド会ブラ
クテイス中オプΦスキャンニングーオプチヵル書マイク
ロスコピー（Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ
ｏｆ Ｓｃａｎｎｉｎｇ ０ｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐ３’）Ｊ、１９８４年、アカデミツク中プレス
（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅａｓ）発行、に記載されて
いる。
共焦点レーザ装置の構造が複雑で、比較的高価であるこ
とは別にしても、その装はを用いる技術が単色光を用い
るために、半導体装膜においてしばしば見られる透明な
膜がある厚さになると破壊的な干渉が生じて測定確度が
低くなる。
とは別にしても、その装はを用いる技術が単色光を用い
るために、半導体装膜においてしばしば見られる透明な
膜がある厚さになると破壊的な干渉が生じて測定確度が
低くなる。
したがって、本発明の目的は、集積回路等の三次元検査
を行う改良した方法および装置を得ることである。
を行う改良した方法および装置を得ることである。
本発明の別の目的は、２ビーム干渉顕微鏡を用いる改良
した合成映像発生技術を得ることである。
した合成映像発生技術を得ることである。
本発明の更に別の目的は、集積回路の線の１番上の幅と
１番下の幅および高さを正確に測定できるようにする方
法およびｇｃ置を得ることであΣ。
１番下の幅および高さを正確に測定できるようにする方
法およびｇｃ置を得ることであΣ。
簡単にいえば、本発明の好適な実施例は、２ビーム干渉
顕微鏡を使用することを基にして新規な検査’ｔｄｌを
製作するために、テレビカメラに組合わされたとくに適
するリンニク（ｔｉｎｎｉｋ ）顕微競ト、ウェハー送
９台と、データ処理電子装置とを含む。本発明の装置は
、検査すべき表面に対して種々の軸線方向位置において
撮られた複数の干渉映像を発生するために広帯域の光ま
たは狭帯域の光で利用できる。それから、２ビーム光学
顕微鏡ま之は２ビーム音響顕微鏡において光路差が変え
ら几るにつれて、可干渉性の程度（または、しまの振幅
、しまの分散、あるいはしまの振動の振幅）に比例する
データを発生するために、それらの映像を横切る走査線
に沿う点ごとの輝度が用いられる。
顕微鏡を使用することを基にして新規な検査’ｔｄｌを
製作するために、テレビカメラに組合わされたとくに適
するリンニク（ｔｉｎｎｉｋ ）顕微競ト、ウェハー送
９台と、データ処理電子装置とを含む。本発明の装置は
、検査すべき表面に対して種々の軸線方向位置において
撮られた複数の干渉映像を発生するために広帯域の光ま
たは狭帯域の光で利用できる。それから、２ビーム光学
顕微鏡ま之は２ビーム音響顕微鏡において光路差が変え
ら几るにつれて、可干渉性の程度（または、しまの振幅
、しまの分散、あるいはしまの振動の振幅）に比例する
データを発生するために、それらの映像を横切る走査線
に沿う点ごとの輝度が用いられる。
本二・色間の利点の１つは、共隼点顕微鏡を用いる技術
よりはるかに簡単かつ経済的な技術を提供することであ
る。
よりはるかに簡単かつ経済的な技術を提供することであ
る。
本発明の別の利点は、単色光の代りに白色光を用いるこ
とができる結果として、可干渉性（ｃｏｈ−ｅｒｅｎｔ
）を有する光学装置に影響を及ぼす可干渉性を有する
はん点効果により高い信号／雑音比を有することができ
ることである。更に、白色光を用いることにより、ある
厚さの透明な膜に対する破壊的な干渉が生ずる可能性が
無くなる。
とができる結果として、可干渉性（ｃｏｈ−ｅｒｅｎｔ
）を有する光学装置に影響を及ぼす可干渉性を有する
はん点効果により高い信号／雑音比を有することができ
ることである。更に、白色光を用いることにより、ある
厚さの透明な膜に対する破壊的な干渉が生ずる可能性が
無くなる。
更に白色光の短い可干渉長さのために測定器の焦点深度
が実効的に浅くされるから、光軸に沿う理論的な解像力
は共焦点顕微鏡の解像力より高いようである。実験的に
は、少くとも集積回路の線幅を測定するために、本発明
は顕′Ｑ鏡の横方向解像力を大幅に向上しているようで
ある。
が実効的に浅くされるから、光軸に沿う理論的な解像力
は共焦点顕微鏡の解像力より高いようである。実験的に
は、少くとも集積回路の線幅を測定するために、本発明
は顕′Ｑ鏡の横方向解像力を大幅に向上しているようで
ある。
以下１、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
レリーフの起伏が映像発生装置の視野の深さ以内であシ
、反射面の三次元的な形状がしま計数アルゴリズムを混
乱させるようなぎざぎざでない限シは、標準的な技術を
用いて反射面の三次元的な形状を干渉顕微鏡は測定でき
る。基本的な式は次の通りである。
、反射面の三次元的な形状がしま計数アルゴリズムを混
乱させるようなぎざぎざでない限シは、標準的な技術を
用いて反射面の三次元的な形状を干渉顕微鏡は測定でき
る。基本的な式は次の通りである。
Δｈ＝−！−」ム λ
２２π （１）ここに、Δｈ
は映像中の２つの点の間の高さの差、Δφは位相差、λ
は光の波長である。この点における°）ンニク（Ｌｉｎ
ｎ１ｋ ）顕微鏡の標準的な用途力、エレンストφライ
ッ・ゲーエムペーハー、ペツラー（Ｅｒｎ５ｔ Ｌｅｉ
ｔｚ Ｇｍｂｈ Ｗｅｔｚｌａｒ ） （１９８０）に
よるリンニク顕微鏡アタッチメントの使用説明書［イン
シデント・ライトｅマイクロスコープ拳インターフェロ
メータ・フォー・ザ・オルンブラン・アンド・メタロブ
ラン（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ −ＬｉｇｈｔＭｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｔｈ
ｅ ０ｒｔ−ｈｏｐｌａｎ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｏｐ
ｌａｎ ） Ｊ、およびライン（ＬＥＩＴＺ）ｒインシ
デント・ライト・インターフェアレンスΦイルミネーク
拳フォー・ぜ・オルソプラン／メタロブラン、ア・モジ
ュールΦフィッチΦ、Ｌ−ゼス・ザ・ウェーブ場しング
スｅ万ブΦライト・フォー・メージャーメント（１９８
０ＸＩ−ｎｃｉｄａｎｔ−Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｔｅｒｆｅ
ｒｅｎｃｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒｆｏｒ ｔｈｅ
０ｒｔｈｏｐｌａｎ／Ｍｅｔａｌｌｏｐｌａｎ、ａｍｏ
ｄｕｌｅｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｌ
ｅｎｇｔｈ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｆｏｒｍｅａｓｕｒｅ
ｍｅｎｔ ）Ｊに示されている。
は映像中の２つの点の間の高さの差、Δφは位相差、λ
は光の波長である。この点における°）ンニク（Ｌｉｎ
ｎ１ｋ ）顕微鏡の標準的な用途力、エレンストφライ
ッ・ゲーエムペーハー、ペツラー（Ｅｒｎ５ｔ Ｌｅｉ
ｔｚ Ｇｍｂｈ Ｗｅｔｚｌａｒ ） （１９８０）に
よるリンニク顕微鏡アタッチメントの使用説明書［イン
シデント・ライトｅマイクロスコープ拳インターフェロ
メータ・フォー・ザ・オルンブラン・アンド・メタロブ
ラン（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ −ＬｉｇｈｔＭｉｃｒｏｓｃ
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デント・ライト・インターフェアレンスΦイルミネーク
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ｅｎｇｔｈ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｆｏｒｍｅａｓｕｒｅ
ｍｅｎｔ ）Ｊに示されている。
しかし、それらの標準的な技術は、下記の３つの条件の
うちのいずれかが存在する時には駄目になる。
うちのいずれかが存在する時には駄目になる。
１、視野内の物体表面上の三次元的形状の変動が、顕微
鏡の焦点深度をこえる。
鏡の焦点深度をこえる。
２、不透明な基体上に形成された透明な構造で、物体が
構成される。
構成される。
３、垂直方向の延長が光の半波長をこえる急な壁を、物
体表面が有する。
体表面が有する。
集積回路装置においてはしばしばそうであるが、それら
の条件のうちの１つでも起ると、（１）式に組合わされ
た場合にしま計数アルゴリズムが望みのないほど混乱し
た不正確な結果を与えるから、リンニクまたはその他の
２ビーム干渉顕微鏡の標準的な使用は単に有用なデータ
を与えない。
の条件のうちの１つでも起ると、（１）式に組合わされ
た場合にしま計数アルゴリズムが望みのないほど混乱し
た不正確な結果を与えるから、リンニクまたはその他の
２ビーム干渉顕微鏡の標準的な使用は単に有用なデータ
を与えない。
後で説明する本発明の分析方法はリンニク干渉顕微鏡の
標準的な使用により遭遇する諸困難を克服し、電子装置
と組合わせた場合に半導体装置の自動検査に新しい性能
を付与するものである。
標準的な使用により遭遇する諸困難を克服し、電子装置
と組合わせた場合に半導体装置の自動検査に新しい性能
を付与するものである。
本発明の基本的な概念は、広帯域の光（白色光）が非寸
に短い可干渉長を有しておシ、映像の各点において物体
ビームと基準ビームの間の可干渉性の程定を測定するこ
とにより、強力な光区分技術を開沼できることである。
に短い可干渉長を有しておシ、映像の各点において物体
ビームと基準ビームの間の可干渉性の程定を測定するこ
とにより、強力な光区分技術を開沼できることである。
こＤ原理をスケーラ−回折理論（５ｅａｌｅｒ ｄｅ−
ｆｆｒｎｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒ）’）で示すことがで
きる。しかし、基本的な考えは、スケーラ−回折理論が
良い近似を与えない場合でも、一般に適用される。
ｆｆｒｎｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒ）’）で示すことがで
きる。しかし、基本的な考えは、スケーラ−回折理論が
良い近似を与えない場合でも、一般に適用される。
−ｔｉな媒質中での光の波動方程式について考えてみる
。
。
ここに、Ｃは媒質中での光の速度、Ｕは次の形でフーリ
エ積分として書くことができるものである。
エ積分として書くことができるものである。
ここに、
ωｌ：＝ＣＩ／信Ｆ（４）
スペクトル密度は
で与えられる。ここに、αは正規化定数、δはデルタ関
数である。第１次の可干渉性の程度は’ （ｘｌ ｌ
ｔｌ ７ Ｘ２ ＋ ｔ２ ）で与えられる。ここに、
かつこく〉は統一的な平均（ｅｍｓｅｍｂｌｅ ａｖａ
ｒａｇｅ ）を示す。
数である。第１次の可干渉性の程度は’ （ｘｌ ｌ
ｔｌ ７ Ｘ２ ＋ ｔ２ ）で与えられる。ここに、
かつこく〉は統一的な平均（ｅｍｓｅｍｂｌｅ ａｖａ
ｒａｇｅ ）を示す。
波Ｕが２つの成分波の和であるとすると、Ｕ ＝ Ｕ
１＋ Ｕ ２ （７）で
あるから、ＵｌとＵｔの間の可干渉性の程度は類似して
次式のようにして定めることができる。
１＋ Ｕ ２ （７）で
あるから、ＵｌとＵｔの間の可干渉性の程度は類似して
次式のようにして定めることができる。
ここで第１図を参照する。この図に示されている本二′
も明の装置はスポツティング顕微鏡（５ｐｏｔｔｉｎｇ
ｍｉｃｒｏ３ｃｏｐｅ ） １０と、リンニク顕微鏡１
２と、ウェハー１６および圧電垂直運動装設１８を顕微
鏡１りの下側の準備位置と、顕徴伐１２の下側の検査位
置の間で動かすＸ−Ｙ台１４と、一対のビデオ乃至テレ
ビカメラ２０．２２と、データ処理電子装置２４と、Ｃ
ＲＴ表示装置２６と電子制御器オヨヒオペレータ拳イン
ターフェイス・コンソール２１］とを含む。
も明の装置はスポツティング顕微鏡（５ｐｏｔｔｉｎｇ
ｍｉｃｒｏ３ｃｏｐｅ ） １０と、リンニク顕微鏡１
２と、ウェハー１６および圧電垂直運動装設１８を顕微
鏡１りの下側の準備位置と、顕徴伐１２の下側の検査位
置の間で動かすＸ−Ｙ台１４と、一対のビデオ乃至テレ
ビカメラ２０．２２と、データ処理電子装置２４と、Ｃ
ＲＴ表示装置２６と電子制御器オヨヒオペレータ拳イン
ターフェイス・コンソール２１］とを含む。
リンニク皿徴鏡のような２ビーム干渉頌微鏡においては
、映像平面３６に達した光源３１からの光波は、物体１
６の表面から反射された成分と、基準反射鏡３４の社面
から反射された成分との２つの成分波の和である。物体
を照明するために白色光が用いられた場合にも、しまが
映像平面３６に見える。広帯域の光（白色光）が用いら
れたとすると、基準チャネル３２と物体チャネル３０の
間の光路差が非常に短くて、平均波長の何分の１かの程
度であると、白色光の可干渉長が非常に短いから、強力
なしまが生ずる。基準チャネルと物体チャネルの間で可
干渉性の程度が高いと、シマは強力である。それとは逆
に可干渉性の程度が低いと、しまけ弱い。ここで説明し
ている実施例においては、クセノンアーク灯３１により
白色光コーラ−照明（Ｋｏｈｌｅｒ ｉｌｌｕｍｉｎａ
ｔｉｏｎ ）が行われ、基準ビームを断続させるために
シャッター３３が含まれる。しまの数と向きは、布板の
リンニク顕微鏡の対物レンズを基準チャネル軸外れに動
かすことにより制御できる。したがって、この実施例に
おいては、映像平面内に現われるしまをテレビカメラ２
２のラスターの方向に平行にし、シマの間隔をテレビカ
メラ２２の水平走査機３２本分に等しくするためにレン
ズ３５が位置させられる。
、映像平面３６に達した光源３１からの光波は、物体１
６の表面から反射された成分と、基準反射鏡３４の社面
から反射された成分との２つの成分波の和である。物体
を照明するために白色光が用いられた場合にも、しまが
映像平面３６に見える。広帯域の光（白色光）が用いら
れたとすると、基準チャネル３２と物体チャネル３０の
間の光路差が非常に短くて、平均波長の何分の１かの程
度であると、白色光の可干渉長が非常に短いから、強力
なしまが生ずる。基準チャネルと物体チャネルの間で可
干渉性の程度が高いと、シマは強力である。それとは逆
に可干渉性の程度が低いと、しまけ弱い。ここで説明し
ている実施例においては、クセノンアーク灯３１により
白色光コーラ−照明（Ｋｏｈｌｅｒ ｉｌｌｕｍｉｎａ
ｔｉｏｎ ）が行われ、基準ビームを断続させるために
シャッター３３が含まれる。しまの数と向きは、布板の
リンニク顕微鏡の対物レンズを基準チャネル軸外れに動
かすことにより制御できる。したがって、この実施例に
おいては、映像平面内に現われるしまをテレビカメラ２
２のラスターの方向に平行にし、シマの間隔をテレビカ
メラ２２の水平走査機３２本分に等しくするためにレン
ズ３５が位置させられる。
可干渉性の程度とじまの強さとの関係を次式のように書
くことができる。ここに、Ｕｌは物体波、Ｕｌは基準波
である。映像平面においては、物体波と基準波を重ね合
わせることにより光の強度が得られる。
くことができる。ここに、Ｕｌは物体波、Ｕｌは基準波
である。映像平面においては、物体波と基準波を重ね合
わせることにより光の強度が得られる。
＜Ｉ Ｕｌ＋ｔｈ ｌ” ＞
＝ ＜Ｉ Ｕｌｌ ’＞十＜ｌ Ｌｈ ｌ” ＞＋ ２
Ｒ句＜Ｕｔ ｔｈ＞基、邊チャネルと物体チャネルの
間に位相差を生じさせるように、基準チャネルと物体チ
ャネルの間ので≧体内な光路長の差を変えることができ
る。
Ｒ句＜Ｕｔ ｔｈ＞基、邊チャネルと物体チャネルの
間に位相差を生じさせるように、基準チャネルと物体チ
ャネルの間ので≧体内な光路長の差を変えることができ
る。
狭帯域近似においては、位相のずれは光の全ての周液数
に対して同じである。この場合には、映像平面における
強さは次式で与えられる。
に対して同じである。この場合には、映像平面における
強さは次式で与えられる。
＜ｌＵｔ＋ｅ’φＩｈｌ”＞
＝ぐＵｌｌ”＞＋＜ｌＵｘ ｌ” ＞＋ ２Ｒｅ（ｅ’
φ＜Ｕｔ ”Ｕｔ ＞ ］φを−πからπへ変えること
により計算される、αＣ式中の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ
）は、次式で与えられることを容易に見出すことがで
きよう。
φ＜Ｕｔ ”Ｕｔ ＞ ］φを−πからπへ変えること
により計算される、αＣ式中の分散（ｖａｒｉａｎｃｅ
）は、次式で与えられることを容易に見出すことがで
きよう。
ぐＵ１＋ｅ’φＵｚ ｌ” ）の分散＝２１（Ｕｔ”Ｕ
ｚ＞１” （１１）したがって、可干渉性の程度は次
式で表すことができる。
ｚ＞１” （１１）したがって、可干渉性の程度は次
式で表すことができる。
ここでは、照明は実際に広帯域でちゃ、光の周波数が異
なると位相推移量も異なる。しかし、この場合には、（
Ｕｌ”Ｕりに対する次の関数の形は２ビーム干渉顕微鏡
において得られる映像を良く近似する。
なると位相推移量も異なる。しかし、この場合には、（
Ｕｌ”Ｕりに対する次の関数の形は２ビーム干渉顕微鏡
において得られる映像を良く近似する。
（ｔｈ Ｕｌ ） ＝ｍｅＲ（ｔ）Ｂｉｔ”）（１３
）ｔは光路差（ｐａｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）であ
る０ここに１Ｒ（ｔ）およびＫ （ｔ）は距離２π／Ｋ
（４にわたって徐々に変化するから、分散の計算におい
てｔを一π／Ｋ（ｔ）からπ／Ｋ（Ａ） ｉで変える
ことによりφを２πだけ変えられるものとすると、αつ
式を依然として得ることができる。ａ３式中のパラメー
タ「ｍ」は複素定数である。
）ｔは光路差（ｐａｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）であ
る０ここに１Ｒ（ｔ）およびＫ （ｔ）は距離２π／Ｋ
（４にわたって徐々に変化するから、分散の計算におい
てｔを一π／Ｋ（ｔ）からπ／Ｋ（Ａ） ｉで変える
ことによりφを２πだけ変えられるものとすると、αつ
式を依然として得ることができる。ａ３式中のパラメー
タ「ｍ」は複素定数である。
したがって、可干渉性の程度の実際的な測定値としてと
ることができる容易に測定可能な量Ｃ（ｘ、ｔ）を次式
のように定めることができる。
ることができる容易に測定可能な量Ｃ（ｘ、ｔ）を次式
のように定めることができる。
αａ
Ｕ、とＵ、が可干渉性でなければＣ＝Ｏである。
一般に、Ｃ１３式においてＲ（ｔ）とｌ）が徐々に変化
すると仮定すると、 ｃ ＝ （＜ ｌ ｔｙｔｌ”＞＜ ｌ Ｕｌ １友＞
）１７２ ｃ ＣＩＳであることを示
すことができる。
すると仮定すると、 ｃ ＝ （＜ ｌ ｔｙｔｌ”＞＜ ｌ Ｕｌ １友＞
）１７２ ｃ ＣＩＳであることを示
すことができる。
本発明の技術は、各映像点における輝度がＣに比例する
ような映像を合成することである。これは可干渉性プロ
ーブによる映像発生にあたる。
ような映像を合成することである。これは可干渉性プロ
ーブによる映像発生にあたる。
干渉顕微鏡１２は、Ｃの計算を行う前に下記のようにし
て準備される。物体（１６での）として第１の表面反射
８（図示せず）により、基準反射鏡３４と物体反射鏡が
同時に焦点が合わされるように、物体チャネル３０と基
準チャネル３２の焦点が調整される。それから、物体波
と基準波の間で最高の可干渉性が得られるまで光路差が
調整される。そうするとその基準位置は、可干渉性の程
度を測定するために用いられる光路差の変化の中心であ
る。
て準備される。物体（１６での）として第１の表面反射
８（図示せず）により、基準反射鏡３４と物体反射鏡が
同時に焦点が合わされるように、物体チャネル３０と基
準チャネル３２の焦点が調整される。それから、物体波
と基準波の間で最高の可干渉性が得られるまで光路差が
調整される。そうするとその基準位置は、可干渉性の程
度を測定するために用いられる光路差の変化の中心であ
る。
しまデータが用いられるものとすると、下記のように調
整は僅かに異なる。その場合には、映像平面３６の中心
内のウィンドウが対象とする領域として選択され、基準
反射鏡と物体反射鏡の焦点を合わせた後で、そのウィン
ドウの中心においてしまの振幅が最大となるように光路
が調整される。
整は僅かに異なる。その場合には、映像平面３６の中心
内のウィンドウが対象とする領域として選択され、基準
反射鏡と物体反射鏡の焦点を合わせた後で、そのウィン
ドウの中心においてしまの振幅が最大となるように光路
が調整される。
それから、その物体反射鏡の代りに、上面に集積回路が
形成されているシリコンウェハー１６のような物体を置
く。
形成されているシリコンウェハー１６のような物体を置
く。
そうすると、物体の表面のうち、基準反射鏡の表面と同
じ「レベル」にある全ての部分は、基準波に対して比較
的可干渉性を有する散乱波を生じ、それらの映像点の終
りは３６（第１図）における最後の映像においては明る
い。最も明るい点においては物体波と基準波が最も良く
一致するから、それらの最も明るい点は物体が局部的に
水平方向に反射性である。物体のうち基準反射鏡とは異
なるレベルにある部分は暗く見える。そうすると、第２
図に示すように、ウェハー１６を通るそれぞれの物体平
面に対応する連続する映像を得るためにウェハー１６を
上下に動かすことにより区分を行うことができる。
じ「レベル」にある全ての部分は、基準波に対して比較
的可干渉性を有する散乱波を生じ、それらの映像点の終
りは３６（第１図）における最後の映像においては明る
い。最も明るい点においては物体波と基準波が最も良く
一致するから、それらの最も明るい点は物体が局部的に
水平方向に反射性である。物体のうち基準反射鏡とは異
なるレベルにある部分は暗く見える。そうすると、第２
図に示すように、ウェハー１６を通るそれぞれの物体平
面に対応する連続する映像を得るためにウェハー１６を
上下に動かすことにより区分を行うことができる。
可干渉性の程度Ｃはリンニク顕微鏡によりいくつかのや
り方で測定できる。１つのやり方は、基準チャネル３２
の光路長を変えることである。たとえば、基準位置に中
心を置く１つまたはそれ以上の波長をとυ、それを行い
ながら、顕微鏡の映像平面内の各点における強さの振動
を電子的に計算する。振動の振幅はＣに比例する。
り方で測定できる。１つのやり方は、基準チャネル３２
の光路長を変えることである。たとえば、基準位置に中
心を置く１つまたはそれ以上の波長をとυ、それを行い
ながら、顕微鏡の映像平面内の各点における強さの振動
を電子的に計算する。振動の振幅はＣに比例する。
あるいは、（半導体集積回路の線の場合におけるように
）１つの向きにはあまり速くは変化しない物体表面の特
徴の場合には、干渉しまが検査すべき線に垂直であるよ
うにそれらの干渉じまを調整できる。しまの間隔も任意
の都合の良い値に調整することもできる。この場合には
Ｃはウィンドウ内のしまの振幅にすぎない。すなわち、
Ｃ＝ニラインドウのしまの振幅 霞この技術
の利点は、後で詳しく説明するように、線を横切る全て
の点においてＣを測定するために必要な映像が１つだけ
であることである。
）１つの向きにはあまり速くは変化しない物体表面の特
徴の場合には、干渉しまが検査すべき線に垂直であるよ
うにそれらの干渉じまを調整できる。しまの間隔も任意
の都合の良い値に調整することもできる。この場合には
Ｃはウィンドウ内のしまの振幅にすぎない。すなわち、
Ｃ＝ニラインドウのしまの振幅 霞この技術
の利点は、後で詳しく説明するように、線を横切る全て
の点においてＣを測定するために必要な映像が１つだけ
であることである。
第３図〜第７図は第２図に全体的に示されている異なる
物体高さにおいて撮影した実際のしまデータの写真を示
す。この場合には、物体は、上面に高さが１μｍのフォ
トレジスト線４０を形成されたシリコンウェハーである
。それらの写真に示されている垂直の白い線と水平の白
い線は表示ＣＲＴ２６上に発生された電子的な重ね合わ
せてあシ、ここでの説明では無視できる。フォトレジス
ト部分４０は各写真の中央部にあり、第２図に示すよう
に、第３図〜第７図の５枚の写真は垂直（Ｚ）軸に沿う
物体の種々の位置において撮影されたものである。
物体高さにおいて撮影した実際のしまデータの写真を示
す。この場合には、物体は、上面に高さが１μｍのフォ
トレジスト線４０を形成されたシリコンウェハーである
。それらの写真に示されている垂直の白い線と水平の白
い線は表示ＣＲＴ２６上に発生された電子的な重ね合わ
せてあシ、ここでの説明では無視できる。フォトレジス
ト部分４０は各写真の中央部にあり、第２図に示すよう
に、第３図〜第７図の５枚の写真は垂直（Ｚ）軸に沿う
物体の種々の位置において撮影されたものである。
更に詳しくいえば、第３図に示されている映像の焦点面
はフォトレジスト線４０の上面より僅かに上、すなわち
、第２図のレベル５にある。写真中で太い線で囲まれて
いる中央ウィンドウ４２の中にはしまの強さが弱くなっ
ている様子が示されている。
はフォトレジスト線４０の上面より僅かに上、すなわち
、第２図のレベル５にある。写真中で太い線で囲まれて
いる中央ウィンドウ４２の中にはしまの強さが弱くなっ
ている様子が示されている。
第４図は、フォトレジスト線の１番上（第２図のレベル
４）に焦点を合わせるために、数千オングストロームだ
け持ちあげられたウェハーを示す。
４）に焦点を合わせるために、数千オングストロームだ
け持ちあげられたウェハーを示す。
ウィンドウ４２内のしま４３はこれでは映像の中央部分
（フォトレジストの上面に対応する）が強いが、（フォ
トレジストが無い）両側では弱い。
（フォトレジストの上面に対応する）が強いが、（フォ
トレジストが無い）両側では弱い。
第５図は、焦点面がフォトレジストの１番上のレベルと
シリコン基板の間（第２図のレベル３）にあるように、
再び数千オングストロームだけ持ちあげられたウェハー
を示す。この場合にもフォトレジスト領域とシリコン領
域に焦点が合っていないから、それら２つの領域ではし
まは弱い。
シリコン基板の間（第２図のレベル３）にあるように、
再び数千オングストロームだけ持ちあげられたウェハー
を示す。この場合にもフォトレジスト領域とシリコン領
域に焦点が合っていないから、それら２つの領域ではし
まは弱い。
第６図においては、シリコン表面に焦点を合わせるため
に、レベル２まで更に数千オングストローム持ちあげた
ウェハーの写真を示す。この写真では、Ｌ４４５はシリ
コン上では強く、フォトレジストの部ではかなり弱い。
に、レベル２まで更に数千オングストローム持ちあげた
ウェハーの写真を示す。この写真では、Ｌ４４５はシリ
コン上では強く、フォトレジストの部ではかなり弱い。
第７図には、フォトレジスト層の１番下からの光の反射
によりフォトレジストだけが強いしまを示す。
によりフォトレジストだけが強いしまを示す。
集積回路の線の幅を測定するためにしまの振幅を用いる
方法を、第８図の流れ図で示す。この図のブロックは使
用するアルゴリズムを示すものである。第８図中の「ウ
ィンドウ内の列」の記述はピクセル列を示す。そのよう
なピクセル列の１つが第２図に参照符号４６で示されて
いる。それらのピクセル列は処理電子装置２４により走
査されて、ウィンドウ４２の長さ方向にわたる分散値を
決定することによりしまの振幅を計算する。
方法を、第８図の流れ図で示す。この図のブロックは使
用するアルゴリズムを示すものである。第８図中の「ウ
ィンドウ内の列」の記述はピクセル列を示す。そのよう
なピクセル列の１つが第２図に参照符号４６で示されて
いる。それらのピクセル列は処理電子装置２４により走
査されて、ウィンドウ４２の長さ方向にわたる分散値を
決定することによりしまの振幅を計算する。
更に詳しくいえばテレビカメラ２２にょシ映像３６が走
査される。そのテレビカメラはその映像のアナログラス
ク走査出力を発生して、その出力を処理電子装置２４へ
与える。第１の処理段階はアナログデータを８ビツトの
ディジタルデータに変換し、そのデータをコンピュータ
の記憶装置に格納することである。それから、第２図に
参照符号４２で示されているような「ウィンドウ」があ
る時刻にピクセル列で走査を受け、各ピクセル列に対応
するデータがＤＭＡ転送によυ高速演算プロセッサへ動
かされる。その演算プロセッサは各列アレイの分散を計
算し、その分散のＲＭＳ値を記憶装置に格納する。デー
タがウィンドつ４２を横断して集められた後で、台が２
方向に別のレベルまで増大させられ、別の走査動作が終
了させられて、データが格納される。この動作は、希望
する全ての表面を測定するに十分なデータが得られるま
で、約５００オングストロームの間隔ごとのレベルで繰
返えされる。それから、記憶装置内で、それに格納され
ているいくつかの走査データセットがフォトレジスト線
４０の（第２図の２軸に沿う）「Ｘ」の最も中心の点Ｘ
Ｒにおいて走査させられ、最大のＲＭＳ値を有するレベ
ルを決定する。そのレベルは一致するように決定され、
したがって走査される線の１番上を識別する。
査される。そのテレビカメラはその映像のアナログラス
ク走査出力を発生して、その出力を処理電子装置２４へ
与える。第１の処理段階はアナログデータを８ビツトの
ディジタルデータに変換し、そのデータをコンピュータ
の記憶装置に格納することである。それから、第２図に
参照符号４２で示されているような「ウィンドウ」があ
る時刻にピクセル列で走査を受け、各ピクセル列に対応
するデータがＤＭＡ転送によυ高速演算プロセッサへ動
かされる。その演算プロセッサは各列アレイの分散を計
算し、その分散のＲＭＳ値を記憶装置に格納する。デー
タがウィンドつ４２を横断して集められた後で、台が２
方向に別のレベルまで増大させられ、別の走査動作が終
了させられて、データが格納される。この動作は、希望
する全ての表面を測定するに十分なデータが得られるま
で、約５００オングストロームの間隔ごとのレベルで繰
返えされる。それから、記憶装置内で、それに格納され
ているいくつかの走査データセットがフォトレジスト線
４０の（第２図の２軸に沿う）「Ｘ」の最も中心の点Ｘ
Ｒにおいて走査させられ、最大のＲＭＳ値を有するレベ
ルを決定する。そのレベルは一致するように決定され、
したがって走査される線の１番上を識別する。
そのよつな電子的走査の一例を第９図に示す。
第９図において、縦軸は中央の列データのＲＭＳ値を表
し、横軸は検査レベル（または２軸に沿う台の位置）を
表す。図示のように、レベル４におけるピークは第２図
のフォトレジスト線４００１番上に一致し、レベル２に
おけるピークはウェハー基板４４からの反射に一致する
。したがって、２つのピークの間の水平距離はフォトレ
ジスト線４０の垂直厚さを示す。
し、横軸は検査レベル（または２軸に沿う台の位置）を
表す。図示のように、レベル４におけるピークは第２図
のフォトレジスト線４００１番上に一致し、レベル２に
おけるピークはウェハー基板４４からの反射に一致する
。したがって、２つのピークの間の水平距離はフォトレ
ジスト線４０の垂直厚さを示す。
その後で、Ｘ方向の基板上位置Ｘ３のみについて記憶装
置が、最も明るいレベルを有する走査線を探すために走
査され、それがそのフォトレジスト線の底であるとされ
る。この１番下のレベルの情報から１番上のレベルの情
報を差し引くことにより、フォトＬ・シスト線の高さを
決定できる。
置が、最も明るいレベルを有する走査線を探すために走
査され、それがそのフォトレジスト線の底であるとされ
る。この１番下のレベルの情報から１番上のレベルの情
報を差し引くことにより、フォトＬ・シスト線の高さを
決定できる。
次の過程は、なまの１番上の幅を決定するために、フォ
トレジスト線の１番下に対応する記憶装置の場所に縁部
発見アルゴリズムが適用される。
トレジスト線の１番下に対応する記憶装置の場所に縁部
発見アルゴリズムが適用される。
１番上の幅と１番下の幅に対する最後の結果が次式から
計算される。
計算される。
１番上の幅＝Ａげなまの１番上の幅十Ｂ、“なまの１番
下の幅十Ｃ１ １番下の幅二８２＊なまの１番上の暢十Ｂ２＊なまの１
番下の幅十Ｃ２ 定数Ａ、Ｂ、Ｃは較正（キャリブレーション）手続きに
より決定される。それらの幅がひとたび決定されると、
それらの幅をＣＲＴへ知らせて、表示させる。
下の幅十Ｃ１ １番下の幅二８２＊なまの１番上の暢十Ｂ２＊なまの１
番下の幅十Ｃ２ 定数Ａ、Ｂ、Ｃは較正（キャリブレーション）手続きに
より決定される。それらの幅がひとたび決定されると、
それらの幅をＣＲＴへ知らせて、表示させる。
第１０図はＣを映像化することによりＣＲＴスクリーン
上に発生された合成映像の技術者の解釈を示すものであ
る。右上の象限５０と右下の象限５２はフォトレジスト
線の横断面を示す。各行は異なるレベル（走査線）に対
応する。高くされたフォトレジスト線５４はシリコン基
板上の雲のように見える。フォトレジスト線の１番上を
呼出すために、アルゴリズムの選択により、電子線５６
が最も良い行として右上の象限に引かれている。
上に発生された合成映像の技術者の解釈を示すものであ
る。右上の象限５０と右下の象限５２はフォトレジスト
線の横断面を示す。各行は異なるレベル（走査線）に対
応する。高くされたフォトレジスト線５４はシリコン基
板上の雲のように見える。フォトレジスト線の１番上を
呼出すために、アルゴリズムの選択により、電子線５６
が最も良い行として右上の象限に引かれている。
左上の象限５８は、この行が垂直方向に拡がって全象限
を充すことにより、下降図（ｔｏｐ ｄｏｗｎｖｉｅｗ
）を示す。右下の象限５２は、アルゴリズムの選択によ
り１番下の基板レベルの最良の候補として引かれた線６
０を示す。
を充すことにより、下降図（ｔｏｐ ｄｏｗｎｖｉｅｗ
）を示す。右下の象限５２は、アルゴリズムの選択によ
り１番下の基板レベルの最良の候補として引かれた線６
０を示す。
左下の象限６２は線６０の拡げられた下降図（ｔｏｐ
ｄｏｗｎ ｖｉｅｗ ）を示す。それから、縁部発見ア
ルゴリズムがしきい値技術を用いて左上の象限と左下の
象限の縁部を見つける。
ｄｏｗｎ ｖｉｅｗ ）を示す。それから、縁部発見ア
ルゴリズムがしきい値技術を用いて左上の象限と左下の
象限の縁部を見つける。
このようにして高さが知られ（１番上の行と１番下の行
の間での台位置の違いにより）、左上の象限の縁部の間
の距離により１番上の幅が知られ、左下の象限内の縁部
の間の距離により１番下の幅が知られ、壁の角度を計算
できる最良の結果を得るために、走査型電子顕微鏡の結
果を較正することを求められる。
の間での台位置の違いにより）、左上の象限の縁部の間
の距離により１番上の幅が知られ、左下の象限内の縁部
の間の距離により１番下の幅が知られ、壁の角度を計算
できる最良の結果を得るために、走査型電子顕微鏡の結
果を較正することを求められる。
次に本発明の装置の動作を説明する。まず、半導体集積
回路の線（たとえば第２図の線４０のような）をスポツ
ティング顕微鏡１０の視野に整列させる。それから、そ
の同じ線をリンニク顕微鋺１２で見えるように、ウェハ
ーを第１図に示すように右へ一定距離だけ動かす。それ
から、干渉じまが線の方向に垂直になるように干渉しま
を予め調整し、物体の反射面に焦点が合った時に（たと
えば第４図参照）、２つの完全なしまが（分散計算の）
ウィンドウ４２内に含まれるように（第３図〜第７図）
しまの間隔が調整される。
回路の線（たとえば第２図の線４０のような）をスポツ
ティング顕微鏡１０の視野に整列させる。それから、そ
の同じ線をリンニク顕微鋺１２で見えるように、ウェハ
ーを第１図に示すように右へ一定距離だけ動かす。それ
から、干渉じまが線の方向に垂直になるように干渉しま
を予め調整し、物体の反射面に焦点が合った時に（たと
えば第４図参照）、２つの完全なしまが（分散計算の）
ウィンドウ４２内に含まれるように（第３図〜第７図）
しまの間隔が調整される。
それから、フォトレジスト線の最高点が然点面から数千
オングストロームだけ下側になるように、ウェハーがＺ
方向に下降させられ、その結果として位ｌ！！、３６に
得られた映像が処理紙子装置２４によりデジタル化され
る。それから、ウィンドウ４２内のき走査列４６（第２
図）に対し一〇しまの振幅が計ａされ、その計算の結果
が起上は装置に格納される３゜ しまの蛋幅を計算する１つの方法は、ウィンドウ４２を
積切って各列アレイ４６（第２図）の分散を計算するこ
とである。各７レイ４６に対してこれ？行うために、処
理電子装置２４内の演算プロセッサが下記の値を計算す
る。
オングストロームだけ下側になるように、ウェハーがＺ
方向に下降させられ、その結果として位ｌ！！、３６に
得られた映像が処理紙子装置２４によりデジタル化され
る。それから、ウィンドウ４２内のき走査列４６（第２
図）に対し一〇しまの振幅が計ａされ、その計算の結果
が起上は装置に格納される３゜ しまの蛋幅を計算する１つの方法は、ウィンドウ４２を
積切って各列アレイ４６（第２図）の分散を計算するこ
とである。各７レイ４６に対してこれ？行うために、処
理電子装置２４内の演算プロセッサが下記の値を計算す
る。
それから台を短い距離（約５００丁ングストローム）だ
け上昇させ、別の映像をデジタル化し、しまの振幅を計
算し、その結果を格納する。フォトレジスト線の全体の
深さが区分されるように、フォトレジスト線の最低の点
を光学装置の焦点面の上方に置くまで、台を上昇させる
過程と、映像をデジタル化する過程と、しまの振幅を格
納する過程を繰返えす。
け上昇させ、別の映像をデジタル化し、しまの振幅を計
算し、その結果を格納する。フォトレジスト線の全体の
深さが区分されるように、フォトレジスト線の最低の点
を光学装置の焦点面の上方に置くまで、台を上昇させる
過程と、映像をデジタル化する過程と、しまの振幅を格
納する過程を繰返えす。
それから、映像中の適切な位置における最も明るい走査
行を見つけることにより、フォトレジスト線の１番上の
レベルと１番下のレベルが決定される。次に、縁部発見
アルゴリズムにより１番上ルベルと１番下のレベルにお
けるフォトレジスト線の縁部が決定される。最後に、式 １番上の幅＝Ａ１”（なまの１番上の幅）＋Ｂ、”（な
まの１番下の幅）＋− １番下の幅＝Ａげ（なまの１番上の幅）＋Ｂ、＊（なま
の１番下の幅）十Ｃ２ により１番上の幅と１番下の幅を計算する較正式により
出力データが計算される。ここに、ＡＩ。
行を見つけることにより、フォトレジスト線の１番上の
レベルと１番下のレベルが決定される。次に、縁部発見
アルゴリズムにより１番上ルベルと１番下のレベルにお
けるフォトレジスト線の縁部が決定される。最後に、式 １番上の幅＝Ａ１”（なまの１番上の幅）＋Ｂ、”（な
まの１番下の幅）＋− １番下の幅＝Ａげ（なまの１番上の幅）＋Ｂ、＊（なま
の１番下の幅）十Ｃ２ により１番上の幅と１番下の幅を計算する較正式により
出力データが計算される。ここに、ＡＩ。
Ａ！ｙＢ１ｔＢ２を自、Ｃ冨は較正手続きにより決定さ
れる値である。その出力データをＣＲＴ２６へ知らせる
ことができる。その結果は１番上の幅と、１番丁の幅と
、垂直壁の角度の計算に用いられる四隅の位置とで構成
される。
れる値である。その出力データをＣＲＴ２６へ知らせる
ことができる。その結果は１番上の幅と、１番丁の幅と
、垂直壁の角度の計算に用いられる四隅の位置とで構成
される。
以上、本発明を特定の実施例について説明したが、本発
明がこの実施例のみに限定されるものではなく種々変形
して実施し得ることはあきらかであろう。
明がこの実施例のみに限定されるものではなく種々変形
して実施し得ることはあきらかであろう。
第１図は本発明の基本的な機能部品を示す略図、第２１
４は集積回路の線のレベルと５つの検査レベルを示す線
図的斜視図、第３図〜第７図は第２図の最１葛レベルか
ら最低レベルまでの５つのレベルにおいてそれぞれ撮影
した干渉映像写真を示し、第８図は本発明の処理電子装
置の動作を示す流れ図、２５９図は本発明に従って発生
された中央列のＲＭＳ輪郭を示す図、第１０図は本発明
によるＣＲＴ表示を示す。 １０１１１１１１Φスポツテイング順微鏡、１２・・・
・リンニク顕微鏡、１４１１・・・Ｘ−Ｙ台、１８φ・
・−圧電垂直運動装置、２０．２２・・・φテレビカメ
ラ、２４・・・・処理電子装置、２６・・・・ＣＲＴ表
示装置、３０−・・・物体チャネル、３１・＠ψ・照明
源、３２・・・拳基準チャネル、３３・ψ・争シャッタ
■、３５１１−１１・レンズ、３６・ψ・・反射鏡。 特許出願人 ケイエルエイ・インストラメンッ拳コ
ーポレーション 代理人 山用政ａｔ（ほか２名） 図面のγ了・：ｊ：、７内′、４°（こ−′ＩＸ更なし
） ゝＦＩＧ−２ ＋＋Ｉｏ＋Ｉ 〜゛°”″−′”＋’、１．ｊ７ｙ７′、、、、、、、
、、 ”：’：：’、、、、、、、、 、、、、、、
、、、、、、。 一ノ ＩｅＣ Ｆｌ＃−７ ４＆Ｌと”。 ＦＩＧ−１０ ＦＩＧ−９ 手続補正書働式） ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人ケイエルエイ
・インストラメンツ・ 名称（氏名）、−ボ、−，ヨ。 ５・ＮＪＥ′７ｓの日付 昭和６２年 ７ 月２８日拒
便；ｈ…士知 （１）明細書３６頁の１２行〜１４行に記載の「第３図
〜第７図は・・・・・・示し、」を、「第３図〜第７図
は第２図の最高レベルから最低レベルまでの５つのレベ
ルにおいてそれぞれ撮影した干渉映像のオシロ波形写真
を示し、」と補正する。
４は集積回路の線のレベルと５つの検査レベルを示す線
図的斜視図、第３図〜第７図は第２図の最１葛レベルか
ら最低レベルまでの５つのレベルにおいてそれぞれ撮影
した干渉映像写真を示し、第８図は本発明の処理電子装
置の動作を示す流れ図、２５９図は本発明に従って発生
された中央列のＲＭＳ輪郭を示す図、第１０図は本発明
によるＣＲＴ表示を示す。 １０１１１１１１Φスポツテイング順微鏡、１２・・・
・リンニク顕微鏡、１４１１・・・Ｘ−Ｙ台、１８φ・
・−圧電垂直運動装置、２０．２２・・・φテレビカメ
ラ、２４・・・・処理電子装置、２６・・・・ＣＲＴ表
示装置、３０−・・・物体チャネル、３１・＠ψ・照明
源、３２・・・拳基準チャネル、３３・ψ・争シャッタ
■、３５１１−１１・レンズ、３６・ψ・・反射鏡。 特許出願人 ケイエルエイ・インストラメンッ拳コ
ーポレーション 代理人 山用政ａｔ（ほか２名） 図面のγ了・：ｊ：、７内′、４°（こ−′ＩＸ更なし
） ゝＦＩＧ−２ ＋＋Ｉｏ＋Ｉ 〜゛°”″−′”＋’、１．ｊ７ｙ７′、、、、、、、
、、 ”：’：：’、、、、、、、、 、、、、、、
、、、、、、。 一ノ ＩｅＣ Ｆｌ＃−７ ４＆Ｌと”。 ＦＩＧ−１０ ＦＩＧ−９ 手続補正書働式） ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 特 許 出願人ケイエルエイ
・インストラメンツ・ 名称（氏名）、−ボ、−，ヨ。 ５・ＮＪＥ′７ｓの日付 昭和６２年 ７ 月２８日拒
便；ｈ…士知 （１）明細書３６頁の１２行〜１４行に記載の「第３図
〜第７図は・・・・・・示し、」を、「第３図〜第７図
は第２図の最高レベルから最低レベルまでの５つのレベ
ルにおいてそれぞれ撮影した干渉映像のオシロ波形写真
を示し、」と補正する。
Claims (20)
- （１）（ａ）物体チャネルと基準チャネルを含み、物体
から前記物体チャネルを通つて映像平面に達する物体波
エネルギーと、前記物体から前記基準チャネルを通つて
映像平面に達する基準波エネルギーとの間の干渉により
形成される映像の発生と、前記物体の検査を同時に行う
干渉光学系手段を用いる過程と、 （ｂ）前記映像平面内のピクセル点の所定のアレイの各
ピクセル点における物体波エネルギーと前記基準波エネ
ルギーの間の可干渉性の程度を測定し、各前記ピクセル
点に対応する可干渉性データを発生する過程と、 （ｃ）前記可干渉性データを用いて前記物体の特定の特
徴を表す合成映像データを発生する過程を備えることを
特徴とする物体を検査し、合成映像データを発生する方
法。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の方法であつて、ｍと
ｎを整数として、ｍ×ｎ個のピクセルのアレイの各列に
沿う分散を計算することにより前記合成映像データを発
生することを特徴とする方法。 - （３）物体の少くとも部分的に反射性の不規則な表面の
横断面を表す合成映像データを発生する方法において、 （ａ）光源からの光で不規則な物体表面を照明する過程
と、 （ｂ）前記光源からの光で反射性基準表面を照明する過
程と、 （ｃ）前記物体の表面から反射された物体光を集め、そ
の物体光を第１の光路長を有する第１の光軸に沿つて向
ける過程と、 （ｄ）前記基準表面から反射された基準光を集め、その
基準光を前記第１の光路長とは異なる第２の光路長を有
し、少くとも一部が前記第１の光軸である第２の光軸に
沿つて向ける過程と、（ｅ）前記第１の光軸および前記
第２の光軸に沿つて向けられた光を集束して、前記物体
光と前記基準光の干渉から生じたしま付きの映像パター
ンを形成する過程と、 （ｆ）前記映像パターンを走査して、選択された走査線
に沿うしまの振幅に対応する一連のデータを発生する過
程と、 （ｇ）前記物体の位置を前記第１の光軸に沿つて段階的
に変え、その位置の段階的変化のたびに過程（ｃ）〜（
ｆ）を繰返えす過程と、 （ｈ）複数の一連のデータを処理して、前記走査線を含
む平面内にとつた前記物体表面の横断面輪郭に対応する
前記合成映像データを発生する過程と を備えることを特徴とする物体の少くとも部分的に反射
性の不規則な表面の横断面を表す合成映像データを発生
する方法。 - （４）特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、（ｉ
）前記合成映像データを表示して、前記走査線を含む平
面内にとつた前記物体表面の横断面輪郭を視覚的に示す
過程 を備えることを特徴とする方法。 - （５）特許請求の範囲第４項記載の方法であつて、前記
基準表面は光学的に平らな反射鏡により形成され、前記
物体表面は、高くされた表面の細長い条が貫通している
半導体ウェハーの一部により形成され、 （ｊ）前記走査線が前記細長い条の長手方向に対してほ
ぼ直角に向けられるように前記ウェハーを向ける過程と
、 （ｋ）前記高くされた表面と第１の特定の走査線の交差
に対応する前記データの値が、他の走査線の対応するデ
ータに対して最大である時に前記第１の光軸に沿う前記
物体の位置を決定し、その位置を前記条の１番上の表面
に対応するものとして識別する過程 を備えることを特徴とする方法。 - （６）特許請求の範囲第５項記載の方法であつて、（ｌ
）前記第１の特定の走査線のうち、前記データが最大で
あるような部分の長さを測定することにより、前記高く
された表面の上面の幅を検出する過程 を備えることを特徴とする方法。 - （７）特許請求の範囲第６項記載の方法であつて、（ｍ
）前記高くされた表面以外の前記表面の部分と別の特定
の走査線の交差に対応する前記データの値が、他の走査
線の対応するデータに対して最大である時に前記第１の
光軸に沿う前記物体の位置を決定する過程と、 （ｎ）前記別の特定の走査線のうち、前記データが最大
であるような部分の間の間隔を測定することにより、前
記高くされた表面の底の幅を決定する過程と を備えることを特徴とする方法。 - （８）特許請求の範囲第７項記載の方法であつて、（ｏ
）前記高くされた表面の１番上の表面の幅が検出された
時に物体が前記第１の光軸に沿つて位置させられる位置
と、前記高くされた表面の１番下の幅が検出された時の
前記第１の光軸に沿う位置の間の距離を測定することに
より、隣接するウェハー表面の上方の前記高くされた表
面の高さを決定する過程 を備えることを特徴とする方法。 - （９）特許請求の範囲第８項記載の方法であつて、（ｐ
）前記走査線を含んでいる平面内の前記高くされた表面
の側壁の傾きを、高くされた表面の１番上の前記高くさ
れた表面の１番下の上方の高さ、および対応する走査線
に沿う前記高くされた表面の１番上と１番下の幅の差と
の関数として計算する過程 を備えることを特徴とする方法。 - （１０）特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、前
記しま付き映像パターンにおける干渉じまの強さを計算
し、しまによりひき起された映像の強さの局部的な分散
を計算することにより前記合成映像データを発生するこ
とを特徴とする方法。 - （１１）特許請求の範囲第３項記載の方法であつて、第
１の光路と第２の光路の光路差が変化させられた時の最
後の映像平面内の各ピクセルの強さの分散を計算するこ
とにより前記合成映像データを発生させることを特徴と
する方法。 - （１２）（ａ）物体チャネルと基準チャネルを含み、前
記物体チャネルの物体平面に対して段階的に動かされる
物体を同時に検査し、前記物体から前記物体チャネルを
通つて映像平面に達する物体波エネルギーと、前記物体
から前記基準チャネルを通つて前記映像平面に達する基
準波エネルギーとの間の干渉により形成される対応する
映像を発生する干渉顕微鏡手段と、 （ｂ）前記映像平面内のピクセル点の所定のアレイにお
ける前記物体波エネルギーと前記基準波エネルギーの間
の可干渉性の程度を測定し、各前記ピクセル点に対応す
る可干渉性データを発生する手段と、 （ｃ）前記可干渉性データに応答して前記物体の特定の
特徴を表す合成映像データを発生する手段と を備えることを特徴とする物体検査装置。 - （１３）特許請求の範囲第１２項記載の物体検査装置で
あつて、可干渉性の程度を測定する前記手段は、前記ア
レイ中の各ピクセル点における各前記映像の光の強さを
対応する信号値に変換する手段を含み、前記可干渉性デ
ータに応答する前記手段は、各前記アレイの各列に沿う
信号値の分散を測定して各前記映像の各走査に関連する
複数の一連の分散値を発生する手段と、前記複数の一連
の分散値を用いて前記合成映像データを発生する手段と
を含むことを特徴とする物体検査装置。 - （１４）特許請求の範囲第１３項記載の物体検査装置で
あつて、前記可干渉性データに応答する前記手段は、前
記合成映像データに応答して、前記物体の前記特定の特
徴に対応する視覚映像を発生するように動作する表示手
段を含むことを特徴とする物体検査装置。 - （１５）特許請求の範囲第１２項記載の物体検査装置で
あつて、前記干渉顕微鏡手段は、基準チャネルの一部を
形成する軸外れ可動対物レンズを有するリンニク顕微鏡
であることを特徴とする物体検査装置。 - （１６）（ａ）極微小装置を保持して、その極微小装置
を選択的に動かす台手段と、 （ｂ）前記極微小装置の上面に対して所定の関係で配置
される光学的に平らな反射鏡手段と、（ｃ）前記極微小
装置と前記反射鏡手段を同時に照明する照明源と、 （ｄ）前記極微小装置の照明された部分の上面から反射
された物体光を集め、その物体光を第１の所定の長さを
有する第１の光軸に沿つて向ける手段と、 （ｅ）前記反射鏡手段から反射された基準光を集め、前
記第１の光軸の長さとは異なる第２の所定の長さを有す
る第２の光軸に沿つてその基準光を向ける手段と、 （ｆ）前記第１の光軸に沿つて反射された光と前記第２
の光軸に沿つて反射された光を集束させて、前記物体光
と前記基準光の干渉から生じたしま付き映像を形成する
手段と、 （ｇ）前記台手段に組合わされ、前記第１の光軸に沿つ
て前記物体を、物体光を集める前記手段の物体平面の両
側の端部の間で、段階的に動かす手段と、 （ｈ）前記極微小装置の各段階的な動きの期間中に走査
線に沿つて前記しま付き映像を走査し、各走査線に沿う
しまの振幅に対応する一連のデータを発生する手段と、 （ｉ）各前記走査中に発生されたデータを格納する手段
と、 （ｊ）前記格納されたデータを処理して、前記極微小装
置のうち各前記走査線を含む平面内に含まれる表面の横
断面を表す情報を発生する手段と を備えることを特徴とする極微小装置の表面の特定の特
徴を検出する装置。 - （１７）特許請求の範囲第１６項記載の装置であつて、
前記反射鏡手段と、前記照明源と、物体光を集める前記
手段と、基準光を集める前記手段と、光を集束する前記
手段とは２ビーム干渉顕微鏡により形成されることを特
徴とする装置。 - （１８）特許請求の範囲第１７項記載の装置であつて、
前記極微小装置を段階的に動かす前記手段は圧電結晶垂
直運動装置を含むことを特徴とする装置。 - （１９）特許請求の範囲第１８項記載の装置であつて、
前記走査手段はテレビカメラ手段を含むことを特徴とす
る装置。 - （２０）特許請求の範囲第１６項記載の装置であつて、
基準光を集める前記手段は、前記第１の所定の長さと前
記第２の所定の長さの差を予め選択できるようにするた
めに軸外れ可動対物レンズ手段を含むことを特徴とする
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/860,308 US4818110A (en) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | Method and apparatus of using a two beam interference microscope for inspection of integrated circuits and the like |
| US860308 | 1986-05-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100302A true JPS63100302A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0629692B2 JPH0629692B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=25332924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62109105A Expired - Lifetime JPH0629692B2 (ja) | 1986-05-06 | 1987-05-06 | 物体を検査し、合成映像デ−タを発生する方法および物体検査装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4818110A (ja) |
| EP (1) | EP0244781B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0629692B2 (ja) |
| AT (1) | ATE79669T1 (ja) |
| DE (1) | DE3781197T2 (ja) |
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