JPS61194308A - 測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、測定技術、特に、測定結果が被測定物の熱膨
張変化に影響される精密な測定技術に関し、例えば、半
導体装置の製造において、光学装置を用いて座標測定を
行うのに利用して有効な技術に関する。

〔背景技術］ 半導体装置の製造において、欠陥検査を行うために、光
学装置を用いてマスクパターンの座標測定を行う場合、
被測定物であるマスクが熱膨張変化すると測定結果に誤
差が発生するため、マスクの熱膨張変化に対応して測定
データを自動的に補正することが、考えられる。

このような場合、マスクブランクに材質の相違があると
、熱膨張係数が相違するため、熱膨張変化に対応して測
定データを補正する熱膨張係数をマスクブランクの材質
に応じて変更する必要があると考えられる。

この熱膨張係数を変更する方法としては、マスりの交換
の都度、測定者が初期パラメータとして手作業にて入力
することにより行う方法が、一般的に考えられる。

しかし、測定者による変更作業においては、作業時間が
長期化するばかりでなく、変更忘れや誤人力の危険があ
るため、生産性および測定の信頼性の低下を招くという
問題点があることが、本発明者によって明らかにされた
。

なお、光学装置を用いてパターンの寸法および座標を測
定する技術を述べである例としては、株式会社工業調査
会発行「電子材料１９８１年１１月号別冊」昭和５６年
１１月１０日発行　Ｐ２３５〜Ｐ２４２、がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、被測定物の交換等における材質の変更
による測定誤差の発生を確実に防止することができる測
定技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、被測定物の材質を自動的に検出し、検出され
た材質の熱膨張係数に対応して測定データを自動的に補
正するように構成することにより、人による変更作業を
省略化し、被測定物の交換等における材質の変更による
測定誤差の発生を確実に防止するようにしたものである
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるマスクパターンの座標
測定装置を示す模式図である。

本実施例において、マスクパターンの座標測定装置は被
測定物としてのマスク１を載置状態に保持するＸＹテー
ブル２を備えており、ＸＹテーブル２はコントローラ３
によりＸＹ方向に移動されるようになっている。ＸＹテ
ーブル２の上方には測定スポット照射装置４が設備され
ており、この装置４はレーザビームを細く絞ってなるス
ポット５を微細に振動させることにより、マスクｌをパ
ターンエツジに対して直交する方向に走査するように構
成されている。

ＸＹテーブル２の上方には一対のホトセンサ６がマスク
１のパターンエツジにおいて散乱したレーザ光を受光し
得るように配設されており、ホトセンサ６は演算器等か
らなる測定ユニット７に接続されている。

ＸＹテーブル２には干渉計カウンタ等からなる測長器８
が設備されており、測長器８はＸＹテーブル２の移動量
を測定するように構成されている。

この測長Ｂ８と測定ユニット７とはコンピュータ等から
なる中央処理ユニット（ＣＰＵ）９に接続されており、
中央処理ユニット９は両者７．８の測定データに基づい
てパターンエツジの座標を求めるように構成されている
。

中央処理ユニット９にはＣＲＴ、外部記憶装置、プリン
タ、ＸＹブロック等（図示せず）のような出力装置１０
が接続されている。

中央処理ユニット９には補正装置１１が接続されており
、補正装置１１は熱膨張変化によって測定結果に誤差が
生ずるのを防止するために補正データを中央処理ユニッ
ト９に送信するように構成されている。すなわち、補正
装置１１は環境温度変化を検出し、その温度変化とマス
ク１の熱膨張係数とから補正値（関数）を求め、これを
中央処理ユニット９に補正データとして送信するように
なっている。

一方、ＸＹテーブル２の上方には紫外線照射装置１２が
スポット照射装置４およびホトセンサ６による測定作業
を妨害しないように配設されており、紫外線照射装置ｆ
１２に対応する位置には紫外線センサ１３が同様に配設
されている。

紫外線センサ１３には熱膨張係数設定装置１４が接続さ
れており、この装置１４の出力端には補正装置１１が接
続されている。そして、熱膨張係数設定装置１４は紫外
線センサ１３からの出力信号に基づいて被測定物の材質
を判定し、その材質に対応した熱膨張係数を補正装置１
１に送信するように構成されている。

なお、マスク１は石英ガラスまたはソーダガラスからな
るブランク１ａにクローム等からなるパターン１ｂを形
成されることにより、構成されている。

次に作用を説明する。

ＸＹテーブル２に保持された被測定物としてのマスクｌ
に照射装置４によりレーザがスポット５に絞られて照射
され、パターン１ｂのエツジに対して走査されると、レ
ーザはパターン１ｂのエツジにおいて散乱する。この散
乱光５ａはホトセンサ６により検出され、測定ユニット
７に入力されて処理され、測定データとして中央処理ユ
ニット９に送信される。

一方、ＸＹテーブル２がコントローラ３の制御により移
動されるため、マスクｌは測定スポット５に対して移動
されることになる。この移動量は測長器８により測定さ
れ、その測定データは中央処理ユニット９に送信される
。

中央処理ユニット９は前記測定ユニット７からのパター
ンエツジ検出データと、測長器８からのマスクｌの移動
量データとから、マスクｌにおけるパターン１ｂのエツ
ジについての座標位置を求める。このとき、測定環境の
温度変化等によりマスクｌが熱膨張（または収縮）変化
すると、測定結果に誤差が生ずる。

そこで、補正装置１２が熱膨張変化に対応する補正デー
タを中央処理ユニット９に送信することにより、この熱
膨張変化による測定結果の誤差の発生が防止される。

ところで、被測定物の熱膨張変化は温度変化と、被測定
物の熱膨張係数とに依存する。したがって、被測定物の
材質が一定であるならば、熱膨張変化に対応する補正デ
ータは一系統で足りることになる。

ところが、マスク１はブランクｌａに熱膨張係数の相違
する材料が使用されることがある。例えば、石英ガラス
とソーダガラスとの熱膨張係数を比較すると、前者が後
者よりも大きい。

すなわち、石英ガラスでブランクが作製されているマス
クを測定する場合と、ソーダガラスでブランクが作製さ
れているマスクを測定する場合とでは、熱膨張係数が相
違するため、前記補正装置１１における補正データにつ
いての熱膨張係数に関する値を変更する必要が生ずるこ
とになる。

そして、多品種少量生産形態においては、石英ガラス製
のマスクとソーダガラス製のマスクとが混流する場合が
多く発生するため、前記補正装置１１に対して熱膨張係
数の変更を行う必要が多くなり、手作業によって行って
いたのでは、作業頻度が増加するばかりでなく、変更忘
れや誤入力が発生する。

本実施例においては、マスクの材質を自動的に検出し、
この検出結果に基づいた熱膨張係数を補正装置１１に自
動的に入力することにより、マスクブランクの材質の相
違によ４誤差の発生を確実に防止するようにしている。

すなわち、ＸＹテーブル２にマスクｌがセットされると
、紫外線照射装置１２から紫外線１２ａがマスク１のブ
ランク１ａに照射される。この紫外線１２ａはＸＹテー
ブル２上において反射され、！ＩＩ！−外膨臼センサ１
３によＪＱｔ金出される−このセンサ１３の検出信号は
熱膨張係数設定装置１４に送信される。

このとき、石英ガラスは紫外線を透過し、ソーダガラス
は紫外線を吸収する特性があるため、紫外線センサ】３
の検出信号はマスクブランクｌａが、石英ガラスで作製
されている場合と、ソーダガラスで作製されている場合
とでは相違する。この出力信号の相違に基づき、熱膨張
係数設定装置１４はマスクブランク１ａが石英ガラス製
またはソーダガラス製の何れであるかを判定し、当該判
定に基づいて、予め記憶されている所定の熱膨張係数を
補正装置１１に送信する。

補正装置１１はこの送信された熱膨張係数を用いて補正
データを作成して中央処理ユニット９に送信する。中央
処理ユニット９はこの補正データを用いて測定データを
補正し、正確な測定結果を出力装置１０により出力させ
ることになる。

〔効果〕

ｉｌ＋　　被測定物の材質を自動的に検出し、検出され
た材質の熱膨張係数に対応して夕１定データを自動的に
補正するように構成することにより、被測定物の交換等
における材質の変換による熱膨張変化に伴う測定誤差の
発生を防止することができるため、測定結果についての
信頼性を向上させることができる。

（２）被測定物の材質を自動的に検出し、検出された材
質の熱膨張係数に対応して測定データを自動的に補正す
るように構成することにより、手作業による補正データ
の変更作業を省略することができるため、測定作業全体
の作業時間を短縮することができ、生産性を向上するこ
とができる。

（３）　　手作業を省略することにより、作業のし忘れ
や誤入力の発生を回避することができるため、被測定物
の交換等における材質の変換による熱膨張変化に伴う測
定誤差の発生を一層確実に防止することができる。

（４）　　紫外線を被測定物に照射してその吸光特性を
利用して被測定物の材質を検出するように構成すること
により、被測定物に非接触にてその材質を検出すること
ができるため、被測定物に悪影響を与えないで済む。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、被測定物の材質の検出が、被測定物に照射され
た紫外線を検出することにより、その材質の吸光特性を
利用して行われるように構成するに限らず、被測定物の
電気的な抵抗を検出することにより、その材質の比抵抗
特性を利用して行われるように構成してもよいし、被測
定物に予め表示されたマークを読み取ることにより行わ
れるように構成してもよい。

測定手段は、被測定物に照射されたレーザスポットの散
乱光を受光することにより測定するものに限らず、被測
定物の透過光による像を測定するもの等であってもよい
。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるマスクパターンの座
標測定装置に通用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、マスクパターンの欠陥検査装
置やウェハパターンの座標測定装置等に通用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマスクパターンの座標
測定装置を示す模式図である。 １・・・マスク（被測定物）、１ａ・・・マスクブラン
ク、１ｂ・・・パターン、２・・・ＸＹテーブル、３・
・・コントローラ、４・・・レーザスポット照射装置、
５・・・測定スポット、６・・・ホトセンサ、７・・・
測定ユニット、８・・・測長器、９・・・中央処理ユニ
ット、ｌＯ・・・出力装置、１１・・・補正装置、１２
・・・紫外線照射装置、１３・・・紫外線センサ、１４
・・・熱膨張係数設定装置。 第　　１　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定物の材質を自動的に検出し、検出された材質
   の熱膨張係数に対応して測定データを自動的に補正する
   ように構成されている測定装置。 ２、被測定物の材質の検出が、被測定物に照射された紫
   外線を検出することにより、その材質の吸光特性を利用
   して行われるように構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の測定装置。 ３、被測定物の材質の検出が、被測定物の電気的な抵抗
   を検出することにより、その材質の比抵抗特性を利用し
   て行われるように構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の測定装置。 ４、被測定物の材質の検出が、被測定物に予め表示され
   たマークを読み取ることにより行われるように構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測
   定装置。