JP2005331321A - Optical measuring apparatus and periodic array pattern measuring method - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板の表面ラフネスに起因するノイズの影響を受けずに、周期配列パターンを精度良く測定できるようにする。
【解決手段】 投光部11および受光部12を含むセンサヘッド10と、CPU21やメモリ22を含むコントローラ20とにより光学式測定装置を構成する。投光部11は測定対象の基板1に対し、その電極の配列方向に長い帯状ビームを照射する。受光部12はCCDを含み、基板1からの回折光の反射波を次数毎に切り分けて受光できるように調整されている。コントローラ20のCPU21は、受光部12からの受光量データを取り込んで各次数の回折光の強度を認識した後、基板1の表面ラフネスの影響が大きい1〜3次の回折光を除外し、他の次数の回折光の強度を理論上の強度と比較する処理を実行する。
【選択図】 図4
PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure a periodic array pattern without being affected by noise caused by surface roughness of a substrate.
An optical measuring device is constituted by a sensor head including a light projecting unit and a light receiving unit and a controller including a CPU and a memory. The light projecting unit 11 irradiates the measurement target substrate 1 with a long band-like beam in the electrode arrangement direction. The light receiving unit 12 includes a CCD, and is adjusted so that the reflected wave of the diffracted light from the substrate 1 can be received by being separated for each order. The CPU 21 of the controller 20 takes in the received light amount data from the light receiving unit 12 and recognizes the intensity of each order of diffracted light, and then removes 1st to 3rd order diffracted light, which is greatly affected by the surface roughness of the substrate 1. A process of comparing the intensity of the diffracted light of the order with the theoretical intensity is executed.
[Selection] Figure 4
Description
この発明は、液晶ディスプレイ(LCD)用の基板のように、所定大きさの構造物が周期性をもって配列された基板を対象として、前記構造物の周期配列パターンを測定する技術に関する。
なお、この明細書では、構造物として電極を例にして説明するが、これに限らず、カラーフィルタ、ブラックマトリクスなどを構造物とすることもできる。いずれの構造物についても、大きさ、形状、高さ、幅などを測定することができる。
The present invention relates to a technique for measuring a periodic arrangement pattern of a structure on a substrate on which structures of a predetermined size are arranged with periodicity, such as a substrate for a liquid crystal display (LCD).
In this specification, an electrode is described as an example of the structure. However, the structure is not limited thereto, and a color filter, a black matrix, or the like may be used as the structure. For any structure, the size, shape, height, width, etc. can be measured.
凹凸のあるパターンに光を照射すると光の回折が生じる現象を利用して、溝状のパターンの溝幅や溝深さなどを測定する技術が存在する(特許文献1〜4参照)。
There is a technique for measuring the groove width and groove depth of a groove-like pattern by utilizing a phenomenon in which light is diffracted when light is applied to an uneven pattern (see
上記のうち、特許文献1には、溝状パターンに平行な光を照射したときに得られる回折光の強度分布にかかる近似式(同文献の(1)式)が開示されている。さらに、特許文献1には、前記(1)式に基づき、回折角や回折光の強度から溝状パターンを測定するための算出式((5)(6)(7)式)が開示されている。特許文献1の発明では、実際の溝状パターンからの回折光を受光して1次回折光の回折角、0次光と1次光との強度比、および1次光と2次光との強度比を測定し、これらの測定値を上記(5)(6)(7)式にあてはめることにより、溝の周期p、溝幅a、溝深さhを求めるようにしている。
Among the above,
他の特許文献2〜4にも、回折光の強度比を用いて溝状パターンを測定する方法が記載されている。なお、特許文献2,3では、ベクトル回折理論を用いた回折計算により、溝幅および溝深さと回折光の強度比との関係を示す理論曲線を求め、実際に測定された各回折光による強度比を理論曲線にあてはめる方法で測定を行っている。また、特許文献4には、4組の回折光の組み合わせ毎の強度比を用いて、台形状の構造物による周期配列パターンを測定することが記載されている。
上記の特許文献1〜4に記載された発明では、光ディスクや半導体基板などに形成された溝状パターンを測定対象とするが、LCD用のガラス基板についても、これらの発明と同様の方法で測定可能であると考えられる。
In the inventions described in
さらに、上記の特許文献1〜4には明記されていないが、溝幅や溝深さの値を複数とおり組み合わせ、これらの組み合わせ毎に各次回折光の理論上の強度を対応づけたデータベースを作成することもできる。この場合、測定対象の溝状パターンから得た各回折光の強度分布に最も近い強度分布を前記データベースから抽出し、抽出された強度分布に対応する溝状パターンの形状を対象にあてはめることができる。
Furthermore, although not specified in the above-mentioned
しかしながら、ガラス基板は、その構成上、研磨処理を行うことが困難であるため、表面ラフネスが大きくなる。たとえば、表面ラフネスとして、照射光の波長の約1/100以上の大きさの凹凸変化が生じている場合、位相のずれによって回折光の強度分布が変動する可能性がある。このような場合には、従来の技術をそのまま用いてガラス基板の測定を行うと、測定誤差が生じる可能性があり、安定した測定を行うことが困難になる。 However, since the glass substrate is difficult to polish due to its structure, the surface roughness is increased. For example, when the surface roughness has a concavo-convex change having a magnitude of about 1/100 or more of the wavelength of the irradiated light, the intensity distribution of the diffracted light may fluctuate due to a phase shift. In such a case, if the glass substrate is measured using the conventional technique as it is, a measurement error may occur, and it becomes difficult to perform stable measurement.
この発明は上記問題に着目してなされたもので、ガラス基板のような表面ラフネスが大きな基板を測定対象とする場合に、表面ラフネスに起因したノイズ成分の影響を受けずに、基板上の周期配列パターンを精度良く測定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and when a substrate having a large surface roughness such as a glass substrate is a measurement target, the period on the substrate is not affected by a noise component due to the surface roughness. An object is to enable measurement of an array pattern with high accuracy.
この発明は、周期性を持つ構造物が配列された基板に光を照射することによって生じた回折光を用いて前記構造物の形状を求める方法および装置において、特に、照射光の波長に対して無視できないほどの凹凸が表面に生じている基板を測定対象とする場合に適用される。具体的な測定対象はガラス基板であるが、これに限らず、照射光の波長に対し、約1/10以上の大きさの表面ラフネスが生じている基板には、この発明を適用するのが望ましい。 The present invention relates to a method and apparatus for determining the shape of a structure using diffracted light generated by irradiating light onto a substrate on which structures having periodicity are arranged, particularly for the wavelength of irradiation light. This method is applied to a case where a measurement target is a substrate having irregularities that cannot be ignored. Although a specific measurement object is a glass substrate, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a substrate having a surface roughness of about 1/10 or more with respect to the wavelength of irradiation light. desirable.
周期配列パターンにより発生する回折光の振幅の大きさ(強度)は、スカラー理論によって近似的に求めることができる。以下では、このスカラー理論に基づき、ガラス基板にかかる回折光の振幅分布を示す式を導出することにより、この発明を導き出すに至った根拠を説明する。なお、以下に示す数式において、jは、位相を示す虚数成分である。 The magnitude (intensity) of the diffracted light generated by the periodic array pattern can be approximately obtained by scalar theory. Hereinafter, the basis for deriving the present invention will be described by deriving an equation showing the amplitude distribution of the diffracted light applied to the glass substrate based on the scalar theory. In the following formula, j is an imaginary component indicating a phase.
具体例として、アルミニウム製の電極による配線パターンが形成されたガラス基板(以下、単に「基板」という。)の電極の形状(高さや幅)を測定する場合をあげて、説明する。まず、図1に示すように、基板1の表面が完全に平坦であると仮定し、電極2の配列周期をp、電極2間の幅をa、電極2の高さをhとする。また、電極2の並び方向をx軸とし、このx軸において、所定の電極2の中心点に対応するx座標を0、電極面を構成するアルミニウムの面(以下、「アルミ面」という。)に対応するx座標の範囲をAn、電極間に位置するガラス面に対応するx座標の範囲をBnとする。なお、nは電極の順序を示す整数であり、x=0に対応する位置で、n=0となるものとする。
As a specific example, a case where the shape (height or width) of an electrode of a glass substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) on which a wiring pattern using aluminum electrodes is formed will be described. First, as shown in FIG. 1, it is assumed that the surface of the
前記基板上の任意の位置xからの反射光の強度U1(x)は、その位置が前記範囲An,Bnのいずれに含まれるかによって異なる式で表される。具体的にはつぎの(1)式のようになる。 The intensity U 1 (x) of the reflected light from an arbitrary position x on the substrate is expressed by a different expression depending on whether the position is included in the range A n or B n . Specifically, the following equation (1) is obtained.
なお、(1)式において、rは、ガラス面の振幅反射率rGとアルミ面の振幅反射率rA(複素振幅)との比である((2)式参照。)。また、φは、ガラス面からの反射光とアルミ面からの反射光との位相差である。この位相差φは、ガラス面とアルミ面との間の光路長の差(図1のwを2倍した値(2h/cosθ)に相当する。なお、θは光の入射角である。)による位相差φuと、各面の反射率の違いによる位相差φtとを加算した値に相当する。φu、φtはそれぞれ(3)(4)式により求められる。なお、(4)式のIm(rA)はアルミの反射率rAの虚数部であり、Re(rA)は前記反射率rAの実数部である。 In Equation (1), r is the ratio of the amplitude reflectance r G on the glass surface to the amplitude reflectance r A (complex amplitude) on the aluminum surface (see Equation (2)). Φ is the phase difference between the reflected light from the glass surface and the reflected light from the aluminum surface. This phase difference φ corresponds to a difference in optical path length between the glass surface and the aluminum surface (corresponding to a value (2h / cos θ) obtained by doubling w in FIG. 1, where θ is an incident angle of light). Is equivalent to a value obtained by adding the phase difference φ u due to the above and the phase difference φ t due to the difference in reflectance of each surface. φ u and φ t are obtained by the equations (3) and (4), respectively. In the equation (4), Im (r A ) is an imaginary part of the reflectance r A of aluminum, and Re (r A ) is a real part of the reflectance r A.
ここで、基板から距離lの地点に一次元CCDのような受光手段を配備すると、この受光手段により取り出される反射光の強度の分布は、下記(5)式のU2(X)により表される。なお、この(5)式のXは、前記距離l、照射光の波長λ、および前記受光手段上の座標x2を用いた(6)式により表される。また、Nは、光が照射される範囲に含まれる周期pの数である。 Here, when a light receiving unit such as a one-dimensional CCD is disposed at a distance l from the substrate, the intensity distribution of the reflected light extracted by the light receiving unit is expressed by U 2 (X) in the following equation (5). The Incidentally, X of the equation (5), the distance l, represented by the wavelength lambda, and the using the coordinates x 2 on the light receiving means (6) of the illumination light. N is the number of periods p included in the light irradiation range.
上記の(5)式は、前記特許文献1の(1)式と殆ど同じである。すなわち、基板の表面が平坦な場合であれば、従来の技術をそのまま適用して測定を行うことができる。しかしながら、実際の基板1の表面には、表面ラフネスが発生しているので、この表面形状を考慮して反射光の強度を導出する必要がある。
The above equation (5) is almost the same as the equation (1) in
図2では、前記基板1の表面ラフネスが正弦波状に変化するものと仮定し、その変化の周期をq、振幅の最大値をgとしている。ここで振幅gの大きさが前記照射光の波長λに対し無視できない大きさを持つ場合には、その振幅による光路長の差が位相のずれを引き起こし、反射光の強度が前記(5)式のU1(X)の値と異なるものになる可能性がある。
In FIG. 2, it is assumed that the surface roughness of the
つぎに、基板1の表面ラフネスを考慮して各回折光の強度を求める方法について、順を追って説明する。図2のように、基板1の表面ラフネスの変化を正弦波に近似すると、前記基板1の任意位置xからの反射光の強度U1A(x)は、(7)式のようになる。
Next, a method for obtaining the intensity of each diffracted light in consideration of the surface roughness of the
上記(7)式の後半部FにおけるU1(x−np)は、前記(1)式に基づくものである((x−np)が(1)式のxに対応する。)。すなわち、このFの部分は、ガラス面とアルミ面との周期配列パターンを反映した位相を表すものである。 U 1 (x−np) in the latter half F of the equation (7) is based on the equation (1) ((x−np) corresponds to x in the equation (1)). That is, the portion F represents a phase reflecting the periodic arrangement pattern of the glass surface and the aluminum surface.
一方、前半部Gは、前記表面ラフネスの振幅gおよび周期qに起因する位相の遅れを示すものである。ここでは、この位相遅れの変化を、最大の振幅をφgとするコサイン波と考えている。なお、φgは、最大の振幅gに対応する部分を光が往復動することによって生じる位相差であり、前記振幅g、波長λ、入射角θに基づく(8)式により求められる。 On the other hand, the first half G shows a phase delay caused by the amplitude g and the period q of the surface roughness. Here, the change in the phase lag, believes cosine wave maximum amplitude and phi g. Note that φ g is a phase difference generated when light reciprocates in a portion corresponding to the maximum amplitude g, and is obtained by Equation (8) based on the amplitude g, wavelength λ, and incident angle θ.
なお、前記(7)式の前半部Gはexp関数であり、また、後半部FのU1(x−np)もexp関数で表されるから、(7)式により、Gに対応する位相からFが示す位相の遅れ分を差し引く演算が実行されると考えることができる。 Since the first half G of the equation (7) is an exp function, and U 1 (x−np) of the second half F is also expressed by the exp function, the phase corresponding to G is represented by the equation (7). It can be considered that an operation of subtracting the phase delay indicated by F from is executed.
ここで、上記(7)式をフランホーファの回折の式に当てはめることにより、前記基板1から距離lを隔てた位置で得られる反射光の振幅分布を、下記の(9)式により求めることができる。なお、この(9)式のU2A(X)も、前記(5)式の強度U2(X)と同様に、一次元CCDなどの受光手段により取り出される反射光の強度を表すものである。Xも、同様に、前記(6)式により表される。
Here, by applying the above equation (7) to the Franhofer diffraction equation, the amplitude distribution of the reflected light obtained at a position separated from the
さらに、φg≪1とすると、上記U2A(X)を(10)式のような近似式により表すことができる。 Furthermore, when φ g << 1, U 2A (X) can be expressed by an approximate expression such as the expression (10).
上記の(10)式では、(5)式には認められない項を点線枠A1,A2,A3,A4で囲んでいる。これらA1,A2,A3,A4の部分には、いずれもsinc関数が含まれている。sinc関数は、sinc(x)=sinc(πx)/πxと表される関数であり、x≠0のときは0に近く、x=0のときに値が顕著に大きくなる、という特性を持つ。したがって、A1,A3の各部分は、X=−1/qのときに、A2,A4の部分はX=+1/qのときに、それぞれ大きくなると考えることができる。 In the above equation (10), terms that are not recognized in equation (5) are enclosed by dotted line frames A1, A2, A3, and A4. These A1, A2, A3 and A4 portions all include a sinc function. The sinc function is a function expressed as sinc (x) = sinc (πx) / πx, and has a characteristic that the value is close to 0 when x ≠ 0 and the value becomes remarkably large when x = 0. . Therefore, it can be considered that the portions A1 and A3 become larger when X = −1 / q, and the portions A2 and A4 become larger when X = + 1 / q.
また、(10)式中の末尾の分数によれば、この(10)式による振幅分布は、sinπpXの周期で極大値をとることがわかる。これらの極大値は、それぞれm次(mは任意の整数)の回折光に対応すると考えることができるから、πpX=mπとなる。 Further, according to the fraction at the end in the equation (10), it can be seen that the amplitude distribution according to the equation (10) takes a local maximum value with a period of sinπpX. Since these maximum values can be considered to correspond to m-order (m is an arbitrary integer) diffracted light, πpX = mπ.
よって、X=m/p=±1/qより、前記(10)式が示す振幅分布U2A(X)において、A1,A2,A3,A4の値が大きくなるのは、±p/q次の回折光である、と考えることができる。 Therefore, from X = m / p = ± 1 / q, the values of A1, A2, A3, and A4 in the amplitude distribution U 2A (X) shown by the above equation (10) increase ± p / q order It can be considered that it is the diffracted light.
上記によれば、電極の周期pの取り得る範囲が判明している場合には、その範囲と前記ラフネスの周期qとに基づき、前記A1〜A4に相当するノイズが重なる回折光の次数を特定することができる。たとえば、大型のLCD基板では、表面ラフネスの周期は100μm以上となり、電極の周期は約300〜500μmとなる。よって、周期が300〜400μmであれば、少なくとも±1〜3次の回折光に前記ノイズが重なる可能性が高くなり、周期が400〜500μmであれば、少なくとも±1〜4次の回折光に前記ノイズが重なる可能性が高くなると、考えることができる。 According to the above, when the possible range of the electrode period p is known, the order of the diffracted light in which the noise corresponding to the A1 to A4 overlaps is specified based on the range and the roughness period q. can do. For example, in a large LCD substrate, the surface roughness period is 100 μm or more, and the electrode period is about 300 to 500 μm. Therefore, if the period is 300 to 400 μm, there is a high possibility that the noise overlaps at least ± 1 to 3 order diffracted light, and if the period is 400 to 500 μm, at least ± 1 to 4 order diffracted light. It can be considered that the possibility that the noise overlaps increases.
この発明では、上記した原理に基づき、周期性を持つ構造物が配列された基板に光を照射することによって生じた回折光の反射波を次数毎に分離して受光し、各回折光の強度をそれぞれ理論上の強度と比較することにより、前記構造物の形状を求める場合に、各次数の回折光のうち、基板の表面ラフネスに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を、前記比較処理の対象から除去するようにしている。 In this invention, based on the principle described above, the reflected wave of the diffracted light generated by irradiating the substrate on which the periodic structures are arranged is separated and received for each order, and the intensity of each diffracted light is received. When the shape of the structure is obtained by comparing each with the theoretical intensity, the order affected by the noise component due to the surface roughness of the substrate among the diffracted light of each order It is removed from the target.
上記ノイズ成分の影響を受ける次数は、前記した理論に基づき、表面ラフネスに近似する周期q、構造物の周期pのそれぞれが取り得る数値範囲から求めることができる。また、測定対象の基板のモデルを用いて、回折光の測定を複数回実行し、各次数の回折光のうち、強度のばらつきが所定値を超えた次数を、ノイズ成分に重なる次数として抽出することもできる。 The order affected by the noise component can be obtained from a numerical range that can be taken by each of the period q approximating the surface roughness and the period p of the structure based on the theory described above. In addition, the measurement of the diffracted light is executed a plurality of times using the model of the substrate to be measured, and the order in which the intensity variation exceeds a predetermined value among the diffracted lights of each order is extracted as the order overlapping the noise component. You can also
表面ラフネスに近似する周期qと基板上の構造物の周期pとが取り得る数値範囲に基づき、前記表面ラフネスに起因するノイズ成分に重なる次数を求める場合には、たとえば、±p/qの取り得る範囲を求め、この範囲に含まれる各次数をノイズ成分に重なる次数とすることができる。ただし、これに限らず、±p/qの取り得る範囲より若干広い範囲まで抽出し、その範囲に入る各次数をノイズ成分に重なる次数としてもよい。 When obtaining a degree overlapping with a noise component caused by the surface roughness based on a numerical range that can be taken by the period q approximating the surface roughness and the period p of the structure on the substrate, for example, taking ± p / q A range to be obtained can be obtained, and each order included in this range can be set as an order overlapping with the noise component. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to extract a range slightly wider than the range that can be taken by ± p / q, and to set each order that falls within that range as an order that overlaps the noise component.
この発明にかかる光学式測定装置は、周期性を持つ構造物が配列された基板に光を照射する投光手段と、前記照射光により基板で生じた回折光の反射波を次数毎に分離して受光する受光手段と、前記受光手段により得た各回折光の強度をそれぞれ理論上の強度と比較して、前記構造物の形状を求める測定手段とを具備する。投光手段は、光源およびレンズ群を含むもので、前記構造物の配列方向に沿って広がる光を照射するように構成されるのが望ましい。受光手段は、CCDのような受光素子を含むもので、前記基板からの複数次数の回折光をそれぞれ受光面の異なる位置に入射できるように調整される。測定手段は、比較処理のためのプログラムにより動作するコンピュータであるのが望ましい。さらに、このコンピュータのメモリには、前記理論上の強度を含むデータベースが設定されるのが望ましい。 An optical measurement apparatus according to the present invention separates, for each order, a light projecting unit that irradiates light on a substrate on which periodic structures are arranged, and a reflected wave of diffracted light generated on the substrate by the irradiated light. A light receiving means for receiving light and a measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light obtained by the light receiving means with the theoretical intensity. The light projecting means includes a light source and a lens group, and is preferably configured to irradiate light extending along the arrangement direction of the structures. The light receiving means includes a light receiving element such as a CCD, and is adjusted so that a plurality of orders of diffracted light from the substrate can be incident on different positions on the light receiving surface. The measuring means is preferably a computer that operates by a program for comparison processing. Furthermore, it is desirable that a database including the theoretical strength is set in the memory of the computer.
さらに、上記の光学式測定装置では、前記測定手段が、あらかじめ選択された所定の次数の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成されている。次数の選択は、たとえば、ノイズ成分に重なる次数を示す数値(1,2,3など)の入力によって行うことができる。または、前記表面ラフネスに近似する周期qと構造物の周期pについて、それぞれその周期が取り得る数値範囲の入力を受け付け、前記した理論に基づき、ノイズ成分に重なる次数を算出するようにしてもよい。また、特定の種類の基板のみを対象とし、前記周期p,qがほぼ固定されている場合には、あらかじめこれらの周期に基づく所定の次数が常に選択されるように設定しておいてもよい。 Further, in the above optical measuring apparatus, the measuring means is configured to exclude a predetermined order of diffracted light selected in advance from the comparison target. The order can be selected, for example, by inputting a numerical value (1, 2, 3, etc.) indicating the order overlapping the noise component. Alternatively, for the period q approximating the surface roughness and the period p of the structure, input of numerical ranges that can be taken by the period may be received, and the order overlapping the noise component may be calculated based on the above theory. . Further, when only specific types of substrates are targeted, and the periods p and q are substantially fixed, a predetermined order based on these periods may be set to be always selected in advance. .
また、上記の光学式測定装置の一態様では、前記構造物の複数とおりの形状データ(構造物の幅や高さの組み合わせをいう。以下も同じ。)について、それぞれ前記あらかじめ選択された次数を除く各回折光の理論上の強度が登録されたメモリを具備する。この場合の測定手段は、前記受光手段が分離した各回折光のうち、前記理論上の強度が登録されているものを対象として前記比較処理を実行する。 Further, in one aspect of the optical measurement apparatus described above, the order selected in advance for each of the plurality of shape data of the structure (referred to a combination of width and height of the structure; the same applies to the following). A memory in which the theoretical intensity of each diffracted light is registered is included. In this case, the measuring means executes the comparison processing for each diffracted light separated by the light receiving means, for which the theoretical intensity is registered.
ただし、前記選択された次数を含む複数次数の回折光について、理論上の強度を登録してもよい。この場合の測定手段は、前記受光手段が分離した各回折光から選択された次数の回折光を除外し、残りの次数の回折光を用いて比較処理を実行することができる。 However, theoretical intensities may be registered for diffracted light of multiple orders including the selected order. The measuring means in this case can exclude the diffracted light of the selected order from the diffracted lights separated by the light receiving means, and execute the comparison process using the remaining orders of diffracted light.
つぎに、この発明にかかる他の光学式測定装置は、前記と同様の投光手段、受光手段、測定手段に加え、各次数の回折光のうち、前記基板の表面ラフネスに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を選択する選択手段を具備する。また、前記測定手段は、前記受光手段が分離した各回折光の中から前記選択手段により選択された次数の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成される。 Next, another optical measurement apparatus according to the present invention includes a light projection unit, a light reception unit, and a measurement unit similar to those described above, and includes noise components caused by the surface roughness of the substrate in the diffracted light of each order. Selection means for selecting the affected order; In addition, the measuring unit is configured to exclude the diffracted light of the order selected by the selecting unit from the diffracted lights separated by the light receiving unit from the comparison target.
上記において、選択手段は、前記した原理に基づき、周期qや構造物の周期pからノイズ成分に重なる次数を導出する演算回路とすることができる。この場合、測定対象の基板について、前記周期q、および構造物の周期pが取り得る数値範囲を入力する入力手段が設けられるのが望ましい。選択手段は、たとえば、p/qの取り得る範囲に対応する次数(正負いずれか一方の次数でもよいし、正負双方の次数でもよい。)を選択するように構成することができる。 In the above, the selection means can be an arithmetic circuit that derives the order overlapping the noise component from the period q or the period p of the structure based on the principle described above. In this case, it is desirable to provide an input means for inputting a numerical range that can be taken by the period q and the period p of the structure for the substrate to be measured. The selection means can be configured to select, for example, an order corresponding to a possible range of p / q (either one of the positive and negative orders or both of the positive and negative orders).
また、上記の光学式測定装置には、測定対象の基板について、前記投光手段および受光手段を用いて得られる回折光の強度分布のサンプルデータを入力する入力手段を設けることもできる。この場合の選択手段は、複数のサンプルデータ間の回折光の強度のばらつきを次数毎に求め、所定値以上のばらつきが生じている次数を選択する演算回路とすることができる。なお、上記の入力手段は、あらかじめ取得したサンプルデータを外部から入力する手段としても良いが、モデルの基板が測定されているときに、受光手段からの受光量データを直接入力できるように構成してもよい。
また、選択手段がいずれの態様をとる場合も、その選択手段はコンピュータにより構成するのが望ましいが、これに限らず、ASIC(特定用途向けIC)により構成することもできる。
In addition, the optical measuring apparatus may include an input unit that inputs sample data of the intensity distribution of the diffracted light obtained by using the light projecting unit and the light receiving unit for the measurement target substrate. In this case, the selection means can be an arithmetic circuit that obtains the variation in the intensity of the diffracted light among a plurality of sample data for each order and selects the order in which the variation of a predetermined value or more occurs. The above input means may be a means for inputting sample data acquired in advance from the outside, but is configured so that the received light amount data from the light receiving means can be directly input when the model substrate is being measured. May be.
In addition, when the selection unit takes any form, the selection unit is preferably configured by a computer, but is not limited thereto, and may be configured by an ASIC (specific application IC).
なお、上記の光学式測定装置には、前記選択手段がいずれの態様をとる場合でも、構造物の複数とおりの形状データについて、それぞれ受光手段が受光し得る複数の回折光の理論上の強度を登録しておくのが望ましい。 In the optical measurement apparatus, the theoretical intensity of the plurality of diffracted lights that can be received by the light receiving means for each of the plurality of shape data of the structure, regardless of which aspect the selecting means takes. It is desirable to register.
この発明にかかる光学式測定装置では、液晶テレビ用の基板を主な測定対象とすることができる。普及タイプである18〜30インチでW−XGAタイプの液晶基板では、画素のピッチが300〜400μmとなる。このような液晶基板を測定対象とする装置として、この発明では、前記基板に光を照射する投光手段と、前記照射光に対する基板からの回折光を次数毎に分離して受光する受光手段と、前記受光手段が分離した各回折光の強度をそれぞれ理論上の強度と比較して、前記構造物の形状を求める測定手段とを具備し、前記測定手段が、少なくとも1〜3次の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成された装置を提供する。 In the optical measurement apparatus according to the present invention, a substrate for a liquid crystal television can be a main measurement object. In a popular type 18-30 inch W-XGA type liquid crystal substrate, the pixel pitch is 300-400 μm. As an apparatus for measuring such a liquid crystal substrate, in the present invention, a light projecting means for irradiating the substrate with light, and a light receiving means for separating and receiving diffracted light from the substrate with respect to the irradiated light for each order. And measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light separated by the light receiving means with the theoretical intensity, and the measuring means comprises at least first to third order diffracted lights. Is configured to be excluded from the subject of the comparison process.
発明者が測定したところによると、この種の液晶基板の表面ラフネスの周期qは100μm以上であると考えられる。したがって、前記した理論によれば、構造物(電極)の周期が300〜400μmである場合には、表面ラフネスに起因するノイズ成分は±1〜3次の回折光に影響を及ぼす可能性が高い。上記光学式測定装置では、受光手段が受光し得る回折光の範囲に応じて、+1〜3次、または−1〜3次、または±1〜3次の各回折光を比較対象から除外し、他のノイズの影響を受けにくい次数の回折光の強度をそれぞれ理論上の強度と比較することができる。なお、構造物の周期が400μmに近い場合には、4次の回折光も比較対象から除外することができる。 According to the measurement by the inventors, the surface roughness period q of this type of liquid crystal substrate is considered to be 100 μm or more. Therefore, according to the above theory, when the period of the structure (electrode) is 300 to 400 μm, the noise component due to the surface roughness is highly likely to affect the ± 1 to 3rd order diffracted light. . In the optical measuring device, depending on the range of diffracted light that can be received by the light receiving means, +1 to 3rd order, or -1 to 3rd order, or ± 1 to 3rd order diffracted light is excluded from the comparison target, The intensities of orders of diffracted light that are not easily affected by other noises can be compared with the theoretical intensities, respectively. When the period of the structure is close to 400 μm, fourth-order diffracted light can be excluded from the comparison target.
さらに、この発明では、上記よりも大きい400〜500μmの周期をもって構造物が配列された液晶基板を測定対象とする光学式装置として、前記基板に光を照射する投光手段と、前記照射光に対する基板からの回折光を次数毎に分離して受光する受光手段と、前記受光手段が分離した各回折光の強度をそれぞれ理論上の強度と比較して、前記構造物の形状を求める測定手段とを具備し、前記測定手段が、少なくとも1〜4次の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成された装置を提供する。これも、上記と同様に、液晶基板の表面ラフネスの周期qが100μm以上であることに基づくものである。なお、構造物の周期が500μmに近い場合には、5次の回折光も比較対象から除外することができる。 Furthermore, in the present invention, as an optical device having a liquid crystal substrate in which structures are arranged with a period of 400 to 500 μm larger than the above as an object to be measured, a light projecting means for irradiating the substrate with light, A light receiving means for separating and receiving the diffracted light from the substrate for each order; and a measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light separated by the light receiving means with the theoretical intensity. And the measurement means provides an apparatus configured to exclude at least 1-4th order diffracted light from the object of the comparison process. This is also based on the fact that the surface roughness period q of the liquid crystal substrate is 100 μm or more, as described above. When the period of the structure is close to 500 μm, the fifth-order diffracted light can be excluded from the comparison target.
この発明によれば、照射光の波長に対して無視できないほどの大きさの表面ラフネスが生じている基板を測定対象とする場合に、表面ラフネスに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を測定に使用しないようにしたので、ノイズ成分の影響を受けずに、構造物の形状を安定して測定することができる。 According to the present invention, when a measurement target is a substrate having a surface roughness that cannot be ignored with respect to the wavelength of the irradiation light, the order affected by the noise component due to the surface roughness can be measured. Since it is not used, the shape of the structure can be stably measured without being affected by noise components.
図3は、この発明の一実施例にかかる光学式測定装置の外観を使用例とともに示す。
この光学式測定装置は、LCD用のガラス基板1に形成された電極について、その大きさや配列の周期などを測定するためのもので、センサヘッド10とコントローラ20とをケーブル4により接続して成る。なお、コントローラ20は、パーソナルコンピュータにセンサヘッド1用のインターフェース基板やプログラムが組み込まれたもので、キーボード201やモニタ202などの周辺機器を含む。
FIG. 3 shows the appearance of an optical measuring apparatus according to one embodiment of the present invention together with a usage example.
This optical measuring device is for measuring the size and arrangement period of electrodes formed on a
前記センサヘッド10には、レーザーダイオードを光源とする投光部や一次元CCD(以下単に「CCD」という。)を有する受光部などが含まれる。コントローラ20は、このセンサヘッド10の動作を制御するとともに、CCDからの出力を取り込んで後記する測定処理を実行する。
The
図4は、上記光学式測定装置の電気構成を示す。前記センサヘッド10には、投光部11および受光部12のほか、投光回路13、受光回路14、タイミング制御回路15などが含められる。なお、投光部11,受光部12の構成については、後で図6を用いて説明するが、投光部11にはレーザーダイオード111(図6に示す。)が、受光部12にはCCD122(図6に示す。)が、それぞれ配備される。
FIG. 4 shows the electrical configuration of the optical measurement apparatus. In addition to the
コントローラ20は、CPU21、メモリ21、ハードディスク23、入出力部24など、パーソナルコンピュータにおける通常の構成を具備するほか、前記した専用のインターフェース基板200を有する。インターフェース基板200には、インターフェース部25、A/D変換回路26、センサ制御回路27、トリガ入力部28、電源回路29などが搭載されており、インターフェース部25を介してCPUバス201に接続されている。
The
上記において、コントローラ20のハードディスク23内には、測定処理を実行するためのプログラムや判定テーブルなどが格納される。メモリ22は、測定に使用する受光量データを一時保存するのに用いられる。入出力部24は、キーボード201、モニタ202、図示しない外部機器への出力端子などを含む。
In the above, the
インターフェース基板200のセンサ制御回路27は、センサヘッド1のタイミング制御回路15に測定処理のタイミングを知らせるトリガ信号を与えるためのものである。このトリガ信号は、トリガ入力部28からの外部信号に基づき生成することができるほか、CPU21からのコマンドに基づき生成することもできる。いずれのトリガ信号を採用するかは、事前のデータ入力により設定することができる。なお、トリガ入力部28は、基板検知用のセンサなどに接続されるものである。
The
タイミング制御回路15は、前記トリガ信号に応じて所定長さのタイミング信号を生成し、これを投光回路13および受光回路14に出力する。投光回路13は、このタイミング信号に基づき投光部11のレーザーダイオード111を駆動する。受光回路14は、前記タイミング信号に基づき、受光部12のCCD122を駆動する。これにより、レーザーダイオード111の発光に同期するタイミングでガラス基板1からの反射光を受光することができる。
The
CCD122により生成された受光量信号は、インターフェース基板200のA/D変換回路26に入力されて、ディジタル変換される。CPU21は、この受光量信号のディジタルデータ(以下、「受光量データ」という。)をインターフェース部25を介して取り込んで、メモリ22に格納した後、このメモリ22内の受光量データを用いて前記した測定処理を実行する。
The received light amount signal generated by the
なお、前記電源回路29は、センサヘッド1に電源を供給するためのものである。図4では図示していないが、この電源回路29からの電源ライン、センサ制御回路27からのトリガ信号の伝送ライン、CCD122からの受光量信号の伝送ラインなどは、前記ケーブル4内に収容されることになる。
The
図5は、前記ガラス基板1の側面および上面を拡大して示す。このガラス基板1(以下、単に「基板1」という。)は、所定の厚みtを持つもので、上面1aには、縦横の各方向に沿って、それぞれ所定幅の矩形状電極2が一定間隔おきに配備される。この実施例では、2方向のいずれか一方における電極2の周期配列に着目し(勿論、各方向の周期配列に順に着目することも可能である。)、その配列方向に沿って所定長さの帯状光5を照射する。これにより、電極2の凹凸状態を反映した複数の回折光が発生し、基板1の表面および裏面で反射するようになる。なお、基板1の表面とは、前記電極2が配列された上面1aに相当する。また、基板1の裏面とは、底面の内側の面1bと考えることができる。また、基板1の底面は図示しない定盤上に支持されるものとする。
FIG. 5 shows an enlarged side and top surface of the
図5において、hは電極2の高さを、dは電極2の幅を、aは電極2間の間隔を、pは電極2の配列の周期を、それぞれ示す。この実施例では、基板1の厚みtおよび周期pは一定であり、h,dの値を測定対象とする。この測定のために、この実施例では、前記h,dの値の組み合わせが異なる複数とおりの周期配列パターンについて、あらかじめ、各回折光の表面反射光の理論上の強度を求め、前記ハードディスク23に登録している。具体的には、周期配列パターンの形状毎に、各回折光の理論上の強度を含むデータ(以下、「理論値データ」という。)を設定した判定テーブルが登録される。CPU21は、処理対象の基板1から得た受光量データを用いて各次数にかかる表面反射光の強度を測定し、その測定値を前記判定テーブルと照合することにより、前記基板1におけるh,dの値を特定する。この処理の詳細については後記する。
In FIG. 5, h represents the height of the
図6は、前記センサヘッド1内の投光部11および受光部12の主要構成を、これらの作用とともに示す。なお、図中、x,yは、測定対象の電極の配列を基準にした座標軸であって、xが電極の配列方向に、yがこれに直交する方向に、それぞれ対応する。また、図中の吹き出し(A)は、基板1への光の照射状態を示し、吹き出し(B)は、CCD122への反射光の集光状態を示す。
FIG. 6 shows the main components of the
前記投光部11は、光源となるレーザーダイオード111の前方に、コリメートレンズ112、シリンドリカルレンズ113、および集光レンズ114が順に配置されて成る。一方、受光部12は、前記CCD122の前方にシリンドリカルレンズ121が配備された構成のものである。なお、投光部11側のレーザーダイオード111および各レンズ112,113,114は、それぞれ専用のホルダ115,116,117,118により支持される。同様に、受光部12側のレンズ121やCCD122も、専用のホルダ123,124により支持されている。なお、レーザーダイオード111には、概ね650〜850nmの波長のレーザー光を出射するものが用いられる。
The
上記において、レーザーダイオード111から出射された光はコリメートレンズ112により平行にされた後、シリンドリカルレンズ113および集光レンズ114を順に通過する。シリンドリカルレンズ113は、前記コリメートレンズ112を通過した平行光をy方向で絞り込んで、x方向に長い帯状光を生成する。この帯状光を構成する平行光は、集光レンズ114によって集束光に変換される。ただし、集光レンズ114には、このレンズ114から基板1までの標準的な距離よりも十分に長い焦点距離を有するものが使用されるので、吹き出し(A)に示すように、基板1に対し、所定数の電極2を横切る長さの帯状光5を照射することができる。
In the above, the light emitted from the
受光部12側のCCD122は、この集光レンズ114の焦点距離に対応する位置であって、前記帯状光5に対する回折光の反射光を切り分けて受光できる位置に配備される(詳細については後記する。)。なお、投光部11側のシリンドリカルレンズ113の作用により、各反射光は前記投光部12側での絞り込みの方向と反対方向に広がる光となるが、受光部12側のシリンドリカルレンズ121は、この広がりを絞り込み、前記反射光を所定長さの帯状光6に成形するように機能する。
The
なお、この実施例では、帯状光6がCCD122の画素122aの幅よりも長くなるように、シリンドリカルレンズ121の曲率を調整している。また、CCD122は、その画素配列を帯状光6の並び方向に対応させて配備される。吹き出し(B)においては、CCD122の画素配列方向をx2、これに直交する方向をy2として示す。
In this embodiment, the curvature of the
この光学式測定装置では、測定の精度を安定させるために、前記CCD122により抽出した反射光の強度分布から2種類のノイズを除去する処理を実行する。第1のノイズは、基板1の裏面1bからの反射光に起因するものであり、第2のノイズは、基板1の表面ラフネスに起因するものである。
In this optical measurement apparatus, in order to stabilize the measurement accuracy, a process of removing two types of noise from the intensity distribution of the reflected light extracted by the
裏面1bからの反射光をノイズと考えるのは、つぎのような理由による。
前記したように、この実施例はガラス基板を測定対象とするので、基板表面で生じた回折光の一部は、基板1を透過して裏面1bで反射する。以下では、この裏面1bで反射する回折光を「裏面反射光」という。これに対し、基板1の表面1aで反射する回折光を「表面反射光」という。
The reason why the reflected light from the back surface 1b is considered as noise is as follows.
As described above, since this embodiment uses a glass substrate as a measurement target, a part of the diffracted light generated on the substrate surface is transmitted through the
基板1の厚みtが照射光のコヒーレント長よりも十分に大きい場合には、表面反射光と裏面反射光とは干渉しないので、理論上は、表面反射光と裏面反射光とがCCDの同じ位置に入射するように光学系を調整し、次数毎の反射光の強度を理論上の強度と比較すれば良いことになる。しかしながら、現実の測定処理では、基板1を定盤上に固定することから、定盤と基板との間に生じる空気層間で生じる多重反射や定盤表面の反射率のばらつきなどの影響により、裏面反射光の強度を正しく得ることが困難になる。このため、裏面反射光に起因する強度をノイズとして取り除く必要が生じるのである。
When the thickness t of the
つぎに、ガラス基板の表面ラフネスには、照射光の波長(650〜850nm)に対して無視できない大きさの振幅があるため、光路長(投光部11から基板1までの光路および基板1から受光部12までの光路の各長さを加算したものをいう。)のばらつきが大きくなる。この光路長のばらつきによる位相のずれによって、反射光は理論どおりの強度を示さなくなる可能性がある。先の[課題を解決するための手段]の欄で詳しく説明したように、この表面ラフネスに起因するノイズ成分は、特定の次数で顕著になるものの、他の次数ではさほど大きくならない。よって、ノイズ成分が顕著になる次数を比較処理の対象から除外すれば、測定誤差が生じるのを防止することができる。
Next, since the surface roughness of the glass substrate has an amplitude that cannot be ignored with respect to the wavelength of irradiation light (650 to 850 nm), the optical path length (from the
この実施例では、第1のノイズに対しては、CCD122上における表面反射光と裏面反射光とを切り分けて受光できるように光学系を調整し、表面反射光の強度のみを抽出するようにしている。
さらに、第2のノイズに対しては、前記ノイズ成分が顕著になる次数の表面反射光を除外した測定処理を行うようにしている。
In this embodiment, for the first noise, the optical system is adjusted so that the front surface reflected light and the back surface reflected light on the
Further, the second noise is subjected to a measurement process excluding the surface reflection light of the order in which the noise component becomes significant.
まず、裏面反射光を除去する処理について、説明する。
図7は、前記図6の光学系による光の進行状態を模式的に示す。この図6では、基板1への照射光および表面反射光を実線で示し、基板1への透過光および裏面反射光を一点鎖線で示す。なお、この図7では、表面反射光と裏面反射光との関係を明瞭にするために、0次回折光にかかる光路のみを示すが、他の回折光についても、同様の関係を得ることができる。
First, the process for removing the back surface reflected light will be described.
FIG. 7 schematically shows the progress of light by the optical system of FIG. In FIG. 6, irradiation light and front surface reflected light to the
前記投光部11で生成された平行光は、集光レンズ114を通過することによって集束光に変換された後、基板1に照射される。基板1は鏡面であるので、表面反射光においても集束状態が維持され、所定位置で集光するようになる。裏面反射光でも、同様に収束状態が維持されるが、この裏面反射光は、投光部11に対し、表面反射光よりも遠方で反射するから、表面反射光とは異なる位置に集光するようになる。
なお、照射光の1光路に対応する表面反射光と裏面反射光とに着目すると、これらの反射光は、基板1の上方において平行に進行する光となる。
The parallel light generated by the
When attention is paid to the front surface reflected light and the back surface reflected light corresponding to one optical path of the irradiation light, these reflected light becomes light traveling in parallel above the
この実施例では、前記した電極2の高さdおよび幅aがそれぞれ所定値であり、前記集光レンズ114が基板1から前記標準的な距離をおいて置かれたときの表面反射光の集光位置に合わせて、CCD122を配備するようにしている。また、電極2の配列パターンやセンサヘッド10の高さ位置が変動すると、CCD112に対する表面反射光の集光位置も変化すると考えられる。また、裏面反射光は、表面反射光に比べて、集光レンズ114から反射位置までの距離が長くなるので、上記のように表面反射光の集光位置に合わせてCCD122を配備すると、CCD122の手前に集光するようになる。しかしながら、集光レンズ114の焦点深度を深くすれば、これらの集光位置のずれはわずかなものとなり、いずれの反射光も、集光状態とみなし得る状態でCCD112に入射させることができる。よって、表面反射光と裏面反射光とをCCD122上に分離して入射させ、各反射光の鮮明な像を得ることができる。
In this embodiment, the height d and width a of the
図8は、光学系が前記図7のように調整されている場合に、CCD122の各画素により得られる受光量の強度分布の望ましい状態を示す。図8(1)は、CCD122上に表面反射光のみが集光したと想定した場合の分布曲線であり、各次数の表面反射光に対応する山状の画像が所定間隔をおいて出現している。以下、この山状の画像を「表面反射光像」という。図8(2)は、裏面反射光のみが集光したと想定した場合の分布曲線であり、同様に、各次数の裏面反射光に対応する山状の画像が所定間隔をおいて出現している。以下、この山状の画像を「裏面反射光像」という。図8(3)は、前記(1)の分布曲線が示す強度に(2)の分布曲線が示す強度を加算して得られる曲線である。基板1の厚みtが光源のコヒーレント長よりも大きく、表面反射光と裏面反射光とが干渉しない場合には、この(3)に示すような受光量の分布曲線が得られることになる。
FIG. 8 shows a desirable state of the intensity distribution of the received light amount obtained by each pixel of the
なお、上記いずれの曲線も、横軸は受光量データの座標を表すもので、前記図6の吹き出し(B)のx2方向に対応する。投光部11と受光部12とが前記図6の関係をもって配置される場合、図8では、投光部11から離れる方向に進むほど座標が大きくなることになる。
Incidentally, any of the above curves, the horizontal axis represents the coordinates of the received light amount data, corresponding to the x 2 direction balloon (B) of FIG. 6. When the
各回折光の反射光が、前記図7に示した原理に基づいてCCD122上に集光する場合、この図8の例のように、m次の回折光にかかる表面反射光像Pmと裏面反射光像pmとが異なる位置に現われるようになる。また、この図8の例では、m次の表面反射光像Pmとつぎの(m+1)次の表面反射光像Pm+1との間にm次の裏面反射光像pmが位置している。言い換えれば、各表面反射光像と裏面反射光像とが交互かつ次数の順に並んだ状態となっている。
When the reflected light of each diffracted light is collected on the
また、前記電極の周期パターンのような矩形状の構造物による凹凸パターンに光を照射すると、0次回折光が他の回折光よりも圧倒的に優勢になる場合が多い。図8(1)の例ではピークが最大の表面反射光像P0が、図8(2)の例ではピークが最大の裏面反射光像p0が、それぞれ0次回折光に対応すると考えることができる。これらの反射光像P0,p0は、実際に得られる受光量の分布曲線においては、図8(3)に示すように、隣り合わせに位置すると考えることができる。なお、図中、0次よりも右側の像P1,p1,P2,p2,P3,p3・・・は、1次、2次、3次・・・の表面反射光像および裏面反射光像であり、0次よりも左側の像P−1,p−1,P−2,p−2,P−3,p−3は、−1次、−2次、−3次・・・の表面反射光像および裏面反射光像である。 In addition, when light is applied to a concavo-convex pattern made of a rectangular structure such as the periodic pattern of the electrodes, the 0th-order diffracted light is predominantly dominant over other diffracted light in many cases. Surface reflection image P 0 peak maximum in the example of FIG. 8 (1) is the back surface reflection image p 0 peak maximum in the example of FIG. 8 (2), be thought of as respectively corresponding to the zero-order diffracted light it can. These reflected light images P 0 and p 0 can be considered to be adjacent to each other as shown in FIG. 8 (3) in the distribution curve of the actually received light amount. In the figure, the images P 1 , p 1 , P 2 , p 2 , P 3 , p 3 ... On the right side of the 0th order are the first, second, third, etc. surface reflected light images. And images P −1 , p −1 , P −2 , p −2 , P −3 , and p −3 on the left side of the 0th order are −1st order, −2nd order, −3 Next are a front surface reflected light image and a back surface reflected light image.
この実施例にかかる光学式測定装置では、各回折光の表面反射光と裏面反射光とが前記図8(3)のような状態でCCD122上に分離して集光するような条件をあらかじめ求め、この条件に基づき、集光レンズ114の焦点距離や、集光レンズ114とCCD122との位置関係などを調整する。以下、この条件について、図9,10を用いて説明する。
In the optical measuring apparatus according to this embodiment, conditions are obtained in advance so that the front surface reflected light and the back surface reflected light of each diffracted light are separated and condensed on the
まず、図9は、前記図8(3)のように、各次数にかかる表面反射光像と裏面反射光像とを交互かつ次数の順に並べるための条件を示す。図中、Pm,Pm+1は、それぞれm次、(m+1)次の表面反射光像であり、pm,pm+1は、m次、(m+1)次の裏面反射光像である。前記図8(3)のような受光量の分布曲線を得るには、同じ次数にかかる表面反射光像Pmと裏面反射光像pmとの距離bxが表面反射光像Pm,pm+1間の距離axよりも小さくなる必要がある。すなわち、ax>bxの関係が必要となる。 First, FIG. 9 shows conditions for arranging the front surface reflected light image and the back surface reflected light image according to each order alternately and in the order of the order as shown in FIG. 8 (3). In the figure, P m and P m + 1 are the m-th order and (m + 1) -order surface reflected light images, respectively, and p m and p m + 1 are the m-th order and (m + 1) -order back-surface reflected light images, respectively. FIG 8 (3), such to obtain the received light amount distribution curve as the distance bx surface reflection image P m of the surface reflected light image P m and the back reflected light image p m according to the same degree, p m + 1 It needs to be smaller than the distance ax. That is, a relationship of ax> bx is required.
図10(1)は、前記m次および(m+1)次の表面反射光の光路により前記距離axを示したものである。図中のLは、基板1への光照射位置Cで生じた0次の表面反射光がCCD122に集光するように調整した場合の0次表面反射光の光路の長さである。以下、このLを距離Lという。この実施例では、前記光学系の調整に必要な条件を、距離Lにより示すようにしている。
FIG. 10 (1) shows the distance ax by the optical paths of the m-th order and (m + 1) -th order surface reflected light. L in the figure is the length of the optical path of the 0th-order surface reflected light when adjusted so that the 0th-order surface reflected light generated at the light irradiation position C on the
図中、θmはm次の回折角である。ここで、電極2の配列周期をp、照射光の波長をλ、基板の厚みをt、光の入射角をθとすると、回折角θmは、つぎの(A)式により求めることができる。
In the figure, θ m is the mth-order diffraction angle. Here, when the arrangement period of the
θm+1は(m+1)次の回折角であり、上記(1)式のmを(m+1)に置き換えることにより求めることができる。ここで、回折角θm,θm+1がきわめて小さい(θm,θm+1≪1)と考えると、前記距離axは、つぎの(B)式による値に近似するものとなる。 θ m + 1 is the (m + 1) -order diffraction angle, and can be obtained by replacing m in the above equation (1) with (m + 1). Here, when the diffraction angles θ m and θ m + 1 are considered to be extremely small (θ m , θ m + 1 << 1 ), the distance ax approximates a value according to the following equation (B).
つぎに、図10(2)は、前記m次の回折光の表面反射光および裏面反射光の光路により距離bxを示したものである。図中の角度θtrは、基板1に透過した回折光が垂直方向に対してなす角度である。回折角θmがきわめて小さい場合には、前記距離bxは、つぎの(C)式に近似するものとなる。なお、(C)式中、n2は基板裏面の屈折率である。
Next, FIG. 10B shows the distance bx by the optical path of the front surface reflected light and the back surface reflected light of the m-th order diffracted light. The angle θ tr in the figure is an angle formed by the diffracted light transmitted through the
上記(B)(C)式を前記した条件:ax>bxにあてはめることにより、前記距離Lについて、つぎの(D)式を導き出すことができる。 By applying the above expressions (B) and (C) to the above-described condition: ax> bx, the following expression (D) can be derived for the distance L.
この実施例にかかる光学式測定装置では、センサヘッド1を基板1から所定の距離だけ離して設置したときに、基板1とCCD122との距離が前記(D)式の関係を満たすように、集光レンズ114とCCD122との位置関係が調整されている。また、集光レンズ114としては、上記の位置関係において、表面反射光がCCD122上に集光し、かつ裏面反射光も集光しているとみなすことができる状態になるような焦点距離を持つものが採用される。なお、前記距離Lの特定に必要なパラメータp,λ,θ,t,n2は、測定対象の基板や電極のパターン、投光部11の構成などに基づき、あらかじめ特定することができる。
In the optical measurement apparatus according to this embodiment, when the
上記のような調整を行うことにより、CCD122では、同じ次数にかかる表面反射光像と裏面反射光像との組が次数毎に順に並んだ分布曲線を生成することができる。前記コントローラ20のCPU21は、この分布曲線を示す受光量データの中から各次数の表面反射光像を示すものを抽出し、それらの強度を用いて電極の周期パターンを測定する。
By performing the adjustment as described above, the
図11は、上記した表面反射光の強度の抽出にかかるCPU21の手順を示す。なお、この手順は、後記する図16のステップ2の詳細な手順にあたるので、各ステップを20番代の数字により示す。また、この図10および図16では、各ステップを「ST」と略す。以下の説明も、これに準じて「ST」を使用する。
FIG. 11 shows the procedure of the
前記したように、0次回折光にかかる表面反射光と裏面反射光とは、いずれも他の次数にかかる反射光よりも強度が高く、また受光量の分布曲線中に並んで位置する関係にある。そこで、この手順では、ST21において、受光量データ中の各反射光像の中からピークが最大のものとピークが2番目に大きいものとを抽出する。そして、これらのピーク間の距離が前記距離bxに近い値であり、両者の間に他のピークが存在しないことを確認した上で、これらのピークに対応する2つの反射光像を0次回折光に対応するものとして特定する。 As described above, the front surface reflected light and the back surface reflected light applied to the 0th-order diffracted light are higher in intensity than the reflected light applied to other orders, and are positioned side by side in the received light amount distribution curve. . Therefore, in this procedure, in ST21, the one with the maximum peak and the one with the second largest peak are extracted from each reflected light image in the received light amount data. Then, after confirming that the distance between these peaks is a value close to the distance bx and that no other peak exists between them, two reflected light images corresponding to these peaks are converted into the 0th-order diffracted light. Specified as corresponding to
つぎのST22では、前記0次回折光に対応する一対の反射光像のいずれか一方を、表面反射光像として特定する。前記図7に示したように、裏面反射光は、表面反射光よりも投光部11から離れた位置で反射し、表面反射光と平行に進行するから、CCD122上においても、表面反射光よりも投光部11から離れた位置に集光することになる。したがって、ST22では、前記一対の反射光像のうち投光部11に近い方の像(図8の座標軸によれば、座標の小さい方の像となる。)を、表面反射光像として特定する。
In the next ST22, one of the pair of reflected light images corresponding to the 0th-order diffracted light is specified as the surface reflected light image. As shown in FIG. 7, the back surface reflected light is reflected at a position farther from the
また、この実施例にかかる受光量の分布曲線では、各次数にかかる表面反射光像は、前記図7のaxに近い距離を隔てて次数の順に並んでいる。そこで、つぎのST23では、前記0次の表面反射光像の位置から前記距離axをm倍(m<0,m>0)した値だけ離れた位置を、m次の表面反射光像の位置として特定する。なお、axの具体的な値は、前記した(B)式により求めることができる。 Further, in the distribution curve of the received light amount according to this embodiment, the surface reflected light images relating to the respective orders are arranged in the order of the orders with a distance close to ax in FIG. Therefore, in the next ST23, the position separated from the position of the 0th-order surface reflected light image by a value obtained by multiplying the distance ax by m (m <0, m> 0) is the position of the mth-order surface reflected light image. As specified. In addition, the specific value of ax can be calculated | required by above-described Formula (B).
ST24では、特定された各表面反射光像の強度を求める。この強度として、この実施例では、図12に示すように、各表面反射光像Pm,Pm+1・・・につき、それぞれ幅wm,wm+1・・・の範囲に含まれるデータの積分値を求めるようにしている。なお、この場合の幅wm,wm+1・・・は、反射光像のピークの1/e2以上の強度を得た領域に対応するものである。 In ST24, the intensity of each identified surface reflected light image is obtained. As the intensity, in this embodiment, as shown in FIG. 12, the integrated values of the data included in the ranges of the widths w m , w m + 1 ... For each of the surface reflected light images P m , P m + 1. Asking for. Note that the widths w m , w m + 1 ... In this case correspond to regions where an intensity of 1 / e 2 or more of the peak of the reflected light image is obtained.
つぎに、基板1の表面ラフネスに起因するノイズに対する処理について説明する。前述した理論によれば、このノイズが重なる次数は、表面ラフネスに近似する周期qおよび電極2の周期pに基づき求めることができる。
Next, processing for noise caused by the surface roughness of the
図13(1)は、モデルの基板1の表面形状を触針式のプロファイラにより測定した結果をグラフにしたものである。このグラフの横軸は、基板上の所定方向における位置の変化を示すものであり、縦軸は、基板表面の高さの変化を示す。このグラフによれば、基板表面の高さは、概ね−100〜350オングストロームの範囲で変動しており、最大の振幅は30nm程度になる。
FIG. 13A is a graph showing the results of measuring the surface shape of the
図13(2)は、上記図13(1)の測定結果をフーリエ変換して得られた空間周波数分布を示す。このグラフによれば、0〜0.01μm−1付近の範囲で高い山が集中していると認められる。この周波数の範囲を波長に換算すると、100μm以上と考えることができる。 FIG. 13 (2) shows a spatial frequency distribution obtained by Fourier transforming the measurement result of FIG. 13 (1). According to this graph, it is recognized that high mountains are concentrated in the range of 0 to 0.01 μm −1 . When this frequency range is converted into a wavelength, it can be considered to be 100 μm or more.
上記図13の測定結果によれば、基板1の表面ラフネスに近似する周期qは100μm以上であると考えることができる。また、電極2の周期pは300μmであるから、前述した理論によれば、各次数の回折光のうち表面ラフネスに起因するノイズの影響が顕著になるのは、±1〜3次の回折光であると考えることができる。
According to the measurement result of FIG. 13, it can be considered that the period q approximating the surface roughness of the
図14は、表面ラフネスがある場合と表面ラフネスがない場合について、それぞれ回折光の理論上の強度を算出し、両者を対比して示したものである。図中のグラフ(A)は前記周期qを200μmとした場合の算出結果であり、グラフ(B)は、前記周期qを125μmとした場合の算出結果である。なお、表面ラフネスがない場合の算出には、前記した(5)式を、表面ラフネスがある場合の算出には、前記した(10)式をそれぞれ使用した。また、表面ラフネスの振幅gは10nm、電極の周期pは300μmとした。また、この図14およびつぎの図15では、0次および正の次数にかかる回折光の強度をそれぞれ0次回折光の強度で正規化して示す。 FIG. 14 shows the theoretical intensity of the diffracted light calculated for the case with surface roughness and the case without surface roughness, respectively, and contrasted. The graph (A) in the figure is the calculation result when the period q is 200 μm, and the graph (B) is the calculation result when the period q is 125 μm. The above-described equation (5) was used for the calculation when there was no surface roughness, and the above-mentioned equation (10) was used for the calculation when there was surface roughness. The amplitude g of the surface roughness was 10 nm, and the electrode period p was 300 μm. In FIG. 14 and the next FIG. 15, the intensities of the diffracted light of the 0th order and the positive order are respectively normalized by the intensities of the 0th order diffracted light.
前述した理論によれば、表面ラフネスに起因するノイズの影響を強く受けるのは±p/qに対応する次数である。グラフ(A)では、1次の回折光の強度に大きな差が現れ、グラフ(B)では、2次の回折光の強度に大きな差が現れており、上記の理論がほぼ裏付けられていると考えることができる。 According to the theory described above, it is the order corresponding to ± p / q that is strongly influenced by noise due to surface roughness. In the graph (A), a large difference appears in the intensity of the first-order diffracted light. In the graph (B), a large difference appears in the intensity of the second-order diffracted light, and the above theory is almost supported. Can think.
つぎに、発明者は、実際の基板を用いて、±1〜3次の回折光を除くことにより、表面ラフネスに起因するノイズの影響を受けない測定を行うことができる旨を検証した。図15は、その結果を示すものである。この例では、前記図13の測定に用いたのと同じ種類の基板に対し、光の照射位置を変更しながら4回の照射を行い、毎時の照射に対する回折光の強度(前記した表面反射光の強度)を測定した。図15は、その測定結果を示すもので、点線や鎖線により各回の測定結果を示す。この測定結果によれば、1〜3次における回折光の測定値に大きなばらつきがあることがわかる。 Next, the inventor has verified that measurement that is not affected by noise due to surface roughness can be performed by removing ± 1st to 3rd order diffracted light using an actual substrate. FIG. 15 shows the result. In this example, the substrate of the same type used for the measurement in FIG. 13 is irradiated four times while changing the light irradiation position, and the intensity of diffracted light with respect to hourly irradiation (the surface reflection light described above) Strength) was measured. FIG. 15 shows the measurement results, and the measurement results of each time are shown by dotted lines and chain lines. According to this measurement result, it can be seen that there are large variations in the measured values of the diffracted light in the first to third orders.
さらに、発明者は、複数種の周期配列パターンについて、各回折光の理論上の回折光の強度を含む理論値データを用意し、前記4つの測定結果につき、それぞれ各理論値データの中から最も測定結果に近いものを抽出する処理を行った。なお、理論値データの各強度は、前記特許文献2,3で採用されているのと同様のベクトル理論により算出した。また、測定結果に近い理論値データを抽出する処理では、最小自乗法を使用し、最小の誤差が所定値以内であれば、その誤差を得たときの理論値データを測定結果に対応するものとした。この結果、4つの測定結果について、それぞれ同一の理論値データを抽出することができた。図15の実線は、その理論値データを示すものである。1〜3次の回折光の実測値は、この理論上の強度に対しても、異なる値を示す傾向がある。
Further, the inventor prepares theoretical value data including the theoretical intensity of the diffracted light for each of the plurality of types of periodic array patterns, and for each of the four measurement results, each of the theoretical value data is the most. A process for extracting the ones close to the measurement results was performed. In addition, each intensity | strength of theoretical value data was computed by the vector theory similar to employ | adopted by the said
上記図15の測定結果によれば、基板1の表面ラフネスの周期qが100μm以上であり、電極2の周期pが約300μmである場合には、1〜3次の回折光を除外することにより、測定精度を安定させることができる、という理論を裏付けることができる。
According to the measurement result of FIG. 15, when the surface roughness period q of the
ただし、図15のグラフによれば、4次の回折光にも3次の回折光に匹敵する強度のばらつきが生じている。また5次以上の回折光の中にもある程度のばらつきを示すものがある。このようなことから、従来のように2〜3の回折光を用いた処理ではなく、0次および4次以上の多数の回折光の強度を抽出し、これらと理論値データとの最小自乗誤差を求める方法による測定を行うのが望ましい。 However, according to the graph of FIG. 15, the fourth-order diffracted light also has intensity variations comparable to the third-order diffracted light. Some of the diffracted lights of the fifth order and higher show some variation. For this reason, the intensity of a large number of 0th-order and 4th-order diffracted lights is extracted instead of the conventional process using 2-3 diffracted lights, and the least square error between these and the theoretical value data is extracted. It is desirable to perform measurement by the method of obtaining
図16は、前記光学式測定装置で実行される測定処理の一連の手順を説明する。
まず、最初のST1では、測定処理に必要な受光量データを取り込む処理を行う。この処理では、前記センサ制御回路27を介してセンサヘッド1側の投光回路13および受光回路14を駆動した後、CCD122からの受光量信号をA/D変換し、メモリ22に格納することになる。
FIG. 16 illustrates a series of procedures of measurement processing executed by the optical measurement device.
First, in the first ST1, a process for capturing received light amount data necessary for the measurement process is performed. In this processing, after the
つぎのST2では、ST1で得た受光量データにつき、前記図12の手順を実行することにより、各次数の表面反射光の強度を検出する。つぎのST3では、検出された表面反射光強度を、さらに0次および4〜15次の各反射光の強度に絞り込む。なお、この例では、0次および正の次数の回折光のみを測定に使用するものとする。 In the next ST2, the intensity of the surface reflected light of each order is detected by executing the procedure of FIG. 12 for the received light amount data obtained in ST1. In the next ST3, the detected surface reflected light intensity is further narrowed down to the 0th and 4th to 15th order reflected light intensities. In this example, only 0th-order and positive-order diffracted light is used for measurement.
つぎに、ST4では、前記した判定テーブルから所定の配列パターンにかかる理論値データを選択し、その中から0次および4〜15次の各回折光の強度値を読み出す処理を実行する。 Next, in ST4, theoretical value data relating to a predetermined arrangement pattern is selected from the above-described determination table, and processing for reading out the intensity values of the 0th order and 4th to 15th orders of diffracted light is executed.
ST5では、前記ST3で絞り込みされた各強度と前記ST4で読み出された理論上の強度とを用いて、前記受光量データと理論値データとの誤差σを算出する。 In ST5, an error σ between the received light amount data and the theoretical value data is calculated using each intensity narrowed down in ST3 and the theoretical intensity read in ST4.
以下、判定テーブルに登録された配列パターン毎に、ST4、5の処理を実行することにより、順に誤差σを求める。登録されたすべての配列パターンについて誤差σが求められると、ST6が「YES」となり、つぎのST7において、前記誤差σが最小となったときの配列パターンを測定対象の構造として特定する(ただし、この最小の誤差σが所定値以内であることを確認する。)。 Hereinafter, for each array pattern registered in the determination table, the error σ is obtained in order by executing the processes of ST4 and ST5. When the error σ is obtained for all the registered arrangement patterns, ST6 becomes “YES”, and in the next ST7, the arrangement pattern when the error σ is minimized is specified as the structure to be measured (however, Confirm that the minimum error σ is within a predetermined value.)
この後、ST8では、この特定された周期パターンにかかる電極の幅dおよび高さhを、測定結果として外部に出力する。 Thereafter, in ST8, the width d and height h of the electrode according to the specified periodic pattern are output to the outside as measurement results.
CPU21が光学式測定装置として行う処理は上記のとおりである。さらに、CPU21は、この測定結果から前記電極の配列パターンの良否を判別する処理を行うこともできる。
The processing performed by the
なお、上記の測定処理では、あらかじめ1〜3次の回折光を測定処理から除外するように設定しているが、測定対象の基板1が種々に変わる場合には、その基板1の構成に応じて測定処理から除外する次数を適宜選択できるようにするのが望ましい。たとえば、測定処理に先立ち、基板1の周期pと表面ラフネスの周期qとについて、それぞれの取り得る数値範囲を入力し、これら入力値に基づき、p/qの値が取り得る数値範囲を求め、その範囲に含まれる次数を測定処理に使用しないように設定することができる。
In the above measurement process, the first to third order diffracted lights are set to be excluded from the measurement process in advance. However, when the
上記の図16の手順によれば、第1のノイズにかかる裏面反射光の成分を除外し、さらに第2のノイズにかかる1〜3次の表面反射光を除外した上で、理論データとの比較を行うから、電極の周期パターンについて、精度の高い測定を行うことができる。 According to the procedure of FIG. 16 above, the component of the back surface reflected light related to the first noise is excluded, and the first to third order surface reflected light related to the second noise is excluded, and then the theoretical data and Since the comparison is performed, highly accurate measurement can be performed on the periodic pattern of the electrodes.
なお、上記の光学式測定装置では、矩形状の構造物に限らず、台形など他の形状の構造物の形状も測定することができる。
図17は、台形状の構造物2Aを測定対象とする場合の具体例を示す。この例では、前記台形を複数の矩形を階段状に重ねた形状に近似すると考えている。このようにすれば、矩形毎にベクトル回折理論による計算を繰り返すことによって各回折光の理論上の強度を求めることができる(非特許文献1参照。)
Note that the optical measurement apparatus described above can measure not only a rectangular structure but also other shapes such as a trapezoid.
FIG. 17 shows a specific example when the
よって、この場合にも、複数の周期配列パターン毎に複数次数分の回折光の強度の理論値を含む理論データを作成し、前記図16の手順を実行することによって、構造物2Aに近似する形状を求めることができる。 Therefore, also in this case, the theoretical data including the theoretical value of the intensity of the diffracted light for a plurality of orders is created for each of the plurality of periodic array patterns, and the structure 2A is approximated by executing the procedure of FIG. The shape can be determined.
1 基板
2 電極
10 センサヘッド
11 投光部
12 受光部
20 コントローラ
21 CPU
22 メモリ
122 CCD
DESCRIPTION OF
22
Claims (10)
前記測定手段は、あらかじめ選択された所定の次数の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成されて成る光学式測定装置。 A light projecting means for irradiating light on a substrate on which a structure having periodicity is arranged; a light receiving means for separating and receiving a reflected wave of diffracted light generated on the substrate by the irradiated light for each order; and the light receiving means In the apparatus comprising the measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light obtained by the above with the theoretical intensity,
The optical measurement apparatus is configured so that the measurement unit excludes a predetermined-order diffracted light selected in advance from the comparison target.
前記構造物の複数とおりの形状データについて、それぞれ前記あらかじめ選択された次数を除く複数の次数の回折光の理論上の強度が登録されたメモリを具備し、前記測定手段は、前記受光手段が分離した各回折光のうち、前記理論上の強度が登録されているものを対象として前記比較処理を実行するようにした光学式測定装置。 The apparatus of claim 1, wherein
A memory in which theoretical intensities of a plurality of orders of diffracted light excluding the preselected orders are registered for each shape data of the structure is provided, and the measuring means is separated by the light receiving means. An optical measurement apparatus that executes the comparison process on the diffracted light having the theoretical intensity registered.
各次数の回折光のうち、前記基板の表面ラフネスに近似する周期qに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を選択する選択手段を具備し、
前記測定手段は、前記受光手段が分離した各回折光の中から前記選択手段により選択された次数の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成されて成る光学式測定装置。 A light projecting means for irradiating light on a substrate on which a structure having periodicity is arranged; a light receiving means for separating and receiving a reflected wave of diffracted light from the substrate with respect to the irradiated light; and In the apparatus comprising a measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each separated diffracted light with the theoretical intensity,
A selection means for selecting an order affected by a noise component caused by a period q approximating the surface roughness of the substrate among the diffracted light of each order;
The optical measuring apparatus configured to exclude the diffracted light of the order selected by the selecting means from the diffracted lights separated by the light receiving means from the comparison processing target.
前記表面ラフネスに近似する周期qと測定対象の基板上の構造物の周期pとについて、それぞれその周期が取り得る範囲を入力する入力手段を具備し、前記選択手段は、前記入力手段より入力された周期p,qを用いて、前記ノイズ成分の影響を受ける次数を選択する光学式測定装置。 The apparatus of claim 3, wherein
An input means for inputting a range that can be taken by each of the period q approximating the surface roughness and the period p of the structure on the substrate to be measured is provided, and the selection means is input from the input means. An optical measuring device that selects the order affected by the noise component using the periods p and q.
前記周期性を持つ構造物が配列された基板について、前記投光手段および受光手段を用いて得られた回折光の強度分布のサンプルデータを入力する入力手段を具備し、前記選択手段は、複数のサンプルデータ間の回折光の強度のばらつきを次数毎に求め、所定値以上のばらつきが生じている次数を前記ノイズ成分の影響を受ける次数として選択する光学式測定装置。 The apparatus of claim 3, wherein
An input means for inputting sample data of the intensity distribution of the diffracted light obtained using the light projecting means and the light receiving means for the substrate on which the structure having periodicity is arranged, and the selecting means comprises a plurality of An optical measurement device that obtains the variation in the intensity of diffracted light between the sample data for each order and selects the order in which a variation of a predetermined value or more occurs as the order affected by the noise component.
前記測定手段は、少なくとも1〜3次の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成されて成る光学式測定装置。 Using a liquid crystal substrate in which structures are arranged with a period of 300 to 400 μm as a measurement target, a projection unit that irradiates light to the substrate and a reflected wave of diffracted light from the substrate with respect to the irradiation light are separated for each order. In an apparatus comprising: a light receiving means for receiving light; and a measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light separated by the light receiving means with the theoretical intensity.
The optical measurement apparatus is configured such that the measurement unit excludes at least the first to third order diffracted light from the object of the comparison process.
前記測定手段は、少なくとも1〜4次の回折光を前記比較処理の対象から除外するように構成されて成る光学式測定装置。 Using a liquid crystal substrate in which structures are arranged with a period of 400 to 500 μm as a measurement object, a projection means for irradiating the substrate with light and a reflected wave of diffracted light from the substrate with respect to the irradiation light are separated for each order. In an apparatus comprising: a light receiving means for receiving light; and a measuring means for determining the shape of the structure by comparing the intensity of each diffracted light separated by the light receiving means with the theoretical intensity.
The optical measurement apparatus is configured so that the measurement unit excludes at least 1-4th order diffracted light from the object of the comparison process.
各次数の回折光のうち、前記基板の表面ラフネスに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を、前記比較処理の対象から除去することを特徴とする周期配列パターンの測定方法。 The reflected wave of the diffracted light generated by irradiating the substrate on which the periodic structure is arranged is separated and received for each order, and the intensity of each diffracted light is compared with the theoretical intensity. In the method for obtaining the shape of the structure,
A method for measuring a periodic array pattern, wherein the orders affected by a noise component caused by the surface roughness of the substrate among the diffracted lights of each order are removed from the comparison target.
前記表面ラフネスに近似する周期qと基板上の構造物の周期pとが取り得る数値範囲に基づき、前記表面ラフネスに起因するノイズ成分の影響を受ける次数を求めるようにした周期配列パターンの測定方法。 The method according to claim 9, wherein
A method for measuring a periodic array pattern, in which an order affected by a noise component due to the surface roughness is obtained based on a numerical range that can be taken by the period q approximating the surface roughness and the period p of the structure on the substrate. .
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|---|---|---|---|---|
| CN100472573C (en) * | 2006-07-12 | 2009-03-25 | 英业达股份有限公司 | remote control system and method |
| JP2009229156A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Pulstec Industrial Co Ltd | Inspection apparatus of lattice structure, and inspection method of lattice structure |
| US11692953B2 (en) | 2017-07-19 | 2023-07-04 | Nova Ltd. | X-ray based measurements in patterned structure |
-
2004
- 2004-05-19 JP JP2004148928A patent/JP2005331321A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100472573C (en) * | 2006-07-12 | 2009-03-25 | 英业达股份有限公司 | remote control system and method |
| JP2009229156A (en) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Pulstec Industrial Co Ltd | Inspection apparatus of lattice structure, and inspection method of lattice structure |
| US11692953B2 (en) | 2017-07-19 | 2023-07-04 | Nova Ltd. | X-ray based measurements in patterned structure |
| TWI831744B (en) * | 2017-07-19 | 2024-02-11 | 以色列商諾發股份有限公司 | X-ray based measurements in patterned structure |
| US12196691B2 (en) | 2017-07-19 | 2025-01-14 | Nova Ltd. | X-ray based measurements in patterned structure |
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