专利名称：线宽测量方法
技术领域：
本发明涉及由反射光及透射光同时照明测量试料的两侧来测量半透明膜的线宽的线宽测量装置中的线宽测量方法，该测量试料是在透明基板上形成不透明图案、并跨着透明基板和不透明图案而形成半透明膜。
背景技术：
利用反射光和透射光对测量试料的线宽进行测量的线宽测量装置已经在市场上出售。
首先，根据图3说明用反射光和透射光照明测量试料的情况下得到的辉度波形。
在图3中，测量试料由形成在玻璃31上的金属图案(或金属膜)32构成。实际上同时点亮反射照明和透射照明来测量金属图案(无透射)32的线宽时，是同时点亮反射照明和透射照明来进行，但为了说明原理，分为仅通过反射照明得到的辉度波形、与仅通过透射照明得到的辉度波形来说明。此外，实际上也有仅用反射照明来测量的情形和仅用透射照明来测量的情形。
在只有反射照明的情况下，如图3(a)所示，当用来自未图示的反射光源的反射光33照明金属图案(无透射)32侧时，由测量试料反射的反射光经由位于测量试料的上方的、未图示的自动调光适配器内的ND(Neutral Density，中性密度)滤光片(透射率连续变化的滤光片)，入射到未图示的摄像机中。作为该摄像机的输出而得到的辉度波形34为图3(b)，调整上述自动调光适配器内的ND滤光片，以使该辉度波形34的峰值成为规定值(视频信号0.7V)。
此外，在只有透射照明的情况下，如图3(c)所示，当用来自未图示的透射光源的透射光35来照明与玻璃31上的金属图案(无透射)32形成侧的相反侧时，透过了测量试料的透射光经由位于测量试料的上方的上述自动调光适配器内的ND滤光片(透射率连续变化的滤光片)，入射到上述摄像机中。作为上述摄像机的输出而得到的辉度波形36为图3(d)，调整来自上述透射光源的透射光35，以使该辉度波形36的峰值成为规定值(视频信号0.7V)。
因而，如图3(e)所示，在同时点亮反射光33和透射光35的情况下，作为上述摄像机的输出而得到的同时点亮时辉度波形37成为如图3(f)所示的波形。即，通过图3(b)与图3(d)的合成，反射光33的峰值与透射光35的峰值为相同的规定值(视频信号0.7V)，并且反射光的峰值与根据金属图案(无透射)32的倾斜部分的槽的底部之间的对比度、以及该槽的底部与透射光的峰值之间的对比度相同，可以得到与金属图案(无透射)32的倾斜部分的形状相应的辉度波形。
作为有关线宽测量装置的专利文献可以举出我公司申请的专利文献1。但是，专利文献1仅记载了反射光，并不是作为本发明的前提的、用反射光和透射光同时照明的线宽测量装置。
专利文献1日本特开2003-279318号公报但是，实际上测量试料的反射光的反射率以及透射光的透射率因样品而不同的情况较多，在这种情况下作为上述摄像机的输出而得到的同时点亮时辉度波形会不同。
根据图4说明在测量试料的反射光的反射率以及透射光的透射率不同的情况下所得到的同时点亮时辉度波形。
图4(a)是反射光33的反射率比透射光35的透射率高的情况，在这种情况下，如果将自动调光适配器内的ND滤光片调整为图4(b)所示的同时点亮时辉度波形37a的峰值，则透射光35部分的辉度波形变得很小。
图4(c)是反而透射光35的透射率比反射光33的反射率高的情况，在这种情况下，如果将来自透射光源的透射光35调整为图4(d)所示的同时点亮时辉度波形37b的峰值，则反射光33部分的辉度波形变得很小。
因而，这种情况下，反射光的峰值与根据金属图案(无透射)32的倾斜部分的槽的底部之间的对比度、以及该槽的底部与透射光的峰值之间的对比度不相同，不能得到与金属图案(无透射)32的倾斜部分的形状相应的辉度波形。
接着，根据图5说明测量试料的线宽的测量原理。图5(a)是测量试料，在玻璃基板上形成有图案(膜)50。图5(b)是用摄像机的扫描线Li横截测量试料的玻璃基板和图案50的情况下所得到的辉度波形。设辉度分布中的最大辉度级51为100％，设最小辉度级52为0％，设相当于中间的辉度级50％的辉度级53的第a个像素和第b个像素间的位置差为Nab。此外，设由摄像机的测量倍率和从摄像机到测量试料的被摄体距离决定的系数为k。此时，测量试料的图案50的线宽X可以用下式(1)求出。
X＝k×Nab ……(1)因而，为了测量测量试料的图案50的线宽X，需要准确地得到辉度波形的中间的辉度级。
但是，如果有测量试料的反射光的反射率和透射光的透射率不同的样品，则如图4所说明的那样，反射光的峰值与根据金属图案(无透射)32的倾斜部分的槽的底部之间的对比度、以及该槽的底部与透射光的峰值之间的对比度不相同，不能得到与金属图案(无透射)32的倾斜部分的形状相应的辉度波形。由此，因为所得到的辉度波形的中间的辉度级偏离正确的位置，所以不能测量图案的准确的线宽。
图6是表示作为实际的测量对象的测量试料与由以往的线宽测量装置得到的辉度波形的图。图6(a)是作为实际的测量对象的测量试料的俯视图，图6(b)是其截面图。如图6(a)、(b)所示，作为实际的测量对象的测量试料，是在以LCD基板为代表的透明基板21上形成不透明图案22、并跨着透明基板21与不透明图案22而形成了半透明膜(ITO)23的试料。
在用反射光和透射光同时照明该测量试料的两侧来测量半透明膜(ITO)23的情况下，以往是固定反射光的功率及透射光的功率比例来测量。功率的比例按测量试料的样品的反射率及透射率，是根据作业者的感觉来决定，所以因人而有个人差异，还有因反射光源和透射光源的劣化而功率比例产生变化的情况，这种情况下，如图4所说明的那样，始终得不到相同辉度波形，因而难以保持相同对比度的状态。
图6(c)是所得到的辉度波形25的例子，在透射率较差的样品的情况下通过透射光得到的辉度波形的峰值降低，其结果，对比度与通过反射光得到的辉度波形的对比度不同而会变差。
因而，随着测量试料的样品而线宽数据不均匀，测量的再现困难，并且不能做线宽的准确的测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够保持稳定的对比度状态的线宽测量方法。
本发明在线宽测量装置中用反射光和透射光同时照明测量试料的两侧来测量半透明膜的线宽，该测量试料是在透明基板上形成不透明图案、并跨着上述透明基板与上述不透明图案而形成上述半透明膜，在测量上述半透明膜的线宽时，对上述透明基板和上述不透明图案分别指定调光区域后分别调光，然后测量上述半透明膜的线宽。
此外，本发明在线宽测量装置中用来自反射光源的反射光照明测量试料的半透明膜、同时用来自透射光源的透射光照明上述测量试料的上述半透明膜的相反侧，来测量上述半透明膜的线宽，上述测量试料是在透明基板上形成不透明图案、并跨着上述透明基板与上述不透明图案而形成上述半透明膜，在测量上述半透明膜的线宽时，对上述透明基板和上述不透明图案分别指定透射光的调光区域和反射光的调光区域；调整调光适配器内的滤光片或来自上述反射光源的反射光，以便从上述反射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；并调整上述调光适配器内的上述滤光片或来自上述透射光源的透射光，以便从上述透射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；然后测量上述半透明膜的线宽。
发明效果根据本发明，能够得到可以保持稳定的对比度状态的线宽测量方法。
图1是使用了本发明的线宽测量方法的线宽测量装置的实施方式的结构图；图2是用于说明本发明中的线宽测量方法的、表示图1的试料台上放置的测量试料与由本发明的实施方式得到的辉度波形的图；图3是表示用反射光和透射光照明测量试料时得到的辉度波形的图；图4是测量试料的反射光的反射率及透射光的透射率不同的情况下表示所得到的同时点亮时辉度波形的图；图5是说明测量试料的线宽的测量原理的图；图6是表示作为实际的测量对象的测量试料、与由以往的线宽测量装置得到的辉度波形的图。
具体实施例方式
图1是利用了本发明的线宽测量方法的线宽测量装置的实施方式的结构图。在图1中，1是测量用的CCTV(closed-circuit television闭路电视)摄像机，拍摄由显微镜放大的测量试料的样品的图像。2是配置在CCTV摄像机前的自动调光适配器，是用于将到达CCTV摄像机1的摄像元件(CCD)的光量调整为规定量的值的设备。
3～6为显微镜的结构部件，3是直筒，4是投光管，5是转换器(revolver)，6是物镜。7是光波导，11是显微镜的反射照明光源组件，从该反射照明光源组件11的射出口输出的光经过光波导7、投光管4、及物镜6，照射试料台8上的未图示的测量试料，用作反射照明。
此外，9是透射照明头，10是光波导，12是透射照明光源组件，从该透射照明光源组件12的射出口输出的光，经过光波导10、透射照明头9，从背面照射在试料台8上的未图示的测量试料，用作透射照明。
由测量试料反射的光及透射的光经由自动调光适配器2内的ND滤光片入射到CCTV摄像机1中，被拍摄并变换为视频信号。
由CCTV摄像机1得到的视频信号输入到图像处理装置13中，转换为可由视频显视器14显示的格式，该图像显示在视频显视器14上。
15是鼠标或键盘等的操作器，观察由视频监视器14显示的图像，来进行控制图像处理装置13、指定并显示调光区域的操作。
图2是用于说明本发明中的线宽测量方法的、表示图1的试料台8上放置的测量试料和由本发明的实施方式得到的辉度波形的图。图2(a)是实际的测量对象即测量试料的俯视图，图2(b)是其截面图，图2(c)是所得到的辉度波形的例子。
如图2(a)、(b)所示，测量试料在以LCD基板为代表的透明基板21上形成不透明图案22，并跨着透明基板21和不透明图案22，在其上形成半透明膜23。
当用反射光和透射光同时照明该测量试料的两侧时，在视频监视器14上显示测量试料的俯视图2(a)和辉度波形图2(c)的图像(但是，在此阶段中不显示标号26和27的区域。此外，在此阶段中的辉度波形是从图2(c)的波形中辉度波形的峰值降低后的波形L)。
在测量该测量试料的半透明膜(ITO)23的线宽时，在本发明的实施方式中使用图1的操作器15，如图2(a)所示，在透明基板21上指定并显示透射光的调光区域26，在不透明图案22上指定并显示反射光的调光区域27。
接着，在辉度波形图2(c)中，对图1的自动调光适配器2内的ND滤光片(透射率连续变化的滤光片)进行调光，以便从反射光的调光区域27得到的辉度波形的峰值为预定的规定值(例如，视频信号0.7V)；并且在图1的透射照明光源组件12内，对来自透射光源的透射光进行调光，以便从透射光的调光区域26得到的辉度波形的峰值为预定的规定值(例如，视频信号0.7V)。
该调光的结果，使反射光的峰值与透射光的峰值成为相同的规定值(例如，视频信号0.7V)。在此阶段中的辉度波形是从图6(c)的波形中辉度波形的峰值上升后的波形H。此外，还可以与上述例子不同，通过来自反射光源的反射光调整从反射光的调光区域得到的辉度波形的峰值、或通过ND滤光片调整从透射光的调光区域得到的辉度波形的峰值。
然后，通过进行图5说明那样的线宽的测量，来测量半透明膜(ITO)23的线宽。
因而，在本实施方式中，能够得到可以保持稳定的对比度状态的线宽测量方法。由此能够准测量半透明膜(ITO)23的线宽。此外，线宽数据不会因测量试料的样品而不均匀，测量的再现也容易。
此外，在本实施方式中，即使反射光的反射率及透射光的透射率因测量试料的样品而不同，因为由图1的图像处理装置13产生控制信号，使该控制信号反馈到自动调光适配器2内的ND滤光片(透射率连续变化的滤光片)及透射照明光源组件12，所以也能够始终自动地保持相同的规定值(视频信号0.7V)。此外，由此能够始终准确地测量半透明膜(ITO)23的线宽。
权利要求
1.一种线宽测量方法，其特征在于，在线宽测量装置中用反射光和透射光同时照明测量试料的两侧来测量半透明膜的线宽，该测量试料是在透明基板上形成不透明图案、并跨着上述透明基板与上述不透明图案而形成上述半透明膜，在测量上述半透明膜的线宽时，对上述透明基板和上述不透明图案分别指定调光区域后分别调光，然后测量上述半透明膜的线宽。
2.一种线宽测量方法，其特征在于，在线宽测量装置中用来自反射光源的反射光照明测量试料的半透明膜、同时用来自透射光源的透射光照明上述测量试料的上述半透明膜的相反侧，来测量上述半透明膜的线宽，上述测量试料是在透明基板上形成不透明图案、并跨着上述透明基板与上述不透明图案而形成上述半透明膜，在测量上述半透明膜的线宽时，对上述透明基板和上述不透明图案分别指定透射光的调光区域和反射光的调光区域；调整调光适配器内的滤光片或来自上述反射光源的反射光，以便从上述反射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；并调整上述调光适配器内的上述滤光片或来自上述透射光源的透射光，以便从上述透射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；然后测量上述半透明膜的线宽。
3.如权利要求2所述的线宽测量方法，其特征在于，调整调光适配器内的滤光片，以便从上述反射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；并调整来自上述透射光源的透射光，以便从上述透射光的调光区域得到的辉度波形的峰值成为预定值；然后测量上述半透明膜的线宽。
4.如权利要求3所述的线宽测量方法，其特征在于，进行调光，使从上述反射光的调光区域得到的上述辉度波形的上述峰值、与从上述透射光的调光区域得到的上述辉度波形的上述峰值相同。
全文摘要
本发明提供一种可以保持稳定的对比度状态的线宽测量方法。本发明的线宽测量方法，在由反射光及透射光同时照明测量试料的两侧，来测量半透明膜的线宽的线宽测量装置中，上述测量试料是在透明基板(21)上形成不透明图案(22)、并跨着透明基板与不透明图案而形成半透明膜(23)，在测量半透明膜的线宽时，对透明基板和不透明图案分别指定调光区域(26、27)后分别调光，然后测量上述半透明膜的线宽。
文档编号G01B11/02GK1804545SQ20061000495
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月11日 优先权日2005年1月11日
发明者野上大 申请人:株式会社日立国际电气