假想接面測定用的幹涉儀裝置的製作方法
2023-05-31 11:06:01 2
專利名稱：假想接面測定用的幹涉儀裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種形狀測定用的幹涉儀裝置，特別是，關於等離子顯示器或EL等各種顯示元件或半導體晶片等中，以高密度配設在基板上的多個線狀電路布線的共平面性(Coplanarity同一平面性、平坦性)的計測過程中可使用的幹涉儀裝置。
背景技術：
等離子顯示器等顯示元件、電子部件或半導體元件等，通過高集成化、大規模化、大面積化，正在進行著相關電路布線的微細化或疊層化。在這些元件的製造工序中，確保布線之間的絕緣性、防止布線的斷線、確保疊層之間的絕緣，或者確保使元件發揮其功能所需的布線截面積等成為重要的問題。
為了布線之間絕緣性的確保、布線斷線的防止、疊層之間絕緣的確保等，傳統的方法中，要在元件電路板上蝕刻金屬膜而形成的布線上塗覆(overcoat)絕緣層，再使用研磨機(lapping machine)等研磨其絕緣層的上面，使之變得平坦，解決疊層時的問題。在該方法中，為了確保絕緣性，在研磨過程中必須嚴格控制布線上的絕緣層的厚度。(參考下述專利文獻1)但是通過蝕刻金屬膜而形成布線的方法，因為隨著布線的微細化，縱橫比(aspect ratio)(對布線寬度的金屬膜厚度比)變得太大，而較難通過蝕刻取得希望的布線截面形狀。其結果，存在為了使元件發揮其功能所需布線截面積的確保、或者由蝕刻殘留物產生的布線之間的絕緣不良等問題。為了解決這些問題，所採用的方法有在電路板上事先成膜的絕緣體上形成布線用槽，然後在其絕緣體上包括槽內部在內形成金屬層，再通過化學或機械研磨，使該金屬層同樣地研磨至絕緣體的表面，除去絕緣體上的金屬，只留下槽內的金屬作為布線。該方法中，為了確保布線所需的截面積，不得不嚴格控制絕緣體被蝕刻後形成之槽的深度，使之達到高度精確的程度。(參考下述專利文獻2)並且，也已知下述方法，其在半導體基板上形成的金屬膜之上用光致抗蝕劑(photoresist)形成布線圖形的負片像(陰像)，在所露出的金屬布線圖形上通過電鍍法，鍍上金等金屬，而形成布線。在該方法中，在基板周邊部發生電鍍的漏電，在中央部和周邊部，電鍍的膜厚有時候發生變化，所以必須要控制對基板或光致抗蝕劑上面的金屬布線上面的高度分布。(請參考下述專利文獻3)為了進行這些控制，不僅要測定各布線的上面、槽的底面、或者電鍍金屬布線的上面等，多個線狀被測面的同一平面性(共平面性)，還要測定絕緣層的表面、基板的表面或光致抗蝕劑表面的平面性。
傳統的方法有，利用幹涉分光膜厚計(專利文獻1)、斑點(spot)幹涉法(專利文獻2)、光切斷法、共焦法(confocal method)、傾斜照明(oblique illumination)所產生的陰影區域測定法(專利文獻4)等，局部性測定各線狀被測面及各線狀被測面之間相互面對面的基板表面的高度，從而測定各線狀被測面的共平面性以及基板表面平面性的方法。
專利文獻1日本專利特開平8-240413號公報專利文獻2日本專利特開2002-048519號公報專利文獻3日本專利特開平5-121403號公報專利文獻4日本專利特開2001-298036號公報但是，這種測定方法需要設定多處測定點，所以測定所需的時間較多，尤其，對在線(in-process)測定不適合。
另一方面，如果上述基板的平面性良好，線狀被測面在其製造過程中，大體上與同一平面一致。所以，可以想到，利用表面形狀測定用的幹涉儀裝置，拍攝與多個線狀被測面所構成的1個平面形狀對應的幹涉紋圖像，並對其做出解釋，調查線狀被測面的共平面性。但是，由多個線狀被測面構成的假想平面，被存在於線狀被測面之間的絕緣體分開，未形成連續的一個平面。並且，對與各線狀被測面之間面對面的基板表面或光致抗蝕劑表面，也被各線狀被測面分開，未形成連續的一個平面。因此，利用傳統的幹涉儀裝置，難以測定其整體的形狀。
發明內容
本發明是鑑於上述問題，其目的在於提供一種假想接面測定用的幹涉儀裝置，如同以高密度形成在顯示元件的基板上或者半導體晶片上的各線狀被測面以及與各線狀被測面面對面的基板表面那樣，在具有使分別位於相互大致平行的不同的假想面上的多種小被測面的被測體中，可以容易並且精密度高地測定各小被測面在高度方向上的同一平面性。
本發明的假想接面測定用的幹涉儀裝置，包括向被測體及幹涉儀的基準面照射測定光，合波從被測體的反射光和從基準面的反射光，而取得幹涉光的幹涉光學系統；和檢測幹涉光的光強度分布的光檢測面，該幹涉儀裝置，為了測定與以第一配置圖形位於第一基準假想面上形成的第一小被測面相接的第一假想接面、以及與以第二配置圖形位於與上述第一基準假想面大致平行的第二基準假想面上形成的第二小被測面相接的第二假想接面的形狀，具有如下的構成。
即，與本發明有關的假想接面測定用的幹涉儀裝置，其特徵在於上述測定光是具有比來自上述第一小被測面的反射光和來自上述第二小被測面的反射光的光程長度差短的相干距離的低相干光；還包括光程長度調整機構，在以上述第一小被測面作為測定對象的第一測定時，調整光程長度，以使來自該第一小被測面的反射光和來自上述基準面的反射光發生幹涉，在以上述第二小被測面作為測定對象的第二測定時，調整光程長度，以使來自該第二小被測面的反射光和來自上述基準面的反射光發生幹涉；成像調整機構，被分割設定在上述光檢測面上的多個檢測單位區域上分別，在上述第一測定時形成有上述第一小被測面的像的至少一部分，在上述第二測定時形成有上述第二小被測面的像的至少一部分；幹涉紋信息獲取機構，根據按各上述檢測單位區域平均化而被檢測的各光強度，在上述第一測定時獲取對應於與上述第一小被測面相接的第一假想接面的形狀的第一幹涉紋信息，在上述第二測定時，獲取對應於與上述第二小被測面相接的第二假想接面的形狀的第二幹涉紋信息。
在本發明中，上述幹涉紋獲取機構構成為根據上述各光強度分別求出上述第一及第二假想接面的對應於上述各檢測單位區域的各部分相位，根據這些各相位求出上述第一及第二假想接面的整體相位分布，從而，獲取上述第一及第二幹涉紋信息。
另外，優選在上述幹涉光學系統的光程中具有不要光去除機構，該不要光去除機構，允許來自上述第一及第二小被測面中的作為測定對象的小被測面的反射光到達上述光檢測面、抑制來自其他部分的反射光到達上述光檢測面，以及/或，允許與來自上述小被測面的反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面、抑制與來自上述不作為測定對象的小被測面的反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面。
作為上述不要光去除機構構成可為在與上述作為測定對象的小被測面的配置圖形對應的位置上具有開口，該開口允許與來自作為測定對象的小被測面的反射光或者與該反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面；或者，可以出入上述幹涉光學系統的光程。
而且，本發明除了由上述第一及第二小被測面相互分離的多個小被測面構成的情況之外，即使在上述第一或第二小被測面是一要其寬度非常細且長度長的結構，例如其小被測面在上述基準面上蛇行(S形)的分布時、或者漩渦形狀分布時都可以適用。另外，對於小被測面的形狀，不局限於圓形或正方形，還可以包括直線狀或曲線狀等多種形狀。
而且，上述基準假想面不局限於平面，包括以球面、非球面等可測定光幹涉的多種曲面形成的情況。
另外，所謂上述假想接面「與小被測面相接」，在小被測面為寬度非常細且長度長的蛇行或漩渦形狀分布的一條被測面時，是指與小被測面的各個部分連續相接，有多個小被測面時是指與各個小被測面連續相接。
根據本發明的假想接面測定用的幹涉儀裝置，通過具有上述結構，通過獲取與各小被測面相接的假想接面的形狀對應的幹涉紋，從而可以實現高精確度測定如以高密度形成在顯示元件的基板或半導體晶片等上的各線狀被測面以及面向各線狀被測面的基板表面那樣的、分別位於相互大致平行的不同假想面上形成的多種小被測面的相對高度方向的整體位置分布(同一平面性)。
而且，也無需如斑點(spot)幹涉法等那樣設定多個測定點，因此可以縮短測定所需的時間。
而且，作為測定光利用低相干光的同時，通過光程長調整機構，可以調整與幹涉有關的光程長度，因此在如上所述的介入透明的絕緣層或光致抗蝕劑材料的狀態下可進行高精確度測定。
圖1是本發明的第一實施方式的假想接面測定用的幹涉儀裝置的概略構成圖；圖2是圖1所示的控制器的概略構成圖；圖3表示圖1所示的光檢測面上的成像狀態一個例子。
具體實施例方式
以下，參考附圖，詳細說明本發明的具體實施方式
。
裝置的構成
首先根據圖1及圖2，大概說明與本發明的一個實施方式有關的假想接面測定用的幹涉儀裝置的構成。圖1是與本發明的一個實施方式有關的假想接面測定用的幹涉儀裝置的概略構成圖，圖2是圖1所示的控制器的概略構成圖。
圖1所示的假想接面測定用的幹涉儀裝置(以下簡稱為「幹涉儀裝置」)10是裝載作為測定光輸出相干距離短的光的光源11的邁克耳遜幹涉儀裝置包括由按照從光源11射出之光的前進順序布置的放大透鏡13、準直透鏡15、分光鏡(beam splitter)17、遮光罩19、基準板21以及布置在分光鏡17上方的聚光透鏡23、成像透鏡25組成的幹涉光學系統；以及具有由CCD或CMOS等固體攝像元件組成的光檢測面27的攝像機構29。並且，幹涉儀裝置10包括放置被測體50的放置臺22；包括在攝像機構29中執行成像倍率的調整或圖像處理等各種運算的電腦的控制器31；顯示幹涉紋圖像等的監視裝置33；以及向控制器31進行各種輸入的輸入裝置35。並且，雖然在附圖上未圖示，但是在基準板21上設有進行條紋掃描(fringe scan)計測時以及調整光程時，將基準板21向光軸方向(圖中箭頭方向)微動的作為光程長調整機構的條紋掃描適配器。
上述光源11可以採用，LED、SLD、滷素燈(halogen lamp)等低相干光源，或者用攝像機構29的攝像元件捕獲到幹涉紋圖像時，被調整以便使相干距離為與上述低相干光源所具有的相干距離等值的相干距離的波長調製光源。該類的波長調製光源，在比攝像元件的響應時間(蓄光時間)還短的時間內，調製從光源(一般採用半導體雷射光源)射出之光的波長，在攝像元件的響應時間上，按攝像元件響應時間的平均時間拍攝幹涉紋，從而可以取得與利用出射頻譜寬度寬並相干距離短的光之光源時等價的結果。例如，在1995年5月光波傳感預稿集75～82頁記載了合成相干函數(coherence function)的方法。並且由本專利申請人還記載了改良其方法的技術。(日本專利文獻2002-192619號說明書)圖1所示的被測體50具有形成在長方形形狀的基板51上的絕緣層53及形成在絕緣層53上的導電層54、高密度布置在該導電層54表面的多個金屬布線55、以及形成在這些金屬布線55之間的多個光致抗蝕劑材料57。金屬布線55及光致抗蝕劑材料57形成使向垂直於紙面的方向以直線形狀拉伸，並且在圖的左右方向交替按規定的間距(pitch)排列。
被測體50的具體製作方法如下。基板51的表面形成為在被吸針夾盤60吸附時具有高精密度的平面性，再在其上通過CVD法等形成絕緣層(例如，矽氧化膜)53，以及通過濺射法等形成導電層(例如，金)54之後，採用旋塗法(spin-coat)等方法塗布光致抗蝕劑材料57。然後，按光致抗蝕劑材料57烘焙(baking)所需要的電路布線圖形，再進行顯像處理，從而去除形成電路布線部分的光致抗蝕劑材料57，形成露出該部分導電層54的電鍍用導電層小區域面54a。該導電層54作為成長鍍膜時的供電路，進行電鍍處理。其結果，如圖1的右下方圓內擴大顯示的那樣，電鍍的金屬布線55，以周圍的光致抗蝕劑材料57作為掩模，在導電層小區域面54a上按規定厚度疊層而成的就是被測體50。
並且，在實際的電路基板製造工序中，金屬布線55按規定厚度疊層後，去除周圍起到掩模作用的光致抗蝕劑材料57，將去除後露出的導電層54的導電層小區域面54b和絕緣層53，通過幹刻蝕(dry etching)等方法去除，而成為有金屬布線55的電路基板。
但是，上述電路基板的製造方法中，絕緣層53、導電層54或光致抗蝕劑材料57，由於該形成法本身的長處，而可以形成幾乎均勻的膜厚度，但是疊層在電鍍用小區域面54a上的金屬布線55，由於不容易將基板51表面全區域的在電鍍時的電流密度控制在一定水平以及電鍍液的管理問題等原因，將疊層的各個高度位置，即，金屬布線55的上面55a，在規定的假想平面(第一基準假想面)上對齊，也不盡人意。並且，有些情況下，金屬布線的上面55a成長為光致抗蝕劑材料57的上面57a以上，致使和相鄰金屬布線的上面55a形成一體，而甚至導致絕緣不良。所以，去除作為掩模的光致抗蝕劑材料57之前，需要先測定金屬布線55之上面55a的高度位置的同一平面性(共平面性)。
例如通過如圖所示的吸針夾盤60等，以支撐被測體50的狀態實施上述的測定。該吸針夾盤60，具有在基盤的被測體50的支撐面側開口的真空室中林立的多個支撐針61，是以各個支撐針61的頂端面從裡側支撐被測體50，同時進行真空室的排氣將其吸附固定在各支撐針61之上的矯正用夾頭裝置，並且為了維持吸附支撐的被測體50的基板51(導電層54)的表面及光致抗蝕劑材料57之上面57a的平面性，而這些各支撐針61的頂端面高度以高精密度對齊形成。
另外，如圖2所示，上述控制器31具有由上述計算機內的運算電路或存儲器、及收容在該存儲器內的程序等構成的成像調整部37、及幹涉紋信息獲取部39。這些各組成本發明的成像調整機構以及幹涉紋信息獲取機構。
本實施方式的幹涉儀裝置10構成為在如上所述的電鍍工序中，進行測定各金屬布線55上面55a的高度位置之同一平面性(共平面性)的第一測定及測定導電層54表面之平面性的第二測定。並且，上述各金屬布線55的上面55a相當於本發明的第一小被測面，而且，各金屬布線55之間相互面對面的導電層54的表面(以下簡稱為『導電層小區域面54b』)相當於本發明的第二小被測面，這些導電層小區域面54b，在維持導電層54表面平面性的狀態下，與上述第一假想平面平行的假想平面(第二假想面)一致。
以下，將本實施方式的幹涉儀裝置10的測定順序，分為上述第一測定和第二測定來說明。並且，對於第一及第二測定順序中，為了矯正被測體50的彎曲，通過吸針夾盤60吸附支撐被測體50的狀態下進行。
第一測定
第一測定中，測定圖1所示的各金屬布線55的上面55a高度位置之均勻性。首先，移動基準板21，調整光程長，使來自各金屬布線55之上面55a的反射光和來自上述基準板21基準面21a的反射光相互幹涉。
然後，將上述遮光罩19設置在上述分光鏡17和上述基準面21a之間的光程中(靠近基準面21a的位置為宜)。該遮光罩19在幹涉光學系統的光程中，構成不要光去除機構，其允許與來自上述金屬布線55上面55a的反射光合波的基準面21a的反射光到達上述光檢測面，抑制與來自上述各光致抗蝕劑材料57之上面57a以及塗布了各光致抗蝕劑材料57的底層即各導電層小區域面54b的反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面，並具有允許光通過的線狀的多個開口19a。該遮光罩19在透明板19b的一面上，在與上述開口19a的位置相當的部分之外的區域疊層吸收型ND塗層19c而形成，入射到各開口19a的光通過被允許的同時，入射到吸收型ND塗層19c部分的光被吸收而被抑制通過。
並且，遮光罩19可以出入光程地設置，上述多個開口19a，與上述各金屬布線55上面55a的配置圖形相一致。即，遮光罩19設置在第一測定時的光程中，這時，進行調整使上述各開口19a位於與來自上述各金屬布線55上面55a的反射光合波之光所通過的位置。
接著，通過上述成像調整部37，調整上述攝像機構29的成像倍率，以使分割設定在圖1所示的光檢測面27上的多個檢測單位區域的各個區域形成上述各金屬布線55上面55a之圖像的至少一部分。圖3示出上述光檢測面27上的這種成像狀態之一例。圖3表示光檢測面上的各金屬布線的成像狀態的一個例子。
圖3中，表示為小長方形的是，分割設定在光檢測面27上的多個檢測單位區域41(省略了一些附圖標記)，表示為黑色細長長方形的是，上述各金屬布線55的上面55a(參考圖1)的圖像(上面圖像)43，省略了一些附圖標記)。並且，用大長方形形狀表示的部分是，上述基板51(參考圖1)的圖像(基板圖像)45)。
如該圖3所示，上述成像調整部37(參考圖2)調整上述攝像機構29(參考圖1)的成像倍率，以形成上述上面圖像43的至少一部分。並且，圖3中，以小長方形表示的多個區域中完全沒有形成上述上面圖像43的區域不會成為檢測單位區域41。該檢測單位區域41，既可使光檢測面27的一個象素對應於一個檢測單位區域41，也可將相鄰的多個(例如，4、9、16個)象素作為一套對應於一個檢測單位區域41。
然後，根據按每個上述檢測單位區域41平均化而被檢測的光強度，上述幹涉紋信息獲取部39(參考圖2)中，需要與上述各金屬布線55的上面55a整體相接觸的假想接觸平面(第一假想接面)形狀對應的第一幹涉紋信息。本實施方式中，上述幹涉紋信息獲取部39構成為分別求出與上述各檢測單位區域41對應的上述第一假想接面的各部分相位，再根據這些各個相位，求出上述假想接面的整體相位分布。並且，該相位分布的計算，按條紋掃描的計測順序進行。
條紋掃描計測中，分階段改變從幹涉儀基準面的反射光和從被測面的反射光相位差，並通過對各階段取得的幹涉紋強度分布進行規定的運算，可以計算與幹涉紋的各小部分對應的相位。本實施方式中，將圖1所示之基準板21的基準面21a位置向光軸方向移動，細微地調整從基準面21a的反射光和從各金屬布線55上面55a的反射光之間的相位差，每次調整時，在光檢測面27上按每個上述檢測單位區域41平均光強度而檢測(光檢測面27的一個象素對應於一個檢測單位區域41時，在一般的檢測過程中，實現該平均化，但是相鄰的多個象素對應於一個檢測單位區域41時，利用軟體對多個象素分別檢測的光強度進行平均化處理)。
在圖3所示的各上面圖像43上重疊有從上述基準面21a的反射光和從上述各上面55a的反射光的幹涉光形成的幹涉紋信息，因此，在條紋掃描計測的各個階段，各上面圖像43的光強度發生變化。另外，除上面圖像43之外部分的光強度，在條紋掃描計測的各個階段不會發生變化。因此，在條紋掃描計測的各個階段，按每個上述檢測單位區域41平均化的光強度信息中重疊了包括在各檢測單位區域41的各上面圖像43的平均化的相位信息，通過進行與一般的條紋掃描計測相同的運算處理，而可以分別求出對應於各檢測單位區域41的上述第一假想接面的各部分相位，並根據這些相位，可以求出上述假想接面的整體相位分布。
並且，為了使這些相位分布計算成為可能，對應於分別包括在相鄰的各檢測單位區域41中的各上面圖像43的各上面55a(參考圖1)的高度位置偏差小於測定光波長的四分之一作為前提。形成在顯示元件等基板上的導電層或光致抗蝕劑材料的上面以及金屬布線的上面，在將基板吸附在吸針夾盤的階段上，一般滿足這些條件。
並且，上述幹涉紋信息獲取部39，根據所求出的上述假想接面的整體相位分布，可以獲取對應於該第一假想接面形狀的幹涉紋信息。即，對應於相鄰的各檢測單位區域41求出的相位大致上是連續的，幹涉紋信息獲取部39通過展開(unwrapping)處理，形成對應於第一假想接面形狀的幹涉紋圖像，或者進行對第一假想接面的形狀解析，而將其結果顯示在上述監視裝置33(參考圖1)中。根據所獲取的該幹涉紋信息，可以求出各金屬布線55之上面55a高度方向的整體相位分布。
第二測定
在第二測定中，通過光致抗蝕劑材料57，測定圖1所示之從各金屬布線55之間相互面對面的導電層54之各導電層小區域面54b高度位置的同一平面性。首先，移動基準板21，調整光程長度，使從各導電層小區域面54b的反射光和從上述基準板21基準面21a的反射光相互幹涉。在該第二測定中，也產生從上述各光致抗蝕劑材料57上面57a的反射光與從基準面21a的反射光合波，但是測定光的相干距離短於各從導電層小區域面54b的反射光和從各光致抗蝕劑材料57上面57a的反射光的光程長度差，因此從各光致抗蝕劑材料57上面57a的反射光和從基準面21a的反射光之間不會發生幹涉。
並且，對於各導電層小區域面54b高度位置的同一平面性通過光致抗蝕劑材料57來測定的問題上，如上所述，由於利用其形成法的長處可以製作成幾乎均勻的膜厚度，以及膜厚度可薄到數μm(微米)，所以幾乎不會對測定精密度產生不良影響。
然後，取代上述遮光罩19，將其他的遮光罩(省略圖示)設置在上述分光鏡17和上述基準面21a之間的光程中。其他的遮光罩，在幹涉光學系統的光程中，允許與從上述各導電層小區域面54b及從上述各光致抗蝕劑材料57上面57a的反射光合波的光通過，抑制與從上述各金屬布線55上面55a的反射光合波的光通過，與上述各導電層小區域面54b的配置圖形一致地形成為線狀的多個開口。除上述幾點之外，具有與上述的遮光罩19相同的構成。並且，上述各金屬布線55及各光致抗蝕劑材料57的寬度及配置間距相等時，在包括上述各開口19a的面內將上述遮光罩19向與各開口19a延伸的方向成直角的方向橫向錯開，而可以執行上述其他遮光罩的功能。
接著，由上述成像調整部37(參考圖2)調整上述攝像機構29的成像倍率，以使分割設定在圖1所示的光檢測面27上的多個檢測單位區域41(參考圖3)分別形成上述各導電層小區域面54b圖像的至少一部分。圖3中，位於上述各上面圖像43之間的部分對應於這些各導電層小區域面54b上的成像位置。
然後，根據按上述每個檢測單位區域41平均化而被檢測的各光強度，在上述幹涉紋信息獲取部39中，求出與上述各導電層小區域面54b整體相接的假想接觸平面(第二假想接面)的整體相位分布，再根據所求出的該相位分布，求對應於第二假想接面形狀的幹涉紋信息。並且，該順序與上述第一測定中敘述的順序相同，所以在此省略說明。
並且，上述成像調整部37中，在上述各檢測單位區域41調整上述各上面圖像43及導電層小區域面54b圖像以使之分別成為相同數或相同密度時，即使不進行條紋掃描計測，也可以根據按每個檢測單位區域41平均化而被檢測的各光強度，獲取與上述第一以及第二假想接面相對應的幹涉紋信息。
以上，介紹了本發明的一個實施方式，但是本發明不只局限於相關實施方式，還可以採用多種實施方式。
例如，在上述實施方式中，通過對於光程可出入的遮光罩而構成不要光去除機構，但是也可以在基準板的基準面或其內側面(準直透鏡的透鏡側的面)上進行塗層處理，而構成不要光去除機構。塗膜處理的方式可以採用在基準面上除相當於上述開口19a位置的部分之外的區域形成AR(防止反射)塗層的方法。
並且，在上述的實施方式中，遮光罩配置在分光鏡和基準板之間的光程內，但是也可以將這些遮光罩配置在分光鏡和被測體之間的光程中、或其兩側的光程中。此時，位於分光鏡和被測體之間光程中的遮光罩構成不要光去除機構，其允許來自第一以及第二小被測面中的作為測定對象的小被測面的反射光到達光檢測面，而抑制從不作為測定對象的小被測面的反射光到達光檢測面。
另外，在分光鏡和被測體之間的光程中，也可以配置將測定光集光到第一小被測面或第二小被測面上的微透鏡陣列(microlens array)。作為微透鏡陣列在根據第一或第二小被測面的配置圖形二維配置圓形鏡頭時、或如上述實施方式那樣以直線形狀分別平行排列第一以及第二小被測面時，可以根據第一或第二小被測面的配置圖形平行配置柱面透鏡(cylindricallens)。這種微透鏡陣列，可以在本發明中作為不要光去除機構的一個代替機構，或可以與不要光去除機構組合使用。
並且，在上述實施方式中的幹涉儀裝置為邁克耳遜(Michelson)型，但是本發明還可以適用於除了邁克耳遜型之外的其他等光程長型的幹涉儀裝置，例如，公知的路徑匹配(path match)型幹涉儀裝置(日本專利公開1997-21606號公報)，或被本發明申請人申請已經被專利局公開的適於在線測定的耐振動型幹涉儀裝置(日本專利申請2003-292965號說明書)。
此外，在第一小被測面和第二小被測面之間高度差的兩倍的光程距離比從一般的低相干光源輸出的測定光的相干距離短時，本發明可以適用到傾斜入射(obliquent incident)型幹涉儀裝置，可以使從第一以及第二小被測面的各反射光的光程長度差大於測定光的相干距離。但是，利用傾斜入射型幹涉儀裝置時，為了在照射測定光時，不在作為測定對象的小被測面上形成陰影，關於測定光的照射方向有必要根據第一以及第二小被測面的配置圖形給予考慮。
權利要求
1.一種假想接面測定用的幹涉儀裝置，包括幹涉光學系統，向具有第一小被測面和第二小被測面的被測體及幹涉儀的基準面照射測定光，將來自上述第一或第二小被測面的反射光和來自上述基準面的反射光進行合波，從而獲取幹涉光，其中，上述第一小被測面以第一配置圖形位於第一基準假想面上形成；上述第二小被測面以第二配置圖形位於與上述第一基準假想面大致平行的第二基準假想面上形成；光檢測面，檢測上述幹涉光的光強度分布，其特徵在於上述測定光是具有比來自上述第一小被測面的反射光和來自上述第二小被測面的反射光的光程長度差短的相干距離的低相干光；還包括光程長度調整機構，在以上述第一小被測面作為測定對象的第一測定時，調整光程長度，以使來自該第一小被測面的反射光和來自上述基準面的反射光發生幹涉，在以上述第二小被測面作為測定對象的第二測定時，調整光程長度，以使來自該第二小被測面的反射光和來自上述基準面的反射光發生幹涉；成像調整機構，被分割設定在上述光檢測面上的多個檢測單位區域上分別，在上述第一測定時形成有上述第一小被測面的像的至少一部分，在上述第二測定時形成有上述第二小被測面的像的至少一部分；幹涉紋信息獲取機構，根據按各上述檢測單位區域平均化而被檢測的各光強度，在上述第一測定時獲取對應於與上述第一小被測面相接的第一假想接面的形狀的第一幹涉紋信息，在上述第二測定時，獲取對應於與上述第二小被測面相接的第二假想接面的形狀的第二幹涉紋信息。
2.根據權利要求1所述的假想接面測定用的幹涉儀裝置，其特徵在於，上述幹涉紋獲取機構構成為根據上述各光強度分別求出上述第一及第二假想接面的對應於上述各檢測單位區域的各部分相位，根據這些各相位求出上述第一及第二假想接面的整體相位分布，從而，獲取上述第一及第二幹涉紋信息。
3.根據權利要求1或2所述的假想接面測定用的幹涉儀裝置，其特徵在於在上述幹涉光學系統的光程中具有不要光去除機構，該不要光去除機構，允許來自上述第一及第二小被測面中的作為測定對象的小被測面的反射光到達上述光檢測面、抑制來自其他部分的反射光到達上述光檢測面，以及/或，允許與來自上述小被測面的反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面、抑制與來自上述不作為測定對象的小被測面的反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面。
4.根據權利要求3所述的假想接面測定用的幹涉儀裝置，其特徵在於上述不要光去除機構在與上述作為測定對象的小被測面的配置圖形對應的位置上具有開口，該開口允許與來自上述作為測定對象的小被測面的反射光或者與該反射光合波的來自上述基準面的反射光到達上述光檢測面。
5.根據權利要求3或4所述的假想接面測定用的幹涉儀裝置，其特徵在於上述不要光去除機構構成為可以出入上述幹涉光學系統的光程。
全文摘要
本發明涉及一種假想接面測定用的幹涉儀裝置，在具有分別位於相互平行的不同假想面上形成的多種小被測面的被測體上，利用低相干性的測定光的同時、調整各小被測面的光檢測面上的像的形成狀態，而容易且高精密度地測定各小被測面的對於高度方向的同一平面性。其中，光源為低相干性光源，通過調整光程，而在第一測定時，使來自各金屬布線的上面的反射光和來自基準面的反射光相干涉；在第二測定時，使來自各導電層小區域面的反射光和來自基準面的發射光相干涉。光檢測面被分割為多個檢測單位區域，根據按每個檢測單位區域平均化而被檢測的各光強度，獲取與各金屬布線的上面或各導電層小區域面相接的第一或第二假想接面的整體形狀對應的幹涉紋信息。
文檔編號G01B9/02GK1743792SQ20051009597
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月29日 優先權日2004年8月30日
發明者植木伸明 申請人:富士能株式會社