專利名稱：線條傾斜測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種自動(dòng)補(bǔ)償因線條傾斜而產(chǎn)生的測(cè)量誤差的方法，它主要用于大規(guī)模集成電路的線寬以及微電子機(jī)械元件尺寸的測(cè)量。
當(dāng)被測(cè)線條與測(cè)量方向不垂直時(shí)，其測(cè)量值要比實(shí)際線寬值大，因而會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。從現(xiàn)有線寬測(cè)量技術(shù)來看，尚未有很好的線條傾斜誤差自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。WO90/11486專利向我們介紹了一種準(zhǔn)確測(cè)量元素分裂軌跡長度的方法，EP0507638A2專利則介紹了一種測(cè)量帶狀物體中嵌絲的間距和傾斜角度的方法。
專利WO90/11486解決了對(duì)不在同一平面中的元素軌跡直線長度準(zhǔn)確測(cè)量的問題，通過調(diào)整測(cè)量焦面位置，跟蹤被測(cè)直線來消除測(cè)量時(shí)因線條光學(xué)離焦而產(chǎn)生的測(cè)量誤差。在線寬測(cè)量中，被測(cè)線條處在同一平面上，測(cè)量是在同一光學(xué)焦面中進(jìn)行的，測(cè)量時(shí)也無需調(diào)焦跟蹤直線軌跡，也不會(huì)產(chǎn)生如此離焦的測(cè)量誤差，因而該專利方法不能解決同一平面上線條傾斜引起測(cè)量誤差的問題。
專利EP0507638A2是通過對(duì)攝像機(jī)攝取的圖象信號(hào)進(jìn)行頻域分析、處理，測(cè)量出嵌絲間的間距，并通過測(cè)量所得的間距來測(cè)出嵌絲的傾斜角度。這種方法由于通過線間距來求得傾斜角度，因而至少需要二條以上線條才能進(jìn)行測(cè)量，而線寬測(cè)量通常僅對(duì)單一的線條寬度進(jìn)行測(cè)量，因而該方法無法解決線寬測(cè)量中線條傾斜角的測(cè)量。通常人們通過人工對(duì)準(zhǔn)來使所測(cè)線條的邊緣與測(cè)量方向垂直，以清除線條傾斜引起的正弦誤差。由于調(diào)整是靠目視來進(jìn)行的，因而不可避免地會(huì)帶來一定的測(cè)量誤差，同時(shí)也給操作帶來一定的不便。
本發(fā)明目的是要解決線寬測(cè)量中線條與測(cè)量方向傾斜角度的測(cè)量，通過測(cè)量線條與測(cè)量方向傾斜角的方法來補(bǔ)償測(cè)量引起的正弦誤差。
本發(fā)明的線條傾斜測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償方法是利用由顯微成象系統(tǒng)1、圖象采集系統(tǒng)2、計(jì)算機(jī)3、監(jiān)視器4構(gòu)成的圖1裝置來獲得線條的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)曲線擬合的方法求得線條與測(cè)量方向的傾斜角來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?。如圖2所示，如果計(jì)算機(jī)采集的線條圖象中的線條與水平測(cè)量方向的傾斜角為α，則實(shí)際線寬值D與線寬測(cè)量值d的關(guān)系為D＝d·sinα (1)如果能夠測(cè)得線條與測(cè)量方向的夾角α，就能對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正而獲得實(shí)際線寬值。
本發(fā)明中的線條與測(cè)量方向的夾角可以運(yùn)用最小二乘法曲線擬合的方法或者二點(diǎn)法的方法獲得。
最小二乘法曲線擬合的方法是通過計(jì)算機(jī)對(duì)如圖1所示的數(shù)字圖象的處理，可以獲得線條其中一邊的一段邊緣點(diǎn)的坐標(biāo)值(Xi，Yi)，其中邊緣點(diǎn)的數(shù)目與測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量時(shí)所取的測(cè)量窗口大小有關(guān)，運(yùn)用最小二乘法曲線擬合方法將這些數(shù)據(jù)擬合成一直線，由直線的斜率可以求得線條與測(cè)量方向的夾角為a=arctgnΣXi-ΣXiYinΣXi2-(ΣXi)2---(2)]]>當(dāng)被測(cè)線條邊緣近似為理想直線時(shí)，可以采用二點(diǎn)法求取線條的傾斜角度。二點(diǎn)法是通過二點(diǎn)坐標(biāo)求取線條斜率繼而獲得線條傾斜角度的。如果線條邊緣某二點(diǎn)的坐標(biāo)值為(X1，Y1)、(X2，Y2)，則α＝ arctg (Y2- Y1)/(X2- X1) (3)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)由于采用了本發(fā)明方法，線條傾斜引起的測(cè)量誤差得到補(bǔ)償，從而減小了系統(tǒng)的測(cè)量誤差，提高了系統(tǒng)的測(cè)量精度。
由于采用了本發(fā)明方法，線寬測(cè)量時(shí)無需再對(duì)線條與測(cè)量方向的垂直度進(jìn)行精密調(diào)整，從而方便了操作人員的使用，簡化了操作程序。


圖1為線寬測(cè)量系統(tǒng)框圖，其中1為顯微成象系統(tǒng)，2為圖象采集系統(tǒng)，3為計(jì)算機(jī)，4為監(jiān)視器。
圖2為線條傾斜測(cè)量示意圖。
其中d-被測(cè)線條寬度的測(cè)量值D-被測(cè)線條寬度的實(shí)際值α-被測(cè)線條與測(cè)量方向的夾角圖3為計(jì)算機(jī)測(cè)量程序流程圖實(shí)施例利用圖1所示裝置，采用本發(fā)明方法測(cè)試了某掩模板上的線條，其結(jié)果如下單位μm單位:μm

其中顯微成象系統(tǒng)1采用11Q正置式金相顯微鏡;圖象處理系統(tǒng)2采用M540型數(shù)字圖象采集卡和CCD攝像機(jī);計(jì)算機(jī)3采用PC286型計(jì)算機(jī)。測(cè)量時(shí)將掩模放置在顯微鏡的載物臺(tái)上，調(diào)整顯微鏡使線條清晰成象，由攝像機(jī)攝取圖象并經(jīng)數(shù)字圖象采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖象輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)圖象進(jìn)行處理計(jì)算，如圖3所示的流程圖，最終獲得所需的線寬測(cè)量值。
權(quán)利要求
1.一種線條傾斜測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于利用由顯微成象系統(tǒng)(1)、圖象采集系統(tǒng)(2)、計(jì)算機(jī)(3)和監(jiān)視器(4)構(gòu)成的裝置，通過數(shù)據(jù)曲線擬合的方法求得線條與測(cè)量方向的傾斜角實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量誤差的自動(dòng)補(bǔ)償。
2.依照權(quán)利要求1所述的一種線條傾斜測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償方法，其特征在于所說的數(shù)據(jù)曲線擬合的方法是最小二乘法曲線擬合方法，或者是二點(diǎn)法的方法。
全文摘要
本發(fā)明是一種線條傾斜測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償方法。主要適用于大規(guī)模集成電路的線寬以及微電子機(jī)械元件尺寸的測(cè)量。利用由顯微成象系統(tǒng)、圖象采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和監(jiān)視器構(gòu)成的裝置，通過最小二乘法曲線擬合或者二點(diǎn)法的方法，求其線條與測(cè)量方向的傾斜角實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量誤差自動(dòng)補(bǔ)償。采用本發(fā)明的方法可以減小系統(tǒng)測(cè)量誤差，提高系統(tǒng)測(cè)量精度，操作程序簡單，使用方便。
文檔編號(hào)G01B11/26GK1097866SQ9411204
公開日1995年1月25日 申請(qǐng)日期1994年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月5日
發(fā)明者沈蓓軍, 鄒海興, 丁生華, 路敦武 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所