(57)【要約】屈折率を有する略透明物体の高さを決定するための方法およびシステムを提示する。該方法は高速モアレ干渉計側に基づいており、ペリクルに投影された強度パターンに対応する物体の少なくとも１つの画像を得ることを含む。次いで該方法は、画像を用いて物体に関連付けられる位相を確立することを含み、かつ物体の位相、屈折率、および基準面に対応する基準位相を用いて高さを決定することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率を有する略透明物体の高さを決定する方法であって、
前記物体に投影された強度パターンに対応する前記物体の画像を得るステップと、
前記画像を使用して前記物体に関連付けられる位相を確立するステップと、
前記物体の位相、前記屈折率、および基準位相を用いて前記高さを決定するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
画像を得る前記ステップが、前記強度パターンがそれに沿って投影される投影軸と前記物体の表面に略垂直な法線軸との間の角度を決定するステップを含み、前記決定された角度が前記物体の高さの決定に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記物体に関連付けられる位相を確立する前記ステップが、
スペクトルを提供するために前記画像の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行するステップと、
虚数および実数成分を提供するために、前記スペクトルの選択された部分の逆ＦＦＴを実行するステップと、
前記虚数および実数成分を使用して前記物体の位相を得るステップと、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記高さが前記物体の高さマップを含み、前記物体に関連付けられる位相を確立する前記ステップが物体位相マップを確立するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記強度パターンが正弦波パターンを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記強度パターンが可視光強度を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記物体の少なくとも一部分が基準物体の表面上にあり、前記基準位相が基準位相マップを含み、前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記物体の少なくとも一部分が基準物体の表面と接触しておらず、前記基準位相が基準位相マップを含み、前記基準物体に投影される前記強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記物体が基準物体の表面の第１部分の上にあり、前記基準位相が、前記基準物体の前記表面の第２部分に対応する物体基準位相を前記第１部分に外挿することによって決定される基準位相マップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の前記第２部分の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記高さを使用して前記物体の形状を評価するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記形状の堆積を評価するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
屈折率を有する略透明物体の高さを決定する方法であって、
前記物体に投影される対応強度パターンに各々関連付けられる、前記物体の少なくとも２つの画像を得るステップと、
前記画像を使用して前記物体に関連付けられる位相を確立するステップと、
前記物体の位相、前記屈折率、および基準位相を使用して前記高さを決定するステップと、を含む方法。
【請求項１６】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
画像を得る前記ステップが、
前記強度パターンがそれに沿って投影される投影軸と前記物体の表面に略垂直な法線軸との間の角度を決定するステップを含み、前記決定された角度が前記物体の高さの決定に使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
強度パターンが、相互に対して位相シフトした強度パターンを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記物体の第１および第２画像を同時に得るステップを含み、前記第１画像が第１強度パターンの第１帯域幅に対応し、前記第２画像が第２強度パターンの第２帯域幅に対応する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記強度パターンが正弦波パターンを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記強度パターンが可視光強度を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記物体の少なくとも一部分が基準物体の表面上にあり、前記基準位相が基準位相マップを含み、前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記物体の少なくとも一部分が基準物体の表面と接触しておらず、前記基準位相が基準位相マップを含み、前記基準物体に投影される前記強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記物体が基準物体の表面の第１部分の上にあり、前記基準位相が、前記基準物体の前記表面の第２部分に対応する物体基準位相を前記第１部分に外挿することによって決定される基準位相マップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の前記第２部分の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記高さを使用して前記物体の形状を評価するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記形状に体積を評価するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
屈折率を有する略透明物体の高さの変動を決定する方法であって、
前記物体の第１層に投影された強度パターンに対応する前記第１層の少なくとも１つの画像を得るステップと、
前記第１層の前記少なくとも１つの画像を使用して、前記第１物体層に関連付けられる位相を確立するステップと、
前記物体の第２層に投影された強度パターンに対応する前記物体の前記第２層の少なくとも１つの画像を得るステップと、
前記第２層の前記少なくとも１つの画像を使用して、前記第２物体層に関連付けられる位相を確立するステップと、
前記第１および第２物体層の前記位相ならびに前記屈折率を使用して、前記物体の高さの変動を決定するステップと、を含む方法。
【請求項３０】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記画像を得る前記ステップが、
前記強度パターンがそれに沿って投影される投影軸と前記物体の表面に略垂直な法線軸との間の角度を決定するステップを含み、前記決定された角度が前記物体の高さの決定に使用される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
基準物体の少なくとも一部分の上における略透明物体の有無を決定する方法であって、
基準物体に投影された強度パターンに対応する前記基準物体の画像を得るステップと、
前記画像を基準画像と比較することによって、略透明物体の有無を決定するステップと、を含む方法。
【請求項３３】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記画像と前記基準画像との間の画像変形を確認するステップをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記基準画像が、透明物体の無い前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記物体の少なくとも一部分が前記基準物体の表面と接触していない、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記物体が前記基準物体の表面の第１部分の上にあり、前記基準画像が、前記基準物体の前記表面の第２部分に対応する画像の前記第１部分への外挿画像を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記物体の表面の第２部分に対応する前記画像が、前記強度パターンを前記基準物体に投影して得られる、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
基準物体の少なくとも一部分の上における略透明物体の有無を決定する方法であって、
前記基準物体に投影された強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得るステップと、
前記少なくとも１つの画像を使用して物体の位相を確立するステップと、
前記物体の位相を基準位相と比較することによって前記物体の有無を決定するステップと、を含む方法。
【請求項４０】
前記略透明物体がペリクル、コーティング、液体、および半透明物体のうちの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
透明物体の無い前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の少なくとも１つの画像を得ることによって、前記基準位相が決定される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記物体の少なくとも一部分が基準物体の表面に接触していない、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記物体が前記基準物体の表面の第１部分の上にあり、前記基準位相が、前記基準物体の前記表面の第２部分に対応する物体基準位相を前記第１部分に外挿することによって決定される基準位相マップを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記基準物体に投影された前記強度パターンに対応する前記基準物体の第２部分の少なくとも１つの画像を得、それによって前記基準位相マップを決定するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
屈折率を有する略透明物体の高さを決定するための干渉計システムであって、
前記物体に強度パターンを投影するためのパターン投影アセンブリと、
前記物体の少なくとも１つの画像を得るための検出アセンブリと、
少なくとも１つの画像を用いて前記物体の位相を確立し、かつ前記物体の位相、前記屈折率、および基準位相を使用して前記物体の高さを決定するためのプロセッサと、を含むシステム。
【請求項４６】
前記パターン投影アセンブリが、前記物体の表面に略垂直な法線軸に対し決定角度を成す投影軸に沿って前記強度パターンを投影し、前記決定角度が前記物体の高さの決定に使用される、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記パターン投影アセンブリが照明アセンブリと、パターンと、前記強度パターンを提供するための光学要素とを含む、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記検出アセンブリが検出装置と、前記物体を特徴付ける前記画像を取得するための光学装置とを含む、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記検出アセンブリがＣＣＤカメラを含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
選択された位置で前記物体に対して前記強度パターンを配置するための変位手段をさらに含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記プロセッサが、前記投影アセンブリ、前記検出アセンブリ、および前記変位手段のうちの少なくとも１つを制御する制御装置をさらに含む、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記制御は、第１画像が前記強度パターンの第１投影で得られ、かつ第２画像が前記強度パターンの第２投影で得られるように前記変位手段を制御することを含み、前記第２投影が前記第１投影に対して位相シフトされる、請求項５１に記載のシステム。
【請求項５３】
前記プロセッサが前記物体の位相を確立するための高速フーリエ変換ソフトウェアを含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５４】
前記パターン投影アセンブリが、前記物体に対し少なくとも２つの位相シフトパターンを同時に投影するためのアセンブリを含み、前記投影パターンの各々が予め定められた帯域幅によって特徴付けられ、
前記検出アセンブリが、前記物体に対する各投影パターンの画像を同時に撮影するための、前記予め定められた帯域幅に感応する画像取得装置を含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５５】
前記高さを使用して前記物体の形状および体積のうちの少なくとも１つを評価することを含む、請求項１または１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定システムおよび方法に関する。さらに詳しくは、本発明は高速モアレ干渉計測法に基づく透明物体の高さ測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造の分野では、異なる部品および回路層が追加されるときに、半導体表面の品質の検査は非常に重要である。
【０００３】
半導体表面に堆積されたペリクルの高さまたは厚さを測定するために使用される１つの方法は、波長スペクトルの変動を解析する干渉計測法に基づく。この方法では、白色光源がペリクルに投影され、ペリクルからの反射スペクトルが測定される。ペリクルからの反射スペクトルは、ペリクルの表面での反射光と、ペリクルと半導体との間の界面での反射光との間の干渉に対応する成分を含む。このスペクトルをペリクル無しで得られた基準スペクトルと比較することによって、ペリクルの厚さを推測することが可能である。
【０００４】
この方法の１つの欠点は、それが、スペクトルアナライザの使用を含む光のスペクトル分析に基づいていることである。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、屈折率を有する略透明物体の高さを決定する方法を提供する。該方法は、物体に投影された強度パターンに対応する物体の画像を得、画像を用いて物体に関連付けられる位相を確立し、物体の位相、屈折率、および基準位相を用いて高さを決定することを含む。該方法はさらに、前記強度パターンがそれに沿って投影される投影軸と、物体の表面に略垂直な法線軸との間の角度を決定することを含む。該方法は、ペリクル、コーティング、液体、および半透明物体の少なくとも１つの高さを決定することを含む。該方法はさらに、決定された高さを使用して、物体の形状および体積の少なくとも１つを評価することを含む。
【０００６】
本発明はさらに、屈折率を有する略透明物体の高さを決定する方法を提供する。該方法は、物体の少なくとも２つの画像であって、物体に投影される対応強度パターンに各々関連付けられる画像を得、画像を用いて物体に関連付けられる位相を確立し、物体の位相、屈折率、および基準位相を用いて高さを決定することを含む。該方法はさらに、相互に対して位相シフトされた強度パターンを含む。また、該方法は物体の第１および第２画像を同時に得ることを含み、第１画像は第１強度パターンの第１帯域幅に対応し、第２画像は第２強度パターンの第２帯域幅に対応する。該方法はさらに、決定された高さを使用して、物体の形状および体積の少なくとも１つを評価することを含む。
【０００７】
本発明はさらに、屈折率を有する略透明物体の高さの変動を決定する方法を提供する。該方法は、第１層に投影された強度パターンに対応する物体の第１層の少なくとも１つの画像を得、第１層の少なくとも１つの画像を用いて、第１物体層に関連付けられる位相を確立することを含む。該方法はまた、第２層に投影された強度パターンに対応する物体の第２層の少なくとも１つの画像を得、第２層の少なくとも１つの画像を用いて、物体の第２層に関連付けられる位相を確立することを含む。該方法はまた、物体の第１および第２層の位相ならびに屈折率を使用して、物体の高さの変動を決定することをも含む。
【０００８】
本発明はさらに、基準物体の少なくとも一部分の上における略透明物体の有無を決定する方法を提供する。該方法は、基準物体に投影された強度パターンに対応する基準物体の画像を得、画像を基準画像と比較することによって略透明物体の有無を決定することを含む。
【０００９】
本発明はさらに、基準物体の少なくとも一部分の上における略透明物体の有無を決定する方法を提供する。該方法は、基準物体に投影された強度パターンに対応する基準物体の少なくとも１つの画像を得、少なくとも１つの画像を用いて物体の位相を確立し、物体の位相を基準位相と比較することによって物体の有無を決定することを含む。
【００１０】
本発明はさらに、屈折率を有する略透明物体の高さを決定するための干渉計システムを提供する。該システムは、投影軸に沿って強度パターンを物体に投影するためのパターン投影アセンブリと、物体の少なくとも１つの画像を得るための検出アセンブリとを含む。該システムはまた、少なくとも１つの画像を用いて物体の位相を確立し、かつ物体の位相、屈折率、および基準位相を用いて物体の高さを決定するためのプロセッサを含む。
【００１１】
本発明を容易に理解できるようにするために、本発明の実施形態を単なる実施例として、添付の図面に図示する。
【００１２】
本発明のさらなる詳細およびその利点は、以下に含まれる詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施形態についての以下の説明では、本発明をそれによって実施することのできる実施例の解説として、添付の図面を参照する。開示する本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が可能であることは理解されるであろう。
【００１４】
本発明の一実施形態では、高速モアレ干渉位相ステッピング法を用いて、例えばペリクルのような略透明物体の高さを測定する。
【００１５】
高速モアレ干渉位相ステッピング法（ＦＭＩ）は、構造化光投影および画像Ｉ（ｘ，ｙ）の各点の３Ｄ情報の抽出のための位相シフト法の組合せに基く。図１は、そのようなＦＭＩ法の一例を表わす。
【００１６】
物体の画像が撮影され、物体の高さプロファイルによる画像の各点における強度変化を評価することによって、この画像から３Ｄ情報が抽出される。画像強度Ｉ（ｘ，ｙ）の変化に関連付けられる位相マップψobject（ｘ，ｙ）で、物体の高さプロファイル情報ｚobject(x,y)を見つけることができる。様々な格子投影のために様々な画像が撮影される位相シフト技術を使用して、画像から物体および基準面ψref（ｘ，ｙ）の両方のための位相マップψobject（ｘ，ｙ）を決定する。当業界で周知の通り、状況によっては位相マップはわずか２つの画像だけで（各パターンの投影が相互に位相シフトされる２つの強度パターン投影しか無いことを意味する）、あるいは３つ以上の画像で（この場合、強度パターンのより多くの位相シフト投影が必要になる）決定することができる。
【００１７】
ひとたび物体および基準位相マップが決定されると、基準面に対する物体の高さプロファイルｈ（ｘ，ｙ）＝ｚobject（ｘ，ｙ）−ｚref（ｘ，ｙ）は、画像の各点の位相値の差δ（ｘ，ｙ）に基づいて算出される。
【００１８】
【数１】
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【００１９】
こうしてＦＭＩ法は、基準面に対する中実物体の高さを測定する可能性を提供する。例えば、それは平面基準または欠陥の無いモデル物体とすることができる。
【００２０】
以下で説明する通り、ＦＭＩ法は。例えばペリクル、コーティング、液体のような略透明物体、半透明物体、または任意の他の略透明物体の高さまたは厚さを決定するために適用することもできる。
【００２１】
図２は、その場合に基準面上に配置されたペリクルのような透明物体の厚さ「ｄ」を測定するために適用される、ＦＭＩ法の一例を提示する。例えば格子パターンまたは正弦波パターンのような強度パターンが投影軸に沿って透明物体に投影される。投影軸は物体の表面の法線と角度θを成す。カメラは、検出軸（この特定の例では、表面の法線にも平行である）に沿って、強度パターンの第１投影に対応する透明物体の画像を測定する。この画像は、透明物体によって最初に屈折し、次いで物体と基準面との界面で反射した強度パターンに対応する。
【００２２】
次いで、透明物体上の強度パターンの投影は、位相シフトされ、別の画像が撮影される。充分な画像が取得されるまで、測定のこのシーケンスが繰り返される。これらの画像から物体の位相マップψobject（ｘ，ｙ）が計算され、上述の通り、位相マップを基準位相マップψref（ｘ，ｙ）と比較したときに、高さプロファイルｈ（ｘ，ｙ）を決定することができる。図２に示すように、この高さプロファイルは透明物体の高さに直接対応せず、基準面上に厚さ「ｄ」の物体と同一画像を生み出すレリーフを有する仮想物体の高さに対応する。
【００２３】
角度θ（投影軸と物体の表面の法線との間の角度）および透明物体の屈折率「ｎ」を知ることによって、物体の厚さ「ｄ」を測定することが可能である。実際、透明物体の存在のため、測定される位相差δ（ｘ，ｙ）は高さ「ｈ」を有する仮想中実物体の存在と同等である。
【００２４】
当業者は、投影角θおよび物体の屈折率ｎに基づいて、「ｄ」と「ｈ」との間の関係を見出すことができる。
【００２５】
陶業熟練者には明らかであるように、透明物体は実質的に透明でありさえすればよい。したがって、本発明の方法は、半透明物体、ペリクル、膜、液体等々のような多くの種類の物体に適用することができる。
【００２６】
上記の実施形態では、強度パターンの位相シフト（または位相ステッピング）に基づく高速モアレ干渉計測法について説明したが、開示する発明の範囲から逸脱することなく、例えば高速フーリエ変換を使用して透明物体の位相マップを決定するなど、他の方法を使用して画像から位相マップ情報を抽出することができることが、当業熟練者には明白であろう。本発明は、構造化強度（強度パターン）が投影される物体を特徴付ける１つまたはそれ以上の画像から透明物体の高さ情報を抽出することのできる全ての技術を含む。
【００２７】
本発明の実施形態に従って、図３に示すように略透明物体の高さを決定する方法１０について説明する。少なくとも１つの強度パターンが物体に投影され（ステップ１１）、少なくとも１つの画像が取得される（ステップ１２）。次いで、ステップ１２で取得した画像を用いて、物体の位相マップψobject（ｘ，ｙ）がステップ１３で決定される。物体の位相マップψobject（ｘ，ｙ）を基準面に対応する基準位相マップψref（ｘ，ｙ）と比較し、かつ物体の屈折率値を知ることにより、物体の高さがステップ１４で決定される。
【００２８】
高さは、物体表面の１つまたは幾つかの点における高さの測定値とすることができ、物体の断面線に沿った測定値とすることができ、あるいは物体全体の厚さのマップに対応することができる。
【００２９】
図４Ｂは、２回の位相シフトパターン投影だけの位相ステッピング法を使用して物体の位相マップψobject（ｘ，ｙ）を決定する場合のステップ１１および１２についてより詳細に示す。第１強度パターン投影（ステップ１１）に対応して第１画像（ステップ２５）が得られ、次いで、第２画像を得る（ステップ２７）前に強度パターンが位相シフトされる（ステップ２６）。
【００３０】
図４Ａは、ＦＦＴ法を使用する場合に物体位相マップをいかに決定するか（ステップ１３）をより詳細に示す。ステップ１２で取得した画像の強度値を使用して、ステップ２１でＦＦＴが実行される。これによりスペクトルがもたらされ、そこから一部分が選択される（ステップ２２）。次いで、スペクトルの選択された部分に対して逆ＦＦＴ画実行される（ステップ２３）。これにより虚数成分および実数成分がもたらされ、そこから物体の位相マップψobject（ｘ，ｙ）が確立される。
【００３１】
図５を参照し、例えば物体上のペリクルのような略透明物体の有無を決定するための方法７０について説明する。最初に、ペリクルを被覆されていると疑われる物体に強度パターンが投影される（ステップ７１）。次いで、画像が取得される（ステップ７２）。この画像は、ペリクル無しの物体に対応しかつ同一強度パターン投影条件下で得られた基準画像と比較され、画像が基準画像と比較して変形しているかどうかが検証される（ステップ７３）。変形している場合には、ペリクルが存在することが確認される（ステップ７５）。変形が見つからない場合、物体上にペリクルは存在しない（ステップ７４）。
【００３２】
図６および７を参照すると、本発明の実施形態に係る、略透明物体の高さを決定するためのシステム２０が示されている。図６で、パターン投影アセンブリ３０を使用して、ペリクル（またはいずれかの透明物体）が以前にその上に堆積された物体３の表面１上に強度パターンが投影される。検出アセンブリ５０を使用して物体の画像が取得される。検出アセンブリ５０はＣＣＤカメラまたはいずれかの他の検出装置を含むことができる。検出アセンブリ５０はまた、物体に投影された強度パターンを検出装置に適切に中継するために必要な、当業熟練者には公知の光学部品をも含むことができる。パターン投影アセンブリ３０は、物体の表面の法線に対し角度θを成す投影軸に沿って強度パターンを投影する。この特定の実施形態では、検出アセンブリの検出軸４１は物体の表面の法線と一致する。パターン投影アセンブリは、例えば照明アセンブリ３１、パターン３２、および投影用光学系３４を含むことができる。パターン３２は照明アセンブリ３１によって照明され、投影用光学系３４によって物体３上に投影される。パターンは、選択されたピッチ値ｐを有するグリッドとすることができる。当業熟練者は、他の種類のパターンも利用できることを理解されるであろう。強度パターンの特徴は、照明アセンブリ３１および投影用光学系３４の両方を調整することによって調整することができる。パターンを物体に対して制御された方法で移動させるためにパターン変位手段３３が使用される。変位は機械的装置によってもたらすことができ、あるいはパターン強度をずらすことによって光学的に実行することもできる。この変位はコンピュータ６０によって制御することができる。物体に対してパターンを移動させるための多様な手段は、物体３の変位およびパターン投影アセンブリ３０の変位を含む。
【００３３】
図７に示すように、コンピュータ６０は、パターン投影アセンブリの位置合せおよび倍率、ならびに検出アセンブリ５０の位置合せをも制御する。当然、コンピュータ６０は、検出アセンブリ５０によって取得されたデータから、物体の高さを算出するために使用される。コンピュータ６０はまた、取得した画像および対応する位相値６１を格納し、かつそれらを管理するためにも使用される。ソフトウェア６３は、システム操作の柔軟性を高めるためにコンピュータとユーザとの間のインタフェースとして働くことができる。
【００３４】
ソフトウェア６３は、取得した画像から物体の位相を抽出するために必要なアルゴリズムを含む。この情報が画像のＦＦＴ処理を使用することによって抽出される場合、ソフトウェア６３は、画像にＦＦＴを実行してスペクトルを提供するＦＦＴアルゴリズムと、スペクトルの一部分を自動的に選択する選択アルゴリズムと、スペクトルの選択された部分に逆ＦＦＴを実行して、逆ＦＦＴから結果的に得られた虚数成分および実数成分から位相マップを抽出する逆ＦＦＴアルゴリズムとを備えた処理モジュールを含む。
【００３５】
上述した方法１０およびシステム２０は、基準物体上に堆積された透明物体または基準物体上にある透明物体の厚さをマッピングするために使用することができる。それらはまた、モデルとして使用される同様の被覆物体と比較してペリクルの欠陥を検出するために、あるいは被覆物体の表面の時間による変化を検出するためにも提供することができる。全ての場合に、上述した方法１０およびシステム２０は、測定しようとするペリクルの厚さまたは透明物体の高さに従って、適切な強度パターンおよび適切な取得解像度の選択をさらに含むことができる。
【００３６】
上述した方法１０は当然、ペリクルの厚さ測定または物体の高さ測定を１層ずつ実行するために、不連続的に適用することができる。イメージアンラッピング(image unwrapping)とも呼ばれるこの技術は、優れた画像解像度を維持しながら、純透明物体の高さを測定することを可能にする。
【００３７】
先に示した通り、本発明の方法１０およびシステム２０は、異なる性質の略透明物体の高さマップを決定するために使用することができる。略透明物体は中実コーティングのみならず、液状物体とすることもできる。図８は、上述した方法１０およびシステム２０を用いて得られた基板上の水滴の高さマップの一例を示す。
【００３８】
上述した方法１０およびシステム２０は、この方法により物体の高さについての情報のみならず、その長さおよび幅についての情報も得られるので、物体または物体の一部分の形状および体積を決定するために使用することもできる。この方法は、例えば半導体産業で、回路の全ての特徴がそれらの期待される形状および堆積を持つことを確認するため、およびそれらの共平面性を評価するために有利に適用することができる。
【００３９】
上に提示した本発明の適用例は、検査対象の被覆物体の品質を評価するためにも使用することができる。
【００４０】
本発明についてその特定の実施例を用いて上に説明したが、それは、本書に定義する本発明の精神および性質から逸脱することなく、変形することができる。
【００４１】
上記の説明は、発明者が現在想定する特定の好適な実施形態に関係しているが、本発明はその幅広い態様に、本書に記載した要素の機械的および機能的均等物を含むことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】先行技術で公知の位相ステッピング高速モアレ干渉計測（ＦＭＩ）法の略図である。
【図２】本発明の一実施形態に従って透明物体の高さを測定するための位相ステッピングＦＭＩ法の略図である。
【図３】本発明の一実施形態に従って透明物体の高さを決定する方法のフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る図３の方法の一部のフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態に係る図３の方法の一部のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に従って物体上のペリクルの有無を決定する方法のフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に従って透明物体の高さを決定するためのシステムの略図である。
【図７】本発明の実施形態に従ってシステム構成部品とコントローラとの間の関係を説明するブロック図である。
【図８】本発明によりその形状が決定された基板上の水滴の例を示す写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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