專利名稱：線條傾斜測量誤差自動補償方法
技術領域：
本發明是一種自動補償因線條傾斜而產生的測量誤差的方法，它主要用于大規模集成電路的線寬以及微電子機械元件尺寸的測量。
當被測線條與測量方向不垂直時，其測量值要比實際線寬值大，因而會產生測量誤差。從現有線寬測量技術來看，尚未有很好的線條傾斜誤差自動補償技術。WO90/11486專利向我們介紹了一種準確測量元素分裂軌跡長度的方法，EP0507638A2專利則介紹了一種測量帶狀物體中嵌絲的間距和傾斜角度的方法。
專利WO90/11486解決了對不在同一平面中的元素軌跡直線長度準確測量的問題，通過調整測量焦面位置，跟蹤被測直線來消除測量時因線條光學離焦而產生的測量誤差。在線寬測量中，被測線條處在同一平面上，測量是在同一光學焦面中進行的，測量時也無需調焦跟蹤直線軌跡，也不會產生如此離焦的測量誤差，因而該專利方法不能解決同一平面上線條傾斜引起測量誤差的問題。
專利EP0507638A2是通過對攝像機攝取的圖象信號進行頻域分析、處理，測量出嵌絲間的間距，并通過測量所得的間距來測出嵌絲的傾斜角度。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行測量，而線寬測量通常僅對單一的線條寬度進行測量，因而該方法無法解決線寬測量中線條傾斜角的測量。通常人們通過人工對準來使所測線條的邊緣與測量方向垂直，以清除線條傾斜引起的正弦誤差。由于調整是靠目視來進行的，因而不可避免地會帶來一定的測量誤差，同時也給操作帶來一定的不便。
本發明目的是要解決線寬測量中線條與測量方向傾斜角度的測量，通過測量線條與測量方向傾斜角的方法來補償測量引起的正弦誤差。
本發明的線條傾斜測量誤差自動補償方法是利用由顯微成象系統1、圖象采集系統2、計算機3、監視器4構成的圖1裝置來獲得線條的數字圖象數據，通過數據曲線擬合的方法求得線條與測量方向的傾斜角來實現對測量誤差自動補償的。如圖2所示，如果計算機采集的線條圖象中的線條與水平測量方向的傾斜角為α，則實際線寬值D與線寬測量值d的關系為D＝d·sinα (1)如果能夠測得線條與測量方向的夾角α，就能對測量值進行修正而獲得實際線寬值。
本發明中的線條與測量方向的夾角可以運用最小二乘法曲線擬合的方法或者二點法的方法獲得。
最小二乘法曲線擬合的方法是通過計算機對如圖1所示的數字圖象的處理，可以獲得線條其中一邊的一段邊緣點的坐標值(Xi，Yi)，其中邊緣點的數目與測量系統在測量時所取的測量窗口大小有關，運用最小二乘法曲線擬合方法將這些數據擬合成一直線，由直線的斜率可以求得線條與測量方向的夾角為a=arctgnΣXi-ΣXiYinΣXi2-(ΣXi)2---(2)]]>當被測線條邊緣近似為理想直線時，可以采用二點法求取線條的傾斜角度。二點法是通過二點坐標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的坐標值為(X1，Y1)、(X2，Y2)，則α＝ arctg (Y2- Y1)/(X2- X1) (3)本發明的優點由于采用了本發明方法，線條傾斜引起的測量誤差得到補償，從而減小了系統的測量誤差，提高了系統的測量精度。
由于采用了本發明方法，線寬測量時無需再對線條與測量方向的垂直度進行精密調整，從而方便了操作人員的使用，簡化了操作程序。
圖1為線寬測量系統框圖，其中1為顯微成象系統，2為圖象采集系統，3為計算機，4為監視器。
圖2為線條傾斜測量示意圖。
其中d-被測線條寬度的測量值D-被測線條寬度的實際值α-被測線條與測量方向的夾角圖3為計算機測量程序流程圖實施例利用圖1所示裝置，采用本發明方法測試了某掩模板上的線條，其結果如下單位μm單位:μm
其中顯微成象系統1采用11Q正置式金相顯微鏡;圖象處理系統2采用M540型數字圖象采集卡和CCD攝像機;計算機3采用PC286型計算機。測量時將掩模放置在顯微鏡的載物臺上，調整顯微鏡使線條清晰成象，由攝像機攝取圖象并經數字圖象采集卡轉換成數字圖象輸入計算機，由計算機圖象進行處理計算，如圖3所示的流程圖，最終獲得所需的線寬測量值。
權利要求
1.一種線條傾斜測量誤差自動補償方法，其特征在于利用由顯微成象系統(1)、圖象采集系統(2)、計算機(3)和監視器(4)構成的裝置，通過數據曲線擬合的方法求得線條與測量方向的傾斜角實現對測量誤差的自動補償。
2.依照權利要求1所述的一種線條傾斜測量誤差自動補償方法，其特征在于所說的數據曲線擬合的方法是最小二乘法曲線擬合方法，或者是二點法的方法。
全文摘要
本發明是一種線條傾斜測量誤差自動補償方法。主要適用于大規模集成電路的線寬以及微電子機械元件尺寸的測量。利用由顯微成象系統、圖象采集系統、計算機和監視器構成的裝置，通過最小二乘法曲線擬合或者二點法的方法，求其線條與測量方向的傾斜角實現對測量誤差自動補償。采用本發明的方法可以減小系統測量誤差，提高系統測量精度，操作程序簡單，使用方便。
文檔編號G01B11/26GK1097866SQ9411204
公開日1995年1月25日 申請日期1994年2月5日 優先權日1994年2月5日
發明者沈蓓軍, 鄒海興, 丁生華, 路敦武 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所