JPH04343003A - Detecting apparatus of fluorescence of semiconductor/ mask - Google Patents

Detecting apparatus of fluorescence of semiconductor/ mask

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JPH04343003A
JPH04343003A JP11363591A JP11363591A JPH04343003A JP H04343003 A JPH04343003 A JP H04343003A JP 11363591 A JP11363591 A JP 11363591A JP 11363591 A JP11363591 A JP 11363591A JP H04343003 A JPH04343003 A JP H04343003A
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JP
Japan
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excitation light
fluorescence
irradiation
fluorescence detection
sample
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Application number
JP11363591A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Sugaya
功 菅谷
Hideaki Konishi
秀明 小西
Hokuto Kamimura
上村 北斗
Toshifumi Tokumoto
徳本 敏文
Kanji Noda
勘治 野田
Hiroshi Kayama
加山 廣
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K L EE TECHNOL CENTER KK
Tokyo Electron Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
K L EE TECHNOL CENTER KK
Tokyo Electron Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the maximum detecting sensitivity of fluorescence by selecting an illuminating means in accordance with the shape, kind or the like of a foreign substance, adjusting the illuminating angle, direction or the like of an excitation light, and setting the wavelength of the excitation light and fluorescent light to be optimum. CONSTITUTION:Since there is a direction easy to detect at the remaining resist on a sample 11 according to the shape of the pattern or the other condition, the most effective one of the excitation light sources 1a-1c to detect fluorescence is selected by an instruction from a computer 60 as the output level of an image element 45 of a display 62 is monitored. The illuminating angle of each of the optical fibers 30a, 30c, etc., is set in accordance with the instructing value of the computer 60 by 70a, 70c mounted at an opening part of a casing 50 of this fluorescence detecting device. Further, the computer 60 sets the wavelength of each variable filter 110-112 at the side of the excitation light to be an initial value, and then scans the wavelength of a variable filter 120 at the detecting side, thereby to detect the wavelength when the intensity of fluorescence becomes maximum and set the filter 120 at the detected wavelength.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハや同マスク
の検査装置に係り、とくにウエハやマスク上の微小なレ
ジスト残りが発する蛍光を高感度、高速に検出する蛍光
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus for semiconductor wafers and masks, and more particularly to a fluorescence detection apparatus for detecting fluorescence emitted by minute resist residues on wafers and masks with high sensitivity and high speed.

【0001】0001

【従来の技術】従来の半導体ウエハ表面上のレジスト残
りは、走査型電子顕微鏡や蛍光顕微鏡等を用いて検査さ
れていた。図2は昭和59年発行の電子通信学会編「L
SIハンドブック」、第689頁に記載されている蛍光
解析システムのブロック図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, resist residue on the surface of a semiconductor wafer has been inspected using a scanning electron microscope, a fluorescence microscope, or the like. Figure 2 is “L” edited by the Institute of Electronics and Communication Engineers published in 1981
SI Handbook”, page 689 is a block diagram of a fluorescence analysis system.

【0002】図2において、試料11上の有機異物であ
るレジスト残り等を観察する場合には、励起光源1から
の紫外光をフィルタ2、ビ−ムスプリッタ4、対物レン
ズ5等を介して試料11の表面に垂直に照射し、この照
射により試料11上の有機異物が発する蛍光を対物レン
ズ5、ビ−ムスプリッタ4、モノクロメ−タ7等を介し
て取り出し、検出器7により検出するようにしていた。 なお、有機異物の同定を行う場合にはモノクロメ−タ7
により上記蛍光のスペクトル分析を行うようにしていた
。また、試料11表面のパタ−ンを観察する場合には、
ミラ−12を点線の位置に傾けて観察光3を試料11表
面に照射するようにしていた。
In FIG. 2, when observing resist residue, which is organic foreign matter, on a sample 11, ultraviolet light from an excitation light source 1 is directed to the sample through a filter 2, a beam splitter 4, an objective lens 5, etc. The sample 11 is irradiated perpendicularly to the surface of the sample 11, and the fluorescence emitted by the organic foreign matter on the sample 11 is extracted through the objective lens 5, beam splitter 4, monochromator 7, etc. and detected by the detector 7. was. In addition, when identifying organic foreign substances, use a monochromator 7.
The above fluorescence spectrum analysis was carried out using the following method. In addition, when observing the pattern on the surface of the sample 11,
The mirror 12 was tilted to the position indicated by the dotted line so that the observation light 3 was irradiated onto the surface of the sample 11.

【0003】特開平2−115752号公報には、斜め
照射のレ−ザ光をウエハ表面に照射してその散乱光より
異物を検出する検出系と、水銀ランプ等のUV励起光を
ウエハ表面上に垂直に照射して得られる蛍光の波長、色
情報等より異物の性質を分析する分析系とをウエハを移
動することなく一貫して行うことが開示されている。ま
た、特開平1−191044号公報には、低角照射用及
び高角照射用のS偏光レ−ザビ−ムをウエハ表面上に斜
めに照射して異物の位置、形状等を検出する検査系と、
水銀ランプ等のUV,B,BV領域の励起光をウエハ表
面上に垂直に照射して得られる蛍光より異物の性質を検
出する落射形蛍光顕微鏡系とを一つの検査装置内に収容
することが開示されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 2-115752 discloses a detection system that irradiates the wafer surface with oblique laser light and detects foreign matter from the scattered light, and a detection system that irradiates the wafer surface with oblique laser light and detects foreign matter from the scattered light, and a detection system that irradiates the wafer surface with UV excitation light such as a mercury lamp. It has been disclosed that an analysis system for analyzing the properties of foreign substances based on the wavelength, color information, etc. of fluorescence obtained by perpendicular irradiation to the wafer can be carried out consistently without moving the wafer. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 1-191044 describes an inspection system that detects the position, shape, etc. of foreign objects by irradiating S-polarized laser beams for low-angle irradiation and high-angle irradiation obliquely onto the wafer surface. ,
An epi-fluorescence microscope system that detects the nature of foreign substances from the fluorescence obtained by vertically irradiating the wafer surface with excitation light in the UV, B, and BV regions such as a mercury lamp can be housed in a single inspection device. Disclosed.

【0004】また、特開平1−102342号公報には
、レ−ザ光を試料の下方から蛍光顕微鏡の光軸に平行に
導入して2次元的に走査し、試料が放出する蛍光の波長
の相異なる強度を測定し、これに演算処理を施して2次
元、3次元画像化することが開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-102342 discloses that a laser beam is introduced from below the sample parallel to the optical axis of a fluorescence microscope and scanned two-dimensionally to determine the wavelength of fluorescence emitted by the sample. It has been disclosed that different intensities are measured and subjected to arithmetic processing to create two-dimensional or three-dimensional images.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記走査型電子顕微鏡
によりウエハ表面を検査する場合には、表面を微細に観
察できるものの、表面上のレジスト残りのみを際立たせ
て配線パタ−ンや拡散層等の像から明瞭に区分して表示
することができないため、得られた像の検査には熟練を
要しまた時間がかかるという問題があった。また、検査
に先立って顕微鏡内を排気する必要上、検査のスル−プ
ットが極めて低いという問題もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] When inspecting the wafer surface using the scanning electron microscope described above, although the surface can be observed in detail, only the remaining resist on the surface is highlighted and the wiring pattern, diffusion layer, etc. Since it is not possible to clearly distinguish and display the images, there is a problem in that inspection of the obtained images requires skill and time. Furthermore, there is also the problem that the inspection throughput is extremely low because the inside of the microscope must be evacuated prior to inspection.

【0006】また、上記蛍光顕微鏡を用いる場合には、
分解能や蛍光検出感度等が不足するため最近の微細加工
を施したIC、LSI等におけるサブミクロン領域のレ
ジスト残りを検査できないという問題があった。また、
上記図2に示した蛍光解析システムでは、ウエハ毎の表
面状態が異なるため上記蛍光検出の感度を高めるための
最適励起条件を予め確定し難いという問題があり、実際
上は検出できない有機異物が残存するので、IC、LS
I等におけるサブミクロン領域のレジスト残りの検査に
は性能が不十分であった。
[0006] Furthermore, when using the above fluorescence microscope,
Due to the lack of resolution, fluorescence detection sensitivity, etc., there has been a problem in that resist residues in the submicron region of recent microfabricated ICs, LSIs, etc. cannot be inspected. Also,
In the fluorescence analysis system shown in Figure 2 above, there is a problem in that it is difficult to determine in advance the optimal excitation conditions to increase the sensitivity of fluorescence detection because the surface condition of each wafer is different, and organic foreign substances that cannot be detected in practice remain. Therefore, IC, LS
The performance was insufficient for inspection of resist residue in the submicron region such as I.

【0007】また、上記特開平2−115752号公報
、特開平1−191044号公報、特開平1−1023
42号公報等では、水銀ランプ等のUV励起光をウエハ
表面上に垂直に照射していたのでウエハ表面上に様々な
形状で存在する異物を必ずしも効率良く励起できないと
いう問題があった。本発明の目的は、上記励起光の照射
角度、方向等を異物の形状、種類等に応じて調整して蛍
光検出感度を向上し、さらに、励起光や蛍光の波長を最
適に設定して最大の蛍光検出感度を得ることのできる半
導体・マスク蛍光検出装置を提供することにある。
[0007] Also, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-115752, 1-191044, and 1-1023
In Publication No. 42 and the like, since UV excitation light from a mercury lamp or the like is perpendicularly irradiated onto the wafer surface, there is a problem in that foreign matter present in various shapes on the wafer surface cannot necessarily be efficiently excited. The purpose of the present invention is to improve the fluorescence detection sensitivity by adjusting the irradiation angle, direction, etc. of the excitation light according to the shape, type, etc. of the foreign object, and to improve the fluorescence detection sensitivity by optimally setting the wavelength of the excitation light and fluorescence. An object of the present invention is to provide a semiconductor/mask fluorescence detection device that can obtain a fluorescence detection sensitivity of .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】励起光をウエハやマスク
等(試料)に対して斜めに照射するようにし、さらに試
料の全周方向から照射するようにし、また、照射角およ
び照射方向の異なる複数の励起光照射手段のなかから蛍
光検出に有効な照射手段を選択するようにし、さらに、
試料面に対して励起光を垂直に照射する手段をも備える
ようにする。
[Means for solving the problem] The excitation light is irradiated obliquely to the wafer, mask, etc. (sample), and is irradiated from the entire circumference of the sample, and the irradiation angle and direction are different. An irradiation means effective for fluorescence detection is selected from among a plurality of excitation light irradiation means, and further,
A means for irradiating excitation light perpendicularly to the sample surface is also provided.

【0009】さらに、上記励起光照射角度を変更する手
段を備えるようにし、これを例えば励起光を蛍光検出装
置内に導入する光ファイバと、上記光ファイバの一端を
上記蛍光検出装置筐体の内部に貫通して保持し、さらに
光ファイバ装置の取り付け角度、取り付け位置等を調整
することのできる手段により構成するようにする。
Furthermore, means for changing the irradiation angle of the excitation light is provided, for example, an optical fiber that introduces the excitation light into the fluorescence detection device, and one end of the optical fiber that is connected to the interior of the fluorescence detection device housing. The optical fiber device is constructed by means that can penetrate through the optical fiber device and hold it therein, and further adjust the installation angle, installation position, etc. of the optical fiber device.

【0010】さらに、上記励起光の波長と蛍光の検出波
長を変更できるようにし、上記照射角度や励起光波長お
よび蛍光の検出波長等に応じて変化する蛍光の最大値を
検出するようにする。さらに、上記蛍光の最大値に対応
する照射角度や励起光波長および蛍光の検出波長等の最
適条件を表示し、また、同一レジスト材料(異物)に対
して得られる複数の上記最適条件を統計処理してその最
確値を算出するようにする。
Furthermore, the wavelength of the excitation light and the detection wavelength of the fluorescence can be changed, so that the maximum value of the fluorescence that changes depending on the irradiation angle, the wavelength of the excitation light, the detection wavelength of the fluorescence, etc. is detected. Furthermore, the optimal conditions such as the irradiation angle, excitation light wavelength, and fluorescence detection wavelength corresponding to the maximum value of fluorescence are displayed, and the multiple optimal conditions obtained for the same resist material (foreign substance) are statistically processed. and calculate its most probable value.

【0011】また、上記励起光を偏光して照射し、試料
の蛍光を偏光板を介して検出するようにする。また、上
記励起光を断続して照射しその遮断後に得られる蛍光を
検出するようにする。さらに、試料面に可視光も照射す
るようにして可視光照射により得られる試料のパタ−ン
画像と励起光照射により得られる蛍光画像をス−パ−イ
ンポ−ズして表示するようにする。
[0011] Furthermore, the excitation light is polarized and irradiated, and the fluorescence of the sample is detected through a polarizing plate. Further, the excitation light is intermittently irradiated and the fluorescence obtained after the excitation light is shut off is detected. Furthermore, visible light is also irradiated onto the sample surface, so that the pattern image of the sample obtained by visible light irradiation and the fluorescence image obtained by excitation light irradiation are superimposed and displayed.

【0012】0012

【作用】上記励起光を斜めに照射しその照射角度を調整
することにより蛍光強度を高めることができ、また、上
記励起光の垂直照射により試料のトレンチ底部に存在す
る異物を検出することができる。さらに、上記励起光の
波長と蛍光の検出波長を調整することにより最大の蛍光
強度が得られる。また上記蛍光の最大強度が得られる条
件を統計処理して表示することにより、励起光側と蛍光
側のフィルタを更に適したものに交換することができる
。
[Action] By irradiating the excitation light obliquely and adjusting the irradiation angle, the fluorescence intensity can be increased, and by vertical irradiation of the excitation light, foreign substances present at the bottom of the trench of the sample can be detected. . Furthermore, the maximum fluorescence intensity can be obtained by adjusting the wavelength of the excitation light and the detection wavelength of fluorescence. Furthermore, by statistically processing and displaying the conditions under which the maximum intensity of fluorescence can be obtained, it is possible to replace the filters on the excitation light side and the fluorescence side with more suitable ones.

【0013】また、上記励起光を偏光して照射し、試料
の蛍光を偏光板を介して検出することにより、バックグ
ランドノイズが減少するので蛍光検出のS/Nが向上す
る。また、上記励起光の照射後の蛍光を検出することに
より、励起光の乱反射によるバックグランドノイズの影
響が除去される。さらに、上記可視光照射により得られ
る試料のパタ−ン画像と励起光照射により得られる蛍光
画像をス−パ−インポ−ズして表示することにより、異
物の位置がパタ−ン位置に関連づけられて表示される。
Furthermore, by polarizing the excitation light and detecting the fluorescence of the sample through a polarizing plate, background noise is reduced and the S/N of fluorescence detection is improved. Furthermore, by detecting the fluorescence after irradiation with the excitation light, the influence of background noise due to diffuse reflection of the excitation light can be removed. Furthermore, by superimposing and displaying the sample pattern image obtained by visible light irradiation and the fluorescence image obtained by excitation light irradiation, the position of the foreign object can be correlated with the pattern position. will be displayed.

【0014】[0014]

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
。 〔実施例  1〕図1は、本発明による蛍光検出装置実
施例における励起光照射部の構成図である。励起光源1
の出射光はダイヤフラム(絞り)22により光量を調節
され、励起フィルタ挿入口21に挿入される励起光フィ
ルタにより波長領域を設定されて光ファイバ30に入射
される。光ファイバ30は蛍光検出装置の筐体50の開
口部を通して内部に挿入され試料11に励起光を照射す
る。51は試料11面から散乱光が吸収フィルタ42等
の側面から侵入することを防止する蔽いである。蔽い5
1は吸収フィルタ42およびイメジインテンシファイヤ
40の側面部を遮光することにより省略することができ
る。
[Examples] Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. [Embodiment 1] FIG. 1 is a configuration diagram of an excitation light irradiation section in an embodiment of a fluorescence detection apparatus according to the present invention. Excitation light source 1
The amount of the emitted light is adjusted by a diaphragm (diaphragm) 22, the wavelength region is set by an excitation light filter inserted into the excitation filter insertion port 21, and the light is input into the optical fiber 30. The optical fiber 30 is inserted into the interior of the fluorescence detection device through the opening of the housing 50 and irradiates the sample 11 with excitation light. Reference numeral 51 denotes a shield that prevents scattered light from the surface of the sample 11 from entering through the sides of the absorption filter 42 and the like. Cover 5
1 can be omitted by shielding the side portions of the absorption filter 42 and image intensifier 40 from light.

【0015】上記励起光の照射により試料11上のレジ
スト残りは蛍光を発するので、これを対物レンズ5、吸
収フィルタ42等を介してイメジインテンシファイヤ4
0に導入する。吸収フィルタ42等は上記励起光を遮断
して蛍光のみを通過させる。図3は上記イメジインテン
シファイヤ40の構成図である。イメジインテンシファ
イヤ40のフォトカソ−ド47は入射する蛍光を電子に
変換してマイクロチャネル電子増倍器46に入射する。
The remaining resist on the sample 11 emits fluorescence due to the irradiation with the excitation light, and this is sent to the image intensifier 4 through the objective lens 5, absorption filter 42, etc.
0. The absorption filter 42 and the like block the excitation light and allow only fluorescence to pass through. FIG. 3 is a configuration diagram of the image intensifier 40. As shown in FIG. The photocathode 47 of the image intensifier 40 converts the incident fluorescence into electrons, which enter the microchannel electron multiplier 46 .

【0016】マイクロチャネル電子増倍器46は例えば
図4に示すように多数の細径シリカガラス管よりなるマ
イクロチャネル421を束ねた断面構造を有し、個々の
マイクロチャネル421はそれぞれ電子増倍管として動
作する。すなわち図5に示すように、マイクロチャネル
421の下側から入射した一次電子はシリカガラス管の
内壁に衝突する度に2次電子放出により増倍されるので
一個の一次電子は例えば100万個に増倍されて出射さ
れる。この電子増倍率は印加するバイアス電圧により調
整することができる。
For example, as shown in FIG. 4, the microchannel electron multiplier 46 has a cross-sectional structure in which microchannels 421 made of a large number of small-diameter silica glass tubes are bundled, and each microchannel 421 is an electron multiplier tube. It works as. That is, as shown in FIG. 5, each time the primary electrons incident from the bottom of the microchannel 421 collide with the inner wall of the silica glass tube, they are multiplied by secondary electron emission, so one primary electron becomes, for example, 1 million. It is multiplied and emitted. This electron multiplication factor can be adjusted by applying a bias voltage.

【0017】上記マイクロチャネル電子増倍器46を出
射した電子は図3に示すアノ−ドフォスファ43により
光に変換される。この光の像は明度が著しく増強されて
いるものの形状はフォトカソ−ド47に入射された蛍光
像と等しい。アノ−ドフォスファ43の出射光像はレン
ズ44により撮像素子45の受光面に結像され電気信号
に変換される。
The electrons emitted from the microchannel electron multiplier 46 are converted into light by an anode phosphor 43 shown in FIG. Although the brightness of this light image has been significantly enhanced, its shape is the same as that of the fluorescent image incident on the photocathode 47. The emitted light image of the anode phosphor 43 is formed by a lens 44 on the light receiving surface of an image sensor 45 and converted into an electrical signal.

【0018】上記本発明の蛍光検出装置では図1に示し
たように、試料11の表面に対して励起光を斜めに照射
するようにした点が第1の特徴である。すなわち、図2
の従来装置のように励起光を試料11の表面に対して垂
直に照射すると、試料11表面からの強い散乱光成分が
対物レンズ5内に直接入射し、これを吸収フィルタ42
により十分に除去できないため撮像素子45が出力する
画像信号のバックグラウンド雑音が増加する。
The first feature of the fluorescence detection apparatus of the present invention is that, as shown in FIG. 1, the surface of the sample 11 is irradiated with excitation light obliquely. That is, Figure 2
When the excitation light is irradiated perpendicularly to the surface of the sample 11 as in the conventional device, a strong scattered light component from the surface of the sample 11 directly enters the objective lens 5 and is filtered through the absorption filter 42.
Therefore, the background noise of the image signal output from the image sensor 45 increases.

【0019】これに対し本発明では光ファイバ30によ
り励起光を試料11の表面に対して斜めに照射するので
、試料表面から直接反射される励起光成分を弱めること
ができる。さらに実際のレジスト残りは試料表面のパタ
−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいので上記斜め照射
によりレジスト残りに照射される励起光量を増やすこと
ができ、これにより出力画像信号強度を強めたり、レジ
スト残りの検出感度を高めることができる。
In contrast, in the present invention, since the excitation light is obliquely irradiated onto the surface of the sample 11 through the optical fiber 30, the excitation light component directly reflected from the sample surface can be weakened. Furthermore, since the actual resist residue tends to adhere to the pattern on the sample surface and the sidewalls of the uneven parts, the above-mentioned oblique irradiation can increase the amount of excitation light irradiated to the resist residue, thereby increasing the output image signal intensity. , the detection sensitivity of resist residue can be increased.

【0020】表1は上記本発明の斜め照射の効果を示す
実験デ−タである。
Table 1 shows experimental data showing the effect of oblique irradiation according to the present invention.

【表1】 表1においては、図6に示すように光ファイバ30の先
端を試料11の励起光照射位置より約30mm離し、励
起光の入射角度θを変えて試料11が発する蛍光光量を
フォトンカウンタにより計測した。なお、試料11とし
ては図7に示すような多数の点状レジストパタ−ンを設
けたサンプル1と、図7に示すような多数の帯状レジス
トパタ−ンを設けたサンプル2を用意し、それぞれの中
の6個のレジストパタ−ン部の1つに励起光を照射する
ようにした。また、励起光源1には広い波長範囲にわた
って比較的均一な強度が得られるキセノンランプを用い
、励起フィルタの通過波長範囲は380〜425nm、
吸収フィルタ42の低域遮断波長は450nmに設定し
た。
[Table 1] In Table 1, the tip of the optical fiber 30 is placed approximately 30 mm away from the excitation light irradiation position of the sample 11 as shown in FIG. Measured using a counter. As samples 11, sample 1 with a large number of dot-like resist patterns as shown in FIG. 7 and sample 2 with a large number of band-like resist patterns as shown in FIG. 7 were prepared. The excitation light was irradiated onto one of the six resist pattern areas. In addition, a xenon lamp that can obtain relatively uniform intensity over a wide wavelength range is used as the excitation light source 1, and the excitation filter has a wavelength range of 380 to 425 nm.
The low cutoff wavelength of the absorption filter 42 was set to 450 nm.

【0021】表1に示すように、励起光の入射角度θに
応じてフォトンカウンタの計数値は顕著に変化し、サン
プル1及び同2の双方とも入射角度θ=15度において
最大の計数値を示している。また、入射角度θが20度
、25度と増加するにしたがい上記計数値が急速に減衰
することからみて、従来の入射角度θ=90度に相当す
る垂直入射の場合に較べて上記斜め入射の場合には蛍光
検出感度は著しく向上することがわかる。すなわち、本
発明の斜め入射により蛍光検出感度を大幅に高めること
ができるのである。
As shown in Table 1, the count value of the photon counter changes significantly depending on the incident angle θ of the excitation light, and both samples 1 and 2 have the maximum count value at the incident angle θ=15 degrees. It shows. Furthermore, considering that the above-mentioned count value rapidly attenuates as the incident angle θ increases to 20 degrees and 25 degrees, it can be seen that the oblique incident It can be seen that the fluorescence detection sensitivity is significantly improved in some cases. In other words, the oblique incidence of the present invention can significantly increase fluorescence detection sensitivity.

【0022】図9は上記本発明装置のレジスト残り検出
能を調べるために線幅の異なる複数の線状レジストを設
けた試料11を作成し、入射角度θを上記15度に設定
してフォトンカウンタの計数値を測定しものである。こ
れより0.5μmのレジスト線幅を十分な確度で検出で
き、さらに狭い線幅をも検出できることがわかる。次に
上記図9で得たレジスト残り検出能の値を確認するため
に実際のウエハ上の微小なレジスト残りを調べてみた。 まず走査型顕微鏡を用いてウエハ上に直径が略0.2μ
mと0.5μmのレジスト残りが存在することを確認し
、次いで上記本発明の蛍光検出装置により励起光を斜め
入射して上記確認済みのレジスト残りからの蛍光を検出
するようにした。その結果、上記二つのレジスト残りと
同一形状の螢光像を極めて明瞭に検出することができた
。したがってこの実験結果から本発明の蛍光検出装置は
、直径や幅等が0.1μm以下のレジスト残りを十分に
検出できるものと推定することができる。
FIG. 9 shows a sample 11 provided with a plurality of linear resists having different line widths in order to examine the ability of the present invention apparatus to detect remaining resist. It measures the count value of . This shows that a resist line width of 0.5 μm can be detected with sufficient accuracy, and even narrower line widths can also be detected. Next, in order to confirm the resist remaining detectability value obtained in FIG. 9, minute resist remaining on an actual wafer was investigated. First, using a scanning microscope, a sample with a diameter of approximately 0.2μ was placed on the wafer.
It was confirmed that there was a resist residue of 0.5 μm in size, and then excitation light was obliquely incident on the fluorescence detection device of the present invention to detect fluorescence from the confirmed resist residue. As a result, a fluorescent image having the same shape as the two remaining resists could be detected very clearly. Therefore, from this experimental result, it can be estimated that the fluorescence detection device of the present invention can sufficiently detect resist residues having diameters, widths, etc. of 0.1 μm or less.

【0023】なお、半導体ウエハに用いられるレジスト
材は多岐にわたるので、上記入射角θ、励起光源1の種
類、励起フィルタの通過波長範囲、吸収フィルタの低域
遮断波長等はレジスト材の種類に応じて適宜再設定する
必要がある。
[0023] Since there are a wide variety of resist materials used for semiconductor wafers, the above-mentioned incident angle θ, type of excitation light source 1, passage wavelength range of the excitation filter, low cutoff wavelength of the absorption filter, etc. depend on the type of resist material. It is necessary to reset the settings accordingly.

【0024】〔実施例  2〕上記実施例1においては
、励起光を試料11に対して一方向から斜めに照射した
。 しかし、一方向照射のみではその方向を向いたレジスト
は良く見えるが他の方向を向いたレジストは必ずしも常
に良く見えるとは限られない。この問題は図10に示す
ように励起光を試料11の全周方向から照射するように
することにより解決することができる。
[Example 2] In the above Example 1, the excitation light was irradiated obliquely to the sample 11 from one direction. However, when irradiating in only one direction, the resist facing in that direction looks good, but the resist facing in other directions does not always look good. This problem can be solved by irradiating the sample 11 with excitation light from all around the sample 11 as shown in FIG.

【0025】図10において、31は光ファイバ30に
より導入された励起光の向きを試料11方向に曲げ、さ
らに対物レンズ5の全周より照射するようにするライト
ガイドである。これにより励起光は点線で示す方向に出
射するので試料11上の対物レンズ5の直下部分を全周
にわたって照射することができる。なお、ライトガイド
31の下部には必要に応じてフィルタ32を取付けられ
るようにすることもできる。また、励起光の出射方向は
ライトガイド31の作り方を変えることにより適宜調整
することができる。
In FIG. 10, reference numeral 31 denotes a light guide that bends the direction of the excitation light introduced by the optical fiber 30 toward the sample 11 and irradiates the objective lens 5 from the entire circumference. As a result, the excitation light is emitted in the direction shown by the dotted line, so that the part immediately below the objective lens 5 on the sample 11 can be irradiated over the entire circumference. Note that a filter 32 may be attached to the lower part of the light guide 31 if necessary. Furthermore, the direction of emission of the excitation light can be adjusted as appropriate by changing the way the light guide 31 is made.

【0026】〔実施例  3〕最近の半導体メモリでは
電荷蓄積用容量をスペ−スを増やさずに大きくするため
に、図11に示すようなトレンチ(溝)構造を採用する
場合が増えている。このようなトレンチ構造においては
表面部のレジスト残り12の他に溝の底部のレジスト残
り13を確実に検出できるようにする必要がある。しか
しながら、表面部のレジスト残り12は上記本発明の実
施例1および2に記載の方法で良好に検出することがで
きるがレジスト残り13には斜め照射の励起光が届かな
いため検出困難である。
[Embodiment 3] In recent semiconductor memories, a trench structure as shown in FIG. 11 is increasingly being adopted in order to increase the charge storage capacity without increasing the space. In such a trench structure, it is necessary to be able to reliably detect the resist residue 13 at the bottom of the trench in addition to the resist residue 12 at the surface. However, although the resist residue 12 on the surface portion can be well detected by the method described in Examples 1 and 2 of the present invention, it is difficult to detect the resist residue 13 because the obliquely irradiated excitation light does not reach the resist residue 13.

【0027】このような場合には図12に示すように、
光ファイバ33を設け、その励起光をハ−フミラ−34
により反射させ対物レンズ5を介して試料11の表面に
垂直に照射し、上記レジスト残り13を確実に検出でき
るようにする。なお必要に応じては、光ファイバ31と
同33に接続する励起光源を切替るようにする。
In such a case, as shown in FIG.
An optical fiber 33 is provided, and its excitation light is sent to a half mirror 34.
It is reflected by the beam and irradiated perpendicularly to the surface of the sample 11 through the objective lens 5, so that the resist residue 13 can be reliably detected. Note that, if necessary, the excitation light sources connected to the optical fibers 31 and 33 are switched.

【0028】〔実施例  4〕レジスト残りが発する蛍
光は例えばレジスト材中の共役二重結合を有する芳香族
炭化水素系物質が紫外線照射により励起状態に遷移して
から基底状態に戻る際のエネルギ−差により発生する。 したがって、上記励起光がレジスト残り内をできるだけ
長く通過するようにすると通過長さに比例して蛍光量は
増加するのでレジスト残りの検出感度を向上することが
できる。
[Example 4] Fluorescence emitted by the remaining resist is due to the energy generated when an aromatic hydrocarbon material having a conjugated double bond in the resist material transitions to an excited state by ultraviolet irradiation and then returns to the ground state. Occurs due to difference. Therefore, if the excitation light is allowed to pass through the resist residue as long as possible, the amount of fluorescence increases in proportion to the length of passage, so that the detection sensitivity of the resist residue can be improved.

【0029】このために、図13に示すように励起光が
レジスト残り12内を全反射を繰り返しながら通過する
ように入射角θを設定するようにする。上記全反射は入
射角θを図13に示すように数度の角度に設定すると生
じやすくなり、またレジスト残りが扁平であるほど全反
射回数が多くなる。また、レジスト残りから出射する励
起光成分は蛍光顕微鏡の光軸方向に対して略直角になる
ので、この光成分がバックグランドノイズとして蛍光顕
微鏡内に入射する割合も著しく低下する。しかしながら
、実際のレジスト残りの形状は様々であり入射角θを上
記数度の角度に設定すると常に最良の蛍光検出感度が得
られる訳でもないので、実際には励起光入射角θを上記
数度の値から表1に示したように数10度の範囲内を変
化させて最良の蛍光検出感度が得られる角度を探索でき
るようにすることが肝要である。
For this purpose, the incident angle θ is set so that the excitation light passes through the resist residue 12 while repeating total reflection, as shown in FIG. The above-mentioned total reflection is more likely to occur when the incident angle θ is set to an angle of several degrees as shown in FIG. 13, and the flatter the remaining resist, the more the number of total reflections. Furthermore, since the excitation light component emitted from the resist remains is substantially perpendicular to the optical axis direction of the fluorescence microscope, the rate at which this light component enters the fluorescence microscope as background noise is also significantly reduced. However, the actual shape of the remaining resist varies, and setting the incident angle θ to the above several degrees does not always result in the best fluorescence detection sensitivity. It is important to be able to search for the angle at which the best fluorescence detection sensitivity can be obtained by varying the value within a range of several tens of degrees as shown in Table 1.

【0030】〔実施例  5〕図12において光ファイ
バ33に可視光を入射するようにすると試料面のパタ−
ン像を検察することができる。また、上記可視光による
パタ−ン像上に光ファイバ30から励起光を照射して得
られるレジスト残りの像を重ねると試料上のパタ−ンと
レジスト残りの位置関係を把握することができるので、
不良解析を一段と便利にすることができる。図14は上
記パタ−ン像とレジスト残り像を重ね合わせて表示する
ことのできる本発明の実施例の構成図である。
[Example 5] In FIG. 12, when visible light is made incident on the optical fiber 33, the pattern on the sample surface changes.
Statues can be inspected. Furthermore, by superimposing the image of the resist residue obtained by irradiating the excitation light from the optical fiber 30 on the visible light pattern image, it is possible to grasp the positional relationship between the pattern on the sample and the resist residue. ,
Failure analysis can be made even more convenient. FIG. 14 is a block diagram of an embodiment of the present invention that can display the pattern image and the residual resist image in a superimposed manner.

【0031】図14において、1aは励起光源、1bは
励起光と可視光を切替て発生できる光源である。まず、
コンピュ−タ60は駆動装置63に指令信号を送って走
査ステ−ジ10上の試料11を所定の位置に設定する。 次いで光源1bを点灯して試料11に可視光を照射しパ
タ−ン像を検出する。このパタ−ン像はディスプレイ6
2上でその画像を確認され画像メモリ61に格納される
。次いで、光源を1bから1aに切替て試料11に励起
光を照射してレジスト残り像を検出し同様に画像メモリ
61に格納する。また試料にトレンチ構造がある場合に
は光源1bを紫外光に切り替え、試料11に励起光を垂
直に照射するようにする。
In FIG. 14, 1a is an excitation light source, and 1b is a light source that can switch between excitation light and visible light. first,
Computer 60 sends a command signal to drive device 63 to set sample 11 on scanning stage 10 at a predetermined position. Next, the light source 1b is turned on to irradiate the sample 11 with visible light to detect a pattern image. This pattern image is displayed on display 6.
2, the image is confirmed and stored in the image memory 61. Next, the light source is switched from 1b to 1a, and the sample 11 is irradiated with excitation light to detect a resist residual image and similarly store it in the image memory 61. If the sample has a trench structure, the light source 1b is switched to ultraviolet light so that the sample 11 is irradiated with excitation light perpendicularly.

【0032】オペレ−タは画像メモリ61から上記パタ
−ン像やレジスト残り像等を呼び出し、必要に応じて両
画像を重ねあわせてディスプレイ62上表示し試料を検
査する。図14においては、リング状のライトガイド3
1を用いて試料11の所定部分を全周方向から照射する
ようにしているが、状況に応じてはライトガイド31を
省略し図1のように照射するようにしてもよい。
The operator calls up the pattern image, resist residual image, etc. from the image memory 61, superimposes both images as necessary, and displays them on the display 62 to inspect the sample. In FIG. 14, a ring-shaped light guide 3
1 is used to irradiate a predetermined portion of the sample 11 from all around the circumference, but depending on the situation, the light guide 31 may be omitted and irradiation may be performed as shown in FIG.

【0033】〔実施例  5〕周知のように半導体装置
の製造に用いられるレジスト材の種類は多岐にわたって
おり、この種類に応じて試料11に照射すべき励起光の
最適波長の値が異なっている。したがって、最良の検査
を実施するには励起光の最適波長を選定する必要がある
。 このような目的に対しては波長を可変できる励起光源が
必要である。このような波長可変の励起光源として例え
ば比較的広い波長範囲にわたて均一な強度の励起光が得
られるキセノンランプに回転式の連続分光フィルタを組
合せたり、あるいは紫外線ダイレ−ザ(dye las
er)等を用いるようにする。
[Example 5] As is well known, there are a wide variety of types of resist materials used in the manufacture of semiconductor devices, and the value of the optimum wavelength of the excitation light to be irradiated onto the sample 11 differs depending on the type. . Therefore, in order to perform the best inspection, it is necessary to select the optimal wavelength of the excitation light. For such purposes, an excitation light source with variable wavelength is required. As such a wavelength-tunable excitation light source, for example, a xenon lamp that can provide excitation light with uniform intensity over a relatively wide wavelength range is combined with a rotary continuous spectral filter, or an ultraviolet dye laser (dye laser) is used.
er) etc.

【0034】ダイレ−ザは有機色素の希薄溶液または同
蒸気を強く光励起して、その蛍光遷移の誘導放出で発振
するレ−ザである。色素の蛍光スペクトルの線幅は広い
のでレ−ザ共振器に回折格子等を入れると可変波長で単
色のレ−ザ発振が得られ、色素の種類や励起光源を変え
ることにより紫外部から赤外部にわたってその波長を変
化させることができる。最近では、例えば波長を5nm
ステップで変えることのできるものが市販されている。
A dye laser is a laser that strongly optically excites a dilute solution or vapor of an organic dye and oscillates by stimulated emission of its fluorescence transition. The fluorescence spectrum of dyes has a wide linewidth, so if you insert a diffraction grating into the laser resonator, you can obtain monochromatic laser oscillation with a variable wavelength. Its wavelength can be varied over a period of time. Recently, for example, the wavelength has been changed to 5 nm.
There are products on the market that can be changed in steps.

【0035】図14において励起光源1aおよび光源1
bの何れか一方または双方に上記ダイレ−ザ装置を用い
その波長をコンピュ−タ60により制御するようにする
と、ディスプレイ62をモニタしながら最も鮮明な画像
が得られる波長を探索してその波長における画像を記憶
させることができる。図15、16は上記励起光の波長
と対応する蛍光検出の感度との関係を示すデ−タ例であ
る。
In FIG. 14, excitation light source 1a and light source 1
If the dye laser device described above is used for either or both of b, and the wavelength is controlled by the computer 60, the wavelength at which the clearest image can be obtained is searched for while monitoring the display 62, and the wavelength at that wavelength is controlled. Images can be stored. 15 and 16 are data examples showing the relationship between the wavelength of the excitation light and the corresponding fluorescence detection sensitivity.

【0036】図15の特性線101は、ポジレジスト材
に対して励起光を波長310〜460nmにわたって変
化させて照射したときに得られる波長510nmの蛍光
強度の測定結果である。これより励起光の波長を380
nmに設定すると波長510nmの蛍光に対する検出感
度を最大にできることがわかる。特性線102はこの結
果を確認する意味で、励起光波長を380nmに固定し
て蛍光波長を変化させたときの蛍光強度測定結果であり
、波長510nmにて蛍光検出感度は最大になっている
。
A characteristic line 101 in FIG. 15 is the measurement result of the fluorescence intensity at a wavelength of 510 nm obtained when a positive resist material is irradiated with excitation light varying in wavelength from 310 to 460 nm. From this, the wavelength of the excitation light is 380
It can be seen that the detection sensitivity for fluorescence with a wavelength of 510 nm can be maximized by setting the wavelength to 510 nm. In order to confirm this result, the characteristic line 102 is the fluorescence intensity measurement result when the excitation light wavelength was fixed at 380 nm and the fluorescence wavelength was varied, and the fluorescence detection sensitivity is maximum at a wavelength of 510 nm.

【0037】図16はi線レジスト材に対する同様の測
定結果である。特性線103より波長450nmの蛍光
強度を最大にする励起光波長は390nmであることが
わかる。また特性線104より上記390nmの励起光
に対して波長が450nmの蛍光が最大感度で検出され
ることがわかる。上記蛍光強度が最大となる波長値はレ
ジスト材の種類により略特定されているので、上記のよ
うにして励起光波長を特定することにより励起光源側の
励起フィルタを指定することができ、これにより励起フ
ィルタの選定にかかわる作業時間を大幅に短縮すること
ができる。なお、このような励起光波長や励起フィルタ
の自動的選定に関しては後述の実施例8において説明す
る。
FIG. 16 shows similar measurement results for i-line resist material. It can be seen from the characteristic line 103 that the excitation light wavelength that maximizes the fluorescence intensity at a wavelength of 450 nm is 390 nm. Furthermore, it can be seen from the characteristic line 104 that fluorescence having a wavelength of 450 nm is detected with maximum sensitivity with respect to the excitation light of 390 nm. The wavelength value at which the fluorescence intensity is maximum is approximately specified by the type of resist material, so by specifying the excitation light wavelength as described above, it is possible to specify the excitation filter on the excitation light source side. The work time involved in selecting an excitation filter can be significantly reduced. Note that such automatic selection of the excitation light wavelength and excitation filter will be explained in Example 8, which will be described later.

【0038】〔実施例  6〕試料11に紫外光を照射
して蛍光を検出する際、この蛍光に紫外光成分がバック
グラウンド雑音として混入し検出信号のS/Nを低下さ
せる。とくに蛍光強度が弱い場合には上記バックグラウ
ンド雑音が検出精度を高める上での大きな障害となる。 このような場合の対策としてパルス励起法が知られてお
り、本発明においてもこの方法を適用することができる
。
[Embodiment 6] When detecting fluorescence by irradiating the sample 11 with ultraviolet light, an ultraviolet light component is mixed into the fluorescence as background noise, reducing the S/N of the detection signal. Particularly when the fluorescence intensity is weak, the background noise becomes a major obstacle in improving detection accuracy. A pulse excitation method is known as a countermeasure for such cases, and this method can also be applied to the present invention.

【0039】図17は上記パルス励起法においてレジン
等の有機試料が発する蛍光の時間変化を説明する図であ
る。時刻T1〜T2にて試料11に紫外光を照射すると
、T2以降の蛍光強度は図示のように減衰し、そのライ
フタイム(減衰の時定数)は10 ̄9〜10 ̄6秒程度
である。本発明では図14における紫外光源1aおよび
光源1bの紫外光源を上記のようにパルス点灯し、消灯
後のライフタイム間に螢光像を検出して上記バックグラ
ウンド雑音のない螢光像を得るようにする。またこの方
法はパルス励振に適したレ−ザを紫外光源1aおよび光
源1bの紫外光源等に用いる場合に好適である。
FIG. 17 is a diagram illustrating the temporal change in fluorescence emitted by an organic sample such as a resin in the pulse excitation method described above. When the sample 11 is irradiated with ultraviolet light from time T1 to T2, the fluorescence intensity after T2 attenuates as shown in the figure, and its lifetime (time constant of decay) is about 10~9 to 10~6 seconds. In the present invention, the ultraviolet light sources 1a and 1b in FIG. 14 are pulse-lit as described above, and a fluorescent image is detected during the lifetime after the lights are turned off to obtain a fluorescent image free of the background noise. Make it. Further, this method is suitable when a laser suitable for pulse excitation is used as the ultraviolet light source of the ultraviolet light source 1a and the light source 1b.

【0040】〔実施例  7〕図1における光ファイバ
30の取り付け角度を変更することにより試料11に対
する紫外光の照射角度を変更することができる。上記照
射角度には検出すべきレジスト材およびウエハ表面の形
状に応じた最適値が存在するので、この照射角度を迅速
容易に変更できる手段が必要である。また図1から明ら
かなように、光ファイバ30の取り付け角度を変更する
と試料11に当たる紫外光の照射位置も変化するので、
照射位置を固定したまま角度のみを変更できるようにし
たい。ただし、試料面における紫外光(励起光)の照射
サイズは通常10〜20mmφ程度なので、照射角度の
変更により上記照射位置が多少ずれても実用上の支障は
少ない。
[Embodiment 7] By changing the attachment angle of the optical fiber 30 in FIG. 1, the irradiation angle of the ultraviolet light onto the sample 11 can be changed. Since the irradiation angle has an optimum value depending on the resist material to be detected and the shape of the wafer surface, a means for quickly and easily changing the irradiation angle is required. Furthermore, as is clear from FIG. 1, changing the installation angle of the optical fiber 30 also changes the irradiation position of the ultraviolet light hitting the sample 11.
I want to be able to change only the angle while keeping the irradiation position fixed. However, since the irradiation size of the ultraviolet light (excitation light) on the sample surface is usually about 10 to 20 mmφ, there is little practical problem even if the irradiation position is slightly shifted by changing the irradiation angle.

【0041】図18は本発明による励起光の角度調整装
置実施例の断面図である。図18において、角度調整装
置70のラック73が蛍光検出装置の筐体50の開口部
に固定される。また、光ファイバ30は歯車71に取付
けられ回転できるようになっている。歯車71は歯車7
5を介してモ−タ72により駆動され、同時にピニオン
74も歯車75を介してモ−タ72により駆動される。 歯車71、歯車75、モ−タ72およびピニオン74等
の回転軸は板76により固定的に支持され、板76はガ
イド溝77とピン78により案内されるので、例えばモ
−タ72が矢印Aのように回転すると光ファイバ30は
矢印Bのように回転し、板76は矢印Cの方向に移動す
る。したがって、歯車75と同71の回転伝達比、およ
び歯車75とピニオン74の回転伝達比を適宜設定する
ことにより、光ファイバ30の回転に伴ってこれを上下
方向に移動して、試料11上の紫外光の照射位置を固定
することができる。また上記照射角を初期設定する場合
には、例えば、歯車75とピニオン74の結合を外して
歯車71のみを回転させて光ファイバ30を試料上の所
定位置に向け、その後歯車75とピニオン74を結合さ
せるようにする。
FIG. 18 is a sectional view of an embodiment of the excitation light angle adjusting device according to the present invention. In FIG. 18, the rack 73 of the angle adjustment device 70 is fixed to the opening of the casing 50 of the fluorescence detection device. Further, the optical fiber 30 is attached to a gear 71 so that it can rotate. Gear 71 is gear 7
At the same time, the pinion 74 is also driven by the motor 72 via a gear 75. The rotating shafts of gear 71, gear 75, motor 72, pinion 74, etc. are fixedly supported by plate 76, and plate 76 is guided by guide groove 77 and pin 78, so that, for example, motor 72 is , the optical fiber 30 rotates as shown by arrow B, and the plate 76 moves in the direction of arrow C. Therefore, by appropriately setting the rotation transmission ratio of gears 75 and 71 and the rotation transmission ratio of gear 75 and pinion 74, the optical fiber 30 can be moved vertically as it rotates, and The irradiation position of ultraviolet light can be fixed. When initially setting the irradiation angle, for example, the gear 75 and pinion 74 are uncoupled, only the gear 71 is rotated to direct the optical fiber 30 to a predetermined position on the sample, and then the gear 75 and pinion 74 are rotated. Try to combine them.

【0042】図19は図10に示した全周照射形のライ
トガイド31に同様の角度調整装置を設けた本発明実施
例の断面図でありライトガイド31の左半分のみを示し
ている。図19において、ラック73が蛍光検出装置の
筐体50の開口部に固定され、ライトガイド31は支点
77の廻りに回転できるようになっている。また、モ−
タ72、歯車75、ピニオン74等の回転軸は板76に
固定され、板76はラック73に沿って上下方向に移動
できるようになっている。モ−タ72が矢印方向に回転
するとその回転は歯車75およびピニオン74に伝達さ
れ板76を上方向に移動させる。この動きにより板76
はライトガイド31を押し上げるのでライトガイド31
は支点77の廻りに回転し励起光の向きを下方に移動さ
せる。このようにして励起光の照射位置を固定したまま
その照射角度を変化させることができる。
FIG. 19 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention in which a similar angle adjustment device is provided to the full-circle irradiation type light guide 31 shown in FIG. 10, and only the left half of the light guide 31 is shown. In FIG. 19, a rack 73 is fixed to an opening in a casing 50 of the fluorescence detection device, and the light guide 31 can rotate around a fulcrum 77. Also, motor
The rotating shafts of the rotor 72, gear 75, pinion 74, etc. are fixed to a plate 76, and the plate 76 is movable in the vertical direction along the rack 73. When the motor 72 rotates in the direction of the arrow, the rotation is transmitted to the gear 75 and pinion 74 to move the plate 76 upward. This movement causes the plate 76
pushes up the light guide 31, so the light guide 31
rotates around the fulcrum 77 to move the direction of the excitation light downward. In this way, the irradiation angle of the excitation light can be changed while the irradiation position of the excitation light is fixed.

【0043】図20は上記図19に示したライトガイド
部の斜視図である。ライトガイド31は円周方向に分割
されているので上記板76の動きに対応してその取り付
け角が変化できるようになっている。また、光ファイバ
30は上記分割されたライトガイドのそれぞれに分散し
て結合される。
FIG. 20 is a perspective view of the light guide section shown in FIG. 19 above. Since the light guide 31 is divided in the circumferential direction, its mounting angle can be changed in accordance with the movement of the plate 76. Further, the optical fibers 30 are distributed and coupled to each of the divided light guides.

【0044】〔実施例  8〕図21は励起光の照射角
度調整や波長設定および蛍光の検出波長等を自動的に最
適設定することのできる本発明の蛍光検出装置の構成図
である。図21では複数の紫外光源を用いているが図1
9、20に示したライトガイドを用いることもできる。 図21において、各励起光源および蛍光検出部には可変
フィルタとして例えば回転式連続分光フィルタ110、
111、112等が取付けられコンピュ−タ60からの
指令信号によりそれぞれの通過波長が設定できるように
なっている。また上記励起光源は必要に応じて複数設け
られるが同図では代表的に1aと1cのみを描いている
。
[Embodiment 8] FIG. 21 is a configuration diagram of a fluorescence detection apparatus of the present invention that can automatically optimally set the irradiation angle adjustment and wavelength setting of excitation light, the detection wavelength of fluorescence, etc. In Figure 21, multiple ultraviolet light sources are used;
The light guides shown in 9 and 20 can also be used. In FIG. 21, each excitation light source and fluorescence detection unit includes a rotary continuous spectral filter 110 as a variable filter,
111, 112, etc. are attached so that their respective passing wavelengths can be set by command signals from the computer 60. Although a plurality of the excitation light sources are provided as necessary, only 1a and 1c are representatively depicted in the figure.

【0045】また、光ファイバ30aと同30c等はそ
れぞれ角度調整装置70aと同70cにより蛍光検出装
置筐体50の開口部に取付けられ、コンピュ−タ60か
らの指令値によりそれぞれの照射角が設定される。上記
の構成により最適な蛍光検査条件を正確、迅速に設定す
ることができるので、以下その特徴を順次説明する。
Furthermore, the optical fibers 30a and 30c are attached to the opening of the fluorescence detection device housing 50 by angle adjustment devices 70a and 70c, respectively, and their respective irradiation angles are set by command values from the computer 60. be done. The above-described configuration allows optimal fluorescence testing conditions to be set accurately and quickly, and its features will be sequentially explained below.

【0046】1)ウエハ上のレジスト残りにはパタ−ン
形状その他の条件により検出しやすい方向が存在するの
で、ディスプレイ62上の画像や撮像素子45の出力レ
ベルを監視しながらコンピュ−タ60からの指令により
複数の励起光源を選択して蛍光検出に最も有効な励起光
源を選定することができる。
1) Since the remaining resist on the wafer has a direction that is easy to detect depending on the pattern shape and other conditions, the computer 60 monitors the image on the display 62 and the output level of the image sensor 45. By selecting a plurality of excitation light sources, the most effective excitation light source for fluorescence detection can be selected.

【0047】2)コンピュ−タ60により上記各励起光
源の角度調整装置の照射角度を走査することにより各角
度調整装置の最適照射角度を自動的に設定することがで
きる。
2) By scanning the irradiation angle of the angle adjustment device of each excitation light source using the computer 60, the optimum irradiation angle of each angle adjustment device can be automatically set.

【0048】3)上記各励起光源と蛍光の波長をそれぞ
れ自動的に最適設定して蛍光検出感度を最大にすること
ができる。図22は各種異物の蛍光強度スペクトラム特
性の一例である。このようにウエハには、上記レジスト
残りの他に作業者の衣服の繊維や微細な皮膚組織等が付
着し、それぞれに対する最適蛍光波長等は異なっている
。またレジスト材毎の最適蛍光波長も図23に示すよう
に一般的に異なっている。
3) The fluorescence detection sensitivity can be maximized by automatically setting each of the excitation light sources and fluorescence wavelengths optimally. FIG. 22 is an example of fluorescence intensity spectrum characteristics of various foreign substances. In this way, in addition to the resist residue described above, the wafer has fibers from the clothes of the worker, fine skin tissue, etc. attached to the wafer, and the optimum fluorescence wavelength etc. for each are different. Further, the optimum fluorescence wavelength for each resist material generally differs as shown in FIG. 23.

【0049】コンピュ−タ60はまず励起光側の各可変
フィルタ110〜112の波長を初期値に設定し、次い
で蛍光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して蛍
光強度が最大となる波長を検出し可変フィルタ120を
その波長に設定する。上記の測定を励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112の波長を上記初期値から所定幅ず
らせつつ繰り返して行い、その中から最大の蛍光強度が
得られる励起光側の各可変フィルタ110〜112と蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を求めれそれらの
波長にて最終的な蛍光測定を行うようにする。
The computer 60 first sets the wavelengths of the variable filters 110 to 112 on the excitation light side to initial values, and then scans the wavelengths of the variable filter 120 on the fluorescence detection side to find the wavelength at which the fluorescence intensity is maximum. The wavelength is detected and the variable filter 120 is set to that wavelength. The above measurement is repeated while shifting the wavelength of each of the variable filters 110 to 112 on the excitation light side by a predetermined width from the above initial value, and each variable filter 110 to 112 on the excitation light side from which the maximum fluorescence intensity is obtained is The wavelengths of the variable filter 120 on the fluorescence detection side are determined and the final fluorescence measurement is performed at those wavelengths.

【0050】また、通常はレジストやその他の異物に対
するおおよその励起波長と蛍光波長が分かっているので
、コンピュ−タ60にそれらの値を予め記憶させておき
、レジストや異物の種類を指定して励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112と蛍光検出側の可変フィルタ12
0の波長をそれぞれ上記記憶値に初期設定してから、蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して最適値
に設定し、次いで励起光側の各可変フィルタ110〜1
12等の波長を走査して同様に最適値に設定するように
する。このような本発明の蛍光検出により、従来装置で
は膨大であった励起光側と蛍光検出側のフィルタ決定作
業の時間を著しく短縮することができる。
Further, since the approximate excitation wavelength and fluorescence wavelength for resist and other foreign matter are usually known, these values are stored in advance in the computer 60, and the type of resist or foreign matter is designated. Each variable filter 110 to 112 on the excitation light side and the variable filter 12 on the fluorescence detection side
After initially setting the wavelength of 0 to the above-mentioned stored value, the wavelength of the variable filter 120 on the fluorescence detection side is scanned and set to the optimum value, and then each of the variable filters 110 to 1 on the excitation light side is scanned.
Similarly, wavelengths such as 12 are scanned and set to the optimum value. With the fluorescence detection of the present invention, it is possible to significantly shorten the time required to determine the filters for the excitation light side and the fluorescence detection side, which was a huge amount of time in conventional devices.

【0051】4)ウエハ上のチップを順次自動的に検査
することができる。コンピュ−タ60は走査ステ−ジ1
0を制御してウエハ(試料11)上のチップの送りと位
置決めを行うので、チップ毎の上記光源1bや各紫外光
源1a,1c等の点灯や各照射角度や紫外光波長等の制
御を自動的かつ連続的に行って試料11上の全チップを
自動的に検査することができる。
4) Chips on a wafer can be sequentially and automatically inspected. Computer 60 is connected to scanning stage 1
Since the feeding and positioning of chips on the wafer (sample 11) is performed by controlling All chips on the sample 11 can be automatically inspected in a continuous and continuous manner.

【0052】5)  上記のようにして求めた各照射角
度や波長等の表示により、さらに適したフィルタ類を採
用して蛍光検出のS/Nを向上することができる。また
、上記表示値を次回検査の参考に供することができる。 一般に可変フィルタの通過特性は固定帯域のフィルタに
較べて緩いので上記可変フィルタ110〜112、12
0により励起光側、および蛍光検出側の最適波長を検出
後、各可変フィルタを他の更に適した固定帯域フィルタ
に交換すると不要な帯域幅を制限することができるので
蛍光検出のS/Nを向上することができる。
5) By displaying each irradiation angle, wavelength, etc. obtained as described above, it is possible to improve the S/N of fluorescence detection by employing more suitable filters. Moreover, the above-mentioned displayed value can be used as a reference for the next inspection. In general, the pass characteristics of variable filters are looser than those of fixed band filters, so the variable filters 110 to 112, 12
After detecting the optimal wavelength for the excitation light side and the fluorescence detection side using 0, replacing each variable filter with another more suitable fixed bandpass filter can limit unnecessary bandwidth, which can reduce the S/N of fluorescence detection. can be improved.

【0053】このため、上記各最適照射角度や各最適波
長等の値をディスプレイ62に表示するようにする。ま
た、上記表示には各最適照射角度や各最適波長等の平均
値の他にコンピュ−タ60が算出したそれぞれの標準偏
差も表示するようにする。標準偏差値はバラツキの程度
を表す指数であるから、オペレ−タはこの値より交換す
る固定フィルタの帯域幅を決定することができる。
For this reason, the values of each optimum irradiation angle, each optimum wavelength, etc. are displayed on the display 62. Further, in addition to the average values of each optimum irradiation angle, each optimum wavelength, etc., the standard deviations calculated by the computer 60 are also displayed on the display. Since the standard deviation value is an index representing the degree of dispersion, the operator can use this value to determine the bandwidth of the fixed filter to be replaced.

【0054】〔実施例  9〕上記本発明の各実施例に
おいて、励起光をSまたはP偏光させて試料11に照射
し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を挿
入することにより、蛍光検出のS/Nを向上することが
できる。すなわち、試料11から散乱される偏光された
励起光成分を蛍光検出側の偏光板により遮断できるので
バックグランドノイズを低減して蛍光を検出することが
できるのである。
[Example 9] In each of the above embodiments of the present invention, the excitation light is S or P polarized and irradiated onto the sample 11, and a polarizing plate corresponding to the polarized light is inserted on the fluorescence detection side. , the S/N of fluorescence detection can be improved. That is, since the polarized excitation light component scattered from the sample 11 can be blocked by the polarizing plate on the fluorescence detection side, the background noise can be reduced and fluorescence can be detected.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の蛍光検出装置は試料表面に対し
て励起光を斜めに照射するので、試料表面から直接反射
される励起光成分等のバックグランドノイズを低減し、
試料表面のパタ−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいレ
ジスト残りからの蛍光光量を増やして出力画像信号のS
/Nを高めることができる。
[Effects of the Invention] Since the fluorescence detection device of the present invention irradiates the sample surface with excitation light obliquely, background noise such as the excitation light component directly reflected from the sample surface is reduced.
The output image signal S
/N can be increased.

【0056】さらに、励起光をSまたはP偏光させて照
射し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を
挿入することにより、試料表面から散乱される励起光成
分等のバックグランドノイズを低減することができる。 さらに、試料が発する蛍光をイメジインテンシファイヤ
により大きく増倍するので微弱な蛍光像を検出すること
ができる。さらに、励起光を試料の全周方向から斜め照
射するようにしてレジスト残りの検出率を高めることが
できる。
Furthermore, by irradiating the excitation light with S or P polarization and inserting a polarizing plate corresponding to the above polarization on the fluorescence detection side, background noise such as the excitation light component scattered from the sample surface can be suppressed. can be reduced. Furthermore, since the fluorescence emitted by the sample is greatly multiplied by the image intensifier, weak fluorescence images can be detected. Furthermore, by irradiating the excitation light obliquely from the entire circumference of the sample, the detection rate of resist residue can be increased.

【0057】また、上記励起光の照射角度を制御できる
ようにして最適照射角度を迅速に検出できるようにする
ので、レジスト材や試料の表面状態毎に最良のレジスト
残り検出率が得ることができる。さらに、例えばダイレ
−ザやキセノンランプと回転式連続分光フィルタを組合
せた可変波長の励起光源等を用いて励起光の最適波長を
選定し、レジスト残りの検出率を高めることができる。
Furthermore, since the irradiation angle of the excitation light can be controlled and the optimum irradiation angle can be detected quickly, the best residual resist detection rate can be obtained for each resist material and surface condition of the sample. . Further, by selecting the optimum wavelength of the excitation light using, for example, a variable wavelength excitation light source that is a combination of a dye laser or a xenon lamp and a rotating continuous spectral filter, it is possible to increase the detection rate of resist residue.

【0058】また、上記励起光の斜め照射に加えて試料
表面を垂直に照射する励起光源を設けることにより、半
導体メモリ等におけるトレンチ溝の底部に付着したレジ
スト残りを確実に検出することができる。さらに、上記
励起光をSまたはP偏光させ、また、蛍光検出側に上記
偏光に対応する偏光板を設けることにより、バックグラ
ンドノイズの少ない蛍光を検出することができる。また
、例えばダイレ−ザやキセノンランプと回転式連続分光
フィルタを組合せた可変波長の励起光源等を用いて励起
光の最適波長を選定し、レジスト残りの検出率を高める
ことができる。
Furthermore, by providing an excitation light source that irradiates the sample surface vertically in addition to the above-described oblique irradiation of the excitation light, it is possible to reliably detect resist residue attached to the bottom of a trench in a semiconductor memory or the like. Further, by polarizing the excitation light into S or P polarization and providing a polarizing plate corresponding to the polarization on the fluorescence detection side, fluorescence with less background noise can be detected. Further, by selecting the optimum wavelength of the excitation light using, for example, a variable wavelength excitation light source that is a combination of a dye laser or a xenon lamp and a rotary continuous spectral filter, it is possible to increase the detection rate of resist residue.

【0059】さらに、試料表面に垂直に可視光を照射す
ることにより、試料面のパタ−ン像を検察し、同時に上
記パタ−ン像上に上記レジスト残り画像を重ねて表示す
ることができるのでICの故障個所同定を容易に行うこ
とができる。さらに、複数の励起光源の点灯や照射角度
等を制御して蛍光検出に最も有効な励起光源を設定し、
また、励起光や蛍光の波長を可変フィルタにより選定し
て最適の蛍光検出条件をレジストや異物の種類毎に自動
的に設定し、また、表示するので、ウエハ内の各チップ
を連続的に自動検査することができる。また、励起光源
をパルス点灯して照射後のライフタイム間の螢光像を検
出するようにしてバックグラウンド雑音のない螢光像を
検出しそのS/Nを高めることができるのでICの故障
個所発見、同定に極めて有利である。
Furthermore, by irradiating the sample surface with visible light perpendicularly, the pattern image on the sample surface can be detected, and at the same time, the resist remaining image can be displayed superimposed on the pattern image. The failure location of the IC can be easily identified. Furthermore, the most effective excitation light source for fluorescence detection is set by controlling the lighting and irradiation angle of multiple excitation light sources.
In addition, the excitation light and fluorescence wavelengths are selected using variable filters, and the optimal fluorescence detection conditions are automatically set and displayed for each type of resist and foreign material, so each chip within the wafer is automatically and continuously detected. Can be inspected. In addition, by lighting the excitation light source in pulses and detecting the fluorescent image during the lifetime after irradiation, it is possible to detect the fluorescent image without background noise and increase the S/N, so it is possible to detect the fluorescent image without background noise. Extremely advantageous for discovery and identification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の蛍光検出装置における励起光斜め照射
装置実施例の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an excitation light oblique irradiation device in a fluorescence detection device of the present invention.

【図2】従来の蛍光検出装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional fluorescence detection device.

【図3】本発明の蛍光検出装置におけるイメジインテン
シファイヤの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an image intensifier in the fluorescence detection device of the present invention.

【図4】本発明の蛍光検出装置に用いるイメジインテン
シファイヤの斜視断面図である。
FIG. 4 is a perspective cross-sectional view of an image intensifier used in the fluorescence detection device of the present invention.

【図5】本発明の蛍光検出装置に用いるイメジインテン
シファイヤの動作説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of an image intensifier used in the fluorescence detection device of the present invention.

【図6】本発明の蛍光検出装置における励起光斜め照射
部の配置図である。
FIG. 6 is a layout diagram of an excitation light oblique irradiation section in the fluorescence detection device of the present invention.

【図7】本発明の蛍光検出装置のテスト用パタ−ン図で
ある。
FIG. 7 is a diagram of a test pattern of the fluorescence detection device of the present invention.

【図8】本発明の蛍光検出装置のテスト用パタ−ン図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a test pattern of the fluorescence detection device of the present invention.

【図9】本発明の蛍光検出装置によるレジスト線幅測定
結果である。
FIG. 9 shows resist line width measurement results using the fluorescence detection device of the present invention.

【図10】本発明に用いたライトガイドの動作説明図で
ある。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the light guide used in the present invention.

【図11】半導体ウエハにおけるトレンチ構造の断面図
である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a trench structure in a semiconductor wafer.

【図12】本発明の蛍光検出装置における励起光の斜め
照射部と垂直照射部の配置図である。
FIG. 12 is a layout diagram of an oblique irradiation section and a vertical irradiation section of excitation light in the fluorescence detection device of the present invention.

【図13】本発明におけるレジスト残り内の励起光の全
反射状態の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the state of total reflection of excitation light within the resist residue in the present invention.

【図14】本発明の蛍光検出装置におけるコンピュ−タ
による制御系統図である。
FIG. 14 is a computer control system diagram in the fluorescence detection device of the present invention.

【図15】レジスト材の蛍光強度スペクトラムの一例で
ある。
FIG. 15 is an example of a fluorescence intensity spectrum of a resist material.

【図16】レジスト材の蛍光強度スペクトラムの一例で
ある。
FIG. 16 is an example of a fluorescence intensity spectrum of a resist material.

【図17】パルス励起法における蛍光の波形図である。FIG. 17 is a waveform diagram of fluorescence in the pulse excitation method.

【図18】本発明による励起光の照射角度調整装置の断
面図である。
FIG. 18 is a sectional view of an excitation light irradiation angle adjusting device according to the present invention.

【図19】本発明によるライトガイドの照射角度調整装
置の断面図である。
FIG. 19 is a sectional view of a light guide irradiation angle adjusting device according to the present invention.

【図20】本発明によるライトガイドの照射角度調整装
置の斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view of a light guide irradiation angle adjusting device according to the present invention.

【図21】本発明の蛍光検出装置におけるコンピュ−タ
による他の制御系統図である。
FIG. 21 is another computer-based control system diagram in the fluorescence detection device of the present invention.

【図22】各種異物の蛍光強度スペクトラムの一例であ
る。
FIG. 22 is an example of fluorescence intensity spectra of various foreign substances.

【図23】各種ポジレジスト材の蛍光強度スペクトラム
の一例である。
FIG. 23 is an example of fluorescence intensity spectra of various positive resist materials.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  励起光源 2  フィルタ 3  観察光 4  ビ−ムスプリッタ 5  対物レンズ 6  モノクロメ−タ 7  検出器 8  ドライバ 9  コンピュ−タ 10  走査ステ−ジ 11  試料 12  レジスト残り 13  レジスト残り 21  励起フィルタ挿入口 22  ダイヤフラム 30  光ファイバ 31  ライトガイド 32  フィルタ 33  光ファイバ 34  ハ−フミラ− 40  イメジインテンシファイヤ 42  吸収フィルタ 43  アノ−ドフォスファ 44  レンズ 45  撮像素子 46  マイクロチャネル電子増倍器 47  フォトカソ−ド 50  筐体 51  蔽い 60  コンピュ−タ 61  画像メモリ 62  ディスプレイ 63  駆動装置 70  角度調整装置 71  歯車 72  モ−タ 73  ラック 74  ピニオン 76  板 77  ガイド溝 78  ピン 110  可変フィルタ 120  可変フィルタ 421  マイクロチャネル 1 Excitation light source 2 Filter 3 Observation light 4 Beam splitter 5 Objective lens 6 Monochromator 7 Detector 8 Driver 9 Computer 10 Scanning stage 11 Sample 12 Resist remaining 13 Resist remaining 21 Excitation filter insertion port 22 Diaphragm 30 Optical fiber 31 Light guide 32 Filter 33 Optical fiber 34 Half mirror 40 Image intensifier 42 Absorption filter 43 Anode phosphor 44 Lens 45 Imaging device 46 Microchannel electron multiplier 47 Photocathode 50 Housing 51 Covering 60 Computer 61 Image memory 62 Display 63 Drive device 70 Angle adjustment device 71 Gear 72 Motor 73 Rack 74 Pinion 76 board 77 Guide groove 78 pin 110 Variable filter 120 Variable filter 421 Microchannel

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  試料面に励起光を照射し、試料が発す
る蛍光像をイメ−ジインテンシファイヤにより検出して
その出力画像を撮像装置により電気信号に変換する蛍光
検出装置において、上記励起光を試料面に対して斜めに
照射する手段を備えたことを特徴とする半導体・マスク
蛍光検出装置。
Claim 1: A fluorescence detection device that irradiates a sample surface with excitation light, detects a fluorescence image emitted by the sample using an image intensifier, and converts the output image into an electrical signal using an imaging device, wherein the excitation light is A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized by being equipped with a means for irradiating the sample surface obliquely.
【請求項2】  請求項1において、上記照射手段は励
起光を試料の外周全方向から試料面に対して斜めに照射
するものであることを特徴とする半導体・マスク蛍光検
出装置。
2. The semiconductor/mask fluorescence detection device according to claim 1, wherein the irradiation means irradiates the excitation light obliquely to the sample surface from all directions around the sample.
【請求項3】  請求項1および2のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段に加えて、励起光を試料面
に垂直に照射する手段を備えたことを特徴とする半導体
・マスク蛍光検出装置。
3. The semiconductor/mask fluorescence detection according to claim 1, further comprising means for irradiating the excitation light perpendicularly to the sample surface in addition to the excitation light oblique irradiation means. Device.
【請求項4】  試料面に励起光を照射し、試料が発す
る蛍光像をイメ−ジインテンシファイヤにより検出して
その出力画像を撮像装置により電気信号に変換する蛍光
検出装置において、試料面に対する照射角および照射方
向の異なる複数の励起光照射手段を備えたことを特徴と
する半導体・マスク蛍光検出装置。
4. In a fluorescence detection device that irradiates the sample surface with excitation light, detects a fluorescence image emitted by the sample using an image intensifier, and converts the output image into an electrical signal using an imaging device, the irradiation of the sample surface A semiconductor/mask fluorescence detection device comprising a plurality of excitation light irradiation means with different angles and irradiation directions.
【請求項5】  請求項1ないし3のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段に加えて、可視光を試料面
に垂直に照射する手段を備えたことを特徴とする半導体
・マスク蛍光検出装置。
5. The semiconductor/mask fluorescence detection according to claim 1, further comprising means for irradiating visible light perpendicularly to the sample surface in addition to the means for irradiating the excitation light obliquely. Device.
【請求項6】  請求項1ないし5のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段の励起光照射角度を変更す
る手段を備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検
出装置。
6. The semiconductor/mask fluorescence detection device according to claim 1, further comprising means for changing the excitation light irradiation angle of the excitation light oblique irradiation means.
【請求項7】  請求項1ないし5のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段は光源装置からの励起光を
蛍光検出装置内に導入する光ファイバ装置と、上記光フ
ァイバ装置の一端を上記蛍光検出装置筐体の内部に貫通
して保持し、さらに光ファイバ装置の取り付け角度、取
り付け位置等を調整することのできる光ファイバ装着手
段とを備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出
装置。
7. In any one of claims 1 to 5, the excitation light oblique irradiation means includes an optical fiber device that introduces the excitation light from the light source device into the fluorescence detection device, and an optical fiber device that introduces the excitation light from the light source device into the fluorescence detection device; A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized by comprising an optical fiber mounting means that penetrates and holds the inside of a fluorescence detection device housing and can further adjust the mounting angle, mounting position, etc. of the optical fiber device. .
【請求項8】  請求項4において、上記複数の励起光
照射手段を選択して試料面を照射する照射切替手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
8. The semiconductor/mask fluorescence detection apparatus according to claim 4, further comprising irradiation switching means for selecting one of the plurality of excitation light irradiation means and irradiating the sample surface.
【請求項9】  請求項1ないし8のいずれかにおいて
、上記照射手段の励起光の波長を変更するする手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
9. The semiconductor/mask fluorescence detection apparatus according to claim 1, further comprising means for changing the wavelength of excitation light from said irradiation means.
【請求項10】  請求項1ないし9のいずれかにおい
て、上記蛍光の検出波長を変更するする手段を備えたこ
とを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
10. The semiconductor/mask fluorescence detection device according to claim 1, further comprising means for changing the detection wavelength of the fluorescence.
【請求項11】  請求項1ないし10のいずれかにお
いて、上記励起光の斜め照射手段の励起光照射角度を上
記励起光が試料表面上の異物内を全反射して伝播する角
度に設定したことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出
装置。
11. In any one of claims 1 to 10, the excitation light irradiation angle of the excitation light oblique irradiation means is set to an angle at which the excitation light propagates through total reflection within a foreign substance on the sample surface. A semiconductor/mask fluorescence detection device featuring:
【請求項12】  請求項1ないし11のいずれかにお
いて、上記照射手段の励起光を偏光する手段と、上記試
料が発する蛍光を偏光板を介して検出する手段とを備え
たことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
12. The method according to claim 1, further comprising means for polarizing the excitation light of the irradiation means and means for detecting fluorescence emitted by the sample via a polarizing plate. Semiconductor/mask fluorescence detection device.
【請求項13】  請求項1ないし12のいずれかにお
いて、上記照射手段の励起光を断続する手段と、上記励
起光の遮断後に試料が発する蛍光を検出する手段とを備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
13. The method according to claim 1, further comprising means for intermittent excitation light from the irradiation means and means for detecting fluorescence emitted by the sample after the excitation light is cut off. Semiconductor/mask fluorescence detection device.
【請求項14】  請求項6または7において、上記励
起光の照射角度掃引手段と、上記照射角度掃引手段が掃
引する照射角度変化に対応して変化するイメ−ジインテ
ンシファイヤ出力中の最大値を上記照射角度値に関連付
けて検出する演算手段とを備え、上記照射角度掃引手段
の照射角度掃引動作の後に照射角度掃引手段の照射角度
を上記演算手段が出力するイメ−ジインテンシファイヤ
の最大出力に対応する照射角度値に設定するようにした
ことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
14. In claim 6 or 7, the excitation light irradiation angle sweeping means and the maximum value in an image intensifier output that changes in response to a change in the irradiation angle swept by the irradiation angle sweeping means. calculation means for detecting the irradiation angle in relation to the irradiation angle value, and after the irradiation angle sweep operation of the irradiation angle sweep means, the irradiation angle of the irradiation angle sweep means is adjusted to the maximum output of the image intensifier output by the calculation means. A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized in that a corresponding irradiation angle value is set.
【請求項15】  請求項14において、上記イメ−ジ
インテンシファイヤの最大出力に対応する照射角度値を
上記試料上の蛍光を発する材料名に関連付けて記憶する
記憶装置と、上記記憶装置が記憶する試料上の同一の蛍
光を発する材料に対する複数の上記照射角度値を統計処
理してその最確値を算出する演算手段を備えたことを特
徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
15. In claim 14, a storage device stores an irradiation angle value corresponding to a maximum output of the image intensifier in association with a name of a material emitting fluorescence on the sample; A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized by comprising a calculation means for statistically processing the plurality of irradiation angle values for a material emitting the same fluorescence on a sample and calculating the most probable value thereof.
【請求項16】  請求項10において、上記励起光の
波長変更手段により変更される励起光波長と上記蛍光の
検出波長を変更するする手段により変更される蛍光波長
に対応して変化するイメ−ジインテンシファイヤ出力中
の最大値を上記励起光波長と蛍光波長に関連付けて検出
する演算手段を備え、上記波長変更動作の後に励起光と
蛍光の波長を上記演算手段が出力するイメ−ジインテン
シファイヤの最大出力に対応する値に設定するようにし
たことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
16. In claim 10, the image indicator changes in accordance with the excitation light wavelength changed by the excitation light wavelength changing means and the fluorescence wavelength changed by the fluorescence detection wavelength changing means. an image intensifier, comprising a calculation means for detecting the maximum value in the intensifier output in relation to the excitation light wavelength and the fluorescence wavelength, and wherein the calculation means outputs the wavelengths of the excitation light and fluorescence after the wavelength changing operation; A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized in that the value is set to a value corresponding to the maximum output.
【請求項17】  請求項16において、上記イメ−ジ
インテンシファイヤの最大出力に対応する励起光波長と
蛍光波長を上記試料上のレジスト材料名に関連付けて記
憶する記憶装置と、上記記憶装置が記憶する試料上の同
一レジスト材料に対する複数の上記励起光波長と蛍光波
長とを統計処理してその最確値を算出する演算手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
17. The storage device according to claim 16, which stores excitation light wavelengths and fluorescence wavelengths corresponding to the maximum output of the image intensifier in association with names of resist materials on the sample; 1. A semiconductor/mask fluorescence detection device comprising a calculation means for statistically processing a plurality of excitation light wavelengths and fluorescence wavelengths for the same resist material on a sample to calculate the most probable value thereof.
【請求項18】  請求項1ないし17のいずれかにお
いて、試料面に可視光を照射する手段と、上記可視光照
射により得られる試料面パタ−ンの画像信号と上記励起
光照射により得られる試料面上の蛍光画像信号とを記憶
する記憶装置と、上記記憶装置が記憶する上記可視光照
射による試料面パタ−ン像と上記励起光照射による蛍光
画像とを重畳して出力するス−パ−インポ−ズ手段とを
備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
18. A means for irradiating a sample surface with visible light; an image signal of a sample surface pattern obtained by the visible light irradiation; and a sample obtained by the excitation light irradiation. a storage device for storing a fluorescence image signal on a surface; a superimposed superimposed image of a sample surface pattern image by the visible light irradiation stored in the storage device and a fluorescence image by the excitation light irradiation; 1. A semiconductor/mask fluorescence detection device characterized by comprising: imposing means.
JP11363591A 1991-05-20 1991-05-20 Detecting apparatus of fluorescence of semiconductor/ mask Pending JPH04343003A (en)

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