JPS6186605A - ウエハの照明方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体ウェハの表面に形成されたパターンを観
察するための照明方法、及び照明装置に係り、特に配線
パターンの反射像をウェハの他の部分の反射像と明瞭に
識別し易い照明方法及び装置に関する。

〔発明の背景〕

半導体ウェハ面上に形成されたパターンを検出する方法
として、例えば特願昭５６−９２２８１　　号公報に示
されるように、明視野照明と暗視野照明とを同時に施す
ことにより、アルミ配線パターンのみを他の構成部分よ
り明るく検出するものが知られている。この方法は、ア
ルミ表面の平坦部分を明視野照明によυ明るい反射光と
して捕え、他の部分は暗視野照明により有効な像として
捕えられている。従ってアルミパターンが他の構成部分
よシ、明視野照明による反射名が高い場合には有効であ
る。

しかし実際には、半導体素子の製造過程においては、半
導体ウェハ上に形成されるアルミ配線パターンは、最後
の１穆で付されることが多く、着た表面にアルミ特有の
微小突起を有するため、その下層の影響が無視できない
。即ち、配線に高い段差が生じたり、従来の照明（水銀
燈、ハロゲン燈、ギセノン燈など）下で下層の５　龜□
ｔ　、ポリシリコン等と、配線パターンのアルミ表面と
が、はぼ同等の反射率となる。このため必ずしもアルミ
パターンが明視野照明下で常に下層よシ明るい反射像と
して検出できるとは限らなかった。

従うて、単に明視野照明と暗視野照明とを同時に施すだ
けではアルミパターンを明瞭に識別できないという問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、特定のノくターン（例えば、アルミパ
ターン）ヲ、他の構成部分から識別できるような反射像
が得られる照明方法、および照明装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体ウニ／％に形成された各々のパターン
が照明に用いる光の波長によシ反射率が違うことに着目
し、特にアルミ配線ノくターンの検出において、アルミ
配線ノ（ターンと下層とを明瞭に識別するため、明視野
照明光の波長を特定波長域に限定することを特徴とする
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図について説
明する。第１図は、本発明方法を実施するために構成し
た本発明装置の一例の斜視図である。１はウェハ、２は
対物レンズである。

暗視野照明用のランプ３を対物レンズ２の光軸上に設置
し、上記ランプ３とは別個に明視野照明用ランプ４を設
ける。５は、明視野照明用ランプ４の光束６を反射鏡７
に向けて反射させるように設けたノ・−フミラーである
。８は、明視野照明用の集光レンズ、９は同フィールド
レンズである。この明視野照明系の光路中に、明視野照
明系の光の波長域を限定する波長制御フィルター１０を
設ける。

一方、暗視野照明用のランプ３の光を対物レンズ２の光
軸と平行に矢印６′のごとく反射させる放物凹面鏡１１
を設けるとともに、対物レンズ２の先端付近に放物凹面
鏡１２を設け、６′の光束をウェハ１の表面に向けて斜
方より入射するように反射させる。１３は、反射光を検
出するための検出器である。

以上のように構成したため、暗視野用ランプ３、放物凹
面鏡１１．１２から取り、対物レンズ２０光軸に対し、
斜方から照明する暗視野照明光と、明視野照明用ランプ
４．集光レンズ８．フィールドレンズ９．波長制御フィ
ルター１０、ハーフミラ−５２反射鏡７から成る明視野
照明光を、同時にウェハ１上に照射することができる。

ここで、波長制御フィルタ１０は、ウェハ１上に形成さ
れたアルミパターンと他のパターンを明瞭に識別するた
め、アルミパターン以外の他のパターンの反射ぶがより
小さくなるよう波長域の光のみを選択的にウェハ面に照
射できるようにするフィルタである。具体例としてアル
ミパターンの下の層として約１１００（のＳｔ　Ｏ２の
１があり、その上に１μｍのアルミパターン層が形成さ
れているモスメモリ素子について検討してみた。

第２図は、第３図のパターンの模式的なビデオ信号を示
したものである。１４はα線上でのアルミパターン部１
５の信号レベル、１６は同線上の下層部１７の信号レベ
ルであり、一般的には了ルミパターン部のレベルが高い
。第４図は、第４図における波長制御フィルタ１０の波
長域をかえて、アルミパターン部を１にした場合の下層
の反射率を示したものである。第４図かられかるように
波長５６０ｗｎ以上で下層の反射率が急激に上がってい
る。そこで、この素子の場合は波長制御フィルタとして
５６Ｑｎｍ以上を鋭く遮断できる第５図に示す特性のフ
ィルタが有効であることがわかる。以上述べたように、
明視野照明光の波長域を任意にかえることによυ、明視
野照明。

暗視野照明を同時に行っても明瞭に識別ができなかりた
アルミパターンをよシ明瞭に識別可能となった。

本実施例では、明視野照明光路に波長制御フィルタを具
備する構成で述べたが、検出器１３の前に同様のフィル
タを具備しても、明視野照明光の波長域を制御したもの
と全く同一であることがわかる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の照明方法によれば、ウェ
ハ面上に形成された特定のパターンを、その他の構成部
分から容易に識別できるようか反射像が得られる。また
、本発明の装置によれば、上記の本発明方法を容易に実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のウェハ照明装置の一実施例の斜視図
、第２刃は、第６図のアルミパターン部と下層のビデオ
信号の模式図、第３図はウェハ上に形成されたアルミパ
ターンを示す図、第４図は、波長制御フィルタの波長域
をかえた場合のアルミパターン部と下層の明るさの比を
示した図、第５図は、モスメモリに適用した場合の波長
制御フィルタの特性例である。 １・・・ウェハ　　　　　　２・・・対物レンズ３・・
・暗視野照明ランプ　４・・・明視野照明ランプ１０・
・・波長制御フィルタ　１１．１２・・・放物凹面鏡１
３・・・検出器 １４・・・アルミパターン部の信号レベル１６・・・下
層の信号レベル ７メ 代理人弁理士　高　橋　明　夫　′− 簗　？　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に配線パターンを有するウェハからの反射光の
   うち、該配線パターンとその下層との反射光量の差が検
   出器の検出限界以上となるよう、該反射光の波長域を限
   定することを特徴とするウェハの照明方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のウェハの照明方法にお
   いて、前記配線パターンはＳｉＯ＿２膜上に形成された
   Ａｌから成り、波長域として５６０ｎｍより短い波長の
   反射光を用いることを特徴とするウェハの照明方法。 ３、白色光を発する光源と、該光源からの光の一部を透
   過するフィルターと、該フィルターを透過した光を反射
   するハーフミラーと、該ハーフミラーからウェハー上へ
   光を導く光学系と、該光学系からの光を前記ハーフミラ
   ーを透過した後、受光する検出器を有するウェハの照明
   装置。 ４、特許請求の範囲第３項記載のウェハの照明装置にお
   いて、前記配線パターンはＳｉＯ＿２膜上に形成された
   Ａｌから成り、前記フィルターとして５６０ｎｍより短
   い波長を透過させるものを用いることを特徴とするウェ
   ハの照明装置。