JPS622107A - 薄膜検査方法および装置 - Google Patents

薄膜検査方法および装置

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JPS622107A
JPS622107A JP14053485A JP14053485A JPS622107A JP S622107 A JPS622107 A JP S622107A JP 14053485 A JP14053485 A JP 14053485A JP 14053485 A JP14053485 A JP 14053485A JP S622107 A JPS622107 A JP S622107A
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JP
Japan
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light
wafer
thin film
observation
scattered
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JP14053485A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Inoue
広 井上
Nobushi Suzuki
鈴木 悦四
Yukihiro Goto
幸博 後藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置製造のフォトエッチングエ程におけ
るウェハ表面の薄膜の検査に好適な薄膜検査方法および
装置に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕半導体装置の製
造においては、ウェハ表面にレジストを塗布し露光して
現像し所定のパターンを形成するフォトエツチング工程
(PEP工程)がある。ここで処理ずみのウェハ表面の
薄膜検査が行なわれるが、これは一般に斜光検査と呼ば
れておυ、ウェハ上のレジストの膜厚が不同な「レジス
トむら」、凹部が形成される「フォーカスずれ」または
傷、異物の有無などの検査が行なわれる。
これは作業者がバキーームピンセットで被検ウェハを1
枚づつ取シ上げ、横から照明を当て、ウェハ上の光沢異
常、輝点を調べてウェハの欠陥を検査している。
しかしこの方法ではレジストむら、フォーカスずれなど
が検出しに<<、また照明とウェハの角度1位置によっ
てはウェハ上のパターンによる回折光が直接見えるため
照明とウェハの関係を調整して回折光が見えない状態に
する必要があった。
このように従来のタングステンランプを用いた斜光検査
では、検出能力と作業性の点で問題があp。
また個人差による影響とか2作業者による「ごみ」の発
生という大きな問題点もあった。
〔発明の目的〕
本発明は上述の問題点を解決すべくなされたもので1作
業性がよく、シかも作業者による影響の少ない薄膜検査
方法およびこれを実施する装置を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
本発明は平坦な表面に薄膜を有する被検査部材の表面に
第1の観察光を照射しその反射散乱光によりて表面を観
察する方法と、狭帯域波長の光かていて反射散乱光によ
り゛薄膜の凹陥部や傷、異物などを検出し、上記薄膜で
干渉している正反射光により、その厚さむらを検出する
薄膜検査方法である。
またこれを実施する装置は平坦な表面に薄膜を有する被
検査部材の表面に第1の観察光を照射する第1の投光体
と1表面に対向して第1の観察光の乱反射光で表面を撮
像する第1のI’l’Vカヌッと。
狭帯域の波長の光を照射する第2の投光体と、この第2
の投光体からの光を拡散して第2の観察光として表面に
照射する拡散体と、この第2の観察光の正反射光を受光
し表面を撮像する第2 ITVカメラとを具備したこと
を特徴とする薄膜検査装置である。
〔発明の実施例〕
以下1本発明の詳細を図面を参照しながら実施例により
説明する。
第2図ないし第6図は本発明方法の実施例説明図である
。最初に散乱光で検出する場合につき述べる。(1)は
表面にレジスト薄膜を設けた半導体からなるウェハで、
この表面に対し斜上方から螢光灯(2)からなる投光体
(3)により第1の観察光(4)を照射する。なお螢光
灯(2)は第6図に示すような分光特性をもっている。
すなわち、この線図は横軸に波長をとシ、縦軸に比エネ
ルギーをとったもので。
短波長側に2本の輝線(5)、(6)があるが、約53
0ナノメーメで分光エネルギーがピークをもつ波長帯域
が狭い螢光灯である。第1の観察光(4)はウェハ(1
)全表面にわたり照射していて1作業者(1すはウェハ
(1)による散乱光(8)を観察する。
次にウェハ(1)による正反射光により検出する場合に
つき述べる。第4図において、 (11)は拡散体で、
入射光を拡散して反射する反射拡散面(12を有してい
て、螢光灯(2)からの入射光Q湯は反射拡散面(tの
で反射し、拡散光(14)となシ第2の観察光αりとし
てウェハ(1)の表面全体にわたって入射照明する。作
業者顛は第2の観察光(L9の正反射光傾を観察して検
出を行々う。
次に各検出に際しての各観察光(4)、αQの作用につ
き説明する。第2図に示す散乱光(8)による検出の場
合は、ウェハ(1)の表面にフォーカスずれなどによる
凹陥部(を樽があると、螢光灯(2)からの第1の観察
光(4)は散乱し1作業者α〔は部分的な輝点、光沢む
らとして検出できる。このとき従来の斜光検査の照明方
法でみられたウェハ(1)上のパターンの回折光による
照度むらは見られない。これは螢光灯(2)からの第1
の観察光(4)がウェハ(1)全面に照射されるためで
、各パターンからの回折光は全体として相殺されるとと
くよる。またウェハ(1)表面に欠陥がない場合(部分
)は、第1の観察光(4)はウェハ(1)上で正反射す
るため観察点で異状は認められない。
次(第4図に示す正反射光VCよる検査では、狭帯域波
長の光が第2の投光体(3)(第1の投光体(3)と同
一のもの)から出て反射拡散面(13により散乱し、第
2の観察光−としてウェハ(])に入射し、正反射して
作業者部によυ観察される。この正反射光αeはウェハ
(1)上のレジストの薄膜に・より干渉された光である
。もしウェハ(1)上のレジスト膜の厚さく「むら」が
あると、干渉光の輝度が異なって見え、これにより作業
者(11は「レジストむら」の検出ができる。
第5図に示すは他の実施例説明図で、前記実施例と同一
部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。これ
はウェハ(1)を位置(a)と位置Φ)と変えることに
より、散乱光による検査と、正反射光による検査を続け
てできるようにしたものである。
すなわち、第1の観察光(4)は螢光灯(2)から直接
照射され、第2の観察光(151は拡散体aυにより得
ら、れるととは前述の実施例と同様である。
次に第1図を参照して本昂明装置の詳細を実施例により
説明する。なお第2図〜第6図における実施例と同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Ql)は板状の基台で、この上にウェハ(1)を載置す
る保持台@が取付けられている。この保持台□□□は上
面が平坦な載置面になっていて、多数の吸着孔が形成さ
れておシ1図示しない真空源知接続されて、減圧により
ウェハ(1)を位置決めして吸着保持する。また基台(
21)上には第1および第2の投光体(3)としての螢
光灯(2)が取付けられていて、この螢光灯(2)の上
方にはウェハ(1)とほぼ平行に反射拡散面αaを対向
配置し九拡敢体d1)が設けられている。
そして螢光灯(2)(第6図の分光特性のもの)からの
下方に向う光は第1の観察光(4)としてウェハ(1)
表面を斜上方から直接照射し、一方上方に向う光は反射
拡散面住4で一度反射し、拡散光からなる第2の観察光
(ハ)としてウェハ(1)の表面全体をほぼ均一に照射
する。さらにまたこのウェハ(1)の表面状態を上述の
第1の観察光(4)および第2の観察光(L!9によっ
て撮像して不良の検出をする4IjLr象検出装置(ハ
)が設けられていて、これは第1のITVカメラ(イ)
第2のITVカメラ(5)、第1のカメラコントローラ
(至)、第2のカメラコントローラ(2鴎5画摩処理装
置(至)、情報処理装置Gυなどからなっている。第1
のITVカメラ(イ)はウェハ(1)表面に対し垂直方
向(上方)から臨むように設置されていて、第1の観察
光(4)のウェハ(1)表面における散乱光(8)を撮
像するようになっている。第2のITVカメラ(5)は
ウェハ(1)表面に対し螢光灯(2)とは反対側の斜方
向から臨むように設置されていて、第2の観察光<15
)のウェハ(1)表面における正反射光Oeでウェハ(
1)の表面状態を撮像するようになっている。これら両
カメラ(ハ)、+27)は電源部や調節部を内蔵した第
1のカメラコントローX)(ハ)、第2のカメラコント
ローラ■と一体的に設けられている。これらカメラコン
トローラ翰、(至)は画像処理装置C31)K接続され
、この画像処理装置6υは情報処理装置(電子計算機)
Gりに接続されている。
次に本表面検査装置の作用につき説明する。
まず図示しない搬送装置により被検査物であるウェハ(
1)が保持台ezO上に載置位置決めされると減圧によ
り吸着固定される。この状態で螢光灯(2)からの第1
の観察光(4)は直接ウェハ(1)表面を照射する。同
様に第2の観察光(USは拡散光としてウェハ(1)表
面を照射する。そしてウェハ(11表面に「フォーカス
ずれ」による凹陥部崗があると、その部分は散乱光(8
)となって四方に反射光を出し、第1のITVカメラ(
ハ)に入射する。凹陥部−がないと正反射光のみとなり
、はとんど第1のITVカメラ(至)に入射しない。ま
た第2の観察光α最のウェハ(1)による正反射光(l
19は、第2のITVカメラ(5)に入射する。この正
反射光αQはウェハ(1)のレジストのTI[により干
渉された光であって、ウェハ(1)上のレジスト膜の厚
さに「むら」があると、すなわち「しシストむら」があ
ると干渉光の輝度が異って見える。このように各観察光
(4)、α最が照射した状態で。
まず情報処理装置04の指令により第1のITVカメラ
(至)により撮像され次光学像の各部の明るさは光電変
換素子により電気信号に変光られ1画像処理装置o1)
、に順次入力され、ここで予め記憶され九基準の明るさ
と比較され、その差が情報処理装置0邊に入力される。
次に第2のITVカメラ(5)により撮像され次ウェハ
(1)の表面状態は同様に電気信号に変えられて画像処
理装置Gυに入力され、予め記憶され走引るさと比較さ
れ、その差が情報処理装置(至)に入力する。情報処理
装置0りはそれらの差の大小により不良とみなす「輝点
」の有無、明るさの「むら」の有無を判定し、その結果
を表示する。
なお本発明方法の実施例においてはウェハについて記載
し九がこれに限定されない。また本発明装置においては
第1および第2の投光体として1個の螢光灯を使用した
が、1個または複数個の他の狭帯域波長の光源を用いて
もよ(、ITVカメラはツインセンナ、 CODカメラ
でもよいことはいりまでもない。さらにまた投光体はフ
ィルタなどくよシ狭帯域の波長の光としてもよく、拡散
体は反以上詳述したように本発明の薄膜を有する部材の
表面検査方法は1反射する散乱光により薄膜の凹陥部を
検出するとともに狭帯域波長の拡散光を照射してその正
反射光の濃淡により膜厚のむらを検出するようにしたの
で、薄膜のパターンなどによる干渉光により検出が妨げ
られるようなことはなく、正確に、かつ迅速に検査をす
ることができる。
また本発明の薄膜を有す乙部材の表面検査装置は第1お
よび第2のITVカメラによりそれぞれ別々に検査をす
るので誤検出の恐れがなく、シかも自動検査なのでクリ
ーンルームにおける発塵が防止される効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例の構成図、第2図は本発
明方法の一実施例を説明する正面図、第3図は同じく平
面図、第4図は同じく正面図、第5図は他の実施例の説
明図、第6図は各実施例に用いた投光体の分光特性図で
ある。 (1):被検査部材(ウェハ)、  (2):螢光灯。 (3):第1の投光体、第2の投光体。 (4):第1の観察光、    (8):散乱光。 (14:拡散光、     α9:第2の観察光。 αQ:正反射光、   (2):保持台。 @:第1のITVカメラ、 @:第2のITVカメラ。 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 (ほか1名) 第1図 第2図     第6図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平坦な表面に薄膜を有する被検査部材の上記表面
    に対し斜方向から第1の観察光を照射しその反射する散
    乱光によって上記表面を観察する方法と、上記表面に対
    して狭帯域波長の拡散光からなる第2の観察光を照射し
    その正反射光の干渉によって上記表面を観察する方法と
    を具備したことを特徴とする薄膜検査方法。
  2. (2)螢光灯を光源とする第1の観察光および第2の観
    察光を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の薄膜検査方法。
  3. (3)被検査部材は半導体部材からなるウェハであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜検査方
    法。
  4. (4)平坦な表面に薄膜を有する被検査部材を載置する
    保持台と、 上記表面に対しその斜方向から第1の観察光を照射する
    第1の投光体と、 上記第1の観察光の上記表面により反射した散乱光によ
    り上記表面を撮像する第1のITVカメラと、 狭帯域の波長からなる光を照射する第2の投光体と、拡
    散面を有しこの面に入射する上記狭帯域の波長からなる
    光を拡散して第2の観察光として上記表面に照射する拡
    散体と、 上記表面による上記第2の観察光の正反射光の干渉光を
    受光しこれにより上記表面を撮像する第2のITVカメ
    ラとを具備したことを特徴とする薄膜検査装置。
  5. (5)拡散面は反射面であることを特徴とする特許請求
    の範囲第4項記載の薄膜検査装置。
  6. (6)第1の投光体および第2の投光体は同一の光源で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第4項または第5
    項記載の薄膜検査装置。
JP14053485A 1985-06-28 1985-06-28 薄膜検査方法および装置 Pending JPS622107A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02189447A (ja) * 1989-01-18 1990-07-25 Nippon Columbia Co Ltd 基板表面の欠陥検査方法及び照明装置
JPH04137050U (ja) * 1991-06-18 1992-12-21 株式会社ニコン 検査装置
US5729343A (en) * 1995-11-16 1998-03-17 Nikon Precision Inc. Film thickness measurement apparatus with tilting stage and method of operation
JPH11351830A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Dainippon Printing Co Ltd 塗布材料の膜厚ムラ検査方法

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