JP2000258128A - 膜厚検査装置及び膜厚検査方法 - Google Patents
膜厚検査装置及び膜厚検査方法Info
- Publication number
- JP2000258128A JP2000258128A JP11053660A JP5366099A JP2000258128A JP 2000258128 A JP2000258128 A JP 2000258128A JP 11053660 A JP11053660 A JP 11053660A JP 5366099 A JP5366099 A JP 5366099A JP 2000258128 A JP2000258128 A JP 2000258128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- film thickness
- substrate
- light source
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜表面で反射した光と基板表面で反射した光
の干渉性を向上させ、膜厚ムラを精度よく目視で検査で
きる膜厚検査装置及び膜厚検査方法を提供する。 【構成】 半値幅が３０ｎｍ以下の強度ピークを有し、
かつ、光強度がピーク波長域のみに分布している光を基
板に照射する光源部を用いて膜厚検査を行う。
の干渉性を向上させ、膜厚ムラを精度よく目視で検査で
きる膜厚検査装置及び膜厚検査方法を提供する。 【構成】 半値幅が３０ｎｍ以下の強度ピークを有し、
かつ、光強度がピーク波長域のみに分布している光を基
板に照射する光源部を用いて膜厚検査を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に膜が形成さ
れた半導体ウェハ等の基板に光を照射し、膜表面で反射
した光と基板表面で反射した光の干渉で膜厚ムラを目視
検査する膜厚検査装置及び膜厚検査方法に関する。
れた半導体ウェハ等の基板に光を照射し、膜表面で反射
した光と基板表面で反射した光の干渉で膜厚ムラを目視
検査する膜厚検査装置及び膜厚検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェハ（wafer ）表面に塗布形成
されるレジスト膜等の膜厚の目視検査に、光の干渉が利
用されている。この検査は、光をウェハに照射し、光の
干渉の強弱によってレジスト膜等の膜厚差を検出する。
詳しくは、図１２に示すように、レジスト膜１２表面で
反射した光と、レジスト膜１２を通過してウェハ１４表
面で反射した光とが干渉を起こす。この２つの光の光路
差Δは、空気の屈折率をＮ０，レジスト膜１２の屈折率
をＮ１，入射角をθ，屈折角をφ，レジスト膜１２の厚
さをｔとおくと、 Δ＝（ＡＢＣ）−（ＡＤ） ＝２・Ｎ１・ｔ・ｃｏｓφ ・・・・（１） （ただし、Ｎ０・ｓｉｎθ＝Ｎ１・ｓｉｎφ）と表すこ
とができる。
されるレジスト膜等の膜厚の目視検査に、光の干渉が利
用されている。この検査は、光をウェハに照射し、光の
干渉の強弱によってレジスト膜等の膜厚差を検出する。
詳しくは、図１２に示すように、レジスト膜１２表面で
反射した光と、レジスト膜１２を通過してウェハ１４表
面で反射した光とが干渉を起こす。この２つの光の光路
差Δは、空気の屈折率をＮ０，レジスト膜１２の屈折率
をＮ１，入射角をθ，屈折角をφ，レジスト膜１２の厚
さをｔとおくと、 Δ＝（ＡＢＣ）−（ＡＤ） ＝２・Ｎ１・ｔ・ｃｏｓφ ・・・・（１） （ただし、Ｎ０・ｓｉｎθ＝Ｎ１・ｓｉｎφ）と表すこ
とができる。
【０００３】この光路差Δが入射光の波長λの整数倍、
つまり、 Δ＝ｍλ（ｍ＝０，１，２，３，・・・・・） ・・・・（２） の場合は、２つの光は互いに強め合う。また、この光路
差Δが入射光の波長λの半整数倍、つまり、 Δ＝ｍλ（ｍ＝１／２，３／２，５／２，７／２，・・・・・） ・・・・（３） の場合は、２つの光は互いに弱め合う。そのため、屈折
率Ｎ０，Ｎ１と入射角θが一定ならば、レジスト膜１２
の厚さｔの違いに応じて光の干渉の強弱が変化する。
つまり、 Δ＝ｍλ（ｍ＝０，１，２，３，・・・・・） ・・・・（２） の場合は、２つの光は互いに強め合う。また、この光路
差Δが入射光の波長λの半整数倍、つまり、 Δ＝ｍλ（ｍ＝１／２，３／２，５／２，７／２，・・・・・） ・・・・（３） の場合は、２つの光は互いに弱め合う。そのため、屈折
率Ｎ０，Ｎ１と入射角θが一定ならば、レジスト膜１２
の厚さｔの違いに応じて光の干渉の強弱が変化する。
【０００４】このような目視検査の光源には、ハロゲン
・ランプ等の白色光が用いられている。しかし、ハロゲ
ン・ランプの分光分布は、図１３に示すように、広い波
長範囲に渡って比較的強度の高い分布となっている。そ
のため、ハロゲン・ランプを用いた場合は、式（２）の
干渉条件を満たす種々の波長の光が別々に干渉し合う。
この種々の光の干渉が合わさった状態になると、レジス
ト膜の厚さｔの違いによる干渉の変化が認めにくくな
る。そのため、レジスト膜の厚さｔを精度よく検出する
ことができない。
・ランプ等の白色光が用いられている。しかし、ハロゲ
ン・ランプの分光分布は、図１３に示すように、広い波
長範囲に渡って比較的強度の高い分布となっている。そ
のため、ハロゲン・ランプを用いた場合は、式（２）の
干渉条件を満たす種々の波長の光が別々に干渉し合う。
この種々の光の干渉が合わさった状態になると、レジス
ト膜の厚さｔの違いによる干渉の変化が認めにくくな
る。そのため、レジスト膜の厚さｔを精度よく検出する
ことができない。
【０００５】このような僅かな膜厚を検出する方法とし
て、メタルハライド・ランプ等を用いて光のピーク強度
を上げて、干渉のコントラストを高める方法が考えられ
る。しかし、メタルハライド・ランプは、図１４に示す
ように、ピーク以外の波長域の光強度がハロゲン・ラン
プよりも高くなっている。そのため、ピーク以外の波長
域の光による干渉への影響が大きくなる。また、ハロゲ
ン・ランプと同様に、式（２）を満たす種々の波長の光
が別々に干渉し合う。そのため、メタルハライド・ラン
プを用いても、レジスト膜の僅かな膜厚差を十分に検出
できない。
て、メタルハライド・ランプ等を用いて光のピーク強度
を上げて、干渉のコントラストを高める方法が考えられ
る。しかし、メタルハライド・ランプは、図１４に示す
ように、ピーク以外の波長域の光強度がハロゲン・ラン
プよりも高くなっている。そのため、ピーク以外の波長
域の光による干渉への影響が大きくなる。また、ハロゲ
ン・ランプと同様に、式（２）を満たす種々の波長の光
が別々に干渉し合う。そのため、メタルハライド・ラン
プを用いても、レジスト膜の僅かな膜厚差を十分に検出
できない。
【０００６】また、低コヒーレントな光源を用いた膜厚
測定装置が特開平９−１４５３２７号に開示されてい
る。この厚さ測定装置は、分割した測定光と参照光を再
び合成して干渉を発生させる干渉光発生手段と、測定光
を多層シート状プラスチックへ入射させる測定光手段
と、参照光をミラーに入射する参照光手段と、前記干渉
が発生するときのミラーの位置によって多層シート状プ
ラスチックの厚さを検出する厚さ検出手段とを備え、光
源には、低コヒーレントな光源を用いている。
測定装置が特開平９−１４５３２７号に開示されてい
る。この厚さ測定装置は、分割した測定光と参照光を再
び合成して干渉を発生させる干渉光発生手段と、測定光
を多層シート状プラスチックへ入射させる測定光手段
と、参照光をミラーに入射する参照光手段と、前記干渉
が発生するときのミラーの位置によって多層シート状プ
ラスチックの厚さを検出する厚さ検出手段とを備え、光
源には、低コヒーレントな光源を用いている。
【０００７】この厚さ測定装置は、低コヒーレントな光
源を用いることにより、走行中の多層シートの各層の厚
さを、厚さに関係なく広い範囲で且つ多少の振動や傾き
がある場合でも正確に測定することができる。しかし、
低コヒーレントな光源とは、ハロゲン・ランプ等のイン
コヒーレントな光源よりも狭いスペクトル幅と、半導体
レーザ等のコヒーレントな光源なみの光出力と指向性を
有する光源である。つまり、この光源は、人間の目を受
光部とする目視検査に必要な明るさを備えていない。そ
のため、この厚さ測定装置を、目視検査に用いることは
できない。
源を用いることにより、走行中の多層シートの各層の厚
さを、厚さに関係なく広い範囲で且つ多少の振動や傾き
がある場合でも正確に測定することができる。しかし、
低コヒーレントな光源とは、ハロゲン・ランプ等のイン
コヒーレントな光源よりも狭いスペクトル幅と、半導体
レーザ等のコヒーレントな光源なみの光出力と指向性を
有する光源である。つまり、この光源は、人間の目を受
光部とする目視検査に必要な明るさを備えていない。そ
のため、この厚さ測定装置を、目視検査に用いることは
できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、膜表
面で反射した光と基板表面で反射した光の干渉性を向上
させ、膜厚ムラを精度よく目視で検査できるようにする
ことである。
面で反射した光と基板表面で反射した光の干渉性を向上
させ、膜厚ムラを精度よく目視で検査できるようにする
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の膜厚検査装置の
要旨とするところは、半値幅（半値全幅）が３０ｎｍ以
下の強度ピークを有する光を基板に照射する光源部を含
むことにある。
要旨とするところは、半値幅（半値全幅）が３０ｎｍ以
下の強度ピークを有する光を基板に照射する光源部を含
むことにある。
【００１０】また、本発明の膜厚検査方法の要旨とする
ところは、半値幅（半値全幅）が３０ｎｍ以下の強度ピ
ークを有する光を基板に照射する照射ステップを含むこ
とにある。
ところは、半値幅（半値全幅）が３０ｎｍ以下の強度ピ
ークを有する光を基板に照射する照射ステップを含むこ
とにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る膜厚検査装置
及び膜厚検査方法の実施の形態について、半導体ウェハ
上に形成されたレジスト膜の膜厚検査を例にして図面に
基づいて詳しく説明する。
及び膜厚検査方法の実施の形態について、半導体ウェハ
上に形成されたレジスト膜の膜厚検査を例にして図面に
基づいて詳しく説明する。
【００１２】図２は、半導体ウェハ１４表面に形成され
たレジスト膜１２に膜厚差ｄが生じた場合の光路差を模
擬的に示した図である。このようにレジスト膜１２に膜
厚差ｄが生じていた場合、膜厚差ｄによる光路差Δは、 Δ＝（Ｘ' Ｙ' Ｚ' ）−（ＸＹＺ） と表すことができる。この光路差Δが入射光の波長λの
整数倍、つまり、 Δ＝ｍλ （ｍは整数） ・・・・・（４） のとき、この２つの光は互いに強め合う。
たレジスト膜１２に膜厚差ｄが生じた場合の光路差を模
擬的に示した図である。このようにレジスト膜１２に膜
厚差ｄが生じていた場合、膜厚差ｄによる光路差Δは、 Δ＝（Ｘ' Ｙ' Ｚ' ）−（ＸＹＺ） と表すことができる。この光路差Δが入射光の波長λの
整数倍、つまり、 Δ＝ｍλ （ｍは整数） ・・・・・（４） のとき、この２つの光は互いに強め合う。
【００１３】ここで、図３に示すように、入射光の光強
度がλａからλｂの波長幅で分布し、この各波長（λ
ａ，・・・・・，λｂ）の光強度が同一であると仮定す
る。このとき、各波長（λａ，・・・・・，λｂ）の光
は、各々（４）式を満たすとき強め合う。そして、λａ
＝５４６ｎｍ，λｂ＝５７６ｎｍの２波長の光を用い
た、レジスト膜１２の膜厚が０. ８μｍ，レジスト膜１
２の屈折率が１. ６５，入射角が５５°の条件の場合、
膜厚差ｄによる波長λａ，λｂの干渉光の強度分布は、
ほぼ図４のように表せる。図４では、膜厚差ｄが＋０.
１〜＋０. ３μｍ（膜厚が０. ９〜１. １μｍ）の場合
を主に図示している。この図では、膜厚に応じて干渉光
の強度が変化しているのがわかる。
度がλａからλｂの波長幅で分布し、この各波長（λ
ａ，・・・・・，λｂ）の光強度が同一であると仮定す
る。このとき、各波長（λａ，・・・・・，λｂ）の光
は、各々（４）式を満たすとき強め合う。そして、λａ
＝５４６ｎｍ，λｂ＝５７６ｎｍの２波長の光を用い
た、レジスト膜１２の膜厚が０. ８μｍ，レジスト膜１
２の屈折率が１. ６５，入射角が５５°の条件の場合、
膜厚差ｄによる波長λａ，λｂの干渉光の強度分布は、
ほぼ図４のように表せる。図４では、膜厚差ｄが＋０.
１〜＋０. ３μｍ（膜厚が０. ９〜１. １μｍ）の場合
を主に図示している。この図では、膜厚に応じて干渉光
の強度が変化しているのがわかる。
【００１４】しかし、入射光は図３に示すようにλａ
（５４６ｎｍ）からλｂ（５７６ｎｍ）までの波長間で
均一な強度分布を有するので、その干渉光（λａ，・・
・・・，λｂ）の強度分布は、ほぼ図５のように表せ
る。図５では、膜厚に応じて干渉光の強弱が変化するの
は一部に限られ、干渉光の強度はほぼ一定と見なすこと
ができる。つまり、図３に示す強度ピークの波長幅が３
０ｎｍの強度分布を有する光を入射光に用いると、干渉
光の強度は膜厚によらずほぼ一定となる。また、強度の
変化幅（最大値と最小値との差）も小さく、干渉の強弱
の差が認めにくい。このことは、光の干渉によるレジス
ト膜１２の膜厚差ｄ検出が困難になることを意味する。
よって、入射光のピーク波長幅を３０ｎｍ以下に設定す
る必要がある。
（５４６ｎｍ）からλｂ（５７６ｎｍ）までの波長間で
均一な強度分布を有するので、その干渉光（λａ，・・
・・・，λｂ）の強度分布は、ほぼ図５のように表せ
る。図５では、膜厚に応じて干渉光の強弱が変化するの
は一部に限られ、干渉光の強度はほぼ一定と見なすこと
ができる。つまり、図３に示す強度ピークの波長幅が３
０ｎｍの強度分布を有する光を入射光に用いると、干渉
光の強度は膜厚によらずほぼ一定となる。また、強度の
変化幅（最大値と最小値との差）も小さく、干渉の強弱
の差が認めにくい。このことは、光の干渉によるレジス
ト膜１２の膜厚差ｄ検出が困難になることを意味する。
よって、入射光のピーク波長幅を３０ｎｍ以下に設定す
る必要がある。
【００１５】本発明の膜厚検査装置及び膜厚検査方法の
概要を図１に示す。図１では、光源部Ｓからウェハ１４
へ光が照射され、レジスト膜１２及びウェハ１４表面で
反射した光が検査者の目Ｐに到達する。光源部Ｓとウェ
ハ１４の間には、光学フィルタ１６と拡散板１８が設け
られている。光学フィルタ１６は、レジスト膜１２の感
光を防止するため、４３０ｎｍ以下の波長をカットす
る。
概要を図１に示す。図１では、光源部Ｓからウェハ１４
へ光が照射され、レジスト膜１２及びウェハ１４表面で
反射した光が検査者の目Ｐに到達する。光源部Ｓとウェ
ハ１４の間には、光学フィルタ１６と拡散板１８が設け
られている。光学フィルタ１６は、レジスト膜１２の感
光を防止するため、４３０ｎｍ以下の波長をカットす
る。
【００１６】光源部Ｓには、例えば図６に示すヘリウム
・ランプのように、半値幅が３０ｎｍ以下の強度ピーク
を有し、かつ、ピーク波長領域以外に光強度が分布して
いない光源を用いる。または、強度ピークの半値幅が３
０ｎｍよりも大きな光源を用いた場合は、光学フィルタ
を用いてピークの半値幅（波長幅）を３０ｎｍ以下に狭
帯化してもよい。同様に、ピーク波長域以外に光強度が
分布する光源を用いた場合は、光学フィルタを用いてピ
ーク波長域以外の光強度を遮蔽してもよい。また、本発
明の膜厚検査装置及び膜厚検査方法に用いる光源は、目
視検査であるため、蛍光灯（３００［ｌｘ］）程度の照
度が必要である。
・ランプのように、半値幅が３０ｎｍ以下の強度ピーク
を有し、かつ、ピーク波長領域以外に光強度が分布して
いない光源を用いる。または、強度ピークの半値幅が３
０ｎｍよりも大きな光源を用いた場合は、光学フィルタ
を用いてピークの半値幅（波長幅）を３０ｎｍ以下に狭
帯化してもよい。同様に、ピーク波長域以外に光強度が
分布する光源を用いた場合は、光学フィルタを用いてピ
ーク波長域以外の光強度を遮蔽してもよい。また、本発
明の膜厚検査装置及び膜厚検査方法に用いる光源は、目
視検査であるため、蛍光灯（３００［ｌｘ］）程度の照
度が必要である。
【００１７】また、光源部からウェハ１４へ照射する光
には、ピーク波長域以外に分光強度を持たず且つ半値幅
が３０ｎｍ以下のピーク波長を、２種類以上含ませるこ
とが好ましい。２種類以上のピーク波長を含ませること
により、ウェハ１４への入射角度が変化する等しても、
干渉光の強度が弱まる部分を互いに補うことができる。
そのため、検査者の目の位置及び膜厚差が任意に変化し
ても、僅かな膜厚差を十分に検出することができる。ま
た、このような２種類以上のピーク波長を含ませること
により、入射光の強度を保持し、人が目視で検査するた
めに十分な明るさを保つことができる。ただし、この２
種類以上の波長どうしが近づきすぎると、各波長の干渉
光が同時に検査者の目に入ってしまう。そうなると、干
渉が合わさり、膜厚差が認めにくくなる。よって、２種
類以上のピーク波長は、互いに離れている方が好まし
い。特に、図５に示したように、３０ｎｍ以上離れてい
る方が好ましい。
には、ピーク波長域以外に分光強度を持たず且つ半値幅
が３０ｎｍ以下のピーク波長を、２種類以上含ませるこ
とが好ましい。２種類以上のピーク波長を含ませること
により、ウェハ１４への入射角度が変化する等しても、
干渉光の強度が弱まる部分を互いに補うことができる。
そのため、検査者の目の位置及び膜厚差が任意に変化し
ても、僅かな膜厚差を十分に検出することができる。ま
た、このような２種類以上のピーク波長を含ませること
により、入射光の強度を保持し、人が目視で検査するた
めに十分な明るさを保つことができる。ただし、この２
種類以上の波長どうしが近づきすぎると、各波長の干渉
光が同時に検査者の目に入ってしまう。そうなると、干
渉が合わさり、膜厚差が認めにくくなる。よって、２種
類以上のピーク波長は、互いに離れている方が好まし
い。特に、図５に示したように、３０ｎｍ以上離れてい
る方が好ましい。
【００１８】また、光源部からウェハ１４へ照射する光
が、ピーク波長以外に分光強度を持たず且つ半値幅が３
０ｎｍ以下のピーク波長を１種類だけ含む場合は、ウェ
ハ１４への入射角を調整する入射角調整手段を備えるこ
とが好ましい。入射角調整手段を用いることにより、入
射角を調整して光路差Δを変化させ、干渉光の強度を最
適に保つことができる。つまり、干渉光の強度が弱くな
って検出感度が低下した場合でも、入射角を調整して干
渉光の強度を高めることができる。
が、ピーク波長以外に分光強度を持たず且つ半値幅が３
０ｎｍ以下のピーク波長を１種類だけ含む場合は、ウェ
ハ１４への入射角を調整する入射角調整手段を備えるこ
とが好ましい。入射角調整手段を用いることにより、入
射角を調整して光路差Δを変化させ、干渉光の強度を最
適に保つことができる。つまり、干渉光の強度が弱くな
って検出感度が低下した場合でも、入射角を調整して干
渉光の強度を高めることができる。
【００１９】半値幅が３０ｎｍ，２０ｎｍ，１０ｎｍの
強度ピークを有する光をウェハ１４（膜厚ムラあり）へ
照射した場合の干渉じま（膜厚ムラ）の様子を図７に示
す。このときの測定条件は上述した図３，図４及び図５
と同様であり、半値幅（波長幅）が３０ｎｍ（λａ＝５
４６ｎｍ，λｂ＝５７６ｎｍ）の場合は、図５に示すよ
うに、膜厚に対する干渉光の強度はほぼ一定になる。そ
のため、図７（ａ）に示すように、膜厚ムラ部分（２
２）をかすかに認めることしかできない。
強度ピークを有する光をウェハ１４（膜厚ムラあり）へ
照射した場合の干渉じま（膜厚ムラ）の様子を図７に示
す。このときの測定条件は上述した図３，図４及び図５
と同様であり、半値幅（波長幅）が３０ｎｍ（λａ＝５
４６ｎｍ，λｂ＝５７６ｎｍ）の場合は、図５に示すよ
うに、膜厚に対する干渉光の強度はほぼ一定になる。そ
のため、図７（ａ）に示すように、膜厚ムラ部分（２
２）をかすかに認めることしかできない。
【００２０】また、半値幅（波長幅）が２０ｎｍ（λａ
＝５４６ｎｍ，λｂ＝５６６ｎｍ）の場合は、波長λａ
及び波長λｂの干渉光の強度分布は図８のように表せ、
波長λａ，・・・・・，λｂの干渉光の強度分布は図９
のように表せる。図９では、図５の半値幅３０ｎｍの場
合に比べて、強度が一定になる部分が少なくなり、強度
の変化幅（最大値と最小値との差）も大きくなる。その
ため、膜厚の変化に対する干渉光の強度変化が大きくな
り、図７（ｂ）に示すように、膜厚ムラ部分（２４）を
認め易くなる。
＝５４６ｎｍ，λｂ＝５６６ｎｍ）の場合は、波長λａ
及び波長λｂの干渉光の強度分布は図８のように表せ、
波長λａ，・・・・・，λｂの干渉光の強度分布は図９
のように表せる。図９では、図５の半値幅３０ｎｍの場
合に比べて、強度が一定になる部分が少なくなり、強度
の変化幅（最大値と最小値との差）も大きくなる。その
ため、膜厚の変化に対する干渉光の強度変化が大きくな
り、図７（ｂ）に示すように、膜厚ムラ部分（２４）を
認め易くなる。
【００２１】さらに、半値幅（波長幅）が１０ｎｍ（λ
ａ＝５４６ｎｍ，λｂ＝５５６ｎｍ）の場合は、波長λ
ａ及び波長λｂの干渉光の強度分布は図１０のように表
せ、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉光の強度分布は
図１１のように表せる。図１１では、図５の半値幅３０
ｎｍの場合に比べて、強度が一定になる部分が更に少な
くなり、強度の変化幅（最大値と最小値との差）も更に
大きくなる。そのため、膜厚の変化に対する干渉光の強
度変化が更に大きくなり、図７（ｃ）に示すように、膜
厚ムラ部分（２６）をはっきりと認めることができる。
ａ＝５４６ｎｍ，λｂ＝５５６ｎｍ）の場合は、波長λ
ａ及び波長λｂの干渉光の強度分布は図１０のように表
せ、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉光の強度分布は
図１１のように表せる。図１１では、図５の半値幅３０
ｎｍの場合に比べて、強度が一定になる部分が更に少な
くなり、強度の変化幅（最大値と最小値との差）も更に
大きくなる。そのため、膜厚の変化に対する干渉光の強
度変化が更に大きくなり、図７（ｃ）に示すように、膜
厚ムラ部分（２６）をはっきりと認めることができる。
【００２２】このように、光源部からウェハに照射する
光の強度ピークの半値幅は、３０ｎｍ以下、好ましくは
２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下が好まし
い。
光の強度ピークの半値幅は、３０ｎｍ以下、好ましくは
２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下が好まし
い。
【００２３】以上、本発明に係る膜厚検査装置及び膜厚
検査方法の実施例について、図面に基づいて種々説明し
たが、本発明は図示した膜厚検査装置及び膜厚検査方法
に限定されるものではない。また、本発明はその趣旨を
逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，
修正，変形を加えた態様で実施できるものである。
検査方法の実施例について、図面に基づいて種々説明し
たが、本発明は図示した膜厚検査装置及び膜厚検査方法
に限定されるものではない。また、本発明はその趣旨を
逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，
修正，変形を加えた態様で実施できるものである。
【００２４】
【発明の効果】本発明の膜厚検査装置及び膜厚検査方法
によれば、半値幅が３０ｎｍ以下のピーク光を有し、か
つ、ピーク波長域以外に光強度が分布しない光をウェハ
等の基板へ照射することにより、干渉性を向上させ、膜
厚ムラを精度よく目視で検査できる。
によれば、半値幅が３０ｎｍ以下のピーク光を有し、か
つ、ピーク波長域以外に光強度が分布しない光をウェハ
等の基板へ照射することにより、干渉性を向上させ、膜
厚ムラを精度よく目視で検査できる。
【図１】本発明に係る膜厚検査装置及び膜厚検査方法の
一実施形態の概要を説明する図である。
一実施形態の概要を説明する図である。
【図２】図１に示すレジスト膜及びウェハの要部拡大図
である。
である。
【図３】ウェハに照射される光の強度分布の一例を示す
図である。
図である。
【図４】図３に示す入射光においてλａ＝５４６ｎｍ，
λｂ＝５７６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長λｂ
の干渉光の強度分布の一例を示す図である。
λｂ＝５７６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長λｂ
の干渉光の強度分布の一例を示す図である。
【図５】図３に示す入射光の強度ピークの波長幅を３０
ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉
光の強度分布の一例を示す図である。
ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉
光の強度分布の一例を示す図である。
【図６】ヘリウム・ランプの強度分布を示す図である。
【図７】図１に示す膜厚検査装置及び膜厚検査方法を用
いた場合の干渉（レジスト膜の膜厚ムラあり）の概要を
説明する図である。
いた場合の干渉（レジスト膜の膜厚ムラあり）の概要を
説明する図である。
【図８】図３に示す入射光においてλａ＝５４６ｎｍ，
λｂ＝５６６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長λｂ
の干渉光の強度分布の一例を示す図である。
λｂ＝５６６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長λｂ
の干渉光の強度分布の一例を示す図である。
【図９】図３に示す入射光の強度ピークの波長幅を２０
ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉
光の強度分布の一例を示す図である。
ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干渉
光の強度分布の一例を示す図である。
【図１０】図３に示す入射光においてλａ＝５４６ｎ
ｍ，λｂ＝５５６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長
λｂの干渉光の強度分布の一例を示す図である。
ｍ，λｂ＝５５６ｎｍとした場合の、波長λａ及び波長
λｂの干渉光の強度分布の一例を示す図である。
【図１１】図３に示す入射光の強度ピークの波長幅を１
０ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干
渉光の強度分布の一例を示す図である。
０ｎｍとした場合の、波長λａ，・・・・・，λｂの干
渉光の強度分布の一例を示す図である。
【図１２】光の干渉を利用した膜厚検査の概要を説明す
る図である。
る図である。
【図１３】ハロゲン・ランプの強度分布を示す図であ
る。
る。
【図１４】メタルハライド・ランプの強度分布を示す図
である。
である。
１２：膜（レジスト膜） １４：ウェハ（wafer ） １６：光学フィルタ １８：拡散板 ２２，２４，２６：膜厚ムラ部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田 満 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 篠原 昌己 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA30 CC19 CC31 DD00 FF44 FF52 GG03 GG22 GG23 HH04 HH12 HH18 JJ12 LL22 LL26 LL49
Claims (11)
- 【請求項１】 表面に膜が形成された基板に光を照射
し、膜表面で反射した光と基板表面で反射した光の干渉
により膜厚ムラを目視検査する膜厚検査装置であって、 少なくとも１つの半値幅が３０ｎｍ以下の光強度ピーク
を有する光を基板に照射する光源部を含む膜厚検査装
置。 - 【請求項２】 前記光源部が、半値幅が３０ｎｍ以下の
強度ピークを有する光を発生させる光源を含む請求項１
の膜厚検査装置。 - 【請求項３】 前記光源部が、光源と、光源から発生さ
れた光の強度ピークの波長幅を３０ｎｍ以下に狭帯化す
る光学フィルタを含む請求項１の膜厚検査装置。 - 【請求項４】 前記光源が、ピーク波長域のみに強度が
分布する光を発生させる請求項２又は請求項３の膜厚検
査装置。 - 【請求項５】 前記光源部が、基板に照射される光のピ
ーク波長域以外に分布する光強度を遮蔽する光学フィル
タを含む請求項１乃至請求項３のいずれかの膜厚検査装
置。 - 【請求項６】 前記光源部が、２種類以上のピーク波長
を含んだ光を基板に照射する請求項１乃至請求項５のい
ずれかの膜厚検査装置。 - 【請求項７】 前記基板が、半導体ウェハからなる請求
項１の膜厚検査装置。 - 【請求項８】 前記基板に照射する光の入射角を調整す
る入射角調整手段を含む請求項１の膜厚検査装置。 - 【請求項９】 表面に膜が形成された基板に光を照射
し、膜表面で反射した光と基板表面で反射した光の干渉
を目視し、膜厚ムラを検査する膜厚検査方法であり、 少なくとも１つの半値幅が３０ｎｍ以下の光強度ピーク
を有する光を基板に照射する照射ステップを含む膜厚検
査方法。 - 【請求項１０】 前記照射ステップが、基板に照射され
る光の強度ピークの波長幅を３０ｎｍ以下に狭帯化する
狭帯化ステップを含む請求項９の膜厚検査方法。 - 【請求項１１】 前記照射ステップが、基板に照射され
る光のピーク波長域以外に分布する光強度を遮蔽する遮
蔽ステップを含む請求項９又は請求項１０の膜厚検査方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053660A JP3114972B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 膜厚検査装置及び膜厚検査方法 |
| US09/516,039 US6654129B1 (en) | 1999-03-02 | 2000-03-01 | Film thickness testing apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11053660A JP3114972B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 膜厚検査装置及び膜厚検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000258128A true JP2000258128A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3114972B2 JP3114972B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=12949022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11053660A Expired - Fee Related JP3114972B2 (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 膜厚検査装置及び膜厚検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6654129B1 (ja) |
| JP (1) | JP3114972B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005207829A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 膜厚良否検査方法及び装置 |
| JP2006284211A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ムラ検査装置およびムラ検査方法 |
| JP2012068173A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fujifilm Corp | 光学フィルムの膜厚測定方法、及び光学フィルムの製造方法 |
| JP5265050B1 (ja) * | 2012-02-27 | 2013-08-14 | 株式会社シンクロン | Ｌｅｄ光源装置、膜厚測定装置及び薄膜形成装置 |
| JP2021124283A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 藤森工業株式会社 | 膜厚測定用成膜部材及びこれを用いた膜厚測定方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08242744A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-09-24 | King Kagaku Kogyo Kk | 粘着式ねずみ取り |
| WO2007144777A2 (en) * | 2006-03-30 | 2007-12-21 | Orbotech, Ltd. | Inspection system employing illumination that is selectable over a continuous range angles |
| JP5444823B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2014-03-19 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハの検査方法 |
| CN102414537B (zh) * | 2010-01-06 | 2015-03-04 | 松下电器产业株式会社 | 使用了干涉的膜厚计测装置及使用了干涉的膜厚计测方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533260A (en) | 1976-06-29 | 1978-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | Film thickness measuring device of transparent thin film |
| US4293224A (en) * | 1978-12-04 | 1981-10-06 | International Business Machines Corporation | Optical system and technique for unambiguous film thickness monitoring |
| US4952025A (en) * | 1989-05-31 | 1990-08-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Rugate filter incorporating parallel and series addition |
| US5160576A (en) * | 1991-03-05 | 1992-11-03 | Lam Research Corporation | Method of end point detection in a plasma etching process |
| JPH05322783A (ja) | 1992-05-25 | 1993-12-07 | Olympus Optical Co Ltd | 基板観察装置 |
| JP3104161B2 (ja) | 1995-11-16 | 2000-10-30 | グンゼ株式会社 | 多層シート状プラスチックの厚さ測定装置 |
| US5729343A (en) * | 1995-11-16 | 1998-03-17 | Nikon Precision Inc. | Film thickness measurement apparatus with tilting stage and method of operation |
| JP3657345B2 (ja) | 1996-04-25 | 2005-06-08 | オリンパス株式会社 | 膜厚検査装置 |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP11053660A patent/JP3114972B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-01 US US09/516,039 patent/US6654129B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005207829A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Dainippon Printing Co Ltd | 膜厚良否検査方法及び装置 |
| JP4484531B2 (ja) * | 2004-01-21 | 2010-06-16 | 大日本印刷株式会社 | 膜厚良否検査方法及び装置 |
| JP2006284211A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ムラ検査装置およびムラ検査方法 |
| JP2012068173A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fujifilm Corp | 光学フィルムの膜厚測定方法、及び光学フィルムの製造方法 |
| JP5265050B1 (ja) * | 2012-02-27 | 2013-08-14 | 株式会社シンクロン | Ｌｅｄ光源装置、膜厚測定装置及び薄膜形成装置 |
| KR20140121338A (ko) * | 2012-02-27 | 2014-10-15 | 신크론 컴퍼니 리미티드 | Led 광원장치, 막두께 측정장치 및 박막 형성장치 |
| KR101693397B1 (ko) * | 2012-02-27 | 2017-01-06 | 신크론 컴퍼니 리미티드 | Led 광원장치, 막두께 측정장치 및 박막 형성장치 |
| JP2021124283A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | 藤森工業株式会社 | 膜厚測定用成膜部材及びこれを用いた膜厚測定方法 |
| JP7317738B2 (ja) | 2020-01-31 | 2023-07-31 | 藤森工業株式会社 | 膜厚測定用成膜部材及びこれを用いた膜厚測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3114972B2 (ja) | 2000-12-04 |
| US6654129B1 (en) | 2003-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6283562B2 (ja) | 物体の３次元構造を検出する装置 | |
| KR100246268B1 (ko) | 패턴화된기판의광학검사용장치 | |
| KR100782315B1 (ko) | 펄스화 광대역의 광원을 이용하는 플라즈마 에칭 및 퇴적 프로세스의 인-시튜 모니터링 방법 및 장치 | |
| JP3140664B2 (ja) | 異物検査方法及び装置 | |
| US7327464B2 (en) | System and method for coherent optical inspection | |
| JP2002516985A (ja) | 少なくとも一つの層を含む構造の特徴を測定する方法及び装置 | |
| KR20160040737A (ko) | 근적외선 스펙트럼 범위를 이용한 오버레이 메트롤러지 | |
| JP3114972B2 (ja) | 膜厚検査装置及び膜厚検査方法 | |
| US9036156B2 (en) | System and method for optical coherence tomography | |
| KR920004751B1 (ko) | 미소 고저차 측정장치 및 그 방법 | |
| JP2009115503A (ja) | 粗さ測定方法及び粗さ測定装置 | |
| JP2000097873A (ja) | 表面欠陥検査装置 | |
| JP2008002891A (ja) | 表面状態検査装置及び表面状態検査方法 | |
| JP2022522746A (ja) | 高コントラスト撮像のための装置、装置の使用、及び方法 | |
| JP2009115474A (ja) | 多層膜構造観察方法及び多層膜構造観察装置 | |
| KR102305193B1 (ko) | 백색광주사간섭계를 이용한 투명막 굴절률 측정 방법 | |
| JP2012047615A (ja) | フィルムの検査装置、検査方法及び製造方法 | |
| JP2584091B2 (ja) | マスク検査装置 | |
| JPS60257136A (ja) | フオトレジストの膜厚測定装置 | |
| JP2003232620A (ja) | 透明膜の形状計測方法及び装置 | |
| JPH07234171A (ja) | 反射効率測定装置および回折効率測定装置 | |
| JPS6021792Y2 (ja) | 欠陥検出装置 | |
| JPH04118545A (ja) | 欠陥検査方法及び装置 | |
| JPH11325856A (ja) | 光学的測定装置及び光学的測定用アダプター | |
| JP2008002892A (ja) | 表面状態検査装置及び表面状態検査方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |