JP2002168795A

JP2002168795A - レジスト・パターン検査装置及び検査方法

Info

Publication number: JP2002168795A
Application number: JP2000344026A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Uda; 満宇田; Kazunari Terakawa; 和成寺川; Akira Suzuki; 顯鈴木
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-06-14
Also published as: US20020113959A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】反射防止膜上に形成されたレジスト・パター
ンの形成不良を、レジスト・パターンに照射した光の回
折光によって検査する。【解決手段】レジスト・パターン１２上面に対して４
５度以下の入射角θで、レジスト・パターン１２へ光Ｌ
inを照射する光源部Ｓを用いる。レジスト・パターン１
２の形成不良の有無を判定する検査者(Ｐ)は、光源部Ｓ
側に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射防止膜上に形成
されたレジスト・パターンの形成不良の検査装置及び検
査方法に関し、より詳しくは反射防止膜上に形成された
レジスト・パターンに光を照射し、レジスト・パターン
からの回折光を目視してレジスト・パターンの形成不良
の有無を検査する装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造過程において、ウェハ
ー等の基板に回路パターンを形成するためのマスクとし
て、ウェハー上にレジスト・パターンを形成する。レジ
スト・パターンは、ウェハー上に塗布されたレジストに
所要のマスクを重ねて露光し、露光された部分(又は露
光されなかった部分)を取り除くことで得られる。

【０００３】しかし、露光時の局所的なデフォーカス、
すなわち、焦点はずれにより、レジスト・パターンの一
部分が正しく形成されないことがある。デフォーカス
は、例えば、露光時にウェハーを載置台に吸着させてウ
ェハー表面を平面にする際に、ウェハー裏面と載置台表
面間のゴミやほこり等の異物により、ウェハー表面が平
面にならない場合や、塗布ムラにより、あるいはレジス
ト−ウェハー間に挟まれた異物により、レジスト表面の
高さが不均一になった場合に生じうる。デフォーカス
は、レジスト・パターンを変形させる原因になる。

【０００４】一部分にデフォーカスが生じたレジスト・
パターンをマスクにしてウェハーに回路パターンを形成
すると、そのデフォーカス部分に形成された回路パター
ンの線幅は、正常部分の線幅とは異なったものとなる。
線幅の違いは抵抗値等の回路特性に影響を与える。例え
ば、ＦＥＴ(field effect transistor)のゲート長がデ
フォーカスの影響で短く形成されてしまうと、チャネル
長が短くなる結果、トランジスターの動作速度が規格か
ら外れてしまう。

【０００５】ウェハーに回路パターンを形成する前のデ
フォーカス検査でレジスト・パターン内のデフォーカス
を発見できれば、レジスト・パターンをウェハーから剥
がし、そのウェハーに再度レジスト・パターンを形成し
直すことができる。この場合は、ウェハーの再利用が可
能である。しかし、デフォーカス検査時にデフォーカス
を見過ごした場合、ウェハーに回路パターンが形成され
た後の回路動作の検査でこのデフォーカスによる不良が
発見される。この場合は、既にウェハーに回路パターン
が形成されているので、上述のようにウェハーを再利用
することはできない。デフォーカスの早期発見は、歩留
向上の重要な要素である。

【０００６】デフォーカス不良の検査方法として、図１
０(ａ)に示すように、光源部Ｓからレジスト・パターン
１２に光Ｌinを照射した際に生じる０次回折光(反射光)
Ｌt(０)を、検査者の目Ｐで目視する検査方法がある。
レジスト・パターン１２はウェハー１６上に形成され、
検査者(Ｐ)は光源部Ｓと反対側に位置する。

【０００７】レジスト・パターン１２の拡大図を図１０
(ｂ)に示す。検査者(Ｐ)は、レジスト・パターン１２の
上面１２tからの反射光Ｌt(０)を目視する。もちろん、
ウェハー１６の表面１６tからの反射光も存在する。し
かし、目視検査が採用されるウェハー１６とレジスト１
２においては、レジスト・パターン上面１２tからの反
射光の強度の方がウェハー表面１６tからの反射光の強
度よりも２倍以上強いことが殆どである。そのため、検
査者(Ｐ)は、主にレジスト・パターン上面１２tからの
反射光Ｌt(0)を目視することになる。ここで、レジスト
・パターン上面１２tを透過し、ウェハー表面１６tで反
射してレジスト・パターン上面１２tから検査者(Ｐ)へ
進む反射光は、レジスト・パターン上面１２tからの反
射光に含まれる。

【０００８】図１１(ａ)に示すように、デフォーカスが
生じたレジスト・パターン９２は、図１０(ｂ)に示した
正常なレジスト・パターン１２とは上面９２tの面積が
異なるので、上面９２tからの反射光の光量も異なる。
デフォーカス部は正常部よりも暗く見える。デフォーカ
ス部分と正常部分とを明るさの違いで識別できる。

【０００９】現在では、半導体の微細化が進み、回路パ
ターンの線幅が０.３μｍ以下のものも増えてきてい
る。ー般に、０.３μｍ以下の線幅でレジスト・パター
ン１２を形成する場合、レジストの露光は、超高圧水銀
ランプ等を光源とするランプ光ではなく、フッ化クリプ
トンの波長２４８ｎｍのエキシマレーザー等を光源とす
るレーザー光を使用する。しかし、レーザー光は、ラン
プ光に比べて位相がそろっており、波長がより狭帯化さ
れているため、図１１(ｂ)に示すように、露光時に生じ
る定在波がより顕著になる。定在波は、ウェハー１６へ
の入射光とウェハー表面１６tからの反射光との干渉に
より生じる。定在波によりレジスト・パターン９４の側
面は変形し、回路パターンの形成精度に悪影響を与え
る。

【００１０】定在波発生の防止策として、図１１(ｃ)に
示すように、レジストの下地として反射防止膜１４を形
成する。反射防止膜１４は、入射された光を吸収し、そ
の光の透過及び反射を抑制する。反射防止膜１４におけ
る入射光の波長と反射率との関係を図１２(ａ)に示す。
反射防止膜１４は、エキシマ・レーザーの波長２４８ｎ
ｍの光は殆ど反射しない。反射防止膜１４によりエキシ
マ・レーザー光の反射を抑え、定在波の発生を防止でき
る。

【００１１】しかし、図１２(ａ)に示すレジストにおけ
る入射光の波長と反射率との関係からわかるように、可
視光域では、レジストと反射防止膜１４との反射率は殆
ど同じである。さらに、図１２(ｂ)に示す反射防止膜１
４及びレジストにおける入射光の入射角と反射率との関
係より、両者の光の反射特性は殆ど同じである。ここ
で、図１２(ａ)は入射角が膜表面に対して垂直な場合を
示し、図１２(ｂ)は入射光が波長５５０ｎｍの場合を示
し、両図とも反射防止膜の膜厚は８９８Å,レジストの
膜厚は５５６７Åである。レジストはＪＳＲ(日本合成
ゴム)社の型番Ｍ２０Ｇを使用し、反射防止膜はシィプ
レイ(Shipley)社の型番ＡＲ３を使用した。

【００１２】反射防止膜１４及びレジストの反射率が入
射角及び波長に関わらず等しいため、両表面からの反射
光の強度も等しくなる。図１１(ｃ)に示したレジスト・
パターン上面１２tからの反射光と反射防止膜表面１４t
からの反射光との区別が困難になるので、レジスト・パ
ターン１２のデフォーカスの検査は行えない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、反射
防止膜上に形成されたレジスト・パターンの形成不良
を、レジスト・パターンに照射した光の回折光によって
検査することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のレジスト・パタ
ーン検査装置は、反射防止膜上に形成されたレジスト・
パターンに光を照射して、レジスト・パターンからの回
折光によりレジスト・パターンの形成不良の有無を判定
する検査装置であって、レジスト・パターン上面に対し
て４５度以下の入射角で、レジスト・パターンへ光を照
射する光源部を含む。光の入射角を４５度以下にするこ
とで、レジスト・パターンの側面に光を照射し、レジス
ト・パターン側面からの回折光を光源部側へ戻らせるこ
とができる。

【００１５】本発明のレジスト・パターン検査方法は、
反射防止膜上に形成されたレジスト・パターンに光を照
射し、このレジスト・パターンからの回折光を目視して
レジスト・パターンの形成不良の有無を判定する検査方
法であって、レジスト・パターン上面に対して４５度以
下の入射角で、レジスト・パターンへ光を照射する照射
ステップと、照射によるレジスト・パターンからの回折
光のうち、光を照射する光源側へ戻る回折光を目視して
レジスト・パターンの形成不良の有無を判定する判定ス
テップとを含む。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて詳しく説明する。ウェハー上に反射
防止膜を形成し、この反射防止膜上に形成したレジスト
・パターンのデフォーカス検査を例にして説明を行う。
レジストの膜厚は８９８Å,反射防止膜の膜厚は５５６
７Åである。レジストはＪＳＲ社のＭ２０Ｇを使用し、
反射防止膜はシィプレイ社のＡＲ３を使用した。レジス
トと反射防止膜の各屈折率は、入射光の波長によって変
化するが、両者とも可視光域では１.５〜１.７である。
レジスト・パターンのパターン幅及びパターン間隔は共
に０.３μｍである。

【００１７】図１(ａ)に本発明のレジスト・パターン検
査装置１０の一例を示す。光源部Ｓからレジスト・パタ
ーン１２へ光Ｌinを照射し、レジスト・パターン１２か
らの回折光Ｌs(-1)を検査者の目Ｐで目視する。検査者
(Ｐ)は、回折光のうち、光源部Ｓ側に戻る回折光を目視
する。従来の検査では、検査者(Ｐ)は光源部Ｓと反対側
に位置していたが、本発明では、検査者(Ｐ)は光源部Ｓ
と同じ側に位置する。

【００１８】図１(ｂ)にレジスト・パターン１２の拡大
図を示す。従来の検査では、レジスト・パターン１２の
上面からの０次回折光(反射光)Ｌt(0)を目視していた
が、本発明では、レジスト・パターン１２の側面からの
回折光Ｌs(-1)を目視する。ただし、目視する回折光は
反射光(０次回折光)ではなく、後述する−１次回折光で
ある。

【００１９】検査装置１０は、光源部Ｓと、ウェハー１
６が載せられる回転可能な載置台(図示していない)とを
含む。光源部Ｓは、レジスト・パターン上面に対して４
５度以下の入射角θで、レジスト・パターン１２へ光を
照射する。この入射角θの範囲は、後述する検査者(Ｐ)
が−１次回折光Ｌs(-1)を目視可能になる条件から求ま
る。

【００２０】目視で検査を行うので、光源部Ｓから照射
される光Ｌinには可視光が含まれる。例えば、光源部Ｓ
にハロゲン・ランプを用いる。光源部Ｓは、図１(ｃ)に
示すように、光源であるハロゲン・ランプと、ハロゲン
・ランプから照射された光が通される光ファイバー２２
とを含む。

【００２１】従来の検査でも光源からの導光に光ファイ
バーを用いていたが、その光ファイバーから照射される
光の拡散角は７０度以上のものが殆どである。これは光
を拡散させてウェハー全体を十分な明るさで照らすため
である。しかし、本発明では、拡散角が１０度以上６０
度以下の光ファイバー２２を用いる。この拡散角の範囲
は、後述するデフォーカス部と正常部が識別可能になる
条件から求まる。拡散角が１０度以上６０度以下の光フ
ァイバー２２は、ファイバーの材料の成分比を変えてフ
ァイバー内部での光の屈折率を調整することで得ること
ができる。光ファイバー２２の拡散角が従来より狭く、
入射角θも従来より浅くなるので、図２(ａ)に示すよう
に、複数の光ファイバー２２をライン状に並べてウェハ
ー１６全体に光Ｌinを照射する。

【００２２】レジスト・パターン１２表面での入射光Ｌ
in及び回折光の概要を図３(ａ),(ｂ)に示す。Ｌt(0),Ｌ
t(1),Ｌt(-1)はそれぞれレジスト・パターン上面１２t
の０次,１次,−１次の回折光であり、Ｌs(0),Ｌs(1),Ｌ
s(-1)はそれぞれレジスト・パターン側面１２sの０次,
１次,−１次の回折光である。θ,αはそれぞれレジスト
・パターン上面１２tに平行な面に対する入射角,−１次
回折角である。

【００２３】図３(ａ)に示すように、１次回折光Ｌt(+
1),Ｌt(-1)は、０次回折光Ｌt(0)を中心に対称に分布し
ている。本説明では、１次回折光Ｌt(+1),Ｌt(-1)のう
ち、０次回折光Ｌt(0)よりも光源部Ｓから遠ざかる方向
に進む１次回折光を＋１次回折光と定義し、他方を−１
次回折光と定義している。

【００２４】図３(ａ)は入射角θが７５度の場合を示し
ている。図３(ａ)に示すように、レジスト・パターン側
面１２sの０次回折光Ｌs(0)及び−１次回折光Ｌs(-1)
は、反射防止膜１４側に進んでいる。このとき、検査者
(Ｐ)は、レジスト・パターン側面１２sからの−１次回
折光Ｌs(-1)を目視することはできない。

【００２５】図３(ｂ)は入射角θが３０度の場合を示し
ている。図３(ｂ)に示すように、レジスト・パターン側
面１２sの０次回折光Ｌs(0)は反射防止膜１４側に進ん
でいるが、−１次回折光Ｌs(-1)は光源部Ｓ側に進んで
いる。このとき、検査者(Ｐ)は、レジスト・パターン側
面１２sからの−１次回折光Ｌs(-1)を目視することがで
きる。

【００２６】図４に入射角θと−１次回折角αとの関係
を示す。検査者(Ｐ)が−１次回折光Ｌs(-1)を目視する
ためには、−１次回折角αが０度より大きくなる必要が
ある。入射光の波長が異なると−１次回折角度αも異な
るが、入射角θを４５度以下にすると、４００ｎ〜６０
０ｎｍの波長において検査者(Ｐ)は−１次回折光Ｌs(-
1)を目視できる。

【００２７】入射角θが小さい方が、−１次回折角αが
大きくなるので、検査者(Ｐ)が−１次回折光を目視し易
くなる。しかし、入射角θが０度付近では、波長６００
ｎｍ付近の−１次回折光は目視することができない。波
長６００ｎｍ付近の−１次回折光も目視できるように、
入射角θは５度前後が好ましい。本実施形態では、入射
角θを５度にしている。

【００２８】同じ入射角θでも、入射光の波長が異なれ
ば、−１次回折角αも異なる。図５(ａ)に入射角θが３
０度の場合の波長と−１次回折角度αとの関係を示す。
波長に応じて−１次回折角αが変化することが分かる。
図５(ｂ)に入射角θが１度の場合の波長と−１次回折角
αとの関係を示す。入射角θが１度のとき、検査者(Ｐ)
は、波長５８０ｎｍ以下の光のみ目視できる。

【００２９】図５(ｂ)に示したように、入射角θによっ
て、目視できる波長に制限が生じる。本発明では、入射
角θによって目視できる波長が制限されないように、波
長５８０ｎｍ以下の光のみを用いる。レジスト・パター
ン１２に照射される光のうち、波長５８０ｎｍ以上の光
をカットするフィルター(図示していない)を備える。

【００３０】図６(ａ)に示すように、デフォーカスのレ
ジスト・パターン９２と正常なレジスト・パターン１２
では、各々の側面９２s,１２sの傾きも異なる。同じ光
Ｌinが入射されても、図６(ｂ)に示すように、デフォー
カスのレジスト・パターン側面９２sの入射角φと正常
なレジスト・パターン側面１２sの入射角θとは異な
る。入射角が異なると、−１次回折角もそれぞれ異な
る。

【００３１】光ファイバーから照射される光は、図７
(ａ)に示すように、光ファイバー２２の中心軸に関して
対称に角度βの拡散が生じている。図７(ａ)に示す角度
βを拡散角,光ファイバー２２の中心軸方向に進む光を
中心光,拡散光の中でウェハー１６に最も近い光を最下
光,拡散光の中でウェハー１６から最も遠い光を最上光
と呼ぶ。拡散した入射光がレジスト・パターン１２に照
射される。ただし、入射角θは、中心光の入射角であ
る。

【００３２】レジスト・パターン１２に照射される拡散
した各光の入射角は各々異なる。入射角が異なれば、−
１次回折角も異なる。入射光と同様に、−１次回折光
も、中心光の−１次回折光を中心に、最上光の−１次回
折光と最下光の−１次回折光との間の範囲に拡散する。
光の強度は中心光が最も強く、最上光と最下光がもっと
も弱い。−１次回折光がある範囲に拡散していると、目
視可能な検査者の目Ｐの位置や向き等の範囲も広くな
る。逆に入射光の拡散角が狭いと、−１次回折光の拡散
範囲も狭くなり、検査者の目Ｐの位置や向き等の調整は
困難になる。検査者(Ｐ)が−１次回折光を目視し易いよ
うに、拡散角は１０度以上が好ましい。

【００３３】図８に入射光の拡散角βと−１次回折角度
αの関係を示す。ただし、中心光の入射角θは３０度,
入射光の波長は５５０ｎｍ,デフォーカス部と正常部の
レジスト・パターン側面の傾きの差は９度である。波長
５５０ｎｍの光は、目視に対する感度が高い光である。
５５０ｎｍの波長では、拡散角βが６０度よりも大きく
なると、正常部からの−１次回折光の中心光を目視でき
なくなる。拡散角βが大きくなるほど、中心光の強度は
弱くなり、さらに正常部からの回折光とデフォーカス部
からの回折光との拡散範囲が互いに重なり合うので、中
心光を他の回折光と区別して目視することは困難にな
る。中心光を目視できるように、拡散角は６０度以下に
する必要がある。上述した拡散角が１０度以上という条
件も合わせ、拡散角は１０度以上６０度以下にする。

【００３４】図８からわかるように、拡散角βが４０度
よりも大きくなると、デフォーカス部からの−１次回折
光の中心光を目視できなくなる。デフォーカス部からの
中心光も目視できるように、拡散角βは３５度が好まし
い。本実施形態では、拡散角βは３５度にしている。光
ファイバー２２として多成分ガラス・ファイバーを用
い、拡散角βを３５度とした。

【００３５】本発明では中心光の入射角θを５度にして
いるが、図７(ｂ)に示すように、レジスト・パターン１
２上面よりもかなり高い位置に配置された光ファイバー
２２から光を照射すると、中心光付近から最下光までの
範囲に拡散している光がレジスト・パターン１２に照射
される。ただし、光の強度は中心光が最も強く、最下光
と最上光が最も弱い。光の強度が強い方が検査者の目視
が容易になるので、主に中心光付近の光をレジスト・パ
ターンに照射することが好ましい。図７(ｃ)に示すよう
に、レジスト・パターン１２上面とほぼ同じ高さに配置
された光ファイバー２２から光を照射すると、中心光付
近から最下光までの範囲に拡散している光のうち、中心
光付近の光がレジスト・パターン１２に照射される。本
発明では、図２(ｂ)に示すように、レジスト・パターン
１２上面とほぼ同じ高さに配置された光ファイバ２２か
ら光を照射する。光ファイバ２２の高さはレジスト・パ
ターン１２上面とほぼ同じ高さであるが、中心光がレジ
スト・パターン１２表面に照射される高さにすることが
好ましい。

【００３６】ウェハー１６は、図２(ａ)に示すように、
最終的には矩形型のチップに分けられる。回路パターン
は、主にチップ切断方向と平行な方向に延びるように形
成される。光の照射は、レジスト・パターン１２が延び
る方向に対して垂直な方向に行う必要がある。図２(ａ)
に示すＸ又は−Ｘ方向と、Ｙ又は−Ｙ方向から光を照射
する。ウェハー１６が載せられる載置台(図示していな
い)を回転させて、光Ｌinの照射方向を調整することが
できる。

【００３７】レジストは、波長４８０ｎｍ以下の光を照
射すると感光するので、レジスト・パターン１２に照射
される光Ｌinに含まれる波長４８０ｎｍ以下の光をカッ
トする。レジスト・パターン１２に照射される光Ｌinの
うち、波長４８０ｎｍ以下の光をカットするフィルター
(図示していない)を備える。上述した波長５８０ｎｍ以
上の光をカットするフィルターも使用しているので、波
長４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの光がレジスト・パターン１
２に照射される。

【００３８】図１(ｄ)に示すように、光ファイバー２２
から照射された光を、さらにシリンドリカル・レンズ２
４に通すこともできる。シリンドリカル・レンズ２４を
光ファイバー２２の先端部に設けることにより、光の指
向性をさらに強めることができる。光ファイバー２２の
拡散角が６０度よりも大きい場合でも、シリンドリカル
・レンズ２４により、拡散角度を６０度以下に狭めるこ
とができる。

【００３９】ハロゲン・ランプは、図９に示すように、
広い波長域に渡って光強度が分布している。図５(ａ),
(ｂ)に示したように、入射角θが同じ場合は波長に応じ
て−１次回折角αが変化する。逆に、−１次回折角αが
同じ場合は、入射角θに応じて波長が変化する。レジス
ト・パターン１２のデフォーカス部と正常部では入射角
θが異なるので、検査者の目Ｐが動かず−１次回折角度
αが一定である場合、デフォーカス部と正常部との違い
が波長の変化で現れる。すなわち、デフォーカス部分が
色の変化で識別できる。

【００４０】次に、このようなレジスト・パターン検査
装置及び検査方法を用いたレジスト・パターン検査につ
いて、その作用を説明する。

【００４１】本発明は、レジスト・パターン上面１２t
に対して４５度以下、好ましくは５度の入射角で、レジ
スト・パターン１２へ光Ｌinを照射する。検査者(Ｐ)は
光源部Ｓ側に位置し、光Ｌinの照射により生じた複数の
回折光のうち、光源部Ｓ側へ戻る−１次回折光Ｌs(-1)
を目視する。

【００４２】ハロゲン・ランプから照射された光は、光
ファイバー２２に通され、１０度以上６０度以下、好ま
しくは３５度の拡散角でレジスト・パターン１２に照射
される。仮に光ファイバー２２から照射される光の拡散
角が６０度より大きい場合は、シリンドリカル・レンズ
２４に通すことで、１０度以上６０度以下の拡散角に狭
めることができる。

【００４３】光源部Ｓから照射される光Ｌinの４８０ｎ
ｍ以下の波長成分及び５８０ｎｍ以上の波長成分はフィ
ルター(図示していない)によりカットされる。レジスト
・パターン１２への光Ｌinの照射は、図２(ｂ)に示すよ
うに、レジスト・パターン１２上面とほぼ同じ高さから
行う。図２に示すように、レジスト・パターン１２が延
びる方向に対して垂直なＹ方向(又は−Ｙ方向又はＸ方
向又は−Ｘ方向)に光を照射する。

【００４４】図３(ｂ)に示すように、レジスト・パター
ン側面１２sから−１次回折光Ｌs(-1)が生じる。−１次
回折角αが０度よりも大きければ、検査者(Ｐ)は−１次
回折光Ｌs(-1)を目視することができる。デフォーカス
部と正常部とでは、図６(ｂ)に示すようにレジスト・パ
ターン側面９２s,１２sの傾斜角度が異なるため、入射
角θ,φが異なり、−１次回折角αも違った角度とな
る。

【００４５】レジスト・パターン１２のデフォーカス部
と正常部での−１次回折角αが異なることにより、例え
ば正常部からの−１次回折光は検査者の目Ｐの方向へ進
むが、デフォーカス部からの−１次回折光は検査者の目
Ｐからずれた方向へ進む。デフォーカス部と正常部とを
−１次回折光Ｌs(-1)の明るさで識別することができ
る。正常部と明るさが異なる部分をデフォーカスと判定
することができる。

【００４６】レジスト・パターン１２に照射される光Ｌ
inは、異なる色の光を含む。図４に示すように、一定の
−１次回折角αにおいて入射角θが変化すると波長が変
化する。波長が変化すると、検査者(Ｐ)が目視する光の
色が変化する。デフォーカス部と正常部とを−１次回折
光Ｌs(-1)の色の違いで識別することができる。正常部
と色の異なる部分をデフォーカスと判定することができ
る。異なる色としては、例えば赤色と紫色等の類似した
色よりも、赤色と緑色等の人間にとって区別しやすい補
色の色を用いることが好ましい。

【００４７】このように、レジスト・パターン側面１２
sからの−１次回折光Ｌs(-1)を目視することで、反射防
止膜１４上に形成されたレジスト・パターン１２であっ
ても、デフォーカス検査を行うことができる。デフォー
カスは、正常な部分との明るさ又は／及び色の違いによ
り識別することができる。

【００４８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明はその他の態様でも実施し得るものである。
例えば、本発明は、デフォーカス不良の検出に限定はさ
れず、ゴミや傷の検査も行うことができる。ゴミや傷が
存在する部分は光の散乱が生じるので、散乱光からゴミ
や傷の有無も目視で検査することができる。

【００４９】レジスト・パターンへ照射する光を発する
光源は、ハロンゲン・ランプに限定はされず、キセノン
・ランプ等の任意の光源を用いることができる。回折光
を生じさせることのできる可視光を発生できる任意の光
源を用いることができる。

【００５０】レジスト・パターンのパターン幅は、全て
が０.３μｍの場合もあるが、一部分だけが０.３μｍで
他の部分は０.３μｍよりも太い場合もある。この場合
は、０.３μｍよりも太いパターン幅部分の検査も行う
ために、波長４８０ｎ〜５８０ｎｍの可視光に加えて、
波長５８０ｎｍ以上の可視光も使用する。

【００５１】以上、本発明は特定の実施例について説明
されたが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、目視に代えて、ＣＣＤ(charge coupled devic
e)で−１次回折光を受光し、受光した映像の画像処理に
よりデフォーカスを検出することもできる。その他、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。

【００５２】

【発明の効果】本発明にしたがって、レジスト・パター
ン上面から４５度以下の入射角で光を照射することによ
り、レジスト・パターン側面からの−１次回折光を光源
部側に進ませることができる。光源部側に位置する検査
者により、レジスト・パターン側面からの−１次回折光
を目視できる。これにより、反射防止膜上に形成された
微細なフォトレジスト・パターンのデフォーカス不良を
目視検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレジスト・パターン検査装置及び検査
方法の一例を示す図であり、図(ａ)はレジスト・パター
ン検査の概略図であり、図(ｂ)は図(ａ)の要部拡大図で
あり、図(ｃ)は光源部の一例を示す図であり、図(ｄ)は
光源部の他の例を示す図である。

【図２】レジスト・パターンへの光の照射方向を示す図
であり、図(ａ)はウェハー表面側から見た図であり、図
(ｂ)はウェハー側面側から見た図である。

【図３】レジスト・パターンからの回折光の一例を示す
図であり、図(ａ)は−１次回折光が検査者へ進まない場
合を示した図であり、図(ｂ)は−１次回折光が検査者へ
進む場合を示した図である。

【図４】入射角とレジスト・パターン側面の−１次回折
角との関係の一例を示す図である。

【図５】入射光の波長と−１次回折角度との関係の一例
を示す図であり、図(ａ)は入射角が３０度、図(ｂ)は入
射角が１度である。

【図６】デフォーカス不良のレジスト・パターンと正常
なレジスト・パターンでの入射角の違いを示す図であ
り、図(ａ)はデフォーカス不良のレジスト・パターンの
側面図と正常なレジスト・パターンの側面図とを示す図
であり、図(ｂ)はデフォーカス不良のレジスト・パター
ン側面と正常なレジスト・パターン側面での入射角の違
いを示す図である。

【図７】レジスト・パターンへの光の照射を示す図であ
り、図(ａ)は入射光の拡散を示す図であり、図(ｂ)は入
射光の拡散による入射角の変化を示す図であり、図(ｃ)
は光源部の位置による入射角の変化を示す図である。

【図８】入射光の拡散角と−１次回折角との関係の一例
を示す図である。

【図９】ハロゲン・ランプの波長分布を示す図である。

【図１０】従来のレジスト・パターン検査装置及び検査
方法の一例を示す図であり、図(ａ)はレジスト・パター
ン検査の概略図であり、図(ｂ)は図(ａ)の要部拡大図で
ある。

【図１１】レジスト・パターンの例を示す図であり、図
(ａ)はデフォーカス不良のレジスト・パターンの一例を
示す図であり、図(ｂ)は反射防止膜が無い場合のレジス
ト・パターンの一例を示す図であり、図(ｂ)は反射防止
膜が有る場合のレジスト・パターンの一例を示す図であ
る。

【図１２】図(ａ)はレジスト・パターン及び反射防止膜
における入射光の波長と反射率との関係の一例を示す図
であり、図(ｂ)はレジスト・パターン及び反射防止膜に
おける入射光の入射角と反射率との関係の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１０：レジスト・パターン検査装置１２：レジスト・パターン１２t：レジスト・パターン上面１２s：レジスト・パターン側面１４：反射防止膜１４t：反射防止膜表面１６：ウェハー１６t：ウェハー表面２２：光ファイバー２４：シリンドリカル・レンズ９２,９４：レジスト・パターン

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者寺川和成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)発明者鈴木顯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 AA49 AA54 AA61 BB01 CC19 FF48 GG02 HH02 HH12 LL02 MM03 NN00 PP12 TT02 UU03 2G051 AA51 AA56 AB02 BA04 BA08 BB01 BB17 CA11 CB06 2H096 AA25 CA06 LA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射防止膜上に形成されたレジスト・パ
ターンに光を照射して、前記レジスト・パターンからの
回折光により前記レジスト・パターンの形成不良の有無
を判定する検査装置であって、前記レジスト・パターン上面に対して４５度以下の入射
角で、前記レジスト・パターンへ光を照射する光源部を
含むレジスト・パターン検査装置。
【請求項２】前記光源部が、光源と、この光源から照
射される光の拡散角を１０度以上６０度以下に狭める手
段とを含む請求項１のレジスト・パターン検査装置。
【請求項３】前記拡散角を狭める手段が光ファイバー
を含む請求項２のレジスト・パターン検査装置。
【請求項４】前記拡散角を狭める手段が、前記光ファ
イバーから照射された光が通されるシリンドリカル・レ
ンズをさらに含む請求項３のレジスト・パターン検査装
置。
【請求項５】前記光源部の光の照射方向を前記レジス
ト・パターンが延びる方向に対して垂直な方向に調整す
る手段を含む請求項１乃至請求項４のいずれかのレジス
ト・パターン検査装置。
【請求項６】前記光源部から照射される光が可視光を
含む請求項１乃至請求項５のいずれかのレジスト・パタ
ーン検査装置。
【請求項７】前記可視光が波長４８０ｎｍ以上の光の
みを含む請求項６のレジスト・パターン検査装置。
【請求項８】前記可視光が波長５８０ｎｍ以下の光の
みを含む請求項６又は請求項７のレジスト・パターン検
査装置。
【請求項９】前記可視光が異なる色の光を含む請求項
６乃至請求項８のいずれかのレジスト・パターン検査装
置。
【請求項１０】前記光源がハロゲン・ランプである請
求項２乃至請求項９のいずれかのレジスト・パターン検
査装置。
【請求項１１】反射防止膜上に形成されたレジスト・
パターンに光を照射し、このレジスト・パターンからの
回折光を目視して前記レジスト・パターンの形成不良の
有無を判定する検査方法であって、前記レジスト・パターン上面に対して４５度以下の入射
角で、前記レジスト・パターンへ光を照射する照射ステ
ップと、前記照射による前記レジスト・パターンからの回折光の
うち、前記光を照射する光源側へ戻る回折光を目視して
前記レジスト・パターンの形成不良の有無を判定する判
定ステップとを含むレジスト・パターン検査方法。
【請求項１２】前記照射ステップが、照射する光の拡
散角を１０度以上６０度以下に狭める請求項１１のレジ
スト・パターン検査方法。
【請求項１３】前記拡散角を狭めるステップが、光源
から照射された光を光ファイバーに通す請求項１２のレ
ジスト・パターン検査方法。
【請求項１４】前記拡散角を狭めるステップが、前記
光ファイバーから照射された光をシリンドリカル・レン
ズに通す請求項１３のレジスト・パターン検査方法。
【請求項１５】前記照射ステップが、照射する光に含
まれる波長４８０ｎｍ以下の光をカットする請求項１１
乃至請求項１４のいずれかのレジスト・パターン検査方
法。
【請求項１６】前記照射ステップが、照射する光に含
まれる波長５８０ｎｍ以上の光をカットする請求項１１
乃至請求項１５のいずれかのレジスト・パターン検査方
法。
【請求項１７】前記照射ステップが異なる色の光を照
射する請求項１１乃至請求項１６のいずれかのレジスト
・パターン検査方法。
【請求項１８】前記照射ステップが、前記レジスト・
パターン上面とほぼ同じ高さから光を照射する請求項１
１乃至請求項１７のいずれかのレジスト・パターン検査
方法。
【請求項１９】前記照射ステップが、前記レジスト・
パターンが延びる方向に対して垂直な方向に光を照射す
る請求項１１乃至請求項１８のいずれかのレジスト・パ
ターン検査方法。