JP2004177206A - Measuring apparatus for level difference - Google Patents

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JP2004177206A
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light
wafer
condensing
rectangular
condensed
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Yasuyuki Nakagawa
康幸 中川
Masaru Kinugawa
勝 衣川
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a measuring apparatus for a level difference which can measure a level difference of a wafer precisely when an operative portion and a non-processed section are remarkably different in area and the wafer vibrates during measurement. <P>SOLUTION: A sensing light 6 from a light source 2 becomes parallel light 61 by a collimator lens 5. After passing a spatial filter 8, the parallel light 61 is condensed on a wafer 1 in which a working trench or the like is formed by a condenser lens 4. The light condensed on the wafer 1 is reflected by the wafer 1. The reflected light 63 is made parallel light 64 by a collimator lens 51 and enters a detector 3. A working state of the wafer 1 is detected from intensity variation of the reflected light 64. As the spatial filter 8, a form which is subjected to Fourier transformation of the rectangle is used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばウエハのエッチング等による加工溝深さを測定する段差測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のエッチングで形成した加工溝深さを測定する方法として、光をウエハに当て、反射光強度を解析して、加工溝深さを測定する方法が提示されている。
つまり、加工部分を含む領域に光を照射し、加工部分と非加工部分とから反射した光の干渉光を検知器に導入する。加工部分と非加工部分には、加工深さの2倍の距離差があるため、光干渉により、加工溝深さに対応した周期的な反射光強度が得られ、この反射光強度から加工深さを測定する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−99622号公報(第1頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の加工溝深さを測定する方法では、加工幅と非加工幅の比がほぼ同程度の範囲、即ち加工部分と非加工部分の面積が同程度の範囲で測定する場合は問題ないが、例えば半導体レーザの製造プロセスのような、加工幅と非加工幅が大きく異なる場合は精度が低下するという課題があった。
【0005】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、加工部分と非加工部分の面積が大幅に異なる場合で、測定中にウエハが振動しても、精度よくウエハの段差が測定できる段差測定装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第1の段差測定装置は、ウエハの加工部を含む領域に検出光を照射し、上記検出光の上記ウエハからの反射光の強度を検出して、上記加工によるウエハの段差を測定する段差測定装置において、上記ウエハに上記検出光を、集光スポットが矩形となるように集光させる矩形集光手段を備えたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の形態の比較として示す、段差測定装置の構成図である。
つまり、光源2からの検出光6は、広がり角をもって放出される。検出光6はコリメーターレンズ5で平行光61となり、この平行光61は、集光レンズ4により集光62されて、加工溝等が形成されたウエハ1上に集光する。この場合、上記集光による集光スポットが、上記加工部を含むようにウエハ1上に集光させる。
ウエハ1に集光した光は、ウエハ1で反射され、反射光63はコリメーターレンズ51で平行光64となって検知器3に入射し、上記反射光64の強度変化からウエハ1の加工状態を検出する。
【0008】
つまり、図1に示すように、ウエハ1に照射した光を集光して、その反射光64を測定してウエハ1の加工状態を検出しているが、ウエハ1に照射する光を集光するのは、ウエハ1の加工部の面積と非加工部の面積の比を近づけるためで、光干渉の強度が加工溝深さのみならず、加工部分および非加工部分の面積比にも依存するためである。
即ち、例えば半導体レーザの製造プロセスのように、加工幅と非加工幅が大きく異なり、ウエハ上の加工部の面積と非加工部の面積の比が1より大きくずれる場合は、上記反射光64の干渉による強度変化量が小さくなるので、上記従来の加工深さ観察装置を用いた測定では加工状態の測定精度が低下するからである。
【0009】
図2は図1において、ウエハ1に形成された加工溝11に光を集光したときの状態を示す説明図で、(a)は加工溝11が集光スポット12の真中になるように集光した場合、(b)は加工溝11が集光スポット12の真中から集光位置がずれた場合である。
【0010】
図3は、図2において、例えば、ウエハに加工溝11の幅xが3μm、非加工溝幅yが300μmで、集光スポット12径が40μmである場合の、ウエハに形成された段差である加工溝深さと検知器3で測定された反射光強度の変化を示す特性図であり、縦軸は反射光強度(任意単位)、横軸は加工深さ(nm)である。図中aは図2(a)に示すように加工溝11がスポット12の真中にあり、しかも集光位置がほとんどずれずにエッチングしたときの上記特性である。
しかし、実際の測定ではウエハの振動等により、図2(b)のように光の集光位置のずれが発生する。図3中bは上記図2(b)のように、加工溝に対し集光位置がずれた場合の上記特性である。
つまり、実際には加工溝深さに対する反射光強度の変化は図3中bのようになり、同じ加工深さでも集光位置がずれることで反射光強度が大きく変化するため、照射する光の位置がウエハの振動等によりずれると加工溝深さを精度良く測定できなくなる。
以上のことから、精度高く加工深さを測定するには、集光スポットを正確に加工溝上に当てる必要があり、高精度の位置決め機構が必要となる。そのため、装置が高価で大掛かりなものになるが、下記本発明の実施の形態1〜3に示すように、ウエハ1の集光スポットを矩形とすることにより、装置を大掛かりにすることなく、上記本発明の目的を達成することができる。
【0011】
実施の形態1.
図4は、本発明の第1の実施の形態の段差測定装置の構成図であり、図1に示す段差測定装置において、ウエハ1に集光する集光スポットを、空間フィルタ8を用いた矩形集光手段により矩形とするもので、本実施の形態においては、矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタ8を用いて、加工が施されたウエハ1表面に、集光スポットが矩形で、かつこのスポットに上記加工部を含むように検出光6を集光させる矩形集光手段について説明する。
【0012】
図5は、本実施の形態に係わる、矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。
つまり、矩形の孔を形成したスリット80へ平行光82を入射させ、その光を集光レンズ4で集光させ、その焦点位置に、例えばポジフィルム81を設置することにより、矩形をフーリエ変換した形状が上記フィルム81上に結像される。
その場合、上記ポジフィルム81は、光が集まった個所は白く、反対に光が集まらなかった個所は黒くなり、上記フィルム81の白い部分からは光が通過し、黒い部分では遮蔽されるので、本実施の形態に係わる矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタ8とすることができる。
【0013】
つまり、本実施の形態に係わる矩形集光手段は、コリメータレンズ5を通過した平行光61が、上記矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタ8を通過して後、集光レンズ4により集光されるようにしたもので、上記平行光61が集光レンズ4により集光される前に、上記矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタ8を通過すれば、フーリエ変換された形状を、再びフーリエ変換することになり、ウエハ1上の集光スポットは、元の矩形に戻り、ウエハ1上に矩形の集光スポットを得ることができる。
なお、上記矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタとしては上記製造方法によるものには限定されない。
【0014】
一方、図1においては、光源2からの検出光6は、コリメーターレンズ5で平行光61となり、この平行光61は本実施の形態におけるような、空間フィルタ8がないので、平行光61は集光レンズ4で集光されると、ウエハ1上で丸の形状に集光される。
【0015】
図6は図4において、ウエハ1に形成された加工溝11に光を集光したときの状態を示す説明図で、(a)は加工溝11が集光スポット12の真中になるように集光した場合、(b)は加工溝11が集光スポット12の真中から集光位置がずれた場合である。
図6に示すように、ウエハ1への集光スポット13を矩形とすることで、ウエハの振動等により集光スポットの位置が例えば(b)のようにずれた場合でも、上記図2のように集光スポットが丸形の場合とは異なり、加工部分および非加工部分の比は変化せず一定の値となる。
【0016】
図7は、図6において、例えば、ウエハに加工溝11の幅xが3μm、非加工溝幅yが300μmで、集光スポット12径が40μmである場合の、ウエハに形成された段差である加工溝深さと検知器3で測定された反射光強度の変化を示す特性図であり、図中a、bはそれぞれ図6(a)に示すように加工溝11がスポット12の真中にあり、しかも集光位置がほとんどずれずエッチングしたときと、図6(b)のように光の集光位置のずれが発生したときの上記特性である。
図7に示すように、曲線aとbが一致しており、従って、加工溝に対し集光位置がずれた場合でも、加工溝深さが同じであれば反射光強度は変化せず、反射光強度の変化は加工溝深さのみに依存するため、精度良く加工溝深さを測定することが可能となることが分かる。
つまり、ウエハ面上に矩形となる集光スポットを形成すれば、ウエハの振動等により光の集光位置のずれが発生しても上記集光スポット内の、加工部分および非加工部分の比に変化が発生せず、精度よく加工溝深さのその場観察が可能となる。
なお、本実施の形態において、ウエハ1上の矩形の集光スポットは図6に示すように、加工溝の長手方向と上記スポットの辺とが平行であることは、ウエハの振動等による、精度低下をさらに防止することができる。
【0017】
実施の形態2.
本発明の第2の実施の形態の段差測定装置は、上記実施の形態1において、矩形集光手段として、矩形の光源からの散乱光を集光させるようにしたものである。
つまり、矩形の形状をした光源を実現する方法として、図4における空間フィルタ8として、図8に示すように、すりガラス等光散乱材料からなる矩形の窓83を設けた遮光板84を用いたものである。
つまり、光源2からの検出光6は、コリメーターレンズ5で平行光61となり、この平行光61は矩形のガラス窓83を通過した際、散乱光となり、擬似的な光源を集光レンズ4の前に設置することとなる。なお、本実施の形態においては図4の65は散乱光である。
以上のように、本実施の形態の段差測定装置においては、平行光61を図8に示す矩形のガラス窓83を通過させることにより、実施の形態1の場合と異なり、集光レンズ4に入射する光65は平行光ではなく、散乱光であるので、集光レンズ4によりウエハ1上に形成される集光スポットは集光レンズ4によりフーリエ変換されないので、図6に示したように、上記擬似的な光源の矩形の形状のままであり、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本実施の形態では、矩形をフーリエ変換した空間フィルタを作製する煩雑さを回避できるという利点がある。
【0018】
実施の形態3.
図9は、本発明の第3の実施の形態の段差測定装置の構成図、図10は、本実施の形態に係わる検知器における検知状態の説明図である。
つまり、光源2からの検出光6は、広がり角をもって放出される。検出光6はコリメーターレンズ5で平行光61となり、この平行光61は、集光レンズ4により集光62されてウエハ1上に集光する。この場合、上記集光スポットが、上記加工部を含むようにウエハ1上に集光するが、このときの集光スポットの形状は、上記実施の形態1または2のように矩形にする必要はなく、図2に示すような従来の丸形でもよい。
ウエハ1に集光した光は、ウエハ1で反射され、反射光63はコリメーターレンズ51で平行光64とされ、集光レンズ9により光が焦点を結び集光スポットを形成する位置に検知器3を設け、検知器3の集光された光66の強度変化からウエハ1の加工状態を検出するが、本実施の形態においては図9に示すように、検知器3に、集光したスポット22より小さい矩形の窓21が開いた遮光板20を設置する。
【0019】
図10に示すように、検知器3においては、上記矩形の窓21が集光スポット22に含まれ、しかもウエハの加工部11を含むように設けられているので、検知器3には矩形の窓21を通過した光のみが到達するため、本実施の形態においては、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態1、2と異なり、空間フィルタを作製する煩雑さを回避できるという利点がある。
【0020】
なお、上記実施の形態1〜3では、加工としてウエハになされた溝加工についてその深さを測定するために、本発明の段差測定装置を用いた場合について述べたが、上記加工が膜厚形成等であっても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】
本発明の第1の段差測定装置は、ウエハの加工部を含む領域に検出光を照射し、上記検出光の上記ウエハからの反射光の強度を検出して、上記加工によるウエハの段差を測定する段差測定装置において、上記ウエハに上記検出光を、集光スポットが矩形となるように集光させる矩形集光手段を備えたもので、加工溝に対して集光スポットがずれても、加工部分および非加工部分の比が変化しないため、加工溝深さに対応した反射光の強度変化が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の比較として示す、段差測定装置の構成図である。
【図2】図1において、ウエハに形成された加工溝に光を集光したときの状態を示す説明図である。
【図3】図1の段差測定装置による加工深さと反射光強度の変化を示す特性図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の段差測定装置の構成図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係わる空間フィルタの製造方法を模式的に示す説明図である。
【図6】図4において、ウエハに形成された加工溝に光を集光したときの状態を示す説明図である。
【図7】図4の段差測定装置による加工深さと反射光強度の変化を示す特性図である。
【図8】第2の実施の形態の段差測定装置に用いる矩形のすりガラス等光散乱材料からなる窓を設けた遮光板の平面図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態の段差測定装置の構成図である。
【図10】本発明の第3の実施の形態に係わる、検知器における検知状態の説明図である。
【符号の説明】
1 ウエハ、2 光源、3 検知器、4、9 集光レンズ、5、51 コリメーターレンズ、6 検出光、61 平行光、63、64 反射光、8 空間フィルタ、11 加工溝、12、13 集光スポット、20 遮光板、21 矩形の窓、83 光散乱材料からなる矩形の窓。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a step measuring device for measuring a depth of a groove processed by, for example, etching of a wafer.
[0002]
[Prior art]
As a method for measuring the depth of a processing groove formed by conventional etching, a method has been proposed in which light is applied to a wafer, reflected light intensity is analyzed, and the depth of the processing groove is measured.
That is, light is irradiated to a region including the processed portion, and interference light of light reflected from the processed portion and the non-processed portion is introduced to the detector. Since there is a distance difference of twice the processing depth between the processed part and the non-processed part, a periodic reflected light intensity corresponding to the processing groove depth is obtained by optical interference. Is measured (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-99622 A (Page 1, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for measuring the processing groove depth has a problem when the ratio between the processing width and the non-processing width is almost the same, that is, when the area of the processing part and the area of the non-processing part are almost the same. However, when the processing width and the non-processing width are greatly different from each other, for example, as in a semiconductor laser manufacturing process, there is a problem that accuracy is reduced.
[0005]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and in the case where the areas of the processed part and the non-processed part are significantly different, even if the wafer vibrates during the measurement, the step of the wafer can be accurately measured. It is intended to obtain a step measuring device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first step measurement device according to the present invention irradiates a region including a processed portion of a wafer with detection light, detects the intensity of reflected light of the detection light from the wafer, and detects a step of the wafer due to the processing. The step measurement device for measuring is provided with a rectangular condensing means for condensing the detection light on the wafer so that a converging spot becomes rectangular.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a level difference measuring device shown as a comparison of the embodiment of the present invention.
That is, the detection light 6 from the light source 2 is emitted with a spread angle. The detection light 6 becomes parallel light 61 by the collimator lens 5, and the parallel light 61 is condensed 62 by the condensing lens 4 and condensed on the wafer 1 on which a processing groove or the like is formed. In this case, the condensed light spot is condensed on the wafer 1 so as to include the processed portion.
The light condensed on the wafer 1 is reflected by the wafer 1, and the reflected light 63 becomes parallel light 64 by the collimator lens 51 and is incident on the detector 3. Is detected.
[0008]
That is, as shown in FIG. 1, the light irradiated on the wafer 1 is condensed, and the reflected light 64 is measured to detect the processing state of the wafer 1, but the light irradiated on the wafer 1 is condensed. This is because the ratio of the area of the processed portion to the area of the non-processed portion of the wafer 1 is made closer, so that the intensity of the optical interference depends not only on the depth of the processed groove but also on the area ratio of the processed portion and the non-processed portion. That's why.
That is, for example, as in a semiconductor laser manufacturing process, when the processing width and the non-processing width are greatly different and the ratio of the area of the processed part to the area of the non-processed part on the wafer is deviated by more than 1, the reflected light 64 This is because the amount of change in intensity due to interference is reduced, and the measurement accuracy of the processing state is reduced in the measurement using the conventional processing depth observation device.
[0009]
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which light is focused on a processing groove 11 formed in the wafer 1 in FIG. 1. FIG. In the case of light, (b) is a case where the processing groove 11 is shifted from the center of the light collecting spot 12 to the light collecting position.
[0010]
FIG. 3 shows a step formed on the wafer in FIG. 2 when, for example, the width x of the processing groove 11 in the wafer is 3 μm, the width y of the non-processing groove is 300 μm, and the diameter of the condensing spot 12 is 40 μm. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in a processing groove depth and a reflected light intensity measured by the detector 3, wherein a vertical axis represents a reflected light intensity (arbitrary unit), and a horizontal axis represents a processing depth (nm). In the figure, a shows the above characteristics when the processing groove 11 is located in the middle of the spot 12 as shown in FIG.
However, in the actual measurement, a shift of the light focusing position occurs as shown in FIG. FIG. 3B shows the above characteristics when the light-condensing position is shifted from the processing groove as shown in FIG. 2B.
That is, actually, the change in the reflected light intensity with respect to the processing groove depth is as shown in FIG. 3B. Even when the processing depth is the same, the reflected light intensity changes greatly due to the shift of the condensing position. If the position shifts due to the vibration of the wafer or the like, the depth of the processing groove cannot be measured accurately.
From the above, in order to measure the processing depth with high accuracy, it is necessary to accurately hit the converging spot on the processing groove, and a high-precision positioning mechanism is required. Therefore, the apparatus becomes expensive and large-scale. However, as shown in the following first to third embodiments of the present invention, by making the condensing spot on the wafer 1 rectangular, The object of the present invention can be achieved.
[0011]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 4 is a block diagram of the step measuring device according to the first embodiment of the present invention. In the step measuring device shown in FIG. In the present embodiment, the condensing spot is rectangular on the surface of the processed wafer 1 by using a spatial filter 8 having a shape obtained by Fourier transforming the rectangle. A rectangular condensing means for condensing the detection light 6 so that the spot includes the processed portion will be described.
[0012]
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an example of a method of manufacturing a spatial filter having a shape obtained by performing a Fourier transform on a rectangle according to the present embodiment.
In other words, the parallel light 82 is made incident on the slit 80 having a rectangular hole, the light is condensed by the condenser lens 4, and the rectangle is subjected to Fourier transform by, for example, setting a positive film 81 at the focal position. The shape is imaged on the film 81.
In that case, the positive film 81 is white where the light gathers, black where no light gathers, light passes from the white portion of the film 81, and is blocked in the black portion, A spatial filter 8 having a shape obtained by Fourier-transforming a rectangle according to the present embodiment can be used.
[0013]
That is, the rectangular focusing means according to the present embodiment is configured such that the parallel light 61 passing through the collimator lens 5 passes through the spatial filter 8 having a shape obtained by Fourier-transforming the rectangle, and is then focused by the focusing lens 4. If the parallel light 61 passes through a spatial filter 8 having a shape obtained by Fourier-transforming the rectangle before being condensed by the condenser lens 4, the Fourier-transformed shape is again transformed into a Fourier-transformed shape. As a result, the focused spot on the wafer 1 returns to the original rectangle, and a rectangular focused spot can be obtained on the wafer 1.
The spatial filter having a shape obtained by Fourier-transforming the rectangle is not limited to the one manufactured by the manufacturing method.
[0014]
On the other hand, in FIG. 1, the detection light 6 from the light source 2 becomes parallel light 61 by the collimator lens 5, and since the parallel light 61 does not have the spatial filter 8 as in the present embodiment, the parallel light 61 When the light is condensed by the condensing lens 4, the light is condensed on the wafer 1 in a circular shape.
[0015]
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which light is focused on the processing groove 11 formed on the wafer 1 in FIG. 4. FIG. In the case of light, (b) is a case where the processing groove 11 is shifted from the center of the light collecting spot 12 to the light collecting position.
As shown in FIG. 6, by making the condensed spot 13 on the wafer 1 rectangular, even if the position of the condensed spot is shifted as shown in FIG. Unlike the case where the condensed light spot is round, the ratio between the processed portion and the non-processed portion does not change and becomes a constant value.
[0016]
FIG. 7 shows a step formed on the wafer in FIG. 6 when, for example, the width x of the processing groove 11 in the wafer is 3 μm, the width y of the non-processing groove is 300 μm, and the diameter of the condensing spot 12 is 40 μm. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in the processing groove depth and the intensity of the reflected light measured by the detector 3, wherein a and b in FIG. 6 indicate that the processing groove 11 is in the middle of the spot 12 as shown in FIG. Moreover, the above characteristics are obtained when etching is performed with the light-condensing position hardly deviating, and when the light-condensing position is deviated as shown in FIG. 6B.
As shown in FIG. 7, the curves a and b coincide with each other. Therefore, even if the light condensing position is shifted with respect to the processing groove, if the processing groove depth is the same, the reflected light intensity does not change. Since the change in light intensity depends only on the depth of the processing groove, it can be seen that the depth of the processing groove can be measured with high accuracy.
In other words, if a rectangular condensed spot is formed on the wafer surface, the ratio of the processed portion and the non-processed portion in the condensed spot will not change even if the light condensing position shifts due to vibration of the wafer or the like. No change occurs, and the in-situ observation of the machining groove depth can be accurately performed.
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the rectangular condensed spot on the wafer 1 is such that the longitudinal direction of the processing groove and the side of the spot are parallel to each other. The decrease can be further prevented.
[0017]
Embodiment 2 FIG.
The step measurement device according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment, except that the rectangular condensing means condenses scattered light from a rectangular light source.
That is, as a method for realizing a light source having a rectangular shape, a light shielding plate 84 provided with a rectangular window 83 made of a light scattering material such as frosted glass as shown in FIG. 8 is used as the spatial filter 8 in FIG. It is.
That is, the detection light 6 from the light source 2 becomes parallel light 61 by the collimator lens 5, and when the parallel light 61 passes through the rectangular glass window 83, it becomes scattered light. Will be installed before. In this embodiment, reference numeral 65 in FIG. 4 denotes scattered light.
As described above, in the step measuring device of the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, the parallel light 61 passes through the rectangular glass window 83 shown in FIG. Since the light 65 is not parallel light but scattered light, the condensed spot formed on the wafer 1 by the condensing lens 4 is not Fourier-transformed by the condensing lens 4, and as shown in FIG. The rectangular shape of the pseudo light source is maintained, and the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
In the present embodiment, there is an advantage that it is possible to avoid the complexity of manufacturing a spatial filter obtained by performing a Fourier transform on a rectangle.
[0018]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram of a level difference measuring device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram of a detection state in a detector according to the present embodiment.
That is, the detection light 6 from the light source 2 is emitted with a spread angle. The detection light 6 becomes parallel light 61 by the collimator lens 5, and the parallel light 61 is condensed 62 by the condenser lens 4 and condensed on the wafer 1. In this case, the condensed spot is condensed on the wafer 1 so as to include the processed portion. At this time, the shape of the condensed spot need not be rectangular as in the first or second embodiment. Instead, a conventional round shape as shown in FIG. 2 may be used.
The light condensed on the wafer 1 is reflected by the wafer 1, the reflected light 63 is converted into parallel light 64 by the collimator lens 51, and the light is focused by the condensing lens 9 to form a detector at a position where a condensed spot is formed. The processing state of the wafer 1 is detected from the change in the intensity of the light 66 collected by the detector 3. In the present embodiment, as shown in FIG. A light-shielding plate 20 having a rectangular window 21 smaller than 22 is installed.
[0019]
As shown in FIG. 10, in the detector 3, since the rectangular window 21 is provided so as to be included in the condensing spot 22 and to include the processed portion 11 of the wafer, the detector 3 has a rectangular window. Since only the light that has passed through the window 21 reaches, in this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Unlike Embodiments 1 and 2, there is an advantage that the complexity of manufacturing a spatial filter can be avoided.
[0020]
In the first to third embodiments, the case where the step measurement device of the present invention is used to measure the depth of the groove processing performed on the wafer as the processing has been described. However, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
[0021]
【The invention's effect】
A first step measurement apparatus of the present invention irradiates a region including a processed portion of a wafer with detection light, detects the intensity of reflected light of the detection light from the wafer, and measures a step of the wafer due to the processing. A step measuring device that includes a rectangular condensing unit that condenses the detection light on the wafer so that the converging spot becomes rectangular. Since the ratio between the portion and the non-processed portion does not change, there is an effect that a change in the intensity of the reflected light corresponding to the processed groove depth can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a level difference measuring device shown as a comparison of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state when light is focused on a processing groove formed in a wafer in FIG. 1;
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in a processing depth and a reflected light intensity by the step measurement device of FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram of a step measurement device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a method of manufacturing the spatial filter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state when light is focused on a processing groove formed in a wafer in FIG. 4;
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a change in a processing depth and a reflected light intensity by the step measurement device in FIG. 4;
FIG. 8 is a plan view of a light-shielding plate provided with a window made of a light scattering material such as a rectangular ground glass used in the level difference measuring device of the second embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a step measurement device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a detection state in a detector according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 wafer, 2 light sources, 3 detectors, 4 and 9 condenser lens, 5 and 51 collimator lens, 6 detection light, 61 parallel light, 63 and 64 reflected light, 8 spatial filter, 11 processing groove, 12 and 13 collection Light spot, 20 shading plate, 21 rectangular window, 83 rectangular window made of light scattering material.

Claims (4)

ウエハの加工部を含む領域に検出光を照射し、上記検出光の上記ウエハからの反射光の強度を検出して、上記加工によるウエハの段差を測定する段差測定装置において、上記ウエハに上記検出光を、集光スポットが矩形となるように集光させる矩形集光手段を備えたことを特徴とする段差測定装置。In a step measurement device that irradiates a detection light to an area including a processed portion of the wafer, detects an intensity of the reflected light of the detection light from the wafer, and measures a step of the wafer due to the processing, A step measuring device comprising: a rectangular condensing means for condensing light so that a condensed spot becomes rectangular. 矩形集光手段は、コリメーターレンズと矩形をフーリエ変換した形状の空間フィルタと集光レンズとを備え、上記コリメーターレンズにより平行光とされた検出光を、上記空間フィルタを通過させた後、上記集光レンズにより集光させるものであることを特徴とする請求項1に記載の段差測定装置。The rectangular condenser means includes a collimator lens and a spatial filter and a condenser lens having a shape obtained by Fourier-transforming the rectangle, and the detection light converted into parallel light by the collimator lens passes through the spatial filter. The step measuring device according to claim 1, wherein the light is condensed by the condensing lens. 矩形集光手段は、光散乱材料からなる矩形の窓を有する遮光板からなる空間フィルタと集光レンズとを備え、検出光を、上記空間フィルタを通過させた後、上記集光レンズにより集光させるものであることを特徴とする請求項1に記載の段差測定装置。The rectangular condensing means includes a spatial filter formed of a light shielding plate having a rectangular window made of a light scattering material and a condensing lens. After passing the detection light through the spatial filter, the detection light is condensed by the condensing lens. The step measuring device according to claim 1, wherein the step is measured. ウエハの加工部を含む領域に検出光を照射し、上記検出光の上記ウエハからの反射光の強度を検出して、上記加工によるウエハの段差を測定する段差測定装置において、上記ウエハからの反射光を集光させる集光レンズと、この集光レンズによる集光スポット形成位置に設けられ、上記集光スポットより小さい矩形の窓を有する遮光板とを備え、上記反射光が上記窓を通過することを特徴とする段差測定装置。In a step measuring device for irradiating a detection light on an area including a processed portion of the wafer, detecting the intensity of the reflected light of the detection light from the wafer, and measuring a step of the wafer due to the processing, the reflection from the wafer is measured. A condensing lens for condensing light; and a light-shielding plate provided at a position where a condensing spot is formed by the condensing lens and having a rectangular window smaller than the condensing spot, wherein the reflected light passes through the window. A level difference measuring device, characterized in that:
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