JP2014007224A - Shape detector and shape detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、形状検出装置、及び、形状検出方法に関する。 The present invention relates to a shape detection device and a shape detection method.
貼り合わせ基板同士の相対位置のずれ等の基板を評価する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
[特許文献1] 特開2010−98013号公報
A technique for evaluating a substrate such as a relative position shift between bonded substrates is known (see, for example, Patent Document 1).
[Patent Document 1] JP 2010-98013 A
しかしながら、基板に形成された形状において、深さ方向の形状(深さ形状)を検出することができないといった課題がある。 However, there is a problem that the shape in the depth direction (depth shape) cannot be detected in the shape formed on the substrate.
本発明の第1の態様においては、赤外帯域の偏光を凹部が形成された基板に照射する照射部と、前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光部と、前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出部とを備える形状検出装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, an irradiation unit for irradiating polarized light in the infrared band onto the substrate on which the concave portion is formed, a light receiving unit for receiving the polarized light irradiated on the substrate from the irradiation unit, and the light receiving unit A shape detection device is provided that includes a shape detection unit that detects a depth shape of the recess based on the polarized light received by the light source.
本発明の第2の態様においては、偏光を凹部が形成された基板に照射する照射段階と、前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光段階と、前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出段階とを備える形状検出方法を提供する。 In the second aspect of the present invention, the irradiation step of irradiating polarized light onto the substrate on which the concave portion is formed, the light receiving step of receiving the polarized light irradiated to the substrate from the irradiation unit, and the light receiving unit received the light. A shape detection method comprising: a shape detection step of detecting a depth shape of the recess based on the polarized light.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
まず、TSV(through silicon via)形成工程及び貼り合わせ工程による積層半導体装置の製造方法を説明する。図1から図6は、TSV形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。図1から図6は、半導体素子よりも先にTSVを先に形成するビアファーストによる製造工程である。 First, a manufacturing method of a laminated semiconductor device by a TSV (through silicon via) forming process and a bonding process will be described. 1 to 6 are process diagrams for explaining a TSV forming process and a bonding process. 1 to 6 show a manufacturing process by via first in which a TSV is formed before a semiconductor element.
図1に示すように、例えば、シリコンからなる基板90にビアホール92を、露光装置、現像装置、エッチング装置等により形成する。ビアホール92は、凹部の一例である。ビアホール92の形成方法の一例では、基板90の一面にレジスト膜を形成した後、ビアホール92のパターンに合わせてレジスト膜を露光して、現像する。次に、パターニングされたレジスト膜によって、基板90の表面に形成されている酸化膜をエッチングする。エッチングされた酸化膜をハードマスクとして、基板90をドライエッチングすることによりビアホール92を形成する。ドライエッチングの一例は、反応性イオンエッチングである。
As shown in FIG. 1, for example, via
次に、図2に示すように、ビアホール92の内周面に素子分離用の酸化膜を形成した後、銅またはポリシリコン等を充填して、TSV98を形成する。酸化膜の形成方法及びポリシリコンの充填方法の一例は、CVD(化学的気相成長)法である。また、銅の充填方法の一例は、電解めっき法である。
Next, as shown in FIG. 2, an element isolation oxide film is formed on the inner peripheral surface of the
次に、図3に示すように、基板90の一方の面内にトランジスタ等の半導体素子94を形成する。半導体素子94は、基板90にレジスト膜を形成して、イオン注入した後、不純物拡散、熱酸化等によって形成される。
Next, as shown in FIG. 3, a
次に、図4に示すように、基板90の一方の面上に絶縁膜82及び配線84を含む配線層96を形成する。配線84は、半導体素子94及びTSV98に接続される。
Next, as shown in FIG. 4, a
次に、図5に示すように、配線層96の一方の面に支持基板86が接着される。この状態で、基板90の他方の面を、点線で示す位置からTSV98の一端が露出する位置まで、機械的研磨等により除去する。この後、支持基板86を外す。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、図6に示すように、接合装置によって、TSV98が形成された基板90と基板90とを互いに貼り合わせる。基板90の貼り合わせ方法の一例は、加熱及び加圧による貼り合わせである。また、基板90の貼り合わせ方法の他の例は、プラズマ等により表面処理を行って常温で接合する常温接合である。これにより、貼り合わせ基板88が完成する。この後、貼り合わせ基板88を個片化して、積層半導体装置89が完成する。
Next, as illustrated in FIG. 6, the
上述の例では、半導体素子94よりも先にTSV98を形成するビアファーストによってTSV98を形成する例を示したが、他の方法によってTSV98を形成してもよい。例えば、TSV98の形成方法として、半導体素子94の形成と配線層96の形成との間にTSV98を形成するビアミドル、配線層96の後にTSV98を形成するビアラスト、基板90と基板90とを接合した後にTSV98を形成するビアアフターボンディングを上げることができる。
In the above example, the TSV 98 is formed by via first forming the TSV 98 before the
図7は、形状検出装置100の全体構成図である。図7に示す基板90のビアホール92は、貫通していない状態であってもよい。貫通していない場合、基板90が、例えば薄化されることにより、ビアホール92は、基板90を貫通する。ビアホール92は、基板90の一方の面に形成されている。ビアホール92が形成されている面を表面、他方の面を裏面とする。以下の説明では、基板90は、シリコンからなるとして説明する。形状検出装置100は、ビアホール92の深さ形状を特定することにより、TSV98の深さ形状を特定する。図7に示すように、形状検出装置100は、反射用偏光照射部102と、透過用偏光照射部104と、受光部106とを備える。反射用偏光照射部102及び透過用偏光照射部104は、照射部の一例である。
FIG. 7 is an overall configuration diagram of the
透過用偏光照射部104は、赤外線ランプが出射した赤外線を偏光フィルターによって直線偏光にして、ビアホール92が形成された基板90の一部に照射する。透過用偏光照射部104が照射する赤外線の波長は、例えば、基板90を透過可能な約1.1μmである。透過用偏光照射部104は、基板90の法線方向に対して、45°で入射する偏光を基板90の裏面へと照射する。
The transmission polarized
反射用偏光照射部102は、赤外線ランプが出射した赤外線を偏光フィルターによって直線偏光にして、ビアホール92が形成された基板90の一部に照射する。反射用偏光照射部102が照射する赤外線の波長は、例えば、透過用偏光照射部104が照射する赤外線の波長と同じ約1.1μmである。反射用偏光照射部102は、基板90の法線方向に対して45°で入射する偏光を、基板90の表面へと照射する。
The reflected polarized
受光部106は、反射用偏光照射部102が照射して基板90によって反射された偏光である反射偏光を受光する。受光部106は、透過用偏光照射部104が照射して基板90を透過した偏光である透過偏光を受光する。受光部106は、受光した偏光の強度に対応する電気的な強度信号を出力する。受光部106は、受光した偏光の位相に対応する電気的な位相信号を出力する。
The
図8は、形状検出装置100の制御系を説明するブロック図である。図8に示すように、形状検出装置100は、形状検出部110と、記憶部112とを有する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a control system of the
形状検出部110の一例は、コンピュータである。形状検出部110は、反射用偏光照射部102に照射信号を出力して、反射用の偏光を照射させる。形状検出部110は、透過用偏光照射部104に照射信号を出力して、透過用の偏光を照射させる。形状検出部110は、反射用偏光照射部102及び透過用偏光照射部104により基板90の一部に照射された後、受光部106に受光された偏光に基づいて、基板90の一部のビアホール92の深さ形状を特定することによりTSV98の深さ形状を検出する。具体的には、形状検出部110は、受光部106が出力した強度信号及び位相信号を取得する。形状検出部110取得する強度信号は、基板90に反射された偏光のp偏光及びs偏光の強度信号と、基板90を透過した偏光のp偏光及びs偏光の強度信号を含む。形状検出部110が取得する位相信号は、基板90に反射された偏光のp偏光及びs偏光の位相信号と、基板90を透過した偏光のp偏光及びs偏光の位相信号を含む。形状検出部110は、記憶部112に記憶された強度・位相テーブル114を参照して、取得した強度信号及び位相信号に対応する深さ形状データを取得して、ビアホール92の形状からTSV98の形状を特定する。形状検出部110は、TSV98を形成する露光装置140、現像装置142、エッチング装置144及び接合装置146に接続されている。形状検出部110は、検出したTSV98の深さ形状及び対策を、露光装置140、現像装置142、エッチング装置144及び接合装置146に出力する。ここで、形状検出部110は、TSV98の深さ形状となった原因を特定して、当該原因となる装置にのみ深さ形状を出力してもよい。また、TSV98の深さ形状に対する対策は、記憶部112に記憶された対策テーブル116から抽出される。対策テーブル116は、TSV98の深さ形状と、対策とが関連付けられている。尚、露光装置140、現像装置142、エッチング装置144及び接合装置146の記憶部に対策テーブルを記憶させてもよい。この場合、露光装置140、現像装置142、エッチング装置144及び接合装置146が、形状検出部110からTSV98の形状を取得して、各装置が記憶している対策テーブルから対策を抽出する。
An example of the
図9は、強度・位相テーブル114を説明する図である。形状検出部110は、強度・位相テーブル114を参照して、受光部106から取得した強度信号及び位相信号に対応する深さ形状を取得する。図9に示すように、強度・位相テーブル114は、シミュレーションにより算出された偏光の強度に関連する強度変化データ及び偏光の位相に関連する位相変化データと、既知の深さ形状データとが関連付けられている。強度変化及び位相変化は、次の式により算出した。
強度変化=(モデル形状の強度/基準穴120の強度)−1 [単位:なし](式1)
位相変化=モデル形状の位相−基準穴120の位相 [単位:rad](式2)
基準穴とは、設計通りの穴のことである。モデル形状とは、深さ形状、テーパ形状、比例縮小形状、先細り形状、ボーイング形状それぞれを具体化した一例であり、具体的な形状は後述する。例えば、深さ1/2形状において、反射偏光のp偏光の強度変化データは0.08であり、ボーイング形状における反射偏光のp偏光の強度変化データは−0.64である。深さ1/2形状において、反射偏光のs偏光の強度変化データは−0.01であり、テーパ形状における反射偏光のs偏光の強度変化データは−0.50である。深さ1/2形状において、反射偏光のp偏光の位相変化データは0.02であり、テーパ形状における反射偏光のp偏光の位相変化データは0.16である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the intensity / phase table 114. The
Strength change = (Strength of model shape / Strength of reference hole 120) −1 [Unit: None] (Formula 1)
Phase change = phase of model shape−phase of reference hole 120 [unit: rad] (Formula 2)
The reference hole is a hole as designed. The model shape is an example in which a depth shape, a taper shape, a proportionally reduced shape, a tapered shape, and a bowing shape are embodied, and specific shapes will be described later. For example, in the depth ½ shape, the intensity change data of the p-polarized light of the reflected polarization is 0.08, and the intensity change data of the p-polarized light of the reflected polarization in the bowing shape is −0.64. In the depth 1/2 shape, the s-polarized intensity change data of the reflected polarized light is −0.01, and the s-polarized intensity change data of the reflected polarized light in the tapered shape is −0.50. In the depth 1/2 shape, the p-polarized phase change data of the reflected polarized light is 0.02, and the p-polarized phase change data of the reflected polarized light in the tapered shape is 0.16.
この強度・位相テーブル114に基づいて、形状検出部110は、受光部106から取得した強度信号及び位相信号から算出した強度変化データ及び位相変化データの組み合わせに最も近い組み合わせの深さ形状データを、強度・位相テーブル114から抽出して、TSV98の深さ形状を特定する。例えば、形状検出部110は、検出した強度変化及び位相変化と、強度・位相テーブル114に含まれる全ての強度変化及び位相変化との差を算出する。形状検出部110は、各組み合わせの差の絶対値を足した合計が最も小さい組合せを最も近い組み合わせと判定する。これにより、形状検出が終了する。
Based on the intensity / phase table 114, the
次に、図9の強度・位相テーブル114のシミュレーションによる作成方法について説明する。まず、シミュレーション対象となるビアホール92の6個のモデル形状及びシミュレーション条件について説明する。
Next, a method of creating the intensity / phase table 114 of FIG. 9 by simulation will be described. First, the six model shapes and simulation conditions of the via
図10は、ビアホール92の基準穴120の断面図である。図11は、ビアホール92の基準穴120の平面図である。尚、基準穴120とは、設計通りの形状のことである。図10及び図11に示すように、ビアホール92の基準穴120は、円柱状に形成されている。基準穴120の直径DMは、1μmである。基準穴120の深さDPは、2μmである。基板90は、屈折率が3.4のシリコンからなる。基板90の厚みTHは、3.2μmである。基板90の周り及び基準穴120の内部は、屈折率が1の空気である。図10において、点線の四角で囲まれた領域が、シミュレーションによる単位解析領域である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
反射偏光RPは、Z方向に対して45°で解析領域の+Z側から入射させる。透過偏光TPは、Z方向に対して45°で解析領域の−Z側から入射させる。反射偏光RP及び透過偏光TPのp偏光は、入射面と平行な方向が電界の振動方向である。反射偏光RP及び透過偏光TPのs偏光は、入射面と垂直な方向が電界の振動方向である。 The reflected polarized light RP is incident at 45 ° with respect to the Z direction from the + Z side of the analysis region. The transmitted polarized light TP is incident from the −Z side of the analysis region at 45 ° with respect to the Z direction. In the p-polarized light of the reflected polarized light RP and the transmitted polarized light TP, the direction parallel to the incident surface is the vibration direction of the electric field. In the s-polarized light of the reflected polarized light RP and the transmitted polarized light TP, the direction perpendicular to the incident surface is the vibration direction of the electric field.
図12は、ビアホール92の深さ1/2形状122の断面図である。一点鎖線は、基準穴120を示す。図12に示す深さ1/2形状122の直径は、基準穴120と同じである。深さ1/2形状122の深さは、基準穴120の深さの1/2の1μmである。深さ1/2形状122の容積は、基準穴120の容積の1/2である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the half-
図13は、ビアホール92のテーパ形状124の断面図である。点線は、基準穴120を示す。図13に示すテーパ形状124の深さは、2.55μmである。テーパ形状124の直径は、1.534μmである。テーパ形状124の先端の内角θ2は、33.48°である。テーパ形状124の容積は、基準穴120の容積と同じである。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the tapered
図14は、ビアホール92の比例縮小形状126の断面図である。点線は、基準穴120を示す。図14に示すように、比例縮小形状126の深さは、1.5874μmである。比例縮小形状126の直径は、0.7937μmである。比例縮小形状126の容積は、基準穴120の容積の1/2である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the proportionally reduced
図15は、ビアホール92の先細り形状128の断面図である。点線は、基準穴120を示す。図15に示す先細り形状128の深さは、2μmである。先細り形状128の上側の深さ1μmまでは、円柱形状に形成されている。先細り形状128の下側の深さ1μmから最深部までは、円錐形状に形成されている。先細り形状128の容積は、基準穴120の容積の2/3である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the tapered
図16は、ビアホール92のボーイング形状130の断面図である。点線は、基準穴120を示す。図16に示すボーイング形状130の深さは、約2μmである。ボーイング形状130の深さは、2μmである。ボーイング形状130の深さ0.2μmから1.0μmまでは、1.5μmの直径の円柱形状に形成されている。ボーイング形状130の他の領域は、基準穴120と同じ1μmの直径の円柱形状に形成されている。ボーイング形状130の容積は、基準穴120の容積の2/3である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of the bowing
図11から図16の形状のビアホール92に対してFDTD法(Finite-difference time-domain method)によって、偏光の強度及び位相を算出した。図17は、反射偏光にFDTD法を適用した算出結果のグラフである。図18は、透過偏光にFDTD法を適用した算出結果のグラフである。尚、ビアホール92には、空気が充填されているとする。
The intensity and phase of polarized light were calculated by the FDTD method (Finite-difference time-domain method) for the via
図17及び図18は、p偏光及びs偏光の強度変化及び位相変化を示す。強度変化及び位相変化は、それぞれ上述の式1、式2により算出した。式1及び式2におけるモデル形状は、図12から図16に示すビアホール92の形状のことである。
17 and 18 show the intensity change and phase change of p-polarized light and s-polarized light. The intensity change and the phase change were calculated by the above-described Expression 1 and Expression 2, respectively. The model shape in Equation 1 and Equation 2 is the shape of the via
図17に示すように、ボーイング形状130は、反射偏光のp偏光の強度変化及び位相変化が大きいことがわかる。テーパ形状124は、反射偏光のp偏光及びs偏光の強度変化が大きいとともに、反射偏光のs偏光の位相変化が大きいことがわかる。
As shown in FIG. 17, it can be seen that the bowing
図18に示すように、略全てのモデル形状において、透過偏光の強度変化は、反射偏光の強度変化よりも大きいことがわかる。透過偏光は、基板90を透過するので、各形状の深い領域の情報の感度が高いことに起因すると考えられる。特に、透過偏光の強度変化は、深さ1/2形状122、比例縮小形状126、及び、先細り形状128において、大きいことがわかる。シミュレーションによって算出されたこれらの数値に基づいて、図9に示す強度・位相テーブル114が作成される。
As shown in FIG. 18, in almost all model shapes, it can be seen that the intensity change of the transmitted polarized light is larger than the intensity change of the reflected polarized light. Since the transmitted polarized light is transmitted through the
次に、形状検出装置100の動作を説明する。図19は、形状検出装置100による形状検出を説明するフローチャートである。形状検出は、ビアホール92が形成されて、ビアホール92に導電材が充填される前の状態で行われる。
Next, the operation of the
まず、形状検出部110が、反射用偏光照射部102に照射指示を出力する(S10)。これにより、反射用偏光照射部102は、基板90へ反射用の偏光を照射する(S12)。受光部106は、基板90によって反射された反射偏光を受光して、強度信号及び位相信号を形状検出部110に出力する(S14)。形状検出部110は、反射偏光の強度信号及び位相信号を取得する(S16)。
First, the
次に、形状検出部110は、透過用偏光照射部104に照射指示を出力する(S18)。これにより、透過用偏光照射部104は、基板90へ透過用の偏光を照射する(S20)。受光部106は、基板90を透過した透過偏光を受光して、強度信号及び位相信号を形状検出部110に出力する(S22)。形状検出部110は、透過偏光の強度信号及び位相信号を取得する(S24)。
Next, the
形状検出部110は、取得した反射偏光及び透過偏光の強度信号及び位相信号のそれぞれに対して強度変化及び位相変化を算出する(S26)。次に、形状検出部110は、強度・位相テーブル114を参照して、算出した強度変化及び位相変化に最も近い強度変化及び位相変化の組み合わせのビアホール92の深さ形状を特定することによりTSV98の深さ形状を特定する(S28)。次に、形状検出部110は、特定した深さ形状に対する対策を対策テーブル116から抽出して、露光装置140、現像装置142、及び、エッチング装置144、接合装置146のいずれかに、深さ形状及び対策を出力する(S30)。この後、対策を取得した装置は、当該対策に応じて、対応する。例えば、形状検出部110が接合装置146に深さ形状及び対策を出力した場合、接合装置146はTSV98の深さ形状に対応した対策に基づいて、アライメントレシピ、加熱加圧レシピ等を変更する。例えば、先細り形状128の場合、接合装置146は、先細り形状128のTSV98が折れることを抑制するために、ゆっくりと加圧する。また、形状検出部110は、特定した深さ形状の原因となる装置に、深さ形状及び対策を出力してもよい。例えば、形状検出部110は、深さ形状の原因がエッチング装置144と特定すると、エッチング装置144にエッチングレシピを変更する旨の対策をTSV98の深さ形状とともに出力する。
The
上述したように形状検出装置100では、受光部106が偏光を受光して、形状検出部110が深さ形状によって異なる偏光の強度及び位相に基づいて、ビアホール92の深さ形状からTSV98の深さ形状を特定することができる。これにより、特定された深さ形状に基づいて対策を考えることができる。例えば、深さ形状が、深さ1/2形状122と判定されると、ビアホール92をエッチングする時間を長くするという対策が考えられる。また、深さ形状が、テーパ形状124と判定されると、異方性エッチングが可能なエッチング方法を採用するという対策が考えられる。
As described above, in the
形状検出装置100は、偏光を受光して、偏光の強度及び位相に対応する深さ形状を特定する。これにより、形状検出装置100は、より確実に深さ形状を特定できる。
The
上述の実施形態では、強度及び位相の両方と、深さ形状とを関連付けた強度・位相テーブル114に基づいて、深さ形状を特定したが、強度または位相の一方によって、深さ形状を特定してもよい。例えば、強度に基づいて深さ形状を特定する場合、図9に示す強度・位相テーブル114の左半分の強度の部分のみからなる強度テーブルによって、深さ形状を特定すればよい。また、位相に基づいて深さ形状を特定する場合、図9に示す強度・位相テーブル114の右半分の位相の部分のみからなる位相テーブルによって深さ形状を特定すればよい。 In the above-described embodiment, the depth shape is specified based on the intensity / phase table 114 in which both the intensity and the phase are associated with the depth shape. However, the depth shape is specified based on one of the intensity and the phase. May be. For example, when the depth shape is specified based on the intensity, the depth shape may be specified by an intensity table including only the left half intensity portion of the intensity / phase table 114 shown in FIG. Further, when the depth shape is specified based on the phase, the depth shape may be specified by a phase table including only the phase portion of the right half of the intensity / phase table 114 shown in FIG.
上述の実施形態では、基準穴120に対する強度変化及び位相変化に基づいて、深さ形状を特定したが、他の強度データ及び位相データ、例えば、強度または位相の絶対値のデータに基づいて、深さ形状を特定してもよい。
In the above-described embodiment, the depth shape is specified based on the intensity change and the phase change with respect to the
上述の実施形態では、反射偏光及び透過偏光に基づいて、深さ形状を特定したが、いずれか一方によって深さ形状を特定してもよい。例えば、反射偏光に基づいて深さ形状を特定する場合、図9に示す反射偏光の強度変化データ及び位相変化データによって、反射偏光テーブルを作成すればよい。この場合、基板90が厚くても、受光部106は、反射偏光を受光できるので、深さ形状を特定する確率を向上させることができる。また、透過偏光に基づいて深さ形状を特定する場合、図9に示す透過偏光の強度変化データ及び位相変化データによって、透過偏光テーブルを作成すればよい。この場合、形状検出部110は、ビアホール92の深い領域の感度の高い透過偏光によりビアホール92の深さ形状を特定するので、TSV98の深さ形状の精度を向上させることができる。強度・位相テーブル114が記憶部112に記憶されている場合であっても、取得できた反射偏光または透過偏光の強度または位相に基づいて、深さ形状を特定してもよい。
In the above-described embodiment, the depth shape is specified based on the reflected polarized light and the transmitted polarized light, but the depth shape may be specified by either one. For example, when the depth shape is specified based on the reflected polarization, a reflected polarization table may be created based on the intensity change data and phase change data of the reflected polarization shown in FIG. In this case, even if the
上述の実施形態では、シミュレーションによって強度・位相テーブルを作成したが、実測によって、測定された偏光の強度及び偏光の位相から強度・位相テーブルを生成してもよい。 In the above-described embodiment, the intensity / phase table is created by simulation, but the intensity / phase table may be generated from the measured polarization intensity and polarization phase by actual measurement.
上述の実施形態では、受光部106が基板90を反射または透過した偏光を受光するように構成したが、受光部106が基板90によって回折された偏光を受光するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、形状検出部110が、基板90の一部のTSV98の深さ形状を検出する例を示したが、形状検出部110が、反射用偏光照射部102及び透過用偏光照射部104により基板90の全域に照射された後、受光部106に受光された偏光に基づいて、基板90の全域のTSV98の深さ形状を一度に検出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
上述の実施形態では、照射する偏光の波長を1.1μmとしたが、偏光の波長は適宜変更してよい。例えば、偏光の波長は、700nmから1200nmであってもよい。特に透過用の偏光は、基板90を透過する波長とする。従って、基板90がシリコン以外の材料からなる場合、基板90に合わせて、偏光の波長を設定する。
In the above-described embodiment, the wavelength of polarized light to be irradiated is 1.1 μm, but the wavelength of polarized light may be changed as appropriate. For example, the wavelength of polarized light may be 700 nm to 1200 nm. In particular, the polarized light for transmission has a wavelength that transmits the
上述した実施形態では、照射する偏光を直線偏光としたが、円偏光でもよい。 In the embodiment described above, the polarized light to be irradiated is linearly polarized light, but may be circularly polarized light.
上述した実施形態では、図7において基板90の上方に反射用偏光照射部102及び受光部106を配置し、下方に透過用偏光照射部104を配置したが、これと異なる配置でもよい。例えば、基板90の下方に反射用偏光照射部102及び受光部106を配置し、上方に透過用偏光照射部104を配置しても良い。このようにすると、反射偏光はビアホール92の底部分の形状変化に敏感になり、ビアホール92の底部分の形状特定の精度が向上する。この結果、TSV98の深さ形状の検出精度が向上する。さらに、受光部106を基板90の上方及び下方にそれぞれ配置してもよい。この場合には、強度・位相テーブルを上方の受光部で受光したもの用と下方の受光部で受光したもの用と別に設ける必要があるが、情報が増える分、形状特定の精度が向上する。
In the embodiment described above, the reflective polarized
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
82 絶縁膜、 84 配線、 86 支持基板、 88 貼り合わせ基板、 89 積層半導体装置、 90 基板、 92 ビアホール、 94 半導体素子、 96 配線層、 98 TSV、 100 形状検出装置、 102 反射用偏光照射部、 104 透過用偏光照射部、 106 受光部、 110 形状検出部、 112 記憶部、 114 強度・位相テーブル、 116 対策テーブル、 120 基準穴、 122 深さ1/2形状、 124 テーパ形状、 126 比例縮小形状、 128 先細り形状、 130 ボーイング形状、 140 露光装置、 142 現像装置、 144 エッチング装置、 146 接合装置
82 insulating film, 84 wiring, 86 support substrate, 88 bonded substrate, 89 laminated semiconductor device, 90 substrate, 92 via hole, 94 semiconductor element, 96 wiring layer, 98 TSV, 100 shape detection device, 102 reflective polarized light irradiation unit, 104 transmission polarized light irradiation unit, 106 light receiving unit, 110 shape detection unit, 112 storage unit, 114 intensity / phase table, 116 countermeasure table, 120 reference hole, 122 depth 1/2 shape, 124 taper shape, 126
Claims (13)
前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光部と、
前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出部と
を備える形状検出装置。 An irradiation unit for irradiating polarized light to the substrate on which the recess is formed;
A light receiving unit that receives the polarized light applied to the substrate from the irradiation unit;
A shape detection apparatus comprising: a shape detection unit that detects a depth shape of the recess based on the polarized light received by the light receiving unit.
既知の深さ形状に関連する深さ形状データと偏光の強度に関連する強度データとを関連付けた強度テーブルを参照して前記凹部の深さ形状を特定する
請求項1に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection device according to claim 1, wherein the depth shape of the concave portion is specified with reference to an intensity table in which depth shape data related to a known depth shape and intensity data related to the intensity of polarized light are associated.
シミュレーションにより算出された前記強度テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項2に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection apparatus according to claim 2, wherein the depth shape of the recess is specified from the intensity table calculated by simulation.
実測により生成された前記強度テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項2に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection apparatus according to claim 2, wherein a depth shape of the concave portion is specified from the intensity table generated by actual measurement.
既知の深さ形状に関連する深さ形状データと偏光の位相に関連する位相データとを関連付けた位相テーブルを参照して前記凹部の深さ形状を特定する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The shape detector
5. The depth shape of the concave portion is specified with reference to a phase table in which depth shape data related to a known depth shape and phase data related to a phase of polarization are related. The shape detection apparatus according to item 1.
シミュレーションにより算出された前記位相テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項5に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection apparatus according to claim 5, wherein a depth shape of the concave portion is specified from the phase table calculated by simulation.
実測により生成された前記位相テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項5に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection apparatus according to claim 5, wherein a depth shape of the concave portion is specified from the phase table generated by actual measurement.
前記基板を透過した偏光を受光する
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The light receiving unit is
The shape detection apparatus according to claim 1, which receives the polarized light that has passed through the substrate.
前記基板によって反射された偏光を受光する
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The light receiving unit is
The shape detection apparatus according to claim 1, which receives the polarized light reflected by the substrate.
前記基板によって回折された偏光を受光する
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The light receiving unit is
The shape detection apparatus according to claim 1, which receives polarized light diffracted by the substrate.
前記照射部が前記基板の一部に照射した偏光によって前記基板の一部の前記凹部の深さ形状を検出する
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the irradiation unit detects a depth shape of the concave portion of a part of the substrate by polarized light applied to the part of the substrate.
前記照射部が前記基板の全域に照射した偏光によって前記基板の全域の前記凹部の深さ形状を検出する
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の形状検出装置。 The shape detector
The shape detection device according to claim 1, wherein the irradiation unit detects a depth shape of the concave portion in the entire area of the substrate by polarized light applied to the entire area of the substrate.
前記照射段階で前記基板に照射された偏光を受光する受光段階と、
前記受光段階で受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出段階と
を備える形状検出方法。 An irradiation step of irradiating polarized light onto the substrate on which the recess is formed;
A light receiving step for receiving the polarized light applied to the substrate in the irradiation step;
A shape detection method comprising: a shape detection step of detecting a depth shape of the recess based on the polarized light received in the light reception step.
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