JPH06204307A - 光学的検査方法および装置 - Google Patents
光学的検査方法および装置Info
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- JPH06204307A JPH06204307A JP5259668A JP25966893A JPH06204307A JP H06204307 A JPH06204307 A JP H06204307A JP 5259668 A JP5259668 A JP 5259668A JP 25966893 A JP25966893 A JP 25966893A JP H06204307 A JPH06204307 A JP H06204307A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95692—Patterns showing hole parts, e.g. honeycomb filtering structures
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、自動検査システムの感度と
解像度を高め、欠陥検出のためのデータ処理の負荷を削
減し、検査速度を高めることにある。 【構成】 表面上に形成したフィーチャ形状に対応する
領域を完全に照射する。照射領域を走査することによ
り、照射スポットの面積より小さな欠陥の解像度が得ら
れる。この自動検査システムは、基板または薄膜中に形
成された貫通穴、特にバイア接続を形成するための貫通
穴のパターンを有する基板または薄膜の高速スクリーニ
ングに適用できる。貫通穴の十分に明確でない領域は、
貫通穴を透過しかつそれから反射する照射の量を表す出
力にしきい値を適用するだけでスクリーニングできる。 【効果】 本発明の方法により、貫通穴の欠陥を、容易
に処理できる形のデータとして与えることにより、高速
で検出することができる。
解像度を高め、欠陥検出のためのデータ処理の負荷を削
減し、検査速度を高めることにある。 【構成】 表面上に形成したフィーチャ形状に対応する
領域を完全に照射する。照射領域を走査することによ
り、照射スポットの面積より小さな欠陥の解像度が得ら
れる。この自動検査システムは、基板または薄膜中に形
成された貫通穴、特にバイア接続を形成するための貫通
穴のパターンを有する基板または薄膜の高速スクリーニ
ングに適用できる。貫通穴の十分に明確でない領域は、
貫通穴を透過しかつそれから反射する照射の量を表す出
力にしきい値を適用するだけでスクリーニングできる。 【効果】 本発明の方法により、貫通穴の欠陥を、容易
に処理できる形のデータとして与えることにより、高速
で検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製造工程の光学的監視
に関するものであり、詳細には、基板または薄膜中の開
口の光学的検査に関するものである。
に関するものであり、詳細には、基板または薄膜中の開
口の光学的検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】製造工程の途中で、良好な品質を得るた
めに、全てではないにしてもほとんどの作業の結果を検
査することが一般に行われている。このような検査は、
自動装置を使って工程を実施する場合、特に必要であ
る。作業が正しく行われず、工作物に修復不能な欠陥が
生じた場合、欠陥のある工作物に対するその後の作業を
避けることができる。欠陥が修復できる場合は、その後
の製造作業中の最も有利な時点で、適切な処置をとるこ
とができる。
めに、全てではないにしてもほとんどの作業の結果を検
査することが一般に行われている。このような検査は、
自動装置を使って工程を実施する場合、特に必要であ
る。作業が正しく行われず、工作物に修復不能な欠陥が
生じた場合、欠陥のある工作物に対するその後の作業を
避けることができる。欠陥が修復できる場合は、その後
の製造作業中の最も有利な時点で、適切な処置をとるこ
とができる。
【０００３】このような検査は、自動装置を使って工程
を実施する場合、特に必要である。作業後の工作物の検
査で、磨耗、心出し、その他の調整など、自動装置の操
作条件に関する重要な情報を得ることもできる。
を実施する場合、特に必要である。作業後の工作物の検
査で、磨耗、心出し、その他の調整など、自動装置の操
作条件に関する重要な情報を得ることもできる。
【０００４】最近の電子部品の設計は、１回の製造作業
でパターンの多数のフィーチャが形成されるが、電子部
品の多数の異なるエレメントを形成または相互接続する
パターンのフィーチャの寸法が小さいという特徴があ
る。１回の製造作業で得られるフィーチャの数が多いの
で、検査時間を短縮するために、自動検査システムが開
発されてきた。自動検査システムの例は、米国特許第４
０４０７４５号および第４４６４０５０号明細書に記載
されている。他の例は、Ｌ．Ｐ．ヘイズ（Hayes）の論
文、"Scanner for Opaque Samples"、ＩＢＭテクニカル
・ディスクロージャ・ブルテン、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．
７、１９７２年２月、および"Laser ScanSystem for Su
rface Inspection"、ＩＢＭテクニカル・ディスクロー
ジャ・ブルテン、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１１、１９８８
年４月に開示されている。
でパターンの多数のフィーチャが形成されるが、電子部
品の多数の異なるエレメントを形成または相互接続する
パターンのフィーチャの寸法が小さいという特徴があ
る。１回の製造作業で得られるフィーチャの数が多いの
で、検査時間を短縮するために、自動検査システムが開
発されてきた。自動検査システムの例は、米国特許第４
０４０７４５号および第４４６４０５０号明細書に記載
されている。他の例は、Ｌ．Ｐ．ヘイズ（Hayes）の論
文、"Scanner for Opaque Samples"、ＩＢＭテクニカル
・ディスクロージャ・ブルテン、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．
７、１９７２年２月、および"Laser ScanSystem for Su
rface Inspection"、ＩＢＭテクニカル・ディスクロー
ジャ・ブルテン、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１１、１９８８
年４月に開示されている。
【０００５】このような表面からの放射線の反射に依存
する検査システムは、ほぼ全て、放射線源、放射線を検
査スポットに合焦させる手段、およびサンプルを透過
し、またはサンプルから反射する放射線の検出器という
共通の特徴を有する。このようなシステムは、観察のＳ
Ｎ比を改善するためのフィルタや、走査を行い、または
システムの測定形状を改善するためのミラーまたはビー
ム・スプリッタ等の他の光学素子も有する。
する検査システムは、ほぼ全て、放射線源、放射線を検
査スポットに合焦させる手段、およびサンプルを透過
し、またはサンプルから反射する放射線の検出器という
共通の特徴を有する。このようなシステムは、観察のＳ
Ｎ比を改善するためのフィルタや、走査を行い、または
システムの測定形状を改善するためのミラーまたはビー
ム・スプリッタ等の他の光学素子も有する。
【０００６】しかし、このようなシステムの解像度は、
放射線の合焦スポットの大きさによって制限を受けるこ
とがよく知られている。すなわち、合焦スポットの面積
より小さな欠陥は、反射または透過の差がわずかしかな
く、検出できないことがある。米国特許第４９９９５１
０号明細書では、様々な寸法の異物を識別するために、
ビームの寸法を変化させている。さらに、絶縁薄膜また
は基板中の一般にバイアと呼ばれる（特に導電性材料で
充填されている場合）貫通穴等のフィーチャを表面上に
形成する製造工程では、フィーチャの形成不良または欠
落により、周囲の表面と類似した反射が生じることがあ
る。また、フィーチャの欠陥の大きさは、通常フィーチ
ャ自体より小さい。したがって、光学検査システムの解
像度を改善するために、高価で複雑な光学システムを使
用して、照射された放射線スポットの大きさを減少させ
てきた。
放射線の合焦スポットの大きさによって制限を受けるこ
とがよく知られている。すなわち、合焦スポットの面積
より小さな欠陥は、反射または透過の差がわずかしかな
く、検出できないことがある。米国特許第４９９９５１
０号明細書では、様々な寸法の異物を識別するために、
ビームの寸法を変化させている。さらに、絶縁薄膜また
は基板中の一般にバイアと呼ばれる（特に導電性材料で
充填されている場合）貫通穴等のフィーチャを表面上に
形成する製造工程では、フィーチャの形成不良または欠
落により、周囲の表面と類似した反射が生じることがあ
る。また、フィーチャの欠陥の大きさは、通常フィーチ
ャ自体より小さい。したがって、光学検査システムの解
像度を改善するために、高価で複雑な光学システムを使
用して、照射された放射線スポットの大きさを減少させ
てきた。
【０００７】検査システムの解像度を上げると、処理す
べきデータの量が多くなるという、別の問題も生じる。
特性抽出のためのデータ処理は、大量の数値計算を要す
るものであり、解像度の増大により像の分割が細かくな
るにつれて、処理すべきデータは線解像度（たとえば本
／ｍｍ）の２乗に比例して増大していく。したがって、
電子回路モジュールが増大し、最小フィーチャ寸法が減
少するにつれて、自動検査システムの解像度を高めるこ
とが必要となり、検査データの解析に必要なコンピュー
タの負荷により製造工程のスループットが制限されると
ともに、検査システムの費用が大幅に増大してきた。製
造工程が制限を受けると、製造される部品のコストも増
大する。
べきデータの量が多くなるという、別の問題も生じる。
特性抽出のためのデータ処理は、大量の数値計算を要す
るものであり、解像度の増大により像の分割が細かくな
るにつれて、処理すべきデータは線解像度（たとえば本
／ｍｍ）の２乗に比例して増大していく。したがって、
電子回路モジュールが増大し、最小フィーチャ寸法が減
少するにつれて、自動検査システムの解像度を高めるこ
とが必要となり、検査データの解析に必要なコンピュー
タの負荷により製造工程のスループットが制限されると
ともに、検査システムの費用が大幅に増大してきた。製
造工程が制限を受けると、製造される部品のコストも増
大する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、視野
の分割を削減または回避し、表面の欠陥の有無を判定す
るために、迅速かつ簡単に処理できる形のデータを与え
る、表面検査システムを提供することにある。
の分割を削減または回避し、表面の欠陥の有無を判定す
るために、迅速かつ簡単に処理できる形のデータを与え
る、表面検査システムを提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、フィーチャの欠陥の
抽出が簡単な表面検査システムを提供することにある。
抽出が簡単な表面検査システムを提供することにある。
【００１０】本発明の他の目的は、薄膜または基板中の
開口を高速で検査できる自動検査システムを提供するこ
とにある。
開口を高速で検査できる自動検査システムを提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の上記その他の目
的を達成するため、表面上に形成したフィーチャ領域に
対応する表面の領域を照射して照射領域を形成する工程
と、表面上の照射領域を走査する工程と、表面を透過し
または表面から反射する照射の量の特性を検出する工程
を含む、自動検査方法、及び、これらの工程を行うため
の手段を含む自動検査の装置を提供する。照射領域は、
フィーチャの公称形状とほぼ合致するものとできる。ま
た、検出には透過または、反射した照射量を所定のしき
い値で区別してもよい。照射手段は、照射領域の形と寸
法を画定する開口や、チョッパ・レーザ放射線源を備え
ることができる。検出手段は、しきい値検出手段、記録
手段、フォトダイオード、ゲート増幅器等を適宜備える
ことができる。
的を達成するため、表面上に形成したフィーチャ領域に
対応する表面の領域を照射して照射領域を形成する工程
と、表面上の照射領域を走査する工程と、表面を透過し
または表面から反射する照射の量の特性を検出する工程
を含む、自動検査方法、及び、これらの工程を行うため
の手段を含む自動検査の装置を提供する。照射領域は、
フィーチャの公称形状とほぼ合致するものとできる。ま
た、検出には透過または、反射した照射量を所定のしき
い値で区別してもよい。照射手段は、照射領域の形と寸
法を画定する開口や、チョッパ・レーザ放射線源を備え
ることができる。検出手段は、しきい値検出手段、記録
手段、フォトダイオード、ゲート増幅器等を適宜備える
ことができる。
【００１２】
【実施例】図面、特に図１を参照すると、本発明による
検査システム１００の好ましい形態の概略図が示されて
いる。照射源１０は、Ｈｅ−Ｎｅレーザであることが好
ましく、その出力は、チョッパ１２によってタイミング
調整する。チョッパ１２は、接続１６を介してゲート・
ロックイン増幅器１４と同期される。この同期により、
周囲光条件による測定のＳＮ比がかなり増大する。ロッ
クイン増幅器は、チョッパの速度（たとえば約１ｋＨ
ｚ）で、信号振幅の連続出力を発生する。チョップされ
たレーザ照射線は、コリメータ装置１８を通過する。そ
の詳細は、サンプルの像スポットの大きさを画定する開
口プレート２０を有することが好ましいこと以外は、本
発明にとって重要ではない。コリメータはまた、スポッ
トの面積全体に、ほぼ一定の照射プロファイルを与える
ものでなければならない。
検査システム１００の好ましい形態の概略図が示されて
いる。照射源１０は、Ｈｅ−Ｎｅレーザであることが好
ましく、その出力は、チョッパ１２によってタイミング
調整する。チョッパ１２は、接続１６を介してゲート・
ロックイン増幅器１４と同期される。この同期により、
周囲光条件による測定のＳＮ比がかなり増大する。ロッ
クイン増幅器は、チョッパの速度（たとえば約１ｋＨ
ｚ）で、信号振幅の連続出力を発生する。チョップされ
たレーザ照射線は、コリメータ装置１８を通過する。そ
の詳細は、サンプルの像スポットの大きさを画定する開
口プレート２０を有することが好ましいこと以外は、本
発明にとって重要ではない。コリメータはまた、スポッ
トの面積全体に、ほぼ一定の照射プロファイルを与える
ものでなければならない。
【００１３】次に、像スポットを、投影レンズ３０によ
り、サンプル２２上に合焦させる。サンプル２２は、並
進台２６の高反射性表面２４の前に置くことが好まし
い。並進台２６は、サンプル２２を、たとえば矢印２８
で示す直交方向に正確な量だけ移動させることができ
る。すなわち、連続運動や増分運動を提供できる。増分
運動の増分は、フィーチャの公称横方向寸法未満である
ことが好ましい。サンプル２２または表面２４（サンプ
ル２２中のバイアの位置）から反射した光は、好ましく
はシステムの光学特性を正確に一定に保つために、元の
光路に沿って部分反射器すなわちビーム・スプリッタ４
０に戻る。次に、戻った光線は、合焦レンズ３２により
光検出器３４上に合焦する。光検出器３４はフォトダイ
オードであることが好ましいが、光電子増倍管など、他
の装置も有効に使用することができる。光検出器３４の
出力は、チョッパ１２と同期してゲートされ、増幅され
て、その出力３８がレコーダ３６、またはしきい値識別
装置４２など、他の所望のデータ記憶検索処理装置で記
録される。
り、サンプル２２上に合焦させる。サンプル２２は、並
進台２６の高反射性表面２４の前に置くことが好まし
い。並進台２６は、サンプル２２を、たとえば矢印２８
で示す直交方向に正確な量だけ移動させることができ
る。すなわち、連続運動や増分運動を提供できる。増分
運動の増分は、フィーチャの公称横方向寸法未満である
ことが好ましい。サンプル２２または表面２４（サンプ
ル２２中のバイアの位置）から反射した光は、好ましく
はシステムの光学特性を正確に一定に保つために、元の
光路に沿って部分反射器すなわちビーム・スプリッタ４
０に戻る。次に、戻った光線は、合焦レンズ３２により
光検出器３４上に合焦する。光検出器３４はフォトダイ
オードであることが好ましいが、光電子増倍管など、他
の装置も有効に使用することができる。光検出器３４の
出力は、チョッパ１２と同期してゲートされ、増幅され
て、その出力３８がレコーダ３６、またはしきい値識別
装置４２など、他の所望のデータ記憶検索処理装置で記
録される。
【００１４】本発明の光学システムは、既知の自動検査
装置の光学システムと表面的には類似して見えるにもか
かわらず、特定の種類の表面欠陥の検出に特有のもので
あることを認識することが、本発明を理解する上で非常
に重要である。したがって、本発明の好ましい応用例に
ついて簡単に説明する。
装置の光学システムと表面的には類似して見えるにもか
かわらず、特定の種類の表面欠陥の検出に特有のもので
あることを認識することが、本発明を理解する上で非常
に重要である。したがって、本発明の好ましい応用例に
ついて簡単に説明する。
【００１５】電子装置および電子部品の好ましい構成
は、上に導電性パターンを有する絶縁薄膜または基板を
含んでいることが多い。プリント回路板はこのような構
成の周知の例である。最近、電子部品は、それぞれ導電
性パターンが付着された複数の薄膜を有する多層モジュ
ール（ＭＬＭ）として形成されている。これらの薄膜を
積層して、上に取り付けた集積回路の端子間に２００万
を超える別々の接続を与える一体構造を形成する。これ
らの多数の接続は、三次元構造を有し、ＭＬＭ部品の各
層間の接続は、各薄膜の貫通穴すなわちバイアを充填す
ることによって形成する。
は、上に導電性パターンを有する絶縁薄膜または基板を
含んでいることが多い。プリント回路板はこのような構
成の周知の例である。最近、電子部品は、それぞれ導電
性パターンが付着された複数の薄膜を有する多層モジュ
ール（ＭＬＭ）として形成されている。これらの薄膜を
積層して、上に取り付けた集積回路の端子間に２００万
を超える別々の接続を与える一体構造を形成する。これ
らの多数の接続は、三次元構造を有し、ＭＬＭ部品の各
層間の接続は、各薄膜の貫通穴すなわちバイアを充填す
ることによって形成する。
【００１６】パターンの密度を高めるために、特に個別
の集積回路チップへの接続を行ういわゆる分配配線層で
は、バイアはきわめて小さく、正確に配置しなければな
らない。代表的なバイアの直径は、公称約８０μｍであ
る。これらのバイアすなわち貫通穴のピッチすなわち分
離間隔は、約１５０ないし５００μｍであり、バイア・
ホールの直径を著しく増大させるには、薄膜の材料のか
なりの部分を除去しなければならず、そうすると薄膜が
もろくなり過ぎて製造工程中の取扱いが難しくなる。
の集積回路チップへの接続を行ういわゆる分配配線層で
は、バイアはきわめて小さく、正確に配置しなければな
らない。代表的なバイアの直径は、公称約８０μｍであ
る。これらのバイアすなわち貫通穴のピッチすなわち分
離間隔は、約１５０ないし５００μｍであり、バイア・
ホールの直径を著しく増大させるには、薄膜の材料のか
なりの部分を除去しなければならず、そうすると薄膜が
もろくなり過ぎて製造工程中の取扱いが難しくなる。
【００１７】したがって、レーザによる融除が、後でバ
イアを形成するために充填する貫通穴を形成するための
好ましい方法である。他の方法も使用できるが、こうし
た他の方法は、一般にレーザ融除に関して後で論じるの
と同じ欠陥を生じやすい。レーザ融除などの材料除去方
法はいずれも、不完全な材料除去、または除去した材料
による表面の汚染により穴中に欠陥を生じることがあ
る。絶縁薄膜中に貫通穴を形成するのは、最終的には導
体の形成を目的とするので、このような不十分な材料の
除去、または絶縁材料による汚染は、欠陥のある導体の
形成を生じる可能性がある。すなわち、導電性材料で穴
を充填して導体を形成するとき、穴の充填が不完全とな
ったり、汚染されたり、その他不適切に形成されると
き、高抵抗または開路が生じることがある。高抵抗の接
続があると、しばしば部品の使用中に過剰の発熱によっ
て開路を生じる。
イアを形成するために充填する貫通穴を形成するための
好ましい方法である。他の方法も使用できるが、こうし
た他の方法は、一般にレーザ融除に関して後で論じるの
と同じ欠陥を生じやすい。レーザ融除などの材料除去方
法はいずれも、不完全な材料除去、または除去した材料
による表面の汚染により穴中に欠陥を生じることがあ
る。絶縁薄膜中に貫通穴を形成するのは、最終的には導
体の形成を目的とするので、このような不十分な材料の
除去、または絶縁材料による汚染は、欠陥のある導体の
形成を生じる可能性がある。すなわち、導電性材料で穴
を充填して導体を形成するとき、穴の充填が不完全とな
ったり、汚染されたり、その他不適切に形成されると
き、高抵抗または開路が生じることがある。高抵抗の接
続があると、しばしば部品の使用中に過剰の発熱によっ
て開路を生じる。
【００１８】したがって、多数の貫通穴を有する表面を
高速でスクリーニングするために、本発明では、光学シ
ステムで生じる照射スポットを、貫通穴の面積より大き
いが貫通穴間との分離間隔より小さくして、穴の面積全
体が同時に照射されるようにする。サンプルを連続的ま
たは増分的に走査パターン中を通って移動させ、穴の位
置を、穴が検出されたときのサンプルの位置によって監
視することができる。穴より小さな穴の欠陥は、反射し
た放射線の振幅とサンプルの位置との組合せから決定す
ることができる。表面２４からの反射により、照射線を
２回、穴を通過させることによって、システムの感度を
増大させることが好ましい。そうすると欠陥による照射
線の減衰度が増大し、得られたデータからの欠陥の識別
が容易かつ確実になる。
高速でスクリーニングするために、本発明では、光学シ
ステムで生じる照射スポットを、貫通穴の面積より大き
いが貫通穴間との分離間隔より小さくして、穴の面積全
体が同時に照射されるようにする。サンプルを連続的ま
たは増分的に走査パターン中を通って移動させ、穴の位
置を、穴が検出されたときのサンプルの位置によって監
視することができる。穴より小さな穴の欠陥は、反射し
た放射線の振幅とサンプルの位置との組合せから決定す
ることができる。表面２４からの反射により、照射線を
２回、穴を通過させることによって、システムの感度を
増大させることが好ましい。そうすると欠陥による照射
線の減衰度が増大し、得られたデータからの欠陥の識別
が容易かつ確実になる。
【００１９】この点に関して、不適切な穴の形成または
汚染により薄膜内の導体断面積が減少するのと同様に、
位置決めの誤差により接触面積すなわちバイアの導電性
断面積が減少するので、穴の位置の変動が、不完全な材
料除去と同様に、薄膜の品質に影響を与えることに留意
されたい。したがって、問題となる全ての欠陥につい
て、最大面積の位置を観察し、その面積を測定すること
ができれば十分である。照射スポットを貫通穴の公称面
積よりわずかに大きくするとともに、穴のパターンのピ
ッチより小さな間隔で連続的または増分的に走査するこ
とは、この情報に特有のものである。したがって、欠陥
を表す情報を抽出するために処理しなければならない余
分なデータが収集されない。
汚染により薄膜内の導体断面積が減少するのと同様に、
位置決めの誤差により接触面積すなわちバイアの導電性
断面積が減少するので、穴の位置の変動が、不完全な材
料除去と同様に、薄膜の品質に影響を与えることに留意
されたい。したがって、問題となる全ての欠陥につい
て、最大面積の位置を観察し、その面積を測定すること
ができれば十分である。照射スポットを貫通穴の公称面
積よりわずかに大きくするとともに、穴のパターンのピ
ッチより小さな間隔で連続的または増分的に走査するこ
とは、この情報に特有のものである。したがって、欠陥
を表す情報を抽出するために処理しなければならない余
分なデータが収集されない。
【００２０】次に図２ないし図５および図６を参照し
て、本発明による検査システムの動作について説明す
る。図２ないし図５は、参照しやすいように別々の図と
して示してあるが、公称直径が８０μｍで、薄膜または
基板上に均等な間隔で配置した、バイア位置にある貫通
穴の内部の実際の顕微鏡写真をスケッチした図である。
図２は、異物粒子２０４で汚染された、ほぼ完全に形成
された貫通穴２０２を示す。図３は、２０８に基板また
は薄膜の材料が存在するため、形成が不完全な貫通穴２
０６（領域２０９を含む）を示す。２０８における材料
は、薄膜または基板から分離していることも分離してい
ないこともあるが、貫通穴２０６中に残っている材料を
示す。図４は、かなりの基板または薄膜の材料が位置２
１２および２１４に残った、欠陥のある貫通穴２１０を
示す。図５は、わずかに真円ではなく、凹凸２１９を示
すが、ほぼ完全な貫通穴２１６を示す。比較のために、
照射スポットの好ましい概略寸法を図５に破線２１８で
示してある。
て、本発明による検査システムの動作について説明す
る。図２ないし図５は、参照しやすいように別々の図と
して示してあるが、公称直径が８０μｍで、薄膜または
基板上に均等な間隔で配置した、バイア位置にある貫通
穴の内部の実際の顕微鏡写真をスケッチした図である。
図２は、異物粒子２０４で汚染された、ほぼ完全に形成
された貫通穴２０２を示す。図３は、２０８に基板また
は薄膜の材料が存在するため、形成が不完全な貫通穴２
０６（領域２０９を含む）を示す。２０８における材料
は、薄膜または基板から分離していることも分離してい
ないこともあるが、貫通穴２０６中に残っている材料を
示す。図４は、かなりの基板または薄膜の材料が位置２
１２および２１４に残った、欠陥のある貫通穴２１０を
示す。図５は、わずかに真円ではなく、凹凸２１９を示
すが、ほぼ完全な貫通穴２１６を示す。比較のために、
照射スポットの好ましい概略寸法を図５に破線２１８で
示してある。
【００２１】図２ないし図５に示した、同一基板上のこ
れらの４つの貫通穴の走査結果を図６に示す。反射光の
量を示す曲線３００から、図２ないし図５に示す欠陥が
明らかになり、分類される。具体的には、ピーク３０２
の高さの減少は、貫通穴の領域が著しくふさがれている
ことを示す。谷３０４の存在は、一般に基板の材料以外
の材料を示し、谷の位置は、粒子が穴のやや右側（走査
方向から見て）にあることを示す。ピーク３０６の高さ
は、貫通穴２０６の面積が幾分減少しているが、穴の貫
通部分は確実なバイアの形成に十分であることを示す。
ピーク３０６の右側の急な勾配３０８は、部分的な障害
物２０８の位置を示すが、穴の面積の重心は、ピーク３
０６の位置が示すように、位置決めを損なうほどの影響
を受けない。ピーク３０６の足３０９は、図３の小さな
穴のフィーチャ２０９を示す。ピーク３１０の高さが低
いのは、貫通穴２１０の形成に欠陥があることを示し、
ピークが左に寄っているのは、貫通穴中に残る材料２１
２の主要部分が右側にあることを示す。ピーク３１６の
高さは、穴２１６がほぼ完全であることを示す。しか
し、この場合でも、貫通穴２１６の中心が片寄っている
ことは、ピーク３０６の幅３０７に比べて集合ピーク３
１６、３１９の幅３１７が狭いことに反映されている。
貫通穴２１６の周囲の凹凸（たとえば２１９）の一部
も、谷３１９に反映されている。
れらの４つの貫通穴の走査結果を図６に示す。反射光の
量を示す曲線３００から、図２ないし図５に示す欠陥が
明らかになり、分類される。具体的には、ピーク３０２
の高さの減少は、貫通穴の領域が著しくふさがれている
ことを示す。谷３０４の存在は、一般に基板の材料以外
の材料を示し、谷の位置は、粒子が穴のやや右側（走査
方向から見て）にあることを示す。ピーク３０６の高さ
は、貫通穴２０６の面積が幾分減少しているが、穴の貫
通部分は確実なバイアの形成に十分であることを示す。
ピーク３０６の右側の急な勾配３０８は、部分的な障害
物２０８の位置を示すが、穴の面積の重心は、ピーク３
０６の位置が示すように、位置決めを損なうほどの影響
を受けない。ピーク３０６の足３０９は、図３の小さな
穴のフィーチャ２０９を示す。ピーク３１０の高さが低
いのは、貫通穴２１０の形成に欠陥があることを示し、
ピークが左に寄っているのは、貫通穴中に残る材料２１
２の主要部分が右側にあることを示す。ピーク３１６の
高さは、穴２１６がほぼ完全であることを示す。しか
し、この場合でも、貫通穴２１６の中心が片寄っている
ことは、ピーク３０６の幅３０７に比べて集合ピーク３
１６、３１９の幅３１７が狭いことに反映されている。
貫通穴２１６の周囲の凹凸（たとえば２１９）の一部
も、谷３１９に反映されている。
【００２２】このように光学的照射スポットよりはるか
に小さな多数のフィーチャが解像されることが分かる
が、特定の欠陥に対する本発明の感度が極端に高いため
に、出力曲線３００が、バイアの形成に使用できる各バ
イア・ホールの断面積を反映することに留意する必要が
ある。したがって、貫通穴の欠陥のための薄膜のスクリ
ーニングでは、３２０などの所定のレベルで、単なるし
きい値設定を超えるデータの処理を含む必要はない。こ
の最少の処理は、走査と同期して、並進台２６で可能な
最高の走査速度で容易に行うことができる。位置決めに
影響を与える情報は、ピークの位置の検出だけで容易に
得ることができる。バイアの位置は貫通穴の欠陥のない
薄膜では十分に変動しないが、バイアの位置をぴったり
合わせるためのオフセットは、必要なら、ピーク位置の
変動を平均することにより、容易に得ることができる。
に小さな多数のフィーチャが解像されることが分かる
が、特定の欠陥に対する本発明の感度が極端に高いため
に、出力曲線３００が、バイアの形成に使用できる各バ
イア・ホールの断面積を反映することに留意する必要が
ある。したがって、貫通穴の欠陥のための薄膜のスクリ
ーニングでは、３２０などの所定のレベルで、単なるし
きい値設定を超えるデータの処理を含む必要はない。こ
の最少の処理は、走査と同期して、並進台２６で可能な
最高の走査速度で容易に行うことができる。位置決めに
影響を与える情報は、ピークの位置の検出だけで容易に
得ることができる。バイアの位置は貫通穴の欠陥のない
薄膜では十分に変動しないが、バイアの位置をぴったり
合わせるためのオフセットは、必要なら、ピーク位置の
変動を平均することにより、容易に得ることができる。
【００２３】上述のとおり、本発明は基板または薄膜中
に貫通穴を形成する際に、欠陥の有無を検査し、比較的
少ないデータで、迅速かつ容易に処理できる形で、大量
の情報を表す、高速自動検査システムを提供することが
分かる。この方法の有効性と感度は、主として、照射ス
ポットと、その内部で欠陥が解像され、検査すべきフィ
ーチャに特有の空間的フィルタリングを提供するフィー
チャとがほぼ合致することによるものである。したがっ
て、照射スポットは円形である必要はないが、一般に検
査すべきフィーチャの公称形状と共形であるべきであ
る。したがって、本発明は、接続パッドとして使用され
る、長方形など円形でないフィーチャを含むことを理解
されたい。同様に、本発明は貫通穴の検査に限定される
ものではなく、反射性または透過性コントラストを有す
るあらゆる種類の表面フィーチャに適用できる。この点
に関して、コントラストは、広範囲の波長（たとえば、
遠赤外線から、紫外線をはるかに超える波長まで）で、
照射用放射線のスペクトル内容によって強化されること
に留意されたい。したがって、本発明は可視スペクトル
光に限定されると考えるべきではない。
に貫通穴を形成する際に、欠陥の有無を検査し、比較的
少ないデータで、迅速かつ容易に処理できる形で、大量
の情報を表す、高速自動検査システムを提供することが
分かる。この方法の有効性と感度は、主として、照射ス
ポットと、その内部で欠陥が解像され、検査すべきフィ
ーチャに特有の空間的フィルタリングを提供するフィー
チャとがほぼ合致することによるものである。したがっ
て、照射スポットは円形である必要はないが、一般に検
査すべきフィーチャの公称形状と共形であるべきであ
る。したがって、本発明は、接続パッドとして使用され
る、長方形など円形でないフィーチャを含むことを理解
されたい。同様に、本発明は貫通穴の検査に限定される
ものではなく、反射性または透過性コントラストを有す
るあらゆる種類の表面フィーチャに適用できる。この点
に関して、コントラストは、広範囲の波長（たとえば、
遠赤外線から、紫外線をはるかに超える波長まで）で、
照射用放射線のスペクトル内容によって強化されること
に留意されたい。したがって、本発明は可視スペクトル
光に限定されると考えるべきではない。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、表
面の欠陥を容易に処理できる形のデータとして与えるこ
とのできる表面検査方法が提供される。
面の欠陥を容易に処理できる形のデータとして与えるこ
とのできる表面検査方法が提供される。
【図１】本発明による欠陥検出システムの好ましい形態
の概略図である。
の概略図である。
【図２】本発明による検査システムによって検出された
実際の欠陥の形状を示す図である。
実際の欠陥の形状を示す図である。
【図３】本発明による検査システムによって検出された
実際の欠陥の形状を示す図である。
実際の欠陥の形状を示す図である。
【図４】本発明による検査システムによって検出された
実際の欠陥の形状を示す図である。
実際の欠陥の形状を示す図である。
【図５】本発明による検査システムによって検出された
実際の欠陥の形状を示す図である。
実際の欠陥の形状を示す図である。
【図６】本発明による検査システムの、図２ないし図５
に示す欠陥による出力を示すグラフである。
に示す欠陥による出力を示すグラフである。
１０ レーザ光源 １２ チョッパ １４ 増幅器 １８ コリメータ ２０ 開口プレート ２６ 並進台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェンデル・バイロン・シスム アメリカ合衆国83706、アイダホ州ボアズ、 ゲケラー・レーン 3773 146号
Claims (3)
- 【請求項１】表面のフィーチャを検査する方法におい
て、 照射領域を形成するために、上記表面上に形成されたフ
ィーチャ領域に対応する上記表面の領域を照射する工程
と、 上記表面上で上記照射領域を走査する工程と、 上記表面を透過しまたは上記表面から反射する上記照射
の量の特性を検出する工程とを含む方法。 - 【請求項２】上記検出工程が、上記透過または反射した
照射の量を、所定のしきい値で区別する工程を含むこと
を特徴とする、請求項１の方法。 - 【請求項３】照射領域を形成するために、上記表面上に
形成されたフィーチャ領域に対応する上記表面の領域を
照射する手段と、 上記表面上の上記照射領域を走査する手段と、 上記表面を透過しまたは上記表面から反射する上記照射
の量の特性を検出する手段とを有する、 自動検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US968733 | 1992-10-30 | ||
| US07/968,733 US5301012A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Optical technique for rapid inspection of via underetch and contamination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204307A true JPH06204307A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=25514688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5259668A Pending JPH06204307A (ja) | 1992-10-30 | 1993-10-18 | 光学的検査方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5301012A (ja) |
| JP (1) | JPH06204307A (ja) |
Cited By (3)
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| WO2008047695A1 (fr) * | 2006-10-17 | 2008-04-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Système de récupération de substrat, procédé de récupération de substrat, programme et support d'enregistrement lisible par ordinateur |
| JP2010032993A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Samsung Electronics Co Ltd | インクジェットプリンティングシステム及びこれを利用した表示装置の製造方法 |
| JP2015213550A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 陳登癸 | 伸縮機能付きボール収容バッグ |
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| US5903343A (en) * | 1997-12-23 | 1999-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for detecting under-etched vias |
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| US20150289372A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Yikang Deng | Fluorescent conductive fill material for plated through hole structures and methods of defect inspection utilizing the same |
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1992
- 1992-10-30 US US07/968,733 patent/US5301012A/en not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-10-18 JP JP5259668A patent/JPH06204307A/ja active Pending
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