JPH1163944A - 表面パターンの検査方法及び検査装置 - Google Patents
表面パターンの検査方法及び検査装置Info
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- JPH1163944A JPH1163944A JP9220488A JP22048897A JPH1163944A JP H1163944 A JPH1163944 A JP H1163944A JP 9220488 A JP9220488 A JP 9220488A JP 22048897 A JP22048897 A JP 22048897A JP H1163944 A JPH1163944 A JP H1163944A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】照射光の０次回折光および下地パターンからの
戻り光の影響を受けることなく散乱光のみを抽出するこ
とを可能とする。 【解決手段】表面が検査波長に対して透光性を有する絶
縁膜１ａと透光性を有しない微細パターン１ｂから構成
されており、この表面が平坦化された被検体１の表面に
斜め方向から照明光３を入射角θc で入射する手段と、
被検体１の表面の光学像を対物レンズ５で拡大して観測
する手段と、絶縁膜１ａの屈折率ｎ2 より大きい屈折率
ｎ3 を有し、対物レンズ５と被検体１表面の間に充填さ
れた媒質１１とを具備してなり、斜入射角θc は、媒質
１１側から被検体１表面との界面に向かってｓｉｎθc
≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するように設定し、対物レンズ５の
開口数ＮＡは、ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡを満足するよう
に設定する。
戻り光の影響を受けることなく散乱光のみを抽出するこ
とを可能とする。 【解決手段】表面が検査波長に対して透光性を有する絶
縁膜１ａと透光性を有しない微細パターン１ｂから構成
されており、この表面が平坦化された被検体１の表面に
斜め方向から照明光３を入射角θc で入射する手段と、
被検体１の表面の光学像を対物レンズ５で拡大して観測
する手段と、絶縁膜１ａの屈折率ｎ2 より大きい屈折率
ｎ3 を有し、対物レンズ５と被検体１表面の間に充填さ
れた媒質１１とを具備してなり、斜入射角θc は、媒質
１１側から被検体１表面との界面に向かってｓｉｎθc
≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するように設定し、対物レンズ５の
開口数ＮＡは、ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡを満足するよう
に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の表面パタ
ーンの検査方法及び検査装置に係わり、特に平坦化され
た基板に埋め込まれた微細な表面パターンの検査方法及
び検査装置に関する。
ーンの検査方法及び検査装置に係わり、特に平坦化され
た基板に埋め込まれた微細な表面パターンの検査方法及
び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩの微細化とともに配線パタ
ーンも微細化し、これに伴い加工技術を高精度化する必
要が生じている。これまでの配線パターン加工方法で
は、まず絶縁膜上に金属膜を形成し、その金属膜上に塗
布したレジストに配線パターンを露光及び現像を施して
レジストパターンを形成する。そして、このレジストパ
ターンをマスクに下地の金属膜をエッチングすることに
よって配線パターンを形成してきた。
ーンも微細化し、これに伴い加工技術を高精度化する必
要が生じている。これまでの配線パターン加工方法で
は、まず絶縁膜上に金属膜を形成し、その金属膜上に塗
布したレジストに配線パターンを露光及び現像を施して
レジストパターンを形成する。そして、このレジストパ
ターンをマスクに下地の金属膜をエッチングすることに
よって配線パターンを形成してきた。
【０００３】しかしながら、配線パターンの微細化に伴
いレジストパターンの寸法も微細化したこと、及びレジ
ストの金属膜に対するエッチング選択比に限界があるこ
と、等からレジストパターンの寸法に対する膜厚の比
率、すなわちアスペクト比が増大することとなり、レジ
ストパターンの倒れ等を誘発した。
いレジストパターンの寸法も微細化したこと、及びレジ
ストの金属膜に対するエッチング選択比に限界があるこ
と、等からレジストパターンの寸法に対する膜厚の比
率、すなわちアスペクト比が増大することとなり、レジ
ストパターンの倒れ等を誘発した。
【０００４】そこで最近、図３に示すように平坦化され
た絶縁膜１ａに溝を形成し、その溝内に金属を埋め込ん
で配線等を形成するプロセス（ダマシンプロセスと称さ
れる）が考案され、注目を集めている。このダマシンプ
ロセスでは、レジストパターンをマスクに絶縁膜をエッ
チングすることから、金属膜をエッチングする場合に比
べてエッチング選択比を大きくとれること、それにとも
ないレジストパターンを薄くでき、リソグラフィの解像
力劣化度が小さく抑えられること等の利点が生じた。
た絶縁膜１ａに溝を形成し、その溝内に金属を埋め込ん
で配線等を形成するプロセス（ダマシンプロセスと称さ
れる）が考案され、注目を集めている。このダマシンプ
ロセスでは、レジストパターンをマスクに絶縁膜をエッ
チングすることから、金属膜をエッチングする場合に比
べてエッチング選択比を大きくとれること、それにとも
ないレジストパターンを薄くでき、リソグラフィの解像
力劣化度が小さく抑えられること等の利点が生じた。
【０００５】このダマシンプロセスによって形成された
微細パターン１ｂを含む被検体１の表面の異物や欠陥１
ｄを検査する場合、従来は大気中で通常照明の光学顕微
鏡を用いて検査していた。この種の検査では一般に、被
検体１表面に照明光３を斜め方向から入射し、被検体１
表面からの散乱光６による光学像を観測する。そして、
検査波長での空気２の屈折率をｎ1 、絶縁膜１ａの屈折
率をｎ2 、照明光３の最大入射角をθ、顕微鏡対物レン
ズ５の開口数をＮＡとすると、ｎ1 ＜ｎ2 ，ｎ1 ・ｓｉ
ｎθ＜ＮＡの関係が成り立っていた。
微細パターン１ｂを含む被検体１の表面の異物や欠陥１
ｄを検査する場合、従来は大気中で通常照明の光学顕微
鏡を用いて検査していた。この種の検査では一般に、被
検体１表面に照明光３を斜め方向から入射し、被検体１
表面からの散乱光６による光学像を観測する。そして、
検査波長での空気２の屈折率をｎ1 、絶縁膜１ａの屈折
率をｎ2 、照明光３の最大入射角をθ、顕微鏡対物レン
ズ５の開口数をＮＡとすると、ｎ1 ＜ｎ2 ，ｎ1 ・ｓｉ
ｎθ＜ＮＡの関係が成り立っていた。
【０００６】しかしながら、上記照明条件により被検体
１を検査する場合、被検体１表面からの０次回折光であ
る反射光４が対物レンズ５に入射する。また照明光３の
一部は絶縁膜１ａを透過し、絶縁膜１ａの下の下地パタ
ーン１ｃで反射して０次回折光と同様に対物レンズ５に
入る。これら対物レンズ５に入射した光は、絶縁膜表面
に形成した微細パターン像、すなわち観測すべき散乱光
６による光学像に重なる。従って、観測すべき散乱光６
以外を含む情報から被検体１の表面情報を読みとる必要
があり、観測画像のコントラストが低下する。
１を検査する場合、被検体１表面からの０次回折光であ
る反射光４が対物レンズ５に入射する。また照明光３の
一部は絶縁膜１ａを透過し、絶縁膜１ａの下の下地パタ
ーン１ｃで反射して０次回折光と同様に対物レンズ５に
入る。これら対物レンズ５に入射した光は、絶縁膜表面
に形成した微細パターン像、すなわち観測すべき散乱光
６による光学像に重なる。従って、観測すべき散乱光６
以外を含む情報から被検体１の表面情報を読みとる必要
があり、観測画像のコントラストが低下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
表面パターンの検査方法においては、被検体１表面から
の０次回折光４である反射光が対物レンズ５に入るこ
と、照明光３の一部が絶縁膜１ａを透過し、絶縁膜１ａ
の下の下地パターン１ｃで反射して対物レンズ５に入
り、観測すべき散乱光６による絶縁膜表面に形成した微
細パターン像に重なることの２点から、観測画像のコン
トラストを低下させるといった問題点があった。
表面パターンの検査方法においては、被検体１表面から
の０次回折光４である反射光が対物レンズ５に入るこ
と、照明光３の一部が絶縁膜１ａを透過し、絶縁膜１ａ
の下の下地パターン１ｃで反射して対物レンズ５に入
り、観測すべき散乱光６による絶縁膜表面に形成した微
細パターン像に重なることの２点から、観測画像のコン
トラストを低下させるといった問題点があった。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、照明光の０次回折
光および下地パターンからの戻り光の影響を受けること
なく散乱光のみを抽出することができ、観測画像のコン
トラストの増大を図り得る表面パターンの検査方法及び
検査装置を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、照明光の０次回折
光および下地パターンからの戻り光の影響を受けること
なく散乱光のみを抽出することができ、観測画像のコン
トラストの増大を図り得る表面パターンの検査方法及び
検査装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
表面パターンの検査方法は、表面が検査波長に対して透
光性を有する物質と透光性を有しない物質から構成され
ており、該表面が平坦化された被検体の表面に照明光を
斜め方向から入射させ、該被検体の表面の光学像を対物
レンズで拡大して観測することにより被検体の表面の異
常を検査する表面パターンの検査方法において、前記対
物レンズと被検体表面の間に、前記透光性を有する物質
の屈折率ｎ2 より大きい屈折率ｎ3 を有する媒質を充填
し、該媒質側から被検体表面との界面に向かってｓｉｎ
θc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足する斜入射角θc で照明光を入
射させ、かつ前記対物レンズとしてｎ3 ・ｓｉｎθc ＞
ＮＡを満足するＮＡを有するものを用いることを特徴と
する。
表面パターンの検査方法は、表面が検査波長に対して透
光性を有する物質と透光性を有しない物質から構成され
ており、該表面が平坦化された被検体の表面に照明光を
斜め方向から入射させ、該被検体の表面の光学像を対物
レンズで拡大して観測することにより被検体の表面の異
常を検査する表面パターンの検査方法において、前記対
物レンズと被検体表面の間に、前記透光性を有する物質
の屈折率ｎ2 より大きい屈折率ｎ3 を有する媒質を充填
し、該媒質側から被検体表面との界面に向かってｓｉｎ
θc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足する斜入射角θc で照明光を入
射させ、かつ前記対物レンズとしてｎ3 ・ｓｉｎθc ＞
ＮＡを満足するＮＡを有するものを用いることを特徴と
する。
【００１０】また、本発明の請求項２に係る表面パター
ンの検査方法は、被検体は、検査波長に対して透明な絶
縁膜に溝を形成し、この溝内に不透明な金属を埋め込ん
で形成した半導体配線パターンであることを特徴とす
る。
ンの検査方法は、被検体は、検査波長に対して透明な絶
縁膜に溝を形成し、この溝内に不透明な金属を埋め込ん
で形成した半導体配線パターンであることを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明の請求項３に係る表面パター
ンの検査方法は、被検体は、検査波長に対して不透明な
半導体基板に素子分離用の溝を形成し、溝内に透明な絶
縁膜を埋め込んで形成した半導体パターンであることを
特徴とする。
ンの検査方法は、被検体は、検査波長に対して不透明な
半導体基板に素子分離用の溝を形成し、溝内に透明な絶
縁膜を埋め込んで形成した半導体パターンであることを
特徴とする。
【００１２】また、本発明の請求項４に係る表面パター
ンの検査装置は、表面が検査波長に対して透光性を有す
る物質と透光性を有しない物質から構成されており、該
表面が平坦化された被検体の表面に斜め方向から入射角
θc で照明光を入射する手段と、該被検体の表面の光学
像を開口数ＮＡの対物レンズで拡大して観測する手段
と、前記透光性を有する物質の屈折率ｎ2 より大きい屈
折率ｎ3 を有し、前記対物レンズと被検体表面の間に充
填された媒質とを具備し、斜入射角θc をｓｉｎθc ≧
ｎ2 ／ｎ3 ，ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡを満足するように
設定してなることを特徴とする。
ンの検査装置は、表面が検査波長に対して透光性を有す
る物質と透光性を有しない物質から構成されており、該
表面が平坦化された被検体の表面に斜め方向から入射角
θc で照明光を入射する手段と、該被検体の表面の光学
像を開口数ＮＡの対物レンズで拡大して観測する手段
と、前記透光性を有する物質の屈折率ｎ2 より大きい屈
折率ｎ3 を有し、前記対物レンズと被検体表面の間に充
填された媒質とを具備し、斜入射角θc をｓｉｎθc ≧
ｎ2 ／ｎ3 ，ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡを満足するように
設定してなることを特徴とする。
【００１３】（作用）表面が検査波長に対して透光性を
有する物質と透光性を有しない物質から構成される被検
体の表面に対して斜入射角θc で照明光を入射させる。
照明光は被検体表面で全反射して０次回折光が生じる。
この０次回折光は被検体表面の垂直方向に対して角度θ
c の方向に進む。ここで、ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡの関
係を満足するＮＡを有する対物レンズを用いているた
め、照明光および０次回折光ともに対物レンズに入射す
ることはない。
有する物質と透光性を有しない物質から構成される被検
体の表面に対して斜入射角θc で照明光を入射させる。
照明光は被検体表面で全反射して０次回折光が生じる。
この０次回折光は被検体表面の垂直方向に対して角度θ
c の方向に進む。ここで、ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡの関
係を満足するＮＡを有する対物レンズを用いているた
め、照明光および０次回折光ともに対物レンズに入射す
ることはない。
【００１４】また、照明光が被検体に入射した際、欠陥
付近の凹凸が生じている部分や透光性を有する物質及び
透光性を有しない物質の境界付近で散乱するが、そのよ
うな部分のみから散乱光のみが対物レンズに入る。ま
た、照明光の入射角θc は全反射条件ｓｉｎθc ≧ｎ2
／ｎ3 を満足するため、透光性を有する物質中に光が進
行しない。従って、透光性を有する物質の下にあるパタ
ーンから反射する戻り光がなく、被検体の表面のみの情
報が高コントラストで得られる。
付近の凹凸が生じている部分や透光性を有する物質及び
透光性を有しない物質の境界付近で散乱するが、そのよ
うな部分のみから散乱光のみが対物レンズに入る。ま
た、照明光の入射角θc は全反射条件ｓｉｎθc ≧ｎ2
／ｎ3 を満足するため、透光性を有する物質中に光が進
行しない。従って、透光性を有する物質の下にあるパタ
ーンから反射する戻り光がなく、被検体の表面のみの情
報が高コントラストで得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る
表面パターンの検査装置の全体構成を示す図である。本
装置は、平坦化された絶縁膜の中に金属を埋め込むダマ
シンプロセスによって形成された微細パターン１ｂを含
む被検体１の表面の異物、欠陥１ｄを検査するものであ
る。
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る
表面パターンの検査装置の全体構成を示す図である。本
装置は、平坦化された絶縁膜の中に金属を埋め込むダマ
シンプロセスによって形成された微細パターン１ｂを含
む被検体１の表面の異物、欠陥１ｄを検査するものであ
る。
【００１６】被検体１の形成工程としては、まずＳｉＯ
2 等の絶縁膜１ａにライン状の溝を形成し、その溝部に
配線となるＡｌ，Ｗ等の金属の微細パターン１ｂを埋め
込む。そして、被検体１の表面を例えばＣＭＰ法等によ
り研磨することで平坦化する。このように形成された被
検体１表面には、絶縁膜１ａと微細パターン１ｂが交互
に並んでいる。絶縁膜１ａは検査波長に対して透光性を
有する物質であり、微細パターン１ｂは透光性を有しな
い物質である。
2 等の絶縁膜１ａにライン状の溝を形成し、その溝部に
配線となるＡｌ，Ｗ等の金属の微細パターン１ｂを埋め
込む。そして、被検体１の表面を例えばＣＭＰ法等によ
り研磨することで平坦化する。このように形成された被
検体１表面には、絶縁膜１ａと微細パターン１ｂが交互
に並んでいる。絶縁膜１ａは検査波長に対して透光性を
有する物質であり、微細パターン１ｂは透光性を有しな
い物質である。
【００１７】このように形成された被検体１の直上には
対物レンズ５が配置される。この対物レンズ５は被検体
１表面から戻ってくる光を拡大する。また、対物レンズ
５と被検体１の間には、絶縁膜１ａの屈折率ｎ2 より大
きい屈折率ｎ3 を有する媒質１１が対物レンズ５と密着
するように隙間なく充填される。具体的には、媒質１１
としては例えばポリシランが用いられる。
対物レンズ５が配置される。この対物レンズ５は被検体
１表面から戻ってくる光を拡大する。また、対物レンズ
５と被検体１の間には、絶縁膜１ａの屈折率ｎ2 より大
きい屈折率ｎ3 を有する媒質１１が対物レンズ５と密着
するように隙間なく充填される。具体的には、媒質１１
としては例えばポリシランが用いられる。
【００１８】さらに、図示しない照明光学系により、媒
質１１側から被検体１との界面に向かって全反射角以上
の斜入射角θc で被検体１に照明光３を入射させる。こ
の照明光３による被検体１からの０次回折光４、すなわ
ち全反射した光を取り込まないような大きさのＮＡを有
する対物レンズ５を備えた光学顕微鏡で観測する。すな
わち、反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明に
より、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθc
＞ＮＡが成り立つようにする。
質１１側から被検体１との界面に向かって全反射角以上
の斜入射角θc で被検体１に照明光３を入射させる。こ
の照明光３による被検体１からの０次回折光４、すなわ
ち全反射した光を取り込まないような大きさのＮＡを有
する対物レンズ５を備えた光学顕微鏡で観測する。すな
わち、反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明に
より、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθc
＞ＮＡが成り立つようにする。
【００１９】具体的には、絶縁膜１ａとしては屈折率ｎ
2 ＝１．５０のＳｉＯ2 膜、媒質１１は屈折率ｎ3 ＝
１．７０のポリシランとする。全反射角はｓｉｎθc ＝
ｎ2 ／ｎ3 ＝１．５／１．７≒０．８８となる。従っ
て、観察用光学顕微鏡の対物レンズのＮＡとしては１．
４とした。
2 ＝１．５０のＳｉＯ2 膜、媒質１１は屈折率ｎ3 ＝
１．７０のポリシランとする。全反射角はｓｉｎθc ＝
ｎ2 ／ｎ3 ＝１．５／１．７≒０．８８となる。従っ
て、観察用光学顕微鏡の対物レンズのＮＡとしては１．
４とした。
【００２０】上記実施形態に係る表面パターンの検査装
置の動作を説明する。図示しない照明光学系から照明光
３を被検体１の表面に対して角度θc で照射する。この
照明光３の入射角θc はｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足
するため、被検体１表面で全反射して０次回折光４が生
じる。この０次回折光４も被検体１表面の垂直方向に対
して角度θc の方向に進む。ここで、上記したようにｎ
3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡの関係を満足するＮＡを有する対
物レンズ５を用いているため、照明光３および０次回折
光４ともに対物レンズ５に入射することはない。
置の動作を説明する。図示しない照明光学系から照明光
３を被検体１の表面に対して角度θc で照射する。この
照明光３の入射角θc はｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足
するため、被検体１表面で全反射して０次回折光４が生
じる。この０次回折光４も被検体１表面の垂直方向に対
して角度θc の方向に進む。ここで、上記したようにｎ
3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡの関係を満足するＮＡを有する対
物レンズ５を用いているため、照明光３および０次回折
光４ともに対物レンズ５に入射することはない。
【００２１】一方、照明光３が被検体１に入射した際、
欠陥１ｄ付近の凹凸が生じている部分や絶縁膜１ａおよ
び微細パターン１ｃの境界付近のエッジ部で散乱光６を
生ずるが、そのような部分の散乱光６のみが対物レンズ
５に入る。また、照明光３の入射角θc は全反射条件ｓ
ｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するために絶縁膜１ａ中に
光が進行せず、下地パターン１ｃおよび側面からの戻り
光がない。従って、上記散乱光６を生ずる箇所のみが明
るく光る顕微鏡画像が高コントラストで得られる。
欠陥１ｄ付近の凹凸が生じている部分や絶縁膜１ａおよ
び微細パターン１ｃの境界付近のエッジ部で散乱光６を
生ずるが、そのような部分の散乱光６のみが対物レンズ
５に入る。また、照明光３の入射角θc は全反射条件ｓ
ｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するために絶縁膜１ａ中に
光が進行せず、下地パターン１ｃおよび側面からの戻り
光がない。従って、上記散乱光６を生ずる箇所のみが明
るく光る顕微鏡画像が高コントラストで得られる。
【００２２】このように、照明光３の０次回折光４すな
わち反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明であ
るため、微細パターン１ｂのエッジ部、欠陥１ｄ等での
散乱光６のみが対物レンズ５に入り、そのような箇所の
みが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに、被検体
１表面に対して全反射条件を満足する角度θc で照明光
３が入射しているため、絶縁膜１ａの中に光が進行せ
ず、下地パターン１ｃからの戻り光がなく、被検体１表
面のみの情報が高コントラストで得られた。さらに屈折
率１．７０の液浸となっているため、実質的に解像力が
向上した。
わち反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明であ
るため、微細パターン１ｂのエッジ部、欠陥１ｄ等での
散乱光６のみが対物レンズ５に入り、そのような箇所の
みが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに、被検体
１表面に対して全反射条件を満足する角度θc で照明光
３が入射しているため、絶縁膜１ａの中に光が進行せ
ず、下地パターン１ｃからの戻り光がなく、被検体１表
面のみの情報が高コントラストで得られた。さらに屈折
率１．７０の液浸となっているため、実質的に解像力が
向上した。
【００２３】なお、本実施形態では絶縁膜１ａとしてＳ
ｉＯ2 、媒質１１としてポリシランを用いる場合を示し
たが、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθc
＞ＮＡを満足させる屈折率を有する絶縁膜および媒質で
あれば本発明を適用可能であることは勿論であり、媒質
１１として例えばレジストのポリマー材料を用いること
も可能である。
ｉＯ2 、媒質１１としてポリシランを用いる場合を示し
たが、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθc
＞ＮＡを満足させる屈折率を有する絶縁膜および媒質で
あれば本発明を適用可能であることは勿論であり、媒質
１１として例えばレジストのポリマー材料を用いること
も可能である。
【００２４】（第２実施形態）図２は、本発明の第２実
施形態に係る表面パターンの検査装置の全体構成を示す
図である。本実施形態は、素子分離工程終了後に行う表
面パターンの検査方法に関する。素子分離工程は、平坦
なＳｉ基板に溝を例えばＲＩＥにより垂直に彫り込み、
その溝中に絶縁物を例えばＣＶＤ法等により埋め込み、
例えばＣＭＰ法等により表面を研磨することによって達
成される。
施形態に係る表面パターンの検査装置の全体構成を示す
図である。本実施形態は、素子分離工程終了後に行う表
面パターンの検査方法に関する。素子分離工程は、平坦
なＳｉ基板に溝を例えばＲＩＥにより垂直に彫り込み、
その溝中に絶縁物を例えばＣＶＤ法等により埋め込み、
例えばＣＭＰ法等により表面を研磨することによって達
成される。
【００２５】図２（ａ）はこの素子分離工程により形成
された被検体２１の上面図、図２（ｂ）はその横断面
図、図２（ｃ）は本実施形態に係る表面パターンの検査
装置である。図２（ａ）中の斜線部２１ａはＳｉから構
成され、検査波長に対して透光性を有しない物質であ
る。また、２１ｂはＳｉＯ2 から構成され、検査波長に
対して透光性を有する物質である。本実施形態では、こ
の被検体２１の絶縁物表面の異物、欠陥２１ｃを検査す
る。
された被検体２１の上面図、図２（ｂ）はその横断面
図、図２（ｃ）は本実施形態に係る表面パターンの検査
装置である。図２（ａ）中の斜線部２１ａはＳｉから構
成され、検査波長に対して透光性を有しない物質であ
る。また、２１ｂはＳｉＯ2 から構成され、検査波長に
対して透光性を有する物質である。本実施形態では、こ
の被検体２１の絶縁物表面の異物、欠陥２１ｃを検査す
る。
【００２６】被検体２１の直上には対物レンズ５が配置
される。この対物レンズ５は被検体表面から戻ってくる
光を拡大する。また、対物レンズ５と被検体２１の間に
は、２１ｂの屈折率ｎ2 より大きい屈折率ｎ3 を有する
媒質１１が対物レンズ５と密着するように隙間なく充填
される。具体的には、媒質１１としては例えばポリシラ
ンが用いられる。
される。この対物レンズ５は被検体表面から戻ってくる
光を拡大する。また、対物レンズ５と被検体２１の間に
は、２１ｂの屈折率ｎ2 より大きい屈折率ｎ3 を有する
媒質１１が対物レンズ５と密着するように隙間なく充填
される。具体的には、媒質１１としては例えばポリシラ
ンが用いられる。
【００２７】さらに、図示しない照明光学系により、媒
質１１側から被検体２１との界面に向かって全反射角以
上の斜入射角θc で被検体２１に照明光３を入射させ
る。この照明光３による被検体２１からの０次回折光
４、すなわち全反射した光を取り込まないような大きさ
のＮＡを有する対物レンズ５を備えた光学顕微鏡で観測
する。すなわちｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓ
ｉｎθc ＞ＮＡが成り立つようにする。
質１１側から被検体２１との界面に向かって全反射角以
上の斜入射角θc で被検体２１に照明光３を入射させ
る。この照明光３による被検体２１からの０次回折光
４、すなわち全反射した光を取り込まないような大きさ
のＮＡを有する対物レンズ５を備えた光学顕微鏡で観測
する。すなわちｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓ
ｉｎθc ＞ＮＡが成り立つようにする。
【００２８】具体的には、絶縁膜２１ｂとしては屈折率
ｎ2 ＝１．５０、媒質１１は屈折率ｎ3 ＝１．７０のポ
リシランとする。全反射角はｓｉｎθc ＝ｎ2 ／ｎ3 ＝
１．５／１．７≒０．８８となる。従って、観察用光学
顕微鏡の対物レンズのＮＡとしては１．４とした。
ｎ2 ＝１．５０、媒質１１は屈折率ｎ3 ＝１．７０のポ
リシランとする。全反射角はｓｉｎθc ＝ｎ2 ／ｎ3 ＝
１．５／１．７≒０．８８となる。従って、観察用光学
顕微鏡の対物レンズのＮＡとしては１．４とした。
【００２９】上記実施形態に係る表面パターンの検査装
置の動作を説明する。図２（ｃ）に示すように、図示し
ない照明光学系から照明光３を被検体２１の表面に対し
て角度θc で照射する。この照明光３の入射角θc はｓ
ｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するため、被検体２１表面
で全反射して０次回折光４が生じる。この０次回折光４
も被検体２１表面の垂直方向に対して角度θc の方向に
進む。ここで、上記したようにｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡ
の関係を満足するＮＡを有する対物レンズ５を用いてい
るため、照明光３および０次回折光４ともに対物レンズ
５に入射することはない。
置の動作を説明する。図２（ｃ）に示すように、図示し
ない照明光学系から照明光３を被検体２１の表面に対し
て角度θc で照射する。この照明光３の入射角θc はｓ
ｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足するため、被検体２１表面
で全反射して０次回折光４が生じる。この０次回折光４
も被検体２１表面の垂直方向に対して角度θc の方向に
進む。ここで、上記したようにｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡ
の関係を満足するＮＡを有する対物レンズ５を用いてい
るため、照明光３および０次回折光４ともに対物レンズ
５に入射することはない。
【００３０】照明光３が被検体２１に入射した際、欠陥
２１ｃ付近の凹凸が生じている部分や２１ｂのＳｉＯ2
および２１ａのＳｉの境界付近で散乱光６を生ずるが、
そのような部分の散乱光６のみが対物レンズ５に入る。
また、照明光３の入射角θcは全反射条件ｓｉｎθc ≧
ｎ2 ／ｎ3 を満足するために２１ｂのＳｉＯ2 中に光が
進行せず、２１ｂ中からの戻り光がない。従って、被検
体２１の表面の情報を示す散乱光６のみが高コントラス
トで得られる。
２１ｃ付近の凹凸が生じている部分や２１ｂのＳｉＯ2
および２１ａのＳｉの境界付近で散乱光６を生ずるが、
そのような部分の散乱光６のみが対物レンズ５に入る。
また、照明光３の入射角θcは全反射条件ｓｉｎθc ≧
ｎ2 ／ｎ3 を満足するために２１ｂのＳｉＯ2 中に光が
進行せず、２１ｂ中からの戻り光がない。従って、被検
体２１の表面の情報を示す散乱光６のみが高コントラス
トで得られる。
【００３１】このように、照明光３の０次回折光４すな
わち反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明であ
るため、２１ｂのＳｉＯ2 のエッジ部、欠陥２１ｃ等で
の散乱光６のみが対物レンズ５にはいるため、そのよう
な箇所のみが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに
被検体２１表面に対して全反射角で照明光３が入射して
いるため、２１ｂのＳｉＯ2 の中に光が進行せず、２１
ｂ中からの戻り光がなく、表面だけの情報が高コントラ
ストで得られた。さらに屈折率１．７０の液浸となって
いるため、実質的に解像力が向上した。
わち反射光がレンズに入らないいわゆる暗視野照明であ
るため、２１ｂのＳｉＯ2 のエッジ部、欠陥２１ｃ等で
の散乱光６のみが対物レンズ５にはいるため、そのよう
な箇所のみが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに
被検体２１表面に対して全反射角で照明光３が入射して
いるため、２１ｂのＳｉＯ2 の中に光が進行せず、２１
ｂ中からの戻り光がなく、表面だけの情報が高コントラ
ストで得られた。さらに屈折率１．７０の液浸となって
いるため、実質的に解像力が向上した。
【００３２】なお、本実施形態では素子分離領域として
ＳｉＯ2 、媒質１１としてポリシランを用いる場合を示
したが、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθ
c ＞ＮＡを満足させる屈折率ｎ2 ，ｎ3 を有する絶縁物
および媒質であれば本発明を適用可能であることは勿論
であり、媒質１１として例えばレジストのポリマー材料
を用いることも可能である。
ＳｉＯ2 、媒質１１としてポリシランを用いる場合を示
したが、ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 、かつｎ3 ・ｓｉｎθ
c ＞ＮＡを満足させる屈折率ｎ2 ，ｎ3 を有する絶縁物
および媒質であれば本発明を適用可能であることは勿論
であり、媒質１１として例えばレジストのポリマー材料
を用いることも可能である。
【００３３】また、上記第１，第２実施形態では光学顕
微鏡を用いて異物、欠陥等を観測する場合を示したが、
対物レンズ５の画像を観測できる装置、例えばＣＣＤカ
メラにより画像を撮像して観測する場合等でも本発明を
適用可能であることは勿論である。
微鏡を用いて異物、欠陥等を観測する場合を示したが、
対物レンズ５の画像を観測できる装置、例えばＣＣＤカ
メラにより画像を撮像して観測する場合等でも本発明を
適用可能であることは勿論である。
【００３４】さらに、上記第１，第２実施形態では被検
体としてダマシンプロセスにより形成された配線パター
ン、素子分離工程により形成された半導体微細パターン
を用いる場合を示したが、表面が検査波長に対して透光
性を有する物質と透光性を有しない物質から構成される
被検体であれば本発明を適用可能であることは勿論であ
る。
体としてダマシンプロセスにより形成された配線パター
ン、素子分離工程により形成された半導体微細パターン
を用いる場合を示したが、表面が検査波長に対して透光
性を有する物質と透光性を有しない物質から構成される
被検体であれば本発明を適用可能であることは勿論であ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
射光の０次回折光すなわち反射光がレンズに入らないい
わゆる暗視野照明であり、パターンのエッジ部、欠陥な
どでの散乱光のみが対物レンズに入るため、そのような
箇所のみが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに被
検体表面に対して全反射角で照明光が入射しているた
め、透光性を有する物質中に光が進行せず、その戻り光
がなく、被検体表面のみの情報を高コントラストで得る
ことができる。
射光の０次回折光すなわち反射光がレンズに入らないい
わゆる暗視野照明であり、パターンのエッジ部、欠陥な
どでの散乱光のみが対物レンズに入るため、そのような
箇所のみが明るく光る顕微鏡画像が得られた。さらに被
検体表面に対して全反射角で照明光が入射しているた
め、透光性を有する物質中に光が進行せず、その戻り光
がなく、被検体表面のみの情報を高コントラストで得る
ことができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る表面パターンの検
査装置の構成を示す図。
査装置の構成を示す図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る表面パターンの検
査装置の構成を示す図。
査装置の構成を示す図。
【図３】従来の表面パターンの検査装置の構成を示す
図。
図。
１，２１…被検体 １ａ…絶縁膜 １ｂ…微細パターン １ｃ…下地パターン １ｄ，２１ｃ…欠陥 ３…照明光 ４…０次回折光 ５…対物レンズ ６…散乱光 １１…媒質 ２１ａ…Ｓｉ ２１ｂ…ＳｉＯ２
Claims (4)
- 【請求項１】 表面が検査波長に対して透光性を有する
物質と透光性を有しない物質から構成されており、該表
面が平坦化された被検体の表面に照明光を斜め方向から
入射させ、該被検体の表面の光学像を対物レンズで拡大
して観測することにより被検体の表面の異常を検査する
表面パターンの検査方法において、 前記対物レンズと被検体表面の間に、前記透光性を有す
る物質の屈折率ｎ2 より大きい屈折率ｎ3 を有する媒質
を充填し、該媒質側から被検体表面との界面に向かって
ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 を満足する斜入射角θc で照明
光を入射させ、かつ前記対物レンズとしてｎ3 ・ｓｉｎ
θc ＞ＮＡを満足するＮＡを有するものを用いることを
特徴とする表面パターンの検査方法。 - 【請求項２】 被検体は、検査波長に対して透明な絶縁
膜に溝を形成し、この溝内に不透明な金属を埋め込んで
形成した半導体配線パターンであることを特徴とする請
求項１記載の表面パターンの検査方法。 - 【請求項３】 被検体は、検査波長に対して不透明な半
導体基板に素子分離用の溝を形成し、溝内に透明な絶縁
膜を埋め込んで形成した半導体パターンであることを特
徴とする請求項１記載の表面パターンの検査方法。 - 【請求項４】 表面が検査波長に対して透光性を有する
物質と透光性を有しない物質から構成されており、該表
面が平坦化された被検体の表面に斜め方向から入射角θ
c で照明光を入射する手段と、該被検体の表面の光学像
を開口数ＮＡの対物レンズで拡大して観測する手段と、
前記透光性を有する物質の屈折率ｎ2より大きい屈折率
ｎ3 を有し、前記対物レンズと被検体表面の間に充填さ
れた媒質とを具備し、斜入射角θc を ｓｉｎθc ≧ｎ2 ／ｎ3 ｎ3 ・ｓｉｎθc ＞ＮＡ を満足するように設定してなることを特徴とする表面パ
ターンの検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220488A JPH1163944A (ja) | 1997-08-15 | 1997-08-15 | 表面パターンの検査方法及び検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220488A JPH1163944A (ja) | 1997-08-15 | 1997-08-15 | 表面パターンの検査方法及び検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1163944A true JPH1163944A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16751862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9220488A Pending JPH1163944A (ja) | 1997-08-15 | 1997-08-15 | 表面パターンの検査方法及び検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1163944A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004117239A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Nidec Tosok Corp | エンボス文字検査装置 |
| JP2006177730A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Renesas Technology Corp | 撮像検査装置および方法 |
| JP2006234598A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Nikon Corp | 表面検査装置 |
| US7599545B2 (en) | 2003-09-05 | 2009-10-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and its apparatus for inspecting defects |
| KR101356372B1 (ko) * | 2011-11-01 | 2014-01-27 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 향상된 결함 스캐닝 |
| JP2020173141A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 株式会社ミツトヨ | 表面形状測定システムおよび表面形状測定器を用いた表面形状測定方法 |
-
1997
- 1997-08-15 JP JP9220488A patent/JPH1163944A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004117239A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Nidec Tosok Corp | エンボス文字検査装置 |
| US7599545B2 (en) | 2003-09-05 | 2009-10-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and its apparatus for inspecting defects |
| JP2006177730A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Renesas Technology Corp | 撮像検査装置および方法 |
| JP2006234598A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Nikon Corp | 表面検査装置 |
| KR101356372B1 (ko) * | 2011-11-01 | 2014-01-27 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 향상된 결함 스캐닝 |
| JP2020173141A (ja) * | 2019-04-09 | 2020-10-22 | 株式会社ミツトヨ | 表面形状測定システムおよび表面形状測定器を用いた表面形状測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |