JPS61201106A - 透明な膜の撮像方式 - Google Patents

透明な膜の撮像方式

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Publication number
JPS61201106A
JPS61201106A JP4194585A JP4194585A JPS61201106A JP S61201106 A JPS61201106 A JP S61201106A JP 4194585 A JP4194585 A JP 4194585A JP 4194585 A JP4194585 A JP 4194585A JP S61201106 A JPS61201106 A JP S61201106A
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JP
Japan
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light
resist
film
photoelectric conversion
imaging
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Pending
Application number
JP4194585A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Goto
幸博 後藤
Nobushi Suzuki
鈴木 悦四
Hiroshi Inoue
広 井上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4194585A priority Critical patent/JPS61201106A/ja
Publication of JPS61201106A publication Critical patent/JPS61201106A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は透明な膜の撮像方式に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕表面が透明な膜
例えば半導体素子の製造工aにおいて、単結晶ロッド゛
から切り出した半導体ウェーハに多数の半導体素子を形
成するが、この工程はレジスト例えばフォトレジストを
塗布し、このフォトレジストを選択的にエツチングして
所望形状の一導電形半導体層や電極、リードを形成、す
ることが行なわれていることは当業者において周知のこ
とである。これらの各工程は都度マスク合せが行なわれ
るが、レジスト表面の状態、例えば膜厚の変化、異物、
キズなどは半導体の不良の原因となるため、早い工程で
発見することが要望される。このため各工程毎に作業者
による目視で検査しているのが現状である。
しかし、最近のIC工業においては256にビット、1
Mビットと高集積化が要望されるにつれ、超クリーンル
ームなどが建築されているが、このような超クリーンル
ームでは塵のもとである人間の入室人員などは制限され
、機械によって自動的に検査することなどが要望されて
いる。
従来、半導体ウェーハ表面のキズを機械的に検知する方
法などは多数提案されているが、半導体ウェーハに設け
られるレジストのような透明な膜の表面についての膜厚
の変化と異物、傷を検出する方法はない。特に膜厚の変
化のうち、レジストのボタ落ち、前工程におけるマスク
合せ時の光学系調整不良による部分的非焦点部に発生す
るような膜厚の変化の検知は困難である。
〔発明の目的〕
この発明は上記点に鑑みなされたもので、少なくとも表
面が透明膜の表面でも膜厚の変化を適藉y′撮像しうる
撮像方式を提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、この発明は、少なくとも表面が透明な膜面に拡散
光を照射する手段と、この照明手段にょシ上記膜面から
正反射する位置で光電変換素子により撮像する手段とを
具備してなる透明な膜の撮像方式を得るものである。
〔発明の実施例〕
次に本発明撮像方式を少なくとも表面が透明な膜として
半導体素子製造各工程における半導体ウェー八表面に形
成されるレジスト膜例えば現像終了後の7オトレジスト
表面の膜厚の変化を測定するための半導体ウェー・・表
面のレジスト膜の検査装置に適用した実施例を図面を参
照して説明する。
半導体ウェーハ(1)の表面に7オトレジスト(2)が
設けられた被検体(3)を設ける。この被検体(3)に
対して右斜め上方に拡散板(4)を配置し、この拡散板
(4)に光源(5)から照射する。すなわち、光源(5
)からの光を拡散板(4)で拡散光にしてレジスト(2
)の表面に照射する。この時の入射角はレジスト(2)
の表面に対して加変乃至(9)度が最適である。この拡
散光によす照射されたレジスト(2)表面からの正反射
光路には光電変換装置(6)を配置する。この光電変換
装置(6)は光電変換素子として例えばITVカメラ(
7)が用いられる。このITVカメラ(7)の入射光路
には特定の波長の光のみを通過させる光学フィルタ例え
ば干渉フィルタ(8)が配設される。
このような光学系で撮像することてより、レジスト(2
)の膜厚の変化を良好に撮像できる。−fJHl1)次
に本発明方式を用いて、超クリーンルームにおける半導
体製造工程に好適なレジスト膜厚の変化、異物、傷の有
無検査装置に適用した実施例を第7図を。工し、説明す
、。
回転テーブル51)上に被検体として半導体ウニ・・上
にレジスト膜の設けられた半導体製造工程途中のウェー
ハ6湯をレジス)Mを上方にして載置する。
この載置手段は半導体製造工程の検査毎にロボット駆動
などでコレットによりレジスト膜の設けられていないウ
エノ・裏面を吸着して移送載置し、検査終了後再びコレ
クトによシ吸着して次工程に移送するシステムラインを
作る。上記ウェーノー63の垂直方向上方に第1の光電
変換素子として例えば第1のITVカメラ6階を配置す
る。このカメラ印への入射光は光源5411の光軸がウ
ェーハ■の中心となるようにした照明光てよるレジスト
膜の表面からの散乱光である。さらに第1図で説明した
光学系が設置されている。即ち光源54からの光の一部
は拡散板(至)で拡散され、この拡散された拡散光はレ
ジスト膜I52の表面に入射する。この時の入射角はレ
ジスト膜53面に対して加変乃至(資)度が好適である
。この拡散光の入射による正反射光路に第2の光電変換
素子例えば第2のITVカメラ(至)を配置する。この
カメラ(ト)の入射光路には光学フィルタ例えば干渉フ
ィルタ5つが配設されている。上記(ロ)伝テーブル6
υは、’#@機構台6渇上に設けられ、回転テーブル6
υ上に被検体t5Bが載置された時正しくテーブル(5
1)面に密着される如くバキュームによる吸気孔lが設
けられているっ一ヒ記駆動機構台5gJ内にはモータ(
−からの回転を予め定められた速度に変換する速度変換
ギヤが設けられているっ上記モータ601はテーブルコ
ントロール回路6υにより制御される。上記第1のIT
Vカメラら国の出力にはカメラコントローラ回路のaが
接続され、カメラaの出力信号を増幅成形されて画像処
理装置−に入力する。また同様に第2のITVカメラ(
至)出力にもカメラコントローラ回路(財)に接続され
、カメラ[有]出力信号を増幅成形して上記画像処理装
置−に人形して情報処理袋gL(至)に入力する。この
装置−には検査機能が内蔵され、コンビーータなどくよ
り画像処理装置的出力信号を演算処理して上記異物、傷
や膜厚の変化の有無とか、良否などの検査を行う。検査
結果を画像処理装置e3に戻して′rvモニタなどに表
示する。情報処理装置(至)での検査状況に応じてウェ
ハ6zを移動させたい時、テーブルコントローラ6υを
介して回転テーブル6υを移動させる0 次に検査動作を説明するつウェーハ口が回転テーブル(
51)上に載置されると、もし被検ウエノ・曽上に鵜・
異物があれば、この傷・異物により光源54)からの光
が散乱し、その散乱光の一部が第1のITVカメラ■に
入射し、撮像される。もし傷・異物がなければ照明光は
被検ウニ・・63上で正反射するため、第1のITVカ
メラ6■には入射光はない。
照明装置即ち光源(ロ)から出た光は通常ある広がり角
を持っているため、そのままウニ・・表面で正反射した
像をITvカメラ2にて撮像しても、ウニ・・152の
中心のみが光って周辺部は暗くなる。これを避けるため
光源(ロ)からの光の一部は光拡散載置で拡散され、こ
の拡散板59からの散乱光をウェハ53のレンスト膜表
面にて正反射させると、第2のITVカメラ(ト)には
正反射光による照度ムラのをい均一な光学像が入射され
る。
この時、ウニ・・5邊の表面にはレジストの薄い膜が形
成されており、前記正反射光像を見るとレジストの厚さ
の違いによって色が異って見える。これは透明なレジス
ト薄膜により光の干渉現象がおき、特定の波長が強調も
しくは弱められるためである。従って、第2のITVカ
メラ(至)の入射光路に光学フィルタ、例えば干渉フィ
ルタ57)を設置することにより、特定の波長のみを撮
像することができる。これはとりもなおさず被検ウエノ
・6邊上のレジスト膜厚変化を第2のITVカメラ(至
)で撮像できる。
また第1のITVカメラ63)および第2のITVカメ
ラ(至)は画像処理装置a161および全体制御を行う
情報処理装置−とが接続されており、ウエノ53上の傷
、異物・レジスト表面状態を自動的に知ることができる
即ち、第1の1TV力メラ@出力信号をカメラコントロ
ーラ回路(63で、増幅・成形したのちディジタル化し
て画像処理装置−のメモリに記憶する。
メモリに記憶した情報を予め定めた手段で読み出して傷
・異物信号の有無の判定を行うため情報処理装置的で予
め定められた設定値と比較して傷・異物の検知を行う。
その検査結果を画像処理装置((至)に設けられている
TVモニタに表示する。また第2のITVカメラ(ト)
出力信号は同様にカメラコントローラ回路[6荀で増幅
成形され、画像処理装置−でディジタル信号に変換され
てメモリに記憶される。このメモリから読み出し、情報
処理装置・6って予め定められた設定値と比較してレジ
スト表面状態の検査を行う。例えば表面状態異常の有無
、有るとすれば例えばmそオサ膜厚の変化か、牙÷吾養
赤→レジストのボタ落ちがどの部分に有るか、華÷号→
前露光工穆での光学レンズの非集束部があるかなどの検
査を行い、その結果を画像処理装置(63のモニタやデ
ータとして出力する。上記情報処理装置−の検査におい
て人力情報からつニー−・5のを移動させたい場合、移
動のプログラムをテーブルコントローラ6υに出力して
回転テーブル51)を回転させる。移動のプログラムは
例えば何度回転させて停止させ、次に何度回転させて停
止するなどの動作プログラムである。これらは、予め複
数種メモリに記憶され適宜選択できるよってなりている
。このような検査が終了すると、つ工いることKより表
面が透明なレジスト膜が付着されたウェーハの検査を自
動的に実行できる。上記実施例ではウェーハ63のみを
回転させる例について説明したが光源(ロ)、拡散板6
5、ITVカメラ謔国を適宜移動させても、相対的なも
のであることは当業者には理解されることである。
さらに上記実施例ではITVカメラ(1)による傷異物
検査とITVカメラ(2)による膜の厚さ検査を同時に
実施した例について説明したが、時分割で検査してもよ
い。これは傷・異物、膜の厚さの変化が存在する場合【
有効である。勿論同時でも処理系表示系を2系統又は切
換え可能に設定しておけばよい。さらKtた上記実施例
では表面が透明な膜として半導体製造工程におけるウェ
ーハ上に設けられるレジスト膜の表面状態について説明
したが、表面に透明な膜を有するものであれば写真のフ
ィルムやプラスチック薄板の表面の撮像に適用して効果
がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、透明な膜の表面の
微細な膜厚の変化などを高精度に撮像できる撮像方式を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方式の実施例を説明するための略図、 
           ・ 1壇(IHIH卜+奔、第ψ−は第1図の他の実施例説
明図である。 5.54 ・*g、  7,53,56−I T V 
力) 5 。 8.57・・・光学フィルタ、4,55・・・拡散板、
3.52・・・ウェーハ。 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 (ほか1名) 第1図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも表面が透明な膜面に拡散光を照射する
    手段と、この照明手段により上記膜面から正反射する位
    置で光電変換素子により撮像する手段とを具備してなる
    ことを特徴とする透明な膜の撮像方式。
  2. (2)少なくとも表面が透明な膜は半導体ウェハ上に設
    けられたレジスト膜である特許請求の範囲第1項記載の
    透明な膜の撮像方式。
  3. (3)半導体ウェーハ上に設けられたレジスト表面に斜
    め上方から光照射する手段と、この光照射手段による上
    記レジスト表面からの散乱光を第1の光電変換素子で撮
    像する手段と、上記レジスト表面に拡散光を照射する手
    段と、この照射手段により上記膜面からの正反射する位
    置で第2の光電変換素子で撮像する手段と、上記第1お
    よび第2の光電変換手段出力から上記レジスト表面の膜
    厚の変化や傷などを検出する手段とを具備してなること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項ならびに第2項いず
    れか記載の透明な膜の撮像方式。
  4. (4)第1および第2の光電変換素子は単一の光電変換
    素子を用い光電変換素子と光源とを相対的に移動させる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の透明な膜
    の撮像方式。
  5. (5)レジスト表面からの散乱光を撮像する手段および
    レジスト表面からの正反射光を撮像する手段は時分割で
    実行することを特徴とする特許請求の範囲第3項および
    第4項いずれか記載の透明な膜の撮像方式。
  6. (6)第1の光電変換素子にて撮像するときの照明装置
    の光軸はウェーハの中心を通るようにし、第2の光電変
    換素子にて撮像するときの光軸は拡散源の方向に向ける
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の透明な膜
    の撮像方式。
  7. (7)光電変換素子による撮像は特定の波長のみを撮像
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6項
    いずれか記載の透明な膜の撮像方式。
JP4194585A 1985-03-05 1985-03-05 透明な膜の撮像方式 Pending JPS61201106A (ja)

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JP4194585A JPS61201106A (ja) 1985-03-05 1985-03-05 透明な膜の撮像方式

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JPS61201106A true JPS61201106A (ja) 1986-09-05

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JP (1) JPS61201106A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63305512A (ja) * 1987-06-05 1988-12-13 Fujitsu Ltd レジストパタ−ン検査装置
EP0452665A2 (en) * 1990-04-20 1991-10-23 Electronic Systems S.P.A. Device and scanning method for measuring the thickness of opaque or transparent coatings of any type using a laser

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63305512A (ja) * 1987-06-05 1988-12-13 Fujitsu Ltd レジストパタ−ン検査装置
EP0452665A2 (en) * 1990-04-20 1991-10-23 Electronic Systems S.P.A. Device and scanning method for measuring the thickness of opaque or transparent coatings of any type using a laser

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