JP2003232620A - 透明膜の形状計測方法及び装置 - Google Patents
透明膜の形状計測方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコンウエハ上に成膜された低反射率の透
明膜の形状を高精度に計測することができる透明膜の形
状計測方法を提供すること。 【構成】 シリコンウエハ上の透明膜の形状計測にお
いて、波長1.1μm〜15μmの光を前記透明膜に照
射し、前記光の前記透明膜からの反射光を光検出器にて
撮像することにより形状を計測する。ここで、透明膜上
に照射される波長1.1μm〜15μmの光が1方向に
平行な直線縞パターンの平行光であり、前記透明膜形状
に応じた情報を含んで反射される前記縞パターンを撮像
する手段と、前記撮像手段による画像情報に基づいて前
記透明膜の形状計測を求める解析手段とを備える。
明膜の形状を高精度に計測することができる透明膜の形
状計測方法を提供すること。 【構成】 シリコンウエハ上の透明膜の形状計測にお
いて、波長1.1μm〜15μmの光を前記透明膜に照
射し、前記光の前記透明膜からの反射光を光検出器にて
撮像することにより形状を計測する。ここで、透明膜上
に照射される波長1.1μm〜15μmの光が1方向に
平行な直線縞パターンの平行光であり、前記透明膜形状
に応じた情報を含んで反射される前記縞パターンを撮像
する手段と、前記撮像手段による画像情報に基づいて前
記透明膜の形状計測を求める解析手段とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハ上
に成膜された透明体の表面形状を計測する方法及び装置
に係り、詳しくは電子デバイスの製造過程において、シ
リコンウエハ上に機能膜として塗布される透明なレジス
ト材やITO等の透明体導電膜の表面形状計測に適用す
ることができる透明膜の形状計測方法及び装置に関す
る。
に成膜された透明体の表面形状を計測する方法及び装置
に係り、詳しくは電子デバイスの製造過程において、シ
リコンウエハ上に機能膜として塗布される透明なレジス
ト材やITO等の透明体導電膜の表面形状計測に適用す
ることができる透明膜の形状計測方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年の電子デバイスにおけるデバイス基
板の高密度化及び高集積化は、飛躍的な進歩を遂げてお
り、それに伴い構造の微細化及び多層配線技術等も進展
している。
板の高密度化及び高集積化は、飛躍的な進歩を遂げてお
り、それに伴い構造の微細化及び多層配線技術等も進展
している。
【0003】このような電子デバイスは、精度良く製作
されなければならず、構造部位においては設計通りに構
造体が形成されているか、又、配線に関しても同様に形
状の計測が必須である。
されなければならず、構造部位においては設計通りに構
造体が形成されているか、又、配線に関しても同様に形
状の計測が必須である。
【0004】このような機能膜の表面形状を計測するこ
とは、電子デバイスの確立、製品の安定生産には欠かせ
ないことである。
とは、電子デバイスの確立、製品の安定生産には欠かせ
ないことである。
【0005】従来の方法は 特開平11−83454号
や特開平11−257930号のように、計測ワークに
ハロゲンランプ等の白色光又はレーザ光から形成される
格子パターンを投影し、計測ワークの表面の凹凸によっ
て、格子パターンが変形することを利用し、その計測ワ
ーク面からの反射光をCCDカメラ等の検出器で捕ら
え、その画像を画像処理し形状計測する格子パターン投
影法をベースに用いた方法である。
や特開平11−257930号のように、計測ワークに
ハロゲンランプ等の白色光又はレーザ光から形成される
格子パターンを投影し、計測ワークの表面の凹凸によっ
て、格子パターンが変形することを利用し、その計測ワ
ーク面からの反射光をCCDカメラ等の検出器で捕ら
え、その画像を画像処理し形状計測する格子パターン投
影法をベースに用いた方法である。
【0006】又、他の方法として、プローブによる接触
方式で点群データから形状計測する方法や、白色光を光
源にし可干渉距離を短くしたマイケルソン干渉計やフィ
ゾー干渉計による光干渉計測がある。特開平7−231
023号では、半導体ウエハ上に成膜された透明膜の形
状計測法について記述されている。
方式で点群データから形状計測する方法や、白色光を光
源にし可干渉距離を短くしたマイケルソン干渉計やフィ
ゾー干渉計による光干渉計測がある。特開平7−231
023号では、半導体ウエハ上に成膜された透明膜の形
状計測法について記述されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら 上述し
た特開平11−83454号や特開平11−25793
0号に記載された発明には以下の問題があった。
た特開平11−83454号や特開平11−25793
0号に記載された発明には以下の問題があった。
【0008】即ち、この計測方法においては、測定対象
物が反射表面であることが条件で且つ計測面からの反射
光であることが計測の前提である。
物が反射表面であることが条件で且つ計測面からの反射
光であることが計測の前提である。
【0009】つまり、シリコンウエハ上の透明膜の形状
計測をすると、透明膜からの反射光のみをCCDカメラ
のような撮像デバイスで捕らえたいが、透明膜からの反
射光とシリコンウエハからの反射光の2光束が重なって
戻ってしまう。又、その重なった光の光量が透明膜から
の反射光量は数%で、シリコンウエハからの反射光量は
約90%であり、圧倒的にシリコンウエハからの反射光
量が多いので、画像上はシリコンウエハからの反射光を
捕らえてしまい、透明膜の形状計測ができないという問
題がある。
計測をすると、透明膜からの反射光のみをCCDカメラ
のような撮像デバイスで捕らえたいが、透明膜からの反
射光とシリコンウエハからの反射光の2光束が重なって
戻ってしまう。又、その重なった光の光量が透明膜から
の反射光量は数%で、シリコンウエハからの反射光量は
約90%であり、圧倒的にシリコンウエハからの反射光
量が多いので、画像上はシリコンウエハからの反射光を
捕らえてしまい、透明膜の形状計測ができないという問
題がある。
【0010】又、プローブによる接触方式では、固体表
面の形状計測にしか対応できず、透明膜の塗布中のイン
プロセス計測ができない。又は、できても傷を付けてし
まうという問題がある。
面の形状計測にしか対応できず、透明膜の塗布中のイン
プロセス計測ができない。又は、できても傷を付けてし
まうという問題がある。
【0011】更に、白色光を用いた光干渉計測では、白
色光の可干渉距離以下であるITO膜のような膜厚1μ
m程度の透明膜に対して計測ができないという問題があ
る。
色光の可干渉距離以下であるITO膜のような膜厚1μ
m程度の透明膜に対して計測ができないという問題があ
る。
【0012】特開平7−231023号に示されるP偏
光を利用した方法では、1計測に2回の表面計測データ
が必要であり、リアルタイム計測に対応できないという
問題がある。
光を利用した方法では、1計測に2回の表面計測データ
が必要であり、リアルタイム計測に対応できないという
問題がある。
【0013】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、シリコンウエハ上に成膜され
た低反射率の透明膜の形状を高精度に計測することがで
きる透明膜の形状計測方法及び装置を提供することにあ
る。
で、その目的とする処は、シリコンウエハ上に成膜され
た低反射率の透明膜の形状を高精度に計測することがで
きる透明膜の形状計測方法及び装置を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、シリコンウエハが波長1.1〜15μmの
光を透過する特性を利用した計測方法であり装置であ
る。つまり、従来のパターン投影法や光干渉を利用した
マイケルソン干渉計等の光射出部に、波長1.1〜15
μmの光を射出する光源を用いて、被計測対象であるシ
リコンウエハ上の透明膜に光を照射すると透明膜からの
反射光だけが戻り、シリコンウエハに到達した光はシリ
コンウエハを透過する。従って、透明膜からの反射光の
みを撮像することができ、パターン投影法や光干渉を利
用したマイケルソン干渉計等での形状計測が可能とな
る。
の本発明は、シリコンウエハが波長1.1〜15μmの
光を透過する特性を利用した計測方法であり装置であ
る。つまり、従来のパターン投影法や光干渉を利用した
マイケルソン干渉計等の光射出部に、波長1.1〜15
μmの光を射出する光源を用いて、被計測対象であるシ
リコンウエハ上の透明膜に光を照射すると透明膜からの
反射光だけが戻り、シリコンウエハに到達した光はシリ
コンウエハを透過する。従って、透明膜からの反射光の
みを撮像することができ、パターン投影法や光干渉を利
用したマイケルソン干渉計等での形状計測が可能とな
る。
【0015】つまり、本発明は、シリコンウエハ上の透
明膜の形状計測において、波長1.1μm〜15μmの
光を前記透明膜に照射して、前記光の反射光を光検出器
にて撮像することにより形状計測することを特徴とす
る。
明膜の形状計測において、波長1.1μm〜15μmの
光を前記透明膜に照射して、前記光の反射光を光検出器
にて撮像することにより形状計測することを特徴とす
る。
【0016】
【発明実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【0017】<実施の形態1>図1に示す構成を説明す
る。
る。
【0018】図1において、1は透明膜からの反射光を
検出するIRカメラで、1倍の対物レンズ(材質:BK
7)が組まれている。2は波長1.1μm、出力1mW
の半導体レーザを射出する光源部、3は図3に示された
100μmのライン/スペースの石英ガラス上にクロム
膜をレーザにて格子パターンが描画された格子プレート
であり、格子プレートと光源の間に光束を広げ且つ平行
光とする光学系8(材質:BK7)が配置される。
検出するIRカメラで、1倍の対物レンズ(材質:BK
7)が組まれている。2は波長1.1μm、出力1mW
の半導体レーザを射出する光源部、3は図3に示された
100μmのライン/スペースの石英ガラス上にクロム
膜をレーザにて格子パターンが描画された格子プレート
であり、格子プレートと光源の間に光束を広げ且つ平行
光とする光学系8(材質:BK7)が配置される。
【0019】4はシリコンウエハ5上にスピンコーター
にて塗布された、乾燥後の透明なレジストである。膜厚
は乾燥後で10μmである。
にて塗布された、乾燥後の透明なレジストである。膜厚
は乾燥後で10μmである。
【0020】以上の構成において、光源1から射出され
た波長1.1μmの可干渉光が光学系8を通過すること
によって光径がφ0.8mm〜φ8mmの平行光に変光
され、格子プレート3を透過する。格子プレート3を透
過した光は、100μmのライン/スペースの平行光線
の格子パターン光となり、透明なレジストが成膜された
シリコンウエハ5へ照射される。その透明膜からの反射
光を撮像デバイスであるIRカメラで捕らえたのが図4
に示される画像である。この画格子パターン投影法で撮
像された画像は、フーリエ変換画像ソフトにより図5に
示すように3次元形状で表すことができる。
た波長1.1μmの可干渉光が光学系8を通過すること
によって光径がφ0.8mm〜φ8mmの平行光に変光
され、格子プレート3を透過する。格子プレート3を透
過した光は、100μmのライン/スペースの平行光線
の格子パターン光となり、透明なレジストが成膜された
シリコンウエハ5へ照射される。その透明膜からの反射
光を撮像デバイスであるIRカメラで捕らえたのが図4
に示される画像である。この画格子パターン投影法で撮
像された画像は、フーリエ変換画像ソフトにより図5に
示すように3次元形状で表すことができる。
【0021】<実施の形態2>図2に示す構成を説明す
る。
る。
【0022】図2において、1は透明膜からの反射光を
検出するIRカメラで、1倍の対物レンズ(材質:BK
7)が組まれている。2は波長1.1μm、出力1mW
の半導体レーザを射出する光源部、3は図3に示された
アルミに100μmのライン/スペースをレーザにて描
画した格子プレートである。
検出するIRカメラで、1倍の対物レンズ(材質:BK
7)が組まれている。2は波長1.1μm、出力1mW
の半導体レーザを射出する光源部、3は図3に示された
アルミに100μmのライン/スペースをレーザにて描
画した格子プレートである。
【0023】格子プレート3と光源1の間に光束を広げ
且つ平行光とする光学系8が配置される。4はシリコン
ウエハ5上にスピンコーターにて塗布された、乾燥後の
透明なレジストである。膜厚は乾燥後で10μmであ
る。
且つ平行光とする光学系8が配置される。4はシリコン
ウエハ5上にスピンコーターにて塗布された、乾燥後の
透明なレジストである。膜厚は乾燥後で10μmであ
る。
【0024】以上の構成において、光源1から射出され
た波長1.1μmの可干渉光が光学系(光学部品材質:
BK7)8を通過することによって光径がφ0.8mm
〜φ8mmの平行光に変光され、格子プレート3に照射
する。格子プレート3を反射した光は、100μmのラ
イン/スペースの平行光線の格子パターン光となり、透
明なレジストが成膜されたシリコンウエハ5へ照射され
る。その透明膜からの反射光を撮像デバイスであるIR
カメラで捕らえたのが図4に示される画像である。この
画格子パターン投影法で撮像された画像は、フーリエ変
換画像ソフトにより図5に示すように3次元形状で表す
ことができる。
た波長1.1μmの可干渉光が光学系(光学部品材質:
BK7)8を通過することによって光径がφ0.8mm
〜φ8mmの平行光に変光され、格子プレート3に照射
する。格子プレート3を反射した光は、100μmのラ
イン/スペースの平行光線の格子パターン光となり、透
明なレジストが成膜されたシリコンウエハ5へ照射され
る。その透明膜からの反射光を撮像デバイスであるIR
カメラで捕らえたのが図4に示される画像である。この
画格子パターン投影法で撮像された画像は、フーリエ変
換画像ソフトにより図5に示すように3次元形状で表す
ことができる。
【0025】<実施の形態3>図6に示す構成を説明す
る。
る。
【0026】図6において、1は光検出部であるIRカ
メラ、2は可干渉光を射出する光源部で、波長1.1μ
m、容量1mWの半導体レーザである。
メラ、2は可干渉光を射出する光源部で、波長1.1μ
m、容量1mWの半導体レーザである。
【0027】4は透明体のレジストであり、シリコンウ
エハ5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態であ
る。6は射出されたIR光を2光束に分割するハーフミ
ラー(材質:BK7)、7は基準面となる基準ミラー
(材質:BK7)で、面精度λ/20のガラスである。
エハ5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態であ
る。6は射出されたIR光を2光束に分割するハーフミ
ラー(材質:BK7)、7は基準面となる基準ミラー
(材質:BK7)で、面精度λ/20のガラスである。
【0028】9は光源部2より射出された波長1.1μ
mの光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビーム
エキスパンダ(光学部品材質:BK7)である。
mの光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビーム
エキスパンダ(光学部品材質:BK7)である。
【0029】光源部2より波長1.1μmのIR光を射
出すると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍
となり、φ4mmの平行光線として射出される。ビーム
エキスパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、
ハーフミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス
7の面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明
体のレジスト4へ照射される。
出すると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍
となり、φ4mmの平行光線として射出される。ビーム
エキスパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、
ハーフミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス
7の面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明
体のレジスト4へ照射される。
【0030】基準ガラス7面に照射された光は、数%程
度反射し、ハーフミラー6に戻る。シリコンウエハ5上
の透明なレジスト4に照射された光は、90%前後はレ
ジスト4、シリコンウエハ5を透過してしまうが、数%
の光は透明膜4表面で反射し、ハーフミラー6へ戻る。
基準ガラス7からの反射光とレジスト4からの反射光が
ハーフミラー6の位置で重ね合わさり、干渉現象を起こ
し、IRカメラ1に投影される。
度反射し、ハーフミラー6に戻る。シリコンウエハ5上
の透明なレジスト4に照射された光は、90%前後はレ
ジスト4、シリコンウエハ5を透過してしまうが、数%
の光は透明膜4表面で反射し、ハーフミラー6へ戻る。
基準ガラス7からの反射光とレジスト4からの反射光が
ハーフミラー6の位置で重ね合わさり、干渉現象を起こ
し、IRカメラ1に投影される。
【0031】IRカメラ1で撮像した像は、図8で示さ
れるような3次元形状を表す干渉縞である。この干渉縞
からシリコンウエハ5上に成膜された透明体のレジスト
4の形状を計測することができる。
れるような3次元形状を表す干渉縞である。この干渉縞
からシリコンウエハ5上に成膜された透明体のレジスト
4の形状を計測することができる。
【0032】<実施の形態4>図7に示す構成を説明す
る。
る。
【0033】図7において、1は光検出部であるIRカ
メラ、2は可干渉光を射出する光源部で、波長1.1μ
m、容量1mWの半導体レーザ、4は透明体のレジスト
であり、シリコンウエハ5上にスピンコートで成膜され
た乾燥後の状態である。
メラ、2は可干渉光を射出する光源部で、波長1.1μ
m、容量1mWの半導体レーザ、4は透明体のレジスト
であり、シリコンウエハ5上にスピンコートで成膜され
た乾燥後の状態である。
【0034】ハーフミラー(材質:BK7)で入射光は
透明膜面に透過し、透明膜面からの反射光はIRカメラ
1に入射する。
透明膜面に透過し、透明膜面からの反射光はIRカメラ
1に入射する。
【0035】7は基準面となる基準ミラー(材質:BK
7)で、面精度λ/20のガラスである。10は光束を
拡大するスペシャルイフィルタ(光学部品材質:BK
7)、11はスペシャルフィルタ10で拡大された光束
を平行光とするシリンドリカルレンズ(材質:BK7)
である。
7)で、面精度λ/20のガラスである。10は光束を
拡大するスペシャルイフィルタ(光学部品材質:BK
7)、11はスペシャルフィルタ10で拡大された光束
を平行光とするシリンドリカルレンズ(材質:BK7)
である。
【0036】光源部2から波長1.1μmの光を射出
し、スペシャルフィルタ10で光束が5倍に拡大され、
コリメーティングレンズ11で平行光とする。ハーフミ
ラー6は、スペシャルフィルタ10とコリメーティング
レンズ11との間に配置した。コリメーティングレンズ
11からの平行光線中に基準面ガラス7と透明体のレジ
スト4が成膜されたシリコンウエハ5を配置した。
し、スペシャルフィルタ10で光束が5倍に拡大され、
コリメーティングレンズ11で平行光とする。ハーフミ
ラー6は、スペシャルフィルタ10とコリメーティング
レンズ11との間に配置した。コリメーティングレンズ
11からの平行光線中に基準面ガラス7と透明体のレジ
スト4が成膜されたシリコンウエハ5を配置した。
【0037】基準面ガラス7を透過した波長1.1μm
の光は、透明体のレジスト4が成膜されたシリコンウエ
ハ5に照射されるが、光量の約90%はシリコンウエハ
5を透過し、数%はレジスト4表面からの反射光とな
り、ハーフミラー6に戻ることになる。
の光は、透明体のレジスト4が成膜されたシリコンウエ
ハ5に照射されるが、光量の約90%はシリコンウエハ
5を透過し、数%はレジスト4表面からの反射光とな
り、ハーフミラー6に戻ることになる。
【0038】つまり、基準ガラス7の反射光と、これを
透過したレジスト4表面からの反射光は重ね合わさり、
干渉現象を起こし、IRカメラ1に投影される。
透過したレジスト4表面からの反射光は重ね合わさり、
干渉現象を起こし、IRカメラ1に投影される。
【0039】IRカメラ1で撮像した像は、図8で示さ
れるような3次元形状を表す干渉縞である。この干渉縞
からシリコンウエハ5上に成膜された透明体のレジスト
4の形状を計測することができる。
れるような3次元形状を表す干渉縞である。この干渉縞
からシリコンウエハ5上に成膜された透明体のレジスト
4の形状を計測することができる。
【0040】<実施の形態5>実施の形態3で示した図
6に示す構成で以下記述の実験を実施した。
6に示す構成で以下記述の実験を実施した。
【0041】1は光検出部であるIRカメラ、2は可干
渉光を射出する光源部で、波長5μm、容量1mWの半
導体レーザ、4は透明体のレジストで、シリコンウエハ
5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態である。
渉光を射出する光源部で、波長5μm、容量1mWの半
導体レーザ、4は透明体のレジストで、シリコンウエハ
5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態である。
【0042】6は射出されたIR光を2光束に分割する
ハーフミラー(材質:CaF2 )、7は基準面となる
基準ミラーで、面精度λ/20のガラス(材質:CaF
2)である。
ハーフミラー(材質:CaF2 )、7は基準面となる
基準ミラーで、面精度λ/20のガラス(材質:CaF
2)である。
【0043】9は光源部2より射出された波長5μmの
光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビームエキ
スパンダ(光学部品材質:CaF2 )である。
光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビームエキ
スパンダ(光学部品材質:CaF2 )である。
【0044】光源部2より波長5μmのIR光を射出す
ると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍とな
り、φ4mmの平行光線として射出される。ビームエキ
スパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、ハー
フミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス7の
面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明体の
レジスト4へ照射される。
ると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍とな
り、φ4mmの平行光線として射出される。ビームエキ
スパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、ハー
フミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス7の
面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明体の
レジスト4へ照射される。
【0045】基準ガラス7面に照射された光は、数%程
度反射し、ハーフミラー6戻る。
度反射し、ハーフミラー6戻る。
【0046】シリコンウエハ5上の透明なレジスト4に
照射された光は、90%前後は、レジスト4、シリコン
ウエハ5を透過してしまうが、数%の光は透明膜4表面
で反射し、ハーフミラー6へ戻る。基準ガラス7からの
反射光とレジスト4からの反射光がハーフミラー6の位
置で重ね合わさり、干渉現象を起こし、IRカメラ1に
投影される。
照射された光は、90%前後は、レジスト4、シリコン
ウエハ5を透過してしまうが、数%の光は透明膜4表面
で反射し、ハーフミラー6へ戻る。基準ガラス7からの
反射光とレジスト4からの反射光がハーフミラー6の位
置で重ね合わさり、干渉現象を起こし、IRカメラ1に
投影される。
【0047】IRカメラ1で撮像した像は、実施の形態
3と同様な図8で示されるような3次元形状を表す干渉
縞である。この干渉縞からシリコンウエハ5上に成膜さ
れた透明体のレジスト4の形状を計測することができ
る。
3と同様な図8で示されるような3次元形状を表す干渉
縞である。この干渉縞からシリコンウエハ5上に成膜さ
れた透明体のレジスト4の形状を計測することができ
る。
【0048】<実施の形態6>実施の形態3で示した図
6に示す構成で以下記述の実験を実施した。
6に示す構成で以下記述の実験を実施した。
【0049】1は光検出部であるIRカメラ、2は可干
渉光を射出する光源部で、波長10μm、容量1mWの
半導体レーザ、4は透明体のレジストで、シリコンウエ
ハ5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態であ
る。
渉光を射出する光源部で、波長10μm、容量1mWの
半導体レーザ、4は透明体のレジストで、シリコンウエ
ハ5上にスピンコートで成膜された乾燥後の状態であ
る。
【0050】6は射出されたIR光を2光束に分割する
ハーフミラー(材質:Ge)、7は基準面となる基準ミ
ラーで、面精度λ/20のガラス(材質:Ge)であ
る。
ハーフミラー(材質:Ge)、7は基準面となる基準ミ
ラーで、面精度λ/20のガラス(材質:Ge)であ
る。
【0051】9は光源部2より射出された波長10μm
の光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビームエ
キスパンダ(光学部品材質:De)である。
の光を5倍に拡大し、平行光線として射出するビームエ
キスパンダ(光学部品材質:De)である。
【0052】光源部2より波長10μmのIR光を射出
すると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍と
なり、φ4mmの平行光線として射出される。ビームエ
キスパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、ハ
ーフミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス7
の面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明体
のレジスト4へ照射される。
すると、ビームエキスパンダ9に入射し、光径が5倍と
なり、φ4mmの平行光線として射出される。ビームエ
キスパンダ9から射出されたφ4mmの平行光線は、ハ
ーフミラー6で2光束に分割され、一方が基準ガラス7
の面へ、他方がシリコンウエハ5上に成膜された透明体
のレジスト4へ照射される。
【0053】基準ガラス7面に照射された光は、数%程
度反射し、ハーフミラー6に戻る。シリコンウエハ5上
の透明なレジスト4に照射された光は、90%前後は、
レジスト4、シリコンウエハ5を透過してしまうが、数
%の光は透明膜4表面で反射してハーフミラー6へ戻
る。基準ガラス7からの反射光とレジスト4からの反射
光がハーフミラー6の位置で重ね合わさり、干渉現象を
起こし、IRカメラ1に投影される。
度反射し、ハーフミラー6に戻る。シリコンウエハ5上
の透明なレジスト4に照射された光は、90%前後は、
レジスト4、シリコンウエハ5を透過してしまうが、数
%の光は透明膜4表面で反射してハーフミラー6へ戻
る。基準ガラス7からの反射光とレジスト4からの反射
光がハーフミラー6の位置で重ね合わさり、干渉現象を
起こし、IRカメラ1に投影される。
【0054】IRカメラ1で撮像した像は、実施の形態
3と同様な図8で示されるような3次元形状を表す干渉
縞である。この干渉縞からシリコンウエハ5上に成膜さ
れた透明体のレジスト4の形状を計測することができ
る。
3と同様な図8で示されるような3次元形状を表す干渉
縞である。この干渉縞からシリコンウエハ5上に成膜さ
れた透明体のレジスト4の形状を計測することができ
る。
【0055】更に、波長15μmの半導体レーザ光を用
いても、実施の形態6に説明した構成で同様に計測可能
である。
いても、実施の形態6に説明した構成で同様に計測可能
である。
【0056】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、シリコンウエハ上の透明膜の形状計測におい
て、波長1.1μm〜15μmの光を透明膜に照射し、
前記光の前記透明膜からの反射光を光検出器にて撮像す
るようにしたため、シリコンウエハ上に成膜された低反
射率の透明膜の形状を高精度に計測することができると
いう効果が得られる。
よれば、シリコンウエハ上の透明膜の形状計測におい
て、波長1.1μm〜15μmの光を透明膜に照射し、
前記光の前記透明膜からの反射光を光検出器にて撮像す
るようにしたため、シリコンウエハ上に成膜された低反
射率の透明膜の形状を高精度に計測することができると
いう効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態1で行った実験構成を示す
図である。
図である。
【図2】本発明の実施の形態2で行った実験構成を示す
図である。
図である。
【図3】本発明の実施の形態1,2で使用した格子パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
【図4】本発明の実施の形態1,2で使用した格子パタ
ーン投影像を示す図である。
ーン投影像を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態1,2での計測結果(表面
プロファイル)を示す図である。
プロファイル)を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態3で行った実験構成を示す
図である。
図である。
【図7】本発明の実施の形態4で行った実験構成を示す
図である。
図である。
【図8】本発明の実施の形態3,4で撮像した干渉縞を
示す図である。
示す図である。
1 IRカメラ
2 光源
3 格子パターン
4 レジスト膜
5 シリコンウエハ
6 ハーフミラー
7 基準ガラス
8 光学系
10 スペシャルフィルタ
11 シリンドリカルレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 2F065 AA51 BB22 CC19 CC31 DD04
DD06 DD16 FF04 FF51 GG04
GG06 HH03 HH07 JJ03 LL00
LL09 LL12 LL21 LL41 QQ24
QQ31
4M106 AA11 BA08 CA22 CA24 CA47
DH13 DH38 DH39 DH60
Claims (7)
- 【請求項1】 シリコンウエハ上の透明膜の形状計測に
おいて、波長1.1μm〜15μmの光を前記透明膜に
照射し、前記光の前記透明膜からの反射光を光検出器に
て撮像することにより形状を計測することを特徴とする
透明膜の形状計測方法。 - 【請求項2】 透明膜上に照射される波長1.1μm〜
15μmの光が1方向に平行な直線縞パターンの平行光
であり、前記透明膜形状に応じた情報を含んで反射され
る前記縞パターンを撮像する手段と、前記撮像手段によ
る画像情報に基づいて前記透明膜の形状計測を求める解
析手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の透明
膜の形状計測方法。 - 【請求項3】 波長1.1μm〜15μmの光がコヒー
レント光であって、前記コヒーレント光を射出する手段
と、前記コヒーレント光を第1光束と第2光束に分割す
る手段を有し、前記第1光束と前記第2光束を基準面及
び透明膜が成膜されたシリコンウエハに照射し、前記基
準面で反射した前記第1光束と前記透明膜で反射した前
記第2光束を干渉させ、干渉像を発現し、前記干渉像を
撮像する手段と、前記撮像手段による画像情報に基づい
て前記透明膜の形状計測を求める解析手段とを備えるこ
とを特徴とする請求項1記載の透明膜の形状計測方法。 - 【請求項4】 波長1.1μm〜15μmのコヒーレン
ト光であって、前記コヒーレント光を射出する光射出部
を有し、前記光射出部から射出された光と同じ光路上に
前記光を透過と反射する基準面と透明膜が成膜されたシ
リコンウエハが配置され、前記光が前記透過と反射する
基準面に照射され、前記基準面を透過し、その後、前記
基準面を透過した光が前記透明膜が成膜された基準面に
照射され、前記照射により発生する前期透明膜からの反
射光と前記基準面からの反射光とを干渉させ、干渉像を
発現し、前記干渉像を撮像する手段と、前記撮像手段に
よる画像情報に基づいて前記透明膜の形状計測を求める
解析手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の透
明膜の形状計測方法。 - 【請求項5】 シリコンウエハ上の透明膜からの反射光
により形状計測する透明膜の形状計測装置において、 波長1.1μm〜15μmの光を射出する光射出部と前
記射出された光を1方向に平行な直線縞パターンの平行
光にする縞パターンプレートを有し、前記縞パターンプ
レートにより成形された前記縞パターンを、前記シリコ
ンウエハ上の透明膜に照射し、前記シリコンウエハ上の
透明膜からの形状情報を含んだ縞パターン反射光を撮像
する撮像手段と、前記撮像手段による画像情報に基づい
て前記シリコンウエハ上の透明膜の形状を求める形状解
析手段とを備えることを特徴とする透明膜の形状計測装
置。 - 【請求項6】 シリコンウエハ上の透明膜からの反射光
により形状計測する透明膜の形状計測装置において、 波長1.1μm〜15μmコヒーレント光を射出する光
射出部と、前記コヒーレント光を第1光束と第2光束に
分割するミラーを有し、前記第1光束と前記第2光束を
基準面及び透明膜が成膜されたシリコンウエハに照射
し、前記基準面で反射した前記第1光束と前記透明膜で
反射した前記第2光束を干渉させ、干渉像を発現し、前
期干渉像を撮像する手段と、前記撮像手段による画像情
報に基づいて前記透明膜の形状計測を求める解析手段と
を備えることを特徴とする透明膜の形状計測装置。 - 【請求項7】 シリコンウエハ上の透明膜からの反射光
により形状計測する透明膜の形状計測装置において、 波長1.1μm〜15μmのコヒーレント光を射出する
光射出部を有し、前記光射出部から射出された光と同じ
光路上に前記光を透過と反射する基準面と透明膜が成膜
されたシリコンウエハが配置され、前記光が前記透過と
反射する基準面に照射され、前記基準面を透過し、その
後、前記基準面を透過した光が前記透明膜が成膜された
基準面に照射され、前記照射により発生する前記透明膜
からの反射光と前記基準面からの反射光とを干渉させ、
干渉像を発現し、前記干渉像を撮像する手段と、前記撮
像手段による画像情報に基づいて前記透明膜の形状計測
を求める解析手段とを備えることを特徴とする透明膜の
形状計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002031770A JP2003232620A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 透明膜の形状計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002031770A JP2003232620A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 透明膜の形状計測方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003232620A true JP2003232620A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27775077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002031770A Pending JP2003232620A (ja) | 2002-02-08 | 2002-02-08 | 透明膜の形状計測方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003232620A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012512400A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-05-31 | アイメス サービシーズ ゲーエムベーハー | 高反射物質あるいは透過性物質の三次元光学測定装置および方法 |
CN109059806A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 河北工业大学 | 一种基于红外条纹的镜面物体三维面形测量装置及方法 |
-
2002
- 2002-02-08 JP JP2002031770A patent/JP2003232620A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012512400A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-05-31 | アイメス サービシーズ ゲーエムベーハー | 高反射物質あるいは透過性物質の三次元光学測定装置および方法 |
CN109059806A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-21 | 河北工业大学 | 一种基于红外条纹的镜面物体三维面形测量装置及方法 |
CN109059806B (zh) * | 2018-07-26 | 2019-09-06 | 河北工业大学 | 一种基于红外条纹的镜面物体三维面形测量装置及方法 |
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