JP2016130741A - 検査装置および撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、非偏光な光を発生する光源部と、その光源部から発生された光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第1光学部材と、その光に対する透過性を有し、その第1光学部材により増加するその光の偏光度を低減させる第2光学部材と、を備え、その第2光学部材は、その光源部の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。
第2の態様によれば、被照射物を照明する照明装置において、非偏光な光を発生する光源部と、その光源部からの光の少なくとも一部の光路を折り曲げる第1光学部材と、その光源部からの光が入射するオプティカルインテグレータと、その光に対する透過性を有し、その第1光学部材により増加するその光の偏光度を低減させる第2光学部材と、を備え、その第2光学部材は、そのオプティカルインテグレータにおける光の射出面の中心から射出された光が該照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置される照明装置が提供される。
また、第7の態様によれば、本発明の態様の検査装置で撮像素子の検査を行う工程を含む撮像素子の製造方法が提供される。
本発明の第1の実施形態につき図1〜図5を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る検査装置100を示す。検査装置100は、一例としてシリコン等からなるウエハ(半導体ウエハ)50の表面に整列形成された状態の複数のCCD型又はCMOS型等の固体撮像素子58(図7(a)参照)の性能を検査するものである。検査装置100は、被検査物であるウエハ50表面の被照射面16を均一な照度分布の照明光ILで照明する照明装置80と、ウエハ50を移動するプローバ90と、ウエハ50表面の検査対象の固体撮像素子(検査対象素子)の電気出力を取り込んでその性能を検査するテスタ56と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置53と、照明装置80を構成する光学部材等を支持するフレーム機構(不図示)とを有する。以下、ウエハ50が移動する平面内で図1の紙面に平行な方向にX軸を、図1の紙面に垂直な方向にY軸を取り、その平面に垂直な方向にZ軸を取り、Z軸に平行な軸の回りの回転方向をθz方向として説明する。
してフィラメントを有するハロゲンランプが使用されている。なお、光源1としては、一般的な白熱電球又はキセノンランプ等も使用可能である。
以下、偏光度がほぼ0%と見做せる光(偏光度が1%以下程度の光)を非偏光な光と表す。
また、白色光で使用されるミラー用コーティングは一般にはアルミニウムコートである。そこで、一例として折り返しミラー5も反射面にアルミニウムコートが施されたミラー(アルミミラー)であるとすると、アルミミラーは45°入射で概ね90%程度の反射率を持つ。さらに、アルミミラーでは、s偏光とp偏光に対する反射率特性に、図2(a)(入射角45°の場合)及び図2(b)(波長550nmの場合)に示すように5%程度の差がある。
Rp=tan2(θ1−θ2)/tan2(θ1+θ2) …(2)
Rs=sin2(θ1−θ2)/sin2(θ1+θ2) …(3)
sinθ1=nsinθ2 …(4)
なお、θ1は空気中での入射角、θ2は平行平面板中での屈折角、nは平行平面板の屈折率である。平行平面板(偏光補正板8)の材料がBK7の場合の、入射角とp偏光及びs偏光のエネルギー反射率との関係(1反射面あたり)を図3(a)に、入射角とp偏光及びs偏光のエネルギー透過率との関係(平行平面板1枚あたり)を図3(b)に、非偏光光が入射したときの入射角と透過光の偏光度との関係を図3(c)に、非偏光光が入射したときの波長と透過光の偏光度との関係(入射角28°の場合)を図3(d)に示す。光学硝子の屈折率の波長依存性は小さいので、図3(d)に示すように透過光の偏光度の波長依存性も小さい。なお、図1の偏光補正板8の表面8a(光が入射する面)に対する光軸に平行な光束の入射角は、角度調整機構10によって調整される平面15に対する傾き角αと同じである。
したがって、折り返しミラー5と偏光補正板8との組み合わせでは、それらの直線偏光成分(Y軸方向の直線偏光成分とX軸方向の直線偏光成分)が相殺するため、偏光補正板8の傾き角α(入射角)を調整することにより、偏光補正板8を透過して被照射面16に向かう光束の偏光度を小さくできる。偏光補正板8の硝材がBK7の場合、傾き角αが28°程度で透過光の偏光度が3%程度となり、45°で傾斜している折り返しミラー5(アルミミラー)で生じる偏光度がほぼ相殺される。
本実施形態に係る検査装置100は、被照射面16にあるウエハ50表面の固体撮像素子(被照射物)を照明する照明装置80を備えている。そして、照明装置80は、非偏光で広帯域の光を発生する光源1と、光源1から発生された光の光路を折り曲げる折り返しミラー5と、光源1からの光が入射するフライアイレンズ6と、その光に対する透過性を有し、折り返しミラー5により増加するその光の偏光度を低減させる偏光補正板8と、を備え、偏光補正板8は、フライアイレンズ6における光の射出面の中心から射出された光が照明装置80の光軸AXに実質的に平行になる位置に配置されている。
度の増加分)が低減される。従って、光源1から発生される非偏光な光束の偏光度の変化
(偏光度の増加)が抑制でき、検査対象の固体撮像素子(被照射面16)を広帯域でかつ非偏光な光束で照明できる。
状の光学部材(板状光学部材)を使用することも可能である。この場合、例えば、楔形状の光学部材に入射する面(表面)と平面15との成す角を傾き角αとして光軸AXに対して楔形状の光学部材を傾斜させる。この場合、αが零でないことを光軸に対して傾斜していると考える。
また、本実施形態ではリレー光学系4を備えているが、リレー光学系4は省略可能である。また、光源1は必ずしも広帯域でなくともよく、例えば特定波長の光に対する撮像素子の特性を検査する場合には、光源1として単色で非偏光な光を発生する光源を使用してもよい。この場合、折り返しミラーであれば、反射率が100%に近いレーザーミラーを使用すれば、直線偏光成分はほとんど生じないが、ビームスプリッター等では直線偏光成分を生じないようにするのは難しい。
図5は、偏光補正板8の硝材としてSF6(d線屈折率=1.805180)を使用した場合の、透過光の偏光度の入射角依存性を示す。図5より、SF6(重フリントガラス)を用いた場合には、偏光度を3%とするための入射角(傾き角α)はほぼ21°となり、BK7(クラウンガラス)を用いた場合の28°よりも小さくなるため、偏光補正板8の配置が容易である。
射角度分布をほぼ等しくして被照射面16における光量むら(傾斜むら)を抑制するため、光源1(又は二次光源)の中心からの光束が光軸AXに略平行になる位置(又は被照射面16の各位置に集光される光束において、それぞれの光束の偏光補正板8への入射角分布が互いに等しくなるような位置)が望ましい。そのため、偏光補正板8は、本実施形態のようにコンデンサレンズ7と被照射面16との間の他に、例えばフィルタ群3とリレー光学系4との間の位置P1、リレー光学系4と折り返しミラー5との間の位置、又は折り返しミラー5とフライアイレンズ6との間の位置等にも配置できる。
また、本実施形態において、被照射面16に入射する光(撮像素子の照明光)の偏光度は、非偏光を偏光度が0%と見做せる状態と定義したように、偏光度が0%の光に限定されるものではなく、所定の検査に応じた偏光度の照明光となるように偏光補正板8を設置してもよい。例えば、被照射面16に入射する光の偏光度は1%程度であってもよい。
本発明の第2の実施形態につき図6及び図7を参照して説明する。なお、図6において図1に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図6は、本実施形態に係る検査装置100Aの概略構成を示す。検査装置100Aは、ウエハ50表面の固体撮像素子(検査対象素子)を照明する照明装置80Aと、ウエハ50を移動するプローバ90と、照明装置80Aで照明された検査対象素子の性能を検査するテスタ(不図示)と、主制御装置53と、照明装置80Aの光学部材等を支持するフレーム機構FRとを備えている。
また、本実施形態においては、2段のフライアイレンズ6A,6Bを用いるいわゆるダブルフライアイ構成であるため、被照射面16における照度分布の均一性が向上している。さらに、2枚の折り返しミラー5A,5Bを用いることによって、ダブルフライアイ構成で2段のリレー光学系4A,4Bを用いていても照明装置80Aを小型化できる。
本発明の第3の実施形態につき図8を参照して説明する。なお、図8において図1及び図6に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図8は、本実施形態に係る照明装置80Bの概略構成を示す。照明装置80Bは、例えば図1の検査装置100の照明装置として使用可能である。
また、上記の各実施形態では、オプティカルインテグレータとしてフライアイレンズが使用されているが、オプティカルインテグレータとしては、ロッドインテグレータ又はロッドインテグレータとフライアイレンズとの組み合わせ等も使用可能である。
上述の撮像素子の製造方法によれば、上記の実施形態の検査装置を用いて固体撮像素子を検査する工程を含んでおり、その検査装置では非偏光な検査光又は偏光方位によらずに光量が均一な直線偏光の検査光を使用できるため、製造された固体撮像素子の性能検査を高精度に行うことができる。従って、高性能の固体撮像素子を製造できる。
Claims (8)
- 被検査物を検査する検査装置において、
光源から発生した光が入射する第1光学部材と、
前記光に対する透過性を有し、前記被検査物へ非偏光な光が入射するように前記光の偏光度を変化させる第2光学部材と、を有する照明装置と、
前記照明装置からの光で照明された前記被検査物からの出力を検出し、該検出の結果に基づいて前記被検査物を検査する検査部と、
を備え、
前記第2光学部材は、前記光源の中心から射出された光が前記照明装置の光軸に実質的に平行になる位置に配置されることを特徴とする検査装置。 - 前記第2光学部材は、板状光学部材を含み、前記照明装置の光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されたことを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
- 前記板状光学部材は、任意の方位において、前記照明装置の光軸に垂直な面に対する傾斜角が可変であることを特徴とする請求項2に記載の検査装置。
- 前記第1光学部材は、ビームスプリッターを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の検査装置。
- 前記照明装置は、
前記光源からの光が入射するオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにおける光の射出面からの光を前記被検査物へ略テレセントリックにケーラー照明するコンデンサレンズと、を更に有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記第2光学部材は、前記光源と前記オプティカルインテグレータとの間に配置されたことを特徴とする請求項5に記載の検査装置。
- 前記照明装置は前記光源を更に有すると共に、前記被検査物を載置するステージを更に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の検査装置。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の検査装置で撮像素子の検査を行う工程を含むことを特徴とする撮像素子の製造方法。
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