JPH04343003A - 半導体・マスク蛍光検出装置 - Google Patents
半導体・マスク蛍光検出装置Info
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- JPH04343003A JPH04343003A JP11363591A JP11363591A JPH04343003A JP H04343003 A JPH04343003 A JP H04343003A JP 11363591 A JP11363591 A JP 11363591A JP 11363591 A JP11363591 A JP 11363591A JP H04343003 A JPH04343003 A JP H04343003A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハや同マスク
の検査装置に係り、とくにウエハやマスク上の微小なレ
ジスト残りが発する蛍光を高感度、高速に検出する蛍光
検出装置に関する。
の検査装置に係り、とくにウエハやマスク上の微小なレ
ジスト残りが発する蛍光を高感度、高速に検出する蛍光
検出装置に関する。
【0001】
【従来の技術】従来の半導体ウエハ表面上のレジスト残
りは、走査型電子顕微鏡や蛍光顕微鏡等を用いて検査さ
れていた。図2は昭和59年発行の電子通信学会編「L
SIハンドブック」、第689頁に記載されている蛍光
解析システムのブロック図である。
りは、走査型電子顕微鏡や蛍光顕微鏡等を用いて検査さ
れていた。図2は昭和59年発行の電子通信学会編「L
SIハンドブック」、第689頁に記載されている蛍光
解析システムのブロック図である。
【0002】図2において、試料11上の有機異物であ
るレジスト残り等を観察する場合には、励起光源1から
の紫外光をフィルタ2、ビ−ムスプリッタ4、対物レン
ズ5等を介して試料11の表面に垂直に照射し、この照
射により試料11上の有機異物が発する蛍光を対物レン
ズ5、ビ−ムスプリッタ4、モノクロメ−タ7等を介し
て取り出し、検出器7により検出するようにしていた。 なお、有機異物の同定を行う場合にはモノクロメ−タ7
により上記蛍光のスペクトル分析を行うようにしていた
。また、試料11表面のパタ−ンを観察する場合には、
ミラ−12を点線の位置に傾けて観察光3を試料11表
面に照射するようにしていた。
るレジスト残り等を観察する場合には、励起光源1から
の紫外光をフィルタ2、ビ−ムスプリッタ4、対物レン
ズ5等を介して試料11の表面に垂直に照射し、この照
射により試料11上の有機異物が発する蛍光を対物レン
ズ5、ビ−ムスプリッタ4、モノクロメ−タ7等を介し
て取り出し、検出器7により検出するようにしていた。 なお、有機異物の同定を行う場合にはモノクロメ−タ7
により上記蛍光のスペクトル分析を行うようにしていた
。また、試料11表面のパタ−ンを観察する場合には、
ミラ−12を点線の位置に傾けて観察光3を試料11表
面に照射するようにしていた。
【0003】特開平2−115752号公報には、斜め
照射のレ−ザ光をウエハ表面に照射してその散乱光より
異物を検出する検出系と、水銀ランプ等のUV励起光を
ウエハ表面上に垂直に照射して得られる蛍光の波長、色
情報等より異物の性質を分析する分析系とをウエハを移
動することなく一貫して行うことが開示されている。ま
た、特開平1−191044号公報には、低角照射用及
び高角照射用のS偏光レ−ザビ−ムをウエハ表面上に斜
めに照射して異物の位置、形状等を検出する検査系と、
水銀ランプ等のUV,B,BV領域の励起光をウエハ表
面上に垂直に照射して得られる蛍光より異物の性質を検
出する落射形蛍光顕微鏡系とを一つの検査装置内に収容
することが開示されている。
照射のレ−ザ光をウエハ表面に照射してその散乱光より
異物を検出する検出系と、水銀ランプ等のUV励起光を
ウエハ表面上に垂直に照射して得られる蛍光の波長、色
情報等より異物の性質を分析する分析系とをウエハを移
動することなく一貫して行うことが開示されている。ま
た、特開平1−191044号公報には、低角照射用及
び高角照射用のS偏光レ−ザビ−ムをウエハ表面上に斜
めに照射して異物の位置、形状等を検出する検査系と、
水銀ランプ等のUV,B,BV領域の励起光をウエハ表
面上に垂直に照射して得られる蛍光より異物の性質を検
出する落射形蛍光顕微鏡系とを一つの検査装置内に収容
することが開示されている。
【0004】また、特開平1−102342号公報には
、レ−ザ光を試料の下方から蛍光顕微鏡の光軸に平行に
導入して2次元的に走査し、試料が放出する蛍光の波長
の相異なる強度を測定し、これに演算処理を施して2次
元、3次元画像化することが開示されている。
、レ−ザ光を試料の下方から蛍光顕微鏡の光軸に平行に
導入して2次元的に走査し、試料が放出する蛍光の波長
の相異なる強度を測定し、これに演算処理を施して2次
元、3次元画像化することが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記走査型電子顕微鏡
によりウエハ表面を検査する場合には、表面を微細に観
察できるものの、表面上のレジスト残りのみを際立たせ
て配線パタ−ンや拡散層等の像から明瞭に区分して表示
することができないため、得られた像の検査には熟練を
要しまた時間がかかるという問題があった。また、検査
に先立って顕微鏡内を排気する必要上、検査のスル−プ
ットが極めて低いという問題もあった。
によりウエハ表面を検査する場合には、表面を微細に観
察できるものの、表面上のレジスト残りのみを際立たせ
て配線パタ−ンや拡散層等の像から明瞭に区分して表示
することができないため、得られた像の検査には熟練を
要しまた時間がかかるという問題があった。また、検査
に先立って顕微鏡内を排気する必要上、検査のスル−プ
ットが極めて低いという問題もあった。
【0006】また、上記蛍光顕微鏡を用いる場合には、
分解能や蛍光検出感度等が不足するため最近の微細加工
を施したIC、LSI等におけるサブミクロン領域のレ
ジスト残りを検査できないという問題があった。また、
上記図2に示した蛍光解析システムでは、ウエハ毎の表
面状態が異なるため上記蛍光検出の感度を高めるための
最適励起条件を予め確定し難いという問題があり、実際
上は検出できない有機異物が残存するので、IC、LS
I等におけるサブミクロン領域のレジスト残りの検査に
は性能が不十分であった。
分解能や蛍光検出感度等が不足するため最近の微細加工
を施したIC、LSI等におけるサブミクロン領域のレ
ジスト残りを検査できないという問題があった。また、
上記図2に示した蛍光解析システムでは、ウエハ毎の表
面状態が異なるため上記蛍光検出の感度を高めるための
最適励起条件を予め確定し難いという問題があり、実際
上は検出できない有機異物が残存するので、IC、LS
I等におけるサブミクロン領域のレジスト残りの検査に
は性能が不十分であった。
【0007】また、上記特開平2−115752号公報
、特開平1−191044号公報、特開平1−1023
42号公報等では、水銀ランプ等のUV励起光をウエハ
表面上に垂直に照射していたのでウエハ表面上に様々な
形状で存在する異物を必ずしも効率良く励起できないと
いう問題があった。本発明の目的は、上記励起光の照射
角度、方向等を異物の形状、種類等に応じて調整して蛍
光検出感度を向上し、さらに、励起光や蛍光の波長を最
適に設定して最大の蛍光検出感度を得ることのできる半
導体・マスク蛍光検出装置を提供することにある。
、特開平1−191044号公報、特開平1−1023
42号公報等では、水銀ランプ等のUV励起光をウエハ
表面上に垂直に照射していたのでウエハ表面上に様々な
形状で存在する異物を必ずしも効率良く励起できないと
いう問題があった。本発明の目的は、上記励起光の照射
角度、方向等を異物の形状、種類等に応じて調整して蛍
光検出感度を向上し、さらに、励起光や蛍光の波長を最
適に設定して最大の蛍光検出感度を得ることのできる半
導体・マスク蛍光検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】励起光をウエハやマスク
等(試料)に対して斜めに照射するようにし、さらに試
料の全周方向から照射するようにし、また、照射角およ
び照射方向の異なる複数の励起光照射手段のなかから蛍
光検出に有効な照射手段を選択するようにし、さらに、
試料面に対して励起光を垂直に照射する手段をも備える
ようにする。
等(試料)に対して斜めに照射するようにし、さらに試
料の全周方向から照射するようにし、また、照射角およ
び照射方向の異なる複数の励起光照射手段のなかから蛍
光検出に有効な照射手段を選択するようにし、さらに、
試料面に対して励起光を垂直に照射する手段をも備える
ようにする。
【0009】さらに、上記励起光照射角度を変更する手
段を備えるようにし、これを例えば励起光を蛍光検出装
置内に導入する光ファイバと、上記光ファイバの一端を
上記蛍光検出装置筐体の内部に貫通して保持し、さらに
光ファイバ装置の取り付け角度、取り付け位置等を調整
することのできる手段により構成するようにする。
段を備えるようにし、これを例えば励起光を蛍光検出装
置内に導入する光ファイバと、上記光ファイバの一端を
上記蛍光検出装置筐体の内部に貫通して保持し、さらに
光ファイバ装置の取り付け角度、取り付け位置等を調整
することのできる手段により構成するようにする。
【0010】さらに、上記励起光の波長と蛍光の検出波
長を変更できるようにし、上記照射角度や励起光波長お
よび蛍光の検出波長等に応じて変化する蛍光の最大値を
検出するようにする。さらに、上記蛍光の最大値に対応
する照射角度や励起光波長および蛍光の検出波長等の最
適条件を表示し、また、同一レジスト材料(異物)に対
して得られる複数の上記最適条件を統計処理してその最
確値を算出するようにする。
長を変更できるようにし、上記照射角度や励起光波長お
よび蛍光の検出波長等に応じて変化する蛍光の最大値を
検出するようにする。さらに、上記蛍光の最大値に対応
する照射角度や励起光波長および蛍光の検出波長等の最
適条件を表示し、また、同一レジスト材料(異物)に対
して得られる複数の上記最適条件を統計処理してその最
確値を算出するようにする。
【0011】また、上記励起光を偏光して照射し、試料
の蛍光を偏光板を介して検出するようにする。また、上
記励起光を断続して照射しその遮断後に得られる蛍光を
検出するようにする。さらに、試料面に可視光も照射す
るようにして可視光照射により得られる試料のパタ−ン
画像と励起光照射により得られる蛍光画像をス−パ−イ
ンポ−ズして表示するようにする。
の蛍光を偏光板を介して検出するようにする。また、上
記励起光を断続して照射しその遮断後に得られる蛍光を
検出するようにする。さらに、試料面に可視光も照射す
るようにして可視光照射により得られる試料のパタ−ン
画像と励起光照射により得られる蛍光画像をス−パ−イ
ンポ−ズして表示するようにする。
【0012】
【作用】上記励起光を斜めに照射しその照射角度を調整
することにより蛍光強度を高めることができ、また、上
記励起光の垂直照射により試料のトレンチ底部に存在す
る異物を検出することができる。さらに、上記励起光の
波長と蛍光の検出波長を調整することにより最大の蛍光
強度が得られる。また上記蛍光の最大強度が得られる条
件を統計処理して表示することにより、励起光側と蛍光
側のフィルタを更に適したものに交換することができる
。
することにより蛍光強度を高めることができ、また、上
記励起光の垂直照射により試料のトレンチ底部に存在す
る異物を検出することができる。さらに、上記励起光の
波長と蛍光の検出波長を調整することにより最大の蛍光
強度が得られる。また上記蛍光の最大強度が得られる条
件を統計処理して表示することにより、励起光側と蛍光
側のフィルタを更に適したものに交換することができる
。
【0013】また、上記励起光を偏光して照射し、試料
の蛍光を偏光板を介して検出することにより、バックグ
ランドノイズが減少するので蛍光検出のS/Nが向上す
る。また、上記励起光の照射後の蛍光を検出することに
より、励起光の乱反射によるバックグランドノイズの影
響が除去される。さらに、上記可視光照射により得られ
る試料のパタ−ン画像と励起光照射により得られる蛍光
画像をス−パ−インポ−ズして表示することにより、異
物の位置がパタ−ン位置に関連づけられて表示される。
の蛍光を偏光板を介して検出することにより、バックグ
ランドノイズが減少するので蛍光検出のS/Nが向上す
る。また、上記励起光の照射後の蛍光を検出することに
より、励起光の乱反射によるバックグランドノイズの影
響が除去される。さらに、上記可視光照射により得られ
る試料のパタ−ン画像と励起光照射により得られる蛍光
画像をス−パ−インポ−ズして表示することにより、異
物の位置がパタ−ン位置に関連づけられて表示される。
【0014】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
。 〔実施例 1〕図1は、本発明による蛍光検出装置実
施例における励起光照射部の構成図である。励起光源1
の出射光はダイヤフラム(絞り)22により光量を調節
され、励起フィルタ挿入口21に挿入される励起光フィ
ルタにより波長領域を設定されて光ファイバ30に入射
される。光ファイバ30は蛍光検出装置の筐体50の開
口部を通して内部に挿入され試料11に励起光を照射す
る。51は試料11面から散乱光が吸収フィルタ42等
の側面から侵入することを防止する蔽いである。蔽い5
1は吸収フィルタ42およびイメジインテンシファイヤ
40の側面部を遮光することにより省略することができ
る。
。 〔実施例 1〕図1は、本発明による蛍光検出装置実
施例における励起光照射部の構成図である。励起光源1
の出射光はダイヤフラム(絞り)22により光量を調節
され、励起フィルタ挿入口21に挿入される励起光フィ
ルタにより波長領域を設定されて光ファイバ30に入射
される。光ファイバ30は蛍光検出装置の筐体50の開
口部を通して内部に挿入され試料11に励起光を照射す
る。51は試料11面から散乱光が吸収フィルタ42等
の側面から侵入することを防止する蔽いである。蔽い5
1は吸収フィルタ42およびイメジインテンシファイヤ
40の側面部を遮光することにより省略することができ
る。
【0015】上記励起光の照射により試料11上のレジ
スト残りは蛍光を発するので、これを対物レンズ5、吸
収フィルタ42等を介してイメジインテンシファイヤ4
0に導入する。吸収フィルタ42等は上記励起光を遮断
して蛍光のみを通過させる。図3は上記イメジインテン
シファイヤ40の構成図である。イメジインテンシファ
イヤ40のフォトカソ−ド47は入射する蛍光を電子に
変換してマイクロチャネル電子増倍器46に入射する。
スト残りは蛍光を発するので、これを対物レンズ5、吸
収フィルタ42等を介してイメジインテンシファイヤ4
0に導入する。吸収フィルタ42等は上記励起光を遮断
して蛍光のみを通過させる。図3は上記イメジインテン
シファイヤ40の構成図である。イメジインテンシファ
イヤ40のフォトカソ−ド47は入射する蛍光を電子に
変換してマイクロチャネル電子増倍器46に入射する。
【0016】マイクロチャネル電子増倍器46は例えば
図4に示すように多数の細径シリカガラス管よりなるマ
イクロチャネル421を束ねた断面構造を有し、個々の
マイクロチャネル421はそれぞれ電子増倍管として動
作する。すなわち図5に示すように、マイクロチャネル
421の下側から入射した一次電子はシリカガラス管の
内壁に衝突する度に2次電子放出により増倍されるので
一個の一次電子は例えば100万個に増倍されて出射さ
れる。この電子増倍率は印加するバイアス電圧により調
整することができる。
図4に示すように多数の細径シリカガラス管よりなるマ
イクロチャネル421を束ねた断面構造を有し、個々の
マイクロチャネル421はそれぞれ電子増倍管として動
作する。すなわち図5に示すように、マイクロチャネル
421の下側から入射した一次電子はシリカガラス管の
内壁に衝突する度に2次電子放出により増倍されるので
一個の一次電子は例えば100万個に増倍されて出射さ
れる。この電子増倍率は印加するバイアス電圧により調
整することができる。
【0017】上記マイクロチャネル電子増倍器46を出
射した電子は図3に示すアノ−ドフォスファ43により
光に変換される。この光の像は明度が著しく増強されて
いるものの形状はフォトカソ−ド47に入射された蛍光
像と等しい。アノ−ドフォスファ43の出射光像はレン
ズ44により撮像素子45の受光面に結像され電気信号
に変換される。
射した電子は図3に示すアノ−ドフォスファ43により
光に変換される。この光の像は明度が著しく増強されて
いるものの形状はフォトカソ−ド47に入射された蛍光
像と等しい。アノ−ドフォスファ43の出射光像はレン
ズ44により撮像素子45の受光面に結像され電気信号
に変換される。
【0018】上記本発明の蛍光検出装置では図1に示し
たように、試料11の表面に対して励起光を斜めに照射
するようにした点が第1の特徴である。すなわち、図2
の従来装置のように励起光を試料11の表面に対して垂
直に照射すると、試料11表面からの強い散乱光成分が
対物レンズ5内に直接入射し、これを吸収フィルタ42
により十分に除去できないため撮像素子45が出力する
画像信号のバックグラウンド雑音が増加する。
たように、試料11の表面に対して励起光を斜めに照射
するようにした点が第1の特徴である。すなわち、図2
の従来装置のように励起光を試料11の表面に対して垂
直に照射すると、試料11表面からの強い散乱光成分が
対物レンズ5内に直接入射し、これを吸収フィルタ42
により十分に除去できないため撮像素子45が出力する
画像信号のバックグラウンド雑音が増加する。
【0019】これに対し本発明では光ファイバ30によ
り励起光を試料11の表面に対して斜めに照射するので
、試料表面から直接反射される励起光成分を弱めること
ができる。さらに実際のレジスト残りは試料表面のパタ
−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいので上記斜め照射
によりレジスト残りに照射される励起光量を増やすこと
ができ、これにより出力画像信号強度を強めたり、レジ
スト残りの検出感度を高めることができる。
り励起光を試料11の表面に対して斜めに照射するので
、試料表面から直接反射される励起光成分を弱めること
ができる。さらに実際のレジスト残りは試料表面のパタ
−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいので上記斜め照射
によりレジスト残りに照射される励起光量を増やすこと
ができ、これにより出力画像信号強度を強めたり、レジ
スト残りの検出感度を高めることができる。
【0020】表1は上記本発明の斜め照射の効果を示す
実験デ−タである。
実験デ−タである。
【表1】
表1においては、図6に示すように光ファイバ30の先
端を試料11の励起光照射位置より約30mm離し、励
起光の入射角度θを変えて試料11が発する蛍光光量を
フォトンカウンタにより計測した。なお、試料11とし
ては図7に示すような多数の点状レジストパタ−ンを設
けたサンプル1と、図7に示すような多数の帯状レジス
トパタ−ンを設けたサンプル2を用意し、それぞれの中
の6個のレジストパタ−ン部の1つに励起光を照射する
ようにした。また、励起光源1には広い波長範囲にわた
って比較的均一な強度が得られるキセノンランプを用い
、励起フィルタの通過波長範囲は380〜425nm、
吸収フィルタ42の低域遮断波長は450nmに設定し
た。
端を試料11の励起光照射位置より約30mm離し、励
起光の入射角度θを変えて試料11が発する蛍光光量を
フォトンカウンタにより計測した。なお、試料11とし
ては図7に示すような多数の点状レジストパタ−ンを設
けたサンプル1と、図7に示すような多数の帯状レジス
トパタ−ンを設けたサンプル2を用意し、それぞれの中
の6個のレジストパタ−ン部の1つに励起光を照射する
ようにした。また、励起光源1には広い波長範囲にわた
って比較的均一な強度が得られるキセノンランプを用い
、励起フィルタの通過波長範囲は380〜425nm、
吸収フィルタ42の低域遮断波長は450nmに設定し
た。
【0021】表1に示すように、励起光の入射角度θに
応じてフォトンカウンタの計数値は顕著に変化し、サン
プル1及び同2の双方とも入射角度θ=15度において
最大の計数値を示している。また、入射角度θが20度
、25度と増加するにしたがい上記計数値が急速に減衰
することからみて、従来の入射角度θ=90度に相当す
る垂直入射の場合に較べて上記斜め入射の場合には蛍光
検出感度は著しく向上することがわかる。すなわち、本
発明の斜め入射により蛍光検出感度を大幅に高めること
ができるのである。
応じてフォトンカウンタの計数値は顕著に変化し、サン
プル1及び同2の双方とも入射角度θ=15度において
最大の計数値を示している。また、入射角度θが20度
、25度と増加するにしたがい上記計数値が急速に減衰
することからみて、従来の入射角度θ=90度に相当す
る垂直入射の場合に較べて上記斜め入射の場合には蛍光
検出感度は著しく向上することがわかる。すなわち、本
発明の斜め入射により蛍光検出感度を大幅に高めること
ができるのである。
【0022】図9は上記本発明装置のレジスト残り検出
能を調べるために線幅の異なる複数の線状レジストを設
けた試料11を作成し、入射角度θを上記15度に設定
してフォトンカウンタの計数値を測定しものである。こ
れより0.5μmのレジスト線幅を十分な確度で検出で
き、さらに狭い線幅をも検出できることがわかる。次に
上記図9で得たレジスト残り検出能の値を確認するため
に実際のウエハ上の微小なレジスト残りを調べてみた。 まず走査型顕微鏡を用いてウエハ上に直径が略0.2μ
mと0.5μmのレジスト残りが存在することを確認し
、次いで上記本発明の蛍光検出装置により励起光を斜め
入射して上記確認済みのレジスト残りからの蛍光を検出
するようにした。その結果、上記二つのレジスト残りと
同一形状の螢光像を極めて明瞭に検出することができた
。したがってこの実験結果から本発明の蛍光検出装置は
、直径や幅等が0.1μm以下のレジスト残りを十分に
検出できるものと推定することができる。
能を調べるために線幅の異なる複数の線状レジストを設
けた試料11を作成し、入射角度θを上記15度に設定
してフォトンカウンタの計数値を測定しものである。こ
れより0.5μmのレジスト線幅を十分な確度で検出で
き、さらに狭い線幅をも検出できることがわかる。次に
上記図9で得たレジスト残り検出能の値を確認するため
に実際のウエハ上の微小なレジスト残りを調べてみた。 まず走査型顕微鏡を用いてウエハ上に直径が略0.2μ
mと0.5μmのレジスト残りが存在することを確認し
、次いで上記本発明の蛍光検出装置により励起光を斜め
入射して上記確認済みのレジスト残りからの蛍光を検出
するようにした。その結果、上記二つのレジスト残りと
同一形状の螢光像を極めて明瞭に検出することができた
。したがってこの実験結果から本発明の蛍光検出装置は
、直径や幅等が0.1μm以下のレジスト残りを十分に
検出できるものと推定することができる。
【0023】なお、半導体ウエハに用いられるレジスト
材は多岐にわたるので、上記入射角θ、励起光源1の種
類、励起フィルタの通過波長範囲、吸収フィルタの低域
遮断波長等はレジスト材の種類に応じて適宜再設定する
必要がある。
材は多岐にわたるので、上記入射角θ、励起光源1の種
類、励起フィルタの通過波長範囲、吸収フィルタの低域
遮断波長等はレジスト材の種類に応じて適宜再設定する
必要がある。
【0024】〔実施例 2〕上記実施例1においては
、励起光を試料11に対して一方向から斜めに照射した
。 しかし、一方向照射のみではその方向を向いたレジスト
は良く見えるが他の方向を向いたレジストは必ずしも常
に良く見えるとは限られない。この問題は図10に示す
ように励起光を試料11の全周方向から照射するように
することにより解決することができる。
、励起光を試料11に対して一方向から斜めに照射した
。 しかし、一方向照射のみではその方向を向いたレジスト
は良く見えるが他の方向を向いたレジストは必ずしも常
に良く見えるとは限られない。この問題は図10に示す
ように励起光を試料11の全周方向から照射するように
することにより解決することができる。
【0025】図10において、31は光ファイバ30に
より導入された励起光の向きを試料11方向に曲げ、さ
らに対物レンズ5の全周より照射するようにするライト
ガイドである。これにより励起光は点線で示す方向に出
射するので試料11上の対物レンズ5の直下部分を全周
にわたって照射することができる。なお、ライトガイド
31の下部には必要に応じてフィルタ32を取付けられ
るようにすることもできる。また、励起光の出射方向は
ライトガイド31の作り方を変えることにより適宜調整
することができる。
より導入された励起光の向きを試料11方向に曲げ、さ
らに対物レンズ5の全周より照射するようにするライト
ガイドである。これにより励起光は点線で示す方向に出
射するので試料11上の対物レンズ5の直下部分を全周
にわたって照射することができる。なお、ライトガイド
31の下部には必要に応じてフィルタ32を取付けられ
るようにすることもできる。また、励起光の出射方向は
ライトガイド31の作り方を変えることにより適宜調整
することができる。
【0026】〔実施例 3〕最近の半導体メモリでは
電荷蓄積用容量をスペ−スを増やさずに大きくするため
に、図11に示すようなトレンチ(溝)構造を採用する
場合が増えている。このようなトレンチ構造においては
表面部のレジスト残り12の他に溝の底部のレジスト残
り13を確実に検出できるようにする必要がある。しか
しながら、表面部のレジスト残り12は上記本発明の実
施例1および2に記載の方法で良好に検出することがで
きるがレジスト残り13には斜め照射の励起光が届かな
いため検出困難である。
電荷蓄積用容量をスペ−スを増やさずに大きくするため
に、図11に示すようなトレンチ(溝)構造を採用する
場合が増えている。このようなトレンチ構造においては
表面部のレジスト残り12の他に溝の底部のレジスト残
り13を確実に検出できるようにする必要がある。しか
しながら、表面部のレジスト残り12は上記本発明の実
施例1および2に記載の方法で良好に検出することがで
きるがレジスト残り13には斜め照射の励起光が届かな
いため検出困難である。
【0027】このような場合には図12に示すように、
光ファイバ33を設け、その励起光をハ−フミラ−34
により反射させ対物レンズ5を介して試料11の表面に
垂直に照射し、上記レジスト残り13を確実に検出でき
るようにする。なお必要に応じては、光ファイバ31と
同33に接続する励起光源を切替るようにする。
光ファイバ33を設け、その励起光をハ−フミラ−34
により反射させ対物レンズ5を介して試料11の表面に
垂直に照射し、上記レジスト残り13を確実に検出でき
るようにする。なお必要に応じては、光ファイバ31と
同33に接続する励起光源を切替るようにする。
【0028】〔実施例 4〕レジスト残りが発する蛍
光は例えばレジスト材中の共役二重結合を有する芳香族
炭化水素系物質が紫外線照射により励起状態に遷移して
から基底状態に戻る際のエネルギ−差により発生する。 したがって、上記励起光がレジスト残り内をできるだけ
長く通過するようにすると通過長さに比例して蛍光量は
増加するのでレジスト残りの検出感度を向上することが
できる。
光は例えばレジスト材中の共役二重結合を有する芳香族
炭化水素系物質が紫外線照射により励起状態に遷移して
から基底状態に戻る際のエネルギ−差により発生する。 したがって、上記励起光がレジスト残り内をできるだけ
長く通過するようにすると通過長さに比例して蛍光量は
増加するのでレジスト残りの検出感度を向上することが
できる。
【0029】このために、図13に示すように励起光が
レジスト残り12内を全反射を繰り返しながら通過する
ように入射角θを設定するようにする。上記全反射は入
射角θを図13に示すように数度の角度に設定すると生
じやすくなり、またレジスト残りが扁平であるほど全反
射回数が多くなる。また、レジスト残りから出射する励
起光成分は蛍光顕微鏡の光軸方向に対して略直角になる
ので、この光成分がバックグランドノイズとして蛍光顕
微鏡内に入射する割合も著しく低下する。しかしながら
、実際のレジスト残りの形状は様々であり入射角θを上
記数度の角度に設定すると常に最良の蛍光検出感度が得
られる訳でもないので、実際には励起光入射角θを上記
数度の値から表1に示したように数10度の範囲内を変
化させて最良の蛍光検出感度が得られる角度を探索でき
るようにすることが肝要である。
レジスト残り12内を全反射を繰り返しながら通過する
ように入射角θを設定するようにする。上記全反射は入
射角θを図13に示すように数度の角度に設定すると生
じやすくなり、またレジスト残りが扁平であるほど全反
射回数が多くなる。また、レジスト残りから出射する励
起光成分は蛍光顕微鏡の光軸方向に対して略直角になる
ので、この光成分がバックグランドノイズとして蛍光顕
微鏡内に入射する割合も著しく低下する。しかしながら
、実際のレジスト残りの形状は様々であり入射角θを上
記数度の角度に設定すると常に最良の蛍光検出感度が得
られる訳でもないので、実際には励起光入射角θを上記
数度の値から表1に示したように数10度の範囲内を変
化させて最良の蛍光検出感度が得られる角度を探索でき
るようにすることが肝要である。
【0030】〔実施例 5〕図12において光ファイ
バ33に可視光を入射するようにすると試料面のパタ−
ン像を検察することができる。また、上記可視光による
パタ−ン像上に光ファイバ30から励起光を照射して得
られるレジスト残りの像を重ねると試料上のパタ−ンと
レジスト残りの位置関係を把握することができるので、
不良解析を一段と便利にすることができる。図14は上
記パタ−ン像とレジスト残り像を重ね合わせて表示する
ことのできる本発明の実施例の構成図である。
バ33に可視光を入射するようにすると試料面のパタ−
ン像を検察することができる。また、上記可視光による
パタ−ン像上に光ファイバ30から励起光を照射して得
られるレジスト残りの像を重ねると試料上のパタ−ンと
レジスト残りの位置関係を把握することができるので、
不良解析を一段と便利にすることができる。図14は上
記パタ−ン像とレジスト残り像を重ね合わせて表示する
ことのできる本発明の実施例の構成図である。
【0031】図14において、1aは励起光源、1bは
励起光と可視光を切替て発生できる光源である。まず、
コンピュ−タ60は駆動装置63に指令信号を送って走
査ステ−ジ10上の試料11を所定の位置に設定する。 次いで光源1bを点灯して試料11に可視光を照射しパ
タ−ン像を検出する。このパタ−ン像はディスプレイ6
2上でその画像を確認され画像メモリ61に格納される
。次いで、光源を1bから1aに切替て試料11に励起
光を照射してレジスト残り像を検出し同様に画像メモリ
61に格納する。また試料にトレンチ構造がある場合に
は光源1bを紫外光に切り替え、試料11に励起光を垂
直に照射するようにする。
励起光と可視光を切替て発生できる光源である。まず、
コンピュ−タ60は駆動装置63に指令信号を送って走
査ステ−ジ10上の試料11を所定の位置に設定する。 次いで光源1bを点灯して試料11に可視光を照射しパ
タ−ン像を検出する。このパタ−ン像はディスプレイ6
2上でその画像を確認され画像メモリ61に格納される
。次いで、光源を1bから1aに切替て試料11に励起
光を照射してレジスト残り像を検出し同様に画像メモリ
61に格納する。また試料にトレンチ構造がある場合に
は光源1bを紫外光に切り替え、試料11に励起光を垂
直に照射するようにする。
【0032】オペレ−タは画像メモリ61から上記パタ
−ン像やレジスト残り像等を呼び出し、必要に応じて両
画像を重ねあわせてディスプレイ62上表示し試料を検
査する。図14においては、リング状のライトガイド3
1を用いて試料11の所定部分を全周方向から照射する
ようにしているが、状況に応じてはライトガイド31を
省略し図1のように照射するようにしてもよい。
−ン像やレジスト残り像等を呼び出し、必要に応じて両
画像を重ねあわせてディスプレイ62上表示し試料を検
査する。図14においては、リング状のライトガイド3
1を用いて試料11の所定部分を全周方向から照射する
ようにしているが、状況に応じてはライトガイド31を
省略し図1のように照射するようにしてもよい。
【0033】〔実施例 5〕周知のように半導体装置
の製造に用いられるレジスト材の種類は多岐にわたって
おり、この種類に応じて試料11に照射すべき励起光の
最適波長の値が異なっている。したがって、最良の検査
を実施するには励起光の最適波長を選定する必要がある
。 このような目的に対しては波長を可変できる励起光源が
必要である。このような波長可変の励起光源として例え
ば比較的広い波長範囲にわたて均一な強度の励起光が得
られるキセノンランプに回転式の連続分光フィルタを組
合せたり、あるいは紫外線ダイレ−ザ(dye las
er)等を用いるようにする。
の製造に用いられるレジスト材の種類は多岐にわたって
おり、この種類に応じて試料11に照射すべき励起光の
最適波長の値が異なっている。したがって、最良の検査
を実施するには励起光の最適波長を選定する必要がある
。 このような目的に対しては波長を可変できる励起光源が
必要である。このような波長可変の励起光源として例え
ば比較的広い波長範囲にわたて均一な強度の励起光が得
られるキセノンランプに回転式の連続分光フィルタを組
合せたり、あるいは紫外線ダイレ−ザ(dye las
er)等を用いるようにする。
【0034】ダイレ−ザは有機色素の希薄溶液または同
蒸気を強く光励起して、その蛍光遷移の誘導放出で発振
するレ−ザである。色素の蛍光スペクトルの線幅は広い
のでレ−ザ共振器に回折格子等を入れると可変波長で単
色のレ−ザ発振が得られ、色素の種類や励起光源を変え
ることにより紫外部から赤外部にわたってその波長を変
化させることができる。最近では、例えば波長を5nm
ステップで変えることのできるものが市販されている。
蒸気を強く光励起して、その蛍光遷移の誘導放出で発振
するレ−ザである。色素の蛍光スペクトルの線幅は広い
のでレ−ザ共振器に回折格子等を入れると可変波長で単
色のレ−ザ発振が得られ、色素の種類や励起光源を変え
ることにより紫外部から赤外部にわたってその波長を変
化させることができる。最近では、例えば波長を5nm
ステップで変えることのできるものが市販されている。
【0035】図14において励起光源1aおよび光源1
bの何れか一方または双方に上記ダイレ−ザ装置を用い
その波長をコンピュ−タ60により制御するようにする
と、ディスプレイ62をモニタしながら最も鮮明な画像
が得られる波長を探索してその波長における画像を記憶
させることができる。図15、16は上記励起光の波長
と対応する蛍光検出の感度との関係を示すデ−タ例であ
る。
bの何れか一方または双方に上記ダイレ−ザ装置を用い
その波長をコンピュ−タ60により制御するようにする
と、ディスプレイ62をモニタしながら最も鮮明な画像
が得られる波長を探索してその波長における画像を記憶
させることができる。図15、16は上記励起光の波長
と対応する蛍光検出の感度との関係を示すデ−タ例であ
る。
【0036】図15の特性線101は、ポジレジスト材
に対して励起光を波長310〜460nmにわたって変
化させて照射したときに得られる波長510nmの蛍光
強度の測定結果である。これより励起光の波長を380
nmに設定すると波長510nmの蛍光に対する検出感
度を最大にできることがわかる。特性線102はこの結
果を確認する意味で、励起光波長を380nmに固定し
て蛍光波長を変化させたときの蛍光強度測定結果であり
、波長510nmにて蛍光検出感度は最大になっている
。
に対して励起光を波長310〜460nmにわたって変
化させて照射したときに得られる波長510nmの蛍光
強度の測定結果である。これより励起光の波長を380
nmに設定すると波長510nmの蛍光に対する検出感
度を最大にできることがわかる。特性線102はこの結
果を確認する意味で、励起光波長を380nmに固定し
て蛍光波長を変化させたときの蛍光強度測定結果であり
、波長510nmにて蛍光検出感度は最大になっている
。
【0037】図16はi線レジスト材に対する同様の測
定結果である。特性線103より波長450nmの蛍光
強度を最大にする励起光波長は390nmであることが
わかる。また特性線104より上記390nmの励起光
に対して波長が450nmの蛍光が最大感度で検出され
ることがわかる。上記蛍光強度が最大となる波長値はレ
ジスト材の種類により略特定されているので、上記のよ
うにして励起光波長を特定することにより励起光源側の
励起フィルタを指定することができ、これにより励起フ
ィルタの選定にかかわる作業時間を大幅に短縮すること
ができる。なお、このような励起光波長や励起フィルタ
の自動的選定に関しては後述の実施例8において説明す
る。
定結果である。特性線103より波長450nmの蛍光
強度を最大にする励起光波長は390nmであることが
わかる。また特性線104より上記390nmの励起光
に対して波長が450nmの蛍光が最大感度で検出され
ることがわかる。上記蛍光強度が最大となる波長値はレ
ジスト材の種類により略特定されているので、上記のよ
うにして励起光波長を特定することにより励起光源側の
励起フィルタを指定することができ、これにより励起フ
ィルタの選定にかかわる作業時間を大幅に短縮すること
ができる。なお、このような励起光波長や励起フィルタ
の自動的選定に関しては後述の実施例8において説明す
る。
【0038】〔実施例 6〕試料11に紫外光を照射
して蛍光を検出する際、この蛍光に紫外光成分がバック
グラウンド雑音として混入し検出信号のS/Nを低下さ
せる。とくに蛍光強度が弱い場合には上記バックグラウ
ンド雑音が検出精度を高める上での大きな障害となる。 このような場合の対策としてパルス励起法が知られてお
り、本発明においてもこの方法を適用することができる
。
して蛍光を検出する際、この蛍光に紫外光成分がバック
グラウンド雑音として混入し検出信号のS/Nを低下さ
せる。とくに蛍光強度が弱い場合には上記バックグラウ
ンド雑音が検出精度を高める上での大きな障害となる。 このような場合の対策としてパルス励起法が知られてお
り、本発明においてもこの方法を適用することができる
。
【0039】図17は上記パルス励起法においてレジン
等の有機試料が発する蛍光の時間変化を説明する図であ
る。時刻T1〜T2にて試料11に紫外光を照射すると
、T2以降の蛍光強度は図示のように減衰し、そのライ
フタイム(減衰の時定数)は10 ̄9〜10 ̄6秒程度
である。本発明では図14における紫外光源1aおよび
光源1bの紫外光源を上記のようにパルス点灯し、消灯
後のライフタイム間に螢光像を検出して上記バックグラ
ウンド雑音のない螢光像を得るようにする。またこの方
法はパルス励振に適したレ−ザを紫外光源1aおよび光
源1bの紫外光源等に用いる場合に好適である。
等の有機試料が発する蛍光の時間変化を説明する図であ
る。時刻T1〜T2にて試料11に紫外光を照射すると
、T2以降の蛍光強度は図示のように減衰し、そのライ
フタイム(減衰の時定数)は10 ̄9〜10 ̄6秒程度
である。本発明では図14における紫外光源1aおよび
光源1bの紫外光源を上記のようにパルス点灯し、消灯
後のライフタイム間に螢光像を検出して上記バックグラ
ウンド雑音のない螢光像を得るようにする。またこの方
法はパルス励振に適したレ−ザを紫外光源1aおよび光
源1bの紫外光源等に用いる場合に好適である。
【0040】〔実施例 7〕図1における光ファイバ
30の取り付け角度を変更することにより試料11に対
する紫外光の照射角度を変更することができる。上記照
射角度には検出すべきレジスト材およびウエハ表面の形
状に応じた最適値が存在するので、この照射角度を迅速
容易に変更できる手段が必要である。また図1から明ら
かなように、光ファイバ30の取り付け角度を変更する
と試料11に当たる紫外光の照射位置も変化するので、
照射位置を固定したまま角度のみを変更できるようにし
たい。ただし、試料面における紫外光(励起光)の照射
サイズは通常10〜20mmφ程度なので、照射角度の
変更により上記照射位置が多少ずれても実用上の支障は
少ない。
30の取り付け角度を変更することにより試料11に対
する紫外光の照射角度を変更することができる。上記照
射角度には検出すべきレジスト材およびウエハ表面の形
状に応じた最適値が存在するので、この照射角度を迅速
容易に変更できる手段が必要である。また図1から明ら
かなように、光ファイバ30の取り付け角度を変更する
と試料11に当たる紫外光の照射位置も変化するので、
照射位置を固定したまま角度のみを変更できるようにし
たい。ただし、試料面における紫外光(励起光)の照射
サイズは通常10〜20mmφ程度なので、照射角度の
変更により上記照射位置が多少ずれても実用上の支障は
少ない。
【0041】図18は本発明による励起光の角度調整装
置実施例の断面図である。図18において、角度調整装
置70のラック73が蛍光検出装置の筐体50の開口部
に固定される。また、光ファイバ30は歯車71に取付
けられ回転できるようになっている。歯車71は歯車7
5を介してモ−タ72により駆動され、同時にピニオン
74も歯車75を介してモ−タ72により駆動される。 歯車71、歯車75、モ−タ72およびピニオン74等
の回転軸は板76により固定的に支持され、板76はガ
イド溝77とピン78により案内されるので、例えばモ
−タ72が矢印Aのように回転すると光ファイバ30は
矢印Bのように回転し、板76は矢印Cの方向に移動す
る。したがって、歯車75と同71の回転伝達比、およ
び歯車75とピニオン74の回転伝達比を適宜設定する
ことにより、光ファイバ30の回転に伴ってこれを上下
方向に移動して、試料11上の紫外光の照射位置を固定
することができる。また上記照射角を初期設定する場合
には、例えば、歯車75とピニオン74の結合を外して
歯車71のみを回転させて光ファイバ30を試料上の所
定位置に向け、その後歯車75とピニオン74を結合さ
せるようにする。
置実施例の断面図である。図18において、角度調整装
置70のラック73が蛍光検出装置の筐体50の開口部
に固定される。また、光ファイバ30は歯車71に取付
けられ回転できるようになっている。歯車71は歯車7
5を介してモ−タ72により駆動され、同時にピニオン
74も歯車75を介してモ−タ72により駆動される。 歯車71、歯車75、モ−タ72およびピニオン74等
の回転軸は板76により固定的に支持され、板76はガ
イド溝77とピン78により案内されるので、例えばモ
−タ72が矢印Aのように回転すると光ファイバ30は
矢印Bのように回転し、板76は矢印Cの方向に移動す
る。したがって、歯車75と同71の回転伝達比、およ
び歯車75とピニオン74の回転伝達比を適宜設定する
ことにより、光ファイバ30の回転に伴ってこれを上下
方向に移動して、試料11上の紫外光の照射位置を固定
することができる。また上記照射角を初期設定する場合
には、例えば、歯車75とピニオン74の結合を外して
歯車71のみを回転させて光ファイバ30を試料上の所
定位置に向け、その後歯車75とピニオン74を結合さ
せるようにする。
【0042】図19は図10に示した全周照射形のライ
トガイド31に同様の角度調整装置を設けた本発明実施
例の断面図でありライトガイド31の左半分のみを示し
ている。図19において、ラック73が蛍光検出装置の
筐体50の開口部に固定され、ライトガイド31は支点
77の廻りに回転できるようになっている。また、モ−
タ72、歯車75、ピニオン74等の回転軸は板76に
固定され、板76はラック73に沿って上下方向に移動
できるようになっている。モ−タ72が矢印方向に回転
するとその回転は歯車75およびピニオン74に伝達さ
れ板76を上方向に移動させる。この動きにより板76
はライトガイド31を押し上げるのでライトガイド31
は支点77の廻りに回転し励起光の向きを下方に移動さ
せる。このようにして励起光の照射位置を固定したまま
その照射角度を変化させることができる。
トガイド31に同様の角度調整装置を設けた本発明実施
例の断面図でありライトガイド31の左半分のみを示し
ている。図19において、ラック73が蛍光検出装置の
筐体50の開口部に固定され、ライトガイド31は支点
77の廻りに回転できるようになっている。また、モ−
タ72、歯車75、ピニオン74等の回転軸は板76に
固定され、板76はラック73に沿って上下方向に移動
できるようになっている。モ−タ72が矢印方向に回転
するとその回転は歯車75およびピニオン74に伝達さ
れ板76を上方向に移動させる。この動きにより板76
はライトガイド31を押し上げるのでライトガイド31
は支点77の廻りに回転し励起光の向きを下方に移動さ
せる。このようにして励起光の照射位置を固定したまま
その照射角度を変化させることができる。
【0043】図20は上記図19に示したライトガイド
部の斜視図である。ライトガイド31は円周方向に分割
されているので上記板76の動きに対応してその取り付
け角が変化できるようになっている。また、光ファイバ
30は上記分割されたライトガイドのそれぞれに分散し
て結合される。
部の斜視図である。ライトガイド31は円周方向に分割
されているので上記板76の動きに対応してその取り付
け角が変化できるようになっている。また、光ファイバ
30は上記分割されたライトガイドのそれぞれに分散し
て結合される。
【0044】〔実施例 8〕図21は励起光の照射角
度調整や波長設定および蛍光の検出波長等を自動的に最
適設定することのできる本発明の蛍光検出装置の構成図
である。図21では複数の紫外光源を用いているが図1
9、20に示したライトガイドを用いることもできる。 図21において、各励起光源および蛍光検出部には可変
フィルタとして例えば回転式連続分光フィルタ110、
111、112等が取付けられコンピュ−タ60からの
指令信号によりそれぞれの通過波長が設定できるように
なっている。また上記励起光源は必要に応じて複数設け
られるが同図では代表的に1aと1cのみを描いている
。
度調整や波長設定および蛍光の検出波長等を自動的に最
適設定することのできる本発明の蛍光検出装置の構成図
である。図21では複数の紫外光源を用いているが図1
9、20に示したライトガイドを用いることもできる。 図21において、各励起光源および蛍光検出部には可変
フィルタとして例えば回転式連続分光フィルタ110、
111、112等が取付けられコンピュ−タ60からの
指令信号によりそれぞれの通過波長が設定できるように
なっている。また上記励起光源は必要に応じて複数設け
られるが同図では代表的に1aと1cのみを描いている
。
【0045】また、光ファイバ30aと同30c等はそ
れぞれ角度調整装置70aと同70cにより蛍光検出装
置筐体50の開口部に取付けられ、コンピュ−タ60か
らの指令値によりそれぞれの照射角が設定される。上記
の構成により最適な蛍光検査条件を正確、迅速に設定す
ることができるので、以下その特徴を順次説明する。
れぞれ角度調整装置70aと同70cにより蛍光検出装
置筐体50の開口部に取付けられ、コンピュ−タ60か
らの指令値によりそれぞれの照射角が設定される。上記
の構成により最適な蛍光検査条件を正確、迅速に設定す
ることができるので、以下その特徴を順次説明する。
【0046】1)ウエハ上のレジスト残りにはパタ−ン
形状その他の条件により検出しやすい方向が存在するの
で、ディスプレイ62上の画像や撮像素子45の出力レ
ベルを監視しながらコンピュ−タ60からの指令により
複数の励起光源を選択して蛍光検出に最も有効な励起光
源を選定することができる。
形状その他の条件により検出しやすい方向が存在するの
で、ディスプレイ62上の画像や撮像素子45の出力レ
ベルを監視しながらコンピュ−タ60からの指令により
複数の励起光源を選択して蛍光検出に最も有効な励起光
源を選定することができる。
【0047】2)コンピュ−タ60により上記各励起光
源の角度調整装置の照射角度を走査することにより各角
度調整装置の最適照射角度を自動的に設定することがで
きる。
源の角度調整装置の照射角度を走査することにより各角
度調整装置の最適照射角度を自動的に設定することがで
きる。
【0048】3)上記各励起光源と蛍光の波長をそれぞ
れ自動的に最適設定して蛍光検出感度を最大にすること
ができる。図22は各種異物の蛍光強度スペクトラム特
性の一例である。このようにウエハには、上記レジスト
残りの他に作業者の衣服の繊維や微細な皮膚組織等が付
着し、それぞれに対する最適蛍光波長等は異なっている
。またレジスト材毎の最適蛍光波長も図23に示すよう
に一般的に異なっている。
れ自動的に最適設定して蛍光検出感度を最大にすること
ができる。図22は各種異物の蛍光強度スペクトラム特
性の一例である。このようにウエハには、上記レジスト
残りの他に作業者の衣服の繊維や微細な皮膚組織等が付
着し、それぞれに対する最適蛍光波長等は異なっている
。またレジスト材毎の最適蛍光波長も図23に示すよう
に一般的に異なっている。
【0049】コンピュ−タ60はまず励起光側の各可変
フィルタ110〜112の波長を初期値に設定し、次い
で蛍光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して蛍
光強度が最大となる波長を検出し可変フィルタ120を
その波長に設定する。上記の測定を励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112の波長を上記初期値から所定幅ず
らせつつ繰り返して行い、その中から最大の蛍光強度が
得られる励起光側の各可変フィルタ110〜112と蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を求めれそれらの
波長にて最終的な蛍光測定を行うようにする。
フィルタ110〜112の波長を初期値に設定し、次い
で蛍光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して蛍
光強度が最大となる波長を検出し可変フィルタ120を
その波長に設定する。上記の測定を励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112の波長を上記初期値から所定幅ず
らせつつ繰り返して行い、その中から最大の蛍光強度が
得られる励起光側の各可変フィルタ110〜112と蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を求めれそれらの
波長にて最終的な蛍光測定を行うようにする。
【0050】また、通常はレジストやその他の異物に対
するおおよその励起波長と蛍光波長が分かっているので
、コンピュ−タ60にそれらの値を予め記憶させておき
、レジストや異物の種類を指定して励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112と蛍光検出側の可変フィルタ12
0の波長をそれぞれ上記記憶値に初期設定してから、蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して最適値
に設定し、次いで励起光側の各可変フィルタ110〜1
12等の波長を走査して同様に最適値に設定するように
する。このような本発明の蛍光検出により、従来装置で
は膨大であった励起光側と蛍光検出側のフィルタ決定作
業の時間を著しく短縮することができる。
するおおよその励起波長と蛍光波長が分かっているので
、コンピュ−タ60にそれらの値を予め記憶させておき
、レジストや異物の種類を指定して励起光側の各可変フ
ィルタ110〜112と蛍光検出側の可変フィルタ12
0の波長をそれぞれ上記記憶値に初期設定してから、蛍
光検出側の可変フィルタ120の波長を走査して最適値
に設定し、次いで励起光側の各可変フィルタ110〜1
12等の波長を走査して同様に最適値に設定するように
する。このような本発明の蛍光検出により、従来装置で
は膨大であった励起光側と蛍光検出側のフィルタ決定作
業の時間を著しく短縮することができる。
【0051】4)ウエハ上のチップを順次自動的に検査
することができる。コンピュ−タ60は走査ステ−ジ1
0を制御してウエハ(試料11)上のチップの送りと位
置決めを行うので、チップ毎の上記光源1bや各紫外光
源1a,1c等の点灯や各照射角度や紫外光波長等の制
御を自動的かつ連続的に行って試料11上の全チップを
自動的に検査することができる。
することができる。コンピュ−タ60は走査ステ−ジ1
0を制御してウエハ(試料11)上のチップの送りと位
置決めを行うので、チップ毎の上記光源1bや各紫外光
源1a,1c等の点灯や各照射角度や紫外光波長等の制
御を自動的かつ連続的に行って試料11上の全チップを
自動的に検査することができる。
【0052】5) 上記のようにして求めた各照射角
度や波長等の表示により、さらに適したフィルタ類を採
用して蛍光検出のS/Nを向上することができる。また
、上記表示値を次回検査の参考に供することができる。 一般に可変フィルタの通過特性は固定帯域のフィルタに
較べて緩いので上記可変フィルタ110〜112、12
0により励起光側、および蛍光検出側の最適波長を検出
後、各可変フィルタを他の更に適した固定帯域フィルタ
に交換すると不要な帯域幅を制限することができるので
蛍光検出のS/Nを向上することができる。
度や波長等の表示により、さらに適したフィルタ類を採
用して蛍光検出のS/Nを向上することができる。また
、上記表示値を次回検査の参考に供することができる。 一般に可変フィルタの通過特性は固定帯域のフィルタに
較べて緩いので上記可変フィルタ110〜112、12
0により励起光側、および蛍光検出側の最適波長を検出
後、各可変フィルタを他の更に適した固定帯域フィルタ
に交換すると不要な帯域幅を制限することができるので
蛍光検出のS/Nを向上することができる。
【0053】このため、上記各最適照射角度や各最適波
長等の値をディスプレイ62に表示するようにする。ま
た、上記表示には各最適照射角度や各最適波長等の平均
値の他にコンピュ−タ60が算出したそれぞれの標準偏
差も表示するようにする。標準偏差値はバラツキの程度
を表す指数であるから、オペレ−タはこの値より交換す
る固定フィルタの帯域幅を決定することができる。
長等の値をディスプレイ62に表示するようにする。ま
た、上記表示には各最適照射角度や各最適波長等の平均
値の他にコンピュ−タ60が算出したそれぞれの標準偏
差も表示するようにする。標準偏差値はバラツキの程度
を表す指数であるから、オペレ−タはこの値より交換す
る固定フィルタの帯域幅を決定することができる。
【0054】〔実施例 9〕上記本発明の各実施例に
おいて、励起光をSまたはP偏光させて試料11に照射
し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を挿
入することにより、蛍光検出のS/Nを向上することが
できる。すなわち、試料11から散乱される偏光された
励起光成分を蛍光検出側の偏光板により遮断できるので
バックグランドノイズを低減して蛍光を検出することが
できるのである。
おいて、励起光をSまたはP偏光させて試料11に照射
し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を挿
入することにより、蛍光検出のS/Nを向上することが
できる。すなわち、試料11から散乱される偏光された
励起光成分を蛍光検出側の偏光板により遮断できるので
バックグランドノイズを低減して蛍光を検出することが
できるのである。
【0055】
【発明の効果】本発明の蛍光検出装置は試料表面に対し
て励起光を斜めに照射するので、試料表面から直接反射
される励起光成分等のバックグランドノイズを低減し、
試料表面のパタ−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいレ
ジスト残りからの蛍光光量を増やして出力画像信号のS
/Nを高めることができる。
て励起光を斜めに照射するので、試料表面から直接反射
される励起光成分等のバックグランドノイズを低減し、
試料表面のパタ−ンや凹凸部の側壁部に付着しやすいレ
ジスト残りからの蛍光光量を増やして出力画像信号のS
/Nを高めることができる。
【0056】さらに、励起光をSまたはP偏光させて照
射し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を
挿入することにより、試料表面から散乱される励起光成
分等のバックグランドノイズを低減することができる。 さらに、試料が発する蛍光をイメジインテンシファイヤ
により大きく増倍するので微弱な蛍光像を検出すること
ができる。さらに、励起光を試料の全周方向から斜め照
射するようにしてレジスト残りの検出率を高めることが
できる。
射し、また、蛍光検出側に上記偏光に対応する偏光板を
挿入することにより、試料表面から散乱される励起光成
分等のバックグランドノイズを低減することができる。 さらに、試料が発する蛍光をイメジインテンシファイヤ
により大きく増倍するので微弱な蛍光像を検出すること
ができる。さらに、励起光を試料の全周方向から斜め照
射するようにしてレジスト残りの検出率を高めることが
できる。
【0057】また、上記励起光の照射角度を制御できる
ようにして最適照射角度を迅速に検出できるようにする
ので、レジスト材や試料の表面状態毎に最良のレジスト
残り検出率が得ることができる。さらに、例えばダイレ
−ザやキセノンランプと回転式連続分光フィルタを組合
せた可変波長の励起光源等を用いて励起光の最適波長を
選定し、レジスト残りの検出率を高めることができる。
ようにして最適照射角度を迅速に検出できるようにする
ので、レジスト材や試料の表面状態毎に最良のレジスト
残り検出率が得ることができる。さらに、例えばダイレ
−ザやキセノンランプと回転式連続分光フィルタを組合
せた可変波長の励起光源等を用いて励起光の最適波長を
選定し、レジスト残りの検出率を高めることができる。
【0058】また、上記励起光の斜め照射に加えて試料
表面を垂直に照射する励起光源を設けることにより、半
導体メモリ等におけるトレンチ溝の底部に付着したレジ
スト残りを確実に検出することができる。さらに、上記
励起光をSまたはP偏光させ、また、蛍光検出側に上記
偏光に対応する偏光板を設けることにより、バックグラ
ンドノイズの少ない蛍光を検出することができる。また
、例えばダイレ−ザやキセノンランプと回転式連続分光
フィルタを組合せた可変波長の励起光源等を用いて励起
光の最適波長を選定し、レジスト残りの検出率を高める
ことができる。
表面を垂直に照射する励起光源を設けることにより、半
導体メモリ等におけるトレンチ溝の底部に付着したレジ
スト残りを確実に検出することができる。さらに、上記
励起光をSまたはP偏光させ、また、蛍光検出側に上記
偏光に対応する偏光板を設けることにより、バックグラ
ンドノイズの少ない蛍光を検出することができる。また
、例えばダイレ−ザやキセノンランプと回転式連続分光
フィルタを組合せた可変波長の励起光源等を用いて励起
光の最適波長を選定し、レジスト残りの検出率を高める
ことができる。
【0059】さらに、試料表面に垂直に可視光を照射す
ることにより、試料面のパタ−ン像を検察し、同時に上
記パタ−ン像上に上記レジスト残り画像を重ねて表示す
ることができるのでICの故障個所同定を容易に行うこ
とができる。さらに、複数の励起光源の点灯や照射角度
等を制御して蛍光検出に最も有効な励起光源を設定し、
また、励起光や蛍光の波長を可変フィルタにより選定し
て最適の蛍光検出条件をレジストや異物の種類毎に自動
的に設定し、また、表示するので、ウエハ内の各チップ
を連続的に自動検査することができる。また、励起光源
をパルス点灯して照射後のライフタイム間の螢光像を検
出するようにしてバックグラウンド雑音のない螢光像を
検出しそのS/Nを高めることができるのでICの故障
個所発見、同定に極めて有利である。
ることにより、試料面のパタ−ン像を検察し、同時に上
記パタ−ン像上に上記レジスト残り画像を重ねて表示す
ることができるのでICの故障個所同定を容易に行うこ
とができる。さらに、複数の励起光源の点灯や照射角度
等を制御して蛍光検出に最も有効な励起光源を設定し、
また、励起光や蛍光の波長を可変フィルタにより選定し
て最適の蛍光検出条件をレジストや異物の種類毎に自動
的に設定し、また、表示するので、ウエハ内の各チップ
を連続的に自動検査することができる。また、励起光源
をパルス点灯して照射後のライフタイム間の螢光像を検
出するようにしてバックグラウンド雑音のない螢光像を
検出しそのS/Nを高めることができるのでICの故障
個所発見、同定に極めて有利である。
【図1】本発明の蛍光検出装置における励起光斜め照射
装置実施例の構成図である。
装置実施例の構成図である。
【図2】従来の蛍光検出装置の構成図である。
【図3】本発明の蛍光検出装置におけるイメジインテン
シファイヤの構成図である。
シファイヤの構成図である。
【図4】本発明の蛍光検出装置に用いるイメジインテン
シファイヤの斜視断面図である。
シファイヤの斜視断面図である。
【図5】本発明の蛍光検出装置に用いるイメジインテン
シファイヤの動作説明図である。
シファイヤの動作説明図である。
【図6】本発明の蛍光検出装置における励起光斜め照射
部の配置図である。
部の配置図である。
【図7】本発明の蛍光検出装置のテスト用パタ−ン図で
ある。
ある。
【図8】本発明の蛍光検出装置のテスト用パタ−ン図で
ある。
ある。
【図9】本発明の蛍光検出装置によるレジスト線幅測定
結果である。
結果である。
【図10】本発明に用いたライトガイドの動作説明図で
ある。
ある。
【図11】半導体ウエハにおけるトレンチ構造の断面図
である。
である。
【図12】本発明の蛍光検出装置における励起光の斜め
照射部と垂直照射部の配置図である。
照射部と垂直照射部の配置図である。
【図13】本発明におけるレジスト残り内の励起光の全
反射状態の説明図である。
反射状態の説明図である。
【図14】本発明の蛍光検出装置におけるコンピュ−タ
による制御系統図である。
による制御系統図である。
【図15】レジスト材の蛍光強度スペクトラムの一例で
ある。
ある。
【図16】レジスト材の蛍光強度スペクトラムの一例で
ある。
ある。
【図17】パルス励起法における蛍光の波形図である。
【図18】本発明による励起光の照射角度調整装置の断
面図である。
面図である。
【図19】本発明によるライトガイドの照射角度調整装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図20】本発明によるライトガイドの照射角度調整装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図21】本発明の蛍光検出装置におけるコンピュ−タ
による他の制御系統図である。
による他の制御系統図である。
【図22】各種異物の蛍光強度スペクトラムの一例であ
る。
る。
【図23】各種ポジレジスト材の蛍光強度スペクトラム
の一例である。
の一例である。
1 励起光源
2 フィルタ
3 観察光
4 ビ−ムスプリッタ
5 対物レンズ
6 モノクロメ−タ
7 検出器
8 ドライバ
9 コンピュ−タ
10 走査ステ−ジ
11 試料
12 レジスト残り
13 レジスト残り
21 励起フィルタ挿入口
22 ダイヤフラム
30 光ファイバ
31 ライトガイド
32 フィルタ
33 光ファイバ
34 ハ−フミラ−
40 イメジインテンシファイヤ
42 吸収フィルタ
43 アノ−ドフォスファ
44 レンズ
45 撮像素子
46 マイクロチャネル電子増倍器
47 フォトカソ−ド
50 筐体
51 蔽い
60 コンピュ−タ
61 画像メモリ
62 ディスプレイ
63 駆動装置
70 角度調整装置
71 歯車
72 モ−タ
73 ラック
74 ピニオン
76 板
77 ガイド溝
78 ピン
110 可変フィルタ
120 可変フィルタ
421 マイクロチャネル
Claims (18)
- 【請求項1】 試料面に励起光を照射し、試料が発す
る蛍光像をイメ−ジインテンシファイヤにより検出して
その出力画像を撮像装置により電気信号に変換する蛍光
検出装置において、上記励起光を試料面に対して斜めに
照射する手段を備えたことを特徴とする半導体・マスク
蛍光検出装置。 - 【請求項2】 請求項1において、上記照射手段は励
起光を試料の外周全方向から試料面に対して斜めに照射
するものであることを特徴とする半導体・マスク蛍光検
出装置。 - 【請求項3】 請求項1および2のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段に加えて、励起光を試料面
に垂直に照射する手段を備えたことを特徴とする半導体
・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項4】 試料面に励起光を照射し、試料が発す
る蛍光像をイメ−ジインテンシファイヤにより検出して
その出力画像を撮像装置により電気信号に変換する蛍光
検出装置において、試料面に対する照射角および照射方
向の異なる複数の励起光照射手段を備えたことを特徴と
する半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし3のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段に加えて、可視光を試料面
に垂直に照射する手段を備えたことを特徴とする半導体
・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段の励起光照射角度を変更す
る手段を備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検
出装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし5のいずれかにおいて
、上記励起光の斜め照射手段は光源装置からの励起光を
蛍光検出装置内に導入する光ファイバ装置と、上記光フ
ァイバ装置の一端を上記蛍光検出装置筐体の内部に貫通
して保持し、さらに光ファイバ装置の取り付け角度、取
り付け位置等を調整することのできる光ファイバ装着手
段とを備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出
装置。 - 【請求項8】 請求項4において、上記複数の励起光
照射手段を選択して試料面を照射する照射切替手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかにおいて
、上記照射手段の励起光の波長を変更するする手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかにおい
て、上記蛍光の検出波長を変更するする手段を備えたこ
とを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかにお
いて、上記励起光の斜め照射手段の励起光照射角度を上
記励起光が試料表面上の異物内を全反射して伝播する角
度に設定したことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出
装置。 - 【請求項12】 請求項1ないし11のいずれかにお
いて、上記照射手段の励起光を偏光する手段と、上記試
料が発する蛍光を偏光板を介して検出する手段とを備え
たことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項13】 請求項1ないし12のいずれかにお
いて、上記照射手段の励起光を断続する手段と、上記励
起光の遮断後に試料が発する蛍光を検出する手段とを備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項14】 請求項6または7において、上記励
起光の照射角度掃引手段と、上記照射角度掃引手段が掃
引する照射角度変化に対応して変化するイメ−ジインテ
ンシファイヤ出力中の最大値を上記照射角度値に関連付
けて検出する演算手段とを備え、上記照射角度掃引手段
の照射角度掃引動作の後に照射角度掃引手段の照射角度
を上記演算手段が出力するイメ−ジインテンシファイヤ
の最大出力に対応する照射角度値に設定するようにした
ことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項15】 請求項14において、上記イメ−ジ
インテンシファイヤの最大出力に対応する照射角度値を
上記試料上の蛍光を発する材料名に関連付けて記憶する
記憶装置と、上記記憶装置が記憶する試料上の同一の蛍
光を発する材料に対する複数の上記照射角度値を統計処
理してその最確値を算出する演算手段を備えたことを特
徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項16】 請求項10において、上記励起光の
波長変更手段により変更される励起光波長と上記蛍光の
検出波長を変更するする手段により変更される蛍光波長
に対応して変化するイメ−ジインテンシファイヤ出力中
の最大値を上記励起光波長と蛍光波長に関連付けて検出
する演算手段を備え、上記波長変更動作の後に励起光と
蛍光の波長を上記演算手段が出力するイメ−ジインテン
シファイヤの最大出力に対応する値に設定するようにし
たことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項17】 請求項16において、上記イメ−ジ
インテンシファイヤの最大出力に対応する励起光波長と
蛍光波長を上記試料上のレジスト材料名に関連付けて記
憶する記憶装置と、上記記憶装置が記憶する試料上の同
一レジスト材料に対する複数の上記励起光波長と蛍光波
長とを統計処理してその最確値を算出する演算手段を備
えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。 - 【請求項18】 請求項1ないし17のいずれかにお
いて、試料面に可視光を照射する手段と、上記可視光照
射により得られる試料面パタ−ンの画像信号と上記励起
光照射により得られる試料面上の蛍光画像信号とを記憶
する記憶装置と、上記記憶装置が記憶する上記可視光照
射による試料面パタ−ン像と上記励起光照射による蛍光
画像とを重畳して出力するス−パ−インポ−ズ手段とを
備えたことを特徴とする半導体・マスク蛍光検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11363591A JPH04343003A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体・マスク蛍光検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11363591A JPH04343003A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体・マスク蛍光検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04343003A true JPH04343003A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14617233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11363591A Pending JPH04343003A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 半導体・マスク蛍光検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04343003A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015111161A (ja) * | 2015-03-17 | 2015-06-18 | 大日本印刷株式会社 | 異物検査装置、異物検査方法 |
JP2015132625A (ja) * | 2015-03-17 | 2015-07-23 | 大日本印刷株式会社 | 異物検査装置、異物検査方法 |
JP2015145323A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | コバレントマテリアル株式会社 | シリカ通気体 |
JP2020187123A (ja) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | チョン サングCHON Sangu | 基板上のパターンを測定するシステム及び方法 |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP11363591A patent/JPH04343003A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015145323A (ja) * | 2014-02-04 | 2015-08-13 | コバレントマテリアル株式会社 | シリカ通気体 |
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