JPS59208738A - Lighting apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To realize the lighting with the light in the desired direction and angle in a certain area, making possible variety of lightings by arranging a plurality of photo conductive paths so that the specified region in the space can be irradiated with the light. CONSTITUTION:A hollow semi-spherical dome 1 is provided to a lighting apparatus and a plurality of optical fibers 2 are arranged as the photo conductive paths at the internal wall surface to this dome 1. The irradiation port 2a at the end one of such optical fiber 2 is directed to the spherical center O of the dome 1 and the light is emitted to the center O of dome 1. The optical fiber groups F1- Fn which can illuminate the center O of dome with the same inclination angle theta are provided at the opening plane including the center O. The lighting ports 2b are provided to the groups F1-Fn and are opposed respectively to different light sources L1-Ln. A transparent hole 3 is bored at the area where the normal of center O passes and a lens 4 is attached to the hole 3. A photo sensor 10 and light source 8 are arranged on the lens 4 through a half-mirror 9, an X-Y table 6 having the wafer 7 is disposed at the center O, the wafer 7 is illuminated by the light in the desired direction and angle in order to inspect the wafer 7.

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、照明技術、特に、半導体装置の製造過程にお
りるウェハ上のパターンについての外観検査ムこ使用し
て有効な技術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to illumination technology, and particularly to a technology that is effective for use in visual inspection of patterns on wafers during the manufacturing process of semiconductor devices.

［背景技術］ 半導体装置の製造過程において、半導体装置の微細加工
が進むにつれてパターンが微細化し、ウェハ上の前述し
た微細なパターンや有害な異物の検出、すなわち外観検
査の必要性が高まっている。[Background Art] In the manufacturing process of semiconductor devices, as the microfabrication of semiconductor devices progresses, patterns become finer, and the need for detection of the aforementioned fine patterns and harmful foreign substances on wafers, that is, visual inspection, is increasing.

しかし、ウェハの外観検査の対象は、アルミニウムの電
極パターンやレジストパターン等のようにパターンの性
質が多種多様にわたるため、同一の照明系によりウェハ
全体の微細なパターンや有害な異物についての外観検査
を実現することは困難であることが本発明者によって明
らかにされた。However, since the objects of wafer visual inspection cover a wide variety of patterns such as aluminum electrode patterns and resist patterns, the same illumination system can be used to inspect the entire wafer for fine patterns and harmful foreign substances. The inventor has found that it is difficult to realize this.

［発明の目的］ 本発明の目的は、所望に応じ多種多様の照明が実現でき
る照明技術を提供することにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide lighting technology that can realize a wide variety of lighting as desired.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添イ１図面から明らかになるであろ
う。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

［発明の概要］ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を節単に説明すれば、次の通りである。[Summary of the Invention] A brief summary of typical inventions disclosed in this application is as follows.

ずなわら、複数の先導路を空間の所定領域に向けて光を
照射できるように配設することにより、当Ｍｍ所にわい
て所望の方向、角度からの光での照明を実現するように
したものである。By arranging multiple guiding paths so that they can irradiate light to a predetermined area of the space, it is possible to realize illumination of the area with light from a desired direction and angle. This is what I did.

［実施例］ 第１図は本発明による照明装置をウェノ＼の外観検査装
置に応用した場合の一実施例を示す斜視図、第２図は拡
大縦断面図である。[Embodiment] FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the illumination device according to the present invention applied to a Weno visual inspection device, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal cross-sectional view.

本実施例において、この照明装置は中空半球形状に形成
されたドーム１を備えており、このドーム１にば光導路
としての光ファイン＼または光ファイバ束（以下、光フ
ァイバという。）２が多数本肉壁内に植え込まれるよう
にして配設されている。In this embodiment, this lighting device is equipped with a dome 1 formed in the shape of a hollow hemisphere, and this dome 1 has a large number of optical fibers or optical fiber bundles (hereinafter referred to as optical fibers) 2 as light guides. It is placed so as to be implanted within the main wall.

各光ファイバ２の一端である照射口２ａはドーム１の球
心Ｏに向けられ、光が球心にほぼ集中して照射されるよ
うになっている。すなわち、相りｊ的に〜光が球心Ｏか
ら放射状に拡散するよつな形になっており、その放射線
上にほぼ一致するように各光ファイバ２はドーム１の内
壁内にそれぞれ延設されている。The irradiation port 2a, which is one end of each optical fiber 2, is directed toward the spherical center O of the dome 1, so that the light is irradiated almost concentrated on the spherical center. In other words, the light is diffused radially from the spherical center O, and each optical fiber 2 is installed inside the inner wall of the dome 1 so as to almost coincide with the radial line. has been done.

球心Ｏを含むドーム１の開口平面に対して同一の（頃斜
角θをもって球心Ｏを照射する各光ファイバ２はそれぞ
れ光フアイバ群Ｆ１、Ｆ２　・・・Ｉ？ｎを構成してい
る。すなわち、ある光ファイノ＼群Ｆの各照射口２ａは
、ドーム１の開口平面と平行な平面内にほぼ位置してい
る。光ファイン＼２はドーム１から外部へ突出した照明
口２ｂを各群Ｆｊ、Ｆ２　・・・Ｆｎごとにまとめられ
てそれぞれ異なる光源Ｌ１〜Ｌｎに対向されている。各
光源はそれぞれ独立して点灯、消灯、光量等を制御され
るようになっている。Each optical fiber 2 that illuminates the spherical center O with the same oblique angle θ with respect to the aperture plane of the dome 1 containing the spherical center O constitutes an optical fiber group F1, F2...I?n. That is, each illumination port 2a of a certain optical fine nozzle group F is located approximately within a plane parallel to the aperture plane of the dome 1.The optical fine no. Groups Fj, F2 . . . are grouped into groups Fn and are opposed to different light sources L1 to Ln. Each light source is turned on, turned off, and has its light intensity controlled independently.

ドーム１の開口平面における球心Ｏの法線が通る位置に
は透孔３が穿設され、この透孔にはレンズ４が嵌め込ま
れている。A through hole 3 is bored at a position on the aperture plane of the dome 1 through which the normal to the spherical center O passes, and a lens 4 is fitted into this through hole.

ドーム１はウェハ外観検査ステージ５上に伏せられ、ド
ーム１の中空内におりるステージ５上ＱこばＸＹテーブ
ル６が設備されている。このＸＹテーブル６はウェハ７
を載置状態に保持し得るようになっており、保持状態に
おいて、ウェノ＼７の表面の一点がドーム１の球心０に
ほぼ一致するように設定されている。The dome 1 is placed face down on a wafer visual inspection stage 5, and a Q-column XY table 6 is installed on the stage 5, which extends into the hollow of the dome 1. This XY table 6 is the wafer 7
The dome 1 can be held in a placed state, and in the held state, one point on the surface of the dome 1 is set to approximately coincide with the spherical center 0 of the dome 1.

ｌ・−ム１のレンズ４の上方には光源８が配設され、レ
ンズと光源との間にはハーフミラ−９が介設されている
。ハーフミラ−９の反射側には光センサ１０が配され、
このセン力・は光を検出してそれに応じた電気信号を出
力するように構成されている。A light source 8 is disposed above the lens 4 of the lens 1, and a half mirror 9 is interposed between the lens and the light source. An optical sensor 10 is arranged on the reflective side of the half mirror 9,
This sensor is configured to detect light and output an electrical signal in accordance with the detected light.

次に、使用方法および作用を説明する。Next, the method of use and effect will be explained.

ウェハ７の外観検査を行う際、ウェハ７をＸＹテーブル
６上に載置しドーム１を被せる。When inspecting the appearance of the wafer 7, the wafer 7 is placed on the XY table 6 and covered with the dome 1.

たとえば、ウェハ７上に形成されたレジストパターンに
ついての外観検査を実施したい場合、第２図に二点鎖線
で示すように、第１光ファイバ群ｒｒ　１を用いた照明
（いわゆる暗視野照明）が実施される。すなわち、第１
光源Ｌ　１のめが点灯されると、この光は第１光ファイ
バ群Ｆ１の各光ファイバ２に導かれてドーム１内の照射
口２ａから１−−ム１の球心○に向けて照射される。こ
の第１光ファイバ群Ｆ１からの照光の球心０を含む平面
にり・ｊする傾斜角θ１ばあらかじめ設定されているの
で、この平面と一致するウェハ７上面は所望の傾斜角θ
１をもった光１１により照明されることになり、しかも
、この照明ばウェハ上面の球心Ｏに合致する一点に集中
される。For example, when it is desired to perform a visual inspection of a resist pattern formed on a wafer 7, illumination using the first optical fiber group rr1 (so-called dark field illumination) is required, as shown by the two-dot chain line in FIG. Implemented. That is, the first
When the eye of the light source L1 is turned on, this light is guided to each optical fiber 2 of the first optical fiber group F1 and is irradiated from the irradiation port 2a in the dome 1 toward the spherical center ○ of the dome 1. be done. Since the inclination angle θ1 of the illumination light from the first optical fiber group F1 is set in advance in a plane containing the spherical center 0, the upper surface of the wafer 7 that coincides with this plane has the desired inclination angle θ.
1, and this illumination is concentrated at one point on the upper surface of the wafer, which coincides with the spherical center O.

この照明状態において、ＸＹテーブル６の燥作により、
照明点はウェハ７上面に対し相対的に走査される。この
走査において、照明点がレジストパターンのエツジを通
過すると、前述のような所定の傾斜角θ１をもった斜め
照光１１により照明されているため、エツジで反則した
光１２がドーム１の透孔３に入射する。この反射光１２
はレンズ４、ハーフミラ−９を経て光センサ１０により
検出され、所定の電気信号として出力される。したがう
で、光センナ１０の出力波形とＸＹテーブル６の制御と
の同期によりウェハ７のレジストパターンのエツジ位置
、すなわちパターンの外観が認識され、外観検査が実現
可能になる。In this illumination state, due to drying of the XY table 6,
The illumination point is scanned relative to the top surface of the wafer 7. In this scanning, when the illumination point passes through the edge of the resist pattern, since it is illuminated by the oblique illumination light 11 having the predetermined inclination angle θ1 as described above, the light 12 reflected at the edge will be transmitted to the through hole 3 of the dome 1. incident on . This reflected light 12
is detected by the optical sensor 10 via the lens 4 and half mirror 9, and output as a predetermined electrical signal. Therefore, by synchronizing the output waveform of the optical sensor 10 and the control of the XY table 6, the edge position of the resist pattern on the wafer 7, that is, the appearance of the pattern, can be recognized, making it possible to perform an appearance inspection.

ウェハ７上に形成された電極パターンの如きアルミニウ
ムパターンについての外観検査ヲ実施シたい場合、第２
図に実線で示すように、真上の光源８を用いた照明（明
暗視野照明）が実施される。When it is desired to perform a visual inspection on an aluminum pattern such as an electrode pattern formed on the wafer 7, the second
As shown by the solid line in the figure, illumination (bright-dark field illumination) is performed using the light source 8 directly above.

すなわち、真上光源８が点灯されると、この先１３はレ
ンズ４によってドーム１の球心ｏｃ′ニー集束され、そ
ごに位置するウェノ＼７上面の一点が垂直に落射照明さ
れる。この落射照光１３はウェノ＼」二面の他の部分で
は乱反射するが、ウニ）ｚのアルミニウムパターンの表
面では正反射するため、この正反射光のみがドーム１の
透孔３に入射する。したがって、前記の如きウェハ７と
の相対的走査において、落射照光１３がアルミニウムパ
ターンを照明したときにのみ、光センサ１０により出力
信号が発生されるため、アルミニウムパターンの外観が
認識され、外観検査が実現可能になる。なお、落射照明
はほぼ垂直な傾斜角θを有する光フアイバ群Ｆｎによっ
て行ってもよい。That is, when the light source 8 directly above is turned on, the lens 4 focuses the light source 13 on the spherical center oc' of the dome 1, and vertically illuminates a point on the upper surface of the weno\7 located there. Although this epi-illumination light 13 is diffusely reflected on other parts of the two surfaces of the dome 1, it is regularly reflected on the surface of the aluminum pattern of the sea urchin), so that only this specularly reflected light enters the through hole 3 of the dome 1. Therefore, in the relative scanning with respect to the wafer 7 as described above, the optical sensor 10 generates an output signal only when the epi-illumination light 13 illuminates the aluminum pattern, so that the appearance of the aluminum pattern can be recognized and the appearance inspection can be carried out. It becomes possible. Incidentally, the epi-illumination may be performed by an optical fiber group Fn having a substantially vertical inclination angle θ.

前記レジストパターンおよびアルミニウムパターン以外
のパターンについては、検査すべきパターンの材質、形
状、構造等に依存する反射、屈折、吸収等の光学的特性
や物質的、化学的特性等々に応し、照射角度θ、使用す
る光（たとえば、波長、エネルギレベル、一般光または
偏光）等を実験や理論により適宜選定すればよい。For patterns other than the above-mentioned resist patterns and aluminum patterns, the irradiation angle depends on the optical properties such as reflection, refraction, absorption, etc., and physical and chemical properties that depend on the material, shape, structure, etc. of the pattern to be inspected. θ, the light to be used (for example, wavelength, energy level, general light or polarized light), etc. may be appropriately selected by experiment or theory.

このような選定に基づき、（頃斜光θに応じた所定の光
フアイバ群Ｆが選択され、当該光源りにおいて使用する
光等が選択される。これにより、パターンに最適な照明
が実施され、全てのパターンについての外観検査が実現
できる。Based on this selection, a predetermined optical fiber group F is selected according to the oblique light θ, and the light etc. to be used in the light source is selected. As a result, optimal illumination for the pattern is implemented, and all Appearance inspection of the pattern can be realized.

なお、あらゆる角度から均一に照明したい場合は全ての
光フアイバ群に通光すればよいし、何種類かの角度を組
み合わせたい場合は必要な箇所の光フアイバ群に通光す
ればよい。また、各角度からの光の強さを変えたい場合
は光ファイバに入る光を各別に加減ずればよい。光フア
イバ群の構成は、まとめる光ファイバを適宜選定するこ
とにより変更することが可能である。このようにして、
照射態様は多種多様に設定することができる。Note that if you want to illuminate uniformly from all angles, you can pass the light through all the optical fiber groups, or if you want to combine several types of angles, you can just pass the light through the optical fiber groups at the required locations. Furthermore, if it is desired to change the intensity of light from each angle, the amount of light entering the optical fiber can be adjusted individually. The configuration of the optical fiber group can be changed by appropriately selecting the optical fibers to be grouped together. In this way,
The irradiation mode can be set in a wide variety of ways.

［効果］ （１）、複数の光導路を空間の所定領域に向けて光を照
射し得るように配設することにより、当該箇所において
所望の方向、角度からの照明が実現できるため、多種多
様の照明が実現できる。[Effects] (1) By arranging multiple light guides so that they can irradiate light to a predetermined area of space, it is possible to realize illumination from the desired direction and angle at the relevant location, so it can be used in a wide variety of applications. lighting can be realized.

（２）、多種多様の照明を実施することＧこより、！Ｉ
Ｃ明対象物の反射特性等に対応した照明力）実現できる
ため、あらゆる１１．６明対象物の画像官忍％％　′ｈ
＜実現される。(2) From implementing a wide variety of lighting! I
(Illumination power that corresponds to the reflection characteristics of bright objects)
<Realized.

（３）、複数の光導路を複数の群Ｇこ分力・つて各Ｉ洋
こ゛とに照明状況を制御するように構成場−ることＧこ
より、照明の多様化が一層促進できる。(3) By configuring a plurality of light guides into a plurality of groups so as to control the illumination situation in each direction, the diversification of illumination can be further promoted.

（４）、先導路を光ファイノーによって構成することＱ
こより、光導路の取り扱い、制御等力（容易イヒされる
。(4) Configuring the leading path with optical fibersQ
This makes it easier to handle and control the light guide.

（５）、光導路を中空体の肉壁内部Ｇこ方父月！Ｊ４尺
Ｇこ凸己δ貨することにより、構造が簡単化できる。(5), the light guide is inside the flesh wall of the hollow body G here! The structure can be simplified by making J4 length G convex and self δ.

以上本発明者によってなされた発明を裏方ｉＧ　（９１
１４こ基づき置体的に説明したが、本発明ＧよＦＡＮ記
実方裏方Ｉ’ｌｌに限定されるものではなく、その要旨
を逸１ｊ免しない範囲で種々変更可能であることしよＧ
′１うまでもない。The above inventions made by the present inventor are described by the behind-the-scenes iG (91
Although the present invention has been explained in a formal manner based on the above, the present invention is not limited to the FAN record or behind the scenes I'll, and may be modified in various ways without departing from the gist of the invention.
'1 Of course.

たとえば、光導路は光ファイｉ＜Ｌこ限らず、トーーム
の肉壁に埋設される光導体や穿設される透了し等によっ
て構成してもよい。For example, the optical guide path is not limited to the optical fiber i<L, but may be formed by a light guide embedded in the wall of the tome, a transparent hole drilled, or the like.

先導路はドームに形成するに限らず、たとえｂｉ、光フ
ァイバや光導体をホルダで所定の形状Ｇこ配置して構成
してもよい。The guide path is not limited to being formed in a dome, but may also be formed by arranging optical fibers or light guides in a predetermined shape with a holder.

ドームは中空半球体に限らず、他の中空体に形成しても
よい。The dome is not limited to a hollow hemisphere, but may be formed in other hollow bodies.

［利用分野］ 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの外観
検査における各種ノ々クーンの照明に適用した場合につ
いて説明したが、そ氾こ限定されるものではなく、たと
えば、精密多重印刷の外観検査技術や多重露光技術等に
適用できる。図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はその
拡大縦断面図である。[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor has been mainly applied to various types of illumination in the visual inspection of semiconductor wafers, which is the field of application in which the invention is based. The present invention is not limited to, and can be applied to, for example, appearance inspection technology for precision multiplex printing, multiple exposure technology, and the like. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view thereof.

１・・・ドーム（中空体）、２・・・光ファイバ（光導
路）、３・・・透孔、４・・・レンズ、６・・・ＸＹテ
ーブル、７・・・ウェノ＼、８・・・光源、９・・・ハ
ーフミラ−１１０・・・光センサ、１１，１３・・・照
光、１２・・・反射光、Ｆ　、〜Ｆｎ・・・光フアイバ
群（光導路群）　、Ｌ１〜１．、、　ｎ・・・光源、○
・・・球心、θ・・・傾斜角。1... Dome (hollow body), 2... Optical fiber (light guide), 3... Through hole, 4... Lens, 6... XY table, 7... Weno\, 8... ...Light source, 9... Half mirror 110... Optical sensor, 11, 13... Illumination, 12... Reflected light, F, ~Fn... Optical fiber group (light guide group), L1 ~ 1. ,, n...Light source, ○
...Center of the sphere, θ...Angle of inclination.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、光を導き一端から照射する複数の光導路が光を空間
の所定領域に向けて照射するように配設されたことを特
徴とする照明装置。 ２、複数の光導路が、複数の群を構成し、各群ごとに照
光を制御されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の照明装置。 ３、光導路が、光ファイバにより構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の照明装置。 ４、先導路が中空体の肉壁の内部に中空中心に対し放射
状に配設されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
または第３項′記載の照明装置。[Scope of Claims] 1. An illumination device characterized in that a plurality of light guide paths that guide light and irradiate light from one end are arranged so as to irradiate light toward a predetermined region of space. 2. The lighting device according to claim 1, wherein the plurality of light guides constitute a plurality of groups, and the illumination is controlled for each group. 3. The lighting device according to claim 1, wherein the light guide path is constituted by an optical fiber. 4. The illumination device according to claim 1 or 3', characterized in that the guide path is arranged inside the wall of the hollow body radially with respect to the hollow center.