[go: up one dir, main page]

JP2002039718A - 薄膜の合否判定方法および装置 - Google Patents

薄膜の合否判定方法および装置

Info

Publication number
JP2002039718A
JP2002039718A JP2000219305A JP2000219305A JP2002039718A JP 2002039718 A JP2002039718 A JP 2002039718A JP 2000219305 A JP2000219305 A JP 2000219305A JP 2000219305 A JP2000219305 A JP 2000219305A JP 2002039718 A JP2002039718 A JP 2002039718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
sample
pass
change
objective lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000219305A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002039718A5 (ja
Inventor
Hirohisa Fujimoto
洋久 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2000219305A priority Critical patent/JP2002039718A/ja
Publication of JP2002039718A publication Critical patent/JP2002039718A/ja
Publication of JP2002039718A5 publication Critical patent/JP2002039718A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 薄膜の合否判断を速やかに、且つ正確に行う
ことができる薄膜の合否判定方法および装置を提供す
る。 【解決手段】 薄膜を形成した試料6と対物レンズ5と
を相対的に移動させるとともに、試料6に対物レンズ5
を介してレーザ光を2次元走査し、試料6からの反射光
を光検出器9により検出するとともに、この検出出力の
変化から薄膜両面のそれぞれの高さ情報を検出し、これ
ら高さ情報の差を薄膜の膜厚の変化量としてモニタ10
に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面などに形
成される薄膜の合否を判定する薄膜の合否判定方法およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェハなどの基板表面には、透明
または半透明の薄膜が形成されることがあるが、これら
薄膜の厚さ寸法にバラツキがあると、製品として所定の
特性を得られないことがある。
【0003】このため、従来では、上述したような試料
の薄膜の厚さ寸法を測定し、この膜厚の測定結果から薄
膜の合否を判断するようにしている。特開平8−210
818号公報は、薄膜の厚さ寸法を測定するための膜厚
測定手段の一例を示すもので、共焦点光学系の焦点位置
にイメージセンサを配置し、試料ステージを対物レンズ
に対して上下動させ薄膜面と基板表面とに焦点が合った
ときのイメージセンサにおける受光量の2つのピーク位
置に基づいて膜厚を求めるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
膜厚測定手段を用いて薄膜合否を判定する方法では、ま
ず、薄膜の厚さ寸法を測定し、この結果から、膜厚のバ
ラツキ部分を見つけ出し、この部分について、さらにバ
ラツキの大きさを確認して薄膜の合否を判断することに
なるため、合否判断を下すのに時間がかかるとともに、
正確な結果を得られないという問題があった。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、薄膜の合否判断を速やかに、且つ正確に行うことが
できる薄膜の合否判定方法および装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
対物レンズと薄膜を形成した試料の少なくとも一方を光
軸方向で移動させるとともに、前記対物レンズを介して
前記試料に収束光を照射して前記試料からの光を光検出
器で検出し、前記光検出器からの検出出力の変化に基づ
いて薄膜の上面と下面の情報を夫々検出し、前記薄膜の
上面の情報と前記薄膜の下面の情報との差から前記薄膜
の膜厚の変化量を算出し、算出した前記薄膜の膜厚の変
化量を表示することを特徴としている。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記薄膜の合否判定方法は、前記膜厚の変
化量と所定の閾値とを比べることにより試料の合否を判
断することを特徴としている。
【0008】請求項3記載の発明は、対物レンズと薄膜
を形成した試料の少なくとも一方を光軸方向で移動させ
るとともに、前記対物レンズを介して前記試料に収束光
を照射して前記試料からの光を光検出器で検出し、前記
光検出器からの検出出力の変化に基づいて薄膜の上面と
下面の情報を夫々検出し、検出される前記薄膜の上面の
情報と前記薄膜の下面の情報との差から前記薄膜の膜厚
の変化量を算出する演算部と、前記演算部で算出した前
記薄膜の膜厚の変化量を表示する表示手段とを具備した
ことを特徴としている。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明において、前記薄膜の合否判定装置は、前記膜厚の変
化量と所定の閾値とを比べることにより試料の合否を判
断する判断手段を備えていることを特徴としている。
【0010】この結果、本発明によれば、薄膜の厚さの
バラツキを一目で把握することができるので、薄膜の合
否の判断を速やかに、且つ正確に行うことができる。
【0011】また、本発明によれば、作業者の個人的判
断に左右されない正確な合否判断を行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。
【0013】図1は、本発明の薄膜の合否判定方法に適
用される走査型レーザ顕微鏡を利用した高さ情報検出手
段の概略構成を示している。
【0014】この場合、レーザ光源1から出射されたレ
ーザ光は、ミラー2で反射し、ハーフミラー3を透過し
て2次元走査機構14に入射される。2次元走査機構1
4は、コンピュータ4の制御部41の制御によりレーザ
光を2次元走査するもので、このレーザ光は、対物レン
ズ5を介してステージ12に載置された試料6の測定対
象面の領域全体にわたって2次元走査される。また、こ
の試料6からの反射光は、対物レンズ5を透過し、2次
元走査機構14を介してハーフミラー3で反射され、結
像レンズ7、ピンホール8を介して光検出器9により検
出される。そして、光検出器9からの信号は、コンピュ
ータ4の画像入力部42に2次元走査機構14での2次
元走査に同期して取り込まれ、2次元画像としてモニタ
10に表示される。
【0015】ここで、光検出器9では、対物レンズ5の
焦点位置からの試料6の反射光以外は、ピンホール8を
通過することができないので検出されないため試料6の
画像は、対物レンズ5の合焦位置からの画像しか得られ
ない。そこで、この性質を利用してコンピュータ4の制
御部41の制御によりレーザ光の2次元走査ごとにZ軸
移動機構11により光軸方向で対物レンズ5の位置を所
定距離ずつ(所定間隔で)移動させていき、光検出器9
の信号が最大になった位置、つまり、光検出器9により
取得される2次元画像の各画素のそれぞれ最大輝度を示
す合焦位置を試料6の測定対象面の高さ情報と認識して
コンピュータ4のメモリ43に記憶するようにしてい
る。
【0016】なお、上述した実施の形態では、対物レン
ズ5を光軸方向で上下動するものを例として説明した
が、これに限るものでなく、光軸方向(Z軸方向)で試
料6と対物レンズ5とが相対的に移動できるように構成
されていれば、どのような構成であってもよく、例えば
ステージ12を上下動させる構成であってもよい。
【0017】これら一連の動きは、コンピュータ4の制
御部41および画像入力部42を統合して制御すること
で実現される。また、モニタ10上には、試料6の2次
元画像とともに、走査型レーザ顕微鏡の操作を制御する
ための画面も表示されており、オペレータは、この画面
を通じて顕微鏡を取り扱うようになっている。
【0018】次に、このような走査型レーザ顕微鏡を用
いて薄膜の合否判定を行う場合を説明する。
【0019】図2は、薄膜の合否判定が行われる試料6
の具体例を示すもので、基板61の表面に透明または半
透明の薄膜62が形成されている。このような試料6
は、走査型レーザ顕微鏡のステージ12に載置される。
【0020】そして、この状態から、試料6面に対し
て、レーザ光源1のレーザ光を、2次元走査機構14に
より2次元走査するとともに、対物レンズ5を介して照
射し、その反射光を、対物レンズ5、2次元走査機構1
4を介してハーフミラー3で反射させて結像レンズ7、
ピンホール8を介して光検出器9で検出する。
【0021】また、このようなレーザ光の2次元走査と
交互にZ軸移動機構11により対物レンズ5の位置を所
定の距離ずつ(所定間隔で)光軸方向に移動する。する
と、この対物レンズ5の光軸方向の移動にともない試料
6の薄膜62表面からの反射光に対して光検出器9の信
号が最大になる位置が存在するとともに、さらに対物レ
ンズ5を光軸方向で下方に移動していくと、基板61表
面からの反射光に対しても光検出器9の信号が最大にな
る位置が存在するようになる。これら光検出器9の信号
の最大になった位置が対物レンズ5の焦点が薄膜の表面
に合っている位置であり、試料6の薄膜62表面と基板
61表面の高さZの情報としてコンピュータ4のメモリ
43に記憶される。
【0022】この場合、図2に示す試料6上のY軸方向
のスキャンSにより、例えば、図3(a)に示すように
薄膜62の表面Aと基板61の表面Bに対するそれぞれ
の高さZが得られたとすると、コンピュータ4により、
これら薄膜62の表面Aと基板61の表面Bの高さZの
差から図3(b)に示すようにY軸方向のスキャンSに
沿った薄膜62の厚さの変化量を求めることができる。
つまり、図3(a)に示すように、薄膜62の表面Aと
基板61の表面Bの高さZの差が範囲Dでは、図3
(b)の範囲D’に示すように両者の薄膜の厚さの変化
量が変わらないので、膜厚は一定値tにより表わされ、
薄膜62の厚さにバラツキがあって薄膜62の表面Aと
基板61の表面Bの高さZの差が変化する範囲Eでは、
図3(b)の範囲E’に示すように変化量が増大し、両
者の膜厚がtからt1の間で変化していることがわか
る。
【0023】そして、このような図3(b)に示すグラ
フを、モニタ10に表示させるようにすれば、異物の混
入などに原因する薄膜62の厚さの変化を一目で把握す
ることができるようになり、薄膜62の合否の判断を速
やかに、且つ正確に行うことができる。
【0024】なお、上述した実施の形態では、薄膜62
の表面Aと基板61の表面Bの高さZの差の変化量の表
示方法を1次元画像で表わしたが、これに限られるもの
でなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更は可能
であり、例えば、図4(a)に示すように3次元画像や
同図(b)に示すように等高線表示画像により表わした
り、変化量を色別表示し、2次元または3次元画像で表
わすようにしてもよい。また、閾値を設定しておき、そ
の閾値を超えている部分の色を変えるようにしてもよ
い。
【0025】ところで、上述した実施の形態では、薄膜
62の表面Aと基板61の表面Bの高さZの差を図3
(b)に示すように変化量として表わした場合、オペレ
ータによって合否判定にバラツキを生じることがある。
そこで、図5に示すように合否判定用の閾値13を用意
して、薄膜62の表面Aと基板61の表面Bの高さZの
差の変化量が閾値13を超えるか否かで合否判断を行う
合否判断手段44を図1に示すコンピュータ4に設ける
ようにすれば、オペレータの個人的判断に左右されない
正確な合否判断を行うことができる。
【0026】なお、この合否判断には、閾値を用いる他
に、平面度を数値化したり、粗さ計測を行ったり、ヒス
トグラムを用いるなどの方法も考えられる。
【0027】また、上述では、Z軸移動機構11により
対物レンズ5の位置を光軸方向に移動させる場合を述べ
たが、試料6を載置したステージ12側を光軸方向に移
動させるようにしてもよい。また、上述では、試料6と
して基板61上に1層の薄膜62を形成したものについ
て述べたが、2層以上の薄膜を形成した試料についても
適用できる。
【0028】また、上述した実施の形態では、走査型レ
ーザ顕微鏡を例に説明したが、本発明が適用される顕微
鏡は、これに限るものでなく、例えばNikpowディ
スクのようなDiskスキャン形式の共焦点顕微鏡であ
ってもよいし、また、ガルバノミラーの代わりに音響光
学素子を用いてX方向の走査を行うようにして試料から
の光をピンホールを介することなくラインセンサなどで
受光する構成の顕微鏡であっても使用することができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、薄膜
の合否判断を速やかに、且つ正確に行うことができる薄
膜の合否判定方法および装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】一実施の形態に用いられる試料の概略構成を示
す図。
【図3】一実施の形態の動作を説明するための図。
【図4】一実施の形態の膜厚の変化量の他の表示例を示
す図。
【図5】一実施の形態での薄膜の合否判定例を説明する
図。
【符号の説明】
1…レーザ光源 2…ミラー 3…ハーフミラー 4…コンピュータ 41…制御部 42…画像入力部 43…メモリ 44…合否判断手段 5…対物レンズ 6…試料 61…基板 62…薄膜 7…結像レンズ 8…ピンホール 9…光検出器 10…モニタ 11…Z軸移動機構 12…ステージ 13…閾値 14…2次元走査機構

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズと薄膜を形成した試料の少な
    くとも一方を光軸方向で移動させるとともに、前記対物
    レンズを介して前記試料に収束光を照射して前記試料か
    らの光を光検出器で検出し、前記光検出器からの検出出
    力の変化に基づいて薄膜の上面と下面の情報を夫々検出
    し、前記薄膜の上面の情報と前記薄膜の下面の情報との
    差から前記薄膜の膜厚の変化量を算出し、算出した前記
    薄膜の膜厚の変化量を表示することを特徴とする薄膜の
    合否判定方法。
  2. 【請求項2】 前記薄膜の合否判定方法は、 前記膜厚の変化量と所定の閾値とを比べることにより試
    料の合否を判断することを特徴とする請求項1記載の薄
    膜の合否判定方法。
  3. 【請求項3】 対物レンズと薄膜を形成した試料の少な
    くとも一方を光軸方向で移動させるとともに、前記対物
    レンズを介して前記試料に収束光を照射して前記試料か
    らの光を光検出器で検出し、前記光検出器からの検出出
    力の変化に基づいて薄膜の上面と下面の情報を夫々検出
    し、検出される前記薄膜の上面の情報と前記薄膜の下面
    の情報との差から前記薄膜の膜厚の変化量を算出する演
    算部と、 前記演算部で算出した前記薄膜の膜厚の変化量を表示す
    る表示手段とを具備したことを特徴とする薄膜の合否判
    定装置。
  4. 【請求項4】 前記薄膜の合否判定装置は、 前記膜厚の変化量と所定の閾値とを比べることにより試
    料の合否を判断する判断手段を備えていることを特徴と
    する請求項3記載の薄膜の合否判定装置。
JP2000219305A 2000-07-19 2000-07-19 薄膜の合否判定方法および装置 Pending JP2002039718A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000219305A JP2002039718A (ja) 2000-07-19 2000-07-19 薄膜の合否判定方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000219305A JP2002039718A (ja) 2000-07-19 2000-07-19 薄膜の合否判定方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002039718A true JP2002039718A (ja) 2002-02-06
JP2002039718A5 JP2002039718A5 (ja) 2007-08-02

Family

ID=18714109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000219305A Pending JP2002039718A (ja) 2000-07-19 2000-07-19 薄膜の合否判定方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002039718A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010117161A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Nikon Corp 検査装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08210972A (ja) * 1995-02-03 1996-08-20 Hitachi Ltd 偏光解析装置
JPH08210818A (ja) * 1994-12-02 1996-08-20 Keyence Corp 膜厚測定機能付光学顕微鏡
JP2000009437A (ja) * 1997-10-22 2000-01-14 Hitachi Ltd 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08210818A (ja) * 1994-12-02 1996-08-20 Keyence Corp 膜厚測定機能付光学顕微鏡
JPH08210972A (ja) * 1995-02-03 1996-08-20 Hitachi Ltd 偏光解析装置
JP2000009437A (ja) * 1997-10-22 2000-01-14 Hitachi Ltd 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010117161A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Nikon Corp 検査装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3258385B2 (ja) 光学式基板検査装置
US6172349B1 (en) Autofocusing apparatus and method for high resolution microscope system
US10455137B2 (en) Auto-focus system
US10120163B2 (en) Auto-focus method for a coordinate-measuring apparatus
TWI413823B (zh) 影像檢查裝置
JPH03267745A (ja) 表面性状検出方法
US7247825B2 (en) Method and apparatus for scanning a specimen using an optical imaging system
WO1996012981A1 (en) Autofocusing apparatus and method for high resolution microscope system
CN113281343A (zh) 一种对多层透明材料进行缺陷检测的系统及方法
JP2006510031A (ja) 弱い光及び蛍光の光の用途において信号対ノイズ比、解像度、又は合焦品質を犠牲にすることなく検査速度を最適化するための方法
US7474393B2 (en) Method and apparatus for determining a vertical intensity profile along an illuminating beam
US20080144006A1 (en) Method for Measuring Topographic Structures on Devices
JP4603177B2 (ja) 走査型レーザ顕微鏡
US6545765B1 (en) Method and apparatus for measuring thickness of transparent films
JP2002323659A (ja) 共焦点光学系及びこれを用いた走査型共焦点顕微鏡
JP2002039718A (ja) 薄膜の合否判定方法および装置
JP2003035510A (ja) 位置検出装置
JPH10293102A (ja) 半導体等における欠陥の検出方法
JP2002039721A (ja) 膜厚測定装置、膜厚測定方法および膜厚測定のためのプログラムを記憶した記録媒体
JP2911283B2 (ja) 非接触段差測定方法及びその装置
JP3141470B2 (ja) 3次元形状検出方法および装置
JP2002039722A (ja) 膜厚測定におけるデータ取得装置、方法およびデータ取得のためのプログラムを記憶した記録媒体
JP2022091942A (ja) 測定装置
JP3152507B2 (ja) 局部腐食深さ自動測定方法
JP2007071716A (ja) 共焦点走査型顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070614

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090814

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090825

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100105