JPH0497512A - レジストパターン検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造工程における半導体ウェハ表面上の
レジストパターンを検査するレジストパターン検査装置
に関する。

（従来の技術） かかるレジストパターン検査は現像工程終了後の半導体
ウェハに対して白色光源から白色光を照射し、この状態
に金属顕微鏡により半導体装置ハの表面上を検査する方
法となっている。この検査では金属顕微鏡を通して目視
で行われており、その内容はパターニングの状態、レジ
スト厚の均一性、ダスト、下層との位置ずれ、さらにレ
ジスト塗布忘れや露光忘れ、現像忘れ等の全てとなって
いる。なお、この検査を自動化するために白色光を用い
るのに限らずレーザを用いたものもある。

ところか、金属顕微鏡の倍率が低いと半導体ウェハ全体
を検査できるが、レジストパターンが微細であることか
らレジスト塗布忘れや露光忘れ、現像忘れ等ウェハの全
面またはかなり広い範囲が欠陥となるような重大欠陥を
検査することは困難である。従って、金属顕微鏡の倍率
を高くすれば上記レジスト塗布忘れ等を検査することが
できるか、高倍率で半導体ウェハ全体を検査することに
なるので１枚の半導体ウェハに対する検査時間が長くな
る。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように倍率が低いとレジスト塗布忘れ等を検査す
ることは困難となり、倍率を高くずれば検査時間が長く
なる。

そこで本発明は、レジスト塗布忘れ等を短時間で確実に
検査できるレジストパターン検査装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、半導体製造の現像工程後における半導体ウェ
ハに形成されたレジストパターンを検査するレジストパ
ターン検査装置において、半導体ウェハの上方に配置さ
れた励起用光源と、半導体ウェハの上方に配置された白
色光源と、半導体ウェハの上方に配置され倍率切換機能
を備えた撮像装置と、この撮像装置を半導体ウェハ全体
が視野内に入る倍率に設定するとともに励起用光源から
の励起光を半導体ウェハに照射する第１検査設定手段と
、この第１検査設定手段により設定された状態における
撮像装置から出力される映像信号を受けて半導体ウェハ
の画像データを記憶し、この画像データ上の半導体ウェ
ハ表面上の螢光の状態から半導体ウェハに対する現像工
程までの処理状態を判定する判定手段と、この判定手段
により半導体ウェハが良品と判定された場合に励起光の
照射を停止するとともに白色光源からの白色光を半導体
ウェハに照射しかつ撮像装置の倍率を任意に設定する第
２検査設定手段と、この第１検査設定手段により設定さ
れた状態における撮像装置から出力される映像信号を受
けて半導体ウェハの画像データを記憶し、この画像デー
タから半導体ウェハの表面検査を行う検査手段とを備え
て上記目的を達成しようとするレジストパターン検査装
置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、第１検査設定手段
により半導体ウェハの上方に配置された撮像装置の倍率
を半導体ウェハ全体が視野内に入るように設定するとと
もに励起光を半導体ウェハに照射し、この状態に撮像装
置からの映像信号を判定手段により受けて半導体ウェハ
の画像データを記憶して半導体ウェハ表面上の螢光の状
態から半導体ウェハに対する現像工程までの処理状態を
判定し、さらにこの判定結果、半導体ウェハが良品と判
定された場合に第２検査設定手段により励起光の照射を
停止するとともに白色光を半導体ウェハに照射しかっ撮
像装置の倍率を任意に設定し、この状態に検査手段によ
り撮像装置がら出力される映像信号を受けて半導体ウェ
ハの画像データを記憶し、この画像データから半導体ウ
ェハの表面検査を行う。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はレジストパターン検査装置の構成図である。Ｘ
Ｙ子テーブルが備えられている。このＸＹ子テーブルの
上面には半導体ウェハ２が載置されている。なお、ＸＹ
子テーブル上には吸着機構が備えられ、この吸着機構に
より半導体ウェハ２はＸＹ子テーブル上に吸着されてい
る。この半導体ウェハ２は半導体製造工程の現像工程を
終了したものである。

ＸＹ子テーブルの上方つまり半導体ウェハ２の上方には
励起用の水銀ランプ３が配置されている。

この水銀ランプ３は発光した光を半導体ウェハ２に対し
て所定の角度で照射するように配置されている。この水
銀ランプ３の前面には励起フィルタ４及びシャッタ機構
５が配置されている。励起フィルタ４は水銀ランプ３で
発光した光のうち励起光のみを透過させる機能を有して
いる。又、ＸＹ子テーブルの上方には白色光源としての
ハロゲンランプ６が配置されている。このハロゲンラン
プ６は発光した白色光を半導体ウェハ２に対して所定の
角度が照射するように配置されている。このハロゲンラ
ンプ６の前面にはシャッタ機構７が配置されている。

さらにＸＹ子テーブルの上方、具体的にはＸＹ子テーブ
ルの中央部のほぼ真上には工業用テレビジョン（ＩＴＶ
）カメラ８か配置されている。このＩＴＶカメラ８は倍
率切換機構か備えられ、特に低倍率ではＩＴＶカメラ８
の視野内に半導体ウェハ２の全体が入りようになってい
る。このＩＴＶカメラ８の前面には吸収フィルタ９が配
置されている。この吸収フィルタ９は半導体ウェハ２に
励起光を照射したときに発生する螢光の波長のみを透過
する機能を有している。なお、この吸収フィルタ９はそ
の吸収機能がフィルタ切替器１０によりオン・オフする
ようになっている。

ＩＴＶカメラ８からの出力される映像信号はＡ／Ｄ変換
器１１によりディジタル映像信号に変換されて画像処理
装置１２に送られている。

この画像処理装置１２はディジタル映像信号を受けて半
導体ウェハ２の画像データとして内部の画像メモリに記
憶し、この画像データから半導体ウェハ２の表面上の螢
光状態を検出して半導体ウェハ２に対する現像工程まで
の処理状態から良品、不良品を判定する機能を有してい
る。又、この画像処理装置１２はハロゲンランプ６の白
色光が半導体ウェハ２に照射されているときの半導体ウ
ェハ２の画像データを記憶し、この画像データから半導
体ウェハ２に対する異物検査、レジストパターン検査及
びレジスト膜厚検査等を行う機能を有している。この画
像処理装置１２の判定結果は検査設定装置１３に送られ
ている。

この検査設定装置ｔ１３はＩＴＶカメラ８の倍率を半導
体ウェハ２全体が視野内に入る低倍率に設定する倍率指
令Ｆを送出するとともに水銀ランプ３の前面に配置され
たシャッタ機構５に対する開放指令を送出する機能を有
している。又、この検査設定装置１３は画像処理装置１
２の判定結果が良品であれば、水銀ランプ３のシャッタ
機構５を閉じる指令を送出するとともにハロゲンランプ
６のシャッタ機構７の開放指令を発しかっＩＴＶカメラ
８の倍率を低倍率又は高倍率に設定する倍率指令Ｆを送
出する機能を有している。尚、各シャッタ機構５．７の
開放及び閉じる各指令はシャッタ切換器１４に送られ、
このシャッタ切換器１４により各シャッタ機構５．７が
開閉駆動する。

さらに検査設定装置１３はＩＴＶカメラ８を高倍率に設
定したときにＸＹ子テーブルの移動指令をテーブル駆動
回路１５に発する機能を有している。なお、この移動指
令はＩＴＶカメラ８の視野が半導体ウェハ２の全面に走
査されるような内容である。

次に上記の如く構成された装置の作用について第２図に
示す検査流れ図を参照して説明する。

ステップｓ１において検査設定装置１３はＩＴＶカメラ
８の倍率を半導体ウェハ２の全体が視野内に入る低倍率
に設定する倍率指令Ｆを送出するとともに水銀ランプ３
の前面に配置されたシャッタ機構５の開放指令を送出す
る。なお、このときハロゲンランプ６の前面に配置され
たシャッタ機構７は閉じている。これにより、水銀ラン
プ３から放射された光は励起フィルタ４を透過して励起
光のみとなり、この励起光が半導体ウェハ２に照射され
る。さらに、ステップｓ３においてフィルタ切換器１０
は吸収フィルタ９をオン状態とする。

次にステップｓ４においてＩＴＶカメラ８は吸収フィル
タ９を通して半導体ウェハ２の全体を撮像してその映像
信号を出力する。この映像信号はＡ／Ｄ変換器１１によ
りディジタル映像信号に変換されて画像処理装置１２に
送られる。

この画像処理装［１２はディジタル映像信号を入力して
画像メモリに画像データとして記憶し、この画像データ
から半導体ウェハ２に生じる螢光の有無から半導体ウェ
ハ２に対する現像工程までの処理状態を判定する。すな
わち、半導体ウェハ２は現像後であるのでレジスト膜に
は所定のパターンが形成されている。従って、半導体ウ
ェハ２に螢光が全く認められなければ、半導体ウェハ２
に対する塗装忘れと判定し、又半導体ウェハ２の全面が
螢光に覆われていれば露光忘れと判定する。

これら塗装忘れ、露光忘れはともに不良品として判定さ
れる。一方、半導体ウェハ２にポジ型レジストが形成さ
れている場合、励起光を照射したときに半導体ウェハ２
の全面が螢光で覆われていれば、露光忘れと判定する。

又、半導体ウェハ２にネガ型レジストが形成されている
場合、励起光を照射したときに半導体ウェハ２に螢光か
全く認められなければ、露光忘れと判定する。

しかして、半導体ウェハ２が不良品と判定されると、こ
の半導体ウェハ２は図示しないローダ機構により不良品
カセット内に収納される。そして、二の半導体ウェハ２
は不良となった原因追求が行われ、この半導体ウェハ２
に対する工程のやり直しが行われる。

一方、半導体ウェハ２か良品と判定されると、この旨が
検査設定装置１３に送られる。この検査設定装置１３は
シャッタ機構５を閉じる指令を送出するとともにシャッ
タ機構７を開放する指令を送出する。又、検査設定装置
１３はＩＴＶカメラ８の倍率を続けて低倍率に設定する
。又、画像処理装置１２はフィルタ切換器１０に対して
フィルタオフの指令を発する。これにより、ハロゲンラ
ンプ６から放射された白色光は半導体ウエノ＼２に照射
される。この状態にＩＴＶカメラ８は半導体ウェハ２の
全体を撮像してその映像信号を出力する。この映像信号
はＡ／Ｄ変換器１１によりディジタル映像信号に変換さ
れて画像処理装置１２に送られる。

この画像処理装置１２はディジタル映像信号を入力して
画像メモリに画像データとして記憶し、この画像データ
から半導体ウェハ２に対する異物検査、レジストパター
ン検査及びレジスト膜厚検査等を行う。そして。これら
検査の後、半導体ウェハ２に異物が無く、レジストパタ
ーンか正常で、さらにレジスト膜厚が適性であれば良品
と判定する。そして、良品と判定された半導体ウェハ２
は図示しないローダ機構により良品カセット内に収納さ
れ、次の工程に搬送される。又、半導体ウェハ２が不良
品と判定されると、この半導体ウェハ２はローダ機構に
より不良品カセット内に収納される。

次に半導体ウェハ２が良品と判定されたときの別の作用
について説明する。この場合、検査設定袋！′１３は上
記同様にシャッタ機構５を閉じる指令を送出するととも
にシャッタ機構７を開放する指令を送出する。

さて、検査設定装置１３はＩＴＶカメラ８の倍率を高倍
率に設定し、かつテーブル移動指令を発する。そして、
画像処理装置１２はフィルタ切換器１０に対してフィル
タオフの指令を発する。これにより、ハロゲンランプ６
から放射された白色光は半導体ウェハ２に照射され、Ｉ
ＴＶカメラ８は高倍率で半導体ウェハ２を撮像する。こ
の状態にＸＹテーブル１は例えばＸ方向に移動し、次に
Ｙ方向にＩＴＶカメラ８の視野大きさの分だけ移動し、
次に再びＸ方向に移動する。以下、同様にＸＹテーブル
１は移動し、これによりＩＴＶカメラ８は半導体ウェハ
２の全面を走査して撮像する。

このときにＩＴＶカメラ８から出力される映像信号はＡ
／Ｄ変換器１１によりディジタル映像信号に変換されて
画像処理装置１２に送られる。

この画像処理装置１２は上記同様に順次ディジタル映像
信号を入力して画像メモリに画像データとして記憶し、
この画像データから半導体ウェハ２に対する異物検査、
レジストパターン検査及びレジスト膜厚検査等を行う。

そして、これら検査の後、半導体ウェハ２に異物が無く
、レジストパターンが正常で、さらにレジスト膜厚が適
性であれば良品と判定する。そして、良品と判定された
半導体ウェハ２は図示しないローダ機構により良品カセ
ット内に収納され、次の工程に搬送される。

又、半導体ウェハ２が不良品と判定されると、この半導
体ウェハ２はローダ機構により不良品カセット内に収納
される。

このように上記一実施例においては、ＩＴＶカメラ８を
低倍率に設定するとともに励起光を半導体ウェハ２に照
射し、この状態の半導体ウェハ２の画像データから半導
体ウェハ２の表面上の螢光の状態によって半導体ウェハ
２に対する塗布忘れ・露光忘れなどの重大欠陥を判定し
、さらに半導体ウェハ２か良品と判定された場合に白色
光を半導体ウェハ２に照射して半導体ウェハ２の画像デ
ータから異物検査等を行うようにしたので、レジスト塗
布忘れや露光忘れ、現像忘れ等の検査を確実に行うこと
かでき、さらに続けて半導体ウェハ２に対する異物検査
、レジストパターン検査及びレジスト膜厚検査等ができ
る。そして、これら検査は自動にできる。又、ＩＴＶカ
メラ８を高倍率に設定して異物検査、レジストパターン
検査及びレジスト膜厚検査等の検査かできるので検査に
対する信頼性を向上できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、レジスト塗布忘れ
等を短時間で確実に検査できるレジストパターン検査装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるレジストパターン検査装置の一
実施例の構成図、第２図は検査流れ図である。 １・・・ＸＹ子テーブル２・・・半導体ウェハ、３・・
・水銀ランプ、４・・・励起フィルタ、５．７・・・シ
ャッタ機構、６・・・ハロゲンランプ、８・・・ＩＴＶ
カメラ、９・・・吸収フィルタ、１０・・・フィルタ切
換器、１１・・・Ａ／Ｄ変換器、１２・・・画像処理装
置、１３・・・検査設定装置、１４・・・シャッタ切換
器、１５・・・テーブル駆動回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体製造の現像工程後における半導体ウェハに形成さ
   れたレジストパターンを検査するレジストパターン検査
   装置において、前記半導体ウェハの上方に配置された励
   起用光源と、前記半導体ウェハの上方に配置された白色
   光源と、前記半導体ウェハの上方に配置され倍率切換機
   能を備えた撮像装置と、この撮像装置を前記半導体ウェ
   ハ全体が視野内に入る倍率に設定するとともに前記励起
   用光源からの励起光を前記半導体ウェハに照射する第１
   検査設定手段と、この第１検査設定手段により設定され
   た状態における前記撮像装置から出力される映像信号を
   受けて前記半導体ウェハの画像データを記憶し、この画
   像データ上の前記半導体ウェハ表面上の螢光の状態から
   前記半導体ウェハに対する現像工程までの処理状態を判
   定する判定手段と、この判定手段により前記半導体ウェ
   ハが良品と判定された場合に前記励起光の照射を停止す
   るとともに前記白色光源からの白色光を前記半導体ウェ
   ハに照射しかつ前記撮像装置の倍率を任意に設定する第
   ２検査設定手段と、この第１検査設定手段により設定さ
   れた状態における前記撮像装置から出力される映像信号
   を受けて前記半導体ウェハの画像データを記憶し、この
   画像データから前記半導体ウェハの表面検査を行う検査
   手段とを具備したことを特徴とするレジストパターン検
   査装置。