特許ウォッチ

公開番号2025151336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024052704
出願日2024-03-28
発明の名称保護膜検査方法及び保護膜検査装置
出願人株式会社東京精密
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 21/88 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】蛍光退色を考慮した膜厚測定に基づく精度の高い保護膜検査を可能とする、保護膜検査方法及び保護膜検査装置の提供を目的とする。
【解決手段】この保護膜検査方法は、ウェハに塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法である。そして、この保護膜検査方法は、励起光の照射を受けて発光した前記吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定する測定工程S2と、測定工程S2で得られた蛍光強度データに基づいて前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程S3と、測定工程S2の前に、前記励起光を前記保護膜に照射して前記吸光剤を退色させる退色工程S1と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法であって、
励起光の照射を受けて発光した前記吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた蛍光強度データに基づいて前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程と、
前記測定工程の前に、前記励起光を前記保護膜に照射して前記吸光剤を退色させる退色工程と、
を有することを特徴とする保護膜検査方法。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法であって、
前記吸光剤が吸収する波長の励起光を前記保護膜に対して照射し、前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定して補正前蛍光強度データを得る本測定工程と、
前記保護膜の塗布条件および前記励起光の照射条件を含む、前記蛍光強度の退色条件を前記本測定工程と同一にした上で、参照用ワークに塗布された保護膜の吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定して補正データを得る準備工程と、
前記準備工程で得た前記補正データに基づいて、前記本測定工程で得た前記補正前蛍光強度データを補正して補正後蛍光強度データを得る補正工程と、
前記補正後蛍光強度データを用いて、前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程と、
を有することを特徴とする保護膜検査方法。
【請求項３】
前記補正工程で、
前記補正後蛍光強度データをＡ、前記補正データをＢ、前記補正前蛍光強度データをＣ、共に０超である任意定数をそれぞれａ，ｂとして、前記被加工物の表面に沿った場所ごとに、下記の式１または式２により前記補正後蛍光強度データＡを取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の保護膜検査方法。
TIFF
2025151336000005.tif
33
170
【請求項４】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法であって、
前記吸光剤が吸収する波長の励起光を前記保護膜に対して照射し、前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定する本測定工程と、
前記保護膜の塗布条件および前記励起光の照射条件を含む、前記蛍光強度の退色条件を前記本測定工程と同一にした上で、参照用ワークに塗布された保護膜の吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定して補正データを得る準備工程と、
前記準備工程で得た前記補正データに基づいて、前記被加工物の表面に沿った閾値分布を算出する閾値分布算出工程と、
前記本測定工程で得られた前記蛍光強度を、前記閾値分布算出工程で得られた前記閾値分布と対比することで、前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程と、
を有することを特徴とする保護膜検査方法。
【請求項５】
前記閾値分布算出工程で、
補正後閾値をＡ１、前記補正データをＢ１、０超である任意定数をａ１として、前記被加工物の前記表面に沿った場所ごとに下記の（式３）により前記補正後閾値Ａ１を取得することで、前記閾値分布を取得する
ことを特徴とする請求項４に記載の保護膜検査方法。
Ａ１＝ａ１＊Ｂ１・・・（式３）
【請求項６】
前記参照用ワークとして、前記本測定工程で測定対象となる前記被加工物と同一パターンのデバイスが搭載された他の被加工物を用いる
ことを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載の保護膜検査方法。
【請求項７】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する装置であって、
前記保護膜に対し、前記吸光剤が吸収する波長の励起光を照射する照射部と、
前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定する測定部と、
前記照射部及び前記測定部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、
前記測定部による測定を行う前の前記保護膜に対し、前記照射部から前記励起光を照射して前記吸光剤が発する蛍光を退色させる
ことを特徴とする保護膜検査装置。
【請求項８】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する装置であって、
前記保護膜に対し、前記吸光剤が吸収する波長の励起光を照射する照射部と、
前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定して補正前蛍光強度データを得る測定部と、
前記照射部及び前記測定部の制御と、前記補正前蛍光強度データの、前記吸光剤が発する蛍光の退色を加味した補正とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部が、
前記被加工物を測定対象とする本測定とは別に、前記被加工物の代わりである参照用ワークに対して、前記保護膜の塗布条件および前記励起光の照射条件を含む、前記蛍光強度の退色条件を前記本測定と同一にした上で、前記参照用ワークに塗布された保護膜の吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定して補正データを取得し、
前記補正データに基づいて、前記本測定で得た前記補正前蛍光強度データを補正する
ことを特徴とする保護膜検査装置。
【請求項９】
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する装置であって、
前記保護膜に対し、前記吸光剤が吸収する波長の励起光を照射する照射部と、
前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定して蛍光強度データを得る測定部と、
前記照射部及び前記測定部の制御と、前記吸光剤が発する蛍光の退色を加味した閾値分布の設定と、前記保護膜の塗布状態の検査と、を行う制御部と、
を備え、
前記制御部が、
前記被加工物を測定対象とする本測定とは別に、前記被加工物の代わりである参照用ワークに対して、前記保護膜の塗布条件および前記励起光の照射条件を含む、前記蛍光強度の退色条件を前記本測定と同一にした上で、前記参照用ワークに塗布された保護膜の吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定して補正データを取得し、
前記補正データに基づいて、前記被加工物の表面に沿った前記閾値分布を設定し、
前記本測定で得た前記蛍光強度データを、前記閾値分布と対比することで、前記保護膜を検査する
ことを特徴とする保護膜検査装置。
【請求項１０】
前記励起光の照射範囲と前記励起光の測定視野範囲とを、前記被加工物上において互いに重ねたまま前記被加工物上で螺旋状または同心円状に移動させるように、
前記制御部が、前記被加工物と、前記照射部及び前記測定部と、の相対位置を制御する
ことを特徴とする請求項７～９の何れか１項に記載の保護膜検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護膜検査方法及び保護膜検査装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造に際してはレーザアブレーション加工を行うため、溶融したデブリがデバイス層に固着する問題がある。そのため、レーザアブレーション加工の前に、ウェハの表面に水溶性の樹脂剤からなる保護膜を形成しておくことが行われている。この保護膜によれば、レーザアブレーション加工中に発生したデブリからデバイス層を保護することが可能である。また、レーザアブレーション加工後に、保護膜ごと、デブリを洗い流すことが可能である。
【０００３】
保護膜の塗布は、スピンコート等の方法で行われるが、稀に塗布不良が発生する。具体的には、ウェハの表面において部分的な塗り残しが生じたり、あるいは膜厚が規定よりも厚すぎたり薄すぎたりする場合が有る。塗り残しが生じたり膜厚が薄すぎたりした場合には、その部分のデバイス層がデブリの影響を受ける可能性が有る。逆に、膜厚が厚すぎた場合には、レーザ光が保護膜により阻害され、レーザアブレーション加工に不良を生じる可能性が有る。よって、歩留まり向上の観点より、適切な厚みを持つ保護膜を形成する必要が有り、膜厚を事前に検査しておく必要がある。
【０００４】
膜厚の検査方法としては、例えば下記特許文献１に記載のように、保護膜に吸収材を含ませておき、紫外光を保護膜に当てた際に発生する蛍光量を測定することが行われている。この方法によれば、保護膜の膜厚に応じて蛍光量が増減する関係を用いて、膜厚を求めることが可能である。
同様に、特許文献２には、保護膜の塗布前後を比較してパターンの影響を除去し、保護膜の厚みと蛍光強度との相関から保護膜の厚みを測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６６２４９１９号公報
特開２０２２－１７８４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、保護膜に紫外光を照射し続けると、時間と共に蛍光量が徐々に衰退していく蛍光退色が生じる。この蛍光退色は、蛍光強度の測定値に基づいて求める膜厚の精度に影響を及ぼす。しかしながら、上記特許文献１，２にも例示される通り、従来の保護膜検査では、蛍光退色を考慮した膜厚測定が行われていなかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光退色を考慮した膜厚測定に基づく精度の高い保護膜検査を可能とする、保護膜検査方法及び保護膜検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用した。
（１）本発明の一態様に係る保護膜検査方法は、
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法であって、
励起光の照射を受けて発光した前記吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた蛍光強度データに基づいて前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程と、
前記測定工程の前に、前記励起光を前記保護膜に照射して前記吸光剤を退色させる退色工程と、
を有する。
上記（１）の態様に係る保護膜検査方法によれば、測定工程の前に退色工程を行うことで、蛍光強度の変動成分を予め除去あるいは大幅に抑制することができる。これにより、測定工程では安定した蛍光強度に基づいて保護膜の膜厚を測定できる。したがって、蛍光退色を考慮した膜厚測定に基づいて精度の高い保護膜検査が可能となる。
【０００９】
（２）本発明の他の態様に係る保護膜検査方法は、
被加工物に塗布された、吸光剤を含む保護膜の塗布状態を検査する方法であって、
前記吸光剤が吸収する波長の励起光を前記保護膜に対して照射し、前記励起光の照射を受けて発光する前記吸光剤の蛍光強度を測定して補正前蛍光強度データを得る本測定工程と、
前記保護膜の塗布条件および前記励起光の照射条件を含む、前記蛍光強度の退色条件を前記本測定工程と同一にした上で、参照用ワークに塗布された保護膜の吸光剤が発する蛍光の蛍光強度を測定して補正データを得る準備工程と、
前記準備工程で得た前記補正データに基づいて、前記本測定工程で得た前記補正前蛍光強度データを補正して補正後蛍光強度データを得る補正工程と、
前記補正後蛍光強度データを用いて、前記保護膜の塗布状態を検査する検査工程と、
を有する。
上記（２）の態様に係る保護膜検査方法によれば、補正工程では、退色条件を含む蛍光強度の変動成分が反映された補正後蛍光強度データを取得できる。よって、検査工程では、前記変動成分が除去あるいは大幅に低減された補正後蛍光強度データに基づいて、保護膜の塗布状態を検査することができる。したがって、検査工程では、蛍光退色を考慮した膜厚測定に基づいて精度の高い保護膜検査が可能となる。
【００１０】
（３）上記（２）に記載の保護膜検査方法において、
前記補正工程で、
前記補正後蛍光強度データをＡ、前記補正データをＢ、前記補正前蛍光強度データをＣ、共に０超である任意定数をそれぞれａ，ｂとして、前記被加工物の表面に沿った場所ごとに、下記の式１または式２により前記補正後蛍光強度データＡを取得してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許