(57)【要約】      （修正有）【課題】基板に形成されたＴＳＶなどの深さ方向の形状を検出することができる形状検出装置を提供する。【解決手段】形状検出装置１００は、偏光を凹部が形成された基板に照射する照射部１０２，１０４と、前記照射部１０２，１０４から前記基板に照射されて、反射および透過した偏光のいずれか一方を受光する受光部１０６と、前記受光部１０６に受光された前記偏光の強度および位相のいずれか一方に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出部１１０とを備える。【選択図】図８
2014007224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が形成された基板に偏光を照射する照射部と、
前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光部と、
前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出部と
を備える形状検出装置。
【請求項２】
前記形状検出部は、
既知の深さ形状に関連する深さ形状データと偏光の強度に関連する強度データとを関連付けた強度テーブルを参照して前記凹部の深さ形状を特定する
請求項１に記載の形状検出装置。
【請求項３】
前記形状検出部は、
シミュレーションにより算出された前記強度テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項２に記載の形状検出装置。
【請求項４】
前記形状検出部は、
実測により生成された前記強度テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項２に記載の形状検出装置。
【請求項５】
前記形状検出部は、
既知の深さ形状に関連する深さ形状データと偏光の位相に関連する位相データとを関連付けた位相テーブルを参照して前記凹部の深さ形状を特定する
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項６】
前記形状検出部は、
シミュレーションにより算出された前記位相テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項５に記載の形状検出装置。
【請求項７】
前記形状検出部は、
実測により生成された前記位相テーブルより前記凹部の深さ形状を特定する
請求項５に記載の形状検出装置。
【請求項８】
前記受光部は、
前記基板を透過した偏光を受光する
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項９】
前記受光部は、
前記基板によって反射された偏光を受光する
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項１０】
前記受光部は、
前記基板によって回折された偏光を受光する
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項１１】
前記形状検出部は、
前記照射部が前記基板の一部に照射した偏光によって前記基板の一部の前記凹部の深さ形状を検出する
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項１２】
前記形状検出部は、
前記照射部が前記基板の全域に照射した偏光によって前記基板の全域の前記凹部の深さ形状を検出する
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の形状検出装置。
【請求項１３】
凹部が形成された基板に偏光を照射する照射段階と、
前記照射段階で前記基板に照射された偏光を受光する受光段階と、
前記受光段階で受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出段階と
を備える形状検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状検出装置、及び、形状検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貼り合わせ基板同士の相対位置のずれ等の基板を評価する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  特開２０１０−９８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、基板に形成された形状において、深さ方向の形状（深さ形状）を検出することができないといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、赤外帯域の偏光を凹部が形成された基板に照射する照射部と、前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光部と、前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出部とを備える形状検出装置を提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、偏光を凹部が形成された基板に照射する照射段階と、前記照射部から前記基板に照射された偏光を受光する受光段階と、前記受光部に受光された前記偏光に基づいて、前記凹部の深さ形状を検出する形状検出段階とを備える形状検出方法を提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図２】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図３】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図４】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図５】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図６】ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。
【図７】形状検出装置１００の全体構成図である。
【図８】形状検出装置１００の制御系を説明するブロック図である。
【図９】強度・位相テーブル１１４を説明する図である。
【図１０】ビアホール９２の基準穴１２０の断面図である。
【図１１】ビアホール９２の基準穴１２０の平面図である。
【図１２】ビアホール９２の深さ１／２形状１２２の断面図である。
【図１３】ビアホール９２のテーパ形状１２４の断面図である。
【図１４】ビアホール９２の比例縮小形状１２６の断面図である。
【図１５】ビアホール９２の先細り形状１２８の断面図である。
【図１６】ビアホール９２のボーイング形状１３０の断面図である。
【図１７】反射偏光にＦＤＴＤ法を適用した算出結果のグラフである。
【図１８】透過偏光にＦＤＴＤ法を適用した算出結果のグラフである。
【図１９】形状検出装置１００による形状検出を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
まず、ＴＳＶ（through silicon via）形成工程及び貼り合わせ工程による積層半導体装置の製造方法を説明する。図１から図６は、ＴＳＶ形成工程及び貼り合わせ工程を説明する工程図である。図１から図６は、半導体素子よりも先にＴＳＶを先に形成するビアファーストによる製造工程である。
【００１０】
図１に示すように、例えば、シリコンからなる基板９０にビアホール９２を、露光装置、現像装置、エッチング装置等により形成する。ビアホール９２は、凹部の一例である。ビアホール９２の形成方法の一例では、基板９０の一面にレジスト膜を形成した後、ビアホール９２のパターンに合わせてレジスト膜を露光して、現像する。次に、パターニングされたレジスト膜によって、基板９０の表面に形成されている酸化膜をエッチングする。エッチングされた酸化膜をハードマスクとして、基板９０をドライエッチングすることによりビアホール９２を形成する。ドライエッチングの一例は、反応性イオンエッチングである。
【００１１】
次に、図２に示すように、ビアホール９２の内周面に素子分離用の酸化膜を形成した後、銅またはポリシリコン等を充填して、ＴＳＶ９８を形成する。酸化膜の形成方法及びポリシリコンの充填方法の一例は、ＣＶＤ（化学的気相成長）法である。また、銅の充填方法の一例は、電解めっき法である。
【００１２】
次に、図３に示すように、基板９０の一方の面内にトランジスタ等の半導体素子９４を形成する。半導体素子９４は、基板９０にレジスト膜を形成して、イオン注入した後、不純物拡散、熱酸化等によって形成される。
【００１３】
次に、図４に示すように、基板９０の一方の面上に絶縁膜８２及び配線８４を含む配線層９６を形成する。配線８４は、半導体素子９４及びＴＳＶ９８に接続される。
【００１４】
次に、図５に示すように、配線層９６の一方の面に支持基板８６が接着される。この状態で、基板９０の他方の面を、点線で示す位置からＴＳＶ９８の一端が露出する位置まで、機械的研磨等により除去する。この後、支持基板８６を外す。
【００１５】
次に、図６に示すように、接合装置によって、ＴＳＶ９８が形成された基板９０と基板９０とを互いに貼り合わせる。基板９０の貼り合わせ方法の一例は、加熱及び加圧による貼り合わせである。また、基板９０の貼り合わせ方法の他の例は、プラズマ等により表面処理を行って常温で接合する常温接合である。これにより、貼り合わせ基板８８が完成する。この後、貼り合わせ基板８８を個片化して、積層半導体装置８９が完成する。
【００１６】
上述の例では、半導体素子９４よりも先にＴＳＶ９８を形成するビアファーストによってＴＳＶ９８を形成する例を示したが、他の方法によってＴＳＶ９８を形成してもよい。例えば、ＴＳＶ９８の形成方法として、半導体素子９４の形成と配線層９６の形成との間にＴＳＶ９８を形成するビアミドル、配線層９６の後にＴＳＶ９８を形成するビアラスト、基板９０と基板９０とを接合した後にＴＳＶ９８を形成するビアアフターボンディングを上げることができる。
【００１７】
図７は、形状検出装置１００の全体構成図である。図７に示す基板９０のビアホール９２は、貫通していない状態であってもよい。貫通していない場合、基板９０が、例えば薄化されることにより、ビアホール９２は、基板９０を貫通する。ビアホール９２は、基板９０の一方の面に形成されている。ビアホール９２が形成されている面を表面、他方の面を裏面とする。以下の説明では、基板９０は、シリコンからなるとして説明する。形状検出装置１００は、ビアホール９２の深さ形状を特定することにより、ＴＳＶ９８の深さ形状を特定する。図７に示すように、形状検出装置１００は、反射用偏光照射部１０２と、透過用偏光照射部１０４と、受光部１０６とを備える。反射用偏光照射部１０２及び透過用偏光照射部１０４は、照射部の一例である。
【００１８】
透過用偏光照射部１０４は、赤外線ランプが出射した赤外線を偏光フィルターによって直線偏光にして、ビアホール９２が形成された基板９０の一部に照射する。透過用偏光照射部１０４が照射する赤外線の波長は、例えば、基板９０を透過可能な約１．１μｍである。透過用偏光照射部１０４は、基板９０の法線方向に対して、４５°で入射する偏光を基板９０の裏面へと照射する。
【００１９】
反射用偏光照射部１０２は、赤外線ランプが出射した赤外線を偏光フィルターによって直線偏光にして、ビアホール９２が形成された基板９０の一部に照射する。反射用偏光照射部１０２が照射する赤外線の波長は、例えば、透過用偏光照射部１０４が照射する赤外線の波長と同じ約１．１μｍである。反射用偏光照射部１０２は、基板９０の法線方向に対して４５°で入射する偏光を、基板９０の表面へと照射する。
【００２０】
受光部１０６は、反射用偏光照射部１０２が照射して基板９０によって反射された偏光である反射偏光を受光する。受光部１０６は、透過用偏光照射部１０４が照射して基板９０を透過した偏光である透過偏光を受光する。受光部１０６は、受光した偏光の強度に対応する電気的な強度信号を出力する。受光部１０６は、受光した偏光の位相に対応する電気的な位相信号を出力する。
【００２１】
図８は、形状検出装置１００の制御系を説明するブロック図である。図８に示すように、形状検出装置１００は、形状検出部１１０と、記憶部１１２とを有する。
【００２２】
形状検出部１１０の一例は、コンピュータである。形状検出部１１０は、反射用偏光照射部１０２に照射信号を出力して、反射用の偏光を照射させる。形状検出部１１０は、透過用偏光照射部１０４に照射信号を出力して、透過用の偏光を照射させる。形状検出部１１０は、反射用偏光照射部１０２及び透過用偏光照射部１０４により基板９０の一部に照射された後、受光部１０６に受光された偏光に基づいて、基板９０の一部のビアホール９２の深さ形状を特定することによりＴＳＶ９８の深さ形状を検出する。具体的には、形状検出部１１０は、受光部１０６が出力した強度信号及び位相信号を取得する。形状検出部１１０取得する強度信号は、基板９０に反射された偏光のｐ偏光及びｓ偏光の強度信号と、基板９０を透過した偏光のｐ偏光及びｓ偏光の強度信号を含む。形状検出部１１０が取得する位相信号は、基板９０に反射された偏光のｐ偏光及びｓ偏光の位相信号と、基板９０を透過した偏光のｐ偏光及びｓ偏光の位相信号を含む。形状検出部１１０は、記憶部１１２に記憶された強度・位相テーブル１１４を参照して、取得した強度信号及び位相信号に対応する深さ形状データを取得して、ビアホール９２の形状からＴＳＶ９８の形状を特定する。形状検出部１１０は、ＴＳＶ９８を形成する露光装置１４０、現像装置１４２、エッチング装置１４４及び接合装置１４６に接続されている。形状検出部１１０は、検出したＴＳＶ９８の深さ形状及び対策を、露光装置１４０、現像装置１４２、エッチング装置１４４及び接合装置１４６に出力する。ここで、形状検出部１１０は、ＴＳＶ９８の深さ形状となった原因を特定して、当該原因となる装置にのみ深さ形状を出力してもよい。また、ＴＳＶ９８の深さ形状に対する対策は、記憶部１１２に記憶された対策テーブル１１６から抽出される。対策テーブル１１６は、ＴＳＶ９８の深さ形状と、対策とが関連付けられている。尚、露光装置１４０、現像装置１４２、エッチング装置１４４及び接合装置１４６の記憶部に対策テーブルを記憶させてもよい。この場合、露光装置１４０、現像装置１４２、エッチング装置１４４及び接合装置１４６が、形状検出部１１０からＴＳＶ９８の形状を取得して、各装置が記憶している対策テーブルから対策を抽出する。
【００２３】
図９は、強度・位相テーブル１１４を説明する図である。形状検出部１１０は、強度・位相テーブル１１４を参照して、受光部１０６から取得した強度信号及び位相信号に対応する深さ形状を取得する。図９に示すように、強度・位相テーブル１１４は、シミュレーションにより算出された偏光の強度に関連する強度変化データ及び偏光の位相に関連する位相変化データと、既知の深さ形状データとが関連付けられている。強度変化及び位相変化は、次の式により算出した。
強度変化＝（モデル形状の強度／基準穴１２０の強度）−１  ［単位：なし］（式１）
位相変化＝モデル形状の位相−基準穴１２０の位相        ［単位：ｒａｄ］（式２）
基準穴とは、設計通りの穴のことである。モデル形状とは、深さ形状、テーパ形状、比例縮小形状、先細り形状、ボーイング形状それぞれを具体化した一例であり、具体的な形状は後述する。例えば、深さ１／２形状において、反射偏光のｐ偏光の強度変化データは０．０８であり、ボーイング形状における反射偏光のｐ偏光の強度変化データは−０．６４である。深さ１／２形状において、反射偏光のｓ偏光の強度変化データは−０．０１であり、テーパ形状における反射偏光のｓ偏光の強度変化データは−０．５０である。深さ１／２形状において、反射偏光のｐ偏光の位相変化データは０．０２であり、テーパ形状における反射偏光のｐ偏光の位相変化データは０．１６である。
【００２４】
この強度・位相テーブル１１４に基づいて、形状検出部１１０は、受光部１０６から取得した強度信号及び位相信号から算出した強度変化データ及び位相変化データの組み合わせに最も近い組み合わせの深さ形状データを、強度・位相テーブル１１４から抽出して、ＴＳＶ９８の深さ形状を特定する。例えば、形状検出部１１０は、検出した強度変化及び位相変化と、強度・位相テーブル１１４に含まれる全ての強度変化及び位相変化との差を算出する。形状検出部１１０は、各組み合わせの差の絶対値を足した合計が最も小さい組合せを最も近い組み合わせと判定する。これにより、形状検出が終了する。
【００２５】
次に、図９の強度・位相テーブル１１４のシミュレーションによる作成方法について説明する。まず、シミュレーション対象となるビアホール９２の６個のモデル形状及びシミュレーション条件について説明する。
【００２６】
図１０は、ビアホール９２の基準穴１２０の断面図である。図１１は、ビアホール９２の基準穴１２０の平面図である。尚、基準穴１２０とは、設計通りの形状のことである。図１０及び図１１に示すように、ビアホール９２の基準穴１２０は、円柱状に形成されている。基準穴１２０の直径ＤＭは、１μｍである。基準穴１２０の深さＤＰは、２μｍである。基板９０は、屈折率が３．４のシリコンからなる。基板９０の厚みＴＨは、３．２μｍである。基板９０の周り及び基準穴１２０の内部は、屈折率が１の空気である。図１０において、点線の四角で囲まれた領域が、シミュレーションによる単位解析領域である。
【００２７】
反射偏光ＲＰは、Ｚ方向に対して４５°で解析領域の＋Ｚ側から入射させる。透過偏光ＴＰは、Ｚ方向に対して４５°で解析領域の−Ｚ側から入射させる。反射偏光ＲＰ及び透過偏光ＴＰのｐ偏光は、入射面と平行な方向が電界の振動方向である。反射偏光ＲＰ及び透過偏光ＴＰのｓ偏光は、入射面と垂直な方向が電界の振動方向である。
【００２８】
図１２は、ビアホール９２の深さ１／２形状１２２の断面図である。一点鎖線は、基準穴１２０を示す。図１２に示す深さ１／２形状１２２の直径は、基準穴１２０と同じである。深さ１／２形状１２２の深さは、基準穴１２０の深さの１／２の１μｍである。深さ１／２形状１２２の容積は、基準穴１２０の容積の１／２である。
【００２９】
図１３は、ビアホール９２のテーパ形状１２４の断面図である。点線は、基準穴１２０を示す。図１３に示すテーパ形状１２４の深さは、２．５５μｍである。テーパ形状１２４の直径は、１．５３４μｍである。テーパ形状１２４の先端の内角θ２は、３３．４８°である。テーパ形状１２４の容積は、基準穴１２０の容積と同じである。
【００３０】
図１４は、ビアホール９２の比例縮小形状１２６の断面図である。点線は、基準穴１２０を示す。図１４に示すように、比例縮小形状１２６の深さは、１．５８７４μｍである。比例縮小形状１２６の直径は、０．７９３７μｍである。比例縮小形状１２６の容積は、基準穴１２０の容積の１／２である。
【００３１】
図１５は、ビアホール９２の先細り形状１２８の断面図である。点線は、基準穴１２０を示す。図１５に示す先細り形状１２８の深さは、２μｍである。先細り形状１２８の上側の深さ１μｍまでは、円柱形状に形成されている。先細り形状１２８の下側の深さ１μｍから最深部までは、円錐形状に形成されている。先細り形状１２８の容積は、基準穴１２０の容積の２／３である。
【００３２】
図１６は、ビアホール９２のボーイング形状１３０の断面図である。点線は、基準穴１２０を示す。図１６に示すボーイング形状１３０の深さは、約２μｍである。ボーイング形状１３０の深さは、２μｍである。ボーイング形状１３０の深さ０．２μｍから１．０μｍまでは、１．５μｍの直径の円柱形状に形成されている。ボーイング形状１３０の他の領域は、基準穴１２０と同じ１μｍの直径の円柱形状に形成されている。ボーイング形状１３０の容積は、基準穴１２０の容積の２／３である。
【００３３】
図１１から図１６の形状のビアホール９２に対してＦＤＴＤ法（Finite-difference time-domain method）によって、偏光の強度及び位相を算出した。図１７は、反射偏光にＦＤＴＤ法を適用した算出結果のグラフである。図１８は、透過偏光にＦＤＴＤ法を適用した算出結果のグラフである。尚、ビアホール９２には、空気が充填されているとする。
【００３４】
図１７及び図１８は、ｐ偏光及びｓ偏光の強度変化及び位相変化を示す。強度変化及び位相変化は、それぞれ上述の式１、式２により算出した。式１及び式２におけるモデル形状は、図１２から図１６に示すビアホール９２の形状のことである。
【００３５】
図１７に示すように、ボーイング形状１３０は、反射偏光のｐ偏光の強度変化及び位相変化が大きいことがわかる。テーパ形状１２４は、反射偏光のｐ偏光及びｓ偏光の強度変化が大きいとともに、反射偏光のｓ偏光の位相変化が大きいことがわかる。
【００３６】
図１８に示すように、略全てのモデル形状において、透過偏光の強度変化は、反射偏光の強度変化よりも大きいことがわかる。透過偏光は、基板９０を透過するので、各形状の深い領域の情報の感度が高いことに起因すると考えられる。特に、透過偏光の強度変化は、深さ１／２形状１２２、比例縮小形状１２６、及び、先細り形状１２８において、大きいことがわかる。シミュレーションによって算出されたこれらの数値に基づいて、図９に示す強度・位相テーブル１１４が作成される。
【００３７】
次に、形状検出装置１００の動作を説明する。図１９は、形状検出装置１００による形状検出を説明するフローチャートである。形状検出は、ビアホール９２が形成されて、ビアホール９２に導電材が充填される前の状態で行われる。
【００３８】
まず、形状検出部１１０が、反射用偏光照射部１０２に照射指示を出力する（Ｓ１０）。これにより、反射用偏光照射部１０２は、基板９０へ反射用の偏光を照射する（Ｓ１２）。受光部１０６は、基板９０によって反射された反射偏光を受光して、強度信号及び位相信号を形状検出部１１０に出力する（Ｓ１４）。形状検出部１１０は、反射偏光の強度信号及び位相信号を取得する（Ｓ１６）。
【００３９】
次に、形状検出部１１０は、透過用偏光照射部１０４に照射指示を出力する（Ｓ１８）。これにより、透過用偏光照射部１０４は、基板９０へ透過用の偏光を照射する（Ｓ２０）。受光部１０６は、基板９０を透過した透過偏光を受光して、強度信号及び位相信号を形状検出部１１０に出力する（Ｓ２２）。形状検出部１１０は、透過偏光の強度信号及び位相信号を取得する（Ｓ２４）。
【００４０】
形状検出部１１０は、取得した反射偏光及び透過偏光の強度信号及び位相信号のそれぞれに対して強度変化及び位相変化を算出する（Ｓ２６）。次に、形状検出部１１０は、強度・位相テーブル１１４を参照して、算出した強度変化及び位相変化に最も近い強度変化及び位相変化の組み合わせのビアホール９２の深さ形状を特定することによりＴＳＶ９８の深さ形状を特定する（Ｓ２８）。次に、形状検出部１１０は、特定した深さ形状に対する対策を対策テーブル１１６から抽出して、露光装置１４０、現像装置１４２、及び、エッチング装置１４４、接合装置１４６のいずれかに、深さ形状及び対策を出力する（Ｓ３０）。この後、対策を取得した装置は、当該対策に応じて、対応する。例えば、形状検出部１１０が接合装置１４６に深さ形状及び対策を出力した場合、接合装置１４６はＴＳＶ９８の深さ形状に対応した対策に基づいて、アライメントレシピ、加熱加圧レシピ等を変更する。例えば、先細り形状１２８の場合、接合装置１４６は、先細り形状１２８のＴＳＶ９８が折れることを抑制するために、ゆっくりと加圧する。また、形状検出部１１０は、特定した深さ形状の原因となる装置に、深さ形状及び対策を出力してもよい。例えば、形状検出部１１０は、深さ形状の原因がエッチング装置１４４と特定すると、エッチング装置１４４にエッチングレシピを変更する旨の対策をＴＳＶ９８の深さ形状とともに出力する。
【００４１】
上述したように形状検出装置１００では、受光部１０６が偏光を受光して、形状検出部１１０が深さ形状によって異なる偏光の強度及び位相に基づいて、ビアホール９２の深さ形状からＴＳＶ９８の深さ形状を特定することができる。これにより、特定された深さ形状に基づいて対策を考えることができる。例えば、深さ形状が、深さ１／２形状１２２と判定されると、ビアホール９２をエッチングする時間を長くするという対策が考えられる。また、深さ形状が、テーパ形状１２４と判定されると、異方性エッチングが可能なエッチング方法を採用するという対策が考えられる。
【００４２】
形状検出装置１００は、偏光を受光して、偏光の強度及び位相に対応する深さ形状を特定する。これにより、形状検出装置１００は、より確実に深さ形状を特定できる。
【００４３】
上述の実施形態では、強度及び位相の両方と、深さ形状とを関連付けた強度・位相テーブル１１４に基づいて、深さ形状を特定したが、強度または位相の一方によって、深さ形状を特定してもよい。例えば、強度に基づいて深さ形状を特定する場合、図９に示す強度・位相テーブル１１４の左半分の強度の部分のみからなる強度テーブルによって、深さ形状を特定すればよい。また、位相に基づいて深さ形状を特定する場合、図９に示す強度・位相テーブル１１４の右半分の位相の部分のみからなる位相テーブルによって深さ形状を特定すればよい。
【００４４】
上述の実施形態では、基準穴１２０に対する強度変化及び位相変化に基づいて、深さ形状を特定したが、他の強度データ及び位相データ、例えば、強度または位相の絶対値のデータに基づいて、深さ形状を特定してもよい。
【００４５】
上述の実施形態では、反射偏光及び透過偏光に基づいて、深さ形状を特定したが、いずれか一方によって深さ形状を特定してもよい。例えば、反射偏光に基づいて深さ形状を特定する場合、図９に示す反射偏光の強度変化データ及び位相変化データによって、反射偏光テーブルを作成すればよい。この場合、基板９０が厚くても、受光部１０６は、反射偏光を受光できるので、深さ形状を特定する確率を向上させることができる。また、透過偏光に基づいて深さ形状を特定する場合、図９に示す透過偏光の強度変化データ及び位相変化データによって、透過偏光テーブルを作成すればよい。この場合、形状検出部１１０は、ビアホール９２の深い領域の感度の高い透過偏光によりビアホール９２の深さ形状を特定するので、ＴＳＶ９８の深さ形状の精度を向上させることができる。強度・位相テーブル１１４が記憶部１１２に記憶されている場合であっても、取得できた反射偏光または透過偏光の強度または位相に基づいて、深さ形状を特定してもよい。
【００４６】
上述の実施形態では、シミュレーションによって強度・位相テーブルを作成したが、実測によって、測定された偏光の強度及び偏光の位相から強度・位相テーブルを生成してもよい。
【００４７】
上述の実施形態では、受光部１０６が基板９０を反射または透過した偏光を受光するように構成したが、受光部１０６が基板９０によって回折された偏光を受光するようにしてもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、形状検出部１１０が、基板９０の一部のＴＳＶ９８の深さ形状を検出する例を示したが、形状検出部１１０が、反射用偏光照射部１０２及び透過用偏光照射部１０４により基板９０の全域に照射された後、受光部１０６に受光された偏光に基づいて、基板９０の全域のＴＳＶ９８の深さ形状を一度に検出するようにしてもよい。
【００４９】
上述の実施形態では、照射する偏光の波長を１．１μｍとしたが、偏光の波長は適宜変更してよい。例えば、偏光の波長は、７００ｎｍから１２００ｎｍであってもよい。特に透過用の偏光は、基板９０を透過する波長とする。従って、基板９０がシリコン以外の材料からなる場合、基板９０に合わせて、偏光の波長を設定する。
【００５０】
上述した実施形態では、照射する偏光を直線偏光としたが、円偏光でもよい。
【００５１】
上述した実施形態では、図７において基板９０の上方に反射用偏光照射部１０２及び受光部１０６を配置し、下方に透過用偏光照射部１０４を配置したが、これと異なる配置でもよい。例えば、基板９０の下方に反射用偏光照射部１０２及び受光部１０６を配置し、上方に透過用偏光照射部１０４を配置しても良い。このようにすると、反射偏光はビアホール９２の底部分の形状変化に敏感になり、ビアホール９２の底部分の形状特定の精度が向上する。この結果、ＴＳＶ９８の深さ形状の検出精度が向上する。さらに、受光部１０６を基板９０の上方及び下方にそれぞれ配置してもよい。この場合には、強度・位相テーブルを上方の受光部で受光したもの用と下方の受光部で受光したもの用と別に設ける必要があるが、情報が増える分、形状特定の精度が向上する。
【００５２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００５４】
８２  絶縁膜、        ８４  配線、        ８６  支持基板、        ８８  貼り合わせ基板、        ８９  積層半導体装置、        ９０  基板、        ９２  ビアホール、        ９４  半導体素子、        ９６  配線層、        ９８  ＴＳＶ、        １００  形状検出装置、        １０２  反射用偏光照射部、        １０４  透過用偏光照射部、        １０６  受光部、        １１０  形状検出部、        １１２  記憶部、        １１４  強度・位相テーブル、        １１６  対策テーブル、        １２０  基準穴、        １２２  深さ１／２形状、        １２４  テーパ形状、        １２６  比例縮小形状、        １２８  先細り形状、        １３０  ボーイング形状、        １４０  露光装置、        １４２  現像装置、        １４４  エッチング装置、        １４６  接合装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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