JP2000147749A - レチクル外観検査装置の画像アライメント方法 - Google Patents
レチクル外観検査装置の画像アライメント方法Info
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Abstract
検査時間を飛躍的に短縮する。 【解決手段】 レチクル1から取得した光学画像と、レ
チクルを描画するための参照画像とをアライメントする
際、レチクル1の検査面を複数のフレームに分割し、各
フレーム毎に前記光学画像と参照画像との比較を行な
い、前記比較の際に行なうアライメントは、前段のフレ
ームで行ったアライメントのオフセット量を参照して行
なう。
Description
装置における参照画像と取得した光学画像とのアライメ
ントを行なう画像アライメント方法に関するものであ
る。
ニング)において、シリコン等からなる半導体ウエハ上
に所定のパターンを形成するのに用いられる。
のレチクルの欠陥パターンがウエハ上に転写され、大量
の不良LSIが製造されてしまうため、レチクルの欠陥
パターンを検査することは非常に重要なことである。
同一レチクル上の異なる場所の同一パターンを比較する
「die to die検査」(特開平4−295748
号公報等参照)と、レチクルパターンを描画する時に使
用したCADデータと比較する「die to data
base検査」(特許第2720935号公報等参照)
との二つの方法がある。
比較検査を行なう単位となるパターンエリア或いは、そ
の検出画像を意味しており、「database」と
は、光学系で検出される実際のパターン画像に対して、
作画CADデータより合成される参照画像のことを意味
している。
えば図2のように、レチクル1の検査領域をY方向に重
なり部分をもつ複数の検査領域に分割し(図2では、第
1検査領域〜第8検査領域)、各検査領域ごとに順次検
査を行い、最後に全ての検査領域の欠陥を統合してレチ
クル全体の欠陥を検出している。
ルを載せたXYステージを検査開始位置まで移動させ
る。
りながら、レーザ干渉計で一定ピッチの移動を検出した
毎にY方向にレーザスキャン光学装置でレーザビームを
走査し、透過光を検出して1フレーム毎の二次元画像を
取得し、その光学画像は、画像比較部で合成された参照
画像と比較され、欠陥検出が行われる。ここでいうフレ
ームとは、画像比較部で一度に処理可能な画像の単位で
ある。
取得する場合、図3に示すようにXYステージをX方向
に移動させて、レチクル1の左端から右端に向けてフレ
ーム単位で光学画像Gを順次取得することとなるが、X
Yステージの移動軌跡が直交誤差や移動直線誤差により
湾曲していると、フレーム単位で取得した光学画像を合
成した場合、その合成画像は、湾曲した移動軌跡に沿っ
て湾曲されたものとして取得されてしまうこととなる。
画像Sに対し位置ずれを起こすため、画像比較を実行す
る前にアライメントを行う必要がある。
は、起こり得る最大のXYステージ誤差の範囲を考慮し
て、図3に示すように、取得した光学画像Gより十分広
い範囲にアライメントの基準を設定し、設定したアライ
メント領域T1の範囲内で取得した光学画像Gをサブピ
クセル単位で動かし、取得した光学参照画像Gと参照画
像Sとの一致度を求め、最も一致した位置で取得した光
学参照画像Gと参照画像Sとを画像比較する方法が一般
的である。
が大きいほど光学画像を動かす範囲が広くなるため、ア
ライメン処理時間が長くなり、レチクル全体を検査する
時間も長くなるという問題がある。
間を短くすることが可能であれば、全体の検査時間を飛
躍的に短縮することが可能となり、装置の生産性を向上
させることが実現する。
間を短縮し、全体の検査時間を飛躍的に短縮することを
可能とするレチクル外観検査装置の画像アライメント方
法を提供することにある。
め、本発明に係るレチクル外観検査装置の画像アライメ
ント方法は、レチクルから取得した光学画像と、レチク
ルを描画するための参照画像とをアライメントするレチ
クル外観検査装置の画像アライメント方法であって、レ
チクルの検査面を複数のフレームに分割し、各フレーム
毎に前記光学画像と参照画像との比較を行ない、前記比
較の際に行なうアライメントは、前段のフレームで行っ
たアライメントのオフセット量を参照して行なうもので
ある。
像は、CADデータから合成したものである。
より説明する。
1に係るレチクル外観検査装置の画像アライメント方法
を実施する装置の構成を示す構成図である。
レチクル外観検査装置の画像アライメント方法を実施す
る装置は、XYステージ2と、対物レンズ3と、レーザ
干渉計4と、レーザスキャン光学装置5と、コレクタレ
ンズ6と、透過光検出部7と、光学画像入力部8と、デ
ータ変換部9と、画像比較部10と、全体制御部11と
を有している。
直交する2軸方向に移動可能になっている。
5から出射されたレーザビームを集光してレチクル1に
照射するようになっている。
XYステージ2のX方向への相対位置を高精度で検出す
るようになっている。
ジ2に搭載されたレチクル1にレーザビームをY方向に
走査するようになっている。
る透過光を集光するようになっている。
光された透過光を検出するようになっている。
出した透過光から光学画像Gを取得するようになってい
る。
したCADデータを参照画像Sに変換するようになって
いる。
方向に複数の検査領域に分割し、かつX方向に複数のフ
レームに分割し、検査領域の各フレーム毎に光学画像入
力部8から出力される光学画像Gと、データ変換部9か
ら出力される参照画像Sとを比較してパターンの欠陥検
出を行なうものであって、フレーム単位で光学画像Gと
参照画像Sとの比較を行なう際には、前段のフレームで
行なったアライメントのオフセット量を参照して次段の
フレームでのアライメントを行なうようになっている。
要素を統合して制御するようになっている。
施形態1に係るレチクル外観検査装置の画像アライメン
ト方法を実施する場合を図1〜図4に基づいて説明す
る。
検査」の概念を示す図である。図2では、レチクル1の
検査領域をY方向に重なり部分K2をもつ複数の検査領
域に分割している。図2では、第1検査領域〜第8検査
領域の8つの領域に分割している。
に重なり部分K1をもつ複数のフレームに分割してい
る。図2では、第1フレームFR1〜第8フレームFR
8の8つのフレームに分割している。
換部9は、検査対象となるレチクル1を製作するときに
使用したCADデータを取得し、そのデータに基づいて
検査領域ごとに、参照画像Sを合成するための中間デー
タを作成する。
照画像Sを短時間で合成するために必要な処理である。
ト量(最も一致した位置における参照画像原点に対する
取得光学画像原点の相対的位置情報)を計測するため、
第1検査領域に位置する第1フレームFR1の光学画像
Gを取得する。
れたXYステージ2を第1フレームFR1側のスキャン
開始位置(レチクル1の左端)まで移動させ(図4のス
テップS1)、XYステージ2を第1フレームFR1の
X方向に定速度で移動させる(図4のステップS2)。
テージ2のX方向の相対位置が第1フレームFR1内を
一定ピッチ(例えば0.1μm)移動した毎にレーザス
キャン光学装置5に一定ピッチ移動パルスを送出する。
ンズ3とXYステージ2のX方向への相対位置が一定ピ
ッチ移動する毎に、レーザスキャン光学装置5は、レー
ザ干渉計4からの一定ピッチ移動パルスを受け、その立
上がり毎に図2の矢印で示すY方向にレ―ザビームを走
査する(レーザスキャン)。
走査用レーザビームは、対物レンズ3を介してレチクル
1に照射され、その透過光は、コレクタレンズ6に集光
されて透過光検出部7で検出される。
ザスキャンを一定ピッチ毎に繰り返し行ない、これらを
光学画像入力部8に順次転送し、1フレームの二次元画
像としての光学画像Gを取得する(図4のステップS
3)。光学画像入力部8で取得した光学画像Gは、画像
比較部10に出力される。
間データより対象となる1フレームの参照画像Sを合成
し(図4のステップS4)、そのデータを画像比較部1
0に出力する。
光学画像Gとデータ変換部9で合成された参照画像Sと
のアライメントを広範囲で行ない、最初のオフセット量
を算出し(図4のステップS5)、この最初のオフセッ
ト量を記憶する。
Yステージ2の起こり得る最大誤差を考慮した広い範囲
である。
が終了すると、実際の検査を開始する。
ジ2を最初の検査領域のスキャン開始位置、実施形態1
の場合は第1検査領域の第1フレームFR1側のスキャ
ン開始位置(レチクル1の左端)まで移動させ(図4の
ステップS6)、引き続いてXYステージ2を第1フレ
ームFR1のX方向に定速度で移動させる(図4のステ
ップS7)。
ザ干渉計4は、対物レンズ3とXYステージ2のX方向
の相対位置が各フレームFR1〜FR8内を一定ピッチ
(例えば0.1μm)移動した毎にレーザスキャン光学
装置5に一定ピッチ移動パルスを送出する。
計4からの一定ピッチ移動パルスの立上がり毎に各フレ
ームFR1〜FR8内を図2の矢印で示すY方向にレー
ザビームを走査する。
部7が検出した透過光から光学画像Gを取得する。この
場合、第1検査領域のX方向に分割された第1フレーム
FR1〜第8フレームFR8の各フレーム単位での光学
画像Gを取得する(図4のステップS8)。
画像Gは、画像比較部10に順次出力される。
データより第1フレームFR1〜第8フレームFR8の
各フレーム毎の参照画像Sをリアルタイムで合成し(図
4のステップS9)、これを画像比較部10に順次送出
し、図3に示すように画像比較部10は、光学画像入力
部8で取得した光学画像Gと、データ変換部9で合成し
た参照画像Sとをリアルタイムで比較する。
得した光学画像Gと、データ変換部9で合成した参照画
像Sとを1フレームごとに比較するため、まず、アライ
メントを行う(図4のステップS10)。
1における参照画像Sと取得光学画像Gとのアライメン
トを行なう。この場合、検査に先立って最初のオフセッ
ト量(最も一致した位置における参照画像原点に対する
取得光学画像原点の相対的位置情報)を計測した後、そ
のオフセット量を参照して、第1フレームFR1におけ
る参照画像Sと取得光学画像Gとのアライメントを行な
うため、本発明の実施形態では、光学画像Gは、図3に
示すように参照画像Sのうち一点鎖線による狭いアライ
メント領域T2内に動かすこととなり、点線で示す従来
例のアライメント領域(参照画像Sと一致する大きさ)
T1よりも狭くなり、アライメント時間の短縮が可能と
なる。
対するアライメントが終了すると、光学画像入力部8で
取得した光学画像Gと、データ変換部9で合成した参照
画像Sとの一致度合いを比較して、欠陥を検出する(図
4のステップS11)。さらに、画像比較部10は、第
1フレームFR1における参照画像Sと取得光学画像G
とのアライメントが終了した時点で第1フレームFR1
のオフセット量(2.2)を算出し、第2フレームFR
2に対するアライメントを行なうためにオフセット量も
更新しておく。
第1フレームFR1のオフセット量(例えば(2.
2))を参照して、第2フレームFR2における参照画
像Sと取得光学画像Gとのアライメントを行なう。
R1のオフセット量(2.2)を参照して、第2フレー
ムFR2における参照画像Sと取得光学画像Gとのアラ
イメントを行なうため、光学画像Gは、図3で示すよう
に参照画像Sのうち一点鎖線による狭いアライメント領
域T2内に動かすこととなる。
ト量を参照することになるが、ステージの狭い範囲(例
えば、隣合ったフレーム間)では、XYステージ2の誤
差(主に直交誤差と移動直線誤差)は極めて小さいた
め、ひとつ前のフレームのオフセット量と当該フレーム
のオフセット量の差も極めて小さくなる。
ット量の近傍に当該フレームにおけるをオフセット量
(最も一致する位置)が存在することは確実であるた
め、ひとつ前のフレームのオフセット量を参照して狭い
アライメント領域でアライメントを行なうことが可能と
なる。
取得光学画像Gとのアライメントが終了した時点で第2
フレームFR2における取得光学画像Gのオフセット量
を算出するが、上記の理由により第2フレームFR2の
オフセット量は、第1フレームFR1のオフセット量
(2.2)に近似した差の小さい、例えばオフセット量
(2.3)を算出することとなる。さらに、画像比較部
10は、第2フレームFR2における参照画像Sと取得
光学画像Gとのアライメントが終了した時点で第2フレ
ームFR2のオフセット量(2.3)を算出し、同様に
第3フレームFR3に対するアライメントを行なうため
にオフセット量も更新しておく。
参照画像Sと取得光学画像Gとのアライメントを行なう
場合も、光学画像Gを動かす範囲(アライメント範囲T
2)を狭くすることができ、アライメント時間を短縮す
ることが可能となる。
ステージ2がスキャン終了位置(ステージ1の右端)に
来ると、XYステージ2を次の第2検査領域に向けたY
方向に一定距離移動させる(図4のステップS12)。
(図の右側から左側に向けて)に定速移動させ、前述し
たようにアライメントを行ないながら、第2検査領域に
おける光学画像の取得を開始する。
は、第8検査領域)まで繰り返し、レチクル全面の検査
を行う(図4のステップS13)。
査が終了した時点において、画像比較部10は、各検査
領域の欠陥検査結果に基づいてレチクル全面の欠陥を合
成して出力する(図4のステップS14)。
が、これは一例であって、これに限られるものではな
い。
レーザスキャン光学装置5と透過光検出部7との組合わ
せを用いたが、レーザスキャン光学装置5に代えて水銀
ランプを用い、透過光検出部7に代えてCCDラインセ
ンサを用い、これらの組み合わせにより光学画像Gを取
得するようにしてもよい。
ば、前のフレームのオフセットを参照して狭い領域でア
ライメントを行なえるため、ステージの絶対誤差が大き
くても、アライメントに要する時間は長くならず、画像
アライメント処理時間を短縮することができ、1枚のレ
チクルに対する欠陥検査する時間を大幅に短縮すること
ができる。
アライメント時間は長くならないため、従来超高精度が
要求されていたXYステージの規格を緩和することがで
き、装置全体の価格を廉価にすることができる。
2に係るレチクル外観検査装置の画像アライメント方法
を説明する図、図6は、本発明の実施形態2に係るレチ
クル外観検査装置の画像アライメント方法を説明するフ
ローチャートである。
係るレチクル外観検査装置は、図1に示す実施形態1と
同様に、レチクル1をセットするXYステージ2と、レ
ーザビームを集光してレチクル1に照射する対物レンズ
3と、対物レンズ3とXYステージ2のX方向の相対位
置を高精度で検出するレーザ干渉計4と、レーザビーム
をY方向に走査するレーザスキャン光学装置5と、その
透過光を集光するコレクタレンズ6と、コレクタレンズ
6で集光された透過光を検出する透過光検出部7と、透
過光検出部7から光学画像を取得する光学画像入力部8
と、レチクル描画時に使用したCADデータを参照画像
に変換するデータ変換部9と、光学画像と参照画像とを
比較してパターンの欠陥検出を行う画像比較部10と、
装置全体の制御を行う全体制御部11を有している。
ステージのオフセット量テーブルOを作成しておく。
度や取付精度により直交誤差・移動直線誤差等を生じる
が、その再現性は極めて高い。
ージを適当な領域に分割して、各領域単位にステージの
位置ずれを測定しておけば、取得フレームがどの領域に
属するかにより位置ずれ(オフセット量)を事前に知る
ことができる。
が、領域内の位置決め誤差が一定値(例えば1画素)以
内となるよう設定する。
査装置を用いる検査方法は、例えば図2のように、検査
領域全体をXを長方向とする重なり部分K1をもつ複数
の検査領域に分割し(図2では第1の検査領域〜第8の
検査領域)、各検査領域ごとに順次検査を行い、最後に
各検査領域の欠陥を統合して、レチクル全体の欠陥を検
出する。
の実施形態2に係る検査方法の詳細を説明する。
査対象となるレチクル1を製作するときに使用したCA
Dデータを取得し、そのデータに基づきを検査領域ごと
に、参照画像を合成するための中間データを作成してお
く(図6のステップS9)。
で合成するために必要な処理である。引き続いて、実際
の検査を開始する。
開始位置まで移動させ(図6のステップS6)、XYス
テージ2をX方向に一定速度で移動を開始させる(図6
のステップS7)。
ジ2のX方向の相対位置が一定ピッチ(例えば0.1μ
m)移動したごとにレーザスキャン光学装置5に一定ピ
ッチ移動パルスを送出する。
の立ち上がりごとに、Y方向にレーザビームを走査す
る。
を介してレチクル1に照射され、透過光は、コレクタレ
ンズ6で集光されて透過光検出部7で検出される。この
スキャンを一定ピッチごとに繰り返し行い、1フレーム
の二次元の光学画像Gを取得し(図6のステップS
8)、光学画像入力部8に転送する。
は、画像比較部10により順次引き取られる。
間データより1フレームごとの参照画像をリアルタイム
で合成し、画像比較部10へ順次送出する。
1フレームごとに比較するため、まず、アライメントを
行う(図6のステップS10)。このとき、そのフレーム
が位置する領域のオフセット量テーブルを参照して行う
ため、光学画像を動かす範囲を狭くすることができ、ア
ライメント時間を短縮できる。
画像を比較し、欠陥を検出する(図6のステップS1
1)。
位置する領域のオフセット量テーブルを参照してアライ
メントを行うため、アライメント時間を短縮できること
は言うまでもない。
ャン終了位置に来ると(図6のステップS12)、XYス
テージを次の検査領域へY方向に一定距離移動させる
(図6のステップS13)。
の検査領域の光学画像取得を開始する。
チクル全面の検査を行う。全面の検査が終了した時点で
各フレームの欠陥検査結果をまとめ、画像比較部10よ
り全面検査結果を出力する(図6のステップS14)。
ば、実施形態1と同様の効果を得ることができるばかり
でなく、装置組立完了時にステージのオフセット量テー
ブルOを作成しておくため(図5参照)、実施形態1の
ステップS1〜S5を削除することができ、画像アライメ
ント処理時間をより短縮することができ、1枚のレチク
ルを検査する時間を大幅に短縮することが可能となる。
像は、CADデータから合成したものを用いたが、CA
Dデータから合成したもの以外のものを用いてもよいも
のである。
像アライメント処理時間を短縮することができ、1枚の
レチクルに対する欠陥検査する時間を大幅に短縮するこ
とができる。
して狭い領域でアライメントを行なえるので、ステージ
の絶対誤差が大きくてもアライメント時間は長くならな
い。したがって、従来超高精度が要求されていたXYス
テージの規格を緩和することができ、装置全体の価格を
廉価にすることができる。
の画像アライメント方法を実施する装置の構成を示す構
成図である。
を示す図である。
置の画像アライメント方法を説明する図である。
置の画像アライメント方法を説明するフローチャートで
ある。
置の画像アライメント方法を説明する図である。
置の画像アライメント方法を説明するフローチャートで
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 レチクルから取得した光学画像と、レチ
クルを描画するための参照画像とをアライメントするレ
チクル外観検査装置の画像アライメント方法であって、 レチクルの検査面を複数のフレームに分割し、各フレー
ム毎に前記光学画像と参照画像との比較を行ない、 前記比較の際に行なうアライメントは、前段のフレーム
で行ったアライメントのオフセット量を参照して行なう
ことを特徴とするレチクル外観検査装置の画像アライメ
ント方法。 - 【請求項2】 前記レチクルを描画するための参照画像
は、CADデータから合成したものであることを特徴と
する請求項1に記載のレチクル外観検査装置の画像アラ
イメント方法。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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US09/386,362 US6330053B1 (en) | 1998-08-31 | 1999-08-31 | Image alignment method in checking reticle pattern |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-245512 | 1998-08-31 | ||
JP24551298 | 1998-08-31 | ||
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JP3283836B2 JP3283836B2 (ja) | 2002-05-20 |
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---|---|---|---|
JP36064098A Expired - Lifetime JP3283836B2 (ja) | 1998-08-31 | 1998-12-18 | レチクル外観検査装置の画像アライメント方法 |
Country Status (2)
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US (1) | US6330053B1 (ja) |
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