JPH0437922B2 - - Google Patents
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- JPH0437922B2 JPH0437922B2 JP59151211A JP15121184A JPH0437922B2 JP H0437922 B2 JPH0437922 B2 JP H0437922B2 JP 59151211 A JP59151211 A JP 59151211A JP 15121184 A JP15121184 A JP 15121184A JP H0437922 B2 JPH0437922 B2 JP H0437922B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Biochemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、パターン欠陥の自動検査方法に係
り、特にLSIウエハ上に形成された回路パターン
など、複雑で微細なパターンから欠陥を検出する
方法及びその装置に関するものである。
り、特にLSIウエハ上に形成された回路パターン
など、複雑で微細なパターンから欠陥を検出する
方法及びその装置に関するものである。
LSIウエハ上に形成される微細パターンは複数
の材質の異なる薄膜層で形成されている。このた
めその欠陥には層の平面的形状不良に起因するパ
ターン形状欠陥と、層の厚さの異常に起因する色
相欠陥ないし、濃淡むら欠陥がある。人間は顕微
鏡で目視することにより、これらの欠陥を検出、
判別しているが、これを自動的に行なうために
は、パターン形状情報と色相ないし濃淡情報を分
離検出することが必要となる。パターン形状情報
は本来段差を有するパターンエツヂによるもので
あり、これを能率良く検出するため暗視野照明が
有効である。しかし、暗視野照明ではエツヂ部分
だけが検出され平滑なパターン内の色相や濃淡は
検出することができない。一方、明視野照明では
色相や濃淡むらが検出できるが、同時にパターン
エツヂも検出されてしまい、これらの情報を分離
しようとすると膨大な画像処理を必要とし、実用
性がない。
の材質の異なる薄膜層で形成されている。このた
めその欠陥には層の平面的形状不良に起因するパ
ターン形状欠陥と、層の厚さの異常に起因する色
相欠陥ないし、濃淡むら欠陥がある。人間は顕微
鏡で目視することにより、これらの欠陥を検出、
判別しているが、これを自動的に行なうために
は、パターン形状情報と色相ないし濃淡情報を分
離検出することが必要となる。パターン形状情報
は本来段差を有するパターンエツヂによるもので
あり、これを能率良く検出するため暗視野照明が
有効である。しかし、暗視野照明ではエツヂ部分
だけが検出され平滑なパターン内の色相や濃淡は
検出することができない。一方、明視野照明では
色相や濃淡むらが検出できるが、同時にパターン
エツヂも検出されてしまい、これらの情報を分離
しようとすると膨大な画像処理を必要とし、実用
性がない。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決す
べく、LSIウエハのような多層微細回路パターン
を形成する基板上の最上層透明薄膜パターンにお
いて発生する欠け等の形状不良に起因するパター
ン形状欠陥と、該層の膜厚の異常に起因する色相
欠陥または濃淡むら欠陥を膨大な画像処理を施す
ことなく、分離して検出できるようにした微細な
パターンの欠陥検出方法及びその装置を提供する
ことにある。
べく、LSIウエハのような多層微細回路パターン
を形成する基板上の最上層透明薄膜パターンにお
いて発生する欠け等の形状不良に起因するパター
ン形状欠陥と、該層の膜厚の異常に起因する色相
欠陥または濃淡むら欠陥を膨大な画像処理を施す
ことなく、分離して検出できるようにした微細な
パターンの欠陥検出方法及びその装置を提供する
ことにある。
即ち本発明は上記目的を達成するために、多層
微細回路パターンを形成する基板上の最上層透明
薄膜パターン上のほぼ同一箇所に対して、上記最
上層透明薄膜パターンの断差部の表面からの反射
光量を増してこの最上層透明薄膜パターンの断差
部を顕在化すべくＳ偏光からなる第１の照明光を
斜め方向から照射して暗視野照明を行うと共に上
記第１の照明光と異なる波長の第２の照明光をほ
ぼ垂直方向から照射して上記最上層透明薄膜パタ
ーンを透過して最上層透明薄膜パターンの下層の
表面で反射して最上層透明薄膜パターンを透過し
てくる反射光量に最上層透明薄膜パターンの膜厚
に応じて変化するように明視野照明を行い、上記
第１の照明光による最上層透明薄膜パターンの断
差部から第１の反射光と上記第２の照明光による
最上層透明薄膜パターンを通しての最上層透明薄
膜パターンの下層の表面で反射してくる第２の反
射光とを対物レンズを通して集光すると共に第１
の反射光像と第２の反射光像とを、波長の相違に
基いて分離して各々の像検出器で検出し、一方の
像検出器で得られる第１の反射光像による第１の
画像信号と第１の基準画像信号とを比較して断差
部を示す輪郭部の不一致信号により最上層透明薄
膜パターンの形状欠陥を検出し、他方の像検出器
から得られる第２の反射光像による第２の画像信
号と第２の基準画像信号とを比較して濃淡変化や
色相変化を示す差画像信号により最上層透明薄膜
パターンの膜厚変動による欠陥を検出することを
特徴とする微細パターンの欠陥検出方法及びその
装置である。
微細回路パターンを形成する基板上の最上層透明
薄膜パターン上のほぼ同一箇所に対して、上記最
上層透明薄膜パターンの断差部の表面からの反射
光量を増してこの最上層透明薄膜パターンの断差
部を顕在化すべくＳ偏光からなる第１の照明光を
斜め方向から照射して暗視野照明を行うと共に上
記第１の照明光と異なる波長の第２の照明光をほ
ぼ垂直方向から照射して上記最上層透明薄膜パタ
ーンを透過して最上層透明薄膜パターンの下層の
表面で反射して最上層透明薄膜パターンを透過し
てくる反射光量に最上層透明薄膜パターンの膜厚
に応じて変化するように明視野照明を行い、上記
第１の照明光による最上層透明薄膜パターンの断
差部から第１の反射光と上記第２の照明光による
最上層透明薄膜パターンを通しての最上層透明薄
膜パターンの下層の表面で反射してくる第２の反
射光とを対物レンズを通して集光すると共に第１
の反射光像と第２の反射光像とを、波長の相違に
基いて分離して各々の像検出器で検出し、一方の
像検出器で得られる第１の反射光像による第１の
画像信号と第１の基準画像信号とを比較して断差
部を示す輪郭部の不一致信号により最上層透明薄
膜パターンの形状欠陥を検出し、他方の像検出器
から得られる第２の反射光像による第２の画像信
号と第２の基準画像信号とを比較して濃淡変化や
色相変化を示す差画像信号により最上層透明薄膜
パターンの膜厚変動による欠陥を検出することを
特徴とする微細パターンの欠陥検出方法及びその
装置である。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。第１図は暗視野照明系として光源１、コンデ
ンサレンズ２、暗視野照明用波長選定のための狭
帯域フイルタ（波長λ1とする）３、リング状開口
スリツト４、リング状ミラー５、放物凹面鏡６、
また明視野照明系として光源７、コンデンサレン
ズ８、波長選定フイルタ９、円形開口スリツト１
０、ハーフミラー１１、結像系として対物レンズ
１２、波長分離ミラー（例えばダイクロツクミラ
ー）１３、および暗視野像検出イメージセンサ１
４、明視野像検出イメージセンサ１５、２値化回
路１６、メモリ１７、画像比較回路１８、２値化
回路１９、メモリ２０、画像比較回路２１、判定
部２２、XYテーブル２３、送りモータ２４、テ
ーブル制御回路２５、全体制御回路２６で構成さ
れる。
る。第１図は暗視野照明系として光源１、コンデ
ンサレンズ２、暗視野照明用波長選定のための狭
帯域フイルタ（波長λ1とする）３、リング状開口
スリツト４、リング状ミラー５、放物凹面鏡６、
また明視野照明系として光源７、コンデンサレン
ズ８、波長選定フイルタ９、円形開口スリツト１
０、ハーフミラー１１、結像系として対物レンズ
１２、波長分離ミラー（例えばダイクロツクミラ
ー）１３、および暗視野像検出イメージセンサ１
４、明視野像検出イメージセンサ１５、２値化回
路１６、メモリ１７、画像比較回路１８、２値化
回路１９、メモリ２０、画像比較回路２１、判定
部２２、XYテーブル２３、送りモータ２４、テ
ーブル制御回路２５、全体制御回路２６で構成さ
れる。
被検査物、例えばLSIウエハ２７はXYテーブ
ル２３の上にあらかじめ正確に位置決めされ、固
定されている。位置決め、固定機構は図示してい
ない。２７上のパターンは暗視野、及び明視野の
照明がなされている。暗視野照明はフイルタ３に
より波長λに限定され、放物凹面鏡６により、パ
ターン上に周囲斜め方向から照らされる。明視野
照明はフイルタ９により波長λを含まない光に限
定され、ハーフミラー１１を介し、対物レンズ１
２より上方から照らされる。パターンは対物レン
ズ１２により拡大され、波長λの暗視野像はイメ
ージセンサ１４上に、波長λ以外の明視野像はイ
メージセンサ１５上に結像される。結像系におけ
る波長及び光路分離は薄膜ミラー１３によりなさ
れる。
ル２３の上にあらかじめ正確に位置決めされ、固
定されている。位置決め、固定機構は図示してい
ない。２７上のパターンは暗視野、及び明視野の
照明がなされている。暗視野照明はフイルタ３に
より波長λに限定され、放物凹面鏡６により、パ
ターン上に周囲斜め方向から照らされる。明視野
照明はフイルタ９により波長λを含まない光に限
定され、ハーフミラー１１を介し、対物レンズ１
２より上方から照らされる。パターンは対物レン
ズ１２により拡大され、波長λの暗視野像はイメ
ージセンサ１４上に、波長λ以外の明視野像はイ
メージセンサ１５上に結像される。結像系におけ
る波長及び光路分離は薄膜ミラー１３によりなさ
れる。
今、LSIウエハ２７上に第９図に示すパターン
があるとする。第９図ａはパターンの平面図、同
図ｂはａの一点鎖線部分の断面図である。すなわ
ち、周囲に厚いSiO2の表面層があり、パターン
部分だけSiO2の層が極端にうすくなつている。
ここでＡで示す部分はパターン形状が一部欠け
た、すなわち輪郭形状に異常をきたしている欠
陥、Ｂで示す部分はSiO2の層の厚さが局部的に
厚い欠陥である。Ａのようなパターン形状欠陥は
パターンエツヂの平面形状の異常として検出され
る。これに対してＢのような透明薄膜の厚さ異常
の欠陥はパターンエツヂの平面形状は何ら異常で
はないが、平面画像の明るさや色相が変化する。
これは薄膜の厚さ変化による透過光量の変化また
は、薄膜表面と下面とからの反射光の干渉による
干渉色が厚さの変化に伴ない変化するために生じ
るものである。第９図は一層のパターン例を示し
たが多層パターンにおいても同様の欠陥を生じ
る。さて、このウエハパターンを検出すると１４
の結像面上には第２図ａのような暗視野照明像が
結像する。すなわち、パターンエツヂが明るく検
出され、その他のほぼ平滑な面は暗く検出され
る。第２図ｂは、ａの中央に示した一点鎖線上の
映像信号を例示しており、エツヂが明るく、明瞭
に検出される。従つて２値化回路１６で第２図ｂ
に鎖線で示す２値化閾値VTH1で２値化すると、第
２図ｃのようにエツヂ部が値１、その他が０の安
定した２値パターンが得られる。一方１５の結像
面上には例えば第３図ａのような明視野照明像が
結像する。すなわち、各パターンの平滑面がその
パターンの性状により決まる濃淡を有している。
第３図の例では骨状パターンの右にパターン膜厚
の異常があり、濃淡が変化している。この部分は
欠陥である。第３図ｂは第３図ａの一点鎖線上の
映像信号を示しており、上記欠陥部で若干出力が
低下している。この部分が暗らく（値０）で検出
されるように閾値VTH2を設定しておき、パターン
を２値化するとほぼ均一な明るさを持つパターン
部を値１、変色や濃淡変化を生じている部分とエ
ツヂ及びその周辺を値０とする２値パターンが得
られる。
があるとする。第９図ａはパターンの平面図、同
図ｂはａの一点鎖線部分の断面図である。すなわ
ち、周囲に厚いSiO2の表面層があり、パターン
部分だけSiO2の層が極端にうすくなつている。
ここでＡで示す部分はパターン形状が一部欠け
た、すなわち輪郭形状に異常をきたしている欠
陥、Ｂで示す部分はSiO2の層の厚さが局部的に
厚い欠陥である。Ａのようなパターン形状欠陥は
パターンエツヂの平面形状の異常として検出され
る。これに対してＢのような透明薄膜の厚さ異常
の欠陥はパターンエツヂの平面形状は何ら異常で
はないが、平面画像の明るさや色相が変化する。
これは薄膜の厚さ変化による透過光量の変化また
は、薄膜表面と下面とからの反射光の干渉による
干渉色が厚さの変化に伴ない変化するために生じ
るものである。第９図は一層のパターン例を示し
たが多層パターンにおいても同様の欠陥を生じ
る。さて、このウエハパターンを検出すると１４
の結像面上には第２図ａのような暗視野照明像が
結像する。すなわち、パターンエツヂが明るく検
出され、その他のほぼ平滑な面は暗く検出され
る。第２図ｂは、ａの中央に示した一点鎖線上の
映像信号を例示しており、エツヂが明るく、明瞭
に検出される。従つて２値化回路１６で第２図ｂ
に鎖線で示す２値化閾値VTH1で２値化すると、第
２図ｃのようにエツヂ部が値１、その他が０の安
定した２値パターンが得られる。一方１５の結像
面上には例えば第３図ａのような明視野照明像が
結像する。すなわち、各パターンの平滑面がその
パターンの性状により決まる濃淡を有している。
第３図の例では骨状パターンの右にパターン膜厚
の異常があり、濃淡が変化している。この部分は
欠陥である。第３図ｂは第３図ａの一点鎖線上の
映像信号を示しており、上記欠陥部で若干出力が
低下している。この部分が暗らく（値０）で検出
されるように閾値VTH2を設定しておき、パターン
を２値化するとほぼ均一な明るさを持つパターン
部を値１、変色や濃淡変化を生じている部分とエ
ツヂ及びその周辺を値０とする２値パターンが得
られる。
第４図は検査対象の例としてLSIウエハを示し
ている。ウエハ２７上には、LSIチツプ２８が繰
返し、整列して配置されている。イメージセンサ
１４，１５にリニア・イメージセンサを用いる場
合、イメージセンサは第４図実線２９の視野を有
しており、XYテーブル２３の走査によりリニ
ア・イメージセンサの視野はジグザグの矢印３０
のように移動する。従つてメモリ１７，２０に
は、検出パターンが順次記憶されてゆき、かつ検
出中のパターンの頂度１チツプ前の同一位置のパ
ターン信号が読出されてゆく。従つて比較回路１
８，２１では検出中のパターンと１チツプ前のパ
ターンの同一位置のパターンが比較され、不一致
が存在する時、欠陥判定部２２に不一致が存在し
たこと、その大きさ、位置を通知する。欠陥判定
部は１８または２１からあらかじめ設定した値以
上の大きさを持つ不一致の存在が通知された時、
その位置を欠陥位置として記憶する。欠陥位置と
欠陥の大きさ等出力回路については特に図示して
いない。全体制御回路２６は上記した一連の動作
のシーケンスを制御する。以上のように本実施例
ではパターンの輪郭形状と濃淡情報を暗視野照
明、明視野照明で同時に分離検出、自動検査する
ことができる。
ている。ウエハ２７上には、LSIチツプ２８が繰
返し、整列して配置されている。イメージセンサ
１４，１５にリニア・イメージセンサを用いる場
合、イメージセンサは第４図実線２９の視野を有
しており、XYテーブル２３の走査によりリニ
ア・イメージセンサの視野はジグザグの矢印３０
のように移動する。従つてメモリ１７，２０に
は、検出パターンが順次記憶されてゆき、かつ検
出中のパターンの頂度１チツプ前の同一位置のパ
ターン信号が読出されてゆく。従つて比較回路１
８，２１では検出中のパターンと１チツプ前のパ
ターンの同一位置のパターンが比較され、不一致
が存在する時、欠陥判定部２２に不一致が存在し
たこと、その大きさ、位置を通知する。欠陥判定
部は１８または２１からあらかじめ設定した値以
上の大きさを持つ不一致の存在が通知された時、
その位置を欠陥位置として記憶する。欠陥位置と
欠陥の大きさ等出力回路については特に図示して
いない。全体制御回路２６は上記した一連の動作
のシーケンスを制御する。以上のように本実施例
ではパターンの輪郭形状と濃淡情報を暗視野照
明、明視野照明で同時に分離検出、自動検査する
ことができる。
本実施例ではリニアイメージセンサを使用した
が、２次元のイメージセンサを使用し、XYテー
ブルをステツプ送り、あるいは連続送りでパルス
状発光を照明光源にさせても良い。また本実施例
では、検出画像を２値化し、２値画像で比較した
が、Ａ／Ｄ変換器で多値化し、多値画像で比較し
ても良い。また、本実施例では１つ前のチツプと
の比較検査を例示したが、これは１チツプ内の繰
返しパターン間の比較検査、２つのウエハの比較
検査、設計パターンなどあらかじめ用意できる良
品パターン情報との比較検査であつても良い。
が、２次元のイメージセンサを使用し、XYテー
ブルをステツプ送り、あるいは連続送りでパルス
状発光を照明光源にさせても良い。また本実施例
では、検出画像を２値化し、２値画像で比較した
が、Ａ／Ｄ変換器で多値化し、多値画像で比較し
ても良い。また、本実施例では１つ前のチツプと
の比較検査を例示したが、これは１チツプ内の繰
返しパターン間の比較検査、２つのウエハの比較
検査、設計パターンなどあらかじめ用意できる良
品パターン情報との比較検査であつても良い。
第５図は本発明の他の一実施例を示している。
暗視野照明系は光源１、コンデンサレンズ２、波
長λのフイルタ３、偏光板兼リング状スリツト３
１、リング状ミラー５、放物凹面鏡６で構成され
ており、対象面に周囲より一様な暗視野偏光照明
を行なう。偏向はＳ偏光（振動が被検査面に並
行）である。明視野照明系は波長λとは異なる波
長成分λ′，λ″を持つ２つの光源３２，３３、コン
デンサレンズ３４、波長λ′の狭帯域フイルタ３
５、波長λ″の狭帯域フイルタ３６、λ′とλ″を合成
するハーフミラー３７、円形開口スリツト１０、
ハーフミラー１１で構成される。検出系は対物レ
ンズ１２、明視野、暗視野照明光分離用ミラー３
８、これは波長λのみ透過、λ′，λ″は反射、明視
野照明光をλ′，λ″に分離する分離用ミラー３９、
λ′の狭帯域フイルタ４０、λ″の狭帯域フイルタ４
１、明視野λ′用のイメージセンサ４２、明視野
λ″用のイメージセンサ４３から構成される。判
定回路部はＡ／Ｄ変換器４４、メモリ４５、色相
抽出回路４６、画像比較回路４７，４８、判定部
２２で構成され、これらとXYテーブル２３、送
りモータ２４、テーブル制御回路２５、全体制御
回路２６で構成される。
暗視野照明系は光源１、コンデンサレンズ２、波
長λのフイルタ３、偏光板兼リング状スリツト３
１、リング状ミラー５、放物凹面鏡６で構成され
ており、対象面に周囲より一様な暗視野偏光照明
を行なう。偏向はＳ偏光（振動が被検査面に並
行）である。明視野照明系は波長λとは異なる波
長成分λ′，λ″を持つ２つの光源３２，３３、コン
デンサレンズ３４、波長λ′の狭帯域フイルタ３
５、波長λ″の狭帯域フイルタ３６、λ′とλ″を合成
するハーフミラー３７、円形開口スリツト１０、
ハーフミラー１１で構成される。検出系は対物レ
ンズ１２、明視野、暗視野照明光分離用ミラー３
８、これは波長λのみ透過、λ′，λ″は反射、明視
野照明光をλ′，λ″に分離する分離用ミラー３９、
λ′の狭帯域フイルタ４０、λ″の狭帯域フイルタ４
１、明視野λ′用のイメージセンサ４２、明視野
λ″用のイメージセンサ４３から構成される。判
定回路部はＡ／Ｄ変換器４４、メモリ４５、色相
抽出回路４６、画像比較回路４７，４８、判定部
２２で構成され、これらとXYテーブル２３、送
りモータ２４、テーブル制御回路２５、全体制御
回路２６で構成される。
ここで偏光板兼リング状スリツト３１は第６図
のように、偏光板を分割、組合せることにより周
囲ほぼ一様なＳ偏光暗視野照明が可能となる。Ｓ
偏光を用いる理由は、多層の複雑なパターンの内
最上層パターンをコントラスト良く検出するのに
有効だからである。第１０図はウエハ多層パター
ンの例としてダイナミツクRAMの構造を示して
いる。すなわちデータ線４９がＡ、ワード線５
０が多結晶シリコンで形成され、同じく多結晶シ
リコンの電極５１とＰ基板５２の反転層領域から
なる記憶領域とが、データ線４９の真下でデータ
線方向にレイアウトされているものである。なお
ワード線５０とデータ線４９との間には絶縁膜が
形成されている。このような多種類の層からなる
LSIウエハの各層のパターンを検査するために
は、最上層が形成される毎に、最上層が正しく形
成されたかを検査する必要があり、最上層の顕在
化検出はこの目的に合致する。その原理は第７図
に示すように、Ｓ偏光がＰ偏光に対し反射率が高
い、すなわち、多層パターンに照明した光の多く
が表面で反射するため最上層のパターンエツヂが
顕在化されるものである。暗視野照明像はイメー
ジセンサ１４で検出され、４５，４７により１チ
ツプ前のパターンの同一位置の暗視野照明像と比
較検査される。この点は第１の実施例と同一であ
る。
のように、偏光板を分割、組合せることにより周
囲ほぼ一様なＳ偏光暗視野照明が可能となる。Ｓ
偏光を用いる理由は、多層の複雑なパターンの内
最上層パターンをコントラスト良く検出するのに
有効だからである。第１０図はウエハ多層パター
ンの例としてダイナミツクRAMの構造を示して
いる。すなわちデータ線４９がＡ、ワード線５
０が多結晶シリコンで形成され、同じく多結晶シ
リコンの電極５１とＰ基板５２の反転層領域から
なる記憶領域とが、データ線４９の真下でデータ
線方向にレイアウトされているものである。なお
ワード線５０とデータ線４９との間には絶縁膜が
形成されている。このような多種類の層からなる
LSIウエハの各層のパターンを検査するために
は、最上層が形成される毎に、最上層が正しく形
成されたかを検査する必要があり、最上層の顕在
化検出はこの目的に合致する。その原理は第７図
に示すように、Ｓ偏光がＰ偏光に対し反射率が高
い、すなわち、多層パターンに照明した光の多く
が表面で反射するため最上層のパターンエツヂが
顕在化されるものである。暗視野照明像はイメー
ジセンサ１４で検出され、４５，４７により１チ
ツプ前のパターンの同一位置の暗視野照明像と比
較検査される。この点は第１の実施例と同一であ
る。
一方、明視野照明は、対象パターンの色調変化
を検出しやすい２つの波長λ′，λ″をあらかじめ設
定しておき、これで照明、検出光学像を波長λ′，
λ″で分離し、その像をそれぞれイメージセンサ
４２，４３で検出する。色相抽出回路４６は正確
に色相を抽出する必要はなく、多層薄膜の微妙な
色調変化が検出できれば良い。一般に薄膜は明視
野照明で第８図に例示されるような干渉色を生
じ、その分光反射率は膜厚ｔにより異なる。従つ
て特徴の顕著に出る２波長λ′，λ″が選定されてい
れば、各波長での出力をＶ（λ′），Ｖ（λ″）とする
と、Ｖ（λ′）／Ｖ（λ″）を求めることにより、色調
変化を顕在化することができる。ここでＶ（λ″）
＜VTH3の時、割算を行なわず、出力をゼロとする
ことにより、パターンエツヂなど暗い部分での誤
検出を防ぐことができると共に、濃淡変化におけ
る第一の実施例と同じ効果をもたらすことができ
る。４６では以上の処理を行なう。４５，４６は
第１の実施例におけると同様の機能をし、色相お
よび濃淡変化を有する不一致を検出、２２におい
て欠陥と認識できる。
を検出しやすい２つの波長λ′，λ″をあらかじめ設
定しておき、これで照明、検出光学像を波長λ′，
λ″で分離し、その像をそれぞれイメージセンサ
４２，４３で検出する。色相抽出回路４６は正確
に色相を抽出する必要はなく、多層薄膜の微妙な
色調変化が検出できれば良い。一般に薄膜は明視
野照明で第８図に例示されるような干渉色を生
じ、その分光反射率は膜厚ｔにより異なる。従つ
て特徴の顕著に出る２波長λ′，λ″が選定されてい
れば、各波長での出力をＶ（λ′），Ｖ（λ″）とする
と、Ｖ（λ′）／Ｖ（λ″）を求めることにより、色調
変化を顕在化することができる。ここでＶ（λ″）
＜VTH3の時、割算を行なわず、出力をゼロとする
ことにより、パターンエツヂなど暗い部分での誤
検出を防ぐことができると共に、濃淡変化におけ
る第一の実施例と同じ効果をもたらすことができ
る。４６では以上の処理を行なう。４５，４６は
第１の実施例におけると同様の機能をし、色相お
よび濃淡変化を有する不一致を検出、２２におい
て欠陥と認識できる。
以上第二の実施例においても第一の実施例にお
ける付記事項（２次元イメージセンサや比較対象
のバリエーシヨン）は成立する。また第二の実施
例ではλ′，λ″の２波長を使用する場合を例示した
が、青、赤、緑の３原色で検出、色の位相角度を
求める方式であつても良い。またその他の複数波
長を利用する方式であつても良い。また波長光源
を用い、波長λだけをカツトし、複数のイメージ
センサで複数波長の画像を検出する方式であつて
も良い。
ける付記事項（２次元イメージセンサや比較対象
のバリエーシヨン）は成立する。また第二の実施
例ではλ′，λ″の２波長を使用する場合を例示した
が、青、赤、緑の３原色で検出、色の位相角度を
求める方式であつても良い。またその他の複数波
長を利用する方式であつても良い。また波長光源
を用い、波長λだけをカツトし、複数のイメージ
センサで複数波長の画像を検出する方式であつて
も良い。
以上説明したように本発明によれば、Ｓ偏光か
らなる第１の照明光による最上層透明薄膜パター
ンの断差部からの第１の反射光像と第２の照明光
による最上層透明薄膜パターンを通しての最上層
透明薄膜パターンの下層の表面で反射してくる第
２の反射光像とを、波長の相違に基いて分離して
各々の像検出器で検出し、一方の像検出器で得ら
れる第１の反射光像による第１の画像信号と第１
の基準画像信号とを比較して断差部を示す輪郭部
の不一致信号により最上層透明薄膜パターンの形
状欠陥を検出し、他方の像検出器から得られる第
２の反射光像による第２の画像信号と第２の基準
画像信号とを比較して濃淡変化や色相変化を示す
差画像信号により最上層透明薄膜パターンの膜厚
変動による欠陥を検出することにより、LSIウエ
ハのような多層微細回路パターンを形成する基板
上の最上層透明薄膜パターンにおいて、輪郭の異
常による形状欠陥か、膜厚変動による欠陥かを、
簡単な構成により高速に分離して検査することが
でき、プロセス条件にフイードバツクして不良原
因を究明して高歩留まりで半導体等の製品を製造
することができる効果を奏する。
らなる第１の照明光による最上層透明薄膜パター
ンの断差部からの第１の反射光像と第２の照明光
による最上層透明薄膜パターンを通しての最上層
透明薄膜パターンの下層の表面で反射してくる第
２の反射光像とを、波長の相違に基いて分離して
各々の像検出器で検出し、一方の像検出器で得ら
れる第１の反射光像による第１の画像信号と第１
の基準画像信号とを比較して断差部を示す輪郭部
の不一致信号により最上層透明薄膜パターンの形
状欠陥を検出し、他方の像検出器から得られる第
２の反射光像による第２の画像信号と第２の基準
画像信号とを比較して濃淡変化や色相変化を示す
差画像信号により最上層透明薄膜パターンの膜厚
変動による欠陥を検出することにより、LSIウエ
ハのような多層微細回路パターンを形成する基板
上の最上層透明薄膜パターンにおいて、輪郭の異
常による形状欠陥か、膜厚変動による欠陥かを、
簡単な構成により高速に分離して検査することが
でき、プロセス条件にフイードバツクして不良原
因を究明して高歩留まりで半導体等の製品を製造
することができる効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例を説明するための全
体構成図、第２図は暗視野照明におけるパターン
検出状態と２値化を説明する図、第３図は明視野
照明におけるパターン検出状態と２値化を説明す
る図、第４図は実施例における検出視野と検出シ
ーケンスを説明する図、第５図は本発明の他の一
実施例を説明するための全体構成図、第６図は第
５図の実施例におけるリング状偏光板の具体例を
説明する図、第７図はＳ偏光とＰ偏光の反射特性
の差を説明する図、第８図は薄膜の干渉色を説明
するための分光反射率特性を示す図、第９図ａは
LSIウエハ上のパターンを示す平面図、第９図ｂ
は第９図ａの断面を示す図、第１０図はウエハ多
層パターンの例としてダイナミツクRAMの構造
を示した図である。 １……光源、２……コンデンサレンズ、３……
狭帯域フイルタ、４……リング状開口スリツト、
５……リング状ミラー、６……放物凹面鏡、７…
…光源、８……コンデンサレンズ、９……波長選
定フイルタ、１０……円形開口スリツト、１１…
…ハーフミラー、１２……対物レンズ、１３……
波長分離ミラー、１４……暗視野像検出イメージ
センサ、１５……明視野像検出イメージセンサ、
１６……２値化回路、１７，２０……メモリ、１
８，２１……画像比較回路、２２……判定部、２
７……LSIウエハ。
体構成図、第２図は暗視野照明におけるパターン
検出状態と２値化を説明する図、第３図は明視野
照明におけるパターン検出状態と２値化を説明す
る図、第４図は実施例における検出視野と検出シ
ーケンスを説明する図、第５図は本発明の他の一
実施例を説明するための全体構成図、第６図は第
５図の実施例におけるリング状偏光板の具体例を
説明する図、第７図はＳ偏光とＰ偏光の反射特性
の差を説明する図、第８図は薄膜の干渉色を説明
するための分光反射率特性を示す図、第９図ａは
LSIウエハ上のパターンを示す平面図、第９図ｂ
は第９図ａの断面を示す図、第１０図はウエハ多
層パターンの例としてダイナミツクRAMの構造
を示した図である。 １……光源、２……コンデンサレンズ、３……
狭帯域フイルタ、４……リング状開口スリツト、
５……リング状ミラー、６……放物凹面鏡、７…
…光源、８……コンデンサレンズ、９……波長選
定フイルタ、１０……円形開口スリツト、１１…
…ハーフミラー、１２……対物レンズ、１３……
波長分離ミラー、１４……暗視野像検出イメージ
センサ、１５……明視野像検出イメージセンサ、
１６……２値化回路、１７，２０……メモリ、１
８，２１……画像比較回路、２２……判定部、２
７……LSIウエハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 多層微細回路パターンを形成する基板上の最
上層透明薄膜パターン上のほぼ同一箇所に対し
て、上記最上層透明薄膜パターンの断差部の表面
からの反射光量を増してこの最上層透明薄膜パタ
ーンの断差部を顕在化すべくＳ偏光からなる第１
の照明光を斜め方向から照射して暗視野照明を行
うと共に上記第１の照明光と異なる波長の第２の
照明光をほぼ垂直方向から照射して上記最上層透
明薄膜パターンを透過して最上層透明薄膜パター
ンの下層の表面で反射して最上層透明薄膜パター
ンを透過してくる反射光量に最上層透明薄膜パタ
ーンの膜厚に応じて変化するように明視野照明を
行い、上記第１の照明光による最上層透明薄膜パ
ターンの断差部からの第１の反射光と上記第２の
照明光による最上層透明薄膜パターンを通しての
最上層透明薄膜パターンの下層の表面で反射して
くる第２の反射光とを対物レンズを通して集光す
ると共に第１の反射光像と第２の反射光像とを、
波長の相違に基いて分離して各々の像検出器で検
出し、一方の像検出器で得られる第１の反射光像
による第１の画像信号と第１の基準画像信号とを
比較して断差部を示す輪郭部の不一致信号により
最上層透明薄膜パターンの形状欠陥を検出し、他
方の像検出器から得られる第２の反射光像による
第２の画像信号と第２の基準画像信号とを比較し
て濃淡変化や色相変化を示す差画像信号により最
上層透明薄膜パターンの膜厚変動による欠陥を検
出することを特徴とする微細パターンの欠陥検出
方法。 ２ 多層微細回路パターンを形成する基板上の最
上層透明薄膜パターン上に対して、上記最上層透
明薄膜パターンの断差部の表面からの反射光量を
増してこの最上層透明薄膜パターンの断差部を顕
在化すべくＳ偏光からなる第１の照明光を斜め方
向から照射する暗視野照明光学系と、上記第１の
照明光と波長を異ならしめた第２の照明光を上記
最上層透明薄膜パターンを透過して最上層透明薄
膜パターンの下層の表面で反射して最上層透明薄
膜パターンを透過してくる反射光量に最上層透明
薄膜パターンの膜厚に応じて変化するように上記
最上層透明薄膜パターン上のほぼ同一箇所に対し
てほぼ垂直方向から照射する明視野照明光学系
と、上記暗視野照明光学系で照射する第１の照明
光による最上層透明薄膜パターンの断差部からの
第１の反射光と明視野照明光学系で照射する第２
の照明光による最上層透明薄膜パターンを通して
の最上層透明薄膜パターンの下層の表面で反射し
てくる第２の反射光とを集光させる対物レンズ
と、該対物レンズを通して得られる第１の反射光
像と第２の反射光像とを、波長の相違に基いて分
離して各々の像検出器に結像させて検出する分離
検出光学系と、該分離検出光学系で分離され、一
方の像検出器で得られる第１の反射光像による第
１の画像信号と第１の基準画像信号とを比較して
断差部を示す輪郭部の不一致信号により最上層透
明薄膜パターンの形状欠陥を検出すると共に、他
方の像検出器から得られる第２の反射光像による
第２の画像信号と第２の基準画像信号とを比較し
て濃淡変化や色相変化を示す差画像信号により最
上層透明薄膜パターンの膜厚変動による欠陥を検
出する欠陥検出手段とを備えたこと特徴とする微
細パターンの欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15121184A JPS6129712A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 微細パタ−ンの欠陥検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15121184A JPS6129712A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 微細パタ−ンの欠陥検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129712A JPS6129712A (ja) | 1986-02-10 |
| JPH0437922B2 true JPH0437922B2 (ja) | 1992-06-22 |
Family
ID=15513662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15121184A Granted JPS6129712A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | 微細パタ−ンの欠陥検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6129712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009150725A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2605115A1 (fr) * | 1986-10-01 | 1988-04-15 | Primat Didier | Dispositif d'acquisition optique multivoies a eclairage integre |
| JPS63190261A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-05 | Pentel Kk | 電池 |
| JPH0541551Y2 (ja) * | 1987-02-16 | 1993-10-20 | ||
| JPH02170279A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-02 | Hitachi Ltd | 被検査対象パターンの欠陥検出方法及びその装置 |
| US6411377B1 (en) | 1991-04-02 | 2002-06-25 | Hitachi, Ltd. | Optical apparatus for defect and particle size inspection |
| JP2827843B2 (ja) * | 1993-10-18 | 1998-11-25 | 村田機械株式会社 | パッケージの汚れ検査方法 |
| JP2822937B2 (ja) * | 1995-07-17 | 1998-11-11 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造システム及び欠陥検査方法 |
| JP4001653B2 (ja) * | 1996-08-29 | 2007-10-31 | ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション | 試料からの多重チャネル応答を用いた試料の光学的検査 |
| JPH11237344A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-08-31 | Hitachi Ltd | 欠陥検査方法およびその装置 |
| IL140248A0 (en) * | 1998-06-16 | 2002-02-10 | Orbotech Ltd | Illuminator for inspecting substantially flat surfaces |
| JP3904565B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2007-04-11 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置およびその方法 |
| JP3904581B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2007-04-11 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置およびその方法 |
| JP3981696B2 (ja) * | 1998-07-28 | 2007-09-26 | 株式会社日立製作所 | 欠陥検査装置およびその方法 |
| AU1412000A (en) * | 1998-11-30 | 2000-06-19 | Olympus Optical Co., Ltd. | Measuring instrument |
| JP2005308725A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 透明板欠陥検査装置 |
| JP4826750B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2011-11-30 | オムロン株式会社 | 欠陥検査方法およびその方法を用いた欠陥検査装置 |
| JP4716827B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2011-07-06 | 株式会社東京精密 | 外観検査装置及び外観検査方法 |
| JP4723362B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2011-07-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 光学式検査装置及びその方法 |
| US7782452B2 (en) * | 2007-08-31 | 2010-08-24 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and method for simultaneously inspecting a specimen with two distinct channels |
| JP2009222689A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-01 | Nuflare Technology Inc | 検査装置 |
| JP6861092B2 (ja) * | 2017-05-24 | 2021-04-21 | 株式会社カネカ | 電子部品の外観検査方法及び外観検査装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5767844A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Surface inspecting device |
| JPS58120106A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハの外観検査装置 |
| JPS5977345A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-02 | Toshiba Corp | 表面きず検出方法 |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15121184A patent/JPS6129712A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5767844A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Surface inspecting device |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009150725A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6129712A (ja) | 1986-02-10 |
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