JPS63134938A - パターン検査装置 - Google Patents
パターン検査装置Info
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- JPS63134938A JPS63134938A JP61280584A JP28058486A JPS63134938A JP S63134938 A JPS63134938 A JP S63134938A JP 61280584 A JP61280584 A JP 61280584A JP 28058486 A JP28058486 A JP 28058486A JP S63134938 A JPS63134938 A JP S63134938A
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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
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
Landscapes
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、LSIウェハ等の微細なパターンの欠陥を検
査する自動パターン検査装置に係り、特にウェハ等の基
板上に形成されたパターンに基づき半導体集積回路製造
用レチクルのパターン欠陥や異物の有無を検査するに適
したパターン欠陥自動検査装置に関する。
査する自動パターン検査装置に係り、特にウェハ等の基
板上に形成されたパターンに基づき半導体集積回路製造
用レチクルのパターン欠陥や異物の有無を検査するに適
したパターン欠陥自動検査装置に関する。
[従来の技術]
半導体集積回路のパターンは年々微細化され、クエへ基
板上へのパターン形成方法として縮小投影露光法が普及
している。この縮小投影露光に使用する回路パターンの
原版はレチクルと呼ばれ、その面上には実寸の5倍ある
いは10倍の大きさの回路パターンが形成されている。
板上へのパターン形成方法として縮小投影露光法が普及
している。この縮小投影露光に使用する回路パターンの
原版はレチクルと呼ばれ、その面上には実寸の5倍ある
いは10倍の大きさの回路パターンが形成されている。
レチクルには一般に複数の同一パターンチップが形成さ
れ、ウェハ全面に繰返し露光される。
れ、ウェハ全面に繰返し露光される。
第2図はレチクルの外観図で、ガラス基板!上に同一パ
ターンのチップ2a、2bが形成されている例である。
ターンのチップ2a、2bが形成されている例である。
また、第3図はレチクル1を使用してウェハ3上にチッ
プ2a、2bを繰返し露光した状態を示すものである。
プ2a、2bを繰返し露光した状態を示すものである。
この第3図の例でもわかるように、もしレチクル】上の
パターンに欠陥がある場合にはウェハ3の全域にその欠
陥が転写されるため、著しい歩留りの低下を招くことに
なる。
パターンに欠陥がある場合にはウェハ3の全域にその欠
陥が転写されるため、著しい歩留りの低下を招くことに
なる。
このような事態を回避するために従来は縮小露光後に現
像されたウェハ上のパターンを顕微鏡を用いて丹念に検
査している。あるいは近年になってレチクルを露光装置
に装着する以前にレチクル自体のパターン欠陥を自動的
に検査する装置が例えば電子材料(1983年9月号)
等に紹介されている。
像されたウェハ上のパターンを顕微鏡を用いて丹念に検
査している。あるいは近年になってレチクルを露光装置
に装着する以前にレチクル自体のパターン欠陥を自動的
に検査する装置が例えば電子材料(1983年9月号)
等に紹介されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、前者は、最も簡易な方法であるが検査に
要する時間が長い上に検査者や検査時期の違いによる欠
陥認識の均一性が保障されないという問題がある。一方
、後者の検査装置は、前者の問題点を解決して比較的短
時間に均一な検査結果が得られるようになったものの、
レチクルが露光装置に装着された後に発生する欠陥や異
物に対しては前者の方法により再検査するかあるいはレ
チクルを定期的に検査するかしなければならず、検査の
重複による検査効率の低下や、レチクル脱着の煩わしさ
、脱着時に欠陥、異物の発生する危険性等の問題点を有
している。
要する時間が長い上に検査者や検査時期の違いによる欠
陥認識の均一性が保障されないという問題がある。一方
、後者の検査装置は、前者の問題点を解決して比較的短
時間に均一な検査結果が得られるようになったものの、
レチクルが露光装置に装着された後に発生する欠陥や異
物に対しては前者の方法により再検査するかあるいはレ
チクルを定期的に検査するかしなければならず、検査の
重複による検査効率の低下や、レチクル脱着の煩わしさ
、脱着時に欠陥、異物の発生する危険性等の問題点を有
している。
一方、ウェハ上に形成されたチップパターン同士を比較
してこれらのパターンのいずれかの異常を検出し、これ
らのチップパターンの露光に用いたレチクルの異常を検
知することが提案されている(例えばS olid
S Late T ecnology 日本版19
84年5月号、および S emiconductor
W orld1984年6月号)。
してこれらのパターンのいずれかの異常を検出し、これ
らのチップパターンの露光に用いたレチクルの異常を検
知することが提案されている(例えばS olid
S Late T ecnology 日本版19
84年5月号、および S emiconductor
W orld1984年6月号)。
しかし、上記提案の方法にオいては、比較しようとする
一対のチップパターンの輪郭の僅かな相違も欠陥(擬似
欠陥)として検出されてしまうなど欠陥検出の信頼性が
必ずしも充分ではないという不都合がある。
一対のチップパターンの輪郭の僅かな相違も欠陥(擬似
欠陥)として検出されてしまうなど欠陥検出の信頼性が
必ずしも充分ではないという不都合がある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、レチ
クル等の原版を露光装置に装着したままその欠陥を効率
よく高い信頼度で検出できるパターン検査装置を提倶す
るにある。
クル等の原版を露光装置に装着したままその欠陥を効率
よく高い信頼度で検出できるパターン検査装置を提倶す
るにある。
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するために本発明では、LSIウニウェ
の平面基板上に形成された微細なパターンの欠陥を検査
するためのパターン検査装置であって、2つのパターン
についてそれぞれ画素拡大処理を行なう手段と、画素拡
大されたパターンを互いに比較すべき原パターンより減
算処理して欠陥を検出する手段とを具備することを特徴
としている。
の平面基板上に形成された微細なパターンの欠陥を検査
するためのパターン検査装置であって、2つのパターン
についてそれぞれ画素拡大処理を行なう手段と、画素拡
大されたパターンを互いに比較すべき原パターンより減
算処理して欠陥を検出する手段とを具備することを特徴
としている。
また、本発明の一適用例を示せば、レチクルパターンを
露光、現像されたウェハ上においてレチクルフィールド
の互いに異なるチップ同士をパターンの位置ずれを補正
しつつ、部分領域毎に比較検査をチップ全域にわたり繰
返し行なうことにより何れのチップに欠陥があるかを検
出する手法によりレチクル全域の検査を行なうことを特
徴とし、さらに検出欠陥の位置を記憶し隣接するレチク
ルフィールドの同一位置を再度検査することにより、繰
返し欠陥すなわちレチクルの欠陥を検出することを特徴
とし、これによりレチクルを露光装置に装着したまま、
その欠陥の有無を検査することができる。
露光、現像されたウェハ上においてレチクルフィールド
の互いに異なるチップ同士をパターンの位置ずれを補正
しつつ、部分領域毎に比較検査をチップ全域にわたり繰
返し行なうことにより何れのチップに欠陥があるかを検
出する手法によりレチクル全域の検査を行なうことを特
徴とし、さらに検出欠陥の位置を記憶し隣接するレチク
ルフィールドの同一位置を再度検査することにより、繰
返し欠陥すなわちレチクルの欠陥を検出することを特徴
とし、これによりレチクルを露光装置に装着したまま、
その欠陥の有無を検査することができる。
[作用]
上記構成からなる本発明の装置においては、2つのパタ
ーンについてそれぞれ画素拡大処理を施し、いわば輪郭
部を拡大またはぼやけさせたパターンを作成してこれら
を比較対象の原パターンと重ね合せ、例えば原パターン
のはみだした部分を欠陥部分として検出するようにして
いるため、2つのパターンの輪郭の僅かな相違や相対位
置ずれ等に起因する擬似欠陥検出という誤動作を防止す
ることができる。すなわち、本発明によると、基板上の
パターンの欠陥を高信頼度で検出することができる。
ーンについてそれぞれ画素拡大処理を施し、いわば輪郭
部を拡大またはぼやけさせたパターンを作成してこれら
を比較対象の原パターンと重ね合せ、例えば原パターン
のはみだした部分を欠陥部分として検出するようにして
いるため、2つのパターンの輪郭の僅かな相違や相対位
置ずれ等に起因する擬似欠陥検出という誤動作を防止す
ることができる。すなわち、本発明によると、基板上の
パターンの欠陥を高信頼度で検出することができる。
また、本発明の装置を適用して、例えば縮小露光工程に
検査用のサンプルウェハを混入し、それを検査すること
により、レチクルを再評価することができるため、量産
ラインでのリアルタイムなレチクル検査を実現でき、集
積回路等の製品の信頼性向上や検査コストの低減ひいて
は原価低減等に著しい効果が得られる。
検査用のサンプルウェハを混入し、それを検査すること
により、レチクルを再評価することができるため、量産
ラインでのリアルタイムなレチクル検査を実現でき、集
積回路等の製品の信頼性向上や検査コストの低減ひいて
は原価低減等に著しい効果が得られる。
[発明の効果コ
以上のように、本発明によると、基板上のパターンの欠
陥を高信頼度で検出することができ、この検出結果を用
いることにより、原版を露光装置に装着したままその欠
陥を効率よく高い信頼度で検出することができる。
陥を高信頼度で検出することができ、この検出結果を用
いることにより、原版を露光装置に装着したままその欠
陥を効率よく高い信頼度で検出することができる。
[実り直例]
以下、本発明の実施例を添付図に基づいて説明する。第
1図は本発明の一実施例に係るパターン検査装置の概略
構成図である。同図において、3は検査対象であるパタ
ーンを露光、現像された半導体ウェハ(第3図参照)、
11はX、Y、Z、θ各方向に移動可能なウェハ3のl
1li置部、12a。
1図は本発明の一実施例に係るパターン検査装置の概略
構成図である。同図において、3は検査対象であるパタ
ーンを露光、現像された半導体ウェハ(第3図参照)、
11はX、Y、Z、θ各方向に移動可能なウェハ3のl
1li置部、12a。
12bはウェハ3上のパターンを結像させるための結像
光学系、13a、 13bはそれぞれ光学系12a。
光学系、13a、 13bはそれぞれ光学系12a。
12bにより得られる像を電気信号に変換する受光系、
14a、14bは受光系13a、13bを制御する受光
制御部、45a、 15bは受光系13a、 13bよ
り得られた画像信号を補正およびA/D変換するカメラ
コントロールユニット、16a、16bはカメラコント
ロールユニット15a、15bによりA/D変換された
画像信号を一時的に記憶するメモリユニット、17はカ
メラコントロールユニット15a、15bよりそれぞれ
得られた画像信号を比V、演算して欠陥を検出する演算
部、18はメモリユニット16a。
14a、14bは受光系13a、13bを制御する受光
制御部、45a、 15bは受光系13a、 13bよ
り得られた画像信号を補正およびA/D変換するカメラ
コントロールユニット、16a、16bはカメラコント
ロールユニット15a、15bによりA/D変換された
画像信号を一時的に記憶するメモリユニット、17はカ
メラコントロールユニット15a、15bよりそれぞれ
得られた画像信号を比V、演算して欠陥を検出する演算
部、18はメモリユニット16a。
16bに記憶された画像信号の一部分を利用してそれぞ
れの画像の2値化レベルを計算するとともに2値化され
た画像信号を基に2つの画像のずれ量を計算する画像ア
ライメント部、19はメモリユニット16a、 18b
に記憶された画像信号を選択、拡大、縮小等の処理を行
なう画像表示制御部、2oは画像表示制御部により処理
された画像信号を表示するモニタユニットである。
れの画像の2値化レベルを計算するとともに2値化され
た画像信号を基に2つの画像のずれ量を計算する画像ア
ライメント部、19はメモリユニット16a、 18b
に記憶された画像信号を選択、拡大、縮小等の処理を行
なう画像表示制御部、2oは画像表示制御部により処理
された画像信号を表示するモニタユニットである。
上記構成において、被検ウェハ3は第4図に示すように
ローダ兼アンローダ39から前置アライメント部40を
経由してオリエンテーションフラット部が常に一定方向
となるようにZ方向およびθ方向の可動載置台37に裏
面吸若にて載置される。この載置台37はX方向の移動
台35上に、ざらにX方向!j動台35はY方向移動台
36土にあり、それぞれ既知のDCモータ兼タコメータ
31a、31b、ボールネジ33a、33b、クロスロ
ーラガイド34a。
ローダ兼アンローダ39から前置アライメント部40を
経由してオリエンテーションフラット部が常に一定方向
となるようにZ方向およびθ方向の可動載置台37に裏
面吸若にて載置される。この載置台37はX方向の移動
台35上に、ざらにX方向!j動台35はY方向移動台
36土にあり、それぞれ既知のDCモータ兼タコメータ
31a、31b、ボールネジ33a、33b、クロスロ
ーラガイド34a。
34bおよびロータリーエンコーダ32a、32bによ
り構成される駆動部により±4μmの精度でサーボ制御
されており、これにより被検ウェハ3は載置台制御部3
8により任意方向に精度良く移動可能となっている。
り構成される駆動部により±4μmの精度でサーボ制御
されており、これにより被検ウェハ3は載置台制御部3
8により任意方向に精度良く移動可能となっている。
被検ウェハ3が載置台37に精度良く載置された後、被
検ウェハ3上のパターンは第5図に示すような左右一対
の結像光学系12a、 12bとそれぞれ一体化された
受光系13a、13bによって光電変換される。光学系
12a、12bは、それぞれ対物レンズ42a、42b
および落射照明装置43a、43bを有し、垂直反射光
による像を捉える構造となっている。また、これらの結
像光学系と受光系とを一体化してなる一対のパターン検
出光学系4a、4bのうち一方のパターン検出光学系4
aは全体をx、y、Z方向に移動することが可能である
。
検ウェハ3上のパターンは第5図に示すような左右一対
の結像光学系12a、 12bとそれぞれ一体化された
受光系13a、13bによって光電変換される。光学系
12a、12bは、それぞれ対物レンズ42a、42b
および落射照明装置43a、43bを有し、垂直反射光
による像を捉える構造となっている。また、これらの結
像光学系と受光系とを一体化してなる一対のパターン検
出光学系4a、4bのうち一方のパターン検出光学系4
aは全体をx、y、Z方向に移動することが可能である
。
第6図および第7図はこの移動機構の略図である。第6
図において、パターン検出光学系4aは、既知のボール
ネジ44のナツトに固定されており、DCモータ45を
駆動することによりX方向に移動させることかできるが
、これを精度良くするためにボールネジ44に固定した
第1の歯車461 ともう一つのDCモータ47に固定
された第2の歯車462とをかみ合せ、1μm単位で移
動量を検出する位置制御部51によってDCモータ45
および47を制御する所謂差動ギヤ方式による駆動を行
なう工夫がなされている。
図において、パターン検出光学系4aは、既知のボール
ネジ44のナツトに固定されており、DCモータ45を
駆動することによりX方向に移動させることかできるが
、これを精度良くするためにボールネジ44に固定した
第1の歯車461 ともう一つのDCモータ47に固定
された第2の歯車462とをかみ合せ、1μm単位で移
動量を検出する位置制御部51によってDCモータ45
および47を制御する所謂差動ギヤ方式による駆動を行
なう工夫がなされている。
また、第7図においてY方向の移動は所謂マイクロメー
タ送り機構48により手動で行なわれ、2方向の移動は
DCモータ50とボールネジ49によって行なわれる機
構となっており、その構造は光学系12a、 12bの
共通固定板41に対してまずX方向移動部、つづいてZ
軸移動部、モしてY@移動部と積み上げ構造になってい
る。これらの8動機構は検査対象となるチップの大きざ
によりその撮像位置を任意にしかも正確に決定でき、さ
らに、高精度の自動焦点合せを行なうことができる。
タ送り機構48により手動で行なわれ、2方向の移動は
DCモータ50とボールネジ49によって行なわれる機
構となっており、その構造は光学系12a、 12bの
共通固定板41に対してまずX方向移動部、つづいてZ
軸移動部、モしてY@移動部と積み上げ構造になってい
る。これらの8動機構は検査対象となるチップの大きざ
によりその撮像位置を任意にしかも正確に決定でき、さ
らに、高精度の自動焦点合せを行なうことができる。
第8図はその自動焦点合せの光学的概略図であリ、これ
らは左右の光学系12a、 12bの内部にそれぞれ独
立に配置されている。本出願人は特開昭59−1891
3号おいて、光学顕微鏡の焦点合せを合焦光束の投光と
その反射光の受光出力による対物系と被検体の距離調整
にて行なうことができる合焦装置を開示している。本実
施例で使用する自動焦点合せは2系統それぞれが上記特
開昭59−18913号で提案されている原理と同一で
あるが合焦動作が2段階になっている特徴を有する。す
なわち2系統の合焦動作において、第1の動作として対
物レンズ42bと被検ウェハ3の表面との距離が合焦と
なるようにウェハ載置台37のZ方向を駆動し、これが
合焦となった後に第2の動作として対物レンズ42aと
被検ウェハ3の表面との距離が合焦となるように光学系
12aのZ方向をDCモータ50によって駆動するもの
である。これにより2系統のパターン画像を精度良く検
出することができる。
らは左右の光学系12a、 12bの内部にそれぞれ独
立に配置されている。本出願人は特開昭59−1891
3号おいて、光学顕微鏡の焦点合せを合焦光束の投光と
その反射光の受光出力による対物系と被検体の距離調整
にて行なうことができる合焦装置を開示している。本実
施例で使用する自動焦点合せは2系統それぞれが上記特
開昭59−18913号で提案されている原理と同一で
あるが合焦動作が2段階になっている特徴を有する。す
なわち2系統の合焦動作において、第1の動作として対
物レンズ42bと被検ウェハ3の表面との距離が合焦と
なるようにウェハ載置台37のZ方向を駆動し、これが
合焦となった後に第2の動作として対物レンズ42aと
被検ウェハ3の表面との距離が合焦となるように光学系
12aのZ方向をDCモータ50によって駆動するもの
である。これにより2系統のパターン画像を精度良く検
出することができる。
第8図において、半導体レーザ56より投光された合焦
光束はコールドミラー53、ハーフミラ−52、対物レ
ンズ42aを経由して被検ウェハ3の表面で反射する。
光束はコールドミラー53、ハーフミラ−52、対物レ
ンズ42aを経由して被検ウェハ3の表面で反射する。
その正反射光は同じ光路を逆に経由し反射ミラー60を
介して受光レンズ59およびバンドパスフィルタ58を
通過した後に受光素子57に到達する。そして、受光素
子57にて光電変換された電気信号出力を合焦制御ユニ
ット61にて処理することにより、対物レンズ42aと
被検ウェハ3の表面との距離を一定に保っている。この
ように合焦状態に保持された被検ウェハ3上のパターン
は、照明装置43a、ハーフミラ−52により投射され
た光の反射光が対物レンズ42aにより例えば20倍に
拡大され、ハーフミラ−52を透過し、コールドミラー
53により反射され結像投影レンズ54によりさらに例
えば2.5倍に拡大された後、反射プリズム55を経由
して受光系13aに投影されることによって得られる。
介して受光レンズ59およびバンドパスフィルタ58を
通過した後に受光素子57に到達する。そして、受光素
子57にて光電変換された電気信号出力を合焦制御ユニ
ット61にて処理することにより、対物レンズ42aと
被検ウェハ3の表面との距離を一定に保っている。この
ように合焦状態に保持された被検ウェハ3上のパターン
は、照明装置43a、ハーフミラ−52により投射され
た光の反射光が対物レンズ42aにより例えば20倍に
拡大され、ハーフミラ−52を透過し、コールドミラー
53により反射され結像投影レンズ54によりさらに例
えば2.5倍に拡大された後、反射プリズム55を経由
して受光系13aに投影されることによって得られる。
第9図は受光系の略図である。同図において、光学系1
2aにより投影された被検ウェハ3(不図示)上のパタ
ーンは受光素子であるCCDラインセンサ77の受光面
上に結像される。このCCDラインセンサ77は例えば
2048個の光電変換画素を有し、紙面に垂直な方向に
自己走査している。これによりパターンは1次元信号と
して得られるが、それを2次元図形の信号として得るた
めに、本実施例ではCCDラインセンサ77をその自己
走査方向に対して垂直な方向に移動する工夫をしている
。すなわち、CCDラインセンサ77は固定基板76に
取付けられ、さらにボールネジ72のナツト74に固定
されており、DCモータ71とロータリエンコーダ73
によりボールネジ72が位置制御駆動されることにより
、パターンの結像面上を穆勤する。
2aにより投影された被検ウェハ3(不図示)上のパタ
ーンは受光素子であるCCDラインセンサ77の受光面
上に結像される。このCCDラインセンサ77は例えば
2048個の光電変換画素を有し、紙面に垂直な方向に
自己走査している。これによりパターンは1次元信号と
して得られるが、それを2次元図形の信号として得るた
めに、本実施例ではCCDラインセンサ77をその自己
走査方向に対して垂直な方向に移動する工夫をしている
。すなわち、CCDラインセンサ77は固定基板76に
取付けられ、さらにボールネジ72のナツト74に固定
されており、DCモータ71とロータリエンコーダ73
によりボールネジ72が位置制御駆動されることにより
、パターンの結像面上を穆勤する。
その際に固定基板76がクロスローラガイド75に沿っ
て移動するようになっており、CCDラインセンサ77
の移動時に発生する振動を低減する工夫がなされている
。また、CCDラインセンサ77の移動量や移動速度は
受光系制御部14aによって変えることができ、例えば
光電変換画素数に換算して3000画素分の距離を6秒
で穆勤するように設定・することができる。このように
して得られた2次元信号はCCDラインセンサ77の自
己走査方向の有効エリアを例えば2000画素とすれば
第1O図のように表わされ、1画面が600万画素で構
成される高精細度の信号を得ることができる。例えばC
CDラインセンサ77の光電変換画素の画素間隔を13
μmとすれば結像面における大きさは26mmx 39
mmであり、被検ウェハ3上での実寸は例えば対物レン
ズ42aの倍率を20倍、結像投影レンズ54の倍率を
2.5倍とすれば520μmx 780μmとなり画素
間隔は0,26μmということになる。
て移動するようになっており、CCDラインセンサ77
の移動時に発生する振動を低減する工夫がなされている
。また、CCDラインセンサ77の移動量や移動速度は
受光系制御部14aによって変えることができ、例えば
光電変換画素数に換算して3000画素分の距離を6秒
で穆勤するように設定・することができる。このように
して得られた2次元信号はCCDラインセンサ77の自
己走査方向の有効エリアを例えば2000画素とすれば
第1O図のように表わされ、1画面が600万画素で構
成される高精細度の信号を得ることができる。例えばC
CDラインセンサ77の光電変換画素の画素間隔を13
μmとすれば結像面における大きさは26mmx 39
mmであり、被検ウェハ3上での実寸は例えば対物レン
ズ42aの倍率を20倍、結像投影レンズ54の倍率を
2.5倍とすれば520μmx 780μmとなり画素
間隔は0,26μmということになる。
したがって、1度の撮像だけ−ではチップ全域を撮像す
ることができないので、被検ウェハ3上での大きさ分だ
け載置台37をX方向移動台35およびY方向移動台3
6により順次8勤して撮像を繰返し行ない、第11図に
示すようなマツプを構成することにより、チップ全域を
検査する工夫がなされている。
ることができないので、被検ウェハ3上での大きさ分だ
け載置台37をX方向移動台35およびY方向移動台3
6により順次8勤して撮像を繰返し行ない、第11図に
示すようなマツプを構成することにより、チップ全域を
検査する工夫がなされている。
第9図のCCDラインセンサ77により光電変換された
パターン信号は受光系制御部14aを経由してカメラコ
ントロールユニット15a(第1図)に至り補正処理お
よびA/D変換された後に出力される。
パターン信号は受光系制御部14aを経由してカメラコ
ントロールユニット15a(第1図)に至り補正処理お
よびA/D変換された後に出力される。
第12図はその系統図であり、81は画像信号の最暗時
のレベルを補正する回路(ブラックシェイディング補正
回路)、83は画像信号の最明時のレベルを補正する回
路(ホワイトシェイディング補正回路)、85は画像信
号のA/D変換回路である。
のレベルを補正する回路(ブラックシェイディング補正
回路)、83は画像信号の最明時のレベルを補正する回
路(ホワイトシェイディング補正回路)、85は画像信
号のA/D変換回路である。
補正処理の方法は、まず、CCDラインセンサ77に入
射する光を遮断した時の出力を、切換回路82によりブ
ラックシエイディング補正回路81を経由しないように
し、さらに切換回路84によりホワイトシェイディング
補正回路83を経由させずにA/D変換回路85でディ
ジタル変換した後データ記憶回路87へ蓄積する。記憶
回路87へ蓄積されるデータはIライン分すなわち20
QO個の画素単位の暗感度データである。これらのデー
タを画像検出時にCCDラインセンサ77のスキャンに
同期させて取り出し、CCDラインセンサ77の出力信
号との間で差動増幅することにより、画素単位での感度
補正を行なうことがで計る。補正回路81は差動増幅と
信号同期の機能を有する。
射する光を遮断した時の出力を、切換回路82によりブ
ラックシエイディング補正回路81を経由しないように
し、さらに切換回路84によりホワイトシェイディング
補正回路83を経由させずにA/D変換回路85でディ
ジタル変換した後データ記憶回路87へ蓄積する。記憶
回路87へ蓄積されるデータはIライン分すなわち20
QO個の画素単位の暗感度データである。これらのデー
タを画像検出時にCCDラインセンサ77のスキャンに
同期させて取り出し、CCDラインセンサ77の出力信
号との間で差動増幅することにより、画素単位での感度
補正を行なうことがで計る。補正回路81は差動増幅と
信号同期の機能を有する。
つぎに、CCDラインセンサ77に最大光量を入射した
時の出力を切換回路82により補正回路81を経由させ
、記憶回路87の出力によって回路81で補正された信
号を切換回路84により補正回路83を経由させずにA
/D変換回路85でディジタル変換した後データ記憶回
路86へ蓄積する。記憶回路86へ蓄積されるデータは
、192ライン分すなわちCCDラインセンサ77のス
キャンする3000ラインを16ライン単位で分割し、
その平均値を代表値とする画素単位の照度むらデータで
ある。これらのデータを画像検出時にCCDラインセン
サ77のスキャンに同期させて取り出し、16ライン毎
の分割領域に応じたラインデータすなわち照度むらデー
タとCCDラインセンサ77の出力信号との間で差動増
幅することにより、照明のむらを補正することができる
。この方法によれば、画像領域内の照度データを200
0X 192個使用することになるので、非常に精度
良く照度むらを補正することが可能である。
時の出力を切換回路82により補正回路81を経由させ
、記憶回路87の出力によって回路81で補正された信
号を切換回路84により補正回路83を経由させずにA
/D変換回路85でディジタル変換した後データ記憶回
路86へ蓄積する。記憶回路86へ蓄積されるデータは
、192ライン分すなわちCCDラインセンサ77のス
キャンする3000ラインを16ライン単位で分割し、
その平均値を代表値とする画素単位の照度むらデータで
ある。これらのデータを画像検出時にCCDラインセン
サ77のスキャンに同期させて取り出し、16ライン毎
の分割領域に応じたラインデータすなわち照度むらデー
タとCCDラインセンサ77の出力信号との間で差動増
幅することにより、照明のむらを補正することができる
。この方法によれば、画像領域内の照度データを200
0X 192個使用することになるので、非常に精度
良く照度むらを補正することが可能である。
これらの蓄積されたデータに基づき補正回路81および
83によって補正されたデータをディジタル変換するこ
とにより、CCDラインセンサ77の光電変換画素の感
度のばらつきと照明43a、43bの照度むらに影響さ
れない画像信号を得ることができる。
83によって補正されたデータをディジタル変換するこ
とにより、CCDラインセンサ77の光電変換画素の感
度のばらつきと照明43a、43bの照度むらに影響さ
れない画像信号を得ることができる。
このようにして得られたディジタル画像信号は、第1図
の比較演算部17により演算される際に画像アライメン
ト部18で得られた2値化レベルと画像間の位置ずれ量
に基づいて制御される。
の比較演算部17により演算される際に画像アライメン
ト部18で得られた2値化レベルと画像間の位置ずれ量
に基づいて制御される。
第13図はアライメント演算部の系統図である。
同図において、101はマイクロプロセッサ、102は
マイクロプログラム用ROM、103および104は画
像データ用のRAM、105は2値化レベルを格納する
レジスタ、106は位置ずれ量を格納するレジスタであ
る。また、第14図は比較演算部の系統図で、107a
および107bは画像信号を2値化する回路、108a
および108bは位置ずれを補正するためのバッファメ
モリ、109aおよび109bは画像信号を拡大する回
路、110は画像信号を比較演算する回路、illは演
算によって検出された欠陥データをコード化する回路で
ある。
マイクロプログラム用ROM、103および104は画
像データ用のRAM、105は2値化レベルを格納する
レジスタ、106は位置ずれ量を格納するレジスタであ
る。また、第14図は比較演算部の系統図で、107a
および107bは画像信号を2値化する回路、108a
および108bは位置ずれを補正するためのバッファメ
モリ、109aおよび109bは画像信号を拡大する回
路、110は画像信号を比較演算する回路、illは演
算によって検出された欠陥データをコード化する回路で
ある。
位置ずれ量を算出する目的は次の通りである。
すなわち、被検ウェハ3は前置アライメント部40によ
って一定方向に位置決めされた後、@置台37に載置さ
れ、移動可能な光学系4a、4bによって比較演算部1
7で比較される2つのパターンの位置が決定されるわけ
であるが、これらの位置合せやわ動等はすべて機械上の
誤差を有するため、この誤差を除くことにある。
って一定方向に位置決めされた後、@置台37に載置さ
れ、移動可能な光学系4a、4bによって比較演算部1
7で比較される2つのパターンの位置が決定されるわけ
であるが、これらの位置合せやわ動等はすべて機械上の
誤差を有するため、この誤差を除くことにある。
第15図はその原理図である。第15図(A)および(
B)はメモリユニット16a、 16b (第1図)に
それぞれ記憶されている画像信号で、これらの画像のパ
ターンを有する1部分を第13図の画像データRAM1
03 、104 (第13図)に導いてマイクロプロ
セッサ101により第15図(C)に示すようにそれぞ
れのパターンの重心G、、G、を求め、第15図(D)
のように領域の4辺に近い重心G。
B)はメモリユニット16a、 16b (第1図)に
それぞれ記憶されている画像信号で、これらの画像のパ
ターンを有する1部分を第13図の画像データRAM1
03 、104 (第13図)に導いてマイクロプロ
セッサ101により第15図(C)に示すようにそれぞ
れのパターンの重心G、、G、を求め、第15図(D)
のように領域の4辺に近い重心G。
に重心G2を一致させ、つぎに所謂相関演算によってパ
ターンが完全に一致する位置を求めることにより、位置
ずれ量を高速で算出することができる。そしてこの位置
ずれ量は被検ウェハ3を移動しても不変であることから
、載置台37の精密な位置決めを不要とし装置構成を単
純化することに役立つものである。
ターンが完全に一致する位置を求めることにより、位置
ずれ量を高速で算出することができる。そしてこの位置
ずれ量は被検ウェハ3を移動しても不変であることから
、載置台37の精密な位置決めを不要とし装置構成を単
純化することに役立つものである。
つぎに比較演算の原理は第16図に示すように原画像信
号(F)および(G)をそれぞれ拡大回路109aおよ
び10!lbによって各画素に対して例えば3×3の拡
大処理をして第16図(H)および(I)を得た後、比
較演算回路110により(F)マイナス(1)と(G)
マイナス(H)の減算を並行して行ない、結果が正の部
分のみを抽出することにより、第16図(J)および(
K)が得られる。これにより、原画像(F)と(G)の
相違点を、輪郭の乱れによる疑似欠陥を除去した上で検
出することかでき、さらに相違点(減算の結果が正の部
分)が(J)と(K)のいずれに検出されたかにより、
原画像(F)と(G)のいずれに欠陥があるかを認識す
ることもできる。
号(F)および(G)をそれぞれ拡大回路109aおよ
び10!lbによって各画素に対して例えば3×3の拡
大処理をして第16図(H)および(I)を得た後、比
較演算回路110により(F)マイナス(1)と(G)
マイナス(H)の減算を並行して行ない、結果が正の部
分のみを抽出することにより、第16図(J)および(
K)が得られる。これにより、原画像(F)と(G)の
相違点を、輪郭の乱れによる疑似欠陥を除去した上で検
出することかでき、さらに相違点(減算の結果が正の部
分)が(J)と(K)のいずれに検出されたかにより、
原画像(F)と(G)のいずれに欠陥があるかを認識す
ることもできる。
以上のように本実施例によれば、ウェハ上のパターンを
手本パターン無しでしかも疑似欠陥を発生すること無く
比較検査を行なうことができ、高い信頼度で微小な欠陥
を検出することができる。
手本パターン無しでしかも疑似欠陥を発生すること無く
比較検査を行なうことができ、高い信頼度で微小な欠陥
を検出することができる。
すなわち、本実施例によれば高速で信頼性の高いパター
ン欠陥検査をも実現することができるので、例えば縮小
露光工程に検査用のサンプルウェハを混入し、それを検
査することにより、レチクルを再評価することができる
ため、量産ラインでのリアルタイムなレチクル検査を実
現でき、集積回路等の製品の信頼性向上や検査コストの
低減ひいては原価低減等に著しい効果が得られる。
ン欠陥検査をも実現することができるので、例えば縮小
露光工程に検査用のサンプルウェハを混入し、それを検
査することにより、レチクルを再評価することができる
ため、量産ラインでのリアルタイムなレチクル検査を実
現でき、集積回路等の製品の信頼性向上や検査コストの
低減ひいては原価低減等に著しい効果が得られる。
第1図は、本発明の一実施例に係るパターン検査装置の
系統図、 第2図は、縮小露光用レチクルの一例の外観図、 第3図は、縮小露光されたウェハの一例の外観図、 第4図は、本実施例に用いているウェハ載置台の構成図
、 第5図は、第1図の装置のパターン検出部の構成図、 第6図および第7図は、それぞれ可動な側のパターン検
出部の駆動機構の構成を示す正面および側面図、 第8図は、パターン検出部の光学的な構成図、第9図は
、第1図の装置の受光部の構成図、第1θ図は、第9図
の受光部により得られる画像の画素配列図、 第11図は、第1図の装置における検査手順の原理説明
図、 第12図は、第1図の装置のカメラコントロールユニッ
トにおける画像補正機能を表わす系統図、第13図は、
第1図の装置の画像アライメント部における位置ずれ演
算機能を表わす系統図、第14図は、第1図の装置の比
較演算部における比較演算機能を表わす系統図、 第15図は、第13図における位置ずれ演算の原理図、 第16図は、第14図における欠陥検出の原理図である
。 1ニレチクル 2a、2b:パターン 3:ウェハ 4a、4b:パターン検出光学系 11:ウニへ載置部 12a 、 12b :結像光学系 13a、 13b :受光系 14a、 14b :受光制御部 15a、 15b ;カメラコントロールユニット16
a、 16b :メモリユニット 17:比較演算部 18:画像アライメント部 19:画像表示制御部 20:モニタユニット 37:a置台 45、47.50:モータ 51:位置制御部 48:マイクロメータ送り機構 57:(合焦検出用)受光素子 71:(CCDラインセンサ送り用)モータ77:(パ
ターン検出用)CCDラインセンサ81:ブラックシェ
イディング補正回路83:ホワイトシェイディング補正
回路109a、 109b :拡大回路 110:比較演算回路
系統図、 第2図は、縮小露光用レチクルの一例の外観図、 第3図は、縮小露光されたウェハの一例の外観図、 第4図は、本実施例に用いているウェハ載置台の構成図
、 第5図は、第1図の装置のパターン検出部の構成図、 第6図および第7図は、それぞれ可動な側のパターン検
出部の駆動機構の構成を示す正面および側面図、 第8図は、パターン検出部の光学的な構成図、第9図は
、第1図の装置の受光部の構成図、第1θ図は、第9図
の受光部により得られる画像の画素配列図、 第11図は、第1図の装置における検査手順の原理説明
図、 第12図は、第1図の装置のカメラコントロールユニッ
トにおける画像補正機能を表わす系統図、第13図は、
第1図の装置の画像アライメント部における位置ずれ演
算機能を表わす系統図、第14図は、第1図の装置の比
較演算部における比較演算機能を表わす系統図、 第15図は、第13図における位置ずれ演算の原理図、 第16図は、第14図における欠陥検出の原理図である
。 1ニレチクル 2a、2b:パターン 3:ウェハ 4a、4b:パターン検出光学系 11:ウニへ載置部 12a 、 12b :結像光学系 13a、 13b :受光系 14a、 14b :受光制御部 15a、 15b ;カメラコントロールユニット16
a、 16b :メモリユニット 17:比較演算部 18:画像アライメント部 19:画像表示制御部 20:モニタユニット 37:a置台 45、47.50:モータ 51:位置制御部 48:マイクロメータ送り機構 57:(合焦検出用)受光素子 71:(CCDラインセンサ送り用)モータ77:(パ
ターン検出用)CCDラインセンサ81:ブラックシェ
イディング補正回路83:ホワイトシェイディング補正
回路109a、 109b :拡大回路 110:比較演算回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、2つのパターンについてそれぞれ画素拡大処理を行
なう手段と、 画素拡大されたパターンを互いに比較すべき原パターン
より減算処理して欠陥を検出する手段とを具備すること
を特徴とするパターン検査装置。 2、前記欠陥検出手段が、前記原パターンの前記画素拡
大されたパターンで覆われる部分を除いた部分に原パタ
ーンの一部が残存するとき該部分をパターン欠陥として
検出するものである特許請求の範囲第1項記載のパター
ン検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61280584A JPS63134938A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | パターン検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61280584A JPS63134938A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | パターン検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63134938A true JPS63134938A (ja) | 1988-06-07 |
Family
ID=17627071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61280584A Pending JPS63134938A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | パターン検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63134938A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0545507A2 (en) * | 1991-10-31 | 1993-06-09 | Komori Corporation | Method and apparatus for recognizing paster portion of web |
JP2004013095A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Fujitsu Ltd | パターン画像比較方法、パターン画像比較装置及びプログラム |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP61280584A patent/JPS63134938A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0545507A2 (en) * | 1991-10-31 | 1993-06-09 | Komori Corporation | Method and apparatus for recognizing paster portion of web |
US5440402A (en) * | 1991-10-31 | 1995-08-08 | Komori Corporation | Method and apparatus for recognizing paster portion of web |
JP2004013095A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Fujitsu Ltd | パターン画像比較方法、パターン画像比較装置及びプログラム |
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