JPH10260021A - Pattern inspecting device - Google Patents

Pattern inspecting device

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JPH10260021A
JPH10260021A JP6505397A JP6505397A JPH10260021A JP H10260021 A JPH10260021 A JP H10260021A JP 6505397 A JP6505397 A JP 6505397A JP 6505397 A JP6505397 A JP 6505397A JP H10260021 A JPH10260021 A JP H10260021A
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JP
Japan
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stage
pattern
axis direction
sensor
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP6505397A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyoji Yamashita
恭司 山下
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH10260021A publication Critical patent/JPH10260021A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern inspecting device which inspects a pattern correcting position off-set, expansion amount, and rotation amount without requiring a specific alignment mark and a complex and large electric control system. SOLUTION: By comparing sensor data which is provided by reading a pattern on a sample 1 with a line sensor 5 with reference data which is output from a reference data generator 13 using a comparing device 6 in the comparing method in which inconsistent number is used, and by correcting position information of an XY stage 2 on the basis of the comparison result, positioning is performed so that the reference pattern region fits to the sensor pattern region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン検査装置
に係り、特にフォトマスク、レティクル、ウェハ等に描
画されているパターンを撮像して得られたセンサデータ
と設計パターンデータとを用いてパターン欠陥検査等を
行うときに用いられるパターン検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern inspection apparatus, and more particularly to a pattern inspection apparatus using sensor data and image pattern data obtained by imaging a pattern drawn on a photomask, reticle, wafer, or the like. The present invention relates to a pattern inspection apparatus used for performing an inspection or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、半導体集積回路は、露光
技術やプロセス技術の向上に伴ってますます高集積化、
微細化が進められている。これに伴い、原板となるフォ
トマスク、レティクルに対して、より一層の位置精度、
寸法精度の向上並びに微小欠陥や異物の低減などが要求
されている。たとえば、ウェハ上で0.25μm幅の回
路パターンに対し、4倍体マスクでは0.15μmの大
きさの欠陥まで検出する必要があると言われている。
2. Description of the Related Art As is well known, semiconductor integrated circuits are becoming more and more highly integrated with improvements in exposure technology and process technology.
Miniaturization is in progress. Along with this, even more positional accuracy,
Improvements in dimensional accuracy and reduction of minute defects and foreign matter are required. For example, it is said that it is necessary to detect a defect having a size of 0.15 μm with a quadruple mask for a circuit pattern having a width of 0.25 μm on a wafer.

【0003】ところで、フォトマスク、レティクル等の
パターン欠陥検査装置では、通常ダイツーデータベース
(die-to-database) 比較と呼ばれる検査方法が採用され
ている。この方法では、被検査回路パターンをラインセ
ンサで撮像して得られたセンサデータとパターンの設計
に用いたCADデータより作られた参照データとを比較
し、両者の不一致点を欠陥として検出する。
[0003] Incidentally, in a pattern defect inspection apparatus for a photomask, a reticle or the like, a die-to-database is usually used.
(die-to-database) An inspection method called comparison is adopted. In this method, sensor data obtained by imaging a circuit pattern to be inspected by a line sensor is compared with reference data created from CAD data used for designing the pattern, and a mismatch point between the two is detected as a defect.

【0004】このように、パターン欠陥検査装置では、
センサデータと参照データとの不一致点を欠陥として検
出するので、特に両者の位置合わせが重要となる。両者
の位置合わせを損なう要因は、XY軸ステージのヨーイ
ングと速度むら、マスクの位置オフセット、伸縮量、回
転量等がある。したがって、これらを電気制御系または
計算機ソフトウェアで補正することが必要となる。
As described above, in the pattern defect inspection apparatus,
Since a mismatch point between the sensor data and the reference data is detected as a defect, it is particularly important to align the two. Factors that impair the alignment between the two include yaw and speed unevenness of the XY axis stage, mask position offset, amount of expansion / contraction, amount of rotation, and the like. Therefore, it is necessary to correct these with an electric control system or computer software.

【0005】XY軸ステージのヨーイングと速度むらに
ついては、レーザー干渉計等により測定されたXY軸ス
テージの位置をフィードバックして参照データを発生さ
せることが行われている。
With respect to yaw and speed unevenness of the XY-axis stage, reference data is generated by feeding back the position of the XY-axis stage measured by a laser interferometer or the like.

【0006】一方、マスクの伸縮量、回転量について
は、センサデータと参照データとの位置合わせをパター
ンマッチングにより動的に行うことで補正を行う方法
や、メインパターン領域の周辺に設けた特定のアライメ
ントマークを読み取り、位置オフセッ卜、伸縮量、回転
量の補正を行う方法などが採られている。
On the other hand, the amount of expansion and contraction and the amount of rotation of the mask are corrected by dynamically aligning the sensor data with the reference data by pattern matching, or by using a specific method provided around the main pattern area. A method of reading an alignment mark and correcting a position offset, an amount of expansion / contraction, and an amount of rotation has been adopted.

【0007】しかしながら、前者の方法では、特定のア
ライメントマークを作成する必要がない反面、センサデ
ータと参照データとを合わせるために、ステージにロー
ドされたマスクの位置のばらつきを補正する電気制御系
が複雑となり、回路規模も大きくなる問題があった。
However, in the former method, it is not necessary to create a specific alignment mark, but on the other hand, there is an electric control system that corrects the variation in the position of the mask loaded on the stage in order to match the sensor data with the reference data. There is a problem that the circuit becomes complicated and the circuit scale becomes large.

【0008】また、後者の方法では、まずメインパター
ン領域の周辺に設けた4箇所のアライメントマークのう
ちの1箇所をセンサにほぼ合わせ、X軸方向にステージ
を低速で走行させ、このときのセンサ出力の変化からア
ライメントマークのエッジ位置を求める。次に、ステー
ジの走査方向を逆にして再び求め、両位置の平均値をも
ってX軸方向のアライメントマーク位置とする。次に、
ステージ走査をY軸方向に変え、X軸方向と同じことを
繰り返す。こうして4箇所のマークで読み取ったアライ
メントマーク位置から位置オフセット、伸縮量補正値、
回転量補正値を求めている。この方法では、センサデー
タと参照データとを十分な精度で合わせ込むことができ
るので、前者のようなパターンマッチングを必要としな
い。
In the latter method, first, one of the four alignment marks provided around the main pattern area is almost aligned with the sensor, and the stage is moved at a low speed in the X-axis direction. The edge position of the alignment mark is obtained from the change in the output. Next, the scanning direction of the stage is reversed, and it is obtained again, and the average value of both positions is set as the alignment mark position in the X-axis direction. next,
The stage scanning is changed in the Y-axis direction, and the same operation as in the X-axis direction is repeated. Thus, the position offset, the amount of expansion / contraction correction from the alignment mark position read by the four marks,
The rotation amount correction value is obtained. According to this method, since the sensor data and the reference data can be matched with sufficient accuracy, the former pattern matching is not required.

【0009】しかし、アライメントマーク位置を読み取
るのに最小でもマーク1箇所につきステージ走査を4
回、アライメントマーク4箇所で計16回のステージ走
査を行う必要があるため、検査に至るまでの時間がかか
ること、さらにXY位置オフセット、伸縮量、回転量を
求める繁雑な計算を必要とするなどの問題があった。
However, to read the alignment mark position, at least four stage scans are required for each mark.
It is necessary to perform the stage scan 16 times in total at four positions of the alignment mark, so it takes a long time until the inspection, and it requires complicated calculation for calculating the XY position offset, the amount of expansion and contraction, and the amount of rotation. There was a problem.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、パターン
検査に際して、センサデータと参照データの位置合わせ
をパターンマッチングにより動的に行って伸縮量、回転
量の補正を行うようにした従来のパターン検査装置にあ
っては、電気制御系が複雑になり、回路規模が大きくな
る虞れがあった。また、メインパターン領域の周辺に設
けた特定のアライメントマークを読み取り、その位置デ
ータから位置オフセット、伸縮量、回転量の補正を行う
ようにした従来のパターン検査装置にあっては、アライ
メントマーク4箇所で計16回のステージ走査を行う必
要があるため、このステージ走査に時間がかかること、
さらに位置オフセット、伸縮量、回転量を求める繁雑な
計算を必要とする等の欠点があった。
As described above, in the pattern inspection, a conventional pattern inspection in which the position of the sensor data and the reference data is dynamically adjusted by pattern matching to correct the amount of expansion and contraction and the amount of rotation. In the device, the electric control system becomes complicated, and the circuit scale may be increased. Further, in a conventional pattern inspection apparatus which reads a specific alignment mark provided around the main pattern area and corrects the position offset, the amount of expansion / contraction, and the amount of rotation from the position data, there are four alignment marks. It is necessary to perform stage scanning a total of 16 times, so that this stage scanning takes time,
Further, there is a drawback that complicated calculations for obtaining the position offset, the amount of expansion and contraction, and the amount of rotation are required.

【0011】そこで本発明は、特定のアライメントマー
クを必要とせず、さらに複雑で大規模な電気制御系を必
要とすることなく、しかも位置オフセット、伸縮量、回
転量を補正しながらパターンを検査できるパターンの検
査装置を提供することを目的としている。
Therefore, the present invention does not require a specific alignment mark, does not require a complicated and large-scale electric control system, and can inspect a pattern while correcting a position offset, an expansion / contraction amount, and a rotation amount. An object of the present invention is to provide a pattern inspection apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、試料上に形成されているパターンを検査
するパターン検査装置において、前記試料をステージで
保持し、このステージをX軸方向には連続移動させると
ともに上記X軸とは直交するY軸方向にはステップ移動
させる第1の手段と、前記試料上のパターンをラインセ
ンサで読み取ってセンサデータを出力する第2の手段
と、前記センサデータの出力に同期して前記ステージの
X軸方向位置とY軸方向位置を求める第3の手段と、前
記第3の手段で求められた前記ステージのX軸方向位置
に第1のバイアス値を加算したものに対し、X軸方向に
一定間隔毎に第2のバイアス値を累積して修正したX軸
方向修正ステージ位置を求める第4の手段と、前記第3
の手段で求められた前記ステージのY軸方向位置に第3
のバイアス値を加算したものに対し、X軸方向に一定間
隔毎に第4のバイアス値を累積して修正したY軸方向修
正ステージ位置を求める第5の手段と、前記パターンの
設計データを入力する第6の手段と、この第6の手段に
よって入力された設計データと前記第4および第5の手
段によって求められた修正ステージ位置とに基づいて参
照データを発生する第7の手段と、この第7の手段で得
られた参照データと前記第2の手段で得られたセンサデ
ータとを比較して不一致を検出する第8の手段と、この
第8の手段で得られた不一致データに基づいて前記第1
乃至第4のバイアス値を調節して得られた結果を比較解
析してX軸方向およびY軸方向の位置オフセットと倍率
補正値を求める第9の手段とを具備してなることを特徴
としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pattern inspection apparatus for inspecting a pattern formed on a sample, wherein the sample is held on a stage, and the stage is mounted on an X-axis. First means for continuously moving in the direction and step-moving in the Y-axis direction orthogonal to the X axis, second means for reading a pattern on the sample with a line sensor and outputting sensor data, Third means for obtaining an X-axis position and a Y-axis position of the stage in synchronization with the output of the sensor data; and a first bias applied to the X-axis position of the stage obtained by the third means. A fourth means for accumulating a second bias value at regular intervals in the X-axis direction to obtain a corrected X-axis direction correction stage position with respect to the added value;
A third position in the Y-axis direction position of the stage obtained by
Fifth means for obtaining a corrected Y-axis direction correction stage position by accumulating a fourth bias value at regular intervals in the X-axis direction with respect to the sum of the bias values, and inputting the pattern design data. A sixth means for generating reference data based on the design data inputted by the sixth means and the correction stage position obtained by the fourth and fifth means; Eighth means for comparing the reference data obtained by the seventh means with the sensor data obtained by the second means to detect a mismatch, and based on the mismatch data obtained by the eighth means. The first
And ninth means for comparing and analyzing the results obtained by adjusting the fourth bias value to obtain a position offset in the X-axis direction and the Y-axis direction and a magnification correction value. .

【0013】このように構成されたパターン検査装置で
は、特定のアライメントマークを必要とせず、さらに電
気制御系が複雑になったり、大規模になったりするのを
抑制できる。
In the pattern inspection apparatus configured as described above, a specific alignment mark is not required, and the electric control system can be suppressed from becoming complicated or large.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図1には本発明の一実施形態に係
るパターン検査装置、ここには露光用のマスクに描かれ
ている回路パターンの欠陥を検査する装置のブロック構
成図が示されている。同図において、1は被検査マスク
であり、この被検査マスク1はXYステージ2に保持さ
れている。XYステージ2は、ステージ制御装置3によ
ってX軸方向には連続移動制御され、Y軸方向にはステ
ップ移動制御を受ける。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, which is an apparatus for inspecting a defect of a circuit pattern drawn on an exposure mask. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mask to be inspected, and the mask 1 to be inspected is held on an XY stage 2. The XY stage 2 is continuously moved in the X-axis direction by the stage controller 3, and is subjected to step movement control in the Y-axis direction.

【0015】XYステージ2に保持されている被検査マ
スク1の上方位置には光源4が配置してあり、この光源
4から出た光は照明光として被検査マスク1に照射され
る。被検査マスク1の下方位置には被検査マスク1に描
かれている回路パターンを撮像するラインセンサ5が配
置されており、このラインセンサ5から出力されるセン
サデータは後述する比較装置6に与えられる。
A light source 4 is disposed above the mask 1 to be inspected held by the XY stage 2, and the light emitted from the light source 4 is irradiated on the mask 1 as illumination light. A line sensor 5 for imaging a circuit pattern drawn on the inspection target mask 1 is disposed below the inspection target mask 1, and sensor data output from the line sensor 5 is provided to a comparison device 6 described later. Can be

【0016】一方、ラインセンサ5からのセンサデータ
送出に同期してXYステージ2のX軸方向位置およびY
軸方向位置をレーザー干渉計やリニアエンコーダ等で検
出するステージ位置測定装置7が設けてあり、このステ
ージ位置測定装置7で測定された位置データはステージ
位置修正装置8に導入される。
On the other hand, in synchronization with the transmission of sensor data from the line sensor 5, the position of the XY stage 2 in the X-axis direction and the position of Y
A stage position measuring device 7 for detecting an axial position with a laser interferometer, a linear encoder, or the like is provided. Position data measured by the stage position measuring device 7 is introduced to a stage position correcting device 8.

【0017】ステージ位置修正装置8は、後述するバイ
アス値調整装置9から与えられるバイアス値Xi、Yi
(X,Y軸方向の位置オフセット)、εi(伸縮補正
値)、θi(マスクの回転補正値)に基づいてステージ
位置を修正する。
The stage position correcting device 8 includes bias values Xi and Yi given from a bias value adjusting device 9 described later.
The stage position is corrected based on (position offset in the X and Y axis directions), εi (expansion and contraction correction value), and θi (mask rotation correction value).

【0018】すなわち、このステージ位置修正装置8
は、図2に示すように、X軸方向のステージ位置Xpos
にバイアス値xiを加算したのち、X軸方向に一定間隔
毎に単位長さ当たりのバイアス値εiを累積してX軸方
向の修正されたステージ位置Xpos1を求め、さらにY軸
方向のステージ位置Ypos にバイアス値Yiを加算した
のち、X軸方向に一定間隔毎に単位長さ当たりのバイア
ス値θiを累積してY軸方向の修正されたステージ位置
Ypos1を求めている。
That is, the stage position correcting device 8
Is the stage position Xpos in the X-axis direction as shown in FIG.
, A bias value εi per unit length is accumulated at regular intervals in the X-axis direction to obtain a corrected stage position Xpos1 in the X-axis direction, and further, a stage position Ypos in the Y-axis direction. Then, the bias value θi per unit length is accumulated at regular intervals in the X-axis direction to obtain a corrected stage position Ypos1 in the Y-axis direction.

【0019】この装置8では、X軸方向のステージ位置
Xpos を入力して同期信号を発生する同期発生器10を
設け、この同期発生器10の出力により、X軸方向に、
一定間隔毎にレジスター11,12に伸縮補正値εi、
マスク回転補正値θiを累積させるようにしている。
In this device 8, a synchronization generator 10 is provided which receives a stage position Xpos in the X-axis direction and generates a synchronization signal.
At regular intervals, the registers 11 and 12 store the expansion / contraction correction values εi,
The mask rotation correction value θi is accumulated.

【0020】ステージ位置修正装置9から出力される修
正ステージ位置Xpos1、Ypos1の情報は、参照データ発
生装置13に参照データの発生のための制御信号として
与えられる。参照データ発生装置13には被検査マスク
1に回路パターンを形成したときに用いた設計パターン
データがデータベース14から与えられており、ステー
ジ位置修正装置8から読み出し信号としての位置情報が
与えられると、その位置の設計パターンデータを参照デ
ータとして出力する。
The information on the correction stage positions Xpos1 and Ypos1 output from the stage position correction device 9 is supplied to a reference data generator 13 as a control signal for generating reference data. The reference data generator 13 is provided with the design pattern data used when the circuit pattern is formed on the inspection target mask 1 from the database 14, and when position information as a read signal is provided from the stage position corrector 8, The design pattern data at that position is output as reference data.

【0021】参照データ発生装置10から出力された設
計パターンデータ、つまり参照データは比較装置6に導
入されて前述したセンサデータと比較される。この比較
装置6では後述するように、不一致の個数をX軸方向に
一定間隔毎に記憶する。そして、この比較結果が解析装
置15によって解析される。この例では不一致の数の分
布からセンサデータと参照データの位置ずれの大きさを
推定し、X軸方向の位置オフセットと倍率補正値および
Y軸方向の位置オフセットと倍率補正値を求めている。
この解析結果に応じてバイアス値調整装置9のバイアス
値が変更される。
The design pattern data output from the reference data generator 10, that is, the reference data, is introduced into the comparator 6 and compared with the sensor data described above. As will be described later, the comparison device 6 stores the number of mismatches at regular intervals in the X-axis direction. Then, the comparison result is analyzed by the analysis device 15. In this example, the magnitude of the displacement between the sensor data and the reference data is estimated from the distribution of the number of mismatches, and the position offset and magnification correction value in the X-axis direction and the position offset and magnification correction value in the Y-axis direction are obtained.
The bias value of the bias value adjusting device 9 is changed according to the analysis result.

【0022】次に、上記のように構成されたパターン検
査装置の特に位置合わせ動作を説明する。まず、被検査
マスク1上に描かれている回路パターンは、図3(a) に
示すように、Y軸方向に一定の幅をもつ短冊状の単位で
検査される。すなわち、XYステージ2をX軸方向に連
続移動させ、またY軸方向には短冊の幅だけステップ移
動させて被検査マスク全面の検査が行われる。
Next, a description will be given of a positioning operation of the pattern inspection apparatus having the above-described configuration, in particular. First, the circuit pattern drawn on the inspection target mask 1 is inspected in a strip-like unit having a certain width in the Y-axis direction, as shown in FIG. That is, the XY stage 2 is continuously moved in the X-axis direction, and the XY stage 2 is step-moved in the Y-axis direction by the width of a strip to inspect the entire surface of the inspection target mask.

【0023】図3(b) には、検査開始時点におけるライ
ンセンサ5が走査する範囲、つまりセンサパターン領域
21と、参照データの範囲、つまり参照パターン領域2
3との位置関係が示されている。
FIG. 3B shows a range scanned by the line sensor 5 at the start of the inspection, that is, the sensor pattern area 21 and a range of the reference data, that is, the reference pattern area 2.
3 is shown.

【0024】本来、この2つの領域は一致していなけれ
ばならない。しかし、位置合わせを行わなければこの図
に示されるように位置ずれしている。ここで、Δx,Δ
yを検査スタート位置におけるセンサパターン領域21
と参照パターン領域22との位置ずれ、εをX軸方向の
倍率誤差、θをY軸方向の回転誤差とする。図3(b) に
示されるような、センサパターン領域21と参照パター
ン領域22との位置ずれ(Δx,Δy)と回転誤差θ
は、被検査マスク1をXYステージ2上にロードする際
の位置決めによるものであり、倍率誤差εは測長系の気
温や圧力等の変動要因やマスク位置誤差によるものであ
る。したがって、通常、倍率誤差εは、位置オフセット
(Δx,Δy)や回転誤差θに比べて十分に小さい。こ
のとき、センサパターン領域21と参照パターン領域2
2との位置ずれは、検査スター卜位置からX軸方向にL
iだけ進んだ位置においては(Δx+ε・Li,Δy+
θ・Li)と表される。
Originally, these two areas must match. However, if the positioning is not performed, the position is shifted as shown in FIG. Where Δx, Δ
y is the sensor pattern area 21 at the inspection start position
, Ε is a magnification error in the X-axis direction, and θ is a rotation error in the Y-axis direction. As shown in FIG. 3B, the displacement (Δx, Δy) between the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 22 and the rotation error θ
Is caused by positioning when the inspection target mask 1 is loaded on the XY stage 2, and the magnification error ε is caused by a fluctuation factor such as temperature and pressure of the length measuring system and a mask position error. Therefore, the magnification error ε is usually sufficiently smaller than the position offset (Δx, Δy) and the rotation error θ. At this time, the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 2
2 from the inspection start position in the X-axis direction.
At the position advanced by i, (Δx + ε · Li, Δy +
θ · Li).

【0025】このように、センサパターン領域21と参
照パターン領域22とが大きく位置ずれしている場合に
は、参照データとセンサデータとを比較しても精度の高
い検査結果は得られない。したがって、正しい検査結果
を得るために、この例に係るパターン検査装置では、図
3(c) に示すように、バイアス値を使って参照パターン
領域22に補正を加え、この参照パターン領域22をセ
ンサパターン領域21に一致させるようにしている。こ
れによってセンサパターン領域21と参照パターン領域
22との位置ずれは、(Δx−xi+(ε−εi)・L
i,Δy−yi+(θ−θi)・Li)と修正されるこ
とになる。ここで、(xi,yi)、εi、θiはそれ
ぞれ与えられたバイアス値に相当する。
As described above, when the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 22 are greatly displaced, even if the reference data and the sensor data are compared, a highly accurate inspection result cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a correct inspection result, the pattern inspection apparatus according to this example corrects the reference pattern region 22 using the bias value as shown in FIG. The pattern area 21 is made to match. Accordingly, the displacement between the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 22 is (Δx−xi + (ε−εi) · L
i, Δy−yi + (θ−θi) · Li). Here, (xi, yi), εi, and θi correspond to given bias values, respectively.

【0026】次に、実際に位置ずれを補正する手順を図
4を参照しながら説明する。図4(a) には基準となるセ
ンサパターン領域21と、バイアス値を0としたときの
参照パターン領域22とが示されている。
Next, a procedure for actually correcting the positional deviation will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a sensor pattern area 21 serving as a reference, and a reference pattern area 22 when a bias value is set to 0.

【0027】第1のステップで、検査スタート位置にお
いて取り込んだセンサデータと参照データを用いてパタ
ーンマッチングすることにより、センサパターン領域2
1(センサデータ)と参照パターン領域22(参照デー
タ)の位置ずれである(Δx,Δy)を初期値として求
める。ここで求める位置ずれ量は粗い精度で十分であ
る。以降のステップにより高精度にずれ量を求めること
ができる。
In the first step, a pattern matching is performed using the sensor data and reference data taken in at the inspection start position, so that the sensor pattern area 2
1 (sensor data) and (Δx, Δy), which is the displacement between the reference pattern area 22 (reference data), are obtained as initial values. The positional deviation amount obtained here is sufficient with coarse accuracy. The displacement can be obtained with high accuracy by the subsequent steps.

【0028】第2のステップで、図4(b-1) および図4
(b-2) に示すように、バイアス値xi=Δx、εi=0
としたうえで、yi,θiを適当に選んで、センサパタ
ーン領域21と参照パターン領域22との不一致個数が
最小となるようなLiを少なくとも2つのパラメータの
組み合わせについて求める。この結果、図5(b-1) およ
び図5(b-2) に示すようにL1 ,L2 が求められる。こ
のL1 ,L2 を使い、式(1) より式(2) と式(3) が得ら
れ、Y軸方向の回転誤差θとΔyが求められる。
In the second step, FIG. 4 (b-1) and FIG.
As shown in (b-2), the bias values xi = Δx and εi = 0
Then, by appropriately selecting yi and θi, Li that minimizes the number of mismatches between the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 22 is obtained for at least two parameter combinations. As a result, L 1 and L 2 are obtained as shown in FIGS. 5 (b-1) and 5 (b-2). Using these L 1 and L 2 , equations (2) and (3) are obtained from equation (1), and rotation errors θ and Δy in the Y-axis direction are obtained.

【0029】 −Δy=−y1 +(θ−θ1 )L1 =−y2 +(θ−θ2 )L2 …(1) θ=(y1 −y2 +θ1 ・L1 −θ2 ・L2 )/(L1 −L2 )…(2) Δy={y2 ・L1 −y1 ・L2 −L1 ・L2 (θ 1−θ2 )} /(L1 −L2 ) …(3) 第3のステップで、図4(c-1) および図4(c-2) に示す
ように、バイアス値yi、θiとして、第2のステップ
で得られたΔy、θを設定し、第2のステップと同様に
xi,εiを適当に選んで、センサパターン領域21と
参照パターン領域22との不一致個数が最小となるよう
なLiを少なくとも2つのパラメータの組み合わせにつ
いて求める。この結果、図5(c-1) および図5(c-2) に
示すように、L3 ,L4 が求められる。このL3 ,L4
を使い、式(4) より式(5) と式(6) が成り立ち、Y軸方
向の倍率誤差εとΔxが求められる。
−Δy = −y 1 + (θ−θ 1 ) L 1 = −y 2 + (θ−θ 2 ) L 2 (1) θ = (y 1 −y 2 + θ 1 · L 1 −θ 2 · L 2 ) / (L 1 −L 2 ) (2) Δy = {y 2 · L 1 −y 1 · L 2 −L 1 · L 21 −θ 2 )} / (L 1 − L 2 ) (3) In the third step, as shown in FIG. 4 (c-1) and FIG. 4 (c-2), as the bias values yi, θi, Δy obtained in the second step, θ is set, xi and εi are appropriately selected in the same manner as in the second step, and Li that minimizes the number of mismatches between the sensor pattern area 21 and the reference pattern area 22 is obtained for at least two combinations of parameters. . As a result, L 3 and L 4 are obtained as shown in FIGS. 5 (c-1) and 5 (c-2). This L 3 , L 4
Using Equation (4), Equations (5) and (6) hold from Equation (4), and the magnification errors ε and Δx in the Y-axis direction are obtained.

【0030】 −Δx=−x1 +(ε−ε1 )・L3 =−x2 +(ε−ε2 )L4 …(4) ε=(x1 −x2 +ε1 ・L3 −ε2 ・L4 )/(L3 −L4 )…(5) Δx={x2 ・L3 −x1 ・L4 −L3 ・L4 (ε1 −ε2 )} /(L3 −L4 ) …(6) このようにして求められたΔx、Δy、θ、εはバイア
ス値調整装置9を介してステージ位置修正装置8に与え
られる。したがって、参照パターン領域22をセンサパ
ターン領域21に一致させた状態で被検査マスク1の回
路パターンを検査できることになり、精度の高い検査が
可能となる。
−Δx = −x 1 + (ε−ε 1 ) · L 3 = −x 2 + (ε−ε 2 ) L 4 (4) ε = (x 1 −x 2 + ε 1 · L 3 − ε 2 · L 4 ) / (L 3 -L 4 ) (5) Δx = {x 2 · L 3 -x 1 · L 4 -L 3 · L 412 )} / (L 3 −L 4 ) (6) The Δx, Δy, θ, and ε thus obtained are given to the stage position correcting device 8 via the bias value adjusting device 9. Therefore, the circuit pattern of the inspection target mask 1 can be inspected in a state where the reference pattern region 22 is matched with the sensor pattern region 21, and highly accurate inspection can be performed.

【0031】なお、上述した第2、第3のステップを繰
り返してバイアス値の精度を高めるようにしてもよい。
この場合、先の説明では第2のステップでバイアス値x
i=Δx、εi=0としているのに対して、第3のステ
ップで求められたxi,εiが設定されることになる。
The accuracy of the bias value may be improved by repeating the second and third steps described above.
In this case, in the above description, in the second step, the bias value x
While i = Δx and εi = 0, xi and εi obtained in the third step are set.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、特定の
アライメントマークを必要とせず、また電気制御系の複
雑化や大規模化を招くことなく、検査精度の向上を図る
ことができる。
As described above, according to the present invention, the inspection accuracy can be improved without requiring a specific alignment mark and without complicating or enlarging the electric control system. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るパターン検査装置の
ブロック構成図
FIG. 1 is a block diagram of a pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同装置におけるステージ位置修正装置の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a stage position correcting device in the device.

【図3】センサパターン領域と参照パターン領域との位
置合わせが必要な理由を説明すための図
FIG. 3 is a diagram for explaining the reason why alignment between a sensor pattern area and a reference pattern area is required;

【図4】本発明装置における位置合わせ動作を説明する
ための図
FIG. 4 is a diagram for explaining a positioning operation in the apparatus of the present invention.

【図5】本発明装置における位置合わせ動作を説明する
ための図
FIG. 5 is a diagram for explaining a positioning operation in the apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…被検査マスク 2…XYステージ 3…ステージ制御装置 4…照明用の光源 5…ラインセンサ 6…比較装置 7…ステージ位置測定装置 8…ステージ位置修正装置 9…バイアス値調整装置 13…参照データ発生装置 14…データベース 15…解析装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 mask to be inspected 2 XY stage 3 stage control device 4 light source for illumination 5 line sensor 6 comparison device 7 stage position measurement device 8 stage correction device 9 bias value adjustment device 13 reference data Generator 14 ... Database 15 ... Analyzer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料上に形成されているパターンを検査す
るパターン検査装置において、 前記試料をステージで保持し、このステージをX軸方向
には連続移動させるとともに上記X軸とは直交するY軸
方向にはステップ移動させる第1の手段と、 前記試料上のパターンをラインセンサで読み取ってセン
サデータを出力する第2の手段と、 前記センサデータの出力に同期して前記ステージのX軸
方向位置とY軸方向位置を求める第3の手段と、 前記第3の手段で求められた前記ステージのX軸方向位
置に第1のバイアス値を加算したものに対し、X軸方向
に一定間隔毎に第2のバイアス値を累積して修正したX
軸方向修正ステージ位置を求める第4の手段と、 前記第3の手段で求められた前記ステージのY軸方向位
置に第3のバイアス値を加算したものに対し、X軸方向
に一定間隔毎に第4のバイアス値を累積して修正したY
軸方向修正ステージ位置を求める第5の手段と、 前記パターンの設計データを入力する第6の手段と、 この第6の手段によって入力された設計データと前記第
4および第5の手段によって求められた修正ステージ位
置とに基づいて参照データを発生する第7の手段と、 この第7の手段で得られた参照データと前記第2の手段
で得られたセンサデータとを比較して不一致を検出する
第8の手段と、 この第8の手段で得られた不一致データに基づいて前記
第1乃至第4のバイアス値を調節して得られた結果を比
較解析してX軸方向およびY軸方向の位置オフセットと
倍率補正値を求める第9の手段とを具備してなることを
特徴とするパターン検査装置。
1. A pattern inspection apparatus for inspecting a pattern formed on a sample, wherein the sample is held by a stage, the stage is continuously moved in an X-axis direction, and a Y-axis orthogonal to the X-axis is provided. First means for step-moving in the direction, second means for reading a pattern on the sample with a line sensor and outputting sensor data, and X-axis position of the stage in synchronization with the output of the sensor data And a third means for obtaining a position in the Y-axis direction, and a value obtained by adding a first bias value to the position in the X-axis direction of the stage obtained by the third means. X corrected by accumulating the second bias value
A fourth means for obtaining an axial correction stage position; and a result obtained by adding a third bias value to the Y-axis direction position of the stage obtained by the third means, at regular intervals in the X-axis direction. Y corrected by accumulating the fourth bias value
Fifth means for obtaining an axial direction correction stage position, sixth means for inputting the design data of the pattern, design data inputted by the sixth means, and the design data obtained by the fourth and fifth means. Means for generating reference data based on the corrected stage position, and comparing the reference data obtained by the seventh means with the sensor data obtained by the second means to detect a mismatch. And an X-axis direction and a Y-axis direction by comparing and analyzing the results obtained by adjusting the first to fourth bias values based on the inconsistency data obtained by the eighth means. And a ninth means for calculating a magnification correction value.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003287419A (en) * 2002-03-27 2003-10-10 Toshiba Corp Pattern-inspection method and apparatus, and mask- manufacturing method
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WO2012042715A1 (en) * 2010-09-27 2012-04-05 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Inspection device

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