JP2007103645A - Pattern inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CADデータを基に作成したレシピに従って、半導体ウェーハ上に形成された半導体チップ内のパターンの検査を行うパターン検査装置に関わり、レシピ実行時のグローバルアライメントを自動化する方法に関する。 The present invention relates to a pattern inspection apparatus that inspects a pattern in a semiconductor chip formed on a semiconductor wafer according to a recipe created based on CAD data, and relates to a method for automating global alignment at the time of executing a recipe.
従来は、CADデータとパターン検査装置間の座標のずれを補正するために、レシピ作成前又はレシピ作成時に、測定対象の半導体ウェーハをパターン検査装置で観察し、ずれ量をあらかじめ計測しておかなければならなかった。
図1に、CADデータ上の座標と、パターン検査装置上の座標の関係を示す。CADデータでは理想的な座標101を形成しているのに対し、パターン検査装置では、測定対象の試料であるウェーハが正確に試料台上へ載せられるわけではなく、パターン検査装置の座標系102でみたウェーハ上のパターンは、通常XY方向へのオフセット103や、回転104を伴っている。パターン検査装置では、グローバルアライメントを行うことで、このオフセットや回転を補正することができる。グローバルアライメントとは、試料上の任意のパターン(グローバルアライメント点)の理想的な座標とパターン検査装置上でそのパターンが存在する実際の座標を用いて、理想的な座標から実際の座標及び実際の座標から理想的な座標を求めるための、オフセットや回転などの係数を求める手法である。
FIG. 1 shows the relationship between the coordinates on the CAD data and the coordinates on the pattern inspection apparatus. In CAD data,
パターン検査装置では、検査ジョブを自動で行うためにレシピと呼ばれるデータを作成する。図2に示すようにレシピには、ジョブの実行条件やシーケンスがパラメータとして含まれており、グローバルアライメントに使用するパターンやその理想的な座標もその一部である。CADデータからレシピを作成する場合には、CADデータから算出した理想的な座標をグローバルアライメント点や検査対象パターンの座標としてレシピに登録する。このレシピを実行すると、オフセットや回転に対する先見情報が無いため、グローバルアライメント点の座標へ移動したとしても、期待したパターンが移動先の視野内に見つからない。その結果、レシピを自動化するために、グローバルアライメント点のパターンの検出をパターンマッチングにより自動化したとしても、パターンのマッチングに失敗するため、レシピの自動化が困難になっている。 In the pattern inspection apparatus, data called a recipe is created in order to automatically perform an inspection job. As shown in FIG. 2, the recipe includes job execution conditions and sequences as parameters, and a pattern used for global alignment and its ideal coordinates are a part thereof. When a recipe is created from CAD data, ideal coordinates calculated from the CAD data are registered in the recipe as global alignment points and coordinates of the inspection target pattern. When this recipe is executed, there is no look-ahead information for offset and rotation, so even if it moves to the coordinates of the global alignment point, the expected pattern cannot be found in the field of view of the move destination. As a result, even if the detection of the pattern of the global alignment point is automated by pattern matching in order to automate the recipe, the pattern matching fails, making it difficult to automate the recipe.
本発明の目的は、レシピを実行する際にCADデータとパターン検査装置間のずれ量を求め、それを記憶することで、以後のレシピを自動化することにある。 An object of the present invention is to automate subsequent recipes by obtaining a deviation amount between CAD data and a pattern inspection apparatus when a recipe is executed and storing it.
上記目的を達成するために、本発明ではCADデータからレシピを作成する際に、グローバルアライメント点のマッチング用パターンとして、優先度をつけた複数のパターンをレシピに登録する。作成したレシピを最初にパターン検査装置で実行する際、グローバルアライメント点へ移動した後、優先度順にマッチング用パターンを使用してパターンマッチングを行う。このとき、パターンマッチングが成功すれば、そのときのパターンが見つかった位置の座標と、CADデータから指定された座標を使用してグローバルアライメントを行い、ずれ量と回転量を求める。 In order to achieve the above object, in the present invention, when creating a recipe from CAD data, a plurality of prioritized patterns are registered in the recipe as matching patterns for global alignment points. When the created recipe is first executed by the pattern inspection apparatus, after moving to the global alignment point, pattern matching is performed using the matching patterns in order of priority. At this time, if the pattern matching is successful, global alignment is performed using the coordinates of the position where the pattern is found and the coordinates specified from the CAD data, and the shift amount and the rotation amount are obtained.
用意したマッチング用パターン全てでパターンマッチングが失敗した場合は、レシピを一時停止し、オペレータがレシピに保存されている座標にあるべきパターンを、パターン検査装置で撮像した画像上で指定することで、指定した位置の座標と、CADデータから指定された座標を使用して、グローバルアライメントを行うことで、ずれ量及び回転量の算出を可能とする。 If pattern matching fails for all of the prepared matching patterns, the recipe is temporarily stopped, and the operator should specify the pattern that should be in the coordinates stored in the recipe on the image captured by the pattern inspection device, By performing global alignment using the coordinates of the specified position and the coordinates specified from the CAD data, the shift amount and the rotation amount can be calculated.
また、求めたずれ量や回転量は記憶しておき、次回レシピを実行する際や、新たにCADデータからレシピを作成するときに、そのずれ量や回転量を使用することで、レシピを自動化する。 Also, memorize the amount of deviation and rotation obtained, and automate the recipe by using the amount of deviation and rotation when the recipe is executed next time or when a new recipe is created from CAD data. To do.
本発明によれば、レシピ実行によるグローバルアライメントを自動化することができる。 According to the present invention, global alignment by recipe execution can be automated.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明では、CADデータから作成したレシピを実行する過程において、CADデータとパターン検査装置の座標のずれ量及び回転量を求め、それを記憶することにより、以後のレシピの自動化及び新たに作成するレシピの自動化を実現した。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present invention, in the process of executing the recipe created from the CAD data, the shift amount and the rotation amount of the coordinates of the CAD data and the pattern inspection apparatus are obtained and stored, so that the subsequent recipe is automated and newly created. Realized recipe automation.
図3に、グローバルアライメント点のパターンマッチング用に選択した複数のパターンの例を示す。 FIG. 3 shows an example of a plurality of patterns selected for pattern matching of global alignment points.
CADデータからレシピを作成する際に、グローバルアライメント点用のパターンとして、複数のパターンを選択し、それぞれを、マッチング用パターン候補1(301)、マッチング用パターン候補2(302)、マッチング用パターン候補3(303)と優先度をつけてレシピにパターンマッチング用の情報と、CADデータから求められるそのパターンの座標を登録する。ここで、例では3つのパターンを選択しているが、選択するマッチング用パターン候補は、3つ以上でも3つ未満でも良い。 When creating a recipe from CAD data, a plurality of patterns are selected as patterns for global alignment points, and each of them is selected as a matching pattern candidate 1 (301), a matching pattern candidate 2 (302), and a matching pattern candidate. 3 (303) is assigned a priority, and pattern matching information and the coordinates of the pattern obtained from the CAD data are registered in the recipe. Here, three patterns are selected in the example, but the number of matching pattern candidates to be selected may be three or more and less than three.
このとき、各マッチング用パターン候補のCADデータから画像データを作成し、これもレシピに登録する。図4は、作成した画像データの例である。それぞれの画像401,402,403には、パターンマッチング用の情報と共に登録されたパターンの座標が示す位置を示すマーク404を付加しておく。
At this time, image data is created from CAD data of each matching pattern candidate, and this is also registered in the recipe. FIG. 4 is an example of the created image data. A
図5は、パターン検査装置でレシピを使用して、検査を行う際の処理フローの一例である。最初にステップ501で測定対象となるウェーハを観察可能な位置へ搬入し、その後ステップ502でグローバルアライメントを実施して座標の補正を行った後、ステップ503でレシピに登録された座標へ移動し、パターンの検査を行う。全てのパターンの検査が完了すると、ステップ504に進んでその検査結果を保存し、ステップ505にてウェーハをもとの位置へ搬出してレシピを終了する。
FIG. 5 is an example of a processing flow when performing inspection using a recipe in the pattern inspection apparatus. First, in
図6は、グローバルアライメント時の処理フローである。最初にステップ601でレシピに登録されているグローバルアライメント点の座標へ移動する。その後、ステップ602で移動先の視野を撮像した後、ステップ603で撮像した画像とCADデータから作成したパターンマッチング情報を使用してパターンマッチングを行う。ここで、パターンマッチングが成功すると、ステップ604で検出した位置の座標を取得する。これを、ステップ605の判定を介してグローバルアライメント点の数だけ繰り返した後、ステップ606でCADデータから得たグローバルアライメント点のパターンの座標と、実際にそのパターンを検出した座標の組合せを使用して、ずれ量(オフセット)と、回転量を求める。
FIG. 6 is a processing flow at the time of global alignment. First, in
CADデータから作成したレシピでのグローバルアライメントの際には、CADデータの座標と、パターン検査装置のステージに保持されたウェーハのパターン座標との間に図1に示すようなずれ704が生じている。そのため、図7に示すように、レシピでグローバルアライメント点として指定された座標701へ移動して、撮像しても、パターン検査装置の撮像範囲702には目的のパターン703が存在しない場合がある。
When performing global alignment with a recipe created from CAD data, a
そこで、本発明では、図8の複数の候補を用いたグローバルアライメントの処理フローを用いて、グローバルアライメントを行う。 Therefore, in the present invention, global alignment is performed using the global alignment processing flow using a plurality of candidates in FIG.
まず最初に、ステップ801でパターン検査装置のステージ移動によりグローバルアライメント点の最初のマッチング用パターン候補の座標へ移動し、そこで撮像を行い(802)、ステップ803でCADデータから作成したマッチング情報を使用してパターンマッチングを行う。ここで、パターンマッチングが成功すれば、パターン検査装置からマッチング位置の座標を取得する。
First, in
パターンマッチングが失敗した場合は、ステップ801で次のマッチング用パターン候補の座標へ移動し、そこで撮像(802)、パターンマッチング(803)を実施する。以上のステップ801からステップ803の処理は、パターンマッチングが成功するか、最大マッチング用パターン候補の数だけ繰り返される。
If the pattern matching fails, in
あるグローバルアライメント点において、全てのマッチング用パターン候補で、パターンマッチングが失敗した場合は、ステップ804でレシピを一時停止して、オペレータのパターン指定待ちとする。このとき、図10に示すようにCADデータから作成したマッチング用パターンの画像1001と、撮像した画像1002を並べて表示する。ここで、表示するマッチング用パターンの画像は、何番目の候補のパターンの画像でも良い。
If pattern matching fails for all the matching pattern candidates at a certain global alignment point, the recipe is temporarily stopped in
オペレータは、表示されたマッチング用パターンの画像を参照しながら、撮像画像上で、パターンを目視検索する。撮像画像上に目的のパターンが存在しない場合は、パターン検査装置の入力デバイスを使用して、撮像位置を移動する。目的のパターンが撮像画像内に見つかると、オペレータは、パターン検査装置のポインティングデバイスに連動するカーソル1003を使用して、マッチング用パターンの画像上のマーク1004に相当する位置を、撮像画像上で指定する。指定後、ステップ807でパターン検査装置は撮像画像上で指定された位置の座標を取得する。
The operator visually searches for a pattern on the captured image while referring to the displayed image of the matching pattern. If the target pattern does not exist on the captured image, the imaging position is moved using the input device of the pattern inspection apparatus. When the target pattern is found in the captured image, the operator uses the
いずれかのマッチング用パターン候補で、パターンマッチングが成功した場合は、そのマッチング位置の座標を取得する。以上の、ステップ801からステップ807の処理は、グローバルアライメント点の数だけ繰り返される。
If pattern matching is successful with any of the matching pattern candidates, the coordinates of the matching position are acquired. The processing from
1点目のグローバルアライメント点で、マッチング用パターン候補でのパターンマッチングが成功している場合は、2点目以降のグローバルアライメント点で、ステップ801からステップ803の処理を繰り返さず、1点目のグローバルアライメント点でマッチングが成功したマッチング用パターン候補でのマッチングのみを行うことで、グローバルアライメントの処理を短縮することができる。
If pattern matching with the pattern candidate for matching is successful at the first global alignment point, the process from
全てのグローバルアライメント点でのマッチングもしくは、オペレータのパターン指定が完了したら、ステップ809に進み、マッチングに成功したパターンもしくは、オペレータが指定したパターンのCADデータから得た座標と、実際にパターンが存在した位置のパターン検査装置の座標を使用して、ずれ量と、回転量を求める。
When the matching at all global alignment points or the operator's pattern specification is completed, the process proceeds to
このとき、全てのグローバルアライメント点の座標を使用せず、1点目のグローバルアライメント点の座標のみを使用してずれ量のみを求めても良い。回転量がごく微小である場合は、ずれ量のみを補正するだけで十分である。 At this time, it is possible to obtain only the shift amount by using only the coordinates of the first global alignment point without using the coordinates of all the global alignment points. If the amount of rotation is very small, it is sufficient to correct only the amount of deviation.
求めたずれ量、回転量及び、パターンマッチングに成功したマッチング用パターン候補は、レシピ内あるいはパターン検査装置に記憶しておく。 The obtained deviation amount, rotation amount, and pattern candidate for matching that has succeeded in pattern matching are stored in the recipe or in the pattern inspection apparatus.
図8の処理フローでは、各グローバルアライメント点毎に、マッチング用パターンの候補を優先度順にマッチングを行う処理となっているが、図9の処理フローのように、最初に、マッチング用パターン候補1を使用して、全グローバルアライメント点でのマッチングを実行し、成功すれば、ずれ量と回転量の補正行い、失敗すれば次のマッチング用パターン候補を使用して、全グローバルアライメント点でのマッチングを実行するというシーケンスでも、同様の効果を得ることが可能である。図9の処理フローにおいて、ステップ901からステップ903の処理は図8のステップ801からステップ803の処理に対応し、ステップ904からステップ909の処理は図8のステップ904からステップ909の処理に対応する。
In the processing flow of FIG. 8, the matching pattern candidates are matched in order of priority for each global alignment point. First, as shown in the processing flow of FIG. Is used to perform matching at all global alignment points.If successful, the displacement and rotation are corrected.If unsuccessful, the next matching pattern candidate is used to match at all global alignment points. The same effect can be obtained even in the sequence of executing the above. 9, the processing from
次にこのレシピを実行する際には、このずれ量を使用してグローバルアライメント点へ移動する。これにより、グローバルアライメント点が移動先の撮像範囲に入るため、パターンマッチングが成功しやすくなり、レシピの自動化が可能となる。パターンマッチングにおいては、図8、図9のフローでパターンマッチングに成功したマッチング用パターンのみを使用してパターンマッチングを実行すればよい。例えば図11のようにパターンマッチング用のパターンが存在した場合、図8、図9のフローにより、パターン1101でパターンマッチングに成功し、パターン1102でパターンマッチングに失敗した場合、次にこのレシピを実行する際には、パターン1101でのみパターンマッチングを実行すればよい。これにより、グローバルアライメント処理の処理時間を短縮することが可能となる。この処理は、レシピに登録してあるグローバルアライメントの実行条件を変更することで可能になる。すなわち、1つのグローバルアライメント点に対して、優先度を持たせて登録してある複数のアライメント用パターンの情報を、パターンマッチングに成功した1つのパターンの情報(パターン画像と座標)に置き換えればよい。この置き換えは自動的に行うようにしてもよいし、オペレータの確認を求める工程を介在させて半自動的に行ってもよい。
Next, when this recipe is executed, the shift amount is used to move to the global alignment point. As a result, since the global alignment point falls within the imaging range of the movement destination, pattern matching is likely to succeed, and the recipe can be automated. In pattern matching, pattern matching may be executed using only the matching pattern that has been successfully matched in the flow of FIGS. For example, if there is a pattern matching pattern as shown in FIG. 11, the pattern matching succeeds in
また、図12に示すように、レシピ実行時に求めたずれ量と回転量をパターン検査装置などCADデータからレシピを作成する機能を有する装置に記憶しておき、次にその装置でCADデータからレシピを作成する際に、CADデータからグローバルアライメント点や検査対象パターンの座標を算出するときの係数として使用することで、図6のフローによる簡潔なグローバルアライメントを自動化することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 12, the deviation amount and rotation amount obtained at the time of executing the recipe are stored in a device having a function of creating a recipe from CAD data, such as a pattern inspection device, and then the device uses the CAD data to create a recipe. 6 is used as a coefficient when calculating the coordinates of the global alignment point and the inspection target pattern from the CAD data, it is possible to automate a simple global alignment according to the flow of FIG.
101 CADデータの座標系
102 パターン検査装置の座標系
103 101で示す座標系と102で示す座標系のずれ量
104 101で示す座標系と102で示す座標系の間の回転量
301 マッチング用パターン候補1
302 マッチング用パターン候補2
303 マッチング用パターン候補3
401 マッチング用パターン候補1用の表示画像
402 マッチング用パターン候補2用の表示画像
403 マッチング用パターン候補3用の表示画像
404 座標が示す位置を示すマーク
701 レシピ内のグローバルアライメント点の座標で指定された位置
702 撮像範囲
703 実際にパターンが存在する位置
704 レシピで指定された座標と、実際にパターンが存在する座標間のずれ量
1001 CADデータから作成したマッチング用パターン画像の例
1002 パターン検査装置上で撮像した画像の例
1003 ポインティングデバイスに連動したカーソル
1004 マッチング用パターン画像上のマーク
1101 パターンマッチングに成功したパターン
1102 パターンマッチングに失敗したパターン
101 Coordinate system of
302 Matching pattern candidate 2
303 Matching pattern candidate 3
401 display image for matching
Claims (8)
前記パターン検査装置が、
被検半導体ウェーハのグローバルアライメント点のマッチング用パターンとして半導体チップ内のパターンのCADデータから作成した複数のマッチング用パターンとその座標が優先度をつけて登録されているレシピを読み込む工程と、
視野を前記レシピに登録された複数のグローバルアライメント点へ移動し、前記登録された複数のマッチング用パターンを優先度順に使用して被検半導体ウェーハ上のパターンとパターンマッチングを行う工程と、
前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標とCADデータ上の座標とを用いてグローバルアライメントを行い、CADデータの座標と当該パターン装置の座標間のずれ量と回転量を求める工程と、
を実行することを特徴とするパターン検査方法。 In a pattern inspection method for inspecting a pattern formed on a semiconductor wafer with a pattern inspection apparatus,
The pattern inspection apparatus comprises:
A step of reading a plurality of matching patterns created from CAD data of a pattern in a semiconductor chip as a pattern for matching a global alignment point of a semiconductor wafer to be tested and a recipe in which coordinates thereof are registered with priority,
Moving the field of view to a plurality of global alignment points registered in the recipe, and using the plurality of registered matching patterns in order of priority to perform pattern matching with a pattern on the semiconductor wafer to be tested;
Performing global alignment using the coordinates of the pattern detected by the pattern matching and the coordinates on the CAD data, obtaining a shift amount and a rotation amount between the coordinates of the CAD data and the coordinates of the pattern device,
The pattern inspection method characterized by performing.
前記CADデータから作成したマッチング用パターンと当該パターン検査装置が撮像した画像を並べて表示する工程と、
前記撮像した画像上でマッチング用パターンに対応するパターンを指示する入力を受け付ける工程と、
前記指示されたパターンの座標を取得する工程とを実行し、
前記取得した座標を前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標として用いることを特徴とするパターン検査方法。 In the pattern inspection method according to claim 1, when pattern matching fails in all matching patterns registered for one global alignment point,
A step of displaying a pattern for matching created from the CAD data and an image captured by the pattern inspection apparatus;
Receiving an instruction to instruct a pattern corresponding to a matching pattern on the captured image;
Performing the step of obtaining the coordinates of the indicated pattern;
A pattern inspection method using the acquired coordinates as coordinates of a pattern detected by the pattern matching.
前記求めたずれ量と回転量を前記レシピに登録する工程を実行し、
次回前記レシピを読み込んで、視野を前記レシピに登録されたグローバルアライメント点へ移動する際に、前記登録した前記ずれ量と回転量を反映した点に移動することを特徴とするパターン検査方法。 The pattern inspection method according to claim 1,
Executing the step of registering the obtained deviation amount and rotation amount in the recipe;
The pattern inspection method, wherein the next time the recipe is read and the field of view is moved to the global alignment point registered in the recipe, the pattern is moved to a point reflecting the registered shift amount and rotation amount.
パターン検査装置によって前記レシピを実行し、パターン検査装置の視野を前記レシピに登録されたグローバルアライメント点へ移動し、前記登録されたマッチング用パターンを優先度順に使用してパターンマッチングを行う工程と、
前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標とCADデータ上の座標を用いてグローバルアライメントを行う工程と、
を有することを特徴とするパターン検査方法。 Selecting a plurality of patterns as matching patterns for global alignment points from the CAD data of the patterns in the semiconductor chip formed on the semiconductor wafer, registering them in the recipe with priorities, and
Executing the recipe by a pattern inspection apparatus, moving the field of view of the pattern inspection apparatus to a global alignment point registered in the recipe, and performing pattern matching using the registered matching patterns in order of priority;
Performing global alignment using the coordinates of the pattern and CAD data detected by the pattern matching;
A pattern inspection method comprising:
前記CADデータから作成したマッチング用パターンと当該パターン検査装置が撮像した画像を並べて表示する工程と、
前記撮像した画像上でマッチング用パターンに対応するパターンを指示する入力を受け付ける工程と、
前記指示されたパターンの座標を取得する工程とを有し、
前記取得した座標を前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標として用いることを特徴とするパターン検査方法。 In the pattern inspection method according to claim 6, when pattern matching fails in all matching patterns registered for one global alignment point,
A step of displaying a pattern for matching created from the CAD data and an image captured by the pattern inspection apparatus;
Receiving an instruction to instruct a pattern corresponding to a matching pattern on the captured image;
Obtaining the coordinates of the instructed pattern,
A pattern inspection method using the acquired coordinates as coordinates of a pattern detected by the pattern matching.
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