JP2009216411A - 試料検査装置及び試料検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、測定画像の隣接する画素の差分値を求める測定画像画素差算出部と、測定画像と基準画像とを比較する比較部と、を備え、測定画像の隣接する画素の差分値が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置、又は、試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像の隣接する画素の差分値を求める差画像画素差算出部と、測定画像と基準画像とを比較する比較部と、を備え、差画像の隣接する画素の差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。
【選択図】図1
Description
(2)また、本発明は、一時的に発生する測定画像の偽像を排除できるパターン検査にある。
(2)又、本発明の実施の形態では、試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像の隣接する画素の差分値を求める差画像画素差算出部と、測定画像と基準画像とを比較する比較部と、を備え、差画像の隣接する画素の差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置にある。
(3)又、本発明の実施の形態では、試料のパターンを測定して測定画像を生成し、測定画像と基準画像とを比較する、試料検査方法において、測定画像の隣接する画素の差分値を求め、差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査方法にある。
(4)又、本発明の実施の形態では、試料のパターンを測定して測定画像を生成し、測定画像と基準画像とを比較する、試料検査方法において、測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像の隣接する画素の差分値を求め、該差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査方法にある。
図1は、本発明の実施の形態の試料検査装置と試料検査方法を説明するブロック図である。試料検査装置10は、フォトマスク、ウェハ、あるいは液晶基板などの試料のパターン12を検査するものである。試料検査装置10は、特に、宇宙線などの放射線、又はセンサ内部の電気的なノイズなどによって一時的に発生する測定画像の偽像の影響を排除して、試料のパターン12を検査するものである。試料検査装置10は、試料のパターン12の透過光や反射光を測定画像生成部14で測定して、透過画像や反射画像の一方、又は両方の測定画像を生成する。試料検査装置10は、試料のパターンの設計データ20を参照画像生成部22で処理して測定画像に類似する参照画像を生成する。
図2は、試料検査装置10の内部構成を示す概念図である。試料検査装置10は、マスクやウェハ等の基板を試料100として、試料100のパターンの欠陥を検査するものである。試料検査装置10は、光学画像取得部110や制御系回路150などを備えている。光学画像取得部110は、オートローダ112、透過光の照明光を発生する照明装置114、反射光の照明光を発生する照明装置1140、XYθテーブル116、XYθモータ118、レーザ測長システム120、拡大光学系122、ピエゾ素子124、透過光や反射光を受信するCCD、TDIやフォトダイオードアレイなどの受光部126、センサ回路128などを備えている。制御系回路150では、制御計算機となるCPU152が、データ伝送路となるバス154を介して、大容量記憶装置156、メモリ装置158、表示装置160、印字装置162、オートローダ制御回路170、テーブル制御回路172、オートフォーカス制御回路174、展開回路176、参照回路178、比較回路180、位置回路182などに接続されている。
試料100は、オートローダ制御回路170により駆動されるオートローダ112から自動的に搬送され、XYθテーブル116の上に配置される。試料100は、照明装置114によって上方から光が照射される。また、試料100は、照明装置1140によって下方から光が照射される。試料100の下方には、拡大光学系122、受光部126及びセンサ回路128が配置されている。露光用マスクなどの試料100を透過した光又は反射した光は、拡大光学系122を介して、受光部126に光学像として結像する。オートフォーカス制御回路174は、試料100のたわみやXYθテーブル116のZ軸(X軸とY軸と直交する)方向への変動を吸収するため、ピエゾ素子124を制御して、試料100への焦点合わせを行なう。
試料100のパターン形成時に用いた設計データ20は、大容量記憶装置156に記憶される。設計データ20は、CPU152によって大容量記憶装置156から展開回路176に入力される。設計データの展開工程として、展開回路176は、試料100の設計データを2値ないしは多値の原イメージデータに変換して、この原イメージデータが参照回路178に送られる。参照回路178は、原イメージデータに適切なフィルタ処理を施し、参照画像を生成する。センサ回路128から得られた測定画像は、拡大光学系122の解像特性や受光部126のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態にあると言える。この状態では測定画像と設計側の原イメージデータとの間に差異があるので、設計側の原イメージデータに対して参照回路178によりフィルタ処理を施すことで、測定画像に合わせることができる。
画素差算出部30は、測定画像のX方向又はY方向あるいは両方向の隣接する画素間の差分値を求め、又は差画像のX方向、Y方向又は両方向の隣接画素間の差分値を求め、X方向、Y方向又は両方向の画素間の傾きを算出し、あらかじめ設定されている所定値と比較を行う。所定値を超える傾きが計測された場合には、次のストライプの取得を進めることなく、同一のストライプを再度、取得する。これにより一時的な偽像に影響されない測定画像が取得でき、高感度な検査が可能となる。
図4は、測定画像16のX方向に隣接する2画素A、B、及び、隣接する3画素C、D、Eを示している。図4の画素A、Bは、各々、画素値a、bを有している。画素値は、例えば、0〜255階調の輝度を有している。画素値は、例えば、0階調は一番暗く、255階調は一番明るいと定義できる。なお、上記X方向は、Y方向でも、別の方向でも良い。ここで使用する受光部126は、2画素以上で構成されるラインセンサを2段以上用いた時間遅延積分センサを使用すると良い。
図6は、X方向の隣接する画素(横軸)に対する画素値(縦軸)を示しており、特に、図4のX方向に隣接する3画素C、D、Eの明るさの画素値、即ち出力データc、d、eを示している。なお、上記X方向は、Y方向でも、別の方向でも良い。3画素C、D、Eの画素値c、d、eに対して、両端の画素C、Eの値c、eがある閾値、即ち所定値th(v)以下の黒部(c<th(v)及びe<th(v))、又は、所定値th(w)以上の白部(c>th(w)及びe>th(w))で、画素値c、eの差である差分値(c−e)の絶対値が所定値z以下の平坦な領域(|c−e|<z)と判定された場合に、中央の画素Dの画素値dと両端の画素値c、又はeとの差である差分値(d−c)又は(e−d)の絶対値が所定値Z1を超えたとき(|d−c|>Z1、又は|e−d|>Z1)、画素値dは、パターンの光学像ではない偽像と判定し、画素Dを含むストライプの画像を再度取得して検査を行う。
図7は、図5の測定画像16の代わりに測定画像と基準画像の差画像で偽像を検査する手順を示す流れ図である。図7に示すように測定画像を採取した後(ステップS2)、転送された設計データ(ステップS31)から参照画像を作成して基準画像を生成し、又は、測定画像から基準となる基準画像を選択する(ステップS32)。検査の対象の測定画像とステップS32で求めた基準画像との画素値の差をとった差画像を生成する(ステップS33)。第1又は第2の実施形態と同様に、隣接する2画素又は3画素について、画素間の差分値が所定値Z2以下か判定する(ステップS34)。所定値Z2以下の場合、通常の欠陥検査の処理(ステップS6)に進む。所定値Z2以上の場合、宇宙線など偽像の影響と推定し、図5の流れ図と同様の処理を行う(ステップS4、S5)。このように、ストライプの画像を再度取得することで、測定パターンデータに任意のパターンがある場合でも、宇宙線などの影響による偽像に影響されず、検査を行うことが可能となる。
図8は、透過光の測定画像と反射光の測定画像との差画像について、図7と類似の処理をする流れ図である。図8に示すように透過測定画像と反射測定画像を採取する(ステップS21)。その後、反射測定画像を画素値の反転などの適切なフィルタ処理を行い、透過画像に類似した基準画像を生成する(ステップS311)。次に、透過測定画像とステップS311で求めた基準画像との画素値の差をとった差画像を生成する(ステップS312)。第1〜第3の実施形態と同様に、隣接する2画素又は3画素について、画素間の差分値が所定値Z3以下か判定する(ステップS313)。所定値Z3以下の場合、通常の欠陥検査の処理(ステップS6)に進む。所定値Z3以上の場合、宇宙線など偽像の影響と推定し、図5又は図7の流れ図と同様の処理を行う(ステップS4、S5)。なお、透過測定画像に適切なフィルタ処理をして反射測定画像に類似する基準画像を作成し、この基準画像と反射測定画像との差画像を作成してもよい。
図9は、横軸にX軸の画素の位置を示し、縦軸にY軸の画素の位置を示している。図9は、測定画像16のX1〜X3軸とY1軸〜Y3軸の交点の隣接する9個の画素を示している。図10は、横軸にY軸の画素の位置を示し、縦軸に画素値を示している。図10は、X1軸(太い破線)、X2軸(細かい破線)、X3軸(1点破線)に関して、隣接する3画素の画素値を検出し、Y1軸の3画素(X1Y1、X2Y1、X3Y1)の画素値(x1y1、x2y1、x3y1)の傾き成分、Y2軸の3画素(X1Y2、X2Y2、X3Y2)の画素値(x1y2、x2y2、x3y2)の傾き成分、及び、Y3軸の3画素(X1Y3、X2Y3、X3Y3)の画素値(x1y3、x2y3、x3y3)の傾き成分を示している。これにより、中央の画素X2Y2の画素値x2y2と、それにX2軸においての隣接する画素X2Y1またはX2Y3の画素値の差分値が、X1軸の中央の画素X1Y2と両端の画素X1Y1またはX1Y3の画素値の差分値より所定値Z4以上大きく、さらにX3軸の中央の画素X3Y2と両端の画素X3Y1またはX3Y3の画素値の差分値より所定値Z4以上大きい場合、宇宙線などの影響によるノイズと判定し、該画素のストライプの画像を再度取得する。即ち、測定画像画素差算出部は、測定画像や差画像の隣接する2画素についての差分値と、それぞれの画素に隣接する画素間についての差分値の差が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う。
12・・・試料のパターン
14・・・測定画像生成部
16・・・測定画像
20・・・試料のパターンの設計データ
22・・・参照画像生成部
24・・・比較部
30・・・画素差算出部
32・・・測定画像画素差算出部
34・・・差画像画素差算出部
100・・試料
102・・ストライプ
110・・光学画像取得部
112・・オートローダ
114・・透過照明装置
1140・反射照明装置
116・・XYθテーブル
118・・XYθモータ
120・・レーザ測長システム
122・・拡大光学系
124・・ピエゾ素子
126・・受光部(センサ)
128・・センサ回路
150・・制御系回路
152・・CPU
154・・バス
156・・大容量記憶装置
158・・メモリ装置
160・・表示装置
162・・印字装置
170・・オートローダ制御回路
172・・テーブル制御回路
174・・オートフォーカス制御回路
176・・展開回路
178・・参照回路
180・・比較回路
182・・位置回路
Claims (8)
- 試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像の隣接する画素の差分値を求める測定画像画素差算出部と、
測定画像と基準画像とを比較する比較部と、を備え、
測定画像の隣接する画素の差分値が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 請求項1に記載の試料検査装置において、
測定画像画素差算出部は、測定画像の隣接する3画素について、両端の2画素の差分値と中央と端の2画素の差分値を求め、両端の2画素の差分値が所定値より小さく、中央と端の2画素の差分値が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 請求項1に記載の試料検査装置において、
測定画像画素差算出部は、測定画像の隣接する2画素についての差分値と、それぞれの画素に隣接する画素間についての差分値の差が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像生成部と、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像の隣接する画素の差分値を求める差画像画素差算出部と、
測定画像と基準画像とを比較する比較部と、を備え、
差画像の隣接する画素の差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 請求項4に記載の試料検査装置において、
差画像画素差算出部は、差画像の隣接する3画素について、両端の2画素の差分値と中央と端の2画素の差分値を求め、両端の2画素の差分値が所定値より小さく、中央と端の2画素の差分値が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 請求項4に記載の試料検査装置において、
差画像画素差算出部は、差画像の隣接する2画素についての差分値と、それぞれの画素に隣接する画素間についての差分値の差が所定値を超える場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査装置。 - 試料のパターンを測定して測定画像を生成する測定画像を生成し、測定画像と基準画像とを比較する、試料検査方法において、
測定画像の隣接する画素の差分値を求め、差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査方法。 - 試料のパターンを測定して測定画像を生成し、測定画像と基準画像とを比較する、試料検査方法において、
測定画像と基準画像の差画像を求め、差画像の隣接する画素の差分値を求め、該差分値が所定値を超えた場合、該画素を含む領域のパターンの測定を再度行う、試料検査方法。
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