JP2010091425A - Device and method for inspecting defect - Google Patents
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Description
本発明は、複数個の基本パターンが反復する反復パターンが表面に形成された試料の表面を撮像手段で2次元走査し、複数の基本パターンの互いに対応する部分の画像同士を比較することにより、欠陥を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。 In the present invention, the surface of a sample on which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeat is formed is scanned two-dimensionally with an imaging means, and images of corresponding portions of the plurality of basic patterns are compared with each other, The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for detecting defects.
半導体ウエハや液晶表示パネルなどの製造は多数の工数から成り立っており、最終及び途中の工程での欠陥の発生具合を検査して製造工程にフィードバックすることが歩留まり向上の上からも重要である。製造工程の途中で欠陥を検出するために、試料の表面に形成されたパターンを撮像し、これにより得られた画像を検査することにより試料表面に存在する欠陥を検出するパターン欠陥検査が広く行われている。 Manufacture of semiconductor wafers, liquid crystal display panels, and the like is composed of many man-hours, and it is important for improving the yield to inspect the occurrence of defects in the final and intermediate processes and feed back to the manufacturing process. In order to detect defects during the manufacturing process, pattern defect inspection is widely performed to detect defects existing on the sample surface by imaging the pattern formed on the surface of the sample and inspecting the resulting image. It has been broken.
パターン欠陥検査の一つとして画像比較による欠陥検出方法が広く使用されている。画像比較による欠陥検出方法では、試料上に反復して配置される同一パターンである基本パターン同士の間において、同じ箇所に同様の欠陥が発生する蓋然性が極めて低いことを前提として、複数の基本パターン同士を比較して、その差を求めることによって欠陥を検出している。例えば半導体ウエハ上には複数のダイが形成されている。このため、1つのダイのパターンを基本パターンとして、複数のダイの画像同士を比較するダイトゥダイ比較による欠陥検出が可能である。 A defect detection method based on image comparison is widely used as one of pattern defect inspections. In the defect detection method based on image comparison, a plurality of basic patterns are assumed on the premise that the same defect is likely to occur in the same place between the basic patterns that are the same pattern repeatedly arranged on the sample. Defects are detected by comparing each other and obtaining the difference. For example, a plurality of dies are formed on a semiconductor wafer. For this reason, it is possible to detect a defect by die-to-die comparison in which images of a plurality of dies are compared using a single die pattern as a basic pattern.
図1は、ウエハ上に形成されたパターンのダイトゥダイ比較の説明図である。本例では、ウエハ100上に形成されたダイ111とダイ112との間、及びダイ112とダイ113との間で画像比較を行い、相違部分を欠陥として検出する。ダイ112を、ダイ111だけでなくダイ113とも比較を行うのは、ダイ111及び112の間の比較で相違部分が検出されても、それがダイ111及び112のどちらの欠陥によるものか分からないためである。このように1つのダイを他の2つ以上のダイと比較する画像比較処理は、ダブルデテクションと呼ばれている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of die-to-die comparison of patterns formed on a wafer. In this example, image comparison is performed between the
図1に示すダイの配置例では、ウエハ100上にダイ111〜119が3行3列に配列されている。このため、ダイ112についてその両側の隣接ダイ111及び113と比較してダブルデテクション処理する際に、ウエハ100上を参照符号120で示す経路に沿って主走査すれば、ダブルデテクション処理に必要なダイ111〜113を1回の主走査で走査することができる。
In the die arrangement example shown in FIG. 1, dies 111 to 119 are arranged on a
しかし、実際の欠陥検査においては、ダブルデテクション処理に必要な3つの基本パターンを1回の主走査で走査できない場合がある。その1つとして、主走査方向に沿って配列される基本パターンの配列数が3未満となることが考えられる。例えば、ウエハ100上に大きな寸法のダイが形成されている場合には、主走査方向に沿って配列されるダイの配列数が3未満となることが考えられる。
However, in the actual defect inspection, there are cases where the three basic patterns necessary for the double detection process cannot be scanned by one main scan. As one of them, it can be considered that the number of basic patterns arranged along the main scanning direction is less than three. For example, when large-sized dies are formed on the
また、画像比較による欠陥検出は、半導体ウエハ等の製品や半製品の検査だけでなく、このような製品や半製品にパターンを転写するために使用されるレチクルやマスクの検査にも使用される。レチクルのパターンはウエハ等へ縮小転写されるため、レチクル上のダイの大きさは実際にウエハ等に転写されるパターンよりも大きい。このためウエハ100の場合と比べて、レチクルの場合は、主走査方向に沿って配列されるダイの配列数が3未満となることが多くなる。
In addition, defect detection by image comparison is used not only for inspection of products such as semiconductor wafers and semi-finished products, but also for inspection of reticles and masks used to transfer patterns to such products and semi-finished products. . Since the reticle pattern is reduced and transferred onto a wafer or the like, the size of the die on the reticle is larger than the pattern actually transferred onto the wafer or the like. For this reason, as compared with the
図2は、レチクル上に形成されたパターンのダイトゥダイ比較の説明図である。本例では、レチクル200上に2行2列のダイ211〜214が配列されている。主走査が行われる経路220及び230の方向に3個のダイは存在しないので、このような配列の場合には、同じ列に属するダイ211及び212に加えて、異なる列に属するダイ214を走査して取得した画像を用いてダブルデテクション処理を行う。
FIG. 2 is an explanatory diagram of die-to-die comparison of patterns formed on a reticle. In this example, dies 211 to 214 in 2 rows and 2 columns are arranged on the
レチクル200とこれを走査する撮像手段との間の相対移動を効率よく行うために、ダイ211及び212を走査する主走査の方向と、ダイ214を走査する主走査の方向を逆向きにすることが行われている。この場合、ダイ211及び/又はダイ212の画像と比較されるダイ214の画像は、ダイ211及びダイ212の画像を取得する走査と逆方向の走査によって取得された画像となる。
In order to efficiently perform relative movement between the
このように比較される2画像を反対方向の走査によって取得すると、撮像条件の相違に起因して画像比較の結果に影響を及ぼす恐れがある。例えば、試料を走査する撮像センサとして、走査方向によって特性が変化するセンサが使用されると、走査方向による特性の差がグレイレベル差となって現れ欠陥検出感度が低下するおそれがある。このような撮像素子にTDIカメラがある。また、例えば試料を移動させるステージといった、撮像手段と試料との間の相対移動機構の挙動も走査方向によって変動することが考えられる。 If the two images to be compared are acquired by scanning in the opposite directions, the result of the image comparison may be affected due to the difference in imaging conditions. For example, when a sensor whose characteristics change depending on the scanning direction is used as an imaging sensor that scans a sample, a difference in characteristics depending on the scanning direction may appear as a gray level difference, which may reduce the defect detection sensitivity. There is a TDI camera as such an image sensor. Further, it is conceivable that the behavior of a relative movement mechanism between the imaging means and the sample, such as a stage for moving the sample, also varies depending on the scanning direction.
このため、主走査方向の違いが及ぼす撮像画像への影響を防止するという観点からは、欠陥検査において比較される2画像は、同一方向に向かって進む主走査で得られる画像であることが望ましい。図3は、異なる列に属する複数のダイ間において、互いに比較される部分画像を同一方向に向かって進む主走査により取得するための走査経路の説明図である。走査経路401〜404は主走査の走査経路を示しており、これら主走査はいずれも矢印400に示す順方向に向かって進む走査である。
For this reason, from the viewpoint of preventing the influence of the difference in the main scanning direction on the captured image, it is desirable that the two images compared in the defect inspection are images obtained by the main scanning proceeding in the same direction. . FIG. 3 is an explanatory diagram of a scanning path for acquiring partial images to be compared with each other by a main scanning that proceeds in the same direction between a plurality of dies belonging to different columns.
1回の主走査では、走査に使用する撮像素子の幅に対応する帯状の画像が取得される。ダイ211の帯状領域211−1と、ダイ212の帯状領域212−1と、ダイ213の帯状領域213−1と、ダイ214の帯状領域214−1とは、基本パターンであるダイ211〜214間において相互に対応する領域である。同様に、ダイ211の帯状領域211−2と、ダイ212の帯状領域212−2と、ダイ213の帯状領域213−2と、ダイ214の帯状領域214−2とは、基本パターンであるダイ211〜214間において相互に対応する領域である。
In one main scan, a band-like image corresponding to the width of the image sensor used for the scan is acquired. The belt-like region 211-1 of the die 211, the belt-like region 212-1 of the die 212, the belt-like region 213-1 of the die 213, and the belt-like region 214-1 of the die 214 are between the
そして、主走査401によって領域211−1及び領域212−1の画像が取得される。また主走査402によって領域213−1及び領域214−1の画像が取得される。主走査403によって領域211−2及び領域212−2の画像が取得される。また主走査404によって領域213−2及び領域214−2の画像が取得される。
Then, images of the region 211-1 and the region 212-1 are acquired by the
この走査経路によれば、ダイ211〜214の、互いに対応する領域の211−1〜214−1の画像を同一方向に向かう主走査により取得でき、また互いに対応する領域の211−2〜214−2の画像を同一方向に向かう主走査により取得できる。
According to this scanning path, the images of the regions 211-1 to 214-1 in the corresponding regions of the
この走査経路を使用する場合、各主走査401〜403のそれぞれの完了から次の主走査402〜404のそれぞれの開始までの間に、矢印411、412及び413に示すように主走査方向と逆方向に走査位置を移動させる必要がある。この逆方向の運動の際にダイ211〜214の走査を行わないため、欠陥検査に要するレチクルと撮像手段との間の全移動量が大きくなり、検査速度の低下を招くことになる。
When this scanning path is used, it is opposite to the main scanning direction as indicated by
なお、ダブルデテクション処理に必要な3つのダイを1回の主走査で走査できない場合として、その他にも以下のような場合が考えられる。例えばダイが形成された基板やウエハが矩形でない等の理由によって、基板やウエハの周辺部において主走査方向に沿って配列されるダイの配列数が3未満となる場合には、周辺部では1回の主走査で3つのダイを走査できない。 In addition, as the case where the three dies required for the double detection process cannot be scanned by one main scanning, the following cases can be considered. For example, when the number of dies arranged along the main scanning direction in the peripheral part of the substrate or wafer is less than 3 due to the reason that the substrate or wafer on which the dies are formed is not rectangular, the peripheral part has 1 Three dies cannot be scanned in one main scan.
また、欠陥検出処理が各ダイ毎に実施され、かつ各ダイの欠陥検出処理において常にそのダイの両側の隣接ダイと比較してダブルデテクション行うアルゴリズムを使用する場合には、ダイ配列の一番外側の行に配置されたダイにこのアルゴリズムを適用すると隣接ダイが片側にしか存在しないため、ダブルデテクション処理に要するダイを1回の主走査で走査できない。ダイのサイズが大きくなり、1つのウエハやレチクルに配列されるダイの数が少なくなる程、ダイの総数に対する外縁部のダイの数の割合が大きくなる。このため、1回の主走査でダブルデテクション処理ができないダイの割合はより大きくなる。 In addition, when the defect detection process is performed for each die and the algorithm for performing double detection in comparison with the adjacent dies on both sides of the die is always used in the defect detection process of each die, When this algorithm is applied to the dies arranged in the outer row, the adjacent die exists only on one side, so that the die required for the double detection process cannot be scanned in one main scan. As the die size increases and the number of dies arranged on one wafer or reticle decreases, the ratio of the number of dies on the outer edge to the total number of dies increases. For this reason, the proportion of dies that cannot be subjected to double detection processing in one main scan becomes larger.
本発明は、複数個の基本パターンが反復する反復パターンが表面に形成された試料の表面を撮像手段で2次元走査し、複数の基本パターンの互いに対応する部分の画像同士を画像比較することにより欠陥を検出する欠陥検査において、ダブルデテクションで比較される3画像を同一方向に向かう主走査で取得し、かつ正逆いずれの方向の主走査においても画像を取得することを目的とする。 According to the present invention, the surface of a sample on which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeats is formed is two-dimensionally scanned with an imaging unit, and images of corresponding portions of the plurality of basic patterns are compared with each other. In defect inspection for detecting defects, an object is to acquire three images to be compared by double detection by main scanning in the same direction, and to acquire images in main scanning in either forward or reverse direction.
本発明の実施例による欠陥検査装置は、行方向及び列方向のうち少なくとも列方向に複数の基本パターンが反復する反復パターンが表面に形成された試料の欠陥検査装置であって、試料の表面を撮像する撮像手段と、撮像手段及び試料を少なくとも2次元方向に相対移動させる移動手段と、移動手段による撮像手段及び試料の相対移動を制御して行方向及び列方向をそれぞれ主走査及び副走査方向として撮像手段で反復パターンを走査する走査制御手段と、相互に反対方向の主走査を含みかつ3個以上の基本パターン上でそれぞれ行われる2回以上の主走査で得られる画像を同時に格納する画像記憶手段と、画像記憶手段に記憶される画像のうちから複数の基本パターンの互いに対応する部分を同一方向に向かって主走査して得られた画像をそれぞれ選択する選択手段と、選択手段により選択された画像間で画像比較を行い相違部分を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段と、欠陥候補が複数の基本パターンのうちのいずれの欠陥であるのかを決定する決定手段と、を備える。 A defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is a defect inspection apparatus for a sample in which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeat at least in the column direction among the row direction and the column direction is formed on the surface. Imaging means for imaging, moving means for relatively moving the imaging means and the sample in at least a two-dimensional direction, and controlling the relative movement of the imaging means and the sample by the moving means so that the row direction and the column direction are respectively in the main scanning and sub scanning directions. An image that simultaneously stores images obtained by two or more main scans that include main scans in mutually opposite directions and that are performed on three or more basic patterns, respectively. An image obtained by performing main scanning in the same direction on mutually corresponding portions of a plurality of basic patterns from among the storage means and the images stored in the image storage means A selection means for selecting each, a defect candidate detection means for performing image comparison between the images selected by the selection means and detecting a different portion as a defect candidate, and a defect candidate being any defect of a plurality of basic patterns Determining means for determining whether or not there is.
図4は、本発明の実施例においてどの範囲の撮像画像を同時に格納するかを説明する図である。試料500上には、複数の基本パターン511〜513が形成されている。基本パターン511の帯状領域511−1と、基本パターン512の帯状領域512−1と、基本パターン513の帯状領域513−1とは基本パターン511〜513間において相互に対応する領域である。同様に、基本パターン511の帯状領域511−2と、基本パターン512の帯状領域512−2と、基本パターン513の帯状領域513−2とは、基本パターンである基本パターン511〜513間において相互に対応する領域である。
FIG. 4 is a diagram for explaining which range of captured images is stored simultaneously in the embodiment of the present invention. A plurality of basic patterns 511 to 513 are formed on the
矢印400により示される順方向に向かう主走査401によって領域511−1及び領域512−1の画像が取得される。また矢印400により示される逆方向に向かう主走査402によって領域511−2及び領域512−2の画像が取得される。さらに順方向に向かう主走査403によって領域513−1の画像が取得される。また逆方向に向かう主走査404によって領域513−2の画像が取得される。
The images of the region 511-1 and the region 512-1 are acquired by the
本発明の実施例によれば、3個以上の基本パターンである基本パターン511、512及び513のそれぞれについて、反対方向の主走査を含む2回以上の主走査で得られる画像、すなわち領域511−1及び511−2、領域512−1及び512−2、並びに領域513−1及び513−2の画像が、同時に記憶手段に格納される。
According to the embodiment of the present invention, for each of the
したがって、順方向のみに向かって基本パターン511、512及び513を主走査した際の領域511−1〜513−1の画像を使用してダブルデテクションを行うことができる。
Therefore, double detection can be performed using the images of the regions 511-1 to 513-1 when the
その一方で、反対方向の走査を含む2回以上の主走査で走査される領域511−1〜513−1及び領域511−2〜513−2の画像を記憶手段に格納するため、2回の順方向の主走査を行う間に、逆方向の主走査を行いこれにより取得される画像を格納することができる。もしくは、2回の逆方向の主走査を行う間に、順方向の主走査を行いこれにより得られる画像を格納することができる。このため、正逆いずれの方向の主走査においても基本パターンの画像を取得することが可能となる。 On the other hand, in order to store the images of the regions 511-1 to 513-1 and the regions 511-2 to 513-2 scanned by two or more main scans including scanning in the opposite direction in the storage means, While performing the main scanning in the forward direction, it is possible to store the image acquired by performing the main scanning in the reverse direction. Alternatively, the image obtained by performing the main scanning in the forward direction can be stored while performing the main scanning in the reverse direction twice. For this reason, an image of a basic pattern can be acquired in main scanning in either the forward or reverse direction.
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図5は、本発明の第1実施例による欠陥検査装置の全体構成図である。欠陥検査装置1は、ステージ11と、試料台12と、撮像装置13と、画像処理部20と、ステージ制御部40とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is an overall configuration diagram of the defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
ステージ11は、水平なXY平面内とこれに垂直なZ軸方向からなる3次元方向に試料台12を移動可能である。試料台12はステージ11の上面に設けられ、試料であるレチクル200を保持するチャック機構を備えている。試料台12がレチクル200を保持した状態でステージ11が移動することによって、レチクル200と撮像装置13との間の相対移動が実現される。これに代えて、撮像装置13側を移動させてレチクル200と撮像装置13とを相対移動させてもよく、レチクル200と撮像装置13の双方を移動させてもよい。
The
撮像装置13は、試料台12の上方に設けられレチクル200表面の光学像を撮像する。撮像装置13としては、1次元TDIカメラなどのイメージセンサが使用され、その受光面に結像されたレチクル200の表面の光学像を電気信号に変換する。本構成例では撮像装置13として1次元のTDIカメラを使用する。なお、撮像装置13の光学系としては、明視野照明光学系及び暗視野照明光学系のどちらを使用する場合もありうる。
The
撮像装置13は、そのセンサ幅に応じた幅を有する帯状の画像信号いわゆるスワス画像を出力する。撮像装置13から出力される画像信号は、多値のディジタル信号(グレイレベル信号)に変換された後に画像処理部20に入力される。
The
ステージ制御部40は、ステージ11を駆動することによって、所定の走査経路に沿ってレチクル200の表面を撮像装置13で走査する。撮像装置13によるレチクル200の走査経路を指定する走査経路情報51は、例えば予めオペレータによって与えられる。また走査経路情報51は、レチクル200の寸法情報やレチクル200上に形成されているダイの寸法情報及び座標情報に応じて計算により、ステージ制御部40やその他の計算手段によって自動的に決定される情報であってもよい。
The
画像処理部20は、撮像装置13から出力される画像を処理することによって、レチクル200の表面に存在する欠陥を検出し、検出した欠陥の座標を含む欠陥情報を生成する。画像処理部20は、画像データユニット生成部21と、画像記憶部22と、選択部23と、欠陥候補検出部24と、決定部25とを備える。
The
画像データユニット生成部21は、撮像装置13から順次出力される帯状のスワス画像から各ダイにて撮像された部分の画像データを取り出し、取り出した画像データに対してその取得位置の情報を付加することにより画像データユニットを生成する。図6は、画像データユニット生成部により生成される画像データユニットのデータ構造の例を示す図である。
The image data
画像データユニットは、当該画像データが撮像されたダイを指定するダイ位置情報と、当該画像データが撮像されたダイ内の位置情報と、当該画像データが撮像されたときの主走査方向の向きと、画像データとを含む。本例は、レチクル200上において複数のダイが2次元配置されている場合のデータ構造例であり、ダイ位置情報の例としてレチクル200上における当該ダイの行番号及び列番号を使用している。
The image data unit includes die position information designating a die from which the image data has been imaged, position information in the die from which the image data has been imaged, and a direction in the main scanning direction when the image data has been imaged. And image data. This example is a data structure example when a plurality of dies are two-dimensionally arranged on the
画像データユニット生成部21は、ステージ制御部40から供給されるステージ11の位置情報や速度情報、及びレチクル200の寸法情報やレチクル200上に形成されているダイの寸法情報及び座標情報を含むレチクルパターン座標情報50に基づいて、ダイ位置情報、ダイ内位置情報及び走査方向を決定する。
The image data
なお、異なるダイ間の互いに対応する部分の画像データを格納する画像データユニットは、ダイ位置情報が異なり、ダイ内位置情報が一致する。画像データユニット生成部21は、作成した画像データユニットを画像記憶部22に格納する。
Note that image data units that store image data corresponding to each other between different dies have different die position information and the same in-die position information. The image data
再び図5を参照する。選択部23は、画像記憶部22に格納されている複数の画像データユニットのうちから、ダイ内位置情報及び走査方向が一致する画像データユニット同士の組み合わせを選択し、欠陥候補検出部24へ提供する。欠陥候補検出部24は、提供された画像データユニットの組み合わせの一方の画像データを検査画像とし、他方の画像データを参照画像として、これらの画像データを比較して相違部分を欠陥候補として検出する。
Refer to FIG. 5 again. The
図7は、図5に示す欠陥候補検出部24の構成例を示すブロック図である。欠陥候補検出部24は、差分検出部30、欠陥閾値決定部31、検出部32を備える。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the defect
差分検出部30は、検査画像と参照画像との間の対応箇所の画素同士のグレイレベル差信号を各々算出する。
The
検出閾値決定部31は、差分検出部30が検出したグレイレベル差の統計に基づいて、所定の演算処理により検出閾値を決定して検出部32に出力する。
The detection threshold
検出部32は、差分検出部30から入力したグレイレベル差と検出閾値決定部31が決定した検出閾値とを比較して、検査画像に含まれる欠陥候補を検出する。検出部32は、グレイレベル差信号が検出閾値を超える場合には、検査画像及び参照画像のうちどちらかが、このようなグレイレベル差が検出された画素の位置に欠陥を含んでいると判断する。
検出部32は、欠陥候補を検出したダイの組み合わせを指定するダイ識別情報、ダイ内における欠陥候補の位置を指定するダイ内位置情報、及び欠陥候補情報を含む比較結果情報を生成し出力する。図8に、比較結果情報のデータフォーマットの例を示す。欠陥候補情報には、検出した欠陥候補の大きさ、検査画像と参照画像との間のグレイレベル差、これらの画像のグレイレベル値等の情報などを含めてよい。
The
The detecting
再び図5を参照する。決定部25は、欠陥候補検出部24の検出部32から出力された比較結果情報を受信する。決定部25は、各ダイで取得した画像データユニットのそれぞれについて、少なくとも2つの他のダイで取得した画像データユニットとの比較によりそれぞれ作成された比較結果情報を用いてダブルデテクション処理を行い、比較結果情報にて示された欠陥候補が、いずれのダイにある欠陥であるかを決定する。決定部25によるダブルデテクション処理の内容については、さらに後述する。
Refer to FIG. 5 again. The
図9は、本発明の実施例による欠陥検査方法の全体フローチャートであり、図10は、図9の方法の説明に使用するレチクル200の配置例を示す図である。図10に示すレチクル200におけるダイ211〜214の配置、並びにダイ211〜214内の各領域211−1〜214−1及び各領域211−2〜214−2の位置関係、主走査方向及び副走査方向は、図3のそれと同様である。
FIG. 9 is an overall flowchart of the defect inspection method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing an arrangement example of the
レチクル200には、2行2列のダイ211〜214が形成されており、第1行第1列目のダイをダイ213とし、第2行第1列目のダイをダイ214とし、第1行第2列目のダイをダイ211とし、第2行第2列目のダイをダイ212とする。
In the
ステップS1において、図5に示すステージ制御部40は、走査経路情報51に従ってステージ11を駆動することによりレチクル200に対して撮像装置13を相対移動させ、図10に示す参照符号401、411、402、412、403、413、404の順序に従う走査経路に沿って、撮像装置13でレチクル200の表面を2次元走査する。
In step S1, the
経路401及び403は、矢印400により示される順方向に向かう主走査の経路であり、経路402及び404は、矢印400により示される逆方向に向かう主走査の経路であり、経路411、412及び413は副走査の経路である。
主走査401によって領域211−1及び領域212−1の画像が取得される。また主走査402によって領域211−2及び領域212−2の画像が取得される。主走査403によって領域213−1及び領域214−1の画像が取得される。また主走査404によって領域213−2及び領域214−2の画像が取得される。
Images of the region 211-1 and the region 212-1 are acquired by the
撮像装置13による走査によりレチクル200の表面を撮像したスワス画像が順次生成されると、ステップS2において画像データユニット生成部21は、スワス画像から各ダイの領域211−1〜214−1及び211−2〜214−2にてそれぞれ撮像された各部分の画像データを取り出し、取り出した各画像データに対してその取得位置の情報を付加して画像データユニットを生成する。画像データユニット生成部21は、生成した画像データユニットを画像記憶部22に順次格納する。
When the swath images obtained by capturing the surface of the
画像記憶部22は、2行2列分のダイについて順方向及び逆方向のそれぞれの1回の主走査で取得したスワス画像を格納できる容量を有している。例えば、図10に示すダイの配置例の場合、2行2列分のダイ211〜214の領域211−1〜214−1及び211−2〜214−2の画像を含む画像データユニットを同時に保持することができる。
The
2行2列分のダイについて順方向及び逆方向のそれぞれの主走査で取得したスワス画像が画像記憶部22に格納されるまでステップS1〜S2が繰り返され(ステップS3)、画像記憶部22内に画像データユニットが順次格納される。2行2列分のダイについて順方向及び逆方向のそれぞれの主走査で取得したスワス画像が画像記憶部22に格納されると、処理はステップS4に移行する(ステップS3)。領域211−1〜214−1及び211−2〜214−2の全てにおける走査が完了することにより、画像記憶部22には、図11において矢印52で示される画像データユニットの集合が格納される。
Steps S <b> 1 to S <b> 2 are repeated until the swath images acquired by the main scanning in the forward direction and the reverse direction for the die for 2 rows and 2 columns are stored in the image storage unit 22 (step S <b> 3). The image data units are sequentially stored. When the swath images acquired by the main scanning in the forward direction and the backward direction for the die of 2 rows and 2 columns are stored in the
ステップS4において、選択部23は、画像記憶部22に格納されている複数の画像データユニットのうちから、ダイ内位置情報及び走査方向が一致する画像データユニット同士の組み合わせを選択し欠陥候補検出部24へ提供する。
In step S4, the
図11に示す画像データユニットの場合、ダイ211と他のいずれかの2つのダイとの間で、領域211−1の部分に対応する領域同士の画像をそれぞれ比較することにより、ダブルデテクション処理に使用する比較結果を得る組み合わせとして、領域211−1及び212−1に関する画像データユニットの組み合わせC1、領域211−1及び213−1に関する画像データユニットの組み合わせC2が考えられる。 In the case of the image data unit shown in FIG. 11, double detection processing is performed by comparing the images of the areas corresponding to the area 211-1 between the die 211 and any other two dies. As a combination for obtaining a comparison result used in the above, a combination C1 of image data units related to the areas 211-1 and 212-1 and a combination C2 of image data units related to the areas 211-1 and 213-1 can be considered.
またダイ212と他のいずれかの2つのダイとの間で、領域212−1の部分に対応する領域同士の画像をそれぞれ比較することにより、ダブルデテクション処理に使用する比較結果を得る組み合わせとして、領域211−1及び212−1に関する画像データユニットの組み合わせC4、領域212−1及び213−1に関する画像データユニットの組み合わせC3が考えられる。ここで、組み合わせC1と組み合わせC4は同じである。 Moreover, as a combination that obtains a comparison result used for the double detection process by comparing the images of the areas corresponding to the area 212-1 between the die 212 and any other two dies. A combination C4 of image data units relating to the areas 211-1 and 212-1 and a combination C3 of image data units relating to the areas 212-1 and 213-1 are conceivable. Here, the combination C1 and the combination C4 are the same.
選択部23は、これら3つの領域211−1、212−1及び213−1の画像同士を比較する組み合わせとして、C4を除いたC1〜C3のみを選択して、これらの組み合わせC1〜C3で画像データユニット同士を組み合わせて欠陥候補検出部24へ提供する。
The
ステップS5において欠陥候補検出部24は、提供された画像データユニットの組み合わせの一方の画像データを検査画像とし、他方の画像データを参照画像として、これらの画像データを比較して相違部分を欠陥候補として検出し、比較結果情報を出力する。
In step S5, the defect
ステップS6において決定部25は、3つのダイをA、B及びCと記すとき、ダイAとダイBの間、及びダイAとダイCとの間で、互いに対応する領域同士の画像をそれぞれ比較して得られた比較結果情報を用いてダブルデテクション処理を行い、比較の結果検出された欠陥候補が、これら3つのダイのいずれに存在するかを決定する。決定部25は、各ダイにおけるダブルデテクション処理に使用する比較結果情報を、それぞれの比較結果情報に含まれるダイ識別情報及びダイ内位置情報に従って選択する。
In step S <b> 6, when the
図12は、ダブルデテクション処理により欠陥が存在するダイを決定する決定方法の説明図である。本例は、3つのダイとしてダイ211、212及び213の場合を考える。決定部25は、ダイ211とダイ212の間、及びダイ211とダイ213との間で、同じダイ内位置の領域211−1、212−1及び213−1の画像同士を比較して得られた比較結果情報に基づいて、領域211−1〜213−1のいずれに欠陥が存在するかを判定する。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a determination method for determining a die in which a defect exists by double detection processing. This example considers the case of dies 211, 212, and 213 as three dies. The
図12に示す表において、値「○」は、領域211−1と212−1との間の比較の結果、又は領域211−1と213−1との間の比較の結果相違がない場合を示し、値「×」は相違がある場合を示す。領域211−1と212−1との間の比較でも領域211−1と213−1との間の比較でも相違がない箇所には、領域211−1、212−1及び213−1のいずれにも欠陥がないと判定される。 In the table shown in FIG. 12, the value “◯” indicates a case where there is no difference as a result of comparison between the regions 211-1 and 212-1 or as a result of comparison between the regions 211-1 and 213-1. The value “x” indicates a case where there is a difference. Where there is no difference between the comparison between the regions 211-1 and 212-1 and the comparison between the regions 211-1 and 213-1, any of the regions 211-1, 212-1, and 213-1 It is determined that there is no defect.
領域211−1と213−1との間の比較では相違し、領域211−1と212−1との間の比較では相違しない箇所には、領域213−1に欠陥があると判定される。すなわち、領域211−1と213−1との間の比較で欠陥候補が検出されたが、この欠陥候補が領域211−1と212−1との間の比較で検出されない場合には、この欠陥候補は領域213−1にある欠陥によるものであると判定される。 It is determined that there is a defect in the region 213-1 at a location that is different in the comparison between the regions 211-1 and 213-1 and that is not different in the comparison between the regions 211-1 and 212-1. That is, if a defect candidate is detected in the comparison between the regions 211-1 and 213-1 but this defect candidate is not detected in the comparison between the regions 211-1 and 212-1, this defect is detected. The candidate is determined to be due to a defect in the region 213-1.
領域211−1と212−1との間の比較では相違し、領域211−1と213−1との間の比較では相違しない箇所には、領域212−1に欠陥があると判定される。また、領域211−1と212−1との間の比較でも、領域211−1と213−1との間の比較でも相違する場合には領域211−1に欠陥があると判定される。 It is determined that there is a defect in the region 212-1 at a portion that is different in the comparison between the regions 211-1 and 212-1 and that is not different in the comparison between the regions 211-1 and 213-1. If the comparison between the regions 211-1 and 212-1 and the comparison between the regions 211-1 and 213-1 are different, it is determined that the region 211-1 is defective.
上述の通り、選択部23は、3つの領域211−1、212−1及び213−1の画像同士を比較する組み合わせを決定するとき、領域211−1及び212−1の組み合わせC1、領域211−1及び213−1の組み合わせC2、並びに領域212−1及び213−1の組み合わせC3を選択し、これらの組み合わせC1〜C3で画像データユニットを組み合わせて欠陥候補検出部24へ提供する。欠陥候補検出部24は、これらの組み合わせC1〜C3についてそれぞれ1回ずつ画像比較を行う。
As described above, when the
決定部25は、領域211−1の画像を領域212−1の画像及び領域213−1の画像とそれぞれ比較して行うダブルデテクション処理と、領域212−1の画像を領域211−1の画像及び領域213−1の画像とそれぞれ比較して行うダブルデテクション処理とをそれぞれ行うとき、これらの2回のダブルデテクション処理において、領域211−1と212−1との間の1回の画像比較の結果を共通に使用する。このため欠陥候補検出部24における処理を低減することができる。
The
ステップS7では、レチクル200上の全て検査領域について検査が完了したか否かが判定される。全て検査領域について検査が完了した場合には処理を終了する。まだ検査していない領域が残っている場合には、ステップS8において次の検査領域の走査開始位置へ撮像装置13が位置付けられ、処理がステップS1に戻る。
In step S7, it is determined whether or not the inspection has been completed for all inspection regions on the
図13は、レチクルの描画方法を説明する図である。図示のレチクル200は、3行2列のダイ211〜213が配置されている。このようなレチクルの場合には、行方向に沿って3個のダイが配列されているので、行方向に沿って主走査することにより、同一行内においてダイトゥダイ比較が行われていた。
FIG. 13 is a diagram for explaining a reticle drawing method. In the illustrated
一方で、レチクル上に転写パターンを描画するパターン描画装置は、描画パターンの精度を維持するために、図示の矢印411〜413に示すように常に一定方向に電子線の照射位置を移動させてレチクル上に転写パターンを描画している。このため、描画始めのダイ211、212及び213の下の部分では、パターン描画装置の不具合に起因してパターン誤差が反復して生じることがある。
On the other hand, a pattern drawing apparatus for drawing a transfer pattern on a reticle always moves the irradiation position of an electron beam in a certain direction as indicated by
したがってレチクル200を走査する主走査方向と、そのレチクルにパターンを描画したときの描画方向(411〜413)とが異なる場合には、本実施例の欠陥検査方法により、主走査方向と異なる方向に配列されたダイ同士の間でダイトゥダイ比較を行い、描画始めのダイ211、212及び213を、他の列のダイと比較することによって、パターン描画装置の不具合に起因する欠陥の検出精度を高めることができる。
Therefore, when the main scanning direction for scanning the
そのレチクルにパターンを描画したときの描画方向(411〜413)が不明の場合には、図10〜図12を参照して説明したように異なる行及び異なる列に属するダイ(211、212及び213)同士の間でダイトゥダイ比較を行うことにより、パターン描画装置の不具合に起因する欠陥の検出精度を高めることができる。 When the drawing direction (411 to 413) when the pattern is drawn on the reticle is unknown, as described with reference to FIGS. 10 to 12, dies (211, 212 and 213) belonging to different rows and different columns are used. ) By performing die-to-die comparison between them, it is possible to improve the detection accuracy of defects caused by the defects of the pattern drawing apparatus.
図14は、本発明の第2実施例による欠陥検査装置の全体構成図である。本実施例による欠陥検査装置1は、図5に示す実施例の欠陥候補検出部24及び決定部25を複数個(n個)備える。すなわち図14に示す欠陥検査装置1は、n個の画像処理後段部27−1〜27−nを備え、各画像処理後段部27−i(i=1〜n)は、それぞれ欠陥候補検出部24−i及び決定部25−iを備える。
FIG. 14 is an overall configuration diagram of the defect inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The
さらに欠陥検査装置1は、選択部23が選択した画像データユニットを、各画像処理後段部27−1〜27−nへ分配するデータ分配部26を備える。画像比較による欠陥検査では、画像収集に要する時間よりも、画像比較以降の処理に時間を要する場合がある。このため、複数の画像処理後段部27−1〜27−nを備えることで、画像比較処理によるスループットの低下を低減することができる。
Further, the
本発明は、複数個の基本パターンが反復する反復パターンが表面に形成された試料の表面を撮像手段で2次元走査し、複数の基本パターンの互いに対応する部分の画像同士を比較することにより、欠陥を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に適用可能である。 In the present invention, the surface of a sample on which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeat is formed is scanned two-dimensionally with an imaging means, and images of corresponding portions of the plurality of basic patterns are compared with each other, The present invention can be applied to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for detecting defects.
1 欠陥検査装置
200 レチクル
211〜214 ダイ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段及び前記試料を少なくとも2次元方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記撮像手段及び前記試料の相対移動を制御して、前記行方向及び前記列方向をそれぞれ主走査及び副走査方向として前記撮像手段で前記反復パターンを走査する走査制御手段と、
3個以上の前記基本パターン上でそれぞれ行われる、相互に反対方向の主走査を含む2回以上の主走査で得られる画像を同時に格納する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶される画像のうちから、複数の前記基本パターンの互いに対応する部分を同一方向に向かって主走査して得られた画像をそれぞれ選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された画像間で画像比較を行い相違部分を欠陥候補として検出する欠陥候補検出手段と、
前記欠陥候補が前記複数の基本パターンのうちのいずれの欠陥であるのかを決定する決定手段と、
を備える欠陥検査装置。 A defect inspection apparatus for a sample in which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeat in at least a column direction among a row direction and a column direction is formed on a surface,
Imaging means for imaging the surface of the sample;
Moving means for relatively moving the imaging means and the sample in at least a two-dimensional direction;
Scanning control means for controlling the relative movement of the imaging means and the sample by the moving means to scan the repetitive pattern with the imaging means with the row direction and the column direction as main scanning and sub scanning directions, respectively;
Image storage means for simultaneously storing images obtained by two or more main scans including main scans in opposite directions, each performed on three or more basic patterns;
Selecting means for respectively selecting images obtained by performing main scanning in the same direction on mutually corresponding portions of the plurality of basic patterns from the images stored in the image storage means;
Defect candidate detection means for performing image comparison between the images selected by the selection means and detecting a different portion as a defect candidate;
Determining means for determining which defect of the plurality of basic patterns is the defect candidate;
A defect inspection apparatus comprising:
前記決定手段は、第1基本パターンと第2基本パターンとの間、第1基本パターンと第3基本パターンとの間及び第2基本パターンと第3基本パターンとの間でそれぞれ行われた3回の画像比較の結果を用いて、第1基本パターンを第2及び第3基本パターンと比較するダブルデテクション処理と、第2基本パターンを第1及び第3基本パターンと比較するダブルデテクション処理とを行う、請求項1〜4のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。 When the three basic patterns are first to third basic patterns,
The determination means is performed three times between the first basic pattern and the second basic pattern, between the first basic pattern and the third basic pattern, and between the second basic pattern and the third basic pattern. A double detection process for comparing the first basic pattern with the second and third basic patterns, and a double detection process for comparing the second basic pattern with the first and third basic patterns, using the image comparison results of The defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記決定手段は、前記識別情報に従って前記ダブルデテクション処理に使用する前記比較結果情報を選択する、請求項5に記載の欠陥検査装置。 The defect candidate detection means includes information on the detected defect candidate and identification information indicating which of the basic patterns on the sample is the basic pattern on which the image comparison in which the defect candidate is detected is performed. Generate comparison result information including
6. The defect inspection apparatus according to claim 5, wherein the determination unit selects the comparison result information used for the double detection process according to the identification information.
前記行方向及び前記列方向をそれぞれ主走査及び副走査方向として、前記試料の表面を撮像する撮像手段及び前記試料を相対移動させることにより前記撮像手段で前記反復パターンを走査して、該走査で得られる画像を記憶手段に順次記憶する走査ステップと、
前記記憶手段に同時に格納されている、3個以上の前記基本パターン上でそれぞれ行われた相互に反対方向の主走査を含む2回以上の前記主走査で得られた画像のうちから、複数の前記基本パターンの互いに対応する部分を同一方向に向かって主走査して得られた画像をそれぞれ選択する選択ステップと、
前記選択ステップにより選択された画像間で画像比較を行い相違部分を欠陥候補として検出する欠陥候補検出ステップと、
前記欠陥候補が前記複数の基本パターンのうちのいずれの欠陥であるのかを決定する決定ステップと、
を含む欠陥検査方法。 A defect inspection method for a sample in which a repetitive pattern in which a plurality of basic patterns repeat in at least a column direction among a row direction and a column direction is formed on a surface,
With the row direction and the column direction as the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, the imaging unit that images the surface of the sample, and the sample unit scans the repetitive pattern by moving the sample relative to each other. A scanning step of sequentially storing the obtained images in the storage means;
A plurality of images obtained by two or more main scans including main scans in opposite directions performed on each of three or more basic patterns, which are simultaneously stored in the storage unit, A selection step of selecting images obtained by main scanning the corresponding portions of the basic pattern in the same direction;
A defect candidate detection step of performing an image comparison between the images selected in the selection step and detecting a difference portion as a defect candidate;
A determination step of determining which defect of the plurality of basic patterns is the defect candidate;
Including defect inspection method.
前記決定ステップにおいて、第1基本パターンと第2基本パターンとの間、第1基本パターンと第3基本パターンとの間及び第2基本パターンと第3基本パターンとの間でそれぞれ行われた3回の画像比較の結果を用いて、第1基本パターンを第2及び第3基本パターンと比較するダブルデテクション処理と、第2基本パターンを第1及び第3基本パターンと比較するダブルデテクション処理とを行う、請求項7〜10のいずれか一項に記載の欠陥検査方法。 When the three basic patterns are first to third basic patterns,
In the determination step, three times are performed between the first basic pattern and the second basic pattern, between the first basic pattern and the third basic pattern, and between the second basic pattern and the third basic pattern, respectively. A double detection process for comparing the first basic pattern with the second and third basic patterns, and a double detection process for comparing the second basic pattern with the first and third basic patterns, using the image comparison results of The defect inspection method according to claim 7, wherein the defect inspection method is performed.
前記決定ステップは、前記識別情報に従って前記ダブルデテクション処理に使用する前記比較結果情報を選択する、請求項11に記載の欠陥検査方法。 The defect candidate detection step includes information on the detected defect candidate and identification information indicating which of the basic patterns on the sample is the basic pattern on which the image comparison in which the defect candidate is detected is performed. Generate comparison result information including
12. The defect inspection method according to claim 11, wherein the determining step selects the comparison result information used for the double detection process according to the identification information.
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