JP2010268009A - Device and method for inspecting pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for inspecting a pattern, using information of data used for manufacturing an inspection object pattern. <P>SOLUTION: This device for inspecting a pattern is used for inspecting a pattern using an image of an inspection object pattern and data used for manufacturing the inspection object pattern. The device includes: a generation means 11 to generate a reference pattern represented by segments or curves from the data; a generation means to generate a reference pattern used for region inspection from the data; a generation means 7 to generate the image of the inspection object pattern; a means 12 to detect the edge of the image of the inspection object pattern; and an inspection means 12 to inspect the inspection object pattern by comparing the edge of the image of the inspection object pattern with the reference pattern represented by the segments or the curves. The inspection means inspects the inspection object pattern by comparing the edge of the inspection object pattern with the reference pattern used for the region inspection. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、パターン検査装置および方法に関し、より具体的には、例えば、設計データに基づき製造された、半導体集積回路(LSI)や液晶パネルおよびそれらのホトマスク(レチクル)などの微細パターンを検査するためのパターン検査装置および方法に関する。   The present invention relates to a pattern inspection apparatus and method, and more specifically, inspects fine patterns such as semiconductor integrated circuits (LSIs), liquid crystal panels, and their photomasks (reticles) manufactured based on design data. The present invention relates to a pattern inspection apparatus and method.

半導体集積回路の製造工程におけるウェーハのパターン検査、あるいはそのパターン形成用のホトマスクのパターン検査には、ダイ・ツー・ダイ(die to die)比較方法を用いた光学式パターン検査装置が使われている。このダイ・ツー・ダイ比較方法は、検査対象のダイと呼ばれる半導体デバイスとその近接ダイの同じ位置から得られる画像どうしを比較することで欠陥を検出する方法である。   Optical pattern inspection equipment using a die-to-die comparison method is used for pattern inspection of wafers in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits or pattern inspection of photomasks for pattern formation. . This die-to-die comparison method is a method of detecting defects by comparing images obtained from the same position of a semiconductor device called a die to be inspected and the adjacent die.

一方、近接ダイの存在しないレチクルと呼ばれるホトマスクの検査には、ダイ・ツー・データベース(die to database)比較と呼ばれる方法が使用されている。この方法は、マスクデータを画像に変換して近接ダイの画像の代わりとし、前述同様の検査をする方法である。マスクデータとは設計データにホトマスク用の補正を施して得られるデータである。当該技術は、たとえば米国特許5563702号“Automated photomask inspection apparatus and method”に記載されている。   On the other hand, a method called die-to-database comparison is used for inspection of a photomask called a reticle having no adjacent die. This method is a method in which the mask data is converted into an image to replace the image of the proximity die and the same inspection as described above is performed. The mask data is data obtained by applying photomask correction to the design data. This technique is described, for example, in US Pat. No. 5,563,702 “Automated photomask inspection apparatus and method”.

しかし、ダイ・ツー・データベース比較方法をウェーハ検査に使用すると、実際にウェーハに形成されたパターンのコーナーラウンドなどが欠陥として検出される。その問題の回避策として、マスクデータから変換された画像にスムージングフィルタでコーナーラウンドをもたせる前処理が使用されている。しかしながら、この前処理によるコーナーラウンドは、ウェーハに形成された全てのパターンのコーナーラウンドに等しくない。そこで、この違いを無視するように許容パターン変形量を設定すると、コーナー以外に存在する微少欠陥を検出できないという問題が発生している。   However, when the die-to-database comparison method is used for wafer inspection, a corner round of a pattern actually formed on the wafer is detected as a defect. As a workaround for this problem, preprocessing is used in which an image converted from mask data is given a corner round with a smoothing filter. However, the corner round by this pretreatment is not equal to the corner round of all patterns formed on the wafer. Therefore, if the allowable pattern deformation amount is set so as to ignore this difference, there is a problem in that minute defects existing in areas other than corners cannot be detected.

ホトマスクはマスクデータに可能な限り一致する必要があるので、上記の問題はダイ・ツー・データベース比較ホトマスク検査では致命的ではない。よって、現在、ダイ・ツー・データベース比較ホトマスク検査が実用化されている。しかしながら、ウェーハに形成されたパターンは電気特性が保証される限りパターン変形が許されている。この許容パターン変形量はかなり大きい。また、実際に、ステッパーの露光条件の違いなどに起因して上記の許容パターン変形が発生している。これらが原因で、上記の問題はダイ・ツー・データベース比較ウェーハ検査では致命的である。よってダイ・ツー・データベース比較ウェーハ検査は実用化されていない。   Because the photomask needs to match the mask data as much as possible, the above problem is not fatal in die-to-database comparison photomask inspection. Therefore, die-to-database comparison photomask inspection is now in practical use. However, the pattern formed on the wafer is allowed to be deformed as long as electrical characteristics are guaranteed. This allowable pattern deformation amount is quite large. Actually, the allowable pattern deformation occurs due to a difference in the exposure conditions of the stepper. For these reasons, the above problem is fatal in die-to-database comparison wafer inspection. Therefore, die-to-database comparative wafer inspection has not been put into practical use.

半導体集積回路生産での問題に注目すると、ゴミなどに起因するランダム欠陥よりもシステマティック欠陥が重要視されている。システマティック欠陥(繰り返し発生する欠陥)とは、ホトマスク不良などを原因としてウェーハ上の全ダイにおいて繰り返し発生する欠陥と定義される。システマティック欠陥は検査対象のダイおよびその比較対象の近接ダイの両方に発生しているため、ダイ・ツー・データベース比較では検出できない。ゆえに、ダイ・ツー・データベース比較方式でのウェーハ検査が必要とされている。   Focusing on problems in semiconductor integrated circuit production, systematic defects are more important than random defects caused by dust. Systematic defects (defects that occur repeatedly) are defined as defects that occur repeatedly in all dies on the wafer due to a photomask defect or the like. Because systematic defects occur in both the inspected die and the adjacent die to be compared, they cannot be detected by die-to-database comparison. Therefore, there is a need for wafer inspection using a die-to-database comparison method.

そこで、計算コストなどで問題があり実用化には至っていないが、設計データとウェーハ画像を使う検査方法が提案されている。たとえば、NEC技報Vol.50 No.6/1997の「電子ビームテスタを用いたロジックLSIの自動故障箇所トレース法」がある。この文献では、配線エッジのX,Y軸へのプロジェクションを用いる方法、配線コーナーに着目した方法、遺伝的アルゴリズムを応用した方法が記述されている。また、この文献で採用した方法として、エッジを直線近似した後に閉領域を抽出し、この閉領域を使うマッチング方法が説明されている。しかし、これらいずれの方法も高速検査に使用可能な速度を実現できず、さらに、パターン変形量を検出しながらマッチングすることができない。   Therefore, although there is a problem in calculation cost and the like, it has not been put into practical use, but an inspection method using design data and a wafer image has been proposed. For example, NEC Technical Report Vol. 50 No. 6/1997 “Automatic failure point tracing method of logic LSI using electron beam tester”. This document describes a method that uses projection of wiring edges to the X and Y axes, a method that focuses on wiring corners, and a method that applies a genetic algorithm. As a method adopted in this document, a matching method is described in which a closed region is extracted after linearly approximating an edge and this closed region is used. However, none of these methods can realize a speed that can be used for high-speed inspection, and furthermore, matching cannot be performed while detecting the amount of pattern deformation.

また現在では、欠陥を含む画像を使用する自動欠陥種分類(Auto Defect Classification:ADC)が使われている。しかし、この方法では欠陥が回路のどの部分を破壊しているか認識できないので、致命的欠陥とそうでない欠陥の分類ができない。   At present, automatic defect classification (ADC) using an image including a defect is used. However, since this method cannot recognize which part of the circuit the defect is destroying, it cannot classify the fatal defect and the defect that is not.

さらに、ダイ・ツー・ダイ比較での検査で得られる欠陥の位置は、検査装置のステージ精度および光学系精度に起因する誤差をもっており、その誤差は配線線幅より10倍程度以上大きい。これらの誤差が原因で、欠陥位置を設計データに関連付けても、欠陥が設計データ上のどの位置に存在しているか分からない。   Furthermore, the position of the defect obtained by the die-to-die comparison inspection has an error due to the stage accuracy and optical system accuracy of the inspection apparatus, and the error is about 10 times or more larger than the wiring line width. Due to these errors, even if the defect position is associated with the design data, it is not known where the defect exists on the design data.

近年、半導体集積回路の線幅はリソグラフィー工程で使用する光源波長を大きく下回るようになってきている。このようなリソグラフィー工程には、OPC(Optical Proximity Correction、光近接効果補正)パターンを付加する方法が使用されている。この方法は、設計データにOPCパターンを付加して生成したマスクデータを使用してホトマスクを製造する方法であり、このホトマスクを使用して製造されるウェーハ上のパターンを設計データに可能なかぎり一致させることを目的にする。OPCパターンを付加することはホトマスク用の補正の最も重要なものの一つである。   In recent years, the line width of a semiconductor integrated circuit has become much smaller than the wavelength of a light source used in a lithography process. In such a lithography process, a method of adding an OPC (Optical Proximity Correction) pattern is used. This method is a method of manufacturing a photomask using mask data generated by adding an OPC pattern to design data. The pattern on a wafer manufactured using this photomask matches the design data as much as possible. The purpose is to let you. Adding an OPC pattern is one of the most important corrections for a photomask.

OPCパターンがウェーハ上に形成されたパターンの補正として有効に作用してないとシステマティック欠陥が発生するが、ダイ・ツー・ダイ比較ウェーハ検査ではこの欠陥は検出できない。この解決として、許容パターン変形量を考慮して、ウェーハに形成されたパターンと設計データとを比較検査する方法が必要とされている。   A systematic defect occurs if the OPC pattern does not act effectively as a correction for the pattern formed on the wafer, but this defect cannot be detected by die-to-die comparative wafer inspection. As a solution to this, a method for comparing and inspecting a pattern formed on a wafer and design data in consideration of an allowable pattern deformation amount is required.

また、システムオンチップ(system-on-a-chip:SoC)生産工程などの多品種少量生産工程では、短納期が求められている。この生産工程では、最終検査である電気的検査でシステマティック欠陥を発見しても、短納期に応えられない場合がある。この対策として、リソグラフィー工程ごとにウェーハ上に形成されたパターンと設計データとの差異を検査することが必要とされる。この検査方法では、電気特性に影響しないパターン変形を許容パターン変形量として設定しておき、許容パターン変形量以上の変形を検出する必要がある。   In addition, a short delivery time is required in a high-mix low-volume production process such as a system-on-a-chip (SoC) production process. In this production process, even if a systematic defect is found by an electrical inspection as a final inspection, it may not be possible to meet a short delivery time. As a countermeasure against this, it is necessary to inspect the difference between the pattern formed on the wafer and the design data for each lithography process. In this inspection method, it is necessary to set a pattern deformation that does not affect the electrical characteristics as an allowable pattern deformation amount and detect a deformation that exceeds the allowable pattern deformation amount.

また現在では、OPCパターンの評価として、リソグラフィ・シミュレータにより設計データとOPCパターンのチェックが行われている。リソグラフィ・シミュレータはデバイス全体の検証が可能であるが、必ずしも実際に発生する欠陥をシミュレーションできない。また、リソグラフィ・シミュレータではOPCパターン以外の問題に起因する欠陥が検出できない。このような欠陥としてホトマスクに存在するランダム欠陥、ステッパーの歪などがある。   At present, as an evaluation of the OPC pattern, design data and the OPC pattern are checked by a lithography simulator. Although the lithography simulator can verify the entire device, it cannot always simulate a defect that actually occurs. Further, the lithography simulator cannot detect defects caused by problems other than the OPC pattern. Such defects include random defects present in the photomask and stepper distortion.

さらに、このシミュレーションの正当性を検証するために、リソグラフィ・シミュレータが出力したシミュレーションパターンと実際にウェーハ上形成されたパターンの画像との比較検討手段が必要とされている。また、設計データに対するパターン変形量を厳密に設定することにより、回路設計上の技術を向上させることがますます重要になっている。   Furthermore, in order to verify the validity of the simulation, a means for comparing and examining the simulation pattern output from the lithography simulator and the pattern image actually formed on the wafer is required. In addition, it is becoming increasingly important to improve circuit design techniques by strictly setting pattern deformation amounts for design data.

現在、半導体集積回路の製造工程におけるウェーハの線幅管理用に、CD−SEM(Critical Dimension Scanning Electron Microscope)が用いられている。CD−SEMは、ラインプロファイルを使って指定された位置にある直線形状パターンの線幅を自動的に測長するものである。CD−SEMを使ってステッパーの露光条件を管理するために、1ロットごとに、数枚のウェーハ上の数ショット中の数ヶ所が測長される。   Currently, a CD-SEM (Critical Dimension Scanning Electron Microscope) is used for wafer line width management in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit. The CD-SEM automatically measures the line width of a linear pattern at a position specified using a line profile. In order to manage the exposure conditions of the stepper using the CD-SEM, the length is measured at several locations in several shots on several wafers for each lot.

回路パターンの管理としては線幅以外にも、配線終端の縮み、孤立パターンの位置なども重要であるが、CD−SEMの自動測長機能は1次元対応で線幅など長さしか測定できない。したがって、これら2次元形状は、CD−SEMや他の顕微鏡から得られた画像を使って操作者が手動で検査している。   In addition to the line width, shrinkage of the wiring end and the position of the isolated pattern are also important for the management of the circuit pattern. However, the CD-SEM automatic length measurement function can measure only the length such as the line width in one dimension. Therefore, these two-dimensional shapes are manually inspected by an operator using images obtained from a CD-SEM or other microscopes.

OPCパターンは、ゲート線幅の線幅を確保するのはもとより、コーナーや孤立パターンの形状形成にも重要な役目を担っている。またさらに、動作周波数の向上により現在では、ゲート線幅に加えて、エンドキャップやフィールドエクステンションと呼ばれるゲートパターンの終端や付け根の形状管理も重要になってきている。   The OPC pattern plays an important role not only to secure the gate line width but also to form corners and isolated patterns. Furthermore, with the improvement of the operating frequency, in addition to the gate line width, it is now important to manage the shape of the end of the gate pattern and the base called the end cap or field extension.

このような2次元パターンの検査は、製造工程での抜き取り検査でも、試作段階でも重要であり、特に試作段階では、ウェーハ上に形成された全パターンの検査が必要とされる。しかし、2次元形状の管理は人的作業によっているのが現状で、完全に実施されていない。この問題を解決するために、自動化されたダイ・ツー・データベース比較ウェーハ検査が求められている。   Such a two-dimensional pattern inspection is important both in the sampling inspection in the manufacturing process and in the trial production stage. In particular, in the trial production stage, the inspection of all patterns formed on the wafer is required. However, the management of the two-dimensional shape is currently performed by human work, and is not completely implemented. To solve this problem, automated die-to-database comparison wafer inspection is required.

これらの自動化の要請の具体的なものとして、以下の課題があげられる。
(1)各半導体デバイスに繰り返し発生する欠陥を求めるために、膨大な欠陥情報を比べて同一箇所に欠陥があるか調べるのは実用上困難がある。
The following issues are raised as specific requests for automation.
(1) In order to obtain a defect that repeatedly occurs in each semiconductor device, it is practically difficult to check whether there is a defect at the same location by comparing a large amount of defect information.

(2)半導体デバイスのプロセス管理を目的とした、直線形状パターンの線幅検査、平均線幅検査、スペース幅検査、平均スペース幅検査の自動化が必要とされる。また、複雑な計算を必要とするが、曲線形状パターンであるコーナー部分についても、線幅検査、平均線幅検査、スペース幅検査、平均スペース幅検査が必要とされる。 (2) Automation of line width inspection, average line width inspection, space width inspection, and average space width inspection of a linear pattern for the purpose of process management of semiconductor devices is required. Moreover, although complicated calculation is required, the line width inspection, the average line width inspection, the space width inspection, and the average space width inspection are also required for the corner portion that is a curved shape pattern.

特に全半導体デバイスのゲート線幅の自動検査は、性能向上に重要であるが、ゲート部分を特定するためにはポリシリコンレイアとアクティブレイア(ポリシリコンレイアの前工程)の重なった部分を抽出しなければならず非常に労力が必要とされる。   In particular, automatic inspection of the gate line width of all semiconductor devices is important for performance improvement, but in order to identify the gate part, the overlapping part of the polysilicon layer and the active layer (the previous process of the polysilicon layer) is extracted. It must be very labor intensive.

また、欠陥種として重要な切断もしくは短絡したという情報を得るために、作業者が画像を再検査する必要がある。さらに、薄いコントラストで観察される切断もしくは短絡した欠陥の認識力を強化する必要がある。
他の要求として、上記の検査の対象となる部位の近傍部分のみを走査するような方式を用いて画像取得時間を短縮することが必要とされる。
In addition, in order to obtain information that a cut or short circuit that is important as a defect type is obtained, an operator needs to reexamine the image. In addition, it is necessary to enhance the recognition of cut or short-circuited defects observed with a thin contrast.
As another requirement, it is necessary to shorten the image acquisition time by using a method in which only the vicinity of the region to be inspected is scanned.

(3)配線レイアの終端とコンタクトホール/ビアホールの接触面積を管理する検査方法が必要とされる。この検査方法では、終端とコンタクトホール/ビアホールに十分マージンがあるかどうか判断することにより終端の縮み管理としての許容パタ−ン変形量を自動的に決定する必要がある。また、評価値としての接触面積を使う検査方法も必要とされる。 (3) An inspection method for managing the contact area between the end of the wiring layer and the contact hole / via hole is required. In this inspection method, it is necessary to automatically determine the allowable pattern deformation amount as termination shrinkage management by determining whether there is a sufficient margin between the termination and the contact hole / via hole. In addition, an inspection method using the contact area as an evaluation value is also required.

(4)OPCパターンの一種としてそのパターンの近傍に存在するパターンを補正する目的で付加されているが、そのパターン自身はウェーハに形成されないものがある。このようなパターンが形成されて欠陥となることがある。この様な欠陥の検査方法が必要とされる。 (4) As a kind of OPC pattern, it is added for the purpose of correcting a pattern existing in the vicinity of the pattern, but there is a pattern that is not formed on the wafer. Such a pattern may be formed and cause a defect. Such a defect inspection method is required.

(5)膨大な検査結果を半導体デバイス全体のパターン変形量やステッパーの歪の評価などに適する情報に変換して表示する方法が必要である。 (5) There is a need for a method of displaying an enormous amount of inspection results after converting them into information suitable for the evaluation of the pattern deformation amount of the entire semiconductor device and the distortion of the stepper.

(6)ステージ移動による試料の回転などにより検査対象パターン画像が回転することがある。また、帯電現象などによりスキューを含む回転や倍率変化などの変形を受けることがある。これらの影響で上記の歪量以下の微細な欠陥を検出することができない。この歪は、時間的に不連続に発生し、予測が困難である。この現象の対策として、画像取得時点で毎回検査対象パターン画像の歪量を検出して補正する方法が必要である。 (6) The pattern image to be inspected may be rotated due to the rotation of the sample by moving the stage. In addition, deformation such as rotation including skew and change in magnification may occur due to a charging phenomenon. Due to these influences, it is not possible to detect fine defects below the above-mentioned strain amount. This distortion occurs discontinuously in time and is difficult to predict. As a countermeasure against this phenomenon, a method for detecting and correcting the distortion amount of the pattern image to be inspected every time an image is acquired is necessary.

(7)広い視野を持つ画像生成装置の画像歪を補正する方法が必要である。画像歪として非線形画像歪および画像位置に依存する線幅の変動がある。この方法は、自動的に高精度に短時間で実施できることが望まれる。 (7) There is a need for a method for correcting image distortion of an image generation apparatus having a wide field of view. Image distortion includes nonlinear image distortion and line width variation depending on the image position. It is desired that this method can be automatically performed in a short time with high accuracy.

(8)欠陥情報は非常に膨大であるので、パターン変形量を大域的パターン変形量と局所パターン変形量に分離することにより検出欠陥数を低減することと重要な欠陥を確実に検出する方法が求められる。 (8) Since the defect information is enormous, there is a method for reducing the number of detected defects by separating the pattern deformation amount into a global pattern deformation amount and a local pattern deformation amount and detecting important defects reliably. Desired.

(9)長時間検査ではビーム径が時間的に緩やかに変動することがある。ビーム径が太くなれば、太くなった量だけ線幅測定値が大きくなる。このようなビーム径の変動による線幅の測定値の変化を補正する必要がある。 (9) In the long-time inspection, the beam diameter may change gradually with time. As the beam diameter increases, the measured line width increases by the increased amount. It is necessary to correct the change in the measured value of the line width due to the variation in the beam diameter.

(10)欠陥が発生する傾向を容易に認識するために基準パターンの幾何学情報、設計データの情報、もしくは設計データに関連するデータの情報によって定められた欠陥種を用いて膨大な欠陥を種別する必要がある。 (10) Classification of enormous defects using defect types determined by geometric information of reference patterns, design data information, or data information related to design data in order to easily recognize the tendency of defects to occur There is a need to.

(11)一種類の欠陥種の欠陥が非常に多く、他の欠陥種の欠陥が少ない場合に、後者の画像が登録できないという問題がある。
(12)少なく検出された同じ欠陥種を持つ欠陥は、多く検出された同じ欠陥種を持つ欠陥に比べ十分に再検査対象にすることができないという問題がある。
(11) There is a problem that when the number of defects of one type of defect is very large and the number of defects of other defect types is small, the latter image cannot be registered.
(12) There is a problem that defects having the same defect type that are detected a little cannot be sufficiently reinspected compared to defects having the same defect type that is detected a lot.

(13)パターンが細く密な部分で検出された欠陥と疎な部分で検出された欠陥の分離をして欠陥が発生する傾向を容易に認識する必要がある。 (13) It is necessary to easily recognize the tendency of the defect to occur by separating the defect detected in the thin and dense part and the defect detected in the sparse part.

(14)2次荷電粒子発生率や捕獲率の変動などに起因する現象により、対向する線分のうち最も近い線分間の距離が指定値よりも小さい線分、もしくは指定値よりも大きい線分などは、信号強度補正を必要とする。この信号強度補正の方法が求められている。 (14) A line segment in which the distance between the closest line segments is smaller than a specified value or a line segment larger than a specified value due to a phenomenon caused by a change in the generation rate of secondary charged particles or a capture rate. Etc. require signal strength correction. There is a need for a method for correcting this signal intensity.

(15)画像調整に適した領域は作業者の目視で決められていたが、設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する設計データを成す線分同士の関係をもとに画像調整に適した領域を自動的に抽出する方法を使った自動化が求められている。また、画像の一部を画像調整に使用すると自動調整が高精度に実施されるが、従来は画像全体を使用する方法しかないという問題がある。 (15) The region suitable for image adjustment has been determined by the operator's visual observation, but the image is based on the geometric information of the line segments forming the design data or the relationship between the line segments forming the design data in contact with or close to each other. There is a need for automation using a method that automatically extracts a region suitable for adjustment. Further, when a part of an image is used for image adjustment, automatic adjustment is performed with high accuracy. However, there is a problem that there is only a method of using the entire image conventionally.

(16)設計データの多くは横線と縦線である。この性質を使って、設計データから得られたエッジの水平垂直方向への射影データと検査対象パターン画像から検出されたエッジの水平垂直方向への射影データを使ってマッチングを高速化する必要がある。 (16) Most of the design data is a horizontal line and a vertical line. Using this property, it is necessary to speed up matching using the projection data in the horizontal and vertical directions of the edges obtained from the design data and the projection data in the horizontal and vertical directions of the edges detected from the pattern image to be inspected. .

(17)単純なマッチングでは、周期的に同じパターンが並んだ部分とそうでない部分の境界を正確にマッチングすることが難しい。この問題を解決する必要がある。 (17) In simple matching, it is difficult to accurately match a boundary between a portion where the same pattern is periodically arranged and a portion where it is not. There is a need to solve this problem.

(18)ホールパターン、島パターンのマッチングは直線形状パターンより小さい多角形がより多いのでマッチングにより計算時間が必要とされる。この課題を解決するために高速計算方法が必要とされる。 (18) The matching of the hole pattern and the island pattern requires more calculation time due to the matching because there are more polygons smaller than the linear pattern. In order to solve this problem, a high-speed calculation method is required.

(19)ホールパターン、島パターンは、帯電現象などの影響で画像の明るさの分布が場所によって不均一になることがある。この変動に強いマッチング方法が必要とされる。 (19) In the hole pattern and the island pattern, the brightness distribution of the image may be uneven depending on the location due to the influence of the charging phenomenon or the like. A matching method that is resistant to this variation is required.

(20)検査単位領域が複数の副検査単位領域に分割されているときに、高速化を目的として最もマッチングに適した副検査単位領域を使ってマッチングする方法が必要とされる。 (20) When the inspection unit area is divided into a plurality of sub-inspection unit areas, a matching method using the sub-inspection unit area most suitable for matching is required for the purpose of speeding up.

(21)検査対象パターンの下層に前工程パターンが存在している場合は、下層に前工程パターンが存在している検査対象パターンの部分と下層に前工程パターンが存在していない検査対象パターンの部分では検査対象パターンの形成や観察される形状が異なる。この対策として、前工程の影響を受けた検査対象パターンと前工程の影響を受けない検査対象パターンとで異なる検査パラメータを使用する検査方法が必要とされる。 (21) When the previous process pattern exists in the lower layer of the inspection target pattern, the portion of the inspection target pattern in which the previous process pattern exists in the lower layer and the inspection target pattern in which the previous process pattern does not exist in the lower layer In the portion, the formation of the inspection target pattern and the observed shape are different. As a countermeasure, an inspection method that uses different inspection parameters for the inspection target pattern affected by the previous process and the inspection target pattern not affected by the previous process is required.

(22)検査結果に対応する、設計データ、補正パターンが追加された設計データ、設計データを使ったシミュレーションで得られた形状、または、設計データに関連する別の情報と対応づけし、対応づけられた情報と検査結果である欠陥形状もしくは欠陥画像とを並列表示もしくは上書き表示をすると欠陥が発生する傾向が理解しやすくなる。この要求にかなう表示方法が必要とされる。 (22) Corresponding to the design data corresponding to the inspection result, the design data to which the correction pattern is added, the shape obtained by the simulation using the design data, or another information related to the design data If the displayed information and the defect shape or defect image as the inspection result are displayed in parallel or overwritten, it becomes easier to understand the tendency of defects to occur. A display method that meets this requirement is needed.

(23)リソグラフィー工程において、シリコン基板上のレジスト膜に形成されたパターンが検査される。この場合、レジスト膜に形成されたパターンを電子線(荷電粒子線)を用いて検査を行うと、レジストは一般的に高分子化合物で構成されている絶縁物であるため、帯電現象によって検査対象パターン画像のパターン形状が変形する。これは部分的に帯電したレジスト膜の上面によって電子線が曲げられることで、電子線がレジストの正確な位置に照射されないからである。それゆえ、帯電現象の発生を防止して変形のないパターン画像を得ることが必要である。 (23) In the lithography process, the pattern formed on the resist film on the silicon substrate is inspected. In this case, when the pattern formed on the resist film is inspected using an electron beam (charged particle beam), the resist is generally an insulator made of a high molecular compound, so that the object to be inspected by the charging phenomenon. The pattern shape of the pattern image is deformed. This is because the electron beam is bent by the upper surface of the partially charged resist film, so that the electron beam is not irradiated to an accurate position of the resist. Therefore, it is necessary to prevent the occurrence of charging phenomenon and obtain a pattern image without deformation.

(24)走査型電子顕微鏡を用い、電子線(荷電粒子線)のすべての走査方向を一定にして自動計測をする方法が実施されている。しかしながら、この方法では、線分の方向によって計測誤差が発生していた。そのために基準データをもとにして各種の計測条件を自動設定することができる方法が必要とされる。 (24) A method of performing automatic measurement using a scanning electron microscope while keeping all scanning directions of an electron beam (charged particle beam) constant. However, in this method, a measurement error occurs depending on the direction of the line segment. Therefore, a method capable of automatically setting various measurement conditions based on the reference data is required.

本発明は、これらの課題に対して、検査対象パターンを製造するために使用するデータの情報を使ったパターン検査装置および方法を提供することを目的とする。   In view of these problems, an object of the present invention is to provide a pattern inspection apparatus and method using information of data used for manufacturing a pattern to be inspected.

上記目的を達成するために、本発明のパターン検査装置の第1の態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記データから領域検査に使用する基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前記検査対象パターン画像のエッジと前記領域検査に使用する基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the pattern inspection apparatus of the present invention is a pattern inspection apparatus that inspects using an inspection target pattern image and data used for manufacturing the inspection target pattern, Generating means for generating a reference pattern expressed by a line segment or a curve from the data; generating means for generating a reference pattern used for region inspection from the data; generating means for generating the inspection target pattern image; Means for detecting an edge of the inspection target pattern image, and inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing the edge of the inspection target pattern image with a reference pattern expressed by the line segment or curve. The inspection unit compares the edge of the pattern image to be inspected with a reference pattern used for the region inspection. By, it is characterized in that to inspect the inspection object pattern.

本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを、前記データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する前記データを成す線分同士の関係を使用して抽出することを特徴とする。
本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを用いる検査として、直線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、曲線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、もしくは切断・短絡検査のうち少なくとも一つであることを特徴とする。
本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを前記データから抽出する手段が、検査対象に関するレイアの前記データの多角形とこれに関連するレイアの前記データの多角形との論理演算の結果を使用することを特徴とする。
本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンのエッジとは異なった方向に前記エッジを検出することにより切断もしくは短絡した欠陥であるか検査することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the above-described pattern inspection apparatus, wherein the reference pattern used for the region inspection uses the geometric information of the line segment forming the data or the relationship between the line segments forming the data in contact with or close to each other. And extracting.
One aspect of the present invention is the above-described pattern inspection apparatus, wherein the inspection using the reference pattern used for the region inspection includes line width inspection of a linear shape pattern, space width inspection, average line width inspection, average space width inspection, curve shape It is at least one of pattern line width inspection, space width inspection, average line width inspection, average space width inspection, or cutting / short circuit inspection.
According to an aspect of the present invention, in the pattern inspection apparatus, the means for extracting a reference pattern used for the region inspection from the data includes the polygon of the data of the layer related to the inspection target and the data of the layer related thereto. It is characterized by using the result of a logical operation with a polygon.
One aspect of the present invention is characterized in that, in the pattern inspection apparatus, a defect that is cut or short-circuited is detected by detecting the edge in a direction different from an edge of a reference pattern used for the region inspection. To do.

本発明のパターン検査装置の第2の態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段と、前記検査手段によって、同一の前記データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに対して、前記データ上の座標で表現された同じ検査領域から得られた欠陥位置と欠陥サイズを得て、前記得られた欠陥位置と欠陥サイズを持つ領域が重なっている場合には繰り返し発生する欠陥と認識する欠陥認識手段とを備えることを特徴とするものである。   A second aspect of the pattern inspection apparatus of the present invention is a pattern inspection apparatus that inspects using a pattern image to be inspected and data used to manufacture the pattern to be inspected. Generating means for generating the expressed reference pattern; generating means for generating the inspection target pattern image; means for detecting an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve The inspection unit for inspecting the pattern to be inspected by comparing the reference pattern expressed by the above, and a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same data by the inspection unit. The defect position and defect size obtained from the same inspection area expressed by the coordinates of When the region having a size overlap is characterized in further comprising a recognizing defect recognizing means and defects recurring.

本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記複数の半導体デバイスから得られた前記欠陥位置と欠陥サイズのうち、少なくとも一つの第1の前記半導体デバイスについては、第1の半導体デバイスに設定された前記検査領域から前記欠陥位置と欠陥サイズを得て、それ以外の第2の前記半導体デバイスについては、前記第1の半導体デバイス得られた欠陥位置と欠陥サイズを持つ領域が重なっているか調べるのに必要な領域のみを検査することを特徴とする。   According to one aspect of the present invention, in the pattern inspection apparatus, at least one of the defect positions and defect sizes obtained from the plurality of semiconductor devices is set as a first semiconductor device. The defect position and the defect size are obtained from the inspected area, and for the other second semiconductor device, it is examined whether the defect position obtained by the first semiconductor device and the area having the defect size overlap. Only the area necessary for the inspection is inspected.

本発明のパターン検査装置の第3の態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前記基準パターンの幾何学情報から得られる項目、前記データの情報から得られる項目、もしくは前記データに関連するデータの情報から得られる項目ごとに、欠陥種を設定することを特徴とするものである。   A third aspect of the pattern inspection apparatus of the present invention is a pattern inspection apparatus that inspects using an inspection target pattern image and data used for manufacturing the inspection target pattern, and includes a line segment or a curve from the data. Generating means for generating the expressed reference pattern; generating means for generating the inspection target pattern image; means for detecting an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve And an inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing with the reference pattern expressed by the above, the inspection means being obtained from the information obtained from the geometric information of the reference pattern and the data information A defect type is set for each item obtained from the item or data information related to the data. It is intended.

本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記欠陥の近傍の前記基準パターンを切り出して得られた特徴を使って欠陥分類することを特徴とする。
本発明の一態様は、上記パターン検査装置において、前記データの情報を使って、補正パターンが追加された前記データ、前記データを使ったシミュレーションで得られた形状データ、または、前記データに関連する別のデータのいずれかと、前記欠陥とを、対応づけることを特徴とする。
One aspect of the present invention is characterized in that, in the pattern inspection apparatus, the defect classification is performed using a feature obtained by cutting out the reference pattern in the vicinity of the defect.
One aspect of the present invention is the pattern inspection apparatus, wherein the data information is used to add the correction pattern, the shape data obtained by the simulation using the data, or the data. Any one of the different data is associated with the defect.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、同一の前記設計データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに対して同じ検査領域から得られた欠陥情報を得て、前記得られた欠陥情報から繰り返し発生する欠陥を認識してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspecting means for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and defect information obtained from the same inspection area for a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same design data It is also possible to recognize a defect that repeatedly occurs from the obtained defect information.

前記複数の半導体デバイスから得られた前記欠陥情報のうち、少なくとも一つの前記半導体デバイスについては前記検査領域の全体から前記欠陥情報を得て、それ以外の前記半導体デバイスについては前記全体から得られた欠陥情報の近傍のみを検査して前記欠陥情報を得てもよい。   Among the defect information obtained from the plurality of semiconductor devices, the defect information is obtained from the entire inspection region for at least one of the semiconductor devices, and the other semiconductor devices are obtained from the whole. The defect information may be obtained by inspecting only the vicinity of the defect information.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、複数の前記エッジを用いる検査に適した前記基準パターンを、前記設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する前記設計データを成す線分同士の関係を使用して抽出してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection means for inspecting the pattern to be inspected by comparing with a reference pattern, and the reference pattern suitable for inspection using a plurality of the edges is contacted with geometric information of line segments constituting the design data or Alternatively, it may be extracted using the relationship between the line segments forming the design data adjacent to each other.

前記複数の前記エッジを用いる検査として、直線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、曲線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査平均線幅検査、平均スペース幅検査、もしくは切断・短絡検査のうち少なくとも一つであってもよい。
また、前記基準パターンを前記設計データから抽出する手段が、検査対象に関するレイアの前記設計データの多角形とこれに関連するレイアの前記設計データの多角形との論理演算の結果を使用してもよい。
As the inspection using the plurality of edges, line width inspection of a linear shape pattern, space width inspection, average line width inspection, average space width inspection, curve shape pattern line width inspection, space width inspection average line width inspection, average space It may be at least one of width inspection or cutting / short circuit inspection.
The means for extracting the reference pattern from the design data may use a result of a logical operation between the polygon of the design data of the layer related to the inspection object and the polygon of the design data of the layer related thereto. Good.

また、前記エッジとは異なった方向に前記エッジを検出することにより切断もしくは短絡した欠陥であるか検査してもよい。
また、前記検査対象パターン画像を得る走査型顕微鏡を具備し、前記走査型顕微鏡は前記複数の前記エッジを用いる検査に適した前記基準パターンに対応する部分およびその近傍のみを走査してもよい。
Moreover, you may test | inspect whether it is the defect cut | disconnected or short-circuited by detecting the said edge in the direction different from the said edge.
Further, a scanning microscope for obtaining the inspection target pattern image may be provided, and the scanning microscope may scan only a portion corresponding to the reference pattern suitable for inspection using the plurality of edges and the vicinity thereof.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、検査パラメータもしくは検査評価値が検査対象に関するレイアの前記設計データの多角形とこれに関連するレイアの前記設計データの多角形との論理演算の結果を使用して得られてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection parameter or inspection evaluation value is the polygon of the design data of the layer related to the inspection target and the design data of the layer related thereto May be obtained using the result of a logical operation with the polygon.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記設計データに付加された補正パターンから生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査対象パターンが形成された試料に形成されてはならない前記補正パターンを検査する場合に、前記補正パターンから生成された前記基準パターンと前記検査対象パターン画像のエッジを対応づけてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data Generating means for generating a pattern; generating means for generating from a correction pattern added to the design data; generating means for generating the inspection target pattern image; means for detecting an edge of the inspection target pattern image; An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing an edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve, and is formed on the sample on which the inspection target pattern is formed. When inspecting the correction pattern that should not be performed, the reference pattern generated from the correction pattern It may be associated with an edge of said object pattern image and.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、分割された検査領域ごとに統計量を求めて、前記統計量を分布図として表示してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern may be provided, a statistic may be obtained for each of the divided inspection areas, and the statistic may be displayed as a distribution diagram.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査対象パターン画像の取得直後における前記検査対象パターン画像の歪量の検出により、前記基準パターンおよび前記検査対象パターン画像の少なくとも一つが補正されていてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and detecting the distortion amount of the inspection target pattern image immediately after obtaining the inspection target pattern image, thereby detecting the reference pattern and the inspection target At least one of the pattern images may be corrected.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段は、画像歪量を予め求めておき、前記画像歪量を用いて、前記検査対象パターン画像を補正してもよい。
前記画像歪量として、非線形画像歪量または画像位置に依存する線幅の変動量であってもよい。
A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the generation unit that generates the inspection target pattern image obtains an image distortion amount in advance, and uses the image distortion amount The inspection target pattern image may be corrected.
The image distortion amount may be a nonlinear image distortion amount or a line width variation amount depending on the image position.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、パターン変形量を大域的パターン変形量と局所パターン変形量に分離してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit for inspecting the inspection target pattern may be provided by comparing with a reference pattern, and the pattern deformation amount may be separated into a global pattern deformation amount and a local pattern deformation amount.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段は、複数回検査されるべき分割された検査領域を決定し、前記複数回検査されるべき分割された検査領域を検査して検査結果を得た後に、検査中の適切な時点で前記複数回検査されるべき分割された検査領域から再度前記検査結果を得て、前記予め得た検査結果と前記再度得られた検査結果を使って前記検査対象パターン画像の時間的変動を補正してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the generation unit that generates the inspection target pattern image determines a divided inspection region to be inspected a plurality of times, and After inspecting the divided inspection areas to be inspected multiple times and obtaining the inspection results, the multiple inspections are performed at an appropriate time during the inspection. To obtain the test results again divided examination region to be the may be corrected temporal variation of the inspected pattern image using the pre-test results and test the obtained results again obtained.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、欠陥種を前記基準パターンの幾何学情報、前記設計データの情報、もしくは前記設計データに関連するデータの情報を使って決定してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection means for inspecting the pattern to be inspected by comparing with a reference pattern, and the defect type includes geometric information of the reference pattern, information on the design data, or information on data related to the design data. You may decide to use.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、欠陥画像の最大登録数を欠陥種ごとに持ち、新たな前記欠陥画像が検出された場合、新たな前記欠陥画像が属する前記欠陥種の最大登録数を超えるまで新たな前記欠陥画像を登録し、前記最大登録数を超えた場合に新たな前記欠陥画像を登録するか否か判断してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, has a maximum number of registered defect images for each defect type, and when a new defect image is detected, the new defect New defect images are registered until the maximum registration number of the defect type to which the image belongs is exceeded, and a new one is registered when the maximum registration number is exceeded. Serial defect image may be judged whether or not to register the.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、再検査対象とする欠陥の最大登録数を欠陥種ごとに持ち、この最大登録数を用いて前記再検査対象とする前記欠陥を選択してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection means for inspecting the pattern to be inspected by comparing with a reference pattern, and having a maximum number of registered defects to be reinspected for each defect type, and using the maximum number of registrations, the reinspection object The defect may be selected.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、検出された欠陥を、前記欠陥の近傍の前記基準パターンの特徴に基づいてグループ分けを実施してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern may be provided, and the detected defects may be grouped based on the characteristics of the reference pattern in the vicinity of the defects.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記基準パターンから、信号強度補正を必要とする線分を抽出して、前記信号強度補正の量に応じて前記線分の位置を補正すること、もしくは、許容パターン変形量を設定してもよい。
前記信号強度補正を必要とする前記線分として、対向する線分のうち最も近い線分間の距離が指定値よりも小さい線分もしくは指定値よりも大きい線分であってもよい。
A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, extracts a line segment that requires signal intensity correction from the reference pattern, and according to the amount of the signal intensity correction The position of the line segment may be corrected, or an allowable pattern deformation amount may be set.
The line segment that requires signal intensity correction may be a line segment in which the distance between the closest line segments among the opposing line segments is smaller than a specified value or larger than a specified value.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する前記設計データを成す線分同士の関係を使用して前記検査対象パターン画像調整に適した領域を抽出してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspecting means for inspecting the pattern to be inspected by comparing with a reference pattern, and using the geometric information of the line segment forming the design data or the relationship between the line segments forming the design data in contact with or close to the design data Then, an area suitable for the inspection target pattern image adjustment may be extracted.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記基準パターンのエッジの射影データと前記検査対象パターン画像のエッジの射影データを使ってマッチングをしてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and matching may be performed using the projection data of the edge of the reference pattern and the projection data of the edge of the inspection target pattern image .

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、周期性のある前記基準パターンの境界に存在する前記基準パターンをユニークパターンとして認識して、前記ユニークパターンを一周期ずらし、前記一周期ずらしたユニークパターンの近傍に前記基準パターンが存在しない場合に前記一周期ずらしたユニークパターンをネガティブパターンとして認識して、前記ユニークパターンと前記ネガティブパターンを用いてマッチングをしてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection unit recognizes the reference pattern existing at the boundary of the reference pattern having periodicity as a unique pattern, The unique pattern is shifted by one cycle, and the reference pattern is placed near the unique pattern shifted by one cycle. The unique pattern of the shifted one cycle when the over down no confirmed negative pattern may be matched by using the negative pattern and the unique pattern.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前記基準パターンから得られた幾何学情報と前記検査対象パターン画像のエッジから得られた幾何学情報を使用してマッチングを行ってもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection means includes geometric information obtained from the reference pattern and a geometry obtained from an edge of the inspection target pattern image. Matching may be performed using academic information.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前記基準パターンの内部に相当する画像の統計量と外部に相当する画像の統計量とを比較することにより、前記検査対象パターン画像と前記基準パターンとのマッチングを行ってもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection unit calculates an image statistic corresponding to the inside of the reference pattern and an image statistic corresponding to the outside. By comparing, the pattern image to be inspected and the reference pattern may be matched.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前記検査対象パターン画像を分割し、前記分割された画像に対応する前記基準パターンを得て、前記基準パターンの中で最もマッチングに適したものを選択し、前記選択された基準パターンとこれに対応する前記分割された画像を使用してマッチングを実施してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve Inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection means divides the inspection target pattern image to obtain the reference pattern corresponding to the divided image Select the reference pattern that is most suitable for matching and correspond to the selected reference pattern. May be carried matching using said segmented image that.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査手段は、前工程の影響を受けた前記検査対象パターンの部分と前工程の影響を受けない前記検査対象パターンの部分とで異なる検査パラメータを使用してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and the inspection unit is not affected by the part of the inspection target pattern affected by the previous process and the previous process. Different inspection parameters may be used for the target pattern portion.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査装置であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、前記検査結果として、前記基準パターンのエッジに対応する前記設計データの情報を持ち、前記設計データの情報から前記検査結果に対応する、補正パターンが追加された前記設計データ、前記設計データを使ったシミュレーションで得られた形状、または、前記設計データに関連する別のデータのいずれかと対応づけてもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and design data used for manufacturing the inspection target pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data A generating unit that generates a pattern; a generating unit that generates the inspection target pattern image; a unit that detects an edge of the inspection target pattern image; and an edge of the inspection target pattern image and the line segment or curve An inspection unit that inspects the inspection target pattern by comparing with a reference pattern, and has, as the inspection result, information on the design data corresponding to an edge of the reference pattern, and the information on the design data Corresponding to the inspection result, the design data to which the correction pattern is added, and the simulation using the design data Shape obtained in Shon, or may be associated with any of the other data relating to the design data.

本発明の好ましい態様は、帯電しやすい試料上に形成された検査対象パターンの画像と前記帯電しやすい試料上に形成された検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターン上にカーボンをコーティングし、前記コーティングされた帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンに荷電粒子線を走査して前記コーティングされた帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像を得て、前記コーティングされた帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像のエッジを検出し、前記コーティングされた帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記コーティングされた帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンを検査してもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern to be inspected by using an image of an inspection target pattern formed on a sample that is easily charged and design data used for manufacturing the inspection target pattern formed on the sample that is easily charged. An inspection method, wherein a reference pattern expressed by a line segment or a curve is generated from the design data, carbon is coated on the inspection object pattern formed on the easily charged sample, and the coated charging An image of the inspection object pattern formed on the coated easily charged sample is obtained by scanning a charged particle beam on the inspection object pattern formed on the easy to carry sample, and the coated easily charged object Edges of the image of the pattern to be inspected formed on the sample are detected, and the coated and easily charged The inspection object pattern formed on the coated easily charged sample by comparing the edge of the image of the inspection object pattern formed on the material with the reference pattern expressed by the line segment or curve May be inspected.

本発明の好ましい態様は、帯電しやすい試料上に形成された検査対象パターンの画像と前記帯電しやすい試料上に形成された検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンに荷電粒子線を一度に取得すべき領域より広範囲に走査して前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像を得て、前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像のエッジを検出し、前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンの画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記帯電しやすい試料上に形成された前記検査対象パターンを検査し、前記検査を同一の前記設計データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに実施して複数の検査結果を得て、前記複数の検査結果を融合させて検査結果を得てもよい。   A preferred embodiment of the present invention is a pattern to be inspected by using an image of an inspection target pattern formed on a sample that is easily charged and design data used for manufacturing the inspection target pattern formed on the sample that is easily charged. An inspection method, wherein a reference pattern expressed by a line segment or a curve is generated from the design data, and a charged particle beam is acquired at a time from the pattern to be inspected formed on the easily charged sample. Scanning over a wide area to obtain an image of the inspection object pattern formed on the easily charged sample, detecting an edge of the image of the inspection object pattern formed on the easily charged sample, and charging the By comparing the edge of the image of the pattern to be inspected formed on the easy sample with the reference pattern expressed by the line segment or curve, Inspecting the pattern to be inspected formed on a sample that is easily charged, performing the inspection on a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same design data, obtaining a plurality of inspection results, The test results may be obtained by fusing the test results.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記検査対象パターン画像を生成し、前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、同一の前記設計データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに対して同じ検査領域から得られた欠陥情報を得て、前記得られた欠陥情報から繰り返し発生する欠陥を認識してもよい。   A preferred aspect of the present invention is a pattern inspection method for inspecting using an inspection object pattern image and design data used for manufacturing the inspection object pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data By generating a pattern, generating the inspection target pattern image, detecting an edge of the inspection target pattern image, and comparing the edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve Inspecting the pattern to be inspected, obtaining defect information obtained from the same inspection region for a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same design data, and repeatedly generating from the obtained defect information Defects may be recognized.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記検査対象パターン画像を生成し、前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、複数の前記エッジを用いる検査に適した前記基準パターンを、前記設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する前記設計データを成す線分同士の関係を使用して抽出してもよい。   A preferred aspect of the present invention is a pattern inspection method for inspecting using an inspection object pattern image and design data used for manufacturing the inspection object pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data By generating a pattern, generating the inspection target pattern image, detecting an edge of the inspection target pattern image, and comparing the edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve Inspecting the inspection object pattern, the reference pattern suitable for inspection using a plurality of the edges, the geometric information of the line segment forming the design data, or the relationship between the line segments forming the design data in contact with or close to each other May be used to extract.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記検査対象パターン画像を生成し、前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、欠陥種を前記基準パターンの幾何学情報、前記設計データの情報、もしくは前記設計データに関連するデータの情報を使って決定してもよい。   A preferred aspect of the present invention is a pattern inspection method for inspecting using an inspection object pattern image and design data used for manufacturing the inspection object pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data By generating a pattern, generating the inspection target pattern image, detecting an edge of the inspection target pattern image, and comparing the edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve The inspection target pattern may be inspected, and the defect type may be determined using geometric information of the reference pattern, information on the design data, or information on data related to the design data.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記検査対象パターン画像を生成し、前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、検出された欠陥を、前記欠陥の近傍の前記基準パターンの特徴に基づいてグループ分けを実施してもよい。   A preferred aspect of the present invention is a pattern inspection method for inspecting using an inspection object pattern image and design data used for manufacturing the inspection object pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data By generating a pattern, generating the inspection target pattern image, detecting an edge of the inspection target pattern image, and comparing the edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve The inspection target pattern may be inspected, and the detected defects may be grouped based on the characteristics of the reference pattern in the vicinity of the defects.

本発明の好ましい態様は、検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用する設計データを用いて検査するパターン検査方法であって、前記設計データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、前記検査対象パターン画像を生成し、前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、前記検査結果として、前記基準パターンのエッジに対応する前記設計データの情報を持ち、前記設計データの情報から前記検査結果に対応する、補正パターンが追加された前記設計データ、前記設計データを使ったシミュレーションで得られた形状、または、前記設計データに関連する別のデータのいずれかと対応づけてもよい。   A preferred aspect of the present invention is a pattern inspection method for inspecting using an inspection object pattern image and design data used for manufacturing the inspection object pattern, and a reference expressed by a line segment or a curve from the design data By generating a pattern, generating the inspection target pattern image, detecting an edge of the inspection target pattern image, and comparing the edge of the inspection target pattern image with the reference pattern expressed by the line segment or curve The inspection target pattern is inspected, and the inspection result has the design data information corresponding to the edge of the reference pattern, and the correction pattern corresponding to the inspection result is added from the design data information. Design data, shapes obtained by simulation using the design data, or the design data With any of the other data to be communicated may be associated.

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)複数の半導体デバイスから得られた欠陥情報を使って自動的に繰り返し発生する欠陥を認識することができる。この結果、オペレータの大量の単純労働を不要にし、オペレータのミスによる欠陥認識低下を防ぐことが可能になる。また、後述するカーボンコートなどにより試料が汚染された場合に、汚染物が異なるダイの同一箇所に存在することがほとんど無いので、汚染物を繰り返し発生する欠陥として認識することがない。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) It is possible to recognize automatically and repeatedly generated defects using defect information obtained from a plurality of semiconductor devices. As a result, a large amount of simple labor by the operator is unnecessary, and it becomes possible to prevent a reduction in defect recognition due to operator error. In addition, when a sample is contaminated by a carbon coat or the like to be described later, the contaminant is hardly present at the same location of different dies, so that the contaminant is not recognized as a defect that repeatedly occurs.

(2)領域検査が実現できる。領域検査方法とは対向するエッジを使用する検査方法を意味している。具体的には直線形状パターンの線幅検査、平均線幅検査、スペース幅検査、平均スペース幅検査が自動的に実施できる。さらに、曲線形状パターンであるコーナー部分の線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、ゲート線幅検査も自動的に実施できる。 (2) Area inspection can be realized. The area inspection method means an inspection method using opposite edges. Specifically, line width inspection, average line width inspection, space width inspection, and average space width inspection of a linear pattern can be automatically performed. Further, the line width inspection, space width inspection, average line width inspection, average space width inspection, and gate line width inspection of the corner portion which is a curved shape pattern can be automatically performed.

これらにより上記のプロセス管理を目的とした検査が省力化されるのみならず、オペレータの検査では不可能な広い範囲の検査が可能になる。特に全半導体デバイスのゲート線幅の自動的検査は、半導体デバイスの性能向上に大きく貢献することができる。これらの領域検査は複数の欠陥情報の平均値を使用しているので、欠陥検出能力、および欠陥認識精度が単一のエッジを使用する検査方法に比べて非常に向上する。   These not only save labor for inspections for the purpose of the above process management, but also enable a wide range of inspections impossible with operator inspections. In particular, the automatic inspection of the gate line width of all semiconductor devices can greatly contribute to improving the performance of semiconductor devices. Since these area inspections use an average value of a plurality of defect information, the defect detection capability and the defect recognition accuracy are greatly improved as compared with the inspection method using a single edge.

また、切断もしくは短絡しやすい部分の検査方法が実現できる。この方法によれば、薄いコントラストで観察される切断もしくは短絡した欠陥を認識できる。また、切断もしくは短絡したという情報を持つ欠陥種を設定できる。   Further, it is possible to realize an inspection method for a portion that is easily cut or short-circuited. According to this method, a cut or short-circuited defect observed with a thin contrast can be recognized. In addition, it is possible to set a defect type having information that it has been cut or short-circuited.

他の効果として、領域検査の対象になる領域の近傍部分のみを走査するような方式を用いれば画像取得時間を短縮することができる。また、走査の方向とエッジの方向が直交するようにできるので、エッジ検出精度を向上できる。   As another effect, the image acquisition time can be shortened by using a method in which only the vicinity of the region to be subjected to region inspection is scanned. In addition, since the scanning direction and the edge direction can be orthogonal to each other, the edge detection accuracy can be improved.

(3)ポリシリコンレイアとアクティブレイア(ポリシリコンレイアの前工程)との論理積演算を使用してゲート線幅検査とエンドキャップ検査に適した基準パターンが得られる。この方法により、ゲート部分を自動的に抽出できる。また、ゲートのエンドキャップに単純な終端とは異なる許容パターン変形量を自動的に設定することができるので、ゲートのエンドキャップを厳密に検査することが可能になる。
さらに、配線レイアの設計データの多角形とコンタクトホール/ビアホールの設計データの多角形との論理積演算の結果を使用してマージンを求め、得たマージンに適応してコンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端の許容パターン変形量を設定することができる。また、これらの多角形の論理積演算を使って、評価値としての接触面積も求めることができる。
(3) A reference pattern suitable for gate line width inspection and end cap inspection can be obtained by using a logical product operation of the polysilicon layer and the active layer (pre-process of the polysilicon layer). By this method, the gate portion can be automatically extracted. In addition, since an allowable pattern deformation amount different from a simple end can be automatically set in the end cap of the gate, it becomes possible to strictly inspect the end cap of the gate.
Furthermore, a margin is obtained by using a logical product operation result of the polygon of the wiring layer design data and the polygon of the contact hole / via hole design data, and the connection to the contact hole / via hole is adapted to the obtained margin. It is possible to set the allowable pattern deformation amount at the end used in the above. Moreover, the contact area as an evaluation value can also be obtained by using the AND operation of these polygons.

(4)OPCパターンの一種としてそのパターンの近傍に存在するパターンを補正する目的で付加されているが、そのパターン自身はウェーハに形成されないものがある。しかし、このようなパターンが形成されて欠陥となることがある。このようなウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法がエッジ検出を応用することにより実現可能になる。
(5)分割された検査領域ごとに検査結果から統計量を求めて、この統計量を分布図として表示することにより半導体デバイス全体のパターン変形量が視覚的に把握できる。これによりステッパーの歪が認識できる。
(4) As a kind of OPC pattern, it is added for the purpose of correcting a pattern existing in the vicinity of the pattern, but there is a pattern that is not formed on the wafer. However, such a pattern may be formed and become a defect. Such a correction pattern inspection method that should not be formed on the wafer can be realized by applying edge detection.
(5) By obtaining a statistic from the inspection result for each divided inspection region and displaying the statistic as a distribution diagram, the pattern deformation amount of the entire semiconductor device can be visually grasped. Thereby, the distortion of the stepper can be recognized.

(6)検査対象パターン画像の歪量の線形量を検出して補正することができる。この結果、欠陥として認識する必要のない歪量を無視することができて擬似欠陥の発生を防止できる。
(7)広い視野を持つ画像生成装置の画像歪補正が自動的に高精度に短時間で実施できる。また、画像位置に依存する線幅の変動を補正することができる。よって、この補正が可能な部分まで視野を拡張することが可能になる。
(6) It is possible to detect and correct a linear amount of distortion of the inspection target pattern image. As a result, the amount of distortion that does not need to be recognized as a defect can be ignored, and the occurrence of a pseudo defect can be prevented.
(7) Image distortion correction of an image generating apparatus having a wide field of view can be automatically performed in a short time with high accuracy. In addition, it is possible to correct line width variation depending on the image position. Therefore, it is possible to extend the field of view to a portion where this correction is possible.

(8)パターン変形量を大域的パターン変形量と局所パターン変形量に分離することにより、取得欠陥数を低減することができる。この結果、重要な欠陥を十分に検出して、擬似欠陥の検出を低減することが可能になる。 (8) The number of acquired defects can be reduced by separating the pattern deformation amount into a global pattern deformation amount and a local pattern deformation amount. As a result, it becomes possible to sufficiently detect important defects and reduce detection of pseudo defects.

(9)ArFレジストで作成されたパターンを走査型電子顕微鏡で何度も検査するとパターンが段々と縮んでいく。しかし本実施例によれば同じ場所を2回だけ検査するのでこのパターンの縮みは無視できる。従って、前記のパターンを検査する場合であっても、ビーム径の緩やかな変動による線幅の測定値の変動を補正することが可能になる。
(10)基準パターンの幾何学情報、設計データの情報、もしくは設計データに関連するデータの情報を使った欠陥種を使って欠陥を区分することにより、欠陥が発生する傾向が容易になる。また、欠陥の発生原因の特定が容易に把握でできる。
(9) When a pattern made of ArF resist is inspected many times by a scanning electron microscope, the pattern gradually shrinks. However, according to this embodiment, since the same place is inspected only twice, this pattern shrinkage can be ignored. Therefore, even when the pattern is inspected, it is possible to correct the variation in the measured value of the line width due to the gradual variation in the beam diameter.
(10) By classifying the defect using the defect type using the geometric information of the reference pattern, the information of the design data, or the information of the data related to the design data, the tendency to generate the defect becomes easy. Also, the cause of the defect can be easily identified.

(11)一種類の欠陥種の欠陥が非常に多く、他の欠陥種の欠陥が少ない場合でも、より多くの種類の画像が登録できるようになる。
(12)少なく検出された同じ欠陥種を持つ欠陥も、多く検出された同じ欠陥種を持つ欠陥も、十分に再検査対象にすることができる。
(11) Even when there are a large number of defects of one type of defect and few defects of other types of defects, more types of images can be registered.
(12) A defect having the same defect type detected in a small number and a defect having the same defect type detected in a large number can be sufficiently reinspected.

(13)欠陥の近傍の基準パターンの特徴に基づいてグループ分けが実現できる。この結果、「細い縦線で込み入ったパターンに欠陥が多く発生している」などの欠陥が発生する傾向が容易に把握できる。また、同じような形状の基準パターンごとに欠陥を分類できる。さらに、欠陥の発生原因の特定が容易になる。 (13) Grouping can be realized based on the characteristics of the reference pattern near the defect. As a result, it is possible to easily grasp the tendency of defects such as “there are many defects in a pattern that is complicated by thin vertical lines”. Further, defects can be classified for each reference pattern having the same shape. Furthermore, it becomes easy to identify the cause of the defect.

(14)2次荷電粒子発生率や捕獲率の変動などの現象により、対向する線分のうち最も近い線分間の距離が指定値よりも小さい線分、もしくは指定値よりも大きい線分などは、信号強度補正を必要とする。この信号強度補正のために、基準パターンの線分の位置を補正すること、もしくは、許容パターン変形量を設定することにより、これらの現象の効果を低減することができる。 (14) Due to a phenomenon such as the occurrence rate of secondary charged particles and the capture rate, the distance between the closest line segments among the opposing line segments is smaller than the specified value or larger than the specified value. Need signal strength correction. For this signal intensity correction, the effect of these phenomena can be reduced by correcting the position of the line segment of the reference pattern or setting the allowable pattern deformation amount.

(15)設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する設計データを成す線分同士の関係をもとに領域を抽出することにより、画像調整に適した領域が自動的に最適に抽出できる。また、この領域が分離された領域である場合は、画像全体を使用する場合より自動調整が高精度に実施される。 (15) The region suitable for image adjustment is automatically optimized by extracting the region based on the geometric information of the line segment constituting the design data or the relationship between the line segments constituting the contact data or the adjacent design data. Can be extracted. When this area is a separated area, automatic adjustment is performed with higher accuracy than when the entire image is used.

(16)設計データの多くは横線と縦線である。この性質を使って、設計データから得られたエッジの水平垂直方向への射影データと検査対象画像から検出されたエッジの水平垂直方向への射影データを使ってマッチングが可能になる。この方法を使用すれば、ピクセルごとにシフトする代わりに、飛び飛びの間隔でシフトできるので計算時間が大幅に短縮できる。 (16) Most of the design data is a horizontal line and a vertical line. Using this property, matching is possible using projection data in the horizontal and vertical directions of the edges obtained from the design data and projection data in the horizontal and vertical directions of the edges detected from the inspection target image. If this method is used, instead of shifting for each pixel, the calculation time can be greatly shortened because the shift can be performed at intervals of skipping.

(17)ネガティブパターンが最適なマッチング位置からの一周期のズレに対して大きなペナルティーを課すので、周期的に同じパターンが並んだ部分とそうでない部分の境界を正確にマッチングできる。ここで、ネガティブパターンは以下のように認識される。
周期性のある基準パターンの境界に存在する基準パターンをユニークパターンとして認識して、前記ユニークパターンを一周期ずらし、前記一周期ずらしたユニークパターンの近傍に基準パターンが存在しない場合に前記一周期ずらしたユニークパターンをネガティブパターンとして認識する。
(17) Since the negative pattern imposes a large penalty on the deviation of one cycle from the optimal matching position, it is possible to accurately match the boundary between the portion where the same pattern is periodically arranged and the portion where it is not. Here, the negative pattern is recognized as follows.
A reference pattern existing at the boundary of a periodic reference pattern is recognized as a unique pattern, the unique pattern is shifted by one period, and the reference pattern is shifted by one period when there is no reference pattern in the vicinity of the unique pattern shifted by one period. Recognize unique patterns as negative patterns.

(18)ホールパターン、島パターンのマッチングは直線形状パターンより小さい多角形がより多いのでマッチングにより計算時間が必要とされる。この課題の解決するために、複数のエッジをまとめた情報を使用してマッチングする方法が実現できる。この方法は、個々のエッジを使用してマッチングする方法に比べて高速に実行できる。さらに、大幅に計算量が減らせる。
(19)評価値としてホールパターン、島パターンの内部と外部の差分ヒストグラムを使用することで、帯電現象などの影響で下地部分の画像の明るさの分布が場所によって変動しても影響を受けにくいマッチング方法が実現できる。
(18) The matching of the hole pattern and the island pattern requires more calculation time due to the matching because there are more polygons smaller than the linear pattern. In order to solve this problem, it is possible to realize a matching method using information obtained by collecting a plurality of edges. This method can be executed faster than the method of matching using individual edges. Furthermore, the amount of calculation can be greatly reduced.
(19) By using the difference histogram between the inside and outside of the hole pattern and island pattern as the evaluation value, even if the brightness distribution of the background image fluctuates depending on the location due to the influence of the charging phenomenon or the like, it is not easily affected. A matching method can be realized.

(20)検査単位領域が複数の副検査単位領域に分割されているときに、最もマッチングに適した副検査単位領域を求めることができる。これによって検査単位領域全体を使用するマッチングより高速に実行可能になる。 (20) When the inspection unit region is divided into a plurality of sub-inspection unit regions, the sub-inspection unit region most suitable for matching can be obtained. This makes it possible to execute faster than the matching using the entire inspection unit area.

(21)検査対象パターンの下層に前工程パターンが存在している場合は、下層に前工程パターンが存在している検査対象パターンの部分と下層に前工程パターンが存在していない検査対象パターンの部分では検査対象パターンの形成や観察される形状が異なる。この対策として、前工程の影響を受けた検査対象パターンと前工程の影響を受けない検査対象パターンとで異なる検査パラメータを使用する検査方法が実現される。これによって、擬似欠陥を検出する確率を低減できる。 (21) When the previous process pattern exists in the lower layer of the inspection target pattern, the portion of the inspection target pattern in which the previous process pattern exists in the lower layer and the inspection target pattern in which the previous process pattern does not exist in the lower layer In the portion, the formation of the inspection target pattern and the observed shape are different. As a countermeasure, an inspection method that uses different inspection parameters for the inspection target pattern affected by the previous process and the inspection target pattern not affected by the previous process is realized. This can reduce the probability of detecting a pseudo defect.

(22)検査結果に対応する、設計データ、補正パターンが追加された設計データ、設計データを使ったシミュレーションで得られた形状、または、設計データに関連する別の情報と対応づけし、対応づけられた情報と検査結果である欠陥形状もしくは欠陥画像とを並列表示もしくは上書き表示をすると欠陥が発生する傾向が理解しやすくなる。この結果、欠陥の発生原因の特定が容易に把握できるので、設計変更が容易になる。 (22) Corresponding to the design data corresponding to the inspection result, the design data to which the correction pattern is added, the shape obtained by the simulation using the design data, or another information related to the design data If the displayed information and the defect shape or defect image as the inspection result are displayed in parallel or overwritten, it becomes easier to understand the tendency of defects to occur. As a result, it is possible to easily identify the cause of the occurrence of the defect, so that the design change is facilitated.

(23)リソグラフィー工程において、シリコン基板上のレジスト膜に形成されたパターンを電子線(荷電粒子線)を用いて検査を行う前に、レジスト膜に形成されたパターン上にカーボン膜をコーティングする。このようにカーボン膜をコートすることにより、電子線を照射した際に、電子線がカーボン膜を介してシリコン基板に流れる。その結果、シリコン基板からグラウンドに流れるため、帯電現象を防ぐことができ、変形のないパターン画像を得ることができる。 (23) In the lithography process, before the pattern formed on the resist film on the silicon substrate is inspected using an electron beam (charged particle beam), a carbon film is coated on the pattern formed on the resist film. By coating the carbon film in this way, when the electron beam is irradiated, the electron beam flows to the silicon substrate through the carbon film. As a result, since the silicon substrate flows to the ground, the charging phenomenon can be prevented and a pattern image without deformation can be obtained.

(24)リソグラフィー工程において、シリコン基板上のレジスト膜に形成されたパターンを電子線を用いて検査を行うときに特殊な処理をせずに検査ができる。この検査方法では、均一に帯電された画像の中心部のみを検査する。 (24) In a lithography process, when a pattern formed on a resist film on a silicon substrate is inspected using an electron beam, it can be inspected without performing a special process. In this inspection method, only the central portion of the uniformly charged image is inspected.

(25)検査対象パターンの画像を得るために、最小限度の電子線(荷電粒子線)を走査すればよく、したがって最小の時間で検査対象パターンの画像を得ることができる。
(26)走査可能なエリアを最大限に活用して広範囲のブロックをできるだけ小さい数のブロックで実現する。更に走査方向に依存するエッジの検出精度の低下を防ぐために基準パターンを使う最適な条件で画像を取得することができる。
(25) In order to obtain an image of the inspection target pattern, it is only necessary to scan a minimum number of electron beams (charged particle beams). Therefore, an image of the inspection target pattern can be obtained in a minimum time.
(26) A wide range of blocks is realized with the smallest possible number of blocks by making the best use of the scannable area. Furthermore, an image can be acquired under optimum conditions using a reference pattern in order to prevent a decrease in edge detection accuracy depending on the scanning direction.

(27)走査経路を変えることによって走査線間のデータをとる方法、もしくは2回走査する方法、もしくはフィルタをかける方法等で、X方向とY方向の画質の僅差を極力低減することができる。 (27) The difference between the image quality in the X direction and the Y direction can be reduced as much as possible by a method of taking data between scanning lines by changing the scanning path, a method of scanning twice, a method of applying a filter, or the like.

(28)サンプルの帯電現象によるプロファイルの変形が低減でき、エッジ検出精度を向上する効果がある。また、全体をラスタースキャンをしてデータを取得するのではなく、計測に最も重要であるエッジ部分のみの走査を行うことによって、高速に画像を取得することができる。
(29)内挿による画質低下を伴わない回転画像を取得することができ、エッジの検出精度の低下を避けられる。
(28) The profile deformation due to the charging phenomenon of the sample can be reduced, and the edge detection accuracy is improved. In addition, it is possible to acquire an image at high speed by scanning only the edge portion that is most important for measurement, instead of performing raster scan of the whole to acquire data.
(29) A rotated image without image quality degradation due to interpolation can be acquired, and degradation in edge detection accuracy can be avoided.

本発明の検査装置の基本構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the basic composition of the inspection apparatus of this invention. 図1で示す2次電子検出器で検出した2次電子の強度をあらわす模式図である。It is a schematic diagram showing the intensity | strength of the secondary electron detected with the secondary electron detector shown in FIG. 図2に示すパターンを90度回転させ、このパターンのプロファイルを取得した場合の模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram when the pattern shown in FIG. 2 is rotated 90 degrees and a profile of this pattern is acquired. 本発明のパターン検査装置によりパターン検査を行う場合の走査エリアを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scanning area in the case of performing a pattern inspection by the pattern inspection apparatus of this invention. 横方向の走査を行った場合の検査精度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test | inspection precision at the time of performing the scanning of a horizontal direction. 下から上方向に向かって縦方向の走査を行った場合の検査精度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test | inspection precision at the time of scanning in the vertical direction toward the upper direction from the bottom. 双方向の走査を行う場合の模式図である。It is a schematic diagram in the case of performing bidirectional scanning. 電子線の走査方向を45度および−45度とした場合を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the case where the scanning direction of an electron beam is 45 degree | times and -45 degree | times. 設計データから得られた基準パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the reference | standard pattern obtained from design data. 設計データに基づいて製造された検査対象パターン画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the test object pattern image manufactured based on design data. 本発明の実施形態に係るパターン検査装置が行う検査処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the inspection process which the pattern inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention performs. 0度の画像もしくは90度の画像を用いて検査されるべき線分の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the line segment which should be test | inspected using a 0 degree image or a 90 degree image. ピクセルの位置を置き換えることによってのみ回転した画像を得る方法を示す図である。FIG. 4 shows a method for obtaining a rotated image only by replacing the pixel positions. ピクセルの位置を置き換えることによってのみ回転した画像を得る別の方法を示す図である。FIG. 6 shows another method for obtaining a rotated image only by replacing pixel positions. 本発明の実施形態におけるパターン検査装置の基本構成例を示す図である。It is a figure which shows the basic structural example of the pattern inspection apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるパターン検査装置の機能ブロック図を示す図である。It is a figure which shows the functional block diagram of the pattern inspection apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるパターン検査装置の機能ブロック図の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the functional block diagram of the pattern inspection apparatus in embodiment of this invention. 基準パターンの補正例を示す図である。It is a figure which shows the example of a correction | amendment of a reference pattern. 本発明の実施形態におけるレシピ登録処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the recipe registration process in embodiment of this invention. 逐次検査を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a sequential inspection. ランダム検査を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a random test | inspection. 基準パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a reference | standard pattern. 図22の基準パターンをピクセルごとのエッジに変換した例を示す図である。It is a figure which shows the example which converted the reference | standard pattern of FIG. 22 into the edge for every pixel. 曲線を含む基準パターンをエッジベクトルに変換した例を示す図である。It is a figure which shows the example which converted the reference | standard pattern containing a curve into the edge vector. 本発明の実施形態における基本検査処理の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the basic test | inspection process in embodiment of this invention. 繰り返し発生する欠陥を認識する場合の検査処理の例を示すフローチャートのサブブロックである。It is a subblock of the flowchart which shows the example of the inspection process in the case of recognizing the defect which generate | occur | produces repeatedly. 繰り返し発生する欠陥を認識する場合の検査処理の例を示すフローチャートのメインブロックである。It is the main block of the flowchart which shows the example of the inspection process in the case of recognizing the defect which generate | occur | produces repeatedly. パターン内部と下地にコントラストがある画像(検査対象パターン画像)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image (inspection object pattern image) which has the contrast in the inside of a pattern, and the foundation | substrate. 図28の画像から検出したエッジを示す図である。It is a figure which shows the edge detected from the image of FIG. 輪郭のみが明るい画像(検査対象パターン画像)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an image (inspection target pattern image) with a bright outline only. 図30の画像から検出したエッジを示す図である。It is a figure which shows the edge detected from the image of FIG. 1次元の検査対象パターン画像のエッジ強度の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the edge strength of a one-dimensional inspection object pattern image. 図32のエッジを膨張させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which expanded the edge of FIG. 1次元の基準パターンのエッジの強度の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the intensity | strength of the edge of a one-dimensional reference | standard pattern. 図32のエッジを膨張させた別の例を示す図である。It is a figure which shows another example which expanded the edge of FIG. 1次元の基準パターンのエッジの強度の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the intensity | strength of the edge of a one-dimensional reference pattern. 図32のエッジを膨張させた別の例を示す図である。It is a figure which shows another example which expanded the edge of FIG. スムージングフィルタの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a smoothing filter. 2次元の検査対象パターン画像のエッジの強度の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the intensity | strength of the edge of a two-dimensional test object pattern image. 図39のエッジを膨張させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which expanded the edge of FIG. 図39のエッジを膨張させた別の例を示す図である。It is a figure which shows another example which expanded the edge of FIG. 2次元の検査対象パターン画像のエッジベクトルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the edge vector of a two-dimensional test object pattern image. 図42のエッジベクトルを膨張させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which expanded the edge vector of FIG. 図42のエッジベクトルを膨張させた別の例を示す図である。It is a figure which shows another example which expanded the edge vector of FIG. 図23の基準パターンをピクセル単位のエッジベクトルで表した図である。It is the figure which represented the reference | standard pattern of FIG. 23 with the edge vector of a pixel unit. マッチングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating matching. 図43と図45とを重ね合わせた図である。FIG. 46 is a diagram in which FIG. 43 and FIG. 45 are superimposed. 図43と図45とを重ね合わせた別の図である。It is another figure which piled up Drawing 43 and Drawing 45. (a)は基準パターンの例を示し、(b)は検査対象パターン画像の例を示す図である。(A) shows an example of a reference pattern, and (b) shows an example of a pattern image to be inspected. 線幅とスペース幅が同じ場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in case line | wire width and space width are the same. (a)は基準パターンの例を示し、(b)は(a)の基準パターンと検査対象パターン画像との関係の例を示す図である。(A) shows an example of a reference pattern, and (b) is a diagram showing an example of the relationship between the reference pattern of (a) and an inspection target pattern image. 長方形が周期的に並んだパターンのマッチング評価値の計算方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the calculation method of the matching evaluation value of the pattern in which the rectangle was located in a line. マッチング評価値の計算方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the calculation method of a matching evaluation value. 第1のエッジ検出で検出されたエッジの水平垂直軸への射影データを使ったマッチング方法を示す図である。It is a figure which shows the matching method using the projection data to the horizontal-vertical axis of the edge detected by the 1st edge detection. マッチング誤差値Epmの計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of matching error value Epm . マッチング誤差値Epmの中から選ばれたマッチングに適したシフト量を示す図である。It is a figure which shows the shift amount suitable for the matching chosen from the matching error value Epm . マッチング誤差値Epmを計算する方法を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a method for calculating a matching error value Epm . ホールパターンのマッチングの第1の方法を説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the 1st method of matching of a hole pattern. ホールパターンのマッチングの第2の方法を説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the 2nd method of matching of a hole pattern. 検査対象パターン画像のエッジと基準パターンのエッジとの対応づけの例を示す図である。It is a figure which shows the example of matching with the edge of a test target pattern image, and the edge of a reference | standard pattern. (a)は基準パターンのエッジの例を示し、(b)は検査対象パターン画像のエッジの例を示す図である。(A) shows an example of an edge of a reference pattern, and (b) shows an example of an edge of an inspection target pattern image. 検査対象パターン画像のエッジの例を示す別の図である。It is another figure which shows the example of the edge of a test object pattern image. 異常パターン変形量欠陥を認識する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of recognizing the abnormal pattern deformation amount defect. ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the recognition method of the defect which uses the luminance distribution of a pixel. 輝度値に対する頻度の分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution of the frequency with respect to a luminance value. (a)は基準パターンのエッジ、および検査対象パターン画像のエッジの例を示し、(b)は(a)に示すエッジ間のy=y0におけるベクトルd(x,y0)のX成分を回帰直線D(x)で近似した例を示す図である。(A) shows an example of an edge of a reference pattern and an edge of an inspection target pattern image, and (b) shows an X component of a vector d (x, y 0 ) at y = y 0 between the edges shown in (a). It is a figure which shows the example approximated by the regression line D (x). (a)は基準パターンのエッジ、および検査対象パターン画像のエッジの別の例を示し、(b)は(a)に示すエッジ間のy=y0におけるベクトルd(x,y0)のX成分を回帰直線D(x)で近似した例を示す図である。(A) shows another example of the edge of the reference pattern and the edge of the pattern image to be inspected, and (b) shows the X of the vector d (x, y 0 ) at y = y 0 between the edges shown in (a). It is a figure which shows the example which approximated the component with the regression line D (x). パターンの属性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the attribute of a pattern. 終端の位置ずれ量を示す図である。It is a figure which shows the positional offset amount of a termination | terminus. 孤立パターンの重心の位置ずれ量を示す図である。It is a figure which shows the positional offset amount of the gravity center of an isolated pattern. (a)は基準パターンのコーナーのエッジの例を示し、(b)は検査対象パターン画像のコーナーの例を示す図である。(A) shows an example of an edge of a corner of a reference pattern, and (b) shows an example of a corner of an inspection target pattern image. プロファイル取得区間の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a profile acquisition area. リソグラフィ・シミュレータで得られた露光パターンの外形を形成する曲線を示す図である。It is a figure which shows the curve which forms the external shape of the exposure pattern obtained with the lithography simulator. 図72の一部(Bの部分)を拡大した図である。FIG. 73 is an enlarged view of a part of FIG. 72 (part B). 図74の一部(Cの部分)を拡大した図である。FIG. 75 is an enlarged view of a part (part C) of FIG. 74. プロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a profile. 検出された第2のエッジを使って曲線近似(多角形近似を含む)を行い、検出された第2のエッジを連結した例を示す図である。It is a figure which shows the example which performed curve approximation (a polygon approximation is included) using the detected 2nd edge, and connected the detected 2nd edge. (a)はプロファイル取得区間の別の例を示し、(b)は検査対象パターン画像の第1のエッジと第2の基準パターンとの関係の例を示す図である。(A) shows another example of the profile acquisition section, and (b) is a diagram showing an example of the relationship between the first edge and the second reference pattern of the inspection target pattern image. 検査領域が4つの検査単位領域に分割されている場合を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the case where a test | inspection area | region is divided | segmented into four test | inspection unit area | regions. 第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報と第2の半導体デバイスから得られた欠陥情報を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the defect information obtained from the 1st semiconductor device, and the defect information obtained from the 2nd semiconductor device. 第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報と第2の半導体デバイスの限定された部分から得られた欠陥情報を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the defect information obtained from the defect information obtained from the 1st semiconductor device, and the limited part of the 2nd semiconductor device. 線幅検査用に適した基準パターンを設計データから自動的に抽出する規則を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the rule which extracts automatically the reference pattern suitable for line width inspection from design data. コーナーを持つ直線形状パターンを、コーナー部分で二つの長方形に分離する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of isolate | separating the linear shape pattern which has a corner into two rectangles in a corner part. スペース幅検査用に適した基準パターンを設計データから自動的に抽出する規則を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the rule which extracts automatically the reference pattern suitable for space width inspection from design data. 線幅検査に適した基準パターンとスペース幅検査に適した基準パターンを使う検査方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the test | inspection method which uses the reference pattern suitable for a line width test | inspection, and the reference pattern suitable for a space width test | inspection. コーナー部分の線幅検査に適した基準パターンを得る手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure of obtaining the reference pattern suitable for the line | wire width test | inspection of a corner part. コーナー部分である曲線形状パターンの最小線幅検査の手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure of the minimum line | wire width test | inspection of the curve shape pattern which is a corner part. Erosion演算を使用するコーナー部分である曲線形状パターンの最小線幅検査の手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure of the minimum line | wire width test | inspection of the curve shape pattern which is a corner part which uses Erosion calculation. 切断もしくは短絡しやすい部分の抽出方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the extraction method of the part which is easy to cut | disconnect or short-circuit. 切断もしくは短絡しやすい部分の検査を行う手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure which performs the test | inspection of the part which is easy to cut | disconnect or short-circuit. 検査対象に関するレイアの設計データとその前後する工程に関するレイアの設計データとの論理積演算で得られた基準パターンを使用した検査方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the inspection method using the reference | standard pattern obtained by the logical product operation of the layer design data regarding the test object, and the layer design data regarding the process before and after that. コンタクトホール/ビアホールに接する配線レイアの終端に対する許容パターン変形量の適応設定方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the adaptive setting method of the allowable pattern deformation amount with respect to the termination | terminus of the wiring layer which touches a contact hole / via hole. 接触面積を求める方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of calculating | requiring a contact area. (a)は、ウェーハに形成されてはならない補正パターンの例を示す図であり、(b)は、ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows the example of the correction pattern which must not be formed in a wafer, (b) is a figure which shows typically the inspection method of the correction pattern which must not be formed in a wafer. 基準パターンから近接線分を抽出する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of extracting a near line segment from a reference | standard pattern. 基準パターンから離隔線分を抽出する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of extracting a separation line segment from a reference | standard pattern. パターン形成の条件の違いなどにより大域的に設計データの線幅と違う幅でパターンが形成されている例を示す模式図である。It is a schematic diagram showing an example in which a pattern is formed with a width that is globally different from the line width of design data due to a difference in pattern formation conditions. 線幅の大域的な平均線幅変化量を検査済みの検査単位領域を使用して求める第1の方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the 1st method of calculating | requiring the global average line width variation | change_quantity of line | wire width using the test | inspection unit area | region which has been test | inspected. 図98で示された第1の方法によって得られた大域的な平均線幅の変形量を設計データの線幅の補正に使用する第2の方法の例を示す図である。FIG. 99 is a diagram showing an example of a second method in which the global average line width deformation obtained by the first method shown in FIG. 98 is used for correcting the line width of design data. 30度方向の線幅の変形量を計算する方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the method of calculating the deformation | transformation amount of the line | wire width of a 30 degree direction. 図20を簡略にしたものにビーム径の変動を模式的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically showing fluctuations in beam diameter in a simplified form of FIG. 20. 2回検査される検査単位領域を決める方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of determining the test | inspection unit area | region test | inspected twice. 検査単位領域を2回検査する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of test | inspecting a test | inspection unit area | region twice. メモリなどの周期的パターンの場合に線分ごとに分類される欠陥種の細分化項目を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the subdivision item of the defect kind classified for every line segment in the case of periodic patterns, such as a memory. 組み合わせて使用する欠陥種の細分化項目を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the division | segmentation item of the defect kind used in combination. 欠陥位置、外接長方形、切り出された基準パターンを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a defect position, a circumscribed rectangle, and the cut-out reference pattern. 特徴量空間の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of feature-value space. 図107の特徴量空間で使用する特徴量の別の例を示す模式図である。FIG. 108 is a schematic diagram illustrating another example of feature amounts used in the feature amount space of FIG. 107. 検査単位領域全体から得られるパターン変形量の一つである線幅の変形量を濃淡表示用の情報に変換して欠陥を上書きして得られる分布図の例である。It is an example of a distribution chart obtained by converting a line width deformation amount, which is one of pattern deformation amounts obtained from the entire inspection unit region, into information for grayscale display and overwriting defects. 電子線の走査方向を18度とした場合を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the case where the scanning direction of an electron beam is 18 degree | times. 六角形ブロックの走査方法走査を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the scanning method scan of a hexagonal block. 基準パターンに基づく走査条件の自動設定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the automatic setting method of the scanning conditions based on a reference pattern. 電子線の走査経路を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the scanning path | route of an electron beam. 電子線の走査経路を説明する別の模式図である。It is another schematic diagram explaining the scanning path | route of an electron beam. 垂直方向の走査に対してフィルタをかけた場合を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the case where a filter is applied to scanning in the vertical direction. エッジの近傍のみを走査する場合を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the case where only the vicinity of an edge is scanned. エッジの近傍のみを走査する場合のステップを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the step in the case of scanning only the vicinity of an edge. エッジの近傍のみを走査する場合の計測データの取得順序付けの方法を示す図である。It is a figure which shows the acquisition data ordering method in the case of scanning only the vicinity of an edge. 領域検査の対象になる領域の近傍部分を得る方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of obtaining the vicinity part of the area | region used as the object of area | region inspection. 歪を持った検査単位領域の画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image of the test | inspection unit area | region which has distortion. 副検査単位領域でマッチングを実施する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of implementing matching in a sub test | inspection unit area | region. 検査対象パターン画像の歪量を補正する補正方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the correction method which correct | amends the distortion amount of a test target pattern image. 非線形画像歪の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of nonlinear image distortion. 偏向制御装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of a deflection | deviation control apparatus. 歪補正ベクトル計算回路が代表歪ベクトルを使って歪補正ベクトルを計算する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method by which a distortion correction vector calculation circuit calculates a distortion correction vector using a representative distortion vector. (a)は長方形領域の歪ベクトルから代表歪ベクトルを計算する方法を模式的に示す図である。(b)は合成歪ベクトルの例を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows typically the method of calculating a representative distortion vector from the distortion vector of a rectangular area. (B) is a figure which shows the example of a synthetic | combination distortion vector typically. 複数の長方形領域の歪ベクトルから代表歪ベクトルを計算する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of calculating a representative distortion vector from the distortion vector of a some rectangular area. 歪補正ベクトル計算回路が歪補正ベクトルを偏向電圧に変換する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method by which a distortion correction vector calculation circuit converts a distortion correction vector into a deflection voltage. 予め得られた検査対象パターン画像の線幅分布を使って検査時の検査対象パターン画像の線幅分布を補正する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of correct | amending the line width distribution of the test target pattern image at the time of an inspection using the line width distribution of the test target pattern image obtained beforehand. 自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に適した領域を得るための手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure for obtaining the area | region suitable for automatic contrast and brightness adjustment, and automatic focus adjustment. 自動非点収差調整に適した領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the area | region suitable for automatic astigmatism adjustment. 自動非点収差調整に適した領域を得るための手順を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the procedure for obtaining the area | region suitable for automatic astigmatism adjustment. 2つの副検査単位領域を示す図である。It is a figure which shows two sub test | inspection unit area | regions. 最もマッチングに適した副検査単位領域の選択方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the selection method of the sub test | inspection unit area | region most suitable for matching. 高倍画像および低倍画像を用いて測長を行う例を示す図である。It is a figure which shows the example which performs length measurement using a high magnification image and a low magnification image. 前工程のパターンが下地として観察される例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example by which the pattern of a previous process is observed as a foundation | substrate. 設計データ、マスクデータと欠陥画像を上書き表示する例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example which overwrite-displays design data, mask data, and a defect image. 認識された欠陥を図形として表示する方法の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the method of displaying the recognized defect as a figure. 欠陥を設計データに変換してから表示する方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of displaying after converting a defect into design data. 半導体デバイスのリソグラフィー工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the lithography process of a semiconductor device. レジスト膜の上及びレジスト膜が現像によって除去されて酸化膜が露出している部分にカーボン膜がコートされている状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state in which the carbon film is coated on the resist film and the part where the resist film is removed by development and the oxide film is exposed. 本発明のパターン検査装置と、カーボンスパッタコーティング装置を一体に設けた半導体ウェーハ検査システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the semiconductor wafer inspection system which provided the pattern inspection apparatus of this invention and the carbon sputter coating apparatus integrally. (a)は試料にカーボンコーティングがない場合の実際のパターン画像を示し、(b)は、(a)に示されるのと同じ試料にカーボン膜をコートした場合の実際のパターン画像を示す図である。(A) shows an actual pattern image when the sample has no carbon coating, and (b) shows an actual pattern image when the same sample as shown in (a) is coated with a carbon film. is there. 画像の中央部のみを検査する検査方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the inspection method which test | inspects only the center part of an image.

以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態について詳しく説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

内容
1.概要
2.ハードウェア構成
2.1 画像生成装置の基本構成
2.2 画像生成装置の走査方法
2.2.1 走査方法1
2.2.2 走査方法2
2.2.3 走査方法3
2.3 パターン検査装置の基本構成
2.4 機能ブロック図
3.用語の説明
3.1 エッジ
3.2 基準パターン
3.3 レシピデータ
3.4 検査単位領域
3.5 検査結果
4.基本検査処理
4.1 第1のエッジ検出
4.1.1 第1のエッジ検出方法1
4.1.2 第1のエッジ検出方法2
4.2 直線形状パターンのマッチング方法
4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法
4.2.2 ネガティブパターンを使うマッチング方法
4.2.3 エッジの垂直軸水平軸への射影データを使ったマッチング方法
4.3 幾何学情報を使うホールパターン、島パターンのマッチング方法
4.4 統計量を使うホールパターン、島パターンのマッチング方法
4.5 マッチング後の処理
4.6 第1の検査
4.6.1 異常パターン変形量欠陥の認識方法
4.6.2 ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法
4.7 画像から得られる特徴量を使った欠陥種
4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量
4.9 パターンの属性単位で検出される欠陥の認識方法
4.9.1 終端の位置ずれ欠陥
4.9.2 直線部分、コーナーの位置ずれ欠陥
4.9.3 孤立パターンの位置ずれ欠陥
4.9.4 他の孤立パターン欠陥
4.9.5 コーナーの曲率異常欠陥
4.10 パターンの属性の抽出ルール
4.11 第2のエッジ検出
4.12 第2の検査
5.応用検査処理
5.1 繰り返し発生する欠陥の認識方法
5.2 領域検査方法
5.2.1 直線形状パターンの線幅検査方法、平均線幅検査方法、スペース幅検査方法、および平均スペース幅検査方法
5.2.2 曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅、および、平均スペース幅検査方法
5.2.3 切断もしくは短絡しやすい部分の検査方法
5.3 検査対象に関するレイアの設計データの多角形とこれに関連するレイアの設計データの多角形との論理演算を使用する検査方法
5.3.1 ゲート線幅検査方法
5.3.2 エンドキャップ検査方法
5.3.3 コンタクトホール/ビアホールに接する配線レイアの終端に対する許容パターン変形量の適応設定方法
5.3.4 接触面積の検査方法
5.4 ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法
5.5 信号強度補正を必要とするパターンの検査方法
5.6 パターン変形量の大域的パターン変形量と局所パターン変形量への分離方法
5.6.1 線幅測定値の時間的変動の補正方法
5.7 基準パターンの幾何学情報、設計データの情報、もしくは設計データに関連するデータの情報を使った欠陥種
5.8 欠陥の近傍の基準パターンを使ったグループ分け
5.9 画像登録対象とする欠陥の選択方法
5.10 再検査対象とする欠陥の選択方法
5.11 半導体デバイス全体のパターン変形量の分布図表示方法
6.画像生成装置の他の走査方法
6.1 電子線の18度方向の走査方法、六角形ブロックの走査方法走査、基準パターンに基づく走査条件の自動設定方法
6.2 画像生成装置における電子線の走査経路
6.3 エッジの近傍部分のみの走査方法
6.4 領域検査の対象になる領域の近傍部分のみの走査方法
7.検査対象パターン画像の補正方法
7.1 画像取得直後における検査対象パターン画像の歪量の検出による基準パターンおよび画像のうち少なくとも一つの補正方法
7.2 非線形画像歪補正方法
7.3 パターン画像の位置に依存する線幅変動の補正方法
8.その他の方法
8.1 画像調整に適した領域の抽出方法
8.2 最もマッチングに適した副検査単位領域の選択方法
8.3 高倍画像および低倍画像を用いた検査方法
8.4 前工程のパターンの影響がある検査対象パターンの検査方法
8.5 欠陥情報とその欠陥に対応する情報の上書き表示方法
9.帯電しやすい試料の検査方法
9.1 レジスト試料のカーボンコーティング方法
9.2 画像の中央部のみを検査する検査方法
10.本発明の変種
Content
1. Overview
2. Hardware Configuration 2.1 Basic Configuration of Image Generating Device 2.2 Scanning Method of Image Generating Device 2.2.1 Scanning Method 1
2.2.2 Scanning method 2
2.2.3 Scanning method 3
2.3 Basic configuration of pattern inspection system 2.4 Functional block diagram
3. Explanation of terms 3.1 Edge 3.2 Reference pattern 3.3 Recipe data 3.4 Inspection unit area 3.5 Inspection result
4). Basic Inspection Process 4.1 First Edge Detection 4.1.1 First Edge Detection Method 1
4.1.2 First edge detection method 2
4.2 Matching method of linear pattern 4.2.1 Matching method using unique pattern 4.2.2 Matching method using negative pattern 4.2.3 Matching using projection data of edge to vertical axis and horizontal axis Method 4.3 Hole Pattern / Island Pattern Matching Method Using Geometric Information 4.4 Hole Pattern / Island Pattern Matching Method Using Statistics 4.5 Process After Matching 4.6 First Check 4.6. 1 Abnormal Pattern Deformation Defect Recognition Method 4.6.2 Defect Recognition Method Using Pixel Luminance Distribution 4.7 Defect Type Using Feature Quantity Obtained from Image 4.8 Pattern Deformation Obtained from Entire Inspection Unit Area Amount 4.9 Defect recognition method detected in pattern attribute units 4.9.1 Misalignment defect at the end 4.9.2 Straight line, no corner position Defect 4.9.3 Misalignment defect of isolated pattern 4.9.4 Other isolated pattern defect 4.9.5 Abnormal curvature defect of corner 4.10 Pattern attribute extraction rule 4.11 Second edge detection 4 .12 Second inspection
5. Applied Inspection Processing 5.1 Repetitive Defect Recognition Method 5.2 Area Inspection Method 5.2.1 Line Pattern Inspection Method, Average Line Width Inspection Method, Space Width Inspection Method, and Average Space Width Inspection Method 5.2.2 Curve width pattern line width, average line width, space width, and average space width inspection method 5.2.3 Inspection method of a portion that is easily cut or short-circuited 5.3 Design data of the layer related to the inspection object Inspection Method that Uses Logical Operation of Polygon and Polygon of Layer Design Data Related to it 5.3.1 Gate Line Width Inspection Method 5.3.2 End Cap Inspection Method 5.3.3 Contact Hole / Adaptive pattern deformation setting method for the end of wiring layer in contact with via hole 5.3.4 Contact area inspection method 5.4 Correction that must not be formed on wafer Turn inspection method 5.5 Pattern inspection method requiring signal intensity correction 5.6 Separation of pattern deformation amount into global pattern deformation amount and local pattern deformation amount 5.6.1 Time of line width measurement value 5.7 Defect Type Using Geometric Information of Reference Pattern, Design Data Information, or Data Information Related to Design Data 5.8 Grouping Using Reference Patterns Near Defects 9. Method of selecting defect to be registered as image target 5.10 Method of selecting defect as target of reinspection 5.11 Method of displaying distribution diagram of pattern deformation amount of entire semiconductor device
6). Other Scanning Method of Image Generation Device 6.1 Scanning Method of Electron Beam in 18 Degree Direction, Scanning Method of Hexagonal Block, Scanning Condition Automatic Setting Method Based on Reference Pattern 6.2 Scanning of Electron Beam in Image Generation Device Path 6.3: Scanning method only in the vicinity of the edge 6.4 Scanning method only in the vicinity of the region to be inspected
7). Method of correcting inspection target pattern image 7.1 Correction method of at least one of reference pattern and image based on detection of distortion amount of inspection target pattern image immediately after image acquisition 7.2 Nonlinear image distortion correction method 7.3 Position of pattern image Correction method for line width fluctuations
8). Other methods 8.1 Extraction method of region suitable for image adjustment 8.2 Selection method of sub-inspection unit region most suitable for matching 8.3 Inspection method using high-magnification image and low-magnification image 8.4 8.5 Inspection method of inspection target pattern having pattern influence 8.5 Overwriting display method of defect information and information corresponding to the defect
9. Inspection method for easily charged samples 9.1 Carbon coating method for resist samples 9.2 Inspection method for inspecting only the central part of an image
10. Variant of the invention

1.概要
本実施形態に係るパターン検査装置は、図1に示す画像生成装置7により得られた検査対象パターン画像を、基準パターンと比較して検査する。
1. Outline The pattern inspection apparatus according to this embodiment inspects an inspection target pattern image obtained by the image generation apparatus 7 shown in FIG. 1 in comparison with a reference pattern.

図9は、設計データから得られた基準パターンの例を示す図である。図10は、設計データに基づいて製造された検査対象パターン画像の例を示す図である。図10に示すように、検査対象パターン画像には、短絡欠陥があったり、粒子欠陥があったり、許容変形量内の変形があったりする。特にコーナーには大きなコーナーラウンドがある。このように、検査対象パターン画像は、基準パターンとはかなり異なったものになる。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a reference pattern obtained from design data. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an inspection target pattern image manufactured based on design data. As shown in FIG. 10, the pattern image to be inspected has a short circuit defect, a particle defect, or a deformation within an allowable deformation amount. There is a big corner round especially in the corner. Thus, the inspection target pattern image is considerably different from the reference pattern.

図11は、本実施形態に係るパターン検査装置が行う検査処理の概要を示す図である。検査処理では、まず、検査対象パターン画像から第1のエッジを検出する。次に、検出された第1のエッジと第1の基準パターンのエッジとを比較することにより、検査対象パターン画像と基準パターンとのマッチングを行う。マッチングを行った結果、シフト量S1が求まるので、このシフト量S1を用いて第1の基準パターンをシフトする。次に、検出された第1のエッジとシフトした第1の基準パターンのエッジとを比較することにより、検査対象パターンを検査する。この第1の検査では、検出された第1のエッジと第1の基準パターンのエッジとを比較することにより、パターン変形量を求め、求めたパターン変形量から欠陥を検出する。パターン変形量の1つとしてシフト量S2が求まる。 FIG. 11 is a diagram showing an outline of inspection processing performed by the pattern inspection apparatus according to the present embodiment. In the inspection process, first, a first edge is detected from the inspection target pattern image. Next, the inspection target pattern image and the reference pattern are matched by comparing the detected first edge with the edge of the first reference pattern. As a result of the matching, the shift amount S 1 is obtained, and the first reference pattern is shifted using this shift amount S 1 . Next, the pattern to be inspected is inspected by comparing the detected first edge with the edge of the shifted first reference pattern. In the first inspection, the detected first edge and the edge of the first reference pattern are compared to obtain the pattern deformation amount, and the defect is detected from the obtained pattern deformation amount. Shift amount S 2 is obtained as one of the pattern deformation quantity.

次に、検査対象パターン画像から第2のエッジを検出するため、対応する第2の基準パターンをシフト量S1+S2分シフトする。シフトした第2の基準パターンを用いて、検査対象パターン画像上でプロファイルを求め、第2のエッジを検出する。そして、検出された第2のエッジとシフトした第2の基準パターンのエッジとを比較することにより、検査対象パターンを検査する。この第2の検査においても、検出された第1のエッジと第1の基準パターンのエッジとを比較することにより、パターン変形量を求め、求めたパターン変形量から欠陥を検出する。パターン変形量の1つとしてシフト量S3が求まる。 Next, in order to detect the second edge from the inspection target pattern image, the corresponding second reference pattern is shifted by the shift amount S 1 + S 2 . Using the shifted second reference pattern, a profile is obtained on the inspection target pattern image, and the second edge is detected. Then, the inspection target pattern is inspected by comparing the detected second edge with the edge of the shifted second reference pattern. Also in the second inspection, the pattern deformation amount is obtained by comparing the detected first edge with the edge of the first reference pattern, and a defect is detected from the obtained pattern deformation amount. Shift amount S 3 is obtained as one of the pattern deformation quantity.

以上の方法により、検査対象パターン画像から、短絡欠陥、粒子欠陥、パターン変形量を検出し、設計データの持つ属性などから欠陥種を得て欠陥やパターン変形量をクラス分けすることが可能になる。   With the above method, it is possible to detect short-circuit defects, particle defects, and pattern deformation amounts from the pattern image to be inspected, obtain defect types from the attributes of design data, etc., and classify the defects and pattern deformation amounts into classes. .

2.ハードウェア構成2. Hardware configuration

2.1 画像生成装置の基本構成
図1は、本発明のパターン検査装置における画像生成装置の基本構成を示す概略図である。図1に示すように本発明のパターン検査装置における画像生成装置7は、照射系装置310と試料室320と2次電子検出器330とから構成されている。
2.1 Basic Configuration of Image Generating Device FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the image generating device in the pattern inspection apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the image generation apparatus 7 in the pattern inspection apparatus of the present invention includes an irradiation system device 310, a sample chamber 320, and a secondary electron detector 330.

照射系装置310は、電子銃311と、電子銃311から放出された1次電子を集束する集束レンズ312と、電子線(荷電粒子線)を偏向するX偏向器313およびY偏向器314と、対物レンズ315とから構成されている。試料室320はXYステージ321を備えている。試料室320にはウェーハ搬送装置340によって試料であるウェーハWが搬出入されるようになっている。
照射系装置310においては、電子銃311から放出された1次電子は集束レンズ312で集束された後に、X偏向器313およびY偏向器314で偏向されつつ対物レンズ315により集束されて試料であるウェーハWの表面に照射される。
The irradiation system device 310 includes an electron gun 311, a focusing lens 312 that focuses primary electrons emitted from the electron gun 311, an X deflector 313 and a Y deflector 314 that deflect an electron beam (charged particle beam), And an objective lens 315. The sample chamber 320 includes an XY stage 321. A wafer W, which is a sample, is carried into and out of the sample chamber 320 by a wafer transfer device 340.
In the irradiation system 310, the primary electrons emitted from the electron gun 311 are focused by the focusing lens 312 and then focused by the objective lens 315 while being deflected by the X deflector 313 and the Y deflector 314. The surface of the wafer W is irradiated.

ウェーハWに1次電子が照射されるとウェーハWからは2次電子が放出され、2次電子は2次電子検出器330により検出される。集束レンズ312および対物レンズ315はレンズ制御装置316に接続され、このレンズ制御装置316は制御コンピュータ350に接続されている。2次電子検出器330は画像取得装置317に接続され、この画像取得装置317も同様に制御コンピュータ350に接続されている。前記X偏向器313およびY偏向器314は、偏向制御装置318に接続され、この偏向制御装置318も同様に制御コンピュータ350に接続されている。XYステージ321は、XYステージ制御装置322に接続され、このXYステージ制御装置322は制御コンピュータ350に接続されている。またウェーハ搬送装置340も同様に制御コンピュータ350に接続されている。制御コンピュータ350は、操作コンピュータ360に接続されている。   When primary electrons are irradiated onto the wafer W, secondary electrons are emitted from the wafer W, and the secondary electrons are detected by the secondary electron detector 330. The focusing lens 312 and the objective lens 315 are connected to a lens control device 316, and this lens control device 316 is connected to a control computer 350. The secondary electron detector 330 is connected to an image acquisition device 317, and this image acquisition device 317 is also connected to the control computer 350. The X deflector 313 and the Y deflector 314 are connected to a deflection control device 318, and this deflection control device 318 is also connected to the control computer 350. The XY stage 321 is connected to an XY stage controller 322, and this XY stage controller 322 is connected to a control computer 350. Similarly, the wafer transfer device 340 is connected to the control computer 350. The control computer 350 is connected to the operation computer 360.

2.2 画像生成装置の走査方法
図2は、図1で示す2次電子検出器330で検出した2次電子の強度をあらわす模式図である。図2は、1本の電子線をX方向に走査した場合の2次電子検出器330によって得られた2次電子の強度をあらわしており、パターンPのエッジ部がエッジ効果により強度が強く、パターンPの中心部の強度が弱くなっている。また、パターンPの左側と右側とでは対称ではなく、電子線の進入側のエッジ(図の左側のエッジ)が、反対側のエッジ(図の右側のエッジ)に比べて信号量が弱く観測される。
2.2 Scanning Method of Image Generating Device FIG. 2 is a schematic diagram showing the intensity of secondary electrons detected by the secondary electron detector 330 shown in FIG. FIG. 2 shows the intensity of the secondary electrons obtained by the secondary electron detector 330 when one electron beam is scanned in the X direction, and the edge portion of the pattern P is strong due to the edge effect. The strength of the central portion of the pattern P is weak. In addition, the left and right sides of the pattern P are not symmetrical, and the edge on the entrance side of the electron beam (left edge in the figure) is observed to have a weaker signal amount than the opposite edge (right edge in the figure). The

図3は、図2に示すパターンPを90度回転させ、このパターンPのプロファイルを取得した場合の模式図である。図3は、X方向に複数の電子線を走査することにより2次電子の強度を図示したものである。図3に示すように、走査方向と平行なエッジ部では図2に比べてエッジ効果を明瞭に得ることが難しい。   FIG. 3 is a schematic diagram when the pattern P shown in FIG. 2 is rotated 90 degrees and a profile of the pattern P is acquired. FIG. 3 illustrates the intensity of secondary electrons by scanning a plurality of electron beams in the X direction. As shown in FIG. 3, it is difficult to clearly obtain the edge effect in the edge portion parallel to the scanning direction as compared with FIG.

図4は、本発明のパターン検査装置によりパターン検査を行う場合の走査エリアを示す模式図である。図4において、実線で書かれている部分は検査対象となるパターンPを示している。一点鎖線で書かれている正方形のブロックは、1回の走査によって取得する領域の範囲(走査エリア)を示している。このブロックは、この例においては縦3つ横3つの計9つのブロックB1〜B9から構成されている。また、点線で書かれている部分は観察エリアOAである。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a scanning area when pattern inspection is performed by the pattern inspection apparatus of the present invention. In FIG. 4, a portion written with a solid line indicates a pattern P to be inspected. A square block written with an alternate long and short dash line indicates a range (scanning area) of an area acquired by one scan. In this example, this block is composed of a total of nine blocks B1 to B9, three vertically and three horizontally. The portion written with a dotted line is an observation area OA.

図5は、横方向(X方向)の走査を行った場合の検査精度を説明するための図である。図5に示すように、横方向の走査をした場合、図2と同様に縦線についての検査精度は良好であるが、横線については良好な検査精度が得られない。
図6は、下から上方向に向かって縦方向(Y方向)の走査を行った場合の検査精度を説明するための図である。図6に示すように、縦方向の走査をした場合、横線についての検査精度は良好であるが、縦線については良好な検査精度が得られない。
FIG. 5 is a diagram for explaining inspection accuracy when scanning in the horizontal direction (X direction) is performed. As shown in FIG. 5, when scanning in the horizontal direction, the inspection accuracy for the vertical lines is good as in FIG. 2, but good inspection accuracy cannot be obtained for the horizontal lines.
FIG. 6 is a diagram for explaining inspection accuracy when scanning in the vertical direction (Y direction) is performed from the bottom to the top. As shown in FIG. 6, when the vertical scanning is performed, the inspection accuracy with respect to the horizontal line is good, but the good inspection accuracy cannot be obtained with respect to the vertical line.

縦横のパターンがある図4の左下のブロックB7においては、横線と縦線の両方について良好な検査精度を得ようとすると、図5に示す横方向の走査と図6に示す縦方向の走査の2回の走査を行わなければ良好な検査精度が得られない。その右隣に示す横線のみのブロックB8においては、図6に示す縦方向の走査のみを行えばよい。また、中段1番左に示す縦線のみのパターンのブロックB4においては、図5に示す横方向の走査のみを行えばよい。このように、横方向、縦方向にそれぞれ走査を行う、あるいは横方向および縦方向2回の走査を行うという方法で、走査を制御して所望の画像を得るようにしている。   In the lower left block B7 in FIG. 4 having the vertical and horizontal patterns, if it is attempted to obtain good inspection accuracy for both the horizontal and vertical lines, the horizontal scanning shown in FIG. 5 and the vertical scanning shown in FIG. 6 are performed. Good inspection accuracy cannot be obtained unless scanning is performed twice. In the block B8 having only the horizontal line shown on the right side, only the vertical scanning shown in FIG. Further, in the block B4 having only the vertical line pattern shown in the leftmost middle row, only the horizontal scanning shown in FIG. 5 needs to be performed. In this way, a desired image is obtained by controlling scanning by a method in which scanning is performed in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, or scanning is performed twice in the horizontal direction and the vertical direction.

走査方向が0度(X方向)の場合、パターンがX方向(横方向)に延びているパターンについてのエッジ検出精度が弱く、走査方向が90度(Y方向)の場合には、Y方向(縦方向)に延びているパターンのエッジ検出精度が弱い。従って、良好なエッジ検出精度を得るためには、走査方向は0度および90度の2方向の走査を行うことが必要である。検出すべき半導体集積回路(LSI)や液晶パネルのパターンの大部分は、横方向(X方向)に延びるパターンと縦方向(Y方向)に延びるパターンとで構成されているために、これらのパターンを精度良く検出するためにはX方向(0度)およびY方向(90度)の2方向の走査を行う必要がある。   When the scanning direction is 0 degree (X direction), the edge detection accuracy for a pattern whose pattern extends in the X direction (lateral direction) is weak, and when the scanning direction is 90 degrees (Y direction), the Y direction ( The edge detection accuracy of the pattern extending in the vertical direction is weak. Therefore, in order to obtain good edge detection accuracy, it is necessary to perform scanning in two directions of 0 degrees and 90 degrees in the scanning direction. Most patterns of semiconductor integrated circuits (LSIs) and liquid crystal panels to be detected are composed of a pattern extending in the horizontal direction (X direction) and a pattern extending in the vertical direction (Y direction). In order to detect the image with high accuracy, it is necessary to perform scanning in two directions of the X direction (0 degree) and the Y direction (90 degrees).

図7は、双方向の走査を行う方法の模式図である。図2〜図6を使って説明したように、走査方向とエッジが直行しないと、エッジ効果による輝度が得られないので検査精度が悪いことを説明した。さらに、走査線の進入側のエッジ(図2の左側のエッジ)が、反対側のエッジ(図2の右側のエッジ)に比べて精度が出にくい。そこで、図7に示すように、走査方向を交互に逆転して画像を取得する。すなわち、左方向と右方向の交互の走査を行って画像を取得する。左方向走査の画像で走査方向の進入側のエッジを計測し、右方向走査の画像で反対側のエッジを計測することにより、いずれのエッジにおいても良好な検査精度を得ることができる。   FIG. 7 is a schematic diagram of a method for performing bidirectional scanning. As described with reference to FIGS. 2 to 6, it has been described that the inspection accuracy is poor because the brightness due to the edge effect cannot be obtained unless the scanning direction and the edge are orthogonal. Further, the edge on the scanning line entry side (left edge in FIG. 2) is less accurate than the opposite edge (right edge in FIG. 2). Therefore, as shown in FIG. 7, the image is acquired by alternately reversing the scanning direction. That is, an image is acquired by performing alternate scanning in the left direction and the right direction. By measuring the edge on the entrance side in the scanning direction in the image scanned in the left direction and measuring the edge on the opposite side in the image scanned in the right direction, good inspection accuracy can be obtained at any edge.

図8(a)、図8(b)および図8(c)は、走査方向を45度および−45度の場合を示す模式図である。このような走査方向が0度、90度の場合、ほぼ確実に2回の走査を行う必要があったが、本方式においては、図8(a)において横線と縦線のみのパターンP1については図8(b)に示す45度、もしくは図8(c)に示す−45度の走査を1回行うことによって縦線および横線の検査精度を確保することができる。   FIG. 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C are schematic diagrams showing the case where the scanning direction is 45 degrees and −45 degrees. In such a scanning direction of 0 degrees and 90 degrees, it was necessary to perform scanning twice almost certainly. However, in this method, the pattern P1 of only the horizontal and vertical lines in FIG. The inspection accuracy of the vertical and horizontal lines can be ensured by performing the scanning at 45 degrees shown in FIG. 8B or −45 degrees shown in FIG. 8C once.

もし、図8(a)において45度の線P2があった場合、45度、−45度の2回の走査を行う必要があるが、この頻度は縦線・横線のみのパターンP1に比べて、1回の走査で済む場合が比較的多いことが期待される。よって、走査方向45度または−45度の走査が一回の走査で検査精度を得る方法として有効である。   If there is a 45 degree line P2 in FIG. 8A, it is necessary to perform two scans of 45 degree and -45 degree, but this frequency is higher than the pattern P1 of only the vertical and horizontal lines. It is expected that there is a relatively large number of cases where only one scan is required. Therefore, scanning at 45 degrees or −45 degrees in the scanning direction is effective as a method for obtaining inspection accuracy by one scanning.

次に、走査方向45度と−45度の走査が実施される場合を説明する。図8(b)において、パターンP2のような右下がりのパターンについては45度方向の走査で精度が得られるが、右上がりのパターンについては走査方向と検出すべきエッジが一平行なので精度が得られない。このパターンは、図8(c)に示す−45度に走査して得た画像を用いて検査する。走査方向45度と−45度の走査が必要な頻度は、走査方向0度、90度が必要な頻度に比べて少ないことが期待される。   Next, a case where scanning at 45 degrees and −45 degrees in the scanning direction is performed will be described. In FIG. 8B, the accuracy is obtained by scanning in the 45 degree direction for the downward-sloping pattern such as the pattern P2, but the accuracy is obtained for the upward-sloping pattern because the scanning direction and the edge to be detected are in parallel. I can't. This pattern is inspected using an image obtained by scanning at −45 degrees shown in FIG. It is expected that the frequency of scanning at 45 degrees and −45 degrees in the scanning direction is less than the frequency of scanning at 0 degrees and 90 degrees in the scanning direction.

図2ないし図8で説明したように、画像生成装置7は、以下の3方法のいずれかによって検査対象パターンの画像を得る。
2.2.1 走査方法1
0度、90度、45度あるいは−45度の1方向の走査
2.2.2 走査方法2
0度と180度の交互の走査
2.2.3 走査方法3
0度および90度の2方向の走査もしくは45度と−45度の2方向の走査
As described with reference to FIGS. 2 to 8, the image generation device 7 obtains an image of the inspection target pattern by one of the following three methods.
2.2.1 Scanning method 1
Scan in one direction at 0 degree, 90 degree, 45 degree or -45 degree
2.2.2 Scanning method 2
Alternate scan of 0 degree and 180 degree
2.2.3 Scanning method 3
0 degree and 90 degree bi-directional scan or 45 degree and -45 degree bi-directional scan

ここで、座標系は、X軸を右方向、Y方向を上方向に取り、検査すべきパターンの最頻度の方向を右方向(0度方向)にした座標系である。エッジ方向は、右手側がパターン内部になるような方向として定義する。図4のブロックB4には、上下に走るエッジが2本あるが、左側のエッジの方向が90度、右側のエッジの方向が270度となる。   Here, the coordinate system is a coordinate system in which the X axis is in the right direction, the Y direction is in the upward direction, and the most frequent direction of the pattern to be inspected is in the right direction (0 degree direction). The edge direction is defined as a direction in which the right hand side is inside the pattern. The block B4 in FIG. 4 has two edges that run up and down, but the direction of the left edge is 90 degrees and the direction of the right edge is 270 degrees.

4.1 第1のエッジ検出で後述するように、第1のエッジは局所的な画像から検出されたエッジである。この第1のエッジの方向は検出された時点で決められる。以下では、前記走査方法1から前記走査方法3で得られた検査対象パターンの画像からエッジを検出する方法を説明する。 As described later in 4.1 first edge detection , the first edge is an edge detected from a local image. The direction of the first edge is determined when it is detected. Hereinafter, a method for detecting an edge from the image of the inspection target pattern obtained by the scanning method 1 to the scanning method 3 will be described.

前記走査方法1である1方向の走査と前記走査方法2である交互の走査では、1枚の画像からエッジを検出する。前記走査方法3である2方向の走査では、2枚の画像からエッジを検出し、そのエッジ情報を融合させる。0度および90度の2方向の走査の場合は、0度の画像から45度から135度と、225度から−45度の間のエッジのみを抽出し、90度の画像から135度から225度と、−45度から45度の間のエッジのみを抽出し、両者を合成して1画像から検出されたエッジとして扱う。   In the scanning in one direction as the scanning method 1 and the alternating scanning as the scanning method 2, an edge is detected from one image. In the two-direction scanning which is the scanning method 3, edges are detected from two images and the edge information is fused. In the case of scanning in two directions of 0 degree and 90 degrees, only edges between 45 degrees to 135 degrees and 225 degrees to -45 degrees are extracted from the 0 degree image, and 135 degrees to 225 are extracted from the 90 degree image. And only edges between −45 degrees and 45 degrees are extracted, and both are combined and treated as edges detected from one image.

45度および−45度の2方向の走査の場合は、45度の画像から90度から180度と270度から360度の間のエッジのみを抽出し、−45度の画像から0度から90度と180度から270度の間のエッジのみを抽出し、両者を合成して、1画像から検出されたエッジとして扱う。   In the case of scanning in two directions of 45 degrees and −45 degrees, only edges between 90 degrees to 180 degrees and 270 degrees to 360 degrees are extracted from the 45 degrees image, and 0 degrees to 90 degrees are extracted from the −45 degrees image. Only the edges between 180 degrees and 180 degrees to 270 degrees are extracted, and both are combined and treated as edges detected from one image.

第2のエッジ検出で後述するように、第2のエッジはプロファイル(1次元データ)から検出されたエッジである。この第2のエッジの方向はプロファイルが設定された時点で決められる。以下では、前記走査方法1から前記走査方法3で得られたプロファイルからエッジを検出する方法を説明する。   As will be described later in the second edge detection, the second edge is an edge detected from a profile (one-dimensional data). The direction of the second edge is determined when the profile is set. Hereinafter, a method for detecting an edge from the profile obtained by the scanning method 1 to the scanning method 3 will be described.

前記走査方法1である1方向の走査では、プロファイルは同一の画像から求める。
前記走査方法2である0度、180度交互の走査では右側のエッジ(180度から360度のエッジ)を得るプロファイルを0度の画像から、左側(0度から180度のエッジ)のエッジを検出するプロファイルを180度の画像から求める。
In the scanning in one direction as the scanning method 1, the profile is obtained from the same image.
In the scanning method 2 of 0 degree and 180 degree alternating scanning, the right side edge (180 degree to 360 degree edge) is obtained from the 0 degree image, and the left side edge (0 degree to 180 degree edge) is obtained. A profile to be detected is obtained from an image of 180 degrees.

前記走査方法3である2方向の走査では、45度から135度と、225度から−45度の間のエッジを検出するプロファイルを0度の画像から、135度から225度と、−45度から45度の間のエッジを検出するプロファイルを90度の画像から求める。   In the bi-directional scanning as the scanning method 3, a profile for detecting an edge between 45 degrees to 135 degrees and 225 degrees to -45 degrees is obtained from an image of 0 degrees, 135 degrees to 225 degrees, and -45 degrees. A profile for detecting an edge between 45 degrees and 45 degrees is obtained from an image of 90 degrees.

図12は、0度の画像もしくは90度の画像を用いて検査されるべき線分の例を示している。図12で示されるように、0度方向の走査による画像から縦方向(90度または270度の方向)、左上がり(135度)、右下がり(−45度)方向の直線部分、コーナー、終端の線分を検査する。また、90度方向の走査による画像から横方向(0度または180度)、右上がり(45度)、左下がり(225度)方向の直線部分、コーナー、終端の線分を検査すれば良い。   FIG. 12 shows an example of a line segment to be inspected using a 0 degree image or a 90 degree image. As shown in FIG. 12, straight lines, corners, and end points in the vertical direction (90 ° or 270 ° direction), left upward (135 °), and right downward (−45 °) direction from the image obtained by scanning in the 0 ° direction. Inspect the line segment. Further, it is only necessary to inspect straight line portions, corners, and end line segments in the horizontal direction (0 degree or 180 degrees), the upward direction to the right (45 degrees), and the downward direction to the left (225 degrees) from the image obtained by scanning in the 90 degree direction.

45度および−45度の2方向の走査の場合は、90度から180度と270度から360度の間のエッジを検出するプロファイルを45度の画像から、0度から90度と180度から270度の間のエッジを検出するプロファイルを−45度の画像から求める。   In the case of scanning in two directions of 45 degrees and -45 degrees, a profile for detecting an edge between 90 degrees to 180 degrees and 270 degrees to 360 degrees is obtained from an image of 45 degrees, and from 0 degrees to 90 degrees and 180 degrees. A profile for detecting an edge between 270 degrees is obtained from an image of -45 degrees.

画像が45度もしくは−45度傾斜で取得された場合においては、基準パターンと画像の間に回転が存在するので、その回転を補正する作業が必要である。一つの方法としては、基準パターンを回転する方法であるが、基準パターンを回転すると傾斜画像が最終出力となるので見難いという欠点がある。そこで、本実施例では画像を回転する方法を採用した。しかしながら、X,Y方向に均等にサンプリングする走査をした場合に、その画像を回転すると、ピクセル間の内挿値を回転した画像の値として用いなければならない。この場合には、得られた画像が内挿によってぼけたりする弊害があるので、本実施例では内挿を用いずに、ピクセルの位置を置き換えることによってのみ回転した画像を得る方法を採用した。この方法を用いる場合は、次に述べるような特別な走査方法を採用する必要がある。   When an image is acquired with a 45 ° or −45 ° inclination, there is a rotation between the reference pattern and the image, and therefore an operation for correcting the rotation is necessary. One method is to rotate the reference pattern. However, when the reference pattern is rotated, the tilted image becomes the final output, which is difficult to see. Therefore, in this embodiment, a method of rotating the image is adopted. However, when scanning is performed to sample evenly in the X and Y directions, if the image is rotated, the interpolated value between pixels must be used as the value of the rotated image. In this case, since the obtained image has a detrimental effect of being blurred by interpolation, this embodiment employs a method of obtaining a rotated image only by replacing pixel positions without using interpolation. When this method is used, it is necessary to employ a special scanning method as described below.

図13はピクセルの位置を置き換えることによってのみ回転した画像を得る方法に基づいて作成した画像の具体例を示す図である。左側の45度傾斜走査方法と右側の45度傾斜画像は全く同じものを45度回転して描いてある。最終的に取得しようとする画像は右側の形のものである。図中、碁盤の目の格子点はX,Y方向に均等にサンプリングされて得られるべき画像の位置である。黒丸(●)については実際にサンプリングされたデータで、黒丸が無いところはこの走査方法では取得できないところである。この右側の形の画像を取得するために左側の走査方法で行う。   FIG. 13 is a diagram showing a specific example of an image created based on a method of obtaining a rotated image only by replacing pixel positions. The 45 degree tilt scanning method on the left side and the 45 degree tilt image on the right side are exactly the same and are drawn by rotating 45 degrees. The image to be finally acquired has the right shape. In the figure, the grid points of the grid are the positions of the image to be obtained by sampling evenly in the X and Y directions. The black circles (●) are actually sampled data, and there are no black circles that cannot be obtained by this scanning method. In order to acquire the image of the right side, the left side scanning method is used.

この場合は、X方向のサンプリング間隔Sは各々の走査線で同一であるが、Y方向のサンプリング間隔についてはX方向のサンプリング間隔Sの半分である。また奇数行と偶数行では、X方向のサンプリング間隔Sの半分だけずれている。このサンプリング間隔Sは、右側のピクセル間隔に√2をかけたものになる。そうすると、左側の図を横に寝かせるだけで所望の画像が得られるということになる。この場合は、実際にサンプリングされた順番とは違う順番で値を入れていく作業が必要となる。   In this case, the sampling interval S in the X direction is the same for each scanning line, but the sampling interval in the Y direction is half of the sampling interval S in the X direction. Further, the odd and even lines are shifted by half the sampling interval S in the X direction. This sampling interval S is obtained by multiplying the right pixel interval by √2. In this case, a desired image can be obtained simply by laying the left figure sideways. In this case, it is necessary to enter values in an order different from the actually sampled order.

図13は45度の角度の走査方法を示すものであるが、図14は、arctan(2)の角度の走査方法および回転した画像を示す図である。
本実施例を使用すれば、検査対象パターンの画像を得るために、最小限度の電子線(荷電粒子線)を走査すればよく、したがって最小の時間で検査対象パターンの画像を得ることができる。また、ラスタースキャンが持っているデータの欠落部分を2回走査する方法で、X方向とY方向の画質の僅差を極力低減することができる。更に、内挿による画質低下を伴わない回転画像を取得することができ、エッジの検出精度の低下を避けられる。
FIG. 13 shows a scanning method with an angle of 45 degrees, and FIG. 14 shows a scanning method with an angle of arctan (2) and a rotated image.
If this embodiment is used, in order to obtain an image of the inspection target pattern, it is only necessary to scan a minimum number of electron beams (charged particle beams), and therefore, an image of the inspection target pattern can be obtained in a minimum time. In addition, the method of scanning the missing data portion of the raster scan twice can reduce the slight difference in image quality between the X direction and the Y direction as much as possible. Furthermore, it is possible to obtain a rotated image without image quality deterioration due to interpolation, and avoid a decrease in edge detection accuracy.

2.3 パターン検査装置の基本構成
図15は、本実施形態におけるパターン検査装置の基本構成を示す図である。本実施形態に係るパターン検査装置は、主制御部1、記憶装置2、入出力制御部3、入力装置4、表示装置5、印刷装置6および、図1に示す画像生成装置7を備える。
2.3 Basic Configuration of Pattern Inspection Apparatus FIG. 15 is a diagram showing the basic configuration of the pattern inspection apparatus in the present embodiment. The pattern inspection apparatus according to this embodiment includes a main control unit 1, a storage device 2, an input / output control unit 3, an input device 4, a display device 5, a printing device 6, and an image generation device 7 shown in FIG.

主制御部1はCPU(Central Processing Unit)等により構成され、装置全体を統括的に制御する。主制御部1には記憶装置2が接続されている。記憶装置2は、ハードディスク、フレキシブルディスク、光ディスク等の形態をとることができる。また、主制御部1には、入出力制御部3を介して、キーボード、マウス等の入力装置4、入力データ、計算結果等を表示するディスプレイ等の表示装置5、および計算結果等を印刷するプリンタ等の印刷装置6が接続されている。   The main control unit 1 is constituted by a CPU (Central Processing Unit) or the like, and controls the entire apparatus in an integrated manner. A storage device 2 is connected to the main control unit 1. The storage device 2 can take the form of a hard disk, flexible disk, optical disk, or the like. Further, the input / output control unit 3 prints an input device 4 such as a keyboard and a mouse, a display device 5 such as a display that displays input data, calculation results, and the like, and calculation results and the like through the input / output control unit 3 A printing device 6 such as a printer is connected.

主制御部1は、OS(Operating System)等の制御プログラム、パターン検査のためのプログラム、および所要データ等を格納するための内部メモリ(内部記憶装置)を有し、これらプログラム等によりパターン検査を実現している。これらのプログラムは、フレキシブルディスク、光ディスク等に記憶しておき、実行前にメモリ、ハードディスク等に読み込ませて実行されるようにすることができる。   The main control unit 1 has an internal memory (internal storage device) for storing a control program such as an OS (Operating System), a program for pattern inspection, and necessary data. Realized. These programs can be stored in a flexible disk, an optical disk or the like, and read into a memory, a hard disk or the like before being executed.

2.4 機能ブロック図
図16は、本実施形態におけるパターン検査装置の機能ブロック図を示す図である。基準パターン生成部11、検査部12、出力部13および欠陥種認識部14はプログラムにより実現されている。基幹データベース21、レシピデータベース22および欠陥種参照データベース23は記憶装置2内に設けられている。
基幹データベース21を外部に設け、パターン検査装置がLAN(Local Area Network)を経由して基幹データベース21にアクセスするようにしてもよい。
2.4 Functional Block Diagram FIG . 16 is a functional block diagram of the pattern inspection apparatus in the present embodiment. The reference pattern generation unit 11, the inspection unit 12, the output unit 13, and the defect type recognition unit 14 are realized by a program. The basic database 21, the recipe database 22, and the defect type reference database 23 are provided in the storage device 2.
The basic database 21 may be provided outside, and the pattern inspection apparatus may access the basic database 21 via a LAN (Local Area Network).

図17は、本実施形態におけるパターン検査装置の機能ブロック図の他の例を示す図である。図17に示す例は、繰り返し発生する欠陥を認識する機能を有した構成を示す図であり、図16の機能ブロック図に対して、欠陥情報記憶部24と、繰り返し発生する欠陥認識部25とが追加されている。   FIG. 17 is a diagram showing another example of a functional block diagram of the pattern inspection apparatus in the present embodiment. The example illustrated in FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration having a function of recognizing a defect that repeatedly occurs. The function block diagram of FIG. 16 includes a defect information storage unit 24, a defect recognition unit 25 that repeatedly generates, Has been added.

3.用語の説明
3.1 エッジ
エッジは、検査対象パターンの内部と下地の境を意味する。エッジとして、図60に示すように、検査対象画像のエッジと基準パターンのエッジが使用される。検査対象画像のエッジは、エッジ検出方法で検出され、基準パターンのエッジは直線もしくは曲線をピクセル単位で分割して得られる。
3. Explanation of terms
3.1 Edge Edge means the boundary between the inside of the pattern to be inspected and the ground. As edges, as shown in FIG. 60, the edge of the inspection target image and the edge of the reference pattern are used. The edge of the inspection target image is detected by an edge detection method, and the edge of the reference pattern is obtained by dividing a straight line or a curve into pixels.

エッジは、ピクセルごとに開始点(サブピクセル精度)、方向、および強度の情報を有するベクトルで表現される。検査対象画像のエッジの場合は、強度は、ベクトルの長さとエッジの明確さを乗じた値である。また、基準パターンのエッジの場合は、強度は、ベクトルの長さとマッチングに寄与する度合いを乗じた値である。   An edge is represented by a vector having start point (subpixel accuracy), direction, and intensity information for each pixel. In the case of the edge of the image to be inspected, the intensity is a value obtained by multiplying the length of the vector and the clarity of the edge. In the case of the edge of the reference pattern, the intensity is a value obtained by multiplying the length of the vector and the degree of contribution to matching.

3.2 基準パターン
基準パターンとは線分もしくは曲線で表現されたもので、検査対象画像と比較されるものである。基準パターンにもっとも適したものとして設計データが使われる。この設計データとして、たとえばGDSII(Graphic Design System II)データストリ−ム形式のレイアウトデータに、レイアの融合やフラクチャリングを行ったものが使える。
3.2 Reference Pattern A reference pattern is expressed by a line segment or a curve, and is compared with an image to be inspected. Design data is used as the most suitable for the reference pattern. As this design data, for example, layout data in a GDSII (Graphic Design System II) data stream format, which is a combination of layers and fracturing, can be used.

まず、検査対象パターン画像から検出されるエッジの位置に最も適したように設計データに対し、シュリンク処理(倍率を変える処理)、サイズ処理(線幅を変える処理)などを施す。また、第1のエッジ検出と第2のエッジ検出とでは一般的に検出するエッジの位置が異なるので、第1エッジ検出用、および第2エッジ検出用に基準パターンを2種類用意する。   First, a shrink process (a process for changing the magnification), a size process (a process for changing the line width), and the like are performed on the design data so as to be most suitable for the position of the edge detected from the inspection target pattern image. In addition, since the edge positions to be detected are generally different between the first edge detection and the second edge detection, two types of reference patterns are prepared for the first edge detection and the second edge detection.

次に、この処理で得られた多角形を、視野にステージの誤差分および検査対象パターンの最大変形量を加えた長さを一辺とする長方形エリアでクリッピングする。   Next, the polygon obtained by this processing is clipped with a rectangular area having one side of a length obtained by adding a stage error and the maximum deformation amount of the inspection target pattern to the visual field.

次に、得られた多角形のコーナーに丸みがつけられる。図18に示すように、通常、設計データは、鋭角をもった多角形(図中点線)である一方、実際に形成される回路パターンはコーナーに丸み(図中実線)がつく。そこで、コーナー部分に円、楕円、直線、もしくは他の方法で記述した曲線を適用し、実際のパターンに近くなるように補正する。   The resulting polygon corner is then rounded. As shown in FIG. 18, the design data is usually a polygon having an acute angle (dotted line in the figure), while the circuit pattern actually formed has rounded corners (solid line in the figure). Therefore, a circle, an ellipse, a straight line, or a curve described by another method is applied to the corner portion, and correction is performed so as to be close to an actual pattern.

最後に、以上で得られた結果を基準パターンとし、レシピデータベース22に格納する。ステージ誤差分が検査対象パターンの最大変形量に比べ無視し得る場合は、パターン変形の絶対座標値が計測できる。本実施形態では、ステージの誤差分および検査対象パターンの最大変形量を考慮し、基準パターンを検査対象パターン画像よりも大きくとって処理しているが、代わりに検査対象パターン画像を基準パターンよりも大きくとって処理するようにしてもよい。   Finally, the result obtained above is used as a reference pattern and stored in the recipe database 22. If the stage error is negligible compared to the maximum deformation amount of the inspection target pattern, the absolute coordinate value of the pattern deformation can be measured. In this embodiment, in consideration of the stage error and the maximum deformation amount of the inspection target pattern, the reference pattern is processed larger than the inspection target pattern image, but instead, the inspection target pattern image is more than the reference pattern. You may make it process large.

基準パターンに設計データを使えば、ウェーハ上に形成されたパターンが設計データと比較される欠陥検査が実行できる。この場合は、許容パターン変形量として電気特性に影響しない許容量を設定する。この許容パターン変形量は、配線の属性ごとに設定でき、さらに、パターンの込み入っている場所とそうでない場所とで可変にすることも可能である。   If the design data is used as the reference pattern, a defect inspection in which the pattern formed on the wafer is compared with the design data can be executed. In this case, an allowable amount that does not affect the electrical characteristics is set as the allowable pattern deformation amount. The permissible pattern deformation amount can be set for each wiring attribute, and can be varied between a place where the pattern is complicated and a place where the pattern is not.

基準パターンにリソグラフィ・シミュレータで得られた露光パターンの外形を形成する曲線(図73の実線)を使えば、シミュレーションの正当性を検証する検査が実行できる。リソグラフィ・シミュレータの出力データは、光学的にシミュレートして得られた光強度分布である。この分布から外形の曲線を得る。この場合の許容パターン変形量は、シミュレーションとして許される誤差を設定する。
本実施形態においては、基準パターンに設計データを使う方法を説明する。
If a curve (the solid line in FIG. 73) forming the outer shape of the exposure pattern obtained by the lithography simulator is used as the reference pattern, an inspection for verifying the validity of the simulation can be executed. The output data of the lithography simulator is a light intensity distribution obtained by optical simulation. A contour curve is obtained from this distribution. In this case, an allowable pattern deformation amount sets an error allowed as a simulation.
In the present embodiment, a method of using design data for a reference pattern will be described.

図22は基準パターンの例を示す図であり、図23は図22の基準パターンSをピクセルごとのエッジに変換した例を示す図である。図22において、基準パターンS(点線)はサブピクセル精度で示されている。通常、基準パターンのエッジ方向は、ピクセルの横方向(X方向)または縦方向(Y方向)に平行である。基準パターンのエッジも、検査対象パターン画像のエッジと同様に、ピクセルごとに開始点(サブピクセル精度)、方向、および強度の情報を有する。本実施形態においては、後述の4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法4.2.2 ネガティブパターンを使うマッチング方法を除いて基準パターンのエッジの強度をすべて1にしている。 FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a reference pattern, and FIG. 23 is a diagram illustrating an example in which the reference pattern S of FIG. 22 is converted into an edge for each pixel. In FIG. 22, the reference pattern S (dotted line) is shown with sub-pixel accuracy. Usually, the edge direction of the reference pattern is parallel to the horizontal direction (X direction) or vertical direction (Y direction) of the pixel. Similarly to the edge of the inspection target pattern image, the edge of the reference pattern also has information on the start point (subpixel accuracy), direction, and intensity for each pixel. In the present embodiment, all the edge strengths of the reference pattern are set to 1 except for a matching method using a unique pattern described later and a matching method using a 4.2.2 negative pattern .

図24に示すように、基準パターンに曲線が含まれる場合がある。基準パターンの曲線部分を基準パターンのエッジに変換するために、ピクセルの中心261に最も近い基準パターン上の点262での接線263を生成する。   As shown in FIG. 24, the reference pattern may include a curve. In order to convert the curved portion of the reference pattern to the edge of the reference pattern, a tangent 263 at a point 262 on the reference pattern closest to the pixel center 261 is generated.

3.3 レシピデータ
検査の前に、以下のレシピデータと称される検査パラメータの組を設定する。レシピデータの内でオペレータ入力パラメータとして、設計データ検索用パラメータ、画像取得パラメータ、およびにエッジ検出および検査のためのパラメータがある。また、レシピデータの内で出力データとして、基準パターン生成部11が生成する基準パターンがある。
3.3 Before the recipe data inspection, the following set of inspection parameters called recipe data is set. Operator input parameters in the recipe data include design data search parameters, image acquisition parameters, and parameters for edge detection and inspection. In addition, there is a reference pattern generated by the reference pattern generation unit 11 as output data in the recipe data.

設計データ検索用パラメータとして、検査対象ウェーハ(試料)のデバイス名、およびプロセス名を指定するパラメータを設定する。画像取得パラメータとして、ウェーハを特定するためのスロット番号、照射系装置310の条件設定パラメータ、ピクセル間隔、ピクセル数、および検査領域を設定する。   Parameters for designating the device name and process name of the inspection target wafer (sample) are set as design data search parameters. As an image acquisition parameter, a slot number for specifying a wafer, a condition setting parameter of the irradiation system 310, a pixel interval, the number of pixels, and an inspection area are set.

ピクセル間隔とは、検査対象パターン画像のピクセル間隔に対するウェーハ上の距離を意味する。ピクセル数には、1024×1024、8192×8192などの値が使われる。ピクセル間隔にピクセル数を乗じた数は、検査対象パターン画像の大きさに対する試料上でのサイズになる。以降このサイズを視野(FOV:Field Of View)と呼ぶ。例えば、ピクセル間隔が9nmでピクセル数が8192×8192であれば、視野は約70μm×70μmである。   The pixel interval means a distance on the wafer with respect to the pixel interval of the inspection target pattern image. Values such as 1024 × 1024, 8192 × 8192, etc. are used for the number of pixels. The number obtained by multiplying the pixel interval by the number of pixels is the size on the sample with respect to the size of the pattern image to be inspected. Hereinafter, this size is referred to as a field of view (FOV). For example, if the pixel interval is 9 nm and the number of pixels is 8192 × 8192, the field of view is about 70 μm × 70 μm.

エッジ検出および検査のためのパラメータとして、以下のパラメータを設定する。
(1)検査すべきパターン変形量
エッジ位置の移動量
線幅の変形量
最小線幅
スペース幅の変形量
最小スペース幅
接触面積検査比
ホールパターン、島パターンの場合のシフト量と直径変形量
ウェーハに形成されてはならない補正パターンの欠陥判断係数
The following parameters are set as parameters for edge detection and inspection.
(1) Pattern deformation amount to be inspected Edge position movement amount Line width deformation amount Minimum line width Space width deformation amount Minimum space width Contact area inspection ratio Shift amount and diameter deformation amount for hole pattern and island pattern on wafer Defect determination coefficient of correction pattern that should not be formed

(2)上記パターン変形量に対応する許容パターン変形量の−側の限界値および+側の限界値、ならびにマッチングで使用するエッジの許容方向差の限界値
これらの変形量は、配線の属性ごとに設定される。
(3)画質から経験的に決められる第1のエッジ検出パラメータ
第1のエッジ検出方法
エッジ膨張用のフィルタ係数
検査対象パターン画像のエッジの2値化しきい値
検査対象パターン画像のエッジのpタイル法の係数p
(2) The -side limit value and + side limit value of the allowable pattern deformation amount corresponding to the pattern deformation amount, and the limit value of the allowable direction difference of the edge used for matching. These deformation amounts are determined for each wiring attribute. Set to
(3) First edge detection parameter determined empirically from image quality First edge detection method Filter coefficient for edge expansion Binary threshold value of edge of inspection target pattern image p-tile method of edge of inspection target pattern image Coefficient p

(4)基準パターンの属性(直線部分、コーナー、終端、孤立パターン等)を認識するための抽出ルールが使用するパラメータ
基準パターンの属性は、基準パターンの一部もしくは全部を区別するために使用される。典型的な基準パターンの属性は3種類ある。1つ目は、終端(基準パターンの終端に対応する直線部分)もしくは直線部分(基準パターンの終端に対応しない直線部分)である。2つ目はコーナー(終端の属性を持つ直線部分に接触しない頂点の部分)である。3つ目は孤立パターン(他のパターンから孤立しているパターン)である。
(4) Parameters used by extraction rules to recognize reference pattern attributes (straight lines, corners, ends, isolated patterns, etc.) Reference pattern attributes are used to distinguish some or all of the reference patterns. The There are three types of typical reference pattern attributes. The first is an end (a straight line portion corresponding to the end of the reference pattern) or a straight line portion (a straight line portion not corresponding to the end of the reference pattern). The second is a corner (a vertex portion that does not touch a straight line portion having an end attribute). The third is an isolated pattern (a pattern that is isolated from other patterns).

(5)領域検査に適した部分を認識するための抽出ルールが使用するパラメータ
線幅検査用に適した基準パターンの最大線幅、最小線長、終端非使用長
スペース検査用に適した基準パターンの最大線幅、最小線長、終端非使用長
切断しやすい部分の最大線幅
切断しやすい部分の最大線長
短絡しやすい部分の最大スペース幅
短絡しやすい部分の最大スペース長
(5) Parameters used by extraction rules for recognizing parts suitable for area inspection Maximum line width, minimum line length, and unused end length of reference patterns suitable for line width inspection Reference patterns suitable for space inspection Maximum line width, minimum line length, end unused length Maximum line width for easy-to-cut parts Maximum line length for easy-to-cut parts Maximum space width for easy-to-short parts Maximum space length for easy-to-short parts

(6)画質から経験的に決められる第2のエッジ検出パラメータ
プロファイル取得区間の長さ
プロファイル取得区間の間隔
プロファイル取得区間内のサンプリングポイントの間隔
プロファイルからエッジを認識する方法(しきい値法を使うかなど)
プロファイル取得区間をレシピデータ設定時に設定するか第1のエッジを検出してから設定するかのフラグ
(6) Second edge detection parameter determined empirically from image quality Length of profile acquisition interval Interval of profile acquisition interval Interval of sampling points in profile acquisition interval Method of recognizing edge from profile (using threshold method) Or the like)
Flag to set profile acquisition section when setting recipe data or after first edge is detected

(7)ホールパターンの大きさの最小値と最大値および安全係数
(8)大域的パターン変形量を求めるために平均値を求める対象になる検査単位領域の数
(9)欠陥画像の最大登録数
(7) Minimum and maximum values of hole pattern size and safety factor (8) Number of inspection unit regions for which an average value is obtained in order to obtain a global pattern deformation amount (9) Maximum number of registered defect images

(10)再検査対象とする欠陥の最大登録数
(11)自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に適した場所
(12)歪補正回路が持つ代表歪ベクトルの間隔
(10) Maximum number of registered defects to be re-inspected (11) Location suitable for automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment (12) Representative distortion vector interval of distortion correction circuit

レシピデータは、設計データ検索用パラメータであるデバイス名、プロセス名、および検査モードをキーにして管理される。検査モードとは、画像取得パラメータとエッジ検出および検査のためのパラメータを総称した名前である。   Recipe data is managed using the device name, process name, and inspection mode, which are design data search parameters, as keys. The inspection mode is a generic name for image acquisition parameters and parameters for edge detection and inspection.

図19は、本実施形態におけるレシピ登録処理の例を示すフローチャートである。まず、オペレータは、入力装置4を介して基準パターン生成部11に、オペレータ入力パラメータ(設計データ検索用パラメータ等)を入力する(ステップS202)。   FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of recipe registration processing in the present embodiment. First, the operator inputs operator input parameters (such as design data search parameters) to the reference pattern generation unit 11 via the input device 4 (step S202).

基準パターン生成部11は、設計データ検索用パラメータ(デバイス名、およびプロセス名)をキーとして基幹データベース21を検索し、設計データを取り出す(ステップS204)。基幹データベース21は、検査対象パターン画像に対する設計データを格納したデータベースである。次に、基準パターン生成部11は、設計データから基準パターンを生成する(ステップS206)。   The reference pattern generation unit 11 searches the basic database 21 using the design data search parameters (device name and process name) as keys, and retrieves design data (step S204). The basic database 21 is a database that stores design data for the pattern image to be inspected. Next, the reference pattern generation unit 11 generates a reference pattern from the design data (step S206).

最後に、基準パターン生成部11は、レシピデータ(基準パターン、オペレータ入力パラメータ)を、レシピデータベース22に登録する(ステップS208)   Finally, the reference pattern generation unit 11 registers recipe data (reference pattern, operator input parameters) in the recipe database 22 (step S208).

3.4 検査単位領域
検査は、入力された検査領域を、視野で分割して得られる検査単位領域ごとに行われるので、基準パターンは検査単位領域ごとに生成される。検査には、逐次検査およびランダム検査がある。
3.4 Inspection Unit Area Inspection is performed for each inspection unit area obtained by dividing the input inspection area by the visual field, so that a reference pattern is generated for each inspection unit area. The inspection includes a sequential inspection and a random inspection.

図20は、逐次検査を説明するための図である。検査領域は、図20で示されるようにウェーハ全面を単位として設定されるのではなく、長方形で指定された複数の領域(図20のように上側の短い長方形と下側の長い長方形など)として設定されるので、その領域を高速検査するために、検査単位領域ごとに逐次走査を実施する。検査単位領域ごとに基準パターンを作成する。   FIG. 20 is a diagram for explaining the sequential inspection. The inspection area is not set in units of the entire wafer as shown in FIG. 20, but as a plurality of areas designated by rectangles (such as an upper short rectangle and a lower long rectangle as shown in FIG. 20). Since it is set, in order to inspect the area at high speed, sequential scanning is performed for each inspection unit area. A reference pattern is created for each inspection unit area.

図21は、ランダム検査を説明するための図である。ランダム検査においては、ある領域を逐次に検査するのではなく、限定的に検査する。図21では、検査単位領域301〜304についてのみ検査を行う。   FIG. 21 is a diagram for explaining the random inspection. In the random inspection, a certain area is not inspected sequentially but limitedly. In FIG. 21, only the inspection unit areas 301 to 304 are inspected.

3.5 検査結果
検査結果として、以下の種類の基本情報がある。
(1)異常パターン変形量欠陥の情報
(2)ピクセルの輝度分布から検出される欠陥の情報
(3)検査単位領域全体から得られるパターン変形量
パターンの属性単位でパターン変形量を使用する情報として以下の情報がある。
(4)パターンの属性単位で検出される欠陥の情報
対向するエッジを使用する情報として以下の情報がある。
(5)領域検査方法で検出される欠陥の情報
3.5 Inspection results As inspection results, there are the following types of basic information.
(1) Information on abnormal pattern deformation amount defect (2) Information on defect detected from luminance distribution of pixel (3) Pattern deformation amount obtained from entire inspection unit area Information on using pattern deformation amount in pattern attribute unit There is the following information.
(4) Information on defects detected in pattern attribute units The following information is used as information using opposing edges.
(5) Information on defects detected by the area inspection method

4.基本検査処理
図25は、本実施形態における基本検査処理の例を示すフローチャートである。図26および図27は、本実施形態における検査処理の他の例を示すフローチャートであり、繰り返し発生する欠陥を認識する場合の検査処理の例を示すフローチャートである。図27のブロックAは図26のブロックAと同じものであり、検査の前に準備する工程を示している。図27のブロックBは図26のブロックBと同じものであり、各検査領域の検査の工程を表すフローチャートである。
4). Basic Inspection Processing FIG. 25 is a flowchart showing an example of basic inspection processing in the present embodiment. FIG. 26 and FIG. 27 are flowcharts illustrating another example of the inspection process according to the present embodiment, and are flowcharts illustrating an example of the inspection process when recognizing a defect that repeatedly occurs. The block A in FIG. 27 is the same as the block A in FIG. 26, and shows a process of preparation before the inspection. Block B in FIG. 27 is the same as block B in FIG. 26, and is a flowchart showing the inspection process for each inspection region.

図25に示すフローチャートに基づく基本検査処理において、まず、オペレータは、入力装置4を介して検査部12に、レシピ検索用パラメータ(デバイス名、プロセス名および検査モード)を入力する(ステップS302)。   In the basic inspection process based on the flowchart shown in FIG. 25, first, the operator inputs recipe search parameters (device name, process name, and inspection mode) to the inspection unit 12 via the input device 4 (step S302).

検査部12は、レシピ検察用パラメータをキーとしてレシピデータベース22を検索し、レシピデータを取り出す(ステップS304)。そして、検査対象パターン画像を取得するため、画像生成装置7に対して画像取得パラメータを設定し、ウェーハ搬送、アライメント、および照射系装置310の条件設定を指示する(ステップS306)。   The inspection unit 12 searches the recipe database 22 using the recipe inspection parameter as a key, and extracts recipe data (step S304). Then, in order to acquire a pattern image to be inspected, image acquisition parameters are set to the image generation device 7 and instructions for wafer conveyance, alignment, and condition setting of the irradiation system device 310 are instructed (step S306).

アライメントとは、設計データが使用している座標系とウェーハ観察位置を管理する座標系との変換係数を求める方法をいう。これはCAD(Computer Aided Design)ナビゲーションで具現化されている。CADナビゲーションは、アライメントの後に、CADデータ上の観察したい座標値をウェーハ観察位置を管理する座標値に変換し、その位置へ撮像装置の視野を移動させて、その位置の画像を入手する方法で、よく知られているものである。   Alignment refers to a method for obtaining a conversion coefficient between a coordinate system used by design data and a coordinate system for managing a wafer observation position. This is embodied by CAD (Computer Aided Design) navigation. CAD navigation is a method in which after alignment, coordinate values to be observed on CAD data are converted into coordinate values for managing the wafer observation position, and the field of view of the imaging device is moved to that position to obtain an image at that position. Is well known.

画像生成装置7としては、図1に示す走査型電子顕微鏡が最も適しているが、走査型フォーカスイオンビーム顕微鏡、走査型レーザー顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡などの各種の走査型顕微鏡もしくは各種顕微鏡を使用することができる。
画像生成装置7は、検査単位領域ごとに、検査対象パターン画像(およびその中心位置)を検査部12に出力する(ステップS308)。
As the image generating apparatus 7, the scanning electron microscope shown in FIG. 1 is most suitable, but various scanning microscopes or various microscopes such as a scanning focus ion beam microscope, a scanning laser microscope, and a scanning probe microscope are used. can do.
The image generation device 7 outputs the inspection target pattern image (and its central position) to the inspection unit 12 for each inspection unit region (step S308).

4.1 第1のエッジ検出
次に、検査部12は、検査対象パターン画像から第1のエッジを検出する(ステップS310)。第1のエッジ検出として次の2つのエッジ検出方法が使用できる。第1のエッジ検出方法は、前述の3.3 レシピデータ「(3)第1のエッジ検出方法」によって選択される。
4.1 First Edge Detection Next, the inspection unit 12 detects a first edge from the inspection target pattern image (step S310). The following two edge detection methods can be used as the first edge detection. The first edge detection method is selected by the above-mentioned 3.3 recipe data “(3) First edge detection method”.

4.1.1 第1のエッジ検出方法1
1つは、パターン内部と下地との間にコントラストがある画像に適した方法である。このような画像の多くは2値化処理でエッジを検出できるが、コントラストが比較的明瞭でない場合は明確にエッジを検出できない。このときに、[文献1]:R.M.Haralick, “Digital step edges from ZERO crossing of second directional derivatives”, IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., vol. PAMI-6,No.1,pp.58-68,1984に開示の方法を応用してエッジを検出することができる。この方法によれば、エッジ部分の変曲点をサブピクセル精度で検出することができる。
4.1.1 First edge detection method 1
One is a method suitable for an image having a contrast between the inside of the pattern and the background. Many of these images can detect edges by binarization, but cannot clearly detect edges when the contrast is relatively unclear. At this time, [Reference 1]: RMHaralick, “Digital step edges from ZERO crossing of second directional derivatives”, IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., Vol. PAMI-6, No.1, pp.58-68, Edges can be detected by applying the method disclosed in 1984. According to this method, the inflection point of the edge portion can be detected with subpixel accuracy.

4.1.2 第1のエッジ検出方法2
もう1つは、エッジが明るくパターン内部と下地との間にコントラストがない画像からエッジを検出する方法である。たとえば、[文献2]:“Cartan Steger. An unbiased detector of curvilinear structures”, IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., 20(2), February 1998に開示の方法が使用できる。この方法によれば、エッジ部分の峰をサブピクセル精度で検出することができる。ただし、この方法ではパターンの内部と下地を区別できないのでエッジの方向は0〜180度の値のみをもつ。
4.1.2 First edge detection method 2
The other is a method of detecting an edge from an image having a bright edge and no contrast between the inside of the pattern and the background. For example, the method disclosed in [Document 2]: “Cartan Steger. An unbiased detector of curvilinear structures”, IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., 20 (2), February 1998 can be used. According to this method, the peak of the edge portion can be detected with subpixel accuracy. However, since this method cannot distinguish between the inside of the pattern and the background, the edge direction has only a value of 0 to 180 degrees.

前述の4.1.1 第1のエッジ検出方法1の別の方法として前述の文献2の方法を使用しても良い。この場合はパターン内部と下地との間にコントラストがある画像に微分フィルタ(例えば、Sobelフィルタやバンドパスフィルタ)をかけてエッジ強度画像を得て、得られたエッジ強度画像からエッジが検出される。この場合はパターン内部と下地を区別できる。 As another method of the above-mentioned 4.1.1 First edge detection method 1 , the method of the above-mentioned document 2 may be used. In this case, an edge strength image is obtained by applying a differential filter (for example, Sobel filter or bandpass filter) to an image having a contrast between the inside of the pattern and the background, and an edge is detected from the obtained edge strength image. . In this case, the inside of the pattern and the ground can be distinguished.

これらの方法はある程度大きな窓を使った処理であるので、サブピクセル度が得られるだけでなく、エッジの方向も安定している。ゆえに、エッジを連結し直線近似をして線分情報を得る方法を使用してエッジ検出精度を向上する必要が必ずしもない。   Since these methods are processes using a somewhat large window, not only the sub-pixel degree is obtained but also the direction of the edge is stable. Therefore, it is not always necessary to improve the edge detection accuracy by using a method for obtaining line segment information by connecting edges and performing linear approximation.

ステップS310の第1のエッジ検出では、検査対象パターン画像からピクセル単位でエッジの強度および方向を求める。強度は、明確なエッジであるほど大きい値を取る。前述の第1のエッジ検出方法1で説明したパターン内部と下地との間にコントラストがある画像の場合は、前述の文献1の方法を用いて、画像の1次微分値の絶対値を強度とし、画像の2次微分値のゼロクロス点をエッジ位置とするエッジが認識される。   In the first edge detection in step S310, the strength and direction of the edge are obtained for each pixel from the inspection target pattern image. The strength increases as the edge becomes clearer. In the case of an image having a contrast between the inside of the pattern and the background described in the first edge detection method 1 described above, the absolute value of the first-order differential value of the image is set as the intensity by using the method described in the above-mentioned literature 1. Then, an edge whose edge position is the zero-cross point of the secondary differential value of the image is recognized.

一方、前述の第1のエッジ検出方法2でエッジのみが明るい画像の場合には、前述の文献2の方法を用いて、画像の2次微分値の符号反転値(絶対値)を強度とし、画像の1次微分値のゼロクロス点をエッジ位置とするエッジが認識される。いずれの画像もエッジはサブピクセル精度で得られる。   On the other hand, in the case of an image in which only the edge is bright in the first edge detection method 2 described above, the sign inversion value (absolute value) of the secondary differential value of the image is set as the intensity using the method of the above-described literature 2. An edge whose edge position is the zero-cross point of the first-order differential value of the image is recognized. In any image, the edge is obtained with sub-pixel accuracy.

図28は、前述の第1のエッジ検出方法1で説明したパターン内部と下地との間にコントラストがある画像の例を示す図であり、図29は図28の画像から検出したエッジを示す図である。図28には、ピクセルごとにその輝度値が示されている。図29に示すように、エッジはピクセルごとに検出され、ピクセルごとに開始点(サブピクセル精度)、方向(0〜360度)、および強度の情報が得られる。強度は、前述のように、明確なエッジであるほど大きい値を取る。   FIG. 28 is a diagram showing an example of an image having a contrast between the inside of the pattern and the background explained in the first edge detection method 1 described above, and FIG. 29 is a diagram showing edges detected from the image of FIG. It is. FIG. 28 shows the luminance value for each pixel. As shown in FIG. 29, an edge is detected for each pixel, and information of a starting point (sub-pixel accuracy), a direction (0 to 360 degrees), and intensity is obtained for each pixel. As described above, the strength takes a larger value as the edge becomes clearer.

図30は、前述の第1のエッジ検出方法2で説明した、エッジが明るくパターン内部と下地との間にコントラストがない画像の例を示す図であり、図31は図30の画像から検出したエッジを示す図である。図30においても、ピクセルごとにその輝度値が示されている。また、図31に示すように、エッジはピクセルごとに検出され、ピクセルごとに開始点(サブピクセル精度)、方向(0〜180度)、および強度の情報が得られる。   FIG. 30 is a diagram illustrating an example of an image having a bright edge and no contrast between the inside of the pattern and the background described in the first edge detection method 2 described above, and FIG. 31 is detected from the image of FIG. It is a figure which shows an edge. Also in FIG. 30, the luminance value is shown for each pixel. Further, as shown in FIG. 31, an edge is detected for each pixel, and information on a start point (sub-pixel accuracy), a direction (0 to 180 degrees), and intensity is obtained for each pixel.

4.2 直線形状パターンのマッチング方法
次に、検査部12は、検査対象パターン画像のエッジを膨張させる。以降、得られた結果を膨張エッジと呼ぶ(ステップS312)。本実施形態においては、電気特性的に影響しない許容パターン変形量分膨張させている。この段階では許容パターン変形量は正の整数である。この値は、前述の3.3 レシピデータ「(2)許容パターン変形量の−側の限界値および+側の限界値」の値の最大値を整数化した値である。許容パターン変形量分膨張させることにより、電気特性的に影響を与えないパターン変形を許容してマッチングすることができる。
4.2 Linear Pattern Matching Method Next, the inspection unit 12 expands the edge of the inspection target pattern image. Hereinafter, the obtained result is referred to as an expansion edge (step S312). In the present embodiment, expansion is performed by an allowable pattern deformation amount that does not affect electrical characteristics. At this stage, the allowable pattern deformation amount is a positive integer. This value is a value obtained by converting the maximum value of the above-mentioned 3.3 recipe data “(2) -side limit value and + side limit value of allowable pattern deformation amount” into an integer. By expanding by an allowable pattern deformation amount, it is possible to allow and match pattern deformation that does not affect the electrical characteristics.

図32は1次元の検査対象パターン画像のエッジの強度の例を示す図であり、図33は図32のエッジを膨張させた例を示す図である。図32および図33では、説明を簡単にするために、1次元データが使用されている。許容パターン変形量内の変形を無視するために、許容パターン変形量の2倍の大きさの窓を持った最大値フィルタを検査対象パターン画像のエッジにかける。最大値フィルタとは、対象となるピクセルの近傍である窓の中の各ピクセルが持つ値の最大値を求め、その値をフィルタ後のピクセルの値とするものである。図33では、図32のエッジを左右に2ピクセル分膨張させている。これは許容パターン変形量が2ピクセルの場合の例である。   FIG. 32 is a diagram illustrating an example of edge strength of a one-dimensional inspection target pattern image, and FIG. 33 is a diagram illustrating an example in which the edge of FIG. 32 is expanded. In FIG. 32 and FIG. 33, one-dimensional data is used for ease of explanation. In order to ignore the deformation within the allowable pattern deformation amount, a maximum value filter having a window twice as large as the allowable pattern deformation amount is applied to the edge of the inspection target pattern image. In the maximum value filter, the maximum value of each pixel in the window that is in the vicinity of the target pixel is obtained, and that value is used as the value of the pixel after filtering. In FIG. 33, the edge of FIG. 32 is expanded left and right by 2 pixels. This is an example when the allowable pattern deformation amount is 2 pixels.

基準パターンのエッジが図34である場合を考察する。まず、図34をシフトして得られる図を作成する。シフト量はおのおの左方向に2ピクセルから右方向に2ピクセルである。次に、図33およびシフトされた各図から後述するマッチング評価値を求めると、各マッチング評価値は同じ値になる。よって、シフト量は一意的に決められない。   Consider the case where the edge of the reference pattern is FIG. First, a diagram obtained by shifting FIG. 34 is created. The shift amount is from 2 pixels in the left direction to 2 pixels in the right direction. Next, when a matching evaluation value to be described later is obtained from FIG. 33 and each shifted diagram, each matching evaluation value becomes the same value. Therefore, the shift amount cannot be uniquely determined.

この問題を解決するために、図35に示すように、図32のエッジを重み付けをして膨張する。図35の膨張を実現するには、係数が0.5、0.75、1.0、0.75、0.5のスムージングフィルタを用いればよい。図35で示した例の場合、図34(基準パターンのエッジ)が左右に1ピクセル以上シフトすると評価値が下がる。   In order to solve this problem, as shown in FIG. 35, the edges of FIG. 32 are weighted and expanded. In order to realize the expansion in FIG. 35, smoothing filters having coefficients of 0.5, 0.75, 1.0, 0.75, and 0.5 may be used. In the case of the example shown in FIG. 35, the evaluation value decreases when FIG. 34 (edge of the reference pattern) is shifted by one or more pixels left and right.

次に、図36に示すように、図34で示された基準パターンのエッジに対して2ピクセル分広かった基準パターンのエッジを考察する。まず、図36をシフトして得られる図を作成する。シフト量は左方向に1ピクセルと右方向に1ピクセルである。次に、図35およびシフトされた各図から後述するマッチング評価値を求めると、各マッチング評価値は同じ値になる。よって、シフト量は一意的に決められない。   Next, as shown in FIG. 36, consider the edge of the reference pattern that is two pixels wider than the edge of the reference pattern shown in FIG. First, a diagram obtained by shifting FIG. 36 is created. The shift amount is 1 pixel in the left direction and 1 pixel in the right direction. Next, when a matching evaluation value to be described later is obtained from FIG. 35 and each shifted diagram, each matching evaluation value becomes the same value. Therefore, the shift amount cannot be uniquely determined.

この問題を解決するために、図37に示すように、図32のエッジを重み付けをして膨張すればよい。図37の膨張を実現するには、係数が0.5、0.9、1.0、0.9、0.5のスムージングフィルタ(図38)を用いればよい。   In order to solve this problem, as shown in FIG. 37, the edges in FIG. 32 may be weighted and expanded. In order to realize the expansion of FIG. 37, a smoothing filter (FIG. 38) having coefficients of 0.5, 0.9, 1.0, 0.9, and 0.5 may be used.

以上の考察から、図37に示すような膨張が最も適している。処理速度やエッジの込み具合などの観点から図33や図35に示すような膨張を用いてもよい。
スムージングフィルタの係数を決めた後、前述の3.3 レシピデータ「(3)エッジ膨張用のフィルタ係数」に登録されて使用される。
From the above consideration, the expansion as shown in FIG. 37 is most suitable. From the viewpoints of processing speed and edge coverage, expansion as shown in FIGS. 33 and 35 may be used.
After determining the smoothing filter coefficient, it is registered and used in the above-mentioned 3.3 recipe data “(3) filter coefficient for edge expansion”.

図39は2次元の検査対象パターン画像のエッジ強度の例を示す図であり、図40および図41は図39のエッジを膨張させた例を示す図である。図39において、エッジの強度は、20のところ以外はすべて0である。図40は図33と同様の膨張を行った場合の結果を示し、図41は図37と同様の膨張を行った場合の結果を示す。   39 is a diagram showing an example of edge strength of a two-dimensional inspection target pattern image, and FIGS. 40 and 41 are diagrams showing an example in which the edge of FIG. 39 is expanded. In FIG. 39, the edge strengths are all zero except at 20. FIG. 40 shows the result when the same expansion as in FIG. 33 is performed, and FIG. 41 shows the result when the same expansion as in FIG. 37 is performed.

図42は2次元の検査対象パターン画像のエッジベクトルの例を示す図であり、図43および図44は図42のエッジを膨張させた例を示す図である。図43は図33と同様の膨張を行った場合の結果を示し、図44は図37と同様の膨張を行った場合の結果を示す。膨張はX、Y成分ごとに行っている。   FIG. 42 is a diagram illustrating an example of an edge vector of a two-dimensional inspection target pattern image, and FIGS. 43 and 44 are diagrams illustrating an example in which the edge of FIG. 42 is expanded. FIG. 43 shows the result when the same expansion as in FIG. 33 is performed, and FIG. 44 shows the result when the same expansion as in FIG. 37 is performed. Expansion is performed for each of the X and Y components.

検査部12は、膨張エッジと基準パターンのエッジとを比較して、検査対象パターン画像と基準パターンとのピクセルごとにマッチングを行う(ステップS314)。   The inspection unit 12 compares the expansion edge and the edge of the reference pattern, and performs matching for each pixel of the inspection target pattern image and the reference pattern (step S314).

本実施形態においては、後述する4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量の中で説明するように、サブピクセル精度でのシフト量S2を使用してマッチングを行う。よって、ここでは高速化を目的としてピクセル単位でのマッチングを行う。したがって、図45で示すように、図23の基準パターンのエッジベクトルをピクセル単位で表したエッジベクトルを使用してマッチングを実施する。 In the present embodiment, matching is performed using the shift amount S 2 with sub-pixel accuracy, as will be described in the pattern deformation amount obtained from the whole 4.8 inspection unit region described later. Therefore, here, matching is performed in units of pixels for the purpose of speeding up. Therefore, as shown in FIG. 45, matching is performed using an edge vector in which the edge vector of the reference pattern in FIG. 23 is expressed in units of pixels.

本実施形態におけるマッチングでは、評価値F0が最大になる位置を得るために、検査対象パターン画像に対して基準パターンをピクセルごとに上下左右にシフトし、得られ評価値F0が最大になる位置をマッチング位置とする(図46)。本実施形態においては、以下の式で示すように、基準パターンのエッジが存在するピクセルにおける膨張エッジの強度の総和を評価値F0としている。 In matching in the present embodiment, in order to obtain a position where the evaluation value F 0 is maximized, the reference pattern is shifted vertically and horizontally for each pixel with respect to the inspection target pattern image, and the obtained evaluation value F 0 is maximized. The position is set as a matching position (FIG. 46). In the present embodiment, as shown by the following expression, the sum of the intensities of the dilated edges in the pixels where the edges of the reference pattern exist is set as the evaluation value F 0 .

ここで、E(x,y)は、膨張エッジの強度をその大きさとして持ち、膨張エッジの方向をその方向として持つベクトルである。エッジの存在しない場所ではE(x,y)の大きさは0である。R(x+xs,y+ys)は、基準パターンのエッジ方向をその方向として持つベクトルである。ただし、R(x+xs,y+ys)の大きさは、基準パターンのピクセル内での長さである。ここで、(xs,ys)は基準パターンのエッジのシフト量S1である。 Here, E (x, y) is a vector having the intensity of the expansion edge as its magnitude and the direction of the expansion edge as its direction. The size of E (x, y) is 0 at a place where no edge exists. R (x + x s , y + y s ) is a vector having the edge direction of the reference pattern as its direction. However, the magnitude of R (x + x s , y + y s ) is the length within the pixel of the reference pattern. Here, (x s , y s ) is an edge shift amount S 1 of the reference pattern.

評価値F0の計算においてR(x,y)が0でないピクセルのみを記憶すれば、高速に計算が行え、記憶領域が少なくてすむ。さらに、残差逐次検定法(SSDA:Sequential Similarity Detection Algorithm)で使われている計算の打切りを用いれば計算がさらに高速化される。 If only pixels whose R (x, y) is not 0 in the calculation of the evaluation value F 0 are stored, the calculation can be performed at high speed and the storage area can be reduced. Furthermore, the calculation is further speeded up by using the truncation of the calculation used in the Sequential Similarity Detection Algorithm (SSDA).

図47および図48は、図43(膨張エッジ)と図45(基準パターンのエッジ)とを重ね合わせた図である。図47において、ピクセル254は、図43のピクセル251および図45のピクセル252に対応する。図48は、図47で示される位置関係から図43を右に1ピクセル、下に1ピクセルシフトさせた場合の位置関係を示している。したがって、ピクセル255は、図43のピクセル251および図45のピクセル253に対応する。評価値F0を用いれば、エッジの存在するピクセルが重なり合う度合いが大きいほど、評価値が高くなる。評価値F0を用いる場合には、図39〜図41で示したような膨張処理を行えばよい。なお、評価値F0は、前述の4.1.1 第1のエッジ検出方法1と前述の4.1.2 第1のエッジ検出方法2で説明したいずれの画像にも適応可能である。 47 and 48 are diagrams in which FIG. 43 (expanded edge) and FIG. 45 (reference pattern edge) are superimposed. 47, pixel 254 corresponds to pixel 251 in FIG. 43 and pixel 252 in FIG. FIG. 48 shows the positional relationship when FIG. 43 is shifted to the right by one pixel and downward by one pixel from the positional relationship shown in FIG. Therefore, the pixel 255 corresponds to the pixel 251 in FIG. 43 and the pixel 253 in FIG. When the evaluation value F 0 is used, the evaluation value increases as the degree of overlapping of pixels with edges increases. When the evaluation value F 0 is used, an expansion process as shown in FIGS. 39 to 41 may be performed. The evaluation value F 0 can be applied to any of the images described in 4.1.1 First edge detection method 1 described above and 4.1.2 First edge detection method 2 described above.

本実施形態においては、上記評価値F0を用いているが、他の評価値を用いることもできる。例えば、前述の4.1.1 第1のエッジ検出方法1で説明したパターン内部と下地との間にコントラストがある画像の場合には、以下の評価値Faを用いることができる。 In the present embodiment, the evaluation value F 0 is used, but other evaluation values can also be used. For example, in the case of an image having a contrast between the inside of the pattern and ground as described in 4.1.1 first edge detection method 1 described above, it may be used the following evaluation value F a.

また、例えば、前述の4.1.2 第1のエッジ検出方法2で説明したエッジのみが明るい画像の場合には、以下の評価値Fbを用いることができる。 Further, for example, in the case of the above-described 4.1.2 first edge only bright image described by the edge detection method 2 can be used following evaluation value F b.

評価値FaまたはFbを用いる場合には、図42〜図44で示したような膨張処理を行えばよい。 When the evaluation value F a or F b is used, an expansion process as shown in FIGS. 42 to 44 may be performed.

ここで、評価値F0、Fa、およびFbを考察する。評価値F0はデータがスカラのため高速計算に関して有利である。一方、評価値FaおよびFbは、例えば、図49に示すような場合に有効である。評価値FaおよびFbを用いた場合には、基準パターン(図49(a))の縦線部分のエッジ(ベクトル)と検査対象パターン画像(図49(b))の横線部分のエッジ(ベクトル)との内積をとると0に近くなるため、101の部分と102の部分とがうまくマッチングする。しかし、評価値F0を用いた場合には、方向は関係なく強度のみで判断するため、101の部分と103の部分とがマッチングする可能性がある。 Here, the evaluation values F 0 , F a , and F b are considered. The evaluation value F 0 is advantageous for high-speed calculation because the data is a scalar. On the other hand, the evaluation values F a and F b are effective in the case shown in FIG. 49, for example. When the evaluation values F a and F b are used, the edge (vector) of the vertical line portion of the reference pattern (FIG. 49A) and the edge of the horizontal line portion of the inspection target pattern image (FIG. 49B) ( Since the inner product with the vector) is close to 0, the portion 101 and the portion 102 match well. However, when the evaluation value F 0 is used, since the determination is based only on the intensity regardless of the direction, the portion 101 and the portion 103 may be matched.

評価値Faはパターン内部と下地の区別がつくので評価値Fbよりマッチングが堅牢である。例えば、図50に示すように、線幅111、113とスペース幅112、114が同じ場合にFaを用いると、どちらがラインかスペースかの区別がつくのでFbより望ましい結果が得られる。
本実施形態においては、検査対象パターン画像のエッジを膨張してマッチングを行っているが、代わりに基準パターンのエッジを膨張してマッチングを行うこともできる。
Since the evaluation value F a can be distinguished from the inside of the pattern and the background, matching is more robust than the evaluation value F b . For example, as shown in FIG. 50, when the line width 111, 113 and the space width 112, 114 used F a if the same, which is a desirable result from F b is obtained so can be distinguished whether the line or space.
In the present embodiment, matching is performed by expanding the edges of the pattern image to be inspected. Alternatively, matching can be performed by expanding the edges of the reference pattern.

4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法
前述の方法では全ての基準パターンのエッジの強度を同等に扱って処理を実施した。この方法とは別の方法として、基準パターンのエッジの強度に異なる重み付けを与えてマッチングを堅牢にすることができる。この方法は図51を用いて以下の手順で実施される。
4.2.1 Matching Method Using Unique Pattern In the method described above, processing was performed with the same strength of the edges of all the reference patterns. As another method, matching can be made robust by giving different weights to the edge strengths of the reference pattern. This method is implemented by the following procedure using FIG.

図51において、(a)は基準パターンの例を示し、(b)は(a)の基準パターン(点線)および基準パターンに対応する検査対象パターン画像(実線)の例を示す。図51(a)に示す基準パターンは周期的なパターンであるが、1ヶ所ギャップがある。この基準パターンと検査対象パターン画像とのマッチングを行う際に、図51(b)に示すように、両パターンが1周期ずれていても、ギャップの部分以外は一致するので、マッチングの評価値は高くなってしまう。そこで、このギャップの部分に対応するエッジの強度の重み付けを大きくして、検査対象パターン画像のギャップと基準パターンのギャップとが一致しない場合にはマッチング評価値が大きく低下するようにする。   51, (a) shows an example of a reference pattern, and (b) shows an example of a reference pattern (dotted line) of (a) and an inspection target pattern image (solid line) corresponding to the reference pattern. The reference pattern shown in FIG. 51 (a) is a periodic pattern, but has a gap in one place. When matching between this reference pattern and the pattern image to be inspected, as shown in FIG. 51B, even if both patterns are shifted by one cycle, they match except for the gap portion. It will be high. Therefore, the weighting of the edge strength corresponding to the gap portion is increased so that the matching evaluation value is greatly reduced when the gap of the pattern image to be inspected and the gap of the reference pattern do not match.

重み付けの手順としては、まず自己相関法で基準パターンの周期を求める。次に、もとの基準パターンと一周期ずらした基準パターンを比較してもとの基準パターンにあって1周期ずらした基準パターンにないパターンを求める。そして、求めたパターンをユニークパターンとして認識し、それ以外のパターンよりマッチングに重み付け(寄与する度合い)を強くする。寄与する度合いを表現するために基準パターンの強度に1より大きい重みを付ける。この値は経験から得られた固定値もしくは、固定値÷全パターン中のユニークパターンの比率などが使用できる。   As a weighting procedure, first, the cycle of the reference pattern is obtained by the autocorrelation method. Next, even if the original reference pattern is compared with the reference pattern shifted by one cycle, a pattern that is in the original reference pattern but not in the reference pattern shifted by one cycle is obtained. Then, the obtained pattern is recognized as a unique pattern, and the weighting (the degree of contribution) is made stronger than the other patterns. In order to express the degree of contribution, the reference pattern intensity is weighted greater than 1. This value can be a fixed value obtained from experience, or a fixed value divided by a ratio of unique patterns among all patterns.

4.2.2 ネガティブパターンを使うマッチング方法
ユニークパターンをより効率的に使う方法として、ユニークパターンの対であるネガティブパターンを使うマッチング方法がある。図52(a)および図52(b)は長方形が周期的に並んだ基準パターンのマッチング評価値の計算方法を模式的に示す図である。図52(a)および図52(b)の検査対象画像の右側にも長方形が周期的に並んでいるが画像が限定されているので、右側の基準パターンの終わりがどこか分からない。このような場合に、前述の4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法を使ってマッチングを施すと図52の(a)と(b)とではマッチング評価値がほぼ同じになり、マッチング位置が一意的に決まらない。
4.2.2 Matching method using negative pattern As a method of using a unique pattern more efficiently, there is a matching method using a negative pattern which is a pair of unique patterns. FIG. 52A and FIG. 52B are diagrams schematically illustrating a method for calculating a matching evaluation value of a reference pattern in which rectangles are periodically arranged. Although rectangles are also periodically arranged on the right side of the inspection target images in FIGS. 52A and 52B, the end of the right reference pattern is not known because the images are limited. In such a case, if matching is performed using the above-described matching method using the 4.2.1 unique pattern , the matching evaluation values are substantially the same in FIGS. It is not decided uniquely.

この対策として以下の手順でユニークパターンの対であるネガティブパターンを抽出してマッチング評価値計算に使用する。
図53(a)、図53(b)および図53(c)はユニークパターンの対であるネガティブパターンを使う方法を模式的に示す図である。もとの基準パターンから左方向に一周期ずれた部分に基準パターンが無い場合に、もとの基準パターンの位置はユニークパターン(点線で示された長方形)とする。ユニークパターンを左側に一周期ずらした部分をネガティブパターン(実線で示された長方形)とする。同様に、右方向、上方向、下方向などの他の方向についても実施する。
As a countermeasure, a negative pattern that is a pair of unique patterns is extracted and used for matching evaluation value calculation according to the following procedure.
53 (a), 53 (b) and 53 (c) are diagrams schematically showing a method of using a negative pattern which is a pair of unique patterns. When there is no reference pattern at a portion shifted by one period in the left direction from the original reference pattern, the position of the original reference pattern is a unique pattern (rectangle indicated by a dotted line). A portion obtained by shifting the unique pattern by one period to the left is defined as a negative pattern (rectangle indicated by a solid line). Similarly, it implements about other directions, such as a right direction, an up direction, and a down direction.

ユニークパターンについては、前述のように寄与する度合いを表現するために基準パターンの強度に1より大きい値を使う。一方ネガティブパターンについては、寄与する度合いを表現するために基準パターンの強度に前述の1より大きい値に(−1)を乗じたものを使う。   For the unique pattern, a value greater than 1 is used for the intensity of the reference pattern in order to express the degree of contribution as described above. On the other hand, for the negative pattern, a value obtained by multiplying the intensity of the reference pattern by a value larger than 1 and (−1) is used to express the degree of contribution.

ここでネガティブパターンを使う評価値を考察する。1つのユニークパターンにパターンが存在しているときの評価値をF1とする。図53(a)の評価値は(3・F1)、図53(b)は、(0)である。図53(c)は、(3・F1)-(3・F1)≒(0)である。この計算から、図53(a)がマッチング位置と判断される。 Here, the evaluation value using the negative pattern is considered. The evaluation value when the pattern is present in one unique patterns and F 1. The evaluation value in FIG. 53A is (3 · F 1 ), and FIG. 53B is (0). FIG. 53C shows (3 · F 1 ) − (3 · F 1 ) ≈ (0). From this calculation, FIG. 53A is determined as the matching position.

本実施例によれば、ネガティブパターンが最適なマッチング位置からの一周期のズレに対して大きなペナルティーを課すので、周期的に同じパターンが並んだ部分とそうでない部分の境界を正確にマッチングできる。   According to the present embodiment, since the negative pattern imposes a large penalty on a one-cycle deviation from the optimal matching position, it is possible to accurately match the boundary between the portion where the same pattern is periodically arranged and the portion where it is not.

4.2.3 エッジの垂直軸水平軸への射影データを使ったマッチング方法
以上のマッチング方法は十分高速であるが、より高速に実行できる方法が求められる。高速化するために、ステップS314の中の「ピクセルごとにマッチングを行う」部分を改良する。
設計データの多くは横線と縦線である。この性質を使って、設計データから得られたエッジの水平垂直軸への射影データと検査対象画像から検出されたエッジの水平垂直軸への射影データを使ってより高速にマッチングをすることが可能になる。
4.2.3 Matching Method Using Projection Data of Edges on Vertical Axis and Horizontal Axis The above matching method is sufficiently fast, but a method that can be executed at a higher speed is required. In order to increase the speed, the “matching for each pixel” portion in step S314 is improved.
Most of the design data is horizontal and vertical lines. Using this property, it is possible to perform faster matching using the projection data on the horizontal and vertical axes of the edges obtained from the design data and the projection data on the horizontal and vertical axes of the edges detected from the image to be inspected. become.

図54(a)および図54(b)は前述の4.1 第1のエッジ検出方法で検出されたエッジの水平垂直軸への射影データをつかったマッチング方法を示す図である。本実施例では、4.1.1 第1のエッジ検出方法1で説明したパターン内部と下地との間にコントラストがある画像に適したエッジ検出を用いて説明する。また基準パターンを成す線分は上下左右の4方向があるが、ここでは代表例として上方向の線分を例にマッチングの方法を示す。 54 (a) and 54 (b) are diagrams showing a matching method using projection data on the horizontal and vertical axes of the edges detected by the above-described 4.1 first edge detection method . In the present embodiment, description will be made using edge detection suitable for an image having a contrast between the inside of the pattern and the background described in 4.1.1 First edge detection method 1 . The line segment forming the reference pattern has four directions, up, down, left, and right. Here, as an example, a matching method is shown by taking an upward line segment as an example.

(1)基準パターンを成す全ての線分の線分長の合計値Lrpを求める。次に4.1.1 第1のエッジ検出方法1で検出されたエッジを強度ごとにソートする。ソートされたエッジを強度がより大きいものからLrp個選んでエッジとして残し他のエッジを消去する。基準パターンと検査対象画像のウェーハ上の大きさは大よそ同じで、基準パターンはピクセル単位の座標系で表現されているから、選択されたエッジは、大よそ基準パターンのエッジに対応する。 (1) The total value L rp of the lengths of all the line segments constituting the reference pattern is obtained. Next, the edges detected by the 4.1.1 first edge detection method 1 are sorted by intensity. Lrp selected sorted edges are selected from the ones with higher strength, leaving them as edges and deleting other edges. Since the size of the reference pattern and the image to be inspected on the wafer is approximately the same, and the reference pattern is expressed in a coordinate system in units of pixels, the selected edge roughly corresponds to the edge of the reference pattern.

(2)基準パターンを成す線分で上方向の線分を抽出する。次にこの線分を水平軸(X軸)に射影して1次元データを作成する。この一次元データは配列の形で要素はX座標値で値は線分の長さになる。同様に、この線分を垂直軸(Y軸)に射影して1次元データを作成する。この一次元データは配列の形で要素はY座標値で値は線分の長さになる。この結果は図54(a)に示すものになる。 (2) An upward line segment is extracted from the line segments forming the reference pattern. Next, this line segment is projected onto the horizontal axis (X-axis) to create one-dimensional data. This one-dimensional data is in the form of an array, the element is an X coordinate value, and the value is the length of the line segment. Similarly, one-dimensional data is created by projecting this line segment onto the vertical axis (Y-axis). This one-dimensional data is in the form of an array, the element is the Y coordinate value, and the value is the length of the line segment. The result is as shown in FIG.

(3)前述の選ばれたエッジから上方向エッジを抽出する。このエッジを水平軸(X軸)に射影して1次元データを作成する。この一次元データは配列の形でインデックスはX座標値で要素の値はエッジ(ベクトル)のY成分になる。同様に、このエッジを垂直軸(Y軸)に射影して1次元データを作成する。この一次元データは配列の形でインデックスはY座標値で要素の値はエッジ(ベクトル)のY成分になる。この結果は図54(b)に示すものになる。 (3) Extract an upward edge from the selected edge. One-dimensional data is created by projecting this edge onto the horizontal axis (X-axis). This one-dimensional data is in the form of an array, the index is the X coordinate value, and the element value is the Y component of the edge (vector). Similarly, one-dimensional data is created by projecting this edge onto the vertical axis (Y-axis). This one-dimensional data is in the form of an array, the index is the Y coordinate value, and the element value is the Y component of the edge (vector). The result is as shown in FIG.

(4)上方向エッジの水平軸への射影データを図46に示すX方向の範囲の中をシフトさせながら上方向線分の水平軸への射影データとのマッチング誤差を計算する。同様に上方向エッジの垂直軸への射影データを図46に示すY方向の範囲の中をシフトさせながら上方向線分の垂直軸への射影データとのマッチング誤差値Epmを計算する。マッチング誤差値Epmの計算結果が図55に示されている。 (4) While matching the projection data on the horizontal axis of the upper edge within the range in the X direction shown in FIG. 46, the matching error with the projection data on the horizontal axis of the upper line segment is calculated. Similarly, a matching error value E pm with the projection data on the vertical axis of the upper line segment is calculated while shifting the projection data on the vertical axis of the upper edge within the range in the Y direction shown in FIG. The calculation result of the matching error value E pm is shown in FIG.

(5)マッチング誤差値Epmの最大値Epm_maxと最小値Epm_minを求めてしきい値を以下の式で求める。
このしきい値以下のマッチング誤差値Epmをもつシフト量がマッチングに適したものと判断される。ここでkmtは経験的に決められる値で0から1の間の値を取り、0に近いほどマッチングに適したものと判断されるシフト量の数が多くなる。図56の矢印でしめしたシフト量がマッチングに適したものと判断される。
(5) The maximum value E pm_max and the minimum value E pm_min of the matching error value E pm are obtained, and the threshold value is obtained by the following equation.
A shift amount having a matching error value E pm below this threshold is determined to be suitable for matching. Here, k mt is an empirically determined value and takes a value between 0 and 1, and the closer to 0, the greater the number of shift amounts determined to be suitable for matching. It is determined that the shift amount indicated by the arrow in FIG. 56 is suitable for matching.

(6)次に、マッチングに適したものと判断されるシフト量から次の手順で最適解を求める。前述の4.2 直線形状パターンのマッチング方法では、「本実施形態におけるマッチングでは、評価値F0が最大になる位置を得るために、検査対象パターン画像に対して基準パターンをピクセルごとに上下左右にシフトし、得られ評価値F0が最大になる位置をマッチング位置とする(図46)。」と説明した。本方式を採用するとこの部分を「本実施形態におけるマッチングでは、評価値F0が最大になる位置を得るために、検査対象パターン画像に対して基準パターンを上記(5)で得られたシフト量ごとに上下左右にシフトし、得られ評価値F0が最大になる位置をマッチング位置とする(図46)。」と読み替えて前述の直線形状パターンのマッチング方法を実施することになる。 (6) Next, an optimum solution is obtained by the following procedure from the shift amount determined to be suitable for matching. In the above-described 4.2 linear pattern matching method , “in the matching in this embodiment, in order to obtain a position where the evaluation value F 0 is maximized, the reference pattern is vertically, horizontally , and horizontally for each pixel pattern to be inspected. The position where the obtained evaluation value F 0 is maximized is set as the matching position (FIG. 46). ” When this method is adopted, this portion is expressed as “the amount of shift obtained in (5) above for the reference pattern with respect to the inspection target pattern image in order to obtain the position where the evaluation value F 0 is maximum in the matching in this embodiment. It shifted vertically and horizontally each, resulting evaluation value F 0 is the matching position the position of maximum (Figure 46). "and read so will implement the matching method of the straight line-shaped pattern described above.

マッチング誤差値Epmは図57(a)に示す方法で計算される。本実施例では、代表例として、上方向線分の水平軸への射影データの要素Rp[i]、上方向エッジの水平軸への射影データの要素Ep[i]と、シフト量Spを使用する方法を示す。単純なマッチング誤差値EpmSは、上方向線分の水平軸への射影データの要素Rp[i]とこれに対応するシフトされた上方向エッジの水平軸への射影データの要素Ep[i+Sp]を使い次の式で求められる。
総和Σは、全ての要素Ep[i]に対する和を意味する。
The matching error value E pm is calculated by the method shown in FIG. In the present embodiment, as representative examples, the element R p [i] of the projection data onto the horizontal axis of the upward line segment, the element E p [i] of the projection data onto the horizontal axis of the upward edge, and the shift amount S Shows how to use p . The simple matching error value E pmS is calculated from the element R p [i] of the projection data to the horizontal axis of the upward line segment and the element E p [of the projection data to the horizontal axis of the shifted upward edge corresponding thereto. Using i + S p ], the following equation is obtained.
The sum Σ i means the sum for all elements E p [i].

ステップS312(検査対象パターン画像のエッジを膨張させて、膨張エッジを求める。)で説明したように、電気特性的に影響しない許容パターン変形量を許容する必要がある。ステップS312と同様の方法を使用してもよいが、他の方法として以下の方法を使用する。   As described in step S312 (the edge of the inspection target pattern image is expanded to obtain the expanded edge), it is necessary to allow the allowable pattern deformation amount that does not affect the electrical characteristics. Although the same method as step S312 may be used, the following method is used as another method.

まず、以下の計算値を全ての要素Ep[i]に対して実行する。ここでは、許容パターン変形量が1ピクセルの場合を説明する。
(1)もし、
であれば、以下の計算を実行する。
First, the following calculated values are executed for all elements E p [i]. Here, a case where the allowable pattern deformation amount is 1 pixel will be described.
(1) If,
If so, the following calculation is executed.

(2)もし、
で、次のδRが正あれば、以下のρ-1からのEp[i+Sp]の計算を実行する。
(2) If,
If the next δR is positive, the following calculation of E p [i + S p ] from ρ −1 is executed.

(3)もし、
で、δRが負あれば、以下の計算を実行する。
(3) If,
If δR is negative, the following calculation is executed.

以上の計算が終了した後、許容変形量を考慮したマッチング誤差値EpmDを、下記の式で求める。
After the above calculation is completed, a matching error value E pmD considering the allowable deformation amount is obtained by the following equation.

この計算の結果が図57(b)、(c)に示されている。図57(b)ではRp[i]とEp[i+Sp]がマッチングに適した位置に置かれている。一方、図57(c)ではRp[i]とEp[i+Sp]がマッチングに適した位置から1ピクセルずれた位置に置かれている。図57(b)、(c)に示されるように、許容変形量を考慮したマッチング誤差値EpmDは、単純なマッチング誤差値EpmSより許容変形量を考慮して対応付けられた量だけ小さな値になっている。よって、マッチング誤差値Epmとして許容変形量を考慮したマッチング誤差値EpmDが適している。 The results of this calculation are shown in FIGS. 57 (b) and (c). In FIG. 57 (b), R p [i] and E p [i + S p ] are placed at positions suitable for matching. On the other hand, in FIG. 57 (c), R p [i] and E p [i + S p ] are placed at a position shifted by one pixel from the position suitable for matching. As shown in FIGS. 57B and 57C , the matching error value E pmD considering the allowable deformation amount is smaller than the simple matching error value E pmS by the amount associated with the allowable deformation amount. It is a value. Therefore, the matching error value E pmD considering the allowable deformation amount is suitable as the matching error value E pm .

許容パターン変形量が1ピクセルより大きい場合は、Rp[i-1]、Rp[i+1]の他にRp[i-2]、Rp[i+2]、などを使用して処理を行えばよい。 If the allowable pattern deformation quantity is larger than one pixel, R p [i-1] , in addition to R p of R p [i + 1] [ i-2], R p [i + 2], using, for example, Can be processed.

以上のマッチング誤差値Epmの、計算を下方向左方向右方向のエッジと線分にも実施する。また、他の方向例えば45度の倍数の方向の線分を使用してもよい。
以上の例では上方向下方向のエッジなど180度逆方向のエッジの区別がつくが、第1のエッジの検出方法2を使用する場合は、180度逆方向のエッジを区別せずに処理することになる。
The above-described calculation of the matching error value E pm is also performed on the edge and line segment in the downward left direction and the right direction. Moreover, you may use the line segment of the other direction, for example, the direction of the multiple of 45 degree | times.
In the above example, it is possible to distinguish 180-degree reverse edges such as upward and downward edges, but when the first edge detection method 2 is used, processing is performed without distinguishing 180-degree reverse edges. It will be.

図46では、検査対象パターン画像に対して基準パターンをピクセルごとに上下左右にシフトして、評価値F0が最大になる位置をマッチング位置とする方法を示した。しかし、本実施例によれば、ピクセルごとにシフトする代わりに、飛び飛びの間隔でシフトできるので計算時間が大幅に短縮できる。 In Figure 46, illustrating a method by shifting vertically and horizontally the reference pattern for each pixel with respect to the inspection object pattern image, the evaluation value F 0 is the matching position the position of maximum. However, according to the present embodiment, instead of shifting every pixel, it is possible to shift at intervals of skipping, so that the calculation time can be greatly shortened.

4.3 幾何学情報を使うホールパターン、島パターンのマッチング方法
前述のマッチング方法は、直線形状パターンには最適である。しかし、ホールパターン、島パターンのマッチングには別の方法が使用可能である。ホールパターン、島パターンとは、長方形であって、長辺と短辺とも最小線幅の2,3倍以下のパターンである。ホールパターン、島パターンのマッチングは直線形状パターンより小さい多角形がより多いのでマッチングにより計算時間が必要とされる。この課題を解決するために、前述の4.2 直線形状パターンのマッチング方法に比べて計算量が減らせて高速化が可能な以下の方法が使用できる。
4.3 Matching method of hole pattern and island pattern using geometric information The above-mentioned matching method is optimal for a linear pattern. However, another method can be used for matching the hole pattern and the island pattern. The hole pattern and the island pattern are rectangles, and both the long side and the short side are patterns that are not more than a few times the minimum line width. The matching of the hole pattern and the island pattern requires more calculation time due to the matching because there are more polygons smaller than the linear pattern. In order to solve this problem, it is possible to use the following method capable of reducing the amount of calculation and increasing the speed as compared with the above-described 4.2 linear pattern matching method .

この方法は全てのパターンが孤立パターンである場合に使用することができる。また、通常、ホールパターン、島パターンとは同時には存在しない。よって、本実施例では全てのパターンがホールパターンの場合の方法を説明する。島パターンについては本実施例のホールを島に読み替えれば前述のマッチング方法が実現できる。   This method can be used when all patterns are isolated patterns. In addition, the hole pattern and the island pattern usually do not exist at the same time. Therefore, in this embodiment, a method in which all patterns are hole patterns will be described. For the island pattern, the above-described matching method can be realized by replacing the hole of this embodiment with an island.

ホールパターンのマッチングの第1の方法は検査対象パターン画像のエッジから得られた幾何学情報を使用する方法である。図58はホールパターンのマッチングの第1の方法を説明する模式的な図である。図58(a)には、検査対象画像から検出されたエッジが太線で表示されている。また、そのエッジの重心が黒丸(●)点で示されている。   The first method of matching the hole pattern is a method using geometric information obtained from the edge of the inspection target pattern image. FIG. 58 is a schematic diagram for explaining a first method of hole pattern matching. In FIG. 58 (a), the edges detected from the inspection target image are displayed in bold lines. The center of gravity of the edge is indicated by a black circle (●) point.

第1段階として、図58(a)で示すようにエッジを検出して、エッジの最外枠と重心を求める。パターン内部と下地との間にコントラストがある画像の場合は、前述の4.1.1 第1のエッジ検出方法1で説明したエッジ検出が使用できる。 As a first step, as shown in FIG. 58A, an edge is detected, and the outermost frame and the center of gravity of the edge are obtained. In the case of an image having a contrast between the inside of the pattern and the background, the edge detection described in the above 4.1.1 First edge detection method 1 can be used.

前述の4.1.2 第1のエッジ検出方法2で、説明したエッジが明るくパターン内部と下地との間にコントラストがない画像の場合は、前述の4.1.2 第1のエッジ検出方法2で説明したエッジ検出が使用できる。この場合は、エッジは必ずしも連結したピクセルとして認識されないので、エッジを膨張した後に、ラベリング処理をして連結したピクセルを求めて、これらの連結したピクセルの最外枠と重心を求めエッジの最外枠と重心とする。 In the case of the above-mentioned 4.1.2 First edge detection method 2 in the case where the described edge is bright and there is no contrast between the inside of the pattern and the background, the above-mentioned 4.1.2 First edge detection method The edge detection described in 2 can be used. In this case, since the edge is not necessarily recognized as a connected pixel, after expanding the edge, the connected pixels are obtained by labeling, and the outermost frame and the center of gravity of these connected pixels are obtained to obtain the outermost edge of the edge. Frame and center of gravity.

第2段階として、得られたエッジを図58(b)を使って、次の手順で選別する。
(1)予め、前述の3.3 レシピデータ「(7)ホールパターンの大きさの最小値Shmaxと最大値Shminおよび安全係数khmin、khmax」を決めて登録しておく。
(2)エッジの最外枠の大きさがShmax×khmaxより大きい場合は、ホールパターンのエッジとは見なさない。ここで、khmaxは、1から2程度の値で経験的に決められる値である。
As a second stage, the obtained edges are selected by the following procedure using FIG.
(1) The above-mentioned 3.3 recipe data “(7) hole pattern size minimum value Shmax and maximum value Shmin and safety factors k hmin , k hmax ” are determined and registered in advance .
(2) When the size of the outermost frame of the edge is larger than S hmax × khmax, it is not regarded as the edge of the hole pattern. Here, k hmax is a value empirically determined by a value of about 1 to 2.

(3)また、(2)エッジの最外枠の大きさがShmin×khminより小さい場合は、ノイズやゴミとみなしホールパターンのエッジとは見なさない。ここで、khminは、0.5から1程度の値で経験的に決められる値である。
(4)連結したエッジが、リング状を成さねばエッジとは見なさない。
(5)パターン内部と下地との間にコントラストがある画像の場合は、上記の(4)のリング状の内部がホールか島の判定ができる。もし穴でない場合はエッジとは見なさない。
(3) In addition, (2) when the size of the outermost frame of the edge is smaller than Shmin × khmin, it is regarded as noise or dust and is not regarded as the edge of the hole pattern. Here, k hmin is a value determined empirically with a value of about 0.5 to 1.
(4) The connected edges are not regarded as edges unless they form a ring shape.
(5) In the case of an image having a contrast between the inside of the pattern and the ground, it is possible to determine whether the ring-shaped inside of (4) is a hole or an island. If it is not a hole, it is not considered an edge.

本実施例は、前述の4.2 直線形状パターンのマッチング方法で使用したF0、FaおよびFbの代わりに評価値Fhを使ってマッチングが実施される。評価値にFhを使用すること以外は、前述の直線形状パターンのマッチング方法と同様の処理を使用する。本実施例では基準パターンは単純に設計データを変換して得る。評価値Fhは以下の方法で得られた値を全てのホールパターンである基準パターンについて求めて総和をとった値である。 In the present embodiment, matching is performed using the evaluation value F h instead of F 0 , F a and F b used in the above-mentioned 4.2 linear pattern matching method . Except for using F h as the evaluation value, the same processing as the above-described linear pattern matching method is used. In this embodiment, the reference pattern is obtained by simply converting the design data. The evaluation value F h is a value obtained by obtaining the values obtained by the following method for the reference patterns, which are all hole patterns, and taking the sum.

(1)図58(c)の第1列で示すように基準パターン内にエッジの重心が存在しなければ値は0になる。
(2)図58(c)の第2列のように基準パターン内に重心が存在すれば値は1になる。
(1) As shown in the first column of FIG. 58 (c), the value is 0 if the center of gravity of the edge does not exist in the reference pattern.
(2) The value is 1 if the center of gravity exists in the reference pattern as shown in the second column of FIG.

前述の直線形状パターンのマッチング方法で使用した前述の4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法4.2.2 ネガティブパターンを使うマッチング方法を本例に使用するために、以下の2計算を追加する。ユニークパターンとネガティブパターンの認識法とユニークパターンとネガティブパターンに対する寄与する度合いの設定は前述の直線形状パターンのマッチング方法と同じである。
(3)ユニークパターンに重心が存在すれば、値は前述の重みになる。
(4)ネガティブパターンに重心が存在すれば、値は前述の重み×(−1)になる。
In order to use the matching method using the 4.2.1 unique pattern and the matching method using the 4.2.2 negative pattern used in the above-described linear pattern matching method in this example, the following two calculations are performed. to add. The method for recognizing the unique pattern and the negative pattern and the setting of the degree of contribution to the unique pattern and the negative pattern are the same as the above-described linear pattern matching method.
(3) If the center of gravity exists in the unique pattern, the value becomes the weight described above.
(4) If the center of gravity exists in the negative pattern, the value is the aforementioned weight × (−1).

本実施例を使用すれば、複数のエッジをまとめた情報を使用してマッチングする方法が実現できる。この方法は、個々のエッジを使用してマッチングする方法に比べて高速に実行できる。さらに、大幅に計算量が減らせる。   By using this embodiment, it is possible to realize a matching method using information obtained by collecting a plurality of edges. This method can be executed faster than the method of matching using individual edges. Furthermore, the amount of calculation can be greatly reduced.

さらに、前述の4.2.3 エッジの垂直軸水平軸への射影データを使ったマッチング方法を応用して高速化が可能である。この場合は、エッジの射影データではなくて、エッジの重心の射影データが使用される。 Furthermore, it is possible to increase the speed by applying the above-described matching method using the projection data of the 4.2.3 edge onto the vertical axis and the horizontal axis . In this case, projection data of the center of gravity of the edge is used instead of projection data of the edge.

4.4 統計量を使うホールパターン、島パターンのマッチング方法
ホールパターンのマッチングの第2の方法は基準パターンの内部に相当する画像の統計量と外部に相当する画像の統計量とを比較する方法である。図59はホールパターンのマッチングの第2の方法を説明する模式的な図である。図59(a)は、本実施例で使用する基準パターンを表している。この基準パターンは設計データから得られた基準パターンをサイズ処理して得られる。サイズ処理で大きくする量は、3.3 レシピデータ「(2)ホールパターン、島パターンの場合の許容直径変形量」の大きくなる方向の値の値の半分未満の量である。図59(b)は、典型的なホールパターンの画像である。ホールパターンのエッジは下地より明るく、ホールパターンの内部は下地より暗い。
4.4 Hole Pattern / Island Pattern Matching Method Using Statistics The second method of hole pattern matching is a method of comparing the statistics of the image corresponding to the inside of the reference pattern with the statistics of the image corresponding to the outside It is. FIG. 59 is a schematic diagram for explaining a second method of hole pattern matching. FIG. 59A shows a reference pattern used in this embodiment. This reference pattern is obtained by sizing the reference pattern obtained from the design data. The amount to be increased by the size processing is an amount less than half of the value in the direction in which 3.3 the recipe data “(2) Allowable diameter deformation amount in the case of hole pattern and island pattern” increases. FIG. 59B is a typical hole pattern image. The edge of the hole pattern is brighter than the base, and the inside of the hole pattern is darker than the base.

本実施例は、前述の4.2 直線形状パターンのマッチング方法で使用したF0、FaおよびFbの代わりに評価値Fdを使ってマッチングが実施される。評価値にFdを使用すること以外の処理は前述の直線形状パターンのマッチング方法と同様の処理を使用する。評価値Fdは、以下の手順で得られる。 In the present embodiment, matching is performed using the evaluation value F d instead of F 0 , F a and F b used in the above-described 4.2 linear pattern matching method . Processing other than using Fd as the evaluation value uses the same processing as the above-described linear pattern matching method. The evaluation value F d is obtained by the following procedure.

(1)図59(c)のように全ての基準パターン内に対応する検査ピクセルに対してヒストグラムHinsideを求める。得られたヒストグラムを規格化する。
(2)全ての基準パターン外に存在するピクセルに対してヒストグラムHoutsideを求める。得られたヒストグラムを規格化する。
(3)各差分ヒストグラムHdifferenceの要素は対応するヒストグラムHinsideの要素と対応するヒストグラムHoutsideの要素の差として計算される。差分ヒストグラムHdifferenceの各要素の絶対値の和を評価値Fdとする。
(1) As shown in FIG. 59C , a histogram H inside is obtained for the inspection pixels corresponding to all the reference patterns. The obtained histogram is normalized.
(2) Histogram H outside is obtained for pixels existing outside all reference patterns. The obtained histogram is normalized.
(3) Each difference histogram H difference element is calculated as the difference between the corresponding histogram H inside element and the corresponding histogram H outside element. The sum of absolute values of each element of the difference histogram H difference is defined as an evaluation value F d .

前述の直線形状パターンのマッチング方法で使用した前述の4.2.1 ユニークパターンを使うマッチング方法4.2.2 ネガティブパターンを使うマッチング方法を本実施例に使用するために、以下の2計算を追加する。ユニークパターンとネガティブパターンの認識法とユニークパターンとネガティブパターンに対する寄与する度合いの設定は前述の直線形状パターンのマッチング方法と同じである。 In order to use the matching method using the 4.2.1 unique pattern and the matching method using the 4.2.2 negative pattern used in the above-described linear pattern matching method in this embodiment, the following two calculations are performed. Add The method for recognizing the unique pattern and the negative pattern and the setting of the degree of contribution to the unique pattern and the negative pattern are the same as the above-described linear pattern matching method.

(4)ユニークパターン内に対応する検査ピクセルに対しては1ピクセルを前述の重みに相当する数のピクセルに換算してからヒストグラムHinsideを求める。
(5)ネガティブパターン内に対応する検査ピクセルに対しては1ピクセルを前述の重みに相当する数×(−1)のピクセルに換算してからヒストグラムHinsideを求める。
(4) For the inspection pixel corresponding to the unique pattern, the histogram H inside is obtained after converting one pixel into the number of pixels corresponding to the aforementioned weight.
(5) For the inspection pixels corresponding to the negative pattern, the histogram H inside is obtained after converting one pixel into the number of pixels corresponding to the above-mentioned weight × (−1).

上記の(5)の計算が意味することは以下である。ネガティブパターン内にホールが存在するとヒストグラムHinsideの要素の総和は減るが形はあまり変わらない。よって、この場合は評価値Fdは、このネガティブパターンの計算前の評価値Fdとほぼ等しい。一方、ネガティブパターン内にホールが存在しないとヒストグラムHinsideは差分ヒストグラムHdifferenceに似てくる。差分ヒストグラムHdifferenceとヒストグラムHoutsideを使った評価値Fdは、ヒストグラムHinsideとヒストグラムHoutsideを使った評価値Fdより大きい。ゆえにこの場合は評価値Fdは、このネガティブパターンの計算前の評価値Fdより大きくなる。 What the above calculation (5) means is as follows. If there are holes in the negative pattern, the sum of the elements in the histogram H inside decreases, but the shape does not change much. Therefore, in this case, the evaluation value F d is substantially equal to the evaluation value F d before the calculation of this negative pattern. On the other hand, if there is no hole in the negative pattern, the histogram H inside resembles the difference histogram H difference . The evaluation value F d using the difference histogram H difference and the histogram H outside is larger than the evaluation value F d using the histogram H inside and the histogram H outside . Therefore, in this case, the evaluation value F d is larger than the evaluation value F d before the calculation of this negative pattern.

ホールパターン、島パターンは、帯電現象などの影響で下地部分の画像の明るさの分布が場所によって変動する。このことはヒストグラムHoutsideが広がることを意味している。しかし、ヒストグラムHoutsideが広がることによる評価値Fdの影響はあまり大きくない。 In the hole pattern and the island pattern, the brightness distribution of the background image varies depending on the location due to the influence of the charging phenomenon or the like. This means that the histogram H outside widens. However, the influence of the evaluation value F d due to the spread of the histogram H outside is not so great.

本実施例によれば、評価値としてホールパターン、島パターンの内部と外部の差分ヒストグラムを使用しているので、帯電現象などの影響で下地部分の画像の明るさの分布が場所によって変動しても影響を受けにくいマッチング方法が実現できる。なお、本方法は、直線形状パターンのマッチングとして使用することも可能である。   According to this embodiment, since the difference histogram between the inside and outside of the hole pattern and island pattern is used as the evaluation value, the distribution of the brightness of the background image varies depending on the location due to the influence of the charging phenomenon or the like. A matching method that is not easily affected can be realized. Note that this method can also be used as a linear pattern matching.

4.5 マッチング後の処理
マッチングを行い、最大の評価値をとるシフト量S1=(xs,ys)が求まったら、S1の分だけ基準パターンをシフトさせる。以後の処理は、このシフトを行った状態で行う。シフト量S1は検査結果として、表示装置5および印刷装置6に出力することができる。
4.5 Processing matching after matching is performed, and when the shift amount S 1 = (x s , y s ) that takes the maximum evaluation value is obtained, the reference pattern is shifted by S 1 . Subsequent processing is performed with this shift. The shift amount S 1 can be output to the display device 5 and the printing device 6 as an inspection result.

マッチングが終わった後、検査対象パターン画像のエッジを2値化する。2値化は、エッジ強度に対して前述の3.3 レシピデータ「(3)検査対象パターン画像のエッジの2値化しきい値」を使用して実行される。 After the matching is completed, the edge of the inspection target pattern image is binarized. The binarization is executed by using the above-described 3.3 recipe data “(3) threshold value of edge of the pattern image to be inspected” with respect to the edge strength.

2値化の方法の別の方法としてpタイル法が使用できる。この方法では、検査対象パターン画像のエッジ画像の画素が1を持つ個数が{基準パターンのエッジに相当するピクセル数×p}個になるように、エッジ強度の大きい順に検査対象パターン画像のエッジ画像の画素が1を持つようにする。ここでpは通常0.9〜1.1程度の数で、3.3 レシピデータ「(3)検査対象パターン画像のエッジのpタイル法の係数p」に設定されて使用される。 The p-tile method can be used as another method of binarization. In this method, the edge images of the inspection target pattern image in descending order of the edge strength so that the number of pixels of the edge image of the inspection target pattern image having 1 is {number of pixels corresponding to the edge of the reference pattern × p}. So that each pixel has 1. Here, p is usually a number of about 0.9 to 1.1, and is used by being set to 3.3 recipe data “(3) coefficient p of p-tile method of edge of pattern image to be inspected”.

4.6 第1の検査
次に、検査部12は、第1の検査を行う。具体的には、パターン変形量の計算、欠陥検出、および欠陥種の認識を行う。検査部12は、まず、検査対象パターン画像のエッジと基準パターンのエッジとの対応づけを行う(ステップS318)。エッジの位置は、サブピクセル精度で扱われる。したがって、エッジ間の距離もサブピクセル精度で得られる。方向については、たとえば右方向を0度として0〜360度の値として決定される。
4.6 First Inspection Next, the inspection unit 12 performs a first inspection. Specifically, pattern deformation amount calculation, defect detection, and defect type recognition are performed. The inspection unit 12 first associates the edge of the inspection target pattern image with the edge of the reference pattern (step S318). Edge positions are handled with sub-pixel accuracy. Therefore, the distance between edges can also be obtained with sub-pixel accuracy. The direction is determined as a value of 0 to 360 degrees, for example, with the right direction being 0 degrees.

本実施形態においては、検査対象パターン画像のエッジとシフト量S1シフトされた基準パターンのエッジとの距離、および両エッジの方向を考慮して対応づけを以下の手順で実施している。基準パターンの各エッジについて、前述の3.3 レシピデータ「(2)許容パターン変形量」の距離内にある検査対象パターン画像のエッジを探す。そして、検出されたエッジの中で基準パターンのエッジとの方向差が前述の3.3 レシピデータ「(2)エッジの許容方向差」以下のものを、許容変形量内のエッジとして対応づける。対応づけた両エッジ間のベクトルd(x,y)は、パターン変形量を求めるのに用いることができる。なお、前述の手順で複数のエッジが認識された場合は、最も距離が短く、最も方向差が小さいエッジを採用する。 In this embodiment is performed in the inspection target distance between the pattern image of the edge and the shift amount S 1 of the shifted reference pattern edge, and the following procedures correspondence considering the direction of both edges. For each edge of the reference pattern, an edge of the pattern image to be inspected within the distance of the above-mentioned 3.3 recipe data “(2) Allowable pattern deformation amount” is searched. Then, among the detected edges, those whose direction difference from the edge of the reference pattern is equal to or smaller than the above-described 3.3 recipe data “(2) allowable edge direction difference” are associated as edges within the allowable deformation amount. The associated vector d (x, y) between both edges can be used to determine the pattern deformation amount. When a plurality of edges are recognized by the above-described procedure, the edge having the shortest distance and the smallest direction difference is adopted.

図60は、検査対象パターン画像のエッジと基準パターンのエッジとの対応づけの例を示す図である。図60においては、方向を示すために、エッジを矢印で示している。図60の例では、基準パターンのエッジを含む各ピクセルにおいて、基準パターンのエッジの中心から、エッジ方向と垂直な方向に検査対象パターン画像のエッジを探していくことにより、対応づけを行っている。基準パターンのエッジの中心からの距離が許容パターン変形量以下であり、かつ、方向の差がエッジの許容方向差以下である検査対象パターン画像のエッジが見つかれば、両エッジを対応づける。図60のベクトルd(x,y)が、前記の例である。   FIG. 60 is a diagram illustrating an example of correspondence between the edge of the inspection target pattern image and the edge of the reference pattern. In FIG. 60, edges are indicated by arrows in order to indicate directions. In the example of FIG. 60, in each pixel including the edge of the reference pattern, association is performed by searching for the edge of the inspection target pattern image in the direction perpendicular to the edge direction from the center of the edge of the reference pattern. . If the edge of the inspection target pattern image whose distance from the center of the edge of the reference pattern is equal to or smaller than the allowable pattern deformation amount and whose direction difference is equal to or smaller than the allowable direction difference of the edge is found, both edges are associated with each other. The vector d (x, y) in FIG. 60 is the above example.

図61において、(a)は基準パターンのエッジの例を示し、(b)は(a)の基準パターンに対応する検査対象パターン画像のエッジの例を示している。図61を用いて、両エッジの対応づけの例を説明する。この例では、許容パターン変形量は1ピクセル分とする。また、エッジの許容方向差は60度とする。例えば、基準パターンのエッジ81に対応する検査対象パターン画像のエッジを探したところ、エッジ68がエッジ81の許容パターン変形量の距離内にあり、かつ、方向の差がエッジの許容方向差以下であることから、エッジ81に対応するエッジと認定される。基準パターンのエッジ84についても、対応する検査対象パターン画像のエッジとしてエッジ70が認定される。   In FIG. 61, (a) shows an example of an edge of a reference pattern, and (b) shows an example of an edge of an inspection target pattern image corresponding to the reference pattern of (a). An example of correspondence between both edges will be described with reference to FIG. In this example, the allowable pattern deformation amount is one pixel. The allowable direction difference of the edge is 60 degrees. For example, when the edge of the inspection target pattern image corresponding to the edge 81 of the reference pattern is searched, the edge 68 is within the distance of the allowable pattern deformation amount of the edge 81 and the direction difference is equal to or less than the allowable edge direction difference. Therefore, the edge corresponding to the edge 81 is recognized. As for the edge 84 of the reference pattern, the edge 70 is recognized as the edge of the corresponding inspection target pattern image.

ここで、基準パターンのエッジ82に対して、エッジ61は許容パターン変形量の距離内にない。エッジ64は、許容パターン変形量の距離内になく、方向差もエッジの許容方向差より大きい。また、エッジ66および69は、許容パターン変形量の距離内にはあるが、方向差がエッジの許容方向差より大きい。したがって、エッジ82に対応するエッジは得られない。エッジ83についても同様に得られない。   Here, the edge 61 is not within the distance of the allowable pattern deformation amount with respect to the edge 82 of the reference pattern. The edge 64 is not within the distance of the allowable pattern deformation amount, and the direction difference is larger than the allowable direction difference of the edge. The edges 66 and 69 are within the distance of the allowable pattern deformation amount, but the direction difference is larger than the allowable direction difference of the edge. Therefore, an edge corresponding to the edge 82 cannot be obtained. Similarly, the edge 83 cannot be obtained.

なお、図61(a)および図61(b)の例はパターンの内側か外側かを区別しない方法で、方向が0〜180度の値のみをもつ場合であるが、パターン内外を区別する方法とすることも可能である。たとえば、エッジ方向はパターン内側を必ず右手におくように決定しておけば、図61(a)は図62のようになり、対応づけをより厳密に実行することができる。   The examples in FIGS. 61A and 61B are methods that do not distinguish between the inside and the outside of the pattern, and the direction has only a value of 0 to 180 degrees, but the method that distinguishes the inside and outside of the pattern. It is also possible. For example, if the edge direction is determined so that the inner side of the pattern is always placed on the right hand, FIG. 61 (a) becomes as shown in FIG. 62, and the association can be executed more strictly.

次に、検査部12は、欠陥検出を行う(ステップS320)。欠陥検出には次の2つの方法が使用できる。   Next, the inspection unit 12 performs defect detection (step S320). The following two methods can be used for defect detection.

4.6.1 異常パターン変形量欠陥の認識方法
欠陥検出の第1の方法として以下の手順で、異常パターン変形量を持つ欠陥を認識する。図63は、異常パターン変形量欠陥を認識する方法を模式的に示す図である。検査部12は、対応づけができなかった検査対象パターン画像のエッジ(例えば、図61(b)のエッジ61〜67、69および75)を、欠陥ピクセルとして認識する。上記の欠陥ピクセルを表現する2値化ビットマップを得る。
4.6.1 Method for Recognizing Abnormal Pattern Deformation Defects As a first method of defect detection, a defect having an abnormal pattern deformation amount is recognized by the following procedure. FIG. 63 is a diagram schematically illustrating a method of recognizing an abnormal pattern deformation amount defect. The inspection unit 12 recognizes the edges (for example, the edges 61 to 67, 69, and 75 in FIG. 61B) of the inspection target pattern image that could not be associated as defective pixels. A binary bitmap representing the defective pixel is obtained.

次に、図63(a)で示すように得られた2値化ビットマップを膨張幅Wdilation分(本図では2ピクセル)膨張させ、ピクセルどうしを連結する。膨張させたピクセルは、2値化ビットマップのDilation演算の結果として得ることができる。このDilation演算はモルフォロジーの代表的な演算の一つである。 Next, the binarized bitmap obtained as shown in FIG. 63A is expanded by an expansion width W dilation (2 pixels in this figure), and the pixels are connected. The dilated pixel can be obtained as a result of the dilation operation of the binarized bitmap. This Dilation operation is one of typical operations of morphology.

図63(b)で示すように欠陥検出時にはノイズ等の要因で欠陥が分断されて検出されることがある。このように分断されても1個であるべき欠陥について経験的な値である膨張幅Wdilationを使うことにより欠陥を融合するようにできる。 As shown in FIG. 63B, when a defect is detected, the defect may be divided and detected due to factors such as noise. By using the expansion width W dilation which is an empirical value for a defect that should be one even if it is divided in this way, the defect can be fused.

ここで、モルフォロジーの代表的な演算であるDilation演算とErosion演算を説明する。Dilation演算δとErosion演算εとはAを対象画像(2値化ビットマップ)、Bを構造要素(2値化ビットマップ)とすると以下の結果を出力する演算である。
(A)−bはAを-b平行移動することを意味する。また、∪、∩は、b∈Bを満たす全てのbに対するビットマップの和演算(OR)、積演算(AND)を意味する。
Here, the Dilation operation and the Erosion operation, which are typical operations of morphology, will be described. Dilation operation δ and Erosion operation ε are operations that output the following results when A is a target image (binarized bitmap) and B is a structural element (binarized bitmap).
(A) -b means that A is translated by -b. Also, ∪ and ∩ mean bit map sum operation (OR) and product operation (AND) for all b satisfying b∈B.

次に、ラベリング処理で連結されたピクセルを固まり1領域としてそれぞれ認識する。ここで、ラベリング処理とは、4近傍もしくは8近傍で連結しているピクセルに同一の値を書き込み、連結ピクセル群を生成する方法である。連結していないピクセルには別の値を与えることで、連結ピクセル群を区別できる。この連結ピクセル群を欠陥と認識し、欠陥の外接長方形を求める。欠陥の外接長方形とは、欠陥として認識したピクセルを含む最小の長方形を意味する。   Next, the pixels connected by the labeling process are recognized as one area. Here, the labeling process is a method of writing a same value to pixels connected in the vicinity of 4 or 8 to generate a connected pixel group. A group of connected pixels can be distinguished by giving a different value to pixels that are not connected. The connected pixel group is recognized as a defect, and a circumscribed rectangle of the defect is obtained. The circumscribed rectangle of a defect means the smallest rectangle that includes pixels recognized as a defect.

以上の手順は、図63(b)で示すように実行される。図63(b)では右下方向の線分に対する欠陥が不連続に存在している。これらの欠陥は本来1つの欠陥であるが分断されている。まず、欠陥と認識された領域を二値化画像(黒いピクセルで示す)として求め、この二値化画像を白いピクセルで示すように膨張幅Wdilation分ふくらませる。次に黒いピクセルと白いピクセルとをラベリング処理で連結した領域として求め、この領域を包含する最小の長方形領域が外接長方形として得られる。 The above procedure is executed as shown in FIG. In FIG. 63 (b), there are discontinuous defects for the line segment in the lower right direction. These defects are originally one defect but are divided. First, an area recognized as a defect is obtained as a binarized image (indicated by black pixels), and the binarized image is expanded by an expansion width W dilation as indicated by white pixels. Next, a black pixel and a white pixel are obtained as a region connected by a labeling process, and a minimum rectangular region including this region is obtained as a circumscribed rectangle.

最後に、外接長方形の中心を計算して欠陥位置とし、外接長方形の大きさを計算して欠陥サイズとする。得られた欠陥位置と欠陥サイズを欠陥情報とする。   Finally, the center of the circumscribed rectangle is calculated as the defect position, and the size of the circumscribed rectangle is calculated as the defect size. The obtained defect position and defect size are used as defect information.

4.6.2 ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法
欠陥検出の第2の方法として以下の手順で、ピクセルの輝度分布を使い欠陥を認識する。まず、対応づけが行われた検査対象パターン画像のエッジを連結して領域を求める。得られた領域の内側と外側の部分に存在するピクセルの輝度値を求める。各々の輝度値の分布は欠陥が無ければ正規分布をなすことが期待できる。よって、品質管理的方法を応用して欠陥ピクセルを検出することが可能である。
4.6.2 Defect Recognition Method Using Pixel Luminance Distribution As a second method of defect detection, a defect is recognized using the pixel luminance distribution in the following procedure. First, a region is obtained by connecting edges of the pattern image to be inspected that have been associated with each other. The luminance values of the pixels existing in the inner and outer portions of the obtained area are obtained. Each luminance value distribution can be expected to be a normal distribution if there is no defect. Therefore, it is possible to detect a defective pixel by applying a quality control method.

次に、正規分布ではない輝度を持つピクセルを検出し、それらを連結して領域を得る。最後に、得られた領域の外接長方形の中心を計算して欠陥位置とし、外接長方形の大きさを計算して欠陥サイズとする。得られた欠陥位置と欠陥サイズを欠陥情報とする。   Next, pixels having luminance that is not a normal distribution are detected and connected to obtain a region. Finally, the center of the circumscribed rectangle of the obtained region is calculated as the defect position, and the size of the circumscribed rectangle is calculated as the defect size. The obtained defect position and defect size are used as defect information.

図64は、ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法を模式的に示す図である。破線201は検査対象パターン画像のエッジを示す。破線201の両サイドの実線202、203は、エッジを指定幅太らせた線分であり、実線202、203で囲まれた部分をエッジ領域と認識する。下地204とパターン内部205の輝度値は、おおよそ正規分布をなす。   FIG. 64 is a diagram schematically showing a defect recognition method using the luminance distribution of pixels. A broken line 201 indicates the edge of the inspection target pattern image. The solid lines 202 and 203 on both sides of the broken line 201 are line segments obtained by thickening edges by a specified width, and a portion surrounded by the solid lines 202 and 203 is recognized as an edge region. The luminance values of the background 204 and the pattern interior 205 are approximately normally distributed.

図65に示すように、輝度値が±3σ程度を越した部分Dは欠陥である可能性が高い。Dにはノイズも含まれるが、ノイズは領域内に比較的均一に存在する一方、欠陥は固まって存在する。Dの輝度値を持つピクセルを1、それ以外の輝度値を持つピクセルを0とした2値化マップを作成する。指定された大きさ(例えば2×2ピクセル)以下の1を持ったピクセルの固まり(例えば、図64のピクセルの固まり207)を消去する。この処理にはミディアンフィルタなどが利用できる。この大きさは検出したい欠陥の大きさを考慮した経験値である。残った1を持ったピクセルの固まり(例えば、図64のピクセルの固まり206)を欠陥とみなす。   As shown in FIG. 65, the portion D where the luminance value exceeds about ± 3σ is highly likely to be a defect. D includes noise, but the noise exists relatively uniformly in the region, while the defect exists in a solid state. A binarized map is created in which a pixel having a luminance value of D is 1 and a pixel having other luminance values is 0. Erase a block of pixels (for example, a block of pixels 207 in FIG. 64) having a 1 less than or equal to a specified size (for example, 2 × 2 pixels). A median filter or the like can be used for this processing. This size is an empirical value considering the size of the defect to be detected. The remaining block of pixels with 1 (eg, pixel block 206 in FIG. 64) is considered a defect.

前述の4.6.1 異常パターン変形量欠陥の認識方法は、エッジの近傍の欠陥検出を検出する。一方、本方法であるピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法はエッジの近傍以外の場所の欠陥を検出する。 The above-described 4.6.1 abnormal pattern deformation amount defect recognition method detects defect detection in the vicinity of an edge. On the other hand, the defect recognizing method using the pixel luminance distribution according to the present method detects a defect at a place other than the vicinity of the edge.

欠陥が検出された場合には、欠陥情報(ここでは、欠陥位置、サイズ情報および画像)を欠陥種認識部14に出力する(ステップS322、324)。   When a defect is detected, defect information (here, defect position, size information and image) is output to the defect type recognition unit 14 (steps S322 and 324).

4.7 画像から得られる特徴量を使った欠陥種
欠陥種認識部14は、欠陥情報および欠陥種参照データベース23の情報を使用して欠陥種を判定する(ステップS326)。具体的には、与えられた画像から特徴量を求めて、欠陥種参照データベース23に蓄積された画像の特徴量と照合し、欠陥種を判定する。欠陥種認識部14は、欠陥情報(欠陥位置、サイズ情報および画像)および欠陥種を出力部13を介して表示装置5および印刷装置6に出力する(ステップS328)。ここで、欠陥種参照データベース23は、既に取得された画像を欠陥種ごとに登録したものである。
4.7 The defect type defect type recognition unit 14 using the feature amount obtained from the image determines the defect type using the defect information and the information in the defect type reference database 23 (step S326). Specifically, a feature amount is obtained from a given image, and is compared with the feature amount of the image stored in the defect type reference database 23 to determine the defect type. The defect type recognition unit 14 outputs the defect information (defect position, size information, and image) and the defect type to the display device 5 and the printing device 6 via the output unit 13 (step S328). Here, the defect type reference database 23 is obtained by registering already acquired images for each defect type.

欠陥種認識部14は、以下の手順で欠陥種自動分類を行うことができる。すなわち、欠陥と認識されたピクセルの固まりの幾何学情報を得る。幾何学情報は特徴量の一種である。得られた幾何学情報から、丸い、細長いなど欠陥の形状的特徴を認識することができ、丸ければ異物、細長ければスクラッチなどと認識できる。欠陥と認識されたピクセルをパタ−ンの内側、外側、境界の3部分に区分する。これらの各部分ごとに、検査対象パターン画像のピクセル輝度値を使った特徴量を得る。ここで得られる特徴量により、異物が金属片であるか有機物(たとえば人間のあか)であるかなどの判断をつけることができる。すなわち、異物が金属であれば明るく、有機物であれば暗いということで種類を判別することができる。   The defect type recognition unit 14 can perform automatic defect type classification according to the following procedure. That is, the geometric information of the cluster of pixels recognized as a defect is obtained. Geometric information is a kind of feature quantity. From the obtained geometric information, it is possible to recognize the shape characteristic of the defect such as round or elongated, and it can be recognized as a foreign object if round or a scratch if elongated. A pixel recognized as a defect is divided into three parts: an inside, an outside, and a boundary of the pattern. For each of these portions, a feature amount using the pixel luminance value of the inspection target pattern image is obtained. Based on the characteristic amount obtained here, it is possible to determine whether the foreign substance is a metal piece or an organic substance (for example, a human skin). In other words, the type can be identified by being bright if the foreign material is metal and dark if it is organic.

また、パターンの内部にあって異物と認識されたピクセルの輝度の変動が大きい場合は、異物がパターンの上に存在している可能性が高いと判断され、逆に、輝度の変動が小さい場合は、異物がパターンの下に存在している可能性が高いと判断される。これは、欠陥がパターン内部に存在するか外部に存在するか画像から区別できないので、従来のダイ・ツー・ダイ法では困難な処理である。これらの特徴量を使い、良く知られた分類法で欠陥種を判定する。その分類法としては、欠陥種参照データベース23との比較をk最短距離法で行って判別する方法が有効である。   Also, if there is a large variation in the brightness of a pixel that is recognized as a foreign object inside the pattern, it is judged that there is a high possibility that the foreign object is present on the pattern, and conversely, the luminance variation is small It is determined that there is a high possibility that a foreign object exists under the pattern. This is a difficult process in the conventional die-to-die method because it cannot be distinguished from the image whether the defect exists inside or outside the pattern. Using these feature quantities, the defect type is determined by a well-known classification method. As the classification method, a method of making a determination by performing comparison with the defect type reference database 23 by the k shortest distance method is effective.

上記の欠陥種自動分類は、従来行われている光学方式、SEM方式のADC(Automatic Defect Classification)に準じた方法であるが、設計データを使う本発明の方法によれば、パターンの内部と外部の区別が明確につくので、各部分の特徴量が正確に得られ、分類精度が向上する。   The automatic defect type classification described above is a method according to the conventional optical method and SEM method ADC (Automatic Defect Classification), but according to the method of the present invention using design data, the inside and the outside of the pattern. Since the distinction is clearly made, the feature amount of each part can be obtained accurately, and the classification accuracy is improved.

4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量
次に、検査部12は、対応づけを行った検査対象パターン画像のエッジと基準パターンのエッジとの関係からパターン変形量を求める(ステップS330)。パターン変形量は、欠陥検出の結果、欠陥が検出されなかった部分から求める。そして、パターン変形量を出力部13を介して表示装置5および印刷装置6に出力する(ステップS332)。
4.8 Pattern Deformation Amount Obtained from Entire Inspection Unit Region Next, the inspection unit 12 obtains a pattern deformation amount from the relationship between the edge of the pattern image to be inspected and the edge of the reference pattern (step S330). . The pattern deformation amount is obtained from a portion where no defect is detected as a result of the defect detection. Then, the pattern deformation amount is output to the display device 5 and the printing device 6 via the output unit 13 (step S332).

パターン変形量には、検査単位領域全体から得られるパターン変形量と、パターンの属性単位で検出される欠陥の2種類がある。検査単位領域全体から得られるパターン変形量としては、例えば、位置ずれ量、倍率変動量、および線幅の変形量が使用できる。   There are two types of pattern deformation amounts: a pattern deformation amount obtained from the entire inspection unit region and a defect detected in a pattern attribute unit. As a pattern deformation amount obtained from the entire inspection unit region, for example, a positional deviation amount, a magnification variation amount, and a line width deformation amount can be used.

位置ずれ量は、対応づけられたエッジ間のベクトルd(x,y)の平均値として求められる。これはサブピクセル精度でのシフト量S2となる。このシフト量S24.5 マッチング後の処理で説明したシフト量S1を加えたものがサブピクセル精度でのシフト量になる。
検査をサブピクセル精度で実施する場合は、ここでS1+S2を更新されたシフト量S1として基準パターンをシフトさせて、ステップS318からS330を再度実行する。
The displacement amount is obtained as an average value of vectors d (x, y) between the associated edges. This is the shift amount S 2 with sub-pixel accuracy. A shift amount with subpixel accuracy is obtained by adding the shift amount S 1 described in the processing after 4.5 matching to the shift amount S 2 .
When the inspection is performed with sub-pixel accuracy, the reference pattern is shifted using S 1 + S 2 as the updated shift amount S 1 , and steps S318 to S330 are executed again.

X方向の倍率変動量を求めるには、縦方向の基準パターンの線分に関するベクトルd(x,y)のX成分を回帰直線D(x)で近似して回帰直線を求める。そして、回帰直線の勾配をX方向の倍率変動量とする。Y方向の倍率変動量についても同様である。   In order to obtain the magnification fluctuation amount in the X direction, a regression line is obtained by approximating the X component of the vector d (x, y) related to the line segment of the reference pattern in the vertical direction by the regression line D (x). Then, the gradient of the regression line is set as the magnification fluctuation amount in the X direction. The same applies to the magnification fluctuation amount in the Y direction.

図66において、(a)は基準パターンのエッジ(破線)、および検査対象パターン画像のエッジ(実線)の例を示し、(b)は(a)に示すエッジ間のy=y0におけるベクトルd(x,y0)のX成分を回帰直線D(x)で近似した例を示す。ベクトルd(x,y0)のX成分を回帰直線D(x)=ax+bで近似すると、傾きaが倍率変動量に相当する。図66(a)の例では、検査対象パターン画像のパターンが基準パターンよりも全体に大きいことがわかる。 66A shows an example of the edge (broken line) of the reference pattern and the edge (solid line) of the inspection target pattern image, and FIG. 66B shows a vector d at y = y 0 between the edges shown in FIG. An example in which the X component of (x, y 0 ) is approximated by a regression line D (x) is shown. When the X component of the vector d (x, y 0 ) is approximated by a regression line D (x) = ax + b, the slope a corresponds to the magnification fluctuation amount. In the example of FIG. 66A, it can be seen that the pattern of the inspection target pattern image is larger than the reference pattern as a whole.

図67において、(a)は基準パターンのエッジ(破線)、および検査対象パターン画像のエッジ(実線)の別の例を示し、(b)は(a)に示すエッジ間のy=y0におけるベクトルd(x,y0)のX成分を回帰直線D(x)で近似した例を示す。図67(a)の例では、検査対象パターン画像のパターンが基準パターンよりも全体に大きいことに加えて、直線形状パターンの幅が太っている。図67(a)において、基準パターンの直線形状パターン121、122、123は、それぞれ検査対象パターン画像の直線形状パターン124、125、126に対応する。 In FIG. 67, (a) shows another example of the edge (broken line) of the reference pattern and the edge (solid line) of the inspection target pattern image, and (b) shows y = y 0 between the edges shown in (a). An example in which the X component of the vector d (x, y 0 ) is approximated by a regression line D (x) is shown. In the example of FIG. 67A, in addition to the fact that the pattern of the inspection object pattern image is larger than the reference pattern as a whole, the width of the linear pattern is thick. In FIG. 67A, the linear pattern 121, 122, 123 of the reference pattern corresponds to the linear pattern 124, 125, 126 of the inspection target pattern image, respectively.

X方向の線幅の変形量は、例えば、sign(x,y0)・{d(x,y0)のX成分-D(x)}の平均値として求めることができる。ここで、sign(x,y0)は、(x,y0)の位置がラインの左端であれば−1をとり、ラインの右端であれば1をとる。なお、線幅の変形量に関して、sign(x,y0)・{d(x,y0)のX成分-D(x)}の標準偏差を求めれば、線幅のばらつき指標が得られる。 The amount of deformation of the line width in the X direction can be obtained, for example, as an average value of the X component −D (x)} of sign (x, y 0 ) · {d (x, y 0 ). Here, sign (x, y 0 ) takes −1 if the position of (x, y 0 ) is at the left end of the line, and takes 1 if the position is at the right end of the line. If the standard deviation of the X component −D (x)} of sign (x, y 0 ) · {d (x, y 0 ) is obtained with respect to the deformation amount of the line width, a line width variation index can be obtained.

4.9 パターンの属性単位で検出される欠陥の認識方法
まず、パターンの属性を説明する。図68で示すようにパターンの属性としては、直線部分171、コーナー172、終端173、孤立パターン174などが使用できる。パターンの属性に関するパターン変形量としては、例えば、前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量で説明した位置ずれ量、倍率変動量、および線幅の変形量のほか、直径、面積、周囲長、円形度、モーメント、曲率半径などの特徴量の変形量が使用できる。
4.9 Method for Recognizing Defects Detected in Pattern Attribute Units First, pattern attributes will be described. As shown in FIG. 68, as a pattern attribute, a straight line portion 171, a corner 172, a terminal end 173, an isolated pattern 174, or the like can be used. As the pattern deformation amount related to the pattern attribute, for example, in addition to the positional displacement amount, the magnification variation amount, and the line width deformation amount described in the above-mentioned 4.8 inspection unit region , the diameter and area , Deformation amounts of feature quantities such as perimeter, circularity, moment, and radius of curvature can be used.

基準パターンにパターンの属性を自動的に付加することができる。パターンの属性を抽出するために、前述の3.3 レシピデータ「(4)基準パターンの属性(直線部分、コーナー、終端、孤立パターン等)を認識するための抽出ルールが使用するパラメータ」を設定し、使用する。 Pattern attributes can be automatically added to the reference pattern. In order to extract pattern attributes, the above-mentioned 3.3 recipe data “(4) Parameters used by extraction rules for recognizing reference pattern attributes (straight line, corner, end, isolated pattern, etc.)” are set. And use.

4.9.1 終端の位置ずれ欠陥
図69(a)および(b)は、終端の位置ずれ量を示す図である。終端の位置ずれ量は、図69(a)に示すように、基準パターンの終端を構成するエッジ164と検査対象パターン画像のエッジ163の間の最小距離である。
4.9.1 End Position Misalignment Defects FIGS. 69 (a) and 69 (b) are diagrams showing end position misalignment amounts. As shown in FIG. 69A, the amount of positional deviation at the end is the minimum distance between the edge 164 constituting the end of the reference pattern and the edge 163 of the inspection target pattern image.

また、図69(b)に示すように、任意の幅をもった区間157に対応する複数の距離の平均値、最大値、最小値、または、中央値などを、終端の位置ずれ量としてもよい。
もし、位置ずれ量が、3.3 レシピデータ「(2)許容パターン変形量の−側の限界値および+側の限界値」の中の終端の許容エッジ位置の移動量の範囲になければ、この終端は欠陥を持っていると認識される。
In addition, as shown in FIG. 69B, an average value, maximum value, minimum value, or median value of a plurality of distances corresponding to a section 157 having an arbitrary width may be used as the end position displacement amount. Good.
If the displacement amount is not within the range of the movement amount of the end allowable edge position in 3.3 Recipe data “(2) Limit value on the negative side and the limit value on the + side of the allowable pattern deformation amount”, This termination is recognized as having a defect.

4.9.2 直線部分、コーナーの位置ずれ欠陥
図69(a)および(b)では、終端の位置ずれ量について説明したが、直線部分、コーナーも同様に位置ずれ量を測定できる。直線部分については直線部分に対応する区間について得た位置ずれ量から欠陥を検査する。コーナーについては、コーナーの成す角度の半分の角度もしくは指定した角度を持つ方向での位置ずれ量を求めて欠陥を検出する。
これらの場合は、終端の許容エッジ位置の移動量の代わりに、それぞれ、直線部分、コーナーの許容エッジ位置の移動量を使用する。
4.9.2 Position Misalignment Defects at Straight Line and Corner In FIGS. 69 (a) and 69 (b), the amount of misalignment at the end has been described. However, the amount of misalignment can also be measured at the straight line and corner. For the straight line portion, the defect is inspected from the positional deviation amount obtained for the section corresponding to the straight line portion. For a corner, a defect is detected by obtaining a positional deviation amount in a direction having a half angle formed by the corner or a specified angle.
In these cases, instead of the movement amount of the allowable edge position at the end, the movement amount of the allowable edge position of the straight line portion and the corner is used.

4.9.3 孤立パターンの位置ずれ欠陥
図70は、孤立パターンの位置ずれ量を示す図である。位置ずれ量は、(孤立パターンを構成する)基準パターンのエッジ160の重心162と、(孤立パターンを構成する)検査対象パターン画像のエッジ159の重心161との位置ずれ量である。
もし、位置ずれ量が、3.3 レシピデータ「(2)許容パターン変形量の−側の限界値および+側の限界値」の中の孤立パターンの許容エッジ位置の移動量の範囲になければ、この孤立パターンは欠陥を持っていると認識される。
4.9.3 Isolated Pattern Misalignment Defect FIG. 70 shows the amount of misalignment of an isolated pattern. The misregistration amount is the misregistration amount between the centroid 162 of the edge 160 of the reference pattern (which constitutes an isolated pattern) and the centroid 161 of the edge 159 of the pattern image to be inspected (which constitutes an isolated pattern).
If the positional deviation amount is not within the range of the movement amount of the permissible edge position of the isolated pattern in 3.3 Recipe data “(2) Permissible pattern deformation amount -side limit value and + side limit value”. This isolated pattern is recognized as having a defect.

4.9.4 他の孤立パターン欠陥
また、孤立パターンの特徴量の変形量を検査することができる。特徴量として、直径、面積、周囲長、円形度、モーメントなどが使用できる。図70で示すように、基準パターンのエッジ160と検査対象パターン画像のエッジ159から特徴量を計算して、両者の特徴量の差異を検査できる。
4.9.4 Other isolated pattern defects It is also possible to inspect the amount of deformation of an isolated pattern feature. As the feature amount, diameter, area, perimeter, circularity, moment, etc. can be used. As shown in FIG. 70, the feature amount is calculated from the edge 160 of the reference pattern and the edge 159 of the inspection target pattern image, and the difference between the feature amounts can be inspected.

4.9.5 コーナーの曲率異常欠陥
図71において、(a)は基準パターンのコーナーの例を示し、(b)は検査対象パターン画像のコーナーの例を示す。図71(a)に示す基準パターンのエッジ166のコーナーには丸みをつける処理がなされている。コーナーの曲率半径としては、例えば、コーナーの曲線を楕円もしくは円で最小自乗近似して得られた長径、短径もしくは半径を用いることができる。基準パターンのエッジ166のコーナーの曲率半径、および検査対象パターン画像のエッジ165のコーナーの曲率半径を求めることにより、コーナーの曲率半径の変形量を得て、検査することができる。
4.9.5 Abnormal curvature defect at corner In FIG. 71, (a) shows an example of a corner of a reference pattern, and (b) shows an example of a corner of a pattern image to be inspected. The corner pattern of the edge 166 of the reference pattern shown in FIG. 71A is rounded. As the radius of curvature of the corner, for example, a major axis, a minor axis, or a radius obtained by approximating the corner curve with an ellipse or a circle using a least square approximation can be used. By obtaining the curvature radius of the corner of the edge 166 of the reference pattern and the curvature radius of the corner of the edge 165 of the inspection target pattern image, the deformation amount of the curvature radius of the corner can be obtained and inspected.

以上の検査は、視野内の複数の箇所に対し同時に実行される。検査項目は、前述の3.3 レシピデータ「(1)求めたいパターン変形量」に従い選択される。 The above inspection is simultaneously performed on a plurality of locations in the field of view. The inspection item is selected according to the above-described 3.3 recipe data “(1) pattern deformation amount to be obtained”.

4.10 パターンの属性の抽出ルール
前述の3.3 レシピデータ「(4)基準パターンの属性(直線部分、コーナー、終端、孤立パターン等)を認識するための抽出ルールが使用するパラメータ」の例を図68に従い説明する。直線部分171は、所定長L以上の長さをもつ線分として抽出される。コーナー172は、所定角度(90度、135度や270度など)で接触する2線分の接点近傍にある部分として抽出される。終端173は、所定長L以下の長さをもつ線分で、直線部分171,171と90度の角度をもって接する両端173t,173tをもつ線分として抽出される。終端173と二つの直線部分171,171はコの字型の形状をなす。孤立パターンは、所定面積以下の閉図形として抽出される。
4.10 Pattern Attribute Extraction Rule Example of 3.3 Recipe Data “(4) Parameters Used by Extraction Rule to Recognize Reference Pattern Attributes (Linear Part, Corner, End, Isolated Pattern, etc.)” Will be described with reference to FIG. The straight line portion 171 is extracted as a line segment having a length equal to or longer than the predetermined length L. The corner 172 is extracted as a portion in the vicinity of the contact point of two line segments that make contact at a predetermined angle (90 degrees, 135 degrees, 270 degrees, etc.). The end 173 is a line segment having a length equal to or less than a predetermined length L, and is extracted as a line segment having both ends 173t and 173t that are in contact with the straight line portions 171 and 171 at an angle of 90 degrees. The end 173 and the two straight portions 171 and 171 have a U-shape. The isolated pattern is extracted as a closed figure having a predetermined area or less.

4.11 第2のエッジ検出
検査部12は、検査対象パターン画像から再度エッジ(第2のエッジ)を検出する(ステップS334)。検出された第2のエッジは、検査対象パターン画像から得られたプロファイルから検出される。第2の基準パターンとしては、図76の点Qがエッジになる基準パターンを用いる。これに対し、前述の4.1.2 第1のエッジ検出方法2で説明したエッジのみが明るい画像の場合、第1の基準パターンとしては、点Pがエッジになる基準パターンが用いられる。したがって、第2の基準パターンと第1の基準パターンは一般に異なる。
4.11 The second edge detection inspection unit 12 detects an edge (second edge) again from the inspection target pattern image (step S334). The detected second edge is detected from the profile obtained from the inspection target pattern image. As the second reference pattern, a reference pattern having a point Q in FIG. 76 as an edge is used. On the other hand, when only the edge described in the above 4.1.2 First edge detection method 2 is a bright image, a reference pattern in which the point P is an edge is used as the first reference pattern. Therefore, the second reference pattern and the first reference pattern are generally different.

検査対象パターン画像の第2のエッジ検出を行う前に、前述のシフト量S1+S2の分だけ第2の基準パターンをシフトさせる。以後の処理は、このシフトを行った状態で行う。 Before performing the second edge detection of the inspection target pattern image, the second reference pattern is shifted by the shift amount S 1 + S 2 described above. Subsequent processing is performed with this shift.

プロファイルからエッジを検出するには、しきい値法、直線近似法など各種開示されているが、本実施形態では、その中のしきい値法を用いて、CD−SEMで行っている線幅測長を2次元パターン(検査対象パターン画像)に応用している。ただし、しきい値法を、直線近似法など別の方法に置き換えても同様に処理が可能である。ここで、直線近似法とは、プロファイルを直線で近似し、交点を使ってエッジを検出する方法である。   In order to detect an edge from a profile, various methods such as a threshold method and a linear approximation method are disclosed. In this embodiment, a line width performed by a CD-SEM using a threshold method included therein. The length measurement is applied to a two-dimensional pattern (inspection target pattern image). However, similar processing is possible even if the threshold method is replaced with another method such as a linear approximation method. Here, the straight line approximation method is a method of approximating a profile with a straight line and detecting an edge using an intersection.

プロファイル取得区間を設定する方法として次の2つの方法が使用できる。その1つは、プロファイルを取得する方向および位置を第2の基準パターンを使って予め設定する方法である。この方法は、前述の3.3 レシピデータ「(6)プロファイル取得区間をレシピデータ設定時に設定するか第1のエッジを検出してから設定するかのフラグ」がオフのときに実行される。この方法では、プロファイル取得区間が、第2の基準パターンから一意的に設定される。 The following two methods can be used as a method for setting the profile acquisition interval. One of them is a method of presetting the direction and position for acquiring the profile using the second reference pattern. This method is executed when the above-described 3.3 recipe data “(6) Flag for setting the profile acquisition section when setting the recipe data or after detecting the first edge” is off. In this method, the profile acquisition section is uniquely set from the second reference pattern.

図72は、プロファイル取得区間の例を示す図である。図72で示すように、プロファイル取得区間は、第2の基準パターンを中点として、第2の基準パターンの垂直方向に設定される(二重線で示された線分)。プロファイル取得区間の長さは、前述の3.3 レシピデータ「(6)プロファイル取得区間の長さ」であり、プロファイル取得区間の間隔は、前述の3.3 レシピデータ「(6)プロファイル取得区間の間隔」である。
なお、前述の第2の基準パタ−ンの代わりに、図73に示すように、リソグラフィ・シミュレータで得られた露光パターンの外形を形成する曲線(図中実線)を使用しても良い。
FIG. 72 is a diagram illustrating an example of a profile acquisition section. As shown in FIG. 72, the profile acquisition section is set in the vertical direction of the second reference pattern with the second reference pattern as a midpoint (line segment indicated by a double line). The length of the profile acquisition section is the above-mentioned 3.3 recipe data “(6) Length of profile acquisition section”, and the interval of the profile acquisition section is the above-mentioned 3.3 recipe data “(6) Profile acquisition section”. Interval.
Instead of the second reference pattern described above, as shown in FIG. 73, a curve (solid line in the figure) forming the outer shape of the exposure pattern obtained by the lithography simulator may be used.

検査対象パターン画像からプロファイル取得区間に対応する区間に対して、前述の3.3 レシピデータ「(6)プロファイル取得区間内のサンプリングポイントの間隔」で、プロファイルのデータを取得する。プロファイル取得区間の長さはパターンの変形許容量より長くする。またサンプリングポイントの間隔は通常ピクセル間隔以下の値とする。プロファイルのデータの作成には、双一次補間、スプライン補間、フーリエ級数などの方法を用いる。 For the section corresponding to the profile acquisition section from the inspection target pattern image, the profile data is acquired with the above-mentioned 3.3 recipe data “(6) Sampling point interval in profile acquisition section”. The length of the profile acquisition section is longer than the pattern deformation allowable amount. The interval between sampling points is usually a value equal to or less than the pixel interval. For the creation of profile data, methods such as bilinear interpolation, spline interpolation, and Fourier series are used.

図74は図72の一部(Bの部分)を拡大した図であり、図75は図74の一部(Cの部分)を拡大した図である。図中の二重線がプロファイル取得区間であり、格子の交点はピクセルの位置、黒点は検査対象パターン画像の輝度値を取得する位置を示す。   74 is an enlarged view of a part (part B) of FIG. 72, and FIG. 75 is an enlarged view of a part (part C) of FIG. The double line in the figure is the profile acquisition section, the intersection of the grids indicates the position of the pixel, and the black point indicates the position where the luminance value of the inspection target pattern image is acquired.

双一次補間法とは、図示のように(0,0)(0,1)(1,0)(1,1)で示されたピクセルの輝度値I(0,0)、I(0,1)、I(1,0)、I(1,1)を使って、位置(x,y)、(0<x≦1,0<y≦1)にある点の輝度値I(x,y)を次の計算式で計算するものである。
As shown in the figure, bilinear interpolation means luminance values I (0,0) and I (0,0,1) of pixels indicated by (0,0) (0,1) (1,0) (1,1). 1), I (1,0), I (1,1) are used to calculate the luminance value I (x, y) of the point at position (x, y), (0 <x ≦ 1,0 <y ≦ 1) y) is calculated by the following formula.

この式を使って得られたプロファイルから、しきい値法を使って第2のエッジ位置を検出する。図76に示すように、得られたプロファイルの中の最大輝度値Vとその位置Pを求める。その最大輝度値Vに予め指定された係数kをかけた数値をしきい値Tとし、輝度値=しきい値Tの直線とプロファイル曲線との交点を求める。これらの交点で、点Pからパターンの外側方向にあり、最も点Pに近い交点Qを求める。すべてのプロファイルについて、交点Qを求める方法を使用して第2のエッジを検出する。   From the profile obtained using this equation, the second edge position is detected using the threshold method. As shown in FIG. 76, the maximum luminance value V and its position P in the obtained profile are obtained. A numerical value obtained by multiplying the maximum luminance value V by a predetermined coefficient k is set as a threshold value T, and an intersection point of the luminance value = threshold value T and the profile curve is obtained. At these intersection points, an intersection point Q that is located outward from the point P and closest to the point P is obtained. For all profiles, the second edge is detected using the method for determining the intersection point Q.

ウェーハに形成された配線の断面形状は台形状をなす。測長を、この断面形状の上辺で行うのか、下辺で行うのか、あるいは中間部で行うかを係数kで設定することができる。   The cross-sectional shape of the wiring formed on the wafer is trapezoidal. Whether the length measurement is performed at the upper side, the lower side, or the intermediate portion of the cross-sectional shape can be set by a coefficient k.

第2のエッジを検出したら、検出された第2のエッジを使って曲線近似(多角形近似を含む)を行い、検出された第2のエッジを連結する。最も単純な方法は単に折れ線で連結する方法である。しかし、以下の分割融合法を用いると、最小自乗法による多角形近似で検出された第2のエッジを連結できる。T. Pavlidis and S. L. Horowitz : “Segmentation of plane curves”, IEEE Trans. On Computers,vol. C-23, no.8 Aug., 1974。この方法の例を図77(a)に示す。   When the second edge is detected, curve approximation (including polygon approximation) is performed using the detected second edge, and the detected second edge is connected. The simplest method is simply connecting with a broken line. However, when the following division and fusion method is used, the second edges detected by polygon approximation by the least square method can be connected. T. Pavlidis and S. L. Horowitz: “Segmentation of plane curves”, IEEE Trans. On Computers, vol. C-23, no. 8 Aug., 1974. An example of this method is shown in FIG.

これ以外にも、図77(b)に示すような最小自乗法と2次元スプライン関数を使った平面データの平滑化による曲線近似を用いることもできる。前者は、高速に処理できるが丸まった形状を多く含むものには柔軟性がない。一方、後者は、高速性を満たし且つ柔軟性をもつ特性がある。これら以外にも、フーリエ記述子による方法など各種の方法が開示されており、これらでも置き換え可能である。
なお、以上のような曲線近似は、第1のエッジ検出を行った後にも行うようにすることができる。
In addition to this, it is also possible to use curve approximation by smoothing plane data using the least square method and a two-dimensional spline function as shown in FIG. The former can be processed at high speed, but is not flexible to those that contain many rounded shapes. On the other hand, the latter has characteristics of satisfying high speed and flexibility. In addition to these, various methods such as a method using a Fourier descriptor are disclosed, and these methods can be replaced.
Note that the curve approximation as described above can be performed after the first edge detection is performed.

プロファイル取得区間を設定する別の方法として、プロファイル取得区間をエッジ検出時に適応的に設定する方法が使用できる。前述の3.3 レシピデータ「(6)プロファイル取得区間をレシピデータ設定時に設定するか第1のエッジを検出してから設定するかのフラグ」がオンのときに実行される。 As another method of setting the profile acquisition interval, a method of adaptively setting the profile acquisition interval at the time of edge detection can be used. This is executed when the above-mentioned 3.3 Recipe data “(6) Flag to set the profile acquisition section when setting the recipe data or after detecting the first edge” is ON.

この方法は、図78(a)に示すように、検出された検査対象パターン画像の第1のエッジの垂直方向にプロファイル取得区間を設定する方法である。この方法によれば、図78(b)に示すように、検出された検査対象パターン画像の第1のエッジ(実線)が前述の第2の基準パターン(点線)からずれていたとしても、プロファイル取得区間を前述の方法より短くできる。また、この方法は、前述の方法に比べ、パターンの変形に追従しやすい。プロファイル取得区間の設定後は、前述の方法と同様の処理を行う。   In this method, as shown in FIG. 78A, a profile acquisition section is set in the vertical direction of the first edge of the detected pattern image to be inspected. According to this method, as shown in FIG. 78B, even if the first edge (solid line) of the detected pattern image to be inspected deviates from the second reference pattern (dotted line) described above, the profile The acquisition interval can be made shorter than the method described above. Also, this method is easier to follow the deformation of the pattern than the above-described method. After setting the profile acquisition interval, processing similar to that described above is performed.

4.12 第2の検査
以上の第2のエッジ検出の後、検査部12は、第2の検査を行う(ステップS336)。この検査は、前述の第1の検査のS320からS332と同じ処理であるが第1のエッジのかわりに第2のエッジを使用することが異なっている。また、ステップS318では、検査対象パターン画像のエッジと基準パターンのエッジとの対応づけを行うが、第2の検査ではプロファイル取得区間によって対応づけられている。
4.12 After the second edge detection equal to or higher than the second inspection, the inspection unit 12 performs the second inspection (step S336). This inspection is the same processing as S320 to S332 of the first inspection described above, except that the second edge is used instead of the first edge. In step S318, the edge of the pattern image to be inspected is associated with the edge of the reference pattern. In the second inspection, the edge is associated with the profile acquisition section.

第2の検査で欠陥検出を行い、パターン変形量を求める。ここで求められる画像全体に関する位置ずれ量(シフト量)S3は、前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量で説明したシフト量S2に対応する。ここで求めたシフト量S3に、前述のシフト量S1およびシフト量S2を加えたものが、第2の基準パターンと検査対象パターン画像のパターンとの間の全シフト量となる。 Defect detection is performed in the second inspection, and a pattern deformation amount is obtained. The positional deviation amount (shift amount) S 3 relating to the entire image obtained here corresponds to the shift amount S 2 described in the above-described 4.8 pattern deformation amount obtained from the entire inspection unit region . The shift amount S 3 obtained here, plus the shift amount S 1 and the shift amount S 2 described above becomes the total shift amount between the pattern of the inspected pattern image and the second reference pattern.

第2の検査では、前述の4.6.1 異常パターン変形量欠陥の認識方法と前述の4.6.2 ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法を以下の方法にする。 In the second inspection, the above-described 4.6.1 abnormal pattern deformation amount defect recognition method and the above-described defect recognition method using the luminance distribution of 4.6.2 pixels are set as follows.

第1の検査の4.6.1 異常パターン変形量欠陥の認識方法では、対応づけができなかった検査対象パターン画像のエッジのピクセルは、欠陥として認識される。しかし、第2の検査では、前述の3.3 レシピデータ「(2)許容パターン変形量の−側の限界値および+側の限界値」の範囲にエッジが存在しないプロファイル取得区間を欠陥として扱う。 In the first inspection 4.6.1 abnormal pattern deformation amount defect recognition method , an edge pixel of an inspection target pattern image that could not be matched is recognized as a defect. However, in the second inspection, the profile acquisition section in which the edge does not exist in the range of the above-described 3.3 recipe data “(2) -side limit value and + side limit value of allowable pattern deformation amount” is treated as a defect. .

第1の検査の4.6.2 ピクセルの輝度分布を使う欠陥の認識方法では、対応づけが行われた検査対象パターン画像のエッジを連結して領域を求める。しかし、第2の検査では、基準パターンのエッジを連結して領域を求める。 In the defect inspecting method using the luminance distribution of the 4.6.2 pixels of the first inspection, the region is obtained by connecting the edges of the inspection target pattern images that have been associated with each other. However, in the second inspection, the region is obtained by connecting the edges of the reference pattern.

以上の基本検査処理をすべての検査単位領域について行った場合には検査処理を終了し、そうでない場合にはステップS308に戻る(ステップS340)。   If the above basic inspection process has been performed for all inspection unit areas, the inspection process is terminated, otherwise the process returns to step S308 (step S340).

5.応用検査処理
以上は図25に示されたフローチャートに基づく基本検査処理の説明である。この章ではこの基本検査処理を発展させた応用検査処理を説明する。
5. The application inspection process and the above are the basic inspection processes based on the flowchart shown in FIG. In this chapter, the applied inspection process, which is an extension of this basic inspection process, is described.

5.1 繰り返し発生する欠陥の認識方法
前述の4.基本処理で説明したように、繰り返し発生する欠陥を認識する場合の処理の例が図27に示されている。この処理は図25に示された処理を拡張したものである。
5.1 Method for recognizing repeated defects 4. As described in the basic process , an example of a process for recognizing a defect that repeatedly occurs is shown in FIG. This process is an extension of the process shown in FIG.

まず検査の前に準備する工程を示すブロックAが実行される。次に、各半導体デバイスの検査領域の検査の工程であるブロックBが終了した後に欠陥を融合する(ステップS402)。図27のブロックAおよびブロックBは、それぞれ図26のブロックAおよびブロックBと同一である。ブロックAにおけるステップS302〜S306は、図25におけるステップS302〜S306とそれぞれ同一である。またブロックBにおけるS308〜S336はそれぞれ図25のS308〜S336と同一である。   First, a block A indicating a process to be prepared before the inspection is executed. Next, defects are fused after completion of block B, which is a process of inspecting the inspection area of each semiconductor device (step S402). Block A and block B in FIG. 27 are the same as block A and block B in FIG. 26, respectively. Steps S302 to S306 in block A are the same as steps S302 to S306 in FIG. Further, S308 to S336 in the block B are the same as S308 to S336 in FIG.

ブロックBにおいては、検査結果を欠陥情報記憶部24に出力するステップS338が追加されていることが、図25と異なっている。ブロックBにおけるステップS340は図25のステップS340と同一である。ステップS340における検査単位領域は、設計データ上の座標で表現された検査領域であり、この検査領域を複数の半導体デバイスに対して検査すべきエリアとするものである。   In block B, step S338 for outputting the inspection result to the defect information storage unit 24 is added, which is different from FIG. Step S340 in block B is the same as step S340 in FIG. The inspection unit area in step S340 is an inspection area expressed by coordinates on the design data, and this inspection area is an area to be inspected for a plurality of semiconductor devices.

図20に示す検査単位領域より広範囲の検査領域を検査する場合は、検査単位領域と検査単位領域の境界に存在する欠陥が複数箇所に分断されて検出されることがある。これらの複数箇所に分断された欠陥を融合することにより、検査単位領域の間にあった境界の影響をなくすことができる。   When inspecting an inspection area wider than the inspection unit area shown in FIG. 20, a defect existing at the boundary between the inspection unit area and the inspection unit area may be divided into a plurality of locations and detected. By fusing these divided defects at a plurality of locations, it is possible to eliminate the influence of the boundary between the inspection unit regions.

図79は検査領域が4つの検査単位領域に分割されている場合を模式的に示している。欠陥Aは、右上の検査単位領域と右下の検査単位領域にまたがって存在している。まず、右上の検査単位領域に属した欠陥の外接長方形31と右下の検査単位領域に属した欠陥の外接長方形32が求められる。外接長方形31、外接長方形32は、図63(b)で示した手順で求められたものである。   FIG. 79 schematically shows a case where the inspection area is divided into four inspection unit areas. The defect A exists across the upper right inspection unit region and the lower right inspection unit region. First, the circumscribed rectangle 31 of the defect belonging to the upper right inspection unit region and the circumscribed rectangle 32 of the defect belonging to the lower right inspection unit region are obtained. The circumscribed rectangle 31 and the circumscribed rectangle 32 are obtained by the procedure shown in FIG.

次に、検査領域を構成する全ての検査単位領域内に含まれる外接長方形について重なり検査をする。もし重なっている場合は、上記の重なり合った外接長方形全てを含む最小の外接長方形が融合された外接長方形とされる。本例では、外接長方形31と外接長方形32から融合された外接長方形Mが得られる。なお、外接長方形M(点線で示す)と、外接長方形31および外接長方形32とは、一部の線が重なっているべきであるが、図示上の便宜上、外接長方形Mの方が若干大きく描かれている。   Next, an overlap inspection is performed on circumscribed rectangles included in all the inspection unit areas constituting the inspection area. If they overlap, the minimum bounding rectangle including all of the overlapping bounding rectangles is merged into a bounding rectangle. In this example, a circumscribed rectangle M fused from the circumscribed rectangle 31 and the circumscribed rectangle 32 is obtained. Note that the circumscribed rectangle M (indicated by a dotted line), the circumscribed rectangle 31 and the circumscribed rectangle 32 should partially overlap, but for convenience of illustration, the circumscribed rectangle M is drawn slightly larger. ing.

同様に4つの検査単位領域にまたがって存在している欠陥Bも融合される。この場合は4つの外接長方形が融合して1つの融合された外接長方形が得られる(ステップS402)。得られた外接長方形の内に存在する欠陥情報を融合し、融合された欠陥情報を欠陥情報記憶部24に記憶させる(ステップS403)。   Similarly, the defect B existing over four inspection unit areas is also fused. In this case, four circumscribed rectangles are merged to obtain one merged circumscribed rectangle (step S402). The defect information existing in the obtained circumscribed rectangle is merged, and the merged defect information is stored in the defect information storage unit 24 (step S403).

検査対象半導体デバイスの全ての検査を行ったか否かのチェックをしたのちに(ステップS404)、検査が終了したと判断された場合には、繰り返し発生する欠陥を認識する(ステップS406)。これらの欠陥情報は同一の設計データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに対する同じ検査領域から得られたものであり、設計データが使用している座標系で表現されており、ステップS338によって欠陥情報記憶部24に記憶されている。   After checking whether or not all the inspection target semiconductor devices have been inspected (step S404), if it is determined that the inspection has been completed, a defect that repeatedly occurs is recognized (step S406). These pieces of defect information are obtained from the same inspection region for a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same design data, and are expressed in the coordinate system used by the design data. It is stored in the information storage unit 24.

図80では、第1の半導体デバイスと第2の半導体デバイスから得られた欠陥情報が模式的に示されている。第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報と第2の半導体デバイスから得られた欠陥情報を重ねると、外接長方形33Aと外接長方形33Bが外接長方形34と重なると判定される。この処理は図形の論理演算として広く知られている。これら3つの外接長方形を含む最小の外接長方形として共通外接長方形35を得る。この共通外接長方形35内に存在する欠陥(図示されていない)を共通に存在する欠陥、すなわち繰り返し発生する欠陥として認識する。   In FIG. 80, defect information obtained from the first semiconductor device and the second semiconductor device is schematically shown. When the defect information obtained from the first semiconductor device and the defect information obtained from the second semiconductor device are overlapped, it is determined that the circumscribed rectangle 33A and the circumscribed rectangle 33B overlap the circumscribed rectangle 34. This processing is widely known as a graphic logic operation. A common circumscribed rectangle 35 is obtained as a minimum circumscribed rectangle including these three circumscribed rectangles. A defect (not shown) existing in the common circumscribed rectangle 35 is recognized as a common defect, that is, a defect that repeatedly occurs.

この場合は、共通外接長方形35の内部に繰り返し発生する欠陥が存在し、第1の半導体デバイスの欠陥検出時にはノイズなどの要因で外接長方形33Aと外接長方形33Bとに分断されて検出され、第2の半導体デバイスの欠陥検出時には一塊の外接長方形34として検出されたことを意味する。外接長方形33Aと外接長方形33Bと、外接長方形34がずれているのは、欠陥がわずかにずれた位置で検出されたことを意味する。   In this case, there is a defect that repeatedly occurs inside the common circumscribed rectangle 35, and when the defect of the first semiconductor device is detected, the defect is detected by being divided into the circumscribed rectangle 33A and the circumscribed rectangle 33B due to factors such as noise. This means that when a defect of the semiconductor device is detected, it is detected as a block of circumscribed rectangles 34. The fact that the circumscribed rectangle 33A, the circumscribed rectangle 33B, and the circumscribed rectangle 34 are displaced means that the defect has been detected at a slightly displaced position.

以上の処理は、3つ以上の数であるN個の半導体デバイスから得られた欠陥情報を使用する方法でも同様に実行できる。この場合は、M個以上の半導体デバイスから得られた外接長方形が重なり合うときに、繰り返し発生する欠陥が認識される。Mは2からNまでの数値で、大きいほどより厳密に繰り返し発生する欠陥を取得できる。   The above processing can be similarly executed by a method using defect information obtained from N semiconductor devices which are three or more numbers. In this case, when circumscribed rectangles obtained from M or more semiconductor devices overlap, a defect that repeatedly occurs is recognized. M is a numerical value from 2 to N, and the larger it is, the more precisely the defect that repeatedly occurs can be acquired.

以上の検査で得られた繰り返し発生する欠陥の欠陥情報を欠陥情報記憶部24に出力する(ステップS408)。この欠陥情報記憶部24の内容は、出力部13を介して表示装置5および印刷装置6に出力される(ステップS410)。   The defect information of the repeatedly generated defect obtained by the above inspection is output to the defect information storage unit 24 (step S408). The contents of the defect information storage unit 24 are output to the display device 5 and the printing device 6 via the output unit 13 (step S410).

本実施例を使用すれば、オペレータの大量の単純労働を不要にし、オペレータのミスによる欠陥認識低下を防ぐことが可能になる。また、後述するカーボンコートなどにより試料が汚染された場合に、汚染物が異なるダイの同一箇所に存在することがほとんど無いので、汚染物を繰り返し発生する欠陥として認識することがない。   If this embodiment is used, it is possible to eliminate a large amount of simple labor by the operator and prevent a reduction in defect recognition due to an operator error. In addition, when a sample is contaminated by a carbon coat or the like to be described later, the contaminant is hardly present at the same location of different dies, so that the contaminant is not recognized as a defect that repeatedly occurs.

他の方法として、複数の半導体デバイスから得られた欠陥情報のうち、少なくとも一つの半導体デバイスについては検査領域の全体から欠陥情報を得て、それ以外の半導体デバイスについては前記欠陥情報中の欠陥位置の近傍のみを検査して欠陥情報を得ることにより、繰り返し発生する欠陥として認識する方法がある。
本実施例では第1の半導体デバイスの検査領域の全ての場所から欠陥情報を得て第2の半導体デバイスについては前記欠陥情報中の欠陥位置の近傍のみを検査して欠陥情報を得る方法について説明する。
As another method, out of defect information obtained from a plurality of semiconductor devices, defect information is obtained from the entire inspection region for at least one semiconductor device, and defect positions in the defect information for other semiconductor devices. There is a method of recognizing a defect that occurs repeatedly by inspecting only its vicinity and obtaining defect information.
In this embodiment, a method for obtaining defect information by obtaining defect information from all locations in the inspection region of the first semiconductor device and inspecting only the vicinity of the defect position in the defect information for the second semiconductor device will be described. To do.

第1段階として、第1の半導体デバイスについて、ブロックA、ブロックB、ステップS402、ステップS403を実行する。図81の左側ではステップS403を経て得られた第1の半導体デバイスの欠陥情報が模式的に示されている。第1の半導体デバイスから得られた外接長方形41の近傍に対応する画像を第2の半導体デバイスから取得して欠陥を検査する。図81の右側ではこのように限定的に検査された結果が第2の半導体デバイスから得られた欠陥情報として模式的に示されている。   As a first stage, block A, block B, step S402, and step S403 are executed for the first semiconductor device. On the left side of FIG. 81, defect information of the first semiconductor device obtained through step S403 is schematically shown. An image corresponding to the vicinity of the circumscribed rectangle 41 obtained from the first semiconductor device is acquired from the second semiconductor device, and the defect is inspected. On the right side of FIG. 81, the result of such limited inspection is schematically shown as defect information obtained from the second semiconductor device.

第2段階として、第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報を第2の半導体デバイスから得られた欠陥情報と重なるか調べる。図81では、外接長方形41が外接長方形42Aと外接長方形42Bと重なる。次にこれら3つの外接長方形を含む最小の外接長方形として共通外接長方形43を得る。この共通外接長方形43に存在する欠陥(図示されていない)を両半導体デバイスに共通に存在する欠陥、すなわち繰り返し発生する欠陥として認識する。同様の処理を外接長方形51に対して実施する。このように、第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報に含まれる全ての欠陥に対して第2の半導体デバイスにおいて限定的に検査される。   As a second step, it is examined whether the defect information obtained from the first semiconductor device overlaps with the defect information obtained from the second semiconductor device. In FIG. 81, the circumscribed rectangle 41 overlaps the circumscribed rectangle 42A and the circumscribed rectangle 42B. Next, a common circumscribed rectangle 43 is obtained as a minimum circumscribed rectangle including these three circumscribed rectangles. A defect (not shown) existing in the common circumscribed rectangle 43 is recognized as a defect common to both semiconductor devices, that is, a defect that repeatedly occurs. A similar process is performed on the circumscribed rectangle 51. As described above, the second semiconductor device is limitedly inspected for all the defects included in the defect information obtained from the first semiconductor device.

第1の半導体デバイスから得られた欠陥情報に含まれる欠陥の数が少ない場合は、この方法は、前の方法に比べて高速に実行する。   When the number of defects included in the defect information obtained from the first semiconductor device is small, this method is executed at a higher speed than the previous method.

5.2 領域検査方法
前述の4.6 第1の検査4.12 第2の検査では設計データを単純に基準パターンに変換している。他の検査方法として、領域検査方法に適した基準パターンを設計データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する設計データを成す線分同士の関係を使用して抽出する検査方法が使用できる。領域検査方法とは対向するエッジを使用する検査方法を意味している。
5.2 Area Inspection Method In the above-described 4.6 first inspection and 4.12 second inspection , design data is simply converted into a reference pattern. As another inspection method, an inspection method for extracting a reference pattern suitable for the region inspection method using the geometric information of the line segments forming the design data or the relationship between the line segments forming the design data that touches or is close to each other can be used. . The area inspection method means an inspection method using opposite edges.

領域検査方法として、直線形状パターンの線幅検査方法、平均線幅検査方法、スペース幅検査方法、平均スペース幅検査方法、曲線形状パターンの線幅検査方法、平均線幅検査方法、スペース幅検査方法、平均スペース幅検査方法、切断・短絡、切断もしくは短絡しやすい部分の検査方法、もしくは、ゲート線幅検査方法が使用できる。   As the area inspection method, the line width inspection method of the linear shape pattern, the average line width inspection method, the space width inspection method, the average space width inspection method, the line width inspection method of the curved shape pattern, the average line width inspection method, the space width inspection method An average space width inspection method, a cutting / short circuit, a method for inspecting a portion that is easily cut or short-circuited, or a gate line width inspection method can be used.

5.2.1 直線形状パターンの線幅検査方法、平均線幅検査方法、スペース幅検査方法、および平均スペース幅検査方法
半導体の検査には線幅、平均線幅、スペース幅、および平均スペース幅のモニタリングによって半導体デバイスのプロセスを管理する方法がある。本実施例によれば、線幅、平均線幅検査、スペース幅、もしくは平均スペース幅検査に適した基準パターンを、検査対象に対応するレイアの設計データから抽出し、抽出された基準パターンごとに、線幅、平均線幅検査、スペース幅、もしくは平均スペース幅検査に適した許容パターン変形量を設定する検査方法が実現できる。これらの検査方法は以下の手順で実施される。
5.2.1 Line Width Inspection Method, Average Line Width Inspection Method, Space Width Inspection Method, and Average Space Width Inspection Method for Linear Patterns Line width, average line width, space width, and average space width for semiconductor inspection There is a method for managing the process of a semiconductor device by monitoring. According to the present embodiment, a reference pattern suitable for line width, average line width inspection, space width, or average space width inspection is extracted from the design data of the layer corresponding to the inspection target, and for each extracted reference pattern Thus, an inspection method for setting an allowable pattern deformation amount suitable for line width, average line width inspection, space width, or average space width inspection can be realized. These inspection methods are carried out according to the following procedure.

図82では、線幅検査用に適した基準パターンを設計データから自動的に抽出する規則を模式的に示している。設計データの直線形状パターンであって、指定された最大線幅Lwより細く、かつ、指定された最小線長Lmより長い直線形状パターンが線幅検査用に適した基準パターンを得る多角形の対象になる。図82の左側の部分で示すように、図82の設計データには3つの直線形状パターンがある。左の直線形状パターンは処理の対象になるが、中の直線形状パターンは最大線幅Lw以上なので、処理の対象にならない。また右の直線形状パターンは最小線長Lm以下なので処理の対象にならない。   FIG. 82 schematically shows a rule for automatically extracting a reference pattern suitable for line width inspection from design data. Polygonal object that is a linear shape pattern of design data that is narrower than the specified maximum line width Lw and that is longer than the specified minimum line length Lm to obtain a reference pattern suitable for line width inspection become. As shown in the left part of FIG. 82, there are three linear patterns in the design data of FIG. The left straight line pattern is the target of processing, but the middle straight line pattern is not the target of processing because it is greater than or equal to the maximum line width Lw. Also, the right linear pattern is not subject to processing because it is less than the minimum line length Lm.

次に、図82の右側の部分で示すように、選別された直線形状パターンについてその終端から指定された終端非使用長Lo分内側に縮める。この直線形状パターンを区間長Liの長方形に分割し、分割された長方形が線幅検査用基準パターンA(実線で示されている)として登録される。また、ここで得られた線幅検査用基準パターンAの境界が中心にくる基準パターンB(二重線で示されている)を線幅検査用基準パターンBとして追加してもよい。   Next, as shown in the right part of FIG. 82, the selected linear pattern is shrunk to the inside of the end unused length Lo specified from the end. This linear pattern is divided into rectangles having a section length Li, and the divided rectangles are registered as line width inspection reference patterns A (indicated by solid lines). Further, a reference pattern B (indicated by a double line) centered on the boundary of the reference pattern A for line width inspection obtained here may be added as the reference pattern B for line width inspection.

基準パターンBを付加することによって、基準パターンAの境界に存在している欠陥の検出能力が向上する。欠陥の検出能力は基準パターン内に存在する欠陥の大きさの割合が大きいほど高い。欠陥が一つの基準パターンに存在している場合の基準パターンの大きさに対する欠陥の大きさの割合をRとする。同じ大きさの欠陥が二つの基準パターンに分割されて存在している場合の基準パターンの大きさに対する欠陥の大きさの割合はRより小さくなる。従って、欠陥が一つの基準パターンに存在する場合の方が欠陥の検出能力が高くなる。   By adding the reference pattern B, the ability to detect defects existing at the boundary of the reference pattern A is improved. The defect detection capability is higher as the ratio of the size of defects existing in the reference pattern is larger. Let R be the ratio of the size of the defect to the size of the reference pattern when the defect exists in one reference pattern. When a defect having the same size is divided into two reference patterns, the ratio of the defect size to the reference pattern size is smaller than R. Therefore, the defect detection capability is higher when the defect exists in one reference pattern.

図83に示すように、コーナーを持つ直線形状パターンに対しては、コーナー部分で長方形に分離してから処理を施す。図83の点線で示すコーナーを有したL字状多角形が実線で示す2つの長方形に分離されることになる。   As shown in FIG. 83, a linear pattern having corners is processed after being separated into rectangles at the corners. The L-shaped polygon having the corner indicated by the dotted line in FIG. 83 is separated into two rectangles indicated by the solid line.

スペース幅検査は反転設計データを使って上記と同様の処理を施すことで実現できる。反転設計データとは、設計データの中のパターンの内部を外部に、外部を内部に反転したものである。図84では、スペース幅検査用に適した基準パターンを設計データから自動的に抽出する規則を模式的に示している。図84で示すように、Lm’、Lw’、Li’、Lo’はLm、Lw、Li、Loと意味は同じだが、一般に異なる値を使用する。これらの値を用いて、図82で説明した方法と同じ方法によりスペース幅検査を行えばよい。以上で使用したLm、Lw、Li、Lo、Lm’、Lw’、Li’、とLo’の値は前述の3.3 レシピデータ「(5)線幅検査用に適した基準パターンの最大線幅、最小線長、終端非使用長、スペース検査用に適した基準パターンの最大線幅、最小線長、終端非使用長」として管理される。   The space width inspection can be realized by performing the same process as described above using the inverted design data. Inverted design data is obtained by inverting the inside of the pattern in the design data to the outside and the outside to the inside. FIG. 84 schematically shows a rule for automatically extracting a reference pattern suitable for space width inspection from design data. As shown in FIG. 84, Lm ′, Lw ′, Li ′, and Lo ′ have the same meaning as Lm, Lw, Li, and Lo, but generally use different values. Using these values, the space width inspection may be performed by the same method as described in FIG. The values of Lm, Lw, Li, Lo, Lm ′, Lw ′, Li ′, and Lo ′ used above are the maximum values of the reference pattern suitable for the above-mentioned 3.3 Recipe data “(5) Line width inspection”. Width, minimum line length, end non-use length, maximum line width of reference pattern suitable for space inspection, minimum line length, end non-use length ”.

線幅検査用に適した基準パターンとスペース幅検査用に適した基準パターンを使う検査は、次の手順で実施される。得られた基準パターンの線分であって設計データに存在していた線分に対応する検査対象画像のエッジの平均エッジ位置を計算する。この平均エッジ位置間の距離を計算し、得られた距離と設計データの線幅もしくはスペース幅Wとの差が3.3 レシピデータ「(2)線幅の許容パターン変形量」もしくは「(2)スペース幅の許容パターン変形量」を超えた場合にこの基準パターンに対応する部分を欠陥と認識する。 An inspection using a reference pattern suitable for line width inspection and a reference pattern suitable for space width inspection is performed in the following procedure. The average edge position of the edge of the inspection target image corresponding to the line segment of the obtained reference pattern and existing in the design data is calculated. The distance between the average edge positions is calculated, and the difference between the obtained distance and the line width or space width W of the design data is 3.3 recipe data “(2) Allowable pattern deformation amount of line width” or “(2 When the allowable pattern deformation amount of “space width” is exceeded, the portion corresponding to this reference pattern is recognized as a defect.

図85に線幅検査用に適した基準パターンとスペース幅検査用に適した基準パターンを使う検査が模式的に示されている。基準パターンには設計データに存在していた二重線で示された線分Ldと長方形に分離したときに付加された線分Leがある。図72に示すように、線分Ldに対して垂直方向にプロファイルを取得し、図76のようにそのプロファイルからエッジを求める。これらの求めたエッジ位置の平均を取り平均エッジ位置を求める。   FIG. 85 schematically shows an inspection using a reference pattern suitable for line width inspection and a reference pattern suitable for space width inspection. The reference pattern includes a line segment Ld indicated by a double line existing in the design data and a line segment Le added when separated into rectangles. As shown in FIG. 72, a profile is acquired in the direction perpendicular to the line segment Ld, and an edge is obtained from the profile as shown in FIG. An average of these obtained edge positions is obtained to obtain an average edge position.

図85では左側の平均エッジ位置Aと右側の平均エッジ位置Bが得られる。次に左側の平均エッジ位置Aと右側の平均エッジ位置Bの距離W’を求め設計データの線幅Wとの差を求める。この差が許容パターン変形量以上なら欠陥と認識する。
別の方法として、線分Ld上の各プロファイルを取得してこれらのプロファイルを平均したプロファイルからエッジ位置を求めてもよい。
In FIG. 85, a left average edge position A and a right average edge position B are obtained. Next, the distance W ′ between the average edge position A on the left side and the average edge position B on the right side is obtained, and the difference from the line width W of the design data is obtained. If this difference is greater than the allowable pattern deformation amount, it is recognized as a defect.
As another method, the edge position may be obtained from a profile obtained by obtaining each profile on the line segment Ld and averaging these profiles.

以上では平均線幅検査もしくは平均スペース幅検査の方法を示したが、平均せずに各々の線幅もしくはスペース幅を検査してもよい。
なお、後述するように、5.3.1 ゲート線幅検査方法は直線形状パターンの線幅検査方法と直線形状パターンの平均線幅検査方法の一種であるが、領域検査に適した基準パターンの抽出方法が異なる。
Although the method of the average line width inspection or the average space width inspection has been described above, each line width or space width may be inspected without averaging.
As will be described later, 5.3.1 Gate line width inspection method is a kind of line width inspection method of linear shape pattern and average line width inspection method of linear shape pattern. The extraction method is different.

5.2.2 曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅、および、平均スペース幅検査方法
前述の領域検査方法では実施できない曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅、および、平均スペース幅検査方法が使用できる。曲線形状パターンとしてコーナー部分が典型である。曲線形状パターン検査には複雑な計算を必要とするが、直線部分と同様にこれらの検査が半導体デバイスのプロセスを管理する方法として重要である。
5.2.2 Line width, average line width, space width, and average space width inspection method of curve shape pattern Line width, average line width, space width, and curve shape pattern that cannot be performed by the above-described area inspection method An average space width inspection method can be used. A corner portion is typical as a curved shape pattern. Although the curved shape pattern inspection requires complicated calculation, these inspections are important as a method for managing the process of the semiconductor device as well as the straight line portion.

以下ではコーナー部分である曲線形状パターンの線幅検査方法の手順を示す。図86は、コーナー部分の線幅検査に適した基準パターンを得る手順を模式的に示す図であり、図87は、コーナー部分である曲線形状パターンの最小線幅検査の手順を模式的に示す図である。   The procedure of the line width inspection method for the curved shape pattern which is a corner portion will be described below. FIG. 86 is a diagram schematically showing a procedure for obtaining a reference pattern suitable for the line width inspection at the corner portion, and FIG. 87 schematically shows a procedure for the minimum line width inspection for the curved shape pattern as the corner portion. FIG.

図86に示すように、設計データから得られた基準パターン(点線で示されたL字状多角形)から直線形状パターンの線幅検査に適した基準パターン(実線で示された二つの長方形)を削除して得られた多角形CP1,CP2,CP3を得る。得られた多角形であって終端を含むパターンではない多角形CP2がコーナー部分の線幅検査に適した基準パターンとして選ばれる。   As shown in FIG. 86, a reference pattern (two rectangles indicated by solid lines) suitable for line width inspection of a linear pattern from a reference pattern (L-shaped polygons indicated by dotted lines) obtained from design data. Polygons CP1, CP2, and CP3 obtained by deleting are obtained. The obtained polygon CP2 which is not a pattern including a terminal end is selected as a reference pattern suitable for the line width inspection of the corner portion.

検査の対象となる線幅とは、コーナー部分の線幅検査対象となる基準パターンであって設計データに存在していた線分に対応する曲線(図87の太い実線で示され、図18に示すように曲線で補正されたコーナー部分を有するL字状の線分に相当する)間の最小距離である。これらの曲線に対応する第2のエッジを検出する(図72〜図76参照)。図87で図示の二重線はプロファイル取得区間を表し、黒丸(●)は検出された第2のエッジを表している。   The line width to be inspected is a reference pattern to be inspected for the line width at the corner portion and is a curve corresponding to a line segment existing in the design data (shown by a thick solid line in FIG. 87). As shown, it is the minimum distance between the two (corresponding to an L-shaped line segment having a corner portion corrected by a curve). A second edge corresponding to these curves is detected (see FIGS. 72 to 76). The double line shown in FIG. 87 represents the profile acquisition section, and the black circle (●) represents the detected second edge.

以下の処理を左下側の曲線に対応する全ての検出された第2のエッジについて実行する。
(1)左下側の曲線に対応する1つの検出された第2のエッジと右上側の曲線に対応する全ての検出された第2のエッジとの距離を求める。
(2)得られた距離の中で最小のものを得る。
得られたそれぞれの距離の最小値が前述の3.3 レシピデータ「(2)許容される最小線幅」未満なら欠陥が存在していると判断する。ここで、最小線幅でなく平均線幅を計算して、平均線幅検査を実行しても良い。
The following process is performed for all detected second edges corresponding to the lower left curve.
(1) Find the distance between one detected second edge corresponding to the lower left curve and all detected second edges corresponding to the upper right curve.
(2) Obtain the smallest of the obtained distances.
If the obtained minimum value of each distance is less than the above-mentioned 3.3 recipe data “(2) allowable minimum line width”, it is determined that a defect exists. Here, the average line width may be calculated by calculating the average line width instead of the minimum line width.

曲線形状パターンは一般に線幅の異なる複数の線分からなっている。また、曲線形状パターンは回路の接続に使用される。以上の理由から許容パターン変形量を使用する検査よりも最小線幅検査が適している。   The curved pattern is generally composed of a plurality of line segments having different line widths. The curved pattern is used for circuit connection. For the above reasons, the minimum line width inspection is more suitable than the inspection using the allowable pattern deformation amount.

他の方法として、2値化画像に対するErosion演算を使用する方法がある。図88は、Erosion演算を使用するコーナー部分である曲線形状パターンの最小線幅検査の手順を模式的に示す図である。Erosion演算を使用する最小線幅検査は以下の手順で実行される。前に説明したように、Erosion演算はモルフォロジーの代表的な演算の一つである。   As another method, there is a method using an Erosion operation on a binarized image. FIG. 88 is a diagram schematically showing a procedure of a minimum line width inspection of a curved shape pattern that is a corner portion using the Erosion calculation. The minimum line width inspection using the Erosion operation is executed in the following procedure. As explained before, the Erosion operation is one of the typical operations of morphology.

(1)左下側の検出された第2のエッジと右上側の検出された第2のエッジを時計回り又は反時計回りに連続的に連結して多角形を作る。図88においては、全ての検出された第2のエッジは、矢印CW1−CW5で示すように、時計回りに連続的に接続されている。
(2)得られた多角形を2値化ビットマップに変換する。(図88の格子状の部分)
(3)CP2を作成したときに付加された線分Lcに、Erosion演算で使用される構造要素の半径の幅を持った長方形を付加する。(図88のドットで示す2つの長方形部分)
(1) A polygon is formed by continuously connecting the detected second edge on the lower left side and the detected second edge on the upper right side clockwise or counterclockwise. In FIG. 88, all detected second edges are continuously connected in the clockwise direction as indicated by arrows CW1 to CW5.
(2) Convert the obtained polygon into a binary bitmap. (Lattice-like portion in FIG. 88)
(3) A rectangle having the width of the radius of the structural element used in the Erosion calculation is added to the line segment Lc added when CP2 is created. (Two rectangular parts indicated by dots in FIG. 88)

(4)得られた2値化ビットマップのErosion演算の結果を求める(図88の太線で囲まれた2つの領域Me)。Erosion演算で使用する構造要素は、前述の3.3 レシピデータ「(2)線幅の許容変形量の−側の限界値」を直径とする円を使用する。 (4) The result of Erosion calculation of the obtained binarized bitmap is obtained (two regions Me surrounded by thick lines in FIG. 88). The structural element used in the Erosion calculation uses a circle whose diameter is the above-mentioned 3.3 recipe data "(2) -side limit value of allowable deformation amount of line width".

(5)もし線分Lcに対応する画像部分ILcが上記の領域Meで連結していれば、欠陥ではないと判断される。しかしこの場合、線分Lcに対応する画像部分ILcが上記の領域Meで連結していないので、欠陥と判断される。
以上の処理は線幅検査であったが、スペース幅検査についても同様に検査される。
(5) If the image portion ILc corresponding to the line segment Lc is connected in the region Me, it is determined that there is no defect. However, in this case, since the image portion ILc corresponding to the line segment Lc is not connected in the region Me, it is determined as a defect.
The above processing is the line width inspection, but the space width inspection is similarly inspected.

以上の領域検査に関わる本実施例を使用すれば、これらの領域検査が複数の欠陥情報の平均値を使用しているので、欠陥検出能力、および欠陥認識精度が単一のエッジを使用する検査方法に比べて非常に向上する。   If this embodiment related to the above area inspection is used, since these area inspections use the average value of a plurality of defect information, the defect detection ability and the defect recognition accuracy use the single edge inspection. Greatly improved compared to the method.

5.2.3 切断もしくは短絡しやすい部分の検査方法
前述の5.2.2 直線形状パターンの線幅もしくはスペース幅検査方法の一種に、切断もしくは短絡しやすい部分の検査方法が使用できる。図89は、切断もしくは短絡しやすい部分の抽出方法を模式的に示す図である。図89の左側に示すように、線幅が前述の3.3 レシピデータ「(5)切断しやすい部分の最大線幅Bw」より狭く、かつ、前述の3.3 レシピデータ「(5)切断しやすい部分の最大線長Bl」より短い、設計データの直線形状パターンの部分である長方形γが抽出される。
5.2.3 Method for inspecting a portion that is likely to be cut or short-circuited One of the methods for inspecting the line width or space width of the above-mentioned 5.2.2 linear pattern can be a method for inspecting a portion that is likely to be cut or short-circuited. FIG. 89 is a diagram schematically showing a method for extracting a portion that is easily cut or short-circuited. As shown on the left side of FIG. 89, narrower than 3.3 recipe data of the line width is above "(5) Maximum line width Bw of the scissile moiety", and 3.3 Recipe data "(5) cleavage of the above A rectangle γ that is a portion of the linear shape pattern of the design data, which is shorter than the maximum line length Bl of the portion that is easy to perform, is extracted.

この抽出された部分である長方形γが切断されやすい部分に該当し基準パターンとして登録される。線分αと線分βに対して図85で示したエッジ検出を行い検査を行う。ここで、線分βはコーナーの丸みがあるので平均せずに各々の線幅が検査される。   The rectangle γ that is the extracted portion corresponds to a portion that is easily cut and is registered as a reference pattern. The line segment α and line segment β are inspected by performing edge detection shown in FIG. Here, since the line segment β has rounded corners, each line width is inspected without averaging.

同様に、短絡しやすい部分については、図89の右側に示すように、前述の3.3 レシピデータ「(5)短絡しやすい部分の最大スペース幅Sw」,前述の3.3 レシピデータ「(5)短絡しやすい部分の最大スペース長Sl」を使って得られた長方形ζが短絡しやすい部分として登録され、スペース幅が検査される。 Similarly, as shown on the right side of FIG. 89, for the portion that is easily short-circuited, the above-mentioned 3.3 recipe data “(5) Maximum space width Sw of the portion that is easily short-circuited” and the above-mentioned 3.3 recipe data “( 5) The rectangle ζ obtained by using the “maximum space length Sl of the portion that is easily short-circuited” is registered as the portion that is easily short-circuited, and the space width is inspected.

切断もしくは短絡しやすい部分の別の検査方法は、図90に示すように以下の手順で行われる。図90の左側は切断しやすい部分の検査方法を模式的に示しており、図90の右側は短絡しやすい部分の検査方法を模式的に示している。図90の太い黒枠で示された長方形パターンは、図89の長方形γ,長方形ζと同じである。また、図90の格子状の部分に対応する画像部分には明確に下地とコントラストがあるが、ドットで示す部分に対応する画像部分には薄いコントラストがある。図90の左側のドットで示す部分は、切断している状態が示されている。また、図90の右側のドットで示す部分は、短絡している状態が示されている。   As shown in FIG. 90, another inspection method for a portion that is easily cut or short-circuited is performed according to the following procedure. The left side of FIG. 90 schematically shows an inspection method for a portion that is easily cut, and the right side of FIG. 90 schematically shows an inspection method for a portion that is easily short-circuited. The rectangular pattern indicated by the thick black frame in FIG. 90 is the same as the rectangle γ and the rectangle ζ in FIG. In addition, the image portion corresponding to the lattice-shaped portion in FIG. 90 clearly has a background and contrast, but the image portion corresponding to the portion indicated by dots has a thin contrast. A portion indicated by a dot on the left side of FIG. 90 shows a state in which it is cut. Moreover, the part shown with the dot of the right side of FIG. 90 has shown the state short-circuited.

このような場合には3種類のエッジが存在している。1つは下地と格子状の部分の境界に存在するエッジであり、もう1つは下地とドットで示す部分の境界に存在するエッジである。最後は格子状の部分とドットで示す部分の境界に存在するエッジである。図90の左側に示すような切断の場合は、下地とドットで示す部分の境界に存在するエッジが検出されてしまい、欠陥が検出されない。また図90の右側に示すような短絡の場合は格子状の部分とドットで示す部分の境界に存在するエッジを検出してしまい、欠陥が検出されない。このような場合でもドットで示す部分に存在する欠陥を検出する方法として、以下の検査を行う。   In such a case, there are three types of edges. One is an edge that exists at the boundary between the base and the grid-like portion, and the other is an edge that exists at the boundary between the base and the portion indicated by dots. The last is an edge that exists at the boundary between the lattice-like portion and the portion indicated by dots. In the case of cutting as shown on the left side of FIG. 90, an edge present at the boundary between the background and the portion indicated by the dot is detected, and no defect is detected. In the case of a short circuit as shown on the right side of FIG. 90, an edge existing at the boundary between the lattice-like portion and the portion indicated by dots is detected, and no defect is detected. Even in such a case, the following inspection is performed as a method for detecting a defect present in a portion indicated by a dot.

Gで示されたγおよびζが含まれる8つの区間について図示の矢印方向にエッジが存在するか検査する。この部分には、切断もしくは短絡しやすい部分ともにエッジは存在してはならない。よって、これらの8つの区間にエッジが検出された場合には、γもしくはζは欠陥と認識されることになる。
本実施例によれば、薄いコントラストで観察される切断もしくは短絡した欠陥を検出できる。また、切断もしくは短絡したという情報を持つ欠陥種を設定できる。
It is checked whether an edge exists in the direction of the arrow in the eight sections including γ and ζ indicated by G. There should be no edges in this part as well as parts that are susceptible to cutting or shorting. Therefore, when an edge is detected in these eight sections, γ or ζ is recognized as a defect.
According to this embodiment, it is possible to detect a cut or short-circuited defect observed with a thin contrast. In addition, it is possible to set a defect type having information that it has been cut or shorted.

以上のこれらの領域検査に関わる本実施例によれば、オペレータの検査では不可能な広い範囲の検査が可能になる。   According to the present embodiment relating to these area inspections described above, it is possible to perform a wide range of inspections that are impossible with operator inspection.

5.3 検査対象に関するレイアの設計データの多角形とこれに関連するレイアの設計データの多角形との論理演算を使用する検査方法
前述の4.6 第1の検査4.12 第2の検査では検査対象に関するレイアの設計データから得られた基準パターンを使って検査される。しかし、検査対象に関するレイアの設計データとこれに関連するレイアの設計データとの論理演算の結果から得られた基準パターンを使用する検査方法によって、より高度な検査が実現可能である。
5.3 Inspection Method Using Logical Operation of Polygon of Layer Design Data Related to Object to be Checked and Polygon of Layer Design Data Related to the same 4.6 First Inspection and 4.12 Second Inspection In the inspection , the inspection is performed using a reference pattern obtained from the design data of the layer related to the inspection object. However, a more advanced inspection can be realized by an inspection method that uses a reference pattern obtained from a logical operation result of the layer design data related to the inspection object and the layer design data related thereto.

5.3.1 ゲート線幅検査方法
前述の論理演算を使用する検査方法の第1の方法は、論理演算を使用して領域検査に適した基準パターンを抽出して検査する方法である。この方法としてゲート線幅検査方法とエンドキャップ検査方法が使用される。
5.3.1 Gate Line Width Inspection Method The first method of the inspection method using the above-described logical operation is a method for extracting and inspecting a reference pattern suitable for region inspection using the logical operation. As this method, a gate line width inspection method and an end cap inspection method are used.

半導体デバイスの検査にトランジスタのゲート幅検査がある。ゲート幅検査の対象はポリシリコンレイアとアクティブレイア(ポリシリコンレイアの前工程)の重なった部分である。このように検査対象に対応するレイアの設計データとその前後する工程に関するレイアの設計データとの論理積演算で得られた基準パターンを使用した検査を図91に示す。   A semiconductor device inspection includes a transistor gate width inspection. The target of the gate width inspection is a portion where the polysilicon layer and the active layer (the previous process of the polysilicon layer) overlap. FIG. 91 shows an inspection using the reference pattern obtained by the logical product operation of the layer design data corresponding to the inspection object and the layer design data related to the process before and after the layer design data.

ポリシリコンレイアの設計データである多角形とアクティブレイアの設計データである多角形の論理積で基準パターンC(実線で示された長方形)を得る。ここで使用している論理積演算は、計算幾何学で使用されている方法を用いている。検査は基準パターンCを使って前述の5.2.1 直線形状パターンの線幅検査方法、もしくは前述の5.2.1 直線形状パターンの平均線幅検査方法と同様に実行する。 A reference pattern C (rectangle indicated by a solid line) is obtained by a logical product of the polygon which is the design data of the polysilicon layer and the polygon which is the design data of the active layer. The AND operation used here uses the method used in computational geometry. The inspection is executed using the reference pattern C in the same manner as the above-mentioned 5.2.1 Line width inspection method of the linear pattern or the above-mentioned 5.2.1 Average line width inspection method of the linear pattern .

本実施例によれば、ゲート部分を自動的に抽出できる。この結果、全半導体デバイスのゲート線幅の自動的検査が可能になり、半導体デバイスの性能向上に大きく貢献することができる。   According to this embodiment, the gate portion can be automatically extracted. As a result, the gate line widths of all semiconductor devices can be automatically inspected, which can greatly contribute to improving the performance of semiconductor devices.

5.3.2 エンドキャップ検査方法
終端の検査方法として、ゲート部分のエンドキャップの検査がある。まず、エンドキャップの認識方法を説明する。図91のポリシリコンレイアの設計データから基準パターンCを取り除いてできる多角形を求める。図91のポリゴンFとポリゴンGがこれにあたる。これらのパターンであって以下の条件を満たすものをエンドキャップと認識する。
(1)線幅W(図91)が指定値以下の長方形であること
(2)終端までの長さD(図91)が指定値以下であること
5.3.2 End cap inspection method As an end inspection method, there is an end cap inspection of a gate portion. First, an end cap recognition method will be described. A polygon formed by removing the reference pattern C from the design data of the polysilicon layer of FIG. 91 is obtained. This corresponds to polygon F and polygon G in FIG. Those patterns that satisfy the following conditions are recognized as end caps.
(1) The line width W (FIG. 91) is a rectangle having a specified value or less. (2) The length D (FIG. 91) to the end is not more than a specified value.

これらの条件を満たすものはポリゴンFとなる。次に、ポリゴンFの中の終端を、図69(a)および図69(b)と同様に検査する。一般に単純な終端とゲートのエンドキャップの縮み管理としての許容パタ−ン変形量の値が異なる。後者の方が前者と比べて有効ゲート長を確保するために、より厳密な許容パターン変形量が設定される。
本方式を用いれば、ゲートのエンドキャップに単純な終端とは異なる許容パターン変形量を自動的に設定することができるので、ゲートのエンドキャップを厳密に検査することが可能になる。
A polygon F satisfies these conditions. Next, the end of the polygon F is inspected in the same manner as in FIGS. 69 (a) and 69 (b). Generally, the value of the allowable pattern deformation amount for managing the contraction of the simple end and the end cap of the gate is different. In order for the latter to secure an effective gate length compared to the former, a more strict allowable pattern deformation amount is set.
If this method is used, the gate end cap can be automatically set with an allowable pattern deformation amount different from that of a simple end, so that the gate end cap can be strictly inspected.

5.3.3 コンタクトホール/ビアホールに接する配線レイアの終端に対する許容パターン変形量の適応設定方法
前述の論理演算を使用する検査方法の第2の方法は、コンタクトホール/ビアホールに接する配線レイアの終端に対する許容パターン変形量の適応設定方法である。この方法では、コンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端で一定値以上のマージンが無いものを識別して、認識された終端に許容パターン変形量を適応的に設定して検査する。図92では、この方法が模式的に示されている。
5.3.3 Method for adaptively setting the allowable pattern deformation amount for the end of the wiring layer in contact with the contact hole / via hole The second method of the inspection method using the logical operation described above is the end of the wiring layer in contact with the contact hole / via hole. This is an adaptive setting method of the allowable pattern deformation amount for. In this method, the termination used for connection with the contact hole / via hole is identified with no margin of a certain value or more, and the permissible pattern deformation amount is adaptively set and inspected at the recognized termination. In FIG. 92, this method is schematically shown.

配線レイアの終端とコンタクトホール/ビアホールの接触面積が検査されている。同じような形状の終端であっても、単純な終端とコンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端では終端の縮み管理としての許容パタ−ン変形量の値が異なる。後者の許容パターン変形量は、接触面積を確保する必要があるので、前者に比べてより厳密な許容パターン変形量が設定される。   The contact area between the end of the wiring layer and the contact hole / via hole is inspected. Even if the termination has the same shape, the value of the allowable pattern deformation amount for managing the contraction of the termination differs between the termination used for connection between the simple termination and the contact hole / via hole. Since the latter allowable pattern deformation amount needs to secure a contact area, a strict allowable pattern deformation amount is set as compared with the former.

コンタクトホール/ビアホールに接する配線レイアの終端に対する許容パターン変形量は、配線レイアとコンタクトホール/ビアホールレイアの露光時の位置あわせ誤差と終端のマージンを考慮して決められる。多くの終端のマージンは一定値以上を確保している。しかし、込み入った配線の場合は終端のマージンが一定値以上を確保できない場合がある。   The allowable pattern deformation amount for the termination of the wiring layer in contact with the contact hole / via hole is determined in consideration of the alignment error and the margin of termination at the time of exposure of the wiring layer and the contact hole / via hole layer. Many end margins have a certain value or more. However, in the case of complicated wiring, the terminal margin may not be able to ensure a certain value or more.

コンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端で一定値以上のマージンが無いものを識別する方法は以下の手順で実施される。
(1)配線レイアの終端である線分Leaを含み、配線レイアの設計データの多角形の内側方向に許容パターン変形量の長さをもつ図92の左上の枠内の実線の長方形を作る。この長方形を終端近傍パターンと呼ぶ。
A method for identifying a terminal used for connection with a contact hole / via hole and having no margin of a certain value or more is performed by the following procedure.
(1) A solid-line rectangle in the upper left frame of FIG. 92 is created that includes the line segment Lea that is the end of the wiring layer and has a length of the allowable pattern deformation amount in the inner direction of the polygon of the wiring layer design data. This rectangle is called an end vicinity pattern.

(2)終端近傍パターンとコンタクトホール/ビアホールレイアの設計データとの論理積の結果が領域として得られる。この領域はドットで示された長方形である。一定値以上のマージンがない終端が、この領域を発生させる。 (2) The result of the logical product of the near-termination pattern and the contact hole / via hole layer design data is obtained as a region. This area is a rectangle indicated by dots. Terminations with no margin above a certain value generate this region.

この領域の発生に関係した配線レイアの終端の縮みの許容パターン変形量を、他の終端の縮みの許容パターン変形量より小さくする。小さくする量は図92における長さΔである。認識された終端に長さΔを反映した許容パターン変形量を適応的に設定して、検査する。   The allowable pattern deformation amount of the shrinkage at the end of the wiring layer related to the occurrence of this region is made smaller than the allowable pattern deformation amount of the shrinkage at the other end. The amount to be reduced is the length Δ in FIG. An inspection is performed by adaptively setting an allowable pattern deformation amount reflecting the length Δ at the recognized end.

本実施例によれば、コンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端のマージンに適応して許容パターン変形量を設定することができる。   According to the present embodiment, the allowable pattern deformation amount can be set in accordance with the margin of the termination used for connection with the contact hole / via hole.

5.3.4 接触面積の検査方法
前述の論理演算を使用する検査方法の第3の方法は、コンタクトホール/ビアホールとの接続に使用する終端の接触面積を計算して検査する方法である。この方法は、配線レイアの終端とコンタクトホール/ビアホールを管理する別の方法でもある。図93(a)および図93(b)はこの方法を示す図である。
5.3.4 Contact Area Inspection Method The third method of the inspection method using the logical operation described above is a method for calculating and inspecting the contact area of the terminal used for connection with the contact hole / via hole. This method is another method for managing the end of the wiring layer and the contact hole / via hole. 93 (a) and 93 (b) are diagrams showing this method.

まず、図91で示した方法と同じ方法で配線レイアの設計データである多角形とコンタクトホール/ビアホールの設計データである多角形の論理積演算で得られた基準パターンRcaを得る。
次に、図85と同じ方法で設計データに存在していた二重線で示された線分Ldに対するエッジを検出する。この検出されたエッジをつなげて多角形Pcaを得る。多角形Pcaの点線は各線分Ldに対するエッジの終端をつなげる線分である。
最後に多角形Pcaの面積と基準パターンRcaの面積の比が計算される。得られた比が前述の3.3 レシピデータ「(2)許容される接触面積検査比」より小さければ、欠陥が存在していると判断される。
First, the reference pattern Rca obtained by the logical product operation of the polygon which is the design data of the wiring layer and the polygon which is the design data of the contact hole / via hole is obtained by the same method as shown in FIG.
Next, an edge with respect to the line segment Ld indicated by the double line existing in the design data is detected by the same method as in FIG. A polygon Pca is obtained by connecting the detected edges. The dotted line of the polygon Pca is a line segment that connects the end of the edge to each line segment Ld.
Finally, the ratio of the area of the polygon Pca and the area of the reference pattern Rca is calculated. If the obtained ratio is smaller than the above-mentioned 3.3 recipe data “(2) Permissible contact area inspection ratio”, it is determined that a defect exists.

5.4 ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法
前述の4.6 第1の検査4.12 第2の検査ではウェーハに形成されるべきパターンを検査している。このような検査の他に、ウェーハ上に形成されてはならない形成されてはならない補正パターンの検査がある。例えば、OPCパターンの一種としてそのパターンの近傍に存在するパターンを補正する目的で付加されているが、そのパターン自身はウェーハに形成されないパターンがある。このような補正パターンがウェーハに形成されて欠陥となることがある。近年このようなパターンが大量に使用されるようになったが、自動検査方法が存在しない。
5.4 Method for Inspecting Correction Pattern that must not be Formed on Wafer In the above-mentioned 4.6 first inspection and 4.12 second inspection , the pattern to be formed on the wafer is inspected. In addition to such an inspection, there is an inspection of a correction pattern that should not be formed on the wafer. For example, there is a pattern that is added as a kind of OPC pattern for the purpose of correcting a pattern existing in the vicinity of the pattern, but the pattern itself is not formed on the wafer. Such a correction pattern may be formed on the wafer and become a defect. In recent years, such patterns have been used in large quantities, but there is no automatic inspection method.

図94(a)は、ウェーハに形成されてはならない補正パターンの例を示す図である。また、図94(b)は、ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法を模式的に示す図である。前記の問題の解決として、以下の手順で実施する検査方法を実施する。   FIG. 94A shows an example of a correction pattern that should not be formed on the wafer. FIG. 94B schematically shows a correction pattern inspection method that should not be formed on the wafer. As a solution to the above problem, an inspection method is performed according to the following procedure.

(1)前述のOPCパターンを基準パターンに変換する。この方法では設計データではなくてOPCパターンが使用される。
(2)図94(b)で示すように得られた基準パターンを使用して第2のエッジを検出する。この様なOPCパターンはパターンとして形成されたとしても、基準パターンとは相当違った形になる。よってプロファイル取得区間はこの変形をカバーするように長くする必要がある。
(1) The above OPC pattern is converted into a reference pattern. In this method, an OPC pattern is used instead of design data.
(2) The second edge is detected using the reference pattern obtained as shown in FIG. Even if such an OPC pattern is formed as a pattern, the OPC pattern is considerably different from the reference pattern. Therefore, it is necessary to lengthen the profile acquisition section so as to cover this deformation.

(3)プロファイル取得区間の数に対する検出されたエッジの数の比率が、前述の3.3 レシピデータ「(2)ウェーハに形成されてはならない補正パターンの欠陥判断係数Kcp」より大きい場合は欠陥が存在していると判断する。ここで欠陥判断係数Kcpは経験値で0.1以下の数が使用される。 (3) When the ratio of the number of detected edges to the number of profile acquisition sections is larger than the above-mentioned 3.3 recipe data “(2) Defect determination coefficient K cp of correction pattern that should not be formed on wafer” Judge that a defect exists. Here, the defect determination coefficient Kcp is an empirical value of 0.1 or less.

本実施例によれば、エッジ検出を応用してウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査方法が実現可能になる。   According to the present embodiment, a correction pattern inspection method that should not be formed on a wafer by applying edge detection can be realized.

5.5 信号強度補正を必要とするパターンの検査方法
前述の4.6 第1の検査4.12 第2の検査では検査対象パターンは個別に検査される。しかし、2次荷電粒子発生率や捕獲率の変動などに起因する現象により、パターンの一部を形成する2つのエッジ間の距離が実体より狭まって観察されることや、広がって観察されることがある。これらの現象は、基準パターンの近接線分と離隔線分に対応するパターンの部分に発生する。近接線分とは、対向する線分のうち最も近い線分間の距離が指定値よりも小さい線分である。離隔線分とは、対向する線分のうち最も近い線分間の距離が指定値よりも大きい線分である。
5.5 Pattern Inspection Method Requiring Signal Strength Correction In the above-described 4.6 first inspection and 4.12 second inspection , patterns to be inspected are individually inspected. However, due to phenomena caused by fluctuations in the generation rate of secondary charged particles and capture rate, the distance between two edges forming part of the pattern is observed narrower than the substance, or observed more widely There is. These phenomena occur in portions of the pattern corresponding to the proximity line segment and the separation line segment of the reference pattern. The adjacent line segment is a line segment in which the distance between the closest line segments among the opposing line segments is smaller than a specified value. A separation line segment is a line segment in which the distance between the closest line segments among the opposing line segments is greater than a specified value.

例えば、上記近接線分に対応するエッジ間の距離が広がって観察されることがあり、上記離隔線分に対応するエッジ間の距離が狭まって観察されることがある。本実施例によれば、それらの近接/離隔線分の位置を補正する方法と、通常の許容パターン変形量とは異なる許容パターン変形量を設定する方法を持たせて、この現象を補正する。   For example, the distance between the edges corresponding to the adjacent line segments may be observed to be widened, and the distance between the edges corresponding to the separated line segments may be observed to be narrowed. According to the present embodiment, this phenomenon is corrected by providing a method of correcting the positions of the proximity / separation line segments and a method of setting an allowable pattern deformation amount different from the normal allowable pattern deformation amount.

また、離隔線分に対応する2つのエッジ間の距離が、プロセス条件の変動で設計データの距離より短くなることがあるが、必ずしも半導体デバイスの特性に影響するわけではない。このような場合には、パターンの離隔線分では許容パターン変形量を大きくして変形を無視することができる。   Further, the distance between the two edges corresponding to the separation line segment may be shorter than the distance of the design data due to variations in process conditions, but this does not necessarily affect the characteristics of the semiconductor device. In such a case, the deformation can be ignored by increasing the allowable pattern deformation amount in the pattern separation line segment.

図95では、基準パターンから近接線分を抽出する方法が模式的に示されている。補正が必要な近接線分どうしの最大距離をDpとする。まず、図95の左の枠内の左の長方形の右側の太線で示す線分について近い線分を求める。求めるべき線分は太線で示された線分に対向して右方向に存在し、かつ、基準パターンの左側を形成する線分である。図95の左の枠内の点線の線分がこの条件に当てはまる。次に、これらの線分であって太線で示す線分との距離がDp以下である中央の長方形の点線で示された線分Lpが選ばれる。最後に、選ばれた線分Lpを太線で図示の線分に射影して重なる部分が近接線分として認識される。これは図95の右の枠内の波線で示された線分である。   FIG. 95 schematically shows a method for extracting adjacent line segments from the reference pattern. Let Dp be the maximum distance between adjacent line segments that need to be corrected. First, a line segment close to the line segment indicated by the bold line on the right side of the left rectangle in the left frame in FIG. 95 is obtained. The line segment to be obtained is a line segment that exists in the right direction opposite to the line segment indicated by the bold line and forms the left side of the reference pattern. The dotted line in the left frame in FIG. 95 satisfies this condition. Next, the line segment Lp indicated by the dotted line of the center rectangle whose distance from these line segments and the line segment indicated by the thick line is equal to or less than Dp is selected. Finally, the selected line segment Lp is projected onto the illustrated line segment with a thick line, and the overlapping portion is recognized as the adjacent line segment. This is a line segment indicated by a wavy line in the right frame of FIG.

近接線分について、線分の位置の補正をすることと、許容パターン変形量を他の線分とは異なった値に設定する。ここで、位置の補正量や許容パターン変形量を距離にしたがって可変にしてもよい。   For the adjacent line segment, the position of the line segment is corrected, and the allowable pattern deformation amount is set to a value different from that of the other line segments. Here, the position correction amount and the allowable pattern deformation amount may be varied according to the distance.

図96では、基準パターンから離隔線分を抽出する方法が模式的に示されている。補正が必要な線分どうしの最小距離をDtとする。まず、図96の左の枠内の左の長方形の右側の太線で示す線分について近い線分を求める。この太線で示された線分に対向する線分は右方向に存在し、かつ、パターンの左側を形成する線分である。図96の左の枠内の点線の線分Ltがこの条件に当てはまる。   FIG. 96 schematically shows a method for extracting a separation line segment from the reference pattern. Let Dt be the minimum distance between line segments that need to be corrected. First, a line segment close to the line segment indicated by the bold line on the right side of the left rectangle in the left frame in FIG. 96 is obtained. A line segment that opposes the line segment indicated by the bold line is a line segment that exists in the right direction and forms the left side of the pattern. The dotted line segment Lt in the left frame in FIG. 96 satisfies this condition.

次に、これらの線分のうち太線で示す線分との距離がDt以下であるものが選ばれる。最後に、選ばれた線分を太線で示す線分に射影して重なる部分が補正対象線分ではないものとして認識される。これは図96の右の枠内の波線で示された線分である。この結果、太線で示す線分であって前述の波線の線分を除いた線分が離隔線分として認識される。   Next, the line segment whose distance from the line segment indicated by the bold line is equal to or less than Dt is selected. Finally, the selected line segment is projected onto the line segment indicated by the bold line, and the overlapping portion is recognized as not being the correction target line segment. This is a line segment indicated by a wavy line in the right frame of FIG. As a result, a line segment indicated by a bold line and excluding the above-described wavy line segment is recognized as a separated line segment.

離隔線分についても、線分の位置の補正をすることと、許容パターン変形量を他の線分とは異なった値に設定する。ここで、位置の補正量や許容パターン変形量を近接する距離にしたがって可変にしてもよい。例えばH部分の線分の位置の補正量を上記で得られた離隔線分の補正量より小さくして使用し、J部分の線分の位置の補正をしないことが可能である。   Also for the separation line segment, the position of the line segment is corrected, and the allowable pattern deformation amount is set to a value different from that of the other line segments. Here, the position correction amount and the allowable pattern deformation amount may be varied according to the proximity distance. For example, it is possible to use the correction amount of the position of the line segment of the H portion smaller than the correction amount of the separation line segment obtained above and not correct the position of the line segment of the J portion.

本実施例によれば、基準パターンの線分の位置を補正すること、もしくは、許容パターン変形量を設定することにより、前述の現象の効果を低減することができる。   According to the present embodiment, it is possible to reduce the effect of the above-described phenomenon by correcting the position of the line segment of the reference pattern or setting the allowable pattern deformation amount.

5.6 パターン変形量の大域的パターン変形量と局所パターン変形量への分離方法
前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量では検査単位領域ごとにパターン変形量を求めている。この方法によれば、パターン形成の条件の違いなどにより大域的に設計データの線幅と違う幅でパターンが形成されると、全ての検査単位領域から得られる検査単位領域全体から得られるパターン変形量が大きな値を持つことになる。しかし、このような大域的な平均線幅の変化よりも、局所的な領域の線幅の変化が半導体デバイスの特性を制限することが多い。そこで、パターン変形量を大域的パターン変形量と局所パターン変形量へ分離して半導体デバイスの特性を評価したいという要請がある。
5.6 Separation Method of Pattern Deformation Amount into Global Pattern Deformation Amount and Local Pattern Deformation Amount In the above-described 4.8 pattern deformation amount obtained from the entire inspection unit region, the pattern deformation amount is obtained for each inspection unit region. According to this method, when a pattern is formed with a width different from the line width of the design data globally due to a difference in pattern formation conditions, the pattern deformation obtained from the entire inspection unit area obtained from all the inspection unit areas The amount will have a large value. However, the local change in the line width often limits the characteristics of the semiconductor device rather than the global change in the average line width. Therefore, there is a demand for evaluating the characteristics of a semiconductor device by separating the pattern deformation amount into a global pattern deformation amount and a local pattern deformation amount.

図97ないし図100はパターン変形量の大域的パターン変形量と局所パターン変形量への分離方法を模式的に示す図である。ここではパターン変形量として、線幅の変形量を使用している。図97は、パターン形成の条件の違いなどにより大域的に設計データの線幅と違う幅でパターンが形成されている例を示す模式図である。   97 to 100 are diagrams schematically illustrating a method of separating the pattern deformation amount into the global pattern deformation amount and the local pattern deformation amount. Here, the deformation amount of the line width is used as the pattern deformation amount. FIG. 97 is a schematic diagram showing an example in which a pattern is formed with a width that is globally different from the line width of the design data due to a difference in pattern formation conditions.

図97に示すように、半導体デバイスの中心部分は、大域的に線幅は正常であり欠陥K1が存在している。一方、半導体デバイスの周辺部分は、大域的にX方向に線幅が太くなっている。この変形量と欠陥K1のX方向のサイズが同じ量Mであるとする。この場合に、欠陥K1は欠陥として認識したいが、大域的な線幅の変形量Mは欠陥として認識したくない。また、大域的な線幅の変形量Mは欠陥として認識すると登録すべき欠陥数が膨大になる。   As shown in FIG. 97, the central portion of the semiconductor device has a globally normal line width and a defect K1. On the other hand, the peripheral portion of the semiconductor device is globally thick in the X direction. It is assumed that the amount of deformation and the size of the defect K1 in the X direction are the same amount M. In this case, the defect K1 is desired to be recognized as a defect, but the global line width deformation amount M is not desired to be recognized as a defect. In addition, when the deformation amount M of the global line width is recognized as a defect, the number of defects to be registered becomes enormous.

この問題を解決するために、欠陥を認識する前に設計データの線幅に大域的な平均線幅の変形量を補正する方法が使用できる。設計データの線幅を補正するために、線幅の大域的な平均線幅変化量を検査済みの検査単位領域を使用して求める第1の方法と、第1の方法によって得られた大域的な平均線幅の変形量を使って設計データの線幅を補正する第2の方法とを追加する。ここで大域的な平均線幅は、半導体デバイスの全体でなくとも十分に広い範囲から得ればよい。   In order to solve this problem, a method of correcting the global average line width deformation amount in the line width of the design data before recognizing the defect can be used. In order to correct the line width of the design data, a first method for obtaining a global average line width change amount of the line width using the inspected inspection unit area, and a global obtained by the first method And a second method for correcting the line width of the design data by using the deformation amount of the average line width. Here, the global average line width may be obtained from a sufficiently wide range even if it is not the entire semiconductor device.

図98(a)、98(b)および98(c)は線幅の大域的な平均線幅変化量を検査済みの検査単位領域を使用して求める第1の方法の例を示す図である。大域的な平均線幅の変形量として、前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量の説明で使用したX方向の線幅の変形量を使用する。
まず、このX方向の線幅の変形量を各検査領域から求めると(図67(a)および図67(b)参照)、図98(a)に示すように、線幅の変形量CXが得られる。Y方向の線幅の変形量も同様に求められる。必要があれば、45度方向と135度方向の線幅の変形量を求めてもよい。
98 (a), 98 (b), and 98 (c) are diagrams illustrating an example of a first method for obtaining a global average line width change amount of a line width by using an inspected inspection unit region. . As the global average line width deformation amount, the X-direction line width deformation amount used in the description of the pattern deformation amount obtained from the whole 4.8 inspection unit region is used.
First, when the deformation amount of the line width in the X direction is obtained from each inspection region (see FIGS. 67 (a) and 67 (b)), as shown in FIG. 98 (a), the deformation amount C X of the line width is obtained. Is obtained. The amount of deformation of the line width in the Y direction can be obtained similarly. If necessary, the deformation amount of the line width in the 45 degree direction and the 135 degree direction may be obtained.

次に、X方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>を得るために、線幅の変形量CXの平均値を求める(<>は平均値を表す)。例えば、図98(b)に示すように、補正対象の検査単位領域(図においてドットで示す部分)に対して検査単位領域の近傍にあって既に検査済みの検査単位領域(図において格子状の部分)の各CXの平均値を求める方法が使用できる。 Then, the amount of deformation of the global average line width in the X direction in order to obtain a <C X>, the average value of the deformation amount C X of the line width (<> represents the average value). For example, as shown in FIG. 98 (b), the inspection unit area (indicated by a dot in the figure) to be corrected is in the vicinity of the inspection unit area and has already been inspected (in the figure, in a lattice shape). The method of calculating the average value of each CX of (part) can be used.

また、前述の3.4 検査単位領域で説明した逐次検査においては、図98(c)に示すように、補正対象の検査単位領域(図においてドットで示す部分)に対して前述の3.3 レシピデータ「(8)パターンの大域的変形量を求めるために平均値を求める対象になる検査単位領域の数」の直近に検査された検査単位領域(図において格子状の部分)の各CXの平均値などが使用できる。他の方法として移動平均値を使用することもできる。Y方向、45度方向と135度方向の大域的な平均線幅の変形量<CY>,<C45>,<C135>も同様に求められる。以上で得られた大域的な平均線幅の変形量<CX>,<CY>,<C45>,<C135>がパターンの大域的変形量となる。 Further, in the sequential inspection described in the above-described 3.4 inspection unit region , as shown in FIG. 98 (c), the above-described 3.3 for the inspection unit region to be corrected (the portion indicated by a dot in the figure). Each C X of the inspection unit region (grid-shaped portion in the figure) immediately inspected for the recipe data “(8) Number of inspection unit regions whose average value is to be obtained in order to obtain the global deformation amount of the pattern” The average value can be used. As another method, a moving average value can also be used. The deformation amounts <C Y >, <C 45 >, and <C 135 > of the global average line width in the Y direction, 45 degree direction, and 135 degree direction can be obtained in the same manner. The global average linewidth deformations <C X >, <C Y >, <C 45 >, and <C 135 > obtained above are the global deformations of the pattern.

この大域的な平均線幅の変形量を、同じパターン属性を持つそれぞれのグループから得られる変形量に区別してもよい。この区別は、近接線分、離隔線分とそれら以外に区別することや、線幅に応じて区別することも可能である。また線幅に応じて区別する代わりに、関数の形で大域的な平均線幅の変形量を表現してもよい。   The deformation amount of the global average line width may be distinguished into deformation amounts obtained from the respective groups having the same pattern attribute. This distinction can be distinguished from the proximity line segment and the separation line segment in addition to them, or according to the line width. Further, instead of distinguishing according to the line width, a global average line width deformation amount may be expressed in the form of a function.

図99は第1の方法によって得られた大域的な平均線幅の変形量を設計データの線幅の補正に使用する第2の方法を示す図である。ここでは、大域的な平均線幅の変形量として前述の大域的な平均線幅の変形量<CX>,<CY>,<C45>,<C135>を使用している。 FIG. 99 is a diagram showing a second method in which the global average line width deformation obtained by the first method is used for correcting the line width of the design data. Here, the global average line width deformation amounts <C X >, <C Y >, <C 45 >, and <C 135 > are used as the global average line width deformation amounts.

得られた大域的な平均線幅の変形量<CX>,<CY>,<C45>,<C135>を設計データの線幅の補正に使用する時は、設計データに基づき基準パターンを生成するステップS206(図19参照)で記述したサイズ処理(線幅を変える処理)と同じ方法を実施する。すなわち、基準パターンの各線分をその方向ごとに大域的な平均線幅の変形量<CX>,<CY>,<C45>,<C135>分移動させる。この処理は、ステップS304(図25参照)で記述した、レシピ検察用パラメータをキーとしてレシピデータベース22を検索し、基準パターンを含むレシピデータを取り出す処理の後に実施される。 When using the obtained global average line width deformation <C X >, <C Y >, <C 45 >, <C 135 > for the correction of the line width of the design data, it is based on the design data. The same method as the size process (process for changing the line width) described in step S206 (see FIG. 19) for generating a pattern is performed. That is, each line segment of the reference pattern is moved by the deformation amount <C X >, <C Y >, <C 45 >, <C 135 > of the global average line width for each direction. This process is performed after the process described in step S304 (see FIG. 25), searching the recipe database 22 using the recipe inspection parameter as a key, and retrieving the recipe data including the reference pattern.

この処理の例として、図97の基準パターンをX方向にX方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>分サイズ処理をした結果が、図99の二重線で示されている。本例でのX方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>は、変形量Mと等しい値が得られている。 As an example of this processing, the result of performing size processing for the deformation amount <C X > of the global average line width in the X direction in the X direction is shown by a double line in FIG. . The deformation amount <C X > of the global average line width in the X direction in this example is equal to the deformation amount M.

大域的な平均線幅の変形量として計算されなかった方向、例えば30度方向の大域的な平均線幅の変形量<C30>は、計算された方向の大域的な平均線幅の変形量(X方向の大域的な平均線幅の変形量、Y方向の大域的な平均線幅の変形量、45度方向の大域的な平均線幅の変形量)を補間して求めることができる。
Direction that was not calculated as the deformation amount of the global average line width, for example, the deformation amount of the global average line width in the direction of 30 degrees <C 30 > is the deformation amount of the global average line width in the calculated direction. The amount of deformation of the global average line width in the X direction, the amount of deformation of the global average line width in the Y direction, and the amount of deformation of the global average line width in the 45 degree direction can be obtained by interpolation.

図100では後者の計算例が示されている。図100の破線で示されている線分が基準パターンを、実線で示されている線分が検査対象画像から検出されたエッジを模式的に表している。X方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>、Y方向の大域的な平均線幅の変形量<CY>、45度方向の大域的な平均線幅の変形量<C45>、135度方向の大域的な平均線幅の変形量<C135>の方向の定義は本図に基づいている。図100の右側では、X方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>、45度方向の大域的な平均線幅の変形量<C45>から計算された30度方向の大域的な平均線幅の変形量<C30>が示されている。 FIG. 100 shows the latter calculation example. A line segment indicated by a broken line in FIG. 100 schematically represents a reference pattern, and a line segment indicated by a solid line schematically represents an edge detected from the inspection target image. Deformation amount of global average line width in the X direction <C X >, Deformation amount of global average line width in the Y direction <C Y >, Deformation amount of global average line width in the 45 degree direction <C 45 >, The definition of the direction of the deformation amount <C 135 > of the global average line width in the direction of 135 degrees is based on this figure. On the right side of FIG. 100, the global average line width deformation amount <C X > in the X direction and the global average line width deformation amount <C 45 > in the 45 degree direction are calculated in the 30 degree direction. The deformation amount <C 30 > of the average line width is shown.

以上の方法とは別の方法として、検査前に特定の位置で大域的な平均線幅の変形量を一回検出して、この大域的な平均線幅の変形量を各箇所の設計データの線幅の補正量に使用する方法が使用できる。   As a method different from the above method, the global average line width deformation amount is detected once at a specific position before inspection, and this global average line width deformation amount is detected in the design data of each location. The method used for the correction amount of the line width can be used.

ステップS304(図25参照)以降の図25に記載の処理を行うとステップS320(図25参照)で欠陥検出が認識される。前述したように、図97の半導体デバイスは中心部分では正常にパターンが形成されているが、周辺ではパターンが太く形成されている。本例で欠陥K1を検出するようにサイズ処理がされている場合は、欠陥K2は検出されず、太く形成されたパターンの大部分が欠陥として認識される。しかし本実施例を用いれば、図99で示すように欠陥K2のみが欠陥として認識できるようになる。   When the processing shown in FIG. 25 after step S304 (see FIG. 25) is performed, defect detection is recognized in step S320 (see FIG. 25). As described above, the semiconductor device of FIG. 97 has a pattern normally formed in the central portion, but has a thick pattern in the periphery. In the present example, when the size processing is performed so as to detect the defect K1, the defect K2 is not detected, and most of the thickly formed pattern is recognized as a defect. However, if this embodiment is used, only the defect K2 can be recognized as a defect as shown in FIG.

この結果、大域的パターン変形量としての大域的な平均線幅の変形量と局所パターン変形量としての欠陥情報に分離された検査結果を出力することが実現できる。   As a result, it is possible to output an inspection result separated into a global average line width deformation amount as a global pattern deformation amount and defect information as a local pattern deformation amount.

本実施例を使用する場合は、設計データの線幅の補正による欠陥情報の変化を相殺する必要がある。具体的には、前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量で説明した線幅の変形量に前述の大域的な平均線幅の変形量を加算する。 When this embodiment is used, it is necessary to cancel the change in defect information due to the correction of the line width of the design data. Specifically, the above-described global average line width deformation amount is added to the line width deformation amount described with respect to the pattern deformation amount obtained from the entire 4.8 inspection unit region .

本実施例によれば、パターン変形量を大域的パターン変形量と局所パターン変形量に分離することにより、取得欠陥数を低減することができる。この結果、重要な欠陥を十分に検出して、擬似欠陥の検出を低減することが可能になる。ここで、擬似欠陥とは欠陥と見なさなくとも良い欠陥である。   According to the present embodiment, the number of acquired defects can be reduced by separating the pattern deformation amount into the global pattern deformation amount and the local pattern deformation amount. As a result, it becomes possible to sufficiently detect important defects and reduce detection of pseudo defects. Here, the pseudo defect is a defect that does not need to be regarded as a defect.

5.6.1 線幅測定値の時間的変動の補正方法
長時間検査ではビーム径が時間的に緩やかに変動することがある。ビーム径が太くなれば、太くなった量だけ線幅測定値が大きくなる。この変動が前述の大域的な平均線幅の変形量に加算される。よって、前述の大域的な平均線幅の変形量に時間的変動を相殺する必要がある。
5.6.1 Method for correcting temporal fluctuation of line width measurement value In long-time inspection, the beam diameter may fluctuate gradually over time. As the beam diameter increases, the measured line width increases by the increased amount. This variation is added to the above-described global average line width deformation amount. Therefore, it is necessary to offset the temporal variation to the above-described global average line width deformation amount.

図101は、図20を簡略にしたものにビーム径の変動を示した模式図である。図101ではビーム径が緩やかに太くなっているが、1行分の検査単位領域の検査中ではビーム径の変形量が無視しうる。このようなビーム径の変動による線幅の測定値の変化を以下の手順で補正する。   FIG. 101 is a schematic diagram showing variations in beam diameter in a simplified version of FIG. In FIG. 101, the beam diameter is gradually increased, but the deformation amount of the beam diameter can be ignored during the inspection of the inspection unit area for one row. Such a change in the measurement value of the line width due to the variation in the beam diameter is corrected by the following procedure.

まず、2回検査される検査単位領域を図102で示される方法で決める。2回検査される検査領域は、ビーム径の変化量が無視しうる時間範囲ごとに設定される。図101では1行分の検査単位領域の検査時間がこの時間範囲に相当するので、図102で示されるように2回検査される検査単位領域が設定される。   First, the inspection unit area to be inspected twice is determined by the method shown in FIG. The inspection area to be inspected twice is set for each time range in which the change amount of the beam diameter can be ignored. In FIG. 101, since the inspection time of the inspection unit area for one row corresponds to this time range, the inspection unit area to be inspected twice is set as shown in FIG.

次に、図102で示されるように2回検査される検査単位領域を検査して、前述の大域的な平均線幅の変形量<CX>、<CY>、<C45>と<C135>を求める。前述の大域的な平均線幅の変形量<CX>、<CY>、<C45>と<C135>の計算は同じである。よって本実施例ではX方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>を使用して説明する。図102の<CX>1,1、<CX>1,11で示されるように、1回目の検査であることと検査単位領域の番号を添え字で表現する。これらの大域的な平均線幅の変形量は場所に依存する線幅の変形量を表現していて、時間に依存する線幅の変形量は無視しうる。 Next, as shown in FIG. 102, the inspection unit area to be inspected twice is inspected, and the above-described global average line width deformation amounts <C X >, <C Y >, <C 45 >, and < Find C 135 >. The calculation of the global average line width deformation amounts <C X >, <C Y >, <C 45 >, and <C 135 > is the same. Therefore, in the present embodiment, description will be made using the deformation amount <C X > of the global average line width in the X direction. As indicated by <C X > 1,1 and <C X > 1,11 in FIG. 102, the first inspection and the number of the inspection unit area are expressed by subscripts. These global average line width deformation amounts express the line width deformation amount depending on the location, and the time-dependent line width deformation amount can be ignored.

以上の1回目の検査の後に、図103で示されるように、2回目の検査として全検査単位領域を検査して、前述のX方向の大域的な平均線幅の変形量<CX>、Y方向の大域的な平均線幅の変形量<CY>、45度方向の大域的な平均線幅の変形量<C45>、135度方向の大域的な平均線幅の変形量<C135>を求める。図103の<CX>2,1、<CX>2,11で示されるように、2回目の検査であることと検査単位領域の番号を添え字で表現する。 After the above first inspection, as shown in FIG. 103, the entire inspection unit region is inspected as the second inspection, and the above-described global average line width deformation amount <C X >, Y-direction global average line width deformation <C Y >, 45-degree global average line width deformation <C 45 >, 135-degree global average line-width deformation <C 45 > 135 > As indicated by <C X > 2,1 and <C X > 2,11 in FIG. 103, the second inspection and the number of the inspection unit area are expressed by subscripts.

検査単位領域の番号1番の検査が終了した時点で、大域的な平均線幅の変形量<CX>2,1と大域的な平均線幅の変形量<CX>1,1から補正量δ<CX>1を以下の式で求める。
得られた補正量δ<CX>1は、時間に依存した線幅の変動量の補正量とみなされる。
Compensation from global average line width deformation <C X > 2,1 and global average line width deformation <C X > 1,1 when inspection No. 1 in the inspection unit area is completed The quantity δ <C X > 1 is determined by the following formula.
The obtained correction amount Δ <C X > 1 is regarded as a correction amount for the amount of fluctuation of the line width depending on time.

検査単位領域の番号2番から番号10番で得られた大域的な平均線幅の変形量<CX>にδ<CX>1を加算して時間に依存した線幅の変動量を補正する。この検査単位領域の番号10番は、次に2回検査される検査単位領域の番号11番の1つ前の番号を意味する。
以上の手順を前述の大域的な平均線幅の変形量<CY>、<C45>、<C135>についても同様に実施する。また、これらの手順を全ての2回検査される検査単位領域について実施する。
Δ <C X > 1 is added to the global average line width deformation <C X > obtained from No. 2 to No. 10 in the inspection unit area to correct the time-dependent line width variation. To do. The number 10 of the inspection unit area means the number immediately before the number 11 of the inspection unit area to be inspected twice next time.
The above procedure is similarly performed for the above-described global average line width deformation amounts <C Y >, <C 45 >, and <C 135 >. In addition, these procedures are performed for all inspection unit areas to be inspected twice.

ArFレジストで作成されたパターンを走査型電子顕微鏡で何度も検査するとパターンが段々と縮んでいく。しかし本実施例によれば同じ場所を2回だけ検査するのでこのパターンの縮みは無視できる。従って、前記のパターンを検査する場合であっても、ビーム径の緩やかな変動による線幅の測定値の変動を補正することが可能になる。   When a pattern created with an ArF resist is inspected many times with a scanning electron microscope, the pattern gradually shrinks. However, according to this embodiment, since the same place is inspected only twice, this pattern shrinkage can be ignored. Therefore, even when the pattern is inspected, it is possible to correct the variation in the measured value of the line width due to the gradual variation in the beam diameter.

5.7 基準パターンの幾何学情報、設計データの情報、もしくは設計データに関連するデータの情報を使った欠陥種
前述の4.7 画像から得られる特徴量を使った欠陥種で説明したように、欠陥種は欠陥種認識部14により欠陥画像の特徴量を使用して決定される。この欠陥種以外に基準パターンの幾何学情報、設計データの情報、もしくは設計データに関連するデータの情報を使って決定される欠陥種を使用できる。
5.7 Defect Type Using Geometric Information of Reference Pattern, Design Data Information, or Data Information Related to Design Data As described above in 4.7 Defect Types Using Features Obtained from Images The defect type is determined by the defect type recognition unit 14 using the feature amount of the defect image. In addition to this defect type, a defect type determined using the geometric information of the reference pattern, the design data information, or the data information related to the design data can be used.

以下の項目が設計データの幾何学情報として使用される。
(1)パターンの属性(直線部分、コーナー、終端、孤立パターンなど)
(2)近接線分、離隔線分とそれら以外の線分
(3)線幅(例:最小線幅、最小線幅を超え最小線幅×1.5未満の線幅、最小線幅×1.5以上の線幅)
The following items are used as geometric information of design data.
(1) Pattern attributes (straight line, corner, end, isolated pattern, etc.)
(2) Proximity line segment, separation line segment and other line segments (3) Line width (Example: minimum line width, minimum line width exceeding minimum line width x less than 1.5, minimum line width x 1 .5 or more line width)

以下の項目が設計データの情報として使用される。
(4)欠陥が検出された場所(例:メモリ部分、ロジック部分など)
(5)欠陥に対応する設計データのセル名。付加情報として、欠陥に対応するセルを構成する線分番号、もしくはセルを記述する座標系での欠陥の位置。
(6)配線の属性(グラウンド配線とクロック配線など)、ただし、設計データにこれらの属性が規定されている場合に使用可能である。
The following items are used as design data information.
(4) Location where the defect is detected (eg memory part, logic part, etc.)
(5) The cell name of the design data corresponding to the defect. As additional information, the line number constituting the cell corresponding to the defect, or the position of the defect in the coordinate system describing the cell.
(6) Wiring attributes (such as ground wiring and clock wiring), but can be used when these attributes are defined in the design data.

以下の項目が設計データに関連するデータの情報として使用される。ここでは、設計データに関連するデータとしてマスクデータを使用している。
(7)欠陥に対応するマスクデータのセル名。付加情報として、欠陥に対応するセルを構成する線分番号、もしくはセルを記述する座標系での欠陥の位置。
また、これ以外にパターン変形量を使った欠陥種としては、下記の項目を使用することができる。
(8)欠陥サイズ情報(例:大太り、中太り、小太り、大細り、中細り、小細りの6分割など)
The following items are used as data information related to design data. Here, mask data is used as data related to design data.
(7) The cell name of the mask data corresponding to the defect. As additional information, the line number constituting the cell corresponding to the defect, or the position of the defect in the coordinate system describing the cell.
In addition, the following items can be used as defect types using the pattern deformation amount.
(8) Defect size information (e.g., large, medium, thin, large, medium, thin)

図104では、前述の(5)で示したセル名と線分番号ごとに分類する方法の例を示している。T字型の2つのパターンA、Bは同じセル名を持ったメモリの1セルを表している。丸で囲まれた終端部分は、基準パターンは同じ形状だが異なったOPCパターンを持っている。この場合は、欠陥Aと欠陥Bは異なったOPCパターンによって発生した欠陥である。しかし、セル名による分類だけではこれらの欠陥を分類できない。しかし線分番号による分類によって欠陥の発生に関したOPCパターンを区別することができる。   FIG. 104 shows an example of a method for classifying each cell name and line segment number shown in (5) above. Two T-shaped patterns A and B represent one memory cell having the same cell name. The end portion surrounded by a circle has the same shape as the reference pattern but a different OPC pattern. In this case, the defect A and the defect B are defects generated by different OPC patterns. However, these defects cannot be classified only by classification by cell name. However, OPC patterns related to the occurrence of defects can be distinguished by classification based on line numbers.

前述の欠陥種は、それぞれ組み合わせて使用することができる。図105では、組み合わせて使用する欠陥種を模式的に示している。ここで使用している欠陥種は(6)、(1)と(8)の3種類を組み合わせたものである。   The aforementioned defect types can be used in combination. FIG. 105 schematically shows defect types used in combination. The defect type used here is a combination of three types (6), (1) and (8).

本方式を用いれば欠陥が発生する傾向が容易に把握できる。また、欠陥の発生原因の特定が容易になる。   If this method is used, the tendency for defects to occur can be easily grasped. In addition, the cause of the defect can be easily identified.

5.8 欠陥の近傍の基準パターンを使ったグループ分け方法
他の欠陥分類として、欠陥の近傍の基準パターンを使ったグループ分け方法がある。図106〜図108は前述の方法を示す図である。
欠陥検出時に欠陥位置の近傍に対応する基準パターンを切り出して保存しておく。検査終了時にこの切り出された基準パターンから特徴量を計算して欠陥をグループ分けする。
5.8 Grouping Method Using Reference Pattern near Defect Another defect classification is a grouping method using a reference pattern near a defect. 106 to 108 are diagrams showing the above-described method.
When a defect is detected, a reference pattern corresponding to the vicinity of the defect position is cut out and stored. At the end of the inspection, the feature amount is calculated from the extracted reference pattern, and the defects are grouped.

図106には欠陥位置、外接長方形、切り出された基準パターンが示されている。欠陥位置は外接長方形の中心であり、切り出された基準パターンは欠陥位置の近傍に対応している。特徴量として、直線形状パターンの線幅と方向とその本数の組が使用できる。他のものとして、スペース幅と方向とスペースの本数の組、コーナーの種類とその数の組、終端の種類とその数の組、孤立パターンの種類とその数の組などが使用できる。次にこの特徴量が成す特徴量空間をクラスター分析でグループ分けする。クラスター分析は統計学でよく知られた分類方法のひとつである。   FIG. 106 shows a defect position, a circumscribed rectangle, and a cut-out reference pattern. The defect position is the center of the circumscribed rectangle, and the cut out reference pattern corresponds to the vicinity of the defect position. As the feature amount, a set of the line width and direction of the linear pattern and the number of the patterns can be used. As others, a combination of the space width and direction and the number of spaces, a corner type and the number of sets, a termination type and the number of sets, an isolated pattern type and the number of sets, and the like can be used. Next, the feature space formed by these features is grouped by cluster analysis. Cluster analysis is one of the well-known classification methods in statistics.

図107は特徴量空間の例を示す模式図である。図107では、100nm縦方向の直線形状パターンが4本、200nm縦方向の直線形状パターンが2本、100nm横方向の直線形状パターンが4本を特徴量として使用している。この例では、3つの切り出された基準パターンは明確に特徴量空間で分離されている。しかし、実際には欠陥の存在する位置の違いにより周辺のパターンが切り出された基準パターンに含まれたり含まれなかったりするので必ずしも明確に分離されるわけではない。よって、似ているものを分類するクラスター分析が必要になる。   FIG. 107 is a schematic diagram showing an example of the feature amount space. In FIG. 107, four linear shape patterns in the 100 nm vertical direction, two linear shape patterns in the 200 nm vertical direction, and four linear shape patterns in the 100 nm horizontal direction are used as feature amounts. In this example, the three extracted reference patterns are clearly separated in the feature amount space. However, in actuality, the peripheral pattern is included or not included in the cut-out reference pattern due to the difference in the position where the defect exists, so that it is not always clearly separated. Therefore, cluster analysis to classify similar things is necessary.

より細かく切り出し基準パターンをグループ分けするためには特徴量を細分化する必要がある。例えば、図108の様なパターンを区別するには直線形状多角形の上下方向の区別や、短長の区別をする必要がある。   In order to group the cutout reference patterns more finely, it is necessary to subdivide the feature values. For example, in order to distinguish patterns as shown in FIG. 108, it is necessary to distinguish the linear polygons in the vertical direction or the short length.

本実施例によれば、欠陥の近傍の基準パターンの特徴に基づいてグループ分けが実現できる。この結果、「細い縦線で込み入ったパターンに欠陥が多く発生している」などの欠陥が発生する傾向が容易に把握できる。さらには、同じような形状の基準パターンごとに欠陥を分類できる。さらに、欠陥の発生原因の特定が容易になる。   According to the present embodiment, grouping can be realized based on the characteristics of the reference pattern near the defect. As a result, it is possible to easily grasp the tendency of defects such as “there are many defects in a pattern that is complicated by thin vertical lines”. Furthermore, the defect can be classified for each reference pattern having the same shape. Furthermore, it becomes easy to identify the cause of the defect.

5.9 画像登録対象とする欠陥の選択方法
ステップS328では、欠陥種認識部14が画像を出力部13を介して表示装置5および印刷装置6に出力する。ここで、欠陥数が非常に多くなった場合には、登録すべき画像数が膨大になり記憶媒体の量が増えて実用に向かない。そこで、欠陥画像の最大登録数を欠陥種ごとに持つようにし、この問題を解決する。
In the defect selection method step S328 to 5.9 image registered, defect-class determination unit 14 outputs to the display device 5 and the printer 6 through the output unit 13 the image. Here, when the number of defects becomes very large, the number of images to be registered becomes enormous and the amount of storage media increases, which is not suitable for practical use. Therefore, this problem is solved by having the maximum number of registered defect images for each defect type.

この欠陥種ごとに持つ欠陥画像の最大登録数は、静的に、前述の3.3 レシピデータ「(9)欠陥画像の最大登録数」を振り分けてもよいし、動的に、これまでに検出された欠陥数を監視して既に検出された欠陥数に応じて可変にしてもよい。例えば、これらの動的な最大登録数はこれまでに検出された欠陥数の対数に比例する数として決められる。 The maximum number of registered defect images for each defect type may be statically allocated to the above-mentioned 3.3 recipe data “(9) Maximum number of registered defect images” or dynamically. The number of detected defects may be monitored and made variable according to the number of detected defects. For example, these dynamic maximum registration numbers are determined as numbers proportional to the logarithm of the number of defects detected so far.

新たな欠陥画像が検出された場合、新たな欠陥画像が属する欠陥種の最大登録数を超えるまで新たな欠陥画像を登録する。既に登録された欠陥画像数が最大登録数に達している場合に、新たな欠陥画像を登録するときは、欠陥サイズや他の指標に応じて新たな欠陥画像を登録するか否か判断される。登録すると判断した場合には、破棄する欠陥画像を決定する。別の方法として、乱数を使って新たな欠陥画像を登録するか否か判断してもよい。
本方式を用いれば、一種類の欠陥種の欠陥が非常に多く、他の欠陥種の欠陥が少ない場合でも、より多くの種類の画像が登録できるようになる。
When a new defect image is detected, new defect images are registered until the maximum number of registered defect types to which the new defect image belongs is exceeded. When the number of already registered defect images has reached the maximum number of registrations, when registering a new defect image, it is determined whether or not to register a new defect image according to the defect size and other indices. . If it is determined to be registered, the defect image to be discarded is determined. As another method, it may be determined whether to register a new defect image using a random number.
If this method is used, even if there are very many defects of one type of defect and few defects of other types of defects, a larger number of types of images can be registered.

5.10 再検査対象とする欠陥の選択方法
検査時の倍率などの条件とは違う高倍率な画像取得条件で欠陥画像を再取得し再検査する場合がある。再検査は以下の手順で実施される。
5.10 Method of selecting defect to be re-inspected In some cases, a defect image is re-acquired and re-inspected under high-magnification image acquisition conditions different from conditions such as magnification at the time of inspection. The re-examination is carried out according to the following procedure.

(1)図19で説明したレシピ登録処理を実行する。
図19のステップS202では、オペレータは、入力装置4を介して基準パターン生成部11に、オペレータ入力パラメータを入力する。再検査する場合は、ステップS202中に、再検査用のオペレータ入力パラメータを入力する。再検査用のオペレータ入力パラメータの中の画像取得パラメータの一つである検査領域は後述の(4)で決められるので入力されない。
(1) The recipe registration process described in FIG. 19 is executed.
In step S <b> 202 of FIG. 19, the operator inputs operator input parameters to the reference pattern generation unit 11 via the input device 4. When re-inspecting, operator input parameters for re-inspection are input during step S202. The inspection area which is one of the image acquisition parameters among the operator input parameters for re-inspection is not input because it is determined in (4) described later.

(2)図25または図26で説明した検査処理を実行する。
(3)検出した欠陥のなかから再検査対象とする欠陥を自動的に選択する。
(2) The inspection process described in FIG. 25 or 26 is executed.
(3) A defect to be reinspected is automatically selected from the detected defects.

(4)図19で説明したレシピ登録処理を実行する。
ここでは、ステップS202を実行する代わりに、前述の(1)で入力された再検査用のオペレータ入力パラメータが基準パターン生成部11に入力される。検査領域は、ランダム検査用の検査領域として、再検査対象とする欠陥を中心にもつ正方形領域として自動的に設定される。
(5)再検査として、図25または図26で説明した検査処理を実行する。
(4) The recipe registration process described in FIG. 19 is executed.
Here, instead of executing step S202, the operator input parameters for reexamination input in the above (1) are input to the reference pattern generation unit 11. The inspection area is automatically set as a square area centered on the defect to be reinspected as an inspection area for random inspection.
(5) As the re-inspection, the inspection process described in FIG. 25 or 26 is executed.

前述のように再検査前に検出した欠陥のなかから再検査対象とする欠陥を自動的に選択する必要がある。単純に検出した欠陥を間引いて再検査対象欠陥を選択してもよい。しかし、より多く検出された同じ欠陥種を持つ欠陥がより重要とは限らず、少なく検出された同じ欠陥種を持つ欠陥について十分に再検査したい場合もある。このような要求にかなうように、欠陥種ごとに再検査対象とする欠陥の最大登録数を決める。   As described above, it is necessary to automatically select a defect to be reinspected from defects detected before reinspection. A defect to be reinspected may be selected by simply thinning out the detected defect. However, defects with the same defect type detected more frequently are not necessarily more important, and there are cases where it is desirable to sufficiently reinspect defects with the same defect type detected less. In order to meet such requirements, the maximum number of registered defects to be reinspected is determined for each defect type.

これらの欠陥数は、前述の5.9 画像登録対象とする欠陥の選択方法で記述した欠陥画像の最大登録数の振り分けで使用したように、静的に、前述の3.3 レシピデータ「(10)再検査対象とする欠陥の最大登録数」を振り分けてもよいし、動的に、これまでに検出された欠陥数を監視して既に検出された欠陥数に応じて可変にしてもよい。例えば、これらの動的な最大登録数はこれまでに検出された欠陥数の対数と同じ比率を持つ数として決められる。 These defect numbers are statically used in the above-mentioned 3.3 Recipe data “(”, as used in the distribution of the maximum number of registered defect images described in the above-described defect selection method of 5.9 image registration target. 10) “Maximum number of registered defects to be reinspected” may be allocated, or the number of defects detected so far may be dynamically monitored and varied according to the number of defects already detected. . For example, these dynamic maximum registration numbers are determined as numbers having the same ratio as the logarithm of the number of defects detected so far.

検査終了後に再検査対象とする欠陥かそうでないかを乱数に応じて決める。すなわち、検出された全ての欠陥に対して乱数を与え、より大きい乱数をもつ欠陥ほどより重要であると判断する。もしより大きな欠陥を重点的に再検査したい場合は欠陥サイズ情報に応じた重みを付けた乱数を使用すれば良い。また、欠陥サイズ情報以外に別の指標を使って重み付けをしても良い。
本方式を用いれば、少なく検出された同じ欠陥種を持つ欠陥も、多く検出された同じ欠陥種を持つ欠陥も、十分に再検査対象にすることができる。
It is determined according to the random number whether it is a defect to be reinspected after inspection or not. That is, random numbers are given to all detected defects, and it is determined that a defect having a larger random number is more important. If a larger defect is to be re-inspected, a random number weighted according to the defect size information may be used. In addition to the defect size information, weighting may be performed using another index.
By using this method, it is possible to sufficiently set a defect having the same defect type detected a little and a defect having the same defect type detected a lot to be reinspected.

5.11 半導体デバイス全体のパターン変形量の分布図表示方法
図25のステップS328、332で説明したように、検査結果が出力部13に出力されている。出力部13が検査結果を数値で出力すると半導体デバイス全体の欠陥の発生の傾向が把握しづらい。この対策として、出力部13が検査終了時に、次のビットマップで表現された分布図を作成して、表示装置5および印刷装置6に出力する方法が必要になる。この分布図は、前述の4.8 検査単位領域全体から得られるパターン変形量をピクセルの濃淡もしくは擬似カラー表示用の情報に変換して欠陥を上書きして得られる。
5.11 Method for Displaying Distribution of Pattern Deformation of Whole Semiconductor Device As described in steps S328 and 332 in FIG. 25, the inspection result is output to the output unit 13. When the output unit 13 outputs the inspection result as a numerical value, it is difficult to grasp the tendency of occurrence of defects in the entire semiconductor device. As a countermeasure against this, there is a need for a method in which the output unit 13 creates a distribution map represented by the next bitmap and outputs it to the display device 5 and the printing device 6 at the end of the inspection. This distribution map is obtained by converting the pattern deformation amount obtained from the whole 4.8 inspection unit area described above into pixel shading or pseudo color display information and overwriting the defect.

図109は、検査単位領域全体から得られるパターン変形量の一つである線幅の変形量を濃淡表示用の情報に変換して欠陥を上書きして得られる分布図の例である。格子部分は最大の線幅の変形量を持ち、ドットで示す部分はより大きな線幅の変形量を持ち、スペースで示す部分は正常な線幅の変形量をもっている。黒い正方形は欠陥を表している。図109からより大きな線幅の変形量を持つ部分により多くの欠陥が発生していることが分かる。   FIG. 109 is an example of a distribution diagram obtained by converting a line width deformation amount, which is one of the pattern deformation amounts obtained from the entire inspection unit area, into information for grayscale display and overwriting defects. The lattice portion has the maximum line width deformation amount, the dot portion has a larger line width deformation amount, and the space portion has a normal line width deformation amount. The black square represents a defect. From FIG. 109, it can be seen that more defects are generated in the portion having the larger deformation amount of the line width.

さらに、図109のように、線幅の変形量を表示すると、ステッパーの歪やウェーハの位置に起因するパターンの変形の傾向などが視覚的に理解できる。例えば、正常に形成された周期的なパターンで構成された半導体デバイスを検査して分布図を観察すると、分布図の周辺の線幅が中心より太いなどの傾向が示される。この傾向からステッパーの周辺部分に歪があることが分かる。他の例として、正常に形成されたSoCを検査して分布図を観察すると、メモリ、ロジックなどの機能ブロックごとに線幅が異なることが分かる。   Further, when the deformation amount of the line width is displayed as shown in FIG. 109, it is possible to visually understand the tendency of the deformation of the pattern due to the distortion of the stepper or the position of the wafer. For example, when a distribution diagram is observed by inspecting a semiconductor device having a periodic pattern that is normally formed, a tendency that the line width around the distribution diagram is thicker than the center is shown. From this tendency, it can be seen that there is distortion in the peripheral portion of the stepper. As another example, when a normally formed SoC is inspected and a distribution diagram is observed, it can be seen that the line width differs for each functional block such as a memory and a logic.

また、検査単位領域全体から得られるパターン変形量他の1つである線幅のばらつき指標を使用すると半導体デバイスの品質が検証できる。
本実施例によれば、半導体デバイス全体の欠陥の発生の傾向が視覚的に把握できるので欠陥の発生原因の特定や半導体デバイスの品質検証に利用できる。
Further, the quality of the semiconductor device can be verified by using a line width variation index which is one of the pattern deformation amounts obtained from the entire inspection unit region.
According to the present embodiment, since the tendency of occurrence of defects in the entire semiconductor device can be visually grasped, it can be used for identification of the cause of occurrence of defects and quality verification of semiconductor devices.

6.画像生成装置の他の走査方法
前述の2.2 画像生成装置の走査方法で説明した走査方法以外に、以下で説明する走査方法が画像生成装置7で使用できる。
6). Other Scanning Method of Image Generating Device In addition to the scanning method described in 2.2 Scanning Method of Image Generating Device, the scanning method described below can be used in image generating device 7.

6.1 電子線の18度方向の走査方法、六角形ブロックの走査方法走査、基準パターンに基づく走査条件の自動設定方法
図110(a)および(b)は、電子線を18度方向に走査する方法を示す模式図である。図110(a)に示すパターンP1、P2は図8(a)に示すものと同一である。半導体集積回路(LSI)や液晶パネルのパターンは縦方向の線、横方向の線、もしくは45度右下がり、45度右上がりの方向が99%以上で構成されている。この全ての方向について検査対象パターンの計測したいエッジ方向と走査方向をある角度で交叉させるために最適な走査方向として、図110(b)で示す18度の走査方向が使用できる。走査方向を18度とすることで、横線・縦線・斜め45度の線分に対して、比較的良好な検査精度を得られることが期待される。
6.1 Scanning method of electron beam in 18 degree direction, scanning method of hexagonal block, automatic setting method of scanning condition based on reference pattern FIGS. 110A and 110B scan an electron beam in 18 degree direction. It is a schematic diagram which shows the method to do. The patterns P1 and P2 shown in FIG. 110 (a) are the same as those shown in FIG. 8 (a). A pattern of a semiconductor integrated circuit (LSI) or a liquid crystal panel is constituted by 99% or more of a vertical line, a horizontal line, or a 45 degree right-down and 45 degree right-up direction. The scanning direction of 18 degrees shown in FIG. 110 (b) can be used as an optimal scanning direction for crossing the edge direction and scanning direction of the pattern to be inspected with respect to all the directions at a certain angle. By setting the scanning direction to 18 degrees, it is expected that relatively good inspection accuracy can be obtained for horizontal lines, vertical lines, and 45-degree line segments.

なお、角度18度は、検査すべきパターンのすべてに対してより垂直になる方向なら他の角度でもかまわない。例えば、22.5度や、18度に45度を加えた63度、18度に90度を加えた108度などが使用できる。   The angle 18 degrees may be any other angle as long as it is perpendicular to all the patterns to be inspected. For example, 22.5 degrees, 63 degrees obtained by adding 45 degrees to 18 degrees, 108 degrees obtained by adding 90 degrees to 18 degrees, and the like can be used.

図111(a)から(d)は、六角形ブロックの走査方法走査を模式的に示す図である。通常のCD−SEM等の走査型電子顕微鏡においては、横方向に走査方向をとり、正方形の画像を撮るのが一般的である。しかしながら、走査型電子顕微鏡の設計の限界により、歪なく走査できる領域は真円の領域である。従って、図111(a)に示すように丸い円400の内の四角のブロック401を使って走査することになる。この場合は、縦横左右部分に歪なく走査できる領域があるが、走査をしない領域が発生しており、より広大な領域を一度にとるためには、少々無駄が発生している。このような場合、重ねながら広い領域をとると、図111(b)に示すように9個の四角形ブロックB1〜B9を重ね合わせたような走査エリアが発生する。   111 (a) to 111 (d) are diagrams schematically illustrating scanning of a hexagonal block. In a scanning electron microscope such as a normal CD-SEM, it is common to take a scanning direction in the horizontal direction and take a square image. However, due to the design limitations of the scanning electron microscope, the area that can be scanned without distortion is a perfect circle area. Therefore, scanning is performed using a square block 401 in a round circle 400 as shown in FIG. In this case, there are areas that can be scanned without distortion in the vertical, horizontal, left, and right portions, but there are areas that are not scanned, and a little waste is generated in order to take a larger area at one time. In such a case, if a wide area is taken while being overlapped, a scanning area in which nine rectangular blocks B1 to B9 are overlapped as shown in FIG. 111 (b) is generated.

一方、図111(c)の下側に示すように、1回の走査によって取得する領域を四角形ブロックから六角形ブロック402にすることにより、より円に近い形にすることができ、走査に使用される部分をより広くとることができる。走査の方法としては、図111(c)の左側に示すように六角形部分を走査する方法と、図111(c)の右側に示すように、長方形で走査を行い、右上・右下・左上・左下のそれぞれの三角形の部分を計測に使わないようにする方法の二通りが使用できる。このような方式にすると、図111(d)に示すように、より広いエリアを少ない回数の走査(ブロックB1〜B7)で取得することが可能となる。   On the other hand, as shown in the lower side of FIG. 111 (c), the region acquired by one scan is changed from a rectangular block to a hexagonal block 402, so that the shape can be made closer to a circle and used for scanning. It is possible to take a wider part. As a scanning method, a hexagonal portion is scanned as shown on the left side of FIG. 111 (c), and a rectangle is scanned as shown on the right side of FIG. 111 (c).・ Two methods can be used to avoid using the triangles in the lower left for measurement. With this method, as shown in FIG. 111 (d), it is possible to acquire a wider area with a small number of scans (blocks B1 to B7).

図112は、基準パターンに基づく走査条件の自動設定方法を示す模式図である。走査方向0度、90度の説明と同様、基準パターンに従って1回走査をするか2回走査をするか等の条件を自動的に決定する必要がある。電子線の走査の方法を自動的に決定するための方法としては、次の3つの方法が使用できる。   FIG. 112 is a schematic diagram showing a method for automatically setting scanning conditions based on a reference pattern. As in the description of the scanning directions of 0 degrees and 90 degrees, it is necessary to automatically determine conditions such as whether to scan once or twice according to the reference pattern. The following three methods can be used for automatically determining the electron beam scanning method.

(1)ブロック(D)に示すように、走査エリアに検査すべきパターンがない場合、そのブロックを走査しない方法
(2)パターンの線幅に応じて、走査の条件を決定する方法
例えば、ブロック(A)のパターンPaとブロック(B)のパターンPbを比較すると、パターンPbの線幅は、パターンPaの線幅に対して2倍になっている。パターンの線幅分の変動率を検出するためには、この例においては、ブロック(A)における走査に対して、ブロック(B)における走査では、2分の1の倍率で画像を取得することができる。
(1) As shown in the block (D), when there is no pattern to be inspected in the scanning area, a method of not scanning the block. (2) A method of determining the scanning condition according to the line width of the pattern. When the pattern Pa in (A) and the pattern Pb in the block (B) are compared, the line width of the pattern Pb is twice that of the pattern Pa. In this example, in order to detect the variation rate of the line width of the pattern, an image is acquired at a magnification of 1/2 in the scanning in the block (B) with respect to the scanning in the block (A). Can do.

(3)基準パターンの分布の方向に合わせて、走査の方向の条件を決定する方法
例えば、ブロック(A)については、パターンPaは縦・横方向の線分を持つため、45度の走査を1回行えばよい。また、ブロック(C)については、パターンPcは45度方向と135度方向の2方向の線分を持つので、45度方向と135度方向の2回の走査を行う必要がある。
(3) A method of determining the scanning direction condition in accordance with the distribution direction of the reference pattern For example, for the block (A), since the pattern Pa has vertical and horizontal line segments, scanning at 45 degrees is performed. It only needs to be done once. For the block (C), since the pattern Pc has two line segments in the 45 degree direction and the 135 degree direction, it is necessary to perform two scans in the 45 degree direction and the 135 degree direction.

本実施例を使用すれば、検査対象パターンの画像を得るために、最小限度の電子線(荷電粒子線)を走査すればよく、したがって最小の時間で検査対象パターンの画像を得ることができる。また、走査可能なエリアを最大限に活用して広範囲のブロックをできるだけ小さい数のブロックで実現する。更に走査方向に依存するエッジの検出精度の低下を防ぐために基準パターンを使う最適な条件で画像を取得することができる。   If this embodiment is used, in order to obtain an image of the inspection target pattern, it is only necessary to scan a minimum number of electron beams (charged particle beams), and therefore, an image of the inspection target pattern can be obtained in a minimum time. In addition, a wide range of blocks is realized with the smallest possible number of blocks by making the best use of the scannable area. Furthermore, an image can be acquired under optimum conditions using a reference pattern in order to prevent a decrease in edge detection accuracy depending on the scanning direction.

6.2 画像生成装置における電子線の走査経路
図113および図114は、画像生成装置7における電子線の走査経路を説明する模式図である。発振器410、カウンター411、X偏向発生回路412、Y偏向発生回路413は偏向制御装置318を構成する回路である。制御コンピュータ350は、開始電圧、終了電圧、ステップ電圧をX偏向発生回路412、Y偏向発生回路413にセットする。また、制御コンピュータ350は、開始信号を発振器410に出力する。
6.2 Scanning Path of Electron Beam in Image Generating Apparatus FIG. 113 and FIG. 114 are schematic diagrams for explaining the scanning path of the electron beam in the image generating apparatus 7. The oscillator 410, the counter 411, the X deflection generation circuit 412, and the Y deflection generation circuit 413 are circuits constituting the deflection control device 318. The control computer 350 sets the start voltage, end voltage, and step voltage in the X deflection generation circuit 412 and the Y deflection generation circuit 413. Further, the control computer 350 outputs a start signal to the oscillator 410.

通常の走査において、パターンはピクセルごとにX方向の階段状の偏向をすることにより走査される。また、ラインごとにY方向の階段状の偏向をすることにより走査される。しかしながら、このような従来の方法においては、走査線の間の情報の取得ができないことにより、検査精度が低下しがちである。図113に示すように、本発明においては、走査線の間の情報の取得ができるようにするために、Y偏向にサイン波のような振幅を持った信号を付加することによって走査線間のデータをとる(図113の左下側部分参照)。   In normal scanning, the pattern is scanned by stepwise deflection in the X direction for each pixel. Further, scanning is performed by deflecting stepwise in the Y direction for each line. However, in such a conventional method, since the information between the scanning lines cannot be acquired, the inspection accuracy tends to be lowered. As shown in FIG. 113, in the present invention, in order to be able to acquire information between scanning lines, a signal having an amplitude like a sine wave is added to the Y deflection so that the distance between the scanning lines can be obtained. Data is taken (see the lower left part of FIG. 113).

ここで、図示のように4点のデータをサンプリングする(図113の右下側部分参照)。この場合、サインの一周期の間でY偏向について広がったデータが取得できる。この4点のデータを加算して一つのピクセルの情報として制御コンピュータ350に転送するようになっている。   Here, four points of data are sampled as shown (see the lower right portion of FIG. 113). In this case, data spreading about Y deflection can be acquired during one sine cycle. The four points of data are added and transferred to the control computer 350 as information of one pixel.

図113の上側部分に示すように、出力周波数に対して4倍の周波数である内部周波数を持つ発振器410をカウンター411に接続する。カウンター411は、X偏向発生回路412とY偏向発生回路413に接続されている。このような構成によって、内部周波数のクロックを使って、X偏向については階段状の右上がりの波形を、Y偏向についてはサイン波を発生させる。4点のデータを内部周波数でサンプリングし、その4点のデータを加算して実際のピクセルに対応するサンプリングデータとして生成する。   As shown in the upper part of FIG. 113, an oscillator 410 having an internal frequency that is four times the output frequency is connected to the counter 411. The counter 411 is connected to the X deflection generation circuit 412 and the Y deflection generation circuit 413. With such a configuration, a stepped right-up waveform is generated for the X deflection and a sine wave is generated for the Y deflection by using the internal frequency clock. Four points of data are sampled at an internal frequency, and the four points of data are added to generate sampling data corresponding to an actual pixel.

他の方法として、図114に示されるように、前述の方法によるY偏向の波形と、X偏向における階段状の波形を生成することにより、ジグザグ状の走査経路を作っても良い。   As another method, as shown in FIG. 114, a zigzag scanning path may be formed by generating a Y-deflection waveform and a step-like waveform in the X-deflection according to the above-described method.

図115は、垂直方向の走査に対してフィルタをかけた場合を説明する模式図である。Aは、横方向に近接するピクセルであり、検出器、アンプによりスムージングされる。一方、Bは、縦方向に近接しているが前述のようにスムージングされない。そこで縦方向にスムージングフィルタをかけて縦方向と横方向の画質の違いを低減する。図115では最も単純なフィルタ係数を示しているが、横方向の周波数特性に合うように適宜選択されるものである。   FIG. 115 is a schematic diagram for explaining a case where a filter is applied to scanning in the vertical direction. A is a pixel adjacent in the horizontal direction, and is smoothed by a detector and an amplifier. On the other hand, B is close in the vertical direction but is not smoothed as described above. Therefore, a smoothing filter is applied in the vertical direction to reduce the difference in image quality between the vertical direction and the horizontal direction. FIG. 115 shows the simplest filter coefficient, but it is appropriately selected so as to match the frequency characteristic in the horizontal direction.

本実施例によれば、走査経路を変えることによって走査線間のデータをとる方法、もしくはフィルタをかける方法等で、X方向とY方向の画質の僅差を極力低減することができる。   According to the present embodiment, the difference in image quality between the X direction and the Y direction can be reduced as much as possible by a method of obtaining data between scanning lines by changing the scanning path or a method of applying a filter.

6.3 エッジの近傍部分のみの走査方法
エッジの近傍部分のみを走査するような方法によって画像取得時間を短縮する方法が必要とされる。また、電子線をエッジの方向に直交させて走査させることにより、エッジ検出精度を向上する方法が必要とされる。
6.3 Edge How to shorten the image acquisition time by such scans only vicinity of the scanning method edge only vicinity of is required. Further, there is a need for a method for improving edge detection accuracy by scanning an electron beam perpendicular to the edge direction.

図116は、エッジの近傍のみの走査方法を示す模式図であり、図117はフローチャートである。図116に示す例においては、副偏向発生回路450を設けている。   FIG. 116 is a schematic diagram showing a scanning method only in the vicinity of an edge, and FIG. 117 is a flowchart. In the example shown in FIG. 116, a sub deflection generation circuit 450 is provided.

エッジの近傍のみの走査を実現する方法は以下の手順で実施される。
(1)第2のエッジを検出するために使用するプロファイル取得区間を基準パターンより求め、プロファイル取得区間に関する情報の位置を予め登録しておく。この情報は、プロファイル取得区間の中央点の位置、方向と長さを持っている。
(2)制御コンピュータ350が1つのプロファイル取得区間に関する情報を取り込む。
(3)プロファイル取得区間中央点の位置をX主偏向発生回路452とY主偏向発生回路453に設定する。これにより、ビームの中心位置が移動する。
A method for realizing scanning only in the vicinity of the edge is performed by the following procedure.
(1) The profile acquisition section used for detecting the second edge is obtained from the reference pattern, and the position of information related to the profile acquisition section is registered in advance. This information has the position, direction and length of the center point of the profile acquisition section.
(2) The control computer 350 takes in information related to one profile acquisition section.
(3) The position of the center point of the profile acquisition section is set in the X main deflection generation circuit 452 and the Y main deflection generation circuit 453. Thereby, the center position of the beam moves.

(4)プロファイル取得区間の方向に対応する回転角を回転回路451に設定し、プロファイル取得区間の長さに対応する振幅を副偏向発生回路450に設定する。
(5)開始信号を発振器410に与えて、発振器410に接続されたカウンター411でX方向とY方向の走査波形を形成する。これに、X主偏向発生回路452とY主偏向発生回路453の出力を加算することにより、図116の上中央部に示すような走査経路が作られる。
(6)この走査経路は、サンプリングデータを得るために、図116の上右側に示すような7点のサンプリングが施される。
(4) The rotation angle corresponding to the direction of the profile acquisition section is set in the rotation circuit 451, and the amplitude corresponding to the length of the profile acquisition section is set in the sub deflection generation circuit 450.
(5) A start signal is supplied to the oscillator 410, and the counter 411 connected to the oscillator 410 forms scanning waveforms in the X direction and the Y direction. By adding the outputs of the X main deflection generation circuit 452 and the Y main deflection generation circuit 453 to this, a scanning path as shown in the upper center portion of FIG. 116 is created.
(6) In this scanning path, seven points of sampling as shown on the upper right side of FIG. 116 are performed to obtain sampling data.

図118はエッジの近傍のみを走査する場合の計測データの取得順序付けの方法を示す図である。サンプリングデータは、図118(a)に示すように、与えられた間引き率で測定点をとばしながらサンプリングされる方法と、図118(b)に示すように乱数などによりランダムにサンプリングされる方法がある。本実施例によれば、試料の帯電現象によるプロファイルの変形が低減できるので、絶縁物の計測に向いている。試料の帯電現象が無視しうる場合は、基準パターンを一周するように逐次サンプリングしても良い。   FIG. 118 is a diagram showing a method of ordering measurement data acquisition when only the vicinity of an edge is scanned. As shown in FIG. 118 (a), sampling data is sampled while skipping measurement points at a given thinning rate, and as shown in FIG. 118 (b), sampling data is randomly sampled using random numbers or the like. is there. According to the present embodiment, profile deformation due to the charging phenomenon of the sample can be reduced, which is suitable for measurement of an insulator. When the charging phenomenon of the sample can be ignored, the sampling may be sequentially performed so as to make a round of the reference pattern.

本実施例によれば、高速で精度のよい走査が実現されるのみならず、試料の帯電現象による影響を少なくすることが可能になる。   According to the present embodiment, not only high-speed and accurate scanning can be realized, but also the influence of the charging phenomenon of the sample can be reduced.

6.4 領域検査の対象になる領域の近傍部分のみの走査方法
前記の5.2 領域検査方法を使用する場合は、領域検査の対象になる領域の近傍部分のみを走査する方法によって画像取得時間を短縮することができる。また、走査の方向とエッジの方向が直交するようにできるので、エッジ検出精度を向上できる。
6.4 Scanning method for only the vicinity of the region to be subjected to the region inspection When the 5.2 region inspection method is used, the image acquisition time is determined by the method for scanning only the vicinity of the region to be subjected to the region inspection. Can be shortened. In addition, since the scanning direction and the edge direction can be orthogonal to each other, the edge detection accuracy can be improved.

例えば、線幅検査もしくはスペース幅検査に適した基準パターンのみを検査する場合は、以下で得られる長方形部分を走査する方法が使用できる。この長方形部分は領域検査の対象になる領域の近傍部分であり、図119(a)、図119(b)および図119(c)を使った次の手順で得られる。
(1)線幅検査に適した基準パターンKを得る。基準パターンKは図119(a)の実線と二重線で示される長方形で、図82と同じものである。
(2)基準パターンKを元に検出すべき全てのエッジに必要なプロファイル取得区間を含む最小の長方形が走査部分として得られる。
For example, when only a reference pattern suitable for line width inspection or space width inspection is inspected, a method of scanning a rectangular portion obtained below can be used. This rectangular portion is the vicinity of the region to be subjected to the region inspection, and is obtained by the following procedure using FIGS. 119 (a), 119 (b), and 119 (c).
(1) A reference pattern K suitable for line width inspection is obtained. The reference pattern K is a rectangle indicated by a solid line and a double line in FIG. 119 (a), and is the same as FIG.
(2) Based on the reference pattern K, a minimum rectangle including profile acquisition sections necessary for all edges to be detected is obtained as a scanning portion.

具体的には基準パターンKを含む最小の長方形Rを求める。この長方形Rの右側と左側の線分それぞれにプロファイル取得区間が設定されることになる。
走査部分として、図119(b)もしくは(c)が使用できる。図119(b)では、長方形Rの右側と左側の線分それぞれをプロファイル取得区間の長さLだけ両方に膨らませた長方形Sa、Sbが走査部分になる。走査部分は長方形内に矢印が4本書かれたものであり、矢印は走査の方向を示している。
Specifically, the minimum rectangle R including the reference pattern K is obtained. Profile acquisition sections are set for the right and left line segments of the rectangle R, respectively.
FIG. 119 (b) or (c) can be used as the scanning portion. In FIG. 119 (b), rectangles Sa and Sb in which the right and left line segments of the rectangle R are expanded to both by the length L of the profile acquisition section are scanning portions. The scanning portion has four arrows written in a rectangle, and the arrows indicate the direction of scanning.

図119(c)では、長方形Rをプロファイル取得区間の長さLだけ左右に膨らませた長方形が走査部分Scになる。この方法では、左右の両方のエッジに対してパターンの内側から外側に入る走査ができないが1つの走査領域ですむ利点がある。
スペース幅検査についても同様に走査領域を決めることができる。
In FIG. 119 (c), the rectangle R is inflated to the left and right by the length L of the profile acquisition section is the scanning portion Sc. This method has an advantage that both the left and right edges cannot be scanned from the inside to the outside of the pattern, but only one scanning area is required.
The scanning area can be similarly determined for the space width inspection.

本実施例によれば、画像取得時間を短縮することができる。また、走査の方向とエッジの方向が直交するようにできるので、エッジ検出精度を向上できる。   According to the present embodiment, the image acquisition time can be shortened. In addition, since the scanning direction and the edge direction can be orthogonal to each other, the edge detection accuracy can be improved.

7.検査対象パターン画像の補正方法
7.1 画像取得直後における検査対象パターン画像の歪量の検出による基準パターンおよび画像のうち少なくとも一つの補正方法
ステージ移動による試料の回転などにより検査対象パターン画像が回転することがある。また、帯電現象などによりスキューを含む回転や倍率変化などの変形を受けることがある。これらの影響で上記の歪量以下の微細な欠陥を検出することができない。この歪は、時間的に不連続に発生し、予測が困難である。この現象の対策として、画像取得時点で毎回検査対象パターン画像の歪量を検出して補正する方法が必要である。
7). Method of correcting pattern image to be inspected
7.1 Immediately after the image is acquired, the inspection target pattern image may rotate due to the rotation of the sample due to movement of at least one correction method stage among the reference pattern and the image by detecting the distortion amount of the inspection target pattern image. In addition, deformation such as rotation including skew and change in magnification may occur due to a charging phenomenon. Due to these influences, it is not possible to detect fine defects below the above-mentioned strain amount. This distortion occurs discontinuously in time and is difficult to predict. As a countermeasure against this phenomenon, a method for detecting and correcting the distortion amount of the pattern image to be inspected every time an image is acquired is necessary.

図120には、上記の歪を持った検査単位領域の画像が模式的に示されている。点線で示されている線分が基準パターンを、エッジ間のベクトルd(x,y)の先頭が検出されたエッジを模式的に表している。基準パターンとエッジはマッチングされている。しかしマッチングは平行移動量のみを扱う。マッチングでは回転や倍率変化などの歪は誤差として残る。   FIG. 120 schematically shows an image of the inspection unit region having the above-described distortion. A line segment indicated by a dotted line schematically represents a reference pattern, and an edge where the head of a vector d (x, y) between edges is detected is schematically represented. The reference pattern and the edge are matched. However, matching only deals with translation. In matching, distortions such as rotation and magnification change remain as errors.

まず、このマッチングの誤差を以下のアフィン変換を使って集計する。アフィン変換とはaからfの係数を使った1次変換を意味する。
First, the matching errors are totaled using the following affine transformation. The affine transformation means a primary transformation using coefficients a to f.

この変換式で(x,y)は基準パターンのある点の座標値であり、(X,Y)は前述の点に対応する検出されたエッジの座標値である。また、係数a、b、d、eは、スキューを含む回転と倍率の違いを表現している。もし、スキューを補正する必要がなければ、次の行列が直交行列になるように制限をつける。
また、倍率の補正をする必要がなければ、この行列が回転行列になるように制限をつける。
In this conversion formula, (x, y) is the coordinate value of a point in the reference pattern, and (X, Y) is the coordinate value of the detected edge corresponding to the aforementioned point. The coefficients a, b, d, and e express the difference between the rotation including the skew and the magnification. If it is not necessary to correct the skew, a restriction is imposed so that the next matrix becomes an orthogonal matrix.
Further, if there is no need to correct the magnification, a restriction is imposed so that this matrix becomes a rotation matrix.

この変換式で、係数c、fは、シフト量を表している。図120の例ではこの項は0になる。
図121は、右上の副検査単位領域でマッチングを実施する方法を示している。副検査単位領域とは検査単位領域を分割した領域として定義される。検査単位領域が大きい場合は、副検査単位領域を使うマッチングは、検査単位領域全体を使うマッチングより大幅に高速である。この場合は、右上以外の副検査単位領域の係数c、fは、一般に0にはならない。
In this conversion formula, coefficients c and f represent shift amounts. In the example of FIG. 120, this term is zero.
FIG. 121 shows a method for performing matching in the upper right sub-inspection unit region. The sub-inspection unit area is defined as an area obtained by dividing the inspection unit area. When the inspection unit area is large, matching using the sub-inspection unit area is significantly faster than matching using the entire inspection unit area. In this case, the coefficients c and f of the sub-inspection unit areas other than the upper right generally do not become zero.

係数aからfは以下の手順で求める。
(1)図120に示すようにパターン変形量とパターン歪量の和を表すベクトルd(x,y)を得る。ベクトルd(x,y)は図60のエッジ間のベクトルd(x,y)と同じである。
(2)各ベクトルd(x,y)の成分(dx(xi,yi),dy(xi,yi))(iは1からデータ数)を使って最小二乗法で係数aからfを求める。(xi,yi)は基準パターンの点の座標値である。この点に対応する検出されたエッジの位置座標値は、(xi+dx(xi,yi),yi+dy(xi,yi))である。よって、誤差の自乗和Eは下記で計算される。
ここで、Σは、全てのiについての総和を表す。
The coefficients a to f are obtained by the following procedure.
(1) As shown in FIG. 120, a vector d (x, y) representing the sum of the pattern deformation amount and the pattern distortion amount is obtained. The vector d (x, y) is the same as the vector d (x, y) between the edges in FIG.
(2) The coefficient of each vector d (x, y) (d x (x i , y i ), d y (x i , y i )) (where i is the number of data from 1) using the least square method Find f from a. (x i , y i ) is the coordinate value of the reference pattern point. The position coordinate value of the detected edge corresponding to this point is (x i + d x (x i , y i ), y i + d y (x i , y i )). Accordingly, the square sum E of errors is calculated as follows.
Here, Σ represents the total sum for all i.

最小自乗法は、誤差の自乗和Eの係数a、b、c、d、e、fによる偏微分が0であることを要請する。
これらの式から
を得る。以上の連立一次式を解けば解が得られる。以上の処理は図25ないし図27で示されたフローチャートのステップS314とステップS318の間で実行される。以降この処理をステップS316とする。
The least square method requires that the partial differentiation of the error sum of squares E by the coefficients a, b, c, d, e, and f is zero.
From these equations
Get. The solution can be obtained by solving the above simultaneous linear equations. The above processing is executed between step S314 and step S318 in the flowcharts shown in FIGS. Hereinafter, this process is referred to as step S316.

この方法で得られた係数a、b、c、d、e、fを使う補正方法は図122に示すように3つの方法がある。
(1)歪補正方法1
係数a、b、c、d、e、fをつかって基準パターンを補正する。次にステップS314以降の処理を行う。ただし、ステップ316は実行しない。
As shown in FIG. 122, there are three correction methods using the coefficients a, b, c, d, e, and f obtained by this method.
(1) Distortion correction method 1
The reference pattern is corrected using the coefficients a, b, c, d, e, and f. Next, the process after step S314 is performed. However, step 316 is not executed.

(2)歪補正方法2
係数a、b、c、d、e、fをつかって画像を補正する。次にステップS310以降の処理を行う。ただしステップS316は実行しない。この場合は、アフィン変換で記述した式の逆変換の式を使用する。
(2) Distortion correction method 2
The image is corrected using the coefficients a, b, c, d, e, and f. Next, the process after step S310 is performed. However, step S316 is not executed. In this case, an inverse transformation formula of the formula described in the affine transformation is used.

(3)歪補正方法3
各ベクトルd(x,y)を成分表示した(dx(xi,yi),dy(xi,yi))を係数a,b,c,d,e,fをつかって以下の式で補正する。
次にステップS318をとばしてステップS320以降の処理を実行する。ステップS320では、以上で得られた補正された各ベクトルd(x,y)を図60のエッジ間のベクトルd(x,y)として使用する。
(3) Distortion correction method 3
(D x (x i , y i ), d y (x i , y i )) representing the components of each vector d (x, y) are expressed below using coefficients a, b, c, d, e, and f. Correct with the following formula.
Next, step S318 is skipped and the processing after step S320 is executed. In step S320, each corrected vector d (x, y) obtained above is used as a vector d (x, y) between edges in FIG.

前記歪補正方法1と前記歪補正方法2は正確に検査対象パターン画像の歪量を補正できるが計算量が大きい。一方、前記歪補正方法3は角の部分に若干正確性がないが計算量が少ない。しかし、この誤差は無視しうることが多い。   Although the distortion correction method 1 and the distortion correction method 2 can accurately correct the distortion amount of the pattern image to be inspected, the calculation amount is large. On the other hand, the distortion correction method 3 is slightly inaccurate in the corner portion, but the calculation amount is small. However, this error is often negligible.

本実施例ではアフィン変換を用いた方法を使用したが他の変換式を用いても良い。例えば、xi,yiの2次の項を使った変換式を使用することができる。しかし、より複雑な変換式は実際に発生しているパターン変形量を無視することになるので注意が必要である。 In this embodiment, a method using affine transformation is used, but other transformation formulas may be used. For example, a conversion formula using a quadratic term of x i and y i can be used. However, it should be noted that a more complicated conversion formula ignores the actual pattern deformation amount.

本実施例によれば、検査対象パターン画像の歪量の線形量を検出して補正することができる。この結果、欠陥として認識する必要のない歪量を無視することができて擬似欠陥の発生を防止できる。   According to the present embodiment, it is possible to detect and correct the linear amount of distortion of the inspection target pattern image. As a result, the amount of distortion that does not need to be recognized as a defect can be ignored, and the occurrence of a pseudo defect can be prevented.

前述のスキューを含む回転や倍率変化の検出方法を画像生成装置7の回転、倍率調整に使用することができる。この調整は、前述の検査方法における検査前、もしくは検査中の適当な時点で実施される。この場合は、アフィン変換の係数a、b、d、eを画像生成装置7の回転、倍率調整用の調整値に変換して、これらの調整値を設定する。   The above-described rotation and magnification detection method including skew can be used for rotation and magnification adjustment of the image generation device 7. This adjustment is performed at an appropriate time before or during the inspection in the above-described inspection method. In this case, the affine transformation coefficients a, b, d, and e are converted into adjustment values for adjusting the rotation and magnification of the image generating device 7, and these adjustment values are set.

7.2 非線形画像歪補正方法
広い視野を持つ画像生成装置7は、前述のアフィン変換では調整できないような画像歪を持つことがある。これらの画像歪はザイデルの5収差が引き起こす。最も重要な画像歪の一つに非線形画像歪がある。この非線形画像歪を補正するために、図123から図128で示す調整方法が使用できる。
7.2 Nonlinear Image Distortion Correction Method The image generation apparatus 7 having a wide field of view may have image distortion that cannot be adjusted by the affine transformation described above. These image distortions are caused by Seidel's five aberrations. One of the most important image distortions is nonlinear image distortion. In order to correct this nonlinear image distortion, the adjustment method shown in FIGS. 123 to 128 can be used.

図123に示すように、非線形画像歪は画像の中心部では無視しうるが、画像の周辺部分では顕著である。本方法は、画像から歪ベクトルを得てから、得られた歪ベクトルを代表歪ベクトルに変換し、得られた代表歪ベクトルを使って各走査点の歪補正ベクトルを計算する方法である。得られた歪補正ベクトルは図124で示す偏向制御装置318で使用される。図124は図113と同じであるが、歪補正ベクトル計算回路414が追加されている。歪補正ベクトル計算回路414は制御コンピュータ350から代表歪ベクトルを得て、カウンター411からの信号に同期して歪補正ベクトルを計算し、そのXY成分をX偏向発生回路412とY偏向発生回路413に出力する。   As shown in FIG. 123, the non-linear image distortion can be ignored in the central portion of the image, but is remarkable in the peripheral portion of the image. This method is a method of obtaining a distortion vector from an image, converting the obtained distortion vector into a representative distortion vector, and calculating a distortion correction vector at each scanning point using the obtained representative distortion vector. The obtained distortion correction vector is used in the deflection control device 318 shown in FIG. FIG. 124 is the same as FIG. 113 except that a distortion correction vector calculation circuit 414 is added. The distortion correction vector calculation circuit 414 obtains a representative distortion vector from the control computer 350, calculates a distortion correction vector in synchronization with the signal from the counter 411, and supplies the XY component to the X deflection generation circuit 412 and the Y deflection generation circuit 413. Output.

図125では、歪補正ベクトル計算回路414が代表歪ベクトルを使って歪補正ベクトルを計算する方法が示されている。図125では、XY座標系としてX偏向電圧、Y偏向電圧を使っている。図125の黒丸(●)は各走査点に対応する偏向電圧を示している。代表歪ベクトルはXY方向とも前述の3.3 レシピデータ「(12)歪補正回路が持つ代表歪ベクトルの間隔」(走査点間のステップ電圧を単位とした間隔)ごとに黒丸(●)の位置に設定されている。ここでは簡便さのために、XY方向とも同じ間隔8を使う方法を説明する。 FIG. 125 shows a method in which the distortion correction vector calculation circuit 414 calculates a distortion correction vector using the representative distortion vector. In FIG. 125, the X deflection voltage and the Y deflection voltage are used as the XY coordinate system. 125 indicate the deflection voltages corresponding to the respective scanning points. The representative distortion vector is the position of the black circle (●) for each of the above-mentioned 3.3 recipe data “(12) Interval of representative distortion vector possessed by distortion correction circuit” (interval in units of step voltage between scanning points) in both XY directions. Is set to Here, for simplicity, a method of using the same interval 8 in the XY directions will be described.

図125の走査点の歪補正ベクトルCd(x,y)を計算するために、代表歪ベクトルRd [0,0]、Rd [8,0]、Rd [0,8]、Rd [8,8]を使う以下の双一次補間式が使用される。
ここで、(x,y)はカウンター411によって決められる走査点の座標である。また、添え字[x,y]の付いた変数は、走査点の座標(x,y)に関する変数であることを意味している。
In order to calculate the distortion correction vector C d (x, y) of the scanning point in FIG. 125, representative distortion vectors R d [0,0] , R d [8,0] , R d [0,8] , R The following bilinear interpolation formula using d [8,8] is used.
Here, (x, y) is the coordinates of the scanning point determined by the counter 411. Further, the variable with the subscript [x, y] means that the variable is related to the coordinates (x, y) of the scanning point.

歪ベクトルから代表歪ベクトルを計算する方法を説明する。まず、画像の中心部で基準パターンと検出されたエッジとをマッチングする。ここで、非線形画像歪補正用に適した基準パターンは、図123の点線で示されている基準パターンのように、周期的に存在する単純なパターンである。   A method for calculating the representative distortion vector from the distortion vector will be described. First, the reference pattern and the detected edge are matched at the center of the image. Here, the reference pattern suitable for nonlinear image distortion correction is a simple pattern that periodically exists, such as the reference pattern indicated by the dotted line in FIG.

図126(a)では長方形領域内部の点の歪ベクトルから長方形領域の各頂点の代表歪ベクトルを計算する方法が示されている。計算方法として上記の双一次補間が使用されている。図126(a)は、図125と同じであるが、走査点の歪補正ベクトルの代りに歪ベクトルd(x,y)が記述されていることが異なる。歪ベクトルd(x,y)は、始点が基準パターン上の点で、終点が前記基準パターン上の点に対応する検出されたエッジであるベクトルとして定義される。歪ベクトルd(x,y)は、図60のエッジ間のベクトルd(x,y)と同じである。   FIG. 126 (a) shows a method of calculating the representative strain vector of each vertex of the rectangular area from the strain vector of the point inside the rectangular area. The above bilinear interpolation is used as a calculation method. FIG. 126A is the same as FIG. 125 except that a distortion vector d (x, y) is described instead of the distortion correction vector at the scanning point. The distortion vector d (x, y) is defined as a vector whose start point is a point on the reference pattern and whose end point is a detected edge corresponding to the point on the reference pattern. The distortion vector d (x, y) is the same as the vector d (x, y) between the edges in FIG.

点(x,y)の歪ベクトルd(x,y)のX成分とY成分の計算方法は同じある。よって歪ベクトルd(x,y)のX成分もしくはY成分をz(x,y)で表して説明する。同様に、代表歪ベクトルRd [0,0]、Rd [8,0]、Rd [0,8]、Rd [8,8]のX成分もしくはY成分をそれぞれrz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]で表すことにする。よってz(x,y)は次の式で表現される。
The calculation method of the X component and the Y component of the distortion vector d (x, y) at the point (x, y) is the same. Therefore, the X component or Y component of the distortion vector d (x, y) will be described by z (x, y). Similarly, the X component or the Y component of the representative distortion vectors R d [0,0] , R d [8,0] , R d [0,8] , R d [8,8] are represented by r z [0, 0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] . Therefore, z (x, y) is expressed by the following equation.

rz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]を、長方形領域に存在する十分に多い数のデータ(xi,yi,zi)を使って最小自乗法で求める。xi,yiは走査点の座標値を、ziは求められた歪ベクトルd(x,y)のX成分もしくはY成分を意味する。誤差の自乗和Eは下記で計算される。
ここでΣ[0,0]は長方形領域(Ps [0,0],Ps [8,0],Ps [0,8],Ps [8,8])に存在する全てのデータに対する総和である。添え字[0,0]は長方形領域の左下の点Ps [0,0]が持つ添え字[0,0]を意味している。
r z [0,0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] is converted to a sufficiently large number of data (x i , y i , z i ) using the least squares method. x i and y i represent the coordinate values of the scanning points, and z i represents the X component or Y component of the obtained distortion vector d (x, y). The square sum E of errors is calculated as follows.
Where Σ [0,0] is all data existing in the rectangular region (P s [0,0] , P s [8,0] , P s [0,8] , P s [8,8] ) Is the sum of Subscript [0,0] means subscript [0,0] with the point of the lower left corner of the rectangular area P s [0,0].

最小自乗法は、誤差の自乗和Eのrz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]による偏微分が0であることを要請する。
これらの式から
を得る。ここで以下の記号を使用した。
以上の連立一次式を解けば解が得られる。
The least squares method has zero partial differentiation of the error sum of squares E by r z [0,0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] Request.
From these equations
Get. Here, the following symbols were used.
The solution can be obtained by solving the above simultaneous linear equations.

図126(b)で示されるように、X成分で求められた歪ベクトルd(x,y)とY成分で求められた歪ベクトルd(x,y)を合成して得られた合成歪ベクトルはこの場所の歪ベクトルに正確には一致しない。この誤差を低減するためには、以上の実施例を繰返して実施すればよい。前述の双一次補間式(再度以下に示す)は、rz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]について線形である。よって2回目以降の繰り返し計算で得られた、rz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]の値をこの計算前のrz [0,0]、rz [8,0]、rz [0,8]、rz [8,8]の値に加算する。以上で得られた値を補正に使用する。
As shown in FIG. 126 (b), the synthesized distortion vector obtained by synthesizing the distortion vector d (x, y) obtained from the X component and the distortion vector d (x, y) obtained from the Y component. Does not exactly match the distortion vector at this location. In order to reduce this error, the above embodiment may be repeated. The aforementioned bilinear interpolation equation (again shown below) is linear with respect to r z [0,0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] . Therefore, the values of r z [0,0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] obtained in the second and subsequent iterations are calculated before this calculation. Add to the values of r z [0,0] , r z [8,0] , r z [0,8] , r z [8,8] . The value obtained above is used for correction.

複数の長方形領域を使用する方法に拡張するには、以上の計算を複数の長方形領域に適用すればよい。この方法を図127の4つの長方形領域
(Ps [0,0],Ps [8,0],Ps [16,0],Ps [0,8],Ps [8,8],Ps [16,8],Ps [0,16],Ps [8,16],Ps [16,16]
を使用する場合を例に説明する
まず、前式を単純化して表現する。
To extend the method to use a plurality of rectangular areas, the above calculation may be applied to a plurality of rectangular areas. This method is represented by four rectangular regions (P s [0,0] , P s [8,0] , P s [16,0] , P s [0,8] , P s [8,8] in FIG. 127 ). , P s [16,8], P s [0,16], P s [8,16], P s [16,16])
First, the previous formula is simplified and expressed.

ここで以下の記号を使用した。
ここで添え字00はΣ[0,0]の添え字を意味している。
Here, the following symbols were used.
Here, the subscript 00 means the subscript of Σ [0,0] .

4つの長方形領域のデータについての誤差の自乗和Eは下記で計算される。
The square sum E of errors for the data of the four rectangular areas is calculated as follows.

これらの式から
を得る。以上の連立一次式を解けば解が得られる。
From these equations
Get. The solution can be obtained by solving the above simultaneous linear equations.

次に、代表歪ベクトルの近傍のデータである(xi,yi,zi)からX方向とY方向の画像の倍率の変動を求める。ここではX方向の倍率の変動amagの求め方を示す。倍率の変動amagが、1を持つ部分は歪のない中心部分と同じ倍率で観察され、倍率の変動amagか1より大きい値を持つ部分は歪のない中心部分より高い倍率で観察されている。ziを歪ベクトルd(x,y)のX成分、シフト量をScとすると下記の式が成り立つ。
Next, the variation of the magnification of the image in the X direction and the Y direction is obtained from (x i , y i , z i ) which is data in the vicinity of the representative distortion vector. Here, a method for obtaining the variation a mag of the magnification in the X direction is shown. A portion having a magnification variation a mag of 1 is observed at the same magnification as the central portion without distortion, and a portion having a magnification variation a mag or a value greater than 1 is observed at a higher magnification than the central portion without distortion. Yes. X component of z i distortion vector d (x, y), the following equation is satisfied when the shift amount and S c.

データ数が3以上の場合は、最小自乗法で解かれる。誤差の自乗和Eは
である。最小自乗法は次の式を要求する。
When the number of data is 3 or more, it is solved by the least square method. The sum of squared error E is
It is. The least squares method requires the following equation:

以上の式を解くと以下を得る。
Solving the above equation gives:

以上から次の式を得る。
ここでNはデータ数を表す。得られた倍率の変動amagは代表歪ベクトルに乗ぜられて倍率の変動を補正する。
From the above, the following equation is obtained.
Here, N represents the number of data. The obtained magnification variation a mag is multiplied by the representative strain vector to correct the magnification variation.

図128(a)および図128(b)は歪補正ベクトル計算回路414が歪補正ベクトルを偏向電圧に変換する方法を示している。図128(a)および図128(b)は縦軸に電子線が走査されるX方向の位置を使用している。縦軸の原点は画像の中心を表している。縦軸の上部は画像の周辺部を表している。また、横軸にX偏向発生回路が作る電圧を使用している。横軸の目盛りが走査点に与える電圧を意味している。   128A and 128B show a method in which the distortion correction vector calculation circuit 414 converts the distortion correction vector into a deflection voltage. 128 (a) and 128 (b) use the position in the X direction where the electron beam is scanned on the vertical axis. The origin of the vertical axis represents the center of the image. The upper part of the vertical axis represents the peripheral part of the image. The horizontal axis uses the voltage generated by the X deflection generating circuit. The scale on the horizontal axis represents the voltage applied to the scanning point.

図128(a)の点線で示される階段状の波形は理想的な走査波形を意味し、実線で示される階段状の波形は歪のある場合の走査波形を意味している。始点が走査点上の点線の位置で、終点が前記走査点上に対応する実線の位置であるベクトルが代表歪ベクトルRd [8,0]のX成分rz [8,0]を意味する。図示の簡素化のために原点位置での代表歪ベクトルRd [0,0]は0にしてある。 The step-like waveform indicated by the dotted line in FIG. 128A means an ideal scanning waveform, and the step-like waveform indicated by the solid line means a scanning waveform when there is distortion. A vector whose starting point is the position of the dotted line on the scanning point and whose end point is the position of the corresponding solid line on the scanning point means the X component r z [8,0] of the representative distortion vector R d [8,0]. . In order to simplify the illustration, the representative distortion vector R d [0,0] at the origin position is set to zero.

歪を補正するために走査点に与えるステップ電圧間隔の電圧に増分電圧EdX [8,0]を加える。増分電圧EdX [8,0]は以下の式で求められる。
ここで、係数amagは前述の拡大率amagであり、Esは歪のない部分での一走査点を移動するのに必要なステップ電圧である。
In order to correct the distortion, the incremental voltage E dX [8,0] is added to the voltage of the step voltage interval applied to the scanning point. The incremental voltage E dX [8,0] is obtained by the following equation.
Here, the coefficient a mag a magnification a mag described above, E s is a step voltage required to move the one scanning point in portion without distortion.

ziを歪ベクトルd(xi,yi)のY成分として、xiの代わりにyiを使用すれば、Y方向の非線形画像歪補正方法も同様に実施される。
本実施例は画像生成装置7に歪補正回路を付加する方法であったが、画像を変換して歪を消去する方法に変えても良い。
If z i is used as the Y component of the distortion vector d (x i , y i ) and y i is used instead of x i , the nonlinear image distortion correction method in the Y direction is similarly performed.
In this embodiment, a distortion correction circuit is added to the image generation apparatus 7. However, the image generation apparatus 7 may be replaced with a method of converting an image to eliminate distortion.

本実施例では間隔として8を使用した。この間隔は小さいほど歪補正ベクトルの精度は向上するが、代表歪ベクトルの精度は悪くなる。このように間隔は経験により決められるべき値である。
本方法を用いれば、広い視野を持つ画像生成装置7の非線形画像歪補正が自動的に高精度に短時間で実施できる。よって、この補正が可能な部分まで視野を拡張することが可能になる。
In this example, 8 was used as the interval. As this interval is smaller, the accuracy of the distortion correction vector is improved, but the accuracy of the representative distortion vector is deteriorated. Thus, the interval is a value that should be determined by experience.
If this method is used, the nonlinear image distortion correction of the image generating apparatus 7 having a wide field of view can be automatically performed in a short time with high accuracy. Therefore, it is possible to extend the field of view to a portion where this correction is possible.

7.3 パターン画像の位置に依存する線幅変動の補正方法
他の最も重要な画像歪の一つに画像位置に依存する線幅の変動がある。この線幅の変動は画像の位置によって電子線のビーム径が異なることが原因で引き起こされる。この線幅の変動を補正するために、予め得られた検査対象パターン画像の線幅分布を使って検査時の検査対象パターン画像の線幅分布を補正する方法が使用できる。
7.3 Correction Method of Line Width Variation Depending on Pattern Image Position One of the most important image distortions is line width variation depending on the image position. This variation in line width is caused by the fact that the beam diameter of the electron beam varies depending on the position of the image. In order to correct this variation in line width, a method of correcting the line width distribution of the inspection target pattern image at the time of inspection using the line width distribution of the inspection target pattern image obtained in advance can be used.

図129は、本方法を模式的に示す図である。図129の丸で示されたように電子線のビーム径は画像の周辺では中心部分より太くなる。この結果、周辺部分では観察される線幅が中心部分より太くなる。もし、電子線のビーム径が副検査単位領域で均一ならば以下の方法で線幅分布の非一様性を補正する。   FIG. 129 is a diagram schematically showing this method. As indicated by the circles in FIG. 129, the beam diameter of the electron beam is thicker at the periphery of the image than at the center. As a result, the observed line width is larger in the peripheral portion than in the central portion. If the beam diameter of the electron beam is uniform in the sub-inspection unit region, the non-uniformity of the line width distribution is corrected by the following method.

(1)予め、基準パターンの線幅が同じで均一な密度を持ったパターンを持つ部分から検査対象パターン画像を取得する。この場所はメモリなどの周期的なパターンを持った部分が適している。
(2)副検査単位領域ごとに基準パターンと検査対象パターン画像から検出されたエッジから線幅の変形量を計算する。
(3)検査時に上記(2)で計算されて得られた線幅の変形量を使って線幅分布の非均一性を補正する。
(1) An inspection target pattern image is acquired in advance from a portion having a pattern with the same line width and uniform density of the reference pattern. This part is suitable for a part having a periodic pattern such as a memory.
(2) The amount of deformation of the line width is calculated from the edge detected from the reference pattern and the inspection target pattern image for each sub-inspection unit area.
(3) The non-uniformity of the line width distribution is corrected using the deformation amount of the line width obtained by the above calculation (2) at the time of inspection.

上記(2)と(3)の線幅の変形量の計算方法と補正法は5.6 パターン変形量の大域的パターン変形量と局所パターン変形量への分離方法で記述した方法を使用する。 The calculation method and the correction method of the line width deformation amount in the above (2) and (3) use the method described in the section 5.6 Separating the pattern deformation amount into the global pattern deformation amount and the local pattern deformation amount .

以上の処理をパターン幅ごとに上記の補正方法を適用するようにしても良い。また、副検査単位領域を分割した領域に対して上記の補正方法を適用するようにしても良い。
本方法を用いれば、広い視野を持つ画像生成装置7の画像位置に依存する線幅の変動が自動的に高精度に短時間で実施できる。よって、この補正が可能な部分まで視野を拡張することが可能になる。
The above correction method may be applied to the above processing for each pattern width. Further, the above correction method may be applied to an area obtained by dividing the sub-inspection unit area.
If this method is used, the variation of the line width depending on the image position of the image generating device 7 having a wide field of view can be automatically performed in a short time with high accuracy. Therefore, it is possible to extend the field of view to a portion where this correction is possible.

8.その他の方法
8.1 画像調整に適した領域の抽出方法
長期検査においては画像調整が必要になる。自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に適した領域は、横方向縦方向の線分や終端が豊富に存在している領域である。設計データからこの要件を満たす領域を求めて、その領域を自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に使用すれば、効率的に各自動調整が可能になる。ゆえに、この画像調整に適した領域を自動的に決める方法が必要とされている。
8). Other methods
8.1 Extraction Method of Region Suitable for Image Adjustment Image adjustment is necessary for long-term inspection. A region suitable for automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment is a region where there are abundant lines and ends in the horizontal and vertical directions. If an area satisfying this requirement is obtained from the design data and used for automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment, each automatic adjustment can be efficiently performed. Therefore, there is a need for a method for automatically determining a region suitable for this image adjustment.

設計データを成す線分の幾何学情報または近接線分との関係をもとに画像調整に適した領域を抽出する方法は以下の手順で行われる。   A method of extracting a region suitable for image adjustment based on the geometric information of the line segment constituting the design data or the relationship with the adjacent line segment is performed in the following procedure.

図130はこの方法を説明する図である。
(1)各自動調整で使用する長方形の領域Rの大きさを決める。この領域Rの大きさは経験により決められる。
(2)各自動調整で使用する領域Aを決める。この領域は検査領域の近くが望ましい。領域Aは領域Rよりも大きい。
FIG. 130 is a diagram for explaining this method.
(1) The size of the rectangular area R used for each automatic adjustment is determined. The size of this region R is determined by experience.
(2) Determine the area A to be used for each automatic adjustment. This area is preferably near the inspection area. Region A is larger than region R.

(3)領域Aに対して領域Rを移動しながら、領域Rに対応する設計データの中の領域中に存在する縦方向の線分の長さの合計をもとめる。同様に、横方向の線分の長さの合計値をもとめる。この得られた合計値でより小さい値をもつ縦方向か横方向の合計値を評価値とする。ここでは、幾何学情報として線分の長さの合計値を使用している。
(4)前述の(3)で得られた評価値が最も大きい評価値を持つ部分を最適な領域(縦線も横線も多い領域)として得る。
(3) While moving the region R with respect to the region A, the total length of the vertical line segments existing in the region in the design data corresponding to the region R is obtained. Similarly, the total value of the lengths of the horizontal line segments is obtained. The total value in the vertical direction or the horizontal direction having a smaller value among the obtained total values is used as the evaluation value. Here, the total length of the line segments is used as the geometric information.
(4) A portion having the largest evaluation value obtained in the above (3) is obtained as an optimum region (a region having many vertical and horizontal lines).

以上の手順で得られた長方形R(縦線も横線も多い領域)を、前述の3.3 レシピデータ「(11)自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に適した場所」に登録しておき検査時の適切なタイミングで自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整を実施することが可能になる。 The rectangle R (region with many vertical and horizontal lines) obtained by the above procedure is registered in the above-mentioned 3.3 recipe data “(11) Place suitable for automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment”. It is possible to perform automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment at an appropriate timing during inspection.

自動非点収差調整に適した領域は、線分が多くあり、各、X方向、Y方向、45度方向、135度方向の線分の長さの合計値がそれぞれ同程度の長さである領域である。この場合は、前述と同様の手順で実行されるが、X方向とY方向に加えて45度方向と135度方向の線分の長さの合計を用いることが異なる。この条件を満たさないときは基準パターンの終端やコーナーに対応する部分領域を使用して以下の手順で自動非点収差調整を行う。   The region suitable for automatic astigmatism adjustment has many line segments, and the total lengths of the line segments in the X direction, Y direction, 45 degree direction, and 135 degree direction are approximately the same length. It is an area. In this case, the same procedure as described above is executed except that the total length of the line segments in the 45 degree direction and the 135 degree direction is used in addition to the X direction and the Y direction. When this condition is not satisfied, automatic astigmatism adjustment is performed by the following procedure using a partial region corresponding to the end or corner of the reference pattern.

まず、自動非点収差調整に適した領域を得る。この領域の例は、図131のように左側右側の終端を含む部分領域を含む領域である。他の例は、図131のように左上、左下、右上、右下のコーナーを含む部分領域を含む領域である。これらの領域は上側下側の終端を含む部分領域を含む領域でもよい。このような領域が得られれば、全方向の傾きのエッジが存在するので自動非点収差調整に適する。   First, a region suitable for automatic astigmatism adjustment is obtained. An example of this region is a region including a partial region including the left and right ends as shown in FIG. Another example is an area including a partial area including upper left, lower left, upper right, and lower right corners as shown in FIG. These regions may be regions including partial regions including upper and lower ends. If such a region is obtained, an edge having an inclination in all directions is present, which is suitable for automatic astigmatism adjustment.

前述の自動コントラスト・ブライトネス調整、自動フォーカス調整に適した領域を得る手順と同様な以下の手順を実施する。ここでは、図132を使って左上、左下、右上、右下のコーナーを使用する場合の手順を説明する。   The following procedure similar to the procedure for obtaining a region suitable for automatic contrast / brightness adjustment and automatic focus adjustment is performed. Here, the procedure in the case of using the upper left, lower left, upper right, and lower right corners will be described with reference to FIG.

(1’)自動非点収差調整で使用する長方形の領域R’の大きさを決める。この領域R’の大きさは経験により決められる。
(2’)自動非点収差調整で使用する領域A’を決める。領域A’は領域R’より大きい。
(3’)領域A’に対して領域R’を移動しながら、領域R’に対応する設計データの領域中に存在する左上のコーナーの数をもとめる。同様に、左下のコーナーの数、右上のコーナーの数、右下のコーナーの数をもとめる。この得られた数のなかで最も小さい値をもつ左上のコーナーの数、左下のコーナーの数、右上のコーナーの数、右下のコーナーの数を評価値とする。ここでは、幾何学情報としてコーナーの数を使用している。
(1 ′) The size of a rectangular region R ′ used for automatic astigmatism adjustment is determined. The size of this region R ′ is determined by experience.
(2 ′) A region A ′ to be used for automatic astigmatism adjustment is determined. Region A ′ is larger than region R ′.
(3 ′) While moving the region R ′ relative to the region A ′, the number of upper left corners existing in the region of the design data corresponding to the region R ′ is obtained. Similarly, the number of the lower left corner, the number of the upper right corner, and the number of the lower right corner are obtained. The evaluation value is the number of the upper left corner, the number of the lower left corner, the number of the upper right corner, and the number of the lower right corner having the smallest value among the obtained numbers. Here, the number of corners is used as geometric information.

(4’)(3’)で得られた評価値の中で最も大きい評価値を持つ領域R’を最適な領域(左上、左下、右上、右下の4つのコーナーのいずれもが多い領域)として得る。
(5’)左上、左下、右上、右下のコーナーの数が同じになるように、いくつかのコーナーを間引く。
以上で得られたコーナーの近傍が部分領域として使用される。
The region R ′ having the largest evaluation value among the evaluation values obtained in (4 ′) and (3 ′) is the optimum region (region having many of the four corners at the upper left, lower left, upper right, and lower right). Get as.
(5 ′) Some corners are thinned out so that the numbers of the upper left, lower left, upper right, and lower right corners are the same.
The vicinity of the corner obtained as described above is used as a partial region.

以上の手順で得られた長方形の領域をレシピに登録しておき検査時の適切なタイミングで自動非点収差調整を実施することが可能になる。この自動非点収差調整は以下の手順で実施する。
(1)自動フォーカス調整を実施する。
(2)画像と自動非点収差調整に適した領域R’とをマッチングする。
(3)領域R’に含まれる部分領域Pに対応する部分画像から非点の評価値を求める。
(4)非点の値を変えながら前記(2)前記(3)を実行する。
(5)前記(4)で得られた非点の評価値で最も良いものに対する非点の値を最良非点値として求める。
It is possible to register a rectangular region obtained by the above procedure in a recipe and perform automatic astigmatism adjustment at an appropriate timing at the time of inspection. This automatic astigmatism adjustment is performed by the following procedure.
(1) Carry out automatic focus adjustment.
(2) The image and the region R ′ suitable for automatic astigmatism adjustment are matched.
(3) An astigmatism evaluation value is obtained from the partial image corresponding to the partial region P included in the region R ′.
(4) The above (2) and (3) are executed while changing the value of astigmatism.
(5) The astigmatism value for the best astigmatism evaluation value obtained in (4) is obtained as the best astigmatism value.

本実施例によれば、画像調整に適した領域を自動的に最適に抽出することが可能になる。また、この領域が分離された領域である場合は、画像全体を使用する場合より自動調整が高精度に実施される。   According to the present embodiment, it is possible to automatically and optimally extract a region suitable for image adjustment. When this area is a separated area, automatic adjustment is performed with higher accuracy than when the entire image is used.

8.2 最もマッチングに適した副検査単位領域の選択方法
検査単位領域が非常に大きい場合は、検査単位領域を複数の副検査単位領域に分割して検査される。この場合で検査対象パターン画像の歪や回転が無視できる場合は、副検査単位領域のうちの1つとのマッチングを実行することによって、検査単位領域のマッチングが実行される。そこで本実施例では、これらの副検査単位領域の中で最もマッチングに適したものを選択する方法を説明する。
8.2 Selection Method of Sub Inspection Unit Area Most Suitable for Matching When the inspection unit area is very large, the inspection unit area is divided into a plurality of sub inspection unit areas and inspected. In this case, when distortion and rotation of the inspection target pattern image can be ignored, matching with one of the sub-inspection unit areas is executed, thereby matching the inspection unit area. Therefore, in this embodiment, a method for selecting the most suitable for matching among these sub-inspection unit areas will be described.

最もマッチングに適した副検査単位領域とは、すべての副検査単位領域に対して以下の計算をして得られた評価値の中で最も大きな評価値をもつ副検査単位領域である。
(1)図51(a)および図51(b)において示された方法でユニークパターンを得る。
(2)ユニークパターンを構成する線分を横、縦、45度方向、135度方向の4方向ごとに分類して線分長の総和を求める。
The sub-inspection unit region most suitable for matching is a sub-inspection unit region having the largest evaluation value among the evaluation values obtained by performing the following calculation for all the sub-inspection unit regions.
(1) A unique pattern is obtained by the method shown in FIGS. 51 (a) and 51 (b).
(2) The line segments constituting the unique pattern are classified into four directions of horizontal, vertical, 45 degree direction, and 135 degree direction, and the total line segment length is obtained.

(3)2番目に大きい線分長の総和を評価値とする。2番目に大きい線分長の総和を使用する理由は少なくとも2方向の線分が十分存在することが必要であるからである。
図133には、2つの副検査単位領域が示されている。ここで点線が基準パターンを、実線がユニークパターンを表している。図133の左側の副検査単位領域は縦線が多いが横線が少ない。一方、図133の右側の副検査単位領域は横線が多く縦線も比較的多い。図133の左側の副検査単位領域中のユニークパターンを成す線分の長さの総和は、図133の右側の副検査単位領域中のユニークパターンを成す線分の長さの総和より長いが、右側の副検査単位領域の評価値が左側の副検査単位領域の評価値より大きくなる。
(3) The sum of the second largest line segment length is used as the evaluation value. The reason for using the sum of the second largest line segment length is that it is necessary that there are enough line segments in at least two directions.
FIG. 133 shows two sub-inspection unit areas. Here, the dotted line represents the reference pattern, and the solid line represents the unique pattern. The left sub-inspection unit area in FIG. 133 has many vertical lines but few horizontal lines. On the other hand, the sub-inspection unit area on the right side of FIG. 133 has many horizontal lines and relatively many vertical lines. The total length of the line segments forming the unique pattern in the left sub-inspection unit area of FIG. 133 is longer than the total length of the line segments forming the unique pattern in the right sub-inspection unit area of FIG. The evaluation value of the right sub-inspection unit area is larger than the evaluation value of the left sub-inspection unit area.

以上は、2次元としてユニークパターンを求めて計算していた。しかしこの方法は多くの計算量を必要とする欠点がある。そこで正確さは劣るが少ない計算量ですむ方法を使用する。図134を用いて、本実施例を説明する。   The above calculation was performed by obtaining a unique pattern as two dimensions. However, this method has a drawback of requiring a large amount of calculation. Therefore, a method is used that requires less computation but less accuracy. The present embodiment will be described with reference to FIG.

最もマッチングに適した副検査単位領域とは、すべての副検査単位領域に対して以下の計算をして得られた評価値の中で最も大きな評価値をもつ副検査単位領域である。
(1)基準パターンを構成する線分を横、縦、45度方向、135度方向の4方向に分類して、一次元のデータにする。
(2)これらの一次元データに対して図51(a)および図51(b)において示された方法に準じた方法でユニークパターンを求める。図134の横方向線分の一次元データと縦方向線分の一次元データの中の実線がこれにあたる。
The sub-inspection unit region most suitable for matching is a sub-inspection unit region having the largest evaluation value among the evaluation values obtained by performing the following calculation for all the sub-inspection unit regions.
(1) Line segments constituting the reference pattern are classified into four directions of horizontal, vertical, 45 degree direction, and 135 degree direction to form one-dimensional data.
(2) A unique pattern is obtained for these one-dimensional data by a method according to the method shown in FIGS. 51 (a) and 51 (b). This corresponds to the one-dimensional data of the horizontal line segment in FIG. 134 and the solid line in the one-dimensional data of the vertical line segment.

(3)各、横、縦、45度方向、135度方向の線分の一次元データに存在するユニークパターンの長さの総和を求める。
(4)上記の中で2番目に大きいユニークパターンの長さの総和を評価値とする。
本例を使用すれば、検査単位領域が複数の副検査単位領域に分割されているときに、最もマッチングに適した副検査単位領域を求めることができる。これによって検査単位領域全体を使用するマッチングより高速に実行可能になる。
(3) The total sum of the lengths of the unique patterns existing in the one-dimensional data of the line segments in the horizontal, vertical, 45 degree direction, and 135 degree direction is obtained.
(4) The sum of the lengths of the second largest unique pattern among the above is used as the evaluation value.
By using this example, when the inspection unit area is divided into a plurality of sub-inspection unit areas, the sub-inspection unit area most suitable for matching can be obtained. This makes it possible to execute faster than the matching using the entire inspection unit area.

8.3 高倍画像および低倍画像を用いた検査方法
低倍画像の一部分を電磁的に高倍画像で観察できる機能をもったSEMの場合は、高倍画像では入りきらないパターンも検査可能である。すなわち、高倍画像で得たエッジ位置が低倍画像で得たエッジ位置に正確に変換できることを意味する。これと同じ関係を高精度ステージで実現してもよい。例えば、図135において、検査対象パターン画像のパターン181上の位置182、183を、それぞれ高倍画像184、185で求めた後、低倍画像187上の位置に変換して、検査対象パターン画像のパターン181の幅186を求めれば、低倍画像187のみで求めたときよりも、精度よく測長できる。
8.3 Inspection Method Using High-magnification Image and Low-magnification Image In the case of an SEM having a function capable of electromagnetically observing a part of a low-magnification image as a high-magnification image, it is possible to inspect patterns that do not fit in the high-magnification image. That is, it means that the edge position obtained with the high-magnification image can be accurately converted to the edge position obtained with the low-magnification image. This same relationship may be realized with a high-precision stage. For example, in FIG. 135, positions 182 and 183 on the pattern 181 of the inspection target pattern image are obtained from the high-magnification images 184 and 185, respectively, and then converted to positions on the low-magnification image 187, If the width 186 of 181 is obtained, the length can be measured with higher accuracy than when the width 186 is obtained using only the low-magnification image 187.

8.4 前工程のパターンの影響がある検査対象パターンの検査方法
下層に前工程パターンが存在している検査対象パターンは、下層に前工程パターンが存在している部分の検査対象パターンと下層に前工程パターンが存在していない部分の検査対象パターンとでは検査対象パターンの形成や見え方が異なる。この対策として、前工程のパターンが存在している部分の検査対象パターンと前工程のパターンが存在していない部分の検査対象パターンとで異なる検査パラメータを使用する検査方法が使用できる。
8.4 Inspection method of inspection target pattern affected by pattern of previous process The inspection target pattern where the previous process pattern exists in the lower layer is the part of the inspection target pattern where the previous process pattern exists in the lower layer and the lower layer The formation and appearance of the inspection target pattern is different from the inspection target pattern in the portion where the previous process pattern does not exist. As a countermeasure, it is possible to use an inspection method that uses different inspection parameters for an inspection target pattern in a portion where the pattern of the previous process exists and an inspection target pattern in a portion where the pattern of the previous process does not exist.

図136は、前工程のパターンが下地として観察される例を模式的に表した図である。このような場合は、検査領域を前工程に存在するパターンの内部、境界部分、外部の3領域に分離して検査を行う。前工程に存在するパターンの内部は前述の5.3.1 ゲート線幅検査方法で説明した基準パターンCと同じ方法で認識される。前工程に存在するパターンの境界部分は、帯の中心線が前工程パターンの基準パターンであって、経験的に決められた幅を持つ帯状の部分として認識される。前工程に存在するパターンの外部は、残りの部分である。 FIG. 136 is a diagram schematically illustrating an example in which the pattern of the previous process is observed as a base. In such a case, the inspection area is divided into three areas inside, the boundary portion, and the outside of the pattern existing in the previous process. The inside of the pattern existing in the previous process is recognized by the same method as the reference pattern C described in the above-mentioned 5.3.1 Gate line width inspection method . The boundary portion of the pattern existing in the previous process is recognized as a band-shaped portion having a band center line which is a reference pattern of the previous process pattern and has an empirically determined width. The outside of the pattern existing in the previous process is the remaining part.

前工程のパターン内部、外部では、前工程パターンの影響でコントラストが異なる場合がある。また、下層の表面の高低差によって形成された検査対象パターンの幅が違ったりする。   The contrast may be different between the inside and outside of the pattern of the previous process due to the influence of the previous process pattern. Also, the width of the pattern to be inspected formed due to the height difference of the lower layer surface may be different.

これらの効果を低減するために、前工程のパターン内部、外部に対して線分の位置の補正量と許容パターン変形量を別々に設定するようにする。もし境界部分がエッジ検出に適する場合は、別の線分の位置の補正量と許容パターン変形量を設定するようにする。もし境界部分がエッジ検出に適さない場合は検査対象から除くようにする。
本例によれば、図136の格子部分のように欠陥と見なさなくともよい変形(擬似欠陥)を検出する確率を低減できる。
In order to reduce these effects, the correction amount of the line segment and the allowable pattern deformation amount are set separately for the inside and outside of the pattern in the previous process. If the boundary portion is suitable for edge detection, the correction amount of the position of another line segment and the allowable pattern deformation amount are set. If the boundary portion is not suitable for edge detection, it is removed from the inspection target.
According to this example, it is possible to reduce the probability of detecting a deformation (pseudo defect) that does not need to be regarded as a defect as in the lattice portion of FIG.

8.5 欠陥情報とその欠陥に対応する情報の上書き表示方法
欠陥情報である欠陥形状もしくは欠陥画像と、欠陥情報に対応する、設計データ、マスクデータ(設計データにOPCパターンを付加して生成した)、設計データを使ったリソグラフィ・シミュレータで得られた形状、または、設計データに関連する別の情報のいずれか1つ以上を並列表示もしくは上書き表示を実現すると欠陥が発生する傾向が理解しやすくなる。この要求にかなう表示方法が必要とされる。
8.5 Overwriting display method of defect information and information corresponding to the defect Defect shape or defect image as defect information, design data and mask data corresponding to the defect information (generated by adding an OPC pattern to the design data) ), It is easy to understand the tendency of defects when parallel display or overwriting display is performed on one or more of the shape obtained by the lithography simulator using design data or other information related to the design data Become. A display method that meets this requirement is needed.

以下は欠陥が発生する傾向の例である。
(1)設計データの込み入っているところでは欠陥が多く検出される。
(2)特定のOPCパターンが付いている所に欠陥が多く検出される。
(3)設計データを使ったシミュレーションで得られた形状で細くなっている所に欠陥が多く検出される。
The following are examples of the tendency for defects to occur.
(1) Many defects are detected where design data is involved.
(2) Many defects are detected where a specific OPC pattern is attached.
(3) Many defects are detected in the narrowed shape obtained by the simulation using the design data.

また、ウェーハ検査の場合は、欠陥に対応するホトマスクの画像を使うことも有用である。ホトマスクの画像と比べれば、欠陥がホトマスク起因かそうでないかが判断できる。
これらの表示を実現するために、前述の設計データに関連する情報と検出された欠陥を対応づける。この対応づけは次の手順で実施する。
In the case of wafer inspection, it is also useful to use a photomask image corresponding to a defect. Compared with the photomask image, it can be determined whether the defect is caused by the photomask or not.
In order to realize these displays, the information related to the design data is associated with the detected defect. This association is performed by the following procedure.

(1)基準パターンのエッジに設計データの情報を付加する。付加する情報としてエッジが属する設計データである多角形のセル名、線分番号、および、エッジが属する線分の始点終点の座標、エッジに対応する線分上の位置座標を使用する。
(2)欠陥を検出したときに、使用された基準パターンのエッジに付加された設計データの情報を検査結果に付加する。
(1) The design data information is added to the edge of the reference pattern. As the information to be added, the polygon cell name, line segment number, which is the design data to which the edge belongs, the coordinates of the start point and end point of the line segment to which the edge belongs, and the position coordinates on the line segment corresponding to the edge are used.
(2) When a defect is detected, design data information added to the edge of the used reference pattern is added to the inspection result.

(3)付加された設計データの情報を使って前述の設計データに関連する情報を検索する。前述の設計データに関連する情報が、設計データと異なる座標系で記述されていても設計データである多角形のセル名、線分番号により対応づけが可能である。
図137は、設計データ、マスクデータと欠陥画像を上書き表示する例を示している。また、図138(a)、図138(b)、図138(c)および図138(d)は、認識された欠陥を図形として表示する方法の例を示している。この例では以下の表示方法を使っている。
(3) Using the added design data information, information related to the design data is retrieved. Even if the information related to the design data is described in a coordinate system different from the design data, it can be associated with the polygonal cell name and line segment number as the design data.
FIG. 137 shows an example in which design data, mask data, and a defect image are overwritten and displayed. FIG. 138 (a), FIG. 138 (b), FIG. 138 (c) and FIG. 138 (d) show an example of a method for displaying the recognized defect as a figure. In this example, the following display method is used.

(1)図138(a)で示すように、欠陥の輪郭である多角形を表示する方法。
(2)図138(b)で示すように、凹み欠陥、凸欠陥の場合は、その欠陥の最外枠を表現する長方形を表示する方法。凸欠陥の長方形の角に短い線分を入れて凹み欠陥と区別してもよい。
(3)図138(c)(d)で示すように、線幅異常の欠陥の場合は、検出された線幅を表現する辺を持つ長方形を表示する方法。
(1) A method of displaying a polygon which is the outline of a defect as shown in FIG.
(2) As shown in FIG. 138 (b), in the case of a dent defect or a convex defect, a method of displaying a rectangle representing the outermost frame of the defect. A short line segment may be put at the corner of the convex defect rectangle to distinguish it from the concave defect.
(3) As shown in FIGS. 138 (c) and 138 (d), in the case of a defect having an abnormal line width, a method of displaying a rectangle having a side representing the detected line width.

以上の方法では、検査結果を直接使用して表示している。しかし、図139で示すように欠陥を設計データに変換してから表示する方法が使用できる。この方法は以下の手順で実行される。   In the above method, the inspection result is directly used and displayed. However, as shown in FIG. 139, a method of displaying defects after converting them into design data can be used. This method is executed in the following procedure.

(1)図138(a)、(b)、(c)、(d)で得られた欠陥を表現する多角形を設計データへ保存する。
(2)設計データが、実際に存在するパターンを記述するレイアと存在しないパターンを記述するレイアとを備えている場合は、存在しないパターンを記述するレイアに図138(a)、(b)、(c)、(d)で得られた多角形を保存する。
(3)存在しないパターンを記述するレイアが複数使用できる場合は、凹み欠陥、凸欠陥、線幅異常の欠陥ごとにそれぞれ別のレイアに保存しても良い。図139では、設計データがレイア1に、凹み欠陥、凸欠陥がレイア12に、線幅異常の欠陥がレイア13に保存されている例が示されている。
(1) The polygons representing the defects obtained in FIGS. 138 (a), (b), (c), and (d) are stored in the design data.
(2) When the design data includes a layer that describes a pattern that actually exists and a layer that describes a pattern that does not exist, the layer that describes the pattern that does not exist is displayed in FIGS. 138 (a), (b), The polygon obtained in (c) and (d) is stored.
(3) When a plurality of layers describing a non-existing pattern can be used, each layer may be stored in a separate layer for each of a dent defect, a convex defect, and a defect with abnormal line width. FIG. 139 shows an example in which the design data is stored in the layer 1, the dent defect and the convex defect are stored in the layer 12, and the defect of the line width abnormality is stored in the layer 13.

この方法によれば、設計データを扱う装置で検査結果が閲覧できるので設計変更などに都合がよい。
以上の方法で、説明した上書き表示を、並列表示に代えて同様の処理にしてもよい。
According to this method, the inspection result can be browsed by an apparatus that handles design data, which is convenient for design change and the like.
With the above method, the overwriting display described above may be processed in the same manner instead of the parallel display.

本実施例によれは、欠陥が発生する傾向が理解しやすくなり、欠陥の発生原因の特定が容易に把握できるので、設計変更が容易になる。   According to the present embodiment, it becomes easy to understand the tendency of defects to occur, and the cause of the defect can be easily identified, so that the design change is facilitated.

9.帯電しやすい試料の検査方法
レジスト試料のような帯電しやすい試料の検査方法について説明する。一つはパターンにカーボンコーティングを施す方法であり、もう一つは、画像の中央部のみを検査する方法である。前者の方法にはカーボンコーティングに工程が必要であるが、高スループットな走査条件で取得した画像を使って検査ができる。一方、後者の方法にはカーボンコーティング工程が必要ではない。しかし、後者の方法を使用すると高スループットな検査ができない。
9. Test method of easily charged samples such as inspection method resist samples easily charged sample will be described. One is a method of applying a carbon coating to the pattern, and the other is a method of inspecting only the central portion of the image. The former method requires a process for carbon coating, but can be inspected using images acquired under high-throughput scanning conditions. On the other hand, the latter method does not require a carbon coating process. However, when the latter method is used, high-throughput inspection cannot be performed.

9.1 レジスト試料のカーボンコーティング方法
まず、本発明のパターン検査装置によって検査される半導体デバイスを製造するリソグラフィー工程について説明する。図140(a)ないし図140(f)は、リソグラフィー工程を示す模式図である。図140(a)ないし図140(f)は、単層の製造工程の代表例を示している。半導体デバイスの製造工程はこの単層のプロセスを繰返すことで多層を形成して製造される。
9.1 Carbon Coating Method for Resist Sample First, a lithography process for manufacturing a semiconductor device to be inspected by the pattern inspection apparatus of the present invention will be described. 140A to 140F are schematic views showing a lithography process. 140 (a) to 140 (f) show typical examples of single-layer manufacturing processes. The semiconductor device is manufactured by forming a multilayer by repeating this single layer process.

熱酸化工程により、図140(a)に示すようにシリコン基板501に酸化膜(SiO)502を形成する。次に、レジスト塗布工程により、図140(b)に示すように、酸化膜502上にレジスト膜503を形成する。そして、図140(c)に示すように、露光工程により、露光装置(ステッパー)505はホトマスク504を通過した紫外線によりレジスト膜503を部分的に露光する。 Through a thermal oxidation process, an oxide film (SiO 2 ) 502 is formed on the silicon substrate 501 as shown in FIG. Next, a resist film 503 is formed on the oxide film 502 by a resist coating process, as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 140C, in the exposure process, the exposure apparatus (stepper) 505 partially exposes the resist film 503 with the ultraviolet rays that have passed through the photomask 504.

次に、図140(d)に示すように、現像工程により、レジスト膜503を現像すると、レジスト膜503の露光された部分が除去される。その後、図140(e)に示すように、エッチング工程により、レジスト膜503が除去されている部分の酸化膜502を除去する。次に、図140(f)に示すように、レジスト剥離(アッシング)工程によりレジスト膜503を剥離する。
前述したリソグラフィー工程において、図140(d)に示す現像工程後のレジスト膜503に形成されたパターンを本発明のパターン検査装置により、レジスト膜503に形成されたパターンが設計データ通りに形成されているかを検査することができる。
Next, as shown in FIG. 140D, when the resist film 503 is developed by the development process, the exposed portion of the resist film 503 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 140E, the oxide film 502 where the resist film 503 has been removed is removed by an etching process. Next, as shown in FIG. 140F, the resist film 503 is removed by a resist peeling (ashing) step.
In the lithography process described above, the pattern formed on the resist film 503 is formed according to the design data by the pattern inspection apparatus of the present invention using the pattern formed on the resist film 503 after the development process shown in FIG. Can be inspected.

パターン検査装置は電子線(荷電粒子線)を用いてレジスト膜503に形成されたパターンを検査する。図140(d)に示す状態でそのまま電子線をレジスト膜503に照射した場合、レジストは一般的に高分子化合物で構成されている絶縁物であるため、帯電現象によって検査対象パターン画像のパターン形状が変形する。これは部分的に帯電したレジスト膜503の上面によって電子線が曲げられることで、電子線がレジストの正確な位置に照射されないからである。そのため、本実施例においては、レジスト膜503に形成されたパターンを電子線によって検査する前にレジスト膜503に形成されたパターン上にカーボン膜をコーティングして帯電現象が発生しないようにする。   The pattern inspection apparatus inspects the pattern formed on the resist film 503 using an electron beam (charged particle beam). When the resist film 503 is irradiated with an electron beam as it is in the state shown in FIG. 140 (d), the resist is an insulator generally made of a polymer compound. Is deformed. This is because the electron beam is bent by the upper surface of the partially charged resist film 503, so that the electron beam is not irradiated to an accurate position of the resist. Therefore, in this embodiment, before the pattern formed on the resist film 503 is inspected by the electron beam, the carbon film is coated on the pattern formed on the resist film 503 so that the charging phenomenon does not occur.

すなわち、図141に示すように、レジスト膜503の上およびレジスト膜503が現像によって除去されて酸化膜502が露出している部分にカーボン膜506をコートする。このように、カーボン膜506をコートすることにより、電子線を照射した際に、電子線がカーボン膜506を介してシリコン基板501に流れる。その結果、シリコン基板501からグラウンドに流れるため、帯電現象を防ぐことができる。   That is, as shown in FIG. 141, the carbon film 506 is coated on the resist film 503 and on the portions where the resist film 503 is removed by development and the oxide film 502 is exposed. Thus, by coating the carbon film 506, the electron beam flows to the silicon substrate 501 through the carbon film 506 when the electron beam is irradiated. As a result, since the silicon substrate 501 flows to the ground, the charging phenomenon can be prevented.

この場合、カーボン膜506の厚さは、パターンの線幅によって異なるが、5nmから20nm程度が適当であり、より好ましくは、10nm程度が適当である。カーボン膜506の厚さが5nm未満であると、若干導通性に乏しくなり、20nmを超えるとパターンのスペースの部分にカーボンコーティングがはみ出すように形成されるため、パターンの変形として認識され、パターンの欠陥として認識されてしまう場合がある。したがって、カーボン膜506の厚さは5nmから20nm程度が適当である。カーボンコーティングの方法として、例えば、真空蒸着法やスパッタ法を好適に用いることができる。本実施例では、カーボンスパッタコーティング装置を使ってカーボンコートする方法を説明する。   In this case, the thickness of the carbon film 506 varies depending on the line width of the pattern, but is preferably about 5 nm to 20 nm, and more preferably about 10 nm. If the thickness of the carbon film 506 is less than 5 nm, the conductivity is slightly poor, and if it exceeds 20 nm, the carbon coating is formed so as to protrude into the space portion of the pattern. It may be recognized as a defect. Therefore, the thickness of the carbon film 506 is appropriately about 5 nm to 20 nm. For example, a vacuum deposition method or a sputtering method can be suitably used as the carbon coating method. In this embodiment, a carbon coating method using a carbon sputter coating apparatus will be described.

図142は、本発明のパターン検査装置と、カーボンスパッタコーティング装置510を一体に設けた半導体ウェーハ検査システムを示す概略図である。図142に示すように、右側に示されたパターン検査装置に隣接してカーボンスパッタコーティング装置510が配置されている。カーボンスパッタコーティング装置510とパターン検査装置のウェーハ搬送装置340との間には、ウェーハ搬送ロボット515および予備排気室517が設置されている。ウェーハ搬送ロボット515には、複数の半導体ウェーハWを収納したカセット516が載置されている。ウェーハ搬送ロボット515によりカセット516内の半導体ウェーハWを取り出しカーボンスパッタコーティング装置510に搬送できるようになっている。また、ウェーハ搬送ロボット515は、カーボンスパッタコーティング装置510によりカーボンコーティングされた後の半導体ウェーハWをパターン検査装置のウェーハ搬送装置340に搬送することができるようになっている。   FIG. 142 is a schematic view showing a semiconductor wafer inspection system in which the pattern inspection apparatus of the present invention and the carbon sputter coating apparatus 510 are integrally provided. As shown in FIG. 142, a carbon sputter coating apparatus 510 is disposed adjacent to the pattern inspection apparatus shown on the right side. A wafer transfer robot 515 and a preliminary exhaust chamber 517 are installed between the carbon sputter coating apparatus 510 and the wafer transfer apparatus 340 of the pattern inspection apparatus. A cassette 516 containing a plurality of semiconductor wafers W is placed on the wafer transfer robot 515. The semiconductor wafer W in the cassette 516 can be taken out and transferred to the carbon sputter coating apparatus 510 by the wafer transfer robot 515. The wafer transfer robot 515 can transfer the semiconductor wafer W after carbon coating by the carbon sputter coating apparatus 510 to the wafer transfer apparatus 340 of the pattern inspection apparatus.

本実施例においては、カーボンスパッタコーティング装置510は、スパッタ装置から構成されており、半導体ウェーハWを保持するホルダ511と、ホルダ511に保持された半導体ウェーハWと対向して配置されたカーボンロッド512と、スパッタリングの制御を行うスパッタ制御装置513とを備えている。予備排気室517は、半導体ウェーハWをカーボンスパッタコーティング装置510に搬送、搬出する際に、カーボンスパッタコーティング装置510内の真空を維持するためと、カーボンスパッタコーティング装置510内で半導体ウェーハWを処理している間、新たな半導体ウェーハWを待機させるために設けられている。   In the present embodiment, the carbon sputter coating apparatus 510 includes a sputter apparatus, and a holder 511 that holds the semiconductor wafer W, and a carbon rod 512 that is disposed to face the semiconductor wafer W held by the holder 511. And a sputtering control device 513 for controlling the sputtering. The preliminary exhaust chamber 517 maintains the vacuum in the carbon sputter coating apparatus 510 when the semiconductor wafer W is transported and carried out to the carbon sputter coating apparatus 510, and processes the semiconductor wafer W in the carbon sputter coating apparatus 510. It is provided to wait for a new semiconductor wafer W during the period.

図142に示す半導体ウェーハ検査システムの構成において、ウェーハ搬送ロボット515によりカセット516内に収容された半導体ウェーハWは、予備排気室517を介してカーボンスパッタコーティング装置510に搬送される。この際、カーボンスパッタコーティング装置510内および予備排気室517は、真空排気されており、同一の圧力になっている。カーボンスパッタコーティング装置510内に半導体ウェーハWが搬送され、ホルダ511により半導体ウェーハWが保持されると、予備排気室517とカーボンスパッタコーティング装置510との間に配置されたゲート弁(図示せず)が閉じられ、半導体ウェーハWのカーボンコーティングが行われる。   In the configuration of the semiconductor wafer inspection system shown in FIG. 142, the semiconductor wafer W accommodated in the cassette 516 by the wafer transfer robot 515 is transferred to the carbon sputter coating apparatus 510 via the preliminary exhaust chamber 517. At this time, the carbon sputter coating apparatus 510 and the preliminary exhaust chamber 517 are evacuated to the same pressure. When the semiconductor wafer W is transferred into the carbon sputter coating apparatus 510 and is held by the holder 511, a gate valve (not shown) disposed between the preliminary exhaust chamber 517 and the carbon sputter coating apparatus 510. Is closed, and carbon coating of the semiconductor wafer W is performed.

このカーボンコーティング工程により、図141に示すように、レジスト膜503の上およびレジスト膜503が現像によって除去されて酸化膜502が露出している部分にカーボン膜506が施される。このようにカーボン膜506が施された半導体ウェーハWは、ウェーハ搬送ロボット515によりカーボンスパッタコーティング装置510から予備排気室517を介して搬出され、ウェーハ搬送装置340に搬送される。そして、半導体ウェーハWは、ウェーハ搬送装置340によって試料室320に搬送され、パターン検査装置によって検査される。パターン検査装置においては、半導体ウェーハWに電子線が照射されるが、電子線はカーボン膜506を介してシリコン基板501に流れ、その結果、シリコン基板501からグラウンドに流れるため、帯電現象を防ぐことができる。   By this carbon coating process, as shown in FIG. 141, a carbon film 506 is applied on the resist film 503 and on the portion where the resist film 503 is removed by development and the oxide film 502 is exposed. The semiconductor wafer W thus provided with the carbon film 506 is unloaded from the carbon sputter coating apparatus 510 via the preliminary exhaust chamber 517 by the wafer transfer robot 515 and transferred to the wafer transfer apparatus 340. Then, the semiconductor wafer W is transferred to the sample chamber 320 by the wafer transfer device 340 and inspected by the pattern inspection device. In the pattern inspection apparatus, the semiconductor wafer W is irradiated with an electron beam, but the electron beam flows to the silicon substrate 501 through the carbon film 506, and as a result, flows from the silicon substrate 501 to the ground, thereby preventing a charging phenomenon. Can do.

図142に示す半導体ウェーハ検査システムによれば、カーボンコーティング工程と、パターン検査の工程を連続して行うことができる。したがって、検査工程の迅速化を図ることができ、スループットが向上する。また、コーティング工程とパターン検査工程の自動化を図ることができる。   According to the semiconductor wafer inspection system shown in FIG. 142, the carbon coating process and the pattern inspection process can be performed continuously. Therefore, the inspection process can be speeded up and the throughput is improved. In addition, the coating process and the pattern inspection process can be automated.

さらにエッジの検出精度が向上する。カーボンコーティング無しの図143(a)の場合、電子線により検査対象パターン画像を取得すると、帯電現象のため、パターン内部が不均一または不安定に明るくなる。これは、帯電現象がパターンの粗密により不均一または不安定に発生し、また、帯電現象による2次電子放出比がパターン内部や下地の材質によって異なるからである。その結果正確なエッジが検出できない。一方、同じ試料にカーボン膜をコートした場合の図143(b)では、試料表面の電位が一定になるのでエッジ効果が均一に発生し、下地の明るさも均一になる。この効果でエッジ部が安定して均一に明るくなりエッジと下地の境界に均一なコントラストがつく。この結果、正確なエッジが検出できる。   Furthermore, the edge detection accuracy is improved. In the case of FIG. 143 (a) without the carbon coating, when the inspection target pattern image is acquired by the electron beam, the inside of the pattern becomes unevenly or unstablely bright due to a charging phenomenon. This is because the charging phenomenon occurs non-uniformly or unstablely due to the density of the pattern, and the secondary electron emission ratio due to the charging phenomenon varies depending on the inside of the pattern and the material of the base. As a result, an accurate edge cannot be detected. On the other hand, in FIG. 143 (b) in the case where the same sample is coated with a carbon film, the potential of the sample surface is constant, so that the edge effect is uniformly generated and the brightness of the base is also uniform. By this effect, the edge portion is stably and uniformly brightened, and a uniform contrast is formed at the boundary between the edge and the ground. As a result, an accurate edge can be detected.

9.2 画像の中央部のみを検査する検査方法
レジスト試料などの帯電現象が発生しやすい試料を観察すると、画像の周辺部分が歪む。画像の中心部は等電位に帯電している。しかし、画像の周辺部分では電子線を照射されていない場所と照射されている場所で電位が不均一なので歪が発生する。さらに、一度試料の部分が帯電すると、帯電は長時間続く。
9.2 Inspection method for inspecting only the central portion of an image When a sample such as a resist sample, which is easily charged, is observed, the peripheral portion of the image is distorted. The central portion of the image is charged to an equipotential. However, in the peripheral part of the image, distortion occurs because the potential is not uniform between the place where the electron beam is not irradiated and the place where it is irradiated. Furthermore, once the sample portion is charged, charging continues for a long time.

このような試料の検査領域を検査するために図144で示す画像の中央部のみを検査する検査方法が使用できる。図144の点線で示した長方形が検査単位領域である。また、実線で示した長方形が拡大した検査単位領域である。この拡大した検査単位領域が走査されて中心部の検査単位領域に対応する画像が検査の対象になる。   In order to inspect the inspection region of such a sample, an inspection method for inspecting only the central portion of the image shown in FIG. 144 can be used. A rectangle indicated by a dotted line in FIG. 144 is an inspection unit region. In addition, the rectangle indicated by the solid line is an enlarged inspection unit region. The enlarged inspection unit region is scanned, and an image corresponding to the central inspection unit region becomes an inspection target.

しかしながら、この方法では、拡大した検査単位領域は帯電して2回以上の検査に使用できない。よって、図144で示されるように左上のダイ、右上のダイ、左下のダイ、右下のダイの4つのダイからそれぞれ検査結果を得てから、得られた4つのダイの検査結果を融合させて、検査領域の検査結果を得る。   However, in this method, the enlarged inspection unit region is charged and cannot be used for two or more inspections. Therefore, as shown in FIG. 144, after obtaining the inspection results from the four dies of the upper left die, the upper right die, the lower left die, and the lower right die, the inspection results of the obtained four dies are fused. Thus, the inspection result of the inspection area is obtained.

本実施例に拠れば、特別な処理をすることなくシリコン基板上のレジスト膜に形成されたパターンを検査することができる。   According to the present embodiment, the pattern formed on the resist film on the silicon substrate can be inspected without performing a special process.

10.本発明の変種
以上、本発明の一例を説明したが、他にも各種の変形が可能である。たとえば、電子線(荷電粒子線)を検査対象パターンに走査して検査対象パターンの画像を得る画像生成装置7として走査型電子顕微鏡を用いたが、走査型フォーカスイオンビーム顕微鏡、走査型レーザー顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡などの各種の走査型顕微鏡に応用することができる。また、走査方向は0度、90度に限られず、例えば5度や95度など任意の微小角度を付加してもよい。
10. Although an example of the present invention has been described above over the variants of the present invention, various other modifications are possible. For example, a scanning electron microscope is used as the image generating device 7 that scans an inspection target pattern with an electron beam (charged particle beam) and obtains an image of the inspection target pattern, but a scanning focus ion beam microscope, a scanning laser microscope, It can be applied to various scanning microscopes such as a scanning probe microscope. Further, the scanning direction is not limited to 0 degrees and 90 degrees, and an arbitrary minute angle such as 5 degrees or 95 degrees may be added.

取得済みの画像データを磁気光学ディスクや磁気テープなどの外部入力デバイスを介して、またはイーサーネットなどのLAN(Local Area Network)を経由した、オフライン入力処理式に変形してもよい。   The acquired image data may be transformed into an offline input processing type via an external input device such as a magneto-optical disk or a magnetic tape, or via a LAN (Local Area Network) such as Ethernet.

画像生成法は他の方法でもよいし、基準パターンは他のデータから変換したものでもよい。基準パターンをレシピデータベース22に登録せずに、検査時に生成しても良い。   The image generation method may be another method, and the reference pattern may be converted from other data. The reference pattern may be generated at the time of inspection without being registered in the recipe database 22.

また、本実施形態においては、検査結果等を表示装置5および印刷装置6に出力しているが、画像データベース、シミュレータ、記録媒体などに出力するようにしてもよいし、ネットワークを介して他のコンピュータに送信(出力)するようにしてもよい。   In the present embodiment, the inspection results and the like are output to the display device 5 and the printing device 6. However, the inspection results may be output to an image database, a simulator, a recording medium, or the like. You may make it transmit (output) to a computer.

またさらに、本発明の方法でウェーハ中の代表的なダイと呼ばれる半導体デバイスを検査したのち、他のダイはダイ・ツー・ダイ比較により検査するような混成方法とすることも可能である。   Furthermore, after inspecting a semiconductor device called a typical die in a wafer by the method of the present invention, it is possible to adopt a hybrid method in which other dies are inspected by die-to-die comparison.

1 主制御部
2 記憶装置
3 入出力制御部
4 入力装置
5 表示装置
6 印刷装置
7 画像生成装置
11 基準パターン生成部
12 検査部
13 出力部
14 欠陥種認識部
21 基幹データベース
22 レシピデータベース
23 欠陥種参照データベース
24 欠陥情報記憶部
25 欠陥認識部
33A、33B、41、42 外接長方形
34 外接長方形
35、43 共通外接長方形
61〜70、75、81〜84 エッジ
101〜103 部分
111、113 線幅
112、114 スペース幅
121〜126 直線形状パターン
157 区間
159、163、165 検査対象パターン画像のエッジ
160、166 基準パターンのエッジ
164 基準パターンの終端を構成するエッジ
161 検査対象パターン画像のエッジの重心
162 基準パターンのエッジの重心
171 直線部分
172 コーナー
173 終端
174 孤立パターン
181 検査対象パターン画像のパターン
182、183 位置
184、185 高倍画像
186 検査対象パターン画像のパターンの幅
187 低倍画像
201 破線
202、203 実線
204 下地
205 パターン内部
206、207 ピクセルの固まり
251〜255 ピクセル
261 ピクセルの中心
262 ピクセルの中心に最も近い基準パターン上の点
263 接線
301〜304 検査単位領域
310 照射系装置
311 電子銃
312 集束レンズ
313 X偏向器
314 Y偏向器
315 対物レンズ
316 レンズ制御装置
317 画像取得装置
318 偏向制御装置
320 試料室
321 XYステージ
322 XYステージ制御装置
330 2次電子検出器
340 ウェーハ搬送装置
350 制御コンピュータ
360 操作コンピュータ
400 丸い円
401 ブロック
402 六角形ブロック
410 発振器
411 カウンター
412 X偏向発生回路
413 Y偏向発生回路
414 歪補正ベクトル計算回路
450 副偏向発生回路
452 X主偏向発生回路
453 Y主偏向発生回路
501 シリコン基板
502 酸化膜
503 レジスト膜
504 ホトマスク
505 露光装置(ステッパー)
506 カーボン膜
510 カーボンスパッタコーティング装置
511 ホルダ
512 カーボンロッド
513 スパッタ制御装置
515 ウェーハ搬送ロボット
516 カセット
517 予備排気室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main control part 2 Memory | storage device 3 Input / output control part 4 Input device 5 Display apparatus 6 Printing apparatus 7 Image generation apparatus 11 Reference pattern generation part 12 Inspection part 13 Output part 14 Defect type recognition part 21 Core database 22 Recipe database 23 Defect type Reference database 24 Defect information storage unit 25 Defect recognition unit 33A, 33B, 41, 42 circumscribed rectangle 34 circumscribed rectangle 35, 43 common circumscribed rectangle 61-70, 75, 81-84 edge 101-103 portion 111, 113 line width 112, 114 Space width 121 to 126 Linear shape pattern 157 Sections 159, 163, 165 Edge 160, 166 of inspection target pattern image Edge 164 of reference pattern Edge 161 constituting end of reference pattern Edge center of gravity 162 of inspection target pattern image Reference pattern Edge of The center of gravity 171 The straight line portion 172 The corner 173 The end 174 The isolated pattern 181 The pattern image 182 and 183 of the inspection target pattern image The position 184 and 185 The high magnification image 186 The pattern width 187 of the inspection target pattern image The low magnification image 201 The broken line 202 and 203 The solid line 204 The background 205 Pattern interior 206, 207 Pixel cluster 251-255 Pixel 261 Pixel center 262 Point 263 on reference pattern closest to pixel center Tangent 301-304 Inspection unit area 310 Irradiation system device 311 Electron gun 312 Focusing lens 313 X deflector 314 Y deflector 315 Objective lens 316 Lens control device 317 Image acquisition device 318 Deflection control device 320 Sample chamber 321 XY stage 322 XY stage control device 330 Secondary electron detector 340 Wafer transfer device 350 Control computer 360 Operation computer 400 Round circle 401 Block 402 Hexagonal block 410 Oscillator 411 Counter 412 X deflection generation circuit 413 Y deflection generation circuit 414 Distortion correction vector calculation circuit 450 Sub deflection generation circuit 452 X main deflection generation circuit 453 Y main deflection Generation circuit 501 Silicon substrate 502 Oxide film 503 Resist film 504 Photomask 505 Exposure apparatus (stepper)
506 Carbon film 510 Carbon sputter coating device 511 Holder 512 Carbon rod 513 Sputter control device 515 Wafer transfer robot 516 Cassette 517 Pre-exhaust chamber

Claims (10)

検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記データから領域検査に使用する基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記検査対象パターン画像のエッジと前記領域検査に使用する基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査することを特徴とするパターン検査装置。
A pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and data used for manufacturing the inspection target pattern,
Generating means for generating a reference pattern expressed by a line segment or a curve from the data;
Generating means for generating a reference pattern used for area inspection from the data;
Generating means for generating the inspection target pattern image;
Means for detecting an edge of the inspection target pattern image;
An inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing an edge of the inspection target pattern image with a reference pattern represented by the line segment or curve;
The pattern inspection apparatus, wherein the inspection unit inspects the inspection target pattern by comparing an edge of the inspection target pattern image with a reference pattern used for the region inspection.
請求項1に記載のパターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを、前記データを成す線分の幾何学情報もしくは接するか近接する前記データを成す線分同士の関係を使用して抽出することを特徴とするパターン検査装置。   The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein a reference pattern used for the region inspection is extracted using geometric information of a line segment that forms the data or a relationship between line segments that are in contact with or close to each other. A pattern inspection apparatus. 請求項2に記載のパターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを用いる検査として、直線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、曲線形状パターンの線幅検査、スペース幅検査、平均線幅検査、平均スペース幅検査、もしくは切断・短絡検査のうち少なくとも一つであることを特徴とするパターン検査装置。   The pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein as the inspection using the reference pattern used for the region inspection, the line width inspection of the linear shape pattern, the space width inspection, the average line width inspection, the average space width inspection, the curve shape pattern A pattern inspection apparatus which is at least one of line width inspection, space width inspection, average line width inspection, average space width inspection, or cutting / short-circuit inspection. 請求項2または請求項3に記載のパターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンを前記データから抽出する手段が、検査対象に関するレイアの前記データの多角形とこれに関連するレイアの前記データの多角形との論理演算の結果を使用することを特徴とするパターン検査装置。   4. The pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein means for extracting a reference pattern to be used for the region inspection from the data includes the polygon of the data of the layer related to the inspection object and the layer of the layer related thereto. A pattern inspection apparatus using a result of a logical operation with a polygon of data. 請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載のパターン検査装置において、前記領域検査に使用する基準パターンのエッジとは異なった方向に前記エッジを検出することにより切断もしくは短絡した欠陥であるか検査することを特徴とするパターン検査装置。   5. The pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein the defect is cut or short-circuited by detecting the edge in a direction different from an edge of a reference pattern used for the region inspection. A pattern inspection device characterized by 検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段と、
前記検査手段によって、同一の前記データに基づいて製造された複数の半導体デバイスに対して、前記データ上の座標で表現された同じ検査領域から得られた欠陥位置と欠陥サイズを得て、前記得られた欠陥位置と欠陥サイズを持つ領域が重なっている場合には繰り返し発生する欠陥と認識する欠陥認識手段とを備えることを特徴とするパターン検査装置。
A pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and data used for manufacturing the inspection target pattern,
Generating means for generating a reference pattern expressed by a line segment or a curve from the data;
Generating means for generating the inspection target pattern image;
Means for detecting an edge of the inspection target pattern image;
Inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing the edge of the inspection target pattern image with a reference pattern represented by the line segment or curve;
The inspection means obtains a defect position and a defect size obtained from the same inspection area expressed by coordinates on the data for a plurality of semiconductor devices manufactured based on the same data. A pattern inspection apparatus comprising: a defect recognizing unit that recognizes a defect that repeatedly occurs when a region having a defect size and a region having a defect size overlap.
請求項6に記載のパターン検査装置において、前記複数の半導体デバイスから得られた前記欠陥位置と欠陥サイズのうち、少なくとも一つの第1の前記半導体デバイスについては、第1の半導体デバイスに設定された前記検査領域から前記欠陥位置と欠陥サイズを得て、それ以外の第2の前記半導体デバイスについては、前記第1の半導体デバイス得られた欠陥位置と欠陥サイズを持つ領域が重なっているか調べるのに必要な領域のみを検査することを特徴とするパターン検査装置。   7. The pattern inspection apparatus according to claim 6, wherein at least one first semiconductor device among the defect positions and defect sizes obtained from the plurality of semiconductor devices is set as a first semiconductor device. The defect position and the defect size are obtained from the inspection region, and for the other second semiconductor device, it is examined whether the region having the defect position and the defect size obtained by the first semiconductor device overlaps. A pattern inspection apparatus for inspecting only a necessary area. 検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記基準パターンの幾何学情報から得られる項目、前記データの情報から得られる項目、もしくは前記データに関連するデータの情報から得られる項目ごとに、欠陥種を設定することを特徴とするパターン検査装置。
A pattern inspection apparatus for inspecting using an inspection target pattern image and data used for manufacturing the inspection target pattern,
Generating means for generating a reference pattern expressed by a line segment or a curve from the data;
Generating means for generating the inspection target pattern image;
Means for detecting an edge of the inspection target pattern image;
An inspection means for inspecting the inspection target pattern by comparing an edge of the inspection target pattern image with a reference pattern represented by the line segment or curve;
The inspection unit sets a defect type for each item obtained from geometric information of the reference pattern, an item obtained from the data information, or an item obtained from data information related to the data. Pattern inspection device.
請求項8に記載のパターン検査装置において、前記欠陥の近傍の前記基準パターンを切り出して得られた特徴を使って欠陥分類することを特徴とするパターン検査装置。   9. The pattern inspection apparatus according to claim 8, wherein the defect classification is performed using a characteristic obtained by cutting out the reference pattern in the vicinity of the defect. 請求項8に記載のパターン検査装置において、前記データの情報を使って、補正パターンが追加された前記データ、前記データを使ったシミュレーションで得られた形状データ、または、前記データに関連する別のデータのいずれかと、前記欠陥とを、対応づけることを特徴とするパターン検査装置。   9. The pattern inspection apparatus according to claim 8, wherein the data information is used to add the correction pattern, the shape data obtained by simulation using the data, or another data related to the data. A pattern inspection apparatus, wherein any one of data is associated with the defect.
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