JP2956651B2 - 微細パターン検査装置および検査方法 - Google Patents
微細パターン検査装置および検査方法Info
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリセルがアレ
イ状に形成されたＤＲＡＭなどの半導体メモリのウェー
ハや、これの製造の際に用いるマスク等における微細パ
ターンを検査するための微細パターン検査装置と検査方
法に関する。
イ状に形成されたＤＲＡＭなどの半導体メモリのウェー
ハや、これの製造の際に用いるマスク等における微細パ
ターンを検査するための微細パターン検査装置と検査方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の微細パターン検査装置
が、例えば、特開昭６１−２００４１５号公報にて開示
されている。図４は、この装置と同様の構成の従来の微
細パターン検査装置を示すブロック構成図であり、図中
符号４１０は画像演算兼システム制御装置、４１２は画
像メモリ、４１３は画像演算補助器、４１４は補助画像
メモリ、４１５は画像表示回路、４１６はディスプレ
イ、４１７はステージ制御回路、４２１は光源、４２３
はＣＣＤイメージセンサ、４４１はＸＹステージ、４４
５は被検査試料、４５１は照射光、４５２は反射光、４
５３は画像信号である。
が、例えば、特開昭６１−２００４１５号公報にて開示
されている。図４は、この装置と同様の構成の従来の微
細パターン検査装置を示すブロック構成図であり、図中
符号４１０は画像演算兼システム制御装置、４１２は画
像メモリ、４１３は画像演算補助器、４１４は補助画像
メモリ、４１５は画像表示回路、４１６はディスプレ
イ、４１７はステージ制御回路、４２１は光源、４２３
はＣＣＤイメージセンサ、４４１はＸＹステージ、４４
５は被検査試料、４５１は照射光、４５２は反射光、４
５３は画像信号である。
【０００３】ただし、この例では、光源は電子ビーム源
ではなく、通常光を用いている。図４において、この装
置は、画像演算兼システム制御装置４１０と、画像発生
用の光照射器である光源４２１と、検出器であるＣＣＤ
イメージセンサ４２３と、画像信号４５３を入力して画
像信号を蓄積する画像メモリ４１２と、画像演算補助器
４１３と、正規の検査用パターンを記憶する補助画像メ
モリ４１４と、画像表示回路４１５と、検査結果を表示
するディスプレイ４１６と、被検査試料４４５を移動さ
せるＸＹステージ４４１と、ＸＹステージを制御するス
テージ制御回路４１７とを有している。
ではなく、通常光を用いている。図４において、この装
置は、画像演算兼システム制御装置４１０と、画像発生
用の光照射器である光源４２１と、検出器であるＣＣＤ
イメージセンサ４２３と、画像信号４５３を入力して画
像信号を蓄積する画像メモリ４１２と、画像演算補助器
４１３と、正規の検査用パターンを記憶する補助画像メ
モリ４１４と、画像表示回路４１５と、検査結果を表示
するディスプレイ４１６と、被検査試料４４５を移動さ
せるＸＹステージ４４１と、ＸＹステージを制御するス
テージ制御回路４１７とを有している。
【０００４】この装置による微細パターンの検査は、次
のようにして実行される。画像発生用の光源４２１から
照射光４５１をＸＹステージ４４１上の被検査試料４４
５に照射する。被検査試料４４５の表面形状等の画像情
報を持つ反射光４５２が、ＣＣＤイメージセンサー４２
３にて検出される。ＣＣＤイメージセンサー４２３から
得られる画像信号４５３は、画像メモリ４１２に蓄えら
れる。画像演算兼システム制御装置４１０は、画像演算
補助器７１３を通して得られる画像情報と、別途準備し
た補助画像メモリ４１４から呼び出した正規の検査用パ
ターンデータとを比較することによって被検査試料４４
１上の欠陥を抽出する。
のようにして実行される。画像発生用の光源４２１から
照射光４５１をＸＹステージ４４１上の被検査試料４４
５に照射する。被検査試料４４５の表面形状等の画像情
報を持つ反射光４５２が、ＣＣＤイメージセンサー４２
３にて検出される。ＣＣＤイメージセンサー４２３から
得られる画像信号４５３は、画像メモリ４１２に蓄えら
れる。画像演算兼システム制御装置４１０は、画像演算
補助器７１３を通して得られる画像情報と、別途準備し
た補助画像メモリ４１４から呼び出した正規の検査用パ
ターンデータとを比較することによって被検査試料４４
１上の欠陥を抽出する。
【０００５】画像演算兼システム制御装置４１０はさら
に、欠陥の位置を、ステージ制御回路４１７から得られ
るステージ位置の情報と合わせて計算し、画像表示回路
４１５を通して被検査試料４４１上の欠陥位置をディス
プレイ４１６によって表示する。
に、欠陥の位置を、ステージ制御回路４１７から得られ
るステージ位置の情報と合わせて計算し、画像表示回路
４１５を通して被検査試料４４１上の欠陥位置をディス
プレイ４１６によって表示する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来例を
も含め、従来の微細パターン検査装置には、次のような
問題点がある。
も含め、従来の微細パターン検査装置には、次のような
問題点がある。
【０００７】まず、検査用パターンデータと被検査試料
から得られるパターンとを比較する場合に、パターン認
識による像位置の合わせ込みを行う必要があるため、計
算時間が比較的長くかかるという問題点がある。また、
パターン認識を精度よく行うためにはステージ送りを精
度よく行う必要があるが、この結果、装置が大型化する
傾向にあると共に、ステージ移動を速くすることが比較
的難しいという問題点がある。さらに、１画像フレーム
単位で比較演算を行うために、大量のメモリが必要にな
り、装置が大型化するという問題点がある。
から得られるパターンとを比較する場合に、パターン認
識による像位置の合わせ込みを行う必要があるため、計
算時間が比較的長くかかるという問題点がある。また、
パターン認識を精度よく行うためにはステージ送りを精
度よく行う必要があるが、この結果、装置が大型化する
傾向にあると共に、ステージ移動を速くすることが比較
的難しいという問題点がある。さらに、１画像フレーム
単位で比較演算を行うために、大量のメモリが必要にな
り、装置が大型化するという問題点がある。
【０００８】本発明の課題は、処理の高速化、装置構成
の簡易化、および小型化がなされた微細パターン検査装
置および検査方法を提供することである。
の簡易化、および小型化がなされた微細パターン検査装
置および検査方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の微細パターン検
査装置は、ＬＳＩウェーハ上に形成された各チップ内の
多数の同一形状の繰り返しパターン中の微細欠陥を外観
検査する装置であって、被検査試料を搭載して位置決め
のための移動が可能な移動ステージと、移動ステージを
駆動し位置情報を出力するステージ制御装置と、被検査
試料に投射する照射光を照射する光源と、照射光を被検
査試料に投射して反射光を集光する顕微光学系と、反射
光を受光する一次元フォトダイオードアレー、受光した
画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変
換回路、変換した画像信号を記憶する記憶回路、および
画像信号を欠陥部検出のために演算処理する演算処理回
路を内蔵するＣＭＯＳイメージセンサチップと、検査結
果を表示する表示手段と、各手段を制御するシステム制
御手段とを具備する。
査装置は、ＬＳＩウェーハ上に形成された各チップ内の
多数の同一形状の繰り返しパターン中の微細欠陥を外観
検査する装置であって、被検査試料を搭載して位置決め
のための移動が可能な移動ステージと、移動ステージを
駆動し位置情報を出力するステージ制御装置と、被検査
試料に投射する照射光を照射する光源と、照射光を被検
査試料に投射して反射光を集光する顕微光学系と、反射
光を受光する一次元フォトダイオードアレー、受光した
画像信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変
換回路、変換した画像信号を記憶する記憶回路、および
画像信号を欠陥部検出のために演算処理する演算処理回
路を内蔵するＣＭＯＳイメージセンサチップと、検査結
果を表示する表示手段と、各手段を制御するシステム制
御手段とを具備する。
【００１０】本発明の微細パターン検査方法は、ＬＳＩ
ウェーハ上に形成された各チップ内の多数の同一形状の
繰り返しパターン中の微細欠陥を外観検査する方法であ
って、被検査試料を所定の位置に移動させ、照射光を被
検査試料に形成された同じパターンを繰り返す微細パタ
ーン素に投射し、反射光を一次元に配列された受光素子
で受光してアナログ信号列に変換し、得られたアナログ
信号列をデジタル信号列に変換して原デジタル信号列と
して記憶し、記憶された原デジタル信号列をパターンの
繰り返しサイクルの１サイクル分および２サイクル分循
環的に変位させて記憶し、記憶された１サイクル分変位
したデジタル信号列と、２サイクル分変位したデジタル
信号列と、原デジタル信号列とに代数演算処理を行って
欠陥像を抽出し、得られた欠陥像と検査の対象となった
微細パターン素の位置情報とから被検査試料の欠陥情報
を作成して表示する。
ウェーハ上に形成された各チップ内の多数の同一形状の
繰り返しパターン中の微細欠陥を外観検査する方法であ
って、被検査試料を所定の位置に移動させ、照射光を被
検査試料に形成された同じパターンを繰り返す微細パタ
ーン素に投射し、反射光を一次元に配列された受光素子
で受光してアナログ信号列に変換し、得られたアナログ
信号列をデジタル信号列に変換して原デジタル信号列と
して記憶し、記憶された原デジタル信号列をパターンの
繰り返しサイクルの１サイクル分および２サイクル分循
環的に変位させて記憶し、記憶された１サイクル分変位
したデジタル信号列と、２サイクル分変位したデジタル
信号列と、原デジタル信号列とに代数演算処理を行って
欠陥像を抽出し、得られた欠陥像と検査の対象となった
微細パターン素の位置情報とから被検査試料の欠陥情報
を作成して表示する。
【００１１】本発明によればＬＳＩウェーハ上の各チッ
プ内の同一形状の多数の繰り返しパターン中の微細欠陥
を外観検査する装置において、１次元ＣＭＯＳフォトダ
イオードアレイとアナログデジタル変換回路と記憶回路
と演算回路とを内蔵するＣＭＯＳイメージセンサーチッ
プを用いることにより、正規の検査用パターンとの画像
の合わせ込みが不要となり、計算時間が短く、大量のメ
モリを必要としない、小型の微細パターンの検査装置が
得られる。
プ内の同一形状の多数の繰り返しパターン中の微細欠陥
を外観検査する装置において、１次元ＣＭＯＳフォトダ
イオードアレイとアナログデジタル変換回路と記憶回路
と演算回路とを内蔵するＣＭＯＳイメージセンサーチッ
プを用いることにより、正規の検査用パターンとの画像
の合わせ込みが不要となり、計算時間が短く、大量のメ
モリを必要としない、小型の微細パターンの検査装置が
得られる。
【００１２】本発明によればイメージセンサーで得られ
たＬＳＩウェーハ上の同一形状の多数のパターンの画像
信号を記憶回路に保持し、該画像信号と該画像信号を演
算回路を用いて繰り返しパターンの１サイクル分および
２サイクル分循環的に変位させた画像信号との間で、欠
陥検出アルゴリズムによる代数演算処理を行うことによ
り正規の検査用パターンを用いることなく欠陥像を抽出
することができる。
たＬＳＩウェーハ上の同一形状の多数のパターンの画像
信号を記憶回路に保持し、該画像信号と該画像信号を演
算回路を用いて繰り返しパターンの１サイクル分および
２サイクル分循環的に変位させた画像信号との間で、欠
陥検出アルゴリズムによる代数演算処理を行うことによ
り正規の検査用パターンを用いることなく欠陥像を抽出
することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
の微細パターン検査装置のブロック構成図であり、図中
符号１１０はシステム制御コントローラ、１１１は記録
媒体、１１６はディスプレイ、１１７はステージコント
ローラ、１２１は光源、１２２は顕微光学系、１３０は
ＣＭＯＳイメージセンサチップ、１４１はＸＹステー
ジ、１４５は被検査試料、１５１は照射光、１５２は反
射光、１５３は欠陥画像情報、１５４は欠陥検出制御信
号／イメージセンサ動作状態情報、１５５、１５６はＸ
Ｙステージ位置情報、１５７はＸＹステージ駆動制御信
号、１５８はＸＹステージ駆動信号である。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
の微細パターン検査装置のブロック構成図であり、図中
符号１１０はシステム制御コントローラ、１１１は記録
媒体、１１６はディスプレイ、１１７はステージコント
ローラ、１２１は光源、１２２は顕微光学系、１３０は
ＣＭＯＳイメージセンサチップ、１４１はＸＹステー
ジ、１４５は被検査試料、１５１は照射光、１５２は反
射光、１５３は欠陥画像情報、１５４は欠陥検出制御信
号／イメージセンサ動作状態情報、１５５、１５６はＸ
Ｙステージ位置情報、１５７はＸＹステージ駆動制御信
号、１５８はＸＹステージ駆動信号である。
【００１４】図２は本発明の実施の形態におけるＣＭＯ
Ｓイメージセンサチップ１０３内の信号処理ブロックと
信号の流れを表すブロック構成図であり、図中符号２１
０はシステム制御コントローラ側、２３０はＣＭＯＳイ
メージセンサチップ側、２３１は一次元フォトダイオー
ドアレイ、２３２はＡ／Ｄコンバータ、２３３は一次記
憶レジスタ、２３４はシフトレジスタ、２３５は演算処
理回路部、２３６はＲＡＭ、２３７はイメージ演算部、
２３８は演算用レジスタ、２３９は命令デコード部、２
４０は動作状態出力部、２４１は２５６ビットバス、２
４２は８ビットバス、２４３は１６ビットバス、２５１
は参照画像の入力／欠陥画像出力信号、２５２は制御命
令入力／動作状態出力信号である。
Ｓイメージセンサチップ１０３内の信号処理ブロックと
信号の流れを表すブロック構成図であり、図中符号２１
０はシステム制御コントローラ側、２３０はＣＭＯＳイ
メージセンサチップ側、２３１は一次元フォトダイオー
ドアレイ、２３２はＡ／Ｄコンバータ、２３３は一次記
憶レジスタ、２３４はシフトレジスタ、２３５は演算処
理回路部、２３６はＲＡＭ、２３７はイメージ演算部、
２３８は演算用レジスタ、２３９は命令デコード部、２
４０は動作状態出力部、２４１は２５６ビットバス、２
４２は８ビットバス、２４３は１６ビットバス、２５１
は参照画像の入力／欠陥画像出力信号、２５２は制御命
令入力／動作状態出力信号である。
【００１５】図３は本発明の実施の形態におけるＣＭＯ
Ｓイメージセンサチップ内で行われる欠陥抽出アルゴリ
ズムを説明するための概念図である。
Ｓイメージセンサチップ内で行われる欠陥抽出アルゴリ
ズムを説明するための概念図である。
【００１６】本装置は、図１に示すようにメモリセルが
アレイ状に形成されたＤＲＡＭなどの半導体メモリのウ
ェーハ等の被検査試料１４５上に、繰り返して形成され
ている微細なパターン素（メモリセル等）から成る微細
パターンについて、光源１２１からの光を該微細パター
ンに照射し、顕微光学系１２２を介して該微細パターン
素の外観像をＣＭＯＳイメージセンサーチップ１３０に
図２に示す一次元フォトダイオードアレイ２３１によっ
て取り込んだ後、該ＣＭＯＳイメージセンサーチップ１
３０内に内蔵されているフォトダイオードセルと同数の
並列Ａ／Ｄコンバータ２３２によって、一次元フォトダ
イオード中のすべてのフォトダイオードセルに蓄えられ
たアナログ的輝度信号列を並列して同時にＡ／Ｄ変換を
行い、得られたデジタル信号列を一次記憶レジスタ２３
３に代入する。
アレイ状に形成されたＤＲＡＭなどの半導体メモリのウ
ェーハ等の被検査試料１４５上に、繰り返して形成され
ている微細なパターン素（メモリセル等）から成る微細
パターンについて、光源１２１からの光を該微細パター
ンに照射し、顕微光学系１２２を介して該微細パターン
素の外観像をＣＭＯＳイメージセンサーチップ１３０に
図２に示す一次元フォトダイオードアレイ２３１によっ
て取り込んだ後、該ＣＭＯＳイメージセンサーチップ１
３０内に内蔵されているフォトダイオードセルと同数の
並列Ａ／Ｄコンバータ２３２によって、一次元フォトダ
イオード中のすべてのフォトダイオードセルに蓄えられ
たアナログ的輝度信号列を並列して同時にＡ／Ｄ変換を
行い、得られたデジタル信号列を一次記憶レジスタ２３
３に代入する。
【００１７】次に、このデジタル化された一次元イメー
ジ情報の各ビットは、一次元レジスタのビット数と等し
い転送バス２４１を通じて該ＣＭＯＳイメージセンサチ
ップ１３０内に同様に設けられている演算処理回路部２
３５中のＲＡＭ２３６にデジタル信号列として並列同時
に蓄えられる。デジタル信号列である一次元イメージ情
報は、該演算処理回路部２３５中に別に設けられている
演算用レジスタ２３８にも並列的に代入され、イメージ
演算部２３７によって、該一次元イメージ中の繰り返し
パターンの１サイクル分だけ循環的に変位させたイメー
ジがデジタル信号列として形成されて、ＲＡＭ２３６中
の空き領域に格納される。更に、イメージ演算部２３７
と演算用レジスタ２３８で一次元イメージ情報を、繰り
返しパターンの２サイクル分だけ循環的に変位させたイ
メージがデジタル信号列として形成され、ＲＡＭ２３６
中に残っている空き領城に更に格納される。
ジ情報の各ビットは、一次元レジスタのビット数と等し
い転送バス２４１を通じて該ＣＭＯＳイメージセンサチ
ップ１３０内に同様に設けられている演算処理回路部２
３５中のＲＡＭ２３６にデジタル信号列として並列同時
に蓄えられる。デジタル信号列である一次元イメージ情
報は、該演算処理回路部２３５中に別に設けられている
演算用レジスタ２３８にも並列的に代入され、イメージ
演算部２３７によって、該一次元イメージ中の繰り返し
パターンの１サイクル分だけ循環的に変位させたイメー
ジがデジタル信号列として形成されて、ＲＡＭ２３６中
の空き領域に格納される。更に、イメージ演算部２３７
と演算用レジスタ２３８で一次元イメージ情報を、繰り
返しパターンの２サイクル分だけ循環的に変位させたイ
メージがデジタル信号列として形成され、ＲＡＭ２３６
中に残っている空き領城に更に格納される。
【００１８】このようにして、ＲＡＭ２３６には、パタ
ーン素の一次元原イメージ情報、繰り返しパターンの１
サイクル分循環的に変位されたイメージ情報および２サ
イクル分循環的に変位させたイメージ情報とがそれぞれ
デジタル信号列として蓄えられる。
ーン素の一次元原イメージ情報、繰り返しパターンの１
サイクル分循環的に変位されたイメージ情報および２サ
イクル分循環的に変位させたイメージ情報とがそれぞれ
デジタル信号列として蓄えられる。
【００１９】これら３つのイメージ情報を用いて、後述
する欠陥検出アルゴリズムを適用することによりＣＭＯ
Ｓイメージセンサチップ１３０で欠陥情報が抽出され
て、欠陥画像情報１５３としてシステム制御コントロー
ラ１１０に出力され、ステージコントローラ１１７から
得られる被検査試料１４５の位置情報と併せてシステム
制御コントローラ１１０で欠陥情報を形成し、ディスプ
レイ１１６を通じて外部に欠陥情報を伝達することがで
きる。
する欠陥検出アルゴリズムを適用することによりＣＭＯ
Ｓイメージセンサチップ１３０で欠陥情報が抽出され
て、欠陥画像情報１５３としてシステム制御コントロー
ラ１１０に出力され、ステージコントローラ１１７から
得られる被検査試料１４５の位置情報と併せてシステム
制御コントローラ１１０で欠陥情報を形成し、ディスプ
レイ１１６を通じて外部に欠陥情報を伝達することがで
きる。
【００２０】次に、アルゴリズムについて図３を用いて
説明する。図３によれば、今、被検査試料上の微細パタ
ーンは、基本的に、複数のパターン素“Ａ”（図３では
概念的に正常なパターン素を“Ａ”と表現し、欠陥は
’、欠陥を有するパターン素は“Ａ’”、反転画像は
［“Ａ”］と表現する）がアレイ状に形成されて成って
おり、その中に欠陥のパターン素“Ａ′”も含まれてい
るものとする。
説明する。図３によれば、今、被検査試料上の微細パタ
ーンは、基本的に、複数のパターン素“Ａ”（図３では
概念的に正常なパターン素を“Ａ”と表現し、欠陥は
’、欠陥を有するパターン素は“Ａ’”、反転画像は
［“Ａ”］と表現する）がアレイ状に形成されて成って
おり、その中に欠陥のパターン素“Ａ′”も含まれてい
るものとする。
【００２１】さて、本装置の画像検出手段は、まず、被
検査試料上の微細パターンを所定の領域だけ一度に画像
検出するか、あるいは走査を行うことにより所定の領域
だけ画像検出する。画像検出により得られた所定の領域
分の微細パターンの画像信号の原デジタル信号列に対し
て、パターン素“Ａ”、“Ａ’”が原画像（原デジタル
信号列）から繰り返しパターン素のサイクル分循環的に
変位された変位画像（変位デジタル信号列）を、変位分
だけ右あるいは左にずらせて表示することができる。こ
れは、ちょうど、放送で受信したテレビ画像にビルなど
に反射した像が重なるゴースト現象と類似の現象であ
る。以後、この類似性により変位画像を遅延画像と呼
ぶ。
検査試料上の微細パターンを所定の領域だけ一度に画像
検出するか、あるいは走査を行うことにより所定の領域
だけ画像検出する。画像検出により得られた所定の領域
分の微細パターンの画像信号の原デジタル信号列に対し
て、パターン素“Ａ”、“Ａ’”が原画像（原デジタル
信号列）から繰り返しパターン素のサイクル分循環的に
変位された変位画像（変位デジタル信号列）を、変位分
だけ右あるいは左にずらせて表示することができる。こ
れは、ちょうど、放送で受信したテレビ画像にビルなど
に反射した像が重なるゴースト現象と類似の現象であ
る。以後、この類似性により変位画像を遅延画像と呼
ぶ。
【００２２】この際の変位量（遅延量）をちょうどパタ
ーン素の繰り返しサイクル（パターン素の整数倍分）に
調整すれば、あるパターン素の原画像と、そのパターン
素とは異なる例えば隣りのパターン素の遅延画像とが重
なる状態とすることができる。さらに、遅延画像の明度
を反転させて遅延反転画像とし、原画像と遅延反転画像
とを代数演算により合成することにより、互いに同じ形
状のパターン素“Ａ”同士は、画像情報的に相殺される
ことになる（合成画像１）。ここで、微細パターン中に
欠陥のパターン素“Ａ’”がある場合、欠陥のパターン
素“Ａ’”に関する原画像“Ａ’”と遅延反転画像
“［Ａ］”とによる合成画像および遅延反転画像
“［Ａ’］”と原画像“Ａ”とによる合成画像において
は、上述の相殺効果が欠陥部分には働かず、合成画像は
それぞれ欠陥像“ ’”反転欠陥像“［ ’］”とな
る。さらに、遅延画像をさらに、同量変位させた再遅延
画像とこれを反転させた再遅延反転画像を形成する。こ
の再遅延反転画像と遅延画像を合成することにより、合
成画像１と同様だが各々が１パターン素分シフトした合
成画像２を形成することができる。次に、合成画像１と
合成画像２の絶対値を求め、各々のパターン素の絶対値
を比較して、０を含めて小さい方を選択する最小値選択
処理を行う。この処理によって、遅延画像の欠陥位置の
左または右にあった合成画像１、合成画像２の欠陥像は
比較の対象になった合成画像２、合成画像１に欠陥画像
がないため０となり、遅延画像の欠陥位置の合成画像１
および合成画像２には双方に欠陥像があるので欠陥像が
残り、原画像の欠陥位置とは１パターン素分シフトして
いるものの欠陥に対応した絶対値化欠陥像｜′｜を取得
することができる。
ーン素の繰り返しサイクル（パターン素の整数倍分）に
調整すれば、あるパターン素の原画像と、そのパターン
素とは異なる例えば隣りのパターン素の遅延画像とが重
なる状態とすることができる。さらに、遅延画像の明度
を反転させて遅延反転画像とし、原画像と遅延反転画像
とを代数演算により合成することにより、互いに同じ形
状のパターン素“Ａ”同士は、画像情報的に相殺される
ことになる（合成画像１）。ここで、微細パターン中に
欠陥のパターン素“Ａ’”がある場合、欠陥のパターン
素“Ａ’”に関する原画像“Ａ’”と遅延反転画像
“［Ａ］”とによる合成画像および遅延反転画像
“［Ａ’］”と原画像“Ａ”とによる合成画像において
は、上述の相殺効果が欠陥部分には働かず、合成画像は
それぞれ欠陥像“ ’”反転欠陥像“［ ’］”とな
る。さらに、遅延画像をさらに、同量変位させた再遅延
画像とこれを反転させた再遅延反転画像を形成する。こ
の再遅延反転画像と遅延画像を合成することにより、合
成画像１と同様だが各々が１パターン素分シフトした合
成画像２を形成することができる。次に、合成画像１と
合成画像２の絶対値を求め、各々のパターン素の絶対値
を比較して、０を含めて小さい方を選択する最小値選択
処理を行う。この処理によって、遅延画像の欠陥位置の
左または右にあった合成画像１、合成画像２の欠陥像は
比較の対象になった合成画像２、合成画像１に欠陥画像
がないため０となり、遅延画像の欠陥位置の合成画像１
および合成画像２には双方に欠陥像があるので欠陥像が
残り、原画像の欠陥位置とは１パターン素分シフトして
いるものの欠陥に対応した絶対値化欠陥像｜′｜を取得
することができる。
【００２３】本装置では、以上のような処理を行うこと
によって、欠陥を検出するアルゴリズムを用いて欠陥像
を検出することがででき、欠陥像が検出されることによ
って、検査者は、欠陥のパターン素が存在することを確
認できる。
によって、欠陥を検出するアルゴリズムを用いて欠陥像
を検出することがででき、欠陥像が検出されることによ
って、検査者は、欠陥のパターン素が存在することを確
認できる。
【００２４】以上の各手順は記録媒体１１１に記録され
たプログラムなどのソフトウエアによっても実現できる
ことは容易に類推できる。
たプログラムなどのソフトウエアによっても実現できる
ことは容易に類推できる。
【００２５】また、実施の形態では本発明を半導体メモ
リのウェーハを対象として説明したが、類似の構造であ
る半導体メモリの製造に用いられるマスク等における微
細パターンの検査についても同様に適用することができ
る。
リのウェーハを対象として説明したが、類似の構造であ
る半導体メモリの製造に用いられるマスク等における微
細パターンの検査についても同様に適用することができ
る。
【００２６】
【実施例】ＣＭＯＳイメージセンサーとしてスウェーデ
ン国にあるＩＶＰ社の製品である一次元ＣＭＯＳイメー
ジセンサーチップを用い、市販されている通常の顕微光
学系に光量を増大させるためのイメージインテンシファ
イヤーとを組み合わせて、１６ＭＢのＤＲＡＭチップが
９０個並んでいる８インチウェーハ上の微小欠陥の検出
を行ったところ、従来のＣＣＤイメージセンサーを備え
た装置を用いた場合に比べて３倍速く検出を行うことが
できた。
ン国にあるＩＶＰ社の製品である一次元ＣＭＯＳイメー
ジセンサーチップを用い、市販されている通常の顕微光
学系に光量を増大させるためのイメージインテンシファ
イヤーとを組み合わせて、１６ＭＢのＤＲＡＭチップが
９０個並んでいる８インチウェーハ上の微小欠陥の検出
を行ったところ、従来のＣＣＤイメージセンサーを備え
た装置を用いた場合に比べて３倍速く検出を行うことが
できた。
【００２７】
【発明の効果】本発明による微細パターン検査装置およ
び検査方法は、ＣＭＯＳイメージセンサーチップを用い
て画像を取得し、該チップ内において被検査試料上に繰
り返して形成されている微細なパターン素から成る微細
パターンの画像信号を記憶回路に保持し、該画像信号を
演算回路を用いて繰り返しパターンの１サイクル分およ
び２サイクル分循環的に変位させた画像信号と該画像信
号との間で、代数演算処理を行うことにより欠陥像を抽
出することを特徴としており、該イメージセンサーと極
く短距離で並列に直結された該チップ内の画像処理回路
を用いて、一次元画像自身を変位させたものを参照画像
として用いているため、欠陥抽出の処理ステップ数が従
来に比べて低減できるために処理が速く、また走査する
たびに自分自身の一次元画像を順次用いるため大量のメ
モリが不要になり、装置構成が簡素となり、小型とする
ことができる。
び検査方法は、ＣＭＯＳイメージセンサーチップを用い
て画像を取得し、該チップ内において被検査試料上に繰
り返して形成されている微細なパターン素から成る微細
パターンの画像信号を記憶回路に保持し、該画像信号を
演算回路を用いて繰り返しパターンの１サイクル分およ
び２サイクル分循環的に変位させた画像信号と該画像信
号との間で、代数演算処理を行うことにより欠陥像を抽
出することを特徴としており、該イメージセンサーと極
く短距離で並列に直結された該チップ内の画像処理回路
を用いて、一次元画像自身を変位させたものを参照画像
として用いているため、欠陥抽出の処理ステップ数が従
来に比べて低減できるために処理が速く、また走査する
たびに自分自身の一次元画像を順次用いるため大量のメ
モリが不要になり、装置構成が簡素となり、小型とする
ことができる。
【００２８】本発明は、効果をまとめると次のようにな
る。
る。
【００２９】第１の効果は、欠陥像を抽出するのに必要
な時間が短縮されることである。これは、従来技術にお
いて必要であった検査用パターンデータと被検査試料か
ら得られるパターンとを比較する場合の、パターン認識
による画像の合わせ込み処理が不要であるからである。
な時間が短縮されることである。これは、従来技術にお
いて必要であった検査用パターンデータと被検査試料か
ら得られるパターンとを比較する場合の、パターン認識
による画像の合わせ込み処理が不要であるからである。
【００３０】第２の効果は、ステージの移動速度を速く
でき、結果的に試料全体の検査を高速化できることであ
る。また、装置自体を小型化することができる点であ
る。これは、従来必要であったパターン認識による画像
の位置合わせ込みが不要であるからである。
でき、結果的に試料全体の検査を高速化できることであ
る。また、装置自体を小型化することができる点であ
る。これは、従来必要であったパターン認識による画像
の位置合わせ込みが不要であるからである。
【００３１】第３の効果は、装置構成が簡素なことであ
る。これは、従来必要であった比較演算処理、ならびに
この処理に必要な大量のメモリが不要であるからであ
る。
る。これは、従来必要であった比較演算処理、ならびに
この処理に必要な大量のメモリが不要であるからであ
る。
【図１】本発明の実施の形態の微細パターン検査装置の
ブロック構成図である。
ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＣＭＯＳイメージ
センサチップ内の信号処理ブロックと信号の流れを表す
ブロック構成図である。
センサチップ内の信号処理ブロックと信号の流れを表す
ブロック構成図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＣＭＯＳイメージ
センサチップ内で行われる欠陥抽出アルゴリズムを説明
するための概念図である。
センサチップ内で行われる欠陥抽出アルゴリズムを説明
するための概念図である。
【図４】従来の微細パターン検査装置を示すブロック構
成図である。
成図である。
１１０ システム制御コントローラ １１１ 記録媒体 １１６、４１６ ディスプレイ １１７ ステージコントローラ １２１、４２１ 光源 １２２ 顕微光学系 １３０ ＣＭＯＳイメージセンサチップ １４１、４４１ ＸＹステージ １４５、４４５ 被検査試料 １５１、４５１ 照射光 １５２、４５２ 反射光 １５３ 欠陥画像情報 １５４ 欠陥検出制御信号／イメージセンサ動作状態
情報、 １５５、１５６ ＸＹステージ位置情報 １５７ ＸＹステージ駆動制御信号 １５８ ＸＹステージ駆動信号 ２１０ システム制御コントローラ側 ２３０ ＣＭＯＳイメージセンサチップ側 ２３１ 一次元フォトダイオードアレイ ２３２ Ａ／Ｄコンバータ ２３３ 一次記憶レジスタ ２３４ シフトレジスタ ２３５ 演算処理回路部 ２３６ ＲＡＭ ２３７ イメージ演算部 ２３８ 演算用レジスタ ２３９ 命令デコード部 ２４０ 動作状態出力部 ２４１ ２５６ビットバス ２４２ ８ビットバス ２４３ １６ビットバス ２５１ 参照画像の入力／欠陥画像出力信号 ２５２ 制御命令入力／動作状態出力信号 ４１０ 画像演算兼システム制御装置 ４１２ 画像メモリ ４１３ 画像演算補助器 ４１４ 補助画像メモリ ４１５ 画像表示回路 ４１７ ステージ制御回路 ４２３ ＣＣＤイメージセンサ ４５３ 画像信号
情報、 １５５、１５６ ＸＹステージ位置情報 １５７ ＸＹステージ駆動制御信号 １５８ ＸＹステージ駆動信号 ２１０ システム制御コントローラ側 ２３０ ＣＭＯＳイメージセンサチップ側 ２３１ 一次元フォトダイオードアレイ ２３２ Ａ／Ｄコンバータ ２３３ 一次記憶レジスタ ２３４ シフトレジスタ ２３５ 演算処理回路部 ２３６ ＲＡＭ ２３７ イメージ演算部 ２３８ 演算用レジスタ ２３９ 命令デコード部 ２４０ 動作状態出力部 ２４１ ２５６ビットバス ２４２ ８ビットバス ２４３ １６ビットバス ２５１ 参照画像の入力／欠陥画像出力信号 ２５２ 制御命令入力／動作状態出力信号 ４１０ 画像演算兼システム制御装置 ４１２ 画像メモリ ４１３ 画像演算補助器 ４１４ 補助画像メモリ ４１５ 画像表示回路 ４１７ ステージ制御回路 ４２３ ＣＣＤイメージセンサ ４５３ 画像信号
Claims (4)
- 【請求項１】 ＬＳＩウェーハ上に形成された各チップ
内の多数の同一形状の繰り返しパターン中の微細欠陥を
外観検査する装置であって、 被検査試料を搭載して位置決めのための移動が可能な移
動ステージと、 前記移動ステージを駆動し位置情報を出力するステージ
制御装置と、 前記被検査試料に投射する照射光を照射する光源と、 前記照射光を前記被検査試料に投射して反射光を集光す
る顕微光学系と、 前記反射光を受光する一次元フォトダイオードアレー、
受光した画像信号をデジタル信号に変換するアナログデ
ジタル変換回路、変換した画像信号を記憶する記憶回
路、および前記画像信号を欠陥部検出のために演算処理
する演算処理回路を内蔵するＣＭＯＳイメージセンサチ
ップと、 検査結果を表示する表示手段と、 前記各手段を制御するシステム制御手段と、を具備する
微細パターン検査装置。 - 【請求項２】 ＬＳＩウェーハ上に形成された各チップ
内の多数の同一形状の繰り返しパターン中の微細欠陥を
外観検査する方法であって、 被検査試料を所定の位置に移動させ、 照射光を前記被検査試料に形成された同じパターンを繰
り返す微細パターン素に投射し、 反射光を一次元に配列された受光素子で受光してアナロ
グ信号列に変換し、 得られた前記アナログ信号列をデジタル信号列に変換し
て原デジタル信号列として記憶し、 記憶された前記原デジタル信号列をパターンの繰り返し
サイクルの１サイクル分および２サイクル分循環的に変
位させて記憶し、 記憶された前記１サイクル分変位したデジタル信号列
と、前記２サイクル分変位したデジタル信号列と、前記
原デジタル信号列とに代数演算処理を行って欠陥像を抽
出し、 得られた前記欠陥像と検査の対象となった前記微細パタ
ーン素の位置情報とから前記被検査試料の欠陥情報を作
成して表示する、微細パターン検査方法。 - 【請求項３】 欠陥像を抽出するための前記代数演算処
理は、 前記原デジタル信号列と反転させた前記１サイクル分変
位したデジタル信号列とを合成して第１の合成画像を生
成し、 前記１サイクル分変位したデジタル信号列と反転させた
前記２サイクル分変位したデジタル信号列とを合成して
第２の合成画像を生成し、 同位置にある前記第１の合成画像と前記第２の合成画像
とのそれぞれの絶対値を比較して０を含む小さい方の絶
対値を選択し、 ０以外の絶対値を有する位置の前記１サイクル分変位し
たデジタル信号列の該当微細パターン素を欠陥像として
抽出する、代数演算処理である請求項２に記載の微細パ
ターン検査方法。 - 【請求項４】 ＬＳＩウェーハ上に形成された各チップ
内の多数の同一形状の繰り返しパターン中の微細欠陥を
外観検査するための制御プログラムを記録した記録媒体
であって、 ステージ制御装置を介して被検査試料を搭載した移動ス
テージを移動させ、該被検査試料を所定の位置に位置決
めする手順と、 光源が照射する照射光を前記被検査試料に形成された同
じパターンを繰り返す微細パターン素に投射する手順
と、 前記微細パターン素からの反射光を一次元に配列された
受光素子に受光させてアナログ信号列に変換する手順
と、 得られた前記アナログ信号列をアナログデジタル変換回
路でデジタル信号列に変換して原デジタル信号列として
記憶回路に記憶する手順と、 演算処理回路で記憶された前記原デジタル信号列をパタ
ーンの繰り返しサイクルの１サイクル分および２サイク
ル分循環的に変位させて記憶回路に記憶させる手順と、 記憶された前記１サイクル分変位したデジタル信号列
と、前記２サイクル分変位したデジタル信号列と、前記
原デジタル信号列とに前記演算処理回路で代数演算処理
を行って欠陥像を抽出する手順と、 前記演算処理回路で得られた前記欠陥像と前記ステージ
制御装置からの検査の対象となった前記微細パターン素
の位置情報とからシステム制御コントローラで前記被検
査試料の欠陥情報を作成して表示手段に表示する手順
と、を実行させるためのプログラムを記録した機械読み
取り可能な記録媒体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129673A JP2956651B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 微細パターン検査装置および検査方法 |
| US09/081,099 US6188785B1 (en) | 1997-05-20 | 1998-05-19 | Pattern inspecting apparatus and inspecting method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129673A JP2956651B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 微細パターン検査装置および検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321688A JPH10321688A (ja) | 1998-12-04 |
| JP2956651B2 true JP2956651B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=15015340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9129673A Expired - Fee Related JP2956651B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 微細パターン検査装置および検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6188785B1 (ja) |
| JP (1) | JP2956651B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11729523B2 (en) | 2020-10-12 | 2023-08-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of testing image sensor using frequency domain, test system performing the same and method of manufacturing image sensor using the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6477265B1 (en) * | 1998-12-07 | 2002-11-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | System to position defect location on production wafers |
| JP3810694B2 (ja) * | 2002-02-15 | 2006-08-16 | 三菱電機株式会社 | パターン検査装置及びパターン検査方法 |
| US7085408B1 (en) * | 2002-07-16 | 2006-08-01 | Magna Chip Semiconductor | Method and system for testing image sensor system-on-chip |
| JP4510403B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2010-07-21 | 富士フイルム株式会社 | カメラモジュール及びカメラモジュールの製造方法 |
| JP4876019B2 (ja) * | 2007-04-25 | 2012-02-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 欠陥検査装置およびその方法 |
| US20140064596A1 (en) | 2012-08-29 | 2014-03-06 | Micron Technology, Inc. | Descriptor guided fast marching method for analyzing images and systems using the same |
| CN106298569B (zh) * | 2016-07-28 | 2019-03-22 | 深圳芯启航科技有限公司 | 一种图像芯片的量产测试方法及装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2816839C3 (de) * | 1978-04-18 | 1981-03-26 | Computer Gesellschaft Konstanz Mbh, 7750 Konstanz | Schaltungsanordnung zum Aufbereiten eines abgetasteten Musters |
| US4579455A (en) * | 1983-05-09 | 1986-04-01 | Kla Instruments Corporation | Photomask inspection apparatus and method with improved defect detection |
| US4633504A (en) | 1984-06-28 | 1986-12-30 | Kla Instruments Corporation | Automatic photomask inspection system having image enhancement means |
| JPS61200415A (ja) | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 微細パタ−ン検査装置 |
| JP3409909B2 (ja) * | 1994-03-11 | 2003-05-26 | 株式会社東芝 | ウェーハパターンの欠陥検出方法及び同装置 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP9129673A patent/JP2956651B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-19 US US09/081,099 patent/US6188785B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11729523B2 (en) | 2020-10-12 | 2023-08-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of testing image sensor using frequency domain, test system performing the same and method of manufacturing image sensor using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6188785B1 (en) | 2001-02-13 |
| JPH10321688A (ja) | 1998-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |