JP2984633B2 - 参照画像作成方法およびパターン検査装置 - Google Patents
参照画像作成方法およびパターン検査装置Info
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- JP2984633B2 JP2984633B2 JP9234018A JP23401897A JP2984633B2 JP 2984633 B2 JP2984633 B2 JP 2984633B2 JP 9234018 A JP9234018 A JP 9234018A JP 23401897 A JP23401897 A JP 23401897A JP 2984633 B2 JP2984633 B2 JP 2984633B2
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターン検査装置
において、特に設計データからＤｉｅ−Ｔｏ−Ｄａｔａ
ＢＡＳＥ検査に用いる参照画像を作成する参照画像作成
方法およびパターン検査装置に関するものである。
において、特に設計データからＤｉｅ−Ｔｏ−Ｄａｔａ
ＢＡＳＥ検査に用いる参照画像を作成する参照画像作成
方法およびパターン検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、フォトマスク、レテイクル、ウ
ェーハー液晶などに形成された半導体集積回路などの微
細パターンが、設計データから作成した理想的なパター
ンの寸法，形状に基づいて正確に描かれているか否か
を、パターン検査装置により検査する必要がある。この
種のパターン検査装置では、まず、矩形または台形の位
置座標、および線分長で記述された設計データを、被検
査パターンに相当する「０」，「１」の２値のビットデ
ータに変換する。
ェーハー液晶などに形成された半導体集積回路などの微
細パターンが、設計データから作成した理想的なパター
ンの寸法，形状に基づいて正確に描かれているか否か
を、パターン検査装置により検査する必要がある。この
種のパターン検査装置では、まず、矩形または台形の位
置座標、および線分長で記述された設計データを、被検
査パターンに相当する「０」，「１」の２値のビットデ
ータに変換する。
【０００３】次に、被検査対象パターンをレーザービー
ムで走査し、その透過光を受光素子上に結像させて得た
パターン情報から、あるいは撮像系から得たパターン画
像のエッジプロファイルから、所定の光学的点広がり関
数を作成し、この関数を用いるとともに、２値のビット
データとの畳み込み演算を施すことにより、設計データ
を多階調データ（多値データ）に変換し、参照画像を得
る。そして、光学系走査または撮像系入力により得られ
た実画像に同期して、設計データから得られた参照画像
を読み込み、対応する画素位置で両者の不一致点を検出
することによって実パターン上の欠陥検出（Ｄｉｅ−Ｔ
ｏ−ＤａｔａＢＡＳＥ試験）を行う。
ムで走査し、その透過光を受光素子上に結像させて得た
パターン情報から、あるいは撮像系から得たパターン画
像のエッジプロファイルから、所定の光学的点広がり関
数を作成し、この関数を用いるとともに、２値のビット
データとの畳み込み演算を施すことにより、設計データ
を多階調データ（多値データ）に変換し、参照画像を得
る。そして、光学系走査または撮像系入力により得られ
た実画像に同期して、設計データから得られた参照画像
を読み込み、対応する画素位置で両者の不一致点を検出
することによって実パターン上の欠陥検出（Ｄｉｅ−Ｔ
ｏ−ＤａｔａＢＡＳＥ試験）を行う。
【０００４】なお、実画像内のパターンには、光学的条
件や製造プロセスの影響などにより、設計理想値に比べ
て、コーナー（角部）の丸み、線幅の太りや細りなどの
寸法誤差が存在し、設計データから得られた参照画像と
の擬似的な誤差に起因して、欠陥とは判定しない疑似欠
陥が生じやすい。したがって、各検査領域での特徴量に
応じて、適切なエッジ位置検出や、コーナー認識などの
特徴抽出を行って、参照画像を予め修正しておく方法が
考えられる。
件や製造プロセスの影響などにより、設計理想値に比べ
て、コーナー（角部）の丸み、線幅の太りや細りなどの
寸法誤差が存在し、設計データから得られた参照画像と
の擬似的な誤差に起因して、欠陥とは判定しない疑似欠
陥が生じやすい。したがって、各検査領域での特徴量に
応じて、適切なエッジ位置検出や、コーナー認識などの
特徴抽出を行って、参照画像を予め修正しておく方法が
考えられる。
【０００５】従来の参照画像作成方法では、参照画像の
パターン線幅を修正する場合、実画像に適切なエッジ検
出処理を行い、設計データのパターン修正幅を２値デー
タ，ビット（画素）単位のままで修正するものとなって
いる。この場合、設計ビットパターンから変更ビットパ
ターンを作成し、実画像を２値化した被検査パターンの
ビットデータとの排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）をとるこ
とにより、参照画像側のパターンのリサイズを行う。
パターン線幅を修正する場合、実画像に適切なエッジ検
出処理を行い、設計データのパターン修正幅を２値デー
タ，ビット（画素）単位のままで修正するものとなって
いる。この場合、設計ビットパターンから変更ビットパ
ターンを作成し、実画像を２値化した被検査パターンの
ビットデータとの排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）をとるこ
とにより、参照画像側のパターンのリサイズを行う。
【０００６】また、エッジ位置検出やコーナー認識など
により設計データから抽出されるエッジやコーナーに対
して、所定のパターンエッジ角度（例えば、０，４５，
９０，１３５度）を有するエッジやコーナーを示すビッ
ト単位の修正テンプレートを用意しておく。そして、そ
のエッジやコーナーに対応する実画像に最も近い修正テ
ンプレートを選択して元の設計データを修正し、修正し
た設計データを再び多値化して参照画像を作成し、得ら
れた参照画像と実画像との階調差を適切な欠陥アルゴリ
ズムのしきい値で、欠陥か否かを判定することによっ
て、欠陥の検出を行うものとなっている（例えば、特開
平４−３５０７７６号公報など参照）。
により設計データから抽出されるエッジやコーナーに対
して、所定のパターンエッジ角度（例えば、０，４５，
９０，１３５度）を有するエッジやコーナーを示すビッ
ト単位の修正テンプレートを用意しておく。そして、そ
のエッジやコーナーに対応する実画像に最も近い修正テ
ンプレートを選択して元の設計データを修正し、修正し
た設計データを再び多値化して参照画像を作成し、得ら
れた参照画像と実画像との階調差を適切な欠陥アルゴリ
ズムのしきい値で、欠陥か否かを判定することによっ
て、欠陥の検出を行うものとなっている（例えば、特開
平４−３５０７７６号公報など参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の参照画像作成方法およびパターン検査装置で
は、設計データから作成した参照画像のエッジやコーナ
ーに近い修正テンプレートを用いて、元の設計データを
修正して再度参照画像を作成することにより、光学的走
査によって得られる正常パターンの実画像データに近い
参照画像を作成するものとなっているため、設計データ
に対する修正処理により検査スループットが低下すると
ともに、修正テンプレートとの階調差に起因して疑似欠
陥が発生するという問題点があった。
うな従来の参照画像作成方法およびパターン検査装置で
は、設計データから作成した参照画像のエッジやコーナ
ーに近い修正テンプレートを用いて、元の設計データを
修正して再度参照画像を作成することにより、光学的走
査によって得られる正常パターンの実画像データに近い
参照画像を作成するものとなっているため、設計データ
に対する修正処理により検査スループットが低下すると
ともに、修正テンプレートとの階調差に起因して疑似欠
陥が発生するという問題点があった。
【０００８】すなわち、設計データのパターン修正をビ
ット列で示されるパターン形状の複数のテンプレートか
ら実画像の形状に近いテンプレートを選択し、その論理
演算によって得られるビット列を光学的走査によって得
られる点広がり関数から計算される光強度分値と修正し
たテンプレート画像とのたたみ込み演算によって多値の
比較用参照画像を作成するため、画素数が増えると処理
すべき演算量が大幅に増大し、検査スループットが低下
するという問題点があった。
ット列で示されるパターン形状の複数のテンプレートか
ら実画像の形状に近いテンプレートを選択し、その論理
演算によって得られるビット列を光学的走査によって得
られる点広がり関数から計算される光強度分値と修正し
たテンプレート画像とのたたみ込み演算によって多値の
比較用参照画像を作成するため、画素数が増えると処理
すべき演算量が大幅に増大し、検査スループットが低下
するという問題点があった。
【０００９】さらに、パターン修正における拡大および
縮小幅を、各画素内においてテンプレートによるビット
列の演算で行うため、修正された後のパターンの階調値
がテンプレートの階調分布に限定されてしまうという欠
点がある。さらに、周囲パターンの形状に無関係に階調
補正が実行されるため、パターンエッジが画素の区切り
に位置していない場合や、コーナー部の丸まり部分で
は、走査によって得られる実画像との階調差が大きくな
り、疑似欠陥が発生しやすいという問題点があった。
縮小幅を、各画素内においてテンプレートによるビット
列の演算で行うため、修正された後のパターンの階調値
がテンプレートの階調分布に限定されてしまうという欠
点がある。さらに、周囲パターンの形状に無関係に階調
補正が実行されるため、パターンエッジが画素の区切り
に位置していない場合や、コーナー部の丸まり部分で
は、走査によって得られる実画像との階調差が大きくな
り、疑似欠陥が発生しやすいという問題点があった。
【００１０】このため、設計パターンが斜めエッジを持
つような任意角度で配置されたパタンのエッジ部では、
テンプレートを用いて画素単位で階調を補正しても、階
調差の段差が補間できない。特に、画素の区切りにある
欠陥や周囲とのコントラストが悪く、検査分解能より細
かいエッジ上のパターン欠陥は、周囲との階調差が出に
くいため、参照画像との比較処理による欠陥検出感度が
低下するするという欠点があった。本発明はこのような
課題を解決するためのものであり、被検査対象の実画像
に近く精度の良い参照画像を作成できるとともに、疑似
欠陥を大幅に削減できるパターン検査装置を提供するこ
とを目的としている。
つような任意角度で配置されたパタンのエッジ部では、
テンプレートを用いて画素単位で階調を補正しても、階
調差の段差が補間できない。特に、画素の区切りにある
欠陥や周囲とのコントラストが悪く、検査分解能より細
かいエッジ上のパターン欠陥は、周囲との階調差が出に
くいため、参照画像との比較処理による欠陥検出感度が
低下するするという欠点があった。本発明はこのような
課題を解決するためのものであり、被検査対象の実画像
に近く精度の良い参照画像を作成できるとともに、疑似
欠陥を大幅に削減できるパターン検査装置を提供するこ
とを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、参照画像作成方法とし
て、検査分解能より細かな分解能を有する各画素上に設
計データを多階調値からなるパターンとして展開して参
照データを作成し、この参照データの各パターンの幅
を、実画像内の対応するパターンのエッジ位置に基づい
て多階調のまま検査分解能より細かな精度で拡大または
縮小して参照画像を作成するようにしたものである。し
たがって、各画素上に展開されたパターンが、実画像内
の対応するパターンのエッジ位置に基づいて、多階調の
まま検査分解能より細かな精度で拡大または縮小され、
実画像に近い参照画像が作成される。
るために、請求項１の発明は、参照画像作成方法とし
て、検査分解能より細かな分解能を有する各画素上に設
計データを多階調値からなるパターンとして展開して参
照データを作成し、この参照データの各パターンの幅
を、実画像内の対応するパターンのエッジ位置に基づい
て多階調のまま検査分解能より細かな精度で拡大または
縮小して参照画像を作成するようにしたものである。し
たがって、各画素上に展開されたパターンが、実画像内
の対応するパターンのエッジ位置に基づいて、多階調の
まま検査分解能より細かな精度で拡大または縮小され、
実画像に近い参照画像が作成される。
【００１２】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
参照画像作成方法において、各画素に、画素をマトリク
ス状に分割するサブ画素を設け、画素内に展開されたパ
ターンに属するサブ画素数に基づいて、それぞれの画素
における階調値を算出するようにしたものである。ま
た、請求項３の発明は、請求項２記載の参照画像作成方
法において、すべてのサブ画素がパターンに属さない画
素の階調値を最小階調値とし、すべてのサブ画素がパタ
ーンに属する画素の階調値を最大階調値とするようにし
たものである。
参照画像作成方法において、各画素に、画素をマトリク
ス状に分割するサブ画素を設け、画素内に展開されたパ
ターンに属するサブ画素数に基づいて、それぞれの画素
における階調値を算出するようにしたものである。ま
た、請求項３の発明は、請求項２記載の参照画像作成方
法において、すべてのサブ画素がパターンに属さない画
素の階調値を最小階調値とし、すべてのサブ画素がパタ
ーンに属する画素の階調値を最大階調値とするようにし
たものである。
【００１３】また、請求項４の発明は、請求項３記載の
参照画像作成方法において、所定修正幅分に対応する繰
り返し回数だけ、画素単位およびサブ画素単位で、各画
素の階調値の補正を繰り返すことにより、参照データの
各パターンの幅を拡大あるいは縮小するようにしたもの
である。また、請求項５の発明は、請求項４記載の参照
画像作成方法において、画素上に展開された参照データ
の処理対象パターンのエッジと、これに対応する実画像
上のパターンのエッジとの位置関係から、処理対象パタ
ーンを拡大または縮小すべき修正幅を算出し、最大階調
値から最小階調値を減算した値を最大階調値から最小階
調値を減算した値の約数である単位階調修正値で除算し
て得た１画素あたりの階調数で、単位階調修正値の倍数
である前記修正幅分の階調数を除算し、その商を画素単
位での階調値修正の繰り返し回数とし、その剰余をサブ
画素単位での階調値修正の繰り返し回数とするようにし
たものである。
参照画像作成方法において、所定修正幅分に対応する繰
り返し回数だけ、画素単位およびサブ画素単位で、各画
素の階調値の補正を繰り返すことにより、参照データの
各パターンの幅を拡大あるいは縮小するようにしたもの
である。また、請求項５の発明は、請求項４記載の参照
画像作成方法において、画素上に展開された参照データ
の処理対象パターンのエッジと、これに対応する実画像
上のパターンのエッジとの位置関係から、処理対象パタ
ーンを拡大または縮小すべき修正幅を算出し、最大階調
値から最小階調値を減算した値を最大階調値から最小階
調値を減算した値の約数である単位階調修正値で除算し
て得た１画素あたりの階調数で、単位階調修正値の倍数
である前記修正幅分の階調数を除算し、その商を画素単
位での階調値修正の繰り返し回数とし、その剰余をサブ
画素単位での階調値修正の繰り返し回数とするようにし
たものである。
【００１４】また、請求項６の発明は、請求項５記載の
参照画像作成方法において、着目した画素の階調値が最
小階調値である場合には、前記画素の周囲に隣接する各
画素の階調値のうち最大の階調値を前記画素の新たな階
調値とし、前記画素が最小階調値でない場合には、最大
階調値を前記画素の新たな階調値とすることにより前記
画素の階調値を補正し、この階調値の補正を処理対象パ
ターンの各画素に着目して実行することにより、画素単
位での拡大を行うようにしたものである。また、請求項
７の発明は、請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値
でもない場合、または前記画素の階調値が最大階調値で
なく、かつ前記画素の周囲に階調値が最大階調値の画素
が存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正
値分だけ加算して補正し、この階調値の補正を処理対象
パターンの各画素に着目して実行することにより、サブ
画素単位での拡大を行うようにしたものである。
参照画像作成方法において、着目した画素の階調値が最
小階調値である場合には、前記画素の周囲に隣接する各
画素の階調値のうち最大の階調値を前記画素の新たな階
調値とし、前記画素が最小階調値でない場合には、最大
階調値を前記画素の新たな階調値とすることにより前記
画素の階調値を補正し、この階調値の補正を処理対象パ
ターンの各画素に着目して実行することにより、画素単
位での拡大を行うようにしたものである。また、請求項
７の発明は、請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値
でもない場合、または前記画素の階調値が最大階調値で
なく、かつ前記画素の周囲に階調値が最大階調値の画素
が存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正
値分だけ加算して補正し、この階調値の補正を処理対象
パターンの各画素に着目して実行することにより、サブ
画素単位での拡大を行うようにしたものである。
【００１５】また、請求項８の発明は、請求項５記載の
参照画像作成方法において、着目した画素の階調値が最
大階調値である場合には、前記画素の周囲に隣接する各
画素の階調値のうち最小の階調値を前記画素の新たな階
調値とし、前記画素が最大階調値でない場合には、最小
階調値を前記画素の新たな階調値とすることにより前記
画素の階調値を補正し、この階調値の補正を処理対象パ
ターンの各画素に着目して実行することにより、画素単
位での縮小を行うようにしたものである。また、請求項
９の発明は、請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値
でもない場合、または前記画素の階調値が最小階調値で
なく、かつ前記画素の周囲に階調値が最小階調値の画素
が存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正
値分だけ減算して補正し、この階調値の補正を処理対象
パターンの各画素に着目して実行することにより、サブ
画素単位での縮小を行うようにしたものである。さら
に、請求項１０の発明は、パターン検査装置において、
請求項１乃至９の参照画像作成方法に基づいて参照画像
を作成する手段を備えるものである。
参照画像作成方法において、着目した画素の階調値が最
大階調値である場合には、前記画素の周囲に隣接する各
画素の階調値のうち最小の階調値を前記画素の新たな階
調値とし、前記画素が最大階調値でない場合には、最小
階調値を前記画素の新たな階調値とすることにより前記
画素の階調値を補正し、この階調値の補正を処理対象パ
ターンの各画素に着目して実行することにより、画素単
位での縮小を行うようにしたものである。また、請求項
９の発明は、請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値
でもない場合、または前記画素の階調値が最小階調値で
なく、かつ前記画素の周囲に階調値が最小階調値の画素
が存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正
値分だけ減算して補正し、この階調値の補正を処理対象
パターンの各画素に着目して実行することにより、サブ
画素単位での縮小を行うようにしたものである。さら
に、請求項１０の発明は、パターン検査装置において、
請求項１乃至９の参照画像作成方法に基づいて参照画像
を作成する手段を備えるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態であるパタ
ーン検査装置のブロック図である。このパターン検査装
置には、検査を行う配線パターンすなわち被検査パター
ンをレーザービームでスキャンすることにより走査信号
１４を出力する光学的走査部４と、この走査信号１４を
多値階調の実画像１５として変換出力する光電画像処理
部５とが設けられている。
して説明する。図１は本発明の一実施の形態であるパタ
ーン検査装置のブロック図である。このパターン検査装
置には、検査を行う配線パターンすなわち被検査パター
ンをレーザービームでスキャンすることにより走査信号
１４を出力する光学的走査部４と、この走査信号１４を
多値階調の実画像１５として変換出力する光電画像処理
部５とが設けられている。
【００１７】また、被検査パターンの図形寸法が定義さ
れた設計データ１１を入力する設計データ入力部１と、
この設計データ１１を配線パターンに展開して多値階調
の参照データ１２を作成する設計データ展開部２と、こ
の参照データ１２の各配線パターンを実画像１５に近付
けるための補正を行うことにより参照画像１３を作成す
る参照画像作成部３と、光学的走査により得られた被検
査パターンの実画像１５と設計データ１１から作成され
た参照画像１３とを比較することにより被検査パターン
の検査を行うデータ比較部７とが設けられている。
れた設計データ１１を入力する設計データ入力部１と、
この設計データ１１を配線パターンに展開して多値階調
の参照データ１２を作成する設計データ展開部２と、こ
の参照データ１２の各配線パターンを実画像１５に近付
けるための補正を行うことにより参照画像１３を作成す
る参照画像作成部３と、光学的走査により得られた被検
査パターンの実画像１５と設計データ１１から作成され
た参照画像１３とを比較することにより被検査パターン
の検査を行うデータ比較部７とが設けられている。
【００１８】次に、図を参照して、本発明の動作につい
て説明する。ＭＥＢＥＳなどのフォーマットで記述され
た設計データ１１が、設計データ入力部１から入力され
る。続いて、設計データ展開部２において、入力された
設計データ１１が、実画像１５のパターン座標のアドレ
スに対応して格子状に配置された各画素上に、配線パタ
ーンとして展開される。
て説明する。ＭＥＢＥＳなどのフォーマットで記述され
た設計データ１１が、設計データ入力部１から入力され
る。続いて、設計データ展開部２において、入力された
設計データ１１が、実画像１５のパターン座標のアドレ
スに対応して格子状に配置された各画素上に、配線パタ
ーンとして展開される。
【００１９】図２は、展開された配線パターンの一部を
示す説明図である。各画素は、設計データ展開部２にお
ける展開分解能に相当する。この場合、パターン２１の
エッジ２２は画素の切れ目になく、例えば画素２３上で
は、ｘ方向（横方向）に３：１の比率位置に展開され、
ｙ方向（縦方向）に１：１の比率位置に展開されている
ことを示している。
示す説明図である。各画素は、設計データ展開部２にお
ける展開分解能に相当する。この場合、パターン２１の
エッジ２２は画素の切れ目になく、例えば画素２３上で
は、ｘ方向（横方向）に３：１の比率位置に展開され、
ｙ方向（縦方向）に１：１の比率位置に展開されている
ことを示している。
【００２０】各画素には、多値階調の階調値（濃淡値）
を検査分解能より細かな分解能で算出するために、複数
のサブ画素が設けられており、このサブ画素の数によ
り、各画素における階調値の精度が決定される。例え
ば、最大階調値を２５５、最小階調値を０、単位階調修
正値を１としてデータを展開する場合には、１画素が１
６×１６個のサブ画素で構成され、各サブ画素は、
「０」，「１」の２値をとる。
を検査分解能より細かな分解能で算出するために、複数
のサブ画素が設けられており、このサブ画素の数によ
り、各画素における階調値の精度が決定される。例え
ば、最大階調値を２５５、最小階調値を０、単位階調修
正値を１としてデータを展開する場合には、１画素が１
６×１６個のサブ画素で構成され、各サブ画素は、
「０」，「１」の２値をとる。
【００２１】図３は、図２の画素２３の拡大図であり、
この場合、１６×１６個のサブ画素のうち、８×１２個
のサブ画素上にパターン２１が存在している。ここで、
パターン２１に属するサブ画素を「１」で表し、パター
ン２１に属さないサブ画素を「０」で表した場合、画素
２３の階調値は、８×１２＝９６となる。
この場合、１６×１６個のサブ画素のうち、８×１２個
のサブ画素上にパターン２１が存在している。ここで、
パターン２１に属するサブ画素を「１」で表し、パター
ン２１に属さないサブ画素を「０」で表した場合、画素
２３の階調値は、８×１２＝９６となる。
【００２２】これにより、パターン２１に属さない画素
の階調値は最小階調値（ＭＩＮ＝０）となり、パターン
２１に属する画素のうちパターンエッジ以外の部分の画
素の階調値は最大階調値（ＭＡＸ＝２５５）となる。ま
た、パターン２１に部分的に属するパターンエッジ部分
の画素の階調値は、その画素内でパターン２１に属する
サブ画素数に対応する階調値となる。
の階調値は最小階調値（ＭＩＮ＝０）となり、パターン
２１に属する画素のうちパターンエッジ以外の部分の画
素の階調値は最大階調値（ＭＡＸ＝２５５）となる。ま
た、パターン２１に部分的に属するパターンエッジ部分
の画素の階調値は、その画素内でパターン２１に属する
サブ画素数に対応する階調値となる。
【００２３】このようにして、画素内のビット列の面積
を積分することにより、図４に示すように、展開された
パターン２１の階調値を、各画素すなわち実画像１５の
パターン座標のアドレスごとに算出できる。したがっ
て、設計データ展開部２では、設計データ１１に基づい
て各画素上に配線パターンを展開した後、各画素ごとに
ビット積分して単位階調修正値の倍数となる階調値を算
出し、参照データ１２として出力する。
を積分することにより、図４に示すように、展開された
パターン２１の階調値を、各画素すなわち実画像１５の
パターン座標のアドレスごとに算出できる。したがっ
て、設計データ展開部２では、設計データ１１に基づい
て各画素上に配線パターンを展開した後、各画素ごとに
ビット積分して単位階調修正値の倍数となる階調値を算
出し、参照データ１２として出力する。
【００２４】次に、参照画像作成部３は、設計データ展
開部２から出力された参照データ１２のうち、各配線パ
ターン幅の拡大または縮小補正を行うことにより、各配
線パターンのエッジ位置を移動修正して、実画像１５に
近い参照画像１３を作成する。なお、修正幅について
は、画像メモリ６に格納されている実画像１５のうち、
被検査パターンのエッジ部分が存在する位置を示すアド
レス、すなわちエッジアドレスに基づいて決定する。
開部２から出力された参照データ１２のうち、各配線パ
ターン幅の拡大または縮小補正を行うことにより、各配
線パターンのエッジ位置を移動修正して、実画像１５に
近い参照画像１３を作成する。なお、修正幅について
は、画像メモリ６に格納されている実画像１５のうち、
被検査パターンのエッジ部分が存在する位置を示すアド
レス、すなわちエッジアドレスに基づいて決定する。
【００２５】図５はパターン拡大処理を示すフローチャ
ート、図６はパターン縮小処理を示すフローチャートで
ある。拡大、縮小処理ともに基本的な処理の流れは同じ
なので、ここでは図５を参照して、拡大処理について詳
細に説明する。なお、処理対象パターンについて、実画
像１５と参照データ１２とのパターン位置が予め比較さ
れ、拡大または縮小のいずれの処理を行うか決定され
る。
ート、図６はパターン縮小処理を示すフローチャートで
ある。拡大、縮小処理ともに基本的な処理の流れは同じ
なので、ここでは図５を参照して、拡大処理について詳
細に説明する。なお、処理対象パターンについて、実画
像１５と参照データ１２とのパターン位置が予め比較さ
れ、拡大または縮小のいずれの処理を行うか決定され
る。
【００２６】最初に、任意の処理対象パターンについ
て、実画像１５から得られた対応パターンのエッジのア
ドレスに基づいて、拡大修正幅を決定する（ステップ５
０）ここでは、まず、 １画素あたりの階調数 ＝（最大階調値ＭＡＸ−最小階調値ＭＩＮ）／（単位階調修正値） …（１） により、１画素あたりの階調数を求める。
て、実画像１５から得られた対応パターンのエッジのア
ドレスに基づいて、拡大修正幅を決定する（ステップ５
０）ここでは、まず、 １画素あたりの階調数 ＝（最大階調値ＭＡＸ−最小階調値ＭＩＮ）／（単位階調修正値） …（１） により、１画素あたりの階調数を求める。
【００２７】なお、単位階調修正値（１ステップでの階
調修正幅）とは、設計データ１１を展開して得られた多
値の参照データ１２を、サブ画素単位で拡大（または縮
小）する時に加算（減算）する階調加減値であり、この
単位階調修正値は、最大階調値ＭＡＸから最小階調値Ｍ
ＩＮを減算した約数である必要がある。また、１画素あ
たりの階調数とは、単位階調修正値を階調差とした場合
に、階調値として取りうる段数を示している。
調修正幅）とは、設計データ１１を展開して得られた多
値の参照データ１２を、サブ画素単位で拡大（または縮
小）する時に加算（減算）する階調加減値であり、この
単位階調修正値は、最大階調値ＭＡＸから最小階調値Ｍ
ＩＮを減算した約数である必要がある。また、１画素あ
たりの階調数とは、単位階調修正値を階調差とした場合
に、階調値として取りうる段数を示している。
【００２８】例えば、最大階調値を２５５、最小階調値
を０、単位階調修正値を１７とすると、全画素が１７の
倍数値であるデータを１画素分だけエッジ位置を移動さ
せるためには、サブ画素単位での拡大（縮小）処理を
（２５５−０）／１７＝１５回だけ、すなわち１画素あ
たりの階調数分だけ繰り返し行えば良いことになる。し
たがって、参照データ１２の処理対象パターンのエッジ
位置と、対応する実画像１５のエッジ位置とから拡大修
正幅を算出すれば、次のようにして、この拡大修正幅分
を移動させるための繰り返し回数を求めることができ
る。
を０、単位階調修正値を１７とすると、全画素が１７の
倍数値であるデータを１画素分だけエッジ位置を移動さ
せるためには、サブ画素単位での拡大（縮小）処理を
（２５５−０）／１７＝１５回だけ、すなわち１画素あ
たりの階調数分だけ繰り返し行えば良いことになる。し
たがって、参照データ１２の処理対象パターンのエッジ
位置と、対応する実画像１５のエッジ位置とから拡大修
正幅を算出すれば、次のようにして、この拡大修正幅分
を移動させるための繰り返し回数を求めることができ
る。
【００２９】 画素単位での拡大（縮小）回数 ＝（パターン修正幅分の階調数／１画素あたりの階調数）の商 …（２） サブ画素単位での拡大（縮小）回数 ＝（パターン修正幅分の階調数／１画素あたりの階調数）の余 …（３） したがって、参照データ１２内の処理対象パターンの各
画素について（ステップ５２）、（２）式で求めた回数
だけ画素単位で（ステップ５１）、拡大処理（ステップ
５３〜５５）を繰り返し実行する。
画素について（ステップ５２）、（２）式で求めた回数
だけ画素単位で（ステップ５１）、拡大処理（ステップ
５３〜５５）を繰り返し実行する。
【００３０】この拡大処理は、着目した画素が最小階調
値である場合（ステップ５３：ＹＥＳ）には、周囲（上
下左右斜め）８隣接画素の階調値のうちの最大の値で、
着目した画素の階調値を置換し（ステップ５４）、着目
した画素が最小階調値でない場合（ステップ５３：Ｎ
Ｏ）には、最大階調値で着目した画素の階調値を置換す
る（ステップ５５）。次に、ステップ５１〜５５で得ら
れた画像の全画素について（ステップ５７）、（３）式
で求めた回数だけサブ画素単位で（ステップ５６）、拡
大処理（ステップ５８，５９）を実行する。なお、ステ
ップ５８では、着目した画素が拡大処理対象となる画素
かどうかを、以下のルールに基づいて判定する。
値である場合（ステップ５３：ＹＥＳ）には、周囲（上
下左右斜め）８隣接画素の階調値のうちの最大の値で、
着目した画素の階調値を置換し（ステップ５４）、着目
した画素が最小階調値でない場合（ステップ５３：Ｎ
Ｏ）には、最大階調値で着目した画素の階調値を置換す
る（ステップ５５）。次に、ステップ５１〜５５で得ら
れた画像の全画素について（ステップ５７）、（３）式
で求めた回数だけサブ画素単位で（ステップ５６）、拡
大処理（ステップ５８，５９）を実行する。なお、ステ
ップ５８では、着目した画素が拡大処理対象となる画素
かどうかを、以下のルールに基づいて判定する。
【００３１】着目した画素の階調値が最大階調値（ＭＡ
Ｘ）ではなく、かつ、その周囲８隣接画素に階調値が最
大階調値（ＭＡＸ）の画素が存在する場合、または着目
した画素が最大階調値でも最小階調値でもない場合（ス
テップ５８：ＹＥＳ）には、単位階調修正値分だけ、着
目した画素の階調値に加算する（ステップ５９）。な
お、縮小処理時（図６参照）には、着目した画素の階調
値が最小階調値（ＭＩＮ）でなく、かつ、その周囲８隣
接画素に階調値が最小階調値（ＭＩＮ）の画素が存在す
る場合、または着目した画素が最大階調値でも最小階調
値でもない場合（ステップ６８：ＹＥＳ）には、単位階
調修正値分だけ、着目した画素の階調値から減算する
（ステップ６９）。
Ｘ）ではなく、かつ、その周囲８隣接画素に階調値が最
大階調値（ＭＡＸ）の画素が存在する場合、または着目
した画素が最大階調値でも最小階調値でもない場合（ス
テップ５８：ＹＥＳ）には、単位階調修正値分だけ、着
目した画素の階調値に加算する（ステップ５９）。な
お、縮小処理時（図６参照）には、着目した画素の階調
値が最小階調値（ＭＩＮ）でなく、かつ、その周囲８隣
接画素に階調値が最小階調値（ＭＩＮ）の画素が存在す
る場合、または着目した画素が最大階調値でも最小階調
値でもない場合（ステップ６８：ＹＥＳ）には、単位階
調修正値分だけ、着目した画素の階調値から減算する
（ステップ６９）。
【００３２】図７は、４５度の傾きを有するパターンの
参照データを示す説明図である。このパターンは、エッ
ジが画素の切れ目に存在していない例であり、各値はそ
の画素位置における階調値を示している。このパターン
に対して、１．２５画素分だけ拡大処理（図５参照）を
行った場合、図８に示すようなパターンが得られる。一
方、図７のパターンに対して、１．２５画素分だけ縮小
処理（図６参照）を行った場合、図９に示すようなパタ
ーンが得られる。
参照データを示す説明図である。このパターンは、エッ
ジが画素の切れ目に存在していない例であり、各値はそ
の画素位置における階調値を示している。このパターン
に対して、１．２５画素分だけ拡大処理（図５参照）を
行った場合、図８に示すようなパターンが得られる。一
方、図７のパターンに対して、１．２５画素分だけ縮小
処理（図６参照）を行った場合、図９に示すようなパタ
ーンが得られる。
【００３３】このようにして、参照画像作成部３（図１
参照）では、入力された参照データを、画素単位および
サブ画素単位で拡大または縮小処理を行うことにより、
実画像１５に近い参照画像１３を作成する。続いて、こ
の参照画像１３は画像メモリ６に格納され、データ比較
部７により、すでに格納されている実画像１５と比較さ
れ、被検査パターンが、設計データから作成した理想的
なパターンの寸法，形状に基づいて正確に描かれている
か否か検査される。
参照）では、入力された参照データを、画素単位および
サブ画素単位で拡大または縮小処理を行うことにより、
実画像１５に近い参照画像１３を作成する。続いて、こ
の参照画像１３は画像メモリ６に格納され、データ比較
部７により、すでに格納されている実画像１５と比較さ
れ、被検査パターンが、設計データから作成した理想的
なパターンの寸法，形状に基づいて正確に描かれている
か否か検査される。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、設計デ
ータを多数倍精度の多階調値マトリックスで画素の階調
値を表現することによって、設計データのパターンエッ
ジが画素の切れ目ではなく画素内に存在していても、設
計パターンのエッジ位置の階調を高精度に表現でき、検
査対象から得られた実画像に近い精度の良い参照画像を
作成できる。また、従来のように、補正後の階調値がテ
ンプレートの階調分布により限定されないため、実画像
のエッジ位置に則した精密な参照画像を作成できる。ま
た、パターン修正幅に応じて、画素単位でも拡大あるい
は縮小処理を行うようにしたので、サブ画素単位ですべ
ての拡大あるいは縮小処理を行う場合と比較して、処理
時間を大幅に短縮できる。
ータを多数倍精度の多階調値マトリックスで画素の階調
値を表現することによって、設計データのパターンエッ
ジが画素の切れ目ではなく画素内に存在していても、設
計パターンのエッジ位置の階調を高精度に表現でき、検
査対象から得られた実画像に近い精度の良い参照画像を
作成できる。また、従来のように、補正後の階調値がテ
ンプレートの階調分布により限定されないため、実画像
のエッジ位置に則した精密な参照画像を作成できる。ま
た、パターン修正幅に応じて、画素単位でも拡大あるい
は縮小処理を行うようにしたので、サブ画素単位ですべ
ての拡大あるいは縮小処理を行う場合と比較して、処理
時間を大幅に短縮できる。
【００３５】また、単位階調修正値を調整することによ
り、所望する検査精度にあった参照画像が得られる。さ
らに、設計データの配線パターンがいかなる角度で配置
されていても、サブ画素単位での拡大／縮小処理に該当
する画素を識別して、単位階調修正値分づつ画素分解能
より細かな分解能で階調補正を行うようにしたので、拡
大／縮小処理によるパターン変形を大幅に抑制でき、設
計データの配置がビーム走査方向に依存していない場合
でも、被検査対象パターンの実画像に極めて近い参照画
像パターンを作成できる。
り、所望する検査精度にあった参照画像が得られる。さ
らに、設計データの配線パターンがいかなる角度で配置
されていても、サブ画素単位での拡大／縮小処理に該当
する画素を識別して、単位階調修正値分づつ画素分解能
より細かな分解能で階調補正を行うようにしたので、拡
大／縮小処理によるパターン変形を大幅に抑制でき、設
計データの配置がビーム走査方向に依存していない場合
でも、被検査対象パターンの実画像に極めて近い参照画
像パターンを作成できる。
【図１】 本発明の一実施の形態によるパターン検査装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図２】 展開された配線パターンの一部を示す説明図
である。
である。
【図３】 図２の１画素の拡大図である。
【図４】 図２のパターンの各画素の階調値を示す説明
図である。
図である。
【図５】 拡大処理を示すフローチャートである。
【図６】 縮小処理を示すフローチャートである。
【図７】 斜め４５度の傾きを有するパターンの参照デ
ータを示す説明図である。
ータを示す説明図である。
【図８】 図７のパターンの拡大処理後を示す説明図で
ある。
ある。
【図９】 図７のパターンの縮小処理後を示す説明図で
ある。
ある。
１…設計データ入力部、２…設計データ展開部、３…参
照画像作成部、４…光学的走査部、５…光電画像処理
部、６…画像メモリ、７…データ比較部、１１…設計デ
ータ、１２…参照データ、１３…参照画像、１４…走査
信号、１５…実画像。
照画像作成部、４…光学的走査部、５…光電画像処理
部、６…画像メモリ、７…データ比較部、１１…設計デ
ータ、１２…参照データ、１３…参照画像、１４…走査
信号、１５…実画像。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−185999（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101166（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 G01N 21/88
Claims (10)
- 【請求項１】 設計データに基づいて被検査対象上に形
成されたパターンを、所定波長のレーザービームで走査
し、被検査対象を通過して得られる透過光を対物レンズ
で受光素子上に結像させて、この受光素子から得られた
パターン情報から実画像を生成し、この実画像と前記設
計データを画像化して得られる参照画像とを比較し、被
検査対象の欠陥を検出するパターン検査装置において、 検査分解能より細かな分解能を有する各画素上に設計デ
ータを多階調値からなるパターンとして展開して参照デ
ータを作成し、 この参照データの各パターンの幅を、実画像内の対応す
るパターンのエッジ位置に基づいて多階調のまま検査分
解能より細かな精度で拡大または縮小して参照画像を作
成することを特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の参照画像作成方法におい
て、 各画素に、画素をマトリクス状に分割するサブ画素を設
け、 画素内に展開されたパターンに属するサブ画素数に基づ
いて、それぞれの画素における階調値を算出することを
特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の参照画像作成方法におい
て、 すべてのサブ画素がパターンに属さない画素の階調値を
最小階調値とし、すべてのサブ画素がパターンに属する
画素の階調値を最大階調値とすることを特徴とする参照
画像作成方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の参照画像作成方法におい
て、 所定修正幅分に対応する繰り返し回数だけ、画素単位お
よびサブ画素単位で、各画素の階調値の補正を繰り返す
ことにより、参照データの各パターンの幅を拡大あるい
は縮小することを特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の参照画像作成方法におい
て、 画素上に展開された参照データの処理対象パターンのエ
ッジと、これに対応する実画像上のパターンのエッジと
の位置関係から、処理対象パターンを拡大または縮小す
べき修正幅を算出し、 最大階調値から最小階調値を減算した値を最大階調値か
ら最小階調値を減算した値の約数である単位階調修正値
で除算して得た１画素あたりの階調数で、単位階調修正
値の倍数である前記修正幅分の階調数を除算し、 その商を画素単位での階調値修正の繰り返し回数とし、
その剰余をサブ画素単位での階調値修正の繰り返し回数
とすることを特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、 着目した画素の階調値が最小階調値である場合には、前
記画素の周囲に隣接する各画素の階調値のうち最大の階
調値を前記画素の新たな階調値とし、前記画素が最小階
調値でない場合には、最大階調値を前記画素の新たな階
調値とすることにより前記画素の階調値を補正し、 この階調値の補正を処理対象パターンの各画素に着目し
て実行することにより、画素単位での拡大を行うことを
特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項７】 請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、 着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値でも
ない場合、または前記画素の階調値が最大階調値でな
く、かつ前記画素の周囲に階調値が最大階調値の画素が
存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正値
分だけ加算して補正し、 この階調値の補正を処理対象パターンの各画素に着目し
て実行することにより、サブ画素単位での拡大を行うこ
とを特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項８】 請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、 着目した画素の階調値が最大階調値である場合には、前
記画素の周囲に隣接する各画素の階調値のうち最小の階
調値を前記画素の新たな階調値とし、前記画素が最大階
調値でない場合には、最小階調値を前記画素の新たな階
調値とすることにより前記画素の階調値を補正し、 この階調値の補正を処理対象パターンの各画素に着目し
て実行することにより、画素単位での縮小を行うことを
特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項９】 請求項５記載の参照画像作成方法におい
て、 着目した画素の階調値が最大階調値でも最小階調値でも
ない場合、または前記画素の階調値が最小階調値でな
く、かつ前記画素の周囲に階調値が最小階調値の画素が
存在する場合には、前記画素の階調値を単位階調修正値
分だけ減算して補正し、 この階調値の補正を処理対象パターンの各画素に着目し
て実行することにより、サブ画素単位での縮小を行うこ
とを特徴とする参照画像作成方法。 - 【請求項１０】 設計データに基づいて被検査対象上に
形成されたパターンを、所定波長のレーザービームで走
査し、被検査対象を通過して得られる透過光を対物レン
ズで受光素子上に結像させて、この受光素子から得られ
たパターン情報から実画像を生成し、この実画像と前記
設計データを画像化して得られる参照画像とを比較し、
被検査対象の欠陥を検出するパターン検査装置におい
て、 請求項１乃至９の参照画像作成方法に基づいて参照画像
を作成する手段を備えることを特徴とするパターン検査
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9234018A JP2984633B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 参照画像作成方法およびパターン検査装置 |
| EP98116191A EP0899559A3 (en) | 1997-08-29 | 1998-08-27 | Reference image forming method and pattern inspection apparatus |
| US09/141,364 US6040911A (en) | 1997-08-29 | 1998-08-27 | Reference image forming method and pattern inspection apparatus |
| KR1019980035170A KR100280132B1 (ko) | 1997-08-29 | 1998-08-28 | 참조 화상 작성 방법 및 패턴 검사 장치 |
| TW087114384A TW388842B (en) | 1997-08-29 | 1998-08-29 | Reference image forming method and pattern inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9234018A JP2984633B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 参照画像作成方法およびパターン検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173501A JPH1173501A (ja) | 1999-03-16 |
| JP2984633B2 true JP2984633B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16964277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9234018A Expired - Lifetime JP2984633B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 参照画像作成方法およびパターン検査装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040911A (ja) |
| EP (1) | EP0899559A3 (ja) |
| JP (1) | JP2984633B2 (ja) |
| KR (1) | KR100280132B1 (ja) |
| TW (1) | TW388842B (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6978045B1 (en) * | 1998-10-02 | 2005-12-20 | Minolta Co., Ltd. | Image-processing apparatus |
| US6888958B1 (en) * | 1999-03-30 | 2005-05-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for inspecting patterns |
| US6636633B2 (en) | 1999-05-03 | 2003-10-21 | Intel Corporation | Rendering of photorealistic computer graphics images |
| US6868175B1 (en) * | 1999-08-26 | 2005-03-15 | Nanogeometry Research | Pattern inspection apparatus, pattern inspection method, and recording medium |
| US7796801B2 (en) * | 1999-08-26 | 2010-09-14 | Nanogeometry Research Inc. | Pattern inspection apparatus and method |
| US7817844B2 (en) * | 1999-08-26 | 2010-10-19 | Nanogeometry Research Inc. | Pattern inspection apparatus and method |
| JP3485052B2 (ja) * | 1999-12-16 | 2004-01-13 | 日本電気株式会社 | 参照画像作成方法、パターン検査装置及び参照画像作成プログラムを記録した記録媒体 |
| US6980687B2 (en) * | 2000-10-02 | 2005-12-27 | Kabushiki Kaisha Topcon | Chip inspecting apparatus and method |
| JP2002229505A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Nec Corp | 表示装置 |
| JP3668215B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2005-07-06 | 株式会社東芝 | パターン検査装置 |
| JP4564728B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2010-10-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 回路パターンの検査装置 |
| JP4185515B2 (ja) * | 2005-08-29 | 2008-11-26 | アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 | 試料検査方法、プログラム及び試料検査装置 |
| JP4185516B2 (ja) | 2005-08-31 | 2008-11-26 | アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 | 試料検査装置、試料検査方法及びプログラム |
| JP4336672B2 (ja) | 2005-09-26 | 2009-09-30 | アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 | 試料検査装置、試料検査方法及びプログラム |
| US7570796B2 (en) * | 2005-11-18 | 2009-08-04 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for utilizing design data in combination with inspection data |
| JP4943304B2 (ja) * | 2006-12-05 | 2012-05-30 | 株式会社 Ｎｇｒ | パターン検査装置および方法 |
| WO2010014609A2 (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-04 | Kla-Tencor Corporation | Computer-implemented methods, computer-readable media, and systems for classifying defects detected in a memory device area on a wafer |
| US8150140B2 (en) * | 2008-12-22 | 2012-04-03 | Ngr Inc. | System and method for a semiconductor lithographic process control using statistical information in defect identification |
| JP5429869B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2014-02-26 | 株式会社 Ｎｇｒ | パターン検査装置および方法 |
| US9170211B2 (en) | 2011-03-25 | 2015-10-27 | Kla-Tencor Corp. | Design-based inspection using repeating structures |
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