JP5050078B2 - Pattern inspection device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体の製造に使用されるフォトマスクやシリコンウエハの試料に形成されたパターンにおける欠陥(例えば、断線、細り、又は異物の付着)を検査するパターン検査装置に関する。   The present invention relates to a pattern inspection apparatus for inspecting defects (for example, disconnection, thinning, or adhesion of foreign matter) in a pattern formed on a sample of a photomask or a silicon wafer used for manufacturing a semiconductor.

LSI等の半導体装置の高集積化に伴い、レチクル等のマスクおよびシリコンウエハの微細化が進んできている。そのため、パターン検査装置にも高性能なものが求められている。検査装置としては、対象物のパターンを高精度な光学系とCCD等の撮像素子で撮像し、その撮像画像を基準画像と比較することで、欠陥を検出するものが実用化されている。   Along with the high integration of semiconductor devices such as LSI, masks such as reticles and silicon wafers have been miniaturized. Therefore, a high-performance pattern inspection apparatus is also required. As an inspection apparatus, an apparatus that detects a defect by capturing a pattern of an object with a high-precision optical system and an image sensor such as a CCD and comparing the captured image with a reference image has been put into practical use.

ここで、従来のパターン検査装置では、拡大光学系を用いてリソグラフィマスク等の試料上に形成されているパターンを所定の倍率で撮像した光学画像と、設計データ、あるいは試料上の同一パターンを撮像した光学画像と比較することにより検査を行うことが知られている(例えば特許文献1参照)。例えば、パターン検査方法として、同一マスク上の異なる場所の同一パターンを撮像した光学画像データ同士を比較する「die to die検査(ダイ−ダイ検査)」法や、マスクパターンを描画する時に使用したCADデータを検査装置入力フォーマットに変換した描画データ(設計データ)をベースに比較の基準となる画像データ(基準画像データ)を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる光学画像データとを比較する「die to database検査(ダイ−データベース検査)」法がある。かかる検査装置における検査方法では、試料はステージ上に載置され、ステージが動くことによって光束が試料上を走査し、検査が行われる。試料には、光源及び照明光学系によって光束が照射される。試料を透過あるいは反射した光は光学系を介して、センサ上に結像される。センサで撮像された画像は光学画像(測定画像)データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、基準画像データと光学画像データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。   Here, in a conventional pattern inspection apparatus, an optical image obtained by imaging a pattern formed on a sample such as a lithography mask using a magnifying optical system at a predetermined magnification and an identical pattern on the sample are captured. It is known to perform an inspection by comparing with an optical image (for example, see Patent Document 1). For example, as a pattern inspection method, a “die to die inspection” method in which optical image data obtained by imaging the same pattern at different locations on the same mask is compared, or a CAD used for drawing a mask pattern Image data (reference image data) that is used as a reference for comparison is generated based on drawing data (design data) obtained by converting the data into the inspection device input format, and this is compared with optical image data that is used as measurement data obtained by imaging the pattern. There is a “die to database inspection” method. In the inspection method in such an inspection apparatus, the sample is placed on the stage, and the stage is moved so that the light beam scans on the sample and the inspection is performed. The sample is irradiated with a light beam by a light source and an illumination optical system. The light transmitted or reflected by the sample is imaged on the sensor via the optical system. The image picked up by the sensor is sent to the comparison circuit as optical image (measurement image) data. In the comparison circuit, the reference image data and the optical image data are compared according to an appropriate algorithm after the images are aligned, and if they do not match, it is determined that there is a pattern defect.

導体の微細化に伴い、検査装置に要求される性能が年々高くなっている。検査装置において撮像されるパターンの位置を正確に計測するためには、対象物の高精度な位置計測に加えて、光学系で生じる変位要因を除外する必要がある。対象物はXY方向に駆動するステージ上を走査するが、対象物の位置はレーザ干渉計等の測長系にて計測され、基準画像との比較の際に参照される。対象物から発した光は結像系によって撮像センサ上に結像される。   With the miniaturization of conductors, the performance required for inspection devices is increasing year by year. In order to accurately measure the position of the pattern imaged in the inspection apparatus, it is necessary to exclude the displacement factor generated in the optical system in addition to the highly accurate position measurement of the object. The object scans on a stage driven in the X and Y directions. The position of the object is measured by a length measuring system such as a laser interferometer, and is referred to when compared with a reference image. Light emitted from the object is imaged on the image sensor by the imaging system.

一般的に、高解像の画像を取得するために、検査装置の撮像系は拡大系になっている。そのため、焦点距離の長いレンズを組み合わせる必要が有り、必然的に光路長が長くなる。そのため、空気揺らぎの影響を受けやすい状況になる。空気揺らぎは光路中の屈折率分布の変化に相当するため、光線を曲げる効果として働く。そのため、撮像センサ上でパターン像が変位する結果となる。この変位は基準画像と比較した際に誤差となるため、高精度の検査を妨げる要因となる。   Generally, in order to acquire a high-resolution image, the imaging system of the inspection apparatus is an enlargement system. Therefore, it is necessary to combine a lens with a long focal length, and the optical path length is inevitably increased. Therefore, the situation is easily affected by air fluctuation. Since the air fluctuation corresponds to a change in the refractive index distribution in the optical path, it works as an effect of bending the light beam. As a result, the pattern image is displaced on the image sensor. Since this displacement becomes an error when compared with the reference image, it becomes a factor that hinders high-precision inspection.

特開2008−233342号公報JP 2008-233342 A

パターン検査において、空気の揺らぎによる検査誤差を低減することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce inspection errors due to air fluctuations in pattern inspection.

本発明の一態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光の一部を反射し、前記照明光の残部をパターン形成された対象物面側に通過させる半透過反射板と、前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記対象物面で反射された第2の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to an aspect of the present invention includes a slit plate in which first and second openings are formed, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and a part of the illumination light. A transflective plate that reflects and passes the remainder of the illumination light toward the patterned object surface; a first image reflected by the transflective plate; and a first image reflected by the object surface An imaging optical system that forms two images, a displacement measurement sensor that measures the displacement of the first partial image that has passed through the first opening in the first image, and the second An image sensor that captures a second partial image that has passed through the second opening, and a reference image generation circuit that generates a reference image for comparison with an optical image of the second partial image; An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first partial image and a displacement amount of the position of the first partial image are used. Te, characterized by comprising a comparison circuit for comparing said optical image with the reference image.

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射された前記照明光の一部を反射する反射板と、前記反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタを通過し、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes a slit plate having first and second openings, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and the illumination light. A beam splitter branched by passing and reflecting; a reflecting plate reflecting a part of the illumination light reflected by the beam splitter; a first image reflected by the reflecting plate; and passing through the beam splitter; An imaging optical system that forms an image of the second image formed by the remainder of the illumination light reflected by the patterned object surface, and the first image of the first image that has passed through the first opening. A displacement measuring sensor that measures the displacement of one partial image, an imaging sensor that captures a second partial image that has passed through the second opening in the second image, and the second partial image A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with an optical image; An arithmetic circuit that calculates a displacement amount of the position of the first partial image; and a comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount of the position of the first partial image. It is characterized by that.

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを通過した前記照明光の一部を反射する反射板と、前記反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタで反射され、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記変位計測センサによって測定された前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes a slit plate having first and second openings, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and the illumination light. A beam splitter branched by passing and reflecting; a reflecting plate reflecting a part of the illumination light that has passed through the beam splitter; a first image reflected by the reflecting plate; and a pattern reflected by the beam splitter, An imaging optical system that forms an image of the second image formed by the remaining portion of the illumination light reflected by the formed object surface, and the first of the first images that has passed through the first opening. A displacement measurement sensor for measuring the displacement of the partial image of the second image, an imaging sensor for capturing the second partial image of the second image that has passed through the second opening, and optics of the second partial image. A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the image; Using the arithmetic circuit for calculating the displacement amount of the position of the first partial image measured by the displacement measurement sensor, and using the displacement amount of the position of the first partial image, the optical image and the reference image are obtained. And a comparison circuit for comparison.

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光の一部を反射し、前記照明光の残部をパターン形成された対象物面側に通過させる第1と第2の半透過反射板と、前記第1の半透過反射板で反射された第1の像と、前記対象物面で反射された第2の像と、前記第2の半透過反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第3の像の変位の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像を測定する第2の変位計測センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記第1と第3の部分像の位置の変位量と第2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、前記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes a slit plate in which first and second openings are formed, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and the illumination light First and second transflective plates that partially reflect and pass the remainder of the illumination light to the patterned object surface side, and the first reflected by the first transflective plate An imaging optical system that forms an image, a second image reflected by the object surface, and a third image reflected by the second transflective plate; and A first displacement measuring sensor for measuring the displacement of the first partial image that has passed through the first opening, and a second portion of the second image that has passed through the second opening. An image sensor that captures an image, and a second displacement measurement unit that measures a third partial image that has passed through the first opening, among the displacements of the third image. A reference image generation circuit that generates a reference image for comparison with the optical image of the second partial image, a displacement amount of the position of the first and third partial images, and a magnification of the second partial image An arithmetic circuit that calculates a change value, and a comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount and the magnification change value are provided.

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射された前記照明光の一部の内の一部を反射し、前記照明光の一部の内の残部を通過させる半透過反射板と、前記半透過反射板を通過した前記照明光の内の残部を反射する反射板と、前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタを通過し、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像と、前記反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第3の像の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像の変位を測定する第2の変位計測センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記第1と第3の部分像の位置の変位量と、前記2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes a slit plate having first and second openings, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and the illumination light. A beam splitter that branches by passing and reflecting; and a transflective reflector that reflects a part of the part of the illumination light reflected by the beam splitter and passes the remaining part of the part of the illumination light; A reflection plate that reflects the remainder of the illumination light that has passed through the transflective plate, a first image reflected by the transflective plate, and an object that has been patterned through the beam splitter An imaging optical system that forms a second image by the remaining part of the illumination light reflected by the object surface and a third image reflected by the reflector, and the first image among the first images. A first displacement measurement unit that measures the displacement of the first partial image that has passed through one opening. An image sensor that captures a second partial image that has passed through the second opening in the second image, and a second sensor that has passed through the first opening in the third image. A second displacement measurement sensor that measures the displacement of the third partial image, a reference image generation circuit that generates a reference image for comparison with the optical image of the second partial image, and the first and third portions An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the image position, a magnification change value of the second partial image, a comparison circuit for comparing the optical image and the reference image using the displacement amount and the magnification change value; , Provided.

また、本発明の他の態様のパターン検査装置は、第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを通過した前記照明光の一部の内の一部を反射し、前記照明光の一部の内の残部を通過する半透過反射板と、前記半透過反射板を通過した前記照明光の一部の内の残部を反射する反射板と、前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタで反射され、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像と、前記反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、前記第3の像の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像の変位を測定する第2の変位計測センサと、前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、前記第1と第3の部分像の位置の変位量と前記第2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、前記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、を備えたことを特徴とする。   A pattern inspection apparatus according to another aspect of the present invention includes a slit plate having first and second openings, an illumination optical system that irradiates illumination light through the slit plate, and the illumination light. A beam splitter that branches by passing and reflecting; a transflective reflector that reflects a part of the part of the illumination light that has passed through the beam splitter and passes the remaining part of the part of the illumination light; A reflector that reflects the remainder of the part of the illumination light that has passed through the semi-transmissive reflector, a first image reflected by the semi-transmissive reflector, and a beam that is reflected by the beam splitter and patterned. An imaging optical system that forms a second image of the remainder of the illumination light reflected by the object surface and a third image reflected by the reflector, and among the first image, A first displacement meter that measures the displacement of the first partial image that has passed through the first opening. A sensor; an image sensor that captures a second partial image that has passed through the second opening in the second image; and a second sensor that has passed through the first opening in the third image. A second displacement measurement sensor that measures the displacement of the third partial image, a reference image generation circuit that generates a reference image for comparison with the optical image of the second partial image, and the first and third portions An arithmetic circuit that calculates a displacement amount of the image position and a magnification change value of the second partial image, and a comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount and the magnification change value; , Provided.

空気揺らぎによって生じる影響を低減したパターン検査をすることができる。   Pattern inspection with reduced influence caused by air fluctuation can be performed.

実施の形態1のパターン検査装置100−1の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 100-1 of Embodiment 1. FIG. スリット板の概念図である。It is a conceptual diagram of a slit board. 第1と第2の像を同一面上に結像させた仮想図である。FIG. 6 is a virtual diagram in which a first image and a second image are formed on the same plane. 基準パターンと変位計測センサの構成概念図である。It is a conceptual diagram of the configuration of a reference pattern and a displacement measurement sensor. 基準パターンと変位計測センサの構成概念図である。It is a conceptual diagram of the configuration of a reference pattern and a displacement measurement sensor. 実施の形態2のパターン検査装置100−2の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 100-2 of Embodiment 2. FIG. 実施の形態3のパターン検査装置100−3の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 100-3 of Embodiment 3. 第1、第3と第2の像を同一面上に結像させた仮想図である。It is the virtual diagram which formed the 1st, 3rd, and 2nd image on the same surface. 実施の形態3の変形例のパターン検査装置100−4の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 100-4 of the modification of Embodiment 3. FIG. 実施の形態4のパターン検査装置200−1の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 200-1 of Embodiment 4. 実施の形態4の変形例のパターン検査装置200−2の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 200-2 of the modification of Embodiment 4. 実施の形態5のパターン検査装置200−3の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 200-3 of Embodiment 5. 実施の形態5の変形例のパターン検査装置200−4の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 200-4 of the modification of Embodiment 5. FIG. 実施の形態6のパターン検査装置300−1の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 300-1 of Embodiment 6. 実施の形態6の変形例のパターン検査装置300−2の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 300-2 of the modification of Embodiment 6. FIG. 実施の形態7のパターン検査装置300−3の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 300-3 of Embodiment 7. 実施の形態7の変形例のパターン検査装置300−4の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 300-4 of the modification of Embodiment 7. FIG. 実施の形態8のパターン検査装置400−1の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 400-1 of Embodiment 8. 実施の形態8の変形例のパターン検査装置400−2の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 400-2 of the modification of Embodiment 8. 実施の形態9のパターン検査装置400−3の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 400-3 of Embodiment 9. 実施の形態9の変形例のパターン検査装置400−4の概念図である。It is a conceptual diagram of the pattern inspection apparatus 400-4 of the modification of Embodiment 9.

(実施の形態1)
図1は実施の形態1におけるパターン検査装置100−1の概念図である。
図1において、パターン検査装置100−1は照明用光学系110と、反射照明用光学系120と、対象物系130と、結像光学系140と、センサ系150と、演算回路部160と、記憶装置181と、を備える。
照明光学系110は光源111と、スリット板112と、対物レンズ113と、を備える。反射照明用光学系120は偏光ビームスプリッタ121と、λ/4板122と、半透過反射板123と、対物レンズ124と、を有する。
対象物系130はパターン形成された対象物面の変位を計測するレーザ変位計132を有する。
なお、パターン検査の対象はパターン形成された対象物面131としては、例えば半導体装置を製造する等に用いる露光用マスクが含まれる。
結像光学系140は結像レンズ141を有する。
センサ系150は撮像センサ151、変位計測センサミラー152,変位計測センサ153を有する。
演算回路部は、演算回路161と,基準画像生成回路162と、比較回路163と、記憶装置181と、を有し、これらは図示しないバスにより互いに接続されている。記憶装置181としては、磁気ディスク装置やメモリなどが挙げられる。
スリット板112は、図2のように変位計測用のスリットとなる第1の開口部(基準パターンスリット)112−Aと撮像用に開口するスリットとなる第2の開口部(対象物面用スリット)112−Bとが形成されている。第1の開口部112−Aは例えば十字型に開口され、第2の開口部112−Bは例えば長方形に開口される。対象物面用スリット112−Bを通過する光の光路(破線)と基準パターンスリット112−Aを通過する光の光路(二点長鎖線)はほとんど同じで、互いに近傍に設置された別々のセンサで結像される。
なお、対象物面131の位置の変位は、例えば対象物を設置するステージのX−Y変位を計測するレーザ変位計132などのセンサを用いて計測されるようにしている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram of pattern inspection apparatus 100-1 in the first embodiment.
In FIG. 1, a pattern inspection apparatus 100-1 includes an illumination optical system 110, a reflected illumination optical system 120, an object system 130, an imaging optical system 140, a sensor system 150, an arithmetic circuit unit 160, A storage device 181.
The illumination optical system 110 includes a light source 111, a slit plate 112, and an objective lens 113. The reflective illumination optical system 120 includes a polarization beam splitter 121, a λ / 4 plate 122, a transflective plate 123, and an objective lens 124.
The object system 130 has a laser displacement meter 132 that measures the displacement of the patterned object surface.
Note that the pattern inspection target surface 131 includes an exposure mask used for manufacturing a semiconductor device, for example.
The imaging optical system 140 has an imaging lens 141.
The sensor system 150 includes an image sensor 151, a displacement measurement sensor mirror 152, and a displacement measurement sensor 153.
The arithmetic circuit unit includes an arithmetic circuit 161, a reference image generation circuit 162, a comparison circuit 163, and a storage device 181, which are connected to each other by a bus (not shown). Examples of the storage device 181 include a magnetic disk device and a memory.
As shown in FIG. 2, the slit plate 112 includes a first opening (reference pattern slit) 112-A serving as a displacement measurement slit and a second opening (object surface slit) serving as a slit opened for imaging. ) 112-B. The first opening 112-A is opened in a cross shape, for example, and the second opening 112-B is opened in a rectangle, for example. The optical path (broken line) of the light passing through the object surface slit 112-B and the optical path (two-dot long chain line) of the light passing through the reference pattern slit 112-A are almost the same, and separate sensors installed near each other. Is imaged.
Note that the displacement of the position of the object surface 131 is measured using a sensor such as a laser displacement meter 132 that measures the XY displacement of the stage on which the object is placed.

半透過反射板123とは反射性能と透過性能を併せ持ち、光の一部を反射し、反射した光の残りの全部又は一部を透過する性質を有する板(膜)である。半透過反射板として、例えば、片面ノンコートの石英板を使用することができる。片面ノンコートの石英板の他にも光の一部を反射し、残り(一部)を透過する板であれば同様に使用することができる。実施の形態1では反射率が例えば8%のものを用いているが、これに限定されず、前記変位計側センサおよび前記撮像センサの感度に応じて反射率が1%以上99%以下、透過率が99%以上1%以下の範囲の半透過反射板を使用しても好適である。
また、偏光ビームスプリッタ121とλ/4板122の替わりに、無偏光ビームスプリッタを使用しても良い。
The transflective plate 123 is a plate (film) that has both reflection performance and transmission performance, reflects part of light, and transmits all or part of the remaining reflected light. As the transflective plate, for example, a single-sided uncoated quartz plate can be used. In addition to the single-side non-coated quartz plate, any plate that reflects part of the light and transmits the remaining (part) can be used in the same manner. In the first embodiment, a reflectance of 8%, for example, is used. However, the present invention is not limited to this, and the reflectance is 1% or more and 99% or less depending on the sensitivity of the displacement sensor and the imaging sensor. It is also preferable to use a transflective plate having a rate in the range of 99% to 1%.
Further, instead of the polarizing beam splitter 121 and the λ / 4 plate 122, a non-polarizing beam splitter may be used.

まず、基準パターン(第1の像)の光路(二点長鎖線)について説明する。
照明光学系110において、第1の開口部112−Aを通過した光源111からの照明光は対物レンズ113を通過する。そして、反射照明用光学系120では偏光ビームスプリッタ121で傾きをもって反射され、λ/4板122を通過し、半透過反射板123で照明光の一部が反射され、再び、反射照明用光学系120の、λ/4板122を通過し、偏光ビームスプリッタ121を通過する。次に、結像光学系140の結像レンズ141で第1の像として結像する。なお、照明光の内、半透過反射板123で反射される照明光の一部には第2の開口部112−Bを通過した光も含まれるが、第1の開口部112−Aを通過した光(第1の部分像)のみを変位計測センサ153に結像する。その際、途中で、傾きを有する変位計測センサミラー152で反射して、少なくとも第1の部分像をシフトして、変位計測センサ153上に第1の部分像を結像する。変位計測センサ153の位置は、対象物面131のパターン像の光が入射されない位置に調整される。
ここで、半透過反射板の位置では光線がコリメートされているため、かかる位置で反射した光は結像光学系140で結像可能であり、また、本半透過反射板を傾けることで、本半透過反射板の反射光によって形成される第1の像が撮像センサに写りこまないように像をシフトさせることができる。
なお、基準パターンの光路と対象物の光路をほぼ同じにするために、撮像センサ151、変位計測センサミラー152、変位計測センサ153は、近傍に設置されていることが好ましい。
First, the optical path (two-dot long chain line) of the reference pattern (first image) will be described.
In the illumination optical system 110, the illumination light from the light source 111 that has passed through the first opening 112-A passes through the objective lens 113. Then, in the reflective illumination optical system 120, the light is reflected by the polarization beam splitter 121 with an inclination, passes through the λ / 4 plate 122, and a part of the illumination light is reflected by the semi-transmissive reflective plate 123, and again, the reflected illumination optical system. 120 passes through the λ / 4 plate 122 and passes through the polarization beam splitter 121. Next, an image is formed as a first image by the imaging lens 141 of the imaging optical system 140. Of the illumination light, part of the illumination light reflected by the transflective reflector 123 includes light that has passed through the second opening 112-B, but passes through the first opening 112-A. Only the emitted light (first partial image) is imaged on the displacement measuring sensor 153. At this time, the first partial image is reflected on the displacement measurement sensor mirror 152 having an inclination, and at least the first partial image is shifted to form the first partial image on the displacement measurement sensor 153. The position of the displacement measuring sensor 153 is adjusted to a position where the light of the pattern image on the object surface 131 is not incident.
Here, since the light beam is collimated at the position of the transflective plate, the light reflected at such a position can be imaged by the imaging optical system 140. The image can be shifted so that the first image formed by the reflected light of the transflective reflector does not appear in the imaging sensor.
In order to make the optical path of the reference pattern substantially the same as the optical path of the object, it is preferable that the imaging sensor 151, the displacement measurement sensor mirror 152, and the displacement measurement sensor 153 are installed in the vicinity.

次に、対象物パターン(第2の像)の光路(破線)について説明する。
照明光学系110において、第2の開口部(対象物面用スリット)112−Bを通過した光源111の照明光は対物レンズ113を通過する。そして、反射照明用光学系120では偏光ビームスプリッタ121で傾きをもって反射され、λ/4板122を通過し、半透過反射板123で照明光の一部が反射され、その残りの照明光(照明光の残部)が半透過反射板123を通過し、さらに、対物レンズ124を通過する。対物レンズ124は例えば無限遠補正タイプのものを用いることができる。そして、対象物系130において、対物レンズ124を通過した照明光は対象物面131を照射する。対象物面131を反射した照明光(第2の像)は、再び、反射照明用光学系120の対物レンズ124、半透過反射板123、λ/4板122を通過し、偏光ビームスプリッタ121を通過する。次に、結像光学系140の結像レンズ141で第2の像を撮像センサ面に結像する。撮像センサ151は第2の開口部によって照明されたマスク上の領域を取得できる位置に配置し、第2の像の内、第2の開口部を通過した第2の部分像のみを撮像センサ151に結像する。
Next, the optical path (broken line) of the object pattern (second image) will be described.
In the illumination optical system 110, the illumination light of the light source 111 that has passed through the second opening (target surface slit) 112 -B passes through the objective lens 113. Then, in the reflective illumination optical system 120, it is reflected with an inclination by the polarization beam splitter 121, passes through the λ / 4 plate 122, a part of the illumination light is reflected by the transflective plate 123, and the remaining illumination light (illumination) The remainder of the light passes through the transflective reflector 123 and further passes through the objective lens 124. As the objective lens 124, for example, an infinity correction type lens can be used. In the object system 130, the illumination light that has passed through the objective lens 124 irradiates the object surface 131. The illumination light (second image) reflected from the object surface 131 again passes through the objective lens 124, the transflective plate 123, and the λ / 4 plate 122 of the reflective illumination optical system 120, and passes through the polarization beam splitter 121. pass. Next, the second image is formed on the imaging sensor surface by the imaging lens 141 of the imaging optical system 140. The imaging sensor 151 is arranged at a position where a region on the mask illuminated by the second opening can be acquired, and only the second partial image that has passed through the second opening in the second image is picked up by the imaging sensor 151. To form an image.

図3は、半透過反射板123によって反射された第1の像と、対象物131によって反射された第2の像と同一面上に結像させたと仮定した場合の仮想図である。図3の仮想面上の各結像点にて、各像が形成され、基準パターンと対象物の光路が近ければ近いほど、各像の間の間隔も近くなる。変位計測センサ153の視野と撮像センサ151の視野は可能な限り近接させたほうが揺らぎの影響を同一にできるため、好ましい。しかし、センサの物理的制約及び基準パターン及び対象物の光路が近接することに起因する撮像対象外像のセンサへの映り込みの問題がある。そのために、結像点の直前に、少なくとも変位計測センサ視野領域を反射する変位計測センサミラー152を設置し、反射された光を変位計測センサにて計測する構成とする。第1の部分像は半透過反射板の角度調整によって所望の位置にシフト調整される。なお、変位計測センサミラー152による反射及び変位計測センサ153による撮像は基準パターンの撮像から、光路中の揺らぎの影響を測定できる構成であれば、変位計測センサミラー152及び変位計測センサ153は、いずれの実施の形態においても上記の構成以外であっても構わない。   FIG. 3 is a virtual diagram when it is assumed that the first image reflected by the transflective reflector 123 and the second image reflected by the object 131 are formed on the same plane. Each image is formed at each imaging point on the virtual plane of FIG. 3, and the closer the optical path of the reference pattern and the object is, the closer the interval between the images is. It is preferable to place the visual field of the displacement measuring sensor 153 and the visual field of the imaging sensor 151 as close as possible because the influence of fluctuation can be made the same. However, there is a problem of reflection of an image outside the imaging target on the sensor due to the physical constraints of the sensor and the proximity of the reference pattern and the optical path of the object. For this purpose, a displacement measurement sensor mirror 152 that reflects at least the displacement measurement sensor visual field region is provided immediately before the image formation point, and the reflected light is measured by the displacement measurement sensor. The first partial image is shifted to a desired position by adjusting the angle of the transflective plate. In addition, if the reflection by the displacement measurement sensor mirror 152 and the imaging by the displacement measurement sensor 153 can measure the influence of fluctuation in the optical path from the imaging of the reference pattern, the displacement measurement sensor mirror 152 and the displacement measurement sensor 153 are Also in this embodiment, it may be other than the above configuration.

結像光学系140内で、基準パターンの光線(二点長鎖線)は、検査対象物の光線(破線)とほぼ同じ光路を通ってセンサ151に結像する。このため、特に光路長の長い結像光学系140の光路内で空気揺らぎが発生したとしても、検査対象物面131からの光線(破線)と基準パターンからの光線(二点長鎖線)がほぼ同一の影響を受けるため、変位計測センサ153で測定された像(第1の部分像)に生じた変位によって対象物面131の像(第2の部分像)の変位計測が可能となる。   In the imaging optical system 140, the light beam of the reference pattern (two-dot long chain line) forms an image on the sensor 151 through almost the same optical path as the light beam (broken line) of the inspection object. For this reason, even if air fluctuations occur in the optical path of the imaging optical system 140 having a long optical path length, the light beam from the inspection object surface 131 (broken line) and the light beam from the reference pattern (two-dot long chain line) are almost Due to the same influence, the displacement measurement of the image (second partial image) of the object surface 131 can be performed by the displacement generated in the image (first partial image) measured by the displacement measurement sensor 153.

基準画像生成工程として、基準画像生成回路162は、まず、所定の領域毎に、例えば、磁気ディスク装置(記憶装置181)から設計データを読み出し、読み出された被検査試料となる対象物の設計データを2値ないしは多値のイメージデータである展開画像データに変換(展開処理)する。所定の領域は、光学画像と比較する画像の領域(エリア)とすればよい。例えば、1024×1024画素の領域(エリア)とする。   As the reference image generation step, the reference image generation circuit 162 first reads design data for each predetermined area, for example, from a magnetic disk device (storage device 181), and designs the object to be the read sample to be inspected. Data is converted (development processing) into developed image data that is binary or multivalued image data. The predetermined region may be an image region (area) to be compared with the optical image. For example, an area (area) of 1024 × 1024 pixels is assumed.

設計データに定義されるパターンを構成する図形は長方形や三角形を基本図形としたもので、例えば、図形の基準位置における座標(x、y)、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報で各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納されている。   The figure that constitutes the pattern defined in the design data is a basic figure such as a rectangle or triangle. For example, the coordinates (x, y) at the reference position of the figure, the length of the side, and the figure type such as the rectangle or triangle Graphic data defining the shape, size, position, etc. of each pattern graphic is stored with information such as a graphic code serving as a distinguishing identifier.

かかる図形データが図形ごとのデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして2値ないしは多値の画像データを展開する。そして、展開された画像データ(展開画像データ)は、回路内の図示しないパターンメモリ、或いは磁気ディスク装置内に格納される。言い換えれば、占有率演算部において、設計パターンデータを読み込み、検査領域を所定の寸法を単位とするマス目として仮想分割してできたマス目ごとに設計パターンにおける図形が占める占有率を演算し、nビットの占有率データをパターンメモリ、或いは磁気ディスク装置に出力する。例えば、1つのマス目を1画素として設定すると好適である。そして、1画素に1/2(=1/256)の分解能を持たせるとすると、画素内に配置されている図形の領域分だけ1/256の小領域を割り付けて画素内の占有率を演算する。そして、展開画像データは、各画素に対して8ビットの占有率データで定義されたエリア単位の画像データとしてパターンメモリ、或いは磁気ディスク装置に格納される。 Such graphic data is expanded to data for each graphic, and a graphic code indicating a graphic shape of the graphic data, a graphic dimension, and the like are interpreted. Then, binary or multivalued image data is developed as a pattern arranged in a grid having a grid with a predetermined quantization size as a unit. The developed image data (developed image data) is stored in a pattern memory (not shown) or a magnetic disk device in the circuit. In other words, in the occupancy rate calculation unit, the design pattern data is read, and the occupancy rate of the figure in the design pattern is calculated for each cell formed by virtually dividing the inspection area as a cell with a predetermined dimension as a unit, The n-bit occupation ratio data is output to the pattern memory or the magnetic disk device. For example, it is preferable to set one square as one pixel. If a resolution of 1/2 8 (= 1/256) is given to one pixel, 1/256 small areas are allocated by the figure area arranged in the pixel, and the occupation ratio in the pixel is set. Calculate. The developed image data is stored in a pattern memory or a magnetic disk device as area-unit image data defined by 8-bit occupancy data for each pixel.

そして、画像処理工程として、基準画像生成回路162は、展開画像データを入力し、展開画像データに対してデータ処理(画像処理)を行い、光学画像データと比較するための基準画像データを生成する。基準画像生成回路162は、基準画像データ生成部の一例となる。基準画像生成回路162は、展開画像データに適切なフィルタ処理を施してもよい。   Then, as an image processing step, the reference image generation circuit 162 inputs the developed image data, performs data processing (image processing) on the developed image data, and generates reference image data for comparison with the optical image data. . The reference image generation circuit 162 is an example of a reference image data generation unit. The reference image generation circuit 162 may perform appropriate filter processing on the developed image data.

出力された参照データ(基準画像データ)は、比較回路163に出力される。参照データは、各画素毎に例えば8ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を例えば0〜255で表現している。   The output reference data (standard image data) is output to the comparison circuit 163. The reference data is, for example, 8-bit unsigned data for each pixel, and the brightness gradation of each pixel is expressed by, for example, 0 to 255.

次に、変位計測センサ153での測定と演算回路161について説明する。
基準パターンと変位計測センサの構成を図4に示す。本構成では、図4(a)の模式図に示すように、第1の開口部112−Aは例えば十字形状のものを用いた。基準パターンは十字の他にもX,Y変位を計測可能な形状であればよい。この像のパターン画像を上記に説明した光路(二点長鎖線)を経て変位計測センサ153に導入する。変位計測センサ153は図4(b)に示すように例えば、4分割センサであり、基準パターンの十字の中心が分割の中心に来るように配置されている。空気揺らぎによる変位が無い場合における変位計測センサ153に第1の開口部112−Aが結像されたイメージ図を図4(c)に示す。4分割センサでは4つの領域に入射する光の強度を独立に計測することができ、それぞれの出力をA(153−A)、B(153−B)、C(153−C)、D(153−D)とおくと、例えば、図4(d)のように変位計測センサ144に結像された場合の十字像X変位、Y変位は、演算回路系において、以下の演算によって算出できる。
X={(A+B)−(B+C)}/(A+B+C+D)
Y={(A+C)−(B+D)}/(A+B+C+D)
Next, the measurement by the displacement measurement sensor 153 and the arithmetic circuit 161 will be described.
The configuration of the reference pattern and the displacement measurement sensor is shown in FIG. In this configuration, as shown in the schematic diagram of FIG. 4A, the first opening 112-A has a cross shape, for example. In addition to the cross, the reference pattern may be any shape that can measure X and Y displacement. The pattern image of this image is introduced into the displacement measuring sensor 153 via the optical path (two-dot long chain line) described above. As shown in FIG. 4B, the displacement measuring sensor 153 is, for example, a four-divided sensor, and is arranged so that the center of the cross of the reference pattern comes to the center of the division. FIG. 4C is an image diagram in which the first opening 112-A is imaged on the displacement measurement sensor 153 when there is no displacement due to air fluctuation. In the quadrant sensor, the intensity of light incident on the four regions can be measured independently, and the output of each is A (153-A), B (153-B), C (153-C), D (153). -D), for example, the cross image X displacement and Y displacement when formed on the displacement measuring sensor 144 as shown in FIG. 4D can be calculated by the following calculation in the arithmetic circuit system.
X = {(A + B)-(B + C)} / (A + B + C + D)
Y = {(A + C)-(B + D)} / (A + B + C + D)

また、第1の開口部112−A及び変位計測センサ153の構成はこれに限らず、図5に示すような構成もとり得る。この構成では、図5(a)のように第1の開口部112−Aとして複数のスリットが形成され、X変位計測用が2つとY変位計測用が2つである。X変位計測用のスリットはX方向(図では左右方向)に長い長方形でY方向の位置をずらして形成される。Y変位計測用のスリットはY方向(図では上下方向)に長い長方形で、X方向に位置をずらして形成される。このようなパターン像を変位計測センサに導入するが、変位計測センサ153に関しては、図5(b)に示すような複数の開口部153−F、153−Gが形成された変位計測センサスリット板153−Eを4分割センサ自体に結像される配置より前側に配置されるようにさらに備えられている。変位計測センサスリット板153−Eを有する場合、図5(c)のように重なっている場合、第1の開口部112−Aのうち、変位計測センサスリット板153−Eを通過したパターンのみが、図5(d)のように変位計測センサ153上に結像する。開口部153−F、153−Gを通過し、変位計測センサ153に結像された光の増減の比率から、例えば、以下の計算式によって変位量(X、Y)を算出できる。
X=(A−B)/(A+B)
Y=(C−D)/(C+D)
基準パターン、変位計測センサ(スリット板)の構成は上記のようにX及びYの変位を求められるような構成であれば特に限定はない。X、Yのどちらか一方のみの揺らぎの影響を知りたい場合は、センサ数、基準パターン形状、演算回路部などを調節して、どちらかの変位を測定する構成にすればよい。
Further, the configuration of the first opening 112-A and the displacement measurement sensor 153 is not limited to this, and the configuration shown in FIG. In this configuration, as shown in FIG. 5A, a plurality of slits are formed as the first opening 112-A, and there are two for X displacement measurement and two for Y displacement measurement. The slit for measuring X displacement is a rectangle that is long in the X direction (left and right in the figure) and is formed by shifting the position in the Y direction. The slit for measuring Y displacement is a rectangle that is long in the Y direction (vertical direction in the figure), and is formed by shifting the position in the X direction. Such a pattern image is introduced into the displacement measurement sensor. Regarding the displacement measurement sensor 153, a displacement measurement sensor slit plate having a plurality of openings 153-F and 153-G as shown in FIG. It is further provided that 153-E is arranged on the front side of the image formed on the quadrant sensor itself. In the case of having the displacement measurement sensor slit plate 153 -E, when overlapping as shown in FIG. 5C, only the pattern that has passed through the displacement measurement sensor slit plate 153 -E of the first opening 112 -A. The image is formed on the displacement measuring sensor 153 as shown in FIG. The displacement (X, Y) can be calculated from the following formula, for example, from the ratio of increase / decrease of the light passing through the openings 153 -F and 153 -G and imaged on the displacement measurement sensor 153.
X = (A−B) / (A + B)
Y = (C−D) / (C + D)
The configuration of the reference pattern and the displacement measurement sensor (slit plate) is not particularly limited as long as the displacement of X and Y can be obtained as described above. When it is desired to know the influence of fluctuation of only one of X and Y, the number of sensors, the reference pattern shape, the arithmetic circuit unit, etc. may be adjusted to measure either displacement.

一方、撮像センサ151から出力された測定データ(光学画像データ)と、演算された変位量(X、Y)は、ステージ上における対象物の位置を示すレーザ変位計132のデータとともに比較回路163に出力される。測定データは、各画素毎に例えば8ビットの符号なしデータであり、各画素の明るさの階調を例えば0〜255で表現している。   On the other hand, the measurement data (optical image data) output from the image sensor 151 and the calculated displacement amount (X, Y) are sent to the comparison circuit 163 together with the data of the laser displacement meter 132 indicating the position of the object on the stage. Is output. The measurement data is, for example, 8-bit unsigned data for each pixel, and the brightness gradation of each pixel is expressed by, for example, 0 to 255.

そして、比較工程として、比較回路163は、画素毎に、所定の判定条件で、該当する所定の領域の光学画像データと基準画像データとを比較する。以下、比較回路163内での処理を具体的に説明する。比較回路163内では、まず、1つのストライプ分の光学画像データを入力し、1つのストライプ分の光学画像データを基準画像と同じ領域サイズで切り出す。その際、切り出す領域は、基準画像を生成する際の領域に合わせることは言うまでもない。領域サイズが合わされた光学画像データは、比較回路163内の図示しないメモリに格納される。他方、生成された所定の領域の基準画像データも、比較回路163内の図示しない他のメモリに格納される。そして、レーザ変位計の変位量および基準パターンの変位量を使って、光学画像データの位置補正をする。この位置補正は、補間処理によってサブ画素単位で行われる。これにより、画像揺らぎの影響のない検査ができる。そして、アライメントされた光学画像データと基準画像データに対して、判定条件に従って画素毎に両者を比較し、欠陥の有無を判定する。判定条件としては、例えば、所定のアルゴリズムに従って画素毎に両者を比較し、欠陥の有無を判定する際の閾値Qmが該当する。或いは、例えば、両者を比較し、欠陥の有無を判定する際の比較アルゴリズムが該当する。   Then, as a comparison step, the comparison circuit 163 compares the optical image data of the corresponding predetermined region with the reference image data for each pixel under a predetermined determination condition. Hereinafter, the processing in the comparison circuit 163 will be specifically described. In the comparison circuit 163, first, optical image data for one stripe is input, and the optical image data for one stripe is cut out with the same area size as the reference image. In this case, it goes without saying that the area to be cut out is matched with the area for generating the reference image. The optical image data in which the region sizes are matched is stored in a memory (not shown) in the comparison circuit 163. On the other hand, the generated reference image data of the predetermined area is also stored in another memory (not shown) in the comparison circuit 163. Then, the position of the optical image data is corrected using the displacement amount of the laser displacement meter and the displacement amount of the reference pattern. This position correction is performed in units of sub-pixels by interpolation processing. As a result, inspection without the influence of image fluctuation can be performed. Then, the aligned optical image data and reference image data are compared for each pixel according to the determination condition, and the presence or absence of a defect is determined. As the determination condition, for example, the threshold value Qm when comparing the two for each pixel according to a predetermined algorithm and determining the presence or absence of a defect corresponds. Alternatively, for example, a comparison algorithm for comparing the two and determining the presence or absence of a defect is applicable.

そして、比較された結果は、例えば、記憶装置181に出力され、記憶される。記憶装置はさらに、モニタと接続され、結果をモニタに出力してもよいし、結果をプリンタで出力してもよい。記憶装置としては、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、或いはFD等が挙げられる。   Then, the compared result is output to the storage device 181 and stored, for example. The storage device may be further connected to a monitor, and the result may be output to the monitor, or the result may be output by a printer. Examples of the storage device include a magnetic disk device, a magnetic tape device, and an FD.

(実施の形態2)
実施の形態2では光学系に像変位補正部を更に備えることで、リアルタイムで撮像された画像の変位補正(像変位補正)を行う。
この変位補正の方法は、図6のパターン検査装置100−2の模式図のような構成を有するパターン検査装置を例にとり説明する。実施の形態2におけるパターン検査装置は可動機構171と補正回路173とを追加する点以外は図1と同様である。可動機構171は、補正回路173の制御信号にもとづいて結像レンズ141をX−Y面内に動かして、リアルタイムで像変位補正をするものである。補正回路173は、変位計側センサ153における第1の像の変位が零(又は所望の範囲)になるように結像レンズ141を駆動する。例えばサーボ制御によって可動機構171を制御して、取得画像を安定化することができる。この方法では、露光時間内で生じる変位も高速に補正できることによりボケを低減できること、および、画像の補正で発生する誤差を即時に補正することができることが好ましい。なお、図6では例示として結像レンズ141を移動しているが、可動機構172を制御して、撮像センサ151を駆動するようにしても同様の効果を得ることができる。また、この他に像変位用平行平面板を傾ける構成としても同様の効果を得ることができる。
本構成の場合、実施の形態1と同様の演算回路部160で、第1の部分像の変位量を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置181に結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタに出力することもできる。
なお、半透過反射板123の角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the optical system is further provided with an image displacement correction unit to perform displacement correction (image displacement correction) of an image captured in real time.
This displacement correction method will be described using a pattern inspection apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 100-2 in FIG. 6 as an example. The pattern inspection apparatus according to the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1 except that a movable mechanism 171 and a correction circuit 173 are added. The movable mechanism 171 moves the imaging lens 141 in the XY plane based on a control signal from the correction circuit 173 to correct the image displacement in real time. The correction circuit 173 drives the imaging lens 141 so that the displacement of the first image in the displacement meter side sensor 153 becomes zero (or a desired range). For example, the acquired image can be stabilized by controlling the movable mechanism 171 by servo control. In this method, it is preferable that blurring can be reduced by correcting the displacement generated within the exposure time at a high speed, and that errors generated in the correction of the image can be corrected immediately. In FIG. 6, the imaging lens 141 is moved as an example, but the same effect can be obtained by driving the imaging sensor 151 by controlling the movable mechanism 172. In addition to this, the same effect can be obtained by tilting the parallel plane plate for image displacement.
In the case of this configuration, the amount of displacement of the first partial image can be calculated by the arithmetic circuit unit 160 similar to that of Embodiment 1, and the results can be compared. Then, the result can be stored in the storage device 181 and further the result can be output to a monitor or a printer.
In addition, the point which adjusts the angle of the transflective plate 123 is the same as that of the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.

(実施の形態3)
実施の形態3では、実施の形態1では単一の変位計測センサであったが、変位計測センサを複数設置することにより、倍率変化の補正も可能にする。図7のパターン検査装置100−3の模式図のような構成を有する。実施の形態3では、基準パターンからの光を異なる角度で反射するために、計2部の第1の半透過反射板123a、第2の半透過反射板123bをそれぞれ異なる角度で設置したこと、それぞれの半透過反射板で反射された基準パターンを結像する計2部の変位計測センサ(153a、153b)とセンサに光を当てるための計2部の変位計測センサミラー(152a、152b)を用いていること以外は図1と同様である。図7において、基準パターンの光路は一点長鎖線、二点長鎖線で示している。二点長鎖線が示す光路は実施の形態1において説明したものと同様であり、変位計測センサミラー152aで反射され、変位計測センサ153aで第1の部分像が結像される。一点長鎖線の基準パターンの光路は二点長鎖線の光路の、結像光学系140側の第1の半透過反射板123aを透過した照明光のうち、対象物系130側の第2の半透過反射板123bで反射された照明光である。そして、第2の半透過反射板123bで反射された照明光は、結像レンズ141で第3の像として結像される。
そして、第1の部分像と同様に、少なくとも第3の像のうち第1の開口部を通過した部分である第3の部分像が、変位計測センサミラー152bで反射され、変位計測センサ153bで結像される。第2の半透過反射板で反射された基準パターンの光路も対象物の光路をほぼ同じ光路を通るため、反射板である変位計測センサミラー152b、結像する変位計測センサ153bも撮像センサ142の近傍に設置されている。これらのセンサは、例えば、反射像が撮像センサ面上で撮像センサを挟む配置になるようにする。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the single displacement measurement sensor is used in the first embodiment. However, by installing a plurality of displacement measurement sensors, it is possible to correct the magnification change. The pattern inspection apparatus 100-3 shown in FIG. In the third embodiment, in order to reflect light from the reference pattern at different angles, a total of two parts of the first transflective plate 123a and the second transflective plate 123b are installed at different angles, respectively. A total of two displacement measurement sensors (153a, 153b) for imaging the reference pattern reflected by the respective transflective reflectors, and a total of two displacement measurement sensor mirrors (152a, 152b) for applying light to the sensors. It is the same as that of FIG. 1 except using. In FIG. 7, the optical path of the reference pattern is indicated by a one-point long chain line and a two-point long chain line. The optical path indicated by the two-dot long chain line is the same as that described in Embodiment 1, and is reflected by the displacement measurement sensor mirror 152a, and the first partial image is formed by the displacement measurement sensor 153a. The optical path of the one-point long chain line reference pattern is the second half-chain line optical path of the two-point long chain line of the illumination light transmitted through the first semi-transmissive reflector 123a on the imaging optical system 140 side. Illumination light reflected by the transmissive reflecting plate 123b. The illumination light reflected by the second transflective reflector 123b is imaged as a third image by the imaging lens 141.
Then, similarly to the first partial image, at least the third partial image that is the portion that has passed through the first opening in the third image is reflected by the displacement measurement sensor mirror 152b and is detected by the displacement measurement sensor 153b. Imaged. Since the optical path of the reference pattern reflected by the second transflective reflector also passes through substantially the same optical path of the object, the displacement measurement sensor mirror 152b, which is a reflector, and the displacement measurement sensor 153b that forms an image are also included in the imaging sensor 142. It is installed in the vicinity. For example, these sensors are arranged so that the reflected image sandwiches the image sensor on the image sensor surface.

図8は、半透過反射板123a,bによって反射された第1と第3の像と、対象物131によって反射された第2の像と同一面上に結像させたと仮定した場合の仮想図である。図8の仮想面上の各結像点にて、各像が形成され、基準パターンと対象物の光路が近ければ近いほど、各像のセンサの間隔も近くなる。変位計測センサ153a,bの視野と撮像センサ151の視野は可能な限り近接させたほうが揺らぎの影響を同一にできるため、好ましい。しかし、センサの物理的制約及び基準パターン及び対象物の光路が近接することに起因する撮像対象外像のセンサへの映り込みの問題がある。そのために、結像点の直前に、少なくとも変位計測センサ視野領域を反射する変位計測センサミラー152a,bを設置し、反射された光を変位計測センサ153a,bにて計測する構成とする。第1と第3の部分像は半透過反射板123a,bの角度調整によって所望の位置にシフト調整される。   FIG. 8 is a virtual diagram on the assumption that the first and third images reflected by the transflective reflectors 123a and 123b and the second image reflected by the object 131 are formed on the same plane. It is. Each image is formed at each imaging point on the virtual plane in FIG. 8, and the closer the optical path between the reference pattern and the object, the closer the sensor interval between the images. It is preferable that the visual fields of the displacement measuring sensors 153a and 153b and the visual field of the image sensor 151 be as close as possible because the influence of fluctuation can be made the same. However, there is a problem of reflection of an image outside the imaging target on the sensor due to the physical constraints of the sensor and the proximity of the reference pattern and the optical path of the object. For this purpose, the displacement measurement sensor mirrors 152a and 152b that reflect at least the displacement measurement sensor visual field region are installed immediately before the image formation point, and the reflected light is measured by the displacement measurement sensors 153a and 153b. The first and third partial images are shifted and adjusted to desired positions by adjusting the angles of the transflective plates 123a and 123b.

図7のパターン検査装置の構成の場合は、演算回路161において、例えば、以下の計算式によって変位量と倍率変化値を算出できる。
X変位量=(X1+X2)/2
Y変位量=(Y1+Y2)/2
X倍率変化値=(X1−X2)/Lx
Y倍率変化値=(Y1−Y2)/Ly
なお、Lx、Lyは各変位計測センサ間の距離である。
なお、第1の半透過反射板123aと第2の半透過反射板123bの角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
In the case of the configuration of the pattern inspection apparatus in FIG. 7, the arithmetic circuit 161 can calculate the displacement amount and the magnification change value by the following calculation formula, for example.
X displacement amount = (X1 + X2) / 2
Y displacement = (Y1 + Y2) / 2
X magnification change value = (X1-X2) / Lx
Y magnification change value = (Y1-Y2) / Ly
Lx and Ly are distances between the displacement measuring sensors.
In addition, the point which adjusts the angle of the 1st transflective plate 123a and the 2nd transflective plate 123b is the same as the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.

図7のパターン検査装置の構成にすることで、空気揺らぎによる倍率変化の情報を得ることができ、さらに詳細な空気揺らぎの情報を得て補正することができるようになる。
実施の形態3では半透過反射板、変位計測センサミラーと変位計測センサを2部ずつ用いたが、2部より多く設置しても良い。なお、半透過反射板の数が増えるほど反射する基準パターンの光量や対象物に届く光量が少なくなるため、数多く設置する場合は、例えば、半透過反射板の透過率を高くすることが好ましい。
そして、変位量(X、Y)と倍率変化値(X、Y)を使って、取得した光学画像の位値と倍率を補正する。具体的には、光学画像の位値に変位量(X、Y)の変位量を足し合わせるとともに、画像の倍率をX、Y方向それぞれの倍率変化値(X、Y)の逆数を乗ずればよい。そして、補正された光学画像と基準画像との位置合わせを行えばよい。
本構成の場合、実施の形態1と同様の演算回路部160で、第1の部分像の変位量を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置181に結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタに出力することもできる。
なお、図9のパターン検査装置100−4の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ141と撮像センサ151に可動機構171,172を、さらに、補正回路173を備えること以外は図7と同様である。図9のような構成の装置では実施の形態2と同様に変位量が0(又は所望の範囲)になるように、さらに、X、Y倍率変化値が1倍(又は所望の値)になるように補正回路173で演算し、例えばサーボ制御によって可動機構172,173を制御して、像変位補正と像倍率補正を併せて行い、取得画像を安定化することができる。
With the configuration of the pattern inspection apparatus shown in FIG. 7, it is possible to obtain information on the change in magnification due to air fluctuation, and to obtain and correct more detailed information on air fluctuation.
In Embodiment 3, two parts each of the transflective plate, the displacement measurement sensor mirror, and the displacement measurement sensor are used, but more than two parts may be installed. In addition, since the light quantity of the reference pattern to be reflected or the light quantity reaching the object decreases as the number of the transflective plates increases, it is preferable to increase the transmissivity of the transflective plate, for example, when many are installed.
Then, the position value and magnification of the acquired optical image are corrected using the displacement amount (X, Y) and the magnification change value (X, Y). Specifically, if the displacement amount (X, Y) is added to the position of the optical image, and the magnification of the image is multiplied by the reciprocal of the magnification change value (X, Y) in each of the X and Y directions. Good. Then, the corrected optical image and the reference image may be aligned.
In the case of this configuration, the amount of displacement of the first partial image can be calculated by the arithmetic circuit unit 160 similar to that of Embodiment 1, and the results can be compared. Then, the result can be stored in the storage device 181 and further the result can be output to a monitor or a printer.
The pattern inspection apparatus having the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 100-4 in FIG. 9 is a diagram except that the imaging lens 141 and the image sensor 151 are provided with movable mechanisms 171 and 172 and a correction circuit 173. 7 is the same. In the apparatus having the configuration as shown in FIG. 9, the X and Y magnification change values are further multiplied by 1 (or desired values) so that the displacement amount becomes 0 (or a desired range) as in the second embodiment. Thus, the correction circuit 173 performs the calculation, and the movable mechanisms 172 and 173 are controlled by servo control, for example, and the image displacement correction and the image magnification correction are performed together to stabilize the acquired image.

(実施の形態4)
実施の形態4では図10のパターン検査装置200−1の模式図のような構成を有する。実施の形態4におけるパターン検査装置は、符号の番号が図1では100番台であったものが200番台であること、対物レンズ224と対象物面231とレーザ変位計232の位置が図1と異なり、対物レンズ224と対象物面231は光源211からの照明光が偏光ビームスプリッタ221を通過する方向に設置されていること、λ/4板222aとは別のλ/4板222bを対象物面231側にさらに有すること、基準パターンの光を反射する板が半透過反射板ではなく反射板223であること以外は図1と同様である。
第1の開口部212−A(基準パターン)を通過し、偏光ビームスプリッタ221で反射された照明光は、照明光が第1のλ/4板222aを通過し、理想的には全反射する反射板223で反射され、再度第1のλ/4板222aを通過する。そして、再度第1のλ/4板222aを通過した光は、偏光ビームスプリッタ221を通過して、実施の形態1と同様に少なくとも第1の部分像が、変位計測センサ253に結像される。第2の開口部212−B(対象物面)を通過し、偏光ビームスプリッタ221を通過した照明光は、第2のλ/4板222bを通過し、対物レンズ224を通過し、対象物231を照射する。対象物面231のパターンを照射して反射された反射光は、対物レンズ224、λ/4板222bを通過する。そして、偏光ビームスプリッタ221で反射され、実施の形態1と同様に第2の部分像のみが、撮像センサ251に結像される。以上のこと以外は実施の形態1と同様の構成の装置である。
本構成の場合、実施の形態1と同様の演算回路部260で、第1の部分像の変位量を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置281に結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタに出力することもできる。
なお、反射板223の角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、図11のパターン検査装置200−2の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ241と撮像センサ251に可動機構271,272を、さらに、補正回路273を備えること以外は図10と同様である。図11のような構成の装置では実施の形態2と同様の像変位補正をさらにすることができる。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment has a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 200-1 in FIG. The pattern inspection apparatus according to the fourth embodiment is different from FIG. 1 in that the reference numerals of the 100th order in FIG. 1 are the 200th order, and the positions of the objective lens 224, the object surface 231 and the laser displacement meter 232 are different. The objective lens 224 and the object surface 231 are installed in a direction in which the illumination light from the light source 211 passes through the polarization beam splitter 221, and the λ / 4 plate 222 b different from the λ / 4 plate 222 a is used as the object surface. It is the same as that of FIG. 1 except that it is further provided on the 231 side, and that the plate that reflects the light of the reference pattern is not the transflective plate but the reflecting plate 223.
The illumination light that has passed through the first opening 212-A (reference pattern) and reflected by the polarization beam splitter 221 passes through the first λ / 4 plate 222a, and is ideally totally reflected. The light is reflected by the reflecting plate 223 and passes through the first λ / 4 plate 222a again. Then, the light that has passed through the first λ / 4 plate 222 a again passes through the polarization beam splitter 221, and at least a first partial image is formed on the displacement measurement sensor 253 as in the first embodiment. . The illumination light that has passed through the second opening 212-B (object surface) and passed through the polarization beam splitter 221 passes through the second λ / 4 plate 222b, passes through the objective lens 224, and passes through the object 231. Irradiate. The reflected light reflected by irradiating the pattern of the object surface 231 passes through the objective lens 224 and the λ / 4 plate 222b. Then, the light is reflected by the polarization beam splitter 221 and only the second partial image is formed on the image sensor 251 as in the first embodiment. Except for the above, the apparatus has the same configuration as that of the first embodiment.
In the case of this configuration, the amount of displacement of the first partial image can be calculated by the arithmetic circuit unit 260 similar to that of Embodiment 1, and the results can be compared. Then, the result can be stored in the storage device 281 and further the result can be output to a monitor or a printer.
In addition, the point which adjusts the angle of the reflecting plate 223 is the same as that of the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
The pattern inspection apparatus having the configuration of the pattern inspection apparatus 200-2 in FIG. 11 is a diagram except that the imaging lens 241 and the image sensor 251 are provided with movable mechanisms 271 and 272 and a correction circuit 273. 10 is the same. The apparatus having the configuration as shown in FIG. 11 can further perform image displacement correction similar to that of the second embodiment.

(実施の形態5)
実施の形態5では図12のパターン検査装置200−3の模式図のような構成を有するパターン検査装置について説明する。基準パターンを反射する半透過反射板223a、反射板223bを用い、これらの(半透過)反射板の角度が異なり、計2部の変位計測センサミラー(252a、252b)と計2部の変位計測センサ(253a、253b)を用いること以外は図10と同様である。
図12において、基準パターンの光路は一点長鎖線、二点長鎖線で示している。二点長鎖線が示す光路は実施の形態4において説明したものと同様であり、照明光の内、半透過反射板223aで反射された照明光が、第1の変位計測センサミラー252aで反射され、第1の変位計測センサ253aで第1の部分像が結像される。一点長鎖線の基準パターンの光路は、結像光学系240側の半透過反射板223aを通過した照明光の内、対象物系230側の反射板223bで反射された照明光の光路である。そして、反射板223bで反射された照明光は、結像光学系240において第3の像として結像される。そして、実施の形態3と同様に、第3の像の内、少なくとも第1の開口部212−Aを通過した部分の第3の部分像が、第2の変位計測センサミラー252bで反射され、第2の変位計測センサ253bで結像される。
本構成の場合、実施の形態3と同様の演算回路部260で、第1と第3の部分像の変位量と、第2の部分像の倍率変化値を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置281にこの結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタにその結果を出力することもできる。
なお、半透過反射板223aと反射板223bの角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、図13のパターン検査装置200−4の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ241と撮像センサ251に可動機構271,272を、さらに、補正回路273を備えること以外は図12と同様である。図13のような構成の装置では実施の形態3と同様の像変位補正と像倍率補正をさらにすることができる。
なお、(半透過)反射板、変位計測センサミラー、変位計測センサは2部より多い構成であってもよい。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a pattern inspection apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 200-3 in FIG. 12 will be described. Using a semi-transmissive reflector 223a and a reflector 223b that reflect the reference pattern, the angles of these (semi-transmissive) reflectors are different, and a total of two displacement measurement sensor mirrors (252a, 252b) and a total of two displacement measurements It is the same as that of FIG. 10 except using a sensor (253a, 253b).
In FIG. 12, the optical path of the reference pattern is indicated by a one-point long chain line and a two-point long chain line. The optical path indicated by the two-dot long chain line is the same as that described in the fourth embodiment. Of the illumination light, the illumination light reflected by the transflective plate 223a is reflected by the first displacement measurement sensor mirror 252a. A first partial image is formed by the first displacement measuring sensor 253a. The optical path of the one-point long chain line reference pattern is the optical path of the illumination light reflected by the reflection plate 223b on the object system 230 side out of the illumination light that has passed through the semi-transmissive reflection plate 223a on the imaging optical system 240 side. The illumination light reflected by the reflecting plate 223b is imaged as a third image in the imaging optical system 240. As in the third embodiment, at least a third partial image of the third image that has passed through the first opening 212-A is reflected by the second displacement measurement sensor mirror 252b. An image is formed by the second displacement measurement sensor 253b.
In the case of this configuration, the arithmetic circuit unit 260 similar to that in Embodiment 3 calculates the displacement amounts of the first and third partial images and the magnification change value of the second partial image, and compares the results. it can. Then, the result can be stored in the storage device 281 and the result can be output to a monitor or a printer.
In addition, the point which adjusts the angle of the semi-transmissive reflective plate 223a and the reflective plate 223b is the same as the case where the angle of the semi-transmissive reflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
The pattern inspection apparatus having the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 200-4 in FIG. 13 is a diagram except that the imaging lens 241 and the image sensor 251 are provided with movable mechanisms 271 and 272 and a correction circuit 273. 12 is the same. The apparatus having the configuration as shown in FIG. 13 can further perform image displacement correction and image magnification correction similar to those of the third embodiment.
The (semi-transmissive) reflector, the displacement measurement sensor mirror, and the displacement measurement sensor may have more than two parts.

(実施の形態6)
実施の形態6では図14のパターン検査装置300−1の模式図のような構成を有する。実施の形態6におけるパターン検査装置は、符号の番号が図1では100番台であったものが300番台であること、半透過反射板がないこと、光源311からの照明光が偏光ビームスプリッタ321を通過する方向にλ/4板322bと反射板323が設置されていること以外は図1と同様である。
第2の開口部312−B(対象物面)を通過し、偏光ビームスプリッタ321で反射された照明光が、第1のλ/4板322aを通過し、対物レンズ324を通過し、対象物331を照射する。対象物面331のパターンを照射して反射された反射光は、対物レンズ324、λ/4板322bを通過し、偏光ビームスプリッタ221で反射され、実施の形態1と同様に第2の部分像のみが撮像センサ351に結像される。第1の開口部312−A(基準パターン)を通過し、偏光ビームスプリッタ321を通過した照明光は、第2のλ/4板322bを通過し、半透過反射板の代わりに理想的には全反射する反射板323で反射され、再度第2のλ/4板322aを通過する。再度第2のλ/4板322aを通過した光は、偏光ビームスプリッタ321で反射されて、実施の形態1と同様に第1の部分像が変位計測センサ353に結像される。以上のこと以外は実施の形態1と同様の構成の装置である。
本構成の場合、実施の形態1と同様の演算回路部360で、第1の部分像の変位量を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置381に結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタに出力することもできる。
なお、反射板323の角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、図15のパターン検査装置300−2の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ341と撮像センサ351に可動機構371,372を、さらに、補正回路373を備えること以外は図14と同様である。図15のような構成の装置では実施の形態2と同様の像変位補正をさらにすることができる。
(Embodiment 6)
The sixth embodiment has a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 300-1 in FIG. In the pattern inspection apparatus according to the sixth embodiment, the number of the code in the 100th order in FIG. 1 is the 300th order, there is no transflective plate, and the illumination light from the light source 311 passes through the polarization beam splitter 321. 1 except that a λ / 4 plate 322b and a reflecting plate 323 are installed in the passing direction.
The illumination light that has passed through the second opening 312 -B (object surface) and reflected by the polarization beam splitter 321 passes through the first λ / 4 plate 322 a, passes through the objective lens 324, and passes through the object. 331 is irradiated. The reflected light reflected by irradiating the pattern of the object surface 331 passes through the objective lens 324 and the λ / 4 plate 322b, is reflected by the polarization beam splitter 221, and is the second partial image as in the first embodiment. Only the image is formed on the image sensor 351. The illumination light that has passed through the first opening 312-A (reference pattern) and passed through the polarization beam splitter 321 passes through the second λ / 4 plate 322b, and ideally instead of the transflective plate. The light is reflected by the reflection plate 323 that totally reflects, and passes through the second λ / 4 plate 322a again. The light that has passed through the second λ / 4 plate 322 a again is reflected by the polarization beam splitter 321, and a first partial image is formed on the displacement measurement sensor 353 as in the first embodiment. Except for the above, the apparatus has the same configuration as that of the first embodiment.
In the case of this configuration, the amount of displacement of the first partial image can be calculated by the arithmetic circuit unit 360 similar to that of Embodiment 1, and the results can be compared. Then, the result can be stored in the storage device 381, and the result can be output to a monitor or a printer.
In addition, the point which adjusts the angle of the reflecting plate 323 is the same as the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
The pattern inspection apparatus having the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 300-2 in FIG. 15 is a diagram except that the imaging lens 341 and the image sensor 351 are provided with movable mechanisms 371 and 372 and a correction circuit 373. 14 is the same. The apparatus having the configuration as shown in FIG. 15 can further perform image displacement correction similar to that in the second embodiment.

(実施の形態7)
実施の形態7では図16のパターン検査装置300−3の模式図のような構成を有するパターン検査装置について説明する。実施の形態7におけるパターン検査装置は、基準パターンを反射する半透過反射板323a、反射板323bを用い、これらの(半透過)反射板の角度が異なること、計2部の変位計測センサミラー(352a、352b)と計2部の変位計測センサ(353a、353b)を用いること以外は図14と同様である。
図16において、基準パターンの光路は一点長鎖線、二点長鎖線で示している。二点長鎖線が示す光路は実施の形態6において説明したものと同様であり、照明光の内、半透過反射板323aで反射された照明光が、第1の変位計測センサミラー343aで反射され、第1の変位計測センサ344aで第1の部分像が結像される。一点長鎖線の基準パターンの光路は二点長鎖線の光路は、結像光学系340側の半透過反射板323aを透過した光の内、対象物系330側の反射板323bで反射された照明光の光路である。そして、反射板323bで反射された照明光は、結像光学系340において、第3の像として結像される。そして、実施の形態3と同様に、第3の像の内、少なくとも第1の開口部312−Aを通過した部分の第3の部分像が、第2の変位計測センサミラー343bで反射され、第2の変位計測センサ344bで結像される。
図16において、対象物パターンの光路は実施の形態1と同様に、第2の部分像が撮像センサ351で撮像される。
本構成の場合、実施の形態3と同様の演算回路部360で、第1と第3の部分像の変位量と、第2の部分像の倍率変化値を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置381にこの結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタにその結果を出力することもできる。
本構成の場合、実施の形態3と同様の演算回路部360で、第1と第3の部分像の変位量と、第2の部分像の倍率変化値を演算し、さらに、演算結果を出力することが可能になる。
なお、半透過反射板323aと反射板323bの角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、図17のパターン検査装置300−4の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ341と撮像センサ351に可動機構371,372を、さらに、補正回路373を備えること以外は図16と同様である。図17のような構成の装置では実施の形態3と同様の像変位補正と像倍率補正をすることができる。
なお、(半透過)反射板、変位計測センサミラー、変位計測センサは2部より多い構成であってもよい。
(Embodiment 7)
In the seventh embodiment, a pattern inspection apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 300-3 in FIG. 16 will be described. The pattern inspection apparatus according to the seventh embodiment uses a transflective reflector 323a and a reflector 323b that reflect a reference pattern. The (transflective) reflectors have different angles, and a total of two displacement measurement sensor mirrors ( 352a, 352b) and a total of two displacement measurement sensors (353a, 353b) are used, as in FIG.
In FIG. 16, the optical path of the reference pattern is indicated by a one-point long chain line and a two-point long chain line. The optical path indicated by the two-dot long chain line is the same as that described in the sixth embodiment. Of the illumination light, the illumination light reflected by the transflective reflector 323a is reflected by the first displacement measurement sensor mirror 343a. The first partial image is formed by the first displacement measuring sensor 344a. The optical path of the one-point long chain line reference pattern is the illumination of the two-point long chain line that is reflected by the reflecting plate 323b on the object system 330 side out of the light transmitted through the semi-transmissive reflecting plate 323a on the imaging optical system 340 side. It is the optical path of light. The illumination light reflected by the reflecting plate 323b is imaged as a third image in the imaging optical system 340. As in the third embodiment, at least a third partial image of the third image that has passed through the first opening 312-A is reflected by the second displacement measurement sensor mirror 343b. An image is formed by the second displacement measuring sensor 344b.
In FIG. 16, the second partial image of the optical path of the object pattern is picked up by the image sensor 351 as in the first embodiment.
In the case of this configuration, the arithmetic circuit unit 360 similar to that of Embodiment 3 calculates the displacement amounts of the first and third partial images and the magnification change value of the second partial image, and compares the results. it can. Then, the result can be stored in the storage device 381, and the result can be output to a monitor or a printer.
In the case of this configuration, the arithmetic circuit unit 360 similar to that of Embodiment 3 calculates the displacement amounts of the first and third partial images and the magnification change value of the second partial image, and further outputs the calculation result. It becomes possible to do.
In addition, the point which adjusts the angle of the transflective plate 323a and the reflective plate 323b is the same as the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
Note that the pattern inspection apparatus having the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 300-4 in FIG. 17 is a diagram except that the imaging lens 341 and the image sensor 351 are provided with movable mechanisms 371 and 372 and a correction circuit 373. This is the same as 16. The apparatus configured as shown in FIG. 17 can perform image displacement correction and image magnification correction similar to those of the third embodiment.
The (semi-transmissive) reflector, the displacement measurement sensor mirror, and the displacement measurement sensor may have more than two parts.

(実施の形態8)
実施の形態8では図18のパターン検査装置400−1の模式図のような構成を有するパターン検査装置について説明する。実施の形態8のパターン検査装置は符号の番号が図1では100番台であったものが400番台であること、λ/4板422と,半透過反射板423と、対物レンズ424と、対象物面431と、レーザ変位計432の配置が図1と異なり、光源411からの照明光が偏光ビームスプリッタ421を通過する方向にλ/4板422と,半透過反射板423と、対物レンズ424と、対象物面431が設けられていること以外は図1と同様である。
図18において、実施の形態8の光路は、第1と第2の開口部412−A,Bを通過した照明光が、偏光ビームスプリッタ421を通過し、第1の半透過反射板423a、第2の半透過反射板423b、対象物面431で反射された照明光が偏光ビームスプリッタ421で反射され、結像光学系440に導入すること以外は第1の実施の形態と同様の光路である。そして、実施の形態1と同様に第1の部分像が、変位計測センサ453に結像され、第2の部分像が撮像センサ451で撮像される。
本構成の場合、実施の形態1と同様の演算回路部460で、第1の部分像の変位量を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置481に結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタに出力することもできる。
なお、第1の半透過反射板423aと第2の半透過反射板423bの角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、図19のパターン検査装置400−2の模式図の構成を有するパターン検査装置は、結像レンズ441と撮像センサ451に可動機構471,472を、さらに、補正回路473を備えること以外は図18と同様である。図19のような構成の装置では実施の形態2と同様の像変位補正をさらにすることができる。
(Embodiment 8)
In the eighth embodiment, a pattern inspection apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 400-1 in FIG. 18 will be described. In the pattern inspection apparatus according to the eighth embodiment, the reference numerals in FIG. 1 are from the 100s to the 400s, the λ / 4 plate 422, the transflective plate 423, the objective lens 424, and the object. The arrangement of the surface 431 and the laser displacement meter 432 is different from that in FIG. 1, and the λ / 4 plate 422, the transflective plate 423, and the objective lens 424 in the direction in which the illumination light from the light source 411 passes through the polarization beam splitter 421. 1 except that an object surface 431 is provided.
In FIG. 18, in the optical path of the eighth embodiment, the illumination light that has passed through the first and second openings 412-A and B passes through the polarization beam splitter 421, and the first transflective plate 423a and the first The light path is the same as that of the first embodiment except that the illumination light reflected by the second transflective plate 423b and the object surface 431 is reflected by the polarization beam splitter 421 and introduced into the imaging optical system 440. . Then, as in the first embodiment, the first partial image is formed on the displacement measurement sensor 453 and the second partial image is picked up by the image sensor 451.
In the case of this configuration, the amount of displacement of the first partial image can be calculated by the arithmetic circuit unit 460 similar to that of Embodiment 1, and the results can be compared. Then, the result can be stored in the storage device 481, and the result can be output to a monitor or a printer.
In addition, the point which adjusts the angle of the 1st transflective plate 423a and the 2nd transflective plate 423b is the same as that of the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
The pattern inspection apparatus having the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 400-2 of FIG. 19 is a diagram except that the imaging lens 441 and the image sensor 451 are provided with movable mechanisms 471 and 472 and a correction circuit 473. 18 is the same. The apparatus having the configuration as shown in FIG. 19 can further perform image displacement correction similar to that of the second embodiment.

(実施の形態9)
実施の形態9では図20のパターン検査装置400−3の模式図のような構成を有するパターン検査装置について説明する。実施の形態9におけるパターン検査装置は基準パターンを反射する計2部の第1と第2の半透過反射板(423a、423b)を用いること、これらの半透過反射板の角度が異なること、計2部の変位計測センサミラー(452a、452b)と計2部の変位計測センサ(453a、453b)を用いること以外は図18と同様である。
図20において、基準パターンの光路は一点長鎖線、二点長鎖線で示している。二点長鎖線が示す光路は実施の形態8において説明したものと同様であり、照明光の内、第1の半透過反射板で反射された照明光が、第1の変位計測センサミラー452aで反射され、第1の変位計測センサ453aで第1の部分像が結像される。一点長鎖線の基準パターンの光路は二点長鎖線の光路は、結像光学系440側の第1の半透過反射板423aを通過した照明光の内、対象物系430側の第2の半透過反射板423bで反射された照明光の光路である。そして、第2の半透過反射板反射板423bで反射された照明光は結像光学系440において、第3の像として結像される。そして、実施の形態3と同様に第3の像の内、第1の開口部412−Aを通過した部分の第3の部分像が第2の変位計測センサミラー443bで反射され、変位計測センサ444bで結像される。
本構成の場合、実施の形態3と同様の演算回路部460で、第1と第3の部分像の変位量と、第2の部分像の倍率変化値を演算し、結果を比較することができる。そして、記憶装置481にこの結果を記憶し、さらに、結果をモニタ又はプリンタにその結果を出力することもできる。
本構成の場合、実施の形態3と同様の演算回路部460で、第1と第3の部分像の変位量と、第2の部分像の倍率変化値を演算し、さらに、演算結果を出力することが可能になる。
なお、第1の半透過反射板423aと第2の半透過反射板423bの角度を調整する点は、実施の形態1における半透過反射板123の角度を調整する場合と同様である。
なお、結像レンズ441や撮像センサ451にチルトないしシフト機構471,472と補正回路473を備えることで、図21のパターン検査装置400−4の模式図のような構成の装置を用いて、実施の形態3と同様の像変位補正と像倍率補正をさらにすることができる。
なお、半透過反射板、変位計測センサミラー、変位計測センサは2部より多い構成であってもよい。
(Embodiment 9)
In the ninth embodiment, a pattern inspection apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 400-3 in FIG. 20 will be described. The pattern inspection apparatus according to the ninth embodiment uses a total of two first and second transflective plates (423a, 423b) that reflect the reference pattern, and that the angles of these transflective plates are different. Except for using two parts of displacement measurement sensor mirrors (452a, 452b) and two parts of displacement measurement sensors (453a, 453b), it is the same as FIG.
In FIG. 20, the optical path of the reference pattern is indicated by a one-point long chain line and a two-point long chain line. The optical path indicated by the two-dot long chain line is the same as that described in Embodiment 8, and the illumination light reflected by the first transflective plate in the illumination light is reflected by the first displacement measurement sensor mirror 452a. Reflected and a first partial image is formed by the first displacement measuring sensor 453a. The optical path of the one-point long chain line reference pattern is the second half-chain line optical path of the illumination light that has passed through the first semi-transmissive reflector 423a on the imaging optical system 440 side. It is the optical path of the illumination light reflected by the transmissive reflection plate 423b. The illumination light reflected by the second transflective reflector 423b is imaged as a third image in the imaging optical system 440. Then, as in the third embodiment, the third partial image of the third image that has passed through the first opening 412 -A is reflected by the second displacement measurement sensor mirror 443b, and the displacement measurement sensor. An image is formed at 444b.
In the case of this configuration, the arithmetic circuit unit 460 similar to that of Embodiment 3 calculates the displacement amounts of the first and third partial images and the magnification change value of the second partial image, and compares the results. it can. Then, the result can be stored in the storage device 481, and the result can be output to a monitor or a printer.
In the case of this configuration, the arithmetic circuit unit 460 similar to that in Embodiment 3 calculates the displacement amounts of the first and third partial images and the magnification change value of the second partial image, and further outputs the calculation result. It becomes possible to do.
In addition, the point which adjusts the angle of the 1st transflective plate 423a and the 2nd transflective plate 423b is the same as that of the case where the angle of the transflective plate 123 in Embodiment 1 is adjusted.
The imaging lens 441 and the image sensor 451 are provided with tilt or shift mechanisms 471 and 472 and a correction circuit 473 so that the image forming lens 441 and the image sensor 451 can be implemented using an apparatus having a configuration as shown in the schematic diagram of the pattern inspection apparatus 400-4 in FIG. The same image displacement correction and image magnification correction as those in the third embodiment can be further performed.
The transflective plate, the displacement measurement sensor mirror, and the displacement measurement sensor may have more than two parts.

以上の説明において、「〜部」、「〜回路」或いは「〜工程」と記載したものは、コンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。或いは、ソフトウェアとなるプログラムだけではなく、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ファームウェアとの組合せでも構わない。また、プログラムにより構成される場合、プログラムは、磁気ディスク装置、磁気テープ装置、FD、或いはROM(リードオンリメモリ)等の記憶媒体に記憶される。例えば、演算制御部を構成する演算回路、基準画像生成回路、比較回路等は、電気的回路で構成されていても良いし、制御計算機によって処理することのできるソフトウェアとして実現してもよい。また電気的回路とソフトウェアの組み合わせで実現しても良い。
また、演算回路、基準画像生成回路、比較回路、補正回路等は図示しない配線によって記憶装置、モニタ、プリンタ等と接続されていてもよい。
In the above description, what is described as “to part”, “to circuit”, or “to process” can be configured by a computer-operable program. Or you may make it implement by not only the program used as software but the combination of hardware and software. Alternatively, a combination with firmware may be used. When configured by a program, the program is stored in a storage medium such as a magnetic disk device, a magnetic tape device, an FD, or a ROM (Read Only Memory). For example, the arithmetic circuit, the reference image generation circuit, the comparison circuit, and the like that constitute the arithmetic control unit may be configured by an electric circuit or may be realized as software that can be processed by a control computer. Moreover, you may implement | achieve with the combination of an electrical circuit and software.
In addition, the arithmetic circuit, the reference image generation circuit, the comparison circuit, the correction circuit, and the like may be connected to a storage device, a monitor, a printer, and the like by wiring not shown.

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
例えば、上述したDie to Database検査だけでなく、Die to Die検査を行う際の位置合わせにも同様に適用可能である。
The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
For example, the present invention can be applied not only to the above-described Die to Database inspection but also to alignment when performing a Die to Die inspection.

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。   In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのパターン検査装置或いはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。   In addition, all pattern inspection apparatuses or pattern inspection methods that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

100…パターン検査装置
110…照明光学系
111…光源
112…照明スリット
112−A…第1の開口部(基準パターン)
112−B…第2の開口部(対象物面)
113…対物レンズ
120…反射照明光学系
121…偏光ビームスプリッタ
122…λ/4板
123…半透過反射板(123a:第1の半透過反射板、123b:第2の半透過反射板)
124…対物レンズ
130…対象物系
131…対象物面
132…レーザ変位計
140…結像光学系
141…結像レンズ
151…撮像センサ
152…変位計測センサミラー(152a:第1の変位計測センサミラー、152b:第2の変位計測センサミラー)
153…変位計測センサ(153a:第1の変位計測センサ、153b:第2の変位計測センサ)
161…演算回路
162…基準画像生成回路
163…比較回路
171…対物レンズ可動機構
172…撮像センサ可動機構
173…補正回路
181…記憶装置
222a…第1のλ/4板
222b…第2のλ/4板
223…反射板(223a:半透過反射板、223b:反射板)
322a…第1のλ/4板
322b…第2のλ/4板
323…反射板(323a:半透過反射板、323b:反射板)
未記載の符号の説明は実施の形態を参照
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Pattern inspection apparatus 110 ... Illumination optical system 111 ... Light source 112 ... Illumination slit 112-A ... 1st opening part (reference | standard pattern)
112-B ... 2nd opening part (object surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 113 ... Objective lens 120 ... Reflective illumination optical system 121 ... Polarization beam splitter 122 ... (lambda) / 4 board 123 ... Semi-transmissive reflector (123a: 1st semi-transmissive reflector, 123b: 2nd semi-transmissive reflector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 124 ... Objective lens 130 ... Object system 131 ... Object surface 132 ... Laser displacement meter 140 ... Imaging optical system 141 ... Imaging lens 151 ... Imaging sensor 152 ... Displacement measurement sensor mirror (152a: 1st displacement measurement sensor mirror) , 152b: second displacement measuring sensor mirror)
153 ... Displacement measurement sensor (153a: first displacement measurement sensor, 153b: second displacement measurement sensor)
Reference Signs List 161 ... arithmetic circuit 162 ... reference image generation circuit 163 ... comparison circuit 171 ... objective lens moving mechanism 172 ... imaging sensor moving mechanism 173 ... correction circuit 181 ... storage device 222a ... first λ / 4 plate 222b ... second λ / 4 plates 223 ... reflecting plate (223a: transflective plate, 223b: reflecting plate)
322a: first λ / 4 plate 322b: second λ / 4 plate 323: reflector (323a: transflective plate, 323b: reflector)
Refer to the embodiment for the description of the not-described symbols.

Claims (9)

第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光の一部を反射し、前記照明光の残部をパターン形成された対象物面側に通過させる半透過反射板と、
前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記対象物面で反射された第2の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、
前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
A transflective reflector that reflects a portion of the illumination light and passes the remainder of the illumination light to the patterned object surface;
An imaging optical system that forms an image of the first image reflected by the transflective plate and the second image reflected by the object surface;
A displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image passing through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first partial image;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using a displacement amount of the position of the first partial image;
A pattern inspection apparatus comprising:
第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射された前記照明光の一部を反射する反射板と、
前記反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタを通過し、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、
前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
A beam splitter for branching the illumination light by passing and reflecting;
A reflector that reflects a portion of the illumination light reflected by the beam splitter;
An imaging optical system that forms a first image reflected by the reflecting plate and a second image formed by the remainder of the illumination light that passes through the beam splitter and is reflected by the patterned object surface When,
A displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image passing through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first partial image;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using a displacement amount of the position of the first partial image;
A pattern inspection apparatus comprising:
第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタを通過した前記照明光の一部を反射する反射板と、
前記反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタで反射され、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記変位計測センサによって測定された前記第1の部分像の位置の変位量を演算する演算回路と、
前記第1の部分像の位置の変位量を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
A beam splitter for branching the illumination light by passing and reflecting;
A reflector that reflects a portion of the illumination light that has passed through the beam splitter;
An imaging optical system that forms a first image reflected by the reflecting plate and a second image formed by the remainder of the illumination light reflected by the beam splitter and reflected by the patterned object surface When,
A displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image passing through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first partial image measured by the displacement measurement sensor;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using a displacement amount of the position of the first partial image;
A pattern inspection apparatus comprising:
第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光の一部を反射し、前記照明光の残部をパターン形成された対象物面側に通過させる第1と第2の半透過反射板と、
前記第1の半透過反射板で反射された第1の像と、前記対象物面で反射された第2の像と、前記第2の半透過反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第3の像の変位の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像を測定する第2の変位計測センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記第1と第3の部分像の位置の変位量と第2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、
前記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
First and second transflective reflectors that reflect part of the illumination light and pass the remainder of the illumination light to the patterned object surface side;
A first image reflected by the first transflective plate, a second image reflected by the object surface, and a third image reflected by the second transflective plate. An imaging optical system for imaging;
A first displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image that has passed through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A second displacement measuring sensor for measuring a third partial image that has passed through the first opening in the displacement of the third image;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first and third partial images and a magnification change value of the second partial image;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount and the magnification change value;
A pattern inspection apparatus comprising:
第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタで反射された前記照明光の一部の内の一部を反射し、前記照明光の一部の内の残部を通過させる半透過反射板と、
前記半透過反射板を通過した前記照明光の内の残部を反射する反射板と、
前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタを通過し、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像と、前記反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第3の像の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像の変位を測定する第2の変位計測センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記第1と第3の部分像の位置の変位量と、前記2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、
前記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
A beam splitter for branching the illumination light by passing and reflecting;
A transflective reflector that reflects a portion of the portion of the illumination light reflected by the beam splitter and passes the remainder of the portion of the illumination light;
A reflector that reflects the remainder of the illumination light that has passed through the transflective reflector;
A first image reflected by the transflective reflector, a second image by the remainder of the illumination light that has passed through the beam splitter and reflected by the patterned object surface, and reflected by the reflector An imaging optical system for forming the third image formed;
A first displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image that has passed through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A second displacement measuring sensor for measuring a displacement of a third partial image passing through the first opening in the third image;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first and third partial images and a magnification change value of the second partial image;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount and the magnification change value;
A pattern inspection apparatus comprising:
第1と第2の開口部が形成されたスリット板と、
前記スリット板を介して照明光を照射する照明光学系と、
前記照明光を通過と反射で分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタを通過した前記照明光の一部の内の一部を反射し、前記照明光の一部の内の残部を通過する半透過反射板と、
前記半透過反射板を通過した前記照明光の一部の内の残部を反射する反射板と、
前記半透過反射板で反射された第1の像と、前記ビームスプリッタで反射され、パターン形成された対象物面で反射された前記照明光の残部による第2の像と、前記反射板で反射された第3の像とを結像する結像光学系と、
前記第1の像の内、前記第1の開口部を通過した第1の部分像の変位を測定する第1の変位計測センサと、
前記第2の像の内、前記第2の開口部を通過した第2の部分像を撮像する撮像センサと、
前記第3の像の内、前記第1の開口部を通過した第3の部分像の変位を測定する第2の変位計測センサと、
前記第2の部分像の光学画像と比較するための基準画像を生成する基準画像生成回路と、
前記第1と第3の部分像の位置の変位量と前記第2の部分像の倍率変化値を演算する演算回路と、
前記変位量と前記倍率変化値を用いて、前記光学画像と前記基準画像とを比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
A slit plate in which first and second openings are formed;
An illumination optical system for illuminating illumination light through the slit plate;
A beam splitter for branching the illumination light by passing and reflecting;
A transflective plate that reflects a part of the part of the illumination light that has passed through the beam splitter and passes the remainder of the part of the illumination light;
A reflector that reflects the remainder of the part of the illumination light that has passed through the transflective reflector;
A first image reflected by the transflective plate, a second image by the remainder of the illumination light reflected by the beam splitter and reflected by the patterned object surface, and reflected by the reflector An imaging optical system for forming the third image formed;
A first displacement measuring sensor for measuring a displacement of a first partial image that has passed through the first opening in the first image;
An imaging sensor that captures a second partial image of the second image that has passed through the second opening;
A second displacement measuring sensor for measuring a displacement of a third partial image passing through the first opening in the third image;
A reference image generation circuit for generating a reference image for comparison with the optical image of the second partial image;
An arithmetic circuit for calculating a displacement amount of the position of the first and third partial images and a magnification change value of the second partial image;
A comparison circuit that compares the optical image with the reference image using the displacement amount and the magnification change value;
A pattern inspection apparatus comprising:
前記結像光学系と撮像センサのどちらか又は両方に配置された少なくとも1つの可動機構と、
前記演算回路で演算した前記第1の部分像の位置の変位量を補正するように、前記可動機構を制御する補正回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のパターン検査装置。
At least one movable mechanism disposed in either or both of the imaging optical system and the imaging sensor;
A correction circuit for controlling the movable mechanism so as to correct the displacement amount of the position of the first partial image calculated by the arithmetic circuit;
The pattern inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
前記結像光学系と撮像センサのどちらか又は両方に配置された少なくとも1つの可動機構と、
前記演算回路で演算した前記第1と第3の部分像の位置の変位量を補正するように、前記可動機構を制御する補正回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載のパターン検査装置。
At least one movable mechanism disposed in either or both of the imaging optical system and the imaging sensor;
A correction circuit for controlling the movable mechanism so as to correct the displacement amount of the positions of the first and third partial images calculated by the arithmetic circuit;
The pattern inspection apparatus according to claim 4, further comprising:
前記結像光学系と撮像センサのどちらか又は両方に配置された少なくとも1つの可動機構と、
前記演算回路で演算した前記第1と第3の部分像の位置の変位量を補正するように、前記可動機構を制御する補正回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載のパターン検査装置。

At least one movable mechanism disposed in either or both of the imaging optical system and the imaging sensor;
A correction circuit for controlling the movable mechanism so as to correct the displacement amount of the positions of the first and third partial images calculated by the arithmetic circuit;
The pattern inspection apparatus according to claim 4, further comprising:

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