JPH0252802B2 - - Google Patents
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- JPH0252802B2 JPH0252802B2 JP17716181A JP17716181A JPH0252802B2 JP H0252802 B2 JPH0252802 B2 JP H0252802B2 JP 17716181 A JP17716181 A JP 17716181A JP 17716181 A JP17716181 A JP 17716181A JP H0252802 B2 JPH0252802 B2 JP H0252802B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二つの画像を比較しLSIウエハなどの
パターンの外観を自動的に検査する装置に係り、
特に検出点の対応を敏速且つ正確に行なわしめ、
検査精度を向上させるようにした、パターン比較
検査装置に関する。
パターンの外観を自動的に検査する装置に係り、
特に検出点の対応を敏速且つ正確に行なわしめ、
検査精度を向上させるようにした、パターン比較
検査装置に関する。
LSIなどの集積回路は高集積化と微細化の傾向
にある。このような微細なパターンの生産は、そ
の生産工程の中で細心の注意を払つても、パター
ンに欠陥があることが多く、免れ得ないのが実情
である。そのため、綿密な検査が必要である。
にある。このような微細なパターンの生産は、そ
の生産工程の中で細心の注意を払つても、パター
ンに欠陥があることが多く、免れ得ないのが実情
である。そのため、綿密な検査が必要である。
このLSIなどの集積回路の高集積化と微細化に
伴つて、より綿密な検査技術の開発が要求される
ようになつてきた。
伴つて、より綿密な検査技術の開発が要求される
ようになつてきた。
初期の頃の検査は、多数の検査員によつて、顕
微鏡を用いた目視検査が行なわれていたが、目が
疲れ易く、欠陥の見逃しが多くなつて品質保証の
点で問題があつた。また生産工程の流れの中での
人手による検査は、その流れを阻害する結果とな
り、生産性の低下をもたらす原因ともなつてい
た。
微鏡を用いた目視検査が行なわれていたが、目が
疲れ易く、欠陥の見逃しが多くなつて品質保証の
点で問題があつた。また生産工程の流れの中での
人手による検査は、その流れを阻害する結果とな
り、生産性の低下をもたらす原因ともなつてい
た。
そこで、品質の保証と生産性の点から、この検
査を自動化することが極めて重要な課題となつて
いる。
査を自動化することが極めて重要な課題となつて
いる。
この自動化を計るために、従来はTVカメラや
リニアセンサなどの光学式パターンの検出装置が
開発されたが、検出速度が遅く、折角検査を自動
化しても、検査時間が極めて長くかかり、生産性
の点で問題があつた。
リニアセンサなどの光学式パターンの検出装置が
開発されたが、検出速度が遅く、折角検査を自動
化しても、検査時間が極めて長くかかり、生産性
の点で問題があつた。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、検査時間の短縮をはかり、かつ生産性を向上
できる並列型画像検出をして高精度に検査できる
ようにしたパターン比較検査装置を提供するにあ
る。即ち本発明はLSIウエハなど微細なパターン
を有する複数個のチツプから成る試料上のパター
ン欠陥や付着異物、異常成分の自動検査を行うた
めに、チツプ上の検出点を顕微鏡で拡大し、実像
面上に二つの画像検出素子を設け、並列型画像検
出方式でもつて上記両方の画像を比較検査するこ
とを特徴とするものである。
し、検査時間の短縮をはかり、かつ生産性を向上
できる並列型画像検出をして高精度に検査できる
ようにしたパターン比較検査装置を提供するにあ
る。即ち本発明はLSIウエハなど微細なパターン
を有する複数個のチツプから成る試料上のパター
ン欠陥や付着異物、異常成分の自動検査を行うた
めに、チツプ上の検出点を顕微鏡で拡大し、実像
面上に二つの画像検出素子を設け、並列型画像検
出方式でもつて上記両方の画像を比較検査するこ
とを特徴とするものである。
また、本発明は二つの画像素子で検出された画
像の対応を定量化することによつて、検出してい
るパターンの形状や数の影響を受けることなく真
の位置ずれ信号Dxを得るように成し、画像中の
パターンの方向を検出する手段を設けることによ
つて、ｘ方向のパターンが表われた時には、ｙ方
向の真の位置ずれ量を求めてDy信号を発信し、
又ｙ方向のパターンが表われた時には、ｘ方向の
真の位置ずれ量を求めてDx信号を発信するよう
になし、該信号によつて微小量および粗動変位装
置を駆動して、二つの光フアイバを相対的に変位
させ、二つのチツプ上の対応した同一場所の検出
点に敏速且つ精度よく一致させるようにしたこと
を特徴とするものである。
像の対応を定量化することによつて、検出してい
るパターンの形状や数の影響を受けることなく真
の位置ずれ信号Dxを得るように成し、画像中の
パターンの方向を検出する手段を設けることによ
つて、ｘ方向のパターンが表われた時には、ｙ方
向の真の位置ずれ量を求めてDy信号を発信し、
又ｙ方向のパターンが表われた時には、ｘ方向の
真の位置ずれ量を求めてDx信号を発信するよう
になし、該信号によつて微小量および粗動変位装
置を駆動して、二つの光フアイバを相対的に変位
させ、二つのチツプ上の対応した同一場所の検出
点に敏速且つ精度よく一致させるようにしたこと
を特徴とするものである。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。第１図に示す実施例においては、
試料１の上の一点を対物レンズ３で拡大し、中間
に回転多面鏡４または振動鏡などを配して実像を
走査し、光フアイバー５と、ホトマル群６で実像
を並列に電気信号に変換するのを基本構成として
いる。これにより、従来に比べ画像を格段に高速
に検出できるようになつた。
的に説明する。第１図に示す実施例においては、
試料１の上の一点を対物レンズ３で拡大し、中間
に回転多面鏡４または振動鏡などを配して実像を
走査し、光フアイバー５と、ホトマル群６で実像
を並列に電気信号に変換するのを基本構成として
いる。これにより、従来に比べ画像を格段に高速
に検出できるようになつた。
例えばLSIパターンの比較検査では、対物レン
ズを２個（３，７）設け、光フアイバとホトマル
群も同様に２組（５と８、及び６と９）設け、対
応するホトマル同志、例えば１０と１１の信号を
比較して、一致しない場合には、試料上に欠陥が
あると判定する。
ズを２個（３，７）設け、光フアイバとホトマル
群も同様に２組（５と８、及び６と９）設け、対
応するホトマル同志、例えば１０と１１の信号を
比較して、一致しない場合には、試料上に欠陥が
あると判定する。
この装置の実際の構成は、第２図のようになつ
ている。すなわち１２，１３は対物レンズ３，７
を通つて試料１の表面を照射する照射光である。
試料上の検出点は、対物レンズ３，７で拡大され
フイールドレンズ１４，１５、結像レンズ１６を
通り、回転多面鏡４で走査して光フアイバ５，８
上に結像する。光フアイバ５，８の先端には、窓
１７を有するマスク１８を設けてあり、実像上の
光はこのマスクを通過する。このようにしてマス
ク１８を通過した光は、光フアイバに導かれて、
ホトマル群６，９に達し、電気信号に変る。
ている。すなわち１２，１３は対物レンズ３，７
を通つて試料１の表面を照射する照射光である。
試料上の検出点は、対物レンズ３，７で拡大され
フイールドレンズ１４，１５、結像レンズ１６を
通り、回転多面鏡４で走査して光フアイバ５，８
上に結像する。光フアイバ５，８の先端には、窓
１７を有するマスク１８を設けてあり、実像上の
光はこのマスクを通過する。このようにしてマス
ク１８を通過した光は、光フアイバに導かれて、
ホトマル群６，９に達し、電気信号に変る。
ホトマル群６，９は数十個設けてあるので、ウ
エハ上のパターン情報は、ホトマル群によつて並
列に検出されることになり、極めて高速な検出器
になつている。
エハ上のパターン情報は、ホトマル群によつて並
列に検出されることになり、極めて高速な検出器
になつている。
次にこの検出器のパターン検査原理を説明す
る。試料１上には、全く同一のパターンを有する
チツプが多数配列されているので、チツプ中の対
応する検出点２，１９を検出して比較し、そきに
不一致部分があれば、その不一致部分に何らかの
欠陥があると見なすことができる。
る。試料１上には、全く同一のパターンを有する
チツプが多数配列されているので、チツプ中の対
応する検出点２，１９を検出して比較し、そきに
不一致部分があれば、その不一致部分に何らかの
欠陥があると見なすことができる。
このように２個のパターンを比較して検査する
ので、チツプ上の対応した同一場所がある検出点
２，１９を検出する必要がある。
ので、チツプ上の対応した同一場所がある検出点
２，１９を検出する必要がある。
発明者らが先に開発した検出器においては、対
物レンズ３を固定し、もう一方の対物レンズを左
右方向に動かして、チツプ上の完全に同一場所の
検出点２と１９とを検出するように調整してい
た。
物レンズ３を固定し、もう一方の対物レンズを左
右方向に動かして、チツプ上の完全に同一場所の
検出点２と１９とを検出するように調整してい
た。
しかしながら対物レンズの倍率が高い（例えば
40倍）ので、この作業は、大変に時間がかかつて
いた。また対物レンズを微動調節しながら左右に
動かす精度が低かつたので、自動検査の途中で対
物レンズを動かし再調整することは全く不可能で
あつた。
40倍）ので、この作業は、大変に時間がかかつて
いた。また対物レンズを微動調節しながら左右に
動かす精度が低かつたので、自動検査の途中で対
物レンズを動かし再調整することは全く不可能で
あつた。
これの改良型として発明者らは、先にも述べた
先端に窓１７を有する光フアイバをｘ，ｙ方向に
動かすことにより解決した。
先端に窓１７を有する光フアイバをｘ，ｙ方向に
動かすことにより解決した。
すなわち、先端にマスクを有する光フアイバ５
は対物レンズの倍率（例えば40倍）の実像面上に
置かれているので、光フアイバを1μｍ動かせば、
対物レンズを1/40μｍ動かしたことに相当し、極
めて高い情度で２個の検出点２，１９を正確に検
出することができる。
は対物レンズの倍率（例えば40倍）の実像面上に
置かれているので、光フアイバを1μｍ動かせば、
対物レンズを1/40μｍ動かしたことに相当し、極
めて高い情度で２個の検出点２，１９を正確に検
出することができる。
このようにして、光フアイバを1μｍの精度で
動かすのは容易であるので、自動検査途中でもチ
ツプ中の対応する２個の検出点２と１９が検出さ
れるように、光フアイバを左右に動かし再調整す
ることが可能になつた。
動かすのは容易であるので、自動検査途中でもチ
ツプ中の対応する２個の検出点２と１９が検出さ
れるように、光フアイバを左右に動かし再調整す
ることが可能になつた。
さらに発明者らは、高集積化と微細化に指向し
ている趨勢の中で、２個の検出点をさらに正確に
位置合せする技術は、比較検査法の本質的な技術
である点を追述した結果、次の問題点を見い出す
に至つた。その問題点を次に説明する。
ている趨勢の中で、２個の検出点をさらに正確に
位置合せする技術は、比較検査法の本質的な技術
である点を追述した結果、次の問題点を見い出す
に至つた。その問題点を次に説明する。
また第１の問題点として、第３図において、左
側のマスク上の窓を２０とする。この例では窓が
６個の場合を示しており、仮りに左側から１〜６
の番号を付す。この上に試料上のパターンの実像
２１が結像した場合を考える。この時のホトマル
出力２２を多階調値Vi1とする。一方右側のマス
ク上の窓を２３とし、右側パターンの実像２４が
少しずれて結像してい場合を考える。この時のホ
トマル出力２５を多階調値Vi2とする。
側のマスク上の窓を２０とする。この例では窓が
６個の場合を示しており、仮りに左側から１〜６
の番号を付す。この上に試料上のパターンの実像
２１が結像した場合を考える。この時のホトマル
出力２２を多階調値Vi1とする。一方右側のマス
ク上の窓を２３とし、右側パターンの実像２４が
少しずれて結像してい場合を考える。この時のホ
トマル出力２５を多階調値Vi2とする。
この場合のずれに典対する調整は、｜Vi1−Vi2
｜を求め、すべてのｘについての和6 〓i=1 ｜Vi1−Vi2
｜が小になるように第２図の光フアイバ５をｘ方
向に動かし調整する。
｜を求め、すべてのｘについての和6 〓i=1 ｜Vi1−Vi2
｜が小になるように第２図の光フアイバ５をｘ方
向に動かし調整する。
ここでDxを位置ずれ信号と名付けて以下の如
く定義する。
く定義する。
Dx≡6
〓i=1
｜Vi1−Vi2｜
自動検査の場合は、試料は連続的に動いている
ので、試料上のパターンは時々刻々変化する。そ
こで第３のパターンを検出した直後に第４図のパ
ターンになつた場合を考える。
ので、試料上のパターンは時々刻々変化する。そ
こで第３のパターンを検出した直後に第４図のパ
ターンになつた場合を考える。
第３図の場合と同様に左側のパターンの実像を
２９、右側のパターンの実像を３０とすると、こ
の時のDxは、３１，３２，３３の和となり、第
３図と第４図のパターンのずれ量は同じであるに
も拘らず、位置ずれ信号が異る。このDxを用い
て光フアイバの位置を修正しても正しく位置決め
することができないことが究明された。
２９、右側のパターンの実像を３０とすると、こ
の時のDxは、３１，３２，３３の和となり、第
３図と第４図のパターンのずれ量は同じであるに
も拘らず、位置ずれ信号が異る。このDxを用い
て光フアイバの位置を修正しても正しく位置決め
することができないことが究明された。
第２の問題点として、第５図での窓３４の幅を
ａとする。パターンの実像３５が図の如く斜めパ
ターンの時を考える。パターンの実像３５がｘ方
向に、例えばa/2ずれて３６になつた時の位置ず
れ信号Dxは３７となり、ｙ方向に例えばa/2ずれ
て３８になつた時の位置ずれ信号Dxは３９にな
るが、３７と３９は全く同じ値であり、この方法
ではｘ方向とｙ方向の位置ずれを区別することが
できないことが究明された。
ａとする。パターンの実像３５が図の如く斜めパ
ターンの時を考える。パターンの実像３５がｘ方
向に、例えばa/2ずれて３６になつた時の位置ず
れ信号Dxは３７となり、ｙ方向に例えばa/2ずれ
て３８になつた時の位置ずれ信号Dxは３９にな
るが、３７と３９は全く同じ値であり、この方法
ではｘ方向とｙ方向の位置ずれを区別することが
できないことが究明された。
第３の問題点として、検出点の位置ずれ補正に
は、第２図で示した光フアイバ５をｘ方向又はｙ
方向に動かすのであるが、極めて高速に動かす必
要があるために、パルスモータとボールネジを組
み合せた機械的な粗動駆動法のみでは、大きな振
動が発生する。又ボールネジが直ぐに摩耗してし
まうことも解つた。
は、第２図で示した光フアイバ５をｘ方向又はｙ
方向に動かすのであるが、極めて高速に動かす必
要があるために、パルスモータとボールネジを組
み合せた機械的な粗動駆動法のみでは、大きな振
動が発生する。又ボールネジが直ぐに摩耗してし
まうことも解つた。
次に上記問題点を解決した実施例について説明
する。即ち第７図は、ｘ方向の位置ずれを定量化
するための装置を示す。図において左側マスク７
の窓２０と右側マスクの窓２３に対応するホトマ
ル出力V11とV12をコンパレータ４０に導き差分
信号４６を作る。この差分信号４６を、絶対値を
とる素子４７に導き、絶対値４８（＝｜V11−
V12｜）を作る。この絶対値４８と一定値Vcとを
コンパレータ４１で比較し、｜V11−V12｜≧Vcの
時にコンパレータ４１の出力は「１」になり、｜
V11−V12｜＜Vcの時にはコンパレータ４１の出
力は「０」になる。
する。即ち第７図は、ｘ方向の位置ずれを定量化
するための装置を示す。図において左側マスク７
の窓２０と右側マスクの窓２３に対応するホトマ
ル出力V11とV12をコンパレータ４０に導き差分
信号４６を作る。この差分信号４６を、絶対値を
とる素子４７に導き、絶対値４８（＝｜V11−
V12｜）を作る。この絶対値４８と一定値Vcとを
コンパレータ４１で比較し、｜V11−V12｜≧Vcの
時にコンパレータ４１の出力は「１」になり、｜
V11−V12｜＜Vcの時にはコンパレータ４１の出
力は「０」になる。
そこでコンパレータ４１及び、これを含むコン
パレータ群４９の出力をカウンタ４３でカウント
すれば、これの出力５０は４９の出力が「１」に
なるものの総数Ｎになつている。
パレータ群４９の出力をカウンタ４３でカウント
すれば、これの出力５０は４９の出力が「１」に
なるものの総数Ｎになつている。
一方絶対値４８（＝｜V11−V12｜）をスイツ
チングトランジスタ４２に通し、コンパレータ４
１の出力でスイツチングすれば、｜V11−V12｜≧
Vcの時｜V11−V12｜がサンプル＆ホールド４４
に導かれる。他の出力に関しても同様にコンパレ
ータ群４９の出力でスイツチングしてサンプル＆
ホールド４４に導き、ここで全出力の和を作る。
このサンプル＆ホールド４４の出力と４３の出力
（Ｎ）を割算素子４５に導けば、その出力５１は、
次式で表わされる。
チングトランジスタ４２に通し、コンパレータ４
１の出力でスイツチングすれば、｜V11−V12｜≧
Vcの時｜V11−V12｜がサンプル＆ホールド４４
に導かれる。他の出力に関しても同様にコンパレ
ータ群４９の出力でスイツチングしてサンプル＆
ホールド４４に導き、ここで全出力の和を作る。
このサンプル＆ホールド４４の出力と４３の出力
（Ｎ）を割算素子４５に導けば、その出力５１は、
次式で表わされる。
出力51＝〓〓〓｜Vi1−Vi2｜／Ｎ
このようにすれば、出力５１は検出しているパ
ターンの形状や、数の影響を受けないで、ｘ方向
の実像の位置ずれ量のみに依存する値になつてい
る。
ターンの形状や、数の影響を受けないで、ｘ方向
の実像の位置ずれ量のみに依存する値になつてい
る。
次にｙ方向の位置ずれ量を定量化する装置を第
８図に示す。この場合には左側マスク窓２０に対
応するホトマル出力５２と、右側マスク窓２３に
対応するホトマル出力５３をＡ／Ｄ変換器５４，
５５に導き、更にシフトレジスタ５６，５７に入
れる。シフトレジスタ５６と５７の内容は、試料
上のパターンをｙ方向に検出した時に相当するの
で、この内容を用いれば、第７図に示したｘ方向
の位置ずれ量を定量化したのと全く同様に、ｙ方
向の位置ずれ量を定量化することができる。
８図に示す。この場合には左側マスク窓２０に対
応するホトマル出力５２と、右側マスク窓２３に
対応するホトマル出力５３をＡ／Ｄ変換器５４，
５５に導き、更にシフトレジスタ５６，５７に入
れる。シフトレジスタ５６と５７の内容は、試料
上のパターンをｙ方向に検出した時に相当するの
で、この内容を用いれば、第７図に示したｘ方向
の位置ずれ量を定量化したのと全く同様に、ｙ方
向の位置ずれ量を定量化することができる。
次に位置ずれ量を求めようとするパターンの方
向を検出する装置を第９図に示す。図においてマ
スク窓２０と２３から成る窓群５９は、第１図に
示した回転多面鏡４により見かけ上ｙ方向に走査
する。（実際には窓群５９は固定し、実像が走査
する。）、そこで窓群からの信号を６０の領域だけ
メモリして、この中の情報を調べれば、今走査し
た実像パターンの方向を知ることができる。
向を検出する装置を第９図に示す。図においてマ
スク窓２０と２３から成る窓群５９は、第１図に
示した回転多面鏡４により見かけ上ｙ方向に走査
する。（実際には窓群５９は固定し、実像が走査
する。）、そこで窓群からの信号を６０の領域だけ
メモリして、この中の情報を調べれば、今走査し
た実像パターンの方向を知ることができる。
ｙ方向のパターン６１を検出した時には、メモ
リ内の情報は、ｙ方向にすべて同じになつてい
る。又ｘ方向パターン６２を検出した時には、メ
モリ内の情報は６３の如くｘ方向にすべて同じに
なつている。
リ内の情報は、ｙ方向にすべて同じになつてい
る。又ｘ方向パターン６２を検出した時には、メ
モリ内の情報は６３の如くｘ方向にすべて同じに
なつている。
第１０図は、その具体的実施例を示したもので
ある。図において、窓の数をｍ個とし、１、２、
３…ｍと番号を付ける。窓６４によるホトマル出
力６５を一定電圧＋Vcとコンパレータ６６で比
較して２値化する。この信号をシフトレジスタ６
７に入れ、回路６８でｘ方向パターンを探索し、
回路６９でｙ方向パターンを探索する。ここで例
えばシフトレジスタ番地（1.1）の中の信号をB11
と名付ければ、 B11＝B21＝B31 B12＝B22＝B23 〓 〓 〓 B1n＝B2n＝B3n の時に限り、NAND素子７０の出力が「１」に
なる。従つてNAND素子７０が「１」の時はｘ
方向パターンを検出中と判定することができる。
同様にｙ方向のNAND素子７１が「１」になる
のは以下の条件が成立する時であり、NAND素
子７１が「１」の時にはｙ方向パターンを検出中
と判断することができる。
ある。図において、窓の数をｍ個とし、１、２、
３…ｍと番号を付ける。窓６４によるホトマル出
力６５を一定電圧＋Vcとコンパレータ６６で比
較して２値化する。この信号をシフトレジスタ６
７に入れ、回路６８でｘ方向パターンを探索し、
回路６９でｙ方向パターンを探索する。ここで例
えばシフトレジスタ番地（1.1）の中の信号をB11
と名付ければ、 B11＝B21＝B31 B12＝B22＝B23 〓 〓 〓 B1n＝B2n＝B3n の時に限り、NAND素子７０の出力が「１」に
なる。従つてNAND素子７０が「１」の時はｘ
方向パターンを検出中と判定することができる。
同様にｙ方向のNAND素子７１が「１」になる
のは以下の条件が成立する時であり、NAND素
子７１が「１」の時にはｙ方向パターンを検出中
と判断することができる。
B11＝B12＝B13
B21＝B22＝B23
〓 〓 〓
Bn1＝Bn2＝Bn3
次に、光フアイバの先端をxy方向に微小量動
かす装置を第１１図に示す。図において７３は光
フアイバ先端７２の微動機構である。微動用駆動
源として、本実施例ではピエゾ素子を使用する。
ピエゾ素子とは電圧を加えることによつて10〜
20μｍの微小量素子の長手方向に伸びるもので応
答速度が早い上小型軽量である。光フアイバ先端
７２は２個の微動ピエゾと２個の板ばねで支持さ
れており、例えばｘ微動ピエゾ７４が微小量xy
方向に伸びると、ｘ微動板ばね７５が支点となつ
て光フアイバ先端７２はｘ方向に微小量移動す
る。同様にｙ微動ピエゾ７６が、微小量ｙ方向に
伸びると、ｙ微動板ばね７７が支点となつて、光
フアイバ先端７２はｙ方向に微小量移動する。
かす装置を第１１図に示す。図において７３は光
フアイバ先端７２の微動機構である。微動用駆動
源として、本実施例ではピエゾ素子を使用する。
ピエゾ素子とは電圧を加えることによつて10〜
20μｍの微小量素子の長手方向に伸びるもので応
答速度が早い上小型軽量である。光フアイバ先端
７２は２個の微動ピエゾと２個の板ばねで支持さ
れており、例えばｘ微動ピエゾ７４が微小量xy
方向に伸びると、ｘ微動板ばね７５が支点となつ
て光フアイバ先端７２はｘ方向に微小量移動す
る。同様にｙ微動ピエゾ７６が、微小量ｙ方向に
伸びると、ｙ微動板ばね７７が支点となつて、光
フアイバ先端７２はｙ方向に微小量移動する。
このようにして光フアイバ先端７２を一定距離
ｘ，ｙ方向に高速に動かすことができる。
ｘ，ｙ方向に高速に動かすことができる。
なお、微動機構７３全体を大きく動かすには、
粗度機構７８を使用し、パルスモータ７９によつ
てｘ方向の粗動をパルスモータ８０によつてｙ方
向の粗動を行なう。
粗度機構７８を使用し、パルスモータ７９によつ
てｘ方向の粗動をパルスモータ８０によつてｙ方
向の粗動を行なう。
以上のように構成した本実施例の作用を次に説
明する。第２図で示した左右パターンの検出点、
２，１９の微調整は光フアイバ５と８を相対的に
xy方向に動かして調整される。
明する。第２図で示した左右パターンの検出点、
２，１９の微調整は光フアイバ５と８を相対的に
xy方向に動かして調整される。
ここでは光フアイバ５をｘ方向に動かす場合を
例に説明する。光フアイバの変位量をεとすると
ｘ方向の真のずれ差を求める装置（第７図）の左
右のホトマルの出力差５１はεの関数ｆ（ε）で
表わされ、この関数ｆ（ε）はｘ方向位置ずれ量
に相当する。
例に説明する。光フアイバの変位量をεとすると
ｘ方向の真のずれ差を求める装置（第７図）の左
右のホトマルの出力差５１はεの関数ｆ（ε）で
表わされ、この関数ｆ（ε）はｘ方向位置ずれ量
に相当する。
いまε＝０の時ｆ（ε）＝０と仮定すると、εと
ｆ（ε）の関係は第１２図となる。ここで変位
u81は微動機構によるものであり、変位w82は粗
動機構によるものである。
ｆ（ε）の関係は第１２図となる。ここで変位
u81は微動機構によるものであり、変位w82は粗
動機構によるものである。
ピエゾ素子の印加表面は概ね０、200、400Vの
３種類であり、これにより光フアイバは第１２図
でε1、ε2、ε3に位置決めされる。パルスモータに
よる単位変位量をwcとして、fcを一定電圧値とす
ると、 ｆ（ε3）−ｆ（ε1）≧fcの時 パルスモータを−wcだ
け動かす。
３種類であり、これにより光フアイバは第１２図
でε1、ε2、ε3に位置決めされる。パルスモータに
よる単位変位量をwcとして、fcを一定電圧値とす
ると、 ｆ（ε3）−ｆ（ε1）≧fcの時 パルスモータを−wcだ
け動かす。
｜ｆ（ε3）−ｆ（ε1）｜の時 パルスモータは静止。
ｆ（ε3）−ｆ（ε1）≦fcの時 パルスモータを＋wcだ
け動かす。
け動かす。
以上によりｘ方向の位置ずれ量は、小さくなる
方向に粗動調整される。
方向に粗動調整される。
次に第１３図に示したフローチヤートにより、
全体システムの作用を説明する。始めピエゾの位
置をε1にしておき、第１０図に示したNAND素
子７０の信号が「１」になるのを待つ。この信号
が「１」になれば、ｘ方向パターンを検出してい
ることになるので、ｆ（ε1）をメモリしてｆ（ε）
−ｆ（ε1）を演算しパルスモータの動きを決める。
次にピエゾ位置をε3にしてから再度NAND素子
７０の信号が「１」になるのを待ち「１」になつ
たときｆ（ε3）をメモリする。このようにしてｘ
方向の位置合せを行なう。ｙ方向も同時にして行
なうことができる。
全体システムの作用を説明する。始めピエゾの位
置をε1にしておき、第１０図に示したNAND素
子７０の信号が「１」になるのを待つ。この信号
が「１」になれば、ｘ方向パターンを検出してい
ることになるので、ｆ（ε1）をメモリしてｆ（ε）
−ｆ（ε1）を演算しパルスモータの動きを決める。
次にピエゾ位置をε3にしてから再度NAND素子
７０の信号が「１」になるのを待ち「１」になつ
たときｆ（ε3）をメモリする。このようにしてｘ
方向の位置合せを行なう。ｙ方向も同時にして行
なうことができる。
以上詳述した通り本発明によれば、二つの画像
検出素子で検出された画像の対応を定量化する手
段によつて、二つの検出点のｘ方向とｙ方向の真
のずれ差を求めると共にパターンの方向を検出す
る手段によつてｘ方向とｙ方向の上記ずれ差を小
さくするように微小及び粗動変位手段によつて光
フアイバを移動させて、二つの検出点を一致させ
るようにしたので、検出しているパターンの形状
や数に影響されることなく、高速且つ正確に一致
させることができ、試料上のパターンを検出中で
も常時左右パターンの位置合せが可能となり、品
質保証及び生産性の点からも全自動化できる、パ
ターン比較検査装置を得ることができた。
検出素子で検出された画像の対応を定量化する手
段によつて、二つの検出点のｘ方向とｙ方向の真
のずれ差を求めると共にパターンの方向を検出す
る手段によつてｘ方向とｙ方向の上記ずれ差を小
さくするように微小及び粗動変位手段によつて光
フアイバを移動させて、二つの検出点を一致させ
るようにしたので、検出しているパターンの形状
や数に影響されることなく、高速且つ正確に一致
させることができ、試料上のパターンを検出中で
も常時左右パターンの位置合せが可能となり、品
質保証及び生産性の点からも全自動化できる、パ
ターン比較検査装置を得ることができた。
第１図及び第２図は本発明に係るパターン比較
検査装置の一実施例の概要を説明するための図、
第３図及至第６図は、本発明のパターン比較検査
装置の一実施例の問題点を説明するために示した
図、第７図乃至第１３図は、本発明の他の実施例
に関するものであり、第７図はｘ方向位置ずれ検
査装置を第８図はｙ方向位置ずれ検出装置を、第
９図及び第１０図はパターン方向判別装置を、第
１１図は微粗動機構を、第１２図及び第１３図は
本実施例の作用を説明するために示したシステム
全体図をそれぞれ示す図である。 １……試料、２，１９……検出点、５，８……
光フアイバ、１７……窓、１８……マスク、２０
……左側マスクの窓、２３……右側マスクの窓、
４０，４１……コンパレータ、４２……スイツチ
ングトランジスタ、４３……カウンタ、４４……
サンプル＆ホールド、４６……割算素子、４７…
…絶対値素子、４９……コンパレータ群、５４，
５５……Ａ／Ｄ変換器、５６，５７……シフトレ
ジスタ、５９……窓群、６０……メモリ領域、６
３……メモリ内容、６４……窓、６６……コンパ
レータ、６７……シフトレジスタ、６８……ｘ方
向パターン探索回路、６９……ｙ方向パターン探
索回路、７０，７１……NAND素子、７２……
光フアイバ先端、７３……微動機構、７８……粗
動機構。
検査装置の一実施例の概要を説明するための図、
第３図及至第６図は、本発明のパターン比較検査
装置の一実施例の問題点を説明するために示した
図、第７図乃至第１３図は、本発明の他の実施例
に関するものであり、第７図はｘ方向位置ずれ検
査装置を第８図はｙ方向位置ずれ検出装置を、第
９図及び第１０図はパターン方向判別装置を、第
１１図は微粗動機構を、第１２図及び第１３図は
本実施例の作用を説明するために示したシステム
全体図をそれぞれ示す図である。 １……試料、２，１９……検出点、５，８……
光フアイバ、１７……窓、１８……マスク、２０
……左側マスクの窓、２３……右側マスクの窓、
４０，４１……コンパレータ、４２……スイツチ
ングトランジスタ、４３……カウンタ、４４……
サンプル＆ホールド、４６……割算素子、４７…
…絶対値素子、４９……コンパレータ群、５４，
５５……Ａ／Ｄ変換器、５６，５７……シフトレ
ジスタ、５９……窓群、６０……メモリ領域、６
３……メモリ内容、６４……窓、６６……コンパ
レータ、６７……シフトレジスタ、６８……ｘ方
向パターン探索回路、６９……ｙ方向パターン探
索回路、７０，７１……NAND素子、７２……
光フアイバ先端、７３……微動機構、７８……粗
動機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ LSIウエハなど微細なパターンを有する複数
個のチツプから成る試料上のパターン欠陥や付着
異物、異常成分の自動検査を行なうために、チツ
プ上の検出点を顕微鏡で拡大し、実像面上に二つ
の画像検出素子を有する二つの画像検出光学系を
設け、前記二つの画像検出素子で検出された画像
の対応を定量化して各方向の画像の位置ずれ量を
求める定量化手段と、該画像中のパターンの方向
を検出するパターンの方向検出手段と、前記画像
検出光学系を相対的に少なくとも微小量変位させ
る変位手段とを設け、前記パターンの方向検出手
段からの方向信号によつて前記定量化手段から求
められた各方向の画像の位置ずれ量が小さくなる
ように前記変位手段を制御して前記画像検出光学
系を相対的に変位させて各画像検出素子で検出さ
れる画像同志を一致させ、前記各画像検出素子か
ら検出される画像信号を比較して検査することを
特徴とするパターン比較検査装置。 ２ 前記定量化手段は、二つの画像中の対応する
信号同志の差をとり、この差が有意差をもつもの
の個数と、それらの多階調値の合計を求め、平均
値をもつて二つの画像の位置ずれ量とすることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパターン
比較検査装置。 ３ 前記パターンの方向検出手段は、ｘ方向のパ
ターンを検出している時にはｙ方向信号を検出
し、また、ｙ方向のパターンを検出している時に
はｘ方向信号を検出することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のパターン比較検査装置。 ４ 前記変位手段は、画像検出素子のそれぞれに
２個の微小量変位可能な駆動源と、２個の支点と
を有する平面内微小量変位手段と、粗動変位手段
とを組合せ、パターン方向検出手段からの方向信
号により前記画像検出光学系を相対的に変位させ
て各画像検出素子から検出される画像を一致させ
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のパターン比較検査装置。 ５ 前記微小量変位手段は、その駆動源にピエゾ
素子を使用し、支点として板ばねを使用したこと
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のパター
ン比較検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716181A JPS5879104A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | パタ−ン比較検査装置 |
| DE8282106185T DE3274015D1 (en) | 1981-07-14 | 1982-07-12 | Pattern detection system |
| EP82106185A EP0070017B1 (en) | 1981-07-14 | 1982-07-12 | Pattern detection system |
| US06/397,900 US4508453A (en) | 1981-07-14 | 1982-07-13 | Pattern detection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17716181A JPS5879104A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | パタ−ン比較検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879104A JPS5879104A (ja) | 1983-05-12 |
| JPH0252802B2 true JPH0252802B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=16026241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17716181A Granted JPS5879104A (ja) | 1981-07-14 | 1981-11-06 | パタ−ン比較検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879104A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61213612A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-22 | Hitachi Ltd | プリント基板のパタ−ン検査装置 |
| CN105698706B (zh) * | 2014-11-26 | 2018-03-30 | 北京智朗芯光科技有限公司 | 自动检测晶片基底二维形貌的装置 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17716181A patent/JPS5879104A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879104A (ja) | 1983-05-12 |
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