JPH05272941A - パターン検出方法および検査装置 - Google Patents
パターン検出方法および検査装置Info
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- JPH05272941A JPH05272941A JP6895192A JP6895192A JPH05272941A JP H05272941 A JPH05272941 A JP H05272941A JP 6895192 A JP6895192 A JP 6895192A JP 6895192 A JP6895192 A JP 6895192A JP H05272941 A JPH05272941 A JP H05272941A
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- pattern
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、設計データと観察画像データの濃淡
レベルの精度の高い比較検査の行えるパターン検出方法
および検査装置を提供することを目的とする。 【構成】設計データとウエハの観察画像データとを比較
してウエハのパターン欠陥を検出するパターン検査装置
において、観察画像データの中から検査に必要なレジス
ト部分とその他のバックグランドの部分とにパターンを
区分する検査対象抽出回路８と、バックグランドの部分
の輝度を低下させて検査に必要なレジスト部分のデータ
を得るバックグランド処理回路９と、設計データを多値
データに変換する変換装置１６と、この変換装置１６に
より得られた多値の基準データと、バックグランド処理
回路９により得られた観察画像データとを比較する比較
判定回路１５とから構成されることを特徴としている。
レベルの精度の高い比較検査の行えるパターン検出方法
および検査装置を提供することを目的とする。 【構成】設計データとウエハの観察画像データとを比較
してウエハのパターン欠陥を検出するパターン検査装置
において、観察画像データの中から検査に必要なレジス
ト部分とその他のバックグランドの部分とにパターンを
区分する検査対象抽出回路８と、バックグランドの部分
の輝度を低下させて検査に必要なレジスト部分のデータ
を得るバックグランド処理回路９と、設計データを多値
データに変換する変換装置１６と、この変換装置１６に
より得られた多値の基準データと、バックグランド処理
回路９により得られた観察画像データとを比較する比較
判定回路１５とから構成されることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超ＬＳＩ等の半導体デ
バイスの製造・検査等に利用されるウエハあるいはレチ
クル上の微細パターンの検査を行なわせるためのパター
ン検出方法および検査装置に関する。
バイスの製造・検査等に利用されるウエハあるいはレチ
クル上の微細パターンの検査を行なわせるためのパター
ン検出方法および検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩ等の半導体デバイスの製造・検
査等に利用される微細パターン検査装置には、設計デー
タと実際の観察画像データとを比較して検査するもの
と、本来同じであるべき隣接パターン同士を比較して検
査するものとがある。
査等に利用される微細パターン検査装置には、設計デー
タと実際の観察画像データとを比較して検査するもの
と、本来同じであるべき隣接パターン同士を比較して検
査するものとがある。
【０００３】後者は検査時間が短くできる利点を有する
が、隣接パターンの両者が同一の欠陥を有する場合等は
その欠陥を検出できない。一方、前者は設計データと直
接比較を行うので信頼性が高い方法である。
が、隣接パターンの両者が同一の欠陥を有する場合等は
その欠陥を検出できない。一方、前者は設計データと直
接比較を行うので信頼性が高い方法である。
【０００４】設計データと観察画像データとを直接比較
する方法にも、観察画像データを２値化してから設計デ
ータと比較する方法と、２値の設計データをガウス分布
で近似させて、つまりボケさせて、あたかも観察光学系
で観察された画像データのようにしてから多値の観察画
像データと比較する方法とがある。
する方法にも、観察画像データを２値化してから設計デ
ータと比較する方法と、２値の設計データをガウス分布
で近似させて、つまりボケさせて、あたかも観察光学系
で観察された画像データのようにしてから多値の観察画
像データと比較する方法とがある。
【０００５】前者は観察画像データを２値化してしまう
ため、微妙な検査ができず、３画素程度の検査となる。
後者は濃淡レベルを比較するので１画素の検査が可能で
ある。
ため、微妙な検査ができず、３画素程度の検査となる。
後者は濃淡レベルを比較するので１画素の検査が可能で
ある。
【０００６】レチクルの検査には、後者の濃淡レベルで
比較する方法が用いられているが、ウエハの検査には、
前者の方法が用いられている（酒匂 他、“実時間半導
体ウエハ外観検査アルゴリズム“、電子通信学会論文
誌、Vol.J69-D No.11 、1986）。その理由を以下に説明
する。
比較する方法が用いられているが、ウエハの検査には、
前者の方法が用いられている（酒匂 他、“実時間半導
体ウエハ外観検査アルゴリズム“、電子通信学会論文
誌、Vol.J69-D No.11 、1986）。その理由を以下に説明
する。
【０００７】レチクルを検査する際には、通常は透過光
学系で行う。その際に、クロム部分は光を透過しないの
で輝度が低くなり、そしてガラス部分は光を透過するの
で輝度が高くなる。そのため、２値の設計データをボケ
させる時には、パターンのエッジ部分をガウス分布で近
似させ、クロム部分は輝度を低く、そしてガラス部分は
輝度を高くすることで比較データを作成できる。
学系で行う。その際に、クロム部分は光を透過しないの
で輝度が低くなり、そしてガラス部分は光を透過するの
で輝度が高くなる。そのため、２値の設計データをボケ
させる時には、パターンのエッジ部分をガウス分布で近
似させ、クロム部分は輝度を低く、そしてガラス部分は
輝度を高くすることで比較データを作成できる。
【０００８】そしてレチクルを検査する際には、透過光
学系と反射光学系の両者で検査可能である。しかし、ウ
エハを検査する際には、ウエハが光を透過しないことか
ら、必然的に反射光学系を使用することになる。
学系と反射光学系の両者で検査可能である。しかし、ウ
エハを検査する際には、ウエハが光を透過しないことか
ら、必然的に反射光学系を使用することになる。
【０００９】反射光学系を用いてレジスト・パターンを
観察すると、エッジ部分では照明光が散乱して検出器
（ＣＣＤ等）まで光が戻ってこないため、暗くなる。レ
ジスト・パターンの部分と、ベア・ウエハ下地あるいは
各種プロセス下地の部分では、光が戻ってくるため、明
るく観察される。しかし、その両者（レジスト・パター
ンの部分と、ベア・ウエハ下地あるいは各種プロセス下
地の部分）の部分では、反射率が各々大きく異なるため
に輝度が各々異なる。その輝度も下地の種々のプロセス
で大きく異なる。
観察すると、エッジ部分では照明光が散乱して検出器
（ＣＣＤ等）まで光が戻ってこないため、暗くなる。レ
ジスト・パターンの部分と、ベア・ウエハ下地あるいは
各種プロセス下地の部分では、光が戻ってくるため、明
るく観察される。しかし、その両者（レジスト・パター
ンの部分と、ベア・ウエハ下地あるいは各種プロセス下
地の部分）の部分では、反射率が各々大きく異なるため
に輝度が各々異なる。その輝度も下地の種々のプロセス
で大きく異なる。
【００１０】つまり、ウエハを検査する際には、上記の
ような各種プロセスに応じた複雑な輝度パターンを作成
する必要が生じてしまう。ＬＳＩは、製造工程における
プロセス条件が膨大であり、したがってデータ量が膨大
化し、上記方法では実用に供せない。したがって、従
来、ウエハの検査で設計データと観察画像データとを比
較する方法においては、実用性の面から観察画像データ
を２値化する方法が採用されていた。
ような各種プロセスに応じた複雑な輝度パターンを作成
する必要が生じてしまう。ＬＳＩは、製造工程における
プロセス条件が膨大であり、したがってデータ量が膨大
化し、上記方法では実用に供せない。したがって、従
来、ウエハの検査で設計データと観察画像データとを比
較する方法においては、実用性の面から観察画像データ
を２値化する方法が採用されていた。
【００１１】以上述べたように、設計データと観察画像
データとを比較する方法を用いて、ウエハのレジスト・
パターンを検査する際には、従来方法では２値データ比
較を用いており、そのために、微妙な濃淡レベル検査が
できず、検査精度を上げられないという欠点を有してい
た。
データとを比較する方法を用いて、ウエハのレジスト・
パターンを検査する際には、従来方法では２値データ比
較を用いており、そのために、微妙な濃淡レベル検査が
できず、検査精度を上げられないという欠点を有してい
た。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ウエハ検査方法では、設計データと観察画像データとを
比較する方法を用いてウエハのレジスト・パターンを検
査する際には、２値データで比較を行っており、そのた
めに、微妙な濃淡レベル検査ができず、検査精度を上げ
られないという欠点を有している。
ウエハ検査方法では、設計データと観察画像データとを
比較する方法を用いてウエハのレジスト・パターンを検
査する際には、２値データで比較を行っており、そのた
めに、微妙な濃淡レベル検査ができず、検査精度を上げ
られないという欠点を有している。
【００１３】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、設計データと観察画像データとを比較する方法を
用いてウエハのレジスト・パターンを検査する際に、デ
ータ量を少なくしたまま、微妙な濃淡レベル検査が行え
るパターン検出方法および検査装置を提供することを目
的としている。
ので、設計データと観察画像データとを比較する方法を
用いてウエハのレジスト・パターンを検査する際に、デ
ータ量を少なくしたまま、微妙な濃淡レベル検査が行え
るパターン検出方法および検査装置を提供することを目
的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では、設計データ
と観察画像データを比較して半導体パターンを検査する
際に、観察光学系で観察された画像データをレジスト・
パターンの部分とレジスト・パターンではない部分とに
区分し、検査に必要なレジスト・パターンの部分の輝度
分布のみを抽出し、そのレジスト・パターン部分の輝度
分布を設計データと多値で精度良く検査することを特徴
としている。
と観察画像データを比較して半導体パターンを検査する
際に、観察光学系で観察された画像データをレジスト・
パターンの部分とレジスト・パターンではない部分とに
区分し、検査に必要なレジスト・パターンの部分の輝度
分布のみを抽出し、そのレジスト・パターン部分の輝度
分布を設計データと多値で精度良く検査することを特徴
としている。
【００１５】また、観察画像データをレジストパターン
の部分とレジストパターンではないバックグランドの部
分とに分ける処理を行う手段が、白色光源の干渉顕微鏡
を用いた方法であることを特徴としている。
の部分とレジストパターンではないバックグランドの部
分とに分ける処理を行う手段が、白色光源の干渉顕微鏡
を用いた方法であることを特徴としている。
【００１６】また、観察画像データをレジストパターン
の部分とレジストパターンではないバックグランドの部
分とに分ける処理を行う手段が、白色光源の干渉顕微鏡
を用いた方法であり、その方法がＣＣＤ観察系の各画素
で観察される干渉縞のコヒーレンス・データを処理する
方法であることを特徴としている。
の部分とレジストパターンではないバックグランドの部
分とに分ける処理を行う手段が、白色光源の干渉顕微鏡
を用いた方法であり、その方法がＣＣＤ観察系の各画素
で観察される干渉縞のコヒーレンス・データを処理する
方法であることを特徴としている。
【００１７】また、ＣＣＤ観察系の各画素で観察される
干渉縞のコヒーレンス・データを処理する方法が、ウエ
ハまたは干渉形の参照鏡を光軸方向に移動させ、その時
に生じる干渉縞のコヒーレンスの最大点が２個以上の時
にその画素はレジスト面を観察しているとし、１個の時
にその画素は非レジスト面を観察しているとすることを
特徴としている。また、バックグランドの部分の輝度を
調整する処理を行う手段が、バックグランドの部分の輝
度を零にすることを特徴としている。
干渉縞のコヒーレンス・データを処理する方法が、ウエ
ハまたは干渉形の参照鏡を光軸方向に移動させ、その時
に生じる干渉縞のコヒーレンスの最大点が２個以上の時
にその画素はレジスト面を観察しているとし、１個の時
にその画素は非レジスト面を観察しているとすることを
特徴としている。また、バックグランドの部分の輝度を
調整する処理を行う手段が、バックグランドの部分の輝
度を零にすることを特徴としている。
【００１８】
【作用】本発明による微細パターン検出方法および検査
装置を用いると、多値で、つまり濃淡レベルで設計デー
タと観察画像データを精度良く比較することのできるパ
ターンの検査が可能となる。
装置を用いると、多値で、つまり濃淡レベルで設計デー
タと観察画像データを精度良く比較することのできるパ
ターンの検査が可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２０】本発明の技術分野は、微細パターン検査装
置に関するものであり、以下に一例として説明する超Ｌ
ＳＩ等の半導体デバイスの製造・検査等に利用されるウ
エハあるいはレチクル上の微細パターンの検査を行なわ
せるための微細パターン検査装置への適用に限定される
ものではないが、説明を理解し易くするためにこの発明
の主たる構成を有した超ＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造・検査等に利用されるウエハあるいはレチクル上の微
細パターンの検査を行なわせるためのパターン検査装置
の概略構成から説明する。図１は、本発明のパターン検
査装置の概略構成を示すブロック図である。
置に関するものであり、以下に一例として説明する超Ｌ
ＳＩ等の半導体デバイスの製造・検査等に利用されるウ
エハあるいはレチクル上の微細パターンの検査を行なわ
せるための微細パターン検査装置への適用に限定される
ものではないが、説明を理解し易くするためにこの発明
の主たる構成を有した超ＬＳＩ等の半導体デバイスの製
造・検査等に利用されるウエハあるいはレチクル上の微
細パターンの検査を行なわせるためのパターン検査装置
の概略構成から説明する。図１は、本発明のパターン検
査装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２１】本発明のパターン検査装置におけるパター
ン観察光学系は、主にパターン観察用の干渉顕微鏡１か
ら構成される。このパターン観察用の干渉顕微鏡１は、
例えば白色光を照明光とする光源２から照射された照明
光をビームスプリッタ３に導き、検査対象物たるウエハ
４の側と、参照平面鏡５の側とに分割する。各々光は、
対物レンズ（図示省略）を通り、ウエハ４と参照平面鏡
５とに照射されて各々反射し、再度ビームスプリッタ３
に戻る。そして、合成されてＣＣＤ等の受光素子６によ
り受光される。この際に、検査対象物たるウエハ４と参
照平面鏡５とのビームスプリッタ３からの各々距離Ｌ1
とＬ2 とが等しいときに干渉信号がピークになる。そし
て、ウエハ４を載置した移動テーブル７を走査してウエ
ハ４の所定部分の検査を行うことができる。
ン観察光学系は、主にパターン観察用の干渉顕微鏡１か
ら構成される。このパターン観察用の干渉顕微鏡１は、
例えば白色光を照明光とする光源２から照射された照明
光をビームスプリッタ３に導き、検査対象物たるウエハ
４の側と、参照平面鏡５の側とに分割する。各々光は、
対物レンズ（図示省略）を通り、ウエハ４と参照平面鏡
５とに照射されて各々反射し、再度ビームスプリッタ３
に戻る。そして、合成されてＣＣＤ等の受光素子６によ
り受光される。この際に、検査対象物たるウエハ４と参
照平面鏡５とのビームスプリッタ３からの各々距離Ｌ1
とＬ2 とが等しいときに干渉信号がピークになる。そし
て、ウエハ４を載置した移動テーブル７を走査してウエ
ハ４の所定部分の検査を行うことができる。
【００２２】受光素子６により受光された観察画素は、
後述する信号処理を施すための検査対象抽出回路８およ
びバックグランド処理回路９に供給されて最終的な観察
画素データとなる。検査対象抽出回路８は、観察された
画像から検査に必要な例えば、レジストパターンのみを
抽出する回路であり、バックグランド処理回路９は、必
要なレジストパターン部分以外のバックグランドの部分
を消去するために例えば、バックグランドの部分の輝度
を低くする（零にする）処理を行う回路である。
後述する信号処理を施すための検査対象抽出回路８およ
びバックグランド処理回路９に供給されて最終的な観察
画素データとなる。検査対象抽出回路８は、観察された
画像から検査に必要な例えば、レジストパターンのみを
抽出する回路であり、バックグランド処理回路９は、必
要なレジストパターン部分以外のバックグランドの部分
を消去するために例えば、バックグランドの部分の輝度
を低くする（零にする）処理を行う回路である。
【００２３】一方、設計データは、多値のデータに変換
されるが、この変換装置１６は以下に説明する記憶装置
１０，ビット展開回路１１，検査対象物抽出回路１２，
コーナ丸め回路１３，分布関数演算回路１４等から構成
される。なお、変換装置１０としては、説明は省略する
が、パターンのコーナ部分の近似をより精度良く行うた
めに、コーナ部分の特徴を抽出して分布関数（ＰＳＦ）
の重み付け係数等を調節するための公知の特徴抽出回路
等、その他の機能が付加されていても良い。
されるが、この変換装置１６は以下に説明する記憶装置
１０，ビット展開回路１１，検査対象物抽出回路１２，
コーナ丸め回路１３，分布関数演算回路１４等から構成
される。なお、変換装置１０としては、説明は省略する
が、パターンのコーナ部分の近似をより精度良く行うた
めに、コーナ部分の特徴を抽出して分布関数（ＰＳＦ）
の重み付け係数等を調節するための公知の特徴抽出回路
等、その他の機能が付加されていても良い。
【００２４】設計データは、磁気ディスク１０ａあるい
はテープ１０ｂ等の記憶装置１０内に格納されており、
記憶装置１０から基準データ発生部２０のビット展開回
路１１によりビットパターンデータにビット展開され、
このビットデータは、検査対象抽出回路１２に供給され
る。
はテープ１０ｂ等の記憶装置１０内に格納されており、
記憶装置１０から基準データ発生部２０のビット展開回
路１１によりビットパターンデータにビット展開され、
このビットデータは、検査対象抽出回路１２に供給され
る。
【００２５】検査対象抽出回路１２では、設計データの
中から検査に必要なレジスト部分とその他の不必要な部
分とに区別し、レジストパターンデータを抽出し、その
データをコーナ丸め回路１３に供給する。
中から検査に必要なレジスト部分とその他の不必要な部
分とに区別し、レジストパターンデータを抽出し、その
データをコーナ丸め回路１３に供給する。
【００２６】このコーナ丸め回路１３では、描画後のプ
ロセスでパターンのコーナ部分が丸まることをシミュレ
ートし、基準パターンデータのコーナを丸めることで、
観察データの丸まりを近似し、コーナ部の丸まりを誤っ
て欠陥と判定することを防止する。
ロセスでパターンのコーナ部分が丸まることをシミュレ
ートし、基準パターンデータのコーナを丸めることで、
観察データの丸まりを近似し、コーナ部の丸まりを誤っ
て欠陥と判定することを防止する。
【００２７】そして、コーナ丸め回路１３で丸め処理が
施されたデータは、分布関数演算回路１４に供給され、
検出光学系（干渉顕微鏡および受光素子）の解像度を表
す点広がり分布関数（ＰＳＦ）を用いて、設計データを
重み付け加算し、多値化して、最終的な基準データを作
成（空間フィルター処理を施す）する。そして、この最
終的な基準データと前述の最終的な観察画素データとを
比較判定回路１５にて比較、検査し、欠陥等を判定す
る。
施されたデータは、分布関数演算回路１４に供給され、
検出光学系（干渉顕微鏡および受光素子）の解像度を表
す点広がり分布関数（ＰＳＦ）を用いて、設計データを
重み付け加算し、多値化して、最終的な基準データを作
成（空間フィルター処理を施す）する。そして、この最
終的な基準データと前述の最終的な観察画素データとを
比較判定回路１５にて比較、検査し、欠陥等を判定す
る。
【００２８】次に、本発明の特徴たる観察画素の信号処
理を行うための説明を以下に行う。まず図２に、レジス
ト・パターン２１の断面図と、反射光学系でウエハ４上
のそのレジスト・パターンを観察した際に得られる落射
照明の場合の輝度分布を示す。
理を行うための説明を以下に行う。まず図２に、レジス
ト・パターン２１の断面図と、反射光学系でウエハ４上
のそのレジスト・パターンを観察した際に得られる落射
照明の場合の輝度分布を示す。
【００２９】図２（ａ）は断面図で、図２（ｂ）は輝度
分布である。レジスト・パターン２１の輝度ａはレジス
ト上面２２の反射率と下地２３の反射率で決まる。下地
がむきだしの部分２４の輝度ｂは下地そのものの反射率
で決まる。一方、エッジ部分２５では、光が散乱し、観
察光学系まで光が戻ってこないため、輝度は低い（輝度
分布の凹部２６）。図３に、多値レベル、つまり濃淡レ
ベル比較の検査方法の一実施例の概略構成を示す。
分布である。レジスト・パターン２１の輝度ａはレジス
ト上面２２の反射率と下地２３の反射率で決まる。下地
がむきだしの部分２４の輝度ｂは下地そのものの反射率
で決まる。一方、エッジ部分２５では、光が散乱し、観
察光学系まで光が戻ってこないため、輝度は低い（輝度
分布の凹部２６）。図３に、多値レベル、つまり濃淡レ
ベル比較の検査方法の一実施例の概略構成を示す。
【００３０】図３（ａ）は設計データであり、図２のレ
ジスト・パターン２１のエッジ部分２５に相当する位置
に線２７、２８（横から見ると点であるが）が存在する
のみである。この設計データにレジストの有無が判断で
きるように、前述した検査対象抽出回路１２によりレジ
スト部分とその他の部分とを区別し、図３（ｂ）のよう
なデータを作成する。レジスト・パターン２１のエッジ
部分２５で輝度が低くなる。そこで、レジスト・パター
ン２１のエッジ部分２５の輝度分布に前述した分布関数
演算回路１４により適当な空間フィルター処理を行い図
３（ｃ）の様に近似する。濃淡レベル比較の検査は、こ
の図３（ｃ）を最終的な基準データ（設計データ）とし
て扱い、レジスト・パターンからの輝度分布と比較し
て、検査を行う。
ジスト・パターン２１のエッジ部分２５に相当する位置
に線２７、２８（横から見ると点であるが）が存在する
のみである。この設計データにレジストの有無が判断で
きるように、前述した検査対象抽出回路１２によりレジ
スト部分とその他の部分とを区別し、図３（ｂ）のよう
なデータを作成する。レジスト・パターン２１のエッジ
部分２５で輝度が低くなる。そこで、レジスト・パター
ン２１のエッジ部分２５の輝度分布に前述した分布関数
演算回路１４により適当な空間フィルター処理を行い図
３（ｃ）の様に近似する。濃淡レベル比較の検査は、こ
の図３（ｃ）を最終的な基準データ（設計データ）とし
て扱い、レジスト・パターンからの輝度分布と比較し
て、検査を行う。
【００３１】一方、ウエハ４面上のパターンを通常の顕
微鏡で観察すると、レジスト・パターンよりも下にある
下地プロセスのパターンも一緒に見えてしまい、単純に
設計データと比較することができない。そのため、下地
プロセスのパターンも見えている輝度分布からレジスト
・パターンの輝度分布のみを抽出する必要がある。この
抽出する概念および方法が本発明の特徴とする部分であ
る。そこで、次に干渉顕微鏡を用いて、レジスト・パタ
ーンのみを抽出するアルゴリズムを説明する。
微鏡で観察すると、レジスト・パターンよりも下にある
下地プロセスのパターンも一緒に見えてしまい、単純に
設計データと比較することができない。そのため、下地
プロセスのパターンも見えている輝度分布からレジスト
・パターンの輝度分布のみを抽出する必要がある。この
抽出する概念および方法が本発明の特徴とする部分であ
る。そこで、次に干渉顕微鏡を用いて、レジスト・パタ
ーンのみを抽出するアルゴリズムを説明する。
【００３２】図１に基づいて前述したように干渉顕微鏡
１は、ＣＣＤ等の受光素子７と対物レンズ６とから構成
される通常の顕微鏡に、参照平面鏡５とビームスプリッ
タ３を組み込んだ構成であり、ウエハ４面と参照平面鏡
５とで干渉現象をおこさせる。照明光源２に白色光を用
いると、図中のＬ１とＬ２がほぼ一致した時にのみ、図
４に示すような干渉縞３０が現れる。この干渉縞３０の
コヒーレンスが最大の所が厳密にＬ１＝Ｌ２の位置であ
る。この現象を応用するとレジスト・パターンの有無あ
るいはパターンの起伏が検出できる。図５に基づいてレ
ジスト・パターンの有無を判別するアルゴリズムを説明
する。なお、図５は、図面の下から順に図５（ａ），
（ｂ）（ｃ），（ｄ）の順に描かれている。
１は、ＣＣＤ等の受光素子７と対物レンズ６とから構成
される通常の顕微鏡に、参照平面鏡５とビームスプリッ
タ３を組み込んだ構成であり、ウエハ４面と参照平面鏡
５とで干渉現象をおこさせる。照明光源２に白色光を用
いると、図中のＬ１とＬ２がほぼ一致した時にのみ、図
４に示すような干渉縞３０が現れる。この干渉縞３０の
コヒーレンスが最大の所が厳密にＬ１＝Ｌ２の位置であ
る。この現象を応用するとレジスト・パターンの有無あ
るいはパターンの起伏が検出できる。図５に基づいてレ
ジスト・パターンの有無を判別するアルゴリズムを説明
する。なお、図５は、図面の下から順に図５（ａ），
（ｂ）（ｃ），（ｄ）の順に描かれている。
【００３３】ウエハ４のパターンの断面が図５（ａ）の
ように形成されていたとし、左側のステップ（段差）３
１がほとんど照明光を反射する材質、右側のステップ
（段差）３２がレジストで形成されているとする。
ように形成されていたとし、左側のステップ（段差）３
１がほとんど照明光を反射する材質、右側のステップ
（段差）３２がレジストで形成されているとする。
【００３４】このようなパターンを干渉顕微鏡とＣＣＤ
で観察すると、それぞれ図５（ｂ）のように、ピクセル
ａがレジスト（右側の段差３２）部分、ピクセルｂが底
３３の部分、ピクセルｃがステップ（左側の段差３１）
の上の部分３１ａを観察しているとする。
で観察すると、それぞれ図５（ｂ）のように、ピクセル
ａがレジスト（右側の段差３２）部分、ピクセルｂが底
３３の部分、ピクセルｃがステップ（左側の段差３１）
の上の部分３１ａを観察しているとする。
【００３５】すると、ピクセルａで干渉縞４１、ピクセ
ルｂで干渉縞４２、ピクセルｃで干渉縞４３が観察され
る。レジスト面を観察しているピクセルａの干渉縞４１
は２こぶであり、他のピクセルｂ、ｃの干渉縞４２，４
３は１こぶである。
ルｂで干渉縞４２、ピクセルｃで干渉縞４３が観察され
る。レジスト面を観察しているピクセルａの干渉縞４１
は２こぶであり、他のピクセルｂ、ｃの干渉縞４２，４
３は１こぶである。
【００３６】つまり、レジスト部分（右側の段差３２）
を観察しているピクセルａでは、レジスト上面３２ａで
の反射光と、レジストを一度透過し底３２ｂで反射して
きた光の２光束で発生する干渉縞を検出するため、この
ような２こぶの信号となる。詳細には、多重反射で多数
のこぶがあらわれるが、高次の干渉縞の振幅は小さい。
つまり、１次近似的には、１こぶであるか２こぶである
かを判断することでレジスト部分であるか否かの判定が
可能となる。
を観察しているピクセルａでは、レジスト上面３２ａで
の反射光と、レジストを一度透過し底３２ｂで反射して
きた光の２光束で発生する干渉縞を検出するため、この
ような２こぶの信号となる。詳細には、多重反射で多数
のこぶがあらわれるが、高次の干渉縞の振幅は小さい。
つまり、１次近似的には、１こぶであるか２こぶである
かを判断することでレジスト部分であるか否かの判定が
可能となる。
【００３７】以上のように、前述した検査対象抽出回路
８は、上記干渉顕微鏡１で得られる干渉縞のこぶの数を
検出し、レジスト面を観察したときに見られる特有の２
こぶの干渉縞を検出したときには検査に必要なレジスト
パターンであると判断する。そして、バックグランド処
理回路９でこの抽出されたレジストパターン以外の部分
の輝度を低く処理（零になるように処理）する。このよ
うな処理を観察画像に対して行うことで、最終的に必要
な観察画素データ得られる。
８は、上記干渉顕微鏡１で得られる干渉縞のこぶの数を
検出し、レジスト面を観察したときに見られる特有の２
こぶの干渉縞を検出したときには検査に必要なレジスト
パターンであると判断する。そして、バックグランド処
理回路９でこの抽出されたレジストパターン以外の部分
の輝度を低く処理（零になるように処理）する。このよ
うな処理を観察画像に対して行うことで、最終的に必要
な観察画素データ得られる。
【００３８】その後、比較判定回路１５により上記のよ
うにして求まった、最終的な基準データ（設計データ）
と最終的な観察画素データとを比較し、ウエハの欠陥等
を検出、検査する。なお、以上図５に説明した干渉縞は
図６に各々に符号および４つの関係式で示すような関係
がある。
うにして求まった、最終的な基準データ（設計データ）
と最終的な観察画素データとを比較し、ウエハの欠陥等
を検出、検査する。なお、以上図５に説明した干渉縞は
図６に各々に符号および４つの関係式で示すような関係
がある。
【００３９】つまり、図６に示した４つの関係式は、ｎ
をレジストの屈折率として、各々の図示の符号で示され
る関係を示したものであって、これらの関係式から図５
（ｄ）に示したようにｈr やｈs といったパターンの高
さ方向も再現できるとともに、それらの値を求めること
ができる。
をレジストの屈折率として、各々の図示の符号で示され
る関係を示したものであって、これらの関係式から図５
（ｄ）に示したようにｈr やｈs といったパターンの高
さ方向も再現できるとともに、それらの値を求めること
ができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射光学系を用いた基準（設計）データと観察画像データ
の濃淡レベルの精度の高い比較検査が達成される。
射光学系を用いた基準（設計）データと観察画像データ
の濃淡レベルの精度の高い比較検査が達成される。
【図１】 本発明のパターン検査装置の概略構成を示す
図。
図。
【図２】 レジスト・パターンを観察した時の輝度分布
の説明図。
の説明図。
【図３】 ＣＡＤ設計（基準）データの変換方法の説明
図。
図。
【図４】 干渉顕微鏡を用いて検査対象物を観察した時
に得られる干渉縞の説明図。
に得られる干渉縞の説明図。
【図５】 干渉縞からレジスト部分とその他の部分を区
別する方法の説明図。
別する方法の説明図。
【図６】 干渉縞からパターンの高さを再現するための
関係の説明図。
関係の説明図。
１ 干渉顕微鏡 ２ 光源 ３ ビームスプリッタ ４ ウエハ（検査対象物） ５ 参照平面鏡 ６ ＣＣＤ（受光素子） ８ 検査対象物抽出回路 ９ バックグランド処理回路 １０ 記憶装置 １１ ビット展開回路 １２ 検査対象抽出回路 １３ コーナ丸め回路 １４ 分布関数演算回路 １５ 比較判定回路 ２１ レジストパターン ３０，４１，４２，４３ 干渉縞
Claims (2)
- 【請求項１】基準データと検査対象物の観察画像データ
とを比較して該観察画像データのパターン欠陥を検出す
るパターン検査装置において、前記観察画像データの中
から検査に必要なパターン部分とバックグランドの部分
とにパターンを区分する検査対象抽出手段と、前記バッ
クグランドの部分に対して前記必要なパターン部分を相
対的に強調するバックグランド処理手段と、前記基準デ
ータを多値データに変換する変換手段と、この変換手段
により得られた多値の基準データと、前記バックグラン
ド処理手段により得られた観察画像データとを比較する
比較手段と、から構成されることを特徴とするパターン
検査装置。 - 【請求項２】検査対象物の観察画像データの中から検査
に必要な観察画像のパターンを検出するパターン検出方
法において、観察画像データの中から検査に必要なパタ
ーン部分とバックグランドの部分とにパターンを区分
し、前記バックグランドの部分に対して前記必要なパタ
ーン部分を相対的に強調処理して前記必要なパターン部
分のデータを得ることを特徴とするパターン検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895192A JPH05272941A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | パターン検出方法および検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895192A JPH05272941A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | パターン検出方法および検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272941A true JPH05272941A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13388487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6895192A Pending JPH05272941A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | パターン検出方法および検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05272941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069971A (en) * | 1996-12-18 | 2000-05-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Pattern comparison inspection system and method employing gray level bit map |
| JP2007536560A (ja) * | 2003-07-03 | 2007-12-13 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | デザイナ・インテント・データを使用するウェハとレチクルの検査の方法およびシステム |
| JP2008096200A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 形状検査方法及び形状検査装置 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP6895192A patent/JPH05272941A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069971A (en) * | 1996-12-18 | 2000-05-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Pattern comparison inspection system and method employing gray level bit map |
| JP2007536560A (ja) * | 2003-07-03 | 2007-12-13 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | デザイナ・インテント・データを使用するウェハとレチクルの検査の方法およびシステム |
| JP4758343B2 (ja) * | 2003-07-03 | 2011-08-24 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | デザイナ・インテント・データを使用するウェハとレチクルの検査の方法およびシステム |
| JP2008096200A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Aisin Seiki Co Ltd | 形状検査方法及び形状検査装置 |
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