JPH09128540A - パターン検出方法及びその装置 - Google Patents
パターン検出方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH09128540A JPH09128540A JP7280143A JP28014395A JPH09128540A JP H09128540 A JPH09128540 A JP H09128540A JP 7280143 A JP7280143 A JP 7280143A JP 28014395 A JP28014395 A JP 28014395A JP H09128540 A JPH09128540 A JP H09128540A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- difference
- images
- pixel
- sampling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】画素寸法以下の高い精度で位置ずれを検出す
る、または画素寸法より小さい欠陥を検出する。 【解決手段】画像検出手段２と検出した画像から対象画
像３と対象画像と同一のパターンであることが期待でき
る参照画像４を切出す手段５と切出した２枚の画像を画
素単位で位置合わせする画素単位位置合わせ手段６とス
プライン関数、三角関数、４点内挿法等の高精度な近似
法で画素間の値を近似し、画像間の差が最低となるリサ
ンプリングすべき位置を判定する手段７と判定された情
報を元に画像をリサンプリングする手段８とそれら画像
の差より欠陥を判定する手段よりなる。高精度な近似法
を用いてリサンプリングする位置を求めているため、１
／１０００画素以下の精度でサンプリングの影響を除去
でき、リサンプリングすべき位置として位置ずれを検出
でき、リサンプリング後の画像を比較することで、サン
プリングの影響を受けず画素寸法より小さい欠陥を検出
できる。
る、または画素寸法より小さい欠陥を検出する。 【解決手段】画像検出手段２と検出した画像から対象画
像３と対象画像と同一のパターンであることが期待でき
る参照画像４を切出す手段５と切出した２枚の画像を画
素単位で位置合わせする画素単位位置合わせ手段６とス
プライン関数、三角関数、４点内挿法等の高精度な近似
法で画素間の値を近似し、画像間の差が最低となるリサ
ンプリングすべき位置を判定する手段７と判定された情
報を元に画像をリサンプリングする手段８とそれら画像
の差より欠陥を判定する手段よりなる。高精度な近似法
を用いてリサンプリングする位置を求めているため、１
／１０００画素以下の精度でサンプリングの影響を除去
でき、リサンプリングすべき位置として位置ずれを検出
でき、リサンプリング後の画像を比較することで、サン
プリングの影響を受けず画素寸法より小さい欠陥を検出
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＬＳＩウェ
ーハの重ね合わせパターンの重ね合わせ寸法ずれを計測
する装置の合せずれ計測やＬＳＩウェーハのパターン欠
陥を検査する検査装置などのパターンの位置合わせ方法
とその装置に関する。
ーハの重ね合わせパターンの重ね合わせ寸法ずれを計測
する装置の合せずれ計測やＬＳＩウェーハのパターン欠
陥を検査する検査装置などのパターンの位置合わせ方法
とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高精度な位置合わせ方法は、特開
平３−１７７０４０「パターン認識方法」に記載されてい
る。これは、図１に示した様に、対象物１の画像検出手
段２と検出した画像より、対象画像３と対象画像と同一
のパターンであるはずの参照画像４を切出す手段５と、
対象画像３と参照画像４を画素単位で位置合わせをする
画素単位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせさ
れた２枚の画像を線形近似を用いた最小二乗法で画素以
下の精度で画像のサンプリング位置の差１０１を判定す
るサンプリング位置判定手段７と、サンプリング位置の
差１０１を元に対象画像３と参照画像４のサンプリング
位置を線形近似法を用いて変えるリサンプリング手段８
と、リサンプリングした２枚の画像の差を抽出する差画
像抽出手段９と、抽出した差より欠陥を判定する欠陥判
定手段１０よりなる。
平３−１７７０４０「パターン認識方法」に記載されてい
る。これは、図１に示した様に、対象物１の画像検出手
段２と検出した画像より、対象画像３と対象画像と同一
のパターンであるはずの参照画像４を切出す手段５と、
対象画像３と参照画像４を画素単位で位置合わせをする
画素単位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせさ
れた２枚の画像を線形近似を用いた最小二乗法で画素以
下の精度で画像のサンプリング位置の差１０１を判定す
るサンプリング位置判定手段７と、サンプリング位置の
差１０１を元に対象画像３と参照画像４のサンプリング
位置を線形近似法を用いて変えるリサンプリング手段８
と、リサンプリングした２枚の画像の差を抽出する差画
像抽出手段９と、抽出した差より欠陥を判定する欠陥判
定手段１０よりなる。
【０００３】画像を画像検出手段２で検出し、検出画像
より図２に示す対象画像３と参照画像４を切出し、２枚
の画像を画素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合
わせし、画像の画素以外の場所の値を線形で近似し、最
小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリング位置のずれ
をサンプリング位置判定手段７で判定し、判定したサン
プリング位置の差を元にリサンプリング手段８で線形近
似法を用いて同一サンプリング位置となるようリサンプ
リングし、リサンプリングした画像より差画像抽出手段
９で２枚の画像の差である差画像１０２を抽出し、抽出
した差より欠陥判定手段１０で欠陥１０３を判定する。
より図２に示す対象画像３と参照画像４を切出し、２枚
の画像を画素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合
わせし、画像の画素以外の場所の値を線形で近似し、最
小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリング位置のずれ
をサンプリング位置判定手段７で判定し、判定したサン
プリング位置の差を元にリサンプリング手段８で線形近
似法を用いて同一サンプリング位置となるようリサンプ
リングし、リサンプリングした画像より差画像抽出手段
９で２枚の画像の差である差画像１０２を抽出し、抽出
した差より欠陥判定手段１０で欠陥１０３を判定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】線形近似を用いた方式
は、文献Hiroi, et. al.:"Precise Visual Inspectionf
or LSI Wafer Patterns using Subpixel Image Alignme
nt",proceedings of IEEE WACV 記載のように、画素以
下の精度で位置合わせができるが、その精度は、例え
ば、画像の周波数成分が５画素ピッチであるときには、
０．１画素程度である。この精度は、一般的には十分に
高精度なものであるが、例えば画素寸法の１／１００以
上の精度で位置ずれを検出したい場合や画素寸法の１／
５の欠陥を検出したい場合には十分であるとは言えず、
精度に関して配慮が不十分であった。
は、文献Hiroi, et. al.:"Precise Visual Inspectionf
or LSI Wafer Patterns using Subpixel Image Alignme
nt",proceedings of IEEE WACV 記載のように、画素以
下の精度で位置合わせができるが、その精度は、例え
ば、画像の周波数成分が５画素ピッチであるときには、
０．１画素程度である。この精度は、一般的には十分に
高精度なものであるが、例えば画素寸法の１／１００以
上の精度で位置ずれを検出したい場合や画素寸法の１／
５の欠陥を検出したい場合には十分であるとは言えず、
精度に関して配慮が不十分であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決するシステム
の構成を、図３で説明する。対象物１の画像検出手段２
と、検出した画像より対象画像３と対象画像と同一のパ
ターンであるはずの参照画像４を切出す手段５と、対象
画像３と参照画像４を画素単位で位置合わせをする画素
単位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせされた
２枚の画像をスプライン関数、三角関数、または４点内
挿など線形近似以上に高精度な近似法を用いた最小二乗
法で画素以下の精度で画像のサンプリング位置の差を判
定する高精度サンプリング位置判定手段１１と、ずれ量
を元に対象画像３と参照画像４のサンプリング位置をサ
ンプリング位置の差の判定と同一または異なる補間法を
持ちいてリサンプリングする高精度リサンプリング手段
１２と、リサンプリングした２枚の画像の差を抽出する
差画像抽出手段９と、抽出した差より欠陥を判定する欠
陥判定手段１０よりなる。
の構成を、図３で説明する。対象物１の画像検出手段２
と、検出した画像より対象画像３と対象画像と同一のパ
ターンであるはずの参照画像４を切出す手段５と、対象
画像３と参照画像４を画素単位で位置合わせをする画素
単位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせされた
２枚の画像をスプライン関数、三角関数、または４点内
挿など線形近似以上に高精度な近似法を用いた最小二乗
法で画素以下の精度で画像のサンプリング位置の差を判
定する高精度サンプリング位置判定手段１１と、ずれ量
を元に対象画像３と参照画像４のサンプリング位置をサ
ンプリング位置の差の判定と同一または異なる補間法を
持ちいてリサンプリングする高精度リサンプリング手段
１２と、リサンプリングした２枚の画像の差を抽出する
差画像抽出手段９と、抽出した差より欠陥を判定する欠
陥判定手段１０よりなる。
【０００６】スプライン関数による近似は、次式に示す
数１を用いる。着目点ｘ＝n+d，y＝m+e，x，yは画素以
下の分解能の位置、ｎ，mは画素の整数倍の位置、ｄ，e
は−１以上０以下の画素以下の端数、Ｆは近似した画像
の値、fは画素上の画像の値である。
数１を用いる。着目点ｘ＝n+d，y＝m+e，x，yは画素以
下の分解能の位置、ｎ，mは画素の整数倍の位置、ｄ，e
は−１以上０以下の画素以下の端数、Ｆは近似した画像
の値、fは画素上の画像の値である。
【０００７】
【数１】
【０００８】三角関数を用いる場合は、対象画像をフー
リエ級数で展開し、フーリエ級数を数２で表した次式で
近似した値を計算する。ここで、Sxn，Cxnはｘ軸のsi
n，cosの係数、Sym，Cymはｙ軸のsin，cosの係数、ｎは
ｘ軸フーリエ級数の次数で最大次数Ｎ、mはｙ軸フーリ
エ級数の次数で最大次数Ｍ、Ｆは近似した画像の値であ
る。
リエ級数で展開し、フーリエ級数を数２で表した次式で
近似した値を計算する。ここで、Sxn，Cxnはｘ軸のsi
n，cosの係数、Sym，Cymはｙ軸のsin，cosの係数、ｎは
ｘ軸フーリエ級数の次数で最大次数Ｎ、mはｙ軸フーリ
エ級数の次数で最大次数Ｍ、Ｆは近似した画像の値であ
る。
【０００９】
【数２】
【００１０】4点内挿法による近似は数３で表した次式
を用いる。着目点ｘ＝n+d，y＝m+e，x，yは画素以下の
分解能の位置、ｎ，mは画素の整数倍の位置、ｄ，eは−
１以上０以下の画素以下の端数、Ｆは近似した画像の
値、ｆは画素上の画像の値である。
を用いる。着目点ｘ＝n+d，y＝m+e，x，yは画素以下の
分解能の位置、ｎ，mは画素の整数倍の位置、ｄ，eは−
１以上０以下の画素以下の端数、Ｆは近似した画像の
値、ｆは画素上の画像の値である。
【００１１】
【数３】
【００１２】いずれの近似関数も非線形であるため、線
形近似を用いた方式の文献に示したような方式で解析的
に解くことはできない。そこで、誤差関数Ｅを、近似式
で近似した対象画像３と参照画像４の差の二乗和として
数４で表した次式で定義し、誤差関数Ｅの最小値を二分
法、ニュートン法等の数値解法を用いて解くことで、サ
ンプリング位置の差を判定する。ここで、SSは画像全面
における和である。
形近似を用いた方式の文献に示したような方式で解析的
に解くことはできない。そこで、誤差関数Ｅを、近似式
で近似した対象画像３と参照画像４の差の二乗和として
数４で表した次式で定義し、誤差関数Ｅの最小値を二分
法、ニュートン法等の数値解法を用いて解くことで、サ
ンプリング位置の差を判定する。ここで、SSは画像全面
における和である。
【００１３】
【数４】
【００１４】画像検出手段２で画像を検出し、検出画像
より対象画像３と参照画像４を切出し、２枚の画像を画
素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合わせし、画
像の画素以外の場所の値を線形補間以上に高精度な補間
法で近似し、最小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリ
ング位置のずれを高精度サンプリング位置判定手段１１
で判定し、判定したサンプリング位置の差を元に高精度
リサンプリング手段１２でサンプリング位置の差の判定
と同一または異なる補間法を用いて同一サンプリング位
置となるようリサンプリングし、リサンプリングした画
像より差画像抽出手段９で２枚の画像の差を抽出し、抽
出した差より欠陥判定手段１０で欠陥を判定する。
より対象画像３と参照画像４を切出し、２枚の画像を画
素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合わせし、画
像の画素以外の場所の値を線形補間以上に高精度な補間
法で近似し、最小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリ
ング位置のずれを高精度サンプリング位置判定手段１１
で判定し、判定したサンプリング位置の差を元に高精度
リサンプリング手段１２でサンプリング位置の差の判定
と同一または異なる補間法を用いて同一サンプリング位
置となるようリサンプリングし、リサンプリングした画
像より差画像抽出手段９で２枚の画像の差を抽出し、抽
出した差より欠陥判定手段１０で欠陥を判定する。
【００１５】従来法との差は、サンプリング位置を判定
手段とリサンプリングする手段に用いられている補間方
法である。これについて説明する。一般的に、線形な近
似よりスプライン関数のような３次関数やフーリエ級数
や４点内挿法のほうが近似次数が高く、近似度が上がり
高精度化できる。この事を、スプライン関数を例に、１
次元波形を対象に実験的に確認した。実験は、予めサン
プリング位置のずれのわかっている式５で示した三角関
数に対し、サンプリング位置のずれを求めてその精度を
比較した。その結果を、図４、５に示す。
手段とリサンプリングする手段に用いられている補間方
法である。これについて説明する。一般的に、線形な近
似よりスプライン関数のような３次関数やフーリエ級数
や４点内挿法のほうが近似次数が高く、近似度が上がり
高精度化できる。この事を、スプライン関数を例に、１
次元波形を対象に実験的に確認した。実験は、予めサン
プリング位置のずれのわかっている式５で示した三角関
数に対し、サンプリング位置のずれを求めてその精度を
比較した。その結果を、図４、５に示す。
【００１６】図４は、横軸に三角関数の位相差φをと
り、縦軸にサンプリング位置の判定誤差をとって、繰り
返しピッチが１０画素の場合について示した。位相差が
０またはπの時は判定誤差が０、それ以外のときは誤差
を生じている。図５は、横軸に繰り返しピッチをとり、
縦軸に位相を変えたときの判定誤差の最大値をとって、
各繰り返しピッチにおける最悪の誤差を示した。これら
より、繰り返しピッチが１０画素以上のときは、スプラ
イン関数近似を用いた方式は、線形近似方式より１桁精
度が高く、１／１０００画素の精度を実現できる。ま
た、繰り返しピッチにより実現できる精度は、大きく左
右される。画素寸法に対して必要な精度が高い場合に
は、線形近似以上に高精度近似方式が必要である。
り、縦軸にサンプリング位置の判定誤差をとって、繰り
返しピッチが１０画素の場合について示した。位相差が
０またはπの時は判定誤差が０、それ以外のときは誤差
を生じている。図５は、横軸に繰り返しピッチをとり、
縦軸に位相を変えたときの判定誤差の最大値をとって、
各繰り返しピッチにおける最悪の誤差を示した。これら
より、繰り返しピッチが１０画素以上のときは、スプラ
イン関数近似を用いた方式は、線形近似方式より１桁精
度が高く、１／１０００画素の精度を実現できる。ま
た、繰り返しピッチにより実現できる精度は、大きく左
右される。画素寸法に対して必要な精度が高い場合に
は、線形近似以上に高精度近似方式が必要である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を、図６を
用いて説明する。図６は、ＬＳＩのパターン欠陥検査装
置の構成図である。
用いて説明する。図６は、ＬＳＩのパターン欠陥検査装
置の構成図である。
【００１８】ＬＳＩのパターン検査装置は、光源１３の
光を対物レンズ１４を介して対象物ウェーハ１５を照明
する照明光学系１６と、対物レンズ１４と対象物ウェー
ハ１５よりの照明光の反射像を検出するパターン検出用
一次元イメージセンサ１７と、パターン検出用一次元イ
メージセンサ１７よりの信号を記憶しておくメモリ１８
と、検出した画像である対象画像３と対象画像と同一の
パターンであるはずのメモリに記憶しておいた参照画像
４と、対象画像３を画素単位で位置合わせをする画素単
位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせされた２
枚の画像をスプライン関数、三角関数、または４点内挿
など線形近似以上に高精度な近似法を用いた最小二乗法
で画素以下の精度で画像のサンプリング位置の差を判定
する高精度サンプリング位置判定手段１１と、判定され
たサンプリング位置の差を元に対象画像３と参照画像４
のサンプリング位置をサンプリング位置の差の判定と同
一または異なる補間法を持ちいてリサンプリングする高
精度リサンプリング手段１２と、リサンプリングした２
枚の画像の差を抽出する差画像抽出手段９と、抽出した
差より欠陥を判定する欠陥判定手段１０と、対象物ウェ
ーハ１５を走査するＸＹステージ１９と全体制御計算機
２０よりなる。
光を対物レンズ１４を介して対象物ウェーハ１５を照明
する照明光学系１６と、対物レンズ１４と対象物ウェー
ハ１５よりの照明光の反射像を検出するパターン検出用
一次元イメージセンサ１７と、パターン検出用一次元イ
メージセンサ１７よりの信号を記憶しておくメモリ１８
と、検出した画像である対象画像３と対象画像と同一の
パターンであるはずのメモリに記憶しておいた参照画像
４と、対象画像３を画素単位で位置合わせをする画素単
位位置合わせ手段６と、画素単位で位置合わせされた２
枚の画像をスプライン関数、三角関数、または４点内挿
など線形近似以上に高精度な近似法を用いた最小二乗法
で画素以下の精度で画像のサンプリング位置の差を判定
する高精度サンプリング位置判定手段１１と、判定され
たサンプリング位置の差を元に対象画像３と参照画像４
のサンプリング位置をサンプリング位置の差の判定と同
一または異なる補間法を持ちいてリサンプリングする高
精度リサンプリング手段１２と、リサンプリングした２
枚の画像の差を抽出する差画像抽出手段９と、抽出した
差より欠陥を判定する欠陥判定手段１０と、対象物ウェ
ーハ１５を走査するＸＹステージ１９と全体制御計算機
２０よりなる。
【００１９】装置は、以下のように動作して欠陥を判定
する。先ず、対象物ウェーハ１５を全体制御計算機２０
よりの指令でＸＹステージ１９を駆動して走査する。走
査に同期して、一次元イメージセンサ１７で、対象物ウ
ェーハ１５の反射像を検出する。検出した反射像を、画
像メモリ１８に記憶させる。
する。先ず、対象物ウェーハ１５を全体制御計算機２０
よりの指令でＸＹステージ１９を駆動して走査する。走
査に同期して、一次元イメージセンサ１７で、対象物ウ
ェーハ１５の反射像を検出する。検出した反射像を、画
像メモリ１８に記憶させる。
【００２０】検出した反射像である対象画像３と、画像
メモリに記憶した画像のうち対象画像とパターンが同一
であると予想される座標の画像である参照画像４とを、
画素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合わせを
し、画素単位で位置合わせされた２枚の画像を高精度サ
ンプリング位置判定手段１１でスプライン関数、三角関
数、または４点内挿など線形近似以上に高精度な近似法
を用いた最小二乗法で画素以下の精度で画像のサンプリ
ング位置の差を判定し、判定されたサンプリング位置の
差を元に、高精度リサンプリング手段１２で、対象画像
３と参照画像４のサンプリング位置をサンプリング位置
の差の判定と同一または異なる補間法を持ちいてリサン
プリングし、リサンプリングした２枚の画像の差を差画
像抽出手段９で抽出し、抽出した差より欠陥判定手段１
０で欠陥を判定する。
メモリに記憶した画像のうち対象画像とパターンが同一
であると予想される座標の画像である参照画像４とを、
画素単位位置合わせ手段６で画素単位で位置合わせを
し、画素単位で位置合わせされた２枚の画像を高精度サ
ンプリング位置判定手段１１でスプライン関数、三角関
数、または４点内挿など線形近似以上に高精度な近似法
を用いた最小二乗法で画素以下の精度で画像のサンプリ
ング位置の差を判定し、判定されたサンプリング位置の
差を元に、高精度リサンプリング手段１２で、対象画像
３と参照画像４のサンプリング位置をサンプリング位置
の差の判定と同一または異なる補間法を持ちいてリサン
プリングし、リサンプリングした２枚の画像の差を差画
像抽出手段９で抽出し、抽出した差より欠陥判定手段１
０で欠陥を判定する。
【００２１】本実施例の第１の変形を説明する。高精度
サンプリング位置判定手段１１に線形な関数を用い、高
精度リサンプリング手段１２に線形以上に高精度な近次
関数を用いる。本変形によれば、サンプリング位置を文
献Hiroi, et. al.:"PreciseVisual Inspection for LSI
Wafer Patterns using Subpixel Image Alignment",pr
oceedings of IEEE WACV 記載の方式で求め、リサンプ
リングは高精度な方式を用いることになり、最小の演算
量の付加で高精度化を実現できる。
サンプリング位置判定手段１１に線形な関数を用い、高
精度リサンプリング手段１２に線形以上に高精度な近次
関数を用いる。本変形によれば、サンプリング位置を文
献Hiroi, et. al.:"PreciseVisual Inspection for LSI
Wafer Patterns using Subpixel Image Alignment",pr
oceedings of IEEE WACV 記載の方式で求め、リサンプ
リングは高精度な方式を用いることになり、最小の演算
量の付加で高精度化を実現できる。
【００２２】本実施例によれば、より完全にサンプリン
グ誤差を補正できるため、サンプリング誤差を補正しな
いとき、線形で補正する場合に比較してより小さい欠陥
を検出できる特徴がある。
グ誤差を補正できるため、サンプリング誤差を補正しな
いとき、線形で補正する場合に比較してより小さい欠陥
を検出できる特徴がある。
【００２３】図７は、ＬＳＩの重ね合わせ測定装置の構
成図である。図８に示す基準マーク２１と測定マーク２
２よりなる測定対象の合せ測定マークの一例をを示す。
重ね合わせ測定装置は基準マーク２１に対する測定マー
ク２２の相対ずれ量を測定する装置である。マークは四
角でＸ，Ｙは独立しているため、二次元処理は必要な
く、ＸＹ別々に波形処理すればよい。従って、画像検出
の代りにＸ，Ｙの波形を検出してそれを処理することと
する。
成図である。図８に示す基準マーク２１と測定マーク２
２よりなる測定対象の合せ測定マークの一例をを示す。
重ね合わせ測定装置は基準マーク２１に対する測定マー
ク２２の相対ずれ量を測定する装置である。マークは四
角でＸ，Ｙは独立しているため、二次元処理は必要な
く、ＸＹ別々に波形処理すればよい。従って、画像検出
の代りにＸ，Ｙの波形を検出してそれを処理することと
する。
【００２４】ＬＳＩの重ね合わせ装置は、光源１３の光
を対物レンズ１４を介して対象物ウェーハ４を照明する
照明光学系１６と、対物レンズ１４とＸ方向の対象物ウ
ェーハ１５よりの照明光の反射像を検出するパターン検
出用一次元イメージセンサ７Ａと、Ｙ方向の対象物４よ
りの照明光の反射像を検出するパターン検出用一次元イ
メージセンサ７Ｂとイメージセンサ７Ａ，７Ｂよりの信
号を元に基準マーク２１と測定マーク２２の位置ずれ量
をソフトウェアで演算する位置ずれ判定部２３と、対象
物ウェーハ１５を位置決めするＸＹステージ２０と、全
体制御計算機１９よりなる。
を対物レンズ１４を介して対象物ウェーハ４を照明する
照明光学系１６と、対物レンズ１４とＸ方向の対象物ウ
ェーハ１５よりの照明光の反射像を検出するパターン検
出用一次元イメージセンサ７Ａと、Ｙ方向の対象物４よ
りの照明光の反射像を検出するパターン検出用一次元イ
メージセンサ７Ｂとイメージセンサ７Ａ，７Ｂよりの信
号を元に基準マーク２１と測定マーク２２の位置ずれ量
をソフトウェアで演算する位置ずれ判定部２３と、対象
物ウェーハ１５を位置決めするＸＹステージ２０と、全
体制御計算機１９よりなる。
【００２５】装置は以下のように動作して、位置ずれを
判定する。対象物ウェーハ１５を全体制御計算機２０よ
りの指令で、ＸＹステージ１９を位置決めする。位置決
め終了後、一次元イメージセンサ１７Ａ，１７Ｂで対象
物ウェーハ１５の反射像を検出する。
判定する。対象物ウェーハ１５を全体制御計算機２０よ
りの指令で、ＸＹステージ１９を位置決めする。位置決
め終了後、一次元イメージセンサ１７Ａ，１７Ｂで対象
物ウェーハ１５の反射像を検出する。
【００２６】それぞれの検出信号をもとに、位置ずれ判
定部２３で以下の処理を行う。処理を図９を用いて説明
する。図は、検出波形の一例である。検出波形より測定
マークの対象波形１２０、測定マークの参照波形１２
１、基準マークの対象波形１２２、基準マークの参照波
形１２３の４つの領域を切出す。基準マーク、測定マー
クそれぞれ数４の代りに数５で示す次式を用いてずれ量
を求めることで、それぞれのマークの中心位置を求め
る。つまり、切出した波形のうち、測定マークの対象波
形１２０と測定マークの参照波形１２１、及び基準マー
クの対象波形１２２、基準マークの参照波形１２３はそ
れぞれ鏡面対称であり、鏡面反転波形は対象波形と参照
波形とが同一のパターンであることが期待される波形と
なる。従って、鏡面反転した波形とのずれとして、基準
マークと測定マークそれぞれ鏡面対称中心＝マークの中
心Ca,Cbを求めることができ、２つのマークの中心位置
の差Ｃａ−Ｃｂとして合せずれを測定できる。
定部２３で以下の処理を行う。処理を図９を用いて説明
する。図は、検出波形の一例である。検出波形より測定
マークの対象波形１２０、測定マークの参照波形１２
１、基準マークの対象波形１２２、基準マークの参照波
形１２３の４つの領域を切出す。基準マーク、測定マー
クそれぞれ数４の代りに数５で示す次式を用いてずれ量
を求めることで、それぞれのマークの中心位置を求め
る。つまり、切出した波形のうち、測定マークの対象波
形１２０と測定マークの参照波形１２１、及び基準マー
クの対象波形１２２、基準マークの参照波形１２３はそ
れぞれ鏡面対称であり、鏡面反転波形は対象波形と参照
波形とが同一のパターンであることが期待される波形と
なる。従って、鏡面反転した波形とのずれとして、基準
マークと測定マークそれぞれ鏡面対称中心＝マークの中
心Ca,Cbを求めることができ、２つのマークの中心位置
の差Ｃａ−Ｃｂとして合せずれを測定できる。
【００２７】
【数５】
【００２８】本実施例の第一の変形を示す。数５の最小
二乗法の式の代りに数６で示す次式の一般的な数学的な
２つの波形間の距離を表す式を用いる。本変形によれば
式が単純であり高速な処理ができる特徴がある。
二乗法の式の代りに数６で示す次式の一般的な数学的な
２つの波形間の距離を表す式を用いる。本変形によれば
式が単純であり高速な処理ができる特徴がある。
【００２９】
【数６】
【００３０】本実施例によれば画素の１／１０００画素
の精度でサンプリングの影響を除去でき、高精度な合せ
ずれ検査装置が実現できる特徴がある。
の精度でサンプリングの影響を除去でき、高精度な合せ
ずれ検査装置が実現できる特徴がある。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、非常に高精度に画像ま
たは波形の位置合わせができ、画素寸法に比較して小さ
い欠陥の検出、またはパターンのずれ量を測定可能なパ
ターン検出装置を実現できる。
たは波形の位置合わせができ、画素寸法に比較して小さ
い欠陥の検出、またはパターンのずれ量を測定可能なパ
ターン検出装置を実現できる。
【図１】従来の位置合わせ装置の、略断面図である。
【図２】従来の位置合わせ装置における差画像抽出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の原理を示す位置合わせ装置の、略断面
図である。
図である。
【図４】線形補間及びスプライン補間における、それぞ
れのサンプリング位置判定誤差と位相差との関係を示す
図である。
れのサンプリング位置判定誤差と位相差との関係を示す
図である。
【図５】線形補間及びスプライン補間における、それぞ
れのサンプリング位置判定誤差と繰返しピッチとの関係
を示す図である。
れのサンプリング位置判定誤差と繰返しピッチとの関係
を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例を示す位置合わせ装置
の、略断面図である。
の、略断面図である。
【図７】本発明によるＬＳＩの重ね合わせ測定装置の、
略断面図である。
略断面図である。
【図８】合わせ測定マークの一例を示す図である。
【図９】本発明による位置ずれ判定部における、検出波
形と参照波形との例を示す図である。
形と参照波形との例を示す図である。
１……対象物、２……画像検出手段、３……対象画像、
４……参照画像、５……画像切出し手段、６……画素単
位位置合わせ手段、７……線形サンプリング位置判定手
段、８……線形リサンプリング手段、９……差画像抽出
手段、１０……欠陥判定手段、１１……高精度サンプリ
ング位置判定手段、１２……高精度リサンプリング手
段、１３……光源、１４……対物レンズ、１５……対象
物ウェーハ、１６……照明光学系、１７……イメージセ
ンサ、１８……画像メモリ、１９……全体制御部、２０
……ＸＹステージ、２１……基準マーク、２２……測定
マーク、２３……位置ずれ判定部、１０１……サンプリ
ング位置の差、１０２……差画像、１０３……欠陥、１
２０……測定マークの対象波形、１２１……測定マーク
の参照波形、１２２……基準マークの対象波形、１２３
……基準マークの参照波形
４……参照画像、５……画像切出し手段、６……画素単
位位置合わせ手段、７……線形サンプリング位置判定手
段、８……線形リサンプリング手段、９……差画像抽出
手段、１０……欠陥判定手段、１１……高精度サンプリ
ング位置判定手段、１２……高精度リサンプリング手
段、１３……光源、１４……対物レンズ、１５……対象
物ウェーハ、１６……照明光学系、１７……イメージセ
ンサ、１８……画像メモリ、１９……全体制御部、２０
……ＸＹステージ、２１……基準マーク、２２……測定
マーク、２３……位置ずれ判定部、１０１……サンプリ
ング位置の差、１０２……差画像、１０３……欠陥、１
２０……測定マークの対象波形、１２１……測定マーク
の参照波形、１２２……基準マークの対象波形、１２３
……基準マークの参照波形
Claims (8)
- 【請求項１】画像検出し、検出した画像より対象画像と
対象画像と同一なパターンであることが期待される参照
画像を切出し、該２枚の画像を画素単位で位置合わせ
し、位置合わせ後の画像を画素以外の場所の値を線形関
数、スプライン関数、三角関数または４点内挿等の近似
法で近似し最小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリン
グ位置の差を判定し、判定したサンプリング位置の差を
元にサンプリング位置の差の判定と同一または異なる補
間法を用いてリサンプリングすることでサンプリング誤
差の影響を除去し、リサンプリングした画像より差画像
を抽出し、抽出した差画像より欠陥を判定することを特
徴とするパターン検出方法。 - 【請求項２】画像検出し、検出した画像より対象画像と
対象画像と同一なパターンであることが期待される参照
画像を切出し、該２枚の画像を画素単位で位置合わせ
し、位置合わせ後の画像を画素以外の場所の値を線形関
数、スプライン関数、三角関数または４点内挿等の近似
法で近似し最小二乗法を用いて２枚の画像のサンプリン
グ位置の差を判定することで画素単位の位置合わせずれ
量とサンプリング位置の和として画像の位置ずれ量を測
定することを特徴とするパターン検出方法。 - 【請求項３】画像検出手段と検出画像より対象画像と対
象画像と同一なパターンであることが期待される参照画
像を切出す手段と該２枚の画像を画素単位で位置合わせ
する画素単位位置合わせ手段と画像の画素以外の場所の
値を線形関数、スプライン関数、三角関数または４点内
挿等の近似法で近似し最小二乗法を用いて２枚の画像の
サンプリング位置の差を判定するサンプリング位置判定
手段と判定したサンプリング位置の差を元にサンプリン
グ位置の差の判定と同一または異なる補間法を用いてリ
サンプリングするリサンプリング手段とリサンプリング
した画像より差画像を抽出する差画像抽出手段と抽出し
た差より欠陥を判定する欠陥判定手段１０を備えること
を特徴とするパターン検出装置。 - 【請求項４】画像検出手段と検出画像より対象画像と対
象画像と同一なパターンであることが期待される参照画
像を切出す手段と該２枚の画像を画素単位で位置合わせ
する画素単位位置合わせ手段と画像の画素以外の場所の
値を線形関数、スプライン関数、三角関数または４点内
挿等の近似法で近似し最小二乗法を用いて２枚の画像の
サンプリング位置の差を判定するサンプリング位置判定
手段と画素単位の位置合わせずれ量とサンプリング位置
の和として画像の位置ずれ量を測定する手段を備えるこ
とを特徴とするパターン検出装置。 - 【請求項５】請求項目４に於いて対象画像は参照画像を
１８０度回転することで得られる画像を用い、２つの画
像の位置ずれ量として画像の対称中心を測定することを
特徴とするパターン検出装置。 - 【請求項６】請求項目５に於いて対象画像を２つの領域
に分割する手段とそれぞれの領域に於いて画像の対称中
心を測定する手段を備えることで２つの対称中心の差を
測定することを特徴とするパターン検出装置。 - 【請求項７】請求項目１から６に於いて画像は二次元で
はなく一次元の波形であることを特徴とするパターン検
出装置。 - 【請求項８】請求項目１から７に於いてサンプリング位
置の差の推定は最小二乗法でなく任意の画像または波形
間の数学的な意味での距離を表す関数を用い、距離を最
小とするサンプリング位置の差を推定することを特徴と
するパターン検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7280143A JPH09128540A (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | パターン検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7280143A JPH09128540A (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | パターン検出方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09128540A true JPH09128540A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17620933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7280143A Pending JPH09128540A (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | パターン検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09128540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6693713B1 (en) | 1998-07-22 | 2004-02-17 | Nikon Corporation | Mark detection method, exposure method, device manufacturing method, mark detection apparatus, exposure apparatus, and device |
| US8121398B2 (en) | 2008-04-09 | 2012-02-21 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting defects |
-
1995
- 1995-10-27 JP JP7280143A patent/JPH09128540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6693713B1 (en) | 1998-07-22 | 2004-02-17 | Nikon Corporation | Mark detection method, exposure method, device manufacturing method, mark detection apparatus, exposure apparatus, and device |
| US8121398B2 (en) | 2008-04-09 | 2012-02-21 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting defects |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100199514B1 (ko) | 형상검출장치 | |
| US10475179B1 (en) | Compensating for reference misalignment during inspection of parts | |
| US7466854B2 (en) | Size checking method and apparatus | |
| US5459794A (en) | Method and apparatus for measuring the size of a circuit or wiring pattern formed on a hybrid integrated circuit chip and a wiring board respectively | |
| KR960013357B1 (ko) | 화상데이타 검사방법 및 장치 | |
| WO1998050757A2 (en) | Three dimensional inspection system | |
| EP1467176B1 (en) | Inspection system and method | |
| JP2006276454A (ja) | 画像補正方法、およびこれを用いたパターン欠陥検査方法 | |
| KR100821038B1 (ko) | 차분 비교 검사방법 및 차분 비교 검사장치 | |
| JP3924855B2 (ja) | 画像測定機及びその方法 | |
| US6683977B1 (en) | Method of taking three-dimensional measurements of object surfaces | |
| JP3545542B2 (ja) | ウェハの回転方向検出方法 | |
| US20020028013A1 (en) | Size checking method and apparatus | |
| JPH09128540A (ja) | パターン検出方法及びその装置 | |
| JP4097255B2 (ja) | パターンマッチング装置、パターンマッチング方法およびプログラム | |
| JPH0658215B2 (ja) | 半導体ウエハ上の被検査パターンの欠陥検査方法およびその装置 | |
| JP4235756B2 (ja) | 位置ずれ検出方法及び位置ずれ検出装置並びに画像処理方法及び画像処理装置とそれを用いた検査装置 | |
| JP4178875B2 (ja) | マーク位置検出装置、マーク位置検出方法、重ね合わせ測定装置、および、重ね合わせ測定方法 | |
| JP2009300287A (ja) | 表面欠陥検査装置 | |
| JP4261535B2 (ja) | マスク検査装置におけるアライメント方法および評価方法 | |
| JPS61151410A (ja) | パタ−ン欠陥検出方法及びその装置 | |
| JP2004347531A (ja) | 光波干渉寸法測定方法及びその装置 | |
| KR100287319B1 (ko) | 피측정 웨이퍼의 회전방향 검출방법과 측정위치 결정방법 및 그 장치 | |
| JP4357666B2 (ja) | パターン検査方法および装置 | |
| JP3017606B2 (ja) | 回路基板パターンの寸法計測方法とその装置、並びに回路基板の良否選別方法とその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050418 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060411 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060417 |