JPH10141932A

JPH10141932A - パターン検査方法と装置

Info

Publication number: JPH10141932A
Application number: JP8295496A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Matsuyama; 隆義松山; Kenichi Kobayashi; 賢一小林; Katsunori Nakajima; 克宜中嶋; Yasunori Namita; 安功波田
Original assignee: LASER TEC KK; Fujitsu Ltd
Current assignee: LASER TEC KK; Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-29
Also published as: US5900941A

Abstract

(57)【要約】【課題】レチクル、マスクないしウエハ上に形成した
微細パターンの欠陥検査に関し、高速のダイ対データベ
ース検査を可能にするパターン検査方法および装置を提
供することである。【解決手段】設計データを記録装置に複写する複写工
程と、設計パターンのどの部分のデータが記録装置のど
こに記録されているのかを表すインデックスデータを作
成し、該記録装置に記録するインデックスデータ作成工
程と、ステージ上の実パターンを撮像し、実画像データ
を作成する撮像工程と、実パターン上の位置に基づき、
インデックスデータを介して設計データを読み出す読出
工程と、読み出した設計データに基づき、設計画像デー
タを作成する設計画像データ作成工程と、実画像データ
を設計画像データと比較し、実画像データ中の欠陥を検
出する欠陥検出工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作成したパターン
の欠陥検査に関し、特にレチクル、マスクないしウエハ
上に形成した微細パターンの欠陥検査に関する。

【０００２】本明細書において、「設計データ」とは目
的を果たす設計パターンを作成するために初めて作成し
た第１次設計データ、用途に応じて第１次設計データを
編集することによって得られた、露光装置用データ等
の、第２次設計データのいずれをも指すものとする。実
際に作成した実パターンの欠陥検査には、パターン上の
位置に応じてデータが並ぶ露光装置用のパターンデータ
を用いると便利な場合が多い。たとえば、イーテック
（ＥＴＥＣ）社のメービス（ＭＥＢＥＳ）フォーマット
のデータを用いる。このようなデータも「設計データ」
と呼ぶ。

【０００３】

【従来の技術】半導体集積回路装置、液晶表示装置、プ
ラズマディスプレイ装置等の回路パターンは、ますます
高密度化、高集積化している。回路パターンの複雑化と
共に、パターンデータの量は増大し、パターンの欠陥も
生じ易くなる。パターンの欠陥は回路の致命的な事故に
つながり易く、パターンの欠陥検査が必須となる。

【０００４】パターンの欠陥検査法として、作成した複
数の同一パターンを相互に比較する方法がある。たとえ
ば、半導体ウエハ上に同一の半導体装置を複数個作成す
る場合、同一パターンを有するチップが複数個存在す
る。このチップ間の比較検査をダイ対ダイ検査と呼ぶ。
また、同一パターンのレチクルを複数個作成したような
場合、複数のレチクル相互のパターンを比較する。この
ような検査をプレート対プレート検査と呼ぶ。

【０００５】このような同一パターン同士の比較検査
は、複数の撮像光学系を用いて比較的高速に行うことが
できる。しかしながら、ダイ対ダイ検査やプレート対プ
レート検査では、作成された実パターンが設計通りのパ
ターンであるかどうかの判定ができない。たとえば、存
在すべきパターンが共通に消滅しているような場合や、
光学系にゴミ等が付着して複数の実パターンの同一箇所
に同一の欠陥が発生しているような場合に、これらの欠
陥を検出できず、正常パターンと判定してしまう。欠陥
検査上、ダイとプレートとは特に区別する必要がないの
で、以下、特に断らない限り両者をまとめてダイと呼
ぶ。

【０００６】作成した実パターンが設計通りのパターン
か否かを確認する方法として、実パターンと設計データ
とを比較検査するダイ対データベース検査がある。この
場合、データベースは、一般的にパターン設計に適した
フォーマットでデータが形成されており、検査装置にそ
のまま使用することができない。たとえば、露光装置用
の設計パターンは、より高精度に作成されており、縮
小、回転、反転等を行って実パターンとなる場合があ
る。

【０００７】したがって、ダイ対データベース検査を行
う場合には、設計データのフォーマットを検査に適した
フォーマットに変換する必要がある。従来は、検査しよ
うとするパターン全体の設計データを一括変換して検査
装置用のデータベースを作成していた。これは、設計デ
ータが第１次設計データの場合にも、露光用等の第２次
設計データの場合にも同様であった。

【０００８】設計データは、通常１倍の倍率で作られて
いる。レチクルは、１倍、２倍、２．５倍、４倍、５
倍、１０倍のように多種の倍率で制作されている。時に
は、１枚のレチクル内に倍率の異なる領域を有する場合
もある。このため、製造工程に合わせてレチクルのパタ
ーン倍率を変更し、検査データもレチクルのパターン倍
率に合わせてその都度作成していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】設計データを検査用の
データに変換する作業には、非常に長い時間が必要であ
る。また、変換作業中にミスが生じたような場合には、
全変換作業を再度繰り返す必要がある。パターンの集積
度が向上し、パターンデータの量が増大するにつれて、
データ変換時間は非常に長くなってきている。また、膨
大な量の設計データを取り扱うため、コンピュータ等の
演算装置や記録装置等も大型化する必要がある。設計デ
ータや変換した検査用データが記録装置内に収容しきれ
ないような場合には、検査データを分割して作成し、検
査を複数回行うことが必要であった。

【００１０】本発明の目的は、高速のダイ対データベー
ス検査を可能にするパターン検査方法および装置を提供
することである。

【００１１】本発明の他の目的は、記憶装置の容量を抑
え、且つ大容量の設計データを扱ってダイ対データベー
ス検査を行うこともできるパターン検査方法および装置
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、設計パターンを表す設計データを記録装置に複写す
る複写工程と、設計パターンのどの部分のデータが記録
装置のどこに記録されているのかを表すインデックスデ
ータを作成し、該記録装置に記録するインデックスデー
タ作成工程と、ステージ上の実パターンを撮像し、実画
像データを作成する撮像工程と、実パターン上の位置に
基づき、インデックスデータを介して設計データを読み
出す読出工程と、読み出した設計データに基づき、設計
画像データを作成する設計画像データ作成工程と、実画
像データを設計画像データと比較し、実画像データ中の
欠陥を検出する欠陥検出工程とを含むパターン検査方法
が提供される。

【００１３】本発明の他の観点によれば、設計パターン
を表す設計データと、設計パターン上のどの部分のデー
タがどこに記録されているのかを表すインデックスデー
タとを記録するための記録装置と、設計データを前記記
録装置へ記録し、設計パターン上のどの部分のデータが
記録装置のどこに記録されたかをインデックスデータと
して記録装置に記録する書込手段と、実パターンを撮像
し、実画像データを作成する撮像光学系と、実パターン
上の位置からインデックスデータを介して設計データを
読み出す読出手段と、読み出した設計データに基づき、
設計画像データを作成する画像展開手段と、前記実画像
データと前記設計画像データとを比較する欠陥検出手段
とを有するパターン検査装置が提供される。

【００１４】インデックスデータを用いることにより、
現在検査している実パターン上の領域が、設計パターン
上のどの領域に相当するかが判れば、速やかに必要な設
計データを読み出すことができる。読み出した設計デー
タが小規模のものであれば、速やかに変換を行い、実パ
ターンに対応する設計画像データを作成することができ
る。インデックスデータの作成は、設計データの複写時
間内に重ねて実行することができ、付加的な時間はほと
んど必要ない。データ変換も、ステージの移動や検査動
作と並行して行うことができ、付加時間をほとんど必要
としない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例による欠
陥検査装置の構成を示すブロック図である。光源１から
の照明光は、ＸＹステージ２上に載置されたマスク等の
検査試料３上に照射される。検査試料３は、２つの検査
試料３ａ、３ｂであってもよい。参照番号３は３ａ、３
ｂをまとめて指す。以下同様に数字にａ、ｂを付した時
は同等機能の複数の構成要素を指し、数字のみを用いた
時は複数の構成要素全体、または構成要素が１つの場合
を指す。参照記号に数字を付した場合も同様である。検
査試料３ａ、３ｂは、複数の検査領域を有する１枚の半
導体ウエハであってもよく、また同一のパターンを有す
る一対のレチクルであってもよい。

【００１６】検査試料３ａ、３ｂの上方には、一対の対
物光学系４ａ、４ｂが配置され、その像面上には一対の
受光素子６ａ、６ｂが配置されている。受光素子６は、
たとえばＣＣＤによるラインセンサである。対物光学系
４は、自動焦点合わせ機構５によってその焦点合わせを
行なう。ＸＹステージ２の操作により、検査試料３を２
次元的に走査することができる。対象範囲の画像が受光
素子６によって撮像される。

【００１７】受光素子６で撮像された画像データは、画
像メモリ７に送られる。ここで、受光素子６ｂは常に画
像メモリ７ｂに接続されているが、受光素子６ａは、切
替スイッチ１１を介して選択的に画像メモリ７ａに接続
される。

【００１８】設計データ（露光データの場合を含む）１
５は、記憶装置１７に接続され、記憶装置１７内に複写
される。記憶装置１７は、以下に説明するようにＲＡＭ
とハードディスクを含む。なお、ハードディスクの代わ
りに他のランダムアクセス可能なメモリを用いてもよ
い。インデックスデータ作成回路１８は、設計データの
複写時にインデックスデータを作成し、記憶装置１７内
にインデックスデータを登録する。記憶装置１７はデー
タ変換装置１４を介して画像展開部１２に接続されてい
る。画像展開部１２のデータが切替スイッチ１１を介し
て画像メモリ７ａに供給される。

【００１９】画像メモリ７ａ、７ｂは、パターン合成回
路８に接続されている。パターン合成回路８は、供給さ
れた複数の画像を位置合わせして合成することができ
る。

【００２０】微小欠陥検出回路９は、複数の画像または
それらを重ね合わせて形成した合成画像から、微小欠陥
を検出することのできる回路である。たとえば、画像メ
モリ７ａ、７ｂからそれぞれ供給された撮像データを比
較し、微小な差異をも検出し、欠陥情報を供給する。欠
陥情報は、欠陥情報メモリ１６に記憶される。

【００２１】記憶装置１７からのデータ読み出し、スイ
ッチ１１、欠陥検出回路９等は、システム制御装置１０
によって制御される。なお、システム制御装置１０は、
自動焦点合わせ機構５およびＸＹステージ２の制御も行
なう。

【００２２】本構成において重要な点は、インデックス
データ作成回路１８が設けられ、設計データ１５を記憶
装置１７に複写する際に、設計データに対するインデッ
クスデータを作成し、記憶装置１７に併せて記憶させる
ことである。インデックスデータは、設計パターンのあ
る領域のデータが、記憶装置１７のどこに記憶されてい
るかを表す情報を含む。したがって、ある領域の情報が
記憶装置の複数箇所に分散して記憶されていても、イン
デックスデータを介在させることにより、必要なデータ
を速やかに読み出すことができる。

【００２３】スイッチ１１が画像展開部１２と画像メモ
リ７ａを接続した状態で、ＸＹステージ２が駆動され、
検査試料３上のパターンが走査されると、ＸＹステージ
２の位置がシステム制御装置１０によって検出され、撮
像中の検査試料３内の領域に対応する設計パターンの位
置が、システム制御装置１０から記憶装置１７に送ら
れ、インデックスデータを介して対応する領域の設計デ
ータが読み出される。

【００２４】この設計データは、データ変換装置１４に
よって検査試料３上の実パターンの座標、表現形式に対
応するものに変換され、画像展開部で実パターンと同一
特性の設計パターンが形成される。この設計パターンが
画像メモリ７ａに供給され、ダイ対データベース検査
（またはプレート対データベース検査）を行うことがで
きる。

【００２５】なお、スイッチ１１が受光素子６ａと画像
メモリ７ａを接続する時は、従来と同様のダイ対ダイ検
査（またはプレート対プレート検査）の比較検査を行う
ことができる。

【００２６】図２Ａおよび２Ｂは、ダイ対ダイ検査およ
びダイ対データベース検査の場合の回路構成を簡略化し
て示す。

【００２７】図２Ａにおいて、同一パターンを有する２
枚のプレート（２つのダイ）である検査試料３ａ、３ｂ
が対物光学系４ａ、４ｂの下に配置され、位置合わせさ
れている。対物光学系４ａ、４ｂで結像された画像は、
受光素子６ａ、６ｂ上によって撮像され、その画像情報
は画像メモリ７ａ、７ｂに記憶される。これらの画像情
報は、パターン合成回路８を介して欠陥検出回路９で比
較検査される。パターン合成回路８は、必要に応じて画
像メモリ７ａ、７ｂの画像データを重ね合わせ、不一致
の部分を検出しやすくさせる。

【００２８】図２Ｂにおいては、マスク等の検査試料３
の画像が対物光学系４を介して受光素子６ｂ上に結像さ
れ、画像データが画像メモリ７ｂに記憶される。一方、
画像展開部１２に展開された設計パターンのうち、対物
光学系４ｂで撮像されている部分に対応する部分のデー
タが画像メモリ７ａに供給されて記憶される。画像メモ
リ７ａ、７ｂのデータは、図２Ａの場合と同様、パター
ン合成回路８を介して欠陥検出回路９で比較され、欠陥
が検出される。

【００２９】画像展開部１２をスイッチ１１を介して画
像メモリ７ａに接続する場合を説明したが、図１中に破
線で示すように専用の画像メモリ７ｃを設け、画像展開
部１２とパターン合成回路８とを接続してもよい。この
場合、スイッチ１１は省略して受光素子６ａは画像メモ
リ７ａに直結する。パターン合成回路８を２単位の構成
とし、画像メモリ７ａ、７ｂ用の単位と画像メモリ７
ａ、７ｃ用の単位とする。

【００３０】この構成によれば、ダイ対ダイ検査とダイ
対データベース検査とを同時に実施することもできる。
同時に実施すれば、別個に実施する場合と較べ、検査時
間を短縮できる。相互の検査結果を比較することによ
り、欠陥検出感度の向上も図れる。たとえば、ダイ対ダ
イ検査で微細な欠陥も高感度で検出し、ダイ対データベ
ース検査でデータ抜け、位置ずれ、デザインルールエラ
ー等を検出する。高速高感度の検査が可能となる。

【００３１】ダイ対データベース検査を行う場合、デー
タベースから読み出した設計データはそのままでは一般
的に実パターンと一致しない。実パターンは、設計パタ
ーンに対し、回転、ミラー反転、縮小拡大、白黒反転等
の処理を行って形成されている。図２Ｂの画像展開部１
２に形成されている画像は、設計データを変換して得た
ものである。

【００３２】図３は、設計パターンと実パターンとの関
係を概略的に示す。図３Ａは、設計パターンＤＰを示
す。設計パターンＤＰは、左下角を座標原点とし、右方
向にｘ軸の正方向、上方向にｙ軸の正方向をとってその
内部の位置が座標表示される。原点に対して対角上の右
上角の座標を（ＣＸ、ＣＹ）とする。ＣＸ、ＣＹは、設
計パターンの大きさを示す。たとえば、ＣＸ、ＣＹは、
それぞれ１００ｍｍである。

【００３３】図３Ｂ−３Ｋは、実パターンの形態を示
す。実パターンにおいては、座標原点は左上角にとら
れ、右側にＸ軸正方向、下向きにＹ軸正方向をとる。図
３Ｂ−３Ｄは、設計パターンを回転させた形状の実パタ
ーンを示す。図３Ｂは設計パターンを時計回り方向に９
０°回転させた実パターンＲＰ１を示し、図３Ｃは１８
０°回転させた実パターンＲＰ２を示し、図３Ｄは２７
０°回転させた実パターンＲＰ３を示す。

【００３４】設計パターンＤＰ内の座標を（ｘ、ｙ）と
し、実パターンＲＰ１、ＲＰ２、ＲＰ３内の座標をＸ、
Ｙとする。実パターンＲＰ１の座標系（Ｘ、Ｙ）は設計
パターンの座標系（ｘ、ｙ）に対し、Ｘ＝ｙ、Ｙ＝ｘの
関係となる。同様に実パターンＲＰ２の座標系は、Ｘ＝
ＣＸ−ｘ、Ｙ＝ｙとなり、実パターンＲＰ３の座標系
は、Ｘ＝ＣＹ−ｙ、Ｙ＝ＣＸ−ｘとなる。

【００３５】図３Ｅは、設計パターンＤＰに対し、ミラ
ー反転の関係にある実パターンＲＰ４を示す。ミラー反
転は、ｙ軸を対称軸として行った。実パターンＲＰ４の
座標系（Ｘ、Ｙ）は、Ｘ＝ＣＸ−ｘ、Ｙ＝ＣＹ−ｙとな
る。

【００３６】図３Ｆ、３Ｇ、３Ｈは、設計パターンＤＰ
に対し、図３Ｅのミラー反転を行った後、９０°、１８
０°、２７０°の回転をさらに行った実パターンＲＰ
５、ＲＰ６、ＲＰ７を示す。これらの場合の実パターン
内の座標系と設計パターン内の座標系の関係は、ＲＰ５：Ｘ＝ｙ、Ｙ＝ＣＸ−ｙＲＰ６：Ｘ＝ｘ、Ｙ＝ｙＲＰ７：Ｘ＝ＣＹ−ｙ、Ｙ＝ｘとなる。

【００３７】図３Ｉ、３Ｊは、それぞれ設計パターンＤ
Ｐを縮小、拡大した実パターンＲＰ８、ＲＰ９を示す。
拡大／縮小率をＲとすると、実パターンＲＰ８、ＲＰ９
内の座標系（Ｘ、Ｙ）は、Ｘ＝ｘ×Ｒ、Ｙ＝（ＣＹ−
ｙ）×Ｒとなる。

【００３８】図３Ｋは、設計パターンＤＰをネガポジ反
転した実パターンＲＰ１０を示す。画像の白黒の関係が
反転している。なお、設計パターンと実パターンの限ら
れた関係を例示したが、両者の関係はこれらに制限され
ない。しかしながら、実パターンと設計パターンとの関
係は、適当な座標変換およびネガポジ反転を行うことに
より表現できることは当業者に自明であろう。

【００３９】設計パターンＤＰと実パターンＲＰは、上
述のように異なる座標系で表現されるため、実パターン
と設計パターンとを比較して欠陥を検出するためには、
設計データに対し、所定のデータ変換処理を行う必要が
ある。設計データのデータ量が膨大な場合、全設計デー
タに対し、データ変換を一括して行おうとすると、膨大
な処理量の計算器および膨大な記憶容量を有する記憶装
置が必要となる。

【００４０】本実施例においては、パターン領域を細分
化し、各小区画毎に設計パターンと実パターンの比較を
行うことにより、小規模の処理能力を有する欠陥検査装
置によって膨大なデータ量の設計パターンと実パターン
とを比較可能とする。

【００４１】図４は、設計パターンの細分化の方法を示
す。図４Ａは、設計パターンの全体を示す。レチクル２
０内に設計パターンＤＰが配置される。

【００４２】図４Ｂは、設計パターンＤＰの左上部分を
拡大して示す。区画Ｆ₁₁、Ｆ₂₁、Ｆ ₃₁、Ｆ₄₁、…（まと
めてＦｉｊと呼ぶ）は、ダイ対データベース検査の際、
実パターン上の１視野となる領域である。ダイ対データ
ベース検査の際には、対物光学系４ｂを介して受光素子
６ｂ上に結像された画像パターンを、各視野Ｆｉｊ単位
で検査する。

【００４３】図４Ｃは、１視野Ｆｉｊの構成を拡大して
示す。１視野Ｆｉｊの区画内には、小区画Ｕが横方向に
１２８個、縦方向に１２個連続して配列される。なお、
縦方向に関しては、区画Ｕが１２個弱並ぶ寸法となって
いる。小区画Ｕを以下ユニットと呼ぶ。検査の便宜上、
横方向に６４個のユニットが並んだ領域をセグメントＳ
と呼ぶ。すると、１視野内の横方向にはセグメントＳが
２個並び、縦方向にはセグメントが１２個並ぶ。なお、
特定の細分化を例示したが、細分化の方法や各要素の数
は任意である。

【００４４】たとえば、１セグメントの大きさは、１６
３８．４μｍ×２５．６μｍである。設計データ上は、
データを画素に分解して示す場合が多い。たとえば、設
計データの最小単位は０．０５μｍ角であり、この最小
単位が白または黒で示される。設計データの複数画素が
受光素子の１画素に相当してもよい。

【００４５】受光素子６は、１視野Ｆｉｊを一度に撮像
できるものである必要はない。たとえば、１ユニットＵ
の幅を持つリニアセンサをジグザグに走査することによ
り、１視野分Ｆｉｊの画像データを取り込むことができ
る。

【００４６】記憶装置１７内には、設計データをユニッ
トＵ単位で記憶させる。ユニット配列の横の並びをＩ
０、Ｉ１、…、Ｉ１２７で表し、縦方向の配列をＪ０、
Ｊ１、…で表す。

【００４７】図５は、設計データの詳細を示す拡大図で
ある。各ユニットを（Ｊ、Ｉ）で指定するものとする。
ユニット（Ｊ０、Ｉ０）には、パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４が存在する。このうち、パターンＰ３、Ｐ４
は、ユニット（Ｊ０、Ｉ０）のみには収まらず、他のユ
ニットにも延在している。ユニット（Ｊ０、Ｉ１）に
は、パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８が存
在する。

【００４８】各パターンＰ１、Ｐ２、…は、設計データ
１５上で１単位で表されており、記憶装置１７に複写さ
れた時にもまとまった場所に記憶されている。したがっ
て、あるパターンの情報は、記憶装置１７の書き込み先
頭アドレスを知ることにより読み出すことができる。

【００４９】ただし、パターンＰｉ＋１がパターンＰｉ
の次に書き込まれているとは限らない。本実施例におい
ては、ユニット（Ｊ、Ｉ）の設計データを速やかに読み
出し可能とするために、インデックスデータを作成し、
記憶装置１７内に記憶させる。

【００５０】図６は、ダイ対データベース検査の処理を
示すフローチャートである。実際の検査を開始する前に
所定のフォーマットに変換した設計データを準備する。

【００５１】ステップＴ１で予備作業が開始すると、ス
テップＴ２で設計データの複写とインデックスファイル
の作成を行う。設計データ１５を記憶装置１７に複写す
る際、直ちに判明する設計パターン内の位置に応じ、イ
ンデックスデータ作成回路１８でインデックスデータを
作成し、記憶装置１７内にインデックスファイルを作成
する。

【００５２】図７は、設計データの複写とインデックス
ファイル作成のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。

【００５３】設計データの複写とインデックスファイル
作成のステップＴ２が開始すると、ステップＴＡ１にお
いて、設計データのヘッダを読み込む。設計データのヘ
ッダには、通常アドレスユニット、チップサイズ、各セ
グメントの開始レコード位置等が記憶されている。

【００５４】ステップＴＡ２においては、設計データの
ヘッダに基づき、インデックスファイルのヘッダを記憶
させる。インデックスファイルのヘッダには、設計デー
タのファイル名、チップサイズおよび上述のユニット配
列のＪとＩの数、記憶領域のインデックス部と番地部の
開始番地等が含まれる。

【００５５】ＪとＩの数は、図４Ａ−４Ｃを参照して説
明したように、設計パターンＤＰの大きさが定まれば定
まる。ＪとＩの数が定まると、（Ｊ、Ｉ）の数に応じた
インデックス部の大きさが定まり、ハードディスク上で
インデックス部と番地部を記憶するための開始番地を定
めることができる。但し、番地部の最終番地は未だ不明
である。

【００５６】図８Ａ、８Ｃは、インデックスファイルの
構成を示す。図８Ａに示すように、インデックスファイ
ル２１は、ヘッダ部２２、インデックス部２３、設計デ
ータ番地部２４を含む。ヘッダ部２２には、上述のよう
にファイル名、ＪとＩの数、記憶装置上の記憶開始番地
等を登録する。

【００５７】図８Ｂは、インデックス部２３の構成を示
す。インデックス部２３は、ＪとＩの数（Ｊｎ、Ｉｎ）
に合わせて各（Ｊ、Ｉ）のユニットを列挙し、それぞれ
に設計データ番地部２４内での記憶開始番地ＩＡ（ｊ
ｉ）を登録する。

【００５８】図８Ｃは、設計データ番地部２４の構成を
示す。設計データ番地部２４は、各ユニット（Ｊ、Ｉ）
につき、パターン数がいくつあるかと、各パターンＰが
ハードディスク上どの番地から登録されているかのアド
レスＨＡ（Ｐｋ）を登録する。

【００５９】図５に示す設計パターンの場合、ユニット
（Ｊ０、Ｉ０）にはパターンＰ１−Ｐ４のハードディス
ク上の記憶開始番地ＨＡ（Ｐ１）−ＨＡ（Ｐ４）が順次
登録される。ユニット（Ｊ０、Ｉ１）には、パターンＰ
３−Ｐ８が含まれる。したがって、パターン数は６であ
り、各パターンのハードディスク上の記録開始番地ＨＡ
（Ｐ３）−ＨＡ（Ｐ８）が順次登録される。

【００６０】このようなインデックスファイルを作成す
ることにより、設計パターン上のユニットが判明すれ
ば、そのユニット内の設計データを速やかに読み出せる
ようにする。実パターン上を走査する際、その位置が設
計パターンのどのユニットであるかを検出し、インデッ
クス部２３を参照すれば、ハードディスク上のどの番地
にデータが登録されているかを直ちに知ることができ
る。

【００６１】図７に戻り、ステップＴＡ３では、記憶装
置１７上で、インデックス部２３を記憶するための領域
を確保する。ＪとＩの数〔（Ｊ、Ｉ）〕が定まれば、図
８Ｂに示すインデックス部の大きさを定めることがで
き、ハードディスク上にインデックス部を記憶させるた
めの領域を定めることができる。したがって、ステップ
ＴＡ３でインデックス部を記憶するための領域を確保す
る。

【００６２】ステップＴＡ４では、設計データ１５を読
み出し、次のステップＴＡ５で読み出した設計データを
記憶装置１７に複写する。複写作業と同時に、ステップ
ＴＡ６で記憶装置１７へ複写した複写番地とパターン数
を認識し、ステップＴＡ７で設計パターンをユニットに
分解した時の座標（Ｊ、Ｉ）を確認する。

【００６３】なお、記憶装置１７には、上述のようにハ
ードディスクとＲＡＭとが含まれる。設計データは、直
接ハードディスク上に書き込まれる。ステップＴＡ８で
は、ＲＡＭに設計データのハードディスク上の記憶番地
を記録する。すなわち、ＲＡＭ内に図７Ｃに示す設計デ
ータ番地部に相当するものを設け、ハードディスク上に
各パターンを記録すると共にその記憶開始番地をＲＡＭ
内の設計データ番地部に登録し、パターン数を順次更新
させる。このようにして、ＲＡＭにはハードディスク上
に記録した設計データの各ユニット内でのパターン数お
よび各パターンの情報が設計データの何バイト目から記
録されているかが登録される。

【００６４】ステップＴＡ９では、ＲＡＭ内の書き込み
が満杯になったか否かを判断する。ＲＡＭ内に未だ余裕
があれば、判断はＮＯとなり、ステップＴＡ４に戻って
設計データの読み込みを続ける。ＲＡＭ内が満杯になっ
た時は、ステップＴＡ９の判断がＹＥＳとなり、次のス
テップＴＡ１０に進み、ハードディスクにＲＡＭ内のイ
ンデックスファイルの情報を記録する。

【００６５】ＲＡＭ内のインデックスファイルの設計デ
ータ番地をハードディスク上に転写することにより、イ
ンデックス部２３における書込開始アドレスＩＡ（ｊ
ｉ）が定まる。この書込開始アドレスＩＡ（ｊｉ）をＲ
ＡＭ内のインデックス部２３に登録する。

【００６６】ステップＴＡ１１では、ＲＡＭ内のインデ
ックス部２３の書き込み開始番地と座標（Ｊ、Ｉ）を認
識し、次のステップＴＡ１２でハードディスクにＲＡＭ
内のインデックス部情報を記憶させる。ステップＴＡ１
３では、インデックスファイルをハードディスク上に転
写したことに基づき、ＲＡＭ内を初期化する。

【００６７】次のステップＴＡ１４では、設計データの
読み込みが終了したか否かを判断する。読み込みが終了
していなければ、ＮＯの矢印に基づき、ステップＴＡ４
に戻る。読み込みが終了していれば、ＹＥＳの矢印に従
い、ステップＴＡ１５に進む。ステップＴＡ１５では、
ＲＡＭ内の初期化が終了したか否かを判断する。初期化
が終了していなければ、ＮＯの矢印に従い、ステップＴ
Ａ１０に戻る。初期化が終了していれば、ＹＥＳの矢印
に従い、作業を終了させる。

【００６８】このようにして、ステップＴ２において、
設計データの複写を行うと共に、インデックスファイル
が作成される。このインデックスファイルにより、実パ
ターンの検査において、読み出したパターンが設計パタ
ーンのどの位置に相当するかが判明すれば、直ちに設計
データを読み出すことが可能となる。

【００６９】図６に戻って、実パターンの検査において
は、ステップＳ１で作業が開始すると、ステップＳ２で
試料をセットし、ステップＳ３で検査条件を設定し、調
整を行う。たとえば、検査条件としては、設計パターン
と実パターンの関係、すなわち、図３Ａ−３Ｋに示した
ような設計パターンに対する実パターンの回転、ミラー
反転、倍率変更、ネガポジ反転等の情報が設定される。

【００７０】続いて、ステップＳ４において、実パター
ンを有する試料の位置決め、調整が行われる。位置決
め、調整を行うことにより、実パターン上の検査位置
を、設計パターン上のどの位置に相当するかを定めるこ
とが可能となる。

【００７１】これらの準備工程を経た後、ステージを走
査し、ステップＳ５に従って検査を開始する。検査開始
時に検査条件として設定された実パターンの設計パター
ンに対するパターン情報（回転、ミラー反転、倍率変
更、ネガポジ反転等）がシステム制御装置１０からデー
タ変換装置１４に送られ、ステップＴ３でこれらのパタ
ーン情報が登録される。この設計パターン上の位置に従
い、設計パターンのユニット（Ｊ、Ｉ）が決定される。

【００７２】ステップＳ６では、検査開始に従い、ステ
ージをスキャンし、実パターン上の各視野内のパターン
を撮像し、画像メモリに登録する。

【００７３】ステージスキャンと共に、実パターン上の
検査位置が判明するため、実パターン上の走査位置
（Ｘ、Ｙ）を記憶装置１７の読出回路に供給する。

【００７４】ステップＴ４では、実パターン上の位置や
実パターンの設計パターンに対する関係に基づき、設計
パターンを読み出し、そのデータ変換を行う。このデー
タ変換工程を、図９を参照して詳細に説明する。

【００７５】図９は、データ変換ステップＴ４のサブル
ーチンを示すフローチャートである。

【００７６】データ変換ステップＴ４が開始すると、ス
テップＴＢ１において、実パターンの設計パターンに対
する倍率変更があるか否かを判断する。倍率変更があれ
ば、ＹＥＳの矢印に従い、ステップＴＢ２で倍率変換を
行い、次のステップＴＢ３に進む。倍率変更がなけれ
ば、ＮＯの矢印に従い、ステップＴＢ２はバイパスす
る。

【００７７】ステップＴＢ３では、実パターンの設計パ
ターンに対するミラー反転があるか否かを判断する。ミ
ラー反転があれば、ＹＥＳの矢印に従い、ステップＴＢ
４に進み、座標反転を行う。ミラー反転がなければ、Ｎ
Ｏの矢印に従い、ステップＴＢ４はバイパスする。

【００７８】ステップＴＢ５では、実パターンが設計パ
ターンに対し、回転の関係を有するか否かを判断する。
回転を有すれば、ＹＥＳの矢印に従い、ステップＴＢ６
に進み、座標回転を行う。回転がなければ、ＮＯの矢印
に従い、ステップＴＢ６はバイパスする。

【００７９】ステップＴＢ１−ＴＢ６を経由することに
より、ステージ座標系の位置を、設計データ系の位置に
変換する。したがって、現在検査中の実パターン上の位
置が、設計パターン上でどの位置に相当するかを知るこ
とができる。なお、倍率変更、ミラー反転、回転に対す
る座標変換を個々に行う場合を説明したが、これらの関
係の有無を符合化し、まとめて座標変換してもよい。

【００８０】ステップＴＢ７では、上述のようにして得
た設計パターン上の位置（すなわちユニット位置）に基
づき、インデックスデータを読み込む。

【００８１】ステップＴＢ８では、インデックスデータ
から設計データの記録位置を知り、ハードディスク上の
記録位置から設計データを読み込む。この設計データ
は、設計データ座標系の位置で記録されている。検査し
た実パターンと比較するためには、設計データ座標系を
ステージ座標系に変換する必要がある。

【００８２】ステップＴＢ９では、設計パターンに対
し、実パターンが回転の関係を有するか否かを判断す
る。回転の関係があれば、ＹＥＳの矢印に従い、ステッ
プＴＢ１０に進み、座標を回転させる。回転の関係がな
ければ、ＮＯの矢印に従ってステップＴＢ１０をバイパ
スする。

【００８３】ステップＴＢ１１では、実パターンと設計
パターンとがミラー反転の関係を有するか否かを判断す
る。ミラー反転の関係があれば、ＹＥＳの矢印に従い、
ステップＴＢ１２に進み、座標反転を行う。ミラー反転
の関係がなければ、ＮＯの矢印に従ってステップＴＢ１
２はバイパスする。ステップＴＢ１３では、実パターン
と設計パターンとが倍率変更の関係にあるか否かを判断
する。倍率変更があれば、ＹＥＳの矢印に従い、ステッ
プＴＢ１４に進み、倍率変換を行う。倍率変更の関係が
なければ、ＮＯの矢印に従い、ステップＴＢ１４はバイ
パスする。

【００８４】ステップＴＢ９−ＴＢ１４を経由すること
により、読み出した設計データの座標が設計パターン上
の座標から実パターン上の座標に変換される。なお、ス
テップＴＢ１〜ＴＢ６と同様、ステップＴＢ１０、ＴＢ
１２、ＴＢ１４の座標変換をまとめて行ってもよい。

【００８５】ステップＴＢ１５では、座標変換した設計
パターンを展開し、ビットマップ化する。

【００８６】なお、受光素子６ｂがＣＣＤ撮像装置等に
よって構成されている場合、検出した実パターンの画像
データはビットマップ状のデータである。ステップＴＢ
１５において展開された設計パターンを実パターンに対
応するビットマップとすることにより、各ビットを１対
１比較し、欠陥検出を行うことが可能となる。

【００８７】通常、設計パターンの精度は受光素子６の
精度よりも高いため、そのままビットマップ化すると、
直接の比較ができない場合が多い。このような場合に
は、設計パターンの複数ビットをまとめてビットマップ
化し、設計パターンと実パターンとの１対１比較を可能
とさせる。たとえば、設計パターンの２×２画素や３×
３画素をまとめて１ビットとする。

【００８８】ステップＴＢ１６では、実パターンと設計
パターンとがネガポジ反転の関係を有するか否かを判断
する。ネガポジ反転の関係を有する時は、ＹＥＳの矢印
に従い、ステップＴＢ１７に進み、ビットマップ化した
設計パターンのネガポジ反転を行う。なお、設計パター
ンの代わりに実パターンのネガポジ反転を行ってもよ
い。ネガポジ反転の関係がなければ、ＮＯの矢印に従
い、ステップＴＢ１７はバイパスする。

【００８９】ステップＴＢ１８では、設計データが複数
ファイルを有するか否かを判断する。複数ファイルがあ
れば、ＹＥＳの矢印に従い、ステップＴＢ１９に進み、
全ファイルの読み込みが終了したか否かを判断する。全
ファイルの読み込みが完了していなければ、ＮＯの矢印
に従ってステップＴＢ１に戻り、次のファイルに対して
新たなビットマップを作成する。

【００９０】全ファイルの読み込みが終了していれば、
ＹＥＳの矢印に従ってステップＴＢ２０に進み、各ファ
イルに対して作成した各ビットマップを合成する。合成
においては、透明領域を優先させる。すなわち、いずれ
かのビットマップの透明領域は合成ビットマップでも透
明領域となる。なお、各ファイル毎にビットマップを作
成する場合を説明したが、１枚のビットマップ上に各フ
ァイルに対するビットマップを重ね書きしてもよい。

【００９１】ステップＴＢ１８で複数ファイルがない場
合、または複数ファイルがあり、ステップＴＢ２０を終
了した時、データ変換工程ステップＴ４は終了する。

【００９２】図６に戻り、ステップＴ４で読み出した設
計パターンのデータ変換を終了した後、次のステップＴ
５でステージ座標系に変換した設計パターンを画像メモ
リ７ａに登録する。

【００９３】ステップＳ６におけるステージスキャンに
従い、ステップＳ７では対物光学系４ｂ、受光素子６ｂ
による実パターンの取り込みが行われ、取り込んだ実パ
ターンの画像データに基づき、ステップＳ８で画像メモ
リ７ｂに実パターンのデータが登録される。

【００９４】ステップＳ９では、画像メモリ７ａ、７ｂ
に登録されたパターンデータに基づき、欠陥検出が行わ
れる。

【００９５】ステップＳ１０では、検出された欠陥情報
が欠陥情報メモリ１６に登録される。

【００９６】ステップＳ１１では、実パターンのスキャ
ンが終了したか否かが判断される。実パターンのスキャ
ンが終了していなれければ、ＮＯの矢印に従い、ステッ
プＳ６に戻る。スキャンが終了していれば、ＹＥＳの矢
印に従い、ステップＳ１２に進む。

【００９７】ステップＳ１２では、検出した欠陥を確認
する作業を開始する。ステップＳ１３で、登録した欠陥
情報を読み出し、欠陥の確認を行う。実パターンは、設
計パターンに基づいてはいるが、光学系、電子レンズ系
等を介することにより、干渉等の影響を受ける。したが
って、実パターンと設計パターンとが一致していなくて
も、回路動作上は何の影響も与えない不一致も存在す
る。このような場合には、パターンが不一致であっても
欠陥とは認めない。

【００９８】ステップＳ１４では、欠陥確認作業が終了
したか否かを判断する。作業が終了していなければ、Ｎ
Ｏの矢印に従ってステップＳ１３に戻る。欠陥確認作業
が終了していれば、ＹＥＳの矢印に従ってステップＳ１
５に進み、検査した試料を取り出す。このようにして、
欠陥検査が終了する。

【００９９】以上実施例に基づき、本発明を説明した
が、本発明はこれらに制限されるものではない。たとえ
ば、対物光学系、受光素子、画像メモリが２組ある場合
を説明したが、３組以上あってもよい。インデックスフ
ァイルは設計パターンの小区画毎にその小区画の設計デ
ータがどこに記憶されているのかを知ることができるも
のであれば、その構成は前述のものに限定されない。そ
の他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは
当業者に自明であろう。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出中の実パターン上の位置に基づき、設計パターン上
の位置を知り、必要な部分の設計データのみをインデッ
クスファイルを利用して読み出すことができる。

【０１０１】必要な小領域の設計データのみを必要に応
じて読み出すことにより、データ変換を小規模にし、パ
ターン検査に要する時間を短縮すると共に、データ変換
に必要な論理回路や記憶装置を小規模化させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるパターン検査装置の構成
を概略的に示すブロック図である。

【図２】図１のパターン検査装置を、ダイ対ダイ検査
（プレート対プレート検査）に用いた場合の実質的な回
路構成およびダイ対データベース検査に用いた時の実質
的な回路構成を示す簡略化ブロック図である。

【図３】設計パターンと実パターンとの関係を示す概略
図である。

【図４】設計パターンの小区画への分割法を示す概略図
である。

【図５】設計パターンを分割したユニットの構成を概略
的に示す平面図である。

【図６】欠陥検査のフローチャートである。

【図７】欠陥検査における設計データの複写とインデッ
クスファイル作成の工程の詳細を示すサブルーチンのフ
ローチャートである。

【図８】インデックスファイルの構成を示すダイヤグラ
ムである。

【図９】欠陥検査におけるデータ変換工程の詳細を示す
サブルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１光源２ＸＹステージ３検査試料４対物光学系５自動焦点機構６受光素子７画像メモリ８パターン合成回路９欠陥検出回路１０システム制御装置１１切り替えスイッチ１２画像展開部１４データ変換装置１５設計データ１６欠陥情報メモリ１７記憶装置１８インデックスデータ作成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林賢一神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者中嶋克宜神奈川県横浜市港北区綱島東４−10−４レーザーテック株式会社内 (72)発明者波田安功神奈川県横浜市港北区綱島東４−10−４レーザーテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】設計パターンを表す設計データを記録装
置に複写する複写工程と、設計パターンのどの部分のデータが記録装置のどこに記
録されているのかを表すインデックスデータを作成し、
該記録装置に記録するインデックスデータ作成工程と、ステージ上の実パターンを撮像し、実画像データを作成
する撮像工程と、実パターン上の位置に基づき、インデックスデータを介
して設計データを読み出す読出工程と、読み出した設計データに基づき、設計画像データを作成
する設計画像データ作成工程と、実画像データを設計画像データと比較し、実画像データ
中の欠陥を検出する欠陥検出工程とを含むパターン検査
方法。
【請求項２】前記撮像工程が、実パターン上の小区画
を単位として行われ、前記読出工程は該小区画に相当す
る分の設計データのみを読み出す請求項１記載のパター
ン検査方法。
【請求項３】前記設計パターンと前記実パターンとが
異なる座標系を有し、前記読出工程と前記設計画像デー
タ作成工程が座標変換を含むデータ変換を行う請求項２
記載のパターン検査方法。
【請求項４】前記異なる座標系が、回転、ミラー反
転、拡大／縮小の少なくとも１つの関係にある請求項３
記載のパターン検査方法。
【請求項５】前記読出工程が、前記実パターン上の小
区画の座標を前記設計パターン上の座標に変換する準工
程と、該設計パターン上の座標を基に前記インデックス
データを検索し、前記記録装置上のアドレスを得る準工
程と、得たアドレスに従い、記録装置から設計パターン
の小区画の設計データを読み出す準工程を含み、前記設
計画像データ作成工程が読み出した設計データを基準パ
ターン上の座標から実パターン上の座標に座標変換する
準工程と、座標変換した設計データに基づき、設計画像
データを作成する準工程とを含む請求項３または４記載
のパターン検査方法。
【請求項６】前記撮像工程が実パターン上を連続的に
走査する準工程を含み、前記読出工程と前記設計画像デ
ータ作成工程とが連続する実パターン上の複数の小区画
に対する処理を並列に実行する請求項２〜５のいずれか
に記載のパターン検査方法。
【請求項７】前記設計データが複数ファイルあり、前
記複写工程、前記インデックスデータ作成工程、前記読
出工程がファイル毎に行われる請求項１〜６のいずれか
に記載のパターン検査方法。
【請求項８】前記設計画像データ作成工程が、各ファ
イルの透明領域を累積して設計画像データを作成する請
求項７記載のパターン検査方法。
【請求項９】前記設計パターンと前記実パターンとが
ネガポジ反転しており、前記設計画像データ作成工程が
設計データをネガポジ反転する準工程を含む請求項１〜
８のいずれかに記載のパターン検査方法。
【請求項１０】設計パターンを表す設計データと、設
計パターン上のどの部分のデータがどこに記録されてい
るのかを表すインデックスデータとを記録するための記
録装置と、設計データを前記記録装置へ記録し、設計パターン上の
どの部分のデータが記録装置のどこに記録されたかをイ
ンデックスデータとして記録装置に記録する書込手段
と、実パターンを撮像し、実画像データを作成する撮像光学
系と、実パターン上の位置からインデックスデータを介して設
計データを読み出す読出手段と、読み出した設計データに基づき、設計画像データを作成
する画像展開手段と、前記実画像データと前記設計画像データとを比較する欠
陥検出手段とを有するパターン検査装置。