JPS60154635A - パタ−ン欠陥検査装置 - Google Patents

パタ−ン欠陥検査装置

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JPS60154635A
JPS60154635A JP1003184A JP1003184A JPS60154635A JP S60154635 A JPS60154635 A JP S60154635A JP 1003184 A JP1003184 A JP 1003184A JP 1003184 A JP1003184 A JP 1003184A JP S60154635 A JPS60154635 A JP S60154635A
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JP
Japan
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Pending
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JP1003184A
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English (en)
Inventor
Shigeji Kimura
茂治 木村
Tadashi Suda
須田 匡
Shinobu Hase
長谷 忍
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to JP1003184A priority Critical patent/JPS60154635A/ja
Publication of JPS60154635A publication Critical patent/JPS60154635A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体製造プロセスにおいて形成されたパタ
ーンの欠陥検査装置に係り、特に、リングラフィの限界
のために生じた丸みが問題となる微細なパターンの検査
に好適なパターン欠陥検査装置に関する。
〔発明の背景〕
微細なパターンの検査方法には、パターンの映像信号の
画像処理をして、欠陥を発見する方法等があるが、この
発明において対象とするのは、レーザ光をパターンの形
成された基板に照射したとき発生する反射回折光を利用
する方法である。
上記方法の原理について説明する。
一般に半導体パターンのエッチの方向にま規則性がある
。第1図は、エッチの方向が0度方向と定義したパター
ン1を示している。半導体パターンに使用されるエッヂ
の他の方向は、第1図に示したように、45度、90度
、135度方向のみである。
いま、0度方向のエッチを有するパターンに、第2図の
ように、レーザ光2を照射した場合を考える。このとき
、0度方向のエッチによる反射回折光の方向は90度方
向が強くなる。ここでいう90度方向とは対向方向であ
る270度方向も含んでおり、以下、他の方向でも同様
である。パターンのエッチの方向は限られているため、
反射回折光の強くなる方向は0度、45度、90度。
135度方向(正常方向)だけである。
第3図に示したパターンには欠陥がある。このときには
、正常方向の中間方向である。22.5度、67.5度
、112.5度、157.5 度方向(異常方向)への
反射回折光が強くなる。これらの異常方向への反射回折
光が入射するように対向する8個の光検出器をレーザ照
射部の周辺に配置し、レーザ光を走査しながら、対向方
向の出力が加え合わされたこれらの光検出袋の出力の変
化を観測すれば、パターン欠陥の有無がわかる。
パターンのサイズが大きく、かつ、走査しているレーザ
のスボツi〜サイズが大きいときには、欠陥があれば、
異常方向に配置された光済出器からの出力にパルスが発
生し、これがパターンの欠陥の存在を示していた。しか
し、近年、半8体パターンの微細化が進んだため、単に
パルスの検出だけでは欠陥と判定できなくなってきた。
半導体パターンの微細化に伴って、レーザ光をより細く
絞って、微細な欠陥を検出する必要性が高まってくる。
このとき問題となるのは、リソグラフィの限界のために
生じるパターンの丸みである。第4図に示した例では、
直角部分をもつパターン3に、半径約1μmの丸みが生
じている。丸みがあってもパターンは正常である。しか
し、パターンが正常であるにもかかわらず、第4図に示
したように、レーザ光を照射したとき、この丸みのため
に、22.5度および67.5度の異常方向に反射回折
光が発生してしまう。したがって、このような丸みの」
二をレーザ光が走査されたならば、異常方向に設置され
た光検出器の出力にパルスが発生して、パターンに欠陥
があるがごとき誤信号となる。
〔発明の目的〕
本発明は、十、記の欠点に着目してなされたものであり
、微細なパターンの欠陥を検査するとき、リソグラフィ
の限界のために発生した丸みによる誤信号に対処可能な
パターン欠陥検査装置を提供することを目的とするもの
である。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明では、合同な模様の
パターンが、検査対象とする半導体基板上に2個以上存
在する時、2個の該パターンを選び出し、それぞれの同
等な位置から発生する反射回折光を比較することにより
欠陥パターンの存在を検出する如く構成したものである
〔発明の実施例〕
最初に1本発明の基本的考え方について、以下説明する
同じ形状の二つのパターンに、リソグラフィの限界によ
って丸みが生じる場合、丸みの出来具合は同じである。
同じ形状のパターンが二つ基板上に形成されたとき、二
つのパターンが正常に形成されているならば、二つのパ
ターンは丸みも含めて形状は完全に一致する。反射回折
光は形状に依存するので、合同な二つのパターンがあり
、二つが共に正常であるならば、丸みがあっても同等な
場所からの反射回折光は一致する。
したがって、二つの同一なパターンの同等な部分から発
生する反射回折光を比較し、一致していないならば、ど
ちらかのパターンに欠陥があるとする判定方式が可能で
ある。
上で述べた反射回折光の一致を調べる方式では、原理的
には、正常方向、異常方向の区別なく1ぺての方向で強
度が一致しているか否か調べればよい。
実際には、すべての方向の反射回折光の強度を比均して
、欠陥の有無を判定するのは、回路が複雑になるので、
加え合わせた信号を比較する方法をとった。
ここと、問題となるのは、どの方向の信号を加え合わせ
て、比較するのがよいかということである。
欠陥と正常パターンのエッチとが同じにレーザ光で照射
されている状態を考える。正常パターンのエッヂは、そ
れに垂直な方向に強い反射回折光を出す。欠陥は、異常
方向及び正″畠方向に反射回折光を発生させるが、一般
に、正常パターンのエッチによるものと注べて反射回折
光の強度は非常に小さい。したがって、正常パターンの
エッチによる強い反射回折光の信号と加え合わせて比較
する方法は、大きい信号の小さい差を検出しなげ九ばな
らないことがあるので、欠陥による小さい反射回折光を
検出する感度のよい方法とはなり得なし\。
さらに、欠陥のある場合の正常方向の反射回折光の強度
と、同形状の正常なパターンによる正常方向の強度の大
小関係は一律に定まらない。たとえば、正常なエッチの
近傍に異物が積着しているときは、正常方向の反射回折
光の強度は強くなり、また、エッチに欠けがある場合は
逆に正常方向の強度は小さくなる。上のことより、二つ
のパターンにおける正常方向に発生した反射回折光の大
小関係より、どちらに欠陥があるか判別するのは難しい
一方、異常方向への反射回折光は、欠陥があれば、強く
なる。正常なパターンにおいては、異常方向への反射回
折光はほとんどなく、丸みによるものが少しあるのみで
、パターンにどんな欠陥があろうとも減ることはない(
丸みの部分における小さい欠けは、現実のパターンでは
ほとんどない)。これは、パターンのエッチの方向の規
則性より起こる。このことから、二つの同一のパターン
の同等な場所から発生する異常方向への反射回折光を比
較したとき、一方の信号の方が大きければ、大きい信号
を出したパターンに欠陥があると考えてよい。
以上のことから、異常方向の反射回折光を加え合わせて
、比1咬する方法が有利であることが分かる。
以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。
第5図は、本発明における検出系の配置図であり、簡単
のために一部の光検出器しか書いていない。微細パター
ンの形成された基板4上を収束レーザ光5で走査する。
パターンのエッチの方向の一つはABを結ぶ線と平行で
あるものとする。基板4は移動可能な試料台の上に乗っ
ている。微細パターンによる反射回折光6は斜め上方の
光検出器群7で検出する。第6図は第5図の上面図であ
る。正常なパターンであれば反射回折光がほとんど入射
しない方向(異常方向)に、光検出器が配置されている
。つまり、ABに対して、22.5度、67.5度、1
12.5度、157.5 度方向である。
第7図は、信号処理回路を示している。検出器群7から
の信号は増幅器8により増幅され、同一の光量が光検出
器に入射したとき、同一の大きさの出力が、それぞれの
増幅器から出るように、増幅器の増幅率を調整しである
。増幅器すらのすべての出力は加算回路9により加え合
わされ、AD変換器10でデジタル量に変換される。A
D変換器10のサンプリング周期はサンプリングコント
ローラ11により調整される。A’D変換器10の出力
は減算回路12とシフトレジスタ13に入る。
シフトレジスタ13はn個あり、この個数はAD変換器
10のビット数に依存する。また、シフトレジスタ13
による移動の個数mは、収束レーザ光の走査速度および
パターンの周期性に依存する。
シフ1−レジスタへのデータの取り込み、およびビット
の移動は、サンプリング周期毎に行なうので、サンプリ
ングコン1−ローラ11からのサンプリング周期に同期
のとれた信号で行なう。減算器12には、シフトレジス
タ13で遅れの生じたデータとAD変換器10から直接
、入って来る遅れのないデータとが入る。ザンブリング
周波数とシフトレジスタ13のピッ1へ数の調整により
、この両者のデータは合同なパターンの同じ場所からの
ものであるようにする。減算器12では両者の差がとら
れ、符号によりどちらが大2tいかの情報をaより出力
し、一方、差の絶対値をとり、これをbより出力する。
この絶対値は、外よれ俟えられるしきい値v+5し比咬
器14で比較され、■thより減算回路12の絶対値の
出力の方が大きいとき、パターンに欠陥があるど判定呟
゛ろ、1 周期的にパターンが第8図に示されている。収束レーザ
光5を矢印の方向に走査したとき、加算回路9の出力は
、下図のようになる。横軸はJ−図のパターンの位置と
対応がとれており、横軸の垂直上方のパターンの位置と
一致する。パター・−ンの角には丸みがあるため、パタ
ーンの周期で加算回路9の出力は変化するが、欠陥15
のあるところでは大きくなる。横軸は位置で書いである
が、収束レーザ光5を走査するので時間軸と考えてもよ
い。収束1ノーザ光5が移動してパターンパターンの同
等な位置に来る時間だけ遅れが生じるように、サンプリ
ング周期とシフ1へレジスタ13のビット数を調轄する
7こうすることにより、同じ形状のところからの一つの
データがいつも減算回路12に入る。これらの値は、正
常なパターンであればほぼ同じ大きさであるが、欠陥1
5のような乱れがあると減算回路12の絶対値出力は大
きくなる。
このとき、許容範囲として設けた■thを越えるため1
.比較器14で欠陥と判定される。
第9nに本発明の他の実施例を示す。レーザ16から出
射するレーザ光17を、凸レンズ18と凸レンズ19を
用いて大きいビームに変換する。
平面反射鏡20で反射された後、半透鏡21でこのビー
ムは、同じ光量のビームに部分される。半透鏡で反射さ
九たビームおよび半透鏡を透過し平面度ル1釘22で反
射したビームは、それぞれ、集光レンズ23.24でパ
ターンの形成された基板25上に絞り込まれる。照射位
置は、場所は異なるが、合同なパターンの同形状の部分
である。パターンによる反射回折光26は集光レンズ2
4の周辺に配置した8個の光検出器27.28で検出さ
れる。8個の光検出器は、第6図と同じで、第10図の
ように、正常なパターンからの反射回折光が弱い方向に
配置される。
次に、処理回路を第11図に示す。二つのレーザ光に対
する反射回折光は、それぞれ、8個の光検出器で検出さ
れ、増幅器29で増幅される。二組の異常方向の8個の
信号は加算器30で加算され、減算器31に入力される
。aにはどちらのレーザ光による信号が大きいかの情報
が出力され、bには、二つの入力信号の差の絶対値が出
力される。基板を移動させながら、絶縁値としきい値V
thとを比較器32で比べ、絶対値の方が大きいとき、
パターンに欠陥があるとする。このとき、aの信号によ
り、どちらのビーム異常方向の反射回折光が大きいか分
かり、反射回折光の大きい方に欠陥が存在することにな
る。
半導体プロセスで半導体基板上に形成されたパターンは
、一般に複数個の同一のチップから成る。
二つに分けたレーザ光を場所の異なる同一なチップの同
等な場所に照射すれば、上記の実施例は実現可能である
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明は、合同にパターンの同等
な形状の部分から発生する反射回折光の比較を行なうも
のである。一方のパターンに、リソグラフィの限界によ
る丸みから異常方向に反射回折光が発生したとしても、
もう一方のパターンにも同様な丸みがあるため、同じ大
きさの異常方向への反射回折光が発生する。これらは打
ち消されるので、丸みによる誤検出はなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はパターンのエッチの方向を示す図、第2図〜第
4図は反射回折光の方向を示す図、第5図は本発明の一
実施例における検出系の概略図、第6図はその検出系の
上面図、第7図は信号処理部の概略図、第8図は周期パ
ターンをレーザ光で走査したときの異常方向への信号波
形図、第9図は本発明の他の実施例における検出系の概
略図、第10図はその検出系の北面図、第11図は信号
処理部の概略図である。 1−・・0度方向と定義したパターン、2・・・レーザ
光、3・・・直角部分をもつパターン、4・・・基板、
5・・・収束レーザ光、6・・・反射回折光、7・・・
光検出器群、8・・・増幅器、9・・・加算回路、10
・・・AD変換器、11・・・サンプリングコントロー
ラ、】2・・・減算回路、13・・・シフトレジスタ、
14・・・比較器、】5・・・欠陥、16・・・レーザ
、17・・・レーザ光、20・・・平面反射鏡、2】・
・・半透鏡、22・・・平面反射鏡、23.24・・・
焦光レンズ、25・・・基板、26・・・反射回折光、
27.28・・・光検出器、29・・・増幅器、第3図
 罵4図 冨 5 図 第 2 図 劉 7 図 ■ B 図 蒐 q 図 第 1θ 図 葛 11 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 収束コヒーシン1〜光をパターンに照射したとき、発生
    する反射回折光を利用するパターン検査装置において、
    合同な模様のパターンが、検査対象とする半導体基板上
    に二つ以上存在するとき、二つの該パターンを選び出し
    、それぞれの同等な位置から発生する反射回折光を比較
    することにより欠陥パターンの存在を検出する如く構成
    したことを特徴とするパターン欠陥検査装置。
JP1003184A 1984-01-25 1984-01-25 パタ−ン欠陥検査装置 Pending JPS60154635A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1003184A JPS60154635A (ja) 1984-01-25 1984-01-25 パタ−ン欠陥検査装置

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JP1003184A JPS60154635A (ja) 1984-01-25 1984-01-25 パタ−ン欠陥検査装置

Publications (1)

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JPS60154635A true JPS60154635A (ja) 1985-08-14

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ID=11739020

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JP1003184A Pending JPS60154635A (ja) 1984-01-25 1984-01-25 パタ−ン欠陥検査装置

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JP (1) JPS60154635A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410400A (en) * 1991-06-26 1995-04-25 Hitachi, Ltd. Foreign particle inspection apparatus
US6064477A (en) * 1993-02-26 2000-05-16 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for inspecting reticle for defects

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410400A (en) * 1991-06-26 1995-04-25 Hitachi, Ltd. Foreign particle inspection apparatus
US6084664A (en) * 1992-11-30 2000-07-04 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for inspecting reticle for defects
US6064477A (en) * 1993-02-26 2000-05-16 Hitachi, Ltd. Method of and apparatus for inspecting reticle for defects

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