JPS603775B2 - パターン検査法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパターンの輪郭情報を検出しそれが欠陥である
か非欠陥であるかを簡単に判定しうるパターン検査法に
関するものである。

半導体集積回路（ＩＣ）を製造する場合、たとえばゥェ
ハ上にＩＣマスクを通して光または電子ビームを照射し
露光してパターンを形成するが、このＩＣマスクのパタ
ーンに欠陥があるかどうかを予め検査することが重要で
ある。

従来、これらの欠陥を見出すためのパターン検査方法と
して、比較マスクまたは比較作画情報を用意して被検査
パターンの位置合せを行ない、その走査情報を比較して
欠陥を検出する方法が用いられているが、高精度の位置
合せの問題と比較する情報の記憶処理のための装置の大
形化の問題がある。本発明の目的は上記のような比較法
によらないで簡単に欠陥を判定しうるパターン検査法を
提供することである。

前記目的を達成するため、本発明のパターン検査法は検
査すべきパターンが存在する領域を走査して該パターン
に対応するデジタル信号を得、任意の点と該点の周囲の
点の状態を検査することにより高レベルビットを中心と
し周囲に少くとも１個の低レベルビットを有する第１の
輪郭情報と低レベルビットを中心とし周囲に少くとも１
個の高レベルビットを有する第２の輪郭情報を検出し、
該第１および第２の輪郭情報を合成することにより前記
パターンに存在する欠陥を判定しうろことを特徴とする
ものである。

以下本発明を実施例につき詳述する。

第１図は本発明のパターン検査法を実現するための装置
の１例である。

本発明のパターン検査法によるパターン情報の取得系と
しては、同図の破線内１０で示す走査形電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）により行なわれる。すなわち、電子ガンフィラメ
ント１で発生した電子ビーム９を集東レンズ２で集東し
、偏向信号発生回路３で駆動されるＸＹ偏向コイル４に
より、集東された電子ビームが照射される被検マスク１
１上の位置と走査方向が制御される。その反射電子（ま
たは２次電子）をシンチレータとホトセルより成る反射
電子検知器５により、パターンに対応するアナログ信号
が検出され、前処理回路１２に入れて信号に含まれる雑
音を除去整形して２値化回路１３により２値化信号を得
る。この２値化信号は走査信号におけるパターンの有無
を“１”、“０”で示す信号であるが「このままでは輪
郭判定に適当でないからパターンの最小線幅の数分の１
以下のタイミングクロックでサンプリングを行なう。こ
のようにサンプリングされた２値化信号を輪郭線抽出回
路１４に送出して輪郭線情報を検出する。第２図および
第３図は輪郭線抽出回路１４の具体的な回路説明図であ
る。

第２図はパターンの水平走査分解点数の３倍のビット数
（ｎ）を有する３個のシフトレジスタ２１，２２，２３
を縦縞接続して設け、最初のシフトレジスタ２１に前述
のサンプリング２値化信号を入力する。これらのｎビッ
トの３個のシフトレジスタ２１，２２，２３の対応する
３個のビットにより構成される３×３マスク２４は読出
し可能であり、シフトパルスにより逐次シフトすること
により、全走査面におけるパターンの輪郭線が検出でき
ることは本出願人による既提案により詳述されている。
たとえばパターン領域を“１”、パターン外領域を“０
”として表わすと、輪郭線近傍において３×３マスク２
４の中心のビットパターン（＊）が“１”で周囲のビッ
トパターン（ａ，〜ａ８）のうち少くとも１つが“０”
であれば中心のビットパターン（＊）が輪郭線に位置す
るものであると判定する。本発明では輪郭線をパターン
の正転像であるポジティブパターンとパターンの反転像
であるネガティブパターンの両者から同一マスクで抽出
して、これを合成することによって輪郭線で形成される
パターンが欠陥か非欠陥かを判定しようとするものであ
る。すなわち第６図ａの如く欠陥のないパターンの場合
は、第６図ａの正転パターン（ポジティブパターン）の
輪郭線ビットは第６図ｂの如く○印で示され、第６図ａ
の反転パターン（ネガティブパターン）の輪郭線ビット
は×印で示される。第７図ａの如く欠陥のあるパターン
の場合でも第７図ｂの如く同様に示される。ここで第６
図ｂ、第７図ｂの如くポジティブパターンをネガティブ
パターンの輪郭線ビットを合成すると、欠陥でない場合
は輪郭線の合成パターンが２ビットの列で表わされてい
るが、欠陥の場合は欠陥部分が２ビット以上の領域で表
わされてくる。従って、これを区別すれば欠陥の検出が
可能となる。第３図はポジティブパターンをネガティブ
パタ−ンの輪郭線ビット情報を同一マスクで抽出するた
めの回路である。

同図において第２図の３×３マスク２４より読み出した
ビットパターンａ，〜ａ８をＮＡＮＤ回路３１を通し中
心のビットパターン（＊）とともにＡＮＤ回路３２に入
力し、一方ビットパターンａ，〜ａ８の反転信号をＮＡ
ＮＤ回路３３を通し中心のビットパターン（＊）の反転
信号とともにＡＮＤ回路３４に入れる。

この場合ＮＡＮＤ回路３１とＡＮＤ回路３２はポジティ
ブパターン輪郭線情報を検出し、ＮＡＮＤ回路３３とＡ
ＮＤ回路３４はネガティブパターン輪郭線情報を検出す
る。ＡＮＤ回路３２，３４の出力はＯＲ回路３５を介し
第６図ｂ、第７図ｂに示す合成輪郭線情報として送出さ
れる。次にこの合成輪郭線情報を欠陥検出回路１５に入
力し、前述のような原理によりパターンが欠陥か非欠陥
かを判定して表示器１６に表示する。

第４図および第５図は欠陥検出回路１５の具体的な回路
説明図である。第４図において、シフトレジスタ４１，
４２，４３は第２図のシフトレジスタ２１，２２，２３
と同様の構成であり、中心ビット（＊）と周囲のビット
パターンａ′，〜ａ′８より成る３×３マスク４４も第
２図のマスク２４と同様の構成である。

このような構成により、正常なパターンの場合には最小
線幅でも数個のサンプリングパルス幅を示すから第６図
ｂの如く２ビットの列で示す輪郭線を表わす。しかしな
がら欠陥部分は第７図ｂの如く広いパターンの輪郭線を
表わす。すなわち、論理“１”の中心のビットパターン
（＊）の周囲を，〜を８が論理“１”となるから、この
議出し信号ａ′，〜ａ′８、（＊）を全部ＡＮＤ回路を
通すことにより欠陥が検出される。第７図ｃはこの状態
を示す。従って欠陥の場合には、その欠陥幅がサンプリ
ングパルスの２個以下であれば、パターンの両側の輪郭
線情報が童復するから両検出パターンがつながり１個の
広いパターンとして検出される。

以上説明したように、本発明によれば、ポジティブパタ
ーン輪郭線情報とネガティブパターン輪郭線情報を同一
マスクから検出して合成することにより、正常なパター
ンと欠陥とではその態様が異なるから容易に判定するこ
とができる。この場合比較法を用いないから構成は格段
に簡単化される。しかし、欠陥の幅に制限があるから大
きな欠陥に対しては適用されないが、通常問題となる欠
陥が殆ど微小なクラツクやピンホール、残笹等であるこ
とを考えれば非常に簡単でかつ有効なパターン検査法で
あると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査法を実現する装置の１例、第２図
〜第５図は第１図の要部の具体的回路例、第６図ａ，ｂ
、第７図ａ〜ｃは第４図、第５図の動作説明図であり、
図中、１は電子ガンフィラメント、２は集東レンズ、３
は偏向信号発生回路、４はＸＹ偏向コイル、５は反射電
子検知器、９は電子ビーム、１０は走査形電子顕微鏡、
１ １は被検マスク、１２は前処理用回路、１３は２値
化回路、１４は輪郭抽出回路、１５は欠陥検出回路、１
６は表示器、２１，２２，２３，４１，４２，４３はシ
フトレジスタ、２４，４４は３×３マスク、３１，３３
はＮＡＮＤ回路、３２，３４，５１はＡＮＤ回路、３５
はＯＲ回路を示す。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検査すべきパターンが存在する領域を走査して該パ
   ターンに対応するデジタル信号を得、任意の点と該点の
   周囲の点の状態を検査することにより高レベルビツトを
   中心とし周囲に少なくとも１個の低レベルビツトを有す
   る第１の輪郭情報と低レベルビツトを中心とし周囲に少
   なくとも１個の高レベルビツトを有する第２の輪郭情報
   を検出し、該第１および第２の輪郭情報を合成すること
   により前記パターンに存在する欠陥を判定しうることを
   特徴とするパターン検査法。