JPS6061604A - パタ−ン検査装置 - Google Patents

パタ−ン検査装置

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JPS6061604A
JPS6061604A JP16916883A JP16916883A JPS6061604A JP S6061604 A JPS6061604 A JP S6061604A JP 16916883 A JP16916883 A JP 16916883A JP 16916883 A JP16916883 A JP 16916883A JP S6061604 A JPS6061604 A JP S6061604A
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JP
Japan
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circuit
pattern
output
shift register
circuit pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP16916883A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Fushimi
智 伏見
Yasuhiko Hara
靖彦 原
Hiroshi Makihira
牧平 坦
Yoshimasa Oshima
良正 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6061604A publication Critical patent/JPS6061604A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (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LSIウェハやホトマスクなどのパターンの外
観を自動的に検査する装置に関するものである。
〔発明の背月〕
LSIなどの集積回路は、高集積化と小型化の傾向にあ
る。
このような微細なパターンの生産は、その生産工程の中
で細心の注意を払っても、パターンに欠陥が発生するこ
とが多く、免れ得ないのが実情である。
そのため綿密な検査が必要である。初期の頃の検査は、
多数の検査員によって、顕微鏡を用いた目視検査が行な
われていた空、目が疲れ易く、欠陥の見逃しが多くなっ
て品質管理の点で問題があった。
壕だ、生産工程の流れの中での人手による検査は、その
流れを阻害する結果となシ、生産性の低下をもたらす原
因ともなっ1いた。
そこで、品質の保証と生産性の点とから、この検査を自
動化することか極めて重要な課題となっている。
第1図に従来の自動検査装置の一例を示す。
LSIウェハやホトマスクには、全く同一の回路パター
ンを有する複数個のチップが規則的に配列されているの
で、近接する2つのチップの対応するパターンを検出し
、比較判定することにより、欠陥検出を行うことができ
る。
第1図において、試料1(ウェハ等)上の近接する2個
所のチップ上の対応する検出点2a。
2bを照明光sa 、 3bで照明し、対物レンズ4a
、abで拡大して撮像装置sa、5b上に結像さぜる。
撮像装置5a、5bは、光学像を電気信号に変換し、2
値化回路6a、6bで電気信号を2値信号に変換する。
判定回路7では、2つの2値化信号を比較判定する。検
出されたパターンが正常の場合には、撮像装置5a、5
b上に結像された光学像は同一となり、従って、2値化
回路6a、6bの出力も同一となる。欠陥が存在すると
、その場所で異なった信号となるので、2つの2値化回
路出力を比較することにより欠陥検出が可能となる。
また、茸テーブル8をX、Y方向に走査することによシ
試料1の全面を検査可能である。
この方式で正しい欠陥検出を行うだめには、近接した2
つのチップを検出する2つの検出系すなわち3a〜5a
と5b〜5bに全く同一の像を与えた場合、2値化回路
6aと6bの出力信号が全く同一でなければならない。
しかし、これら2つの検出系に用いられるレンズには必
ず倍率誤差や歪が存在する。
従って、全く同一のパターンを与えられても撮像装置5
a、5b上の像は、最も位置ずれが小さくなるように位
置合わせしても第2図のように不一致部分が生じてしま
う。第2図中、5a上の像を実線で5b上の像を破線で
示した。
この不一致部分は、判定回路7によシ欠陥と誤判定して
しまうので検査信頼性が低下する。−。
また、撮像装置の検出視野全面を一様に照明することは
むずかしく、ふつう視野中央部が周辺部よシ明るい。
したがって、視野中心を通る直線上での照度分布は、番
3図のようになる。 ・ 第6図において、縦軸は照度、横軸は検出視野座標軸で
ある。この光学系で第4図のような一定ピッチlで明暗
をくりかえす反射特性をもつ試料を検出すると、撮像装
置の出力は第5図中に実線で示したようになる。
これを第5図中破線で示したような一定のしきい値で2
値化すると、視野中央部は周辺部に比べて相対的に高い
レベルで2値されることになるので2値化結果は第6図
に示すように、場所によって明暗の幅11〜16が変わ
ってしまい、i+ii(i=1〜6)となってしまう。
第1図中の2つの検出系の照度分布を全く同じにするこ
とは困難である。
従って同一試料を2つの光学系で検出口でも、2値化回
路6a、sbの出力は、それぞれ独立に場。
所によって明暗の幅が異なるため、位置ずれが最小とな
るように2つの検出系が位置合わせされても第2図のよ
うに不一致部分が生じ、欠陥と誤判定してしまう。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、光
学部品の製作精度、組立精度、照明の不均一性に依存し
ないパターン欠陥検査装置を提供する仁とにある。
〔発明の概要〕
従来技術の欠点は、検出系が2つあることに起因する。
従って、検出系が1つであればよい。
ところが、検出系が1つであると比較する相手がいなく
なシ検査できなくなる。そこで比較・相手の検出信号を
得るため、あらかじめ比較相手のパターンを検出し、そ
の検出信号をメモリに記憶させ、検出器が検査すべきパ
ターンを検出する場所に来たらメモリの内容と現在の検
出信号を比較することにより、欠陥を判定するも゛ので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を説明する。
撮像装置としてはリニアイメージセンサ、TVカメラ等
いかなるものでも使用可能であるが、本実施例ではリニ
アイメージセンサを用いて説明する。
第7図において、リニアイメージセンサ5aは、自己走
査してお炉、1次元パターンを検出する。
また、XYテーブル8によシ試料1をリニアイメージセ
ンサ走査と直角方向に移動させることによシ、2次元パ
ターンを検出する。リニアイメージセンサ5aの出力は
2値化回路6aで2値化される。2値化回路6aの出力
は2つに分かへ一方は判定回路7に、もう一方はシフト
レジスタ9に入力される。シフトレジスタ6の出力は判
定回路7に入力され、2値化回路6aの出力と比較判定
を行い、不一致部分を欠陥と判定する。
シフトレジスタ90段数は、リニアイメージセンサの絵
素数Mとリニアイメージセンサ走査方向にXYステージ
8が試料1のチップ配列ピッチPだけ移動する間に行わ
れるイメージセンサ走査回数Nとの積MxNである。シ
フトクロックはイメージセンサの自己走査クロックを与
える。
第8図に試料1の拡大図の一例を示す。図中10が検査
すべきチップである。XYステージは図中右から左へ移
動するものとする。
この場合、イメージセンサ5aは図中左から右へ移動す
る。イメージセンサ5aが図中A点にきたときから2値
化回路6aの出力をシフトレジスタに投入すると、イメ
ージセンサ5aが図中B点にきたときにはシフトレジス
タ9には図中斜線で示した部分11の2値化信号がすべ
て記憶されておシ、シフトレジスタ9の出力側にはA点
の2値化信号が出力される。
したがって、イメージセンサ5aがB点以降、すなわち
図中逆向きの斜線で示した部分16を検出するにしたが
い、斜線で示した部分11がシフトレジスタから出力さ
れる。ゆえに、シフトレジスタ9の出力と2値化回路6
aの出力を比較することは、チップ10とその1つ前の
チップ12を比較することになる。シフトレジスタ9か
ら出力されるチップ12の2値化信号と2値化回路6a
から直接出力されるチップ10の2値化信号は、全く同
一の検出系3a〜5aにより検出されたものであるため
、従来技術のように2つの検出系を用いるために生じる
照度分布、倍率、歪等の光学特性の差異に基づく差異を
生じない。
したがって、チップ10とチップ12が全く同一のパタ
ーンであれば、シフトレジスタ9と2値化回路6aとの
出力は、イメージセンサ5aの全視野について均一に重
なり、欠陥の誤検出を生じない欠陥判定が可能となる。
本実施例では、判定回路7は、2値化信号を比較するも
のであるため、撮像装置の2値化信号をシフトさせたが
、判定回路7がたとえば第9図に示した差動アンプ15
.給体値化回路撮像信号をそのまま比較するものであれ
ば、撮像信号をシフトレジスタに入力すれはよい。この
ときに使用するシフトレジスタは、アナログ量をシフト
させる能力を有するもの、たとえば、C0D(電荷結合
素子)やBBD (BacKet Brigade D
evice )を用いなければならない。この場合の実
施例を第9図に示鳴また、’I’ll定回路7が、撮像
信号からその試料の特徴を抽出した後の信号を比較する
ものであってもよい。その場合、本実施例の2値化回路
6aの替わりに判定回路に必要な信号を抽出する。
図中14はアナログシフトレジスタで、段数はシフトレ
ジスタ9ど同じ段数を有する。
したがって、イメージセンサ5aが第8図B点に来たと
き、アナログシフトレジスタ14の出力は、第8図A点
でのイメージセンサ5aの出力となる。欠陥判定回路に
相当する部分は、差動アンプ15.絶体値回路16,2
値化回路17からなり、イメージセンサ5aの出力とア
ナログシフトレジスタ14の出力の差分を差動アンプ1
5でと9、その出力の絶対値を絶対値回路16でめる。
チップ10上のパターンと、チップ12上のパターンに
欠陥がある場合、イメージセンサ5aの出力とアナログ
シフトレジスタ14の出力の差が大きくなるので、絶対
値回路の出力レベルも高くなる。
逆にパターンに欠陥がない場合は、イメージセンサ5a
の出力とアナログシフトレジスタ14の出力差は小さく
なるので絶対値回路の出力レベルは小さくなる。したが
って、絶対値回路の出力を2値化回路17で2値化すれ
ば欠陥信号を得ることができる。
また、他の実施例を第10図に示す。
第10図において、イメージセンサ5aの出力は2値化
回路6aにより2値化される。特徴抽出回路18は2値
化信号からパターンの水平、直角、±45°の4種類の
境界線を抽出する。4つの境界線信号は一方は特徴比較
回路20、もう一方は4種の境界線信号をそれぞれ独立
にシフトするシ。
フトレジスタ19に入力する。シフトレジスタ19の出
力と特徴抽出回路18の出力、すなわちチップ10の4
つの境界線信号とチップ12の4つの境界線信号は、特
徴比較回路20に入力される。特徴比較回路20は、水
平、直角、」=45°の4種の境界線について独立にチ
ップ10の境界線とチップ12の境界線との距離をめ、
その距離が一定値“をこえたら欠陥とするものである。
第7図、第9図、第10図において、シフトレジスタ9
,14.19は、常にイメージセンサ5aのひ□とつ前
の回路パターンの2値化信号、撮像信号、特徴抽出信号
を出力するが、シフトレジスタ9゜14.19をメモリ
とみなし、はじめにイメージセ。
ンザ5aが第8図A点からB点まで移動させ、シフトレ
ジスタ9,14.19に斜線部11の領域を記憶させた
後は、その内容を書きかえず常に周期的に読み出すこと
により、第8回道斜線部16以降XYSテージ8の1ス
キャン間のすべての回路パターンの比較相手として、第
8図斜線部11の領域を使うことができる。XYステー
ジが次のスキャンにはいっだとき男びシフトレジスタの
内容を1回路パターンピッチPの間たけ更新させればよ
い。
この方式の場合、さらにシフトレジスタの内−容を常に
欠陥のないとわがっている回路パターンの信号がはいっ
ているようにXYステージ8を走査させわば2つの回路
パターン比較検査につきまとう2つのうち、どちら側の
回路パターンに欠陥があるのか判定できないという欠点
をなくすことができ、欠陥位置が常に確定するという効
果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、1つの検出系でパターンを検出し比較
するため、2つの検出系を用いるために生じる照度分布
、倍率、歪等の光学特性の差異に基つく検出信号の差異
を生じない。
そのため従来の技術において発生した部分的位置ずれに
よる誤検出を生じないので、検査信頼性が格段に向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な欠陥検出装置の構成図、第2図は2つ
の検出系の重ね合わせ像の状態図、第3図は検出系の照
度分布線図、第4図は試料の反射率分布の一例を示す波
形図、第5図は撮像装置の検出信号の一例を示す波形図
、第6図は2値化回路出力の一例を示す線図、第7図は
のブロック図である。 1・・・・・・試料、 4・・・・・・対物レンズ、3
・・・・・・照明光、 5 ・・・撮像装置、6・・・
・・2値化回路、 7・・・・・・比較回路、9・・・
・・シフトレジスタ、 1′ ・) 代理人弁理士 高 橋 明・天、/ n l 図 第2司 第3団 第4図 第5図 第Z 図 第7図 第8面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 半導体ウェハ、ホトマスクなどの如く、同一回路
    パターンを複数個有する試料上の回路パターン欠陥を検
    出することを目的として、異なったパターン上の対応す
    る2個所の画像を検出し、検出信号を2値化後、両者を
    比較することにより不一致部分を欠陥と判定する装置に
    おいて、回路パターンを撮像し2値化する手段を1組だ
    け有し、2値化信号を、撮像装置が1つの回路パターン
    からそのとなシに形成された同一の回路パターンに移動
    する聞分だけ記憶させるためのに必要な段数をそなえた
    シフトレジスタあるいはメモリ等の記憶装置を有し、そ
    の記憶装置に記憶された2値化信号と、2値化回路の現
    時点での出力とを比較することにより、2個所を独立の
    検出手段によシ検出する場合に生ずる回路パターンを検
    出するために必要な照明装置の照度むら、および回路パ
    ターン像を撮像装置上に結像させるために必要な光学系
    の結像特性のばらつきに起因する同一パターンの検出像
    の部分的位置ずれ、およびそのために発生する欠陥の誤
    検出を生じないで欠陥検出することを特徴とするパター
    ン検査装置。
JP16916883A 1983-09-16 1983-09-16 パタ−ン検査装置 Pending JPS6061604A (ja)

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JPS6061604A true JPS6061604A (ja) 1985-04-09

Family

ID=15881521

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JP16916883A Pending JPS6061604A (ja) 1983-09-16 1983-09-16 パタ−ン検査装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0217414A2 (en) 1985-10-04 1987-04-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Pattern masking method and an apparatus therefor
JPH01248616A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Toshiba Corp 表面欠陥検査装置
US5608816A (en) * 1993-12-24 1997-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for inspecting a wiring pattern according to a micro-inspection and a macro-inspection performed in parallel
JP2010044414A (ja) * 1998-12-17 2010-02-25 Kla-Tencor Corp 回路設計図、検査方法、および処理方法

Cited By (4)

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EP0217414A2 (en) 1985-10-04 1987-04-08 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Pattern masking method and an apparatus therefor
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US5608816A (en) * 1993-12-24 1997-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for inspecting a wiring pattern according to a micro-inspection and a macro-inspection performed in parallel
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