JPS6222530B2 - - Google Patents
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- JPS6222530B2 JPS6222530B2 JP16813983A JP16813983A JPS6222530B2 JP S6222530 B2 JPS6222530 B2 JP S6222530B2 JP 16813983 A JP16813983 A JP 16813983A JP 16813983 A JP16813983 A JP 16813983A JP S6222530 B2 JPS6222530 B2 JP S6222530B2
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- circuit pattern
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 14
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体集積回路チツプの回路パターン
の欠陥を光学的に検出する欠陥検査装置に関し、
特に、この装置の検出器配置の改良に関するもの
である。
の欠陥を光学的に検出する欠陥検査装置に関し、
特に、この装置の検出器配置の改良に関するもの
である。
〔発明の背景〕
半導体集積回路素子の作成過程では、その回路
パターン表面の欠陥が製品に対し甚大な影響を与
える。これを減少させるためには、欠陥検査装置
が必要である。その装置の一例としては、回路パ
ターン表面に所定のスポツト径を有するレーザー
ビームのようなコヒーレント光を照射し、その表
面から発生した反射回折光を解析することが考え
られている。この装置に関して以後で簡単に説明
する。第１図ａには、IC、LSIなどの回路パター
ン１の一例を示す。これは、直交するパターン中
に角度１のエツジ成分を含むものである。
パターン表面の欠陥が製品に対し甚大な影響を与
える。これを減少させるためには、欠陥検査装置
が必要である。その装置の一例としては、回路パ
ターン表面に所定のスポツト径を有するレーザー
ビームのようなコヒーレント光を照射し、その表
面から発生した反射回折光を解析することが考え
られている。この装置に関して以後で簡単に説明
する。第１図ａには、IC、LSIなどの回路パター
ン１の一例を示す。これは、直交するパターン中
に角度１のエツジ成分を含むものである。
集積回路では一般的に、角度１はπ／４であると
されている。パターン１に集束されたレーザービ
ーム２が照射されると、反射回折光は各々のエツ
ジに直交し、点対称の状態で２方向に放射され
る。このような特徴から、角度１の集合からな
るパターン１で発生する反射回折光は、第１図ａ
に示されたレーザービーム２の照射位置では第１
図ｂに示す反射回折パターン３の形に集約され
る。しかも、第１図ａに示したパターン１中にゴ
ミあるいは断線、シヨートなどがあると、その反
射回折光は、パターンエツジの不規則性の寄与
で、第１図ｂに示した反射回折パターン３の形の
外部の場所にも放射される。
ーム２が照射されると、反射回折光は各々のエツ
ジに直交し、点対称の状態で２方向に放射され
る。このような特徴から、角度１の集合からな
るパターン１で発生する反射回折光は、第１図ａ
に示されたレーザービーム２の照射位置では第１
図ｂに示す反射回折パターン３の形に集約され
る。しかも、第１図ａに示したパターン１中にゴ
ミあるいは断線、シヨートなどがあると、その反
射回折光は、パターンエツジの不規則性の寄与
で、第１図ｂに示した反射回折パターン３の形の
外部の場所にも放射される。
このことから、反射回折光を検知する光検知器
を角度１／２の位置に設定することで欠陥検出が原理 的に可能となる。
を角度１／２の位置に設定することで欠陥検出が原理 的に可能となる。
しかし、構成パターン１を詳細に観察するとパ
ターンのコーナー部が丸みをもつ。これによつ
て、同心リング状の反射回折パターンが形成され
るため第１図ｂに示した反射回折パターンの形以
外の範囲でも反射回折光が検出される。
ターンのコーナー部が丸みをもつ。これによつ
て、同心リング状の反射回折パターンが形成され
るため第１図ｂに示した反射回折パターンの形以
外の範囲でも反射回折光が検出される。
それ故に、欠陥と正常パターンとの区別・判定
が困難になる領域ができる。これを識別する為、
この検出装置には、垂直軸からの傾斜角θｉが異
なる位置であつて、かつ第１図ｄに示した位置
に、光電子増倍管のような光検知器を設けてい
る。
が困難になる領域ができる。これを識別する為、
この検出装置には、垂直軸からの傾斜角θｉが異
なる位置であつて、かつ第１図ｄに示した位置
に、光電子増倍管のような光検知器を設けてい
る。
そして、各々の光検知器の出力の比、差等の信
号処理を行うことでこの識別を可能とすることが
できる。以上述べた測定原理でもつて構成した欠
陥検査装置が、第１図ｃである。これは、欠陥検
出系とそれに付属する試料面観察系とから成る。
前者は、集束されたレーザービームを成すための
ビーム拡大系、走査レンズ５、及び反射回折光検
出のための集光レンズ８、スリツト９、光電子増
倍管１０などから成る。この外、試料４の全面走
査を行うことから、ガルバノミラー６、試料駆動
機構（図示せず）なども付加されている。後者に
関しては、基本的には顕微鏡系が形成されてい
る。試料面照射用光源７、観察方向偏向用のプリ
ズム１１、カメラレンズ１２、読取顕微鏡１３な
どが配置されている。
号処理を行うことでこの識別を可能とすることが
できる。以上述べた測定原理でもつて構成した欠
陥検査装置が、第１図ｃである。これは、欠陥検
出系とそれに付属する試料面観察系とから成る。
前者は、集束されたレーザービームを成すための
ビーム拡大系、走査レンズ５、及び反射回折光検
出のための集光レンズ８、スリツト９、光電子増
倍管１０などから成る。この外、試料４の全面走
査を行うことから、ガルバノミラー６、試料駆動
機構（図示せず）なども付加されている。後者に
関しては、基本的には顕微鏡系が形成されてい
る。試料面照射用光源７、観察方向偏向用のプリ
ズム１１、カメラレンズ１２、読取顕微鏡１３な
どが配置されている。
次に、先に説明した光検知器１０の設定状態に
ついて触れる。この装置では、それは、角度１
が45゜であることから第１図ｄに示す如く基本発
生反射回折パターンの軸から角度１／２傾いた22.5゜ の位置に設定されている。しかも、パターンの方
向性を考慮してｎ・π／２（ｎ＝０、〜４）の角度の 位置毎に計８個（D1〜D8）固定して配置されてい
る。さらに、これは空間的配置であることから、
極座標的に表示され、任意位置θ１＝40゜、θ２
＝60゜の関係にある。
ついて触れる。この装置では、それは、角度１
が45゜であることから第１図ｄに示す如く基本発
生反射回折パターンの軸から角度１／２傾いた22.5゜ の位置に設定されている。しかも、パターンの方
向性を考慮してｎ・π／２（ｎ＝０、〜４）の角度の 位置毎に計８個（D1〜D8）固定して配置されてい
る。さらに、これは空間的配置であることから、
極座標的に表示され、任意位置θ１＝40゜、θ２
＝60゜の関係にある。
しかしながら、従来、光検知器１０の設定は、
パターン形状、製作条件など制限された試料に関
する対応でなされたものである。もし、パターン
形成角度１の作成精度が著しく劣つた場合、極
端な場合ｉの構成角度が変更されるとき、ある
いは、パターン作成条件が変わりパターンエツジ
の傾斜角が変化するなどの場合でも、上述した従
来の固定した光検出器の配置を用いると欠陥検出
が困難となる。
パターン形状、製作条件など制限された試料に関
する対応でなされたものである。もし、パターン
形成角度１の作成精度が著しく劣つた場合、極
端な場合ｉの構成角度が変更されるとき、ある
いは、パターン作成条件が変わりパターンエツジ
の傾斜角が変化するなどの場合でも、上述した従
来の固定した光検出器の配置を用いると欠陥検出
が困難となる。
従つて、本発明の目的は上述した問題点を解消
した集積回路パターンの欠陥検査装置を提供する
ことにある。
した集積回路パターンの欠陥検査装置を提供する
ことにある。
上記目的を達成するために本発明においては、
正常な集積回路パターンによつて生じる反射回折
光が到達しない複数の空間領域の各々に設けられ
た、垂直軸から異なる角度で傾斜した少なくとも
２つの光検出器からなり、かつ、これらの光検出
器の各々が複数の空間領域において空間的に移動
可能なように光検出系を配置して集積回路パター
ンの欠陥検査装置を構成したことを特徴としてい
る。
正常な集積回路パターンによつて生じる反射回折
光が到達しない複数の空間領域の各々に設けられ
た、垂直軸から異なる角度で傾斜した少なくとも
２つの光検出器からなり、かつ、これらの光検出
器の各々が複数の空間領域において空間的に移動
可能なように光検出系を配置して集積回路パター
ンの欠陥検査装置を構成したことを特徴としてい
る。
以下、本発明を図面を用いて詳述する。
具体的には、第１図ａに示したパターン１の傾
斜角度１の箇所が例えば第２図ａに示す２，
３の角度、すなわち、π／４以外の角度になると、 そこで発生する反射回折光は第２図ｂの形を呈す
る。すなわち、先の検出器の設定条件の下では、
欠陥検出の機能を満足し得ない。
斜角度１の箇所が例えば第２図ａに示す２，
３の角度、すなわち、π／４以外の角度になると、 そこで発生する反射回折光は第２図ｂの形を呈す
る。すなわち、先の検出器の設定条件の下では、
欠陥検出の機能を満足し得ない。
このことから、解決策として第１には、光検出
系にD1、D2などの対になつた状態で、例えば約
60゜範囲にわたつて自由に動けるように角度１
を可変させるようにする。この時の光検出器の配
置は、基本的には正常パターンの発生反射回折光
が最小となる位置である。さらに、第３図ａ，ｂ
に示す、パターン１のエツジが傾斜角ｒ、表面ア
ラサを合わせ持つ場合も、検出時問題となる。こ
れによつて空間的な分布状態が変化し、性能低下
を招く。このことも、同様に各々の光検出系に関
して垂直軸からの角度θｉを可変とするように行
うことで対応することが出来る。この時、パター
ンが異なる試料では常に調整を要する。その基本
的設定場所は、正常パターンからの回折光分布が
暗部となる位置である。
系にD1、D2などの対になつた状態で、例えば約
60゜範囲にわたつて自由に動けるように角度１
を可変させるようにする。この時の光検出器の配
置は、基本的には正常パターンの発生反射回折光
が最小となる位置である。さらに、第３図ａ，ｂ
に示す、パターン１のエツジが傾斜角ｒ、表面ア
ラサを合わせ持つ場合も、検出時問題となる。こ
れによつて空間的な分布状態が変化し、性能低下
を招く。このことも、同様に各々の光検出系に関
して垂直軸からの角度θｉを可変とするように行
うことで対応することが出来る。この時、パター
ンが異なる試料では常に調整を要する。その基本
的設定場所は、正常パターンからの回折光分布が
暗部となる位置である。
このように、本実施例の反射回折光を解析する
ことで半導体素子の表面欠陥を検出する検査装置
においてパターン形状の変更に相応して検出条件
を随時、設定可能とすることにより、種々のパタ
ーンの欠陥検出に応じることができる。
ことで半導体素子の表面欠陥を検出する検査装置
においてパターン形状の変更に相応して検出条件
を随時、設定可能とすることにより、種々のパタ
ーンの欠陥検出に応じることができる。
その上、パターンエツジの傾斜、あるいは表面
アラサが存在する時、その検出条件をも最適化す
ることによつてより正確な欠陥検出が可能とな
る。
アラサが存在する時、その検出条件をも最適化す
ることによつてより正確な欠陥検出が可能とな
る。
次に試料面観察系の改良について述べる。上述
した本発明によるパターン欠陥検査装置の機能は
パターン上の欠陥の検出、その位置表示に限定さ
れ、欠陥の種類の判定、大きさ等を知ることが出
来ない。このため、ゴミなどの除去可能な欠陥、
あるいは、シヨート、パターン残り等の修正可能
欠陥を有する素子まで捨て去るとになり、歩留り
の低下をまねくことになる。そこで、この問題を
解消するため従来から用いられている観察系の考
え方を拡張させ、観察系を第４図ａ，ｂに示す如
く、シヤツター１４、レンズ１２、読取顕微鏡１
３から成る系を９組隣接配置した構成とする。１
組の系の試料面視野は1.8mmφ程度である。ま
た、分解能は、約５μｍを得ることができる。こ
れから、通常、IC、LSIのチツプの大きさは５mm
カク程度である、この範囲を全て網羅して観察す
ることができる。具体的構成としては２通り考え
られ、レーザー走査時実時間で欠陥を表示する構
成と、１チツプ検査終了後欠陥発生場所のみ抽出
表示する構成とがある。さらに、その認識は、前
者の場合、読取顕微鏡１３の接眼レンズを取り除
き拡大像を直接、スクリーン１５上に写し出す構
成がとられる。それに対し、後者では、読取顕微
鏡１３を直接、眼で見ることになる。
した本発明によるパターン欠陥検査装置の機能は
パターン上の欠陥の検出、その位置表示に限定さ
れ、欠陥の種類の判定、大きさ等を知ることが出
来ない。このため、ゴミなどの除去可能な欠陥、
あるいは、シヨート、パターン残り等の修正可能
欠陥を有する素子まで捨て去るとになり、歩留り
の低下をまねくことになる。そこで、この問題を
解消するため従来から用いられている観察系の考
え方を拡張させ、観察系を第４図ａ，ｂに示す如
く、シヤツター１４、レンズ１２、読取顕微鏡１
３から成る系を９組隣接配置した構成とする。１
組の系の試料面視野は1.8mmφ程度である。ま
た、分解能は、約５μｍを得ることができる。こ
れから、通常、IC、LSIのチツプの大きさは５mm
カク程度である、この範囲を全て網羅して観察す
ることができる。具体的構成としては２通り考え
られ、レーザー走査時実時間で欠陥を表示する構
成と、１チツプ検査終了後欠陥発生場所のみ抽出
表示する構成とがある。さらに、その認識は、前
者の場合、読取顕微鏡１３の接眼レンズを取り除
き拡大像を直接、スクリーン１５上に写し出す構
成がとられる。それに対し、後者では、読取顕微
鏡１３を直接、眼で見ることになる。
次に、この観察系を確立する上で付加される要
素、構成について説明する。最初に、実時間スク
リーン表示では試料４の一チツプ表面へ継続的照
明が光源７によつて行われる。これによつて、光
検知器１０にこの光が入射する。これを防ぐた
め、レーザー波長の透過帯域特性を有する干渉フ
イルター１６を集光レンズ８の前面に設置する必
要がある。さらに、スクリーン表示は、瞬時的に
欠陥を判断することが要求される。これを達成す
るため、ここでは第４図ｃに示すスリツト１４の
移行方式によるチツプ局部のみを強調して表示す
る構成がとられる。この操作は、走査位置信号発
生器１７からの信号とシヤツタ１４の開閉とをシ
ヤツター駆動回路１８で同期させることによつて
行うことができる。
素、構成について説明する。最初に、実時間スク
リーン表示では試料４の一チツプ表面へ継続的照
明が光源７によつて行われる。これによつて、光
検知器１０にこの光が入射する。これを防ぐた
め、レーザー波長の透過帯域特性を有する干渉フ
イルター１６を集光レンズ８の前面に設置する必
要がある。さらに、スクリーン表示は、瞬時的に
欠陥を判断することが要求される。これを達成す
るため、ここでは第４図ｃに示すスリツト１４の
移行方式によるチツプ局部のみを強調して表示す
る構成がとられる。この操作は、走査位置信号発
生器１７からの信号とシヤツタ１４の開閉とをシ
ヤツター駆動回路１８で同期させることによつて
行うことができる。
検査終了後、読取顕微鏡１３で観察する場合
は、欠陥発生場所のみスリツト１４を開く機構と
すればよい。
は、欠陥発生場所のみスリツト１４を開く機構と
すればよい。
観察系をこのように構成することによつてチツ
プ上に存在する欠陥の種類、大きさを実時間で識
別することが可能となる。
プ上に存在する欠陥の種類、大きさを実時間で識
別することが可能となる。
第１図ａ〜ｄはそれぞれ従来の集積回路パター
ン欠陥検査装置の原理とその概略構成図、第２図
ａ，ｂおよび第３図ａ，ｂはそれぞれ本発明によ
る集積回路パターン欠陥検査装置の原理説明図、
第４図ａ〜ｃはそれぞれ本発明による集積回路パ
ターン欠陥検査装置の他の実施例の概略構成図で
ある。 １，１′…集積回路パターンの一部分、２…ス
ポツト光、３，３…反射回折光のパターン、４…
試料、５…走査レンズ、６…ガルバノミラー、７
…光源、８…集光レンズ、９…スリツト、１０…
光検知器、１１…プリズム、１２…カメラレン
ズ、１３…読取顕微鏡、１４…シヤツター、１５
…スクリーン、１６…干渉フイルター、１７…走
査位置信号発生器、１８…シヤツター駆動回路。
ン欠陥検査装置の原理とその概略構成図、第２図
ａ，ｂおよび第３図ａ，ｂはそれぞれ本発明によ
る集積回路パターン欠陥検査装置の原理説明図、
第４図ａ〜ｃはそれぞれ本発明による集積回路パ
ターン欠陥検査装置の他の実施例の概略構成図で
ある。 １，１′…集積回路パターンの一部分、２…ス
ポツト光、３，３…反射回折光のパターン、４…
試料、５…走査レンズ、６…ガルバノミラー、７
…光源、８…集光レンズ、９…スリツト、１０…
光検知器、１１…プリズム、１２…カメラレン
ズ、１３…読取顕微鏡、１４…シヤツター、１５
…スクリーン、１６…干渉フイルター、１７…走
査位置信号発生器、１８…シヤツター駆動回路。
Claims (1)
- １ 集積回路パターンの表面を所定の大きさの光
スポツト径を有するコヒーレント光で上記表面に
対して垂直に照射しながら走査することによつて
生じる反射回折光を検出して上記集積回路パター
ンの欠陥を無比較で検査する装置において、上記
検出手段が、正常な集積回路パターンによつて生
じる反射回折光が到達しない複数の空間領域の
各々に設けられた、垂直軸から異なる角度で傾斜
した少なくとも２つの光検出器からなり、上記光
検出器は上記表面への垂直軸を含む平面内に配置
され、かつ、上記光検出器の各々が上記複数の空
間領域において空間的に移動可能なように構成さ
れ、移動後においても上記垂直軸を含む平面内に
配置されていることを特徴とする集積回路パター
ンの欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16813983A JPS5972147A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 集積回路パタ−ンの欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16813983A JPS5972147A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 集積回路パタ−ンの欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972147A JPS5972147A (ja) | 1984-04-24 |
| JPS6222530B2 true JPS6222530B2 (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=15862556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16813983A Granted JPS5972147A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | 集積回路パタ−ンの欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972147A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140151U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-26 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216054A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Hitachi High-Technologies Corp | 被検査物の検査装置及び被検査物の検査方法 |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP16813983A patent/JPS5972147A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01140151U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5972147A (ja) | 1984-04-24 |
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