JPS62299706A - Pattern inspecting instrument - Google Patents
Pattern inspecting instrumentInfo
- Publication number
- JPS62299706A JPS62299706A JP14294686A JP14294686A JPS62299706A JP S62299706 A JPS62299706 A JP S62299706A JP 14294686 A JP14294686 A JP 14294686A JP 14294686 A JP14294686 A JP 14294686A JP S62299706 A JPS62299706 A JP S62299706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- line
- pattern inspection
- line sensor
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 18
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 206010041662 Splinter Diseases 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔概 要〕
本発明は、光切断法を用いてパターンの三次元形状を検
出するパターン検査装置において、ライン状の光を光偏
向手段で走査し、この走査に応じて被検物上に形成され
る光切断線をラインセンサで順次検知していき、得られ
た検知画像に基づいてパターンの三次元形状を検出する
ようにしたことにより、例えばICウェハ上の多層三次
元の微細パターンをも正確に検出できるようにしたもの
である。[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Summary] The present invention provides a pattern inspection device that detects the three-dimensional shape of a pattern using a light cutting method, in which a line-shaped light is deflected by a light deflection means. The line sensor sequentially detects the light cutting lines formed on the object according to the scanning, and the three-dimensional shape of the pattern is detected based on the obtained detection image. For example, it is possible to accurately detect multilayer three-dimensional fine patterns on an IC wafer.
、 〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばtCやLSI等のウェハ上に形成され
ている微細パターン、プリント板の配線パターン、それ
にプリント板上におけるチップ部品の実装状態等を光学
的に自動検査するパターン検査装置に関する。, [Industrial Application Field] The present invention optically and automatically measures fine patterns formed on wafers such as TC and LSI, wiring patterns on printed boards, and the mounting state of chip components on printed boards. The present invention relates to a pattern inspection device for inspection.
最近は、ICやLSrパターンの高密度化に伴い、その
パターン幅は1μm程度と非常に狭くなっている。その
ため、プリント板やチップ部品だけでなく、上記のよう
な微細パターンをも対象にした自動検査が、製品の信頼
性向上および歩留り向上を図る上で重要となってきてい
る。Recently, with the increase in the density of IC and LSr patterns, the pattern width has become extremely narrow to about 1 μm. Therefore, automatic inspection that targets not only printed circuit boards and chip components but also the above-mentioned fine patterns has become important in improving product reliability and yield.
□
〔従来の技術〕
これまで、レチクルやホトマスクパターンの検査を透過
光を用いて行う装置が開発されていたが、不透明なウェ
ハパターンに対しては透過光が利用できなかった。□ [Prior Art] Until now, devices have been developed that use transmitted light to inspect reticles and photomask patterns, but transmitted light cannot be used for opaque wafer patterns.
そのため従来、レーザビームによる(i)スポット走査
、(ii )濃淡画像、(iii )干渉色等を利用し
た装置が開発されていた。Therefore, conventionally, devices have been developed that utilize (i) spot scanning, (ii) gray scale images, (iii) interference color, etc. using a laser beam.
上記従来の装置では、いずれの場合も、例えばアルミニ
ウム等の配線が多層状に重なり合った三次元形状のよう
な微細パターンの正確な判別が不可能であった。In any case, the above-mentioned conventional devices are unable to accurately discriminate fine patterns such as three-dimensional shapes in which wiring made of aluminum or the like is stacked in multiple layers.
本発明は、上記問題点に鑑み、多層三次元の微細パター
ンをも正確に検出できるパターン検査装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a pattern inspection device that can accurately detect even multilayer three-dimensional fine patterns.
本発明は、光切断法を利用し、光照射手段、光検知手段
および画像処理手段の3つの手段から構成されている。The present invention utilizes a light cutting method and is comprised of three means: a light irradiation means, a light detection means, and an image processing means.
その原理を第1図(a)に示す。The principle is shown in FIG. 1(a).
光照射手段1は、ICウェハ等の被検物M上にライン状
の光β1を照射するとともに、この光を超音波偏向器等
の光偏向手段1aによって上記光11のライン方向(第
1図(a)では紙面に垂直な方向)と直角な方向(矢印
A方向)に走査する手段である。この走査に応じて、被
検物M上にはその凹凸のとおりに光切断線が順次形成さ
れる。The light irradiation means 1 irradiates a line-shaped light β1 onto a test object M such as an IC wafer, and directs this light in the line direction of the light 11 (see FIG. In (a), it is a means for scanning in a direction (direction perpendicular to the plane of the paper) and a direction perpendicular to the direction (direction of arrow A). According to this scanning, light cutting lines are sequentially formed on the object M along the irregularities thereof.
光検知手段2は、上記光切断線を、上記光!。The light detection means 2 detects the light cutting line as the light! .
の照射方向は異なる一定方向からラインセンサ2aで順
次検知する手段である。このように光切−Ur線をライ
ンセンサ22で検知していくことにより、ラインセンサ
2aからは、光1.の1回の走査毎に1つの光切断画像
が得られる。The irradiation directions are sequentially detected from different fixed directions by a line sensor 2a. By detecting the light cut-Ur line with the line sensor 22 in this way, the light 1. One photosection image is obtained for each scan of .
画像処理手段3は、上記光切断画像に基づき、被検物M
上のパターンの三次元形状を検出する手段である。The image processing means 3 determines the specimen M based on the photocutting image.
This is a means for detecting the three-dimensional shape of the above pattern.
第1図(bl、(C1に基づいて、本発明の詳細な説明
する。The present invention will be described in detail based on FIG. 1 (bl, (C1).
まず、第1図(a)に示した光偏向手段1aによって、
第1図(blに示すようにライン状の光β、を矢印A方
向にtoからΔtだけ走査したとすれば、被検物M上に
形成される光切断線は、上記走査に応じて例えばLlか
らり、のように順次移動することになる。これらの光切
断線Ll〜L、をラインセンサ2aで一定方向から順次
観測すれば、その検知方向Nと交わった部分だけが検知
されていくことになる。この結果、例えば第1図(b)
に示したような三次元のパターンPの場合は、ライン状
の光11の1回の走査で、光切断線り、〜L、に対して
同図(C)に示すような検知画像m1〜m5からなる1
つの光切断画像が得られる。First, by the light deflecting means 1a shown in FIG. 1(a),
As shown in FIG. 1 (bl), if the line-shaped light β is scanned by Δt from to in the direction of arrow A, the light cutting line formed on the test object M will be, for example, It will move sequentially from Ll to Ll.If these light cutting lines Ll to L are observed sequentially from a certain direction with the line sensor 2a, only the part that intersects with the detection direction N will be detected. As a result, for example, Fig. 1(b)
In the case of a three-dimensional pattern P as shown in FIG. 1 consisting of m5
Two photosection images are obtained.
このような光切Ur画像を被検物Mの各位置ごとに得て
、これらを全体的に見れば、パターンPの三次元形状を
正確に検出することができる。If such light-cut Ur images are obtained for each position of the object M and viewed as a whole, the three-dimensional shape of the pattern P can be detected accurately.
本発明によれば、ICやLSIのウェハ等における多層
三次元の微細パターンをも上記と同様な原理で容易に検
出することができる。According to the present invention, multilayer three-dimensional fine patterns on IC or LSI wafers can be easily detected using the same principle as described above.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図は、本発明の第1の実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
本実施例は、光照射手段(11〜17)、光検知手段(
16〜21)および画像処理手段(画像処理回路22)
から構成されている。In this example, light irradiation means (11 to 17), light detection means (
16 to 21) and image processing means (image processing circuit 22)
It consists of
上記光照射手段では、レーザ11から出力されたレーザ
光”11をシリンドリカルレンズ12、ミラー13およ
びシリンドリカルレンズ14を介してライン状の光a1
□に変換する。このライン状の光11□を超音波偏向器
I5でライン方向とは直角な方向(矢印B方向)に振る
。超音波偏向器15は、CPU23の指示により、偏向
器駆動部24ムこよって駆動される。次に、この振られ
た光11゜を偏光分離膜16を透過させ、対物レンズ1
7の中央部を介して、例えばICやLSIのウェハ等で
ある被検物M上に照射する。すると、被検物M上におい
て対物レンズ17を介して得られたライン状の光N+4
が、上記矢印B方向と同方向に走査されることになる。In the light irradiation means, the laser beam "11" output from the laser 11 is passed through the cylindrical lens 12, the mirror 13, and the cylindrical lens 14 into a line-shaped light a1.
Convert to □. This line-shaped light 11□ is deflected by an ultrasonic deflector I5 in a direction perpendicular to the line direction (in the direction of arrow B). The ultrasonic deflector 15 is driven by the deflector drive section 24 according to instructions from the CPU 23. Next, this deflected light 11° is transmitted through the polarization separation film 16, and the objective lens 1
The light beam is irradiated onto a test object M, which is, for example, an IC or LSI wafer, through the center of the laser beam 7. Then, a line-shaped light N+4 obtained on the object M through the objective lens 17
is scanned in the same direction as the above-mentioned arrow B direction.
よって被検物M上には、上記光7!、の走査に応じて、
第1図(blに示したように、順次光切断線が形成され
る。なお、被検物MはXy子テーブル6上に載置され、
CPU23の指示に基づきテーブル駆動部25によって
、上記光114のライン方向と直交する方向に順次移動
されている。被検物Mが所定距離移動する毎に、超音波
偏向器15によって光J+4を一回走査するようにする
。Therefore, on the test object M, the above-mentioned light 7! Depending on the scan of ,
As shown in FIG.
Based on instructions from the CPU 23, the table driving section 25 sequentially moves the light beam 114 in a direction perpendicular to the line direction of the light beam 114. Every time the object M moves a predetermined distance, the ultrasonic deflector 15 scans the light J+4 once.
光検知手段では、対物レンズI7および偏光分離膜1G
を光照射手段と共有しており、まず、上記光切断線から
一定な2方向への反射光β15+i!+6を、上記対物
レンズ17の両端部を介して上記偏光分離膜16に導く
。The light detection means includes an objective lens I7 and a polarization separation film 1G.
is shared with the light irradiation means, and first, reflected light β15+i! from the above-mentioned light cutting line in two constant directions is reflected. +6 is guided to the polarization separation film 16 through both ends of the objective lens 17.
この偏光分離膜16は、一定の偏光方向を持つ光のみを
透過し、その偏光方向とは直角な偏光方向を持つ光を反
射する膜である。この偏光分離膜16により、上記一定
の偏光方向を持つ光7!13はそのまま透過し、一方反
射光’IS+ 116の散乱光成分118a +
116mが反射される。よって、正反射光による強い反
射を抑えることができる。This polarization separation film 16 is a film that transmits only light having a certain polarization direction and reflects light having a polarization direction perpendicular to that polarization direction. Through this polarization separation film 16, the light 7!13 having a certain polarization direction is transmitted as is, while the scattered light component 118a+ of the reflected light 'IS+116
116m is reflected. Therefore, strong reflection due to specularly reflected light can be suppressed.
次に上記nk乱光成分’I5+ ’!16を、それぞ
れミラー18.19で反射させて、CCDラインセンサ
等のラインセンサ20.21に与える。すなわち、被検
物M上の上記光切断線を、2つのラインセンサ20,2
1で一定な2方向から観測することになる。すると、第
1図(b)に示したと同様に、その検知方向と交わった
部分からの反射光だけが、順次ラインセンサ20.21
で検知されていく。Next, the above nk scattered light component 'I5+'! 16 are reflected by mirrors 18 and 19, respectively, and applied to line sensors 20 and 21 such as CCD line sensors. That is, the above-mentioned optical cutting line on the test object M is connected to the two line sensors 20, 2.
1, it will be observed from two fixed directions. Then, as shown in FIG. 1(b), only the reflected light from the part intersecting the detection direction is sequentially detected by the line sensor 20.21.
It will be detected.
この結果、ライン状の光1+4の1回の走査に対して各
ラインセンサ20,21で順次得られた複数ライン分の
検知信号を並べると、1つの光切断画像が得られる。こ
の光切断画像は、被検物M(パターンPを含む)をライ
ンセンサ20.21の検知方向(斜面)で切断した場合
の断面形状に相当する。As a result, by arranging the detection signals for a plurality of lines sequentially obtained by each line sensor 20, 21 for one scan of the line-shaped light 1+4, one light section image is obtained. This optically cut image corresponds to a cross-sectional shape when the object M (including the pattern P) is cut in the detection direction (slope) of the line sensor 20.21.
なお、このように2つのラインセンサ20.21で被検
物M上を両側から同時に観測することにより、パターン
Pによる陰の影響を受けることがなくなり、正確な検知
が可能になる。例えば第3図のように、被検物M上から
の一方の反射光j2+5がパターンPの陰となってライ
ンセンサ20で検知されない場合であっても、もう一方
の反射光eIhがラインセンサ21で検知される。よっ
て、陰の部分についてそれぞれのラインセンサ20.2
1で得られる光切断画像は、互いに相い補うことにより
、陰の影響のない完全な画像となることができる。Note that by simultaneously observing the object M from both sides with the two line sensors 20 and 21 in this way, the influence of shadows caused by the pattern P is eliminated, and accurate detection is possible. For example, as shown in FIG. 3, even if one reflected light j2+5 from the object M is hidden by the pattern P and is not detected by the line sensor 20, the other reflected light eIh is detected by the line sensor 21. detected. Therefore, each line sensor 20.2 for the shaded area
By complementing each other, the light sectioned images obtained in step 1 can become a complete image without the influence of shadows.
また、上記光学系では、照明と検知の双方の開口数を、
相互に干渉することなく選択できるという利点がある。In addition, in the above optical system, the numerical aperture for both illumination and detection is
There is an advantage that selection can be made without mutual interference.
次に、上述した1回の走査毎に得られる光切断画像は、
被検物Mの移動に伴い、第4図(a)に示すようにメモ
リブレーンMPとして順次画像処理回路22に貯えられ
る。ここで、メモリブレーンMP中の光切断画像はいず
れも、上述したようにラインセンサ20.21の検知方
向である斜面に沿って切断された場合の断面形状に相当
するものなので、この画像を、ライン状の光114の入
射方向である垂直面に沿った断面形状となるように、す
なわち被検物M上の同一位置に形成された光切断線と同
一の光分布を持つように、画像を変換する処理を行う。Next, the light section image obtained for each scan mentioned above is
As the object M moves, it is sequentially stored in the image processing circuit 22 as a memory brain MP, as shown in FIG. 4(a). Here, each of the light-cut images in the memory brain MP corresponds to the cross-sectional shape when cut along the slope, which is the detection direction of the line sensor 20.21, as described above, so this image is The image is shaped so that it has a cross-sectional shape along the vertical plane that is the incident direction of the linear light 114, that is, it has the same light distribution as the light cutting line formed at the same position on the test object M. Perform the conversion process.
この画像変換のための処理を以下に示す。The processing for this image conversion is shown below.
まず、第4図(a)に示すように、メモリプレーンMP
がその高さ方向にN本の画像ラインで構成されていると
すれば、上記画像変換の処理を行うための前提として、
例えば任意のn枚目のメモリブレーンMPいにおけるn
番目の画像ラインとn+1枚目のメモリプレーンンM
P 11.、におけるn+1番目の画像ラインとが、ち
ょうど同一の垂直面に沿った異なる高さを検知して得ら
れる画像ラインとなるように、ラインセンサ20,21
からの信号読み出しタイミングとxy子テーブル6の移
動速度等を同期させておく。このような条件において、
第4図(blに示すように、アドレスコントローラ22
aの指示に従って、例えばn枚目のメモリプレーンMP
、におけるn番目の画像ラインを順次n=1からNまで
引出し、これらを合成して一枚の画像を得る。このよう
にして得られた光切断画像は、垂直面に沿った断面形状
となり、1つの光切断線と同一の光分布を持つ。First, as shown in FIG. 4(a), the memory plane MP
If it is composed of N image lines in the height direction, then as a premise for performing the above image conversion process,
For example, n in any nth memory brain MP
th image line and n+1th memory plane M
P 11. The line sensors 20 and 21 are arranged so that the n+1-th image line in
The signal readout timing from the xy child table 6 and the moving speed of the xy child table 6 are synchronized. Under such conditions,
As shown in FIG. 4 (bl), the address controller 22
According to the instructions in a, for example, the nth memory plane MP
, the n-th image line is sequentially extracted from n=1 to N, and these are combined to obtain one image. The light section image obtained in this manner has a cross-sectional shape along a vertical plane, and has the same light distribution as one light section line.
次に第4図(blにおいて、上記のようにして得られた
各位置毎の光切断画像から高さ判別回路22bで各位置
の高さを求めることによりパターンPの三次元形状を得
て、次にパターン判別回路22CでパターンPの欠陥等
に関する判別を行う。Next, in FIG. 4 (bl), the three-dimensional shape of the pattern P is obtained by determining the height of each position using the height discrimination circuit 22b from the light-cut image of each position obtained as described above. Next, the pattern determination circuit 22C determines whether the pattern P is defective or the like.
従って、本実施例によれば、上述したようにパターンP
の三次元形状を正確に検出できるので、同様にICやL
SIのウェハ等における多層三次元の微細パターンをも
容易に検出することができる。Therefore, according to this embodiment, the pattern P
Because it can accurately detect the three-dimensional shape of
Multilayer three-dimensional fine patterns on SI wafers and the like can also be easily detected.
次に、本発明の第2の実施例を第5図に示す。Next, a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
本実施例は、光照射手段(31〜37)、光検知手段(
36〜42)および画像処理手段(不図示)から構成さ
れている。In this example, the light irradiation means (31 to 37), the light detection means (
36 to 42) and an image processing means (not shown).
光照射手段では、前記第1の実施例とほぼ同様に、レー
ザ31から出力されたレーザ光12+をビーム整形レン
ズ32およびミラー33を介して超音波偏向器34に導
き、ここで矢印C方向に振る。In the light irradiation means, the laser beam 12+ outputted from the laser 31 is guided to the ultrasonic deflector 34 via the beam shaping lens 32 and the mirror 33, and is deflected in the direction of arrow C here, in the same manner as in the first embodiment. shake.
この振られた光をシリンドリカルレンズ35によってラ
イン状の光β2□に変換する。なお、この時の光12□
のライン方向を偏向方向(矢印C方向)と直交させるよ
うにする。次に、上記ライン状の光12□を、ビームス
プリンタ36および対物レンズ37を介して、xy子テ
ーブル3上に1ffJされた被検物M上に照射する。す
ると、被検物M上において対物レンズ37を介して得ら
れたライン状の光123が、そのライン方向と直交する
方向く上記矢印C方向と同方向)に走査されることにな
り、その走査に応じて前述したと同様に光切断線が形成
される。This deflected light is converted into linear light β2□ by the cylindrical lens 35. In addition, the light at this time 12□
The line direction is made perpendicular to the deflection direction (direction of arrow C). Next, the above-mentioned line-shaped light 12□ is irradiated onto the test object M placed on the xy child table 3 by 1ffJ via the beam splinter 36 and the objective lens 37. Then, the line-shaped light 123 obtained through the objective lens 37 on the object M is scanned in a direction perpendicular to the line direction (the same direction as the above-mentioned arrow C direction), and the scanning According to this, a light cutting line is formed in the same manner as described above.
光検知手段は、対物レンズ37およびビームスプリッタ
36を光照射手段と共有しており、上記光切断線から一
定な2方向への反射光7!24+ ’25を、対物レ
ンズ37を介してビームスプリッタ36で反射し、その
反射光をプリズムミラー38で上下2方向に分割し、そ
れぞれ反射ミラー39゜40で906偏向した後、ライ
ンセンサ41,42で検知する。The light detection means shares an objective lens 37 and a beam splitter 36 with the light irradiation means, and the light 7!24+'25 reflected from the light cutting line in two constant directions is sent to the beam splitter via the objective lens 37. 36, the reflected light is divided into two directions, upper and lower, by a prism mirror 38, deflected 906 times by reflecting mirrors 39 and 40, and then detected by line sensors 41 and 42.
本実施例では、上記ラインセンサ41,42は、その受
光面が反射ミラー38.40で折返された光に対して直
交するように配置しである。しかも、第6図(a)(側
面図)に明らかなように、ビー1、スプリッタ36、プ
リズムミラー38、反射ミラー39.40およびライン
センサ41.42から構成される光学系100における
、ラインセンサ41.42に対する直角方向(矢印り方
向)の寸法1、が、対物レンズ37の直径d内に収まる
ように、光路a、b、cを選んでいる。なお、第6図(
b)(正面図)における横方向(矢印E方向)の最大寸
法は、ラインセンサ41,42のライン方向の長さt2
である。In this embodiment, the line sensors 41 and 42 are arranged so that their light receiving surfaces are perpendicular to the light reflected by the reflecting mirrors 38 and 40. Moreover, as is clear from FIG. 6(a) (side view), the line sensor in the optical system 100 composed of the beam 1, the splitter 36, the prism mirror 38, the reflecting mirror 39.40, and the line sensor 41.42 The optical paths a, b, and c are selected so that the dimension 1 in the direction perpendicular to 41.42 (in the direction of the arrow) falls within the diameter d of the objective lens 37. In addition, Figure 6 (
The maximum dimension in the lateral direction (direction of arrow E) in b) (front view) is the length t2 of the line sensors 41 and 42 in the line direction.
It is.
上記のような寸法関係にある光学系100と対物レンズ
37を用いれば、これらを1つのエレメントとして、例
えば第7図に示すように、複数のエレメントを密接して
配置することができる。第7図では、複数のエレメント
を、矢印り方向には互いにピッチをずらさずに密接して
並べ、一方矢印E方向には互いに隣接するエレメントに
おけるラインセンサ41および42がぶつかり合わない
ように、互いに半ピッチt3/2だけずらして密接して
並べたものである。By using the optical system 100 and the objective lens 37 having the above-mentioned dimensional relationship, it is possible to treat these as one element and arrange a plurality of elements closely together, as shown in FIG. 7, for example. In FIG. 7, a plurality of elements are arranged closely together in the direction of arrow E without shifting the pitch, while in the direction of arrow E, line sensors 41 and 42 in adjacent elements are arranged close to each other so as not to collide with each other. They are arranged closely and shifted by a half pitch t3/2.
このように複数のエレメントを密接して配置すれば、各
エレメント毎に並列して画像処理を行うことができるの
で、より一層の高速処理が可能になる。なお、各エレメ
ント毎の画像処理は、前記第1の実施例と同様にして行
うことができる。By arranging a plurality of elements closely in this manner, image processing can be performed in parallel for each element, thereby enabling even higher speed processing. Note that image processing for each element can be performed in the same manner as in the first embodiment.
次に、本発明の第3の実施例を第8図および第9図に示
す。本実施例は、光照射手段(51〜56)、光検知手
段(57〜60)および画像処理手段(61〜67)か
ら構成されており、特に、光照射手段の集光用レンズ5
6と光検知手段の観測用レンズ57.58とを互いに別
個に備えたものである。Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8 and 9. This embodiment is composed of light irradiation means (51 to 56), light detection means (57 to 60), and image processing means (61 to 67), and in particular, a condensing lens 5 of the light irradiation means.
6 and observation lenses 57 and 58 of the light detection means are provided separately from each other.
光照射手段では、前記実施例とほぼ同様に、レーザ51
から出力されたレーザ光fi+をまず超音波偏向器52
で矢印F方向に振り、これをミラー53およびレンズ5
4を介してシリンドリカルレンズ55を通過させること
により、ライン状の光132に変換する。そして、この
振られたライン状の光”3Zを集光用レンズ56を介し
て被検物M上に照射する。すると、被検物M上において
、集光用レンズ56を介して得られたライン上の光l。In the light irradiation means, the laser 51
First, the laser beam fi+ outputted from the ultrasonic deflector 52
swing it in the direction of arrow F, and then move it to the mirror 53 and lens 5.
By passing the light through the cylindrical lens 55 via the light beam 4, the light is converted into a line-shaped light 132. Then, this waved line-shaped light "3Z is irradiated onto the test object M through the condensing lens 56. Then, on the test object M, the Light on the line l.
が、そのライン方向と直交する方向に走査され、その走
査に応じて光切断線が形成される。is scanned in a direction perpendicular to the line direction, and a light cutting line is formed according to the scanning.
光検知手段では、上記光切断綿から一定な2方向への反
射光’34r 7!35を、別個に設けられた観測用
レンズ57.58を介して、ラインセンサ59.60で
観測する。このように、観測専用のレンズ57.58を
設けたことにより、集光用レンズ56とは無関係に観測
用レンズ57.58の焦点距離を可変にすることができ
、よって所望の分解能を得ることができる。従って、1
μm以下の分解能を要する微小パターンの検査だけでな
く、必要に応じて5〜20μm程度の分解能を要する物
体形状(高さ10〜100μm程度)をも検出すること
ができる。In the light detection means, the line sensor 59.60 observes the reflected light '34r7!35 from the light-cut cotton in two constant directions via a separately provided observation lens 57.58. In this way, by providing the observation lenses 57 and 58, the focal length of the observation lenses 57 and 58 can be made variable independently of the condensing lens 56, and thus the desired resolution can be obtained. Can be done. Therefore, 1
It is possible not only to inspect minute patterns that require a resolution of less than .mu.m, but also to detect object shapes (about 10 to 100 .mu.m in height) that require a resolution of about 5 to 20 .mu.m as necessary.
画像処理手段としては、前記第1の実施例と同様な手段
であってもよいが、他の例として第9図の回路を用いて
もよい。同図では、ラインセンサ59.60の検知信号
を、それぞれならびかえ回・路61.62によって、第
4図Tblと同様にしてならべかえ、垂直面に沿った光
切断画像を得る。このようにして得られた光切断画像は
、周囲からの光の回り込み等の影響で、画像の高さ方向
に若干の広がりを持っているが、その高さ方向の広がり
の中で最高光強度(ピーク)を持つ箇所が、実際の光切
断線と正確に対応している。そこで、ならびかえ回路6
1.62で得られた光切断画像から、ピーク検出回路6
3.64によって上記高さ方向のピークを検出し、その
ピーク値だけからなる光切断画像を取出す。これら2つ
のピーク検出回路63.64で得られた両方向からの光
切断画像を合成回路65で合成することにより、第3図
で述べたように互いに相い補いながら、陰の影響のない
完全な画像を得るとともに、バクーン全体の二次元形状
を得る。これを二値化回路66で二値化することにより
、必要なパターンのみを、不要な部分から区別して取出
す。次に判別回路67で、上記二値化されたパターンを
予め記憶された基準のパターンと比較することにより、
パターンの各種欠陥の有無等を判別する。As the image processing means, the same means as in the first embodiment may be used, but as another example, the circuit shown in FIG. 9 may be used. In the same figure, the detection signals of line sensors 59 and 60 are rearranged by rearrangement circuits 61 and 62, respectively, in the same manner as in FIG. 4 Tbl to obtain a light-cut image along the vertical plane. The light cut image obtained in this way has a slight spread in the height direction of the image due to the influence of light from the surroundings, etc., but the light intensity is the highest within that spread in the height direction. (peak) corresponds exactly to the actual optical cutting line. Therefore, the rearrangement circuit 6
From the photocutting image obtained in 1.62, the peak detection circuit 6
3.64, the peak in the height direction is detected, and a light section image consisting only of the peak value is taken out. By combining the light cut images from both directions obtained by these two peak detection circuits 63 and 64 in the combining circuit 65, they complement each other as described in FIG. In addition to obtaining an image, the two-dimensional shape of the entire Bakun is also obtained. By binarizing this in a binarizing circuit 66, only the necessary patterns are extracted separately from unnecessary parts. Next, the discrimination circuit 67 compares the binarized pattern with a pre-stored reference pattern.
Determines the presence or absence of various defects in the pattern.
なお、本発明において使用される光偏向手段としては、
上述した超音波偏向器に限らず、例えばガルバノミラ−
等を用いてもよい。また、ラインセンサもCCDライン
センサに限定されることはない。Note that the light deflection means used in the present invention includes:
Not limited to the above-mentioned ultrasonic deflector, for example, a galvano mirror
etc. may also be used. Furthermore, the line sensor is not limited to a CCD line sensor either.
また、被検物としてはICJ?3LSIのウェハのみな
らず、プリント板やチップ部品等に用いることができ、
あらゆるパターンに対して適用できるものである。Also, ICJ as a test object? It can be used not only for 3LSI wafers, but also for printed boards, chip parts, etc.
It can be applied to any pattern.
本発明によれば、プリント板やチップ部品のみならず、
ICやLSIのウェハ等における多層三次元の微細パタ
ーンをも、そのコントラストの良し悪しや表面形状の凹
凸等の影響を受けることなく、正確に検出することがで
きる。According to the present invention, not only printed boards and chip parts, but also
Even multilayer three-dimensional fine patterns on IC or LSI wafers, etc., can be accurately detected without being affected by the quality of the contrast or the unevenness of the surface shape.
第1図+8)〜(C)は本発明の原理図、第2図は本発
明の第1の実施例を示す構成図、第3図は2方向からの
検知における利点を示すための図、
第4図(a)および(b)は第2図に示した画像処理回
路22による画像処理を示す図、
第5図は本発明の第2の実施例を示す構成図、第6図(
a)および(blは同実施例に係る光学系の構成を示す
側面図および正面図、
第7図は同実施例に係るエメントを複数密接して配置し
た場合の一例を示す平面構成図、第8図は本発明の第3
の実施例を示す構成図、第9図は同実施例における画像
処理回路を示すブロック図である。
l・・・光照射手段、
la・・・光偏向手段、
2・・・光検知手段、
2a・・・ラインセンサ、
3・・・画像処理手段、
15・・・超音波偏向器、
16・・・偏光分離膜、
17・・・対物レンズ、
20.21・・・ラインセンサ、
22・・・画像処理回路、
34・・・超音波偏向器、
36・・・ビームスプリフタ、
37・・・対物レンズ、
38・・・プリズムミラー、
39.40・・・反射ミラー、
41.42・・・ラインセンサ、
52・・・超音波偏向器、
56・・・集光用レンズ、
57.58・・・観測用レンズ、
59.60・・・ラインセンサ。Figures 1+8) to (C) are diagrams of the principle of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram showing the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a diagram showing the advantages in detection from two directions, 4(a) and 4(b) are diagrams showing image processing by the image processing circuit 22 shown in FIG. 2, FIG. 5 is a block diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG.
a) and (bl) are a side view and a front view showing the configuration of the optical system according to the same embodiment, FIG. Figure 8 shows the third aspect of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing an image processing circuit in the same embodiment. l... Light irradiation means, la... Light deflection means, 2... Light detection means, 2a... Line sensor, 3... Image processing means, 15... Ultrasonic deflector, 16. ...Polarization separation film, 17...Objective lens, 20.21...Line sensor, 22...Image processing circuit, 34...Ultrasonic deflector, 36...Beam splitter, 37...・Objective lens, 38... Prism mirror, 39.40... Reflection mirror, 41.42... Line sensor, 52... Ultrasonic deflector, 56... Condensing lens, 57.58 ...Observation lens, 59.60...Line sensor.
Claims (1)
射するとともに、該ライン状の光を光偏向手段(1a)
によって前記光のライン方向と直角方向に走査する光照
射手段(1)と、該光照射手段による前記走査に応じて
前記被検物上に形成される光切断線を、前記ライン状の
光の照射方向とは異なる一定方向からラインセンサ(2
a)で順次検知する光検知手段(2)と、該光検知手段
から得られる光切断画像に基づき、前記被検物上のパタ
ーンの三次元形状を検出する画像処理手段(3)とを具
備することを特徴とするパターン検査装置。 2)前記光検知手段は、前記ラインセンサを2組備え、
前記光切断線の検知を互いに異なる2方向から行うこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のパターン検査
装置。 3)前記光照射手段および前記光検知手段は対物レンズ
(17)を共有し、前記光偏向手段を通過した光を前記
対物レンズの中央部を介して前記被検物上に照射すると
ともに、前記光切断線を前記対物レンズの端部を介して
前記ラインセンサで検知することを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第2項記載のパターン検査装置。 4)前記光照射手段および前記光検知手段は更に、一定
の偏光方向を持つ光のみを透過し前記偏光方向とは直角
な偏光方向を持つ光を反射する偏光分離膜(16)を共
有し、該偏光分離膜により、前記光偏向手段で得られた
光を透過して前記対物レンズに導くとともに、前記対物
レンズを介して得られた前記光切断線からの散乱光成分
を反射して前記ラインセンサに導くことを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載のパターン検査装置。 5)前記光検知手段は、前記対物レンズを介して得られ
る前記光切断線からの反射光を前記ラインセンサに導く
ためのプリズムミラー(38)および反射ミラー(39
,40)を備え、該プリズムミラー、反射ミラーおよび
前記ラインセンサから構成される光学系(100)の前
記ラインセンサに対する直角方向の寸法が、前記対物レ
ンズの直径以下であることを特徴とする特許請求の範囲
第3項もしくは第4項記載のパターン検査装置。 6)前記光学系および前記対物レンズからなる複数のエ
レメントを、前記ラインセンサのライン方向には互いに
ピッチをずらさずに密接して配置し、該ライン方向と直
交する方向には互いに半ピッチずらして密接して配置し
たことを特徴とする特許請求の範囲5項記載のパターン
検査装置。 7)前記光照射手段は前記光偏向手段を通過した光を前
記被検物上に導くための集光用レンズ(56)を有し、
前記光検知手段は前記被検物上からの反射光を前記ライ
ンセンサに導くための観測用レンズ(57,58)を前
記集光レンズとは別個に有し、該結像レンズの焦点距離
を変更可能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項記載のパターン検査装置。 8)前記画像処理手段は、前記ライン状の光のライン方
向と直角方向に移動する前記被検物上の各位置を前記ラ
インセンサで順次検知して得られる検知信号の処理順序
を変更して、前記被検物上の同一位置に形成された光切
断線と同一の光分布を得、該光分布に基づき前記パター
ンの三次元形状を検出することを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第7項のいずれか1つに記載のパターン
検査装置。 9)前記光偏向手段はガルバノミラーであることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれか1つ
に記載のパターン検査装置。 10)前記光偏向手段は超音波偏向器(15,34,5
2)であることを特徴とする特許請求の範囲1項乃至第
8項のいずれか1つに記載のパターン検査装置。 11)前記ラインセンサはCCDラインセンサであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第10項のい
ずれか1つに記載のパターン検査装置。[Claims] 1) A line-shaped light is irradiated onto the test object on which a pattern is formed, and the line-shaped light is deflected by a light deflecting means (1a).
A light irradiation means (1) that scans in a direction perpendicular to the line direction of the light, and a light cutting line formed on the test object according to the scanning by the light irradiation means, Line sensor (2) from a certain direction different from the irradiation direction
a); and an image processing means (3) that detects the three-dimensional shape of the pattern on the test object based on the light sectioned image obtained from the light detection means. A pattern inspection device characterized by: 2) The light detection means includes two sets of the line sensors,
2. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical cutting line is detected from two different directions. 3) The light irradiation means and the light detection means share an objective lens (17), and the light that has passed through the light deflection means is irradiated onto the object through the center of the objective lens, and 3. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein the optical cutting line is detected by the line sensor through an end of the objective lens. 4) The light irradiation means and the light detection means further share a polarization separation film (16) that transmits only light having a certain polarization direction and reflects light having a polarization direction perpendicular to the polarization direction, The polarization separation film transmits the light obtained by the light deflecting means and guides it to the objective lens, and also reflects the scattered light component from the light cutting line obtained through the objective lens to separate the light from the line. The pattern inspection device according to claim 3, characterized in that the pattern inspection device is guided to a sensor. 5) The light detection means includes a prism mirror (38) and a reflection mirror (39) for guiding reflected light from the light cutting line obtained through the objective lens to the line sensor.
, 40), wherein a dimension of an optical system (100) composed of the prism mirror, the reflective mirror, and the line sensor in a direction perpendicular to the line sensor is equal to or less than the diameter of the objective lens. A pattern inspection device according to claim 3 or 4. 6) A plurality of elements including the optical system and the objective lens are arranged closely together without shifting pitches from each other in the line direction of the line sensor, and are shifted by half a pitch from each other in a direction perpendicular to the line direction. The pattern inspection device according to claim 5, characterized in that the pattern inspection device is arranged closely. 7) The light irradiation means has a condensing lens (56) for guiding the light that has passed through the light deflection means onto the test object,
The light detection means has an observation lens (57, 58) separate from the condenser lens for guiding the reflected light from the object to the line sensor, and has a focal length of the imaging lens. Claim 1 characterized in that it is changeable.
The pattern inspection device according to item 1 or 2. 8) The image processing means changes the processing order of detection signals obtained by sequentially detecting each position on the object moving in a direction perpendicular to the line direction of the linear light with the line sensor. , obtaining the same light distribution as a light section line formed at the same position on the test object, and detecting the three-dimensional shape of the pattern based on the light distribution. The pattern inspection device according to any one of items 7 to 8. 9) The pattern inspection apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the light deflection means is a galvano mirror. 10) The optical deflection means is an ultrasonic deflector (15, 34, 5
2) The pattern inspection device according to any one of claims 1 to 8. 11) The pattern inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the line sensor is a CCD line sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14294686A JPS62299706A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Pattern inspecting instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14294686A JPS62299706A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Pattern inspecting instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62299706A true JPS62299706A (en) | 1987-12-26 |
Family
ID=15327324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14294686A Pending JPS62299706A (en) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Pattern inspecting instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62299706A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181424B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-01-30 | Mitsumasa Okabayashi | Three-dimensional measurement apparatus |
JP2008124084A (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Hitachi High-Technologies Corp | Shape monitoring apparatus and shape monitoring method |
JP2014016358A (en) * | 2009-01-13 | 2014-01-30 | Semiconductor Technologies & Instruments Pte Ltd | System and method for inspecting wafer |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14294686A patent/JPS62299706A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181424B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-01-30 | Mitsumasa Okabayashi | Three-dimensional measurement apparatus |
JP2008124084A (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Hitachi High-Technologies Corp | Shape monitoring apparatus and shape monitoring method |
JP2014016358A (en) * | 2009-01-13 | 2014-01-30 | Semiconductor Technologies & Instruments Pte Ltd | System and method for inspecting wafer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1800837B (en) | Optical inspection with alternating configurations | |
JP3411780B2 (en) | Laser microscope and pattern inspection apparatus using this laser microscope | |
US7492452B2 (en) | Defect inspection method and system | |
TWI402498B (en) | An image forming method and image forming apparatus | |
JPH10326587A (en) | Confocal microscope with electric scanning table | |
JP2008096430A (en) | Method and apparatus for detecting defect | |
JP4041854B2 (en) | Imaging apparatus and photomask defect inspection apparatus | |
JP2001124530A (en) | Method and apparatus for detecting solid shape and method and apparatus for inspection | |
JP2008051666A (en) | Flaw inspection device | |
JPS62299706A (en) | Pattern inspecting instrument | |
JP4654349B2 (en) | Defect inspection system for phase shift mask | |
JPH03102249A (en) | Method and apparatus for detecting foreign matter | |
JPS61176838A (en) | Inspection of defect of transparent or semi-transparent plate-shaped body | |
JP3189796B2 (en) | Defect inspection method and device | |
JP2667416B2 (en) | Pattern defect inspection method | |
JP2016102776A (en) | Inspection device and method for inspection | |
JP3336392B2 (en) | Foreign matter inspection apparatus and method | |
JP4576500B2 (en) | Defect inspection system for phase shift mask | |
JPH0251007A (en) | Apparatus for inspecting shape of linear object | |
JPH03231105A (en) | Method and apparatus for appearance inspection of soldered part | |
JPH095045A (en) | Photo/detector | |
JPH1089927A (en) | Bump inspection device | |
JPH03180707A (en) | Surface defect detecting device | |
KR20040065610A (en) | Method and system for fast on-line electro-optical detection of wafer defects | |
JPS63315936A (en) | Pattern and foreign matter discriminating device |