JPS632041B2 - - Google Patents

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JPS632041B2
JPS632041B2 JP7577880A JP7577880A JPS632041B2 JP S632041 B2 JPS632041 B2 JP S632041B2 JP 7577880 A JP7577880 A JP 7577880A JP 7577880 A JP7577880 A JP 7577880A JP S632041 B2 JPS632041 B2 JP S632041B2
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JP
Japan
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pattern
inspected
fourier transform
defect
unit
Prior art date
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JP7577880A
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English (en)
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JPS572522A (en
Inventor
Nobuo Tsumita
Shunsuke Mukasa
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP7577880A priority Critical patent/JPS572522A/ja
Publication of JPS572522A publication Critical patent/JPS572522A/ja
Publication of JPS632041B2 publication Critical patent/JPS632041B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、レーザ光回折パターン空間周波数
フイルタリング方式(以下、単に空間フイルタリ
ング方式という)を用い、被検査パターンを等速
平行移動させながら逆フーリエ変換面上に設置し
たフオトデイテクタアレイにより、単位矩形開口
の規則的配列で成る被検査パターン中の形状欠陥
の有無及び位置を自動検出する規則性パターンの
欠陥検査装置に関する。
先ず、空間フイルタリング方式を利用したこの
発明による欠陥検査装置の基本構成を、第1図に
示して説明する。
レーザ発振器1を出たレーザビーム2は、コリ
メータ3により拡大された平行光4となつて被検
査パターン5に照射される。被検査パターン5は
フーリエ変換レンズ7の前焦点面上に置かれてお
り、後焦点面上には被検査パターン5を通過する
時に回折した光6によつて被検査パターン5のフ
ーリエ変換スペクトルが現われる。しかして、フ
ーリエ変換レンズ7の後焦点面上には、被検査パ
ターン5の正常パターンの(フーリエ変換レンズ
7による)フーリエ変換スペクトル強度分布のネ
ガパターン、すなわち空間フイルタ8が置かれて
おり、被検査パターン5のフーリエ変換スペクト
ルのうち正常パターンに相当するスペクトルのみ
が空間フイルタ8によつて吸収され、欠陥パター
ンに相当するスペクトルは透過する。
ところで、この空間フイルタ8は逆フーリエ変
換レンズ10の前焦点面上に置かれているため、
空間フイルタ8を透過した光9は逆フーリエ変換
レンズ10により逆フーリエ変換され、逆フーリ
エ変換レンズ10の後焦点面上に空間フイルタリ
ングされた逆フーリエ変換像、すなわち被検査パ
ターン5の逆像の欠陥部分だけの像が現われ、逆
フーリエ変換像面に配設されたフオトデイテクタ
アレイ11によつて検出される。
ここにおいて、被検査パターン5を平行光4内
で光軸12に直角に平行移動してもフーリエ変換
の移行則により、フーリエ変換レンズ7の後焦点
面上に現われるフーリエ変換パターンに変化はな
い。したがつて、被検査パターン5を平行移動し
ても同様に、被検査パターン5のフーリエ変換ス
ペクトルのうち正常パターンに相当するスペクト
ルのみが空間フイルタ8によつて吸収され、欠陥
パターンに相当するスペクトルは透過する。かく
して、被検査パターン5の平行移動により逆フー
リエ変換像は光軸対称の逆方向に移動、つまり被
検査パターン5の逆像の欠陥部分だけの像が、光
軸12を挾んで被検査パターン5の移動方向と反
対の方向に逆フーリエ変換面上を移動する。
第1図において、被検査パターン5の移動方向
を紙面に直角な方向とし、逆フーリエ変換面上の
フオトデイテクタアレイ11の配列方向を紙面に
平行な方向とすれば、逆フーリエ変換面上を移動
する欠陥像はフオトデイテクタアレイ11を直角
に横切ることになり、欠陥像が横切る位置にある
単位フオトデイテクタ13により欠陥像の出力信
号として検出される。
また、被検査パターン5の移動に伴ない、その
移動距離に関する情報を出力する装置を本欠陥検
査装置に設置することにより、被検査パターン中
において検出された欠陥の位置を知ることができ
る。例を上げて説明すると、今、被検査パターン
の移動方向に直角な方向をX方向、平行な方向を
Y方向とすれば、X方向の欠陥位置成分は、逆フ
ーリエ変換面上において欠陥像が横切る単位フオ
トデイテクタのフオトデイテクタアレイ方向の位
置によつて検出でき、Y方向のそれは、被検査パ
ターンの固定台及び本体に位置スケール、さらに
高精度が要求される場合には回折格子のモアレ縞
を利用した位置変位検出装置等を設ける、あるい
は被検査パターンを移動させるためのモータ等の
駆動軸部分にロータリエンコーダを設ける、等の
手段によつて検出可能である。これら以外にも、
Y方向の欠陥位置成分は、被検査パターンが等速
移動するため移動開始時を起点として時間を計数
することによつても求めることができる。
次に、被検査パターン中の形状欠陥について第
2図A,Bを参照して説明すると、同図Aは単位
矩形開口16の規則的配列で成る被検査パターン
の一例を示しているが、このようなパターン中に
生じる欠陥には、(1)単位矩形開口16のエツジ部
分より外側に発生した欠陥14と、(2)単位矩形開
口16のエツジ部分より内側に発生した欠陥15
とがある。これら両タイプの欠陥14,15は、
逆フーリエ変換面上に第2図Bのように欠陥部分
だけの像14′,15′となつて現われる。つま
り、第2図Bの斜線部分が輝点となる。しかし
て、被検査パターン中には種々のサイズ及び形状
の欠陥が発生するが、次に説明するような条件に
よつて欠陥の許容範囲が決定される場合、その範
囲を越える欠陥がこの発明の検査装置によつて検
出される。すなわち、この発明が対象とする欠陥
は欠陥部分の面積及び高さによつて規定される
が、被検査パターンを構成する単位矩形開口16
を示す第3図において、欠陥部分の面積Sdが最大
許容面積Sを越え、かつ検査されるべき開口辺1
8からの最大許容高さhを越えるものであれば、
欠陥14又は15の如き欠陥のタイプに関係なく
欠陥として検出する。
一般に、逆フーリエ変換面における被検査パタ
ーンの単位矩形開口像は、その開口辺の部分が欠
陥として認識する必要のない微小形状の不良部分
等によつて明るくなる。そして、欠陥の許容範囲
決定条件が上述のように面積Sと高さhによつて
定められる場合、上記微小形状の不良部分等に基
づく明るいエツジ部分は検出せずに、真の欠陥だ
けを簡単な信号処理回路で検出するために、この
発明では以下に述べるフオトデイテクタアレイ1
1を用いる。フオトデイテクタアレイ11は矩形
開口を持つ複数の単位フオトデイテクタ22の配
列で構成され、被検査パターンの移動により得ら
れる出力信号は欠陥の最大許容面積Sに相当した
スレツシヨルドを持つコンパレータにより2値化
され、これにより欠陥検出が行なわれる。
先ず、単位フオトデイテクタ22の互いに隣接
する辺19について第3図を参照して説明する
と、辺19は欠陥の最大許容面積Sを最大許容高
さhで除算した値S/hに等しい長さを有してい
る。今、辺19の長さがS/hよりも大きいフオ
トデイテクタを用いたとすると、上記明るいエツ
ジ部分と真の欠陥とが等しい明部面積を持つた場
合に、コンパレータのみによつては識別不可能と
なり、また、辺19の長さがS/hより小さいと
欠陥像をその長さの中に含みきれない場合が生
じ、欠陥面積によつて判断しようとするとコンパ
レータの他に積分回路又はクロツク発生器、カウ
ンタ等の外部回路が必要となる。したがつて、辺
19の長さをS/hにすることにより単位矩形開
口像の明るいエツジ部分と真の欠陥とを識別し、
真の欠陥のみを簡単な信号処理回路によつて検出
することができる。
次に、単位フオトデイテクタ22の辺19に直
角な辺20の長さ及びフオトデイテクタアレイ1
1の設置方法について説明する。辺20の長さは
この辺20に平行な方向の単位矩形開口ピツチと
相対的な関係を有し、検出される欠陥位置の上述
のX方向の精度及び欠陥の発生頻度に応じて決め
ることができる。すなわち、被検査パターンの平
行移動方向に直角な方向の単位矩形開口ピツチを
2dとすると、辺20の長さlはnを自然数とし
て(1)式の関係を有する。
l=nd ……(1) しかして、フオトデイテクタアレイ11を、そ
れを構成する単位フオトデイテクタ22の接合辺
が単位矩形開口像の中心線(第4図AのA)又は
単位矩形開口像の境界線(第4図AのB)になる
べく一致するように逆フーリエ変換面上に配設す
る。
ここで、(1)式及びフオトデイテクタアレイ11
の設置方法を第4図A〜Eによつて説明すると、
これらは被検査パターン像の部分図でその平行移
動方向に直角な方向に並んだ単位矩形開口群像を
示している。第4図Aは欠陥検出位置の精度を最
も高めた場合であり、辺20の長さlはdに等し
く各々の単位フオトデイテクタ22が単位矩形開
口像16′の検査されるべき各辺に対応している
ため、単位矩形開口の辺を単位とした欠陥検出位
置の精度が得られる。この場合、長さlがdに等
しいため、単位フオトデイテクタ22の接合辺1
9は単位矩形開口像の中心線A及び境界線Bにほ
ぼ一致した状態になつている。ここで、フオトデ
イテクタアレイ11の配設方法に関し、辺19を
単位矩形開口像の辺18′に一致させるようにフ
オトデイテクタアレイ11を設置しても欠陥検出
は可能であるが、辺19,18′のわずかのずれ
によつて辺19が陥像内に入つてしまうと、1個
の欠陥像を隣接する2個の単位フオトデイテクタ
によつて分割検出してしまい、各々の出力信号が
最大許容面積Sに相当するスレツシヨルドレベル
に達しない場合が生ずる。これに対し、辺19が
中心線A又は境界線Bの近くに位置するようにフ
オトデイテクタアレイ11を配設すれば、上述の
如き問題が生ぜず、フオトデイテクタアレイ11
の配設時における位置精度の許容値を大きくする
ことができる。
また、第4図B及びCは単位矩形開口を単位と
した欠陥検出の位置精度を得るものであり、両者
共にl=2dとなつている。すなわち、第4図B
は単位フオトデイテクタ22の接合辺19が単位
矩形開口像の中心線Aにほぼ一致している場合で
あり、同図Cは単位矩形開口像の境界線Bにほぼ
一致している場合である。
一方、第4図Dはl=4dの例であり、同図E
はl=8dの例であり、欠陥の発生頻度が比較的
低く、それほど高い欠陥位置精度が必要とされな
い場合に有効かつ実用的である。これらは接合辺
19が単位矩形開口像の境界線Bにほぼ一致して
いる場合の例であるが、中心線Aに一致させるよ
うにすることも可能である。
上述のようにフオトデイテクタアレイ11を配
設し、被検査パターン5を光軸に直角な面内にお
いて単位矩形開口16の検査されるべき辺18に
平行な方向、すなわち矢印23の方向に等速平行
移動させると、逆フーリエ変換面上では矢印23
とは反対の方向(矢印24)に逆フーリエ変換像
が移動し、欠陥像がフオトデイテクタアレイ11
を横切る。その結果、欠陥像が横切る位置にある
単位フオトデイテクタから欠陥面積に対応した電
気信号PDが得られるので、これを第5図に示す
ような信号処理回回路によつて処理する。すなわ
ち、単位フオトデイテクタからの検出信号PDを
増幅器27で増幅し、第6図Aに示すような信号
PDSを得、この信号PDSを欠陥の最大許容面積
Sに相当するスレツシヨルド値26を有するコン
パレータ28に送る。コンパレータ28は信号
PDSとスレツシヨルド値26との比較を行ない
(第6図A)、スレツシヨルド値26を越えた時
(時点t1〜t2)に欠陥信号DSを出力する(第6図
B)。かくして、最大許容面積Sを越える欠陥が
欠陥信号DSとして検出され、被検査パターン5
の移動距離を測定する装置で距離データを求める
ことにより、欠陥が検出された場合の被検査パタ
ーン5におけるその欠陥の位置を認識することが
できる。
以上のようにこの発明の欠陥検査装置によれ
ば、単位矩形開口の規則的配列で成る被検査パタ
ーン中に生じた面積及び高さによつて規定される
形状欠陥を、簡単な外部回路を設けるだけで高速
に検出することができ、かつ検出された形状欠陥
の被検査パターン中における位置を認識すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は空間フイルタリング方式による欠陥検
査装置の基本構成を示す図、第2図A及びBは単
位矩形開口の規則的配列で成る被検査パターン図
及びその逆フーリエ変換像を示す図、第3図は欠
陥の許容範囲を決定する条件及びフオトデイテク
タアレイの幅を説明するための図、第4図A〜E
は単位フオトデイテクタのサイズ及び単位矩形開
口の位置的関係を示す図、第5図はこの発明によ
る信号処理回路の一例を示すブロツク図、第6図
A,Bはその動作例を示すタイムチヤートであ
る。 1……レーザ発振器、2……レーザビーム、3
……コリメータ、5……被検査パターン、7……
フーリエ変換レンズ、8……空間フイルタ、10
……逆フーリエ変換レンズ、11……フオトデイ
テクタアレイ、13,22……単位フオトデイテ
クタ、14,15……欠陥、16……単位矩形開
口、27……増幅器、28……コンパレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザ光回折パターン空間周波数フイルタリ
    ング方式を用いて、単位矩形開口の規則的配列で
    成る規則性被検査パターン中の形状欠陥を検出す
    る装置において、 前記被検査パターンに平行光を当ててその透過
    光をフーリエ変換手段を介して空間周波数フイル
    タに与え、この空間周波数フイルタを出た光を逆
    フーリエ変換手段を介して光電変換手段に与える
    光学装置と、 前記被検査パターンを前記光学装置の光軸に直
    角な面内で、前記単位矩形開口の一辺に平行に等
    速平行移動するための移動装置と、 一辺が前記形状欠陥の最大許容面積Sを最大許
    容高さhで除した値S/hに等しい長さを有し、
    他の一辺は前記等速平行移動方向に直角な方向の
    前記単位矩形開口のピツチの半分の整数倍に等し
    い長さを有する矩形開口を持ち複数の単位フオト
    デイテクタを、前記値S/hに等しい長さを有す
    る辺で互いに接合するように配列して成るフオト
    デイテクタアレイと、 前記等速平行移動に従つて前記被検査パターン
    の移動距離情報を出力する出力装置と、 を具え、前記フオトデイテクタアレイをその配
    列方向が光軸及び前記等速平行移動方向に直角
    に、かつ前記単位フオトデイテクタが互いに接合
    する辺が前記単位矩形開口像の前記等速平行移動
    方向に平行な中心線又は境界線にほぼ一致するよ
    うに逆フーリエ変換面上に固設することにより、
    前記被検査パターン中の形状欠陥の有無及び位置
    を検出し得るようにしたことを特徴とする規則性
    パターンの欠陥検査装置。
JP7577880A 1980-06-05 1980-06-05 Defect inspecting device for regular pattern Granted JPS572522A (en)

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JPS572522A JPS572522A (en) 1982-01-07
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62220239A (ja) * 1986-03-20 1987-09-28 Hitachi Metals Ltd アプセツト加工用アンビル
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JPS5191737A (ja) * 1975-02-10 1976-08-11
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