JPS63210755A - パターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法 - Google Patents
パターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法Info
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- JPS63210755A JPS63210755A JP62045631A JP4563187A JPS63210755A JP S63210755 A JPS63210755 A JP S63210755A JP 62045631 A JP62045631 A JP 62045631A JP 4563187 A JP4563187 A JP 4563187A JP S63210755 A JPS63210755 A JP S63210755A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は１例んばバターニングされた半導体集積回路
環、規則的に配列された被検パターンの表面欠陥や異物
を、レーザ光回折パターン空間周波数フィルタリング方
式を用いて検出するパターン欠陥検査装置に関するもの
である。
環、規則的に配列された被検パターンの表面欠陥や異物
を、レーザ光回折パターン空間周波数フィルタリング方
式を用いて検出するパターン欠陥検査装置に関するもの
である。
従来、この種の装置として１例えば特公昭５６−１６５
４２号公報に記載のものがあり、これは被検物の透過像
を用いてパターンの欠陥検査を行っていた〇 一万１反射像を用いるものとしで、同一出願人による「
パターン欠陥検査装置」 出願特願昭（ＡＪ１０６４）号明細書に記載のものがあ
る。
４２号公報に記載のものがあり、これは被検物の透過像
を用いてパターンの欠陥検査を行っていた〇 一万１反射像を用いるものとしで、同一出願人による「
パターン欠陥検査装置」 出願特願昭（ＡＪ１０６４）号明細書に記載のものがあ
る。
＠４図はこのような反射型のパターン欠陥装置を示す構
成図であり１図に２いて、（１）はレーザ等の可干渉光
源、（２）は光源からの光を拡大して平行光にするため
のコリメータ、（５）と（至）はノーーフばラ−，＋４
１は載物台に載せられた被検物で規則的な被検パターン
を有する。（６）は被検物（４）を移動させるＸ−Ｙス
テージ、（７）は被検物（４）乃１らの反射光を集める
レンズ、Ｕは被検物（４）のレンズ（７）による結像位
置ζこ配置された欠陥検出用カメラ、（２）はカメラ（
６）からの出力信号を処理して欠陥位置を検出する信号
処理部、α荀は欠陥を表示するＴＶモニタ、αηはレン
ズ（８）の焦点（後焦点）位置に置かれ、被検物（４）
の正常パターンによる回折光を除去する空間フィルタ、
（至）はレンズ（７）の後焦点位檜での反射光による回
折パターンの位置を検出するカメラ、【４はこの回折パ
ターンの正規の位置からの位置ずれ量を算出し、アオリ
角調整機構３つと回転角調整機構（至）に補正指令を発
する制御装置、■は回転ステージである。
成図であり１図に２いて、（１）はレーザ等の可干渉光
源、（２）は光源からの光を拡大して平行光にするため
のコリメータ、（５）と（至）はノーーフばラ−，＋４
１は載物台に載せられた被検物で規則的な被検パターン
を有する。（６）は被検物（４）を移動させるＸ−Ｙス
テージ、（７）は被検物（４）乃１らの反射光を集める
レンズ、Ｕは被検物（４）のレンズ（７）による結像位
置ζこ配置された欠陥検出用カメラ、（２）はカメラ（
６）からの出力信号を処理して欠陥位置を検出する信号
処理部、α荀は欠陥を表示するＴＶモニタ、αηはレン
ズ（８）の焦点（後焦点）位置に置かれ、被検物（４）
の正常パターンによる回折光を除去する空間フィルタ、
（至）はレンズ（７）の後焦点位檜での反射光による回
折パターンの位置を検出するカメラ、【４はこの回折パ
ターンの正規の位置からの位置ずれ量を算出し、アオリ
角調整機構３つと回転角調整機構（至）に補正指令を発
する制御装置、■は回転ステージである。
次に動作について説明する。可干渉光源１１．１から発
した光は、ハーフミラ−（５）により反射され被検物（
４）の被検パターンに照射される。被検物（４）からの
反射光はハーフミラ−（５）を透過し、レンズ（７）で
集光された後、゛ハーフミラ−（９）により２つに分け
られ、−万は空間フィルタαηに到り、他方は回折パタ
ーン位置検出用カメラ３３１こ入光する。空間フィルタ
αηはその位置で正常バター／の回折パターンを写真乾
板を露光して作製され、現像処理後再び露光位置に正確
にもどして固定される。次に検査時には反射光による回
折光をカメラＣ１３を観察しその回折パターンの位置を
検出する。制御装置ζＡで被検物の光軸に対するアオリ
角と回転角のずれを補正する指示８調整機構田、（至）
１回転ステージ朝に与え、フィルタａｎの回折パターン
と被検物の正常パターンの回折光との位置合わせを行な
うと。
した光は、ハーフミラ−（５）により反射され被検物（
４）の被検パターンに照射される。被検物（４）からの
反射光はハーフミラ−（５）を透過し、レンズ（７）で
集光された後、゛ハーフミラ−（９）により２つに分け
られ、−万は空間フィルタαηに到り、他方は回折パタ
ーン位置検出用カメラ３３１こ入光する。空間フィルタ
αηはその位置で正常バター／の回折パターンを写真乾
板を露光して作製され、現像処理後再び露光位置に正確
にもどして固定される。次に検査時には反射光による回
折光をカメラＣ１３を観察しその回折パターンの位置を
検出する。制御装置ζＡで被検物の光軸に対するアオリ
角と回転角のずれを補正する指示８調整機構田、（至）
１回転ステージ朝に与え、フィルタａｎの回折パターン
と被検物の正常パターンの回折光との位置合わせを行な
うと。
検査時の正常パターンによる回折光はフィルタ上の回折
パターン（こよりカットされ除去され、欠陥信号がカメ
ラ（６）で観測され、モニタ０４が映し出される。
パターン（こよりカットされ除去され、欠陥信号がカメ
ラ（６）で観測され、モニタ０４が映し出される。
従来のパターン欠陥検査装置は以上のように構成されて
いるので、被検物の光軸に対するアオリ角・回転角が変
化すると、レンズの後焦点面に現れる回折パターンの位
置と、フィルタに記録されている回折パターンの位置と
がずれるために、被検橿（４）を動かすたびにアオリ角
・回転角のずれを検出し、補正してやらねばならないと
いう欠点を持っていたうまたーフィルタ材料が写真乾板
であるために、被検物のパターンが変わるたび會こ新た
（こフィルタを作製せねばならず、オフラインでの現像
処理を行なわねばならないとい６問題点かあつた。
いるので、被検物の光軸に対するアオリ角・回転角が変
化すると、レンズの後焦点面に現れる回折パターンの位
置と、フィルタに記録されている回折パターンの位置と
がずれるために、被検橿（４）を動かすたびにアオリ角
・回転角のずれを検出し、補正してやらねばならないと
いう欠点を持っていたうまたーフィルタ材料が写真乾板
であるために、被検物のパターンが変わるたび會こ新た
（こフィルタを作製せねばならず、オフラインでの現像
処理を行なわねばならないとい６問題点かあつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさｎ
たもので、欠陥検出を行なう際に、毎回被検物（こｌ対
１で対応する空間フィルタが、オンラインでし力）も実
時間で作製でき、さらに被検物のアオリ角や回転角を補
正する必要がないために、極めて単純な光学系で高速か
つ高性能な欠陥検出処理が可能なパターン欠陥検査装置
を得ることを目的としている。
たもので、欠陥検出を行なう際に、毎回被検物（こｌ対
１で対応する空間フィルタが、オンラインでし力）も実
時間で作製でき、さらに被検物のアオリ角や回転角を補
正する必要がないために、極めて単純な光学系で高速か
つ高性能な欠陥検出処理が可能なパターン欠陥検査装置
を得ることを目的としている。
この発明に係るパターン欠陥検査装置は、被検物の回折
光を空間的にフィルタリングするものとして、実時間動
作で記録・消去可能な光空間変調素子を用いるものであ
る。
光を空間的にフィルタリングするものとして、実時間動
作で記録・消去可能な光空間変調素子を用いるものであ
る。
この発明に２けるパターン欠陥検査装置は、被、検パタ
ーンが、規則性あるパターンの場合はレンズの後焦点面
に現れる回折光の光強度が強く、規則性のない欠陥や異
物は回折光の光強度が弱いという事を利用したもので、
光空間に調素子は光の強い部分のみを実時間で記録し、
例えばその光の偏光方向を変化させるために、出力側に
偏光素子８ｆき、この強い回折光８遮断するようにし、
一方１弱い回折光は偏光方向の変化がほとんどないので
偏光素子を透過するよつにして欠陥を検出する。また、
記録された回折バター７の消去は例えば電圧印加と光の
照射音こより容易に行なろことができる。
ーンが、規則性あるパターンの場合はレンズの後焦点面
に現れる回折光の光強度が強く、規則性のない欠陥や異
物は回折光の光強度が弱いという事を利用したもので、
光空間に調素子は光の強い部分のみを実時間で記録し、
例えばその光の偏光方向を変化させるために、出力側に
偏光素子８ｆき、この強い回折光８遮断するようにし、
一方１弱い回折光は偏光方向の変化がほとんどないので
偏光素子を透過するよつにして欠陥を検出する。また、
記録された回折バター７の消去は例えば電圧印加と光の
照射音こより容易に行なろことができる。
従って、被検物に１対１で対応ず空間フィルタが実時間
で作製でさ、しかも同時に欠陥を抽出するため、被検パ
ターンが変更されるよろな場合でも即対応でき、オンラ
インでの検査を可能昏こする。
で作製でさ、しかも同時に欠陥を抽出するため、被検パ
ターンが変更されるよろな場合でも即対応でき、オンラ
インでの検査を可能昏こする。
以上、この発明の一実施例を図についで説明する。祇１
図はこの発明の一実施例によるパターン欠陥検査装置を
示す構成図であり２図において。
図はこの発明の一実施例によるパターン欠陥検査装置を
示す構成図であり２図において。
＋１１は可干渉光源であり１例んばアルゴンレーザ光源
、（３）は７ヤソタ、（８）は光空間変調素子ＯＱを初
期化するための白色光源ランプ、（９）はその電源部。
、（３）は７ヤソタ、（８）は光空間変調素子ＯＱを初
期化するための白色光源ランプ、（９）はその電源部。
ｑｌ）は光空間変：Ｊ＠素子αｑの電源部であり、ａＱ
はこれらシャッタ（３）、電源部（９）、Ｑｌ）、及び
Ｘ−Ｙステージ（６）、信号処理部（２）をコントロー
ルする制御装置である。また、αｅは保持台である。
はこれらシャッタ（３）、電源部（９）、Ｑｌ）、及び
Ｘ−Ｙステージ（６）、信号処理部（２）をコントロー
ルする制御装置である。また、αｅは保持台である。
ここで、光空間変調素子αＱは実時間で被検物の正常パ
ターンによる回折光を記録し、正常パターンによる回折
光を遮断する。また、記録された回折パターンの消去が
実時間で可能なものである。
ターンによる回折光を記録し、正常パターンによる回折
光を遮断する。また、記録された回折パターンの消去が
実時間で可能なものである。
これを実現するものとして１例えばＢ５０（オプトロニ
クス（１９ｇ４） 、１６ｔｌ ｐ５９参照）やＢＧＯ
（光家％’ｏｌ １４ ）％１ （１９８５） ｐ１９
参照）等の光伝導性及びポッケルス効果を有する電気光
学材料（ＰＭＯＰ素子）■と偏光子口、検光子α９で構
成されるものがあげられる。
クス（１９ｇ４） 、１６ｔｌ ｐ５９参照）やＢＧＯ
（光家％’ｏｌ １４ ）％１ （１９８５） ｐ１９
参照）等の光伝導性及びポッケルス効果を有する電気光
学材料（ＰＭＯＰ素子）■と偏光子口、検光子α９で構
成されるものがあげられる。
＠２図はこの発明の一実施例に係る′電気光学材料の構
成を示す断面図であり１図に８いて、 ｃ２１１は単結
晶板、ｌＳ！２は絶縁体、のは透明電極、そは入力光、
■は出力光、＠、會はリード電極である。
成を示す断面図であり１図に８いて、 ｃ２１１は単結
晶板、ｌＳ！２は絶縁体、のは透明電極、そは入力光、
■は出力光、＠、會はリード電極である。
次に、動作についで説明する。
アルゴンレーザ（１）から発した波長４８８ｎｍ（７）
光は、コリメータ（２）により拡大され、ノ・−フィラ
ー（５）（こより反射され、被検パターンを有する半導
体ワエハ（４）に照射される。ワエハ（４）からの反射
光はハーフミラ−（５）を透過しレンズ（７）で集光さ
れた後。
光は、コリメータ（２）により拡大され、ノ・−フィラ
ー（５）（こより反射され、被検パターンを有する半導
体ワエハ（４）に照射される。ワエハ（４）からの反射
光はハーフミラ−（５）を透過しレンズ（７）で集光さ
れた後。
光空間変調素子０ｑより成るフィルタ部に到る。まず偏
光子Ｂを透過した光は、’を気光学材料囚に到ると１強
い光だけが光伝導により記録されポッケルス効果による
複屈折を変化させる。このとき。
光子Ｂを透過した光は、’を気光学材料囚に到ると１強
い光だけが光伝導により記録されポッケルス効果による
複屈折を変化させる。このとき。
被検物の正常パターンが繰返し構造を持つ場合。
レンズの後焦点位置に置かれた索子０９面上には。
第３図に示すような回折パターンが現れる。光空間変；
Ｊｌ素子は、第３図に示すような強い強度分布を持つ回
折光の６を記録し複屈折を変えるのにくらべ、欠陥信号
のような繰返し構造を持たないパターンの回折光は弱い
のでほとんど記録されず。
Ｊｌ素子は、第３図に示すような強い強度分布を持つ回
折光の６を記録し複屈折を変えるのにくらべ、欠陥信号
のような繰返し構造を持たないパターンの回折光は弱い
のでほとんど記録されず。
複屈折の変化が起らない。つまり、正常パターンの強い
回折光と、欠陥から弱い回折光では複屈折の異なる部分
を透過し、出射する光の偏光状態が各々異な−ってくる
。そこで、素子の出力側（こ検光子０９として正常パタ
ーンの回折光の偏光を遮断する偏光板を置くと、カメラ
（６）には欠陥からの回折光が入射し、欠陥信号として
検出される。
回折光と、欠陥から弱い回折光では複屈折の異なる部分
を透過し、出射する光の偏光状態が各々異な−ってくる
。そこで、素子の出力側（こ検光子０９として正常パタ
ーンの回折光の偏光を遮断する偏光板を置くと、カメラ
（６）には欠陥からの回折光が入射し、欠陥信号として
検出される。
このように、正常パターンの回折バター７８記録した空
間フィルタと、欠陥信号の検出が極めて短い時間差８置
くだけで得られる。ざらに、次の被検物の検査を行なら
ためには、シでツタ（３）によりいったん７−ザ光を遮
断し１次いで白色ランプを瞬時点灯して、記録されてい
る素子０１上の回折パターンを消去する。
間フィルタと、欠陥信号の検出が極めて短い時間差８置
くだけで得られる。ざらに、次の被検物の検査を行なら
ためには、シでツタ（３）によりいったん７−ザ光を遮
断し１次いで白色ランプを瞬時点灯して、記録されてい
る素子０１上の回折パターンを消去する。
次に、 ′ｄＬ圧をかけ直してフィルタを初Ｍ化し。
その間に被検物を移動させて３き、再度シャッタを開い
Ｃｖ−ザ光を照射することで検査を行なう。
Ｃｖ−ザ光を照射することで検査を行なう。
以上のプロセスを検査終了まで繰返す。
な２．上記実施例では半導体集積回路パターンの場合Ｃ
ごついで説明したが、半導体以外でも１表面に鏡面を持
ち、規則性を有する微細なパターンの欠陥検査や、透過
形のパターンであるマスクの検査の場合にも同様に実施
できる。
ごついで説明したが、半導体以外でも１表面に鏡面を持
ち、規則性を有する微細なパターンの欠陥検査や、透過
形のパターンであるマスクの検査の場合にも同様に実施
できる。
また、被検パターンが極めて微細で１次回折光以上の高
次光が集光レンズの外に出てしまつような場合には、記
録時の波長と、検査時の波長を同−にする必要はなく、
記録には光空間変調素子の吸収率の高い波長域の光源を
選択し、欠陥検出にはＨｅＮｅＶ−ザ等を用いることも
可能である。
次光が集光レンズの外に出てしまつような場合には、記
録時の波長と、検査時の波長を同−にする必要はなく、
記録には光空間変調素子の吸収率の高い波長域の光源を
選択し、欠陥検出にはＨｅＮｅＶ−ザ等を用いることも
可能である。
以上のよつに、この発明１こよれば、被検物の回折光を
９聞的にフィルタリ／グするものとして。
９聞的にフィルタリ／グするものとして。
実時間動作で記録・消去可能な光空間変調素子を用いた
のでオフラインの現像処理を必要とせず。
のでオフラインの現像処理を必要とせず。
極めて短い時間でフィルタを作製でき、し力１も被検物
のアオリ角・回転角の補正を必要としないために、検出
時間が極端に短縮でき、装置も簡単化し、安価で高速小
つ被検パターンの変化に即応できる欠陥横置装置が得ら
れゐ効果がある。
のアオリ角・回転角の補正を必要としないために、検出
時間が極端に短縮でき、装置も簡単化し、安価で高速小
つ被検パターンの変化に即応できる欠陥横置装置が得ら
れゐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によるパターン欠陥検ｆ
Ｈｆｉｔ ’＆示す構成図、第２図はこの発明の一実施
例に係る電気光学材料の構成を示す断面図、第：（図は
正常パターンの回折光による回折バター７を示す説明図
、及び＠４図は従来のパターン欠陥検査装置を示す構成
図である。 図に２いＣ１Ｃ１）・・・可干渉光源、（４）・・・被
検物、（７）・・・し／ズ、（８）・・・白色ランプ、
（９）・・パ電源部、αｑ・・・光空間変調素子、（２
）・・・カメラ、Ｕ・・・信号処理部、α祷・・・表示
部、ＧＯ・・・制御装置−（１８１・・・偏光子、０９
・・・検光子、（Ｘｌｌ・・・電気光学材料。 なお１図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Ｈｆｉｔ ’＆示す構成図、第２図はこの発明の一実施
例に係る電気光学材料の構成を示す断面図、第：（図は
正常パターンの回折光による回折バター７を示す説明図
、及び＠４図は従来のパターン欠陥検査装置を示す構成
図である。 図に２いＣ１Ｃ１）・・・可干渉光源、（４）・・・被
検物、（７）・・・し／ズ、（８）・・・白色ランプ、
（９）・・パ電源部、αｑ・・・光空間変調素子、（２
）・・・カメラ、Ｕ・・・信号処理部、α祷・・・表示
部、ＧＯ・・・制御装置−（１８１・・・偏光子、０９
・・・検光子、（Ｘｌｌ・・・電気光学材料。 なお１図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (6)
- （１）可干渉光による被検物の回折光を空間的にフィル
タリングし、規則的に配列された被検パターン上の欠陥
や異物を検出するものにおいて、実時間動作で記録・消
去可能な光空間変調素子を用いて空間的にフィルタリン
グすることを特徴とするパターン欠陥検査装置。 - （２）可干渉光源、この光源に照射される被検物の被検
パターンを結像するレンズ、このレンズの焦点に配設さ
れ、上記被検物の正常パターンによる回折光を実時間で
記録し、上記正常パターンによる回折光を遮断する光空
間変調素子、上記光空間変調素子に記録される回折パタ
ーンを消去する消去手段、及び上記レンズの結像位置に
配設され、上記被検物の欠陥を検出する検出手段を備え
た特許請求の範囲第１項記載のパターン欠陥検査装置。 - （３）光空間変調素子は光伝導性及びポッケルス効果を
有する電気光学材料と、偏光子及び検光子よりなる特許
請求の範囲１項又は第２項記載のパターン欠陥検査装置
。 - （４）被検パターンは被検物の反射像である特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のパターン欠
陥検査装置。 - （５）被検パターンは被検物の透過像である特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のパターン欠
陥検査装置。 - （６）回折光の記録に用いる光源と欠陥検出に用いる光
源は同じである特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載のパターン欠陥検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62045631A JPH0682102B2 (ja) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | パターン欠陥検査装置及びパターン欠陥検査方法 |
| GB8804581A GB2202326B (en) | 1987-02-27 | 1988-02-26 | Pattern defect detecting system |
| DE3806209A DE3806209A1 (de) | 1987-02-27 | 1988-02-26 | Strukturdefekt-erfassungssystem |
| US07/423,551 US4929081A (en) | 1987-02-27 | 1989-10-13 | System for detecting defects in a regularly arranged pattern such as an integrated circuit or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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