JPH0617778B2 - パタ−ン欠陥検出方法及びその装置 - Google Patents
パタ−ン欠陥検出方法及びその装置Info
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- JPH0617778B2 JPH0617778B2 JP59273052A JP27305284A JPH0617778B2 JP H0617778 B2 JPH0617778 B2 JP H0617778B2 JP 59273052 A JP59273052 A JP 59273052A JP 27305284 A JP27305284 A JP 27305284A JP H0617778 B2 JPH0617778 B2 JP H0617778B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比較する２つの本来同一形状を有する検査対
象となるパターン間にアライメント誤差、伸縮による誤
差、微小な凹凸等が生じるＬＳＩウエハ上の多層パター
ン等における微細欠陥を高精度に検出するパターン欠陥
検出方法及びその装置に関する。
象となるパターン間にアライメント誤差、伸縮による誤
差、微小な凹凸等が生じるＬＳＩウエハ上の多層パター
ン等における微細欠陥を高精度に検出するパターン欠陥
検出方法及びその装置に関する。
ＬＳＩなどの集積回路は高集積化と小形化の傾向にあ
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つてもパターンに欠陥が発生する
ことが多く、綿密な検査が必要である。初期の検査は、
多数の検査員によって顕微鏡を用いた目視により行われ
ていたが、目の疲労により欠陥の見逃しが生じ品質管理
の点で限界があった。また、人手による検査は生産の流
れを阻害する結果となり、生産性の低下をもたらす原因
にもなっていた。そこで、品質保証と生産性向上の点か
ら、検査を自動化することが極めて重要な課題となって
いる。
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つてもパターンに欠陥が発生する
ことが多く、綿密な検査が必要である。初期の検査は、
多数の検査員によって顕微鏡を用いた目視により行われ
ていたが、目の疲労により欠陥の見逃しが生じ品質管理
の点で限界があった。また、人手による検査は生産の流
れを阻害する結果となり、生産性の低下をもたらす原因
にもなっていた。そこで、品質保証と生産性向上の点か
ら、検査を自動化することが極めて重要な課題となって
いる。
本発明で対象とする半導体素子上のパターンは、例えば
第１３図に示すように、複雑な３次元構造を呈するた
め、従来の検査装置では十分に機能を果たさない場合が
生じる。従来装置（第１４図）ではリニアイメージセン
サ５ａ，５ｂは、自己走査してており、１次元にパター
ンを検出する。またＸＹテーブル７により、ＬＳＩウエ
ハ１をリニアイメージセンサ走査と直角方向に移動させ
ることにより、２次元にパターンを検出する構成となっ
ている。
第１３図に示すように、複雑な３次元構造を呈するた
め、従来の検査装置では十分に機能を果たさない場合が
生じる。従来装置（第１４図）ではリニアイメージセン
サ５ａ，５ｂは、自己走査してており、１次元にパター
ンを検出する。またＸＹテーブル７により、ＬＳＩウエ
ハ１をリニアイメージセンサ走査と直角方向に移動させ
ることにより、２次元にパターンを検出する構成となっ
ている。
従来のウエハ外観検査装置（第１４図）では、判定回路
１３が２値信号を取り扱う構成であるため、光電変換器
５ａ，５ｂで検出される２箇所の回路パターンが同一で
あることが大前提であった。
１３が２値信号を取り扱う構成であるため、光電変換器
５ａ，５ｂで検出される２箇所の回路パターンが同一で
あることが大前提であった。
即ち、検出された２つの映像信号間に位置ずれがないこ
とが要求され、この条件が満たされれば従来の２値比較
は有効である。
とが要求され、この条件が満たされれば従来の２値比較
は有効である。
実際には、ＸＹテーブルの精度、チップ配列精度、光学
系、機械系の熱変形等により、入力パターン相互間に位
置ずれが生ずることは免れ得ないので、位置ずれを判定
して入力パターン間で補正することが必要である。
系、機械系の熱変形等により、入力パターン相互間に位
置ずれが生ずることは免れ得ないので、位置ずれを判定
して入力パターン間で補正することが必要である。
従来例にも、位置ずれ補正用のシフトレジスタを設けら
れていたが、２値画像による２値化誤差の補償が目的で
あり、検査対象の微細化に伴う検査の高精度化には対処
し得ない。
れていたが、２値画像による２値化誤差の補償が目的で
あり、検査対象の微細化に伴う検査の高精度化には対処
し得ない。
即ち、第１５図(a)，(b)に示すように、検査対象の、例
えば半導体素子第１層と第２層の間に、位置ずれ（アラ
イメント誤差）があるときには層間のアライメント誤差
の寸法と同程度、或いはそれ以下の欠陥は、検出するこ
とができない。層間アライメント誤差はパターンを形成
する際には避けることができない位置ずれであり、従来
技術による位置合せを行った後、不一致検出を行うと第
１５図(c)に示すようになり、同じ閾値で欠陥のみを検
出することは不可能である。
えば半導体素子第１層と第２層の間に、位置ずれ（アラ
イメント誤差）があるときには層間のアライメント誤差
の寸法と同程度、或いはそれ以下の欠陥は、検出するこ
とができない。層間アライメント誤差はパターンを形成
する際には避けることができない位置ずれであり、従来
技術による位置合せを行った後、不一致検出を行うと第
１５図(c)に示すようになり、同じ閾値で欠陥のみを検
出することは不可能である。
また、パターンには微小な凹凸や幅の偏差がある場合も
あり、従来の位置ずれ補正手段のみでは検出されない欠
陥も検出しなければならないとの課題が生じた。
あり、従来の位置ずれ補正手段のみでは検出されない欠
陥も検出しなければならないとの課題が生じた。
位置合せに関する発明の公知例としては、特開昭５７−
３４４０２号、特開昭５７−１９６３７７号がある。
３４４０２号、特開昭５７−１９６３７７号がある。
本発明の目的は、比較する２つの本来同一形状を有する
検査対象となるパターン間にアライメント誤差、伸縮に
よる誤差、微小な凹凸等があって位置合わせできない部
分が生じても、２つの検査対象となるパターンから検出
される濃淡画像信号に基いて正常部を誤検出することな
く、真の微細欠陥を高精度に検出することができるよう
にしたパターン欠陥検出方法及びその装置を提供するこ
とにある。
検査対象となるパターン間にアライメント誤差、伸縮に
よる誤差、微小な凹凸等があって位置合わせできない部
分が生じても、２つの検査対象となるパターンから検出
される濃淡画像信号に基いて正常部を誤検出することな
く、真の微細欠陥を高精度に検出することができるよう
にしたパターン欠陥検出方法及びその装置を提供するこ
とにある。
本発明は、上記目的を達成するために、２つの本来同一
形状を有する検査対象となるパターンの各々について濃
淡画像信号を検出し、該検出された２つの濃淡画像信号
を相対的に移動させて２つのパターンについて位置ずれ
補正をし、該２つのパターンについて位置ずれ補正され
た２つの濃淡画像信号の各々について少なくともパター
ンの位置ずれが残されている領域において前記濃淡画像
信号の濃淡の勾配を検出し、該検出された各々の濃淡の
勾配を比較して該相互の濃淡の勾配が所望の相違に基づ
いて欠陥として判定することを特徴とするパターン欠陥
検出方法である。また、本発明は、２つの本来同一形状
を有する検査対象となるパターンの各々について濃淡画
像信号を検出し、該検出された２つの濃淡画像信号を相
対的に移動させて２つのパターンについて位置ずれ補正
をし、該２つのパターンについて位置ずれ補正された２
つの濃淡画像信号の各々についてパターンの位置ずれが
残されている領域を検出し、該検出された領域において
前記各濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出し、該検出され
た各々の濃淡の勾配を比較して該相互の濃淡の勾配が所
望の相違に基づいて欠陥として判定することを特徴とす
るパターン欠陥検出方法である。また本発明は、前記パ
ターン欠陥検出方法において前記位置ずれが残されてい
る領域を、２つの濃淡画像信号の濃淡差が所定の値以上
示す領域とすることを特徴とする。また本発明は、前記
パターン欠陥検出方法において前記パターンが多層パタ
ーンであることを特徴とする。また本発明は、２つの本
来同一形状を有する検査対象となるパターンの各々につ
いて濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号検出手段と、
該濃淡画像信号検出手段により検出された２つの濃淡画
像信号を相対的に移動させて２つのパターンについて位
置ずれ補正をする位置ずれ補正手段と、該位置ずれ補正
手段により２つのパターンについて位置ずれ補正された
２つの濃淡画像信号の各々について少なくともパターン
の位置ずれが残されている領域において前記濃淡画像信
号の濃淡の勾配を検出する濃淡勾配検出手段と、該濃淡
勾配検出手段により検出された各々の濃淡の勾配を比較
して該相互の濃淡の勾配が所望の相違に基づいて欠陥と
して判定する欠陥判定手段（比較手段）とを備えたこと
を特徴とするパターン欠陥検出装置である。また本発明
は、２つの本来同一形状を有する検査対象となるパター
ンの各々について濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号
検出手段と、該濃淡画像信号検出手段により検出された
２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つのパター
ンについて位置ずれ補正をする位置ずれ補正手段と、該
位置ずれ補正手段により２つのパターンについて位置ず
れ補正された２つの濃淡画像信号の各々についてパター
ンの位置ずれが残されている領域を検出する位置ずれ領
域検出手段と、該位置ずれ領域検出手段により検出され
た領域において前記各濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出
する濃淡勾配検出手段と、該濃淡勾配検出手段により検
出された各々の濃淡の勾配を比較して該相互の濃淡の勾
配が所望の相違に基づいて欠陥として判定する欠陥判定
手段とを備えたことを特徴とするパターン欠陥検出装置
である。
形状を有する検査対象となるパターンの各々について濃
淡画像信号を検出し、該検出された２つの濃淡画像信号
を相対的に移動させて２つのパターンについて位置ずれ
補正をし、該２つのパターンについて位置ずれ補正され
た２つの濃淡画像信号の各々について少なくともパター
ンの位置ずれが残されている領域において前記濃淡画像
信号の濃淡の勾配を検出し、該検出された各々の濃淡の
勾配を比較して該相互の濃淡の勾配が所望の相違に基づ
いて欠陥として判定することを特徴とするパターン欠陥
検出方法である。また、本発明は、２つの本来同一形状
を有する検査対象となるパターンの各々について濃淡画
像信号を検出し、該検出された２つの濃淡画像信号を相
対的に移動させて２つのパターンについて位置ずれ補正
をし、該２つのパターンについて位置ずれ補正された２
つの濃淡画像信号の各々についてパターンの位置ずれが
残されている領域を検出し、該検出された領域において
前記各濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出し、該検出され
た各々の濃淡の勾配を比較して該相互の濃淡の勾配が所
望の相違に基づいて欠陥として判定することを特徴とす
るパターン欠陥検出方法である。また本発明は、前記パ
ターン欠陥検出方法において前記位置ずれが残されてい
る領域を、２つの濃淡画像信号の濃淡差が所定の値以上
示す領域とすることを特徴とする。また本発明は、前記
パターン欠陥検出方法において前記パターンが多層パタ
ーンであることを特徴とする。また本発明は、２つの本
来同一形状を有する検査対象となるパターンの各々につ
いて濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号検出手段と、
該濃淡画像信号検出手段により検出された２つの濃淡画
像信号を相対的に移動させて２つのパターンについて位
置ずれ補正をする位置ずれ補正手段と、該位置ずれ補正
手段により２つのパターンについて位置ずれ補正された
２つの濃淡画像信号の各々について少なくともパターン
の位置ずれが残されている領域において前記濃淡画像信
号の濃淡の勾配を検出する濃淡勾配検出手段と、該濃淡
勾配検出手段により検出された各々の濃淡の勾配を比較
して該相互の濃淡の勾配が所望の相違に基づいて欠陥と
して判定する欠陥判定手段（比較手段）とを備えたこと
を特徴とするパターン欠陥検出装置である。また本発明
は、２つの本来同一形状を有する検査対象となるパター
ンの各々について濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号
検出手段と、該濃淡画像信号検出手段により検出された
２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つのパター
ンについて位置ずれ補正をする位置ずれ補正手段と、該
位置ずれ補正手段により２つのパターンについて位置ず
れ補正された２つの濃淡画像信号の各々についてパター
ンの位置ずれが残されている領域を検出する位置ずれ領
域検出手段と、該位置ずれ領域検出手段により検出され
た領域において前記各濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出
する濃淡勾配検出手段と、該濃淡勾配検出手段により検
出された各々の濃淡の勾配を比較して該相互の濃淡の勾
配が所望の相違に基づいて欠陥として判定する欠陥判定
手段とを備えたことを特徴とするパターン欠陥検出装置
である。
以下、本発明の原理を概説した後、実施例を説明する。
〈原理〉 層間のアライメント誤差、あるいは微小なパターンの凹
凸は、それがある基準値より大きければ欠陥と見做し検
出しなければならないが、ある基準値より小さければ正
常と見做し許容しなければならない。近接した２チップ
を比較する場合、第７図に示すように２つのチップ上の
対応するパターンｆ，ｇを位置合せした後、これらｆ，
ｇの明るさの差をとると、層間のアライメント誤差が小
さい場合（第８図）には、明るさの差１ｆ−ｇ１がある
２値化閾値ｔｈより大きい所で、もとのパターンｆ，ｇ
の明るさ勾配は同じ値をもつか、同じ値をもたない場合
でも似た傾向がある。しかし、層間のアライメント誤差
が大きい場合（第９図）には、パターンｆ，ｇの明るさ
勾配はまったく異なる値になる。
凸は、それがある基準値より大きければ欠陥と見做し検
出しなければならないが、ある基準値より小さければ正
常と見做し許容しなければならない。近接した２チップ
を比較する場合、第７図に示すように２つのチップ上の
対応するパターンｆ，ｇを位置合せした後、これらｆ，
ｇの明るさの差をとると、層間のアライメント誤差が小
さい場合（第８図）には、明るさの差１ｆ−ｇ１がある
２値化閾値ｔｈより大きい所で、もとのパターンｆ，ｇ
の明るさ勾配は同じ値をもつか、同じ値をもたない場合
でも似た傾向がある。しかし、層間のアライメント誤差
が大きい場合（第９図）には、パターンｆ，ｇの明るさ
勾配はまったく異なる値になる。
一方、欠陥例えば弧立欠陥がパターンｆに存在する場合
も、明るさの差１ｆ−ｇ１≧ｔｈなる。領域では、明る
さ勾配が２つのパターンｆ，ｇ間で異なる値となる。
も、明るさの差１ｆ−ｇ１≧ｔｈなる。領域では、明る
さ勾配が２つのパターンｆ，ｇ間で異なる値となる。
従って、明るさの差１ｆ−ｇ１の波形の相違（第８図及
び第９図）から、層間のアライメント誤差やパターンの
微小な凹凸により生ずる位置ずれは、２チップのパター
ンを位置合せした後、不一致量の大きな領域を欠陥候補
として検出し、これらの領域についてその明るさ波形の
形状を比較して大小を判定すれば、位置ずれによって起
こる大きな不一致よりも小さな欠陥による不一値を検出
することが可能となる。
び第９図）から、層間のアライメント誤差やパターンの
微小な凹凸により生ずる位置ずれは、２チップのパター
ンを位置合せした後、不一致量の大きな領域を欠陥候補
として検出し、これらの領域についてその明るさ波形の
形状を比較して大小を判定すれば、位置ずれによって起
こる大きな不一致よりも小さな欠陥による不一値を検出
することが可能となる。
例えば第１０図に示すようにパターンｆ，ｇを位置合せ
した場合、層間（下地のパターンは図示せず）のアライ
メント誤差により、位置合せが完全になされず(a)１絵
素の位置合せ誤差、(b)２絵素の位置合せ誤差、(c)３絵
素の位置合せ誤差がそれぞれあるとき、不一致量の大き
な領域に３×３のウインドを当てはめることを考える。
このウインドにより３×３の大きさの不一致の欠陥を検
出するのである。(a)の場合には、パターンの不一致量
が小さいため問題はない。(b)の場合は、図示の絵素の
不一致量が大きくなり欠陥候補となる。この欠陥候補に
３×３のウインドを再度当てはめ、ウインド内の２つの
パターンの明るさ勾配を求めると、それらはほぼ一致し
従って、局所的な小さな位置ずれであることがわかる。
(c)の場合は、図示の絵素の不一致量が大きくなり欠陥
候補となる。そして３×３のウインド内の勾配は互いに
値が若干異なり、位置ずれが(b)の場合よりも大きいこ
とがわかる。この勾配の値によっては、欠陥と見做すこ
とも正常部と見做すことも可能である。
した場合、層間（下地のパターンは図示せず）のアライ
メント誤差により、位置合せが完全になされず(a)１絵
素の位置合せ誤差、(b)２絵素の位置合せ誤差、(c)３絵
素の位置合せ誤差がそれぞれあるとき、不一致量の大き
な領域に３×３のウインドを当てはめることを考える。
このウインドにより３×３の大きさの不一致の欠陥を検
出するのである。(a)の場合には、パターンの不一致量
が小さいため問題はない。(b)の場合は、図示の絵素の
不一致量が大きくなり欠陥候補となる。この欠陥候補に
３×３のウインドを再度当てはめ、ウインド内の２つの
パターンの明るさ勾配を求めると、それらはほぼ一致し
従って、局所的な小さな位置ずれであることがわかる。
(c)の場合は、図示の絵素の不一致量が大きくなり欠陥
候補となる。そして３×３のウインド内の勾配は互いに
値が若干異なり、位置ずれが(b)の場合よりも大きいこ
とがわかる。この勾配の値によっては、欠陥と見做すこ
とも正常部と見做すことも可能である。
エッジの太り細りがある場合には、第１１図に示すよう
に図示の絵素の不一致量が大きくなるが、３×３ウイン
ド内の勾配が等しく、同図では許容すべき位置ずれであ
ると解釈できる。
に図示の絵素の不一致量が大きくなるが、３×３ウイン
ド内の勾配が等しく、同図では許容すべき位置ずれであ
ると解釈できる。
断線のような欠陥の場合には、第１２図に示すように不
一致量の大きな絵素の３×３ウインド内の勾配が大きく
異なり、正常なパターンでないことがわかる。
一致量の大きな絵素の３×３ウインド内の勾配が大きく
異なり、正常なパターンでないことがわかる。
このように上記３×３のウインドの例では、２絵素ある
いは３絵素の位置ずれまで許容しつつ、３絵素のサイズ
の欠陥を検出できる。即ち、２絵素の位置ずれは従来技
術によれば３絵素以上の大きさの不一致の欠陥として一
律に検出されるにもかかわらず、上記方法によれば３絵
素の大きさの不一致の欠陥が検出できることになる。
いは３絵素の位置ずれまで許容しつつ、３絵素のサイズ
の欠陥を検出できる。即ち、２絵素の位置ずれは従来技
術によれば３絵素以上の大きさの不一致の欠陥として一
律に検出されるにもかかわらず、上記方法によれば３絵
素の大きさの不一致の欠陥が検出できることになる。
〈実施例〉 次に、本発明の一実施例を説明する。
光電変換器としては、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。
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１図に欠陥検出回路の一実施例を示す。
リニアイメージセンサ５ａ，５ｂの出力は、位置ずれ補
正回路２２により位置合せが行われる。位置ずれのない
信号１９，２０は、次に差画像検出回路２３に送られ、
信号１９，２０の差の絶対値が検出される。次に２値化
回路２４で差画像を２値化し欠陥候補を検出する。検出
した欠陥候補から３×３ウインド処理回路２５により、
３絵素未満のものは除去する。ウインド処理回路２５の
出力は、信号１９，２０の不一致量が大きく、かつ３絵
素以上のサイズのものとなる。次に、これらの欠陥候補
について信号１９，２０のウインド内勾配を勾配検出回
路２６，２７により求める。こうして求めた勾配を比較
回路２８により互いに比較することにより、勾配が大き
く異なる場合には欠陥として検出する。
正回路２２により位置合せが行われる。位置ずれのない
信号１９，２０は、次に差画像検出回路２３に送られ、
信号１９，２０の差の絶対値が検出される。次に２値化
回路２４で差画像を２値化し欠陥候補を検出する。検出
した欠陥候補から３×３ウインド処理回路２５により、
３絵素未満のものは除去する。ウインド処理回路２５の
出力は、信号１９，２０の不一致量が大きく、かつ３絵
素以上のサイズのものとなる。次に、これらの欠陥候補
について信号１９，２０のウインド内勾配を勾配検出回
路２６，２７により求める。こうして求めた勾配を比較
回路２８により互いに比較することにより、勾配が大き
く異なる場合には欠陥として検出する。
次に更に詳しく各部の構成を説明する。第２図および第
３図において、局所的には位置ずれが存在するが、平均
的には位置合せがされた信号１９，２０（ここでは８ビ
ット）は、引算器２９に入力され（第２図）、ＥＸＲ
回路３０により、１９と２０の差の絶対値が検出され
る。差の絶対値は、コンパレータ３１により、閾値ｔｈ
で２値化される。コンパレータ３１の出力は、リニアイ
メージセンサの１走査遅延させるシフトレジスタ３２，
３３と、シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタ
３４により構成した３×３絵素の切出し回路、およびＡ
ＮＤ回路３６（第３図）により３×３のウインド内の絵
素の明るさがいずれもｔｈ以上ならば、４１をｅｎａｂ
ｌｅに、そうでなければｄｉｓａｂｌｅにする。一方、
シフトレジスタ３７，３８、シリアルインパラレルアウ
トのシフトレジスタ３９により構成した３×３絵素の切
出し回路により、信号１９，２０からＡＮＤ回路出力４
１と同期して３×３絵素を切出す。ＡＮＤ回路出力４１
は、信号１９と２０の差の絶対値が３×３絵素にわたり
ｔｈ以上ならばｅｎａｂｌｅとなり、３×３絵素の切出
し回路を有効にする。３×３絵素の切出し回路から、明
るさを取り出し、引算器４０に入力し、（明るさの傾
き）を検出する。検出した勾配は、比較回路２８により
信号１９，２０に対応する勾配を比較し、勾配が大きく
異なる場合は欠陥として検出する。比較回路２８の内部
は、引算器とコンパレータで構成されている。
３図において、局所的には位置ずれが存在するが、平均
的には位置合せがされた信号１９，２０（ここでは８ビ
ット）は、引算器２９に入力され（第２図）、ＥＸＲ
回路３０により、１９と２０の差の絶対値が検出され
る。差の絶対値は、コンパレータ３１により、閾値ｔｈ
で２値化される。コンパレータ３１の出力は、リニアイ
メージセンサの１走査遅延させるシフトレジスタ３２，
３３と、シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタ
３４により構成した３×３絵素の切出し回路、およびＡ
ＮＤ回路３６（第３図）により３×３のウインド内の絵
素の明るさがいずれもｔｈ以上ならば、４１をｅｎａｂ
ｌｅに、そうでなければｄｉｓａｂｌｅにする。一方、
シフトレジスタ３７，３８、シリアルインパラレルアウ
トのシフトレジスタ３９により構成した３×３絵素の切
出し回路により、信号１９，２０からＡＮＤ回路出力４
１と同期して３×３絵素を切出す。ＡＮＤ回路出力４１
は、信号１９と２０の差の絶対値が３×３絵素にわたり
ｔｈ以上ならばｅｎａｂｌｅとなり、３×３絵素の切出
し回路を有効にする。３×３絵素の切出し回路から、明
るさを取り出し、引算器４０に入力し、（明るさの傾
き）を検出する。検出した勾配は、比較回路２８により
信号１９，２０に対応する勾配を比較し、勾配が大きく
異なる場合は欠陥として検出する。比較回路２８の内部
は、引算器とコンパレータで構成されている。
勾配の１例を第４図に示す。３×３絵素の切出し回路の
それぞれの絵素をＡ，Ｂ，Ｃ…とすると、第４図に示す
ような勾配テーブルを作ることができる。勾配テーブル
の値を比較し、その値が信号１９と２０の間で１つでも
大きく異なれば、それには信号１９と２０に差を生ぜし
めた欠陥が存在する。
それぞれの絵素をＡ，Ｂ，Ｃ…とすると、第４図に示す
ような勾配テーブルを作ることができる。勾配テーブル
の値を比較し、その値が信号１９と２０の間で１つでも
大きく異なれば、それには信号１９と２０に差を生ぜし
めた欠陥が存在する。
以上説明した例では、２つの信号１９，２０の差の絶対
値を２値化回路２４，３１で２値化したが、第５図に示
すように、１９と２０の差の絶対値からシフトレジスタ
４２、シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタ４
３により構成した３×３絵素の切出し回路、および加算
回路４４により、３×３絵素の明るさの和を求め、これ
をコンパレータ３１で２値化する方法もある。
値を２値化回路２４，３１で２値化したが、第５図に示
すように、１９と２０の差の絶対値からシフトレジスタ
４２、シリアルインパラレルアウトのシフトレジスタ４
３により構成した３×３絵素の切出し回路、および加算
回路４４により、３×３絵素の明るさの和を求め、これ
をコンパレータ３１で２値化する方法もある。
また、別の実施例を第６図に示す。第６図は明るさ勾配
の比較を表わしたものであるが、３×３絵素の明るさ勾
配を対応するパターン上対応点の周囲２絵素拡大した範
囲内で比較するものである。同図では例えば斜線の部分
の明るさ勾配を比較した様子を表わしているが、７×７
絵素の範囲内で最も明るさ勾配の近い箇所を探し、その
とき局所的位置合せがなされるので、その勾配の値を比
較することによって欠陥かどうか判定するものである。
の比較を表わしたものであるが、３×３絵素の明るさ勾
配を対応するパターン上対応点の周囲２絵素拡大した範
囲内で比較するものである。同図では例えば斜線の部分
の明るさ勾配を比較した様子を表わしているが、７×７
絵素の範囲内で最も明るさ勾配の近い箇所を探し、その
とき局所的位置合せがなされるので、その勾配の値を比
較することによって欠陥かどうか判定するものである。
第６図の特別な場合として、ウインド４６，４８をそれ
ぞれ１×１絵素、３×３絵素とし、ウインド４６内の絵
素の明るさがウインド４８内の３×３絵素の範囲内の明
るさに近い箇所を探し、そのとき局所的位置合せがなさ
れるので、その明るさを比較することによって欠陥かど
うか判定する方法もある。これは、３×３絵素のウイン
ド内で定義した明るさ勾配を１×１絵素のウインドに拡
張した例に当る。言い換えれば欠陥が小さい場合には１
×１絵素のウインドでも明るさ勾配の比較ができること
が望ましく、その場合にも本発明が適用できるようにし
た例である。
ぞれ１×１絵素、３×３絵素とし、ウインド４６内の絵
素の明るさがウインド４８内の３×３絵素の範囲内の明
るさに近い箇所を探し、そのとき局所的位置合せがなさ
れるので、その明るさを比較することによって欠陥かど
うか判定する方法もある。これは、３×３絵素のウイン
ド内で定義した明るさ勾配を１×１絵素のウインドに拡
張した例に当る。言い換えれば欠陥が小さい場合には１
×１絵素のウインドでも明るさ勾配の比較ができること
が望ましく、その場合にも本発明が適用できるようにし
た例である。
第５図、第６図の例によれば、種々のパターンエッジ形
状をもつウエハに対応でき、欠陥検出の精度を向上させ
ることができる。
状をもつウエハに対応でき、欠陥検出の精度を向上させ
ることができる。
本発明によれば、ＬＳＩウエハの多層パターン等のよう
に、比較する２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターン間にアライメント誤差、伸縮による誤差、微
小な凹凸等があって位置合わせできない部分が生じて
も、２つの検査対象となるパターンから検出される濃淡
画像信号に基いて正常部を誤検出することなく、真の微
細欠陥を高精度に検出することができる効果を奏する。
に、比較する２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターン間にアライメント誤差、伸縮による誤差、微
小な凹凸等があって位置合わせできない部分が生じて
も、２つの検査対象となるパターンから検出される濃淡
画像信号に基いて正常部を誤検出することなく、真の微
細欠陥を高精度に検出することができる効果を奏する。
第１図は本発明に係る欠陥検出回路の一実施例を示す
図、第２図及び第３図は第１図の詳細を説明するための
図、第４図は明るさ勾配の一実施例を示す図、第５図は
欠陥候補を求めるための２値化回路の一実施例を示す
図、第６図は、明るさ勾配の他の一実施例を示す図、第
７図は２つのパターンの位置合せを示す図、第８図及び
第９図は位置合せ後の不一致波形と明るさ勾配を示す
図、第１０図、第１１図及び第１２図は不一致波形の３
種の例を示す図、第１３図はパターンを有するチップの
詳細を示す拡大斜視図、第１４図はＬＳＩウエハ外観検
査装置の従来例を示す図、第１５図はパターンの不一致
の一例を示す図である。 １……ＬＳＩウエハ、２……チップ ５……光電変換器、７……ＸＹテーブル １４〜１７……シフトレジスタ ２２……位置ずれ補正回路、２３……差画像検出回路 ２４……２値化回路、２５……ウインド処理回路 ２６，２７……勾配検出回路、２８……比較回路
図、第２図及び第３図は第１図の詳細を説明するための
図、第４図は明るさ勾配の一実施例を示す図、第５図は
欠陥候補を求めるための２値化回路の一実施例を示す
図、第６図は、明るさ勾配の他の一実施例を示す図、第
７図は２つのパターンの位置合せを示す図、第８図及び
第９図は位置合せ後の不一致波形と明るさ勾配を示す
図、第１０図、第１１図及び第１２図は不一致波形の３
種の例を示す図、第１３図はパターンを有するチップの
詳細を示す拡大斜視図、第１４図はＬＳＩウエハ外観検
査装置の従来例を示す図、第１５図はパターンの不一致
の一例を示す図である。 １……ＬＳＩウエハ、２……チップ ５……光電変換器、７……ＸＹテーブル １４〜１７……シフトレジスタ ２２……位置ずれ補正回路、２３……差画像検出回路 ２４……２値化回路、２５……ウインド処理回路 ２６，２７……勾配検出回路、２８……比較回路
Claims (10)
- 【請求項１】２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターンの各々について濃淡画像信号を検出し、該検
出された２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つ
のパターンについて位置ずれ補正をし、該２つのパター
ンについて位置ずれ補正された２つの濃淡画像信号の各
々について少なくともパターンの位置ずれが残されてい
る領域において前記濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出
し、該検出された各々の濃淡の勾配を比較して該相互の
濃淡の勾配が所望の相違に基づいて欠陥として判定する
ことを特徴とするパターン欠陥検出方法。 - 【請求項２】前記位置ずれが残されている領域を、２つ
の濃淡画像信号の濃淡差が所定の値以上示す領域とする
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
欠陥検出方法。 - 【請求項３】前記パターンが多層パターンであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパターン欠陥検
出方法。 - 【請求項４】２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターンの各々について濃淡画像信号を検出し、該検
出された２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つ
のパターンについて位置ずれ補正をし、該２つのパター
ンについて位置ずれ補正された２つの濃淡画像信号の各
々についてパターンの位置ずれが残されている領域を検
出し、該検出された領域において前記各濃淡画像信号の
濃淡の勾配を検出し、該検出された各々の濃淡の勾配を
比較して該相互の濃淡の勾配が所望の相違に基づいて欠
陥として判定することを特徴とするパターン欠陥検出方
法。 - 【請求項５】前記領域の検出を、２つの濃淡画像信号の
濃淡差が所定の値以上示す領域として検出することを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載のパターン欠陥検出
方法。 - 【請求項６】前記パターンが多層パターンであることを
特徴とする特許請求の範囲第４項記載のパターン欠陥検
出方法。 - 【請求項７】２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターンの各々について濃淡画像信号を検出する濃淡
画像信号検出手段と、該濃淡画像信号検出手段により検
出された２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つ
のパターンについて位置ずれ補正をする位置ずれ補正手
段と、該位置ずれ補正手段により２つのパターンについ
て位置ずれ補正された２つの濃淡画像信号の各々につい
て少なくともパターンの位置ずれが残されている領域に
おいて前記濃淡画像信号の濃淡の勾配を検出する濃淡勾
配検出手段と、該濃淡勾配検出手段により検出された各
々の濃淡の勾配を比較して該相互の濃淡の勾配が所望の
相違に基づいて欠陥として判定する欠陥判定手段とを備
えたことを特徴とするパターン欠陥検出装置。 - 【請求項８】前記濃淡勾配検出手段において、前記位置
ずれが残されている領域を、２つの画像信号の濃淡差が
所定の値以上示す領域とするように構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第７項記載のパターン欠陥検出装
置。 - 【請求項９】２つの本来同一形状を有する検査対象とな
るパターンの各々について濃淡画像信号を検出する濃淡
画像信号検出手段と、該濃淡画像信号検出手段により検
出された２つの濃淡画像信号を相対的に移動させて２つ
のパターンについて位置ずれ補正をする位置ずれ補正手
段と、該位置ずれ補正手段により２つのパターンについ
て位置ずれ補正された２つの濃淡画像信号の各々につい
てパターンの位置ずれが残されている領域を検出する位
置ずれ領域検出手段と、該位置ずれ領域検出手段により
検出された領域において前記各濃淡画像信号の濃淡の勾
配を検出する濃淡勾配検出手段と、該濃淡勾配検出手段
により検出された各々の濃淡の勾配を比較して該相互の
濃淡の勾配が所望の相違に基づいて欠陥として判定する
欠陥判定手段とを備えたことを特徴とするパターン欠陥
検出装置。 - 【請求項１０】前記位置ずれ領域検出手段において、前
記領域の検出を、２つの画像信号の濃淡差が所定の値以
上示す領域として検出するように構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第９項記載のパターン欠陥検出装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273052A JPH0617778B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | パタ−ン欠陥検出方法及びその装置 |
| EP85116315A EP0186874B1 (en) | 1984-12-26 | 1985-12-20 | Method of and apparatus for checking geometry of multi-layer patterns for IC structures |
| DE3587846T DE3587846T2 (de) | 1984-12-26 | 1985-12-20 | Verfahren und Gerät zum Prüfen der Geometrie von Mehrschichtmustern für integrierte Schaltungsstrukturen. |
| US06/812,928 US4791586A (en) | 1984-12-26 | 1985-12-23 | Method of and apparatus for checking geometry of multi-layer patterns for IC structures |
| KR1019850009763A KR900005349B1 (ko) | 1984-12-26 | 1985-12-24 | Ic 구조용 다층 패턴의 기하학 체크를 위한 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59273052A JPH0617778B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | パタ−ン欠陥検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61151410A JPS61151410A (ja) | 1986-07-10 |
| JPH0617778B2 true JPH0617778B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=17522482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59273052A Expired - Lifetime JPH0617778B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | パタ−ン欠陥検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617778B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10325711A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Hitachi Ltd | 検査方法およびその装置並びに半導体基板の製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2504951B2 (ja) * | 1986-05-15 | 1996-06-05 | 東芝機械株式会社 | パタ−ン検査方法 |
| US6546308B2 (en) | 1993-12-28 | 2003-04-08 | Hitachi, Ltd, | Method and system for manufacturing semiconductor devices, and method and system for inspecting semiconductor devices |
| JPH07201946A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Hitachi Ltd | 半導体装置等の製造方法及びその装置並びに検査方法及びその装置 |
| JP4331558B2 (ja) | 2003-10-01 | 2009-09-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 被検査物の外観検査方法及び外観検査装置 |
| US7643140B2 (en) * | 2007-03-29 | 2010-01-05 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting a semiconductor device |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP59273052A patent/JPH0617778B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10325711A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Hitachi Ltd | 検査方法およびその装置並びに半導体基板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61151410A (ja) | 1986-07-10 |
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