JPH0617875B2 - パターン検査方法およびその装置 - Google Patents
パターン検査方法およびその装置Info
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- JPH0617875B2 JPH0617875B2 JP61269617A JP26961786A JPH0617875B2 JP H0617875 B2 JPH0617875 B2 JP H0617875B2 JP 61269617 A JP61269617 A JP 61269617A JP 26961786 A JP26961786 A JP 26961786A JP H0617875 B2 JPH0617875 B2 JP H0617875B2
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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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
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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、半導体ウエハ上に形成されたフォトレジスト
パターン等の不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象についての欠陥を検出するのに好適なパター
ン検査方法およびその装置に関する。
パターン等の不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象についての欠陥を検出するのに好適なパター
ン検査方法およびその装置に関する。
ＬＳＩの回路パターンの形成に際し、ステッパ（縮小投
影露光装置）ではパターンの原版となるレチクル上のパ
ターンを繰り返しウエハ上に焼き付けていくため、レチ
クル上あるいはステッパ光学系に異物が付着している
と、すべてのチップに欠陥が生じることになる。そこ
で、レチクルを用いて半導体表面に焼付けたレジストパ
ターンを検査することで、レチクルパターンの検査が行
われている。
影露光装置）ではパターンの原版となるレチクル上のパ
ターンを繰り返しウエハ上に焼き付けていくため、レチ
クル上あるいはステッパ光学系に異物が付着している
と、すべてのチップに欠陥が生じることになる。そこ
で、レチクルを用いて半導体表面に焼付けたレジストパ
ターンを検査することで、レチクルパターンの検査が行
われている。
従来、このレチクルパターンを露光現像されたフォトレ
ジストパターン上で検査するには、顕微鏡を用いた目視
による観察が行われていた。しかし、目視による検査
は、膨大な労力と時間および高度な熟練を必要とし、ま
た、作業者の個人差あるいは判断基準のばらつきや、欠
陥の見逃しなどがあり、半導体の高密度化、高集積化に
伴い、ほとんど実施不可能な状態になってきている。こ
のため、各種のフォトレジストパターン外観検査技術が
提案されている。
ジストパターン上で検査するには、顕微鏡を用いた目視
による観察が行われていた。しかし、目視による検査
は、膨大な労力と時間および高度な熟練を必要とし、ま
た、作業者の個人差あるいは判断基準のばらつきや、欠
陥の見逃しなどがあり、半導体の高密度化、高集積化に
伴い、ほとんど実施不可能な状態になってきている。こ
のため、各種のフォトレジストパターン外観検査技術が
提案されている。
この外観検査の方法として、従来、１枚のレチクル上に
は複数個の同一チップパターンが描画されていることを
利用し、これをウェハ上のフォトレジストに転写した
後、ウェハ上で２個のチップパターンを比較して、パタ
ーン欠陥を検出する方法が提案されている。しかし、半
導体の高集積化，大面積化に伴い、１枚のレチクル上に
は１個のチップパターンのみが描画されるようになりつ
つあり、このようなチップパターンに対しては、上記の
方法は適用できない。
は複数個の同一チップパターンが描画されていることを
利用し、これをウェハ上のフォトレジストに転写した
後、ウェハ上で２個のチップパターンを比較して、パタ
ーン欠陥を検出する方法が提案されている。しかし、半
導体の高集積化，大面積化に伴い、１枚のレチクル上に
は１個のチップパターンのみが描画されるようになりつ
つあり、このようなチップパターンに対しては、上記の
方法は適用できない。
そこで、このようなチップパターンの検査方法として、
ウエハ上のチップパターンに対し、例えばレチクル製造
時の設計パターンを手本パターンとして、両者を比較検
査する方法が考えられる。この方法は、フォトマスクや
レチクルパターンの外観検査では、次のような理由で広
く実用化されている方法である。すなわち、フォトマス
クやレチクルに透過照明を行い、イメージセンサで撮像
した場合、回路パターンは非常に高いコントラストで撮
像できるため、しきい値処理により２値化データで表わ
される設計パターンと容易に比較検査できるためであ
る。しかし、フォトレジストパターンは透明なパターン
であるため、フォトレジスト部分と下地のウエハ表面と
のコントラストが非常に低く、フォトマスクやレチクル
パターンの場合に比べて設計パターンとの比較は難し
い。
ウエハ上のチップパターンに対し、例えばレチクル製造
時の設計パターンを手本パターンとして、両者を比較検
査する方法が考えられる。この方法は、フォトマスクや
レチクルパターンの外観検査では、次のような理由で広
く実用化されている方法である。すなわち、フォトマス
クやレチクルに透過照明を行い、イメージセンサで撮像
した場合、回路パターンは非常に高いコントラストで撮
像できるため、しきい値処理により２値化データで表わ
される設計パターンと容易に比較検査できるためであ
る。しかし、フォトレジストパターンは透明なパターン
であるため、フォトレジスト部分と下地のウエハ表面と
のコントラストが非常に低く、フォトマスクやレチクル
パターンの場合に比べて設計パターンとの比較は難し
い。
上記の点を考慮して、フォトレジストパターンと設計パ
ターンとを比較検査する方法として、例えばエス ピー
アイ イー、第538巻、オプチカル マイクロリソグ
ラフィーIV（1985年）、第122頁から第129頁（SPIE、Vo
l.538、Optical Microlithography IV(1985)pp122-12
9）に記載されている方法がある。この方法は、フォト
レジストパターンをイメージセンサで撮像する際に、光
学フィルタを用いてウエハからの反射光の波長を限定
し、回路パターンとのコントラストを向上させるもので
ある。フォトレジストは透明薄膜であるため、光が入射
すると、フォトレジスト表面からの反射光と、フォトレ
ジストを透過し下地との境界面で反射した光とが干渉を
起こし、このため、フォトレジストの膜厚に応じて、あ
る波長の光は強めあい、他のある波長の光は弱めあう。
そこで、前記光学フィルタの透過波長帯域を選択するこ
とにより、フォトレジスト部分を暗く検出し、コントラ
ストの高い画像を得ることができ、フォトマスクやレチ
クルパターンの場合と同様な手法により、容易に設計パ
ターンとの比較検査が行えるというものである。
ターンとを比較検査する方法として、例えばエス ピー
アイ イー、第538巻、オプチカル マイクロリソグ
ラフィーIV（1985年）、第122頁から第129頁（SPIE、Vo
l.538、Optical Microlithography IV(1985)pp122-12
9）に記載されている方法がある。この方法は、フォト
レジストパターンをイメージセンサで撮像する際に、光
学フィルタを用いてウエハからの反射光の波長を限定
し、回路パターンとのコントラストを向上させるもので
ある。フォトレジストは透明薄膜であるため、光が入射
すると、フォトレジスト表面からの反射光と、フォトレ
ジストを透過し下地との境界面で反射した光とが干渉を
起こし、このため、フォトレジストの膜厚に応じて、あ
る波長の光は強めあい、他のある波長の光は弱めあう。
そこで、前記光学フィルタの透過波長帯域を選択するこ
とにより、フォトレジスト部分を暗く検出し、コントラ
ストの高い画像を得ることができ、フォトマスクやレチ
クルパターンの場合と同様な手法により、容易に設計パ
ターンとの比較検査が行えるというものである。
上記従来技術は、フォトレジストパターンの膜厚むらの
点に配慮がされておらず、膜厚むらのため場所によって
はコントラストが低下し、設計パターンとの比較検査が
できないという課題を有していた。
点に配慮がされておらず、膜厚むらのため場所によって
はコントラストが低下し、設計パターンとの比較検査が
できないという課題を有していた。
上記従来技術においては、検査するフォトレジストパタ
ーンの膜厚は均一でなければならない。すなわち、フォ
トレジストを暗く検出するための光学フィルタの特性
は、そのフォトレジストの膜厚に依存しており、１チッ
プ内で膜厚にむらがある場合には、場所によってフォレ
ジスト部分のコントラストが低下し、しきい値処理によ
りフォトレジスト部分のみを完全に２値化することは困
難となる。
ーンの膜厚は均一でなければならない。すなわち、フォ
トレジストを暗く検出するための光学フィルタの特性
は、そのフォトレジストの膜厚に依存しており、１チッ
プ内で膜厚にむらがある場合には、場所によってフォレ
ジスト部分のコントラストが低下し、しきい値処理によ
りフォトレジスト部分のみを完全に２値化することは困
難となる。
一方、実際のＬＳＩ製造工程では、フォトレジスト塗布
時の膜厚むら、および現像時の膜厚むらなどが発生す
る。また、最近では膜厚よりも細い線幅の回路パターン
が存在するが、このようなパターンでは、幅の広いパタ
ーンに比べて膜厚は薄くなってしまう。
時の膜厚むら、および現像時の膜厚むらなどが発生す
る。また、最近では膜厚よりも細い線幅の回路パターン
が存在するが、このようなパターンでは、幅の広いパタ
ーンに比べて膜厚は薄くなってしまう。
このため、上記従来技術では、１チップ内でフォトレジ
ストパターンに膜厚むらがある場合、パターンを２値化
することができず、設計パターンとの比較検査ができな
い。
ストパターンに膜厚むらがある場合、パターンを２値化
することができず、設計パターンとの比較検査ができな
い。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、不
透明な基板上に透明なパターンを有する被検査対象につ
いて透明なパターンの膜厚むらや膜厚変動に影響される
ことなく、透明なパターンの膜厚の変化に応じた明るさ
に対応すると共に前記透明なパターンの境界の段差部か
ら暗く変化して極値を示す濃淡画像信号と該透明なパタ
ーンの手本となる手本パターン信号とに基づいて透明パ
ターンの欠陥を高信頼度で検出できるようにしたパター
ン検査方法およびその装置を提供することにある。
透明な基板上に透明なパターンを有する被検査対象につ
いて透明なパターンの膜厚むらや膜厚変動に影響される
ことなく、透明なパターンの膜厚の変化に応じた明るさ
に対応すると共に前記透明なパターンの境界の段差部か
ら暗く変化して極値を示す濃淡画像信号と該透明なパタ
ーンの手本となる手本パターン信号とに基づいて透明パ
ターンの欠陥を高信頼度で検出できるようにしたパター
ン検査方法およ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、不透明な基板上
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出し、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させ、前記検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをし、該位置合わせさ
れた手本パターン信号により前記検出された濃淡画像信
号の内正常な透明パターンによる濃淡画像信号をマスキ
ングしてマスキングされなかった濃淡画像信号における
変化の極値を示すエッジ信号により前記被検査対象にお
ける透明パターンの欠陥を検出することを特徴とするパ
ターン検査方法である。また本発明は、不透明な基板上
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出し、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させ、前記検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをし、前記検出された
濃淡画像信号から変化の極値を示す信号を抽出し、前記
位置合わせされた手本パターン信号により前記抽出され
た変化の極値を示す信号の内正常な透明パターンによる
変化の極値を示す信号をマスキングしてマスキングされ
なかった濃淡画像信号の変化の極値を示すエッジ信号に
より前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出
することを特徴とするパターン検査方法である。また本
発明は、不透明な基板上に透明なパターンを有する被検
査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じた明
るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の段差
部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出する
濃淡画像信号検出手段と、前記透明なパターンの手本と
なる手本パターン信号を発生させる手本パターン信号発
生手段と、前記濃淡画像信号検出手段により検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをする位置ずれ補正手
段と、該位置ずれ補正手段により位置合わせされた手本
パターン信号により前記濃淡画像信号検出手段により検
出された濃淡画像信号の内正常な透明パターンによる濃
淡画像信号をマスキングしてマスキングされなかった濃
淡画像信号における変化の極値を示すエッジ信号により
前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出する
マスキング欠陥検出手段とを備えたことを特徴とするパ
ターン検査装置である。また本発明は、不透明な基板上
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号検出手段
と、前記透明なパターンの手本となる手本パターン信号
を発生させる手本パターン信号発生手段と、前記濃淡画
像信号検出手段により検出された濃淡画像信号に対する
前記発生された手本パターン信号の位置ずれを補正して
位置合わせをする位置ずれ補正手段と、前記濃淡画像信
号検出手段により検出された濃淡画像信号から変化の極
値を示す信号を抽出する変化の極値を示す信号抽出手段
と、前記位置ずれ補正手段により位置合わせされた手本
パターン信号により前記変化の極値を示す信号抽出手段
により抽出された変化の極値を示す信号の内正常な透明
パターンによる変化の極値を示す信号をマスキングして
マスキングされなかった変化の極値を示すエッジ信号に
より前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出
するマスキング欠陥検出手段とを備えたことを特徴とす
るパターン検査装置である。また本発明は、前記パター
ン検査装置において、前記マスキング欠陥検出手段は、
前記手本パターン信号により前記濃淡画像信号をマスキ
ングするマスキング手段と該マスキング手段でマスキン
グされる濃淡画像信号に対して所定の閾値で２値化して
前記変化の極値を示すエッジ信号を得る２値化手段とで
構成したことを特徴とする。また本発明は、前記パター
ン検査装置において、前記変化の極値を示す信号抽出手
段を、前記濃淡画像信号に対して微分処理を施して変化
の極値を示す信号を抽出する微分手段で構成したことを
特徴とする。また本発明は、前記パターン検査装置にお
いて、前記マスキング欠陥検出手段は、前記マスキング
欠陥検出手段は、前記手本パターン信号により前記変化
の極値を示す信号をマスキングするマスキング手段と該
マスキング手段でマスキングされる変化の極値を示す信
号に対して所定の閾値で２値化して前記変化の極値を示
すエッジ信号を得る２値化手段とで構成したことを特徴
とする。
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出し、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させ、前記検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをし、該位置合わせさ
れた手本パターン信号により前記検出された濃淡画像信
号の内正常な透明パターンによる濃淡画像信号をマスキ
ングしてマスキングされなかった濃淡画像信号における
変化の極値を示すエッジ信号により前記被検査対象にお
ける透明パターンの欠陥を検出することを特徴とするパ
ターン検査方法である。また本発明は、不透明な基板上
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出し、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させ、前記検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをし、前記検出された
濃淡画像信号から変化の極値を示す信号を抽出し、前記
位置合わせされた手本パターン信号により前記抽出され
た変化の極値を示す信号の内正常な透明パターンによる
変化の極値を示す信号をマスキングしてマスキングされ
なかった濃淡画像信号の変化の極値を示すエッジ信号に
より前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出
することを特徴とするパターン検査方法である。また本
発明は、不透明な基板上に透明なパターンを有する被検
査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じた明
るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の段差
部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出する
濃淡画像信号検出手段と、前記透明なパターンの手本と
なる手本パターン信号を発生させる手本パターン信号発
生手段と、前記濃淡画像信号検出手段により検出された
濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン信号
の位置ずれを補正して位置合わせをする位置ずれ補正手
段と、該位置ずれ補正手段により位置合わせされた手本
パターン信号により前記濃淡画像信号検出手段により検
出された濃淡画像信号の内正常な透明パターンによる濃
淡画像信号をマスキングしてマスキングされなかった濃
淡画像信号における変化の極値を示すエッジ信号により
前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出する
マスキング欠陥検出手段とを備えたことを特徴とするパ
ターン検査装置である。また本発明は、不透明な基板上
に透明なパターンを有する被検査対象から前記透明なパ
ターンの膜厚の変化に応じた明るさに対応すると共に前
記透明なパターンの境界の段差部から暗く変化して極値
を示す濃淡画像信号を検出する濃淡画像信号検出手段
と、前記透明なパターンの手本となる手本パターン信号
を発生させる手本パターン信号発生手段と、前記濃淡画
像信号検出手段により検出された濃淡画像信号に対する
前記発生された手本パターン信号の位置ずれを補正して
位置合わせをする位置ずれ補正手段と、前記濃淡画像信
号検出手段により検出された濃淡画像信号から変化の極
値を示す信号を抽出する変化の極値を示す信号抽出手段
と、前記位置ずれ補正手段により位置合わせされた手本
パターン信号により前記変化の極値を示す信号抽出手段
により抽出された変化の極値を示す信号の内正常な透明
パターンによる変化の極値を示す信号をマスキングして
マスキングされなかった変化の極値を示すエッジ信号に
より前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出
するマスキング欠陥検出手段とを備えたことを特徴とす
るパターン検査装置である。また本発明は、前記パター
ン検査装置において、前記マスキング欠陥検出手段は、
前記手本パターン信号により前記濃淡画像信号をマスキ
ングするマスキング手段と該マスキング手段でマスキン
グされる濃淡画像信号に対して所定の閾値で２値化して
前記変化の極値を示すエッジ信号を得る２値化手段とで
構成したことを特徴とする。また本発明は、前記パター
ン検査装置において、前記変化の極値を示す信号抽出手
段を、前記濃淡画像信号に対して微分処理を施して変化
の極値を示す信号を抽出する微分手段で構成したことを
特徴とする。また本発明は、前記パターン検査装置にお
いて、前記マスキング欠陥検出手段は、前記マスキング
欠陥検出手段は、前記手本パターン信号により前記変化
の極値を示す信号をマスキングするマスキング手段と該
マスキング手段でマスキングされる変化の極値を示す信
号に対して所定の閾値で２値化して前記変化の極値を示
すエッジ信号を得る２値化手段とで構成したことを特徴
とする。
本発明は、透明なパターンの境界の段差部から検出され
る暗く変化して極値を示す濃淡画像信号に着目して、不
透明な基板上に有するフォトレジスト等の透明なパター
ンの膜厚むらや膜厚変動に応じて検出される濃淡画像信
号の明るさに変動が生じても、この濃淡画像信号の変動
を誤認識することなく、透明パターンの突起欠陥、孤立
欠陥、短絡欠陥等の真の欠陥を、検出された濃淡画像信
号から識別して検出できるようにしたことにある。即ち
本発明は、上記構成により、不透明な基板上に有するフ
ォトレジストパターン等の透明なパターンの膜厚むらや
膜厚変動に影響を受けることなく、透明パターンの突起
欠陥、孤立欠陥、短絡欠陥等の真の欠陥を高信頼度で検
出できるようにしたことにある。ところで、フォトレジ
ストパターン等の透明なパターンの欠陥は、前述したよ
うに、レチクル上あるいはステッパ光学系に付着した異
物が原因となって発生するものである。そのため、フォ
トレジストパターンに存在する欠陥は、第１０図に示す
ように、フォトレジストパターン１０に対し、突起１、
孤立点２、短絡３など、本来フォトレジストが存在すべ
きではないところに余分なフォトレジストが残ってしま
った欠陥である。第１１図に、第１０図に示す欠陥を含
む検査パターンに対する手本パターンを示す。第１２図
は、第１０図に示す検査パターンと第１１図に示す手本
パターンとを重ね合わせたもので、ハッチングを施した
部分が検査禁止領域１１、それ以外が検査領域１２であ
る。第１２図からわかるように、検査領域１２では、平
坦でほぼ一様な反射率をもつウエハ表面にフォトレジス
トパターンの欠陥部のみが存在しているため、容易にこ
れらの欠陥を検出することが可能となる。
る暗く変化して極値を示す濃淡画像信号に着目して、不
透明な基板上に有するフォトレジスト等の透明なパター
ンの膜厚むらや膜厚変動に応じて検出される濃淡画像信
号の明るさに変動が生じても、この濃淡画像信号の変動
を誤認識することなく、透明パターンの突起欠陥、孤立
欠陥、短絡欠陥等の真の欠陥を、検出された濃淡画像信
号から識別して検出できるようにしたことにある。即ち
本発明は、上記構成により、不透明な基板上に有するフ
ォトレジストパターン等の透明なパターンの膜厚むらや
膜厚変動に影響を受けることなく、透明パターンの突起
欠陥、孤立欠陥、短絡欠陥等の真の欠陥を高信頼度で検
出できるようにしたことにある。ところで、フォトレジ
ストパターン等の透明なパターンの欠陥は、前述したよ
うに、レチクル上あるいはステッパ光学系に付着した異
物が原因となって発生するものである。そのため、フォ
トレジストパターンに存在する欠陥は、第１０図に示す
ように、フォトレジストパターン１０に対し、突起１、
孤立点２、短絡３など、本来フォトレジストが存在すべ
きではないところに余分なフォトレジストが残ってしま
った欠陥である。第１１図に、第１０図に示す欠陥を含
む検査パターンに対する手本パターンを示す。第１２図
は、第１０図に示す検査パターンと第１１図に示す手本
パターンとを重ね合わせたもので、ハッチングを施した
部分が検査禁止領域１１、それ以外が検査領域１２であ
る。第１２図からわかるように、検査領域１２では、平
坦でほぼ一様な反射率をもつウエハ表面にフォトレジス
トパターンの欠陥部のみが存在しているため、容易にこ
れらの欠陥を検出することが可能となる。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は本発明の一実施例に用いる欠陥検出回路の構成
を示すブロック図である。図において、パターン検出器
２０で検出した検査パターンは、Ａ／Ｄ変換器２１によ
り、数ビットのディジタル信号の検査パターン２７に変
換する。手本パターン発生器２２では、パターン発生器
２０に同期した手本パターン２８を発生する。検査パタ
ーン２７と手本パターン２８とを位置合わせするため、
位置ずれ検出器２３によって手本パターン２８と検査パ
ターン２７との位置ずれ量を求めた後、位置ずれ補正回
路２４により手本パターン２８をシフトして、検査パタ
ーン２７に位置合わせする。マスキング回路２５で、検
査パターン２７を、位置合わせの済んだ手本パターン２
９によりマスキングした後、マスキング回路２５の出力
を２値化回路２６により２値化し、欠陥とする。
を示すブロック図である。図において、パターン検出器
２０で検出した検査パターンは、Ａ／Ｄ変換器２１によ
り、数ビットのディジタル信号の検査パターン２７に変
換する。手本パターン発生器２２では、パターン発生器
２０に同期した手本パターン２８を発生する。検査パタ
ーン２７と手本パターン２８とを位置合わせするため、
位置ずれ検出器２３によって手本パターン２８と検査パ
ターン２７との位置ずれ量を求めた後、位置ずれ補正回
路２４により手本パターン２８をシフトして、検査パタ
ーン２７に位置合わせする。マスキング回路２５で、検
査パターン２７を、位置合わせの済んだ手本パターン２
９によりマスキングした後、マスキング回路２５の出力
を２値化回路２６により２値化し、欠陥とする。
ここで、パターン検出器２０によって得られるフォトレ
ジストパターンの映像信号について説明する。第２図
(a)は検査パターンの一部分の断面を示したもので、ウ
エハ３２上にフォトレジストパターン３１が形成されて
いる。平坦なフォトレジスト部分の面に垂直に入射した
光３３は、フォトレジスト表面あるいはフォトレジスト
とウエハとの境界面で反射し、入射してきた方向に戻
る。ウエハ表面に入射した光３５も同様である。しか
し、フォトレジストパターンのエッジ部分に入射した光
３４は、フォトレジスト表面で反射した後ウエハ表面で
再度反射する光３６と、フォトレジスト表面から屈折し
て内部に入り、ウエハとの境界面で反射する光３７とに
なり、入射方向に戻る光はない。このため、反射光の映
像信号を示す同図(b)のように、パターンのエッジ部分
は他の部分と比べて暗く検出される。
ジストパターンの映像信号について説明する。第２図
(a)は検査パターンの一部分の断面を示したもので、ウ
エハ３２上にフォトレジストパターン３１が形成されて
いる。平坦なフォトレジスト部分の面に垂直に入射した
光３３は、フォトレジスト表面あるいはフォトレジスト
とウエハとの境界面で反射し、入射してきた方向に戻
る。ウエハ表面に入射した光３５も同様である。しか
し、フォトレジストパターンのエッジ部分に入射した光
３４は、フォトレジスト表面で反射した後ウエハ表面で
再度反射する光３６と、フォトレジスト表面から屈折し
て内部に入り、ウエハとの境界面で反射する光３７とに
なり、入射方向に戻る光はない。このため、反射光の映
像信号を示す同図(b)のように、パターンのエッジ部分
は他の部分と比べて暗く検出される。
次に、第１図に示したマスキング回路２５および２値化
回路２６の動作について説明する。第３図は突起欠陥１
を含むフォトレジストパターン１０を示したもので、第
４図(a)は第３図のＡ−Ａ′部分の映像信号の波形図で
あり、第２図に示したように、パターンエッジ部分は暗
く検出される。第２図(a)において、フォトレジストパ
ターン１０ａ，１０ｂにそれぞれ対応する映像信号レベ
ルが異なっているのは、パターン１０ａと１０ｂとに膜
厚差があることを示している。同図(b)は手本パターン
の映像信号の波形図であり、フォトレジストの部分が
“１”、フォトレジストのない部分が“０”となってい
る。第１図に示したマスキング回路２５では、手本パタ
ーンが“１”のとき、検査パターンが取り得る最大値
（８ビットの信号の場合は“255”）を出力し、手本パ
ターンが“０”のときは、入力した検査パターンの値を
そのまま出力する。第４図(c)はマスキング回路２５の
出力の波形図である。図からわかるように、正常なパタ
ーン部分は、フォトレジストの膜厚によらず、すべて最
大値となっている。この信号を適当なしきい値VTHで２
値化したものが同図(d)であり、図中“０”になってい
る部分が欠陥を示している。
回路２６の動作について説明する。第３図は突起欠陥１
を含むフォトレジストパターン１０を示したもので、第
４図(a)は第３図のＡ−Ａ′部分の映像信号の波形図で
あり、第２図に示したように、パターンエッジ部分は暗
く検出される。第２図(a)において、フォトレジストパ
ターン１０ａ，１０ｂにそれぞれ対応する映像信号レベ
ルが異なっているのは、パターン１０ａと１０ｂとに膜
厚差があることを示している。同図(b)は手本パターン
の映像信号の波形図であり、フォトレジストの部分が
“１”、フォトレジストのない部分が“０”となってい
る。第１図に示したマスキング回路２５では、手本パタ
ーンが“１”のとき、検査パターンが取り得る最大値
（８ビットの信号の場合は“255”）を出力し、手本パ
ターンが“０”のときは、入力した検査パターンの値を
そのまま出力する。第４図(c)はマスキング回路２５の
出力の波形図である。図からわかるように、正常なパタ
ーン部分は、フォトレジストの膜厚によらず、すべて最
大値となっている。この信号を適当なしきい値VTHで２
値化したものが同図(d)であり、図中“０”になってい
る部分が欠陥を示している。
第５図は本実施例のマスキング回路２５の具体的な一例
を示す構成図である。図では、検査パターンが８ビット
信号である場合を示しており、マスキング回路は８個の
ＯＲ回路401〜408で構成されている。そして、手本パタ
ーン２９が“１”のときは、出力は“255”であり、
“０”のときは、入力した検査パターンの値がそのまま
出力される。このように手本パターン２９が“１”のと
きにその出力を最大値にすることにより、正常なフォト
レジストパターン部分を検査禁止領域とし、次段の２値
化回路２６で欠陥が誤検出されるのを防ぐことができ
る。本実施例によれば、数個のＯＲ回路と２値化回路だ
けで欠陥検出回路の要部が構成できるため、回路の小形
化が図れる。
を示す構成図である。図では、検査パターンが８ビット
信号である場合を示しており、マスキング回路は８個の
ＯＲ回路401〜408で構成されている。そして、手本パタ
ーン２９が“１”のときは、出力は“255”であり、
“０”のときは、入力した検査パターンの値がそのまま
出力される。このように手本パターン２９が“１”のと
きにその出力を最大値にすることにより、正常なフォト
レジストパターン部分を検査禁止領域とし、次段の２値
化回路２６で欠陥が誤検出されるのを防ぐことができ
る。本実施例によれば、数個のＯＲ回路と２値化回路だ
けで欠陥検出回路の要部が構成できるため、回路の小形
化が図れる。
第６図は本発明の他の実施例に用いる欠陥検出回路の構
成を示すブロック図である。本実施例においては、Ａ／
Ｄ変換された検査パターン２７を、エッジ検出回路５０
を介してマスキング回路２５に入力している。
成を示すブロック図である。本実施例においては、Ａ／
Ｄ変換された検査パターン２７を、エッジ検出回路５０
を介してマスキング回路２５に入力している。
以下、このエッジ検出回路５０の動作を、第７図により
説明する。第７図は第３図と同様に、同図(a)は突起欠
陥１を含むフォトレジストパターン１０を示し、同図
(b)は同図(a)のＡ−Ａ′部分の映像信号の波形図、同図
(c)は対応する手本パターンを示す。さて、検査パター
ンの映像信号は、エッジ検出回路５０により、例えば２
次微分を行ってパターンエッジ信号５１に変換される。
第７図(d)はこのパターンエッジ信号５１の波形図であ
る。マスキング回路２５は、このパターンエッジ信号５
１を入力し、手本パターン２９が“１”のときは、出力
を“０”とし、手本パターン２９が“０”のときは、入
力したパターンエッジ信号５１をそのまま出力する。第
７図(e)はマスキング回路２５の出力の波形図であるこ
の出力信号を２値化回路２６により、適当なしきい値V
THで２値化したものが、同図(f)の波形図であり、出力
が“１”になっている部分が欠陥を示している。なお、
２値化回路２６で２値化した後、マスキング回路２５で
マスキングしても同様な結果（第７図(f)に示す。）が
得られることは明らかである。
説明する。第７図は第３図と同様に、同図(a)は突起欠
陥１を含むフォトレジストパターン１０を示し、同図
(b)は同図(a)のＡ−Ａ′部分の映像信号の波形図、同図
(c)は対応する手本パターンを示す。さて、検査パター
ンの映像信号は、エッジ検出回路５０により、例えば２
次微分を行ってパターンエッジ信号５１に変換される。
第７図(d)はこのパターンエッジ信号５１の波形図であ
る。マスキング回路２５は、このパターンエッジ信号５
１を入力し、手本パターン２９が“１”のときは、出力
を“０”とし、手本パターン２９が“０”のときは、入
力したパターンエッジ信号５１をそのまま出力する。第
７図(e)はマスキング回路２５の出力の波形図であるこ
の出力信号を２値化回路２６により、適当なしきい値V
THで２値化したものが、同図(f)の波形図であり、出力
が“１”になっている部分が欠陥を示している。なお、
２値化回路２６で２値化した後、マスキング回路２５で
マスキングしても同様な結果（第７図(f)に示す。）が
得られることは明らかである。
第８図は本実施例のマスキング回路２６の具体的な一例
を示す構成図で、第５図の場合と同様、検査パターン
（パターンエッジ信号）が８ビット信号である場合を例
に示している。本回路は、第５図のＯＲ回路401〜408を
AND回路601〜608に代え、かつ手本パターン側の入力回
路にいNOT回路６１を追加挿入したもので、手本パター
ンが“１”のときは、出力は“０”になり、手本パター
ン“０”のときは、入力がそのまま出力される。
を示す構成図で、第５図の場合と同様、検査パターン
（パターンエッジ信号）が８ビット信号である場合を例
に示している。本回路は、第５図のＯＲ回路401〜408を
AND回路601〜608に代え、かつ手本パターン側の入力回
路にいNOT回路６１を追加挿入したもので、手本パター
ンが“１”のときは、出力は“０”になり、手本パター
ン“０”のときは、入力がそのまま出力される。
なお、上述した実施例では、設計パターンから発生した
手本パターンで直接検査パターンをマスキングする例に
ついて説明したが、実際のフォトレジストパターンは、
第９図(a)に示すように、同図(b)に示す設計パターンに
比べて、かど部が丸みを帯びていたり、パターン幅が細
くなっていたりする。このため、レチクルやマスクパタ
ーンの検査の際によく行われるように、あらかじめ設計
パターンを検査パターンの形状に一致するように修正し
たものを手本パターンとして用いれば、欠陥検出性能を
さらに向上させることができる。
手本パターンで直接検査パターンをマスキングする例に
ついて説明したが、実際のフォトレジストパターンは、
第９図(a)に示すように、同図(b)に示す設計パターンに
比べて、かど部が丸みを帯びていたり、パターン幅が細
くなっていたりする。このため、レチクルやマスクパタ
ーンの検査の際によく行われるように、あらかじめ設計
パターンを検査パターンの形状に一致するように修正し
たものを手本パターンとして用いれば、欠陥検出性能を
さらに向上させることができる。
本発明によれば、透明なパターンの境界の段差部から検
出される暗く変化して極値を示す濃淡画像信号に着目し
て透明パターンの欠陥を検出するようにしたので、不透
明な基板上に有するフォトレジスト等の透明なパターン
の膜厚むらや膜厚変動に応じて検出される濃淡画像信号
の明るさに変動が生じても、この濃淡画像信号の変動を
誤認識することなく、透明パターンの突起欠陥、孤立欠
陥、短絡欠陥等の真の欠陥を高信頼度で検出することが
でき、半導体集積回路の歩留まり向上、製品の信頼性向
上および原価低減等において顕著な効果を奏する。
出される暗く変化して極値を示す濃淡画像信号に着目し
て透明パターンの欠陥を検出するようにしたので、不透
明な基板上に有するフォトレジスト等の透明なパターン
の膜厚むらや膜厚変動に応じて検出される濃淡画像信号
の明るさに変動が生じても、この濃淡画像信号の変動を
誤認識することなく、透明パターンの突起欠陥、孤立欠
陥、短絡欠陥等の真の欠陥を高信頼度で検出することが
でき、半導体集積回路の歩留まり向上、製品の信頼性向
上および原価低減等において顕著な効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例に用いる欠陥検出回路の構成
を示すブロック図、第２図はフォトレジストパターンの
映像信号の説明図、第３図および第４図は第１図に示す
実施例における信号処理方式の説明図、第５図は第１図
中のマスキング回路の具体例を示す構成図、第６図は本
発明の他の実施例に用いる欠陥検出回路の構成を示すブ
ロック図、第７図は第６図に示す実施例における信号処
理方式の説明図、第８図は第６図中のマスキング回路の
具体例を示す構成図、第９図は実際のフォトレジストパ
ターンが設計パターンから変形していることの説明図、
第１０図ないし第１２図は本発明によるパターン欠陥検
査方法の原理説明図である。 ２０……パターン検出器， ２１……Ａ／Ｄ変換器， ２２……手本パターン発生器， ２３……位置ずれ検出器， ２４……位置ずれ補正回路， ２５……マスキング回路， ２６……２値化回路， 401〜408……ＯＲ回路， ５０……エッジ検出回路， 601〜608……AND回路， ６１……NOT回路。
を示すブロック図、第２図はフォトレジストパターンの
映像信号の説明図、第３図および第４図は第１図に示す
実施例における信号処理方式の説明図、第５図は第１図
中のマスキング回路の具体例を示す構成図、第６図は本
発明の他の実施例に用いる欠陥検出回路の構成を示すブ
ロック図、第７図は第６図に示す実施例における信号処
理方式の説明図、第８図は第６図中のマスキング回路の
具体例を示す構成図、第９図は実際のフォトレジストパ
ターンが設計パターンから変形していることの説明図、
第１０図ないし第１２図は本発明によるパターン欠陥検
査方法の原理説明図である。 ２０……パターン検出器， ２１……Ａ／Ｄ変換器， ２２……手本パターン発生器， ２３……位置ずれ検出器， ２４……位置ずれ補正回路， ２５……マスキング回路， ２６……２値化回路， 401〜408……ＯＲ回路， ５０……エッジ検出回路， 601〜608……AND回路， ６１……NOT回路。
Claims (7)
- 【請求項１】不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じ
た明るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の
段差部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出
し、前記透明なパターンの手本となる手本パターン信号
を発生させ、前記検出された濃淡画像信号に対する前記
発生された手本パターン信号の位置ずれを補正して位置
合わせをし、該位置合わせされた手本パターン信号によ
り前記検出された濃淡画像信号の内正常な透明パターン
による濃淡画像信号をマスキングしてマスキングされな
かった濃淡画像信号における変化の極値を示すエッジ信
号により前記被検査対象における透明パターンの欠陥を
検出することを特徴とするパターン検査方法。 - 【請求項２】不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じ
た明るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の
段差部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出
し、前記透明なパターンの手本となる手本パターン信号
を発生させ、前記検出された濃淡画像信号に対する前記
発生された手本パターン信号の位置ずれを補正して位置
合わせをし、前記検出された濃淡画像信号から変化の極
値を示す信号を抽出し、前記位置合わせされた手本パタ
ーン信号により前記抽出された変化の極値を示す信号の
内正常な透明パターンによる変化の極値を示す信号をマ
スキングしてマスキングされなかった濃淡画像信号の変
化の極値を示すエッジ信号により前記被検査対象におけ
る透明パターンの欠陥を検出することを特徴とするパタ
ーン検査方法。 - 【請求項３】不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じ
た明るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の
段差部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出
する濃淡画像信号検出手段と、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させる手本パターン信
号発生手段と、前記濃淡画像信号検出手段により検出さ
れた濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン
信号の位置ずれを補正して位置合わせをする位置ずれ補
正手段と、該位置ずれ補正手段により位置合わせされた
手本パターン信号により前記濃淡画像信号検出手段によ
り検出された濃淡画像信号の内正常な透明パターンによ
る濃淡画像信号をマスキングしてマスキングされなかっ
た濃淡画像信号における変化の極値を示すエッジ信号に
より前記被検査対象における透明パターンの欠陥を検出
するマスキング欠陥検出手段とを備えたことを特徴とす
るパターン検査装置。 - 【請求項４】前記マスキング欠陥検出手段は、前記手本
パターン信号により前記濃淡画像信号をマスキングする
マスキング手段と該マスキング手段でマスキングされる
濃淡画像信号に対して所定の閾値で２値化して前記変化
の極値を示すエッジ信号を得る２値化手段とで構成した
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。 - 【請求項５】不透明な基板上に透明なパターンを有する
被検査対象から前記透明なパターンの膜厚の変化に応じ
た明るさに対応すると共に前記透明なパターンの境界の
段差部から暗く変化して極値を示す濃淡画像信号を検出
する濃淡画像信号検出手段と、前記透明なパターンの手
本となる手本パターン信号を発生させる手本パターン信
号発生手段と、前記濃淡画像信号検出手段により検出さ
れた濃淡画像信号に対する前記発生された手本パターン
信号の位置ずれを補正して位置合わせをする位置ずれ補
正手段と、前記濃淡画像信号検出手段により検出された
濃淡画像信号から変化の極値を示す信号を抽出する変化
の極値を示す信号抽出手段と、前記位置ずれ補正手段に
より位置合わせされた手本パターン信号により前記変化
の極値を示す信号抽出手段により抽出された変化の極値
を示す信号の内正常な透明パターンによる変化の極値を
示す信号をマスキングしてマスキングされなかった変化
の極値を示すエッジ信号により前記被検査対象における
透明パターンの欠陥を検出するマスキング欠陥検出手段
とを備えたことを特徴とするパターン検査装置。 - 【請求項６】前記変化の極値を示す信号抽出手段を、前
記濃淡画像信号に対して微分処理を施して変化の極値を
示す信号を抽出する微分手段で構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載のパターン検査装置。 - 【請求項７】前記マスキング欠陥検出手段は、前記手本
パターン信号により前記変化の極値を示す信号をマスキ
ングするマスキング手段と該マスキング手段でマスキン
グされる変化の極値を示す信号に対して所定の閾値で２
値化して前記変化の極値を示すエッジ信号を得る２値化
手段とで構成したことを特徴とする特許請求の範囲第５
項記載のパターン検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269617A JPH0617875B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | パターン検査方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61269617A JPH0617875B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | パターン検査方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124939A JPS63124939A (ja) | 1988-05-28 |
| JPH0617875B2 true JPH0617875B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=17474845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61269617A Expired - Lifetime JPH0617875B2 (ja) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | パターン検査方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617875B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0890361A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-04-09 | Kandenko Co Ltd | ブッシングやロックナット等のねじ込み金具の廻し工具 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0749933B2 (ja) * | 1989-06-02 | 1995-05-31 | 大日本スクリーン製造株式会社 | プリント基板の検査方法および装置 |
| JP5401005B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2014-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | テンプレートマッチング方法、および走査電子顕微鏡 |
| TWI475187B (zh) * | 2010-10-27 | 2015-03-01 | 日立全球先端科技股份有限公司 | Image processing devices and computer programs |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57113244A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Yoshie Hasegawa | Inspecting device of wafer surface |
| JPS58200141A (ja) * | 1982-05-18 | 1983-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | 基板検査方式 |
| JPS61278706A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | パタ−ン外観検査装置のマスキング機構 |
-
1986
- 1986-11-14 JP JP61269617A patent/JPH0617875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0890361A (ja) * | 1994-09-27 | 1996-04-09 | Kandenko Co Ltd | ブッシングやロックナット等のねじ込み金具の廻し工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63124939A (ja) | 1988-05-28 |
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