JPH0523503B2 - - Google Patents
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- JPH0523503B2 JPH0523503B2 JP60221821A JP22182185A JPH0523503B2 JP H0523503 B2 JPH0523503 B2 JP H0523503B2 JP 60221821 A JP60221821 A JP 60221821A JP 22182185 A JP22182185 A JP 22182185A JP H0523503 B2 JPH0523503 B2 JP H0523503B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はLSIパターン等の微細パターンを検
出、計測も含め、検査するLSIウエハパターン等
の検査装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting LSI wafer patterns and the like, including detecting and measuring fine patterns such as LSI patterns.
LSIはSiウエハ上にSiO2等の回路パターンの層
を形成して製品となるが、この過程で各層のパタ
ーンの形状不良を検査することは製品歩留りの確
保に不可欠である。
LSI products are manufactured by forming layers of circuit patterns such as SiO 2 on Si wafers, and during this process, inspecting the patterns of each layer for shape defects is essential to ensuring product yield.
従来の検査装置の例を第14図に示す。試料1
の上方に設置した対物レンズ2、照明光学系3、
半透過鏡4、検出器5より構成される。照明光学
系3と対物レンズ2は落射照明系を構成してお
り、試料1上では同図bに示すようにパターン平
坦部とパターンエツジ部とで各々反射する正反射
光7と高次反射光6が発生する。ここで正反射光
7は零次回折光(DC成分)であり、検出に関与
する高次反射光6は1次〜N次の高次回折光であ
る(ここでNは対物レンズ2の開口により決ま
る)。 An example of a conventional inspection device is shown in FIG. Sample 1
objective lens 2, illumination optical system 3,
It is composed of a semi-transparent mirror 4 and a detector 5. The illumination optical system 3 and the objective lens 2 constitute an epi-illumination system, and as shown in FIG. 6 occurs. Here, the specularly reflected light 7 is zero-order diffracted light (DC component), and the higher-order reflected light 6 involved in detection is 1st to Nth higher-order diffracted light (here, N is determined by the aperture of the objective lens 2). ).
検出器5はCCDやホトダイオード・アレイを
用いており、同図bに示す試料での検出信号8を
得るc。信号8は微分回路(図示せず)を経て信
号9を得るd。信号9と設定された閾値10,1
1を比較して、エツジ位置を示す二値化信号9a
を得るe。 The detector 5 uses a CCD or a photodiode array, and obtains a detection signal 8 from the sample shown in FIG. Signal 8 passes through a differentiating circuit (not shown) to obtain signal 9.d. Signal 9 and set threshold 10,1
Binarized signal 9a indicating the edge position by comparing
get e.
検出器5と試料1を相対的に走査せしめ、信号
9aを二次元に記憶し、第15図aに示すエツジ
二値化像12を得る。二値化像12と予めメモリ
回路に記憶されている標準パターン16とを比較
し、欠陥13,14,15を検出する。 The detector 5 and the sample 1 are relatively scanned, the signal 9a is stored two-dimensionally, and the edge binarized image 12 shown in FIG. 15a is obtained. Defects 13, 14, and 15 are detected by comparing the binarized image 12 with a standard pattern 16 stored in advance in a memory circuit.
標準パターン16は設計データより創成したパ
ターン又は同一ウエハ内の予め検出した隣接チツ
プ内のパターンを用いてもよい。 The standard pattern 16 may be a pattern created from design data or a pattern in an adjacent chip detected in advance on the same wafer.
パターン12とパターン16の比較法の一例を
第16図に示す。同図a,bは各々パターン1
2,16の縦方向のエツジの抽出結果を示し、抽
出パターン17,18を得る。同様に横方向の抽
出パターン19,20をc,dに示す。同様に右
45°、左45°の抽出パターンエツジ21,22を
e,dに示す。抽出結果aとb、cとd、eとf
を各々比較し不一致部分を検出すれば欠陥13,
14,15を得る。上記の処理を行う回路は特開
昭54−133022号公報に示している。 An example of a method for comparing pattern 12 and pattern 16 is shown in FIG. Figure a and b are each pattern 1.
2 and 16 are shown, and extraction patterns 17 and 18 are obtained. Similarly, extraction patterns 19 and 20 in the horizontal direction are shown in c and d. Similarly right
Extraction pattern edges 21 and 22 at 45° and 45° to the left are shown in e and d. Extraction results a and b, c and d, e and f
If the discrepancy is detected by comparing each, defect 13,
Get 14,15. A circuit for performing the above processing is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 133022/1983.
パターン欠陥は以上のエツジ情報の他に、第1
7図に示すPolySi層23のエツチング残り23
aの例の様な平坦部の欠陥がある。この部分は本
来、PolySi23が取り除かれているが、前工程
の不良によりPolySiが残存し、欠陥セル回路と
なる。 In addition to the above edge information, pattern defects include the first
Etched residue 23 of PolySi layer 23 shown in Figure 7
There is a flat part defect as in example a. Originally, the PolySi 23 was removed from this part, but due to a defect in the previous process, the PolySi remains, resulting in a defective cell circuit.
この欠陥23aは、前述のエツジ情報を用いた
場合には検出が不能である。この欠陥は例えば隣
接した良品セル回路23bの反射光の明るさ情報
7とセル回路23aを比較することにより検出さ
れる。 This defect 23a cannot be detected using the edge information described above. This defect is detected, for example, by comparing the brightness information 7 of the reflected light of the adjacent good cell circuit 23b with the cell circuit 23a.
しかし、この明るさ情報7は対物レンズ2の表
面や他の光学素子表面で発生する迷光27の影響
を受けて、第18図bに示す検出信号8aの様に
なり、正確な明るさの検出が出来ない問題点を有
する。 However, this brightness information 7 is affected by stray light 27 generated on the surface of the objective lens 2 and other optical elements, and becomes a detection signal 8a shown in FIG. 18b, allowing accurate brightness detection. There is a problem that it cannot be done.
本発明の目的は上記問題点に鑑みて、正確な明
るさとエツジ位置の検出を行い、パターン欠陥
を、安定に自動検査できるようにしたLSIウエハ
パターン等の検査装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide an inspection apparatus for LSI wafer patterns, etc., which can accurately detect brightness and edge positions and automatically inspect pattern defects in a stable manner.
本発明においては、エツジ情報と明るさ情報を
得る光学系を別々に設け、前者では光学的にエツ
ジからの高次反射光6のみを抽出し、後者では光
アイソレータ系を設置して迷光を除去し、両者の
情報を別々に処理してウエハパターンの検出を行
うことに特徴がある。従来の様にパターン認識的
手法によりエツジ抽出、明るさ抽出を行う方法に
比べ簡便、安価、安定な効果を有する。
In the present invention, separate optical systems are provided to obtain edge information and brightness information, and the former optically extracts only the high-order reflected light 6 from the edge, and the latter uses an optical isolator system to remove stray light. However, the feature is that the wafer pattern is detected by processing both pieces of information separately. This method is simpler, cheaper, and more stable than the conventional method of extracting edges and brightness using pattern recognition techniques.
第1図にパターンエツジからの高次反射光6の
みを検出し、正反射光7を遮光する光学系を示
す。対物レンズ2のフーリエ変換面に、正反射光
7のみを遮光する遮光板27を設置すれば、検出
器5aには高次反射光のみが到達する。検出器5
aと試料1を相対的に走査せしめれば、cに示す
検査信号8bを得る。この光学系により正反射光
7の影響を受けずに安定にエツジ形状(図2a)
が得られる。
FIG. 1 shows an optical system that detects only high-order reflected light 6 from pattern edges and blocks specularly reflected light 7. If a light shielding plate 27 is installed on the Fourier transform surface of the objective lens 2 to block only the specularly reflected light 7, only the higher-order reflected light will reach the detector 5a. Detector 5
By relatively scanning a and the sample 1, an inspection signal 8b shown in c is obtained. This optical system allows for a stable edge shape without being affected by specularly reflected light 7 (Figure 2a).
is obtained.
第2図に対物レンズ2の遮光27を遮光する光
学系を示す。これは光アイソレータ系と呼ばれ、
偏光ビームスプリツタ4aと1/4波長板29より
構成される。照明光3aにS偏光を用いると、こ
れは偏光ビームスプリツタ4aにより全反射す
る。対物レンズ2の表面からの迷光2はS偏光を
保つので検出器5aに到達しない。試料1aを照
明する照明光は1/4波長板29を2回通過するの
で、P偏光となり、偏光ビームスプリツタ4aを
通過して検出器5aに到達する。これにより得ら
れたbに示す検出信号8cは迷光27の影響を受
けない。 FIG. 2 shows an optical system for blocking light 27 of the objective lens 2. In FIG. This is called an optical isolator system.
It is composed of a polarizing beam splitter 4a and a quarter wavelength plate 29. When S-polarized light is used as the illumination light 3a, it is totally reflected by the polarization beam splitter 4a. Stray light 2 from the surface of objective lens 2 maintains S polarization and therefore does not reach detector 5a. The illumination light that illuminates the sample 1a passes through the quarter-wave plate 29 twice, so it becomes P-polarized light, passes through the polarization beam splitter 4a, and reaches the detector 5a. The detection signal 8c shown in b obtained thereby is not affected by the stray light 27.
以上の第1図、第2図の光学系においては、照
明光3aとしてレーザ光を用いると高い輝度を得
ることが容易に出来るので高S/N比の検出信号
を得ることができる。 In the optical systems shown in FIGS. 1 and 2 described above, when a laser beam is used as the illumination light 3a, high brightness can be easily obtained, so that a detection signal with a high S/N ratio can be obtained.
次に検出系の解像度を向上させる方法を第3図
〜第5図に示す。 Next, a method for improving the resolution of the detection system is shown in FIGS. 3 to 5.
第3図は半透過鏡4を省略して、照明系3と検
出系34に展開して原理示している。ピンホール
33により形成された点光源3bは対物レンズ2
により試料上に広がり分布3cとなり、試料上の
無限小パターン30を照明する。無限小パターン
30は対物レンズ2の像面で広がり分布31とな
る。この位置にピンホール28を設置すると広が
り分布31はピンホール28通過後に分布32と
なり、解像度が向上する結果を得る。 In FIG. 3, the semi-transmissive mirror 4 is omitted and the principle is shown expanded to the illumination system 3 and the detection system 34. The point light source 3b formed by the pinhole 33 is connected to the objective lens 2.
As a result, the light spreads over the sample to form a distribution 3c, and an infinitesimal pattern 30 on the sample is illuminated. The infinitesimal pattern 30 spreads to form a distribution 31 on the image plane of the objective lens 2. When the pinhole 28 is placed at this position, the spread distribution 31 becomes the distribution 32 after passing through the pinhole 28, resulting in improved resolution.
ここで広がり31は半径M×R(=M×0.61λ/
NA)となるので、ピンホール28はこれより小
さくすると効果がある。(ここでMは対物レンズ
2の倍率、λは照明光3bの波長、NAは対物レ
ンズの開口を示す。)
第4図、第5図に図8での解像度向上を説明す
る。試料1の上層がSiO2等の透明層35で形成
されている場合、ピンホール28の効果により、
上層パターンiの拡大i′と下層パターンjの拡大
像j′を分離することができる(第4図)。これに
より縦方向の分解能が向上する。 Here, the spread 31 is the radius M×R (=M×0.61λ/
NA), so it is effective to make the pinhole 28 smaller than this. (Here, M is the magnification of the objective lens 2, λ is the wavelength of the illumination light 3b, and NA is the aperture of the objective lens.) The improvement in resolution in FIG. 8 will be explained with reference to FIGS. 4 and 5. When the upper layer of the sample 1 is formed of a transparent layer 35 such as SiO 2 , due to the effect of the pinhole 28,
An enlarged image i' of the upper pattern i and an enlarged image j' of the lower pattern j can be separated (FIG. 4). This improves vertical resolution.
同様にk点の拡大像k′とl点の拡大像l′とをピ
ンホール28により分離することが出来、横方向
の分解能も向上する(第5図)。 Similarly, the enlarged image k' of point k and the enlarged image l' of point l can be separated by the pinhole 28, and the resolution in the lateral direction is also improved (FIG. 5).
第6図に本発明の一実施例を示す。これは第1
図、第2図、第3図に示す光学系を結合したもの
である。第1図、第2図の検出系は分岐鏡36に
より分岐されており、前者にはピンホール28
b、検出器5b、後者では必要に応じてピンホー
ル28c、検出器5cを設置した。検出器5cで
は明るさを検出するので必ずしもピンホール28
cは必要ない。本実施例では集光レンズ35によ
り照明光学系3よりの照明光を並行光としてお
り、対物レンズ2を無限焦点系として、結像レン
ズ37のフーリエ変換面に遮光板27を設置し
た。このとき検出系34の倍率Mは対物レンズ2
と結像レンズ2aの焦点距離の比(f1/f)とな
る。検出器5b及び5cの検出信号8b及び8c
は同時に出力することが可能となり、これらの信
号8b,8cにより二値化画像12と明るさ画像
を創成して、各々の正常画像と比較すれば欠陥
(エツジ欠陥13,14,15と明るさ欠陥23
a)を検出することが出来る。 FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. This is the first
This is a combination of the optical systems shown in FIGS. 2 and 3. The detection systems in FIGS. 1 and 2 are branched by a branching mirror 36, and the former has a pinhole 28.
b, a detector 5b; in the latter, a pinhole 28c and a detector 5c were installed as necessary. Since the detector 5c detects brightness, the pinhole 28 is not necessarily detected.
c is not necessary. In this embodiment, the illumination light from the illumination optical system 3 is made into parallel light by the condenser lens 35, the objective lens 2 is made into an afocal system, and the light shielding plate 27 is installed on the Fourier transform surface of the imaging lens 37. At this time, the magnification M of the detection system 34 is
and the focal length of the imaging lens 2a (f 1 /f). Detection signals 8b and 8c of detectors 5b and 5c
can be output simultaneously, and by creating a binarized image 12 and a brightness image using these signals 8b and 8c, and comparing them with each normal image, defects (edge defects 13, 14, 15 and brightness Defect 23
a) can be detected.
第7図に第6図の検出器5b,5cの信号8b
と8cとの合成画像の創成法を説明する。試料1
を走査手段により走査せしめ、適当な大きさの二
次元画像EとFをメセリ回路37a,37bに記
憶する。増幅回路38,39は予め設定された定
数α,β倍をEとFに乗算し、記憶回路40に画
像(αE+βF)を創成する。ここでβに比べαを
大きく設定すれば、エツジが強調された画像
(αE+βF)を創成できる。創成画像と予めメモ
リ回路50に記憶されている画像G0とを比較回
路51で比較すれば、前述のエツジ欠陥13,1
4,15、明るさ欠陥23aを検出できる。画像
G0は設計データより計算された画像又は、同一
試料ウエハ内の隣接チツプ同一位置の検出像を用
いてもよい。 Fig. 7 shows the signal 8b of the detectors 5b and 5c in Fig. 6.
A method for creating a composite image of and 8c will be explained. Sample 1
are scanned by a scanning means, and two-dimensional images E and F of appropriate size are stored in meseri circuits 37a and 37b. The amplifier circuits 38 and 39 multiply E and F by preset constants α and β, and create an image (αE+βF) in the storage circuit 40. If α is set larger than β, an image with emphasized edges (αE+βF) can be created. If the generated image and the image G 0 stored in advance in the memory circuit 50 are compared in the comparison circuit 51, the edge defects 13 and 1 described above are detected.
4, 15, the brightness defect 23a can be detected. image
G 0 may be an image calculated from design data or a detected image of the same position of adjacent chips within the same sample wafer.
第8図においては二次元画像EとFの各々と予
め記憶されている画像E0及びF0とを比較して欠
陥を検出する方法を示す。メモリ回路37aに記
憶されている画像Eとメモリ回路52に記憶され
ている画像E0は比較回路53で比較され、不一
致部分(欠陥13,14,15)はメモリ回路5
6に記憶される。 FIG. 8 shows a method of detecting defects by comparing each of the two-dimensional images E and F with pre-stored images E 0 and F 0 . The image E stored in the memory circuit 37a and the image E0 stored in the memory circuit 52 are compared in the comparison circuit 53, and the mismatched portions (defects 13, 14, 15) are compared with the image E0 stored in the memory circuit 52.
6 is stored.
試料1の下層26と上層25の関係は第9図に
示す様になるが、この2層間は許容された重ね合
せ誤差(アライメント誤差)を有している。例え
ば画像E052とE37aは第9図に示す例では、
Eの上層25はE0の上層25に比べてy方向に
5画素分上方に位置する。この時に、図3に示す
不一致部分の抽出を行うと欠陥がないにもかかわ
らず、欠陥を抽出する結果を生じる。これを防ぐ
ため、以下の操作を比較回路56で行う。即ち、
前述の許容された重ね合せ誤差に対応した(第9
図においては5画素分)画素の範囲で、1画素づ
つ画像Eをy方向に移動させて画像E0と比較し、
全ての比較での不一致部のみを抽出して欠陥とす
る。第9図では簡単の為、y方向のみの重ね合せ
誤差を説明したが、一般にはx,y方向の重ね合
せ誤差があり、例えばx,y方向共に5画素分の
許容では25(5×5)回の比較を行う。これによ
り画像Eが第15図aで、画像E0が第9図aの
場合、重ね合せ誤差が生じても欠陥13,14,
15は検出できる。当然画像E(第9図b)とE0
(第9図a)の比較では欠陥は検出しない。上記
の画像をxy方向にずらしながら不一致部を検出
する回路は文献2,3と同様である。 The relationship between the lower layer 26 and the upper layer 25 of sample 1 is as shown in FIG. 9, and there is an allowable overlay error (alignment error) between these two layers. For example, images E 0 52 and E37a are shown in FIG.
The upper layer 25 of E is located 5 pixels higher in the y direction than the upper layer 25 of E 0 . At this time, if the unmatched portion shown in FIG. 3 is extracted, a defect will be extracted even though there is no defect. To prevent this, the comparison circuit 56 performs the following operation. That is,
Corresponding to the above-mentioned allowed overlay error (9th
Move image E one pixel at a time in the y direction within a pixel range (5 pixels in the figure) and compare it with image E 0 ,
Only the mismatched portions in all comparisons are extracted and treated as defects. In Fig. 9, for the sake of simplicity, we have explained the overlay error only in the y direction, but there is generally an overlay error in the x and y directions.For example, if the tolerance for 5 pixels in both the x and y directions is 25 (5 x 5 ) comparisons are made. As a result, if the image E is in Fig. 15a and the image E0 is in Fig. 9a, even if an overlay error occurs, defects 13, 14,
15 can be detected. Naturally, images E (Fig. 9b) and E 0
In the comparison shown in FIG. 9a, no defects are detected. The circuit for detecting a mismatched portion while shifting the above image in the x and y directions is the same as in References 2 and 3.
第9図に示す様にエツジの周辺はパターン誤差
の影響を受け、第9図に示した膜厚による明るさ
情報が明瞭に検出出来ないので、明るさ画像F3
7bとF054を比較する際に、エツジ周辺部分
を除くことが望ましい。第10図ではこのエツジ
周辺の比較を除去する手順を示している。 As shown in FIG. 9, the area around the edge is affected by pattern errors, and the brightness information based on the film thickness shown in FIG. 9 cannot be clearly detected, so the brightness image F3
When comparing 7b and F 0 54, it is desirable to exclude the portions around the edges. FIG. 10 shows a procedure for removing comparisons around this edge.
明るさ画像F37bと画像E37aは同時に記
憶されるので、エツジ拡大回路57において画像
H(第10図c)を得る。これはエツジ画像Eを
適当な画素だけxy方向に広げる処理である。同
様に画像F054と画像E052により、エツジ拡
大回路61において画像H0を得る。ここで画像
H及びH0は“0″、“1″の画像(二値化画像)
で“0″はエツジ周辺、“1″はそれ以外の領域
を示す。画像H及びH0で“1″の連続する領域
を抽出すれば、閉領域′〜′及び〜を得
る。画像FとF0の閉領域の同一番号では本来、
同一の明るさを有する。多価画像FとF0の閉領
域′〜′と〜の対応する領域内の明るさは
明るさ抽出回路55と62で抽出される。これは
領域内の明るさの平均値であり、例えば、′の
領域ではm′×n′画素内の明るさの合計をm′×n′で
平均化し、対応するではm×n画素内の明るさ
の合計をm×nで平均化する。対応する領域内の
平均の明るさは比較回路58により比較され、明
るさの差に有異差があれば、欠陥23aをメモリ
回路59に記憶する。 Since the brightness image F37b and the image E37a are stored simultaneously, the edge enlargement circuit 57 obtains the image H (FIG. 10c). This is a process of expanding the edge image E by appropriate pixels in the x and y directions. Similarly, the edge enlarging circuit 61 obtains the image H 0 from the image F 0 54 and the image E 0 52. Here, images H and H 0 are “0” and “1” images (binarized images)
"0" indicates the area around the edge, and "1" indicates the other area. If continuous areas of "1" are extracted from images H and H0 , closed areas '~' and ~ are obtained. Originally, for the same number of closed regions in images F and F 0 ,
have the same brightness. The brightness in the corresponding regions of the closed regions ′ to ′ and ˜ of the multivalent images F and F 0 is extracted by brightness extraction circuits 55 and 62 . This is the average value of the brightness within the area. For example, in the area ', the sum of brightness within m' × n' pixels is averaged by m' × n', and in the corresponding area, the sum of brightness within m × n pixels is averaged by m' × n'. The total brightness is averaged by m×n. The average brightness within the corresponding areas is compared by a comparison circuit 58, and if there is a difference in brightness, the defect 23a is stored in the memory circuit 59.
エツジ欠陥メモリ56と明るさ欠陥メモリ59
はOR回路60に連結されているので、OR回路
60は全ての欠陥を出力する。 Edge defect memory 56 and brightness defect memory 59
is connected to the OR circuit 60, so the OR circuit 60 outputs all defects.
上記画像Fよりパターンエツジ周辺のみを除く
方法を述べる。画像FをHでマスキングする回路
55に記憶すると、画像Fでエツジ周辺のみが“
0″となる。同様にF0をH0でマスキングする回
路62に記憶する。回路55,62には各々、画
像FとF0の多価化画像よりエツジ周辺のみが“
0″となつた画像が記憶される。前述の重ね合せ
許容誤差を考慮して、画像55と62の差を回路
58で演算することにより差画像を創成し、これ
と設定された閾値と比較し、明るさ欠陥23aを
得る。ここで上記演算を行う場合に相手が“0″
の場合は(エツジ周辺の場合)、比較結果を無視
すれば、欠陥を検出しない。 A method of removing only the area around the pattern edge from the above image F will be described. When image F is stored in the masking circuit 55 with H, only the edges around the image F are “
Similarly, F 0 is stored in a circuit 62 that masks F 0 with H 0. In circuits 55 and 62, only the edges around the image F and the multivalued image of F 0 are stored as “
0'' is stored. Taking into account the above-mentioned overlay tolerance, a circuit 58 calculates the difference between images 55 and 62 to create a difference image, and compares this with a set threshold. Then, the brightness defect 23a is obtained.When performing the above calculation here, if the other party is "0"
In this case (around the edge), if the comparison result is ignored, no defect will be detected.
これを実現する回路例を第11図に示す。“
0″レベル判定回路65,66は、F0,Fの各
画素の情報f0,fが“0″であるか否かを判定す
る回路である。OR回路67の出力は、f又はf0
が“0″の場合“1″となり、更に反転回路68
により出力“0″を得る。差動増幅器58aはf
−f0の演算を行い、この差信号と閾値THを比較
回路58bで比較する。回路58bの出力と反転
回路68の出力の論理和をAND回路58cで演
算するとその出力は欠陥23aのみとなり、エツ
ジ周辺の情報は無視できる。 An example of a circuit for realizing this is shown in FIG. “
The 0'' level determination circuits 65 and 66 are circuits that determine whether or not the information f 0 and f of each pixel of F 0 and F is “ 0 ”.
becomes “1” when is “0”, and furthermore, the inverting circuit 68
The output "0" is obtained. The differential amplifier 58a is f
−f 0 is calculated, and this difference signal is compared with the threshold value TH in the comparator circuit 58b. When the AND circuit 58c calculates the logical sum of the output of the circuit 58b and the output of the inversion circuit 68, the output is only the defect 23a, and information around the edges can be ignored.
以上での標準画像E0,F0は、設計データより
計算されたもの、又は同一試料内の隣接チツプの
同一位置検出像を用いてもよい。 The standard images E 0 and F 0 mentioned above may be calculated from design data, or images detected at the same position of adjacent chips in the same sample may be used.
第12図にレーザ63を光源とした、検出光学
系の一実施例を示す。レンズ64と35の中間に
配したピンホール33よりのレーザ光は対物レン
ズ2により試料1上に直径aのスポツトとなる。 FIG. 12 shows an embodiment of a detection optical system using a laser 63 as a light source. The laser beam from the pinhole 33 placed between the lenses 64 and 35 forms a spot with a diameter a on the sample 1 by the objective lens 2.
回転多面鏡62の回転によりスポツトは試料上
をx方向に走査する。これに同期してステージ
(図示せず)により試料1をy方向に送れば、メ
モリー回路37a(及び37b)には、画像Eと
Fが各々記憶される。同図では簡単のため遮光板
27や1/4波長板29等の図示は省略した。 As the rotating polygon mirror 62 rotates, the spot scans the sample in the x direction. When the sample 1 is sent in the y direction by a stage (not shown) in synchronization with this, images E and F are respectively stored in the memory circuit 37a (and 37b). In the figure, illustration of the light shielding plate 27, the quarter wavelength plate 29, etc. is omitted for simplicity.
第13図には一括照明と検出器5cと5bに一
次元固体撮像素子を用いた実施例を示す。固体撮
像素子の1画素の大きさは、第3図で説明したピ
ンホール径28(M×R)以下の大きさとすること
が肝要である。第12図、第13図では試料1を
y方向にジグザグ送りすれば試料1全面が検査で
きる。 FIG. 13 shows an embodiment in which one-dimensional solid-state imaging devices are used for collective illumination and detectors 5c and 5b. It is important that the size of one pixel of the solid-state image sensing device be smaller than the pinhole diameter 28 (M×R) explained in FIG. In FIGS. 12 and 13, the entire surface of the sample 1 can be inspected by feeding the sample 1 in a zigzag manner in the y direction.
以上の様に本発明により微小なパターンの欠陥
を安定に検出することが出来る。 As described above, according to the present invention, minute pattern defects can be stably detected.
第1図は本発明に係る検出装置の外観と試料1
の断面と信号波形とを示す図、第2図は本発明に
係る検出装置の断面と信号波形とを示す図、第3
図は本発明に係る光学系の光路を示す図、第4図
及び第5図は光路図、第6図は本発明の実施例を
示す光路図、第7図及び第8図は本発明の実施例
の電気処理ブロツク図、第9図は画像F0(又は
E0)の平面と画像F(又はE)の平面とを示す
図、第10図は画像Fの平面と画像E,H,H0
の2値化像とを示す図、第11図はエツジ近傍の
明るさの比較処理を行なわない為の電気回路図、
第12図はレーザ走査検出光学系の外観図、第1
3図は一括照明検出光学系の外観図、第14図は
従来の検出装置の外観と試料1の断面と信号8の
波形と信号8の微分波形9と二値化信号波形とを
示す図、第15図はパターン12の平面とパター
ン16の平面とを示す図、第16図はパターン1
2のエツジ抽出画像と、パターン16のエツジ抽
出画像とを示す図、第17図は試料1の断面を示
す図、第18図は従来の検出装置の外観と信号波
形を示す図である。
1,1a……試料、2……対物レンズ、2a…
…結像レンズ、3,3a,3b……光源、4……
半透過鏡、5,5a,5b,5c……検出器、6
……高次反射光、7……正反射光、8,8a,8
b……検出信号、9……微分信号、10,11…
…閾値、9a……二値化信号、12……検査対象
パターン、16……標準パターン、13,14,
15……欠陥、17……パターン12の縦方向エ
ツジ抽出画像、18……パターン16の縦方向エ
ツジ抽出画像、19……パターン12の横方向エ
ツジ抽出画像、20……パターン16の横方向エ
ツジ抽出画像、21……パターン12の±45°方
向エツジ抽出画像、22……パターン16の±
45°方向エツジ抽出画像、23……PolySi層、2
3a……PolySi除去部(正常部)、23b……
PolySiのエツチング残り、24……Si3O4層、2
5……SiO2層、26……Si層、27……遮光板、
28,28a,28b……ピンホール、29……
1/4波長板、30……無限小パターン、31……
無限小パターンの広がり、3c……点光源の広が
り、32……ピンホール通過光の広がり、33…
…ピンホール、34……検出系、35……透明層
(SiO2等)、36……半透明鏡、37a,37b
……メモリ回路、38,39……増幅回路、40
……記憶回路、50……メモリ回路、51……比
較回路、52,54……メモリ回路、53……比
較回路、55,62……明るさ抽出回路(マスキ
ング回路)、57,61……エツジ拡大回路、5
6……エツジ欠陥メモリ、59……明るさ欠陥メ
モリ、58……明るさ比較回路、60……OR回
路、63……レーザ、64……レンズ、62……
回転多面鏡、65,66……レベル判定回路、6
7……OR回路、68……反転回路、58a……
差動増幅器、58b……比較回路、58c……
AND回路、69……鏡。
Figure 1 shows the external appearance of the detection device according to the present invention and sample 1.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section and signal waveform of the detection device according to the present invention, and FIG.
The figure shows the optical path of the optical system according to the present invention, FIGS. 4 and 5 are optical path diagrams, FIG. 6 is an optical path diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. The electrical processing block diagram of the embodiment, FIG. 9, is an image F 0 (or
Figure 10 shows the plane of image F and the plane of images E, H, H 0
FIG. 11 is an electrical circuit diagram for not performing comparison processing of brightness near edges;
Figure 12 is an external view of the laser scanning detection optical system,
3 is an external view of the collective illumination detection optical system, and FIG. 14 is a diagram showing the external appearance of the conventional detection device, the cross section of the sample 1, the waveform of the signal 8, the differential waveform 9 of the signal 8, and the binarized signal waveform. FIG. 15 is a diagram showing the plane of pattern 12 and the plane of pattern 16, and FIG. 16 is a diagram showing the plane of pattern 1.
17 is a diagram showing a cross section of sample 1, and FIG. 18 is a diagram showing the appearance and signal waveform of a conventional detection device. 1, 1a...sample, 2...objective lens, 2a...
...Imaging lens, 3, 3a, 3b...Light source, 4...
Semi-transparent mirror, 5, 5a, 5b, 5c...detector, 6
...High-order reflected light, 7... Specular reflected light, 8, 8a, 8
b...Detection signal, 9...Differential signal, 10, 11...
...Threshold value, 9a... Binarized signal, 12... Pattern to be inspected, 16... Standard pattern, 13, 14,
15... Defect, 17... Vertical edge extracted image of pattern 12, 18... Vertical edge extracted image of pattern 16, 19... Horizontal edge extracted image of pattern 12, 20... Horizontal edge of pattern 16 Extracted image, 21...±45° direction edge extraction image of pattern 12, 22...± of pattern 16
45° direction edge extraction image, 23...PolySi layer, 2
3a...PolySi removed part (normal part), 23b...
PolySi etching residue, 24... 4 layers of Si 3 O, 2
5...SiO 2 layer, 26...Si layer, 27...light shielding plate,
28, 28a, 28b...pinhole, 29...
1/4 wavelength plate, 30... infinitesimal pattern, 31...
Spread of infinitesimal pattern, 3c... Spread of point light source, 32... Spread of light passing through pinhole, 33...
...Pinhole, 34...Detection system, 35...Transparent layer (SiO 2 etc.), 36...Semi-transparent mirror, 37a, 37b
...Memory circuit, 38, 39...Amplification circuit, 40
... Memory circuit, 50 ... Memory circuit, 51 ... Comparison circuit, 52, 54 ... Memory circuit, 53 ... Comparison circuit, 55, 62 ... Brightness extraction circuit (masking circuit), 57, 61 ... Edge expansion circuit, 5
6... Edge defect memory, 59... Brightness defect memory, 58... Brightness comparison circuit, 60... OR circuit, 63... Laser, 64... Lens, 62...
Rotating polygon mirror, 65, 66...Level judgment circuit, 6
7...OR circuit, 68...Inversion circuit, 58a...
Differential amplifier, 58b... Comparison circuit, 58c...
AND circuit, 69...mirror.
Claims (1)
高次反射光を検出する第1の検出手段と、光アイ
ソレータ系を設置して迷光を除去し、パターンエ
ツジで囲まれた領域の明るさを検出する第2の検
出手段とを備えたことを特徴とするLSIパターン
等の検査装置。 2 第1の検出手段で得られたエツジ情報を第2
のエツジ情報と比較する比較回路と、第2の検出
手段で得られた明るさ情報を第2の明るさ情報と
比較する比較回路とを有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のLSIパターン等の検査
装置。 3 第1の検出手段で得られたエツジ情報と第2
の検出手段で得られた明るさ情報を合成した情報
と第2の情報とを比較する比較回路を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のLSIパ
ターン等の検査装置。 4 明るさの情報を比較する場合に、パターンエ
ツジ近傍を無視して、該エツジの影響を除いた領
域のみを抽出する抽出手段を有することを特徴と
する特許請求の範囲第2項または第3項記載の
LSIパターン等の検査装置。[Claims] 1. An optical system for illumination, a first detection means for detecting high-order reflected light from the edges of the pattern, and an optical isolator system are installed to remove stray light and 1. An inspection device for LSI patterns, etc., comprising: second detection means for detecting the brightness of an area. 2 The edge information obtained by the first detection means is
Claim 1, characterized in that it has a comparison circuit that compares the brightness information obtained by the second detection means with the second brightness information. Inspection equipment for LSI patterns, etc. 3 The edge information obtained by the first detection means and the second
An inspection device for an LSI pattern or the like according to claim 1, further comprising a comparison circuit that compares information obtained by combining the brightness information obtained by the detection means with the second information. 4. Claims 2 or 3, characterized in that, when comparing brightness information, there is an extraction means for ignoring the vicinity of pattern edges and extracting only the area excluding the influence of the edges. As stated in the section
Inspection equipment for LSI patterns, etc.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221821A JPS6281723A (en) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | Inspection equipment for LSI wafer patterns, etc. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221821A JPS6281723A (en) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | Inspection equipment for LSI wafer patterns, etc. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281723A JPS6281723A (en) | 1987-04-15 |
| JPH0523503B2 true JPH0523503B2 (en) | 1993-04-02 |
Family
ID=16772713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221821A Granted JPS6281723A (en) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | Inspection equipment for LSI wafer patterns, etc. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281723A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6466502A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-13 | Konishiroku Photo Ind | Length measurement by reflected light |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP60221821A patent/JPS6281723A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6281723A (en) | 1987-04-15 |
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