JPS61176807A - 回路パターン検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野〕 本発明はパターンの検査方法に係シ、特にプリント基板
および半導体集積回路ウエノ・−１または、その製造用
マスクの回路パターンの欠陥検査等に用いるに適したパ
ターン検査方法に関する。

〔発明の背景〕

第５図（４）および（ｂ）は集積回路製造用マスクの１
部分の拡大図で、（４）は欠陥のない完全なパターン１
、（Ａ）はパターンの突起２ａ　、断ｔＩ！Ａ２ｂ、孤
立欠陥２Ｇを含む欠陥パターン３を示す。従来このよう
なマスクパターンの欠陥を検査する方法とし【、被検査
マスク上の同一パターンを有する２個のチップパターン
を同時に撮像し、一方のパターンを手本パターン、他方
のパターンを被検査パターンとして両者を比較し、両者
の差異がある部分を欠陥として判定する方法が実施され
ている。

しかし、被検査マスク上の同一パターンを有する２個の
チップパターンを同時に撮像し、それぞれを手本パター
ンおよび被検査パターンとして両者の位置ずれを完全に
除去して瀘ね合わせても、（Ｇ）図に示す如く、手本ノ
（ターン１（破巌にて弐示）と被検査パターン３（笑厭
にて禰示）は、欠陥部分２ｃＬ〜２０以外でも完全には
一致しな−０ その原因としては久に述べるような理由が考えられる。

（１）　　露元、現輩、エツチング等のマスク製作退場
において２つのパターンが欠陥とはならない程度の微妙
な差異を持って形成さｎる０ （２）　　比奴すべき２つのパターンを撮揮する光学系
のアンバランスおよびマスクを載せたステージの走行誤
差等によシ図形歪みが宏しる。

このため、（ｄ）に示す如く、手本パターン１と被検査
パターン３の不一致部分には、２ａ〜２Ｇの欠陥以外に
、パターン−郭部の不一致によりて生ずる擬似欠陥４が
富まれることになる。

この擬似欠陥４を除去する方法として、従来たとえば特
公昭５４−３７４７５号公報で述べられている方法があ
る。この方法では、擬似欠陥を除去するために、手本パ
ターンと被ｔ＜　ＩＥ　パターンの不一致部分を欠陥候
補として検出すると同時に、手本パターンおよび被検査
パターンの双方からそれぞれパターンの輪郭部分を抽出
する。

そして、手本パターンおよび被検査パターンそれぞれの
輪郭部分から共通輪郭部分を抽出し、８Ｕ紀欠陥候補の
うち、該共通輪郭部分に属する奄のを擬似欠陥として除
去する。

しかしこの方法では、＃１４５図（６）に示すパターン
の断ｆ＠２４および孤立欠陥２Ｇは検出できるがパター
ン４１１１祁部に生じる微小な突起２４は前記共通輪郭
部分に横われてしまい検出することが１―になる。また
、このような微小な欠１Ｉｆ１を検出するために、パタ
ーン検出ｌｌｌ１素プイズ°を小さくすると一検査速度
が遅くなって、装置のスルーグツトが低下してしｌうこ
とになる。

（発明の目的〕 本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、砿小な
欠陥を擬似欠陥ｔ−発生することなく高い信頼度で検出
できるパターン検査方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を連成するために、本発明は被検ｆ／”１タ
ーンを数画素Ｘ数画素の小さなウィンドウを用いて切出
し、該部分画像を手本パターン同で位置付せし不一致量
を検出することを特畝とする。こｎによプパターンの微
小な差＾および位置ずれの影臀が除去でき擬似欠陥の発
生が抑止できる。

〔発明の芙施例〕

以下本発明の一実施例を図に基づき説明する。

第１図（４）〜（−は不＠明の原城図で、（＆）図はＢ
部にパターンの突起による欠陥９ｋｔむ被検査パターン
５と手本パターン６を重ね盆せた状′！Ａｔ″示し、（
ｂ）図は被検査パターン５のム部２ｓ　ｘｓＩＩ＆Ｉｉ
累のウィンドウを用−て切出した部分＝ｍ７（ｒ−）図
は手不パターン６の同じくム部を７８７ｉ１ｉｉ案のウ
ィンドウを用−て切出した部分画像８を示し、（ｄ）図
は被検査パターン５の部分−１績７と手本パターン６の
部分画像８を不一致画ｌＩｇ数が最小となるように位置
合せした状ｍｔ示す。（ｅ）−（す図は（１〜ｌｄ）図
と同様、被検査パターン５および手本パターン６のＢ部
につ−て切出した部分画ｉ１７　、部分画像８および該
部分画像の不一致画票数が最小となるように位置合せし
た状態を示す。

（＆）図に示す如く、被検奎パターン５と手本／ぐター
ン６を重ね合せその不一致部分を欠陥として検出した場
合、その慣出績釆にはＢ部の欠陥９と同時にＣｓのパタ
ーンずれが含ｔｆ′Ｌる０しかし、Ｃｓのパターンずれ
は前述したように、本来欠陥として検出すべきでない擬
似欠陥である。この擬似欠陥の発生を防止するため、（
ｂ）図に示す如く被検査パターン５をある画業７Ａを中
心とする例えば５Ｘ３ｉａｉ素のウィンドウを用−て部
分ｉｉｉｊｗ７として切出すとともに、（Ｃ）図に示す
如く手本パターン６を、画素７ムに対応する＆Ｘ７Ｂを
中心に例えば７部７画素のウィンドウを用いて部分画１
１！８として切出す。セし文部分画像７を部分画像８内
で動かし、（ｄ）図に示す如く両部分画像の不一致一本
数が最小となるように位置合せを行う。このウィンドウ
を用−た位置合せ後の不一致部分を欠陥として検出する
ことにより　、（ａ）図に示す被検査パターン５および
手本パターン６のム部における不一致は吸収することが
でき績似欠陥の発生が防止できる。

また同様の位置合せを被検査パターン全面に対して行う
ことにより、（−３図に示した０部のパターンずれによ
る不一致はナベて、吸収することができ一似欠陥の発生
が防止できる。これに対し、（４）図に示したＢ部のパ
ターンは、（ｅ）図に示す部分画ｇＲ７を、（ｆ）−に
示す部分子ｌｊ像８円でいかに位置合せｔ行なっても（
ｔ）図に示す如く不一致分画が残るため、欠陥９は検出
することができる。被検査パターン５を切出す５部５画
素のウィンドｆ）−ｒイズを例えは５部５画本にすれば
位置合せ補正ｍ囲は±１−素となプ、例えば９部９画素
にすれば位置合せ補正範囲は±３画素となる。このよう
に手本パターン６を切出すワイントウサイズを変更する
ことによシ、被検査パターンと手本パターンの位置合せ
補正範囲を変更することができる。

第２図は以上説明した本発明によるバター／検査方法の
一実施例のブロック図である。図において１０は５Ｘ３
切出口路で、被検査パターン５から５部５画素の部分画
像を切出す。１１は７Ｘ７切出回路で、手本パターン６
から７部７画累の部分画像を切出す。１２−１乃至１２
−２５はＳＸＳ切出回路で前記７Ｘ７切出回路１１によ
って手本パターン６から切出した７部７画業の部分画像
から更に２５個の３部３画巣の部分画源を切出す。１３
−１乃至１３−２５は排他的論理和で、前記３Ｘ５切出
回路１０からの出力と前記３Ｘ３切出回路１２−１乃至
１２−２５からの出力に対しそれぞれ谷画業毎の排他的
−理和を演算する。

−理和回路１４−１乃至１４−２５は前記排他的論理和
１３−１乃至１５−２５から各出力毎の論理和を演算し
、−埋積１５では、前記論理和回路１４−１乃至１４−
２５の出力の論理積を演算する。

この−埋積の出力が欠陥信号１６となる。

第３図は、第２図の７Ｘ７切出回路１１の出力から３×
３切出回路１２−１乃至１２−２５にょ夛２５個の３部
３画業部分画像を切出す動作の説明図である。（’）図
は７Ｘ７切出回路１１にょシ切出された部分画像ａ　ｔ
’　、（Ｊ）図は、部分画像８からさらに切出された２
５個の３部３画素部分画琢８−１乃至８−２５を示す。

図示の即く、２５−ａの５部３画業部分画像８−１乃至
８−２５は、７部７画木部分画像８の中心５Ｘ５画紫の
各画業が中心となるように切出される。

このようにして手本パターン６から切出した２５個の３
部３画素部分画像８−１乃至８−２５を、第２図に示す
即く被検査パターン５がら切出したＳＸＳ画素部分画像
７と比較し、各ｍｇ毎の排他的論理和を演算するととに
よシ、部分画像７を部分画像８内で位置合ぜすることが
できる。排他的論理和１３−１乃至１３−２５の出方の
うち少なくとも１つの出力がすべて“０１であるなら前
記位置合せによプ、被検蓋パターン５と手本パターン６
が完全に一致したことを示しＦａ埋積１５の出力である
欠陥信号１６も“０′″となる。これに対し、部分画像
７を部分画像８内でどのように位置合せしても不一致画
凧が生じる場合は、論理積１５の出力である欠陥信号１
６は′″１１となシ、欠陥が検出できる。

以上の説明は被検査パターン５および手本パターン６が
ともに２値画像である場合を例としているが、被検査パ
ターン５および手本パターン６がともに多値画像であっ
ても同様の効果を得ることができる。

第４図は本発明によるパターン検査方法の他の実施例の
ブロック図で、被検査パターンおよび手本パターンがと
もに多値画像である場合を示す。第２図と同様、まず被
検査パターン５′か・ら３Ｘ３切出回路１０′によｐ５
８５画累部分画儂７を切出すとともに、手本パターン６
′から７Ｘ７切出回路１１′によシフ×７画素部分画伽
８″を切出す。該７Ｘ７画累部分直像８から３×３切出
回路１２−１乃至１２−２５によ９２５個の６×３画素
部分画像を切出した後、該部分画像と前記部分画像７　
との各分画毎の差分を差分回路１７−１乃至１７−２５
によシ演算する。次に咳差分回路１７−１乃至１７−２
５の出力の絶対値を絶対値回路１８−１乃至１　Ｂ　−
２５で演算した後、該出力を積分回路１９−１乃至１９
−２５にて積分する。この積分回路１９−１乃至１９−
２５の出力は、被検歪パターン５の部分画像７　を、手
本パターン６０部分画律Ｂ内で位置合せした時の各位置
における画像の不一致量を表わす。このため、部分画像
７が部分画像８　内のある位置で不一致量が零となシ、
完全に位置合せができた場合、該位置に対応する積分回
路１９の出力は零となる。しかし通常多値画像同志の位
置合せは、不一致量が完全に零となることは少なく不一
致量がある値以下の場合は位置合せができたものと見な
す必要がある。そこで積分回路１９−１乃至１９−２５
の出力を比較回路２０−１乃至２０−２５によシある定
数２１と比較し、！ＩＪ記積分回路の出力が定数２１よ
シ大き一場合は“１″をそうでない場合は“０″′を出
力するようにする。

そして該比較回路の出力の論理積を一理積回路１５で演
算することによシ、前記被検査Ｉ（ターン５′の部分画
像７″が前記手本・くターン６′の部分画像８″内で位
置合せができた場合“０″、どのように位置合せを行っ
ても不一致量がある値以上となる場合“げとなる欠陥信
号１６を得ることができる。

以上詳細に説明したように、本実施例によれば被検査パ
ターンの大きさが、手本Ｉ（ターンと多少異なっていて
も、擬似欠陥を発生することなく、微小な欠陥を高い信
頼度で検出することが可能となる。また、本実施例によ
れば、検出画素ナイズと同程度の大きさの微小な欠陥を
検出することができるため、高速に被検査〕（ターンを
撮像することができ、検査時間の大幅な短縮に効果があ
る。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、高速で
信頼性の高いパターン欠陥検査装置を実現することがで
きるので、例えば集積回路製造用マスクパターン検査工
程の効犀を向上しひいては工Ｃ等の一品の信頼性向上、
原価低減等に顕著な効果が得られる０

【図面の簡単な説明】

８８１図は本発明によるパターン検査方法の原理を示す
図、第２図は第１図の原理に基づく／＜ターン検査方法
の一実施例のブロック図、第５図はその３Ｘ３切出回路
の動作を示すブロック図、第４図は本発明によるパター
ン検査方法の他の実施例のブロック図、第５図は従来の
Ｉくターン検査方法の説明図である。 ５．５・・・被検査ノくターン ６．６・・・手本パターン ｉｏ　、　ｉｏ　、　１２−１乃至１２−２５　、１２
−１乃至１２−２５・・・３Ｘ５切出回路 １１．１１・・・７×７切出回路 １３−１乃至１５−２５・・・排他的論理和１４−１乃
至１４−２５・・・論理和 １５・・・論理積 １６・・・欠陥

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検査対象となるパターンと、該パターンに対応した
   手本パターン或は前記検査対象となるパターンと同一の
   形状を有するパターンとを比較して前記検査対象となる
   パターンの欠陥を検出するパターン検査方法において、
   前記検査対象となるパターンを微小なウインドを用いて
   ２次元画像として切出し、該切出した部分画像を前記比
   較対象となるパターンに対し位置合せを行い、該位置合
   せ後のパターンの不一致量から前記検査対象となるパタ
   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。 ２、特許請求の範囲第１項記載のパターン検査方法にお
   いて、前記２次元画像として切出された信号を２値化す
   ることなく差分を求め、該差分の絶対値を積分した信号
   を比較して、前記不一致量を算出するパターン検査方法
   。