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JP3329105B2 - Pattern inspection apparatus and method - Google Patents
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JP3329105B2 - Pattern inspection apparatus and method - Google Patents

Pattern inspection apparatus and method

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JP3329105B2
JP3329105B2 JP31019094A JP31019094A JP3329105B2 JP 3329105 B2 JP3329105 B2 JP 3329105B2 JP 31019094 A JP31019094 A JP 31019094A JP 31019094 A JP31019094 A JP 31019094A JP 3329105 B2 JP3329105 B2 JP 3329105B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハの上に形成さ
れた回路パターンを検査するパターン検査装置に係り、
特に、回路パターン上に発生した微細な欠陥の高感度検
出、あるいは回路パターン寸法の高精度測定に最適な画
像検出方法およびこれを用いたパターン検査装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern inspection apparatus for inspecting a circuit pattern formed on a wafer.
In particular, the present invention relates to an image detection method most suitable for high-sensitivity detection of fine defects generated on a circuit pattern or high-accuracy measurement of circuit pattern dimensions, and a pattern inspection apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LSI製造において、ウェーハ上
に形成された回路パターンは、高集積化のニーズに対応
して微細化していた。回路パターンの微小な欠陥の検出
が回路パターン形成の良否を判定する上で非常に重要で
あった。また回路パターン上に付着した異物は、次の工
程で製作されるパターンの欠陥となるため異物の検出も
重要であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of LSIs, circuit patterns formed on wafers have been miniaturized in response to the need for high integration. Detection of minute defects in a circuit pattern is very important in determining the quality of circuit pattern formation. In addition, foreign matter adhering to the circuit pattern becomes a defect of a pattern manufactured in the next step, and therefore, detection of the foreign matter is also important.

【0003】このため、回路パターンの微小欠陥や異物
の検出には種々の提案がなされていた。例えば、同一パ
ターンとなるように形成された二つの画像を検出し、位
置合わせを比較し、これらの画像の不一致となる個所を
欠陥と判定するパターン検査において、定められた時間
毎にこれらの画像の位置ずれ量を検出し、これら画像の
位置ずれ補正を前回までの画像の位置ずれ量に従属させ
るように構成したものである。
For this reason, various proposals have been made for detecting minute defects and foreign matter in a circuit pattern. For example, in a pattern inspection in which two images formed to have the same pattern are detected, the alignment is compared, and a portion where these images are mismatched is determined as a defect, these images are determined at predetermined time intervals. Are detected, and the correction of the positional deviation of these images is made dependent on the amount of positional deviation of the image up to the previous time.

【0004】前記方法は、回路パターン密度の小さい場
所や大きなパターン欠陥がある場合に生ずる正常部を欠
陥とする誤検出が大幅に低減し、検査の信頼性が向上さ
せるすぐれたものである。これに関連するものとして、
特開平5−6928号公報記載の技術がある。
The above-described method is excellent in that erroneous detection of a normal portion as a defect when a circuit pattern density is low or a large pattern defect is present is greatly reduced, and inspection reliability is improved. Related to this,
There is a technique described in JP-A-5-6928.

【0005】一方、異物検査に関しては、異物の形状が
複雑なことに着目して斜方から照明し、ウェハからの散
乱光のうち、パターンからの散乱光を空間フィルタ等を
用いて除去し、異物から発生する散乱光のみを検出する
ことにより、異物を検出するものがある。
On the other hand, regarding foreign matter inspection, illumination is performed obliquely, paying attention to the complicated shape of the foreign matter, and among the scattered light from the wafer, scattered light from the pattern is removed using a spatial filter or the like. Some devices detect foreign matter by detecting only scattered light generated from the foreign matter.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記迄の手段によって
得られる回路パターン不良や異物は別々の装置で測定さ
れていた。また、回路パターン不良結果の中には異物も
含まれることもあるため、回路パターン不良や異物の発
生原因をつきとめるためにはこれらを弁別する必要があ
るが、従来の方法では検査装置が異なるため同時に検出
することができず、2つの装置から得られるデータに
は、ステージ精度の差等に起因した誤差があるため、正
確な弁別を行なうことができなかった。また回路パター
ン不良と異物には深い相関関係があるが、従来の方法で
はステージの精度の差等により正確な相関関係を調べる
ことができなかった。
The circuit pattern defects and foreign matters obtained by the above means have been measured by separate devices. In addition, since foreign matters may be included in the circuit pattern failure results, it is necessary to discriminate these in order to determine the cause of the occurrence of the circuit pattern failure or foreign matter. Since data cannot be detected at the same time and data obtained from the two devices has an error due to a difference in stage accuracy or the like, accurate discrimination cannot be performed. In addition, although there is a deep correlation between a circuit pattern defect and a foreign substance, the conventional method cannot examine an accurate correlation due to a difference in stage accuracy or the like.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては対物レンズを介して対象物の検出
視野においてほば一様に照明する照明手段と前記対象物
からの反射光を光電変換により画像とす画像検出手段と
前記検出した画像を基準とする画像とを比較する比較手
段と対物レンズの開口数より大きな角度より対象物に照
明する照明手段と、前記対物レンズの瞳位置と共役な位
置に空間フィルタを具備し、前記対象物からの散乱光を
光電変換により画像とする瞳視野画像検出手段とを具備
したものである。更にこれら2つの検出手段により得ら
れた画像を比較し、欠陥の種類を弁別する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an illuminating means for illuminating a detection field of an object almost uniformly through an objective lens and a light reflected from the object are photoelectrically applied. An image detecting means for converting the image into an image, a comparing means for comparing the detected image as a reference, and an illuminating means for illuminating the object from an angle larger than the numerical aperture of the objective lens; and a pupil position of the objective lens. A pupil visual field image detecting means that includes a spatial filter at a conjugate position and converts scattered light from the object into an image by photoelectric conversion. Further, the images obtained by these two detection means are compared to discriminate the type of defect.

【0008】[0008]

【作用】本発明の構成によれば、画像比較手段で得られ
るパターン欠陥と瞳視野画像検出手段により得られる異
物が同時に測定されるため、これら2つの欠陥を比較す
ることにより、パターン欠陥の中の異物を弁別でき、更
に相関が求められる。
According to the structure of the present invention, the pattern defect obtained by the image comparing means and the foreign matter obtained by the pupil visual field image detecting means are measured at the same time. Can be discriminated, and a correlation is required.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明に係るパターン検査装置および
その方法の各実施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a pattern inspection apparatus and method according to the present invention will be described.

【0010】図1は、本発明の一実施例に係る輪帯照明
を用いたパターン検査方法におけるパターン検査装置の
ブロック図である。1はパターン検査をするLSIウェ
ーハ、2はLSIウェーハを載置するXYZステージ、
3は光源用ランプハウス、4はコリメ−タレンズ、5は
開口絞り、6は視野絞り、7はコンデンサレンズ、8は
ビ−ムスプリッタ、9はダイクロイックミラ−、10は
オートフォーカスユニット、11は対物レンズ、12a
は対物レンズの瞳面、13は暗視野用照明光源、14は
コリメータレンズ、15、16はミラー、17は集光レ
ンズ、18はビームスプリッタ、19は瞳結像レンズ、
20は波長選択フィルタ、21はイメージセンサ、22
は結像レンズ、23はダイクロイックミラー、24は瞳
結像レンズ、12bは対物レンズの瞳面と共役な位置に
ある空間フィルタ、25は結像レンズ、26はイメージ
センサ、27はズームレンズ、28はイメージセンサ、
29はステージドライバ、30はA/D変換器、31は
空間フィルタ移動機構、32はA/D変換器、33は異
物検出回路、34はA/D変換器、35は遅延メモリ、
36はエッジ検出器、37は比較回路、38はCPU,
39は比較回路、40はパターン欠陥出力、41は異物
欠陥出力、42はパターン欠陥、異物欠陥弁別出力であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a pattern inspection apparatus in a pattern inspection method using annular illumination according to an embodiment of the present invention. 1 is an LSI wafer for pattern inspection, 2 is an XYZ stage on which the LSI wafer is mounted,
3 is a lamp house for a light source, 4 is a collimator lens, 5 is an aperture stop, 6 is a field stop, 7 is a condenser lens, 8 is a beam splitter, 9 is a dichroic mirror, 10 is an autofocus unit, and 11 is an objective. Lens, 12a
Is a pupil plane of an objective lens, 13 is a dark-field illumination light source, 14 is a collimator lens, 15 and 16 are mirrors, 17 is a condenser lens, 18 is a beam splitter, 19 is a pupil imaging lens,
20 is a wavelength selection filter, 21 is an image sensor, 22
Is an imaging lens, 23 is a dichroic mirror, 24 is a pupil imaging lens, 12b is a spatial filter conjugate with the pupil plane of the objective lens, 25 is an imaging lens, 26 is an image sensor, 27 is a zoom lens, 28 Is an image sensor,
29 is a stage driver, 30 is an A / D converter, 31 is a spatial filter moving mechanism, 32 is an A / D converter, 33 is a foreign object detection circuit, 34 is an A / D converter, 35 is a delay memory,
36 is an edge detector, 37 is a comparison circuit, 38 is a CPU,
39 is a comparison circuit, 40 is a pattern defect output, 41 is a foreign matter defect output, and 42 is a pattern defect and foreign matter defect discrimination output.

【0011】図1において、ランプハウス3からの光
は、XYZステージ2(θステージは図示せず)上に載置
されたLSIウェーハ1を、コリメータレンズ4、開口
絞り5、視野絞り6、コンデンサレンズ7、ビームスプ
リッタ8、ダイクロイックミラー9、対物レンズ11を
介して照明する。
In FIG. 1, light from a lamp house 3 is applied to an LSI wafer 1 mounted on an XYZ stage 2 (θ stage is not shown) by a collimator lens 4, an aperture stop 5, a field stop 6, a condenser Illumination is performed via a lens 7, a beam splitter 8, a dichroic mirror 9, and an objective lens 11.

【0012】前記照明光のLSIウェーハ1からの反射
光をビ−ムスプリッタ18、結像レンズ22、ダイクロ
イックミラー23、ズームレンズ27を介し、イメージ
センサ28により検出する。
The reflected light of the illumination light from the LSI wafer 1 is detected by an image sensor 28 via a beam splitter 18, an imaging lens 22, a dichroic mirror 23, and a zoom lens 27.

【0013】なお、照明は、いわゆる照明むらのないケ
ーラー照明である。また、図示しないが、LSIウェー
ハ1からの反射光の像がイメージセンサ28に明確に結
ぶように焦点合わせがなされている。
The illumination is a so-called Koehler illumination without illumination unevenness. Although not shown, focusing is performed so that the image of the reflected light from the LSI wafer 1 is clearly formed on the image sensor 28.

【0014】前記LSIウェハ1を載置したXステージ
を移動させながらイメージセンサ28によりスキャンす
ることにより二次元画像を得る。この場合、Xステージ
を移動は、連続送り、ステップ送りでもよく、リピート
送りでもよい。
A two-dimensional image is obtained by scanning with the image sensor 28 while moving the X stage on which the LSI wafer 1 is mounted. In this case, the movement of the X stage may be continuous feed, step feed, or repeat feed.

【0015】前記イメージセンサ28の出力をA/D変
換器34によりA/D変換し、得られた画像信号を遅延
メモリ35を介して比較回路37により基準画像と比較
し、不一致を欠陥として検出し、パターン欠陥出力40
が出力される。
The output of the image sensor 28 is A / D converted by an A / D converter 34, and the obtained image signal is compared with a reference image by a comparison circuit 37 via a delay memory 35, and a mismatch is detected as a defect. And pattern defect output 40
Is output.

【0016】図1において、イメージセンサ21は、暗
視野照明時の対物レンズ11の瞳面12a情報をレンズ
11を介して検出する瞳モニタである。なお、前記瞳面
12aは、対物レンズの像側焦点面、開口絞りの位置、
あるいはフーリエスペクトル面と呼ばれるものである。
暗視野照明用照明光源13から発した光は、コリメータ
レンズ14、ミラー15、16、集光レンズ17を介し
て対物レンズ11の開口数より大きな角度方向からLS
Iウェハ1を照明する。LSIウェハ1で散乱した光
は、対物レンズ,ダイクロイックミラー9,ビームスプ
リッタ8,ビームスプリッタ8,瞳結像レンズ19,波
長選択フィルタ20を介し、イメージセンサ21で瞳像
が検出される。前記検出されたイメージセンサ21上の
瞳面12aの画像は、A/D変換器30によりA/D変
換され、フーリエ変換画像解析、エッジ密度判定、瞳面
条件制御用のCPU38に画像を取り込まれる。
In FIG. 1, an image sensor 21 is a pupil monitor for detecting, via the lens 11, information on a pupil surface 12a of the objective lens 11 during dark-field illumination. Note that the pupil plane 12a includes an image-side focal plane of an objective lens, a position of an aperture stop,
Alternatively, it is called a Fourier spectrum surface.
Light emitted from the illumination light source 13 for dark field illumination is transmitted through the collimator lens 14, mirrors 15 and 16, and the condensing lens 17 from an angle direction larger than the numerical aperture of the objective lens 11 to LS.
The I wafer 1 is illuminated. The light scattered by the LSI wafer 1 passes through an objective lens, a dichroic mirror 9, a beam splitter 8, a beam splitter 8, a pupil imaging lens 19, and a wavelength selection filter 20, and a pupil image is detected by an image sensor 21. The detected image of the pupil plane 12a on the image sensor 21 is subjected to A / D conversion by the A / D converter 30, and the image is captured by the CPU 38 for Fourier transform image analysis, edge density determination, and pupil plane condition control. .

【0017】エッジ検出器36は、イメージセンサ28
により検出した画像のパターンエッジをA/D変換器
を介して検出するものであり、前記検出したエッジ情
報はCPU38に取り込まれる。
The edge detector 36 is connected to the image sensor 28.
Converts the pattern edge of the image detected by the A / D converter 3
4 , and the detected edge information is taken into the CPU 38.

【0018】また、イメージセンサ26は、瞳視野照明
時のLSIウェハ1の異物情報を検出するものである。
LSIウェハ1からの散乱光のうちビームスプリッタ1
8を通過した光は結像レンズ22,ダイクロイックミラ
ー23,で瞳結像レンズ24,空間フィルタ12b,結
像レンズ25を介し、イメージセンサ26でLSIウェ
ハ1の像が検出される。
The image sensor 26 detects foreign substance information of the LSI wafer 1 at the time of pupil field illumination.
Beam splitter 1 of scattered light from LSI wafer 1
The light passing through 8 passes through an imaging lens 22, a dichroic mirror 23, a pupil imaging lens 24 , a spatial filter 12b, and an imaging lens 25, and an image of an LSI wafer 1 is detected by an image sensor 26 .

【0019】ここでCPU38では、対物レンズ11の
瞳モニタであるイメージセンサ21により検出される情
報に基づき、被検査パターンに応じて、パターンからの
回折光を遮光させる空間フィルタ形状が設定され、空間
フィルタ移動機構により所望のフィルタが設定される。
これにより、イメージセンサ26にはパターンからの散
乱光は除去されるため、異物からの錯乱光のみが到達す
る。よって、異物のみが検出され、この画像はA/D変
換器32によりA/D変換され、異物検出回路33によ
り異物情報出力41が出力される。
Here, the CPU 38 sets a spatial filter shape for blocking the diffracted light from the pattern in accordance with the pattern to be inspected, based on information detected by the image sensor 21 which is a pupil monitor of the objective lens 11. A desired filter is set by the filter moving mechanism.
Thereby, the scattered light from the pattern is removed to the image sensor 26, so that only the scattered light from the foreign substance reaches. Therefore, only the foreign matter is detected, the image is A / D converted by the A / D converter 32, and the foreign matter information output 41 is output by the foreign matter detection circuit 33.

【0020】比較回路39は、異物検出回路33で検出
される異物と比較回路37で検出されるパターン欠陥情
報から、パターン欠陥の異物を弁別するものである。異
物とパターン欠陥情報は、異物検出回路33と比較回路
37より比較回路39に送られる。ここで、欠陥の座標
を照合し、欠陥の種類を弁別する。そしてパターン欠
陥,異物欠陥弁別出力42として出力される。また、前
の工程の異物データとこの工程でえられたパターン欠陥
データを比較することにより相関が得られる。
The comparison circuit 39 discriminates the foreign matter of the pattern defect from the foreign matter detected by the foreign matter detection circuit 33 and the pattern defect information detected by the comparison circuit 37. The foreign matter and the pattern defect information are sent from the foreign matter detection circuit 33 and the comparison circuit 37 to the comparison circuit 39. Here, the coordinates of the defect are collated to discriminate the type of the defect. Then, it is output as a pattern defect / foreign matter defect discrimination output 42. Further, a correlation can be obtained by comparing the foreign substance data in the previous step with the pattern defect data obtained in this step.

【0021】図2は、パターン欠陥,異物,オートフォ
ーカスに用いる光の波長を表したものである。パターン
欠陥検査に用いる波長域50,オートフォーカスに用い
る波長域51,異物検査に用いる波長域52は各々独立
であるため、例えば、ダイクロイックミラー9の特性を
図3のようにすれば、オートフォーカスの光はLSIウ
ェハ1には照射されるが、イメージセンサ21,26,
28には到達せず、オートフォーカスユニット10にの
み到達する。また、ダイクロイックミラー23の特性を
図4のようにすれば、異物検査に用いる光とパターン欠
陥検査に用いる光とをダイクロイックミラー23にて分
離することができる。
FIG. 2 shows the wavelength of light used for pattern defects, foreign matter, and autofocus. Since the wavelength range 50 used for pattern defect inspection, the wavelength range 51 used for autofocus, and the wavelength range 52 used for foreign substance inspection are independent of each other, for example, if the characteristics of the dichroic mirror 9 are as shown in FIG. Light is applied to the LSI wafer 1, but the image sensors 21, 26, 26
28, only the autofocus unit 10 is reached. Further, if the characteristics of the dichroic mirror 23 are as shown in FIG. 4, the light used for the foreign substance inspection and the light used for the pattern defect inspection can be separated by the dichroic mirror 23.

【0022】図5は暗視野照明系を表したもので、照明
光53は集光レンズ17によりLSIウェハ1上に集光
される。ミラー16は、図6に示すように上下に移動可
能で、これにより照明光53のLSIウェハ1への照射
角度が任意に変えられ、しかもレンズ17とLSIウェ
ハ1の距離がレンズ17の焦点距離に等しくなるような
構成にすることにより、照射位置は変わらない。また、
図7に示すように角度θより照射するとLSIウェハ1
上で照射光53は54のごとく長円になり、この時の長
さLは次式で表される。
FIG. 5 shows a dark-field illumination system. Illumination light 53 is condensed on the LSI wafer 1 by the condenser lens 17. The mirror 16 can be moved up and down as shown in FIG. 6, whereby the irradiation angle of the illumination light 53 on the LSI wafer 1 can be changed arbitrarily, and the distance between the lens 17 and the LSI wafer 1 is changed to the focal length of the lens 17. The irradiation position does not change by adopting a configuration that is equal to. Also,
As shown in FIG. 7, the LSI wafer 1
Above, the irradiation light 53 becomes an ellipse like 54, and the length L at this time is represented by the following equation.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】またこのときの光の幅2wは、次式で表さ
れる照射光53のビームウエスト(図8)、
At this time, the light width 2w is determined by the beam waist (FIG. 8) of the irradiation light 53 represented by the following equation:

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】の2倍に等しくなる。例えば、対物レンズ
の視野が1mmの場合、θを85°、集光レンズ17の
焦点距離を100mm、照射光53の波長を780nm
とすると、Rを0.57mmにすれば、長さ1mmの長
円照明が実現される。
It is equal to twice as large as For example, when the field of view of the objective lens is 1 mm, θ is 85 °, the focal length of the condenser lens 17 is 100 mm, and the wavelength of the irradiation light 53 is 780 nm.
If R is set to 0.57 mm, an oval illumination of 1 mm in length is realized.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、パターン欠陥と異物を同時に検出することがで
き、これらのデータを比較することにより、パターン欠
陥と異物を弁別することができるパターン検査装置を提
供することができる。
As described above, according to the structure of the present invention, a pattern defect and a foreign matter can be detected simultaneously, and by comparing these data, the pattern defect and the foreign matter can be discriminated. A pattern inspection device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】パターン欠陥検査と異物検査を具備したパター
ン検査装置のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a pattern inspection apparatus having a pattern defect inspection and a foreign substance inspection.

【図2】パターン欠陥検査と異物検査とオートフォーカ
スに用いる光の波長域を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a wavelength range of light used for pattern defect inspection, foreign matter inspection, and autofocus.

【図3】ダイクロイックミラー9の波長特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing wavelength characteristics of a dichroic mirror 9;

【図4】ダイクロイックミラー23の波長特性を示す図FIG. 4 is a diagram showing wavelength characteristics of a dichroic mirror 23;

【図5】暗視野照明系を示す略断面図FIG. 5 is a schematic sectional view showing a dark field illumination system.

【図6】ミラーを移動させたときの照射光のウェハへの
照射角度を示す略断面図
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an irradiation angle of irradiation light on a wafer when a mirror is moved.

【図7】照射光のウェハ上での拡がりを示す略断面図FIG. 7 is a schematic sectional view showing spread of irradiation light on a wafer.

【図8】ビームウエストを示す略断面図FIG. 8 is a schematic sectional view showing a beam waist;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……パターン検査をするLSIウェーハ、 2……L
SIウェーハを載置するXYZステージ、 3……光源
用ランプハウス、 4……コリメ−タレンズ、5……開
口絞り、 6……視野絞り、 7……コンデンサレン
ズ、 8……ビ−ムスプリッタ、 9……ダイクロイッ
クミラ−、 10……オートフォーカスユニット、 1
1……対物レンズ、 12a……対物レンズの瞳面、
13……暗視野用照明光源、 14……コリメータレン
ズ、 15……ミラー、 16……ミラー、 17……
集光レンズ、 18……ビームスプリッタ、 19……
瞳結像レンズ、 20……波長選択フィルタ、 21…
…イメージセンサ、 22……結像レンズ、 23……
ダイクロイックミラー、 24……瞳結像レンズ、12
b……対物レンズの瞳面と共役な位置にある空間フィル
タ、 25……結像レンズ、 26……イメージセン
サ、 27……ズームレンズ、 28……イメージセン
サ、 29……ステージドライバ、 30……A/D変
換器、 31……空間フィルタ移動機構、 32……A
/D変換器、 33……異物検出回路、34……A/D
変換器、 35……遅延メモリ、 36……エッジ検出
器、37……比較回路、 38……CPU、 39……
比較回路、 40……パターン欠陥出力、 41……異
物欠陥出力、 42……パターン欠陥、異物欠陥弁別出
1 ... LSI wafer for pattern inspection, 2 ... L
XYZ stage on which SI wafer is mounted, 3 ... Lamp house for light source, 4 ... Collimator lens, 5 ... Aperture stop, 6 ... Field stop, 7 ... Condenser lens, 8 ... Beam splitter, 9 ... Dichroic mirror, 10 ... Autofocus unit, 1
1 ... objective lens, 12a ... pupil plane of objective lens,
13: dark field illumination light source, 14: collimator lens, 15: mirror, 16: mirror, 17 ...
Condensing lens, 18 ... Beam splitter, 19 ...
Pupil imaging lens, 20 ... wavelength selection filter, 21 ...
... image sensor, 22 ... imaging lens, 23 ...
Dichroic mirror, 24 ... pupil imaging lens, 12
b spatial filter at a position conjugate with the pupil plane of the objective lens 25 image forming lens 26 image sensor 27 zoom lens 28 image sensor 29 stage driver 30 ... A / D converter, 31 ... Spatial filter moving mechanism, 32 ... A
A / D converter, 33 Foreign object detection circuit, 34 A / D
Converter 35 Delay memory 36 Edge detector 37 Comparison circuit 38 CPU 39
Comparison circuit, 40: pattern defect output, 41: foreign matter defect output, 42: pattern defect, foreign matter discrimination output

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 健次 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 審査官 田代 吉成 (56)参考文献 特開 平4−318447(JP,A) 特開 平6−148085(JP,A) 特開 平4−366754(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Oka 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Yokohama, Japan Examiner, Hitachi, Ltd. Production Research Laboratory Yoshinari Tashiro JP-A-6-148085 (JP, A) JP-A-4-366754 (JP, A)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に形成されたパターンの欠陥を検査
する装置であって、対物レンズを介して第1の光を基板
に照射する第1の照射手段と、該第1の照射手段で照射
した第1の光の照射による前記基板からの反射光を前記
対物レンズを介して検出する第1の検出手段と、前記第
1の照射手段の対物レンズの外側から第2の光を前記基
板の前記第1の光を照射している領域に照射する第2の
照射手段と、該第2の照射手段による第2の光の照射に
より前記基板からの反射光のうち前記対物レンズを透過
した光を前記第1の光による反射光と分離する分離手段
と、該分離手段で分離した前記第2の光の照射による反
射光を該反射光のうち前記基板上のパターンからの反射
光を空間フィルタで遮光して検出する第2の検出手段
と、前記第1の検出手段で検出して得た欠陥の情報と前
記第2の検出手段で検出して得た欠陥の情報とを用いて
前記基板上のパターンの欠陥と前記基板上の異物欠陥と
に分類して出力する処理手段とを備えたことを特徴とす
るパターン検査装置。
An apparatus for inspecting a defect of a pattern formed on a substrate, comprising: first irradiating means for irradiating the substrate with first light through an objective lens; First detecting means for detecting, via the objective lens, reflected light from the substrate due to irradiation of the irradiated first light, and second light from the outside of the objective lens of the first irradiating means, A second irradiating means for irradiating the area irradiated with the first light, and a second light irradiating by the second irradiating means, of the reflected light from the substrate, transmitted through the objective lens. Separating means for separating light from light reflected by the first light; and reflecting light reflected by the irradiation of the second light separated by the separating means from the pattern on the substrate in the reflected light.
Second detecting means for detecting the light by blocking the light with a spatial filter; and information on the defect obtained by the first detecting means and information on the defect obtained by the second detecting means. And a processing means for classifying and outputting the defect into a pattern defect on the substrate and a foreign matter defect on the substrate.
【請求項2】パターンが形成された試料に該試料の表面
に対してほぼ垂直な方向から第1の光を照射する第1の
照射手段と、前記試料の前記第1の照射手段で第1の光
を照射した領域に前記基板の表面に対して斜めの方向か
ら第2の光を照射する第2の照射手段と、前記第1の照
射手段による第1の光と前記第2の照射手段による第2
の光の照射による前記基板からの反射光を集光する集光
手段と、該集光手段により集光した前記基板からの反射
光のうち前記第1の光の照射による反射光と前記第2の
光の照射による反射光とを分離する分離手段と、該分離
手段で分離した前記第1の照明手段の第1の光の照射に
よる前記基板からの反射光を検出する第1の検出手段
と、前記分離手段で分離した前記第2の照明手段の第2
の光の照射による前記基板からの反射光を該反射光のう
ち前記基板上のパターンからの反射光成分を空間フィル
タで遮光して検出する第2の検出手段と、前記第1の検
出手段で検出して得た欠陥の情報と前記第2の検出手段
で検出して得た欠陥の情報とを処理して前記基板上のパ
ターンの欠陥と前記基板上の異物欠陥とに分類して出力
する処理手段とを備えたことを特徴とするパターン検査
装置。
2. A first irradiation means for irradiating a sample on which a pattern is formed with a first light from a direction substantially perpendicular to a surface of the sample, and a first irradiation means for irradiating the sample with a first light. Second irradiating means for irradiating the region irradiated with the second light with a second light from a direction oblique to the surface of the substrate; first light by the first irradiating means; and the second irradiating means By the second
Condensing means for condensing the reflected light from the substrate due to the irradiation of the light; and, of the reflected light from the substrate condensed by the condensing means, the reflected light by the irradiation of the first light and the second light. Separation means for separating light reflected by the light irradiation of the first light, and first detection means for detecting light reflected from the substrate by the first light irradiation of the first illumination means separated by the separation means. , The second of the second illumination means separated by the separation means
The reflected light from the substrate due to the irradiation of the light
In addition, the reflected light component from the pattern on the substrate is spatially filled.
A second detecting means for detecting the light by shading the light , and processing the defect information detected by the first detecting means and the defect information detected by the second detecting means. A pattern inspection apparatus comprising: a processing unit that classifies and outputs the pattern defect on the substrate and the foreign matter defect on the substrate.
【請求項3】基板上に形成されたパターンの欠陥を検査
する装置であって、対物レンズ手段と、第1の光を前記
対物レンズ手段を介して基板に照射する第1の照射手段
と、該第1の照射手段の第1の光の照射による前記基板
からの反射光を前記対物レンズ手段を介して検出する第
1の検出手段と、第2の光を前記対物レンズ手段の外側
から前記基板の前記第1の照射手段により第1の光を照
射している領域に照射する第2の照射手段と、該第2の
照射手段の第2の光の照射による前記基板からの反射光
前記対物レンズ手段を通過した反射光のうち前記基板
上のパターンからの反射光成分を遮光する空間フィルタ
手段と、該空間フィルタを通過した前記第2の光の照射
による前記基板からの反射光を検出する第2の検出手段
と、前記第1の検出手段で検出して得た第1の信号と前
記第2の検出手段で検出して得た第2の信号とを処理し
て前記基板上の欠陥を検出し該検出した欠陥の種類を分
類して出力する処理手段とを備えたことを特徴とするパ
ターン検査装置。
3. An apparatus for inspecting a defect of a pattern formed on a substrate, comprising: objective lens means; first irradiating means for irradiating the substrate with first light through the objective lens means; Detecting a reflected light from the substrate by irradiation of the first light by the first irradiation means through the objective lens means;
First detecting means, second irradiating means for irradiating the second light from the outside of the objective lens means to an area of the substrate which is irradiating the first light with the first irradiating means, Reflected light from the substrate due to irradiation of the second light by the second irradiation means
The substrate in one of the reflected light which has passed through the objective lens unit
A spatial filter for shielding a reflected light component from the pattern above, a second detector for detecting reflected light from the substrate due to irradiation of the second light passing through the spatial filter, The first signal detected by the detection means and the second signal detected by the second detection means are processed to detect a defect on the substrate and classify the type of the detected defect. A pattern inspection apparatus comprising:
【請求項4】前記第1の照射手段は、前記基板をケーラ
ー照明することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに
記載のパターン検査装置。
4. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein said first irradiation means illuminates the substrate with Koehler illumination.
【請求項5】前記対物レンズ手段の瞳面の情報を検出す
る瞳モニタを更に備えたことを特徴とする請求項3記載
のパターン検査装置。
5. A method for detecting information on a pupil plane of said objective lens means .
4. The pattern inspection apparatus according to claim 3, further comprising a pupil monitor .
【請求項6】基板上に形成されたパターンの欠陥を検査
する方法であって、第1の光を対物レンズを介して基板
に照射し、該第1の光の照射による前記基板からの反射
光を前記対物レンズを介して第1の検出器で検出し、第
2の光を前記対物レンズの外側から前記基板の前記第1
の光を照射している領域に照射し、該第2の光の照射に
前記基板からの反射光を前記対物レンズを介して前
記第1の光による反射光と分離した後に前記基板上のパ
ターンからの反射光成分を遮光する空間フィルタを介し
て第2の検出器で検出し、前記第1の検出器で検出して
得た欠陥の情報と前記第2の検出器で得た欠陥の情報と
を処理して前記基板上のパターンの欠陥と前記基板上の
異物欠陥とに分類して出力することを特徴とするパター
ン検査方法。
6. A method for inspecting a defect of a pattern formed on a substrate, comprising irradiating the substrate with a first light through an objective lens, and reflecting the light from the substrate by the irradiation of the first light. Light is detected by a first detector via the objective lens, and second light is detected from outside the objective lens by the first detector on the substrate.
Light is irradiated to the region that is irradiated, the reflected light from the substrate Ru good <br/> the irradiation of the second light through the objective lens separated from the reflected light by the first light After the
The second detector detects the reflected light component from the turn through a spatial filter that blocks light, and the second detector detects the defect information obtained by the first detector. A pattern inspection method comprising: processing the obtained defect information to classify and output the information as a pattern defect on the substrate and a foreign particle defect on the substrate.
【請求項7】パターンが形成された試料に該試料の表面
に対してほぼ垂直な方向から第1の光を照射し、前記試
料の前記第1の光を照射した領域に前記基板の表面に対
して斜めの方向から第2の光を照射し、前記第1の光と
前記第2の光の照射による前記基板からの反射光を対物
レンズを介して集光し、該集光した前記基板からの反射
光のうち前記第1の光の照射による反射光と前記第2の
光の照射による反射光とを分離し、該分離した前記第1
の光の照射による前記基板からの反射光を第1の検出器
で検出し、該第1の検出器で検出して得た信号を処理し
て前記基板上のパターンの欠陥の情報を得、前記分離し
た前記第2の光の照射による前記基板からの反射光を該
反射光のうち前記基板上のパターンからの反射光成分を
空間フィルタで遮光して第2の検出器で検出し、該第2
の検出器で検出して得た信号を処理して前記基板上の欠
陥の情報を得、前記基板上のパターンの欠陥の情報と前
記基板上の欠陥の情報とを処理して前記基板上のパター
ンの欠陥と前記基板上の異物欠陥とを分類して出力する
ことを特徴とするパターン検査方法。
7. A pattern-formed sample is irradiated with first light from a direction substantially perpendicular to the surface of the sample, and a region of the sample irradiated with the first light is irradiated on the surface of the substrate. A second light is irradiated from an oblique direction with respect to the light, and the reflected light from the substrate caused by the irradiation of the first light and the second light is collected through an objective lens. From the reflected light due to the irradiation of the first light and the reflected light due to the irradiation of the second light, and the separated first light
Detecting the reflected light from the substrate due to the irradiation of light with a first detector, processing the signal obtained by detecting with the first detector to obtain information on the defect of the pattern on the substrate, The reflected light from the substrate due to the irradiation of the separated second light is
Of the reflected light, the reflected light component from the pattern on the substrate is
The light is shielded by a spatial filter and detected by a second detector.
The signal obtained by the detection of the detector is processed to obtain information of the defect on the substrate, and the information of the defect of the pattern on the substrate and the information of the defect on the substrate are processed to process the information on the substrate. A pattern inspection method, wherein a pattern defect and a foreign matter defect on the substrate are classified and output.
【請求項8】基板上に形成されたパターンの欠陥を検査
する方法であって、第1の光を対物レンズを介して基板
に照射し、該第1の光の照射による前記基板からの反射
光を前記対物レンズを介して第1の検出器で検出し、第
2の光を前記対物レンズの外側から前記基板の前記第1
の光を照射している領域に照射し、該第2の光の照射に
よる前記基板からの反射光前記対物レンズを通過した
反射光を該反射光のうち前記基板上のパターンからの反
射光成分を空間フィルタで遮光して第2の検出器で検出
し、前記第1の検出器で検出した信号と前記第2の検出
器で検出した信号とを処理して前記基板上の欠陥を検出
し該検出した欠陥を分類して出力することを特徴とする
パターン検査方法。
8. A method for inspecting a pattern formed on a substrate for defects, comprising irradiating the substrate with a first light through an objective lens, and reflecting the light from the substrate by the irradiation of the first light. Light is detected by a first detector via the objective lens, and second light is detected from outside the objective lens by the first detector on the substrate.
And irradiates the area irradiated with the second light with the reflected light from the substrate due to the irradiation of the second light, and reflects the reflected light that has passed through the objective lens out of the reflected light from the pattern on the substrate.
The emitted light component is shielded by a spatial filter , detected by a second detector, and a signal detected by the first detector and a signal detected by the second detector are processed to detect a defect on the substrate. A pattern inspection method characterized by detecting, categorizing and outputting the detected defects.
【請求項9】前記第1の光の照射による前記基板の照明
が、ケーラー照明であることを特徴とする請求項6乃至
8の何れかに記載のパターン検査方法。
9. The pattern inspection method according to claim 6, wherein the illumination of the substrate by the irradiation of the first light is Koehler illumination.
【請求項10】 前記空間フィルタを、前記基板上に形成
されたパターンの形状に応じて移動手段を用いて切替え
ことを特徴とする請求項8記載のパターン検査方法。
The method according to claim 10, wherein said spatial filter, switching using the moving means in accordance with the shape of the pattern formed on the substrate
Pattern inspection method according to claim 8, wherein the that.
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