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JP2007263795A - Calibration sample, pattern inspection device and its method - Google Patents

Calibration sample, pattern inspection device and its method Download PDF

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JP2007263795A
JP2007263795A JP2006090184A JP2006090184A JP2007263795A JP 2007263795 A JP2007263795 A JP 2007263795A JP 2006090184 A JP2006090184 A JP 2006090184A JP 2006090184 A JP2006090184 A JP 2006090184A JP 2007263795 A JP2007263795 A JP 2007263795A
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JP
Japan
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pattern
calibration
image reading
inspection
calibration sample
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006090184A
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Inventor
Masato Yabe
正人 矢部
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to calibrate so as to obtain a proper detection sensitivity corresponding to the pattern formed on the specimen, in the calibration sample, pattern inspection device and its method. <P>SOLUTION: The pattern inspection device 50 includes the sample transfer mechanism 2 for transferring the calibration samples 1 to the inspection position, which are formed from the plurality of patterns for calibration corresponding to the patterns to be formed on the substrate 20 being the specimen, which are manufactured with the same manufacturing method as the substrate 20; the illumination optical system 3 for illuminating the inspection position; the imaging optical system 5 for imaging the calibration sample 1; and integration control means 10 which is made to regulate the image reading condition of the calibration sample 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検物のパターンの欠陥を検出する画像読取検査を行うための校正サンプル、パターン検査装置および方法に関する。特に、欠陥検出感度の自己校正が可能なパターン検査装置、例えば、液晶基板やウェハ上に形成された回路チップなどの検査を行うためのパターン検査装置に関する。   The present invention relates to a calibration sample, a pattern inspection apparatus, and a method for performing an image reading inspection for detecting a defect in a pattern of a test object. In particular, the present invention relates to a pattern inspection apparatus capable of self-calibration of defect detection sensitivity, for example, a pattern inspection apparatus for inspecting a circuit chip formed on a liquid crystal substrate or a wafer.

近年、液晶デバイスや半導体回路などの分野において、高精細化、高集積化が進んでいる。そのため、そのような表面に規則的なパターンが形成された被検物のパターンの欠陥や異常を画像読取検査により検査するパターン検査装置が用いられている。
従来、このようなパターン検査装置は、被検物を照明し、その像を撮像手段により撮像して、画像信号に変換し、適宜の画像処理により、パターンが正しく形成されているかどうか検査している。
検査の感度を向上するには、適切な照明を行い、撮像手段の光学条件、例えばフォーカス、輝度分布、光学系のアライメントなどの変数条件を適正な一定範囲に調整する必要がある。そこでそれぞれの変数条件に対応する校正サンプルを用いて校正を行っていた。
例えば、特許文献1には、光学系特性、アライメント特性、照度分布特性を評価するパターンを一体に設けたパターン検査装置の検査性能評価のための装置が記載されている。
また、特許文献2には、較正用標準試料上に形成位置および形成個数が規定でき立体的に様々な寸法を有する模擬欠陥が形成された較正用標準試料が記載されている。
また、特許文献3には、ウェハ表面に種々の寸法の深さや幅を組み合わせたピットの配列群の集合パターンが形成された検出用標準試料が記載されている。
特開平9−89791号公報(第3−5頁、図1、3) 特開平10−325807号公報(第7−14頁、図20、21) 特開2000−58606号公報(第3−4頁、図3)
In recent years, high definition and high integration have been advanced in the fields of liquid crystal devices and semiconductor circuits. For this reason, a pattern inspection apparatus for inspecting a defect or abnormality of a pattern of a test object having a regular pattern formed on such a surface by an image reading inspection is used.
Conventionally, such a pattern inspection apparatus illuminates a test object, images the image with an imaging means, converts it into an image signal, and inspects whether the pattern is correctly formed by appropriate image processing. Yes.
In order to improve the sensitivity of the inspection, it is necessary to perform appropriate illumination and adjust the optical conditions of the imaging means, for example, variable conditions such as focus, luminance distribution, and alignment of the optical system within an appropriate fixed range. Therefore, calibration was performed using a calibration sample corresponding to each variable condition.
For example, Patent Document 1 describes an apparatus for evaluating inspection performance of a pattern inspection apparatus in which patterns for evaluating optical system characteristics, alignment characteristics, and illuminance distribution characteristics are integrally provided.
Patent Document 2 describes a calibration standard sample in which a formation position and the number of formations can be defined on a calibration standard sample, and a simulated defect having various dimensions in three dimensions is formed.
Patent Document 3 describes a standard sample for detection in which a collective pattern of an array group of pits in which the depth and width of various dimensions are combined is formed on the wafer surface.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-87991 (page 3-5, FIGS. 1 and 3) Japanese Patent Laid-Open No. 10-325807 (pages 7-14, FIGS. 20, 21) JP 2000-58606 A (page 3-4, FIG. 3)

しかしながら、上記のような従来の校正サンプル、パターン検査装置および方法には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術によれば、各特性ごとに校正を行うので、パターン検査装置の検出感度を一定に維持することができるものの、被検物に特有なパターンの特性、例えば、反射率分布、パターン周期分布の変化による検出感度の変化には対応できない。例えば、被検物の反射率が全体として高い場合でも、全体として低い場合でも、例えば照明光量、絞りなどが同一の条件に校正されるので、被検物によっては、検出感度が相対的に劣ったものになるという問題がある。
また特許文献2に記載の技術によれば、立体的な模擬欠陥により較正用標準試料が形成されるので、模擬欠陥で表される限りの立体的欠陥については検出しやすくなるものの、正常なパターンを背景としたときの欠陥の見え方の変化まで含めて校正を行うことができず、被検物によっては、検出感度が相対的に劣ったものになるという問題がある。
また特許文献3に記載の技術によれば、ウェハ表面上に集合パターンが形成されるので、被検物と近い表面状態での校正が行えるものの、集合パターンが被検物の実際のパターンとは異なる点では、特許文献1、2に記載の技術と同様の問題がある。
However, the above-described conventional calibration sample, pattern inspection apparatus and method have the following problems.
According to the technique described in Patent Document 1, calibration is performed for each characteristic, so that the detection sensitivity of the pattern inspection apparatus can be kept constant, but the pattern characteristic peculiar to the test object, for example, reflectance Changes in detection sensitivity due to changes in distribution and pattern period distribution cannot be handled. For example, even if the reflectance of the test object is high or low as a whole, the detection sensitivity is relatively inferior depending on the test object because, for example, the illumination light quantity and the aperture are calibrated to the same conditions. There is a problem of becoming a thing.
Further, according to the technique described in Patent Document 2, since a calibration standard sample is formed by a three-dimensional simulated defect, it is easy to detect a three-dimensional defect as long as it is represented by a simulated defect, but a normal pattern However, there is a problem that the detection sensitivity is relatively inferior depending on the object to be examined, including the change in the appearance of the defect when the background is used.
Further, according to the technique described in Patent Document 3, a collective pattern is formed on the wafer surface, so that calibration can be performed in a surface state close to the test object, but the collective pattern is an actual pattern of the test object. In a different point, there exists a problem similar to the technique of patent document 1,2.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、被検物に形成されるパターンに応じて、適切な検出感度が得られるように校正を行うことができる校正サンプル、パターン検査装置および方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a calibration sample and pattern that can be calibrated so as to obtain appropriate detection sensitivity according to the pattern formed on the test object. An object is to provide an inspection apparatus and method.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、被検物に形成されたパターンを検査するための画像読取手段の校正に用いる校正サンプルであって、該校正サンプルの校正用パターンが、被検物と同様の製造方法により形成されるとともに、前記被検物に形成されるべきパターンに応じて複数設けられた構成とする。
この発明によれば、被検物と同様の製造方法により、被検物に形成されるべき複数のパターンを設けた校正サンプルとするので、被検物の実際のパターン、材質、加工状態などの条件に即して校正することができ、そのような条件から逸脱する欠陥の検出感度を高めることができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a calibration sample used for calibration of an image reading means for inspecting a pattern formed on a test object, and for calibration of the calibration sample. A plurality of patterns are formed by the same manufacturing method as the test object, and a plurality of patterns are provided according to the pattern to be formed on the test object.
According to this invention, since the calibration sample is provided with a plurality of patterns to be formed on the test object by the same manufacturing method as the test object, the actual pattern, material, processing state, etc. of the test object Calibration can be performed in accordance with conditions, and the detection sensitivity of defects that deviate from such conditions can be increased.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の校正サンプルにおいて、前記校正用パターンが、異なる反射率を有する複数の背景部上に形成された構成とする。
この発明によれば、異なる反射率を有する背景部中に配置されたパターンの検査に好適な校正を行うことができる。
According to a second aspect of the present invention, in the calibration sample according to the first aspect, the calibration pattern is formed on a plurality of background portions having different reflectances.
According to this invention, it is possible to perform calibration suitable for inspection of patterns arranged in background portions having different reflectances.

請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の校正サンプルにおいて、前記読取視野範囲内の異なる校正用パターン間に、互いに平行なエッジ部を設けた構成とする。
この発明によれば、校正用パターンを倍率校正用に兼用することができる。
According to a third aspect of the present invention, the calibration sample according to the first or second aspect is configured such that edge portions parallel to each other are provided between different calibration patterns within the reading visual field range.
According to the present invention, the calibration pattern can also be used for magnification calibration.

請求項4に記載の発明では、パターン検査装置において、被検物を照明する照明手段と被検物の像を撮像する撮像手段とを有し、被検物に形成されたパターンの画像読取検査を行う画像読取部と、該画像読取部の画像読取条件を制御する読取制御手段と、前記画像読取部により読み取り可能に設けられた請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルとを備え、該校正サンプルの前記校正用パターンを前記画像読取部により読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行う構成とする。
この発明によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルを画像読取部により読み取り、読取制御手段により、照明手段、撮像手段の画像読取条件を制御して画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことができる。したがって、請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルが有するのと同様の作用効果を備えるパターン検査装置となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern inspection apparatus, the pattern inspection apparatus includes an illuminating unit that illuminates the test object and an image capturing unit that captures an image of the test object. An image reading unit that performs reading, a reading control unit that controls image reading conditions of the image reading unit, and a calibration sample according to claim 1 provided so as to be readable by the image reading unit. The calibration pattern of the calibration sample is read by the image reading unit, and the image reading conditions during the image reading inspection are calibrated according to the read image.
According to the present invention, the calibration sample according to any one of claims 1 to 3 is read by the image reading unit, and the image reading condition of the illuminating unit and the imaging unit is controlled by the reading control unit, so that an image at the time of the image reading inspection is obtained. Reading conditions can be calibrated. Therefore, it becomes a pattern inspection apparatus provided with the same effect as the calibration sample in any one of Claims 1-3.

請求項5に記載の発明では、請求項4に記載のパターン検査装置において、前記画像読取条件の校正を、前記校正サンプルの1つに設けられた複数の校正用パターンにより行うことを特徴とする。
この発明によれば、校正サンプルの1つに設けられた複数の校正用パターンにより画像読取条件の校正を行うので、校正サンプルを切り替えることなく、迅速に校正を行うことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the pattern inspection apparatus according to the fourth aspect, the calibration of the image reading condition is performed by a plurality of calibration patterns provided in one of the calibration samples. .
According to the present invention, since the image reading conditions are calibrated by using a plurality of calibration patterns provided in one of the calibration samples, the calibration can be quickly performed without switching the calibration samples.

請求項6に記載の発明では、請求項4または5に記載のパターン検査装置において、前記校正サンプルが、複数の被検物のパターンに対応して異なる校正用パターンを有する複数からなるとともに、前記画像読取部の画像読取位置に選択的に移動可能に保持する校正サンプル切替手段に保持され、前記画像読取条件の校正に用いる前記校正サンプルを、前記画像読取検査を行う被検物のパターンに応じて切り替えられるようにした構成とする。
この発明によれば、異なるパターンを有する被検物を構成する場合に、校正サンプル切替手段により、被検物に応じて校正サンプルを切り替えることにより、異なるパターンを有する被検物が混合した検査を効率よく行うことができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the pattern inspection apparatus according to the fourth or fifth aspect, the calibration sample includes a plurality of calibration patterns having different calibration patterns corresponding to a plurality of test object patterns. The calibration sample that is held in the calibration sample switching means that is selectively movably held at the image reading position of the image reading unit, and that is used for the calibration of the image reading conditions, corresponds to the pattern of the test object that performs the image reading inspection. To be switched.
According to the present invention, when configuring a test object having a different pattern, the calibration sample switching means switches the calibration sample according to the test object, thereby performing an inspection in which the test objects having different patterns are mixed. It can be done efficiently.

請求項7に記載の発明では、被検物に形成されたパターンの画像読取検査に先立って、校正サンプルの校正用パターンを画像読取検査することにより、前記画像読取検査の画像読取条件を校正するパターン検査方法であって、請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行う方法とする。
この発明によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、その読取画像に応じて画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うので、請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルが有するのと同様の作用効果を備えるパターン検査方法となる。
According to the seventh aspect of the present invention, the image reading condition of the image reading inspection is calibrated by performing the image reading inspection of the calibration pattern of the calibration sample prior to the image reading inspection of the pattern formed on the test object. A pattern inspection method, wherein a calibration pattern of a calibration sample according to any one of claims 1 to 3 is read, and an image reading condition at the time of the image reading inspection is calibrated according to the read image. .
According to the present invention, the calibration pattern of the calibration sample according to any one of claims 1 to 3 is read, and the image reading conditions during the image reading inspection are calibrated according to the read image. This is a pattern inspection method having the same function and effect as the calibration sample according to any one of 3 has.

本発明の校正サンプルによれば、被検物と同様の製造方法により、被検物に形成されるべきパターンを複数設けるので、被検物と同様の条件下で校正を行うことができ、そのように校正された画像読取条件により欠陥の検出感度を容易に向上させることができるという効果を奏する。
またそのような校正サンプルを用いて校正を行う本発明のパターン検査装置および方法によれば、被検物のパターンが異なる場合でも適切な検出感度に設定することができ、被検物のパターンの欠陥を容易に検出できるという効果を奏する。
According to the calibration sample of the present invention, since a plurality of patterns to be formed on the test object are provided by the same manufacturing method as the test object, calibration can be performed under the same conditions as the test object. Thus, it is possible to easily improve the defect detection sensitivity by the calibrated image reading conditions.
Further, according to the pattern inspection apparatus and method of the present invention for performing calibration using such a calibration sample, even when the pattern of the test object is different, it can be set to an appropriate detection sensitivity, and the pattern of the test object can be set. There is an effect that the defect can be easily detected.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面を通じて、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るパターン検査装置の概略構成について説明するための正面視の模式説明図である。図2は、本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明するための部分斜視説明図である。各図には相対的な方向を参照するために、鉛直方向をz軸とするxyz直角座座標系が記入されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Throughout all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a front view for explaining a schematic configuration of a pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial perspective explanatory view for explaining the pattern inspection apparatus according to the embodiment of the present invention. In each figure, an xyz Cartesian coordinate system with the vertical direction as the z-axis is written to refer to the relative direction.

本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明する。
本実施形態のパターン検査装置50は、例えば、液晶基板やウェハ上に形成された回路チップなどの所定のパターンが形成された基板20(被検物)のパターンの欠陥を検査するための装置である。
基板20は、一般には、種々の反射率の異なる材料により種々のパターンを厚さ方向に積層させて形成される。パターンの検査は、完成した多層のパターンに対してばかりでなく、各層の製造工程ごとに検査を行うのが普通である。そのため、例えば信号線パターンなどの検査対象のパターンは同一であっても、製造工程が進むにつれて周囲の反射率が変化したり、周囲に異なるパターンが配置されたりするといった変化が生じる。
本発明は、このような検査対象のパターンや反射率が検査ごとに変化する場合にそれぞれの画像読取条件を容易に最適化し、欠陥の検出感度を高めるためのものである。
A pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
The pattern inspection apparatus 50 of the present embodiment is an apparatus for inspecting a pattern defect of a substrate 20 (test object) on which a predetermined pattern such as a liquid crystal substrate or a circuit chip formed on a wafer is formed. is there.
The substrate 20 is generally formed by laminating various patterns in the thickness direction using various materials having different reflectances. In the pattern inspection, not only the completed multilayer pattern but also the inspection is usually performed for each layer manufacturing process. Therefore, for example, even if the pattern to be inspected, such as a signal line pattern, is the same, a change occurs in that the reflectance of the surroundings changes or a different pattern is arranged in the surroundings as the manufacturing process proceeds.
The present invention is for easily optimizing each image reading condition and increasing the defect detection sensitivity when such a pattern or reflectance of the inspection object changes for each inspection.

パターン検査装置50の概略構成は、図1に示すように、基板20を所定の検査位置に移動してそこで保持する基板保持移動部50Bと、所定の検査位置に配置された基板20の画像読取検査を行う画像読取部50A(画像読取手段)とからなる。   As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the pattern inspection apparatus 50 includes a substrate holding / moving unit 50B that moves the substrate 20 to a predetermined inspection position and holds the substrate 20, and image reading of the substrate 20 disposed at the predetermined inspection position. It comprises an image reading unit 50A (image reading means) that performs inspection.

基板保持移動部50Bは、図2に示すように、基台12a上にそれぞれ設けられた搬送台12、12とサンプル移動機構2とからなる。
搬送台12、12は、上面に基板20を浮上させるための空気入出射孔12bが多数設けられている。そして、搬送台12,12は、図示y軸方向に延びるスリット状の隙間を隔てて並列配置され、空記入出射孔12bから空気を射出して上面で基板20を浮上させる。この基板20は、浮上した状態で基板20の端部が搬送手段により保持され、図示x軸方向に強制的に搬送される。
サンプル移動機構2は、図示y軸方向の移動可能な水平移動機構2bと、水平移動機構2b上に設けられ鉛直方向に移動可能とされた垂直移動機構2aと、垂直移動機構2aに設けられ図示y軸回りに回転移動可能とされ回転移動機構2cとを備える。回転移動機構2cには、後述するキャリブレーションサンプル1(校正サンプル)が着脱可能に保持できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the substrate holding / moving unit 50 </ b> B includes transport tables 12 and 12 and a sample moving mechanism 2 provided on a base 12 a.
The transport tables 12 and 12 are provided with a large number of air inlet / outlet holes 12b for floating the substrate 20 on the upper surface. The carriages 12 and 12 are arranged in parallel with a slit-like gap extending in the y-axis direction shown in the figure, and air is ejected from the empty entry exit hole 12b to float the substrate 20 on the upper surface. In the state where the substrate 20 is floated, the end portion of the substrate 20 is held by the transport means and is forcibly transported in the x-axis direction in the drawing.
The sample moving mechanism 2 includes a horizontal moving mechanism 2b movable in the y-axis direction, a vertical moving mechanism 2a provided on the horizontal moving mechanism 2b and movable in the vertical direction, and a vertical moving mechanism 2a. A rotational movement mechanism 2c is provided that can rotate around the y-axis. A calibration sample 1 (calibration sample), which will be described later, can be detachably held in the rotational movement mechanism 2c.

画像読取部50Aは、図1に示すように、搬送台12、12間の隙間の略中央位置で搬送台12上に保持された基板20の上面の高さに設定される検査位置における被検物の画像を読み取るためのものである。その概略構成は、照明光学系3(照明手段)、照明制御手段4、撮像光学系5、および統合制御手段10からなる。撮像光学系5は、被検物の像を得るための撮像手段を構成している。   As shown in FIG. 1, the image reading unit 50 </ b> A is to be tested at an inspection position set at the height of the upper surface of the substrate 20 held on the transport table 12 at a substantially central position of the gap between the transport tables 12 and 12. It is for reading an image of an object. The schematic configuration includes an illumination optical system 3 (illumination means), an illumination control means 4, an imaging optical system 5, and an integrated control means 10. The imaging optical system 5 constitutes imaging means for obtaining an image of the test object.

照明光学系3は、被検物である基板20の表面に対して直線状の照明光(ライン照明光)を照明するライン照明光源と照明光を適宜位置で集光させるための光学系とを含んでいる。照明光学系3は、その光軸を基板20の表面に対して傾斜角度θに傾けるように配置され、不図示の回動機構により、図示zx平面内で検査位置を中心とした回動が可能とされている。以下では回動位置をz軸から計った角度θで表す。図1において符号3aは、照明光学系3の光軸である。
照明光学系3の詳細は必要に応じて適宜に構成することができるが、少なくとも光量の調整が可能とされる。調整手段は、例えば光源への印加電圧などを変えて発光量を可変できるようにしてもよいし、例えば絞りやNDフィルタなどにより光学的に調整してもよい。
また、必要があれば、光学系を構成する光学素子を可動もしくは切替可能とし、照明光の他の光学特性を可変できるようにしておいてもよい。他の光学特性としては、例えば波長特性や偏光特性などが挙げられる。
The illumination optical system 3 includes a line illumination light source that illuminates linear illumination light (line illumination light) on the surface of the substrate 20 that is a test object, and an optical system that condenses the illumination light at an appropriate position. Contains. The illumination optical system 3 is arranged so that its optical axis is inclined at an inclination angle θ L with respect to the surface of the substrate 20, and is rotated around the inspection position in the zx plane in the drawing by a rotation mechanism (not shown). It is possible. Hereinafter, the rotation position is represented by an angle θ L measured from the z axis. In FIG. 1, reference numeral 3 a is the optical axis of the illumination optical system 3.
The details of the illumination optical system 3 can be appropriately configured as necessary, but at least the amount of light can be adjusted. For example, the adjusting unit may change the amount of light emission by changing the voltage applied to the light source, or may be optically adjusted by, for example, a diaphragm or an ND filter.
If necessary, the optical elements constituting the optical system may be movable or switchable so that other optical characteristics of the illumination light can be varied. Examples of other optical characteristics include wavelength characteristics and polarization characteristics.

照明制御手段4は、照明光学系3から射出される照明光の光学特性を可変するための制御手段である。照明光学系3の構成に応じて、例えば、光源の電気制御や、光学素子の移動・切替などの適宜の制御が行えるようになっている。また、必要に応じて、照明光学系3の回動角度θの可変制御も行えるようになっている。 The illumination control means 4 is a control means for changing the optical characteristics of the illumination light emitted from the illumination optical system 3. According to the configuration of the illumination optical system 3, for example, appropriate control such as electrical control of the light source and movement / switching of the optical element can be performed. If necessary, it is able to perform also variable control of the rotation angle theta L of the illumination optical system 3.

撮像光学系5は、検査位置に配置された基板20の像を撮像するための結像レンズ6aとラインセンサカメラ6bとから構成される光学系である。
ラインセンサカメラ6bは、撮像光学系5により形成された基板20の像をラインに配列された撮像素子上に結像し、画像信号を得るためのものである。
そして、撮像光学系5は、光軸方向の間隔を可変する間隔調整機構7、図示z方向に移動させるための合焦機構8と図示zx平面内で検査位置を中心として回動可能とする回動機構(不図示)により一体に保持され、z軸から計って角度θの回動位置に配置される。図1において符号5aは撮像光学系5の光軸である。
このように撮像光学系5は、間隔調整機構7、合焦機構8により基板20の像の倍率調整やフォーカシングができるようになっている。なお、撮像光学系5で撮像する基板20からの反射光は、回折光や干渉光であり、照明光学系3や撮像光学系5の傾斜角度θL、θを適宜調整することにより、ラインセンサカメラ6bにおいて回折像や干渉像を撮像することができる。また、照明光学系3と撮像光学系5の両方を回動可能に設けても良いが、一方を固定し他方を回動させるようにしても良い。
The imaging optical system 5 is an optical system including an imaging lens 6a and a line sensor camera 6b for capturing an image of the substrate 20 disposed at the inspection position.
The line sensor camera 6b is for obtaining an image signal by forming an image of the substrate 20 formed by the imaging optical system 5 on an imaging device arranged in a line.
The imaging optical system 5 is configured to be rotatable about the inspection position in the illustrated zx plane and the distance adjusting mechanism 7 for changing the distance in the optical axis direction, the focusing mechanism 8 for moving in the illustrated z direction. It is integrally held by a moving mechanism (not shown), and is arranged at a rotation position of an angle θ C as measured from the z axis. In FIG. 1, reference numeral 5 a denotes the optical axis of the imaging optical system 5.
In this way, the imaging optical system 5 can adjust the magnification and focus the image of the substrate 20 by the distance adjusting mechanism 7 and the focusing mechanism 8. In addition, the reflected light from the board | substrate 20 imaged with the imaging optical system 5 is a diffracted light or interference light, and it adjusts the inclination angles (theta) L and ( theta) C of the illumination optical system 3 or the imaging optical system 5 by line suitably. The sensor camera 6b can capture a diffraction image and an interference image. Further, both the illumination optical system 3 and the imaging optical system 5 may be provided so as to be rotatable, but one may be fixed and the other may be rotated.

統合制御手段10は、照明制御手段4、ラインセンサカメラ6b、間隔調整機構7、合焦機構8と電気的に接続され、それぞれに対して制御信号や画像信号などの信号を送受信してそれぞれの制御を行うための制御手段である。本実施形態では、適宜の入出力インタフェース、メモリ、CPUを備えるパソコンと適宜の入出力装置とから構成される。
入力装置としては、図示しないが、例えば専用の操作パネルや、必要に応じてキーボード、マウスなどが設けられる。
出力装置としては、例えばラインセンサカメラ6bの画像信号に応じて被検物の画像を表示したり、入力装置からの入力情報や制御パラメータなどモニタする操作画面を表示したりするモニタ9や、検査結果の情報を保存するための外部記憶装置(不図示)などが設けられている。
The integrated control means 10 is electrically connected to the illumination control means 4, the line sensor camera 6b, the interval adjustment mechanism 7, and the focusing mechanism 8, and transmits and receives signals such as control signals and image signals to the respective parts. It is a control means for performing control. In the present embodiment, a personal computer including an appropriate input / output interface, memory, and CPU and an appropriate input / output device are configured.
As an input device, although not shown, for example, a dedicated operation panel, a keyboard, a mouse, and the like are provided as necessary.
As the output device, for example, a monitor 9 for displaying an image of a test object according to an image signal of the line sensor camera 6b, an operation screen for monitoring input information and control parameters from the input device, an inspection, and the like. An external storage device (not shown) or the like for storing the result information is provided.

次に、本発明の実施形態に係る校正サンプルについて説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る校正サンプルの一例について説明するための平面模式図である。
本実施形態の校正サンプルの一例であるキャリブレーションサンプル1は、図3に示すように、被検物である基板20(図1参照)と同材質の矩形状のサンプル基板1a上に、校正用パターン1bが形成されたものである。
校正用パターン1bは、サンプル基板1aの長手方向に延ばされ、サンプル基板1aの短手方向に複数の帯状に形成されたパターンからなる。例えば、高反射率パターン1A、中反射率パターン1B、低反射率パターン1Cの3列から構成される。
Next, a calibration sample according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining an example of the calibration sample according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, a calibration sample 1 which is an example of a calibration sample of the present embodiment is used for calibration on a rectangular sample substrate 1a made of the same material as a substrate 20 (see FIG. 1) as a test object. The pattern 1b is formed.
The calibration pattern 1b is a pattern extending in the longitudinal direction of the sample substrate 1a and formed in a plurality of strips in the short direction of the sample substrate 1a. For example, it is composed of three rows of a high reflectance pattern 1A, a medium reflectance pattern 1B, and a low reflectance pattern 1C.

高反射率パターン1Aは、比較的高反射率で一様な反射率を有する背景部B上の領域15a、17aにそれぞれ短手方向に横断する複数のパターンP3、P5が設けられている。
背景部Bは、基板20中に存在するパターンの背景をなす部分の1つを基板20と同一の材質で同様な製造方法で形成することにより、基板20中の背景をなす1つの反射面を模擬するものである。
パターンP、Pは、それぞれ基板20中の背景部Bと同反射率の部分に存在する正常な部分的パターンを基板20と同様な製造方法により形成したものである。例えば、信号配線などに用いられる所定線幅、所定ピッチの平行線群が採用できる。それぞれのパターンの大きさは、検出を想定する欠陥の大きさを含む大きさとする。
なお、図3は模式図であって、パターンP、Pを見やすいように3条としているが、これに限定されるものではなく、基板20に現れるピッチ、幅、条数あるいはそれと略同等のパターンとすればよい。
High reflectivity pattern. 1A, the background portion B 1 on the area 15a having a uniform reflectance in a relatively high reflectance, a plurality of patterns P3, P5 traversing respectively in the lateral direction 17a.
The background portion B 1 is formed by forming one of the portions constituting the background of the pattern existing in the substrate 20 with the same material as that of the substrate 20 by the same manufacturing method, so that one reflecting surface forming the background in the substrate 20 is formed. Is to simulate.
Each of the patterns P 3 and P 5 is a pattern in which normal partial patterns existing in portions having the same reflectance as the background portion B 1 in the substrate 20 are formed by the same manufacturing method as the substrate 20. For example, a group of parallel lines having a predetermined line width and a predetermined pitch used for signal wiring and the like can be employed. The size of each pattern is a size including the size of a defect assumed to be detected.
Note that FIG. 3 is a schematic diagram, and three strips are provided so that the patterns P 3 and P 5 can be easily seen. However, the present invention is not limited to this, and the pitch, width, number of strips appearing on the substrate 20 or substantially the same. The pattern should be

同様に中反射率パターン1Bは、背景部Bよりも低反射率の背景部B上に領域13、14、15b、17b、が設けられている。
領域13、14には、それぞれパターンP、Pが形成される。パターンP、Pは、パターンP15などと同様に基板20に存在するパターンかそれと略同等の正常な部分的パターンである(以下、パターンP(nは整数)の場合も同様である)。
一方、領域15b、17bには、パターンP、Pが形成される。したがって、領域15a、15bならびに17a、17bによれば、例えば基板20内の反射率が異なる複数の領域を横断して形成される配線パターンなどを模擬することができる。
Medium reflectance pattern 1B Similarly, regions on the background part B 2 of the low-reflectivity than the background portion B 1 13,14,15b, 17b, are provided.
Patterns P 1 and P 2 are formed in the regions 13 and 14, respectively. The patterns P 1 and P 2 are patterns existing on the substrate 20 as in the pattern P 15 or the like, or normal partial patterns substantially equivalent thereto (hereinafter referred to as the pattern P n (n is an integer)). ).
On the other hand, patterns P 3 and P 5 are formed in the regions 15b and 17b. Therefore, according to the regions 15a and 15b and 17a and 17b, for example, a wiring pattern formed across a plurality of regions having different reflectivities in the substrate 20 can be simulated.

同様に低反射率パターン1Cは、背景部B、Bよりも低反射率の背景部B上に領域16、18が設けられている。領域16、18にはそれぞれパターンP、Pが形成される。 Similarly low reflectivity pattern. 1C, the background portion B 1, regions 16, 18 on the background part B 3 of low reflectance than B 2 are provided. Patterns P 4 and P 6 are formed in the regions 16 and 18, respectively.

キャリブレーションサンプル1に形成されるパターンは、基板20の種類にもよるが、一般には平行線群のような単純なパターンに限られるものではない。後述する校正の精度を向上するためには、基板20に含まれるできるだけ多くのパターンを形成することが好ましい。
そのような他の例であるキャリブレーションサンプル30(校正サンプル)について説明する。
図4(a)は、キャリブレーションサンプル30の平面模式図である。図4(b)は、キャリブレーションサンプル30の長手方向の輝度のヒストグラムを示すグラフである。図5は、基板20に形成されるパターンについて説明するための基板20の一部を拡大した平面模式図である。図6は、基板20に形成されるパターンの輝度(反射率)の頻度分布について説明するためのグラフである。
The pattern formed on the calibration sample 1 depends on the type of the substrate 20, but is not generally limited to a simple pattern such as a group of parallel lines. In order to improve the accuracy of calibration described later, it is preferable to form as many patterns as possible included in the substrate 20.
A calibration sample 30 (calibration sample) as another example will be described.
FIG. 4A is a schematic plan view of the calibration sample 30. FIG. FIG. 4B is a graph showing a histogram of luminance in the longitudinal direction of the calibration sample 30. FIG. 5 is an enlarged schematic plan view of a part of the substrate 20 for explaining a pattern formed on the substrate 20. FIG. 6 is a graph for explaining the frequency distribution of the luminance (reflectance) of the pattern formed on the substrate 20.

キャリブレーションサンプル30は、図4(a)に示すように、サンプル基板1a上に長手方向に帯状に延びる校正用パターン30Aが形成されている。
校正用パターン30Aは、背景部20g上の領域31、32、33に、基板20上に存在するパターンか、もしくはそれらと略同等のパターンを有する。
領域31には、背景部20gの短手方向に横断する所定幅yを有する比較的高反射率のパターン20aが形成されている。
領域32には、同じく所定幅yを有する比較的低反射率のパターン20dが形成されている。
領域33には、同じく所定幅y、y、y、y、y10を有するパターン20f、20c、20e、20c、20fが形成されている。パターン20f、20c、20eの反射率は、パターン20fが最も高反射率で、この順にそれぞれ低下する反射率とされている。
このようにキャリブレーションサンプル30のパターンは、線幅と反射率とで特徴づけられる例となっている。
As shown in FIG. 4A, the calibration sample 30 has a calibration pattern 30A extending in a strip shape in the longitudinal direction on the sample substrate 1a.
The calibration pattern 30A has a pattern existing on the substrate 20 in the regions 31, 32, and 33 on the background portion 20g, or a pattern substantially equivalent to them.
In the region 31, a pattern 20a having a relatively high reflectivity having a predetermined width y 1 y 2 traversing in the lateral direction of the background portion 20g is formed.
In the region 32, a relatively low reflectance pattern 20d having a predetermined width y 3 y 4 is formed.
Similarly, patterns 20f, 20c, 20e, 20c, and 20f having predetermined widths y 5 y 6 , y 6 y 7 , y 7 y 8 , y 8 y 9 , and y 9 y 10 are formed in the region 33. The reflectance of the patterns 20f, 20c, and 20e is the reflectance that the pattern 20f has the highest reflectance and decreases in this order.
Thus, the pattern of the calibration sample 30 is an example characterized by the line width and the reflectance.

このような校正用パターン30Aは、図5に示すような基板20のパターンに基づいている。
基板20のパターンは、背景部20g上にパターン20a、20bが格子状に交差している。そして比較的線幅の広いパターン20cがパターン20bに平行に設けられ、その上に矩形上のパターン20eと正方形状のパターン20fとが交互に配列されている。また、パターン20eとパターン20aとの間をL字状に接続するパターン20dが設けられている。図5は部分拡大図であり、実際にはこのようなパターンが反復されて基板20全体を覆っている。
Such a calibration pattern 30A is based on the pattern of the substrate 20 as shown in FIG.
In the pattern of the substrate 20, the patterns 20a and 20b intersect in a lattice pattern on the background portion 20g. A pattern 20c having a relatively wide line width is provided in parallel to the pattern 20b, and a rectangular pattern 20e and a square pattern 20f are alternately arranged thereon. In addition, a pattern 20d that connects the pattern 20e and the pattern 20a in an L shape is provided. FIG. 5 is a partially enlarged view. In actuality, such a pattern is repeated to cover the entire substrate 20.

このようなパターンを輝度(反射率)のヒストグラムは図6のようになっている。図6の横軸は輝度(反射率)であり、縦軸は頻度である。
つまり、折れ線21が示すように、低輝度から中輝度にかけて略ガウス分布状に輝度がばらつき(図示の輝度範囲L)、中輝度から高輝度にかけてガウス分布より緩やかに頻度が減少する比較的高輝度の分布が見られ(図示の輝度範囲M)、高輝度部の所定値に頻度が集中している(図示の輝度範囲N)。
図6は一例に過ぎないが、例えば、輝度範囲M、N、Lはホール部、ホール部周辺、背景部を含むその他の配線部のパターンの輝度分布に対応する。すなわち、基板20のほとんどを占めるのは、低輝度の背景部20gに少数の配線が通る領域であり、複雑なパターン、例えばホール部などの機能的なパターンが形成され、欠陥検査の中心となる領域は、比較的高輝度を示している。したがって、パターン検査装置50もこのようなパターン検査の中心となる領域の輝度分布に即して校正されることが好ましい。
FIG. 6 shows a histogram of the luminance (reflectance) of such a pattern. The horizontal axis in FIG. 6 is luminance (reflectance), and the vertical axis is frequency.
That is, as indicated by the broken line 21, the luminance varies in a substantially Gaussian distribution from low luminance to medium luminance (the luminance range L in the drawing), and the frequency is relatively high in which the frequency decreases more slowly than the Gaussian distribution from medium luminance to high luminance. (The luminance range M shown in the drawing), and the frequency is concentrated on a predetermined value of the high luminance portion (the luminance range N shown in the drawing).
Although FIG. 6 is only an example, for example, the luminance ranges M, N, and L correspond to the luminance distribution of the pattern of the other wiring portions including the hole portion, the periphery of the hole portion, and the background portion. That is, most of the substrate 20 occupies a region where a small number of wires pass through the low-luminance background portion 20g, and a complicated pattern, for example, a functional pattern such as a hole portion, is formed and becomes the center of defect inspection. The region shows a relatively high brightness. Therefore, it is preferable that the pattern inspection apparatus 50 is also calibrated in accordance with the luminance distribution of the region that becomes the center of such pattern inspection.

このような観点から、キャリブレーションサンプル30では、領域31、32、33は長手方向において、それぞれ基板20の領域20A、20B、20Cの図示水平方向と略同等なパターンが形成されている。したがって、比較的小面積のサンプル基板1a上に、基板20上に現れる機能的に重要なパターンの反射率分布が、基板20と同様の製造方法により再現されている。そのため、被検物の特徴に即した校正を効率よく行うことができるという利点がある。   From this point of view, in the calibration sample 30, the regions 31, 32, and 33 are formed with patterns substantially the same as the illustrated horizontal direction of the regions 20 </ b> A, 20 </ b> B, and 20 </ b> C of the substrate 20 in the longitudinal direction. Therefore, the reflectance distribution of the functionally important pattern appearing on the substrate 20 is reproduced on the sample substrate 1 a having a relatively small area by the same manufacturing method as that for the substrate 20. Therefore, there is an advantage that calibration according to the characteristics of the test object can be performed efficiently.

次に、本発明の実施形態に係る校正サンプルおよびパターン検査装置50を用いたパターン検査方法について説明する。校正サンプルはキャリブレーションサン30を用いる例で説明する。
図7は、本実施形態のパターン検査方法について説明するためのフローチャートである。
パターン検査装置50の校正は、起動の際の初期化時、被検物の切替時、または操作者が必要と判断した時に、自動または手動で統合制御手段10に校正開始が指令されることで可能となる。
統合制御手段10から照明制御手段4に照明光学系3を初期化する制御信号が伝送される。それにより照明制御手段4は、照明光学系3の回動位置を検査時と同様の角度θに移動させるとともに、照明光学系3の光源を点灯し、所定光量で検査位置が照明されるようにする。必要ならば光学素子などの移動や切り替えを行う。
また統合制御手段10から不図示の回動機構に対して撮像光学系5の回動位置が角度θとする制御信号が伝送される。特に、正反射光による検査を行う場合には、θ=θである。
またラインセンサカメラ6bに対して、カメラ内部パラメータ、例えば露光時間や撮像感度(ゲイン)を初期化する制御信号が伝送される。また、間隔調整機構7、合焦機構8に対しても間隔や位置を基準位置に初期化する制御信号が伝送される。
Next, a pattern inspection method using the calibration sample and the pattern inspection apparatus 50 according to the embodiment of the present invention will be described. The calibration sample will be described using an example in which the calibration sun 30 is used.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the pattern inspection method of the present embodiment.
Calibration of the pattern inspection apparatus 50 is performed by instructing the integrated control means 10 to start calibration automatically or manually when initializing at the time of activation, switching of the test object, or when the operator determines that it is necessary. It becomes possible.
A control signal for initializing the illumination optical system 3 is transmitted from the integrated control means 10 to the illumination control means 4. Thereby, the illumination control means 4 moves the rotation position of the illumination optical system 3 to the same angle θ L as in the inspection, turns on the light source of the illumination optical system 3, and illuminates the inspection position with a predetermined light amount. To. If necessary, move or switch optical elements.
The rotational position of the imaging optical system 5 from the integration control means 10 to the not shown rotating mechanism control signals for the angle theta C is transmitted. In particular, θ C = θ L when performing inspection with specular reflection light.
A control signal for initializing camera internal parameters such as exposure time and imaging sensitivity (gain) is transmitted to the line sensor camera 6b. A control signal for initializing the interval and position to the reference position is also transmitted to the interval adjusting mechanism 7 and the focusing mechanism 8.

そして、キャリブレーションサンプル30をサンプル移動機構2により検査位置に移動させる。サンプル移動機構2は不図示の位置検出手段を備えており、キャリブレーションサンプル30検査位置に到達するまで垂直移動機構2a、水平移動機構2b、回転移動機構2cを用いて、移動制御を繰り返す。
検査位置は、キャリブレーションサンプル30の表面が被検物である基板20の表面と同じ高さとなり、キャリブレーションサンプル30の長手方向が図1のy軸方向に向けられた所定位置である。
Then, the calibration sample 30 is moved to the inspection position by the sample moving mechanism 2. The sample moving mechanism 2 includes position detection means (not shown), and the movement control is repeated using the vertical moving mechanism 2a, the horizontal moving mechanism 2b, and the rotational moving mechanism 2c until reaching the inspection position of the calibration sample 30.
The inspection position is a predetermined position in which the surface of the calibration sample 30 is the same height as the surface of the substrate 20 as the test object, and the longitudinal direction of the calibration sample 30 is directed in the y-axis direction of FIG.

次に、キャリブレーションサンプル30をラインセンサカメラ6bにより撮像しつつ、水平移動機構2bにより長手方向に移動させ、校正用パターン30Aの画像を読み取り、ラインプロファイルデータを取り込む。
この状態では、カメラ内部パラメータなどが初期化状態にあるので、焦点がずれており、照明光に対する露光時間などが適正でないので、ぼけた画像になっている。
例えば図4(a)に示す校正用パターン30Aに対して、図4(b)に破線で表す曲線23のようなラインプロファイルが得られる。ここで、図4(b)の横軸はラインセンサカメラ6bの画素の並びを表し、縦軸は各画素の輝度を表す。また横軸に記入したY(iは整数)は、校正用パターン30A上の位置y(iは整数)に対応するカメラの画素である。
曲線23は、校正用パターン30A上で比較的高反射率を有するパターン20a、20fに対応する輝度がそれぞれ大きさa、cのように低輝度となり、それぞれのライン位置や幅がずれている。
このような状態で、基板20の検査を行うと、欠陥と正規のパターンとの区別がつかなくなるので欠陥の検出感度が低くなるものである。
そこで、続けて以下の校正動作を行う。
Next, while the calibration sample 30 is imaged by the line sensor camera 6b, it is moved in the longitudinal direction by the horizontal movement mechanism 2b, the image of the calibration pattern 30A is read, and the line profile data is captured.
In this state, since the camera internal parameters and the like are in an initialized state, the focus is shifted, and the exposure time with respect to the illumination light is not appropriate, resulting in a blurred image.
For example, with respect to the calibration pattern 30A shown in FIG. 4A, a line profile like a curve 23 shown by a broken line in FIG. 4B is obtained. Here, the horizontal axis of FIG. 4B represents the arrangement of the pixels of the line sensor camera 6b, and the vertical axis represents the luminance of each pixel. Y i (i is an integer) written on the horizontal axis is a camera pixel corresponding to a position y i (i is an integer) on the calibration pattern 30A.
In the curve 23, the luminance corresponding to the patterns 20a and 20f having relatively high reflectivity on the calibration pattern 30A is low as the sizes a and c, respectively, and the line positions and widths thereof are shifted.
If the substrate 20 is inspected in such a state, the defect detection sensitivity is lowered because the defect cannot be distinguished from the regular pattern.
Therefore, the following calibration operation is performed continuously.

まずラインプロファイル中のピーク輝度の最大値(例えば図4(b)のaやc)を評価し、規定範囲にあるかどうかを判定して、規定範囲になければ、統合制御手段10、照明制御手段4により、照明光の光量とカメラ内部パラメータのうち露光時間とを調整する。さらに必要ならラインセンサカメラ6bの内部パラメータのうちゲイン調整も行う。そしてピーク輝度の最大値の評価を繰り返す。   First, the maximum value of peak luminance in the line profile (for example, “a” and “c” in FIG. 4B) is evaluated to determine whether it is within the specified range. The means 4 adjusts the amount of illumination light and the exposure time among the camera internal parameters. Further, if necessary, the gain is adjusted among the internal parameters of the line sensor camera 6b. Then, evaluation of the maximum value of peak luminance is repeated.

ピーク輝度の最大値が規定範囲内と判定された場合、コントラスト評価を行う。例えば、図4(b)の(a−b)やdなどの値が所定範囲にあるかどうか評価する。
規定範囲外であれば、規定範囲内となるまで合焦機構8を駆動して焦点位置調整する。
When the maximum value of peak luminance is determined to be within the specified range, contrast evaluation is performed. For example, it is evaluated whether values such as (ab) and d in FIG. 4B are within a predetermined range.
If it is outside the specified range, the focus position is adjusted by driving the focusing mechanism 8 until it is within the specified range.

次に、校正用パターン30Aに設けられた複数のエッジ状パターンの間隔を測定して、倍率測定を行う。例えばパターン20a、20f間の外側エッジを用いて、y10間の距離Wを測定する。距離Wは、画素間隔(Y10−Y)に対応する。
曲線23のy10に対応する画素間隔がwである場合、w/Wが倍率となるが、倍率w/Wが規定範囲内に入らない場合は、間隔調整機構7を移動させて調整する。その際、前工程で調整された合焦位置からずれないように合焦位置を演算し、合焦機構8の補正を行う。ただし、撮像光学系5がズーム光学系としておけば、合焦位置を保持できるので、上記の補正を行わなくてもよい。
Next, the interval between the plurality of edge-shaped patterns provided in the calibration pattern 30A is measured, and the magnification is measured. For example, the distance W between y 1 y 10 is measured using the outer edge between the patterns 20a and 20f. The distance W corresponds to the pixel interval (Y 10 −Y 1 ).
When the pixel interval corresponding to y 1 y 10 on the curve 23 is w, w / W is a magnification, but when the magnification w / W does not fall within the specified range, the interval adjustment mechanism 7 is moved and adjusted. To do. At that time, the in-focus position is calculated so as not to deviate from the in-focus position adjusted in the previous step, and the in-focus mechanism 8 is corrected. However, if the imaging optical system 5 is a zoom optical system, the in-focus position can be maintained, and thus the above correction need not be performed.

このようなラインプロファイルの評価は、統合制御手段10によりラインプロファイルが画像信号として取り込まれ、適宜にプログラムされた画像処理によって行われる。そして自動的に照明制御手段4、合焦機構8、間隔調整機構7などに対する制御信号が伝送され、各制御ループが実行される。しかし、もし必要ならば、画像信号をモニタ9に映し出して、手動操作によりこれらの制御を行ってよい。   Such an evaluation of the line profile is performed by image processing that is appropriately programmed by taking the line profile as an image signal by the integrated control means 10. Then, control signals for the illumination control means 4, the focusing mechanism 8, the interval adjusting mechanism 7 and the like are automatically transmitted, and each control loop is executed. However, if necessary, the image signal may be displayed on the monitor 9 and these controls may be performed manually.

以上により、校正用パターン30Aによる調整が完了し、校正動作が終了する。このとき、統合制御手段10に読み込まれたキャリブレーションサンプル30のラインプロファイルは図4(b)の曲線22のようになっている。
その後、サンプル移動機構2を駆動してキャリブレーションサンプル30を搬送台12の下方に退避させる。これにより、基板20を水平方向に移動して検査位置での欠陥検査を行うための準備が完了する。
Thus, the adjustment by the calibration pattern 30A is completed, and the calibration operation is completed. At this time, the line profile of the calibration sample 30 read into the integrated control means 10 is as shown by a curve 22 in FIG.
After that, the sample moving mechanism 2 is driven to retract the calibration sample 30 below the transport table 12. Thereby, the preparation for moving the substrate 20 in the horizontal direction and performing the defect inspection at the inspection position is completed.

欠陥検査終了後、基板20が、異なるパターンを有する他の被検物に切り替えられる場合は、その基板20に対応した校正サンプルに切り替えて、同様の校正を行う。   When the substrate 20 is switched to another test object having a different pattern after the defect inspection is completed, the same calibration is performed by switching to a calibration sample corresponding to the substrate 20.

キャリブレーションサンプル30に代えて、キャリブレーションサンプル1を用いる場合には、校正用パターンが、高反射率パターン1A、中反射率パターン1B、低反射率パターン1Cなどに分かれているので、それぞれのパターンについて校正を行うことができる。それぞれの校正用パターンは、基板20のいずれかの検査部位に対応するので、そのような検査部位に応じて、これらにより決まる調整を変更するようにすれば、どのような検査部位でも適切な条件での検査を行うことができる。   When the calibration sample 1 is used instead of the calibration sample 30, the calibration pattern is divided into a high reflectance pattern 1A, a medium reflectance pattern 1B, a low reflectance pattern 1C, and the like. Can be calibrated. Since each calibration pattern corresponds to one of the inspection parts of the substrate 20, if the adjustment determined by these is changed in accordance with such an inspection part, an appropriate condition can be obtained in any inspection part. Can be inspected.

このように、本発明のパターン検査方法によれば、被検物に存在するパターンを被検物と同様な製造方法により製造された校正サンプルを用いるので、画像読取条件が被検物のパターンに適した、露光量、コントラスト、倍率に調整される。そのため、正常なパターンが明瞭に観察されるようになり、被検物に欠陥があれば、画像異常として容易に検出できるものである。
また、画像読取手段の異なる特性値に対して、1つの校正サンプル内で校正を行うことができるので、効率よく校正することができ、迅速なパターン検査を行うことができる。
Thus, according to the pattern inspection method of the present invention, since the calibration sample manufactured by the same manufacturing method as the test object is used for the pattern existing in the test object, the image reading condition is changed to the pattern of the test object. The exposure, contrast, and magnification are adjusted appropriately. Therefore, a normal pattern can be clearly observed, and if there is a defect in the test object, it can be easily detected as an image abnormality.
Further, since different characteristic values of the image reading unit can be calibrated within one calibration sample, it is possible to calibrate efficiently and to perform quick pattern inspection.

なお、被検物の切替に伴い、校正サンプルがより迅速に交換できるように、サンプル移動機構2において、回転移動機構2cに代えて、図8に示すような回転移動機構36を設けておいてもよい。
図8は、本実施形態のサンプル移動機構の変形例を示す部分斜視説明図である。
回転移動機構36は、3枚の異なるキャリブレーションサンプル35a、35b、35cが装着可能とされ、統合制御手段10の制御信号により回動角を切り替えて、キャリブレーションサンプル35a、35b、35cのいずれかを検査位置に配置できるようにしたものである。
このような構成によれば、校正サンプルの切替を迅速に行うことができて好都合である。
In addition, the sample moving mechanism 2 is provided with a rotational movement mechanism 36 as shown in FIG. 8 in place of the rotational movement mechanism 2c so that the calibration sample can be replaced more quickly with the switching of the test object. Also good.
FIG. 8 is a partial perspective explanatory view showing a modification of the sample moving mechanism of the present embodiment.
The rotational movement mechanism 36 can be mounted with three different calibration samples 35a, 35b, and 35c, and the rotation angle is switched by the control signal of the integrated control means 10 to select one of the calibration samples 35a, 35b, and 35c. Can be arranged at the inspection position.
Such a configuration is advantageous in that the calibration sample can be quickly switched.

また、上記の説明では、キャリブレーションサンプル30では、校正用パターン30Aのみとしたが、必要ならばキャリブレーションサンプル1と同様に、複数の校正用パターンを設けてもよいことは言うまでもない。   In the above description, only the calibration pattern 30A is used in the calibration sample 30, but it goes without saying that a plurality of calibration patterns may be provided as in the calibration sample 1 if necessary.

また、上記の説明では、角度θ、θが可変できる例で説明した。このようにすれば、例えば、正反射光による検査において、反射角を可変したり、角度θに対して角度θを代えて、回折光による検査を行ったりすることもできるという利点がある。
ただし、正反射光の角度を可変したり、回折光による検査を行ったりする必要がなければ、それぞれの角度は固定しておいてもよい。
In the above description, an example in which the angles θ L and θ C can be varied has been described. In this way, for example, in the inspection with specular reflection light, there is an advantage that the reflection angle can be changed or the inspection with diffracted light can be performed by changing the angle θ C to the angle θ L. .
However, if it is not necessary to change the angle of specular reflection light or to perform inspection using diffracted light, each angle may be fixed.

本発明の実施形態に係るパターン検査装置の概略構成について説明するための正面視の模式説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the front view for demonstrating schematic structure of the pattern inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るパターン検査装置について説明するための部分斜視説明図である。It is a fragmentary perspective view for demonstrating the pattern inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る校正サンプルの一例について説明するための平面模式図である。It is a plane schematic diagram for demonstrating an example of the calibration sample which concerns on embodiment of this invention. 他の校正サンプルを示す平面模式図およびその長手方向の輝度のヒストグラムを示すグラフである。It is a graph which shows the plane schematic diagram which shows another calibration sample, and the histogram of the brightness | luminance of the longitudinal direction. 被検物に形成されるパターンの一例について説明するための被検物の一部を拡大した平面模式図である。It is the plane schematic diagram which expanded a part of test object for demonstrating an example of the pattern formed in a test object. 被検物に形成されるパターンの輝度(反射率)の頻度分布について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the frequency distribution of the brightness | luminance (reflectance) of the pattern formed in a to-be-tested object. 本実施形態のパターン検査方法について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the pattern inspection method of this embodiment. 本実施形態のサンプル移動機構の変形例を示す部分斜視説明図である。It is a fragmentary perspective explanatory view showing the modification of the sample movement mechanism of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、30、35a、35b、35c キャリブレーションサンプル(校正サンプル)
1b、30A 校正用パターン
2 サンプル移動機構
3 照明光学系(照明手段)
4 照明制御手段
5 撮像光学系(撮像手段)
6b ラインセンサカメラ(撮像手段)
7 間隔調整機構
8 合焦機構
10 統合制御手段(読取制御手段)
20 基板(被検物)
36 回転移動機構(校正サンプル切替手段)
50 パターン検査装置
50A 画像読取部(画像読取手段)
50B 基板保持移動部
、B、B 背景部
1, 30, 35a, 35b, 35c Calibration sample (calibration sample)
1b, 30A Calibration pattern 2 Sample moving mechanism 3 Illumination optical system (illumination means)
4 Illumination control means 5 Imaging optical system (imaging means)
6b Line sensor camera (imaging means)
7 Interval adjustment mechanism 8 Focusing mechanism 10 Integrated control means (reading control means)
20 Substrate (test object)
36 Rotary movement mechanism (calibration sample switching means)
50 Pattern inspection apparatus 50A Image reading unit (image reading means)
50B substrate holding mobile unit B 1, B 2, B 3 background section

Claims (7)

被検物に形成されたパターンを検査するための画像読取手段の校正に用いる校正サンプルであって、
該校正サンプルの校正用パターンが、被検物と同様の製造方法により形成されるとともに、前記被検物に形成されるべきパターンに応じて複数設けられたことを特徴とする校正サンプル。
A calibration sample used for calibration of an image reading means for inspecting a pattern formed on a test object,
A calibration sample, wherein a plurality of calibration patterns of the calibration sample are formed by a manufacturing method similar to that of the test object, and a plurality of patterns are provided according to the pattern to be formed on the test object.
前記校正用パターンが、異なる反射率を有する複数の背景部上に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の校正サンプル。   The calibration sample according to claim 1, wherein the calibration pattern is formed on a plurality of background portions having different reflectances. 前複数の校正用パターン間に、互いに平行なエッジ部を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の校正サンプル。   3. The calibration sample according to claim 1, wherein edge portions parallel to each other are provided between the plurality of calibration patterns. 被検物を照明する照明手段と被検物の像を撮像する撮像手段とを有し、被検物に形成されたパターンの画像読取検査を行う画像読取部と、
該画像読取部の画像読取条件を制御する読取制御手段と、
前記画像読取部により読み取り可能に設けられた請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルとを備え、
該校正サンプルの前記校正用パターンを前記画像読取部により読み取り、その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことを特徴とするパターン検査装置。
An image reading unit that includes an illuminating unit that illuminates the test object and an imaging unit that captures an image of the test object, and performs an image reading inspection of a pattern formed on the test object;
Reading control means for controlling image reading conditions of the image reading unit;
The calibration sample according to any one of claims 1 to 3, which is provided so as to be readable by the image reading unit,
A pattern inspection apparatus, wherein the calibration pattern of the calibration sample is read by the image reading unit, and the image reading conditions at the time of the image reading inspection are calibrated according to the read image.
前記画像読取条件の校正を、前記校正サンプルの1つに設けられた複数の校正用パターンにより行うことを特徴とする請求項4に記載のパターン検査装置。   The pattern inspection apparatus according to claim 4, wherein the calibration of the image reading condition is performed by a plurality of calibration patterns provided in one of the calibration samples. 前記校正サンプルが、複数の被検物のパターンに対応して異なる校正用パターンを有する複数からなるとともに、前記画像読取部の画像読取位置に選択的に移動可能に保持する校正サンプル切替手段に保持され、
前記画像読取条件の校正に用いる前記校正サンプルを、前記画像読取検査を行う被検物のパターンに応じて切り替えられるようにしたことを特徴とする請求項4または5に記載のパターン検査装置。
The calibration sample is composed of a plurality of calibration patterns corresponding to a plurality of test object patterns, and is held in a calibration sample switching means that is selectively movable to the image reading position of the image reading unit. And
6. The pattern inspection apparatus according to claim 4, wherein the calibration sample used for calibration of the image reading condition is switched according to a pattern of an object to be subjected to the image reading inspection.
被検物に形成されたパターンの画像読取検査に先立って、校正サンプルの校正用パターンを画像読取検査することにより、前記画像読取検査の画像読取条件を校正するパターン検査方法であって、
請求項1〜3のいずれかに記載の校正サンプルの校正用パターンを読み取り、
その読取画像に応じて、前記画像読取検査時の画像読取条件の校正を行うことを特徴とするパターン検査方法。
Prior to image reading inspection of a pattern formed on a test object, a pattern inspection method for calibrating image reading conditions of the image reading inspection by performing image reading inspection of a calibration pattern of a calibration sample,
Read the calibration pattern of the calibration sample according to any one of claims 1 to 3,
A pattern inspection method comprising calibrating an image reading condition at the time of the image reading inspection according to the read image.
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