專利名稱：圖形檢查方法和圖形檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體集成電路的制造工程中使用的光掩模等那樣地檢查形成了細(xì)微圖形的被檢查材料的圖形缺陷的圖形檢查裝置。
背景技術(shù)：
在大規(guī)模集成電路(LSI)的制造工程中，電路圖形轉(zhuǎn)寫用光縮小曝光裝置(分檔器)將使電路圖形擴(kuò)大了4～5倍的光掩模作為原版而使用。對該光掩模的完整性(圖形精度和無缺陷等)的要求年年都在極大地提高。近年，由于超細(xì)微化·高集成化，而成為在分檔器的極限分辨率附近進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)寫，高精度的光掩模成為了設(shè)備制造的關(guān)鍵。因此，普遍正在進(jìn)行著檢查這樣的缺陷的裝置的開發(fā)，并適用化。
其中，為了提高檢查超細(xì)微圖形的缺陷的掩模缺陷檢查裝置的性能，必須提高先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的短期開發(fā)·制造的生產(chǎn)率。
作為現(xiàn)有的掩模缺陷檢查方法，有用具有多個像素的傳感器分別掃描觀察描畫了相同的圖形的2個芯片，通過適當(dāng)?shù)娜毕輽z查算法比較并檢測出其兩者的不同的方法(小塊-小塊比較方式)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
為了高效率地取得芯片圖象，可以一次貫穿在線條方向上連續(xù)存在的多個小塊地進(jìn)行掃描而取得圖象。為此，采用連續(xù)攝影圖象，并將攝影圖象取入存儲器中，與取得同時進(jìn)行或在取得了一條的量后，比較存儲器上的圖象之間的方法。
用傳感器取得的圖象為以傳感器的一個像素為單位(網(wǎng)格)的2維多級灰度數(shù)字圖象。另一方面，由于各小塊(芯片)的尺寸和小塊間的間隙尺寸等與圖象像素尺寸必須是整數(shù)倍的關(guān)系，所以如果第1個小塊圖象和第2個小塊圖象重疊一個像素單位，則各圖象像素就會被看成是發(fā)生了圖形偏差。
現(xiàn)在，為了實際進(jìn)行小塊比較，而補(bǔ)償一個小塊圖象來消除該圖形偏差。該方法用于通過對一側(cè)的小塊圖象取多個圖象像素的加權(quán)平均等的原理，重新切割網(wǎng)格來在小塊圖象的像素之間進(jìn)行比較。適用了在補(bǔ)償了觀察上的小塊圖象的像素的位置的基礎(chǔ)上，對小塊和小塊進(jìn)行比較的缺陷判斷算法。
由于在重新切割網(wǎng)格時進(jìn)行小塊圖象的像素的補(bǔ)插，所以實施一種平滑化處理，補(bǔ)償了圖形偏差的方形的圖象有以下副作用原理上圖象產(chǎn)生模糊(被平均化)，以及由于量化誤差而本來的缺陷信號，特別是微小的缺陷信號強(qiáng)度增強(qiáng)，圖形邊緣的曲線被改變等，成為了提高檢查精度的界限。
另外，在檢查線條寬度方向(Y方向)上循環(huán)存在小塊的情況下，由于圖象的像素的網(wǎng)格和小塊的尺寸的關(guān)系同樣必須是整數(shù)倍的關(guān)系，所以有與X方向相同的問題，重新切割Y方向的網(wǎng)格的步驟中產(chǎn)生的圖象的模糊成為了提高檢查精度的界限。
專利文獻(xiàn)1特開平10-282008號公報如上所述，通過小塊-小塊比較來檢查重復(fù)芯片(小塊)時，如果通過多個像素的加權(quán)平均等手段修正外觀上的圖象的像素的位置，則有傳感器取得的圖象的模糊和缺陷圖形部分的信號衰減那樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種圖形檢查方法和圖形檢查裝置，它在小塊-小塊比較地進(jìn)行檢查時，不修正外觀上的圖象的像素的位置地進(jìn)行檢查，能夠提高缺陷檢查裝置的操作性和缺陷檢測性能。
本發(fā)明為了達(dá)到上述目的而如下這樣地構(gòu)成。
(1)本發(fā)明的一個例子相關(guān)的圖形檢查方法包括以下步驟針對排列在一個方向上的被檢查實驗材料的形成在一個方向上的第1和第2檢查區(qū)域，使在與一個方向垂直的方向上排列了多個像素的攝像裝置相對地連續(xù)掃描上述一個方向的步驟；在上述掃描中從上述攝像裝置取得第1檢查區(qū)域的圖象，取得第1測量圖形的步驟；在結(jié)束了取得第1測量圖形后的上述掃描中，從上述攝像裝置取得上述第2檢查區(qū)域的圖象，取得第2測量圖形的步驟；比較第1測量圖形和第2測量圖形，判斷形成在上述實驗材料上的圖形有無缺陷的步驟，其特征在于在從第2檢查區(qū)域取得圖象時，使第2檢查區(qū)域中的圖形與上述像素的關(guān)系、第1檢查區(qū)域中的圖形與上述像素的關(guān)系一致。
(2)本發(fā)明的一個例子相關(guān)的圖形檢查方法包括以下步驟針對排列在一個方向上的被檢查實驗材料的形成在一個方向上的第1和第2檢查區(qū)域，使在與一個方向垂直的方向上排列了多個像素的攝像裝置相對地連續(xù)掃描上述一個方向地步驟；在上述掃描中從上述攝像裝置取得第1檢查區(qū)域的圖象，取得第1測量圖形的步驟；在結(jié)束了取得第1測量圖形后的上述掃描中，從上述攝像裝置取得上述第2檢查區(qū)域的圖象，取得第2測量圖形的步驟；比較第1測量圖形和第2測量圖形，判斷形成在上述實驗材料上的圖形有無缺陷的步驟，其特征在于使從第2檢查區(qū)域開始取得圖象時的第2檢查區(qū)域與上述傳感器的像素的位置關(guān)系、從第1檢查區(qū)域開始取得圖象時的第1檢查區(qū)域與上述傳感器的像素的位置關(guān)系大致一致。
(3)本發(fā)明的一個例子相關(guān)的圖形檢查裝置的特征在于包括向在一個方向上排列了第1檢查區(qū)域和第2檢查區(qū)域的被檢查實驗材料照射光或電子射線的裝置；在與一個方向垂直的方向上排列檢測來自上述實驗材料的反射光、透過光或2次電子的像素的檢測部件；使上述被檢查實驗材料和上述檢測部件在一個方向上相對地移動的裝置；識別相對于上述檢測部件的上述實驗材料的位置的位置識別裝置；輸出信號的信號輸出裝置；輸出針對從該信號輸出裝置輸出的每個信號通過上述檢測裝置檢測出的圖象的裝置；對從第1檢查區(qū)域得到的圖象和第2檢查區(qū)域的圖象進(jìn)行比較，判斷形成在上述被檢查實驗材料上的圖形有無缺陷的判斷裝置，其中上述信號輸出裝置根據(jù)上述位置識別裝置的識別結(jié)果，識別第1檢查區(qū)域中的圖形和上述像素的關(guān)系，在從上述第2檢查區(qū)域取得圖象時，調(diào)整輸出上述信號的定時，使得上述第2檢查區(qū)域中的圖形和上述像素的關(guān)系、識別了的關(guān)系一致。


圖1是展示實施例1相關(guān)的圖形檢查裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是光掩模的檢查線條的說明圖。
圖3是展示表示描畫在一般的光掩模上的圖形的結(jié)構(gòu)的概念的平面圖。
圖4是說明實施例1相關(guān)的檢查一根線條量的步驟的時序圖。
圖5是展示實施例1相關(guān)的小塊區(qū)域中的圖形與取得圖象時的圖象像素的關(guān)系的圖。
圖6是說明實施例1相關(guān)的檢查一根線條量的步驟的時序圖。
圖7是展示實施例1相關(guān)的小塊區(qū)域中的圖形與取得圖象時的圖象像素的關(guān)系的圖。
圖8是展示實施例2相關(guān)的小塊區(qū)域中的圖形與取得圖象時的圖象像素的關(guān)系的圖。
圖9是展示設(shè)計數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是展示實施例3相關(guān)的圖形檢查裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是展示用于圖10的圖形檢查裝置的比較電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是說明實施例3相關(guān)的檢查一根線條量的步驟的時序圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖1是展示實施例1相關(guān)的圖形檢查裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。
在本裝置中，使用顯微鏡等放大形成在光掩模(被檢查實驗材料)11上的圖形，如圖2所示，將該放大圖形分割為寬度(W)200μm左右的細(xì)長方形的檢查線條，由XYθ的各電動機(jī)控制XYθ臺12，使之連續(xù)掃描該檢查線條，執(zhí)行檢查。
光掩模11被裝載在XYθ臺12上，通過臺12的移動在XYθ方向上移動。掩模11的上方設(shè)置光源13，通過該光源13照明形成在掩模11上的圖形。透過掩模11的光經(jīng)由放大光學(xué)系統(tǒng)14射入到光電二極管陣列15。所以在光電二極管陣列15上成像掩模11的圖形的光學(xué)像。在光電二極管陣列15上，在與檢查時的掃描方向垂直的方向上排列多個傳感器像素。
在光電二極管陣列15上成像的圖形的光學(xué)像通過光電二極管陣列15被進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過傳感器電路16進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。從該傳感器電路16輸出的測量圖形數(shù)據(jù)與從位置電路17輸出的表示XYθ臺12上的光掩模11的位置數(shù)據(jù)一起被發(fā)送到圖形存儲器30或比較電路18。根據(jù)從掃描定時控制器40輸出的掃描控制信號進(jìn)行來自傳感器電路16的測量圖形數(shù)據(jù)的輸出定時控制。
圖形存儲器30具備在檢查線條過程中能夠存儲線條全長的測量圖形的數(shù)據(jù)的容量。另外，構(gòu)成為能夠并行地進(jìn)行以下動作在檢查線條的過程中在存儲圖形的中途讀出已被掃描了的該線條的前半個圖形，以及寫入新獲得的線條的后半個圖形。
比較電路18依照適當(dāng)?shù)乃惴▽Υ鎯υ趫D形存儲器30中的測量圖形數(shù)據(jù)和從傳感器電路輸入的測量圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，在它們不一致的情況下，判斷為有缺陷。
另外，圖中的23表示自動裝卸機(jī)，24表示自動裝卸機(jī)控制電路，25表示臺控制電路，31表示軟盤，32表示CRT，33表示圖形電動機(jī)，34表示打印機(jī)。
圖3是展示描畫在一般的光掩模上的圖形的結(jié)構(gòu)的概念圖。在一個掩模(光掩模11)50上描畫2個相同的芯片(小塊)，在芯片的內(nèi)部還以被稱為單元的單位描畫重復(fù)的圖形。形成在掩模50上的圖形被分為外圍圖形51和主圖形52。主圖形52還被分為邏輯控制器部分(外圍電路)53和存儲器部分(單元)54。另外，圖中的55表示芯片原點，56表示單元原點。
在這樣的2個芯片的結(jié)構(gòu)的情況下，一般是配置為在X方向或Y方向上平行移動的關(guān)系。未圖示地，在一個掩模上形成4個或6個芯片的情況下，普通地也X、Y循環(huán)地配置為矩陣配置狀。
在本實施例中，說明在檢查線條長度方向的2個地方配置與芯片A相同的芯片的情況。為了簡便，將第1芯片表示為A，將第2芯片表示為A’接著，更詳細(xì)地說明本實施例的缺陷檢查動作。
圖4是說明在本實施例的檢查裝置中，檢查一根線條量的步驟的時序圖。在此，示例的被檢查掩模的芯片結(jié)構(gòu)是如圖3所示，在檢查線條長度方向(X方向)上配置2個芯片的結(jié)構(gòu)。
首先，與現(xiàn)有裝置相同，操作者使用顯微鏡等觀察光學(xué)系統(tǒng)，一邊目視確認(rèn)檢查掩模，一邊指示各芯片的開始坐標(biāo)和芯片的大致大小。另外，在此使用的觀察光學(xué)系統(tǒng)與用于實際檢查的檢測光學(xué)系統(tǒng)14、15不同。
接著，最終確定用使用了與用于實際進(jìn)行檢查的圖象取得相同的傳感器的檢測光學(xué)系統(tǒng)14、15檢測出的圖象中的各芯片的坐標(biāo)。各芯片的配置坐標(biāo)和圖形的實際掩模上的坐標(biāo)被作為激光測長系統(tǒng)28的載物臺坐標(biāo)進(jìn)行處理。
各芯片具有長方形狀的外形，確定的坐標(biāo)是第1個芯片的開始坐標(biāo)和結(jié)束坐標(biāo)。通過將這些坐標(biāo)指定為對角線狀，可知第一個芯片的XY方向的始點終點。輸入重復(fù)的第2個以后的各芯片的開始坐標(biāo)。這可以是一個一個地指定芯片的開始坐標(biāo)的方法，也可以是指定離第一個最遠(yuǎn)的芯片的開始坐標(biāo)，再在離第1個芯片最遠(yuǎn)的芯片之間循環(huán)指定若干次的方式。
操作者向適當(dāng)?shù)难b置指示該檢查的缺陷檢測精度和檢測光學(xué)系統(tǒng)的倍率、比較算法，使之開始檢查。
本裝置設(shè)置檢查范圍使之包括指定的各芯片，在X方向上以一定的速度驅(qū)動載物臺。為了從載物臺停止的狀態(tài)開始以一定的速度進(jìn)行驅(qū)動，必需若干的助跑距離。所以，設(shè)置助跑距離，使得在一定速度走行后，能夠臨近芯片A的檢查區(qū)間。另外，通過激光測長系統(tǒng)28和位置電路17測量驅(qū)動的XYθ臺12的位置。
在時刻t1，掃描定時控制器40向光電二極管陣列15發(fā)送取得激活信號。根據(jù)取得激活信號，光電二極管陣列15成為待機(jī)狀態(tài)。
另外，取得激活信號62由于許可一根線條量的動作，所以是掃描定時控制器40產(chǎn)生的信號之一。在圖4中，在激活狀態(tài)下表現(xiàn)Low電平。即使在線條的中途存在芯片的區(qū)分，取得激活信號62也維持激活狀態(tài)，如果線條全長結(jié)束，則恢復(fù)非激活狀態(tài)(High電平)。取得激活信號62在芯片的開始/結(jié)束位置臨近了臺時，邏輯狀態(tài)變化。另外，嚴(yán)格地說，在取得激活信號62變化后的電路動作時鐘60的上升沿，狀態(tài)變化確定。
在時刻t2，如圖5所示，如果光電二極管陣列15的圖象像素臨近芯片A，則在掃描定時控制器40內(nèi)生成的檢查激活信號成為激活。記錄時刻t2的臺坐標(biāo)和傳感器像素的位置關(guān)系。另外，在圖5中，縱方向的虛線表示掃描脈沖產(chǎn)生的位置，橫方向的虛線表示圖象像素的區(qū)分。另外，圖象像素是指在光電二極管陣列15得到的圖象的像素。
在圖5中，為了說明的方便，表示為圖象像素的網(wǎng)格與X方向的圖形的開始位置(圖形的左側(cè)邊緣)一致，但實際上掃描定時控制器40調(diào)整掃描(動作)定時，使得記錄攝像了芯片A的圖形的圖象像素的相位狀態(tài)(偏離狀況)，在芯片A’的圖形也為相同的相位狀態(tài)(偏離狀況)下，進(jìn)行攝影。
通常，有必要檢查的圖形存在于芯片內(nèi)，所以指示各芯片的坐標(biāo)，檢查指示的坐標(biāo)范圍，但由于圖形并不限定于與各芯片的開始坐標(biāo)一致，或從一致的位置開始配置，所以即使使圖象像素與芯片的臨近狀況一致，但對于最初的圖形，圖象像素的臨近相位也不一定一致。
檢查激活信號61由于許可實際的傳感器的掃描動作，所以在圖4中，在激活狀態(tài)下表現(xiàn)Low電平。該信號在線條中途存在芯片的區(qū)分的情況(t3～t4)下，一旦恢復(fù)非激活狀態(tài)(High電平)，則如果臨近芯片A’則再次成為激活狀態(tài)。嚴(yán)格地說，該信號也是在該信號變化后的電路動作時鐘60的上升沿狀態(tài)，變化確定。
然后，在時刻t2，如果檢查激活信號成為激活，則掃描定時控制器40輸出掃描脈沖。如果在一定速度下走行的臺速度為V[mm/s]，圖象像素為S[nm]角，則通常的掃描脈沖的間隔為S/V[μs]。在這種檢查裝置的情況下，掃描脈沖在約10～25μs間隔左右的周期下成為激活。電路動作時鐘60與掃描脈沖的頻率相比充分快，為25～50MHz。掃描脈沖的頻率和電路動作時鐘頻率以一定的規(guī)則決定了相對關(guān)系，在此省略說明。
掃描定時控制器40向傳感器電路16、位置電路17、比較電路18以及圖形存儲器30輸出掃描脈沖。掃描脈沖經(jīng)由傳感器電路16被輸入到光電二極管陣列15。
如果輸出了在等待時間間隔輸出的掃描脈沖，則取得長方形的檢查線條的圖象數(shù)據(jù)(時間同步方式)，并作為測量圖形數(shù)據(jù)被存儲到圖形存儲器中。在光電二極管陣列15取得的圖象是2維的基底的眼狀的圖象數(shù)據(jù)。
這時，依次取得的測量圖形數(shù)據(jù)被存儲到連續(xù)的存儲區(qū)域中。這時，理想的是附加能夠參照相當(dāng)于芯片的區(qū)分的存儲區(qū)域的信息，并另行記錄。
然后，在時刻t3，如果基于光電二極管陣列15的圖象像素到了芯片A的結(jié)束端，則掃描定時控制器40使檢查激活信號為非激活，停止從芯片A取得圖象。
與時刻t2一樣，掃描定時控制器40對臨近芯片A’時的芯片的掃描取得開始(t4)的臺坐標(biāo)和傳感器像素的相位關(guān)系(位置關(guān)系)進(jìn)行管理。在此，最簡單的方法是比較走行中的X坐標(biāo)和芯片A’的開始X坐標(biāo)，在光電二極管陣列15的傳感器像素臨近芯片A’的開始X坐標(biāo)的時刻，使檢查激活信號成為激活。
在時刻t4，如果光電二極管陣列15的傳感器像素臨近芯片A’的開始X坐標(biāo)，則掃描定時控制器40激活檢查激活信號，進(jìn)行掃描脈沖的生成、輸出。另外，到時刻t3～t4的之間，取得激活信號是激活的，光電二極管陣列15是待機(jī)狀態(tài)。另外，不輸出掃描脈沖。
在時刻t4～t5之間，進(jìn)行實際的小塊-小塊比較。進(jìn)行小塊比較的方法是將從芯片A’取得的測量圖形數(shù)據(jù)輸入到比較電路18。與之并行地，從圖形存儲器30從先記錄的相當(dāng)于芯片的區(qū)分的存儲區(qū)域開始依次讀出測量圖形數(shù)據(jù)，并輸入到比較電路18。然后，比較電路18比較2個數(shù)據(jù)，進(jìn)行缺陷判斷。比較電路18依照適當(dāng)?shù)乃惴ū容^2個測量圖形數(shù)據(jù)，在不一致的情況下，判斷為有缺陷。
由于在取得圖象時對芯片A和芯片A’的芯片之間的圖象偏差進(jìn)行修正，所以，在圖象比較時，原則上不需要校準(zhǔn)位置。但是，由于有因線條寬度方向(Y方向)的臺走行搖擺造成的圖形偏差、或因線條行進(jìn)方向的臺速度的偏差造成的局部的位置偏差、因被實驗材料整體產(chǎn)生的圖形的傾斜或旋轉(zhuǎn)、伸縮等造成的微小的位置偏差或角度偏差，所以在準(zhǔn)備的比較判斷算法中，要考慮無法避免模擬缺陷(本來沒有缺陷，而錯誤地指出了缺陷的現(xiàn)象)的狀況。因此，例如有可能有需要能夠?qū)Σ坏?個圖象像素的尺寸進(jìn)行修正的修正裝置的情況。
然后，在時刻t5，如果光電二極管陣列15的傳感器像素到達(dá)芯片A’的結(jié)束X坐標(biāo)，則使檢查激活信號為非激活，結(jié)束掃描脈沖的產(chǎn)生、從芯片A’取得圖象、小塊-小塊比較。然后，在時刻t6，使取得激活信號成為非激活狀態(tài)。
在X方向上有3個重復(fù)的芯片的情況下，在上述的芯片A的取得完成后，進(jìn)行與到臨近芯片A’為止的之間的處理一樣的掃描脈沖產(chǎn)生定時的調(diào)整。
在以上方法中，取得用來比較芯片(小塊)的多個芯片的一個線條量的測量圖形數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實施例，由于在取得時使芯片A內(nèi)的圖形和圖象像素的關(guān)系、芯片A’內(nèi)的圖形和圖象像素的關(guān)系一致，所以在對重復(fù)的芯片(小塊)進(jìn)行小塊對小塊的比較來進(jìn)行檢查時，則不需要通過多個圖象像素的加權(quán)平均等方法修正外觀上的圖象像素的位置的步驟，由于能夠沒有傳感器取得圖象的模糊或缺陷圖形部分的信號衰減地判斷缺陷，所以能夠提高檢查裝置的檢測精度。
以上說明了使臺在FWD方向上移動取得圖象的情況，在使臺在BWD方向上移動的情況下，將在X方向上形成的n個芯片中的第n個芯片作為小塊比較的基準(zhǔn)取得到存儲器中，與取得第(n-1)個芯片的傳感器圖象數(shù)據(jù)同時，讀出圖形存儲器，將第n個芯片和第(n-1)個芯片的測量圖形數(shù)據(jù)并行發(fā)送到比較電路18，使之進(jìn)行缺陷判斷。以后，依次使之進(jìn)行到第n個芯片和第1個芯片的比較。
在X方向的芯片數(shù)為3個的情況下，如圖6所示，在取得芯片A”的測量圖形數(shù)據(jù)時，進(jìn)行再次從圖形存儲器中讀出芯片A的測量圖形數(shù)據(jù)、并行地將第3個芯片的測量圖形數(shù)據(jù)發(fā)送到比較電路18中進(jìn)行缺陷判斷。
在X方向上有4個以上的芯片結(jié)構(gòu)的情況下，也同樣地并行地將芯片A的測量圖形數(shù)據(jù)和取得中的芯片的測量圖形數(shù)據(jù)發(fā)送到比較電路18中，進(jìn)行缺陷判斷。
在比較長方形寬度方向(Y方向)上重復(fù)的芯片之間時，根據(jù)各芯片的開始Y坐標(biāo)，調(diào)整檢查線條位置(Y坐標(biāo))，使圖象像素的臨近狀況一致。
另外，在上述實施例中，在時間同步方式下產(chǎn)生了掃描脈沖，但也可以在如圖7所示的位置同步方式下產(chǎn)生掃描脈沖。另外，在圖7中，縱方向的虛線表示產(chǎn)生了掃描脈沖的位置，橫方向的虛線表示圖象像素的區(qū)分。XYθ臺12只在X方向上與圖象像素尺寸移動相符合地產(chǎn)生掃描脈沖。產(chǎn)生掃描脈沖的X坐標(biāo)以芯片A的存儲器取得開始X坐標(biāo)(圖4的t2點)為起點，在X坐標(biāo)的雙方向(±X方向)上定義每個圖象像素尺寸。產(chǎn)生掃描脈沖的X坐標(biāo)以芯片A’的存儲器取得開始X坐標(biāo)(圖4的t4點)為起點，在X坐標(biāo)的雙方向(±X方向)上定義每個圖象像素尺寸。到芯片A的存儲器取得結(jié)束為止之間，在將芯片A的取得開始X坐標(biāo)定義為基準(zhǔn)的每個掃描脈沖產(chǎn)生點產(chǎn)生掃描脈沖。在芯片A的存儲器取得結(jié)束后～芯片A’的存儲器取得結(jié)束后的之間，在將芯片A’的取得開始X坐標(biāo)定義為基準(zhǔn)的每個掃描脈沖產(chǎn)生點產(chǎn)生掃描脈沖。
在位置同步方式的情況下，即使臺12不為一定速度，也能夠取得與存儲器取得開始X坐標(biāo)一致的基底的眼狀的圖象。
另外，芯片A的存儲器取得開始X坐標(biāo)可以不與圖象像素的端一致。在這種情況下，芯片A’區(qū)域取得開始X坐標(biāo)和圖象像素(傳感器像素)的位置關(guān)系能夠再現(xiàn)芯片A的存儲器取得開始X坐標(biāo)和圖象像素的位置關(guān)系。
另外，在位置同步方式的情況下，在即使輸出掃描脈沖，檢查激活信號也為非激活狀態(tài)時，在每個掃描脈沖取得圖象，但取得的圖象不發(fā)送到存儲器或比較電路，不進(jìn)行檢查。在檢查激活信號為非激活的時刻t1～t2、t3～t4、t5～t6之間，即使輸出掃描脈沖，在芯片間的走行過程中，實際上也不進(jìn)行傳感器取得圖象的檢查的缺陷判斷。檢查的缺陷檢測動作在檢查激活信號61為激活狀態(tài)(Low電平)下進(jìn)行。
(實施例2)在以上說明的實施例1中，在時刻t2～t3之間，將從芯片A得到的測量圖形數(shù)據(jù)存儲到圖形存儲器30中。然后，在時刻t4～t5之間，在得到從芯片A’得到的測量圖形數(shù)據(jù)的同時，從存儲器中讀出對應(yīng)的測量圖形數(shù)據(jù)，將2個測量圖形數(shù)據(jù)并行地發(fā)送到比較電路18，并使之進(jìn)行缺陷判斷。
在比較電路18中的比較判斷處理比圖象取得速度充分地快的情況下，沒有問題，但是在比較電路18中的比較判斷處理比圖象取得速度慢的情況下，就會發(fā)生來不及進(jìn)行比較處理的“定時錯誤”。在檢測出該錯誤的情況下，暫時中斷比較處理，為了減慢檢查速度，而降低臺掃描速度，或為了減輕比較電路18的負(fù)荷，而實施減細(xì)檢查線條寬度的處理，并且進(jìn)行重試，即重新進(jìn)行該線條的檢查。
在本實施例中，圖形存儲器30具備在檢查線條過程中能夠存儲所有線條全長的測量圖形數(shù)據(jù)的容量。另外，構(gòu)成為能夠并行地進(jìn)行以下動作在檢查線條的過程中在存儲圖形的中途寫入新取得的測量圖形數(shù)據(jù)，以及讀出已經(jīng)存儲了的該測量圖形數(shù)據(jù)。進(jìn)而，還能夠讀出現(xiàn)在取得中的芯片以前的、在該檢查線條中已經(jīng)存儲了的測量圖形數(shù)據(jù)。
在該結(jié)構(gòu)中，從線條開頭開始將芯片A的測量圖形數(shù)據(jù)存儲到圖形存儲器30中。與開始將芯片A’圖象的測量圖象數(shù)據(jù)存儲到圖形存儲器30中同時地，并行地從圖形存儲器30讀出芯片A的測量圖形數(shù)據(jù)和芯片A’的測量圖形數(shù)據(jù)，并并行地發(fā)送到比較電路18，使之進(jìn)行缺陷判斷。
在該結(jié)構(gòu)中，從圖形存儲器30的讀出對應(yīng)于在比較電路18中的比較判斷處理的進(jìn)行而進(jìn)行。所以，即使在比較電路18中的比較判斷處理比圖象取得速度慢的情況下，只要先進(jìn)行向圖形存儲器30的寫入，就可以繼續(xù)進(jìn)行測量圖形數(shù)據(jù)的存儲和比較處理。即使在取得芯片A’圖象的處理結(jié)束的時刻，在比較電路18中的第1個芯片和芯片A’圖象的比較判斷處理也沒有結(jié)束的情況下，只要臺的走行繼續(xù)，就可以繼續(xù)進(jìn)行下面的第3以后的芯片的圖象取得。之后再進(jìn)行比較電路18中的比較判斷處理。在取得1個線條量的多個芯片的圖象結(jié)束后的時刻，等待在比較電路18中的比較判斷處理的結(jié)束，再前進(jìn)到下一個線條。
另外，如圖8所示，可以在取得了檢查線條全長后，從圖形存儲器30讀出測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行比較判斷。
(實施例3)以上說明了的實施例1～實施例2即使沒有檢查用的檢查基準(zhǔn)數(shù)據(jù)(參照圖形數(shù)據(jù))，也能夠進(jìn)行小塊對小塊的比較，但如以下說明的那樣，在讀入作成實驗材料時的設(shè)計數(shù)據(jù)，并進(jìn)行小塊對數(shù)據(jù)庫的檢查的情況下，也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的對每個芯片調(diào)整圖象像素位置和圖形位置的關(guān)系。
首先，操作者使用顯微鏡等觀察光學(xué)系統(tǒng)取得芯片的開始結(jié)束坐標(biāo)，一邊目視確認(rèn)被檢查掩模，一邊利用設(shè)計數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記述結(jié)構(gòu)的特征自動進(jìn)行確定了坐標(biāo)的步驟。
設(shè)計數(shù)據(jù)如圖9所示，為芯片的定義和單元的定義的層次結(jié)構(gòu)。另外，在該例子中，芯片的配置坐標(biāo)如圖3所示，定義為該芯片的左下頂點。根據(jù)這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)芯片的配置坐標(biāo)的狀況，能夠讀取出在“第1芯片的配置原點坐標(biāo)1”和“第2芯片的配置原點坐標(biāo)2”這樣的2個位置配置了該掩模的芯片的情況。
因此，讀取在開始取得第1芯片的開始坐標(biāo)(X，Y)、在第2芯片的取得開始點開始小塊-小塊比較的坐標(biāo)、這些第1和第2芯片的區(qū)域結(jié)束而成為間隙的部分、第3芯片以后也一樣的坐標(biāo)，能夠沒有操作者的指示地自動識別出到1個線條檢查結(jié)束的坐標(biāo)為止。
最近，進(jìn)一步希望集成度高的LSI的出現(xiàn)，伴隨于此還希望進(jìn)一步提高光轉(zhuǎn)寫裝置的分辨率。作為實現(xiàn)該愿望的手段，提出了在光掩模中設(shè)置利用光干涉的相位位移圖形。即，在圖3所示的光掩摸中，有必要在要求形成那些主圖形52的特別細(xì)微的圖形部分形成相位位移圖形。
如果要檢查使用了相位位移圖形的掩模，則由于根據(jù)檢查光的波長，會產(chǎn)生在圖形邊緣的部分光量的變化量急劇變化等現(xiàn)在所沒有的特殊的現(xiàn)象，所以在小塊-數(shù)據(jù)庫比較方式下，會發(fā)生不能產(chǎn)生與傳感器像很好地一致的參照數(shù)據(jù)的情況。
如果是小塊-小塊，則由于依存于這樣的檢查光的波長的圖形邊緣部分的特殊性存在于比較中的基準(zhǔn)圖形數(shù)據(jù)和被檢查圖形的雙方，所以相互抵消，結(jié)果避免了模擬缺陷，能夠檢測出本來的缺陷。相反，也有在2個芯片存在相同的缺陷的情況下，不能檢測出其缺陷部分的缺點。
這樣，研究出了并用小塊-小塊方式和小塊-數(shù)據(jù)庫方式各自的優(yōu)缺點的方式(特愿2002-240858)。
圖10展示了在比較電路18內(nèi)進(jìn)行小塊-小塊和小塊-數(shù)據(jù)比較的圖形檢查裝置的結(jié)構(gòu)。圖10所示的圖形檢查裝置相對于圖1所示的圖形檢查裝置，還具備展開電路21和參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路22。
向光掩模11形成圖形時所使用的設(shè)計數(shù)據(jù)通過控制計算機(jī)20從磁盤19被讀出到展開電路21。在展開電路21，設(shè)計數(shù)據(jù)被展開為比特圖形數(shù)據(jù)，該比特圖形數(shù)據(jù)被發(fā)送到參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路22。
在參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路22，通過對從展開電路21發(fā)送來的圖形的比特圖形數(shù)據(jù)實施適當(dāng)?shù)倪^濾處理，產(chǎn)生多值的參照圖形數(shù)據(jù)。參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路22中的過濾器模擬由于放大光學(xué)系統(tǒng)14的分辨率特性和光電二極管陣列15的空隙效果、相鄰圖象像素間的干涉等而產(chǎn)生的模糊。即，在從傳感器電路16得到的測量圖象數(shù)據(jù)中產(chǎn)生該模糊狀態(tài)，因而也對設(shè)計側(cè)的數(shù)據(jù)實施過濾處理，使之符合測量圖形數(shù)據(jù)。
另外，在比較電路18中如圖11所示，設(shè)置小塊-數(shù)據(jù)庫比較用的電路18a和小塊-小塊比較用的電路18b。向小塊-數(shù)據(jù)庫比較用的電路18a輸入在參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生電路22得到的參照數(shù)據(jù)和在傳感器電路16得到的傳感器數(shù)據(jù)。向小塊-小塊比較用的電路18b輸入傳感器數(shù)據(jù)、暫時將傳感器數(shù)據(jù)存儲到圖形存儲器30中在規(guī)定的條件成立后再讀出的傳感器數(shù)據(jù)。
在比較電路18中，同時具有小塊-數(shù)據(jù)庫比較方式、小塊-小塊比較方式2個檢查模式，并同時進(jìn)行它們的一個或雙方。
比較電路18在并用小塊-小塊比較的期間，在基于小塊-數(shù)據(jù)庫比較的缺陷檢測和小塊-小塊比較的雙方下檢測缺陷，但它們也可以分別適用不同的缺陷判斷條件和缺陷判斷閾值。因此，通過小塊-數(shù)據(jù)庫比較來檢測出因描畫裝置的描畫異常等造成的多個芯片的共通缺陷，用小塊-小塊比較來檢測用小塊-數(shù)據(jù)庫比較方式難以提高檢測精度的細(xì)微圖形的線寬度異常等缺陷，通過以上方式等，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有的小塊-數(shù)據(jù)庫比較和小塊-小塊比較的單獨功能所不能得到的檢測性能。
圖12是說明在本實施例的檢查裝置中，檢查一個線條量的步驟的時序圖。在此示例的被檢查掩模的芯片結(jié)構(gòu)如圖3所示，在檢查線條長度方向(X方向)上配置了2個芯片。進(jìn)而，示例的線條預(yù)先被指定為應(yīng)該進(jìn)行小塊-小塊檢查，在檢查開始前的小塊抽出步驟中已經(jīng)檢測出了能夠進(jìn)行小塊-小塊檢查。
能夠進(jìn)行小塊-小塊檢查的區(qū)域是從時刻t4～t5的區(qū)間。在時刻t1～t6的整個期間內(nèi)都進(jìn)行小塊-小塊檢查。從時刻t1開始進(jìn)行小塊-數(shù)據(jù)庫檢查，從達(dá)到時刻t2開始將芯片A的檢測圖象取得到圖形存儲器30中。在時刻t3由于臨近了芯片A的邊界的被稱為邊界線的部分，所以結(jié)束向圖形存儲器30的取得。在時刻t4為了進(jìn)行小塊-小塊檢查，在將芯片A’的檢測圖象輸入到小塊-小塊比較用電路18b中的同時，從圖形存儲器30讀出芯片A的檢測圖形像，并輸入到小塊-小塊比較用電路18b。
在小塊和小塊的間隙部分調(diào)整傳感器掃描脈沖的產(chǎn)生定時，為了對每個芯片調(diào)整圖象的圖象像素位置和圖形位置的關(guān)系，而對小塊-數(shù)據(jù)庫比較用的參照數(shù)據(jù)側(cè)以及與之對應(yīng)的圖象像素中根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)展開，在與小塊對小塊比較相同地在比較電路中進(jìn)行比較時，則能夠不需要進(jìn)行小塊像素的位置調(diào)整。
如果能夠利用設(shè)計數(shù)據(jù)，則從其信息中讀取小塊-小塊檢查所必需的芯片的配置狀態(tài)、芯片結(jié)構(gòu)數(shù)、芯片尺寸、重復(fù)距離等，能夠自動著手檢查。沒有操作者的指示，也能夠自動地進(jìn)行校準(zhǔn)、提供、小塊-小塊檢查。
(變形例)另外，本發(fā)明并不僅限于上述各實施例。在以上說明中，說明了使各小塊的開始坐標(biāo)和傳感器掃描脈沖的定時的相位一致的方法，但本發(fā)明的目的并不必須一定使傳感器圖象的網(wǎng)格的相位與小塊的開始坐標(biāo)同步，如果第1小塊的開始坐標(biāo)正好開始于傳感器圖象的中央，則也可以調(diào)整定時，使第2小塊的開始點也位于圖象像素的正中央。即，可以記錄相對于第1圖象像素的相位，進(jìn)行控制使第2小塊以后也再現(xiàn)該相位。
以上說明了的各實施例敘述了用一個攝影裝置進(jìn)行小塊對小塊比較的情況，在有2個攝影裝置，而不能采用微調(diào)整各個攝影裝置的光軸的方法的情況下，也可以應(yīng)用本發(fā)明的方式。即，在難以機(jī)械地使各個攝影裝置的光軸一致到圖象像素單位的情況下，也可以在一方的取得裝置中設(shè)置調(diào)整傳感器掃描脈沖定時的裝置，配合于該小塊的坐標(biāo)來產(chǎn)生傳感器掃描脈沖。
用來取得測量圖形數(shù)據(jù)的檢測并不一定限于透過光，也可以使用反射光，還可以同時使用透過光和反射光兩方面。用于檢查的光源并不一定限于光，也可以使用電子射線。在作為光源使用了電子射線的情況下，可以代替反射光和透過光而檢測2次電子。
另外，被檢查實驗材料并不一定限于光掩模，本發(fā)明也可以適用于形成在半導(dǎo)體基板和液晶基板等上的極小的圖形的缺陷檢查。在不脫離本發(fā)明的要義的范圍內(nèi)，還可以進(jìn)行其他各種變形而實施。
如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，在通過小塊-小塊比較進(jìn)行檢查時，能夠不修正外觀上的圖象的像素的位置而進(jìn)行檢查，能夠提高缺陷檢查裝置的操作性和缺陷檢查性能。其結(jié)果是，提高了曝光用掩模和半導(dǎo)體元件、LCD的生產(chǎn)率，同時減少了制品的返工，能夠削減總生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種圖形檢查方法，是具有以下步驟的圖形檢查方法針對排列在一個方向上的被檢查實驗材料的形成在一個方向上的第1和第2檢查區(qū)域，使在與一個方向垂直的方向上排列了多個像素的攝像裝置相對地在上述一個方向上連續(xù)掃描的步驟；在上述掃描中從上述攝像裝置取得第1檢查區(qū)域的圖象，取得第1測量圖形的步驟；在結(jié)束了取得第1測量圖形后的上述掃描中，從上述攝像裝置取得上述第2檢查區(qū)域的圖象，取得第2測量圖形的步驟；比較第1測量圖形和第2測量圖形，判斷形成在上述被檢查實驗材料上的圖形有無缺陷的步驟，其特征在于在從第2檢查區(qū)域取得圖象時，使第2檢查區(qū)域中的圖形與上述攝像裝置的像素的關(guān)系和第1檢查區(qū)域中的圖形與上述攝像裝置的像素的關(guān)系一致。
2.一種圖形檢查方法，是具有以下步驟的圖形檢查方法針對排列在一個方向上的被檢查實驗材料的形成在一個方向上的第1和第2檢查區(qū)域，使在與一個方向垂直的方向上排列了多個像素的攝像裝置相對地在上述一個方向上連續(xù)掃描的步驟；在上述掃描中從上述攝像裝置取得第1檢查區(qū)域的圖象，取得第1測量圖形的步驟；在結(jié)束了取得第1測量圖形后的上述掃描中，從上述攝像裝置取得上述第2檢查區(qū)域的圖象，取得第2測量圖形的步驟；比較第1測量圖形和第2測量圖形，判斷形成在上述被檢查實驗材料上的圖形有無缺陷的步驟，其特征在于使從第2檢查區(qū)域開始取得圖象時的第2檢查區(qū)域與上述傳感器的像素的位置關(guān)系和從第1檢查區(qū)域開始取得圖象時的第1檢查區(qū)域與上述傳感器的像素的位置關(guān)系大致一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖形檢查方法，其特征在于還包括根據(jù)在上述被檢查實驗材料上形成圖形時所使用的設(shè)計數(shù)據(jù)，生成與上述測量圖形數(shù)據(jù)對應(yīng)的參照圖形數(shù)據(jù)的步驟；比較上述第1及第2測量圖形數(shù)據(jù)和上述參照圖形數(shù)據(jù)，判斷形成在上述實驗材料上的圖形有無缺陷的步驟。
4.一種圖形檢查裝置，其特征在于包括向在一個方向上排列了第1檢查區(qū)域和第2檢查區(qū)域的被檢查實驗材料照射光或電子射線的裝置；在與一個方向垂直的方向上排列檢測來自上述實驗材料的反射光、透過光或2次電子的像素的檢測部件；使上述被檢查實驗材料和上述檢測部件在一個方向上相對地移動的移動裝置；識別相對于上述檢測部件的上述實驗材料的位置的位置識別裝置；在每個預(yù)定的定時輸出信號的信號輸出裝置；在基于上述移動裝置上述被檢查實驗材料和上述檢測部件相對地移動時，輸出針對從上述信號輸出裝置輸出的每個信號通過上述檢測裝置檢測出的圖象的裝置；對從第1檢查區(qū)域得到的圖象和第2檢查區(qū)域的圖象進(jìn)行比較，判斷形成在上述被檢查實驗材料上的圖形有無缺陷的判斷裝置，其中上述信號輸出裝置根據(jù)上述位置識別裝置的識別結(jié)果，識別第1檢查區(qū)域中的圖形和上述像素的關(guān)系，在從上述第2檢查區(qū)域取得圖象時，調(diào)整輸出上述信號的定時，使得上述第2檢查區(qū)域中的圖形和上述像素的關(guān)系和識別了的關(guān)系一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖形檢查裝置，其特征在于還包括根據(jù)在上述被檢查實驗材料上形成圖形時所使用的設(shè)計數(shù)據(jù)，生成與上述測量圖形數(shù)據(jù)對應(yīng)的參照圖形數(shù)據(jù)的參照數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置；比較從上述第1及第2檢查區(qū)域得到的圖象和上述參照圖形數(shù)據(jù)，判斷形成在上述實驗材料上的圖形有無缺陷的小塊-數(shù)據(jù)判斷裝置。
全文摘要
本發(fā)明的圖形檢查方法和裝置不修正外觀上的圖象像素的位置地，在小塊－小塊比較方式下進(jìn)行比較。在小塊－小塊比較方式中，在從芯片(A’)取得圖象時，使芯片(A’)中的圖形和上述像素的關(guān)系與芯片(A)中的圖形和上述像素的關(guān)系一致。
文檔編號G06T7/00GK1512169SQ20031012432
公開日2004年7月14日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者土屋英雄, 加藤芳秀, 松木一人, 真田恭, 小川力, 永尾拓朗, 人, 朗, 秀 申請人:株式會社東芝