JP2005311018A

JP2005311018A - Inspection method and device using electronic beam

Info

Publication number: JP2005311018A
Application number: JP2004125173A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Sasaki; 裕子笹氣; Norifumi Tanimoto; 憲史谷本
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP4537111B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method and device using an electronic beam capable of preventing the incorrect detection of a defect in a sample even if the methods of acquiring a reference image and an inspection image are different from each other. <P>SOLUTION: The inspection method comprises the first step of creating a reference image for use as a reference for the inspection of a sample by irradiating an electronic beam on the sample, the second step of acquiring an inspection image to be the object of the inspection using a method different from the first step of creating the reference image by irradiating the electronic beam on the sample, the third step of adjusting the image parameter of the inspection image according to the parameter of the reference image, and the fourth step of extracting a defect in the case where the defects are found after the comparison of the inspection image adjusted in the third step with the reference image. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は電子ビームを用いた検査方法及び検査装置に係り、特に、半導体装置の製造過程でウエハ上の回路等のパターンを検査するのに好適な電子ビームを用いた検査方法及び検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus using an electron beam, and more particularly to an inspection method and an inspection apparatus using an electron beam suitable for inspecting a pattern of a circuit or the like on a wafer in the process of manufacturing a semiconductor device.

ウエハ上の回路等のパターンを検査する電子ビームを用いた検査方法及び検査装置は、例えば特許文献１に開示されているように、電子ビームを試料へ照射し、取得された画像のうち一つを基準画像、一つを検査画像として、同様の回路パターンの画像同士を比較し差をとることで、欠陥を抽出するものである。 An inspection method and an inspection apparatus using an electron beam for inspecting a pattern of a circuit or the like on a wafer irradiate a sample with an electron beam as disclosed in Patent Document 1, for example. Is used as a reference image, and one is an inspection image, and images of similar circuit patterns are compared and a difference is extracted to extract a defect.

電子ビームの照射によって取得された基準画像と検査画像とが、電子ビームのフォ−カスや照射量の違いによって取得された画像の明るさやコントラストに差が生じ、その結果、試料の欠陥検出時に欠陥でないものも欠陥として抽出されてしまうという不具合が生じていた。即ち、基準画像については、試料を載置した試料ステージを停止させ、試料に対して電子ビームをＸ方向及びＹ方向に走査させ、このような電子ビームの走査を複数繰返しながら２次元画像を取得して基準画像を取得している。一方、検査画像については、試料に対する電子ビームの不均一照射による悪影響を少なくし、さらに試料一つ当たりの検査時間を短くする、即ち、検査効率を向上させるために、試料ステージを移動させながら電子ビームをＸ方向及びＹ方向のいずれか一方向にのみ走査させて１次元画像を取得している。そのために、両者間に電子ビームの照射量の差が生じるのである。 The reference image acquired by electron beam irradiation and the inspection image differ in the brightness and contrast of the acquired image due to differences in electron beam focus and dose, resulting in defects when detecting defects in the sample. There was a problem that non-existent ones were extracted as defects. That is, for the reference image, the sample stage on which the sample is placed is stopped, the sample is scanned with the electron beam in the X direction and the Y direction, and a two-dimensional image is acquired while repeating such electron beam scanning multiple times. The reference image is acquired. On the other hand, for inspection images, in order to reduce the adverse effects of non-uniform irradiation of the electron beam on the sample and further reduce the inspection time per sample, that is, to improve the inspection efficiency, the electron is moved while moving the sample stage. A one-dimensional image is acquired by scanning the beam only in one of the X direction and the Y direction. Therefore, a difference in the amount of electron beam irradiation occurs between the two.

特開平１１−５１８８６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-51886

本発明の目的は、基準画像と検査画像の取得法が異なっても試料の欠陥の誤検出を防止できる電子ビームを用いた検査方法及び検査装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an inspection method and an inspection apparatus using an electron beam that can prevent erroneous detection of a defect of a sample even if a reference image and an inspection image acquisition method are different.

上記課題を達成するために、電子ビームを試料に照射させ、この試料の検査の基準となる基準画像を作成する第１の工程と、電子ビームを試料に照射させ前記基準画像を作成する第１の工程とは異なる方法で検査の対象となる検査画像を取得する第２の工程と、前記検査画像の画像パラメータを前記基準画像のパラメータに応じて調整する第３の工程と、第３の工程で調整された検査画像と前記基準画像とを比較して欠陥がある場合にその欠陥を抽出する第４の工程とを有するものである。 To achieve the above object, a first step of irradiating a sample with an electron beam and creating a reference image serving as a reference for the inspection of the sample, and a first step of creating the reference image by irradiating the sample with an electron beam. A second step of obtaining an inspection image to be inspected by a method different from the step of step 3, a third step of adjusting image parameters of the inspection image in accordance with parameters of the reference image, and a third step And a fourth step of extracting the defect when there is a defect by comparing the inspection image adjusted in step 1 and the reference image.

また、電子ビームを試料に照射させて取得した該試料の検査の基準となる基準画像を記憶する基準画像記憶手段と、前記基準画像の画像パラメータを記憶する基準画像パラメータ記憶手段と、前記基準画像とは異なる条件で取得した検査の対象となる検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、前記検査画像の画像パラメータを記憶する検査画像パラメータ記憶手段と、該検査画像パラメータ記憶手段に記憶された検査画像の画像パラメータを前記基準画像パラメータに記憶された基準画像の画像パラメータに応じて調整する検査画像パラメータ調整手段と、該検査画像パラメータ調整手段でその画像パラメータが調整された検査画像と、前記基準画像記憶手段に記憶された基準画像とを比較し前記試料に欠陥がある場合にその欠陥を抽出する比較手段とを有するものである。 Further, a reference image storage unit that stores a reference image that is obtained by irradiating the sample with an electron beam and serves as a reference for the inspection of the sample, a reference image parameter storage unit that stores an image parameter of the reference image, and the reference image Inspection image storage means for storing an inspection image to be inspected acquired under different conditions, inspection image parameter storage means for storing image parameters of the inspection image, and inspection stored in the inspection image parameter storage means Inspection image parameter adjusting means for adjusting the image parameters of the image in accordance with the image parameters of the reference image stored in the reference image parameters, inspection images whose image parameters are adjusted by the inspection image parameter adjusting means, and the reference Compare with the reference image stored in the image storage means, and extract the defect if the sample has a defect Those having a compare means.

以上説明したように本発明によれば、基準画像と検査画像の取得法が異なっても、試料の欠陥の誤検出を防止できる電子ビームを用いた検査方法及び検査装置を得ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an inspection method and an inspection apparatus using an electron beam that can prevent erroneous detection of a sample defect even if the reference image and the inspection image acquisition method are different.

以下本発明の一実施形態の電子ビームを用いた検査装置の主要な構成を図１に用いて説明する。 The main configuration of an inspection apparatus using an electron beam according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

電子銃１は、電子源２と引出電極３と加速電極４とを備えている。電子源２と引出電極３との間には引出電圧Ｖ１が印加され、この引出電圧Ｖ１の印加によって電子源２から電子ビーム５が引出される。前記加速電極４はアース電位に維持され、この加速電極４と電子銃２との間には加速電圧Ｖ０が印加され、電子ビーム５はこの加速電圧Ｖ０によって加速される。 The electron gun 1 includes an electron source 2, an extraction electrode 3, and an acceleration electrode 4. An extraction voltage V1 is applied between the electron source 2 and the extraction electrode 3, and the electron beam 5 is extracted from the electron source 2 by the application of the extraction voltage V1. The acceleration electrode 4 is maintained at a ground potential, an acceleration voltage V0 is applied between the acceleration electrode 4 and the electron gun 2, and the electron beam 5 is accelerated by the acceleration voltage V0.

電子源２から引出されて加速された電子ビーム５は、絞り６によって不要な領域を除去されると共に、レンズ電源７に接続された第１集束レンズ８によってクロスオーバ９が生じるように集束され、レンズ電源７に接続された第２集束レンズ１０によって再度集束されてクロスオーバ１１を生じる。第２集束レンズ１０を通過した電子ビーム５は、レンズ電源７に接続された対物レンズ１２によって例えば半導体ウエハ等の試料１３に集束される。試料１３は試料ステージ１４上に固定されており、この試料ステージ１４はステージ駆動装置１５と位置モニタ用測定装置１６によって水平方向に駆動される。そして、試料１３に集束された電子ビーム５は、走査信号発生器１７に接続された偏向器１８Ａ，１８Ｂによって走査される。 The electron beam 5 extracted from the electron source 2 and accelerated is focused by an aperture 6 so that unnecessary regions are removed and a crossover 9 is generated by a first focusing lens 8 connected to a lens power source 7. It is focused again by the second focusing lens 10 connected to the lens power source 7 to generate a crossover 11. The electron beam 5 that has passed through the second focusing lens 10 is focused on a sample 13 such as a semiconductor wafer by an objective lens 12 connected to a lens power source 7. The sample 13 is fixed on a sample stage 14, and the sample stage 14 is driven in the horizontal direction by a stage driving device 15 and a position monitoring measuring device 16. The electron beam 5 focused on the sample 13 is scanned by deflectors 18A and 18B connected to the scanning signal generator 17.

また、対物レンズ１２の試料１３側には、試料１３の帯電電位を制御する電極１９が配置されている。 An electrode 19 for controlling the charging potential of the sample 13 is disposed on the sample 13 side of the objective lens 12.

そして、上記構成物が電子ビーム５を照射するのに適した真空容器（図示せず）内に収納されている。 And the said structure is accommodated in the vacuum vessel (not shown) suitable for irradiating the electron beam 5. FIG.

前記電子ビーム５の第１集束レンズ８と第２集束レンズ１０間のクロスオーバ９が形成される位置には、電子ビーム５が偏向してブランキングされるように、走査信号発生器２０に接続したブランキング偏向器２１が設置されている。このブランキング偏向器２１により、ブランキング時に、電子ビーム５は、クロスオーバ９を支点として偏向され、それによって電子ビーム５が試料１３上の走査領域外を照射したり、走査の帰線時に試料１３を照射したりすることがないようにしている。尚、走査信号発生器２０と走査信号発生器１７とは並列に接続されている。 The electron beam 5 is connected to a scanning signal generator 20 at a position where a crossover 9 between the first focusing lens 8 and the second focusing lens 10 is formed so that the electron beam 5 is deflected and blanked. The blanking deflector 21 is installed. The blanking deflector 21 deflects the electron beam 5 with the crossover 9 as a fulcrum at the time of blanking, so that the electron beam 5 irradiates outside the scanning region on the sample 13 or the sample is returned when scanning is performed. 13 is not irradiated. The scanning signal generator 20 and the scanning signal generator 17 are connected in parallel.

また、電子ビーム５を減速させるためのリターディング電圧として負の電圧を試料１３に印加するために、可変減速電源２２が設けられており、この可変減速電源２２を調整することで印加電圧を変更できるようにしている。 A variable deceleration power source 22 is provided to apply a negative voltage to the sample 13 as a retarding voltage for decelerating the electron beam 5, and the applied voltage is changed by adjusting the variable deceleration power source 22. I can do it.

一方、試料１３の高さは、試料高さ測定装置２３によってリアルタイムで測定され、その測定結果は制御装置２４を経由して前記レンズ電源７にフィ―ドバックされて、対物レンズ１２の焦点が補正される。また、電子ビーム５の試料１３上の照射位置は、位置モニタ用測定装置１６によって検出され、その結果が制御装置２４を経由して前記走査信号発生器１７にフィ―ドバックされて偏向器１８Ａ，１８Ｂで調整される。 On the other hand, the height of the sample 13 is measured in real time by the sample height measuring device 23, and the measurement result is fed back to the lens power source 7 via the control device 24 so that the focus of the objective lens 12 is corrected. Is done. The irradiation position of the electron beam 5 on the sample 13 is detected by the position monitor measuring device 16, and the result is fed back to the scanning signal generator 17 via the control device 24 to be deflected by the deflector 18A, Adjust at 18B.

試料１３が電子ビーム５で照射され、偏向器１８Ａ，１８Ｂで走査されると、試料１３から荷電粒子である２次電子や反射電子などの情報信号２５が発生する。試料１３を照射する電子ビーム５に対するリターディング電圧は、発生した情報信号２５に対しては加速電圧として作用し、対物レンズ１２の電子銃１側に情報信号２５を輸送する。対物レンズ１２の電子銃１側には、直交電磁界発生器２６が設置されており、電界と磁界の強さは、電子ビーム５に対しては偏向作用を打消しあうように制御される。また、情報信号２５が対物レンズ１２及び直交電磁界発生器２６を越えて電子銃１側に輸送された後、情報信号２５Ａが検出器２７に直接照射されるように制御されるか、または情報信号２５が第２集束レンズ１０と直交電磁界発生器２６との間に設置した電極２８に衝突して二次情報信号電子２９を発生し、これが検出器２７に照射されるよう制御される。尚、電極２８は、情報信号２５の衝突により、衝突した信号電子の量に応じた二次情報信号電子２９を発生させる物質で形成されている。電極２８で発生した二次情報信号電子２９または偏向された情報信号２５Ａは、検出器２７で検出され、電気信号に変換される。 When the sample 13 is irradiated with the electron beam 5 and scanned by the deflectors 18A and 18B, the sample 13 generates information signals 25 such as secondary electrons and reflected electrons that are charged particles. The retarding voltage for the electron beam 5 that irradiates the sample 13 acts as an acceleration voltage for the generated information signal 25, and transports the information signal 25 to the electron gun 1 side of the objective lens 12. An orthogonal electromagnetic field generator 26 is installed on the electron gun 1 side of the objective lens 12, and the strength of the electric field and the magnetic field is controlled so as to cancel the deflection action on the electron beam 5. Further, after the information signal 25 is transported to the electron gun 1 side beyond the objective lens 12 and the orthogonal electromagnetic field generator 26, the information signal 25A is controlled so as to be directly applied to the detector 27, or the information It is controlled that the signal 25 collides with an electrode 28 disposed between the second focusing lens 10 and the orthogonal electromagnetic field generator 26 to generate secondary information signal electrons 29, which are irradiated to the detector 27. The electrode 28 is formed of a material that generates secondary information signal electrons 29 corresponding to the amount of signal electrons that have collided with the collision of the information signals 25. The secondary information signal electrons 29 generated at the electrode 28 or the deflected information signal 25A is detected by the detector 27 and converted into an electrical signal.

検出器２７によって検出された情報信号２５に基づく電気信号は、増幅回路３０によって増幅されＡ／Ｄ変換器３１によってデジタル化される。デジタル化された信号は画像信号として記憶部３２，３３に記憶される。 An electric signal based on the information signal 25 detected by the detector 27 is amplified by the amplifier circuit 30 and digitized by the A / D converter 31. The digitized signal is stored in the storage units 32 and 33 as an image signal.

基準画像は、試料１３の検査画像に対応する領域を電子ビームで２次元走査して得られ、検出器２７、増幅回路３０、Ａ／Ｄ変換器３１を経由して画像信号として記憶部３２に記憶される。検査画像は、検出器２７、増幅回路３０、Ａ／Ｄ変換器３１を経由して画像信号として記憶部３３に記憶される。記憶部３２に記憶された検査領域を第一の検査領域、記憶部３３に記憶された検査領域を第二の検査領域とすると、夫々の検査領域の画像信号同士を、演算部３４を経由して欠陥判定部３５で比較する。次に、前記試料１３の第二の検査領域に隣接する検査領域を第三の検査領域とすると、第三の検査領域から発生した情報信号２５に基づく画像信号を、記憶部３２に記憶された第一の検査領域における画像信号の上に上書きし、第二の検査領域における画像信号と第三の検査領域における画像信号とを比較する。これらを順次繰返すことで、前記試料１３の全ての検査領域について画像信号の記憶と比較が実行される。 The reference image is obtained by two-dimensionally scanning an area corresponding to the inspection image of the sample 13 with an electron beam, and is stored in the storage unit 32 as an image signal via the detector 27, the amplifier circuit 30, and the A / D converter 31. Remembered. The inspection image is stored in the storage unit 33 as an image signal via the detector 27, the amplifier circuit 30, and the A / D converter 31. Assuming that the inspection area stored in the storage unit 32 is the first inspection area and the inspection area stored in the storage unit 33 is the second inspection area, the image signals of the respective inspection areas pass through the calculation unit 34. Then, the defect determination unit 35 compares them. Next, when an inspection area adjacent to the second inspection area of the sample 13 is a third inspection area, an image signal based on the information signal 25 generated from the third inspection area is stored in the storage unit 32. Overwriting is performed on the image signal in the first inspection area, and the image signal in the second inspection area is compared with the image signal in the third inspection area. By repeating these steps one after another, image signals are stored and compared for all the inspection regions of the sample 13.

画像信号の比較は、記憶部３２，３３に記憶された画像信号について、予め定求められた欠陥判定条件に基づいて演算部３４で画像の階調濃度値の平均，分散等の統計量、周辺画素間の差分値、ラングレス統計量、共起行列等の各種統計量を算出し、それらを欠陥判定部３５で比較して差分信号を抽出し、予め定求められた欠陥判定条件を参照して、欠陥を抽出する。 The comparison of the image signals is based on the image signals stored in the storage units 32 and 33, based on the defect determination conditions determined in advance, the calculation unit 34 using the statistics, such as the average and variance of the gradation density values of the image, Calculate various statistics such as difference value between pixels, rungless statistics, co-occurrence matrix, etc., compare them with the defect determination unit 35, extract the difference signal, and refer to the defect determination conditions determined in advance Extract defects.

また、上記は、記憶部３２，３３に交互に記憶した画像信号を交互に比較して欠陥の有無を判定するものであるが、試料１３の２次元画像の情報信号２５に基づく画像信号を基準画像として記憶部３２に記憶しておき、試料１３の１次元画像の情報信号２５に基づく画像信号を順次検査画像として記憶部３３に記憶しながら記憶部３２の基準画像と比較する方法もある。当初の比較用の基準画像は２次元画像に基づくものが用いられ、この２次元画像はフォ−カス，明るさ，コントラスト等の画像パラメータの調整あるいは確認が行われている。 In the above, the image signals alternately stored in the storage units 32 and 33 are alternately compared to determine the presence / absence of a defect. An image signal based on the information signal 25 of the two-dimensional image of the sample 13 is used as a reference. There is also a method in which an image signal based on the information signal 25 of the one-dimensional image of the sample 13 is stored as an image in the storage unit 32 and compared with a reference image in the storage unit 32 while sequentially storing the image signal in the storage unit 33 as an inspection image. An initial reference image for comparison is based on a two-dimensional image, and image parameters such as focus, brightness, and contrast are adjusted or confirmed for the two-dimensional image.

１次元画像の取得は、図２に示すフローチャートに示す手順で行われる。即ち、試料１３上に照射した電子ビーム５の走査方向と直交する方向に試料ステージ１４を例えばＹ方向に移動させる（ステップ２０１）。この状態で偏向器１８Ａ，１８Ｂによって電子ビーム５を走査幅Ｗで例えばＸ方向に走査させる（ステップ２０２）。電子ビーム５の照射走査によって試料１３から発生する情報信号２５を電子ビーム走査と試料ステージの移動に同期して検出し（ステップ２０３）、この情報信号２５に基づいて１次元画像を形成する（ステップ２０４）。このとき、図３に示すように、電子ビーム５が試料１３の走査端部に達したら試料ステージ１４を走査幅Ｗ分だけ移動し（ステップ２０５）、試料ステージ１４を−Ｙ方向に移動させる（ステップ２０６）。その後、前述した各ステップ（ステップ２０１〜２０６）を繰返して１次元画像を取得する（ステップ２０７〜２１０）。 Acquisition of a one-dimensional image is performed according to the procedure shown in the flowchart shown in FIG. That is, the sample stage 14 is moved, for example, in the Y direction in a direction orthogonal to the scanning direction of the electron beam 5 irradiated on the sample 13 (step 201). In this state, the deflector 18A, 18B scans the electron beam 5 with the scanning width W, for example, in the X direction (step 202). An information signal 25 generated from the sample 13 by irradiation scanning with the electron beam 5 is detected in synchronization with the electron beam scanning and the movement of the sample stage (step 203), and a one-dimensional image is formed based on the information signal 25 (step 203). 204). At this time, as shown in FIG. 3, when the electron beam 5 reaches the scanning end of the sample 13, the sample stage 14 is moved by the scanning width W (step 205), and the sample stage 14 is moved in the −Y direction ( Step 206). Thereafter, the above-described steps (steps 201 to 206) are repeated to acquire a one-dimensional image (steps 207 to 210).

偏向器は１８Ａ，１８Ｂの２段偏向であるのが望ましい。図３に図１の偏向器の部分を拡大した構成を示す。偏向の支点４０を対物レンズ１２のレンズ中心とする。この場合、偏向器が１段であると、対物レンズ１２のレンズ中心部に偏向器を配置しなければならない。対物レンズの形状のうち内径が狭くなれば、偏向器が小さくなり、電子ビーム５の偏向幅が狭くなってしまい、観察可能範囲が狭くなる。これを避けるために、偏向器を対物レンズ１２のレンズ中心から電子源２側に配置する。偏向器の大きさは、レンズの中心部にあるときよりも制限は受けないが、大きく偏向可能であっても、電子ビーム５の偏向幅が対物レンズ１２の内径で制限されてしまい、結局、観察視野を確保できなくなる。さらに、偏向の支点４０は対物レンズのレンズ中心からずれていく方向にある。これらを解決するために、偏向器を１８Ａ，１８Ｂの２段にすることで、偏向の支点４０を一定にしつつ、偏向幅を大きくでき、広い視野を確保することができる。 The deflector is preferably a two-stage deflection of 18A and 18B. FIG. 3 shows an enlarged configuration of the deflector of FIG. The deflection fulcrum 40 is the lens center of the objective lens 12. In this case, if the number of deflectors is one, the deflector must be arranged at the center of the objective lens 12. If the inner diameter of the objective lens is narrow, the deflector is small, the deflection width of the electron beam 5 is narrowed, and the observable range is narrowed. In order to avoid this, a deflector is arranged on the electron source 2 side from the lens center of the objective lens 12. The size of the deflector is not limited as compared to when it is in the center of the lens, but even if it can be largely deflected, the deflection width of the electron beam 5 is limited by the inner diameter of the objective lens 12, and eventually, The viewing field cannot be secured. Further, the deflection fulcrum 40 is in a direction deviating from the center of the objective lens. In order to solve these problems, by using two stages of deflectors 18A and 18B, the deflection fulcrum 40 can be kept constant, the deflection width can be increased, and a wide field of view can be secured.

図４及び図５は、試料１３である半導体ウエハ上の電子ビーム５の走査軌跡を示す平面図である。図４は半導体ウエハ全体を示し、図５は図４中の点Ａ，Ｂ，Ｆを含む領域Ｐの拡大図を示す。図５中、１点鎖線矢印は試料ステージ１４の移動方向、即ち、試料１３の指導方向を示し、実線矢印は電子ビーム５の照射時の走査軌跡を示し、破線矢印は電子ビーム５のブランキング時の仮想軌跡を示す。図５において、電子ビーム５の走査はＡ点から開始され、実線矢印で示すように、Ｂ点まで行われる。この走査時に試料ステージ１４と共に試料１３はＹ方向に移動する。Ｂ点からＡ´点間では、破線矢印で示すように、電子ビーム５はブランキングされ、再びＡ´点からＢ´点に電子ビーム５の照射による走査が行われる。このように電子ビーム５の照射走査とブランキングが交互に繰返されてＣ点からＤ点まで至ると、試料１３は試料ステージ１４と共に、電子ビーム５の走査幅Ｗに相当する寸法だけＸ方向に移動される。続いて電子ビーム５をＤ点からＥ点に照射走査し、さらにＥ点からＦ点まで試料１３が−Ｙ方向に移動しながらブランキングと走査を交互に繰返して行く。このようにして１次元画像の取得が行われる。別の方法として、電子ビーム５をＡ点からＤ点まで走査した後、試料ステージ１４をＸ方向及びＹ方向に移動させてからＢ点−Ｆ点−Ｂ´点…Ｄ点−Ｅ点に至るように電子ビーム５を走査及びブランキングさせ、試料ステージ１４をＹ方向に移動させるようにしてもよい。 4 and 5 are plan views showing scanning trajectories of the electron beam 5 on the semiconductor wafer that is the sample 13. 4 shows the entire semiconductor wafer, and FIG. 5 shows an enlarged view of a region P including points A, B, and F in FIG. In FIG. 5, the one-dot chain line arrow indicates the moving direction of the sample stage 14, that is, the guiding direction of the sample 13, the solid line arrow indicates the scanning locus when the electron beam 5 is irradiated, and the broken line arrow indicates the blanking of the electron beam 5. Shows the virtual trajectory of the hour. In FIG. 5, scanning of the electron beam 5 starts from point A and continues to point B as shown by the solid line arrow. During this scanning, the sample 13 moves together with the sample stage 14 in the Y direction. Between the point B and the point A ′, the electron beam 5 is blanked as indicated by the broken line arrow, and scanning by the irradiation of the electron beam 5 is performed again from the point A ′ to the point B ′. Thus, when irradiation scanning and blanking of the electron beam 5 are alternately repeated to reach from the point C to the point D, the sample 13 together with the sample stage 14 has a dimension corresponding to the scanning width W of the electron beam 5 in the X direction. Moved. Subsequently, the electron beam 5 is irradiated and scanned from the point D to the point E, and the blanking and scanning are alternately repeated while the sample 13 moves in the −Y direction from the point E to the point F. In this way, a one-dimensional image is acquired. As another method, after scanning the electron beam 5 from the point A to the point D, the sample stage 14 is moved in the X direction and the Y direction, and then the point B, the point F, the point B ′, and the point D to the point E. In this way, the electron beam 5 may be scanned and blanked to move the sample stage 14 in the Y direction.

図６は調整手順を示すフローチャートである。最初に、基準画像となる２次元画像が所望の画質の画像になるよう２次元画像をモニタ３６に表示させながらフォーカス、明るさ、コントラスト等の調整を行い（ステップ６０１）、２次元画像を取得して記憶部３２に記憶させる（ステップ６０２）。記憶部３２には取得された２次元画像のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータ、画像取得時の電子光学条件、即ち、電子ビームの加速電圧、集束レンズや対物レンズの電圧、試料の帯電電位を制御する電極１９の印加電圧、試料に印加されるリターディング電圧等が同時に記憶される。あるいは、これらを別の記憶部に記憶させてもよい。画像パラメータであるフォーカス、明るさ、コントラストは、図７に示すような階調値と頻度の関係として抽出し、表すことができる（ステップ６０３）。 FIG. 6 is a flowchart showing the adjustment procedure. First, adjustment of focus, brightness, contrast, etc. is performed while displaying the two-dimensional image on the monitor 36 so that the two-dimensional image serving as the reference image becomes an image having a desired image quality (step 601), and a two-dimensional image is obtained. And stored in the storage unit 32 (step 602). The storage unit 32 stores image parameters such as focus, brightness, and contrast of the acquired two-dimensional image, electron optical conditions at the time of image acquisition, that is, acceleration voltage of the electron beam, voltage of the focusing lens and objective lens, and charging of the sample. The applied voltage of the electrode 19 for controlling the potential, the retarding voltage applied to the sample and the like are stored simultaneously. Or you may memorize | store these in another memory | storage part. Image parameters such as focus, brightness, and contrast can be extracted and expressed as the relationship between the gradation value and the frequency as shown in FIG. 7 (step 603).

次に、検査画像である１次元画像を取得して記憶部３３に記憶する（ステップ６０４）。記憶部３３には取得された１次元画像のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータ、画像取得時の電子ビームの加速電圧、集束レンズや対物レンズの電圧、試料の帯電電位を制御する電極１９の印加電圧、試料に印加されるリターディング電圧等の検査条件が同時に記憶される。あるいは、これらを別の記憶部に記憶させてもよい。この検査画像についても同様に、フォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータが、図８に示すような階調値と頻度の関係として抽出され、表される（ステップ６０５）。 Next, a one-dimensional image that is an inspection image is acquired and stored in the storage unit 33 (step 604). The storage unit 33 stores image parameters such as focus, brightness, and contrast of the acquired one-dimensional image, the acceleration voltage of the electron beam at the time of image acquisition, the voltage of the focusing lens and the objective lens, and the electrode 19 that controls the charged potential of the sample. The inspection conditions such as the applied voltage and the retarding voltage applied to the sample are simultaneously stored. Or you may memorize | store these in another memory | storage part. Similarly, for this inspection image, image parameters such as focus, brightness, and contrast are extracted and represented as the relationship between the gradation value and the frequency as shown in FIG. 8 (step 605).

次に、基準画像の画像パラメータと検査画像の画像パラメータとを比較する（ステップ６０６）。検査画像の画像パラメータが、予め定められた規定の範囲内であれば、検査開始の確認へすすむ（ステップ６０７）。規定の範囲から外れる場合は、検査画像の画像パラメータを調整する（ステップ６０８）。このとき、図１に示すモニタ３６に、画像だけでなく図７乃至図８に示す階調値と頻度の関係図を表示させると、操作者にとって理解しやすい。即ち、図８に示す検査画像の関係図のプロフィールが、図７に示す基準画像のプロフィールに近ければ、画像パラメータが規定範囲内ということになる。画像パラメータの調整が終わると、再度検査画像を取得してステップ６０４からステップ６０６を実行する。 Next, the image parameter of the reference image is compared with the image parameter of the inspection image (step 606). If the image parameter of the inspection image is within a predetermined range, it is necessary to confirm the start of inspection (step 607). If it is outside the specified range, the image parameter of the inspection image is adjusted (step 608). At this time, if not only the image but also the relationship between the gradation value and the frequency shown in FIGS. 7 to 8 are displayed on the monitor 36 shown in FIG. 1, it is easy for the operator to understand. That is, if the profile of the relationship diagram of the inspection image shown in FIG. 8 is close to the profile of the reference image shown in FIG. 7, the image parameter is within the specified range. When the adjustment of the image parameters is completed, an inspection image is acquired again and steps 604 to 606 are executed.

ステップ６０８で、フォ−カス，明るさ，コントラスト等の画像パラメータの調整を行う際、フォ−カス調整を行ってから明るさやコントラストの調整を行うことが正確な調整を行うことができる。そして、前記フォ−カス調整は、制御装置２４での操作によって集束レンズ１０又は対物レンズ１２のレンズ電源７を制御することにより行う。一方、明るさやコントラストの調整は、試料１３の帯電電位を制御することによって行われるが、試料１３の帯電電位は制御装置２４の操作により電極制御部３８を制御して電極１９の印加電圧を制御することによって行う。尚、コントラストの調整は、試料１３に印加しているリターディング電圧を制御装置２４の操作で可変減速電源２２を調整することによっても任意に調整することができる。 In step 608, when adjusting image parameters such as focus, brightness, and contrast, it is possible to perform accurate adjustment by adjusting the brightness and contrast after performing the focus adjustment. The focus adjustment is performed by controlling the lens power supply 7 of the focusing lens 10 or the objective lens 12 by an operation of the control device 24. On the other hand, the brightness and contrast are adjusted by controlling the charging potential of the sample 13. The charging potential of the sample 13 is controlled by the electrode controller 38 by operating the control device 24 to control the voltage applied to the electrode 19. By doing. Note that the contrast can be adjusted arbitrarily by adjusting the retarding voltage applied to the sample 13 by adjusting the variable deceleration power source 22 by operating the control device 24.

これらの調整は、画像処理部３７及び／又は制御装置２４で自動的に行っても良く、記憶部３２，３３に記憶された画像条件を制御装置２４での操作によりモニタ３６に表示させながら手動で行ってもよい。 These adjustments may be automatically performed by the image processing unit 37 and / or the control device 24, and manually performed while displaying the image conditions stored in the storage units 32 and 33 on the monitor 36 by the operation of the control device 24. You may go on.

調整後の２次元画像の画像パラメータに応じて１次元画像を調整して検査画像を得た後、検査画像の画像パラメータである階調と頻度の関係を例えば記憶部３２に記憶させておき、同じ種類の試料１３を検査する場合には、操作者は記憶部３２に記憶されている検査画像の画像パラメータを基準として制御装置２４で呼び出し、例えば記憶部３３に新たに記憶された１次元画像の画像パラメータと比較する。これによって検査のたびに改めて２次元画像の取得と調整を行う必要がなくなるので、検査開始までに要する時間を短縮することができ、操作者による調整項目を減らすことができる。検査画像の画像パラメータは、記憶部３２に複数記憶させると、検査時にこれらのうち一つを呼び出すことにより、検査開始までに要する時間を短縮することができる。このときの基準とは、フォ-カス条件，電極１９の電圧値，リターディング電圧値のほかに、試料１３検査時の検査条件である加速電圧や各集束レンズ条件等であり、これらも記憶部３２，３３等の記憶部に記憶させておくことが望ましい。検査時には、制御装置２４によって上記検査条件をモニタ３６に表示し、その中から少なくとも１つを検査条件として設定して比較の基準とする。 After obtaining the inspection image by adjusting the one-dimensional image according to the image parameters of the adjusted two-dimensional image, the relationship between the gradation and the frequency, which is the image parameter of the inspection image, is stored in the storage unit 32, for example. When inspecting the same type of sample 13, the operator calls the control device 24 with reference to the image parameter of the inspection image stored in the storage unit 32, for example, a one-dimensional image newly stored in the storage unit 33. Compare with the image parameters. This eliminates the need to obtain and adjust a two-dimensional image every time an inspection is performed, thereby shortening the time required to start the inspection and reducing adjustment items by the operator. When a plurality of image parameters of the inspection image are stored in the storage unit 32, the time required to start the inspection can be shortened by calling one of them during the inspection. The reference at this time is not only the focus condition, the voltage value of the electrode 19 and the retarding voltage value, but also the acceleration voltage, each focusing lens condition, etc., which are the inspection conditions at the time of the inspection of the sample 13, and these are also stored in the memory It is desirable to store them in storage units such as 32 and 33. At the time of inspection, the above-described inspection conditions are displayed on the monitor 36 by the control device 24, and at least one of them is set as the inspection condition and used as a reference for comparison.

図９から図１１は、モニタ３６に表示される画面の例である。図９に示すように、記憶部に記憶された複数の基準画像とその画像パラメータ、電子光学条件が呼び出せるように一覧表が画面９０に表示されている。図１０は図９中のひとつの基準画像９１と、検査画像９２とが同一の画面９０に表示されている例である。図１１は図１０にさらに、図７，８で示した階調値と頻度の関係図が画像と同時に表示されている例である。 9 to 11 are examples of screens displayed on the monitor 36. As shown in FIG. 9, a list is displayed on the screen 90 so that a plurality of reference images, their image parameters, and electro-optical conditions stored in the storage unit can be called. FIG. 10 is an example in which one reference image 91 and the inspection image 92 in FIG. 9 are displayed on the same screen 90. FIG. 11 is an example in which the relationship between the gradation value and the frequency shown in FIGS.

図９に示す画面で、操作者が所望の検査条件を選択すると、それに関連付けて記憶されていた検査画像が基準条件９１として呼び出され、それと同時に記憶されている検査画像の階調値と頻度の関係図も呼び出される。次に、新たな検査対象である試料の検査画像を取得し記憶させ、画像パラメータの抽出を行う。そして、図６中のステップ６０６に示した画像パラメータの比較を行い、規定の範囲内かどうかが確認される。このとき、図１１に示すような画像、及び階調値と頻度の関係図がモニタ３６に表示されるので、操作者にとって状況が理解し易い。この方法は、同じ仕様の試料の同じ検査条件での検査を行う場合に有効である。２次元画像による調整や１次元画像である検査画像の調整を改めて行う手間が省けるので、操作者による調整項目を減らせるとともに、検査開始までの時間の短縮になる。この比較を含む一連の作業は、コンピュータで自動で行われる。なお、操作者が、図１１に示した画面を見ながら、新たに検査対象になる試料の検査画像の画像パラメータを基準画像の画像パラメータと比較しつつ、検査画像の画像パラメータを微調整するようにしてもよい。 When the operator selects a desired inspection condition on the screen shown in FIG. 9, the inspection image stored in association therewith is called as the reference condition 91, and at the same time, the gradation value and frequency of the inspection image stored are stored. A relationship diagram is also called. Next, an inspection image of a sample that is a new inspection object is acquired and stored, and image parameters are extracted. Then, the image parameters shown in step 606 in FIG. 6 are compared to confirm whether they are within a specified range. At this time, since the image as shown in FIG. 11 and the relationship diagram between the gradation value and the frequency are displayed on the monitor 36, it is easy for the operator to understand the situation. This method is effective when inspecting samples having the same specifications under the same inspection conditions. Since it is possible to save the time and effort of adjusting the two-dimensional image and the inspection image, which is a one-dimensional image, the number of adjustment items by the operator can be reduced and the time until the start of the inspection can be shortened. A series of operations including this comparison is automatically performed by a computer. The operator finely adjusts the image parameter of the inspection image while comparing the image parameter of the inspection image of the sample to be newly inspected with the image parameter of the reference image while looking at the screen shown in FIG. It may be.

図１２に、検査の手順のフローチャートを示す。図６に示した一連の作業の後に検査を行う。まず基準画像を記憶部３２から呼び出す（ステップ１２０１）。次に、検査画像である１次元画像を取得し（ステップ１２０２）、基準画像である２次元画像と比較し（ステップ１２０３）、欠陥部の抽出を行う（ステップ１２０４）。このときの基準画像は、図６に示したステップ６０２で得られる２次元画像であっても、ステップ６０４で得られる１次元画像であってもよい。検査工程では、検査対象領域がなくなるまで、ステップ１２０２からステップ１２０４までを繰り返し行う。 FIG. 12 shows a flowchart of the inspection procedure. Inspection is performed after a series of operations shown in FIG. First, a reference image is called from the storage unit 32 (step 1201). Next, a one-dimensional image that is an inspection image is acquired (step 1202), compared with a two-dimensional image that is a reference image (step 1203), and a defective portion is extracted (step 1204). The reference image at this time may be a two-dimensional image obtained in step 602 shown in FIG. 6 or a one-dimensional image obtained in step 604. In the inspection process, steps 1202 to 1204 are repeated until there is no inspection target area.

図１３に、他の検査の手順のフローチャートを示す。図６に示した一連の作業の後に検査を行う。まず基準画像を記憶部３２から呼び出す（ステップ１３０１）。次に、１次元画像である検査画像（Ａ）を取得し（ステップ１３０２）、記憶部３３に記憶する。このとき、記憶部３３には、取得された検査画像のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータが同時に記憶され、図７に示したような階調値と頻度の関係図として抽出するとともに（ステップ１３０３）、モニタ３６に表示する。これを基準画像の画像パラメータと比較して（ステップ１３０４）、規定の範囲内であれば、検査画像（Ａ）を基準画像として記憶、設定する（ステップ１３０６）。次に、検査画像（Ｂ）を取得し（ステップ１３０７）、比較検査（ステップ１３０８）と欠陥部の抽出（ステップ１３０９）による検査工程が開始される。これ以降、検査画像を取得しながら、基準画像に設定した検査画像（Ａ）と比較検査を行い、欠陥を抽出する。ステップ１３０４で画像パラメータが規定の範囲外の場合は、検査画像の画像パラメータを調整して（ステップ１３０５）、検査画像（Ａ）を取得し直す（ステップ１３０２）。 FIG. 13 shows a flowchart of another inspection procedure. Inspection is performed after a series of operations shown in FIG. First, a reference image is called from the storage unit 32 (step 1301). Next, an inspection image (A) that is a one-dimensional image is acquired (step 1302) and stored in the storage unit 33. At this time, image parameters such as focus, brightness, and contrast of the acquired inspection image are simultaneously stored in the storage unit 33, and extracted as a relationship diagram of gradation values and frequencies as shown in FIG. Step 1303) and display on the monitor 36. This is compared with the image parameters of the reference image (step 1304), and if it is within the specified range, the inspection image (A) is stored and set as the reference image (step 1306). Next, an inspection image (B) is acquired (step 1307), and an inspection process by comparison inspection (step 1308) and defect part extraction (step 1309) is started. Thereafter, the inspection image (A) set as the reference image is compared with the inspection image while acquiring the inspection image, and the defect is extracted. If the image parameter is outside the specified range in step 1304, the image parameter of the inspection image is adjusted (step 1305), and the inspection image (A) is acquired again (step 1302).

図１４に、他の検査の手順のフローチャートを示す。初めに、基準画像を取得または呼び出す（ステップ１４０１）。この基準画像は、予め記憶されている画像を図１に示す記憶部３２から呼び出す場合と、新たに取得する場合とがある。新たに取得する場合は、図６中のステップ６０１と６０２を行い、２次元画像を記憶部３２に記憶させる。基準画像のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータは、図７に示したような階調値と頻度の関係として抽出する（ステップ１４０２）。次に、検査画像（Ｃ）を取得し（ステップ１４０３）、検査画像（Ｃ）のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータを、図７に示したような階調値と頻度の関係として抽出する（ステップ１４０４）。これを基準画像の画像パラメータと比較する（ステップ１４０５）。比較の結果、規定の範囲外であれば検査画像（Ｃ）の調整を行い（ステップ１４０６）、ステップ１４０３で検査画像（Ｃ）を再取得する。ステップ１４０５で、画像パラメータが規定の範囲内ならば、検査画像（Ｃ）を基準画像に設定する（ステップ１４０７）。 FIG. 14 shows a flowchart of another inspection procedure. First, a reference image is acquired or called (step 1401). This reference image may be obtained by calling up a previously stored image from the storage unit 32 shown in FIG. 1 or newly acquiring the reference image. In the case of newly acquiring, steps 601 and 602 in FIG. 6 are performed, and the two-dimensional image is stored in the storage unit 32. Image parameters such as the focus, brightness, and contrast of the reference image are extracted as the relationship between the gradation value and the frequency as shown in FIG. 7 (step 1402). Next, an inspection image (C) is acquired (step 1403), and image parameters such as focus, brightness, and contrast of the inspection image (C) are extracted as the relationship between the gradation value and the frequency as shown in FIG. (Step 1404). This is compared with the image parameters of the reference image (step 1405). If the result of comparison is outside the prescribed range, the inspection image (C) is adjusted (step 1406), and the inspection image (C) is reacquired in step 1403. If it is determined in step 1405 that the image parameter is within a specified range, the inspection image (C) is set as a reference image (step 1407).

次に、検査画像（Ｄ）を取得し（ステップ１４０８）、検査画像（Ｄ）のフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータを、図７に示したような階調値と頻度の関係として抽出する（ステップ１４０９）。これを基準画像である検査画像（Ｃ）の画像パラメータと比較する（ステップ１４１０）。比較の結果、規定の範囲外であれば検査画像（Ｄ）の調整を行い（ステップ１４１１）、ステップ１４０８で検査画像（Ｄ）を再取得する。ステップ１４１０で、画像パラメータが規定の範囲内ならば、検査画像（Ｃ）と検査画像（Ｄ）の比較検査を行い（ステップ１４１２）、欠陥を抽出する（ステップ１４１３）。次に、検査画像（Ｄ）を基準画像として設定し（ステップ１４１４）、新たに検査画像を取得する。以下、省略しているが、ステップ１４０８の検査画像の取得の工程から、ステップ１４１４の取得した検査画像を基本画像に設定する工程までを繰り返し行って検査を行う。 Next, an inspection image (D) is acquired (step 1408), and image parameters such as focus, brightness, and contrast of the inspection image (D) are extracted as the relationship between the gradation value and the frequency as shown in FIG. (Step 1409). This is compared with the image parameter of the inspection image (C) which is the reference image (step 1410). As a result of the comparison, if it is out of the prescribed range, the inspection image (D) is adjusted (step 1411), and the inspection image (D) is re-acquired in step 1408. If it is determined in step 1410 that the image parameter is within a specified range, a comparison inspection between the inspection image (C) and the inspection image (D) is performed (step 1412), and a defect is extracted (step 1413). Next, the inspection image (D) is set as a reference image (step 1414), and a new inspection image is acquired. Hereinafter, although omitted, the inspection is repeatedly performed from the step of acquiring the inspection image in step 1408 to the step of setting the acquired inspection image in step 1414 as a basic image.

このように、比較検査した画像を新たに基準画像として設定し、次の検査画像取得時にいつもフォーカス、明るさ、コントラスト等の画像パラメータを調整して、基準画像を次々と更新すると、比較する画像が隣接していて検査条件が近いために、画像パラメータが規定の範囲内に収まる可能性が大きくなり、画像パラメータの調整が省略できる可能性があることから、検査時間の短縮が期待できる。しかし、検査の最初の方と最後の方とで画像パラメータの中央値が少しずつズレが生じ、最初の基準画像と最後の検査画像の画像パラメータが大きく違ってしまう可能性があるので、留意が必要である。 In this way, when a comparatively inspected image is newly set as a reference image, and when the next inspection image is acquired, image parameters such as focus, brightness, and contrast are always adjusted, and the reference image is updated one after another, an image to be compared Since the inspection conditions are close and the image parameters are close to each other, there is a high possibility that the image parameters will fall within the prescribed range, and the adjustment of the image parameters may be omitted, so that the inspection time can be shortened. However, there is a possibility that the median of the image parameters will be slightly shifted between the first and last inspection, and the image parameters of the first reference image and the last inspection image may be greatly different. is necessary.

以上説明したように本発明による実施の形態によれば、取得して記憶させた１次元画像を、基準となる２次元画像の画像条件に合わせて調整することで、所望の比較検査画像の取得が可能になり、欠陥部検査における誤検査を防止でき、検査精度を向上させることができるという有用な効果を得ることができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, a desired comparison inspection image is acquired by adjusting the acquired and stored one-dimensional image according to the image condition of the reference two-dimensional image. Thus, it is possible to prevent the erroneous inspection in the defective portion inspection, and to obtain a useful effect that the inspection accuracy can be improved.

ところで、上記実施の形態において、電子ビームを試料に照射し検査の基準となる基準画像を取得する第１の工程は、図６に示すステップ６０１〜６０２であり、電子ビームを試料に照射し検査の対象となる検査画像を取得する第２の工程は、図６に示すステップ６０４であり、前記検査画像を前記基準画像の画像パラメータに応じて調整する第３の工程は、図６に示すステップ６０５，６０６，６０８であり、第３の工程で調整された検査画像の欠陥を抽出する第４の工程は、図６に示すステップ６０７である。 By the way, in the above-described embodiment, the first step of irradiating the sample with the electron beam and obtaining a reference image as a reference for inspection is steps 601 to 602 shown in FIG. The second step of acquiring the inspection image to be subjected to the inspection is step 604 shown in FIG. 6, and the third step of adjusting the inspection image according to the image parameters of the reference image is the step shown in FIG. 605, 606, and 608, and the fourth step of extracting defects in the inspection image adjusted in the third step is step 607 shown in FIG.

また、電子ビームを試料に照射し取得した検査の基準となる基準画像を記憶する基準画像記憶手段は記憶部３２、電子ビームを試料に照射し取得した検査の対象となる検査画像を記憶する検査画像記憶手段は記憶部３３である。検査画像の画像パラメータを調整する検査画像パラメータ調整手段は画像処理部３７及び／又は制御装置２４、検査画像と基準画像とを比較し欠陥を抽出する比較手段は欠陥判定部３５である。 The reference image storage means for storing a reference image as a reference for the inspection acquired by irradiating the sample with the electron beam is a storage unit 32, and an inspection for storing the inspection image to be acquired by irradiating the sample with the electron beam. The image storage means is the storage unit 33. The inspection image parameter adjustment means for adjusting the image parameter of the inspection image is the image processing unit 37 and / or the control device 24, and the comparison means for comparing the inspection image with the reference image and extracting the defect is the defect determination unit 35.

本発明の一実施例であって電子ビームを用いた検査装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration of an inspection apparatus using an electron beam according to an embodiment of the present invention. １次元画像の取得手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the acquisition procedure of a one-dimensional image. 図１の一部を示す構成図。The block diagram which shows a part of FIG. １次元画像取得時の電子ビームの走査軌跡を示す試料の平面図。The top view of the sample which shows the scanning locus | trajectory of the electron beam at the time of one-dimensional image acquisition. 図４のＰ部の拡大図。The enlarged view of the P section of FIG. 本発明による電子ビームを用いた検査装置の画像調整の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the image adjustment of the inspection apparatus using the electron beam by this invention. 画像の階調値と頻度の関係図。FIG. 6 is a relationship diagram between a gradation value of an image and a frequency. 画像の階調値と頻度の関係図。FIG. 6 is a relationship diagram between a gradation value of an image and a frequency. モニタに表示されるが面図。It is a surface view displayed on the monitor. モニタに表示されるが面図。It is a surface view displayed on the monitor. モニタに表示されるが面図。It is a surface view displayed on the monitor. 検査の手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the procedure of a test | inspection. 検査の手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the procedure of a test | inspection. 検査の手順を示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the procedure of a test | inspection.

符号の説明Explanation of symbols

１…電子銃、２…電子源、５…電子ビーム、８…第１集束レンズ、１０…第２集束レンズ、１２…対物レンズ、１３…試料、１４…試料ステージ、１７，２０…走査信号発生器、１８Ａ，１８Ｂ…偏向器、１９…電極、２１…ブランキング偏向器、２２…可変減速電源、２４…制御装置、２５…情報信号、２６…直交電磁界発生器、２７…検出器、２８…電極、３２，３３…記憶部、３４…演算部、３５…欠陥判定部、３６…モニタ、３７…画像処理部、３８…電極制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun, 2 ... Electron source, 5 ... Electron beam, 8 ... 1st focusing lens, 10 ... 2nd focusing lens, 12 ... Objective lens, 13 ... Sample, 14 ... Sample stage, 17, 20 ... Scan signal generation 18A, 18B ... deflector, 19 ... electrode, 21 ... blanking deflector, 22 ... variable deceleration power source, 24 ... control device, 25 ... information signal, 26 ... orthogonal electromagnetic field generator, 27 ... detector, 28 ... Electrode, 32, 33 ... Storage part, 34 ... Calculation part, 35 ... Defect determination part, 36 ... Monitor, 37 ... Image processing part, 38 ... Electrode control part.

Claims

電子ビームを試料に照射させ、この試料の検査の基準となる基準画像を作成する第１の工程と、電子ビームを試料に照射させ前記基準画像を作成する第１の工程とは異なる方法で検査の対象となる検査画像を取得する第２の工程と、前記検査画像の画像パラメータを前記基準画像のパラメータに応じて調整する第３の工程と、第３の工程で調整された検査画像と前記基準画像とを比較して欠陥がある場合にその欠陥を抽出する第４の工程とを有することを特徴とする電子ビームを用いた検査方法。 The first step of irradiating the sample with an electron beam and creating a reference image as a reference for the inspection of the sample and the first step of irradiating the sample with the electron beam and generating the reference image are performed by different methods. A second step of obtaining an inspection image to be subjected to the inspection, a third step of adjusting image parameters of the inspection image according to parameters of the reference image, the inspection image adjusted in a third step, and the An inspection method using an electron beam comprising: a fourth step of extracting a defect when there is a defect by comparing with a reference image.

試料を保持した試料ステージを停止させ、電子ビームを前記試料に照射させて検査の基準となる基準画像を取得する第１の工程と、前記試料ステージを移動させながら電子ビームを前記試料に１次元に走査させて検査の対象となる検査画像を取得する第２の工程と、前記検査画像の画像パラメータを前記基準画像の画像パラメータに応じて調整する第３の工程と、第３の工程で調整された検査画像と前記基準画像とを比較して前記試料に欠陥がある場合にその欠陥を抽出する第４の工程とを有することを特徴とする電子ビームを用いた検査方法。 A first step of stopping a sample stage holding a sample and irradiating the sample with an electron beam to obtain a reference image serving as a reference for inspection; and a one-dimensional electron beam on the sample while moving the sample stage A second step of acquiring an inspection image to be inspected by scanning, a third step of adjusting an image parameter of the inspection image according to an image parameter of the reference image, and an adjustment in the third step And a fourth step of extracting the defect when the sample has a defect by comparing the inspection image and the reference image, and an inspection method using an electron beam.

前記第１の工程は、前記基準画像の画像パラメータを所定の値となるように調整する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビームを用いた検査方法。 3. The inspection method using an electron beam according to claim 1, wherein the first step includes a step of adjusting an image parameter of the reference image to have a predetermined value.

前記基準画像および前記検査画像の画像パラメータは、画像取得時のフォーカス、画像の明るさ、画像のコントラストのうちの少なくともひとつであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビームを用いた検査方法。 3. The electron beam according to claim 1, wherein the image parameter of the reference image and the inspection image is at least one of focus at the time of image acquisition, image brightness, and image contrast. Inspection method.

前記第３の工程は、前記電子ビームを前記試料に照射させるための集束レンズ又は対物レンズのレンズ電源を制御してフォーカスを調整し、前記対物レンズと前記試料との間に設けられた電極の印加電圧を調整して前記試料の帯電電位を制御して明るさとコントラストを調整するとともに、前記試料へのリターディング電圧を制御してコントラストを調整することを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビームを用いた検査方法。 The third step adjusts the focus by controlling a lens power source of a focusing lens or an objective lens for irradiating the sample with the electron beam, and an electrode provided between the objective lens and the sample. 3. The contrast is adjusted by adjusting the applied voltage to control the charged potential of the sample to adjust the brightness and contrast, and controlling the retarding voltage to the sample. Inspection method using electron beam.

前記試料の帯電を制御する電極へ印加する電圧、前記電子ビームを前記試料の手前で減速させるために該試料に印加する電圧のうち少なくともひとつの印加電圧を制御し、前記検査画像の画像パラメータを調整することを特徴とする請求項１又は２記載の電子ビームを用いた検査方法。 Controlling at least one of the voltage applied to the electrode for controlling the charging of the sample and the voltage applied to the sample to decelerate the electron beam before the sample; The inspection method using an electron beam according to claim 1 or 2, wherein adjustment is performed.

電子ビームを試料に照射させて取得した該試料の検査の基準となる基準画像を記憶する基準画像記憶手段と、前記基準画像の画像パラメータを記憶する基準画像パラメータ記憶手段と、前記基準画像とは異なる条件で取得した検査の対象となる検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、前記検査画像の画像パラメータを記憶する検査画像パラメータ記憶手段と、該検査画像パラメータ記憶手段に記憶された検査画像の画像パラメータを前記基準画像パラメータに記憶された基準画像の画像パラメータに応じて調整する検査画像パラメータ調整手段と、該検査画像パラメータ調整手段でその画像パラメータが調整された検査画像と、前記基準画像記憶手段に記憶された基準画像とを比較し前記試料に欠陥がある場合にその欠陥を抽出する比較手段とを有することを特徴とする電子ビームを用いた検査装置。 Reference image storage means for storing a reference image that is obtained by irradiating a sample with an electron beam and serves as a reference for inspection of the sample, reference image parameter storage means for storing image parameters of the reference image, and the reference image Inspection image storage means for storing inspection images to be inspected acquired under different conditions, inspection image parameter storage means for storing image parameters of the inspection image, and inspection image stored in the inspection image parameter storage means Inspection image parameter adjustment means for adjusting image parameters according to image parameters of the reference image stored in the reference image parameter, inspection image in which the image parameter is adjusted by the inspection image parameter adjustment means, and the reference image storage A comparator for comparing the reference image stored in the means and extracting the defect when the sample is defective Inspection apparatus using an electron beam characterized by having and.

試料を保持した試料ステージを停止させ、電子ビームを前記試料に照射させて取得した検査の基準となる基準画像を記憶する基準画像記憶手段と、前記基準画像の画像パラメータを記憶する基準画像パラメータ記憶手段と、前記試料ステージを移動させながら電子ビームを前記試料に１次元に走査させて取得した検査の対象となる検査画像を記憶する検査画像記憶手段と、前記検査画像の画像パラメータを記憶する検査画像パラメータ記憶手段と、該検査画像パラメータ記憶手段に記憶された検査画像の画像パラメータを前記基準画像パラメータに記憶された基準画像の画像パラメータに応じて調整する検査画像パラメータ調整手段と、該検査画像パラメータ調整手段でその画像パラメータが調整された検査画像と、前記基準画像記憶手段に記憶された基準画像とを比較し前記試料に欠陥がある場合にその欠陥を抽出する比較手段とを有することを特徴とする電子ビームを用いた検査装置。 Reference image storage means for storing a reference image serving as a reference for inspection acquired by stopping the sample stage holding the sample and irradiating the sample with an electron beam, and reference image parameter storage for storing image parameters of the reference image Means, inspection image storage means for storing an inspection image to be inspected obtained by scanning the sample one-dimensionally while moving the sample stage, and inspection for storing image parameters of the inspection image Image parameter storage means, inspection image parameter adjustment means for adjusting the image parameters of the inspection image stored in the inspection image parameter storage means in accordance with the image parameters of the reference image stored in the reference image parameter, and the inspection image An inspection image whose image parameters have been adjusted by the parameter adjustment means, and the reference image storage means Inspection apparatus using an electron beam; and a comparing means for extracting the defect when comparing the 憶 criteria image has a defect in said sample.

前記基準画像の画像パラメータを所定の値となるように調整する基準画像パラメータ調整手段を有することを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 9. The inspection apparatus using an electron beam according to claim 7, further comprising reference image parameter adjusting means for adjusting an image parameter of the reference image to a predetermined value.

前記基準画像および前記検査画像の画像パラメータは、画像取得時のフォーカス、画像の明るさを示す階調値、画像のコントラストのうちの少なくともひとつであることを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 9. The image parameter of the reference image and the inspection image is at least one of a focus at the time of image acquisition, a gradation value indicating brightness of the image, and a contrast of the image. Inspection device using electron beam.

前記検査画像パラメータ調整手段は、前記電子ビームを前記試料に照射させるための集束レンズ又は対物レンズのレンズ電源を制御してフォーカスを調整し、前記対物レンズと前記試料との間に設けられた電極の印加電圧を調整して前記試料の帯電電位を制御して明るさとコントラストを調整するとともに、前記試料へのリターディング電圧を制御してコントラストを調整することを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 The inspection image parameter adjusting unit adjusts the focus by controlling a lens power source of a focusing lens or an objective lens for irradiating the sample with the electron beam, and an electrode provided between the objective lens and the sample 9. The brightness and contrast are adjusted by adjusting the applied voltage of the sample to control the charged potential of the sample, and the contrast is adjusted by controlling the retarding voltage to the sample. Inspection device using electron beam.

前記検査画像パラメータ調整手段は、前記試料の帯電を制御する電極に印加する電圧、前記電子ビームを前記試料の手前で減速させるために該試料に印加する電圧のうち少なくともひとつの印加電圧を制御して前記検査画像の画像パラメータを調整することを含むことを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 The inspection image parameter adjusting unit controls at least one applied voltage among a voltage applied to an electrode for controlling charging of the sample and a voltage applied to the sample to decelerate the electron beam before the sample. The inspection apparatus using an electron beam according to claim 7 or 8, further comprising adjusting an image parameter of the inspection image.

前記検査画像パラメータ調整手段は、前記検査画像とそれに対応する画像パラメータと、前記基準画像とそれに対応する画像パラメータとをモニタへ同時に表示させることを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 9. The electron beam according to claim 7 or 8, wherein the inspection image parameter adjusting means simultaneously displays the inspection image, the image parameter corresponding to the inspection image, the reference image and the image parameter corresponding thereto on a monitor. Inspection device used.

前記検査画像パラメータ調整手段は、複数の検査画像から指定された検査画像とそれに対応する画像パラメータとをモニタへ表示させることを特徴とする請求項７又は８記載の電子ビームを用いた検査装置。 9. The inspection apparatus using an electron beam according to claim 7, wherein the inspection image parameter adjusting unit displays an inspection image designated from a plurality of inspection images and an image parameter corresponding to the inspection image on a monitor.

前記画像パラメータは、前記検査画像の階調値と頻度の関係図であることを特徴とする請求項１４記載の電子ビームを用いた検査装置。 15. The inspection apparatus using an electron beam according to claim 14, wherein the image parameter is a relationship diagram between a gradation value and a frequency of the inspection image.

電子ビームを発生させる電子源と、その発生した電子ビームを試料に集束させて照射する電子レンズと、その集束された電子ビームが前記試料を走査するように前記電子ビームを偏向する電子ビーム偏向手段と、前記電子ビームの照射によって前記試料から発生する情報信号を検出する情報信号検出手段と、前記情報信号を基準画像信号と検査画像信号として記憶する画像信号記憶手段と、前記基準画像信号と前記検査画像とを比較し差を抽出する画像比較手段と、この画像比較手段の結果に基づいて前記試料の欠陥を抽出する欠陥抽出手段とを備えた電子ビームを用いた検査装置において、前記画像信号記憶手段に記憶された基準画像信号と検査画像信号とは異なる条件で取得され、夫々の画像の階調値とその頻度の関係を抽出する階調値抽出手段と、この階調値抽出手段で抽出された基準画像信号の階調値とその頻度の関係と検査画像信号の階調値とその頻度の関係とを比較する階調値比較手段と、この階調値比較手段で比較した結果に基づいて前記検査画像信号の階調値とその頻度の関係を調整する調整手段とを備え、前記画像比較手段は前記基準画像信号と前記調整手段で階調値とその頻度の関係が調整された検査画像信号とを比較するように構成したことを特徴とする電子ビームを用いた検査装置。 An electron source that generates an electron beam, an electron lens that focuses and irradiates the generated electron beam on a sample, and an electron beam deflecting unit that deflects the electron beam so that the focused electron beam scans the sample Information signal detection means for detecting an information signal generated from the sample by irradiation of the electron beam, image signal storage means for storing the information signal as a reference image signal and an inspection image signal, the reference image signal, and the In the inspection apparatus using an electron beam, comprising: an image comparison unit that compares an inspection image and extracts a difference; and a defect extraction unit that extracts a defect of the sample based on a result of the image comparison unit. The reference image signal and the inspection image signal stored in the storage means are acquired under different conditions, and the gradation value for extracting the relationship between the gradation value of each image and its frequency A gradation value comparison means for comparing a relationship between the gradation value of the reference image signal extracted by the gradation value extraction means and the frequency thereof, and a relationship between the gradation value of the inspection image signal and the frequency thereof; Adjusting means for adjusting the relationship between the gradation value of the inspection image signal and its frequency based on the result of comparison by the gradation value comparing means, and the image comparing means is configured to adjust the relationship between the reference image signal and the adjusting means. An inspection apparatus using an electron beam, which is configured to compare an inspection image signal whose relationship between a tone value and its frequency is adjusted.

前記調整手段は、前記電子レンズと前記試料間に設置され前記試料の帯電電圧を制御する電極であることを特徴とする請求項１６記載の電子ビームを用いた検査装置。
17. The inspection apparatus using an electron beam according to claim 16, wherein the adjusting means is an electrode that is installed between the electron lens and the sample and controls a charging voltage of the sample.