JP2008052934A - Test device and method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test device and a test method wherein false detection based on this can be suppressed even in the case of the outer periphery or the like of a sample such as a wafer having a charge change caused by a structural change in the sample. <P>SOLUTION: In the test device equipped with an electron optical device 3 in which an electron beam 19 is irradiated and scanned to the sample by a scan deflector 15 and in which secondary charged particles generated by this are detected, an image processing part 5 in which a defect of a repetition pattern formed at the sample 9 is detected by forming an image of the sample by a detected signal of the secondary charged particles and sequentially comparing the neighboring two images, and a control part 6 to set a test condition to the sample 9 in order to control the electron optical device 3 and the image processing part 5, the control part 6 outputs a signal to the scan deflector 15 in which the electron beam 19 is sequentially scanned to the outer peripheral part from the center part of the sample 9. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細なパターンを有する半導体装置、基板、ホトマスク（露光マスク）、液晶等を検査する走査電子顕微鏡を用いた検査装置および検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method using a scanning electron microscope for inspecting a semiconductor device having a fine pattern, a substrate, a photomask (exposure mask), a liquid crystal, and the like.

コンピュータ等に使用されるメモリやマイクロコンピュータなどの半導体装置は、ホトマスクに形成された回路等のパターンを、露光処理、リソグラフィー処理、エッチング処理等により転写する工程を繰り返すことによって製造される。半導体装置の製造過程において、リソグラフィー処理、エッチング処理、その他の処理の結果の良否、異物発生等の欠陥の存在は、半導体装置の製造歩留まりに大きく影響を及ぼす。   A semiconductor device such as a memory or a microcomputer used in a computer or the like is manufactured by repeating a process of transferring a pattern such as a circuit formed on a photomask by an exposure process, a lithography process, an etching process, or the like. In the manufacturing process of a semiconductor device, the quality of the results of lithography processing, etching processing, and other processing, and the presence of defects such as generation of foreign matter greatly affect the manufacturing yield of the semiconductor device.

したがって、異常発生や不良発生を、早期に、あるいは、事前に検知するために、各製造工程の終了時に半導体ウエハ上のパターンの検査が実施されている。   Therefore, in order to detect the occurrence of abnormality or defect early or in advance, a pattern on the semiconductor wafer is inspected at the end of each manufacturing process.

ウエハの口径増大と回路パターンの微細化に追随して高スループット且つ高精度な検査を行うためには、非常に高速に、高ＳＮな画像を取得する必要が有る。そのため、通常の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の１０００倍以上（１００ｎＡ以上）の大電流ビームを用いて照射される電子数を確保し、高ＳＮ比を保持している。さらに、基板から発生する二次電子、反射電子の高速、且つ高効率な検出が必須である。   In order to perform high-throughput and high-precision inspection following the increase in wafer diameter and circuit pattern miniaturization, it is necessary to acquire a high SN image at a very high speed. Therefore, the number of electrons irradiated using a high-current beam 1000 times or more (100 nA or more) of a normal scanning electron microscope (SEM) is secured, and a high SN ratio is maintained. Furthermore, high-speed and highly efficient detection of secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate is essential.

また、レジスト等の絶縁膜を伴った半導体基板が帯電の影響を受けないように２ｋｅＶ以下の低加速電子線を照射している。この技術については、非特許文献１に記載がある。しかし、大電流で、かつ低加速の電子線では空間電荷効果による収差が生じ、高分解能な観察が困難であった。   In addition, a low acceleration electron beam of 2 keV or less is irradiated so that the semiconductor substrate with an insulating film such as a resist is not affected by charging. This technique is described in Non-Patent Document 1. However, aberrations due to the space charge effect occur in a high-current and low-acceleration electron beam, and high-resolution observation is difficult.

この問題を解決する方法として、試料直前で高加速電子線を減速し、試料上で実質的に低加速電子線として照射する手法が知られている。例えば、特許文献１、特許文献２に記載された技術がある。   As a method for solving this problem, there is known a method in which a high acceleration electron beam is decelerated immediately before a sample and irradiated on the sample as a substantially low acceleration electron beam. For example, there are techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2.

また、画像を構成する画素の電子線走査方向のピッチである画素ピッチを決定する画素ピッチ決定手段、または画素の電子線送り方向のピッチであるラインピッチを決定するラインピッチ決定手段を有し、検査速度決定手段で決定される検査速度が、画素ピッチ決定手段またはラインピッチ決定手段により決定された画素ピッチまたはラインピッチに基づいて決定されるようにした電子線を用いた外観検査装置が、特許文献３に記載されている。   Further, the pixel pitch determining means for determining the pixel pitch which is the pitch in the electron beam scanning direction of the pixels constituting the image, or the line pitch determining means for determining the line pitch which is the pitch in the electron beam feeding direction of the pixel, An appearance inspection apparatus using an electron beam in which an inspection speed determined by an inspection speed determination unit is determined based on a pixel pitch or a line pitch determined by a pixel pitch determination unit or a line pitch determination unit is disclosed in Japanese Patent It is described in Document 3.

特開平２−１４２０４５号公報JP-A-2-142045 特開平６−１３９９８５号公報JP-A-6-139985 特開２００３−８３９１７号公報JP 2003-83917 A

以上のようなＳＥＭを利用した検査装置においては、試料内で構造が変化してしまうと、帯電量も変化し良質な電子線画像が取得できなくなり、誤検出の大きな原因になっていたが、従来技術ではこの点に対する配慮がされていなかった。即ち、
試料に電子ビームを照射すると、帯電が発生し、この帯電の影響で電子ビームが変化する。この変化が一定であるならば、電子ビームの変化も一定となり問題ないが、試料の場所によって、試料内の構造が変化すると、電子ビームも一定に保てなくなり、試料の場所によって良質な画像取得が困難になってしまい誤検出の大きな原因になってしまう。 In the inspection apparatus using the SEM as described above, if the structure changes in the sample, the charge amount also changes and a high-quality electron beam image cannot be acquired, which is a major cause of false detection. In the prior art, this point was not taken into consideration. That is,
When the sample is irradiated with an electron beam, charging occurs, and the electron beam changes due to the influence of the charging. If this change is constant, the change in the electron beam will be constant, and there will be no problem. However, if the structure in the sample changes depending on the location of the sample, the electron beam cannot be kept constant. Will become difficult and will be a major cause of false detection.

これを抑制する為に、検査対象部の帯電を飽和させるプリチャージや、検査完了部の帯電が、次検査部に対する影響を低減させるための、ディスチャージを行う検査方法を行っていたが、試料の場所による構造変化には、対応不可能であった。特に、照射対象物であるウエハは、外周部にはパターンが存在しないまたは、存在したとしても製造プロセスが違うダミーダイであるので、帯電の仕方に違いが発生し、誤検出の要因になってしまうという問題がある。   In order to suppress this, a pre-charge for saturating the charge of the inspection target part and a discharge for reducing the influence of the charge of the inspection completion part on the next inspection part have been performed. It was impossible to respond to structural changes by location. In particular, the wafer that is the object to be irradiated is a dummy die that does not have a pattern on the outer periphery or has a different manufacturing process even if it exists. There is a problem.

本発明は、上記の問題点を解決するもので、上述のように、電子ビームを使用した検査装置のおける試料内の構造変化によって、帯電変化による影響を抑制することができる検査装置及び検査方法が必要である。   The present invention solves the above-described problems, and as described above, an inspection apparatus and an inspection method capable of suppressing the influence due to a change in charge due to a structural change in a sample in an inspection apparatus using an electron beam. is required.

本発明の目的は、試料内の構造変化に起因する帯電変化を有するウエハ等の試料の外周等であっても、これに基づく誤検出を抑えることができる検査装置および検査方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of suppressing erroneous detection based on the outer periphery of a sample such as a wafer having a charge change caused by a structural change in the sample. is there.

上記の目的を達成するために、第１の発明は、走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置において、前記制御部は、前記電子線を試料の中央部からその外周部に向かって順次走査させる信号を、前記走査偏向器に出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the first invention is an electron optical system apparatus for detecting a secondary charged particle generated by irradiating and scanning an electron beam onto a sample by a scanning deflector, and the secondary charged particle. An image processing unit that generates an image of the sample from the detection signal of the sample and sequentially compares two adjacent images to detect defects in a repetitive pattern formed on the sample, the electron optical system device, and the image And a control unit that sets an inspection condition for the sample to control the processing unit, wherein the control unit outputs a signal for sequentially scanning the electron beam from the central part of the sample toward the outer peripheral part thereof. Output to the scanning deflector.

また、第２の発明は、走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置において、前記制御部は、前記電子線を試料の中央部から一方側の外周部に向かって順次走査させた後、試料の中央部から他方側の外周部に向かって順次走査させる信号を、前記走査偏向器に出力することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron optical system device for irradiating and scanning an electron beam onto a sample by a scanning deflector and detecting secondary charged particles generated thereby, and a detection signal of the sample from the detection signal of the secondary charged particles. In order to control the image processing unit, the electron optical system device, and the image processing unit that generate an image and sequentially detect a defect of a repetitive pattern formed on the sample by sequentially comparing two adjacent images An inspection apparatus including a control unit for setting an inspection condition for the sample, wherein the control unit sequentially scans the electron beam from the central part of the sample toward the outer peripheral part on one side, and then the central part of the sample. A signal for sequentially scanning from the first to the other outer peripheral portion is output to the scanning deflector.

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記試料は、半導体ウエハであることを特徴とする。   Furthermore, a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the sample is a semiconductor wafer.

また、第４の発明は、走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置によって前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する検出方法において、前記電子線を、前記制御部からの信号に基づいて制御される前記走査偏向器によって、試料の中央部からその外周部に向かって順次走査させることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electron optical system device for irradiating and scanning an electron beam onto a sample by a scanning deflector and detecting secondary charged particles generated thereby, and a detection signal of the sample from the detection signal of the secondary charged particles. In order to control the image processing unit, the electron optical system device, and the image processing unit that generate an image and sequentially detect a defect of a repetitive pattern formed on the sample by sequentially comparing two adjacent images In a detection method for detecting a defect in a repetitive pattern formed on the sample by an inspection apparatus including a control unit for setting an inspection condition for the sample, the electron beam is controlled based on a signal from the control unit. The scanning deflector sequentially scans from the center of the sample toward the outer periphery thereof.

更に、第５の発明は、走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置によって前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する検出方法において、前記電子線を、前記制御部からの信号に基づいて制御される前記走査偏向器によって、前記試料の中央部から一方側の外周部に向かって順次走査させた後、試料の中央部から他方側の外周部に向かって順次走査させることを特徴とする。   Furthermore, a fifth invention is directed to an electron optical system device for detecting a secondary charged particle generated by irradiating and scanning an electron beam to a sample by a scanning deflector, and a detection signal of the secondary charged particle. In order to control the image processing unit, the electron optical system device, and the image processing unit that generate an image and sequentially detect a defect of a repetitive pattern formed on the sample by sequentially comparing two adjacent images In a detection method for detecting a defect in a repetitive pattern formed on the sample by an inspection apparatus including a control unit for setting an inspection condition for the sample, the electron beam is controlled based on a signal from the control unit. The scanning deflector sequentially scans from the center of the sample toward the outer periphery on one side, and then sequentially scans from the center of the sample toward the outer periphery on the other side. The features.

本発明の検査装置によれば、試料（ウエハ）外周部等の構造変化に起因する帯電変化に基づく、誤検出発生頻度を低減した検査が可能になり、検査精度を向上させることができる。   According to the inspection apparatus of the present invention, it is possible to perform inspection with reduced frequency of occurrence of erroneous detection based on a change in charge caused by a structural change in the outer periphery of a sample (wafer), and improve inspection accuracy.

本発明の検査方法によれば、試料（ウエハ）外周部等の構造変化に起因する帯電変化に基づく、誤検出発生頻度が低減し、検査時間の増加を発生することなく検査精度を向上させることができる。   According to the inspection method of the present invention, it is possible to reduce the frequency of erroneous detection based on a change in charge caused by a structural change in the outer peripheral portion of the sample (wafer), and improve the inspection accuracy without causing an increase in inspection time. Can do.

以下、本発明の検査装置および検査方法の実施の形態を備えたＳＥＭ式外観検査装置を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の検査装置および検査方法の一実施の形態を備えたＳＥＭ式外観検査装置の構成を示すもので、この図１において、検査装置１は、検査室２を有している。検査室２は、電子光学系装置３と光学顕微鏡部４と試料室８を有している。 Hereinafter, an SEM appearance inspection apparatus provided with embodiments of an inspection apparatus and an inspection method of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an SEM visual inspection apparatus provided with an embodiment of the inspection apparatus and inspection method of the present invention. In FIG. 1, the inspection apparatus 1 has an inspection room 2. . The examination room 2 includes an electron optical system device 3, an optical microscope unit 4, and a sample room 8.

電子光学系装置３は、電子銃１０、電子線の引出電極１１、コンデンサレンズ１２、ブランキング偏向器１３、絞り１４、走査偏向器１５、対物レンズ１６、反射板１７、ＥｘＢ偏向器１８、及び、二次電子検出器２０を有している。   The electron optical system 3 includes an electron gun 10, an electron beam extraction electrode 11, a condenser lens 12, a blanking deflector 13, a diaphragm 14, a scanning deflector 15, an objective lens 16, a reflector 17, an ExB deflector 18, and The secondary electron detector 20 is included.

光学顕微鏡部４は、白色光源３２、光学レンズ３３、及び、ＣＣＤカメラ３４を有しており、電子光学系装置３の近傍に配置されている。電子光学系装置３と光学顕微鏡部４は、互いに影響を及ぼさない程度離れた位置に配置されている。   The optical microscope unit 4 includes a white light source 32, an optical lens 33, and a CCD camera 34, and is disposed in the vicinity of the electron optical system device 3. The electron optical system device 3 and the optical microscope unit 4 are arranged at positions separated from each other so as not to affect each other.

試料室８は、試料９を載置する試料台２６、Ｘステージ２７、Ｙステージ２８、及び、回転ステージ２９を有する。試料９は、Ｘ方向（図１の左右方向）及びＹ方向（図１の紙面の直交方向）に移動可能であり、且つ、Ｚ軸周りに回転可能である。試料９は半導体ウエハである。Ｘステージ２７またはＹステージ２８は、試料９を電子光学系装置３と光学顕微鏡部４の間にて往復移動させることができる。電子顕微鏡像を観察する場合には、試料９を電子光学系装置３の光軸に、光学顕微鏡像を観察する場合には、試料９を光学顕微鏡部４の光軸に対応するように試料台２６上に配置する。   The sample chamber 8 includes a sample stage 26 on which the sample 9 is placed, an X stage 27, a Y stage 28, and a rotary stage 29. The sample 9 can move in the X direction (left-right direction in FIG. 1) and the Y direction (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1), and can rotate about the Z axis. Sample 9 is a semiconductor wafer. The X stage 27 or the Y stage 28 can reciprocate the sample 9 between the electron optical system device 3 and the optical microscope unit 4. When observing an electron microscope image, the sample 9 is aligned with the optical axis of the electron optical system device 3, and when observing the optical microscope image, the sample 9 is aligned with the optical axis of the optical microscope unit 4. 26.

ＳＥＭ式外観検査装置１は、更に、画像処理部５、制御部６、二次電子検出部７、位置モニタ測長器３０、試料高さ測定器３１、補正制御回路３５、走査信号発生器３６、及び対物レンズ電源３７を有している。   The SEM visual inspection apparatus 1 further includes an image processing unit 5, a control unit 6, a secondary electron detection unit 7, a position monitor length measuring device 30, a sample height measuring device 31, a correction control circuit 35, and a scanning signal generator 36. , And an objective lens power source 37.

二次電子検出部７は、プリアンプ２１、ＡＤ変換器２２、光変換手段２３を有し、光伝送手段２４を介して画像処理部５に接続されている。   The secondary electron detection unit 7 includes a preamplifier 21, an AD converter 22, and a light conversion unit 23, and is connected to the image processing unit 5 through an optical transmission unit 24.

位置モニタ測長器３０は、Ｘステージ２７、Ｙステージ２８、及び回転ステージ２９の位置を実時間でモニタし、その位置情報を、補正制御回路３５を介して制御部６に送信する。試料高さ測定器３１は、試料９の高さを実時間で測定し、測定した情報を補正制御回路３５介して制御部６に送信する。   The position monitor length measuring device 30 monitors the positions of the X stage 27, the Y stage 28, and the rotary stage 29 in real time, and transmits the position information to the control unit 6 via the correction control circuit 35. The sample height measuring device 31 measures the height of the sample 9 in real time, and transmits the measured information to the control unit 6 via the correction control circuit 35.

制御部６は、補正制御回路３５を介して入力してデータに基づいて、補正信号を生成し、この補正信号を補正制御回路３５に出力する。補正制御回路３５は、対物レンズ電源３７に対物レンズ１６の補正信号を送信し、走査信号発生器３６にブランキング偏向器１３の補正信号を送信する。それによって、電子線１９が試料９上の所定の位置に照射される。制御部６は、試料９が交換されても、試料毎に電子線を照射した領域を記憶する。   The control unit 6 generates a correction signal based on the data input through the correction control circuit 35 and outputs the correction signal to the correction control circuit 35. The correction control circuit 35 transmits a correction signal for the objective lens 16 to the objective lens power source 37 and transmits a correction signal for the blanking deflector 13 to the scanning signal generator 36. Thereby, the electron beam 19 is irradiated to a predetermined position on the sample 9. Even if the sample 9 is replaced, the control unit 6 stores the region irradiated with the electron beam for each sample.

また、制御部６は、試料（ウエハ）９の外周部等の構造が大きく違った部分でも、帯電変化に基づく誤検出を抑制し、良質な電子線画像を取得するために、構造変化が大きいウエハ９の外周部を、電子線の走査開始位置から外すような制御信号を、走査偏向器１５に出力する。   In addition, the control unit 6 has a large structural change in order to suppress erroneous detection based on a change in charge and acquire a high-quality electron beam image even in a part where the structure of the sample (wafer) 9 is significantly different. A control signal for removing the outer peripheral portion of the wafer 9 from the scanning start position of the electron beam is output to the scanning deflector 15.

この電子線１９の走査について、更に詳述すると、現状の検査方法でも、走査開始位置側にある、ウエハ９の外周部にあるダイを除けば、実現可能ではあるが、これではウエハ９全面を検査することが、不可能となるので、電子線の走査方向を、図２に示すように、例えばウエハ９の左から右だけでなく、右から左にすることも可能にし、電子線の走査方向を、ウエハ９のセンター部から外側に向かって、左右方向（Ｘ方向）に走査することで、ウエハ全面領域の検査が可能にすることができる。   The scanning of the electron beam 19 will be described in more detail. Even with the current inspection method, it is feasible except for the die on the outer peripheral portion of the wafer 9 on the scanning start position side. Since inspection becomes impossible, the scanning direction of the electron beam can be changed not only from the left to the right of the wafer 9 but also from the right to the left as shown in FIG. By scanning the direction in the left-right direction (X direction) from the center portion of the wafer 9 to the outside, it is possible to inspect the entire area of the wafer.

更に具体的には、図３に示すように、まず、検査対象部であるウエハ９を、その中心から右側と左側に分け、その左側下部の中心（図３の（１））から、電子線を右方向に走査を開始し、図３の（２）まで走査した後、上述と同様に図３の（３）、（４）の順番に順次上方に走査し、上端（図３の（７））まで行ったら、ウエハの上端の中心部（図３の（８））に移動し、ウエハ９の右側について、図３の（９）、（１０）、（１１）の順に上端から下方に向かい走査することにより、電子線の走査移動距離を最小にすることができる。ステージの移動は、マップ上にマーク表示（図３−（１２））をすれば、容易に確認することができる。なお、図３において、上下方向はＹ方向である。   More specifically, as shown in FIG. 3, first, the wafer 9 which is an inspection target part is divided into a right side and a left side from the center, and an electron beam is drawn from the center on the lower left side ((1) in FIG. 3). 3 is started in the right direction and is scanned up to (2) in FIG. 3, and then sequentially scanned upward in the order of (3) and (4) in FIG. )), The wafer is moved to the center of the upper end of the wafer ((8) in FIG. 3), and the right side of the wafer 9 is moved downward from the upper end in the order of (9), (10), (11) in FIG. By scanning in the opposite direction, the scanning movement distance of the electron beam can be minimized. The movement of the stage can be easily confirmed by displaying a mark on the map (FIG. 3- (12)). In FIG. 3, the vertical direction is the Y direction.

制御部６には、予め電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、二次電子検出器２０の信号取り込みタイミング、試料台３の移動速度等々の条件が、目的に応じて任意にあるいは選択して設定できるよう入力されている。   In the control unit 6, conditions such as an acceleration voltage at the time of generating an electron beam, an electron beam deflection width, a deflection speed, a signal capturing timing of the secondary electron detector 20, a moving speed of the sample stage 3, etc. are arbitrarily set according to the purpose. It is entered so that it can be selected or set.

電子銃１０からの電子線１９は、引出電極１１によって引き出され、コンデンサレンズ１２、絞り１４、対物レンズ１６を通って試料９へ照射される。電子線１９は細く絞られたビームであり、走査偏向器１５によって試料９を走査される。   An electron beam 19 from the electron gun 10 is extracted by the extraction electrode 11, and is irradiated to the sample 9 through the condenser lens 12, the diaphragm 14, and the objective lens 16. The electron beam 19 is a narrowed beam, and the sample 9 is scanned by the scanning deflector 15.

ブランキング偏向器１３は、電子線１９を絞り１４の開口部の外側に偏向させる。それによって、電子線１９が試料９へ照射することを回避させることができる。   The blanking deflector 13 deflects the electron beam 19 to the outside of the opening of the diaphragm 14. Thereby, irradiation of the sample 9 with the electron beam 19 can be avoided.

試料９に電子線１９が照射されると試料９から二次電子５０が発生する。二次電子はＥｘＢ偏向器１８によって軌道を曲げられて反射板１７を照射し、第二の二次電子５１が発生する。二次電子５２は、二次電子検出器２０によって検出される。   When the sample 9 is irradiated with the electron beam 19, secondary electrons 50 are generated from the sample 9. The secondary electrons are bent in the trajectory by the ExB deflector 18 and irradiate the reflecting plate 17, and second secondary electrons 51 are generated. The secondary electrons 52 are detected by the secondary electron detector 20.

二次電子検出器２０の出力信号は、二次電子検出部７のプリアンプ２１で増幅され、ＡＤ変換器２２によりデジタルデータとなり、光変換手段２３から光ファイバ等の光伝送手段２４によって、画像処理部５の電気変換手段２５へ送られる。   The output signal of the secondary electron detector 20 is amplified by the preamplifier 21 of the secondary electron detector 7, converted into digital data by the AD converter 22, and image processing is performed from the light conversion means 23 by the optical transmission means 24 such as an optical fiber. It is sent to the electrical conversion means 25 of the unit 5.

画像処理部５は、明るさ補正部３８、第１制御部３９、第１ダイ画像記憶部４０、第２ダイ画像記憶部４１、第３ダイ画像記憶部４２、セル画像記憶部４３、第２制御部４４、ダイ比較位置ズレ検出部４５、ダイ比較欠陥検出部４６、セル比較欠陥検出部４７、欠陥種類自動判別部４８、及びモニタ４９を含む。画像処理部５の各部の動作命令および動作条件は、制御部６から入出力される。   The image processing unit 5 includes a brightness correction unit 38, a first control unit 39, a first die image storage unit 40, a second die image storage unit 41, a third die image storage unit 42, a cell image storage unit 43, a second A control unit 44, a die comparison position shift detection unit 45, a die comparison defect detection unit 46, a cell comparison defect detection unit 47, a defect type automatic discrimination unit 48, and a monitor 49 are included. Operation commands and operation conditions of each unit of the image processing unit 5 are input / output from the control unit 6.

画像処理部５では、光伝送手段２４を介して入力した画像信号を、電気変換手段２５によって再び電気信号に変換し、明るさ補正部３８で、あらかじめ設定された明るさ補正条件により補正し、更にノイズ除去の為の画像フィルターを掛けた後に、第１制御部３９に送信する。   The image processing unit 5 converts the image signal input via the light transmission unit 24 into an electrical signal again by the electrical conversion unit 25, and the brightness correction unit 38 corrects it according to a preset brightness correction condition. Further, after applying an image filter for noise removal, the image is transmitted to the first control unit 39.

第１制御部３９は、明るさ補正部３８からの連続画像データより、３個の互いに隣接するダイ領域を撮像したダイ画像を切り出す。ダイ画像は、数ミリ単位に同一パターンが存在する半導体ウエハのダイ部を比較するための画像である。第１ダイ画像は第１ダイ画像記憶部４０が記憶し、第２ダイ画像は第２ダイ画像記憶部４１が記憶し、第３ダイ画像は第３ダイ画像記憶部４２が記憶する。   The first control unit 39 cuts out a die image obtained by imaging three adjacent die regions from the continuous image data from the brightness correction unit 38. The die image is an image for comparing the die portions of the semiconductor wafer having the same pattern in units of several millimeters. The first die image storage unit 40 stores the first die image, the second die image is stored by the second die image storage unit 41, and the third die image is stored by the third die image storage unit 42.

第１制御部３９は、明るさ補正部３８からの連続画像データより、セル画像を生成し、それをセル画像記憶部４３に送信する。セル画像は、ダイ内に同一パターンが数ミクロン単位に隣接するセル部を比較するための画像である。   The first control unit 39 generates a cell image from the continuous image data from the brightness correction unit 38 and transmits it to the cell image storage unit 43. The cell image is an image for comparing cell portions in which the same pattern is adjacent to each other in units of several microns in the die.

第２制御部４４は、第１ダイ画像記憶部４０、第２ダイ画像記憶部４１、及び、第３ダイ画像記憶部４２から、それぞれダイ画像を切り出し、それをダイ比較位置ズレ検出部４５に送信する。第２制御部４４は、セル画像記憶部４３からセル比較用画像を切り出し、それをセル比較欠陥検出部４７に送信する。   The second control unit 44 cuts out die images from the first die image storage unit 40, the second die image storage unit 41, and the third die image storage unit 42, and sends them to the die comparison position deviation detection unit 45. Send. The second control unit 44 cuts out the cell comparison image from the cell image storage unit 43 and transmits it to the cell comparison defect detection unit 47.

ダイ比較位置ズレ検出部４５は、第１ダイ画像記憶部４０と第２ダイ画像記憶部４１からのダイ画像を比較し、第２ダイ画像記憶部４１と第３ダイ画像記憶部４２からのダイ画像を比較する。即ち、第１ダイ画像と第２ダイ画像を比較し、第２ダイ画像と第３ダイ画像を比較する。こうして、３つのダイ画像の隣接する２つのダイ画像を順次比較する。   The die comparison position deviation detection unit 45 compares the die images from the first die image storage unit 40 and the second die image storage unit 41, and compares the die images from the second die image storage unit 41 and the third die image storage unit 42. Compare images. That is, the first die image and the second die image are compared, and the second die image and the third die image are compared. Thus, two adjacent die images of the three die images are sequentially compared.

ダイ比較位置ズレ検出部４５は、２画像間の位置ずれ量を演算し、それを２画像と共にダイ比較欠陥検出部４６に送信する。   The die comparison position deviation detection unit 45 calculates the amount of positional deviation between the two images, and transmits it to the die comparison defect detection unit 46 together with the two images.

ダイ比較欠陥検出部４６は、位置ずれ量に基づいて、欠陥有無を判定する。ダイ比較欠陥検出部４６は、欠陥有りと判断した画像を欠陥種類自動判別部４８に送信する。   The die comparison defect detection unit 46 determines the presence / absence of a defect based on the amount of displacement. The die comparison defect detection unit 46 transmits an image determined to have a defect to the defect type automatic determination unit 48.

セル比較欠陥検出部４７は、第２制御部４４から送られてきたセル画像とそれより１セル分遅れたセル画像を比較演算し欠陥有無を判定する。即ち、隣接する２つのセル画像を順次比較する。セル比較欠陥検出部４７は、欠陥有りと判断した画像を欠陥種類自動判別部４８に送信する。   The cell comparison defect detection unit 47 compares the cell image sent from the second control unit 44 with the cell image delayed by one cell and determines the presence / absence of a defect. That is, two adjacent cell images are sequentially compared. The cell comparison defect detection unit 47 transmits the image determined to have a defect to the defect type automatic determination unit 48.

ダイ比較欠陥判定部４６、及び、セル比較欠陥検出部４７は、２つの画像の差分である差画像信号の絶対値を所定の閾値と比較し、欠陥サイズを所定の欠陥サイズと比較する。所定の閾値を明るさ閾値と呼び、所定の欠陥サイズを面積フィルターと呼ぶ。差画像信号の絶対値が明るさ閾値より大きく、且つ、欠陥サイズが面積フィルターよりも大きい場合には欠陥と判定する。   The die comparison defect determination unit 46 and the cell comparison defect detection unit 47 compare the absolute value of the difference image signal, which is the difference between the two images, with a predetermined threshold value, and compare the defect size with a predetermined defect size. The predetermined threshold is called a brightness threshold, and the predetermined defect size is called an area filter. When the absolute value of the difference image signal is larger than the brightness threshold and the defect size is larger than the area filter, it is determined as a defect.

しかしながら、パターン作成時の像歪などで発生するずれ分が欠陥として判定される可能性がある。そこで、本例では、このような欠陥に対する許容値が設定されている。この許容値を、位置ずれ閾値と呼ぶ。   However, there is a possibility that a deviation caused by image distortion at the time of pattern creation is determined as a defect. Therefore, in this example, an allowable value for such a defect is set. This allowable value is called a positional deviation threshold.

自動判別部４８は、ダイ比較欠陥判定部４６、及び、セル比較欠陥検出部４７で欠陥と判断された画像を用い、欠陥部の明るさ及び、明るさの微分値、サイズ、面積、縦横比などの特徴量を算出し、欠陥種類の自動判別条件に基づいて、欠陥種類を分類し、モニタ４９に出力する。   The automatic determination unit 48 uses the image determined as a defect by the die comparison defect determination unit 46 and the cell comparison defect detection unit 47, and the brightness of the defect portion, the differential value of the brightness, the size, the area, and the aspect ratio. And the like, and the defect type is classified based on the defect type automatic discrimination condition and output to the monitor 49.

次に、上述した本発明の検査装置の一実施の形態によって、製造過程でパターン加工が施された半導体ウエハを検査する手順を説明する。
試料９が図示しない試料交換室へロードされる。試料９は図示しない試料ホルダに搭載されて保持固定された後に試料交換室が真空排気される。試料９は、試料交換室がある程度の真空度に達したら検査室２に移載される。検査室２では、試料台２６に、Ｘステージ２７、Ｙステージ２８、回転ステージ２９を介して試料ホルダごと載せられ、保持固定される。予め登録された電子線ビームの照射条件が設定され、フォーカスなどのキャリブレーションが実施される。 Next, a procedure for inspecting a semiconductor wafer that has been subjected to pattern processing in the manufacturing process will be described according to an embodiment of the above-described inspection apparatus of the present invention.
The sample 9 is loaded into a sample exchange chamber (not shown). After the sample 9 is mounted and fixed on a sample holder (not shown), the sample exchange chamber is evacuated. The sample 9 is transferred to the inspection chamber 2 when the sample exchange chamber reaches a certain degree of vacuum. In the examination room 2, the sample holder is placed on the sample stage 26 via the X stage 27, the Y stage 28, and the rotary stage 29, and is held and fixed. Pre-registered electron beam irradiation conditions are set, and calibration such as focus is performed.

先ず、光学顕微鏡部４による準備作業が行われる。試料９は、レイアウト情報、回転量検出条件に基づいて、Ｘステージ２７、Ｙステージ２８のＸおよびＹ方向の移動により光学顕微鏡部４の下の所定の第一の座標に配置され、モニタ４９により試料９の上に形成された回路パターンの光学顕微鏡画像が観察される。そして、位置回転補正のために予め記憶された同等の回路パタ−ン画像と比較され、第一の座標の位置補正値が算出される。次に、第一の座標から一定距離だけ離れ、第一の座標と同等の回路パタ−ンが存在する第二の座標に移動し、同様に、光学顕微鏡画像が観察され、位置回転補正のために記憶された回路パターン画像と比較され、第二の座標の位置補正値および第一の座標に対する回転ずれ量が算出される。この算出された回転ずれ量分だけ回転ステージ２９が回転して回転ずれ量を補正する。   First, preparation work by the optical microscope unit 4 is performed. The sample 9 is placed at a predetermined first coordinate under the optical microscope unit 4 by the movement of the X stage 27 and the Y stage 28 in the X and Y directions based on the layout information and the rotation amount detection condition. An optical microscope image of the circuit pattern formed on the sample 9 is observed. Then, it is compared with an equivalent circuit pattern image stored in advance for position rotation correction, and a position correction value of the first coordinate is calculated. Next, it moves away from the first coordinate by a certain distance and moves to the second coordinate where a circuit pattern equivalent to the first coordinate exists, and similarly, an optical microscope image is observed to correct position rotation. The position correction value of the second coordinate and the rotational deviation amount with respect to the first coordinate are calculated. The rotation stage 29 is rotated by the calculated rotation deviation amount to correct the rotation deviation amount.

なお、本実施例では回転ステージ２９の回転により回転ずれ量を補正しているが、回転ステージ２９を設けず、算出された回転ずれ量に基づいて、電子線の走査偏向位置を補正してもよい。   In this embodiment, the rotational deviation amount is corrected by the rotation of the rotary stage 29. However, the rotary stage 29 is not provided, and the scanning deflection position of the electron beam is corrected based on the calculated rotational deviation amount. Good.

次に、今後の位置補正のために、第一の座標、光学顕微鏡画像観察による第一の回路パターンの位置ずれ量、第二の座標、光学顕微鏡画像観察による第二の回路パターンの位置ずれ量が記憶され、制御部６に送られる。   Next, for future position correction, the first coordinate, the amount of displacement of the first circuit pattern by optical microscope image observation, the second coordinate, the amount of displacement of the second circuit pattern by optical microscope image observation Is stored and sent to the control unit 6.

次に、光学顕微鏡４によって試料９の上に形成された回路パターンが観察され、回路パターンがあるチップの位置やチップ間の距離、あるいはメモリセルのような繰り返しパターンの繰り返しピッチ等が予め測定され、制御部６に測定値が入力される。また、検査されるチップ、および、そのチップ内の被検査領域が指定され、制御部６に入力される。光学顕微鏡４の画像は、比較的低い倍率によって観察が可能であり、また、試料９の表面が、例えば、シリコン酸化膜等により覆われている場合には、下地まで透過して観察可能であるので、チップの配列やチップ内の回路パターンのレイアウトを簡便に観察することができ、被検査領域が容易に設定できる。   Next, the circuit pattern formed on the sample 9 is observed by the optical microscope 4, and the position of the chip where the circuit pattern is located, the distance between the chips, the repeat pitch of the repeat pattern such as the memory cell, etc. are measured in advance. The measured value is input to the control unit 6. Further, a chip to be inspected and a region to be inspected in the chip are designated and input to the control unit 6. The image of the optical microscope 4 can be observed with a relatively low magnification, and when the surface of the sample 9 is covered with, for example, a silicon oxide film, it can be observed through the ground. Therefore, the arrangement of the chips and the layout of the circuit patterns in the chips can be easily observed, and the inspection area can be easily set.

以上のようにして光学顕微鏡部４による所定の補正作業や検査領域設定等の準備作業が完了すると、Ｘステージ２７およびＹステージ２８の移動により、試料９が電子光学系装置３の下に移動される。試料９が電子光学系装置３の下に配置されると、光学顕微鏡部４により実施された補正作業や検査領域の設定と同様の作業を電子光学系装置３により実施する。このときの電子線画像の取得は、以下の方法でなされる。   When the preparatory work such as the predetermined correction work and inspection area setting by the optical microscope unit 4 is completed as described above, the sample 9 is moved below the electron optical system device 3 by the movement of the X stage 27 and the Y stage 28. The When the sample 9 is placed under the electron optical system device 3, the same operation as the correction work performed by the optical microscope unit 4 and the setting of the inspection area is performed by the electron optical system device 3. Acquisition of the electron beam image at this time is performed by the following method.

光学顕微鏡画像による位置合せで記憶され補正された座標値に基づき、光学顕微鏡部４で観察されたものと同じ回路パターンに、電子線１９が走査偏向器１５によりＸ、Ｙ方向に二次元的に走査される。この電子線の二次元走査により、被観察部位から二次電子５０が発生し、反射板１７で発生した第二の二次電子５１を二次電子検出器２０で検出して電子線画像が取得される。既に光学顕微鏡画像により簡便な検査位置確認や位置合せ、および位置調整が実施され、且つ回転補正も予め実施されているため、大きな調整は不要である。電子線画像では光学画像に比べ分解能が高く、高倍率で高精度に位置合せや位置補正、回転補正を実施することができる。   Based on the coordinate values stored and corrected by the alignment by the optical microscope image, the electron beam 19 is two-dimensionally arranged in the X and Y directions by the scanning deflector 15 in the same circuit pattern as observed by the optical microscope unit 4. Scanned. Due to the two-dimensional scanning of the electron beam, secondary electrons 50 are generated from the site to be observed, and the second secondary electrons 51 generated by the reflector 17 are detected by the secondary electron detector 20 to obtain an electron beam image. Is done. Since simple inspection position confirmation, alignment, and position adjustment have already been performed using an optical microscope image, and rotation correction has also been performed in advance, large adjustment is not necessary. An electron beam image has higher resolution than an optical image, and can perform alignment, position correction, and rotation correction with high magnification and high accuracy.

また、二次電子検出器２０を用いて二次電子を検出し、検出された画像信号を検出直後にデジタル化してから光伝送する方法により、各種変換・伝送において発生するノイズの影響を小さくし、ＳＮ比の高い画像信号データを得ることができる。検出した信号から電子線画像を形成する過程においては、画像処理部５が制御部６から指定された電子線照射位置の所望の画素に、対応した時間毎の検出信号を、明るさ補正部３８により信号レベルに応じた明るさ階調値に補正し第１ダイ画像記憶部４０、第２ダイ画像記憶部４１、第３ダイ画像記憶部４２、セル画像記憶部４３に逐次記憶させる。   In addition, the method of detecting secondary electrons using the secondary electron detector 20 and digitizing the detected image signal immediately after detection and then optically transmitting it reduces the effect of noise generated in various conversions and transmissions. , Image signal data having a high SN ratio can be obtained. In the process of forming an electron beam image from the detected signal, the image processing unit 5 outputs a detection signal corresponding to the desired pixel at the electron beam irradiation position designated by the control unit 6 to the brightness correction unit 38. Thus, the brightness gradation value corresponding to the signal level is corrected and sequentially stored in the first die image storage unit 40, the second die image storage unit 41, the third die image storage unit 42, and the cell image storage unit 43.

電子線照射位置と、検出時間で対応つけられた二次電子の量を数値化することにより、試料９の回路パターンの電子線画像が二次元的に形成される。第１ダイ画像記憶部４０、第２ダイ画像記憶部４１、第３ダイ画像記憶部４２に記憶された画像を、第２制御部４４で制御し参照画像と検査対象画像をダイ比較位置ズレ検出部５３に送り、位置ずれ量を算出後、画像と位置ずれ量をダイ比較欠陥判定部４５に送り、欠陥判定を行い、欠陥を検出した場合のみ、欠陥種類自動判別部４８に画像が送られ、欠陥の種類を自動判別する。   By digitizing the electron beam irradiation position and the amount of secondary electrons associated with the detection time, an electron beam image of the circuit pattern of the sample 9 is formed two-dimensionally. The image stored in the first die image storage unit 40, the second die image storage unit 41, and the third die image storage unit 42 is controlled by the second control unit 44, and the reference image and the inspection object image are detected by die comparison position shift. After the position deviation amount is calculated and sent to the unit 53, the image and the position deviation amount are sent to the die comparison defect determination unit 45, and defect determination is performed. Only when a defect is detected, the image is sent to the defect type automatic determination unit 48. , Automatically determine the type of defect.

同様に、セル比較においても、試料９の回路パターンの電子線画像が二次元的に形成され、セル画像記憶部４３に記憶された画像を、第２制御部４４で制御し検査対象画像と、１セル分ずらした画像をセル比較欠陥判定部４７に送り、欠陥判定を行い欠陥を検出した場合のみ欠陥種類自動判別部４８に画像が送られ、欠陥の種類を自動判別する。この後、モニタ４９にその位置や欠陥数等を表示する。以降、この動作が繰り返されることにより、すべての検査領域について画像処理が実行される。   Similarly, also in the cell comparison, an electron beam image of the circuit pattern of the sample 9 is two-dimensionally formed, and the image stored in the cell image storage unit 43 is controlled by the second control unit 44 and the inspection target image, An image shifted by one cell is sent to the cell comparison defect determination unit 47. Only when a defect is detected and a defect is detected, the image is sent to the defect type automatic determination unit 48 to automatically determine the type of defect. Thereafter, the position and the number of defects are displayed on the monitor 49. Thereafter, by repeating this operation, image processing is executed for all inspection regions.

前述の検査方法により、高精度で良質な電子線画像を取得し比較検査することにより、微細な回路パターン上に発生した微小な欠陥を、実用性に則した検査時間で検出することができる。また、電子線を用いて画像を取得することにより、光学式パターン検査方法では光が透過してしまい検査できなかったシリコン酸化膜やレジスト膜で形成されたパターンやこれらの材料の異物・欠陥が検査できるようになる。さらに、回路パターンを形成している材料が絶縁物の場合にも安定して検査を実施することができる。   By obtaining a high-accuracy and high-quality electron beam image by the above-described inspection method and performing a comparative inspection, it is possible to detect a minute defect generated on a fine circuit pattern in an inspection time according to practicality. In addition, by acquiring an image using an electron beam, light is transmitted by the optical pattern inspection method, and a pattern formed of a silicon oxide film or a resist film, which cannot be inspected, and foreign matter / defects of these materials are detected. Can be inspected. Furthermore, even when the material forming the circuit pattern is an insulator, the inspection can be performed stably.

図４は、半導体ウエハの製造工程を示す。半導体ウエハの製造工程は、ステップＳ１の膜づけ、ステップＳ２のパターンニング、及び、ステップＳ３のパターン加工を含み、これらを繰り返し、最後に、ステップＳ４にて検査が必要か否かの判定を行う。検査を行う場合には、ステップＳ５に進み、欠陥の有無を判定する。判定の結果、欠陥があると判定された場合には、ステップＳ１の膜づけ、ステップＳ２のパターンニング、又は、ステップＳ３のパターン加工のいずれかのプロセスに戻される。検査を行う必要がない場合、又は、検査の結果、欠陥がないと判定された場合には、終了する。   FIG. 4 shows a manufacturing process of a semiconductor wafer. The semiconductor wafer manufacturing process includes film formation in step S1, patterning in step S2, and pattern processing in step S3. These are repeated, and finally, it is determined whether or not inspection is necessary in step S4. . When the inspection is performed, the process proceeds to step S5 to determine whether there is a defect. As a result of the determination, if it is determined that there is a defect, the process is returned to any of the film forming in step S1, the patterning in step S2, or the pattern processing in step S3. If it is not necessary to perform an inspection, or if it is determined that there is no defect as a result of the inspection, the process ends.

前述したウエハ（試料）９の検査において、ウエハ（試料）９に電子線１９を照射すると、試料内９に帯電が発生するが、このウエハ９内の帯電は、ウエハ９内の構造の違いに基づいて変化し、電子線１９の変化を一定に保つことが困難になる。これによって、常に安定した電子線画像を取得することが、困難になり、誤検出を生じるが、この誤検出は、以下に説明するウエハ９に対する電子線１９の走査方法によって解消される。即ち、
制御部６は、試料（ウエハ）９の外周部等の構造が大きく違った部分でも、帯電変化に基づく誤検出を抑制し、良質な電子線画像を取得するために、構造変化が大きいウエハ９の外周部を、電子線の走査開始位置から外すような制御信号を、走査偏向器１５に出力する。 In the inspection of the wafer (sample) 9 described above, when the electron beam 19 is irradiated to the wafer (sample) 9, charging occurs in the sample 9. The charging in the wafer 9 is caused by the difference in the structure in the wafer 9. It becomes difficult to keep the change of the electron beam 19 constant. This makes it difficult to always acquire a stable electron beam image and causes erroneous detection. This erroneous detection is eliminated by a scanning method of the electron beam 19 on the wafer 9 described below. That is,
The controller 6 controls the wafer 9 having a large structural change in order to suppress erroneous detection based on a change in charge and acquire a high-quality electron beam image even in a portion where the structure of the sample (wafer) 9 is significantly different. A control signal is output to the scanning deflector 15 so as to remove the outer peripheral portion from the scanning start position of the electron beam.

この電子線１９の走査について、更に詳述すると、現状の検査方法でも、走査開始位置側にある、ウエハ９の外周部にあるダイを除けば、実現可能ではあるが、これではウエハ９全面を検査することが、不可能となるので、電子線の走査方向を、図２に示すように、例えばウエハ９の左から右だけでなく、右から左にすることも可能にし、電子線の走査方向を、ウエハ９のセンター部から外側に向かって、左右方向（Ｘ方向）に走査することで、ウエハ全面領域の検査が可能にすることができる。   The scanning of the electron beam 19 will be described in more detail. Even with the current inspection method, it is feasible except for the die on the outer peripheral portion of the wafer 9 on the scanning start position side. Since inspection becomes impossible, the scanning direction of the electron beam can be changed not only from the left to the right of the wafer 9 but also from the right to the left as shown in FIG. By scanning the direction in the left-right direction (X direction) from the center portion of the wafer 9 to the outside, it is possible to inspect the entire area of the wafer.

更に具体的には、図３に示すように、まず、検査対象部であるウエハ９を、その中心から右側と左側に分け、その左側下部の中心（図３の（１））から、電子線を右方向に走査を開始し、図３の（２）まで走査した後、上述と同様に図３の（３）、（４）の順番に順次上方に走査し、上端（図３の（７））まで行ったら、ウエハの上端の中心部（図３の（８））に移動し、ウエハ９の右側について、図３の（９）、（１０）、（１１）の順に上端から下方に向かい走査することにより、電子線の走査移動距離を最小にすることができる。これにより、本発明では、ウエハ９外周部等の構造が大きく違った部分でも、帯電変化による誤検出が発生しない検査を、ウエハ９全面に対して可能にすることができる。その結果、良質な電子線画像を取得し、検査精度を向上させることができる。   More specifically, as shown in FIG. 3, first, the wafer 9 which is an inspection target part is divided into a right side and a left side from the center, and an electron beam is drawn from the center on the lower left side ((1) in FIG. 3). 3 is started in the right direction and is scanned up to (2) in FIG. 3, and then sequentially scanned upward in the order of (3) and (4) in FIG. )), The wafer is moved to the center of the upper end of the wafer ((8) in FIG. 3), and the right side of the wafer 9 is moved downward from the upper end in the order of (9), (10), (11) in FIG. By scanning in the opposite direction, the scanning movement distance of the electron beam can be minimized. As a result, in the present invention, it is possible to inspect the entire surface of the wafer 9 so that erroneous detection due to a charge change does not occur even in a portion where the structure of the outer periphery of the wafer 9 is greatly different. As a result, a high-quality electron beam image can be acquired and inspection accuracy can be improved.

なお、上述の実施の形態においては、試料（ウエハ）９のＸ方向に電子線を走査させる場合について説明したが、試料（ウエハ）９のＹ方向に関しても同様に、電子線を走査させることも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the electron beam is scanned in the X direction of the sample (wafer) 9 has been described. Similarly, the electron beam may be scanned in the Y direction of the sample (wafer) 9 as well. Is possible.

本発明の検査装置および検査方法の一実施の形態を備えたＳＥＭ式外観検査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the SEM type external appearance inspection apparatus provided with one Embodiment of the inspection apparatus and inspection method of this invention. 本発明の検査装置の一実施の形態によるウエハに対する電子線の走査方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scanning method of the electron beam with respect to the wafer by one Embodiment of the inspection apparatus of this invention. 本発明の検査装置の一実施の形態によるウエハに対する電子線の走査方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the scanning method of the electron beam with respect to the wafer by one Embodiment of the inspection apparatus of this invention. 本発明の検査装置の一実施の形態による検査工程を含む半導体ウエハの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the semiconductor wafer including the test | inspection process by one Embodiment of the test | inspection apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＳＥＭ式外観検査装置
２ 検査室
３ 電子光学系装置
４ 光学顕微鏡部
５ 画像処理部
６ 制御部
７ 二次電子検出部
８ 試料室
９ 試料（ウエハ）
１９ 電子線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 SEM type external appearance inspection apparatus 2 Inspection room 3 Electron optical system apparatus 4 Optical microscope part 5 Image processing part 6 Control part 7 Secondary electron detection part 8 Sample room 9 Sample (wafer)
19 electron beam

Claims (5)

走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置において、前記制御部は、前記電子線を試料の中央部からその外周部に向かって順次走査させる信号を、前記走査偏向器に出力することを特徴とする検査装置。   An image of the sample is generated from an electron optical system device that detects a secondary charged particle generated by irradiating and scanning the sample with an electron beam by a scanning deflector, and a detection signal of the secondary charged particle, and is adjacent to 2 By sequentially comparing two images, an image processing unit for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample, and an inspection condition for the sample are set to control the electron optical system device and the image processing unit. An inspection apparatus comprising a control unit, wherein the control unit outputs a signal for sequentially scanning the electron beam from the central part of the sample toward the outer peripheral part thereof to the scanning deflector. . 走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置において、前記制御部は、前記電子線を試料の中央部から一方側の外周部に向かって順次走査させた後、試料の中央部から他方側の外周部に向かって順次走査させる信号を、前記走査偏向器に出力することを特徴とする検査装置。   An image of the sample is generated from an electron optical system device that detects a secondary charged particle generated by irradiating and scanning the sample with an electron beam by a scanning deflector, and a detection signal of the secondary charged particle, and is adjacent to 2 By sequentially comparing two images, an image processing unit for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample, and an inspection condition for the sample are set to control the electron optical system device and the image processing unit. In the inspection apparatus including the control unit, the control unit sequentially scans the electron beam from the central part of the sample toward the outer peripheral part on one side, and then moves from the central part of the sample to the outer peripheral part on the other side. The inspection apparatus outputs a signal for sequentially scanning to the scanning deflector. 前記試料は、半導体ウエハであることを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein the sample is a semiconductor wafer. 走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置によって前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する検出方法において、前記電子線を、前記制御部からの信号に基づいて制御される前記走査偏向器によって、試料の中央部からその外周部に向かって順次走査させることを特徴とする検査方法。   An image of the sample is generated from an electron optical system device that detects a secondary charged particle generated by irradiating and scanning the sample with an electron beam by a scanning deflector, and a detection signal of the secondary charged particle, and is adjacent to 2 By sequentially comparing two images, an image processing unit for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample, and an inspection condition for the sample are set to control the electron optical system device and the image processing unit. In a detection method for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample by an inspection apparatus including a control unit, the electron beam is controlled by the scanning deflector controlled based on a signal from the control unit. The inspection method is characterized by sequentially scanning from the central portion toward the outer peripheral portion thereof. 走査偏向器により試料へ電子線を照射走査し、これにより発生する二次荷電粒子を検出する電子光学系装置と、前記二次荷電粒子の検出信号より前記試料の画像を生成し、隣接する２つの画像を順次比較することにより、前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する画像処理部と、前記電子光学系装置と前記画像処理部を制御するために前記試料に対する検査条件を設定する制御部とを備えた検査装置によって前記試料に形成された繰り返しパターンの欠陥を検出する検出方法において、前記電子線を、前記制御部からの信号に基づいて制御される前記走査偏向器によって、前記試料の中央部から一方側の外周部に向かって順次走査させた後、試料の中央部から他方側の外周部に向かって順次走査させることを特徴とする検査装置。   An image of the sample is generated from an electron optical system device that detects a secondary charged particle generated by irradiating and scanning the sample with an electron beam by a scanning deflector, and a detection signal of the secondary charged particle, and is adjacent to 2 By sequentially comparing two images, an image processing unit for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample, and an inspection condition for the sample are set to control the electron optical system device and the image processing unit. In a detection method for detecting a defect of a repetitive pattern formed on the sample by an inspection apparatus including a control unit, the electron beam is controlled by the scanning deflector controlled based on a signal from the control unit. An inspection apparatus characterized by sequentially scanning from the central part of the sample toward the outer peripheral part on one side and then sequentially scanning from the central part of the sample to the outer peripheral part on the other side. .

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