JP5581286B2

JP5581286B2 - 欠陥検査方法および欠陥検査装置

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Publication number: JP5581286B2
Application number: JP2011196679A
Authority: JP
Inventors: 実原田; 敦宮本; 大博平井; 文彦福永
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2014-08-27
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Description

本発明は半導体製品の製造中に発生した欠陥を観察および検査する方法および装置に関するものであって，欠陥検査を効率化する方法に関するものである。

半導体ウェハの製造では，その製造プロセスを迅速に立ち上げ，高歩留りの量産体制に早期に移行させることが，収益確保のため重要である。
この目的のため，製造ラインには，各種の検査・計測装置が導入されている。プロセス立ち上げ段階では，所望の回路パターンが形成することができるプロセス条件を早期に決定することを目的に，例えば，プロセス条件を意図的に変更させて複数のウェハ或いはチップを作成し，それに対して検査を行い，そして，その検査結果に基づいてプロセス条件を決定する，といったことが行われる。一方，量産段階のウェハ検査は，プロセスモニタリングの目的で行われる。即ち，ウェハ製造の途中段階において，ウェハを抜き取り検査し，ウェハ表面に欠陥が発生していないか，或いは，ウェハ表面に形成された回路パターンに異常が無いか等を調べる。検査の結果，欠陥や回路パターンの異常が検出された場合には，その原因が調査され，必要な対策が行われる。

欠陥観察装置とは，検査装置の出力を用い，ウェハの欠陥座標を高解像度に撮像し，画像を出力する装置である。半導体製造プロセスは微細化が進み，それに伴い欠陥サイズも数十nmのオーダに達していることもあり，欠陥を詳細に観察するためには数nmオーダの分解能が必要である。そのため，近年では走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｅｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた観察装置(以下，レビューＳＥＭと記載)が広く使われている。欠陥部位を撮像した画像と良品画像を比較することで欠陥を検出する方法が特開２００１−１８９３５８号公報（特許文献１）に記載されている。また，欠陥部位を撮像した画像１枚から欠陥を検出する方法が特開２００７−４０９１０号公報（特許文献２）に記載されている。

２つ以上の検査システムを持つ検査装置において、欠陥レビューの間にレビューされるべきウェハ上の座標を決定する方法が米国特許ＵＳ７９０４８４５号公報（特許文献３）に記載されている。

特開２００１−１８９３５８号公報特開２００７−４０９１０号公報米国特許ＵＳ７９０４８４５号公報

半導体ウェハを高歩留まりで生産するためには，製造プロセスで発生した欠陥種ごとに発生頻度を把握し，致命的な欠陥の発生原因を特定し，フィードバックすることが重要である。

半導体製造プロセスの微細化に伴い，致命となる欠陥のサイズも微小化している。さらに、欠陥には、ランダム欠陥とシステマティック欠陥が含まれている。ランダム欠陥とは、発生頻度、欠陥の状態、欠陥の大きさにばらつきがあり発生箇所が予測できないものである。システマティック欠陥とは、発生しやすい箇所が回路パターンなどに起因するため一定であることが多い。しかし、システマティック欠陥は発生しないこともあり、ランダム欠陥に比べてパターン状態が欠陥であるか否かの判断が困難である。

そこで、光学式検査装置を微小な欠陥を検出可能な感度に設定すると、欠陥とはならない製造公差やノイズなどを大量に検出してしまう問題を有している。

ＳＥＭを用いることで、高解像度で画像を取得できるため微小な欠陥を高感度に検査を行うことが可能であるが，光学式検査装置に比べて画像の撮像に時間がかかるため，ウェハ全面を検査するのは実用的ではなく、スループット低下が問題である。

この点について、特許文献３の方法では、システマティック欠陥の座標を予測するものであるが、上記の課題を解決する方法は開示されていない。

本発明は，光学式検査装置を用いた欠陥レビューとＳＥＭを用いた定点検査を含む欠陥検査を実施する場合において，高スループットと欠陥の検出精度向上を両立させる検査方法を提供することが目的である。

上記の課題を解決するために、半導体ウェハ上の欠陥を複数の検査方法を用いて検査する方法であって、半導体ウェハ上の座標であって、システマティック欠陥が発生し得る座標である危険点座標と検査結果から取得した半導体ウェハ上の座標である欠陥検査座標と、前記危険点座標と前記欠陥検査座標とを座標の種類を示す情報を付加した上でマージし、マージした座標の検査順序を決定し、マージした座標の種類を示す情報を用いて選択し、検査すべき座標ごとに複数の検査装置から検査方法を選択して検査を行うようにした。

本発明によれば，欠陥レビューと定点検査を実施する場合において，高スループットで精度が高い検査を行うことが可能となる。

欠陥の検査を行う装置の構成図である。欠陥の検査を行う装置の制御部および記憶部，演算部の構成図である。欠陥の検査に関する処理フローである。欠陥の検査（欠陥レビュー）に関する処理フローである。危険点の検査に関する処理フローである。チップ座標系とウェハ座標系を表した図である。チップ座標とウェハ座標の対応関係を記載した例である。検出欠陥座標と危険点座標の撮像順序を設定した結果例である。危険点候補をもとに危険点を決定するため方法を示した図である。欠陥レビュー結果から危険点候補を抽出する処理フローである。撮像条件の違いによる画像の違いを表した図である。レシピ編集に関するインターフェースの例を示した図である。危険点座標の編集に関するインターフェースの例を示した図である。危険点の登録に関するインターフェースの例を示した図である。危険点候補の確認を行うためのインターフェースの例を示した図である。危険点候補のマッピング方法の一例を示した図である。欠陥レビュー結果と危険点検査結果を集計した出力例である。欠陥の検査に関する処理フローチャートである。欠陥の種類を示す情報の一例を示した図である。欠陥検査（欠陥レビュー）に関する処理フローチャートである。

以下に，本発明に関わる画像自動分類装置について説明する。本実施例では走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を備えた観察装置で撮像した画像を分類する場合を対象に説明するが，本発明に関わる撮像装置はＳＥＭ以外でも良く，イオンなどの荷電粒子線を用いた撮像装置でも良い。

図１は本発明にかかる装置の構成図を表しており，画像の撮像を行うＳＥＭ１０１と，全体の制御を行う制御部１０２，磁気ディスクや半導体メモリなどに情報を記憶する記憶部１０３，プログラムに従い演算を行う演算部１０４，装置に接続された外部の記憶媒体との情報の入出力を行う外部記憶媒体入出力部１０５，ユーザとの情報の入出力を制御するユーザインターフェース部１０６，ネットワークを介して他の装置などと通信を行うネットワークインターフェース部１０７からなる。また，ユーザインターフェース部１０６には，キーボードやマウス，ディスプレイなどから構成される入出力端末１１３が接続されている。ＳＥＭ１０１は，試料ウェハ１０８を搭載する可動ステージ１０９，試料ウェハ１０８に電子ビームを照射するため電子源１１０，試料ウェハから発生した２次電子や反射電子などを検出する検出器１１１の他，電子ビームを試料上に収束させる電子レンズ（図示せず）や，電子ビームを試料ウェハ上で走査するための偏向器（図示せず）や，検出器１１１からの信号をデジタル変換してデジタル画像を生成する画像生成部１１２等から構成される。なお，これらはバス１１４を介して接続され，相互に情報をやり取りすることが可能である。

図２に制御部１０２，記憶部１０３，演算部１０４の構成を示す。制御部はウェハの搬送を制御するウェハ搬送制御部２０１，ステージの制御を行うステージ制御部２０２，電子ビームの照射位置を制御するビームシフト制御部２０３，電子ビームの走査を制御するビームスキャン制御部２０４からなる。記憶部１０３は，取得された画像データを記憶する画像記憶部２０５，危険点の座標を記憶する危険点座標記憶部２０６，検査装置により検出された欠陥座標を記憶する検出欠陥座標記憶部２０７，欠陥レビューおよび定点検査のパラメータなどを記憶するレシピ記憶部２０８からなる。演算部１０４は撮像する座標の情報を設定する撮像座標情報設定部２０９，撮像の順序を設定する撮像順序設定部２１０，欠陥部位の検出を行う欠陥検出処理部２１１，欠陥を種類ごとに分類する欠陥分類部２１２からなる。なお，２０９〜２１２は各演算を行うように設計されたハードウェアとして構成されても良いほか，ソフトウェアとして実装され汎用的な演算装置（例えばＣＰＵやＧＰＵなど）を用いて実行されるように構成しても良い。

指定された座標の画像を取得するための方法を説明する。まず，撮像対象となるウェハ１０８は，ウェハ搬送制御部２０１の制御によりロボットアームによりステージ１０９の上に設置される。つぎに，撮像視野がビーム照射範囲内に含まれるようにステージ制御部２０２によりステージ１０９が移動される。この時，ステージの移動誤差を吸収するため，ステージ位置の計測が行われ，ビームシフト制御部２０３により移動誤差を打ち消す様にビーム照射位置の調整が行われる。電子ビームは電子源１１０から照射され，ビームスキャン制御部２０４により撮像視野内において走査される。ビームの照射によりウェハから生じる２次電子や反射電子は検出器１１１により検出され，画像生成部１１２を通してデジタル画像化される。撮像された画像は撮像条件や撮像日時などの付帯情報とともに画像記憶部２０５に記憶される。

図３は本発明にかかる欠陥レビューおよび危険点検査を行うフロー図である。まず，ウェハをステージ上にロードし（Ｓ３０１），ウェハに対応したレシピをレシピ記憶部２０８から読み込む（Ｓ３０２）。レシピにはウェハアライメント（Ｓ３０３）やファインアライメント（Ｓ３０４），フォーカスマップ推定（Ｓ３０５），欠陥レビュー（Ｓ３１１），危険点検査（Ｓ３１２）に関するパラメータが記憶されている。レシピを読み込んだ後，ウェハアライメント（Ｓ３０３）とファインアライメント（Ｓ３０４），フォーカスマップ推定（Ｓ３０５）を実行する。次に，ウェハに対応した危険点座標の読み込み（Ｓ３０６）と，検査装置が出力された検出欠陥座標の読み込み（Ｓ３０７）を行う。次に，危険点座標と検出欠陥座標を属性を付加した上でマージする（Ｓ３０８）。ここで、危険点とは、システマティック欠陥が発生し得る位置である。マージする際に、危険点座標と欠陥座標に座標の種類を示す情報を付加するが、ここでは特に属性と呼ぶ。そして，ステージの移動距離が短くなるように撮像順序の並び替えを行う（Ｓ３０９）。なお，ウェハアライメント（Ｓ３０３）〜フォーカスマップ推定（Ｓ３０５）の処理と，危険点座標読み込み（Ｓ３０６）〜撮像順序設定（Ｓ３０９）の処理は並列に実行するようにしても良い。また，ファインアライメント（Ｓ３０４）とフォーカスマップ推定（Ｓ３０５）はレシピに応じて実行の有無を切り替えても良い。

図３に戻り説明を続ける。撮像座標情報設定処理（Ｓ３０８）により設定された全ての座標点について，設定された撮像順序に従い欠陥レビューおよび危険点検査を行う。このとき，座標に設定された属性をもとに，シーケンスの切り替えを行う（Ｓ３１０）。つまり，座標の属性が「検出欠陥」であった場合には，欠陥レビューのシーケンスを実行する（Ｓ３１１）。属性が「危険点」であった場合には危険点検査のシーケンスを実行する（Ｓ３１２）。また，欠陥レビュー，危険点検査に関するレシピに記憶された撮像条件（例えばプローブ電流や加速電圧など）と現在の撮像条件が一致していない場合にはシーケンス実行前に撮像条件の切り替えを行う。全ての座標について処理が終了した後，危険点座標候補の抽出（Ｓ３１３）を行う。そして，欠陥レビューの結果と危険点検査の結果を集計する（Ｓ３１４）。例えば，欠陥種ごとに発生頻度やウェハ面内での発生傾向を集計する。最後に，ウェハをアンロード（Ｓ３１５）して終了する。

図４を用いて比較検査を用いた欠陥レビューのシーケンスを説明する。欠陥レビューでは欠陥の外観を観察するための観察用画像の撮像と，欠陥の発生原因や欠陥の種類に基づいた分類を行う。まず，比較検査に用いる参照画像が撮像できる位置に視野を移動する（Ｓ４０１）。具体的には前述のようにステージの移動とビームシフトを行う。そして，参照画像の撮像を行う（Ｓ４０３）。つぎに，検出欠陥座標が撮像できる位置に視野を移動し（Ｓ４０４），欠陥画像の撮像を行う（Ｓ４０５）。そして，撮像した参照画像と欠陥画像を比較し，欠陥部位の再検出を行う（Ｓ４０６）。この結果，欠陥が検出された場合には，欠陥部位について観察用画像を撮像（Ｓ４０７）し，欠陥種ごとに分類（Ｓ４０８）する。以上は比較検査を用いた欠陥レビューのシーケンスを例に説明したが，特許文献２に記載されているような欠陥画像１枚から欠陥を再検出する方式を用いても良い。また，欠陥の再検出を行わずに検出欠陥座標をもとに観察用画像を撮像し，分類するようにしても良い。これらはレシピに記憶されたパラメータをもとに切り替え可能である。また，撮像した画像を記憶しておき，分類処理（Ｓ４０８）を後でまとめて行うようにしても良い。

図５を用いて危険点検査のシーケンスを説明する。危険点検査では危険点の画像を撮像し，撮像された画像から欠陥部位を検出し，検出された各欠陥部位について欠陥種ごとに分類を行う。そのために，まず危険点の画像が撮像できる位置に視野を移動する（Ｓ５０１）。このとき，ステージ停止位置の測定誤差などにより，数十ｎｍ〜数μｍ程度の位置ずれが生じる場合がある。そのため，位置決め用の画像を撮像（Ｓ５０２）し，予め登録された危険点座標との相対座標が既知なテンプレートパターンの位置を位置決め用画像の中から特定することで撮像位置の決定を行い（Ｓ５０３），危険点の画像を撮像する（Ｓ５０４）。そして，画像から欠陥の検出（Ｓ５０５）と欠陥の分類を行う（Ｓ５０６）。なお，位置ずれが問題とならない場合には位置決め用画像撮像（Ｓ５０２）と撮像位置決め（Ｓ５０３）は行わなくても良い。これはレシピに記憶されたパラメータをもとに切り替え可能である。また，撮像した危険点の画像を記憶しておき，欠陥の検出（Ｓ５０５），分類（Ｓ５０６）を後でまとめて行うようにしても良い。

次に，撮像座標情報設定（Ｓ３０８）について説明する。本処理は入力された検出欠陥座標と危険点座標を属性を付加した上でマージする処理である。検出欠陥座標は検査装置により検出された欠陥座標である。なお，入力となる検出欠陥座標は予めサンプリングした結果であっても良いし，入力された検出欠陥座標をサンプリングしてからマージするようにしても良い。危険点座標はシステマティック欠陥が発生しやすい箇所など，ユーザが検査を所望する危険点の座標である。一般的に，危険点はチップ座標系で指定される場合が多い。図６は半導体ウェハ上のチップ６０１とウェハ６０２を表したものである。チップ座標系とはチップ上の一点を原点とした座標系であり，ウェハ座標系とはウェハ上の一点を原点とした座標系である。通常，ウェハにはチップが複数レイアウトされており，位置（ｕ，ｖ）にあるチップにおける，チップ座標（ｃｘ，ｃｙ）とウェハ座標（ｘ，ｙ）の関係は（数１）で表され，相互の変換は容易に行える。ただし，Ｗ，Ｈは１チップの幅と高さ，ｏ_ｘ，ｏ_ｙはオフセットを表す。

図７はチップ座標系で入力されたｍ個の危険点座標（ｃｘ_ｉ，ｃｙ_ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）と，検査対象として指定されたｋ個のチップをもとにウェハ座標系での危険点座標（ｘ_ｉｊ，ｙ_ｉｊ）（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｋ）を算出した結果例を表している。

撮像座標情報設定（Ｓ３０８）の説明に戻る。前述の方法により危険点座標をウェハ座標系に変換した後，検出欠陥座標とマージする。この際，検出欠陥座標と危険点座標の区別が着くように属性を付加する。

撮像順序設定（Ｓ３０９）では，マージされた座標について，ステージの移動時間が短くなるように撮像順序を並び替える。ステージの移動時間とは、ステージの移動距離によって発生するものであり、ステージの移動時間はステージの移動距離を含む。一般的にステージの移動は時間を要するため，ステージの移動時間が短くなればスループット向上効果が生まれる。ただし，この問題は組み合わせ最適化問題であり，座標点数が多くなると移動時間が最短になる最適解を実用的な時間内で探索することが困難となる。そのため，焼きなまし法（ＳｉｍｕｌａｔｅｄＡｎｎｅｌｉｎｇ法）などを用いて順最適解を求めても良い。また，複数点の撮像座標がビームシフトにより移動できる範囲内にある場合，ステージの移動座標をマージし，ビームシフトにより視野移動するようにしても良い。また，危険点座標と検出欠陥座標を撮像する際の撮像条件（例えば，プローブ電流や加速電圧など）が異なる場合，切り替えに要する時間を座標間の移動時間に含めるようにして組み合わせ最適化問題を解いても良い。つまり，属性が同じ座標間の移動時間はステージ移動に要する時間のみとし，属性が異なる座標間の移動時間はステージ移動に要する時間に加え，撮像時間の切り替えに要する時間を含めるようにする。ただし，ステージ移動と撮像条件の切り替えを並列に行うことができる場合は，長い方の時間を移動時間とする。これにより撮像条件の切り替え時間を考慮した上で移動順序を決定することが可能となり，全体の撮像時間を短縮することが可能となる。図８はＮ点の検出欠陥座標と，Ｍ点の危険点座標について撮像順序を設定した結果例である。図８ではｉ番目の撮像座標点（ｘ_２，ｙ_２）とｉ＋１番目の撮像座標点（ｘ_Ｎ＋１，ｙ_Ｎ＋１）がビームシフトにより移動できる範囲内である場合を例に，ステージの移動座標を（ｘ_ｉ’，ｙ_ｉ’）に共通化した結果を示している。

次に，危険点座標候補の抽出（Ｓ３１３）について，まず本機能を用いてウェハ上の危険点を抽出する全体の流れを図９を用いて説明した後，本処理の処理内容について図１０を用いて説明する。

まず，図９を用いてウェハ上の危険点を抽出する流れについて説明する。検査対象となる複数枚のウェハのうち１枚目については感度を高めた上で検査装置により欠陥検査を行う。この結果，検出欠陥座標９０１にはランダム欠陥とシステマティック欠陥および多量のニュイサンス欠陥が含まれることになる。ランダム欠陥とは、発生頻度、欠陥の状態、欠陥の大きさにばらつきがあり発生箇所が予測できないものである。システマティック欠陥とは、発生しやすい箇所が回路パターンなどに起因するため一定であることが多い。しかし、システマティック欠陥は発生しないこともあり、ランダム欠陥に比べてパターン状態が欠陥であるか否かの判断が困難である。ニュイサンス欠陥とは、光学式検査装置を微小な欠陥を検出可能な感度に設定することで、欠陥とはならない製造公差やノイズなどを大量に欠陥として検出してしまうことがあり、欠陥以外を誤検出したものである。

また，予め設計情報やユーザの経験から抽出した危険点座標９０２を記憶しておく。そして，検出欠陥座標９０１と，記憶した危険点座標９０３を入力とし図３に示したフローにより欠陥レビューと危険点検査を行う。これにより，危険点座標候補９０４が出力される。ユーザは危険点座標候補の中から危険点９０５を判定し（Ｓ９０６），危険点として追加記憶する。２枚目以降のウェハにおいては，欠陥検査装置の感度をニュイサンス欠陥の発生を低減し，ランダム欠陥を検出可能な感度に設定しても良い。この場合，検査結果９０７には微小なシステマティック欠陥の検出結果が含まれないことになるが，１枚目のウェハから抽出した危険点を含む危険点９０８を検査することが可能となるため，ランダム欠陥の観察と，システマティック欠陥の検査を高効率かつ高キャプチャレートで行うことが可能となる。なお，危険点候補の判定は１枚目のウェハについてのみ行わなくてもよく，適当なタイミングで行っても良い（Ｓ９０９）。

図１０を用いて，危険点座標候補抽出（Ｓ３１３）の処理内容について説明する。本処理は欠陥レビューのシーケンスにおいて収集した画像の中からシステマティック欠陥の候補を抽出する処理である。危険点検査のシーケンスで収集した画像と同様の回路パターンが形成され，同種の欠陥が発生している画像であればシステマティック欠陥と判定する。そのために，まずチップ座標でｍ箇所ある危険点画像のうちｐ番目の画像を読み込む（Ｓ１００２）。ここで，例えばメモリセル部内の危険点においては同一の回路パターンが形成されているため新たな危険点候補を抽出しなくて良い場合がある。そのため，欠陥レビュー画像との比較を行うか否かの判定を行う（Ｓ１００９）。欠陥レビュー画像との比較を行うか否かは各危険点についてユーザが指定する様にしても良いし，撮像した画像から回路パターンの繰り返し周期性を判定し，周期性がある場合には比較しないようにしても良い。次に，Ｎ箇所で撮像した欠陥レビュー画像からｔ番目の欠陥画像を読み込む（Ｓ１００４）。危険点画像と欠陥画像は撮像倍率などの撮像条件が異なる場合があるため，画像の比較を行いやすくするため撮像条件の違いを吸収するように画像を加工する（Ｓ１００５）。合わせ込みが必要となる場合の例を図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は危険点検査における画像の撮像視野１１０１と欠陥レビューにおける欠陥画像の撮像視野１１０２，観察用画像の撮像視野１１０３の関係の例を示している。また，図１１（ｂ）は撮像した危険点画像，図１１（ｃ）は欠陥画像を表している。この例では危険点画像は１０００ｘ１０００画素となるように撮像し，欠陥画像は５００ｘ５００画素となるように撮像した場合を示している。撮像視野や画像サイズはレシピによりそれぞれ個別に設定可能なため，画像の拡大縮小や切抜きなどの加工を行い，撮像条件の違いを吸収する。なお，ノイズ除去や超解像処理などの加工を行っても良い。図１０に戻り説明を続ける。画像の合わせ込みが完了した後，危険点画像と欠陥画像の一致度を算出する（Ｓ１００６）。一致度の算出には例えば正規化相関値を用いればよい。また，画像から回路パターンおよび欠陥の輪郭線を検出し，輪郭線の一致度を算出するようにしても良い。また，欠陥レビューにおける欠陥分類（Ｓ４０８）と危険点検査における欠陥分類（Ｓ５０６）の分類結果を考慮して算出するようにしても良い。たとえば，分類結果が同じ場合，一致度が高くなるようにしても良い。また，異物として分類された欠陥は一致度が低くなるようにしても良い。そして，算出した一致度と予め設定したしきい値を比較し（Ｓ１００７），しきい値以上の場合は欠陥画像を撮像した座標を危険点座標の候補として出力する。以上のＳ１００４〜Ｓ１００８を全ての欠陥画像に対して行い（Ｓ１００３），Ｓ１００２〜Ｓ１００８を全ての危険点画像に対して行う（Ｓ１００１）。なお，Ｓ１００２で読み込む危険点画像は，チップ座標ｐに関する複数枚の危険点画像（図７で示したところのウェハ座標（ｘ_ｐｊ，ｙ_ｐｊ）（ｊ＝１〜ｋ）の危険点画像）から合成したものでも良い。また，Ｓ１００４にて読み込む画像は欠陥画像ではなく参照画像でも良いし，欠陥画像から合成した参照画像でも良い。

以降では本発明にかかるユーザインターフェースに関して説明する。
図１２に欠陥レビューと危険点検査を行うレシピの設定に関わるユーザインターフェースの一例を示す。本インターフェースでは，ウェハアライメントとファインアライメントに関するパラメータ設定インターフェースを呼び出すボタン１２０１，フォーカスマップ推定に関するパラメータ設定インターフェースを呼び出すボタン１２０２を備える。また，対象ウェハを検査装置で検査した結果が記憶されている場所を指定するボタン１２０３，欠陥レビューに関するパラメータ設定インターフェースを呼び出すボタン１２０４を備える。また，危険点座標を編集するインターフェース（後述）を呼び出すボタン１２０５，危険点検査に関するパラメータ設定インターフェースを呼び出すボタン１２０６を備える。また，設定された検出欠陥座標と危険点座標を読み込んだ結果をウェハマップ上にプロットして表示するインターフェース１２０７，撮像座標と付加された属性をリスト表示するインターフェース１２０８を備える。また，作成したレシピを保存するボタン１２０９，レシピを実行するボタン１２１０，実行後に危険点候補を確認するインターフェースを呼び出すボタン１２１１を備える。

危険点座標を編集するインターフェースの一例を図１３に示す。本インターフェースはレシピ設定に関わるインターフェースの「危険点座標編集」ボタン１２０５より呼び出される。本インターフェースでは，登録されている危険点のチップ座標一覧を表示するインターフェース１３０１，新たな危険点を登録するインターフェースを呼び出すボタン１３０２，登録された危険点を修正するインターフェースを呼び出すボタン１３０３，登録された危険点を削除するボタン１３０４を備える。また，選択された危険点を撮像するチップを選択するインターフェース１３０５，登録された危険点の画像とそれに関連した情報を表示するインターフェース１３０６，撮像する危険点のウェハ座標一覧を表示するインターフェース１３０７を備える。また，以前に登録した危険点の一覧を読み込むボタン１３０９，登録した危険点の一覧を名前をつけて保存するボタン１３１０，危険点座標の編集を取り消すボタン１３１１を備える。

危険点の登録に関するインターフェースの一例を図１４に示す。本インターフェースは危険点座標を編集するインターフェースの「追加」ボタン１３０２もしくは「修正」ボタン１３０３より呼び出される。本インターフェースでは危険点に任意の名前を入力するインターフェース１４０１，危険点の座標を入力するインターフェース１４０２，入力された危険点の座標にステージを移動させるボタン１４０３，アドレッシング用座標を入力するインターフェース１４０４，アドレッシング用座標にステージを移動するインターフェース１４０５，危険点の画像を表示するインターフェース１４０６，危険点を登録するボタン１４０７，アドレッシング用の画像を表示するインターフェース１４０８，アドレッシング用の画像を登録するボタン１４０９を備える。また，Ｓ１００９において欠陥レビュー結果との比較に用いるか否かを指定するインターフェース１４１０を備える。また，登録作業を完了するボタン１４１１，登録作業を中断するボタン１４１２を備える。

抽出された危険点の候補を確認するインターフェースを図１５に示す。本インターフェースはレシピ設定に関わるインターフェースの「危険点候補確認」ボタン１２１１より呼び出される。本インターフェースは危険点候補および危険点の座標をマッピングして表示するインターフェース１５０１，マッピング方法を切り替えるインターフェース１５０２，抽出された危険点候補の一覧をリスト表示するインターフェース１５０３，登録されている危険点の一覧をリスト表示するインターフェース１５０４，選択された危険点候補に関する画像や対応する設計情報を表示するインターフェース１５０５を備える。また，選択された危険点候補を危険点として追加するボタン１５０６，登録された危険点を削除するボタン１５０７を備える。また，確認作業を完了するボタン１５０８，作業を中断するボタン１５０９を備える。本インターフェースを用いることにより，ユーザはチップ内における危険点を把握することが可能となる。また，危険点候補をマッピングして表示する方法としては，図１６に示すように，チップ座標毎の危険点の抽出頻度をグラフで表示するようにしても良い（図１６（ａ））。これにより多くのチップで発生している危険点候補を把握することが容易となる。また，ウェハマップと表示しても良い（図１６（ｂ））。これによりウェハ面内で危険点候補が抽出されるチップの分布が把握可能となり，検査対象となるチップを決定する際の指針を得ることが可能となる。

欠陥レビューおよび危険点検査を行った結果の出力例を図１７に示す。欠陥種ごとの発生頻度を表示することや（図１７（ａ）），欠陥種ごとのウェハ面内での発生傾向を表示すること（図１７（ｂ））などが可能である。

以上説明したように，欠陥レビューおよび危険点の検査を行う際に，検出欠陥座標と危険点座標を属性を付加した上でマージし，ステージの移動距離が短くなるように撮像順序を設定し，座標に付加された属性に応じてシーケンスを切り替えながら撮像を行うことで，ウェハアライメントやフォーカスマップ推定のシーケンスを共通化でき，ステージ移動時間を削減できるため，効率的に欠陥レビューと危険点検査を行うことが可能となる。また，欠陥レビュー結果から，危険点検査により取得した画像と一致度の高い画像を探索し，危険点候補を抽出することで，ユーザはシステマティック欠陥が発生しやすい箇所を把握することが可能となる。そのため本発明を用いることにより，ユーザは欠陥種ごとの発生頻度や，ウェハ面内での発生傾向を従来よりも高精度かつ迅速に把握することが可能となり，プロセス改善指針を決定するための指針を迅速に得ることが可能となる。

図１８は本発明に係る検査フローを示したものである。危険点座標と、検査装置が出力した検査情報を入力する（Ｓ１８０１）。次に，検査情報に含まれる各欠陥点に対応する参照点の座標を算出する（Ｓ１８０８）。危険点座標と検査情報に座標の種類を示す情報を付加してマージする（Ｓ１８０２）。次に、撮像順序の並び替えを行い（Ｓ１８０３）、撮像順序に従って欠陥の検査を行う（Ｓ１８０４）。全検査座標の検査を終了したかを確認し（Ｓ１８０５）、検査結果を出力し（Ｓ１８０６）、検査を終了する（Ｓ１８０７）。

特に実施例２では、座標の種類を示す情報について述べる。Ｓ１８０１において、危険点座標はユーザが経験的に判断し決定した座標を入力してもよい。検査装置が出力した検査結果を基に、危険点を算出して、検査情報に反映させてもよい。あるいは半導体ウェハの設計データを基にして、危険点の予測を行ったものを入力してもよい。

Ｓ１８０８において、参照点の座標を算出するには、欠陥点と同じ回路パターンが形成されるように設計された座標を算出すればよい。最も簡単な方法としては、欠陥点が存在するダイに隣接したダイにおける欠陥点に対応した座標を算出すればよい。つまり、欠陥点の座標に対してチップサイズ分の寸法を加算もしくは減算すればよい。また、隣接するダイである必要は無く、入力された危険点座標もしくは欠陥点座標もしくは既に算出された参照点座標の近くで撮像されるようにウェハ上の参照点座標を算出しても良い。以上のように算出した参照座標点については、後述のＳ１８０２において「参照」の属性を付加し，付帯情報として対応する欠陥点へのリンク情報を格納する。

Ｓ１８０２において、危険点座標と検査情報をマージすることについて図１９を用いて説明する。座標の種類を示す情報とは、欠陥の状態または種類の情報、欠陥検査時の検査座標の情報、検査方法の情報等である。実施例２において、座標の種類を示す情報は、属性と、必要であれば欠陥を示す番号や名前、図１９のように付帯情報を付加したものを含む。前記付帯情報とは、欠陥の検査を支援するための情報、参照画像を用いた検査に対応する欠陥点へのリンク情報、欠陥の状態を示す情報、欠陥の発生確率等の情報等である。

Ｓ１８０３において、撮像順序の決定方法は、実施例１と同様に行う。あるいは、検査座標の属性だけでなく、参照座標までのステージの移動時間も考慮して、検査時間が短くなるように撮像順序を決定してもよい。

Ｓ１８０４において、欠陥検査ステップについて図２０を用いて説明する。図１９に示されるように属性が欠陥の場合には、検査座標の欠陥画像を撮像し，撮像した画像から欠陥検出を行う。欠陥検出では、付帯情報を参照し、撮像した参照画像と比較検査することにより求めても良いし、例えばメモリセル部のように繰り返し周期性を有する場合には、欠陥画像から参照画像を合成し、比較検査を行っても良い。

属性が参照の場合について述べる。参照座標までステージを移動し、参照画像の撮像を行う。

属性が危険点の場合は、参照した危険点座標へステージを移動（アドレッシング）し、危険点座標を撮像し、欠陥検出を行う。

つまり、座標の種類を示す情報を判断し、座標の種類に応じた検査シーケンスを切り替えながら欠陥検査を行う。

以上説明したように，欠陥レビューおよび危険点の検査を行う際に，危険点座標と検査情報を座標の種類を示す情報を付加した上でマージし，撮像順序を決定し，座標の種類を示す情報のうち特に属性に応じてシーケンスを切り替えながら撮像を行うことで，ウェハアライメントやフォーカスマップ推定のシーケンスを共通化でき，ステージ移動時間を削減できるため，効率的に欠陥レビューと危険点検査を行うことが可能となる。また，欠陥レビュー結果から，危険点検査により取得した画像と一致度の高い画像を探索し，危険点候補を抽出することで，ユーザはシステマティック欠陥が発生しやすい箇所を把握することが可能となる。そのため本発明を用いることにより，ユーザは欠陥種ごとの発生頻度や，ウェハ面内での発生傾向を従来よりも高精度かつ迅速に把握することが可能となり，プロセス改善指針を決定するための指針を迅速に得ることが可能となる。

２０６・・・危険点座標記憶部，２０７・・・検出欠陥座標記憶部，Ｓ３０８・・・検出欠陥座標と危険点座標をマージするステップ，Ｓ３０９・・・撮像順序を設定するステップ，Ｓ３１０・・・シーケンスを切り替えるステップ，Ｓ３１１・・・欠陥レビュー，Ｓ３１２・・・危険点検査，Ｓ３１３・・・危険点座標の候補を抽出するステップ，Ｓ１００６・・・画像の一致度を計算するステップ，Ｓ４０８・・・検出欠陥座標の欠陥を分類するステップ，Ｓ５０６・・・危険点画像の欠陥を分類するステップ，Ｓ９０６・・・抽出された危険点候補をユーザが判定するステップ、Ｓ１８０１・・・危険点座標と検査情報を入力するステップ、Ｓ１８０２・・・危険点座標と欠陥検査座標とを座標の種類を示す情報を付加した上でマージするステップ、Ｓ１８０３・・・撮像順序を決定するステップ、Ｓ１８０４・・・欠陥の検査ステップ、Ｓ１８０５・・・全検査座標の検査を終了したかを確認するステップ、Ｓ１８０６・・・検査結果を出力するステップ、Ｓ１８０８・・・参照点の座標を算出するステップ

Claims

半導体ウェハ上の欠陥を複数の検査方法を用いて検査する方法であって、
半導体ウェハ上の座標であって、システマティック欠陥が発生し得る座標である危険点座標と、検査情報から取得した半導体ウェハ上の座標である欠陥検査座標とを座標の種類を示す情報を付加した上でマージするステップと、
マージした座標の検査順序を決定するステップと、
前記マージした座標において、検査すべき座標ごとに、前記マージした座標の種類を示す各情報に対応した検査方法を複数の検査方法からそれぞれ選択して検査を行う欠陥の検査ステップと、を有することを特徴とする欠陥検査方法。
請求項１記載の欠陥検査方法であって、
前記危険点座標を、前記検査ステップから得られる欠陥の検査結果あるいは半導体ウェハの設計情報を用いて決定することを特徴とする欠陥検査方法。
請求項１記載の欠陥検査方法であって、
前記マージした座標の検査順序を決定するステップにおいて、前記座標の種類を示す情報を用いて座標間のステージの移動時間を比較し、撮像順序を決定することを特徴をする欠陥検査方法。
請求項１記載の欠陥検査方法であって、
前記欠陥の検査ステップで得られた欠陥の検査結果であって、前記欠陥の検査結果から、前記欠陥検査座標を撮像した画像と、前記危険点座標を撮像した画像を比較し、一致度を求めて、
前記一致度が高い場合に、前記欠陥検査座標を危険度座標候補として抽出する
危険点判定ステップを有することを特徴とする欠陥検査方法。
請求項４記載の欠陥検査方法であって、
前記危険点判定ステップにおいて、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、撮像条件の違いを合わせ込んだ上で比較を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
請求項４記載の欠陥検査方法であって、
前記危険点判定ステップにおいて、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、予め作成した欠陥状態の分類結果を用いて一致度の比較を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
請求項４記載の欠陥検査方法であって、
前記危険点判定ステップにおいて、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、予め作成した欠陥状態の分類結果を用いて一致度に重みづけして比較を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
半導体ウェハ上の欠陥を複数の検査方法を用いて検査する装置であって、
半導体ウェハ上の座標であって、システマティック欠陥が発生し得る座標である危険点座標と、検査情報から取得した半導体ウェハ上の座標である欠陥検査座標とを座標の種類を示す情報を付加した上でマージする手段と、
マージした座標の検査順序を決定する手段と、
前記マージした座標において、検査すべき座標ごとに、前記マージした座標の種類を示す各情報に対応した検査方法を複数の検査方法からそれぞれ選択して検査を行う欠陥の検査手段と、を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
請求項８記載の欠陥検査装置であって、
前記危険点座標を、前記検査手段から得られる欠陥の検査結果あるいは半導体ウェハの設計情報を用いて決定することを特徴とする欠陥検査装置。
請求項８記載の欠陥検査装置であって、
前記マージした座標の検査順序を決定する手段において、前記座標の種類を示す情報を用いて座標間のステージの移動時間を比較し、撮像順序を決定することを特徴とする欠陥検査装置。
請求項８記載の欠陥検査装置であって、
前記欠陥の検査手段で得られた欠陥の検査結果であって、前記欠陥の検査結果から、前記欠陥検査座標を撮像した画像と、前記危険点座標を撮像した画像を比較し、一致度を求めて、
前記一致度が高い場合に、前記欠陥検査座標を危険度座標候補として抽出する
危険点判定手段を有することを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１１記載の欠陥検査装置であって、
前記危険点判定手段において、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、撮像条件の違いを合わせ込んだ上で比較を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１１記載の欠陥検査装置であって、
前記危険点判定手段において、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、予め作成した欠陥状態の分類結果を用いて一致度の比較を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１１記載の欠陥検査装置であって、
前記危険点判定手段において、前記欠陥検査座標を撮像した画像と前記危険点座標を撮像した画像を比較する際に、予め作成した欠陥状態の分類結果を用いて一致度に重みづけして比較を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１１記載の欠陥検査装置であって、
前記危険点判定手段において、危険点座標候補を抽出し、前記抽出された危険点座標候補をユーザが危険点であるか否かを判定するインターフェースと、危険点と判定された危険点座標候補を危険点座標として記憶する手段とを備えることを特徴とした欠陥検査装置。