JP6294131B2

JP6294131B2 - 欠陥レビュー装置、欠陥レビュー方法

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Publication number: JP6294131B2
Application number: JP2014079544A
Authority: JP
Inventors: 武彦今野
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
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Description

本発明は、検査装置が検出した試料上に存在する欠陥を観察し、観察対象欠陥の詳細な情報を得るための欠陥レビュー技術に関する。

半導体デバイスなどの製造工程においては、成膜、露光、エッチングなどのプロセスを繰り返し、数百工程におよぶプロセスを経て半導体試料（以下、半導体試料を試料と呼称する）上に微細な回路パターンが形成される。これらの製造工程においては、プロセス製造装置の異常や調整不備、製造条件の不適合などが原因で試料上に発生する異物、あるいは試料上に形成される回路パターンの断線やショートなどの外観異常が、歩留まり低下の原因となる。そのため、試料上に発生した異物や回路パターンの外観異常などの原因を早期に特定し、迅速に対策を施す必要がある。以下、異物や回路パターンの外観異常などを欠陥と呼称する。

半導体デバイスの製造工程において試料上に発生した欠陥に対する対策としては、検査装置によって試料上に存在する欠陥を検出して欠陥の位置情報を取得し、その位置情報に基づき電子顕微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下ＳＥＭと呼称する）などを使用して試料上に存在する欠陥を詳細に観察し、必要に応じてＡＤＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｅｆｅｃｔＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いた欠陥の自動分類やＥＤＳ（ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ−ｒａｙＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いた元素分析を実施し、欠陥の発生原因を推定する方法がある。

検査装置としては、ＳＥＭ式検査装置や光学式検査装置が知られている。ＳＥＭ式検査装置は、試料上に１次電子線を照射し、試料上から発生する２次電子を検出して得た欠陥部のＳＥＭ画像と参照部のＳＥＭ画像との間の差分から欠陥の位置情報を得る。光学式検査装置は、試料上にレーザなどの光を照射し、欠陥から発生する反射光や散乱光を検出して欠陥の位置情報を得る。

欠陥レビュー装置は、検査装置から受け取った試料上に存在する欠陥の位置情報に基づき、ＡＤＲ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＤｅｆｅｃｔＲｅｖｉｅｗ）と呼ばれる欠陥部のＳＥＭ画像を自動撮像する機能により、迅速に欠陥部の詳細情報を得る。

検査装置と欠陥レビュー装置との間のステージ機構系の違いや信号検出方式などの違いにより、両装置間に生ずる欠陥座標系は誤差成分を有する。そのため、欠陥レビュー装置が検査装置より得た欠陥の座標情報のみを用いて欠陥部のＳＥＭ画像を取得しようとしても、欠陥がＳＥＭの観察視野から外れる可能性がある。そこで通常は、ＡＤＲ実行前にグローバルアライメントと呼ばれる検査装置と欠陥レビュー装置との間の大まかな座標系の合わせ込みを実施する。グローバルアライメントは、試料上に形成されたアライメントパターンや試料表面端部（エッジ部）を使用して実施する。しかしグローバルアライメントだけで欠陥がＳＥＭの観察視野に入る可能性は低い。

上記課題に対処するため、ファインアライメントと呼ばれる手法がある。ファインアライメントは、ＳＥＭ観察前に試料上に存在する代表的な欠陥の座標情報を取得し、検査装置が定義する欠陥座標系から欠陥レビュー装置が定義する欠陥座標系へ変換する手法である。これにより試料上に存在する大多数の欠陥がＳＥＭの観察視野に入りやすくなる。ファインアライメントは、試料上に欠陥座標の基準合わせに用いる特異なパターンが無く検査装置より得た欠陥座標の精度が低い、ノンパターン試料上に存在する欠陥を観察する際の座標補正手法として特に重要である。

下記特許文献１は、検査装置と欠陥レビュー装置との間の座標誤差に関し、複数の光学条件を用いて欠陥を観察することについて記載している（００１３）。さらに具体的な手法として、光学フィルタ５１４や照明強度を調整することについても記載している（００７７）。

下記特許文献２は、ファインアライメントを実施しても欠陥が観察視野に入らない場合において、観察視野を広げて欠陥を探索する手法を記載している。

下記特許文献３は、暗視野光顕（ＤＦＯＭ：ＤａｒｋＦｉｅｌｄＯｐｔｉｃａｌＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）について記載している。ノンパターン試料に対して実施されるファインアライメントは、ＳＥＭより観察視野が広い光学顕微鏡を用いて実施するのが一般的であり、特に散乱光を検出して微小な欠陥を検出することができるＤＦＯＭが通常使用される。下記特許文献３は、ＤＦＯＭに対して減光フィルタ、偏光フィルタ、波長フィルタなどの調光機能を付加することにより、欠陥形状をＤＦＯＭ像に正しく反映させ、座標補正の信頼性を高めることを図っている。

なお、検査装置から得た欠陥座標の精度が低いノンパターン試料においては、試料上に存在する代表的な欠陥に対してファインアライメントを実施しただけでは観察対象となる全ての欠陥がＳＥＭの観察視野内に入る可能性は低いため、観察対象となる全欠陥に対してファインアライメントを実施することが望ましい。ファインアライメントの対象となる欠陥数は、試料１枚あたり数十個〜数千個にも及ぶため、通常のファインアライメントはオートファインアライメントと呼ばれる自動シーケンスにより実施される。

特開２０１２−１２７８４８号公報特開２００７−０１９２７０号公報特開２０１３−１４８３４９号公報

欠陥レビュー装置がノンパターン試料を観察する際にＤＦＯＭでファインアライメントを実施しようとしても、ＤＦＯＭの観察視野に欠陥が正しく入り難い特殊な欠陥や、ＤＦＯＭの観察視野に欠陥が正しく入ってもＤＦＯＭ像に形状を正しく反映させることができない特殊な欠陥が存在する。そのような特殊欠陥の例について以下に説明する。

サイズが数百μｍを超える巨大欠陥が観察対象となる場合、レーザ光の照射により巨大欠陥から発生する散乱光が強すぎて、検査装置が巨大欠陥を検出する際に得る座標情報は検査装置が定義する欠陥の座標系から数百μｍ離れた場所を示してしまう場合がある。この場合、欠陥レビュー装置が検査装置より得た巨大欠陥の座標情報を基にＤＦＯＭでオートファインアライメントを実施しようとしても、巨大欠陥がＤＦＯＭの観察視野に入らず、ＡＤＲにより巨大欠陥のＳＥＭ像を取得することができない。特許文献２が記載しているように観察視野の変更を試みたとしても、同じ光学条件で観察視野を変更すると検出感度の低下が懸念されるなど、信頼性に課題が残る。

低段差やシミ状の欠陥に対してレーザ光を照射すると、その散乱光は異方性を持ち、一方向に光の尾が伸びる「尾引き現象」を引き起こす場合がある。以後、「尾引き現象」を引き起こす欠陥を「尾引き欠陥」と呼称する。ＤＦＯＭのオートファインアライメントは、ＤＦＯＭ像に反映される欠陥形状を画像認識して座標補正を実施するので、尾引き欠陥に対するオートファインアライメントを実施すると、欠陥の実体が存在しない光の尾の部分で座標補正の位置決めがなされる可能性が高い。この場合、ＡＤＲにおいて尾引き欠陥のＳＥＭ像を取得することができない。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、従来のオートファインアライメントによっては正確に座標ずれを補正することが困難な特殊欠陥に対して、確実に座標ずれを補正することができる欠陥レビュー技術を提供することを目的とする。

本発明に係る欠陥レビュー装置は、第１光源を用いて取得した第１光顕像に基づき座標ずれを補正することができない場合は、第２光源を用いて第２光顕像を取得し、第２光顕像に基づき座標ずれを補正することができるか否かを判断する。

本発明に係る欠陥レビュー装置によれば、従来適正なファインアライメントを実施することが困難であった特殊欠陥に対して、適正なファインアライメントを実施することができる。これにより、ＳＥＭ観察のスループットや信頼性を向上させることができる。

実施の形態１および実施の形態２における欠陥レビュー装置の構成を示す図である。欠陥レビュー装置の全体処理フローチャートである。巨大欠陥４０２に対するステップＳ２０６の詳細を説明するフローチャートである。巨大欠陥４０２に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。尾引き欠陥６０１に対するステップＳ２０６の詳細を説明するフローチャートである。尾引き欠陥６０１に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。光顕ユニット制御部９がモニタ１４上において提供する欠陥特徴量登録画面７０１の画面イメージである。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る欠陥レビュー装置の構成を示す図である。本実施形態１に係る欠陥レビュー装置は、試料ホルダ２、ステージ３、ステージ制御部４、ＳＥＭ５、光顕ユニット６、Ａ／Ｄ変換部７、画像処理部８、光顕ユニット制御部９、ネットワーク１１、欠陥情報記憶部１２、座標補正制御部１３、モニタ１４、全体制御部１５を備える。

試料ホルダ２は、検査対象となる試料１を保持する。ステージ３は、試料ホルダ２を移動させて観察位置を顕微鏡の下に移動させる。ステージ制御部４はステージ３を制御する。ＳＥＭ５は試料１上に存在する欠陥を詳細に観察する。光顕ユニット６は、試料１上に存在する欠陥を光学的に検出して正確な位置情報を取得するための光学顕微鏡を備える。Ａ／Ｄ変換部７は、光顕ユニット６が検出した反射光や散乱光などのアナログ信号をデジタル信号へ変換する。画像処理部８は、Ａ／Ｄ変換部７が出力するデジタル信号を画像化し、二値化演算などの画像処理を施す。光顕ユニット制御部９は、画像処理部８が生成した画像データを解析して欠陥座標補正に関する判断を実施し、また光顕ユニット６を制御する。ネットワーク１１は、欠陥レビュー装置を光学式検査装置１０などの上位システムへ接続する。欠陥情報記憶部１２は、ネットワーク１１を介して検査装置１０から得た欠陥情報（欠陥の座標、サイズ、分類コードなど）を記憶する。座標補正制御部１３は、欠陥情報記憶部１２が記憶している欠陥の座標情報と欠陥レビュー装置が座標補正により得た欠陥の座標情報との間の誤差成分を補正する。モニタ１４は、欠陥画像やＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示する。全体制御部１５は、ＳＥＭ５や光顕ユニット６などシステム全体を制御する。

光顕ユニット６は、複数種類の光学顕微鏡を備える。例えば、従来からファインアライメントに使用されているＤＦＯＭ１０１、試料表面がＣｕやＰｏｌｙなどの高反射率の材質である場合にバックグラウンドノイズ低減に有効なハロゲン光の暗視野光顕１０２、レジスト膜など試料表面に塗布された膜の材質の違いやムラの程度などの確認に有効なカラー光顕１０３、パターン付きウェーハのレビューにおいて位置合わせのアライメントに使用されるハロゲン光の明視野光顕１０４などが搭載されている。各光学顕微鏡は、それぞれ光源とカメラを備えてもよいし、同種の光源またはカメラを用いる場合は光学顕微鏡間でこれらを共有してもよい。光顕ユニット６は、観察対象となる欠陥に対してファインアライメントを実施する際に有効な種類の光学顕微鏡を選択することができる。その他、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）やメタルハライドランプなどを光源とする光学顕微鏡など、ファインアライメントに際して有用なその他種類の光学顕微鏡を使用してもよい。

光顕ユニット制御部９は、欠陥特徴量データベース（以下、欠陥特徴量ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）と呼称する）１１０、欠陥特徴量抽出部１１１、欠陥特徴量比較部１１２、光顕切替制御部１１３を備える。

欠陥特徴量ＤＢ１１０は、ファインアライメントにおいて用いるのに不適切な欠陥の特徴量を記憶する。欠陥特徴量抽出部１１１は、画像処理部８が出力する欠陥のＤＦＯＭ像から欠陥の特徴量を抽出する。欠陥特徴量比較部１１２は、欠陥特徴量抽出部１１１が抽出した欠陥の特徴量と、欠陥特徴量ＤＢ１１０が格納している欠陥の特徴量とを比較し、両者の間の一致度を算出する。光顕切替制御部１１３は、観察対象となる欠陥の特徴量と欠陥特徴量ＤＢ１１０が格納している欠陥の特徴量が一致あるいは類似する場合、光学顕微鏡を観察対象となる欠陥のファインアライメントに適切な種類のものに切り替える。光顕ユニット制御部９の詳細については後述する。

図２は、欠陥レビュー装置の全体処理フローチャートである。以下、図２の各ステップについて説明する。

（図２：ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）
ステージ制御部４は、観察対象となる試料１を欠陥レビュー装置内の試料ホルダ２上にロードする（Ｓ２０１）。光顕ユニット制御部９は、ネットワーク１１を介して検査装置１０から試料１上に存在する欠陥の情報（座標、サイズ、分類コード）を取得し、欠陥情報記憶部１２に格納する（Ｓ２０２）。

（図２：ステップＳ２０３〜Ｓ２０４）
光顕ユニット制御部９でハロゲン光の明視野光顕１０４を用いてグローバルアライメントを実施することにより、座標補正制御部１３は検査装置１０と欠陥レビュー装置との間の第１段階目の座標補正を実施する（Ｓ２０３）。光顕ユニット制御部９は、第２段階目の座標補正であるファインアライメントにおいて使用する第１光顕として、ＤＦＯＭ１０１を選択する（Ｓ２０４）。このとき光源としてはＤＦＯＭ１０１のためのレーザ光源を選択し、カメラとしては暗視野像を撮影するカメラを選択する。

（図２：ステップＳ２０５）
ステージ制御部４は、欠陥情報記憶部１２に記憶したネットワーク１１を介して検査装置１０から得た欠陥情報（欠陥の座標）に基づき、観察視野を最初の観察対象となる欠陥の座標に移動させる。光顕ユニット制御部９は、第１光顕（ＤＦＯＭ１０１）を用いて、その座標における欠陥の光顕像を取得する。

（図２：ステップＳ２０６〜Ｓ２０７）
光顕ユニット制御部９は、第１光顕を用いて取得した光顕像の特徴に基づき、当該光顕像が座標補正に適しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。適している場合、光顕ユニット制御部９はステップＳ２０７に進んでファインアライメントを実施する。適していない場合はステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２０６の詳細については後述の図３で説明する。

（図２：ステップＳ２０８〜Ｓ２１０）
光顕ユニット制御部９は、観察対象となる全欠陥のレビューが終了しているか否かを判定する（Ｓ２０８）。全欠陥についてレビュー終了している場合は、ＡＤＲを実施した上で（Ｓ２０９）、試料１をアンロードする（Ｓ２１０）。全欠陥のレビューを終了していない場合はステップＳ２０４に戻り、光顕ユニット制御部９は光顕種類を第１光顕に切り替え、検査装置１０から取得した次の欠陥座標について同様の処理を改めて実施する。

（図２：ステップＳ２１１〜Ｓ２１２）
光顕ユニット制御部９は、現在第１光顕を使用している場合はステップＳ２１２へ進んで光学顕微鏡を第２光顕へ切り替え、ステップＳ２０５に戻って同一の欠陥座標に対して第２光顕を用いて改めて同様の処理を実施する。現在第２光顕を使用している場合は、ステップＳ２０８へ進む。

図３は、ステップＳ２０６の詳細を説明するフローチャートである。記載の便宜上、図２において説明した一部のステップについては省略し、ステップＳ２０６周辺のみ記載した。以下図３の各ステップについて説明する。

（図３：ステップＳ２０６１）
光顕ユニット制御部９は、第１光顕を用いて取得した光顕像の特徴に基づき、当該光顕像内に欠陥が含まれているか否かを判定する。欠陥が見つかった場合はステップＳ２０７へ進み、見つからない場合はステップＳ２０６２へ進む。

（図３：ステップＳ２０６２）
光顕ユニット制御部９は、欠陥情報記憶部１２が格納している欠陥情報を参照し、現在の観察視野座標において検査装置１０が取得した欠陥のサイズを取得する。欠陥サイズが例えば数百μｍを超える巨大欠陥である場合はステップＳ２１１へ進み、数百μｍ以下の小〜中サイズ欠陥である場合はステップＳ２０８へ進む。あるいは、現在の観察視野座標において検査装置１０が付加した分類コードを取得し、分類コードが例えば数百μｍを超える巨大欠陥に相当する場合はステップＳ２１１へ進み、数百μｍ以下の小〜大サイズ欠陥である場合はステップＳ２０８へ進む。

（図３：ステップＳ２０６２：補足）
欠陥サイズが数百μｍを超える巨大欠陥である場合、先に説明したように検査装置１０は当該欠陥から数百μｍ離れた場所を欠陥座標として検出してしまう。すなわち欠陥サイズによっては、ステップＳ２０６１において本来見つかるべき欠陥が見つからない可能性がある。そこで本ステップにおいては、欠陥情報記憶部１２が格納している欠陥情報（欠陥サイズ、分類コード）に基づき、ＤＦＯＭ１０１が座標補正に適しているか否かを判断することとした。

（図３：ステップＳ２１２）
光顕ユニット制御部９は、光学顕微鏡をＤＦＯＭ１０１からハロゲン明視野光顕１０４へ切り替える。ハロゲン明視野光顕１０４は、パターン付き試料のアライメントにおいてアライメントマークを探索するために使用される光顕である。ハロゲン明視野光顕１０４は、観察視野がＤＦＯＭ１０１の４〜９倍程度広く、ＤＦＯＭ１０１で観察した場所から数百μｍ離れた場所に存在する大サイズの欠陥も観察視野に入れることができる。ハロゲン明視野光顕１０４が検出する信号は散乱光ではなく反射光だが、欠陥サイズが大きいために十分認識することができる。

図４は、巨大欠陥４０２に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。図３のステップＳ２０６においてＤＦＯＭ１０１により光顕像を取得した際は、ＤＦＯＭ１０１の観察視野４０１から数百μｍ離れた場所に巨大欠陥４０２が存在するため、ファインアライメントを適切に実施することができない。光学顕微鏡をハロゲン明視野光顕１０４へ切り替えることにより、観察視野４０３はＤＦＯＭ１０１の観察視野４０１の４〜９倍広くなる。これにより、検査装置１０が取得した巨大欠陥４０２の座標が実際の欠陥座標からずれている場合であっても、巨大欠陥４０２を観察視野内に収めて観察することができる。

＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る欠陥レビュー装置は、ＤＦＯＭ１０１を用いて欠陥を観察することができない場合は、欠陥情報に基づき当該欠陥のサイズを確認し、当該欠陥が巨大欠陥である場合はＤＦＯＭ１０１からハロゲン明視野光顕１０４へ切り替える。これにより、検査装置１０が正しい座標を取得することが難しい巨大欠陥を観察する場合であっても、ハロゲン明視野光顕１０４によって正しい座標を取得し、座標補正制御部１３はその座標にしたがって座標ずれを補正することができる。

巨大欠陥に対するファインアライメントを実施する別手法として、ＤＦＯＭ１０１のみを使用し、サーチアラウンド機能を使用することが考えられる。すなわち、欠陥が見つかるまで螺旋状に観察視野を変更して欠陥を探索することにより、巨大欠陥の正しい座標を取得する手法である。しかしサーチアラウンド機能は、スループットが遅くなるという課題がある。また、バックグラウンドのノイズが大きい試料などの場合、サーチアラウンドの途中で誤検出する可能性も高くなる。したがって巨大欠陥については、本実施形態１に係る手法が有用であると考えられる。

＜実施の形態２＞
実施形態１では、検査装置１０と欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することが難しい欠陥として、巨大欠陥の例を説明した。本発明の実施形態２では、座標ずれを補正することが難しい欠陥として、尾引き欠陥の例を説明する。欠陥レビュー装置の構成は実施形態１と同様であるため、以下では尾引き欠陥に関する動作について主に説明する。

図５は、本実施形態２におけるステップＳ２０６の詳細を説明するフローチャートである。図３と同様に、図２において説明した一部のステップについては省略し、ステップＳ２０６周辺のみ記載した。以下図５の各ステップについて説明する。

（図５：ステップＳ２０６３〜Ｓ２０６４）
光顕ユニット制御部９は、第１光顕を用いて取得した光顕像内に欠陥が含まれているか否かを判定する（Ｓ２０６３）。欠陥が見つかった場合はステップＳ２０６５へ進み、見つからない場合はステップＳ２０６４へ進む。ステップＳ２０６４において光顕ユニット制御部９は、実施形態１で説明したステップＳ２０６２以降と同様の処理を実施してもよいし、適当なエラー処理などを実施した上でステップＳ２０５へ戻って次の欠陥座標について同様の処理を実施してもよい。

（図５：ステップＳ２０６５）
欠陥特徴量抽出部１１１は、ＤＦＯＭ１０１を用いて取得した光顕像から欠陥の特徴量を抽出する。欠陥の特徴量とは、欠陥の大きさ、明るさ、真円度、異方性など数種類〜数十種類程度の特徴項目を１０段階程度にレベル分けして数値化したものである。例えば、丸い巨大異物の欠陥は、大きさと明るさがレベル１０、真円度はレベル１０、異方性はレベル１、などのように特徴量を数値化することができる。

（図５：ステップＳ２０６６）
欠陥特徴量比較部１１２は、ステップＳ２０６５で抽出した観察対象となる欠陥の特徴量と、欠陥特徴量ＤＢ１１０が格納しているファインアライメントに適さない欠陥の特徴量とを比較する。両者の間の差分が所定閾値以内である（すなわち両者が類似している）場合はステップＳ２１１へ進み、それ以外であればステップＳ２０７へ進む。

（図５：ステップＳ２０６６：補足）
尾引き欠陥の場合、先に説明したように検査装置１０は誤って尾の部分に対して位置決めしてしまう可能性がある。そこで本ステップにおいては、尾引き欠陥の特徴量をあらかじめ欠陥特徴量ＤＢ１１０に格納しておき、欠陥特徴量がこれに合致する場合はその欠陥がＤＦＯＭ１０１による座標ずれ補正に適していないと判断することにした。尾引き欠陥以外の欠陥であってＤＦＯＭ１０１による座標ずれ補正に適していないものについても同様に、あらかじめ欠陥特徴量ＤＢ１１０に格納しておき、本ステップにおいてファインアライメントの対象から除去することができる。

（図５：ステップＳ２１２）
光顕ユニット制御部９は、光学顕微鏡をＤＦＯＭ１０１からハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３に切り替える。ハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３を用いる場合、ＤＦＯＭ１０１による観察において見られる尾引き現象が発生せず、欠陥の実体に対して正確に座標ずれを補正することができることが知られている。そこで本実施形態２においては、ＤＦＯＭ１０１からハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３に切り替えることとした。光顕ユニット制御部９は、ハロゲン暗視野光顕１０２を用いる場合は光源としてハロゲン光源を選択するとともに暗視野像を撮影するカメラを選択し、カラー光顕１０３を用いる場合ハロゲン光源を選択するとともにカラー画像を撮影するカメラを選択する。

図６は、尾引き欠陥６０１に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。図２のステップＳ２０５においてＤＦＯＭ１０１により光顕像を取得した際には、ＤＦＯＭ１０１の観察視野４０１において尾引き現象６０１が発生し、ファインアライメントにおいて光の尾の部分で座標補正の位置決めをする可能性が高くなる。光学顕微鏡をハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３に切り替えることにより、光顕像６０２および６０３に示すようにＤＦＯＭ１０１の観察視野４０１において発生する尾引き現象が発生せず、欠陥６０４の実体において適正に座標補正することができる。

図７は、光顕ユニット制御部９がモニタ１４上において提供する欠陥特徴量登録画面７０１の画面イメージである。ユーザは欠陥特徴量登録画面７０１を用いて、ファインアライメントに適さない欠陥の特徴量をあらかじめ欠陥特徴量ＤＢ１１０に登録しておくことができる。

欠陥特徴量設定画面７０１は、画面の左側にファインアライメントで取得した欠陥の画像リスト７０２を表示し、画面の右側にファインアライメントに適さない欠陥の画像を欠陥種類別に登録するための記憶テーブルの一覧７０３を表示する。作業者は、欠陥画像リスト７０２の中からファインアライメントに適さない欠陥の画像を選択し、画面右側に作成した欠陥種類別の記憶テーブル７０４へドラッグ＆ドロップによりコピーする。各記憶テーブル７０４へ画像コピーし終えた後、必要に応じて記憶テーブル７０４に登録した欠陥に該当するサイズの閾値７０５や分類コード７０６を設定することもできる。サイズの閾値７０５や分類コード７０６を設定することにより、検査装置１０から得た各観察対象欠陥のサイズや分類情報に基づき、当該欠陥がファインアライメントに適しているか否かを判定することができる。新たなテーブルを作成するときはテーブル追加ボタン７０８を押下する。

例えば、図７に示すテーブル１に登録した特徴量を持つ欠陥を判定する場合、収集した欠陥画像群に共通する欠陥特徴量を有し、かつ欠陥サイズが１μｍ以下で分類情報が１に該当する欠陥であれば、当該欠陥はファインアライメントに適さないと判定する。また、観察対象となる欠陥が各記憶テーブル７０４に登録した欠陥の特徴量と一致あるいは類似していた場合に、第２光顕として用いる光学顕微鏡の種類７０７を各記憶テーブル７０４において設定する。作業者が設定ボタン７０９を押下すると、欠陥特徴量抽出部１１１は各記憶テーブル７０４に登録された欠陥群に共通する特徴量を抽出し、各入力項目と併せて欠陥特徴量ＤＢ１１０に登録する。

＜実施の形態２：まとめ＞
以上のように、本実施形態２に係る欠陥レビュー装置は、ＤＦＯＭ１０１を用いて欠陥を観察することができない場合は、当該欠陥の特徴量を欠陥特徴量ＤＢ１１０にあらかじめ格納されている特徴量と比較し、これらが合致する場合はＤＦＯＭ１０１からハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３へ切り替える。これにより、検査装置１０が誤った座標において位置決めする可能性のある尾引き欠陥を観察する場合であっても、ハロゲン暗視野光顕１０２またはカラー光顕１０３によって正しい座標に位置決めし、座標補正制御部１３はその座標にしたがって座標ずれを補正することができる。

尾引き欠陥に対してファインアライメントを実施する別手法として、光顕の種類を変えずに画像処理だけで位置ずれを回避することが考えられる。例えば、尾引き欠陥の特徴である１方向へ光が伸びる現象を有する欠陥に対しては、尾が伸びる方向と逆の方向に向かって座標補正の位置決めを補正する方法が考えられる。ただしこの方法は、尾が伸びる元の部分と先の部分を判断することが難しく、欠陥の実体を判断する際の信頼性が低くなる課題がある。したがって本実施形態２のように、光顕の種類を変更して正しい欠陥形状を光顕像に正しく反映させた上で座標ずれを補正するほうが望ましい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。

上記制御部、処理部、機能等は、それらの一部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記制御部、処理部、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

１：試料、２：試料ホルダ、３：ステージ、４：ステージ制御部、５：ＳＥＭ、６：光顕ユニット、７：Ａ／Ｄ変換部、８：画像処理部、９：光顕ユニット制御部、１０：検査装置、１１：ネットワーク、１２：欠陥情報記憶部、１３：座標補正制御部、１４：モニタ、１５：全体制御部、１０１：ＤＦＯＭ、１０２：ハロゲン暗視野光顕、１０３：カラー光顕、１０４：ハロゲン明視野光顕、１１０：欠陥特徴量ＤＢ、１１１：欠陥特徴量抽出部、１１２：欠陥特徴量比較部、１１３：光顕切替制御部、７０１：欠陥特徴量設定画面、７０２：欠陥画像リスト、７０３：記憶テーブルの一覧、７０４：記憶テーブル、７０５：サイズ閾値入力部、７０６：分類コード入力部、７０７：光顕種類入力部、７０８：テーブル追加ボタン、７０９：設定ボタン。

Claims

検査装置が検出した試料上に存在する欠陥の座標情報に基づき前記試料上の欠陥画像を取得する欠陥レビュー装置であって、
前記欠陥に対して光を照射することにより生じる信号を用いて前記欠陥の光顕像を生成する光顕ユニット、
前記検査装置が前記試料上に存在する前記欠陥を検出した際に取得した前記欠陥の座標を記述する欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部、
前記光顕ユニットを用いて取得した光顕像に基づき前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正する光顕制御部、
を備え、
前記光顕ユニットは、異なる種類の光を出射する第１および第２光源を備えており、
前記光顕制御部は、前記欠陥情報が記述している前記欠陥の座標に対して前記光顕ユニットが前記第１光源を用いて取得した第１光顕像の特徴に基づき、前記第１光顕像を用いて前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することができるか否かを判断し、前記第１光顕像が座標補正に適していない場合は前記第１光源から前記第２光源に切り替えて第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする欠陥レビュー装置。
前記光顕ユニットは、前記第１光源として暗視野像を生成するため用いるレーザ光源を備え、前記第２光源としてハロゲン明視野像を生成するためのハロゲン光源を備え、
前記欠陥情報は、前記検査装置が検出した前記欠陥のサイズを記述しており、
前記光顕制御部は、前記第１光顕像の特徴に基づき前記第１光顕像内に前記欠陥が含まれていないと判断する場合は、前記欠陥情報が記述している前記欠陥のサイズを取得し、そのサイズが所定値以上であれば前記第１光源から前記第２光源に切り替えて前記第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１記載の欠陥レビュー装置。
前記欠陥情報はさらに前記欠陥のサイズまたは種類を表す分類コードが記述されたものであり、
前記光顕制御部は、前記第１光顕像の特徴に基づき前記第１光顕像内に前記欠陥が含まれていないと判断する場合は、前記欠陥情報が記述している分類コードを取得し、前記分類コードが所定の欠陥種類に該当する場合であれば前記第１光源から前記第２光源に切り替えて前記第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項２記載の欠陥レビュー装置。
前記欠陥レビュー装置は、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない光顕像の特徴量を記述した特徴量情報を格納する特徴量記憶部を備え、
前記光顕ユニットは、前記第１光源として暗視野像を生成するため用いるレーザ光源と受光カメラを備え、前記第２光源としてハロゲン暗視野像またはカラー像を生成するためのハロゲン光源と受光カメラを備え、
前記光顕制御部は、前記第１光顕像の特徴量と前記特徴量情報が記述している特徴量との間の差分が所定範囲以内である場合は、前記第１光源から前記第２光源に切り替えて前記第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１記載の欠陥レビュー装置。
前記特徴量情報は、前記特徴量として、散乱光が異方性を有する尾引き光顕像の特徴量を記述しており、
前記光顕制御部は、前記第１光顕像の特徴量と前記尾引き光顕像の特徴量との間の差分が前記所定範囲以内である場合は、前記第１光源から前記第２光源に切り替えて前記第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項４記載の欠陥レビュー装置。
前記光顕ユニットは、前記第２光源としてカラー像を生成するためのハロゲン光源を備え、さらに前記暗視野像を撮影する第１カメラと前記カラー像を撮影する第２カメラを備えており、
前記光顕制御部は、前記第１光源から前記第２光源に切り替えるとき、前記第１カメラから前記第２カメラへ切り替える
ことを特徴とする請求項４記載の欠陥レビュー装置。
前記光顕ユニットは、複数の前記第２光源を備えており、
前記光顕制御部は、前記第１光顕像の特徴と、前記座標ずれを補正するため用いるべき前記第２光源との間の対応関係を記述した対応表を保持しており、前記対応表の記述にしたがって前記座標ずれを補正するため用いるべき前記第２光源を特定する
ことを特徴とする請求項１記載の欠陥レビュー装置。
前記欠陥レビュー装置は、前記暗視野像から特徴量を抽出する特徴量抽出部を備え、
前記光顕制御部は、前記特徴量抽出部が抽出した特徴量を分類して分類ＩＤを付与した上で前記特徴量情報として前記特徴量記憶部に格納する
ことを特徴とする請求項４記載の欠陥レビュー装置。
前記欠陥レビュー装置は、前記特徴量情報を更新するためのＧＵＩを提供する操作インターフェースを備え、
前記操作インターフェースは、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない前記第１光顕像の特徴量を前記特徴量情報のなかから選択する項目と、前記第１光源から切り替えるべき前記第２光源を指定する項目とを有する
ことを特徴とする請求項８記載の欠陥レビュー装置。
前記操作インターフェースは、さらに、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない欠陥に該当するサイズの閾値や分類コードを設定する項目を有する
ことを特徴とする請求項９記載の欠陥レビュー装置。
検査装置が検出した試料上に存在する欠陥の座標情報に基づき前記試料上の欠陥画像を取得する欠陥レビュー装置を用いて前記欠陥をレビューする方法であって、
前記欠陥レビュー装置は、前記欠陥に対して光を照射することにより生じる信号を用いて前記欠陥の光顕像を生成する光顕ユニットを備え、
前記光顕ユニットは、異なる種類の光を出射する第１および第２光源を備え、
前記方法は、
前記検査装置が前記試料上に存在する前記欠陥を検出した際に取得した前記欠陥の座標を記述する欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部から前記欠陥情報を読み出すステップ、
前記光顕ユニットを用いて取得した光顕像に基づき前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正する光顕制御ステップ、
を有し、
前記光顕制御ステップにおいては、前記欠陥情報が記述している前記欠陥の座標に対して前記光顕ユニットが前記第１光源を用いて取得した第１光顕像の特徴に基づき、前記第１光顕像を用いて前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することができるか否かを判断し、前記第１光顕像が座標補正に適していない場合は前記第１光源から前記第２光源に切り替えて第２光顕像を取得し、前記第２光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする欠陥レビュー方法。