WO2010079657A1 - Semを用いた欠陥観察方法及びその装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a defect observation apparatus for observing various types of defects that occur in the manufacturing process of a semiconductor wafer and classifying the defects.
- the present invention relates to a defect observation apparatus provided and a defect observation method using the defect observation apparatus.
- circuit patterns formed on semiconductor wafers are becoming increasingly finer. As circuit patterns become finer, defects that occur during the manufacturing process have a greater impact on product yield, and it is becoming increasingly important to manage such defects not to occur during the manufacturing stage. .
- the defect inspection apparatus is an apparatus for examining at which position on the wafer a defect exists at high speed. The state of the wafer surface is imaged using optical means or an electron beam, and the image is automatically processed to check for the presence of defects. In defect inspection equipment, the high speed is important, so the amount of image data is reduced by increasing the pixel size of the acquired image as much as possible (that is, by lowering the resolution).
- the defect observation apparatus is an apparatus used to classify the defects detected by the defect inspection apparatus while taking an image with a small pixel size (that is, high resolution).
- a defect observing apparatus that performs image capturing processing and classification processing by manual processing or automatic processing by a computer is put on the market by each manufacturer. In this defect observation apparatus, the resolution of an image necessary for performing sufficiently accurate classification is determined by the target defect.
- the coordinate data of each defect obtained from the defect inspection apparatus and the wafer are given to the review SEM, so that the image including each defect in the field of view (hereinafter referred to as the defect image) and the defect image are the same on the review SEM.
- An image of a non-defective pattern (hereinafter referred to as a reference image) that does not include a defect in the field of view at a site where the pattern is formed (hereinafter referred to as ADR: Automatic Defect Review), and the defects are classified using these images (hereinafter referred to as ADC). : Automatic Defect Classification) technology.
- a defect image (hereinafter referred to as a low-magnification defect image) obtained by imaging the defective part at a low magnification and a reference image (hereinafter referred to as a low-magnification reference image) obtained by imaging a part where a defective product pattern of the defective part is formed at a low magnification.
- a defect image hereinafter referred to as a high-magnification defect image
- a reference image hereinafter referred to as a high-magnification reference image
- Patent Document 2 Usually, since a plurality of identical chips are arranged in a semiconductor wafer, it is common to use an image obtained by imaging a place moved by one chip from the coordinates where a defect exists as a reference image.
- the ADC process uses the high-magnification defect image and the high-magnification reference image obtained from the ADR process (each consisting of a secondary electron image and a reflected electron image) to recognize the shape of a defect present in the high-magnification defect image, Investigate the surface irregularity of the defect, and where the defect is relative to the background circuit pattern (for example, straddles between wires, exists on one wire, or has no wire) This is a process of classifying each defect into a plurality of classes by using several criteria, such as checking whether it exists in a region, etc.) and determining its fatality.
- Patent Document 3 discloses a technology for estimating a reference image using period information of a background circuit pattern of a defect estimated from a defect image (hereinafter referred to as reference image synthesis). Method).
- Patent Document 4 describes a technique for acquiring a high-magnification reference image by enlarging the low-magnification reference image by digital zoom (hereinafter referred to as a digital zoom method). Since these methods can acquire an image corresponding to a reference image without taking a reference image, the ADR processing time can be greatly shortened.
- a high-magnification reference image is a defect area extraction process based on comparison with a high-magnification defect image, and a defect fatality that determines the fatality of a defect based on the relationship between the circuit pattern position and the defect position extracted from the high-magnification reference image. This is because these processing results are used for determination processing and the like, and affect the classification performance of the ADC.
- the ADR processing that does not capture the reference images disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 can achieve high throughput of the processing, but does not consider acquisition of a high-magnification reference image having a high image resolution.
- the magnification for enlarging the low-magnification reference image increases in order to create a high-magnification reference image from the low-magnification reference image as the low-magnification imaging field of view is wide and the high-magnification imaging field of view is narrow.
- the image is blurred (that is, the image resolution is lowered).
- the reference image composition method disclosed in Patent Document 4 estimates a non-defective product pattern of a defective part from a peripheral pattern, there is a problem that a reference image slightly deviated from a true good product pattern may be synthesized.
- the method of capturing a position obtained by moving the imaging position of a high-magnification defect image disclosed in Patent Document 2 by one chip and acquiring a high-magnification reference image avoids the above-described reduction in image resolution and deviation from a true good product pattern.
- visual field movement between chips is accompanied by stage movement, which causes a problem of reduced throughput.
- An object of the present invention is to provide a defect observing apparatus capable of capturing a high-magnification reference image at high speed without lowering image resolution and moving a stage for a defect occurring in a semiconductor wafer or the like in order to solve the above-described problems. (Review SEM) and a defect observation method using the same.
- the present invention provides a method and apparatus for observing in detail a defect site on a sample and a site where a non-defective pattern of the defect site is formed using a scanning electron microscope (SEM).
- SEM scanning electron microscope
- the coordinates of a defect obtained from a wafer defect inspection using an electronic means or an electron beam, or the coordinates of a dangerous point that is likely to become a defect during semiconductor manufacturing are set as input positions (hereinafter referred to as defect approximate positions), and the defect
- a low-magnification defect image imaging step for capturing a rough position at a low magnification to obtain a low-magnification defect image
- a high-magnification defect image imaging area specifying step for specifying a high-magnification defect image imaging area in which a defect exists from the low-magnification defect image
- a high-magnification defect image imaging step for capturing the high-magnification defect image imaging region at a high magnification to obtain a high-magnification defect image
- the neighboring high-magnification reference imaging region step includes the step The high-magnification reference image imaging area is searched so as not to overlap with the high-magnification defect image imaging area or its peripheral area.
- the neighborhood high-magnification reference image imaging area acquires a search defect image obtained by imaging an area in a range that can be imaged without moving the stage, and uses the search template from the search low-magnification defect image.
- the high-magnification reference image imaging region is searched.
- the neighborhood high-magnification reference image capturing area step acquires a defect image for search that captures an area in a range in which an image with good image quality with little distortion can be captured without moving the stage, and the search A high-magnification reference image imaging region is searched using the search template from the low-magnification defect image for use.
- the present invention can also be applied to a case where a low-magnification reference image is not captured (hereinafter referred to as a low-magnification reference image imaging-less mode).
- the high-magnification reference image imaging region search step in the low-magnification reference image imaging-less mode includes an estimation image of a low-magnification reference image (hereinafter referred to as a low-magnification image) having a portion where a non-defective pattern of a low-magnification defect image is formed
- a low-magnification estimated reference image generation step for generating an estimated reference image for generating an estimated reference image
- a high-magnification estimated reference image region determining step for determining a high-magnification reference image region from the low-magnification estimated reference image
- a neighborhood high-magnification reference image imaging region searching step for searching for a high-magnification reference image imaging region from the double defect image.
- the low-magnification estimated reference image can be estimated from the low-magnification defect image using, for example, the repetition periodicity of the pattern.
- the present invention can be applied to conventional sequences such as a low-magnification reference image imaging mode, a low-magnification reference image imaging-less mode, and a high-magnification reference image estimation mode, and has a function of determining success or failure of a neighborhood high-magnification reference image imaging area search process. In use, when the sequence of the present invention fails, it is possible to switch to the conventional sequence.
- the present invention is not limited to the above-described mode, and a low-magnification defect image, a low-magnification reference image (a low-magnification reference image obtained by imaging or estimation), and a stage position at the time of imaging a high-magnification reference image are input. It is possible to acquire a high-magnification reference image by executing the neighborhood high-magnification reference image imaging region searching step according to the present invention.
- the present invention it is possible to realize high-throughput and high-accuracy automatic defect classification processing in a defect observation apparatus that targets defects on a semiconductor wafer that are detected by inspection with other inspection apparatuses. Therefore, it becomes possible to classify more defects with higher accuracy in the same processing time as in the prior art. As a result, the present invention improves the accuracy of identifying problem processes in semiconductor manufacturing, and can be expected to improve yield in semiconductor manufacturing.
- FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus according to the present invention.
- FIG. 2 is a process flow diagram showing a first embodiment of ADR processing and ADC processing using the defect observation apparatus according to the present invention.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of a first embodiment of ADR processing and ADC processing according to the present invention.
- FIG. 4 is an explanatory diagram of an embodiment in which an area usable as a high-magnification reference image is searched from a low-magnification defect image according to the present invention.
- FIG. 5 is a process flow diagram showing a second embodiment of the ADR process and the ADC process using the defect observation apparatus according to the present invention.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of a second embodiment of ADR processing and ADC processing according to the present invention.
- FIG. 7 is an explanatory diagram of the search range of the neighborhood high-magnification reference image capturing area according to the present invention.
- FIG. 8 is a process flow diagram showing a third embodiment of the ADR process and the ADC process using the defect observation apparatus according to the present invention.
- FIG. 9 is an example of a defect image and reference image observation interface according to the present invention.
- Electron source 102 Accelerating electrode 103 Focusing lens 104 Deflector 105 Objective lens 106 Sample 107 Stage 108 Primary electron 109 Secondary electron, 110 Secondary Electron Detector 111 A / D Converter 112 Overall Control 113 Image Processing Unit 116 Recipe Unit 117 Input / Output Unit 120 Bus 121 Reflected Electron Detector
- a first embodiment of ADR processing and ADC processing using the defect observation apparatus according to the present invention will be described.
- a high-magnification reference image is captured from the low-magnification defect image imaging position without moving the stage using the captured low-magnification reference image.
- an apparatus configuration of a defect observation apparatus (review SEM) using a scanning electron microscope according to the present invention will be described with reference to FIG.
- the review SEM apparatus according to the present invention is composed of an SEM image acquisition unit 118 and a signal processing unit 119, which are connected by a bus 120.
- 101 is an electron source for generating primary electrons 108
- 102 is an acceleration electrode for accelerating primary electrons
- 103 is a focusing lens for converging primary electrons
- 104 is a primary electron.
- a deflector 105 that performs two-dimensional scanning deflection is an objective lens for converging primary electrons on a wafer 106 that is an observation target sample.
- Reference numeral 107 denotes a stage that can move in an XY plane on which a sample is mounted.
- 110 is a detector that detects secondary electrons 109 generated from the sample
- 121 is a detector that detects primary electrons reflected from the sample surface
- 111 is an A / D converter that digitizes the detected signal.
- the signal processing unit 119 includes an overall control unit 112, an image processing unit 113, a storage unit 116, and an input / output unit 117.
- the image processing unit 113 further includes a program memory unit 114 that performs image processing and classification processing on the acquired image, and an image memory unit 115 that stores the acquired image, defect information, and the like.
- the storage unit 116 includes observation condition information (recipe) including coordinate information obtained by inspection by the defect inspection apparatus, and design information of an inspection target chip taken in from a data server (not shown) via the bus 120. Stored.
- the input / output unit 117 includes a device such as a keyboard and a mouse for giving an instruction to the apparatus, and a monitor and a printer for outputting data from the apparatus.
- the overall control unit 112, the image processing unit 113, the storage unit 116, and the input / output unit 117 are connected to each other by a bus 120.
- the primary electrons 108 emitted from the electron source 101 are accelerated by the acceleration electrode 102, converged by the focusing lens 103, and then further converged by the objective lens 105, thereby measuring the wafer 106.
- the site is irradiated.
- the deflector 104 deflects the primary electron beam so that the primary electrons are two-dimensionally scanned in the visual field range determined by the magnification registered in the recipe.
- Secondary electrons 109 and reflected electrons 1091 generated from the surface of the sample by the electron beam irradiation are captured by the secondary electron detector 110 and the reflected electron detector 121 and converted into an optical signal by a scintillator (not shown). Further, after being converted into an electric signal by a photomultiplier tube (not shown), it is converted into a digital signal by the digitizing means 111.
- the obtained digital signal is stored in the image memory unit 115 as a digital image.
- the wafer 106 Before the start of the ADR process and the ADC process, the wafer 106 is mounted on the stage 107, and further, positional information on each wafer 106 obtained by inspecting the wafer 106 by a defect inspection apparatus (not shown),
- conditions such as various electron optical system conditions (for example, acceleration voltage, probe current, imaging magnification) when the wafer 106 is imaged by the SEM image acquisition unit 118 are stored in the recipe file of the storage unit 116.
- the imaging magnifications set in the recipe file of the storage unit 116 are usually low magnification (for example, about 10,000 times) and high magnification (the magnification varies depending on the defect size, for example, about 200 to 300,000 times). Two types are set.
- the imaging magnification In order to perform classification processing of minute defects to be managed in the semiconductor manufacturing process, it is necessary to set the imaging magnification from 50,000 times to a maximum of about 300,000 times. This is because it is assumed that the defect portion does not enter the field of view of the defect observation apparatus (review SEM) when the inspection accuracy is low and the detection accuracy of the inspection apparatus is poor. Therefore, in the image acquisition process, that is, the ADR process, (1) an image with a wide field of view is acquired at a low magnification, and a defect position is extracted from within the image field, and (2) an image of the extracted defect position is captured at a high magnification. The two-step process is performed.
- the operator of the SEM displays a recipe to be used for measurement from a plurality of recipes registered in the storage unit 116 through the input / output unit 117, for example, on the monitor of the input / output unit 117 and selects it on the monitor. At that time, the operator of the SEM can change the parameters of the selected recipe as necessary. Then, according to the processing conditions stored in the selected recipe, the overall control unit 112 gives an instruction to perform the ADR process and the ADC process. After setting wafers and recipes to be subjected to ADR processing and ADC processing according to the above procedure, ADR processing and ADC processing are performed according to the sequence shown in FIG. FIG. 3 schematically shows an example of a defect image and a reference image obtained by the sequence.
- the input information 201 necessary for ADR processing and ADC processing is input.
- the input information 201 includes coordinate information on the wafer obtained by inspecting the wafer with a defect inspection apparatus (not shown) using optical means or SEM, or a large number of chips formed on the wafer.
- Information on the coordinates of defects, or approximate position information 202 including coordinates information of dangerous locations that are likely to be defects during semiconductor manufacturing, chip placement and chip size of the wafer to be processed, circuit pattern layout information in the chip, etc. It includes wafer information 203 including design information, and information 204 such as various parameters of ADR processing and ADC processing, and low and high magnification imaging fields of view.
- the overall control unit 112 looks at a reference pattern in which a defect does not exist based on the position information of the defect stored in the recipe file of the storage unit 116 for each defect of the ADR process and the ADC process target.
- the stage 107 is moved so as to enter (step 205), and the low-magnification reference image 301 is acquired by imaging at a low magnification (step 206).
- This reference pattern is an area where the same circuit pattern as the defective part is formed and no defect exists. In a semiconductor wafer formed by arranging a large number of identical chips, the defective part is located in an adjacent chip. An area having the same relative coordinates in the chip can be imaged and used as the reference pattern.
- the low-magnification defect image 302 is imaged and acquired at a low magnification (step 208).
- the defect position is extracted by comparing the difference between the low-magnification defect image 302 and the low-magnification reference image 301 according to the defect extraction processing program stored in the defect extraction function unit 1142 of the program memory unit 114 (step 209).
- the high-magnification defect image imaging region 303 centered on the extracted defect position is imaged, and a high-magnification defect image 308 is acquired (step 210).
- an area having the same coordinates in the chip as the high-magnification defect image capturing area 303 is acquired as an adjacent reference image area 304, and an image in the adjacent reference image area 304 is cut out to be image memory unit 115.
- This cut-out image is used as a search template 305, the search template 305 and the low-magnification defect image 302 are input, and a pattern matching program stored in the pattern matching unit 1144 of the program memory unit 114 is executed.
- the vicinity high-magnification image capturing area 306 having the most similar pattern to the search template 305 is searched (step 211).
- FIG. 4 schematically shows a state of search using the pattern matching program 1144 stored in the pattern matching unit 1144.
- the pattern matching program 1144 stored in the pattern matching unit 1144 uses, for example, a general pattern matching method such as normalized correlation matching, and the best matching position 401 and the image of the low-magnification defect image 302 and the search template 305 are most similar. Then, a matching score obtained by quantifying the similarity at that time is calculated. As a method for calculating the matching score, a general pattern matching method such as a normalized correlation value can be used. At this time, since the high-magnification defect image capturing area 303 included in the low-magnification defect image 302 generally has a pattern similar to the search template 305, there is a risk of detecting this position as the best matching position.
- a general pattern matching method such as normalized correlation matching
- the high-magnification defect image capturing area 303 or its peripheral area 403 is contaminated by electron beam irradiation (contamination of contaminants on the sample). Since a location where contamination has occurred in the neighborhood high-magnification reference image consideration area is not selected as a neighborhood high-magnification reference image, the high-magnification defect image imaging area 303 or the peripheral area 403 is set as a search prohibition area and overlaps with the search prohibition area.
- the high-magnification reference image capturing area 306 is searched by excluding the area.
- the search for the nearby high-magnification image capturing area 306 can be acquired not only from the low-magnification defect image capturing field 701 but also from the range 702 that can be imaged without moving the stage.
- the searchable defect image is acquired by capturing the imageable range 702 without moving the stage, and the nearby high-magnification image capturing region 306 is searched from the search defect image.
- a range 704 in which an image can be captured with good image quality without such distortion hereinafter referred to as a good image quality captureable range).
- the defect image for search is acquired and the vicinity high-magnification reference image imaging region 306 is searched.
- the good-quality image pickup possible range 704 is included in the low-magnification defect image pickup visual field 701.
- a reference high-resolution reference is made within the good-quality image pickup possible range 704 from the low-resolution defect image 301.
- the image capturing area 306 is searched.
- the image processing unit 113 performs a conditional adjacent reference image imaging process 212.
- a predetermined threshold is set for the best matching score to determine whether or not a pattern similar to the search template image exists in the low-magnification defect image (step). 213). If it is determined that it exists, the neighborhood high-magnification reference image imaging region 306 centered on the best matching position is imaged, and the neighborhood high-magnification reference image 307 is acquired (step 214). On the other hand, when it is determined that it does not exist, the same processing as the conventional high-magnification reference image capturing sequence is performed.
- the stage is moved to the imaging position of the low-magnification reference image 302 (step 215), the adjacent reference image area 304 is imaged, and a high-magnification reference image is acquired (step 216).
- the conventional method is used. Switching can be performed to execute the high-magnification reference image imaging sequence, and a stable high-magnification reference image can be acquired.
- the ADC processing 217 is performed according to the defect extraction program stored in the defect extraction function unit 1142 of the program memory unit 114.
- defect areas are extracted (step 218), and then, according to the defect classification program stored in the defect classification function unit 1143, the high-magnification defect image 308 and the high-magnification reference image (neighboring high-magnification reference image 307 or The adjacent high-magnification reference image 309) is input, and the defect classification process (ADC process) described above is performed (step 219), and each defect is classified into a plurality of classes.
- the acquired image group 222 (secondary electron image and reflected electron image corresponding to the low-magnification defect image, the low-magnification reference image, the high-magnification defect image, and the high-magnification reference image) and the classification defect type information 221 obtained as the output information 220 are obtained by this processing. Is output.
- the sequence of ADR processing and ADC processing described so far is continued until all the defects to be observed are completed (step 223).
- FIG. 5 shows a sequence including ADR processing and ADC processing in this case.
- FIG. 6 schematically shows an example of a defect image and a reference image obtained by the sequence.
- the sequence of the present invention first captures the low-magnification defect image, the defect extraction process described later or the relief process for acquiring the high-magnification reference image when the search for the nearby high-magnification reference image imaging region fails first places a stage on the adjacent chip.
- the low-magnification reference image 301 is moved and then the adjacent high-magnification reference image 309 is captured.
- the sequence of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Also in this embodiment, as described in the first embodiment, first, the position coordinate information of each defect obtained by inspecting the wafer 106 by a defect inspection apparatus (not shown) and the wafer 106 by the SEM image acquisition unit 118 are used.
- Various electron optical system conditions for imaging are stored in the recipe file of the storage unit 116.
- input information 5201 necessary for the ADR process and the ADC process is input.
- the stage is set so that the target defect on the sample wafer 106 enters the imaging field of view using the positional coordinate information of each defect obtained by inspecting with a defect inspection apparatus (not shown) stored in the recipe file of the storage unit 116.
- a defect inspection apparatus not shown
- a low-magnification defect image 302 is acquired (step 502).
- a non-defective pattern estimation process (step 503) is performed on the low-magnification defect image 302 in accordance with a non-defective product pattern estimation program stored in the non-defective product pattern estimation function unit 1141. )
- a non-defective pattern estimation process an estimation method using the cyclic periodicity of a circuit pattern such as a memory cell can be used.
- the stage is first moved to the reference portion of the adjacent chip (step 506), and the low-magnification reference image 301 is captured. (507).
- the difference comparison between the low-magnification defect image and the low-magnification reference image is performed, and the adjacent reference image area 304 and the high-magnification defect imaging area 303 are extracted (step 508).
- the stage position is in the reference portion, it is possible to capture the adjacent reference image area 304 at a high magnification without moving the stage and obtain a high-magnification reference image (step 509).
- a high-magnification defect image is taken (step 511).
- a process when the low-magnification reference image estimation process (step 503) is successful will be described.
- the defect position is extracted according to the defect extraction processing program of the defect extraction function unit 1142 of the program memory unit 114. (Step 512).
- the high-magnification defect image imaging region 303 centering on the defect position is imaged, and the high-magnification defect image 308 is acquired (step 513).
- step 514 it is determined whether or not to estimate a high-magnification reference image. This determination is made using the device type, the manufacturing process, or the setting specified in the recipe for each wafer, or the ratio of the defective area in the high-magnification defect image.
- a high-magnification reference image estimation process (step 515) is executed according to a non-defective pattern estimation program stored in the non-defective pattern estimation function unit 1141 of the program memory unit 114 to obtain a high-magnification reference image.
- the success / failure determination of the high-magnification reference image estimation is performed (step 516).
- a neighborhood reference imaging region search step 517 is performed.
- this neighborhood reference imaging area search step 517 first, as shown in FIG. 6, with respect to the low-magnification estimated reference image 601, an area having the same coordinates in the image as the high-magnification defect image imaging area 303 is first estimated. Obtained as a reference image area 602, the image of this high-magnification estimated reference image area 602 is cut out and stored in the image memory unit 115.
- this cut-out image is used as a search template 305, and the pattern matching program stored in the pattern matching unit 1144 of the program memory unit 114 is executed with the search template 305 and the low-magnification defect image 302 as inputs, as shown in FIG.
- the neighborhood reference imaging region 306 having the most similar pattern to the search template 305 in the low-magnification defect image 302 is searched (step 517).
- the conditional adjacent reference image capturing process step 5212 whether or not the neighborhood reference image capturing area search is possible is performed (step 5213) in the same manner as in the first embodiment described above.
- the neighborhood high-magnification reference image imaging region 306 is imaged (step 5214), and the neighborhood high-magnification reference image 307 is acquired.
- the stage is moved to the adjacent chip which is the conventional sequence (step 5215), and the adjacent reference image
- the region 304 is imaged at a high magnification to obtain a high-magnification reference image 309 (step 5216).
- the neighborhood high-magnification reference image search sequence fails (when No is determined in step 5213), it is possible to switch to execute the conventional sequence (steps 5215 and 5216), and a stable high-magnification reference image. Can be obtained.
- the low-magnification defect image 302 the low-magnification reference image 301, the neighboring high-magnification reference image 306, the adjacent high-magnification reference image 304 or the high-magnification estimated reference image, and the high-magnification defect image 308 by the above-described processing.
- the defect area extraction (step 5218) and defect classification (step 5219) are performed in accordance with the ADC processing (step 5217).
- the acquired image group and classification result are output as output information 5220.
- the sequence of ADR processing and ADC processing described so far is continued until all the defects to be observed are completed (step 5223).
- FIG. 8 shows a sequence including the ADR process and the ADC process in this case.
- the sequence of the present invention will be described with reference to FIG.
- steps 205 to 217 of the sequence of the first embodiment described above with reference to FIG. 2 are executed to perform ADR processing and ADC processing.
- steps 501 to 504 and 5212, 5217 in the sequence of the second embodiment described above with reference to FIG. 5 step 213 in the flowchart shown in FIG. 2).
- steps 501 to 504 and 5212, 5217 in the sequence of the second embodiment described above with reference to FIG. 5 step 213 in the flowchart shown in FIG. 2.
- step 804 includes the stage moving steps (steps 205, 207, and 215 in FIG. 2 and steps 501 and 5215 in FIG. 5) in the flowchart of FIG. 2 or 5, these steps are included.
- FIG. 9 shows an embodiment of a GUI for setting the recipe including the input parameters and the sequence in this sequence or displaying the result.
- a window 901 in FIG. 9 various information described below can be displayed on a monitor or the like in one screen or divided.
- the symbol * described in reference numerals 906, 907, 908, 917 and 918 in FIG. 9 is an arbitrary numerical value (or character string) input to or output from the system, a numerical range, or a numerical value or numerical value. Indicates an array of ranges.
- the setting of input information will be described.
- the ID of the defect to be processed is designated.
- Reference numeral 902 denotes a part where an image acquisition sequence is set.
- a radio button 903 is used to set whether or not a low-magnification reference image is captured for each defect.
- the radio button 904 is used to set whether or not to capture a reference image from an adjacent chip when the neighborhood high-magnification reference image search process (step 211 or step 517) fails.
- the low-magnification reference image is enlarged by digital zoom and a high-magnification reference image is estimated.
- Reference numeral 905 denotes a location where various pattern matching settings used in the search for the nearby high-magnification reference image imaging region 306 are performed.
- a pattern matching algorithm prepared in advance is selected from a pull-down menu.
- a box 907 sets a matching score threshold value for determining success or failure of the neighborhood high-magnification reference image search (step 211 or step 517).
- the ADR process and the ADC process are executed for the defect of the ID specified in the box 908 using the set sequence and parameters.
- a method for displaying the output results of the ADR process and the ADC process will be described.
- a low-magnification defect image 910, a low-magnification reference image 911, a high-magnification defect image 912, and a high-magnification reference image 913 acquired by the ADR process and the ADC process are displayed, respectively.
- each image is an image obtained by actually capturing the image, or an image obtained by estimation using a non-defective pattern estimation program stored in the non-defective pattern estimation function unit 1141 Information 914 is displayed.
- the high-magnification defect imaging area 919 and the adjacent reference image area 920 determined by the defect extraction program stored in the defect extraction function unit 1142 are overlaid and displayed on the low-magnification defect image 910 and the low-magnification reference image 911, respectively.
- a region 915 the neighborhood reference image search result is displayed.
- the matching score 918 is displayed.
- the information of the neighborhood reference image imaging area 306 (see FIG. 3) obtained by the neighborhood reference image imaging search process (step 211 or step 517) is overlaid and displayed on the low-magnification defect image 910 (921 in FIG. 9). .
- the review SEM described in the first to third embodiments uses the left and right shadow images and the secondary electrons as the images 910 to 913 displayed in the image display area 9100. It is possible to acquire an image or the like and display any one of them, but which of these acquired images is displayed on the GUI can be designated by a radio button 923.
- Recipe adjustment is performed while confirming the output results of the ADR processing and ADC processing.
- the button 924 is pressed to store the input information 902 and 905 in the recipe.
- the button 925 the ADR process and the ADC process are performed on all defects with the recipe setting contents displayed on the GUI, and the result of the recipe can be confirmed by confirming the result.
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Abstract
欠陥部位を低倍率で撮像した位置からステージ移動なしに低倍率の視野内で撮像できる高倍参照画像の撮像領域を探索し,探索できた場合には該領域を撮像して高倍参照画像を得、探索できなかった場合には欠陥部位の隣接チップから高倍参照画像を取得する方式に切り替えるようにした。
Description
本発明は、半導体ウェハの製造工程において発生する各種欠陥を観察しその欠陥を分類する欠陥観察装置に関するもので、特にその欠陥部位およびその欠陥部位の良品状態の画像を高速に自動収集する機能を備えた欠陥観察装置とそれを用いた欠陥観察方法に関するものである。
半導体ウェハに形成される回路パターンの微細化がますます進んでいる。回路パターンの微細化につれ、その製造工程で発生する欠陥が製品歩留まりに与える影響は大きくなってきており、製造段階においてそのような欠陥が発生しないように管理することはますます重要となっている。
現在、半導体ウェハの製造現場では、一般的に欠陥検査装置と欠陥観察装置とを用いることで歩留り対策を行っている。欠陥検査装置とは、ウェハ上のどの位置に欠陥が存在するかを高速に調べるものである。光学的な手段もしくは電子線を用いてウェハ表面の状態を画像化しその画像を自動処理することで、欠陥の存在の有無を調べる。欠陥検査装置では、その高速性が重要であるため、可能な限り取得する画像の画素サイズを大きく(つまり低解像度化)することによる画像データ量の削減を行っており、多くの場合、検出した低解像度の画像からは欠陥の存在は確認できても、その欠陥の種類を判別することはできないという課題がある。
一方、欠陥観察装置とは、欠陥検査装置によって検出された各欠陥について、画素サイズを小さくした状態で(つまり解像度の高い)画像を撮像し、その欠陥を分類するのに用いられる装置である。現在、各メーカより、画像撮像処理や分類処理を人手もしくは計算機による自動処理で行う欠陥観察装置が市場に投入されている。この欠陥観察装置において十分に精度の高い分類を行うために必要となる画像の解像度は、対象の欠陥により決定される。ますます微細化が進む半導体製造プロセスにおいては、その欠陥サイズが数十ナノメートルのオーダに達していることもあり、画素サイズを数ナノメートルにすることが可能な走査型電子顕微鏡(以下、SEM:Scanning Electron Microscope)を用いた欠陥観察装置が普及しつつある。
半導体の生産現場で用いられる欠陥観察用走査型電子顕微鏡(以下レビューSEM)の装置構成や本装置が持つ機能の概略については、特開2001−331784号公報(特許文献1)に開示されている。そこでは、欠陥検査装置から得られる各欠陥の座標データと、そのウェハをレビューSEMに与えることで、レビューSEM上で、各欠陥を視野に含む画像(以下欠陥画像)とその欠陥画像と同一のパターンが形成されている部位で視野に欠陥を含まない良品パターンの画像(以下参照画像)とを自動取得(以下ADR:Automatic Defect Review)し、それらの画像を用いて欠陥を分類する(以下ADC:Automatic Defect Classification)技術について記載されている。
ADR処理として、前記欠陥部位を低倍率で撮像した欠陥画像(以下低倍欠陥画像)と欠陥部位の良品パターンが形成されている部位を低倍率で撮像した参照画像(以下低倍参照画像)を比較し、これら2枚の画像間の差異を欠陥として検出した後に、それぞれの検出位置を高倍率で撮像した欠陥画像(以下高倍欠陥画像)および参照画像(以下高倍参照画像)を取得する方法が特許第3893825号公報(特許文献2)に公開されている。通常、半導体ウェハにおいては、同一チップが複数配置されているため、欠陥が存在する座標から1チップ分移動した場所を撮像した画像を参照画像として用いることが一般的である。
ADC処理は、ADR処理から得られる高倍欠陥画像および高倍参照画像(それぞれ、2次電子画像や反射電子画像からなる)を用いて、高倍欠陥画像内に存在する欠陥の形状を認識したり、その欠陥の表面の凹凸状態を調べたり、またその欠陥が背景の回路パターンに対しどの位置にあるか(例えば、配線間をまたがっているのか、1本の配線上に存在するか、もしくは配線が無い領域に存在するか等)を調べその致命性を判定するなど、幾つかの基準を用いることで、各欠陥を複数のクラスに分類する処理である。
レビューSEMにおける技術課題として、欠陥画像および参照画像を自動取得するADRの高スループット化および撮像した欠陥画像を分類するADCの高精度化がある。
ADRの高スループット化技術に関して、特開2003−98114号公報(特許文献3)には、欠陥画像から推定した欠陥の背景回路パターンの周期情報を用いて参照画像を推定する技術(以下参照画像合成方式)が記載されている。また、特開2006−269489号公報(特許文献4)には、低倍参照画像をデジタルズームにより拡大することで高倍参照画像を取得する技術(以下デジタルズーム方式)が記載されている。これらの手法は、参照画像を撮像せずに参照画像に相当する画像を取得可能であるためADRの処理時間を大幅に短縮できる。
ADCの高精度化に関して、高い画像解像度を持つ高倍参照画像を取得することは重要である。なぜならば、ADC処理において高倍参照画像は、高倍欠陥画像との比較による欠陥領域抽出処理および、高倍参照画像から抽出した回路パターン位置と欠陥位置との関係によって欠陥の致命性を判定する欠陥致命性判定処理等に用いられ、これらの処理結果がADCの分類性能に影響するためである。
現在、半導体ウェハの製造現場では、一般的に欠陥検査装置と欠陥観察装置とを用いることで歩留り対策を行っている。欠陥検査装置とは、ウェハ上のどの位置に欠陥が存在するかを高速に調べるものである。光学的な手段もしくは電子線を用いてウェハ表面の状態を画像化しその画像を自動処理することで、欠陥の存在の有無を調べる。欠陥検査装置では、その高速性が重要であるため、可能な限り取得する画像の画素サイズを大きく(つまり低解像度化)することによる画像データ量の削減を行っており、多くの場合、検出した低解像度の画像からは欠陥の存在は確認できても、その欠陥の種類を判別することはできないという課題がある。
一方、欠陥観察装置とは、欠陥検査装置によって検出された各欠陥について、画素サイズを小さくした状態で(つまり解像度の高い)画像を撮像し、その欠陥を分類するのに用いられる装置である。現在、各メーカより、画像撮像処理や分類処理を人手もしくは計算機による自動処理で行う欠陥観察装置が市場に投入されている。この欠陥観察装置において十分に精度の高い分類を行うために必要となる画像の解像度は、対象の欠陥により決定される。ますます微細化が進む半導体製造プロセスにおいては、その欠陥サイズが数十ナノメートルのオーダに達していることもあり、画素サイズを数ナノメートルにすることが可能な走査型電子顕微鏡(以下、SEM:Scanning Electron Microscope)を用いた欠陥観察装置が普及しつつある。
半導体の生産現場で用いられる欠陥観察用走査型電子顕微鏡(以下レビューSEM)の装置構成や本装置が持つ機能の概略については、特開2001−331784号公報(特許文献1)に開示されている。そこでは、欠陥検査装置から得られる各欠陥の座標データと、そのウェハをレビューSEMに与えることで、レビューSEM上で、各欠陥を視野に含む画像(以下欠陥画像)とその欠陥画像と同一のパターンが形成されている部位で視野に欠陥を含まない良品パターンの画像(以下参照画像)とを自動取得(以下ADR:Automatic Defect Review)し、それらの画像を用いて欠陥を分類する(以下ADC:Automatic Defect Classification)技術について記載されている。
ADR処理として、前記欠陥部位を低倍率で撮像した欠陥画像(以下低倍欠陥画像)と欠陥部位の良品パターンが形成されている部位を低倍率で撮像した参照画像(以下低倍参照画像)を比較し、これら2枚の画像間の差異を欠陥として検出した後に、それぞれの検出位置を高倍率で撮像した欠陥画像(以下高倍欠陥画像)および参照画像(以下高倍参照画像)を取得する方法が特許第3893825号公報(特許文献2)に公開されている。通常、半導体ウェハにおいては、同一チップが複数配置されているため、欠陥が存在する座標から1チップ分移動した場所を撮像した画像を参照画像として用いることが一般的である。
ADC処理は、ADR処理から得られる高倍欠陥画像および高倍参照画像(それぞれ、2次電子画像や反射電子画像からなる)を用いて、高倍欠陥画像内に存在する欠陥の形状を認識したり、その欠陥の表面の凹凸状態を調べたり、またその欠陥が背景の回路パターンに対しどの位置にあるか(例えば、配線間をまたがっているのか、1本の配線上に存在するか、もしくは配線が無い領域に存在するか等)を調べその致命性を判定するなど、幾つかの基準を用いることで、各欠陥を複数のクラスに分類する処理である。
レビューSEMにおける技術課題として、欠陥画像および参照画像を自動取得するADRの高スループット化および撮像した欠陥画像を分類するADCの高精度化がある。
ADRの高スループット化技術に関して、特開2003−98114号公報(特許文献3)には、欠陥画像から推定した欠陥の背景回路パターンの周期情報を用いて参照画像を推定する技術(以下参照画像合成方式)が記載されている。また、特開2006−269489号公報(特許文献4)には、低倍参照画像をデジタルズームにより拡大することで高倍参照画像を取得する技術(以下デジタルズーム方式)が記載されている。これらの手法は、参照画像を撮像せずに参照画像に相当する画像を取得可能であるためADRの処理時間を大幅に短縮できる。
ADCの高精度化に関して、高い画像解像度を持つ高倍参照画像を取得することは重要である。なぜならば、ADC処理において高倍参照画像は、高倍欠陥画像との比較による欠陥領域抽出処理および、高倍参照画像から抽出した回路パターン位置と欠陥位置との関係によって欠陥の致命性を判定する欠陥致命性判定処理等に用いられ、これらの処理結果がADCの分類性能に影響するためである。
しかしながら、特許文献3および特許文献4に開示された参照画像を撮像しないADR処理は、処理の高スループット化を実現できる一方、高い画像解像度を持つ高倍参照画像の取得については考慮されていない。特許文献3に開示されたデジタルズーム方式は、低倍撮像視野が広く高倍撮像視野が狭いほど低倍参照画像から高倍参照画像を作成するために低倍参照画像を拡大する倍率が大きくなり、高倍参照画像がぼけてしまう(つまり、画像解像度が低くなる)という課題がある。
また、特許文献4に開示された参照画像合成方式は欠陥部位の良品パターンを周辺パターンから推定するため、真の良品パターンと多少乖離した参照画像を合成する可能性があるという課題がある。
また、特許文献2に開示された高倍欠陥画像の撮像位置を1チップ分移動した位置を撮像し高倍参照画像を取得する方式は、上記の画像解像度の低下および真の良品パターンとの乖離を回避することができるが、一般的にチップ間の視野移動はステージ移動を伴うためスループットが低下するという課題がある。
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、半導体ウェハ等に発生した欠陥を対象として、画像解像度の低下およびステージ移動なしに高倍参照画像の撮像を高速に行うことを可能にする欠陥観察装置(レビューSEM)及びそれを用いた欠陥観察方法を提供することにある。
また、特許文献4に開示された参照画像合成方式は欠陥部位の良品パターンを周辺パターンから推定するため、真の良品パターンと多少乖離した参照画像を合成する可能性があるという課題がある。
また、特許文献2に開示された高倍欠陥画像の撮像位置を1チップ分移動した位置を撮像し高倍参照画像を取得する方式は、上記の画像解像度の低下および真の良品パターンとの乖離を回避することができるが、一般的にチップ間の視野移動はステージ移動を伴うためスループットが低下するという課題がある。
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、半導体ウェハ等に発生した欠陥を対象として、画像解像度の低下およびステージ移動なしに高倍参照画像の撮像を高速に行うことを可能にする欠陥観察装置(レビューSEM)及びそれを用いた欠陥観察方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた試料上の欠陥部位および前記欠陥部位の良品パターンが形成されている部位を詳細に観察する方法および装置において、光学的な手段もしくは電子線を用いたウェハ欠陥検査から得られる欠陥の座標もしくは、半導体製造時に欠陥となる可能性が高い危険箇所の座標を入力位置(以下、欠陥概位置とする)とし、前記欠陥概位置を低倍率で撮像して低倍欠陥画像を取得する低倍欠陥画像撮像ステップと、前記低倍欠陥画像から欠陥が存在する高倍欠陥画像撮像領域を特定する高倍欠陥画像撮像領域特定ステップと、前記高倍欠陥画像撮像領域を高倍率で撮像して高倍欠陥画像を取得する高倍欠陥画像撮像ステップと、前記低倍欠陥画像撮像時に視野移動した欠陥概位置からステージ移動なしに撮像可能な範囲内で前記高倍欠陥画像撮像領域の画像の良品パターンが形成されている部位を持つ高倍参照画像撮像領域を探索する高倍参照画像撮像領域探索ステップと、前記高倍参照画像撮像領域の画像(以下、近傍高倍参照画像)を撮像する近傍高倍参照画像撮像ステップと、を有することを特徴とする。すなわち、本発明によってステージの移動なしに高倍参照画像を撮像することが可能であり、高倍参照画像取得の処理時間短縮が可能となる。
また、高倍欠陥画像撮像領域あるいはその周辺領域は、電子線照射によるコンタミネーション(試料上への汚染物質の付着)が発生している危険性があるため、前記近傍高倍参照画像撮像領域ステップは前記高倍欠陥画像撮像領域あるいは、その周辺領域と重複しないように高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明において前記近傍高倍参照画像撮像領域は、ステージの移動なしに撮像可能な範囲の領域を撮像した探索用欠陥画像を取得し、前記探索用低倍欠陥画像から前記探索テンプレートを用いて前記高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明において、前記近傍高倍参照画像撮像領域ステップはステージの移動なしで、なおかつ歪みの少ない画質が良好な画像を撮像可能な範囲の領域を撮像した探索用欠陥画像を取得し、前記探索用低倍欠陥画像から前記探索テンプレートを用いて高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明は低倍参照画像を撮像しない場合(以下、低倍参照画像撮像レスモード)においても適用可能である。本発明は前記低倍参照画像撮像レスモードでの高倍参照画像撮像領域探索ステップは、低倍欠陥画像の良品パターンが形成されている部位を持った低倍参照画像の推定画像(以下、低倍推定参照画像)を生成する低倍推定参照画像生成ステップと、低倍推定参照画像から高倍参照画像領域を決定する高倍推定参照画像領域決定ステップと、前記高倍推定参照画像領域の画像をテンプレートとして低倍欠陥画像から高倍参照画像撮像領域を探索する近傍高倍参照画像撮像領域探索ステップと、を有することを特徴とする。ここで、低倍推定参照画像は例えば、パターンの繰り返し周期性を利用して低倍欠陥画像から推定することができる。
本発明は、低倍参照画像撮像モード、低倍参照画像撮像レスモードおよび高倍参照画像推定モードなどの従来のシーケンスに適用可能であり、近傍高倍参照画像撮像領域探索処理の成否を判定する機能を用いて、本発明のシーケンスが失敗した場合は従来シーケンスに切り替えが可能である。また、本発明は上記モードに限定されるものではなく、低倍欠陥画像、低倍参照画像(撮像あるいは推定によって得られた低倍参照画像)および、高倍参照画像撮像時におけるステージ位置を入力として本発明である近傍高倍参照画像撮像領域探索ステップを実行し高倍参照画像を取得することが可能である。
また、高倍欠陥画像撮像領域あるいはその周辺領域は、電子線照射によるコンタミネーション(試料上への汚染物質の付着)が発生している危険性があるため、前記近傍高倍参照画像撮像領域ステップは前記高倍欠陥画像撮像領域あるいは、その周辺領域と重複しないように高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明において前記近傍高倍参照画像撮像領域は、ステージの移動なしに撮像可能な範囲の領域を撮像した探索用欠陥画像を取得し、前記探索用低倍欠陥画像から前記探索テンプレートを用いて前記高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明において、前記近傍高倍参照画像撮像領域ステップはステージの移動なしで、なおかつ歪みの少ない画質が良好な画像を撮像可能な範囲の領域を撮像した探索用欠陥画像を取得し、前記探索用低倍欠陥画像から前記探索テンプレートを用いて高倍参照画像撮像領域を探索することを特徴とする。
また、本発明は低倍参照画像を撮像しない場合(以下、低倍参照画像撮像レスモード)においても適用可能である。本発明は前記低倍参照画像撮像レスモードでの高倍参照画像撮像領域探索ステップは、低倍欠陥画像の良品パターンが形成されている部位を持った低倍参照画像の推定画像(以下、低倍推定参照画像)を生成する低倍推定参照画像生成ステップと、低倍推定参照画像から高倍参照画像領域を決定する高倍推定参照画像領域決定ステップと、前記高倍推定参照画像領域の画像をテンプレートとして低倍欠陥画像から高倍参照画像撮像領域を探索する近傍高倍参照画像撮像領域探索ステップと、を有することを特徴とする。ここで、低倍推定参照画像は例えば、パターンの繰り返し周期性を利用して低倍欠陥画像から推定することができる。
本発明は、低倍参照画像撮像モード、低倍参照画像撮像レスモードおよび高倍参照画像推定モードなどの従来のシーケンスに適用可能であり、近傍高倍参照画像撮像領域探索処理の成否を判定する機能を用いて、本発明のシーケンスが失敗した場合は従来シーケンスに切り替えが可能である。また、本発明は上記モードに限定されるものではなく、低倍欠陥画像、低倍参照画像(撮像あるいは推定によって得られた低倍参照画像)および、高倍参照画像撮像時におけるステージ位置を入力として本発明である近傍高倍参照画像撮像領域探索ステップを実行し高倍参照画像を取得することが可能である。
本発明によれば、他の検査装置で検査して検出した半導体ウェハ上の欠陥を対象とした欠陥観察装置において、高スループットかつ高精度な自動欠陥分類処理の実現を可能にした。したがって、従来と同じ処理時間でより多くの欠陥をより高精度に分類することが可能となる。その結果、本発明によって半導体製造における問題工程の特定精度が向上し、半導体製造における歩留まりの向上が期待できる。
図1は、本発明に関わる装置の構成図である。
図2は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第1の実施例を示す処理フロー図である。
図3は、本発明にADR処理及びADC処理の第1の実施例の説明図である。
図4は、本発明に関わる低倍欠陥画像から高倍参照画像として利用可能な領域を探索する実施例の説明図である。
図5は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第2の実施例を示す処理フロー図である。
図6は、本発明に関わるADR処理及びADC処理の第2の実施例の説明図である。
図7は、本発明に関わる近傍高倍参照画像撮像領域の探索範囲の説明図である。
図8は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第3の実施例を示す処理フロー図である。
図9は、本発明に関わる欠陥画像および参照画像観察用インターフェースの例である。
図2は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第1の実施例を示す処理フロー図である。
図3は、本発明にADR処理及びADC処理の第1の実施例の説明図である。
図4は、本発明に関わる低倍欠陥画像から高倍参照画像として利用可能な領域を探索する実施例の説明図である。
図5は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第2の実施例を示す処理フロー図である。
図6は、本発明に関わるADR処理及びADC処理の第2の実施例の説明図である。
図7は、本発明に関わる近傍高倍参照画像撮像領域の探索範囲の説明図である。
図8は、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第3の実施例を示す処理フロー図である。
図9は、本発明に関わる欠陥画像および参照画像観察用インターフェースの例である。
101 電子源
102 加速電極
103 集束レンズ
104 偏向器
105 対物レンズ
106 試料
107 ステージ
108 1次電子
109 2次電子、
110 2次電子検出器
111 A/D変換機
112 全体制御
113 画像処理部
116 レシピ部
117 入出力部
120 バス
121 反射電子検出器
102 加速電極
103 集束レンズ
104 偏向器
105 対物レンズ
106 試料
107 ステージ
108 1次電子
109 2次電子、
110 2次電子検出器
111 A/D変換機
112 全体制御
113 画像処理部
116 レシピ部
117 入出力部
120 バス
121 反射電子検出器
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図を用いて説明する。
本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理およびADC処理の第1の実施例について説明する。本第1の実施例においては、撮像した低倍参照画像を利用して低倍欠陥画像撮像位置からステージ移動なしに高倍参照画像を撮像する。
先ず、本発明に関わる走査電子顕微鏡を用いた欠陥観察装置(レビューSEM)の装置構成に関して図1を用いて説明する。本発明に係るレビューSEM装置は,SEM画像取得部118と信号処理部119で構成され,その間はバス120で繋がれている。SEM画像取得部118において101は1次電子108を発生させる電子源,102は1次電子を加速する為の加速電極,103は1次電子を収束する為の集束レンズ,104は1次電子を2次元走査偏向する偏向器,105は1次電子を観察対象試料であるウェハ106上に収束させるための対物レンズである。107は試料を搭載するXY平面内で移動可能なステージである。110は試料より発生した2次電子109を検出する検出器,121は試料面で反射した1次電子を検出する検出器,111は検出された信号をデジタル化するA/D変換器である。これらの各部位は,バス120を通じて全体制御部112に接続されている。
一方,信号処理部119は,全体制御部112、画像処理部113、記憶部116及び入出力部117とを備えて構成されている。そして画像処理部113は、さらに取得画像に対し画像処理や分類処理を行うプログラムメモリ部114,取得した画像および欠陥情報等を記憶する画像メモリ部115を備えている。また、記憶部116には、前記欠陥検査装置で検査して得た座標情報を含む観察条件情報(レシピ)やバス120を介して図示していないデータサーバから取り込んだ検査対象チップの設計情報が格納される。入出力部117は、装置に対し指示を与える為のキーボードやマウスなどのデバイス,及び装置からのデータを出力するモニタやプリンタなどを備えて構成されている。そして、全体制御部112、画像処理部113、記憶部116及び入出力部117の間はバス120により互いに接続されている。
SEMによる画像の撮像処理では、電子源101より放出された1次電子108が、加速電極102により加速された後、集束レンズ103で収束され、その後さらに対物レンズ105で収束され、ウェハ106の測定部位に照射される。その際、偏向器104は、レシピに登録された倍率で定まる視野範囲を1次電子が2次元走査するように、1次電子ビームを偏向する。電子ビームの照射により試料表面から発生した、2次電子109や反射電子1091は、2次電子検出器110や反射電子検出器121により捕獲され、シンチレータ(図示せず)により光信号に変換された後さらに、光電子倍増管(図示せず)により電気信号に変換された後、デジタル化手段111で、デジタル信号に変換される。得られたデジタル信号はデジタル画像として、画像メモリ部115に格納される。なお、走査型電子顕微鏡においては、その試料から発生する2次電子等のショットノイズが多いため、同一箇所を1度スキャンするだけでは、十分にS/N比の高い画像を得ることができない場合が多い。そのため、通常はレシピに指定されたスキャン回数(フレーム数)だけ、1次電子ビームの走査及びデジタルデータの取得が行われ、後にそれらの平均画像を求めることで画像データを生成する。
ADR処理およびADC処理の開始前に、ウェハ106はステージ107に搭載されており、さらにウェハ106を欠陥検査装置(図示せず)により検査して得られた各欠陥のウェハ106上の位置情報、及びSEM画像取得部118でウェハ106を撮像する際の各種の電子光学系条件(例えば、加速電圧、プローブ電流、撮像倍率)等の条件が記憶部116のレシピファイルに格納されているものとする。この際、記憶部116のレシピファイルに設定する撮像倍率には通常、低倍率(例えば1万倍程度)及び高倍率(欠陥サイズにより倍率は変動するが、例えば最大20~30万倍程度)の2種が設定される。これは、半導体製造プロセスにおいて管理すべき微小な欠陥の分類処理を行うには、その撮像倍率を5万倍から最大30万倍程度に設定する必要があるが、そのような条件下では撮像視野が狭くなり、上記検査装置の検出精度が悪い場合には、欠陥部位が欠陥観察装置(レビューSEM)の視野に入らなくなる場合が想定されるからである。
そのため、画像取得処理つまりADR処理では、(1)低倍率で視野の広い画像を取得し、その画像視野内からの欠陥位置の抽出、(2)抽出された欠陥位置を高倍率で撮像する、という2ステップの処理を行う。SEMの操作者は、入出力部117を通して、記憶部116に登録された複数のレシピから、測定に用いるレシピを例えば入出力部117のモニタに表示してモニタ上で選択する。その時、SEMの操作者は必要に応じて選択したレシピのパラメータを変更することができる。そして、選択したレシピに格納された処理条件に従い、ADR処理およびADC処理を行うように全体制御部112が指示を与える。
上記の手順によりADR処理およびADC処理対象となるウェハおよびレシピを設定した後、図2に示すシーケンスに従ってADR処理およびADC処理を行う。図3はそのシーケンスにより得られる欠陥画像および参照画像の例を模式的に示したものである。同図の欠陥画像および参照画像において、下地パターンを白色の領域、配線パターンをハッチングを施した領域として模式的に示している。
次に、本発明におけるADR処理およびADC処理に関して、以下図2および図3を用いて本発明のシーケンスについて説明する。先ず、ADR処理およびADC処理に必要な入力情報201を入力する。入力情報201には、光学的な手段もしくはSEMを用いた欠陥検査装置(図示せず)でウェハを検査して得られた欠陥のウェハ上での座標情報またはウェハ上に多数形成されたチップ内の座標情報、もしくは半導体製造時に欠陥となる可能性が高い危険箇所の座標情報を含む欠陥概位置情報202、処理対象となるウェハのチップ配置やチップサイズ、チップ内の回路パターンのレイアウト情報等の設計情報を含んだウェハ情報203、およびADR処理およびADC処理の各種パラメータや低倍または高倍の撮像視野などの情報204を含む。
次に、全体制御部112は、ADR処理およびADC処理対象の欠陥一つ一つについて、記憶部116のレシピファイルに記憶されている欠陥の位置情報に基づいて欠陥が存在しない参照パターンが視野に入るようにステージ107を移動させ(ステップ205)、低倍率で撮像し低倍参照画像301を取得する(ステップ206)。この参照パターンとは欠陥部位と同一の回路パターンが形成された領域で欠陥が存在しない領域のことであり、同一のチップが多数配列して形成される半導体ウェハにおいては、隣接するチップにおいて欠陥箇所のチップ内の相対座標が同一の領域を撮像し前記参照パターンとして用いることができる。
続いて、記憶部116のレシピファイルに記憶されている欠陥の位置情報に基づいて試料ウェハ106上の対象欠陥が撮像視野に入るようにステージ107を移動した後(ステップ207)、低倍欠陥画像302を低倍率で撮像し取得する(ステップ208)。次に、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142に記憶された欠陥抽出処理プログラムに従って低倍欠陥画像302及び低倍参照画像301との差分比較を行い欠陥位置の抽出を行う(ステップ209)。
次に、前記抽出した欠陥位置を中心とした高倍欠陥画像撮像領域303を撮像し、高倍欠陥画像308を取得する(ステップ210)。低倍参照画像301に対して、前記高倍欠陥画像撮像領域303とチップ内の座標が同一の領域を、隣接参照画像領域304として取得し、隣接参照画像領域304の画像を切り出して画像メモリ部115に格納する。この切り出した画像を探索テンプレート305とし、この探索テンプレート305および低倍欠陥画像302を入力として、プログラムメモリ部114のパターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラムを実行し、低倍欠陥画像302において探索テンプレート305と最もパターンが類似した近傍高倍画像撮像領域306を探索する(ステップ211)。
図4は前記パターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラム1144を用いた探索の様子を模式的に示したものである。
パターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラム1144は、たとえば正規化相関マッチングなどの一般的なパターンマッチング法を用いて低倍欠陥画像302と探索テンプレート305の画像が最も類似する最良マッチング位置401及び、その時の類似性を数値化したマッチングスコアを算出する。前記マッチングスコアの算出方法として正規化相関値等の一般的なパターンマッチング手法を用いることができる。このとき、低倍欠陥画像302に含まれる高倍欠陥画像撮像領域303は、一般的に探索テンプレート305と類似したパターンを持つため、この位置を最良マッチング位置として検出する危険性がある。
しかし、この位置を撮像しても高倍欠陥画像撮像領域303と同じ箇所を撮像することになり、所望の欠陥部位を含まない高倍参照画像を取得することができない。さらに、高倍欠陥画像撮像領域303あるいは、その周辺領域403は電子線照射によるコンタミネーション(試料上への汚染物質の付着)が発生している危険性がある。近傍高倍参照画像慮域内においてコンタミネーションが発生している箇所を近傍高倍参照画像として選択しないため、前記高倍欠陥画像撮像領域303あるいは前記周辺領域403を探索禁止領域とし、前記探索禁止領域と重複する領域を除外して高倍参照画像撮像領域306を探索する。
また、近傍高倍画像撮像領域306の探索は図7に示すように低倍欠陥画像撮像視野701に限らず、ステージ移動なしに撮像可能な範囲702から取得可能である。この場合、ステージ移動なしに撮像可能な範囲702を撮像して探索用欠陥画像を取得しておき、前記探索用欠陥画像から近傍高倍画像撮像領域306を探索する。ただし、通常ステージ中心座標703から離れるに従って撮像画像に歪みが発生する危険性があるため、このような歪みが発生せずに良好な画質で画像を撮像できる範囲704(以下、良好画質撮像可能範囲)で、探索用欠陥画像を取得して近傍高倍参照画像撮像領域306を探索するように指定可能である。また、低倍欠陥画像撮像視野701内に、前記良好画質撮像可能範囲704が含まれる可能性もあるが、この場合は、低倍欠陥画像301から前記良好画質撮像可能範囲704内で近傍高倍参照画像撮像領域306を探索する。
続いて、画像処理部113は条件付隣接参照画像撮像処理212を行う。この条件付隣接参照画像撮像処理212においては、まず前記最良マッチングスコアに対して所定の閾値を設けて探索テンプレート画像と類似したパターンが低倍欠陥画像内に存在するか否かを判定する(ステップ213)。存在すると判定された場合、最良マッチング位置を中心とした近傍高倍参照画像撮像領域306を撮像し、近傍高倍参照画像307を取得する(ステップ214)。逆に、存在しないと判定された場合、従来の高倍参照画像撮像シーケンスと同様の処理を行う。すなわち、低倍参照画像302の撮像位置にステージ移動(ステップ215)を行い、隣接参照画像領域304を撮像し、高倍参照画像を取得する(ステップ216)。
このように、ステップ213において、近傍参照画像撮像領域探索(ステップ211)における探索テンプレート画像と類似したパターンがステップ208で撮像して得た低倍欠陥画像内に存在しないと判断した場合は従来の高倍参照画像撮像シーケンスを実行するよう切り替えが可能であり、安定した高倍参照画像の取得が可能である。
次に、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142に格納された欠陥抽出プログラムに従って、ADC処理217を実施する。このADC処理217においては、欠陥領域の抽出を行い(ステップ218)、次に、欠陥分類機能部1143に格納された欠陥分類プログラムに従って、高倍欠陥画像308および高倍参照画像(近傍高倍参照画像307あるいは隣接高倍参照画像309)を入力して先に述べた欠陥分類処理(ADC処理)を行い(ステップ219)各欠陥を複数のクラスに分類する。本処理により得られた取得画像群222(低倍欠陥画像、低倍参照画像、高倍欠陥画像および高倍参照画像それぞれに対する2次電子画像および反射電子画像)および分類欠陥種情報221が出力情報220として出力される。ここまで述べたADR処理およびADC処理のシーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ223)。
先ず、本発明に関わる走査電子顕微鏡を用いた欠陥観察装置(レビューSEM)の装置構成に関して図1を用いて説明する。本発明に係るレビューSEM装置は,SEM画像取得部118と信号処理部119で構成され,その間はバス120で繋がれている。SEM画像取得部118において101は1次電子108を発生させる電子源,102は1次電子を加速する為の加速電極,103は1次電子を収束する為の集束レンズ,104は1次電子を2次元走査偏向する偏向器,105は1次電子を観察対象試料であるウェハ106上に収束させるための対物レンズである。107は試料を搭載するXY平面内で移動可能なステージである。110は試料より発生した2次電子109を検出する検出器,121は試料面で反射した1次電子を検出する検出器,111は検出された信号をデジタル化するA/D変換器である。これらの各部位は,バス120を通じて全体制御部112に接続されている。
一方,信号処理部119は,全体制御部112、画像処理部113、記憶部116及び入出力部117とを備えて構成されている。そして画像処理部113は、さらに取得画像に対し画像処理や分類処理を行うプログラムメモリ部114,取得した画像および欠陥情報等を記憶する画像メモリ部115を備えている。また、記憶部116には、前記欠陥検査装置で検査して得た座標情報を含む観察条件情報(レシピ)やバス120を介して図示していないデータサーバから取り込んだ検査対象チップの設計情報が格納される。入出力部117は、装置に対し指示を与える為のキーボードやマウスなどのデバイス,及び装置からのデータを出力するモニタやプリンタなどを備えて構成されている。そして、全体制御部112、画像処理部113、記憶部116及び入出力部117の間はバス120により互いに接続されている。
SEMによる画像の撮像処理では、電子源101より放出された1次電子108が、加速電極102により加速された後、集束レンズ103で収束され、その後さらに対物レンズ105で収束され、ウェハ106の測定部位に照射される。その際、偏向器104は、レシピに登録された倍率で定まる視野範囲を1次電子が2次元走査するように、1次電子ビームを偏向する。電子ビームの照射により試料表面から発生した、2次電子109や反射電子1091は、2次電子検出器110や反射電子検出器121により捕獲され、シンチレータ(図示せず)により光信号に変換された後さらに、光電子倍増管(図示せず)により電気信号に変換された後、デジタル化手段111で、デジタル信号に変換される。得られたデジタル信号はデジタル画像として、画像メモリ部115に格納される。なお、走査型電子顕微鏡においては、その試料から発生する2次電子等のショットノイズが多いため、同一箇所を1度スキャンするだけでは、十分にS/N比の高い画像を得ることができない場合が多い。そのため、通常はレシピに指定されたスキャン回数(フレーム数)だけ、1次電子ビームの走査及びデジタルデータの取得が行われ、後にそれらの平均画像を求めることで画像データを生成する。
ADR処理およびADC処理の開始前に、ウェハ106はステージ107に搭載されており、さらにウェハ106を欠陥検査装置(図示せず)により検査して得られた各欠陥のウェハ106上の位置情報、及びSEM画像取得部118でウェハ106を撮像する際の各種の電子光学系条件(例えば、加速電圧、プローブ電流、撮像倍率)等の条件が記憶部116のレシピファイルに格納されているものとする。この際、記憶部116のレシピファイルに設定する撮像倍率には通常、低倍率(例えば1万倍程度)及び高倍率(欠陥サイズにより倍率は変動するが、例えば最大20~30万倍程度)の2種が設定される。これは、半導体製造プロセスにおいて管理すべき微小な欠陥の分類処理を行うには、その撮像倍率を5万倍から最大30万倍程度に設定する必要があるが、そのような条件下では撮像視野が狭くなり、上記検査装置の検出精度が悪い場合には、欠陥部位が欠陥観察装置(レビューSEM)の視野に入らなくなる場合が想定されるからである。
そのため、画像取得処理つまりADR処理では、(1)低倍率で視野の広い画像を取得し、その画像視野内からの欠陥位置の抽出、(2)抽出された欠陥位置を高倍率で撮像する、という2ステップの処理を行う。SEMの操作者は、入出力部117を通して、記憶部116に登録された複数のレシピから、測定に用いるレシピを例えば入出力部117のモニタに表示してモニタ上で選択する。その時、SEMの操作者は必要に応じて選択したレシピのパラメータを変更することができる。そして、選択したレシピに格納された処理条件に従い、ADR処理およびADC処理を行うように全体制御部112が指示を与える。
上記の手順によりADR処理およびADC処理対象となるウェハおよびレシピを設定した後、図2に示すシーケンスに従ってADR処理およびADC処理を行う。図3はそのシーケンスにより得られる欠陥画像および参照画像の例を模式的に示したものである。同図の欠陥画像および参照画像において、下地パターンを白色の領域、配線パターンをハッチングを施した領域として模式的に示している。
次に、本発明におけるADR処理およびADC処理に関して、以下図2および図3を用いて本発明のシーケンスについて説明する。先ず、ADR処理およびADC処理に必要な入力情報201を入力する。入力情報201には、光学的な手段もしくはSEMを用いた欠陥検査装置(図示せず)でウェハを検査して得られた欠陥のウェハ上での座標情報またはウェハ上に多数形成されたチップ内の座標情報、もしくは半導体製造時に欠陥となる可能性が高い危険箇所の座標情報を含む欠陥概位置情報202、処理対象となるウェハのチップ配置やチップサイズ、チップ内の回路パターンのレイアウト情報等の設計情報を含んだウェハ情報203、およびADR処理およびADC処理の各種パラメータや低倍または高倍の撮像視野などの情報204を含む。
次に、全体制御部112は、ADR処理およびADC処理対象の欠陥一つ一つについて、記憶部116のレシピファイルに記憶されている欠陥の位置情報に基づいて欠陥が存在しない参照パターンが視野に入るようにステージ107を移動させ(ステップ205)、低倍率で撮像し低倍参照画像301を取得する(ステップ206)。この参照パターンとは欠陥部位と同一の回路パターンが形成された領域で欠陥が存在しない領域のことであり、同一のチップが多数配列して形成される半導体ウェハにおいては、隣接するチップにおいて欠陥箇所のチップ内の相対座標が同一の領域を撮像し前記参照パターンとして用いることができる。
続いて、記憶部116のレシピファイルに記憶されている欠陥の位置情報に基づいて試料ウェハ106上の対象欠陥が撮像視野に入るようにステージ107を移動した後(ステップ207)、低倍欠陥画像302を低倍率で撮像し取得する(ステップ208)。次に、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142に記憶された欠陥抽出処理プログラムに従って低倍欠陥画像302及び低倍参照画像301との差分比較を行い欠陥位置の抽出を行う(ステップ209)。
次に、前記抽出した欠陥位置を中心とした高倍欠陥画像撮像領域303を撮像し、高倍欠陥画像308を取得する(ステップ210)。低倍参照画像301に対して、前記高倍欠陥画像撮像領域303とチップ内の座標が同一の領域を、隣接参照画像領域304として取得し、隣接参照画像領域304の画像を切り出して画像メモリ部115に格納する。この切り出した画像を探索テンプレート305とし、この探索テンプレート305および低倍欠陥画像302を入力として、プログラムメモリ部114のパターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラムを実行し、低倍欠陥画像302において探索テンプレート305と最もパターンが類似した近傍高倍画像撮像領域306を探索する(ステップ211)。
図4は前記パターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラム1144を用いた探索の様子を模式的に示したものである。
パターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラム1144は、たとえば正規化相関マッチングなどの一般的なパターンマッチング法を用いて低倍欠陥画像302と探索テンプレート305の画像が最も類似する最良マッチング位置401及び、その時の類似性を数値化したマッチングスコアを算出する。前記マッチングスコアの算出方法として正規化相関値等の一般的なパターンマッチング手法を用いることができる。このとき、低倍欠陥画像302に含まれる高倍欠陥画像撮像領域303は、一般的に探索テンプレート305と類似したパターンを持つため、この位置を最良マッチング位置として検出する危険性がある。
しかし、この位置を撮像しても高倍欠陥画像撮像領域303と同じ箇所を撮像することになり、所望の欠陥部位を含まない高倍参照画像を取得することができない。さらに、高倍欠陥画像撮像領域303あるいは、その周辺領域403は電子線照射によるコンタミネーション(試料上への汚染物質の付着)が発生している危険性がある。近傍高倍参照画像慮域内においてコンタミネーションが発生している箇所を近傍高倍参照画像として選択しないため、前記高倍欠陥画像撮像領域303あるいは前記周辺領域403を探索禁止領域とし、前記探索禁止領域と重複する領域を除外して高倍参照画像撮像領域306を探索する。
また、近傍高倍画像撮像領域306の探索は図7に示すように低倍欠陥画像撮像視野701に限らず、ステージ移動なしに撮像可能な範囲702から取得可能である。この場合、ステージ移動なしに撮像可能な範囲702を撮像して探索用欠陥画像を取得しておき、前記探索用欠陥画像から近傍高倍画像撮像領域306を探索する。ただし、通常ステージ中心座標703から離れるに従って撮像画像に歪みが発生する危険性があるため、このような歪みが発生せずに良好な画質で画像を撮像できる範囲704(以下、良好画質撮像可能範囲)で、探索用欠陥画像を取得して近傍高倍参照画像撮像領域306を探索するように指定可能である。また、低倍欠陥画像撮像視野701内に、前記良好画質撮像可能範囲704が含まれる可能性もあるが、この場合は、低倍欠陥画像301から前記良好画質撮像可能範囲704内で近傍高倍参照画像撮像領域306を探索する。
続いて、画像処理部113は条件付隣接参照画像撮像処理212を行う。この条件付隣接参照画像撮像処理212においては、まず前記最良マッチングスコアに対して所定の閾値を設けて探索テンプレート画像と類似したパターンが低倍欠陥画像内に存在するか否かを判定する(ステップ213)。存在すると判定された場合、最良マッチング位置を中心とした近傍高倍参照画像撮像領域306を撮像し、近傍高倍参照画像307を取得する(ステップ214)。逆に、存在しないと判定された場合、従来の高倍参照画像撮像シーケンスと同様の処理を行う。すなわち、低倍参照画像302の撮像位置にステージ移動(ステップ215)を行い、隣接参照画像領域304を撮像し、高倍参照画像を取得する(ステップ216)。
このように、ステップ213において、近傍参照画像撮像領域探索(ステップ211)における探索テンプレート画像と類似したパターンがステップ208で撮像して得た低倍欠陥画像内に存在しないと判断した場合は従来の高倍参照画像撮像シーケンスを実行するよう切り替えが可能であり、安定した高倍参照画像の取得が可能である。
次に、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142に格納された欠陥抽出プログラムに従って、ADC処理217を実施する。このADC処理217においては、欠陥領域の抽出を行い(ステップ218)、次に、欠陥分類機能部1143に格納された欠陥分類プログラムに従って、高倍欠陥画像308および高倍参照画像(近傍高倍参照画像307あるいは隣接高倍参照画像309)を入力して先に述べた欠陥分類処理(ADC処理)を行い(ステップ219)各欠陥を複数のクラスに分類する。本処理により得られた取得画像群222(低倍欠陥画像、低倍参照画像、高倍欠陥画像および高倍参照画像それぞれに対する2次電子画像および反射電子画像)および分類欠陥種情報221が出力情報220として出力される。ここまで述べたADR処理およびADC処理のシーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ223)。
本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理およびADC処理の第2の実施例について説明する。該第2の実施例は、低倍参照画像を撮像せずに、低倍欠陥画像撮像位置からステージ移動なしに高倍参照画像撮像領域を探索し、この領域を撮像するシーケンスを実現した場合である。この場合におけるADR処理およびADC処理を含めたシーケンスを図5に示す。図6はそのシーケンスにより得られる欠陥画像および参照画像の例を模式的に示したものである。本発明のシーケンスは低倍欠陥画像を最初に撮像するため、後述する欠陥抽出処理もしくは近傍高倍参照画像撮像領域の探索が失敗した場合の高倍参照画像取得のリリーフ処理は、先ず隣接チップにステージを移動し低倍参照画像301を撮像し、続けて隣接高倍参照画像309を撮像することになる。
以下、図5および図6を用いて本発明のシーケンスについて説明する。本実施例においても、実施例1で説明したのと同様に、先ず、ウェハ106を図示しない欠陥検査装置で検査して得られた各欠陥の位置座標情報およびSEM画像取得部118でウェハ106を撮像する際の各種電子光学系条件が記憶部116のレシピファイルに記憶されている。このような状態で、実施例1の場合と同様に、ADR処理およびADC処理に必要な入力情報5201を入力する。
次に、記憶部116のレシピファイルに格納されている図示しない欠陥検査装置で検査して得られた各欠陥の位置座標情報を用いて試料ウェハ106上の対象欠陥が撮像視野に入るようにステージ107を移動した後(ステップ501)、低倍欠陥画像302を取得する(ステップ502)。該取得された低倍欠陥画像302が画像メモリ部115に格納されると、良品パターン推定機能部1141に格納された良品パターン推定プログラムに従って低倍欠陥画像302に対して良品パターン推定処理(ステップ503)を行い、低倍推定参照画像601を画像撮像なしに低倍欠陥画像302から合成する。
ここで、良品パターンの推定処理としては、メモリセル等の回路パターンの繰返し周期性を利用した推定方法を用いることができる。この方法は、特許文献3に記載されているように、低倍欠陥画像から繰り返しパターンの周期を算出した後に、低倍欠陥画像の各画素に対して周期をずらして取得した正常パターンの画素を張り合わせることで、低倍欠陥画像302から低倍参照画像を合成する方法である。次に良品パターン推定処理の成否判定504を行う。良品パターン推定処理503が失敗した場合は、隣接チップとの比較による欠陥検出および高倍欠陥および参照画像の撮像処理(ステップ505)を行う。ただしこの場合は、欠陥が存在するチップと隣接するチップ上の低倍参照画像を取得していないため、先ず隣接チップの参照部にステージ移動(ステップ506)し、低倍参照画像301を撮像する(507)。
次に、低倍欠陥画像と低倍参照画像の差分比較を行い、隣接参照画像領域304および高倍欠陥撮像領域303を抽出する(ステップ508)。この時、ステージ位置は参照部にあるためステージを移動することなく隣接参照画像領域304を高倍率で撮像して高倍参照画像を取得することができる(ステップ509)。次に、欠陥部にステージ移動(ステップ510)した後に高倍の欠陥画像を撮像する(ステップ511)。
次に、低倍参照画像推定処理(ステップ503)が成功した場合の処理について述べる。先ず、前記良品パターン推定処理503によって得られた低倍推定参照画像601と低倍欠陥画像302を入力として、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142の欠陥抽出処理プログラムに従って欠陥位置の抽出を行う(ステップ512)。次に、欠陥位置を中心とした高倍欠陥画像撮像領域303を撮像し、高倍欠陥画像308を取得する(ステップ513)。
次に、高倍参照画像の推定を行うか否か判定する(ステップ514)。この判定は、デバイスの品種、製造工程あるいはウェハ毎にレシピで指定された設定を用いるか、高倍欠陥画像内に占める欠陥領域の割合などから判定する。高倍参照画像の推定を行う場合は、プログラムメモリ部114の良品パターン推定機能部1141に格納された良品パターン推定プログラムに従って高倍参照画像推定処理(ステップ515)を実行し高倍推定参照画像を取得する。次に高倍参照画像推定の成否判定を行う(ステップ516)。高倍参照画像の推定が成功すれば、ADC処理(ステップ5217)へと進む。
高倍参照画像の推定を行わない場合もしくは高倍参照画像推定処理515が失敗した場合のリリーフ処理として、近傍参照撮像領域探索ステップ517を行う。この近傍参照撮像領域探索ステップ517においては、先ず、図6に示すように、低倍推定参照画像601に対して、前記高倍欠陥画像撮像領域303と画像内の座標が同一の領域を、高倍推定参照画像領域602として取得し、この高倍推定参照画像領域602の画像を切り出して画像メモリ部115に格納する。次に、この切り出した画像を探索テンプレート305とし、この探索テンプレート305および低倍欠陥画像302を入力としてプログラムメモリ部114のパターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラムを実行し、図6に示すように、低倍欠陥画像302において探索テンプレート305と最もパターンが類似した近傍参照撮像領域306を探索する(ステップ517)。
次に、条件付隣接参照画像撮像処理ステップ5212において、先に述べた第1の実施例と同様に近傍参照撮像領域探索の可否判定(ステップ5213)を行う。この可否判定ステップにおいて近傍参照撮像領域探索が可能と判定されれば、近傍高倍参照画像撮像領域306を撮像し(ステップ5214)、近傍高倍参照画像307を取得する。探索テンプレートと類似するパターンが低倍欠陥画像内に存在しない等の理由により近傍参照撮像領域探索が失敗した場合は、従来のシーケンスである隣接チップへステージ移動をし(ステップ5215)、隣接参照画像領域304を高倍率で撮像して高倍参照画像309を取得する(ステップ5216)。このように、近傍高倍参照画像探索シーケンスが失敗した場合(ステップ5213でNoと判定された場合)は従来のシーケンス(ステップ5215と5216)を実行するよう切り替えが可能であり、安定した高倍参照画像の取得が可能である。
上記の処理によって、低倍欠陥画像302、低倍参照画像301、近傍高倍参照画像306あるいは隣接高倍参照画像304あるいは高倍推定参照画像、および高倍欠陥画像308を取得した後、先に述べた第1の実施例と同様にADC処理(ステップ5217)に従って欠陥領域の抽出(ステップ5218)および欠陥分類(ステップ5219)を行う。取得した画像群および分類結果は出力情報5220として出力される。ここまで述べたADR処理およびADC処理のシーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ5223)。
以下、図5および図6を用いて本発明のシーケンスについて説明する。本実施例においても、実施例1で説明したのと同様に、先ず、ウェハ106を図示しない欠陥検査装置で検査して得られた各欠陥の位置座標情報およびSEM画像取得部118でウェハ106を撮像する際の各種電子光学系条件が記憶部116のレシピファイルに記憶されている。このような状態で、実施例1の場合と同様に、ADR処理およびADC処理に必要な入力情報5201を入力する。
次に、記憶部116のレシピファイルに格納されている図示しない欠陥検査装置で検査して得られた各欠陥の位置座標情報を用いて試料ウェハ106上の対象欠陥が撮像視野に入るようにステージ107を移動した後(ステップ501)、低倍欠陥画像302を取得する(ステップ502)。該取得された低倍欠陥画像302が画像メモリ部115に格納されると、良品パターン推定機能部1141に格納された良品パターン推定プログラムに従って低倍欠陥画像302に対して良品パターン推定処理(ステップ503)を行い、低倍推定参照画像601を画像撮像なしに低倍欠陥画像302から合成する。
ここで、良品パターンの推定処理としては、メモリセル等の回路パターンの繰返し周期性を利用した推定方法を用いることができる。この方法は、特許文献3に記載されているように、低倍欠陥画像から繰り返しパターンの周期を算出した後に、低倍欠陥画像の各画素に対して周期をずらして取得した正常パターンの画素を張り合わせることで、低倍欠陥画像302から低倍参照画像を合成する方法である。次に良品パターン推定処理の成否判定504を行う。良品パターン推定処理503が失敗した場合は、隣接チップとの比較による欠陥検出および高倍欠陥および参照画像の撮像処理(ステップ505)を行う。ただしこの場合は、欠陥が存在するチップと隣接するチップ上の低倍参照画像を取得していないため、先ず隣接チップの参照部にステージ移動(ステップ506)し、低倍参照画像301を撮像する(507)。
次に、低倍欠陥画像と低倍参照画像の差分比較を行い、隣接参照画像領域304および高倍欠陥撮像領域303を抽出する(ステップ508)。この時、ステージ位置は参照部にあるためステージを移動することなく隣接参照画像領域304を高倍率で撮像して高倍参照画像を取得することができる(ステップ509)。次に、欠陥部にステージ移動(ステップ510)した後に高倍の欠陥画像を撮像する(ステップ511)。
次に、低倍参照画像推定処理(ステップ503)が成功した場合の処理について述べる。先ず、前記良品パターン推定処理503によって得られた低倍推定参照画像601と低倍欠陥画像302を入力として、プログラムメモリ部114の欠陥抽出機能部1142の欠陥抽出処理プログラムに従って欠陥位置の抽出を行う(ステップ512)。次に、欠陥位置を中心とした高倍欠陥画像撮像領域303を撮像し、高倍欠陥画像308を取得する(ステップ513)。
次に、高倍参照画像の推定を行うか否か判定する(ステップ514)。この判定は、デバイスの品種、製造工程あるいはウェハ毎にレシピで指定された設定を用いるか、高倍欠陥画像内に占める欠陥領域の割合などから判定する。高倍参照画像の推定を行う場合は、プログラムメモリ部114の良品パターン推定機能部1141に格納された良品パターン推定プログラムに従って高倍参照画像推定処理(ステップ515)を実行し高倍推定参照画像を取得する。次に高倍参照画像推定の成否判定を行う(ステップ516)。高倍参照画像の推定が成功すれば、ADC処理(ステップ5217)へと進む。
高倍参照画像の推定を行わない場合もしくは高倍参照画像推定処理515が失敗した場合のリリーフ処理として、近傍参照撮像領域探索ステップ517を行う。この近傍参照撮像領域探索ステップ517においては、先ず、図6に示すように、低倍推定参照画像601に対して、前記高倍欠陥画像撮像領域303と画像内の座標が同一の領域を、高倍推定参照画像領域602として取得し、この高倍推定参照画像領域602の画像を切り出して画像メモリ部115に格納する。次に、この切り出した画像を探索テンプレート305とし、この探索テンプレート305および低倍欠陥画像302を入力としてプログラムメモリ部114のパターンマッチング部1144に格納されたパターンマッチングプログラムを実行し、図6に示すように、低倍欠陥画像302において探索テンプレート305と最もパターンが類似した近傍参照撮像領域306を探索する(ステップ517)。
次に、条件付隣接参照画像撮像処理ステップ5212において、先に述べた第1の実施例と同様に近傍参照撮像領域探索の可否判定(ステップ5213)を行う。この可否判定ステップにおいて近傍参照撮像領域探索が可能と判定されれば、近傍高倍参照画像撮像領域306を撮像し(ステップ5214)、近傍高倍参照画像307を取得する。探索テンプレートと類似するパターンが低倍欠陥画像内に存在しない等の理由により近傍参照撮像領域探索が失敗した場合は、従来のシーケンスである隣接チップへステージ移動をし(ステップ5215)、隣接参照画像領域304を高倍率で撮像して高倍参照画像309を取得する(ステップ5216)。このように、近傍高倍参照画像探索シーケンスが失敗した場合(ステップ5213でNoと判定された場合)は従来のシーケンス(ステップ5215と5216)を実行するよう切り替えが可能であり、安定した高倍参照画像の取得が可能である。
上記の処理によって、低倍欠陥画像302、低倍参照画像301、近傍高倍参照画像306あるいは隣接高倍参照画像304あるいは高倍推定参照画像、および高倍欠陥画像308を取得した後、先に述べた第1の実施例と同様にADC処理(ステップ5217)に従って欠陥領域の抽出(ステップ5218)および欠陥分類(ステップ5219)を行う。取得した画像群および分類結果は出力情報5220として出力される。ここまで述べたADR処理およびADC処理のシーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ5223)。
次に、本発明に係る欠陥観察装置を用いたADR処理及びADC処理の第3の実施例について説明する。第3の実施例は、低倍参照画像を撮像するか否かによって、第1の実施例および第2の実施例を切り替えるシーケンスを実現したものである。この場合におけるADR処理およびADC処理を含めたシーケンスを図8に示す。
以下、図8を用いて本発明のシーケンスについて説明する。先ず、各欠陥に対して低倍参照画像を撮像するか否かを判定する(ステップ801)。ここでの判定はメモリ製品もしくはロジック製品等のデバイスの品種や製造工程毎に予めレシピにマニュアルで設定しておくか、設計レイアウト情報が利用可能であれば欠陥概位置の座標と設計レイアウト情報を用いて前記2種のシーケンスを切り替える。
低倍参照画像を撮像する場合(ステップ802)は、先に図2を用いて説明した第1の実施例のシーケンスのステップ205からステップ217までを実行しADR処理およびADC処理を行う。低倍参照画像を撮像しない場合(ステップ803)は、先に図5を用いて説明した第2の実施例のシーケンスのステップ501乃至504及び5212,5217(図2に示したフロー図のステップ213および217に相当)を実行しADR処理およびADC処理を行う。これらの処理シーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ804)。なお、図8に示したフロー図においては図2または図5のフロー図におけるステージ移動のステップ(図2のステップ205,207,215及び図5のステップ501、5215)も含むが、これらのステップの記載を省略した。
本シーケンスにおける入力パラメータやシーケンスを含むレシピの設定あるいは結果の表示を行うGUIについての実施例を図9に示す。図9中のウィンドウ901に示すように以下に説明する各種情報を一画面中にあるいは分割してモニタ等に表示することができる。また,図9中の符号906,907,908,917および918に記載した記号*はシステムに入力された,あるいは出力された任意の数値(あるいは文字列)や数値の範囲,あるいは数値や数値の範囲の配列であることを示す。
入力情報の設定に関して説明する。ボックス908にて処理対象とする欠陥のIDを指定する。902は画像取得シーケンスを設定する箇所であり、ラジオボタン903で各欠陥に対して低倍参照画像を撮像するか否かを設定する。また、ラジオボタン904で、近傍高倍参照画像探索処理(ステップ211もしくはステップ517)が失敗した場合に隣接チップから参照画像を撮像するか否かを設定する。高倍参照画像を撮像しない場合は、低倍参照画像をデジタルズームにより拡大して高倍参照画像を推定する。905は近傍高倍参照画像撮像領域306の探索で用いられるパターンマッチングの各種設定を行う箇所である。ボックス906では、予め用意してあるパターンマッチングのアルゴリズムをプルダウンで選択する。ボックス907は、近傍高倍参照画像探索(ステップ211もしくはステップ517)の成否を判定するマッチングスコアのしきい値を設定する。902および905の入力情報を入力した後に、ボタン909を押すと前記設定したシーケンスおよびパラメータを用いて、ボックス908で指定したIDの欠陥を対象にADR処理およびADC処理を実行する。
ADR処理およびADC処理の出力結果の表示方法に関して説明する。ウィンドウ901の画像表示領域9100には、それぞれ前記ADR処理およびADC処理で取得した低倍欠陥画像910、低倍参照画像911、高倍欠陥画像912および高倍参照画像913が表示される。低倍参照画像911および高倍参照画像913に関しては、それぞれの画像が実際に撮像して得た画像か、良品パターン推定機能部1141に記憶された良品パターン推定プログラムを用いて推定して取得した画像か、という情報914を表示する。欠陥抽出機能部1142に記憶された欠陥抽出プログラムにより定まった高倍欠陥撮像領域919および、隣接参照画像領域920はそれぞれ低倍欠陥画像910および低倍参照画像911にオーバーレイして表示する。
領域915には近傍参照画像探索結果を表示する。具体的には、パターンマッチング部1144に記憶されたパターンマッチングプログラムに用いた探索テンプレート画像916および、パターンマッチング部1144においてパターンマッチングプログラム処理した結果得られる最良マッチング位置917の情報および、最良マッチング位置917でのマッチングスコア918を表示する。また、近傍参照画像撮像探索処理(ステップ211もしくはステップ517)により求まった近傍参照画像撮像領域306(図3参照)の情報は低倍欠陥画像910上にオーバーレイして表示する(図9の921)。
図9の画像表示領域9100に表示した低倍欠陥画像910にオーバーレイ表示した領域919,921及び低倍参照画像911にオーバーレイ表示した領域920はチェックボックス922で表示/非表示を切り替えることができる。また、図1に示したSEM画像取得部118を備えた構成により、本実施例1乃至3で説明したレビューSEMでは画像表示領域9100に表示する各画像910~913として左右陰影像および二次電子像等を取得してそれらの何れかを表示することが可能であるが、これらの取得した画像のうちGUI上にどれを表示するかはラジオボタン923で指定することができる。ADR処理およびADC処理の出力結果を確認しながらレシピの調整を行い、レシピ調整が完了したならばボタン924を押して902および905の入力情報をレシピに保存する。また、ボタン925を押して、GUIに表示しているレシピ設定内容で全欠陥に対してADR処理およびADC処理を行い、その結果を確認することでレシピの出来栄えを確認することができる。
以下、図8を用いて本発明のシーケンスについて説明する。先ず、各欠陥に対して低倍参照画像を撮像するか否かを判定する(ステップ801)。ここでの判定はメモリ製品もしくはロジック製品等のデバイスの品種や製造工程毎に予めレシピにマニュアルで設定しておくか、設計レイアウト情報が利用可能であれば欠陥概位置の座標と設計レイアウト情報を用いて前記2種のシーケンスを切り替える。
低倍参照画像を撮像する場合(ステップ802)は、先に図2を用いて説明した第1の実施例のシーケンスのステップ205からステップ217までを実行しADR処理およびADC処理を行う。低倍参照画像を撮像しない場合(ステップ803)は、先に図5を用いて説明した第2の実施例のシーケンスのステップ501乃至504及び5212,5217(図2に示したフロー図のステップ213および217に相当)を実行しADR処理およびADC処理を行う。これらの処理シーケンスは、観察対象となる欠陥のすべてが終了するまで続けられる(ステップ804)。なお、図8に示したフロー図においては図2または図5のフロー図におけるステージ移動のステップ(図2のステップ205,207,215及び図5のステップ501、5215)も含むが、これらのステップの記載を省略した。
本シーケンスにおける入力パラメータやシーケンスを含むレシピの設定あるいは結果の表示を行うGUIについての実施例を図9に示す。図9中のウィンドウ901に示すように以下に説明する各種情報を一画面中にあるいは分割してモニタ等に表示することができる。また,図9中の符号906,907,908,917および918に記載した記号*はシステムに入力された,あるいは出力された任意の数値(あるいは文字列)や数値の範囲,あるいは数値や数値の範囲の配列であることを示す。
入力情報の設定に関して説明する。ボックス908にて処理対象とする欠陥のIDを指定する。902は画像取得シーケンスを設定する箇所であり、ラジオボタン903で各欠陥に対して低倍参照画像を撮像するか否かを設定する。また、ラジオボタン904で、近傍高倍参照画像探索処理(ステップ211もしくはステップ517)が失敗した場合に隣接チップから参照画像を撮像するか否かを設定する。高倍参照画像を撮像しない場合は、低倍参照画像をデジタルズームにより拡大して高倍参照画像を推定する。905は近傍高倍参照画像撮像領域306の探索で用いられるパターンマッチングの各種設定を行う箇所である。ボックス906では、予め用意してあるパターンマッチングのアルゴリズムをプルダウンで選択する。ボックス907は、近傍高倍参照画像探索(ステップ211もしくはステップ517)の成否を判定するマッチングスコアのしきい値を設定する。902および905の入力情報を入力した後に、ボタン909を押すと前記設定したシーケンスおよびパラメータを用いて、ボックス908で指定したIDの欠陥を対象にADR処理およびADC処理を実行する。
ADR処理およびADC処理の出力結果の表示方法に関して説明する。ウィンドウ901の画像表示領域9100には、それぞれ前記ADR処理およびADC処理で取得した低倍欠陥画像910、低倍参照画像911、高倍欠陥画像912および高倍参照画像913が表示される。低倍参照画像911および高倍参照画像913に関しては、それぞれの画像が実際に撮像して得た画像か、良品パターン推定機能部1141に記憶された良品パターン推定プログラムを用いて推定して取得した画像か、という情報914を表示する。欠陥抽出機能部1142に記憶された欠陥抽出プログラムにより定まった高倍欠陥撮像領域919および、隣接参照画像領域920はそれぞれ低倍欠陥画像910および低倍参照画像911にオーバーレイして表示する。
領域915には近傍参照画像探索結果を表示する。具体的には、パターンマッチング部1144に記憶されたパターンマッチングプログラムに用いた探索テンプレート画像916および、パターンマッチング部1144においてパターンマッチングプログラム処理した結果得られる最良マッチング位置917の情報および、最良マッチング位置917でのマッチングスコア918を表示する。また、近傍参照画像撮像探索処理(ステップ211もしくはステップ517)により求まった近傍参照画像撮像領域306(図3参照)の情報は低倍欠陥画像910上にオーバーレイして表示する(図9の921)。
図9の画像表示領域9100に表示した低倍欠陥画像910にオーバーレイ表示した領域919,921及び低倍参照画像911にオーバーレイ表示した領域920はチェックボックス922で表示/非表示を切り替えることができる。また、図1に示したSEM画像取得部118を備えた構成により、本実施例1乃至3で説明したレビューSEMでは画像表示領域9100に表示する各画像910~913として左右陰影像および二次電子像等を取得してそれらの何れかを表示することが可能であるが、これらの取得した画像のうちGUI上にどれを表示するかはラジオボタン923で指定することができる。ADR処理およびADC処理の出力結果を確認しながらレシピの調整を行い、レシピ調整が完了したならばボタン924を押して902および905の入力情報をレシピに保存する。また、ボタン925を押して、GUIに表示しているレシピ設定内容で全欠陥に対してADR処理およびADC処理を行い、その結果を確認することでレシピの出来栄えを確認することができる。
Claims (8)
- SEMを用いた欠陥観察装置であって、
他の検査装置で検査して検出した試料上の欠陥の位置情報を取得する欠陥情報取得手段と、
前記試料の表面に収束させた電子線を照射して走査し前記試料の電子線画像を取得する走査型電子顕微鏡(SEM)と、
該SEMで取得した画像を処理する画像処理手段と、
前記走査型電子顕微鏡(SEM)と前記画像処理手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記欠陥情報取得手段で取得した前記試料上の欠陥の位置情報を用いて走査型電子顕微鏡(SEM)を制御して前記他の検査装置で検査して検出した試料上の欠陥を含む領域を低倍率で撮像し、
前記画像処理手段は、前記走査型電子顕微鏡(SEM)により低倍率で撮像して得た前記試料上の欠陥を含む低倍率の画像を低倍率の参照画像と比較して前記欠陥を抽出して該欠陥の位置情報を取得し、
前記制御手段は、更に該取得した欠陥の位置情報を用いて走査型電子顕微鏡(SEM)を制御して前記試料上の欠陥を含む領域を高倍率で撮像して前記欠陥を含む領域の高倍率の画像を得、
前記画像処理手段は、更に前記欠陥を含む領域の高倍率の画像と比較する高倍率の参照画像を、前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記高倍率の参照画像を撮像する領域を探索して該探索に成功した場合には該探索した領域を前記走査型電子顕微鏡(SEM)で高倍率で撮像することにより得、前記探索に失敗した場合には前記試料上の参照部へ前記SEMの視野を移動させて前記参照部を高倍率で撮像することにより得、該得た高倍率の参照画像を前記欠陥を含む領域の高倍率の画像と比較することにより欠陥の高倍率の画像を取得することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察装置。 - 1記載のSEMを用いた欠陥観察装置であって、
前記画像処理手段は、前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記高倍率の参照画像を撮像する領域を探索することを、前記試料上に複数形成された本来同一形状となるパターンが形成された複数のチップのうち前記欠陥を含む領域の高倍率の画像が撮像されたチップに隣接するチップ内で前記欠陥を含む領域の高倍率の画像と同一の座標領域を前記低倍率で撮像して得た隣接低倍率画像から切り出して探索テンプレートを作成し、該作成した検索テンプレートを用いて前記欠陥を含む低倍率の画像からパターンマッチングの手法で前記高倍率の参照画像を取得する範囲を探索することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察装置。 - 1記載のSEMを用欠陥観察装置であって、
前記画像処理手段は、前記低倍率の参照画像を前記走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて前記試料の欠陥を含む領域を前記低倍率で撮像して得た低倍率の欠陥画像から推定可能かを判定し、推定可能と判定した場合には前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記低倍率の参照画像を作成することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察装置。 - 1記載のSEMを用いた欠陥観察装置であって、
前記画像処理手段は、前記低倍率の参照画像を前記走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて前記試料の欠陥を含む領域を前記低倍率で撮像して得た低倍率の欠陥画像から前記低倍率の参照画像を推定可能かを判定し、推定不可能と判定した場合には前記制御手段で前記走査型電子顕微鏡(SEM)を制御して前記試料上に複数形成された本来同一形状となるパターンが形成された複数のチップのうち前記欠陥を含む領域の画像が撮像されたチップに隣接するチップ内で前記欠陥を含む領域と同一の座標領域を前記低倍率で撮像して前記低倍率の参照画像を取得することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察装置。 - 他の検査装置で検査して検出した試料上の欠陥の位置情報を得、
該得た前記試料上の欠陥の位置情報に基づいて走査型電子顕微鏡(SEM)により前記欠陥を含む領域を低倍率で撮像し、
該低倍率で撮像して得た前記欠陥を含む低倍率の画像を低倍率の参照画像と比較して前記欠陥を抽出して該欠陥の位置情報を取得し、
該取得した欠陥の位置情報に基づいて前記SEMにより前記欠陥を含む領域を高倍率で撮像し、
該撮像して得た前記欠陥を含む領域の高倍率の画像を高倍率の参照画像と比較することにより欠陥の高倍率の画像を取得する
SEMを用いた試料上の欠陥を観察する方法であって、
前記高倍率の参照画像は、前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記高倍率の参照画像を撮像する領域を探索して該探索に成功した場合には該探索した領域を前記高倍率で撮像することにより得、前記探索に失敗した場合には前記試料上の参照部へ前記SEMの視野を移動させて前記参照部を高倍率で撮像することにより得ることを特徴とするSEMを用いた欠陥観察方法。 - 5記載のSEMを用いた欠陥観察方法であって、
前記試料上には本来同一形状となるパターンが形成されたチップが複数形成されており、前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記高倍率の参照画像を撮像する領域を探索することを、前記撮像して取得した前記欠陥を含む領域の高倍率の画像と前記チップ内の座標が同一の隣接チップ内の領域を前記低倍率で撮像して得た隣接低倍率画像から切り出して探索テンプレートを作成し、該作成した検索テンプレートを用いて前記欠陥を含む低倍率の画像からパターンマッチングの手法で前記高倍率の参照画像を取得する範囲を探索することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察方法。 - 5記載のSEMを用いた欠陥観察方法であって、
前記走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて前記試料の欠陥を含む領域を前記低倍率で撮像して得た低倍率の欠陥画像から前記低倍率の参照画像を推定可能かを判定し、推定可能と判定した場合には前記低倍率で撮像した前記欠陥を含む領域の画像から前記低倍率の参照画像を作成することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察方法。 - 5記載のSEMを用いた欠陥観察方法であって、
前記走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて前記試料の欠陥を含む領域を前記低倍率で撮像して得た低倍率の欠陥画像から前記低倍率の参照画像を推定可能かを判定し、推定不可能と判定した場合には前記試料上に複数形成された本来同一形状となるパターンが形成された複数のチップのうち前記欠陥を含む領域の画像が撮像されたチップに隣接するチップ内で前記欠陥を含む領域と同一の座標領域を前記低倍率で撮像して前記低倍率の参照画像を取得することを特徴とするSEMを用いた欠陥観察方法。
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