欠陥検出装置、方法、及びプログラム
【課題】正確な検査を短時間で行うことができる欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムを提供する。
【解決手段】配線を有する試料３０に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、試料３０の配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置１０と、試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部２３と、複数枚の試料の画像中における輝度の不連続点の位置を比較して、複数枚の画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部２４と、を備える。
【解決手段】配線を有する試料３０に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、試料３０の配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置１０と、試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部２３と、複数枚の試料の画像中における輝度の不連続点の位置を比較して、複数枚の画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部２４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムに関し、特に詳しくは試料に電荷を与えることで取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の信頼性等の特性、製品を作るための不具合解析、工程モニタリングなどを実施するために、デバイスの簡易的構造を抽出して作成するＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）がある。近年の微細化や大規模化に伴い、これらＴＥＧに搭載されるパターンについても、１０万個を超えるトランジスタを対象にしたものが存在するようになっている。これに伴い、コンタクトやビア（Ｖｉａ）などが、同数程度配置されることがある。また、上記よりも大規模なコンタクト、ビアチェーンについても、それ単体の信頼性を満足させるために、ＴＥＧを構成するケースも多くなっている。配線工程を対象に作成したＴＥＧでは、意図しない抵抗変動、オープン不良、ショート不良に対し、メカニズムを解明するために、素子の規模によらず、不良箇所を絞り込むことが重要な役割を担っている。
【０００３】
配線工程を対象にしたＴＥＧでオープン不良を見つける場合、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）装置を用いたボルテージコントラスト法を利用することができる。こうすることで、１０万個を超えるビアの配置の中から、１個の不良のビアまで、絞り込むことが出来ることが分かっている。ボルテージコントラスト法を利用して、不良解析を実施する際の問題として、ビアの数が多くなればなるほど（つまり、ビアチェーン規模が大きくなればなるほど）、不良箇所を特定するのに要する時間が長くなる傾向がある。よって、自動的に不良箇所を特定できるシステムを構築する必要性が発生している。
【０００４】
ボルテージコントラスト法にて、上下の配線をビアにて接続しそれを多数配置したＴＥＧ（ビアチェーン）の不良箇所を絞り込む際、不良が発生しているチェーンに対し、数百倍から千倍程度の低倍率ＳＥＭ像を取得する。低倍率ＳＥＭ像を用いて、予め、不良存在している配線列を絞り込んでおく。絞り込まれた対象配線に対し、数千倍程度の高倍率で、配線端部より逐一観察していく。こうすることで、不良箇所を特定する方法を想定している。本方法にて、不良箇所を絞り込む場合、観察対象が微細になればなるほど、また、解析規模が大きくなればなるほど、解析時間を要することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開２００４／０２０７４１４号明細書
【特許文献２】特開２００８−３１１４３９号公報
【特許文献３】特開２０００−１９５４５８号公報
【特許文献４】特開２００３−０９８１１４号公報
【特許文献５】特開２００７−２５６１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボルテージコントラスト法で不良箇所を特定する場合、ＳＥＭ像やＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像に発生する輝度の不連続部分を、不良箇所として視認識することが有効である。不良箇所を自動的に検出する場合では、如何に、不良箇所の視認識性を向上するのかが一つの解となっている。
【０００７】
特許文献１には、視認識性を向上する技術が開示されている。特許文献１では、半導体に電気的な欠陥が発生するとボルテージコントラスト（電位コントラスト）の変化を引き起こしやすいテストパターンを予め形成している。そして、ボルテージコントラストを発生させたパターンを検出する。その後に、そのボルテージコントラストを発生させたパターンのみを検査する。また、同様に視認識性を高めるための技術が特許文献２に開示されている。
【０００８】
また、２つの画像の差分情報を利用し、不良箇所特定を行う技術が開示されている（特許文献３〜５）。すなわち、周期的に区切った領域で複数の画像を取得し、画像に発生する差異を検出する技術が開示されている。特許文献３では、検査試料上に形成されているパターンの周期情報を利用している。検査パターンを１周期または複数周期に区切って、複数部分の画像を作成する。複数部分間内の小領域間で、差分処理を行い、特異点の検出を行っている。
【０００９】
微細化や高密度化に伴い、低倍の像から不良位置を特定することが困難になってきている。よって、事前に欠陥検査装置を用いて、不良箇所が推定できていない場合がある。この場合、上記した特許文献の方法では、チェーン部全体または、一部を全数検査することが必要となる。不良検出までに、時間が掛かることが推定される。このため、検査時間短縮のためには、検査領域の効率的な間引き方法の検討が必要となる。
【００１０】
また、ボルテージコントラスト像の差分像を用い、不良箇所を検出する場合については、互いに比較するＳＥＭ像やＳＩＭ像の輝度のダイナミックレンジが異なることがある。これは、不良個所の抵抗や不良個所につながる部分の容量に依存して、最適な取り込み時間が異なることや、ＳＥＭの性能（検出系やステージ系の状態）やサンプル自身の帯電性能等が、不良箇所付近への帯電特性へ影響を与えるためと考えている。ダイナミックレンジが異なる２つの像の差分をとる場合、誤った不良箇所を抽出する可能性がある。従って、正確な検査を短時間で行うことが困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る欠陥検出装置は、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、前記試料の前記配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置と、前記試料の前記画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部と、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較して、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部と、を備えるものである。この構成によれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る欠陥検出方法は、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を取得し、前記配線の方向における異なる箇所で、前記試料の前記画像を取得し、前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求め、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較し、前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定するものである。この欠陥検出方法によれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る欠陥検出プログラムは、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出プログラムであって、コンピュータに対して、前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求めさせ、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較させ、前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定させる、ものである。この欠陥検出プログラムによれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムによれば、正確な検査を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥検出装置の構成を示す図である。
【図２】不良箇所を特定するチェーンを示す模式図である。
【図３】欠陥検出装置で取得したＳＥＭ像を示す図である。
【図４】ＳＥＭ像の拡大像を模式的に示す図である。
【図５】不良箇所のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図６】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図７】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図８】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図９】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図１０】２画像を比較した時の、不良箇所とＳＥＭ像の関係を示す図である。
【図１１】３画像を比較した時の、不良箇所とＳＥＭ像の関係を示す図である。
【図１２】本実施の形態における欠陥検出方法を説明するための図である。
【図１３】不良箇所のＳＥＭ像を拡大して示す図である。
【図１４】ＳＥＭ像の輝度値を示すグラフである。
【図１５】ＳＥＭ像の輝度値を拡大して示すグラフである。
【図１６】実施形態１にかかる欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１７】試料中におけるＳＥＭ像の取得位置を模式的に示す平面図である。
【図１８】実施の形態１において、取得したＳＥＭ像を模式的に示す平面図である。
【図１９】実施形態２にかかる欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図２０】試料中におけるＳＥＭ像の取得位置を模式的に示す平面図である。
【図２１】実施の形態２において、取得したＳＥＭ像を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る欠陥検出装置の構成を示す断面図である。図１に示すように、欠陥検出装置は、画像取得装置１０と、処理装置２０とを備えている。画像取得装置１０は、例えば、ステージ１１と、撮像部１２と、を備えている。
【００１７】
ステージ１１には、半導体装置である試料３０が載置される。試料３０は、例えば、後述するように特性測定用のＴＥＧが形成された半導体ウェハである。画像取得装置１０がＳＥＭ装置の場合、撮像部１２は、電子を放出する電子源を有している。さらに、撮像部１２は電子源から放出された電子を集束するためのレンズ等や、電子走査するためのスキャナを有している。試料３０に電子が照射されると、試料３０からは二次電子が放出する。撮像部１２が、この二次電子を検出することで、試料３０のＳＥＭ像を取得することができる。さらに、撮像部１２と試料３０を相対移動することで、試料３０の任意の位置におけるＳＥＭ像を取得することができる。試料３０と撮像部１２の相対移動は、ステージ１１を駆動することで、行われる。もちろん、撮像部１２を支持するアーム（不図示）を駆動することで、試料３０と撮像部１２とを相対移動させてもよい。
【００１８】
試料３０に設けられているパターン等に応じて、二次電子の放出量が異なる。すなわち、試料３０に設けられているパターンに応じて、ＳＥＭ像の輝度が変化する。ＳＥＭ像は、試料３０の表面の形状を反映した画像となる。さらに、試料３０における電位に応じてＳＥＭ像の輝度が変わる。すなわち、ＳＥＭ像は、試料３０の電位的な接続状態を反映した輝度を有している。このため、不良箇所を境にして、片側が明るく、その反対側には暗いコントラストが発生している。ボルテージコントラスト法は、このコントラスト（輝度）の不連続点を見つけ出し、不良箇所とする方法である。
【００１９】
画像取得装置１０は、試料３０に電荷を与えて、放出する二次電子に応じた試料３０の画像を取得する。このとき、試料３０のＳＥＭ像の輝度は、試料３０の導電パターンの接続状態に応じて変化する。従って、ＳＥＭ像は、ボルテージコントラスト像となる。なお、上記の説明では、画像取得装置１０がＳＥＭ装置であるとして説明したが、これ以外の装置であっても良い。すなわち、試料３０に荷電粒子を照射して、試料３０の像を取得する装置であればよい。例えば、画像取得装置１０がＦＩＢ装置である場合、試料３０にイオンを与えて、ＳＩＭ像を取得する。また、吸収電流法によって、試料３０の像を取得してもよい。吸収電流法では、試料３０に対して電荷を与えた時に、試料３０の配線に流れる電流を測定している。
【００２０】
画像取得装置１０で取得したＳＥＭ像は、処理装置２０に出力される。処理装置２０は、パーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、ＳＥＭ像を格納する。処理装置２０は、格納したＳＥＭ像を用いて、試料３０の欠陥を検出する。試料３０の欠陥箇所を特定するための構成として、処理装置２０は、制御部２１と、画像記憶部２２と、不連続点特定部２３と、判定部２４と、を備えている。ここでは、処理装置２０がオープン不良箇所を欠陥として検出する例を説明する。
【００２１】
制御部２１は、画像取得装置１０を制御する。具体的には、画像取得装置１０におけるＳＥＭ像の取得条件を制御する。これにより、ＳＥＭ像の倍率、露光時間、電子の放出量などを変更することができる。さらに、制御部２１は、ステージ１１やアームを制御する。こうすることで、取得するＳＥＭ像が、試料３０のどの位置のものであるかを認識することができる。例えば、ステージ１１のＸＹ座標を記憶しておくことで、試料３０上の画像取得位置を把握することができる。
【００２２】
画像記憶部２２は、メモリ等の記憶手段であり、取得したＳＥＭ像を、試料３０上の画像取得位置と対応付けて記憶する。不連続点特定部２３は、各ＳＥＭ像における輝度の不連続点を特定する。これにより、ＳＥＭ像における輝度の不連続点の位置を検出することができる。判定部２４は、複数のＳＥＭ像における不連続点の位置を比較する。そして、判定部２４は、この比較結果と、試料３０におけるＳＥＭ像の位置を参照して、欠陥判定を行う。これにより、試料３０における不良箇所を特定することができる。
【００２３】
次に、試料３０に形成されたＴＥＧチェーンについて図２を用いて説明する。図２は、ＴＥＧのチェーン３３を模式的に示す平面図である。図２に示すように、パッド３１とパッド３２がＹ方向に離間して配置されている。パッド３１とパッド３２との間には、チェーン３３が形成されている。チェーン３３は、パッド３１とパッド３２とを接続する配線３９を有している。従って、不良箇所がない場合、パッド３１とパッド３２とを含むチェーン３３全体がほぼ等電位となる。オープン不良が発生すると、チェーン３３では、オープン不良を境にして、電位が大きく変化する。すなわち、不良箇所からパッド３１までの電位と、不良箇所からパッド３２までの電位が異なる。
【００２４】
図２では、Ｘ方向がチェーン３３の長手方向となっている。すなわち、パッド３１からの配線３９が＋Ｘ方向の向きに延在している。そして、パッド３１、３２が設けられた側と反対側の端部（図２の右端）において、配線３９が折り返されて、１列下になる。そして、１列下に折り返された後、配線３９が−Ｘ方向の向きに延在している。さらに、パッド３１、３２が設けられた側との端部（図２の左端）において、配線３９が折り返されて、さらに１列下になる。そして、１列下に折り返された後、＋Ｘ方向の向きに延在している。これを繰り返すことで、パッド３１から延設された配線３９がパッド３２に接続している。すなわち、Ｘ方向に沿った配線３９が複数形成され、配線３９の端部で折り返されることで、チェーン３３が形成される。なお、配線端部の折り返し部は、左右交互に配置される。従って、チェーン３３がジグザグ状に形成されている。
【００２５】
このようなチェーン３３のＳＥＭ像は、図３のようになる。図３は、不良箇所を含むＳＥＭ像であり、チェーン３３の一部を拡大して示している。図３の矢印で示した不良箇所では、輝度の不連続点が存在する。チェーン３３にオープン不良が発生すると、その位置で、電位が変化する。よって、オープン不良では、輝度の不連続点が存在する。すなわち、不良箇所を境にして、チェーン３３の片側が明るく、その反対側には暗いコントラストが発生している。具体的には、図３の下側は、上側に比べて輝度が低くなっている。
【００２６】
図４は、図３のＳＥＭ像を模式的に示す拡大図であり、輝度の違いを示している。図４に示すように、試料３０には、上層パターン３５と下層パターン３６が形成されている。そして、上層パターン３５と下層パターン３６がチェーン３３を構成する。図４では、上層パターン３５が縦６×横５のアレイ状に配列されている。なお、図４では、上一列のみ下層パターン３６を示しているが、残りの列も同様の下層パターン３６が形成されている。また、図４の中心をＳＥＭ像の基準点Ｏとする。試料３０における基準点Ｏの座標は、ステージ１１の位置などによって求めることができる。
【００２７】
下層パターン３６及び上層パターン３５は、横方向（Ｘ方向）を長手方向としている。上層パターン３５の長手方向が、チェーン３３の配線方向となる。１つの下層パターン３６は、Ｘ方向に並んだ２つの上層パターン３５の一部と重複している。そして、上層パターン３５と下層パターン３６との重複部分には、ビア３７が設けられている。すなわち、上層パターン３５と下層パターン３６の間の層間絶縁膜に開口を設けることで、ビア３７が形成される。上層パターン３５と下層パターン３６は、ビア３７を介して導通している。隣接する上層パターン３５が下層パターン３６を介して接続される。Ｘ方向において、上層パターン３５と下層パターン３６が交互に接触している。このように、チェーン３３は複数のビア３７によって構成されるビアチェーンとなっている。
【００２８】
オープン不良箇所で、輝度の不連続点が存在する。以下の説明では、右下角の上層パターン３５を（１,１）の上層パターン３５とし、左上角の上層パターン３５を（５,６）の上層パターン３５と表記して、各上層パターン３５を特定する。（３,４）の上層パターン３５と（４,４）の上層パターン３５との間に、不良箇所３８が発生している。よって、隣接する（３,４）の上層パターン３５と（４,４）の上層パターン３５とが断線して、異なる電位となっている。換言すると、上２列の上層パターン３５と、（４,４）の上層パターン３５と、（５,４）の上層パターン３５と、が導通して、等電位となっている。また、下３列の上層パターン３５と、（１,４）〜（３,４）の上層パターン３５とが導通して、等電位となっている。チェーン３３では、不良箇所３８を境にして、電位が変化する。よって、ＳＥＭ像には、図４に示すような輝度の差が現れる。
【００２９】
ここで、ＳＥＭ像の左端における輝度の不連続点の位置をＬＬとし、右端における輝度の不連続点の位置をＬＲとする。ここで、ＬＬはＳＥＭ像の左端におけるＳＥＭ像の下端から不連続点までの長さである。ＬＲはＳＥＭ像の右端におけるＳＥＭ像の下端から不連続点までの長さである。換言すると、不連続点の位置ＬＬ、及びＬＲは、ＳＥＭ像におけるＹ座標に相当する。取得したＳＥＭ像に不良箇所が含まれている場合、ＬＬとＬＲが一致しない。ＬＬ、及びＬＲは、不良箇所の位置を特定するための指標となる。不連続点の位置ＬＬ、及びＬＲは、ＳＥＭ像の輝度の違いにより定義することができる。
【００３０】
（原理説明）
以下、欠陥を検出するための原理に付いて説明する。図５に不良箇所を含むＳＥＭ像の模式図を示し、図６乃至図９に不良箇所が存在する一列におけるＳＥＭ像の模式図を示す。なお、図５は、図４と同様の像である。ここで、図４に示すＳＥＭ像における連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬ０Ｌとし、ＬＲ＝ＬＲ０Ｒとする。図５のＳＥＭ像には不良箇所が含まれているため、ＬＬ０ＬとＬＲ０Ｒとは一致していない。
【００３１】
不良箇所を含むＳＥＭ像から、左右に１画面分ずらしたＳＥＭ像は、図６、図７に示すようになる。図６は、左に１画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図であり、図７は、右に１画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図である。ここで、左に１画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬ１Ｌとし、ＬＲ＝ＬＬ１Ｒとする（図６参照）。同様に、右に１画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＲ１Ｌとし、ＬＲ＝ＬＲ１Ｒとする（図７参照）。図６のＳＥＭ像には、不良箇所が含まれていないため、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒとが一致する。そして、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒは、図５のＬＬ０Ｌと等しくなっている。また、図７のＳＥＭ像にも、不良箇所が含まれていないため、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒとが一致する。そして、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒは、図５のＬＲ０Ｒと等しくなっている。さらに、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒは、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒと異なっている。このように、不良箇所から左右に１画面分移動した場合、同一ＳＥＭ像においては、不連続点の位置に差がなく、２つのＳＥＭ像において、不連続点の位置に差が発生している。
【００３２】
不良箇所を含むＳＥＭ像から、左右にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像は、図８、図９に示すようになる。図８は、左にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図であり、図９は、右にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図である。ここで、左にｎ画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬｎＬとし、ＬＲ＝ＬＬｎＲとする（図８参照）。同様に、右にｎ画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＲｎＬとし、ＬＲ＝ＬＲｎＲとする（図９参照）。図８のＳＥＭ像には、不良箇所が含まれていないため、ＬＬｎＬとＬＬｎＲとが一致する。そして、ＬＬｎＬとＬＬｎＲは、図６のＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒ等しくなっている。また、図９のＳＥＭ像にも、不良箇所が含まれていないため、ＬＲｎＬとＬＲｎＲとが一致する。そして、ＬＲｎＬとＬＲｎＲは、図７のＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒと等しくなっている。さらに、ＬＲｎＬとＬＲｎＲとは、ＬＬｎ１ＬとＬＬｎＲと異なっている。このように、不良箇所から左右にｎ画面分移動した場合、同一ＳＥＭ像においては、不連続点の位置に差がなく、２つのＳＥＭ像において差が発生している。不良箇所から左右にｎ画面分移動した場合の不連続点の位置の差は、不良箇所から左右に１画面分移動した場合と同様になる。
【００３３】
従って、不良箇所から右方向に１画面分平行移動したＳＥＭ像と、不良箇所から右方向にｎ画面分平行移動したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が等しくなる。同様に、不良箇所から左方向に１画面分平行移動したＳＥＭ像と、不良箇所から左方向にｎ画面分平行移動したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が等しくなる。換言すると、不良箇所より右側で取得したＳＥＭ像の不連続点の位置は、同じとなる。同様に、不良箇所より左側で取得したＳＥＭ像の不連続点の位置は、同じとなる。一方、不連続点の右側で取得したＳＥＭ像と、不連続点の左側で取得したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が異なる。このように、配線方向に沿って移動させてＳＥＭ像を取得すると、不連続点の位置に規則性が存在する
【００３４】
ある位置を基準としてＳＥＭ像を取得した後、配線方向において平行に移動して、ＳＥＭ像を取得する。すなわち、Ｘ方向における異なる位置で２枚のＳＥＭ像を取得する。すると、２枚のＳＥＭ像における不連続点の位置ＬＬ、ＬＲは、図１０に示すＡ〜Ｃの場合に、分けることができる。ただし、図１０は、各ＳＥＭ像の中に不良箇所が無い場合を示している。図１０のＡの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。図１０のＢの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。図１０のＣの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。
【００３５】
図１０のＡ〜Ｃに示す場合では、ＳＥＭ像中に不良箇所３８が無いため、いずれの場合も、ＬｍＬ＝ＬｍＲ、ＬｎＬ＝ＬｎＲとなる。図１０のＡは、２枚のＳＥＭ像の間に、不良箇所３８がある場合を示している。この場合、ＬｍＬとＬｍＲが、ＬｎＬとＬｎＲと異なっている。
【００３６】
一方、図１０のＢに示す場合では、２枚のＳＥＭ像の右側に不良箇所３８がある。よって、ＬｍＬとＬｍＲがＬｎＬとＬｎＲと等しくなっている。図１０のＣに示す場合では、２枚のＳＥＭ像の左側に不良箇所３８がある。よって、ＬｍＬとＬｍＲがＬｎＬとＬｎＲと等しくなっている。２つのＳＥＭ像間に不良箇所３８がない場合、同一ＳＥＭ像上で、不連続点の位置に差がなく、かつ、異なるＳＥＭ像間にも差がない。
【００３７】
初期条件として、２枚のＳＥＭ像間に不良箇所が存在するという条件を設定する。例えば、チェーン３３を構成する両端部においては、各々の端部の像に不良箇所が存在しなければ、この２つのＳＥＭ像の間に不良箇所が存在することになる。ただし、ここでは、次の条件の３点のＳＥＭ像を考える。３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もう一つのＳＥＭを配置する場合を考える。加えて、３つのＳＥＭ像中には不良箇所がないとする。
【００３８】
上記の条件を満たす場合の模式図を図１１に示す。図１１では、３枚のＳＥＭ像における不連続点の位置（ＬＬ、ＬＲ）を、（ＬｌＬ、ＬｌＲ）、（ＬｍＬ、ＬｍＲ）、（ＬｎＬ、ＬｎＲ）としている。ここでは、左から１枚目のＳＥＭ像と、左から２枚目のＳＥＭ像との間に、不良箇所３８が存在している。加えて、左から２枚目のＳＥＭ像と、左から３枚目のＳＥＭ像との間に、不良箇所３８が存在していない。
【００３９】
ここでは、ＬｌＬ、及びＬｌＲがＬｍＬ、及びＬｍＲと異なっている。加えて、ＬｍＬ、ＬｍＲがＬｎＬ、及びＬｎＲと等しくなっている。このように３つのＳＥＭ像を比較すると、不連続点の位置が異なる２つのＳＥＭ像間に、不良箇所３８が存在していることが分かる。換言すると、不連続点の位置が同じ２つのＳＥＭ像間には、不良箇所３８が存在していないことが分かる。
【００４０】
ここで、３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もう一つのＳＥＭ像を配置する場合を考える。さらに、３つのＳＥＭ像中には不良箇所がない場合には、不良箇所を挟んだＳＥＭ像の間に位置しているＳＥＭ像と、不良箇所を挟んだＳＥＭ像のいずれの一方のＳＥＭ像との間に、不良箇所が位置することを示している。
【００４１】
この条件を、不良箇所の特定に利用する。不良箇所の特定について、図１２を用いて説明する。まず、チェーン３３の配線方向がｘ方向と平行であると仮定する。つまり、チェーン３３を構成する１配線のＹ座標は、同じであると仮定する。不良箇所において観察されるＳＥＭ像は、推定される不良状態となっている。すなわち、不良箇所を含むＳＥＭ像内で、不連続点の位置ＬＬとＬＲには、差異が発生していることになる。
【００４２】
ｙが一定の状態で、不良箇所から−ｘ方向に進めた位置を（ｘ１、ｙ）とし、＋ｘ方向に進めた位置を（ｘ２、ｙ）とする。そして、（ｘ１、ｙ）、（ｘ２、ｙ）で、それぞれＳＥＭ像を取得する。なお、（ｘ１、ｙ）の位置で取得したＳＥＭ像をＳＥＭ像Ｐ１とし、（ｘ２、ｙ）の位置で取得したＳＥＭ像をＳＥＭ像Ｐ２とする。なお、試料３０におけるＳＥＭ像の取得位置の座標は、ＳＥＭ像の基準点、すなわち中心位置に対応している。不良が存在する配線１列分に相当する領域で、輝度に差異が発生する。ただし、ここでは、チェーンが１列に接続されている場合を仮定している。
【００４３】
上記の２点の中間点（ｘ３,ｙ）のＳＥＭ像Ｐ３を取得する。これは、３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もうひとつのＳＥＭ像を配置する場合となる。加えて、３つの画像には不良箇所がないとする、という条件を満たしていることになる。
【００４４】
図１１を用いて説明した通り、ＳＥＭ像Ｐ３は、先のＳＥＭ像Ｐ１、Ｐ２の一方との間に、不良箇所がある関係にある。従って、（ｉ）Ｌ３Ｌ、及びＬ３ＲがＬ１Ｌ、及びＬ１Ｒと同じであり、かつＬ２Ｌ、及びＬ２Ｒと異なっているか、（ｉｉ）Ｌ３Ｌ、及びＬ３ＲがＬ１Ｌ、及びＬ１Ｒと異なっており、かつＬ２Ｌ、及びＬ２Ｒと同じであるか、のいずれか一方を満たす。図１２では、（ｉｉ）の条件を満たすとため、ＳＥＭ像Ｐ１とＳＥＭ像Ｐ３の間に不良箇所３８があると分かる。すなわち、不良箇所３８は、（ｘ１,ｙ）と（ｘ３,ｙ）の間に存在する。
【００４５】
続けて、ｘ１とｘ３の中間点を（ｘ４,ｙ）と仮定する。但し、ｘ４＝（ｘ１＋ｘ３）／２である。（ｘ４,ｙ）でのＳＥＭ像Ｐ４を取得する。そして、ＳＥＭ像Ｐ４をＳＥＭ像Ｐ１とＳＥＭ像Ｐ３と比較する。具体的には、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲをＳＥＭ像Ｐ１の不連続点の位置Ｌ１Ｌ、及びＬ１Ｒと比較する。これにより、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があるか否かが分かる。同様に、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲをＳＥＭ像Ｐ３の不連続点の位置Ｌ３Ｌ、及びＬ３Ｒと比較する。これにより、（ｘ３,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があるか否かが分かる。
【００４６】
ここでは、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲがＳＥＭ像Ｐ１の不連続点の位置Ｌ１Ｌ、及びＬ１Ｒと異なっている。このため、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があることが分かる。そして、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）との中間点（ｘ５,ｙ）でＳＥＭ像を取得して、比較を行う。このように、２つのＳＥＭ像の中間位置のＳＥＭ像を取得していき、その都度、不連続点の位置を比較する。これにより、不良箇所の位置を短時間で特定することができる。具体的には、（ａ）取得したＳＥＭ像の画像において、ＬＬとＬＲが異なる場合、（ｂ）ＬＬとＬＲが等しく、かつ２つのＳＥＭ像の中間までの距離が、ＳＥＭ像の幅より狭い場合、のいずれかに該当するまで、中間位置でのＳＥＭ像の取得と比較を繰り返し行う。不良箇所まで連続的にＳＥＭ像を取得する必要がなくなる。すなわち、離散的にＳＥＭ像を取得し、不良位置の特定を行うことが出来る。このため、ＳＥＭ像の取得回数を減らすことができ、短時間で不良箇所の特定可能である。
【００４７】
さらに、２枚のＳＥＭ像の差分像を用いていない。すなわち、ＳＥＭ像毎に独立して、不連続点の位置が検出される。このため、２枚のＳＥＭ像を取得する際の、ダイナミックレンジの違いを考慮する必要がなくなる。最適な取り込み時間の違いが生じたり、ＳＥＭの性能（検出系やステージ系の状態）やサンプル自身の帯電性能等が、不良箇所付近への帯電特性へ影響を与えたりする場合であっても、それぞれのＳＥＭ像で正確に不連続点の位置を特定することができる。これにより、正確な検査を行うことができる。
【００４８】
次に、実際に取得したＳＥＭ像と、その輝度値のグラフを図１３〜図１５に示す。図１３は、実際に取得したＳＥＭ像の一例を示す図である。図１４、図１５は、図１３のＳＥＭ像の輝度値を示すグラフである。図１４、図１５において、横軸がＹ方向の位置であり、縦軸が輝度値である。図１４は、図１３中の左右の端部ＭＬ、ＭＲにおける輝度値を示す図である。図１５は、それぞれ、ＭＬとＭＲのうち、ＭＨの部分を拡大して示す図である。図１５に示すように、ＭＨの部分で輝度の不連続点が存在することが分かる。なお、図１４、図１５から分かるように、試料３０のパターンに応じて、輝度値が異なっている。パターンの違いにより不連続点の検出が困難になる場合、例えば、Ｙ方向に沿った複数の近傍画素の輝度値の平均あるいは和を求め、この値を微分する。こうすることで、不連続点の位置を容易に検出することができる。
【００４９】
（実施形態１）
実施形態１に係る欠陥検出方法について図１６〜図１８を用いて説明する。図１６は、上記の検出原理を利用した欠陥検出方法を示すフローチャートである。図１７は、チェーンパターンにおけるＳＥＭ像の配置を示す図である。図１８は、各ＳＥＭ像を模式的に示す図である。
【００５０】
まず、上記の検出原理を利用した解析の前処理として、予め電気的測定により不良が判別しているチェーンパターンに対し、低倍率でＳＥＭ像を取得する。この時、制御部２１が、チェーンパターンに対し、アライメント補正を実施し、ステージ座標やビーム座標と同期しておく。これにより、試料３０におけるＳＥＭ像の座標を特定することができる。
【００５１】
次に、ボルテージコントラストが確認できる位置で且つ、パターン中心部分で高倍観察を実施する。なお、ボルテージコントラストが確認できる位置とは、ＳＥＭ像中において、不良箇所に応じた輝度の不連続点が存在する位置であり、不良箇所が存在しているラインである。例えば、図１７のチェーンパターン３４において、左右方向の中心位置（１）でＳＥＭ像を取得し、指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０１）。具体的には、まず、画像取得装置１０が取得したＳＥＭ像を画像記憶部２２が記憶する。図１７では、パッド３１からパッド３２までを接続するチェーンパターン３４が形成されている。チェーン３３は、パッド３１から点線矢印方向に進み、端部で折り返され、一段下の点線矢印の方向に進む。そして、反対の端部で再度折返し、さらにもう一段下の点線矢印の方向に進む。これを、パッド３２まで繰り返している。
【００５２】
不連続点特定部２３が不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができない場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する（ステップＳ１０２）。例えば、露光時間や電子ビームの強度等を変える。そして、不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができるまで、取得条件を変更する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができた場合、判定部２４がＬＬとＬＲを比較する。１枚のＳＥＭ像中において、ＬＬとＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０３）。すなわち、判定部２４が、（１）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定する。
【００５３】
なお、不連続点の位置の差は、ＳＥＭ像の画素数を基準にして算出することができる。このため、高倍率で十分なＳＥＭ像が取得でき、その条件にて高倍観察を実施すれば、位置分解能（配線分解能とほぼ同義）が上がるが、最終的に収束するまでのＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）に影響を与える。従って、ＳＥＭの取得条件を、程よい倍率に抑える必要がある。１３０ｎｍ／１３０ｎｍのＬｉｎｅ/ｓｐａｃｅの場合で、５０００倍程度の高倍率にて、ＳＥＭ像を観察する。このとき、取得位置におけるステージ位置やビーム位置を記録しておく。
【００５４】
ＬＬとＬＲが同じ場合、図１７に示す（２）と（３）の位置で、ＳＥＭ像を取得し、指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０４）。具体的には、画像取得装置１０が取得したＳＥＭ像を画像記憶部２２が記憶する。そして、各ＳＥＭ像に対して、不連続点特定部２３が不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出する。そして、判定部２４が１枚のＳＥＭ像中における指標ＬＬ、ＬＲを比較する。１枚のＳＥＭ像中において、ＬＬとＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０５）。すなわち、判定部２４が、ＬＬとＬＲが異なるＳＥＭ像の位置に不良箇所３８があると判定される。この場合、（２）、又は（３）のうち、一方に不良箇所３８があることと判定される。
【００５５】
ここで、（１）〜（３）のＳＥＭ像が図１８に示すようになっているとする。（２）と（３）の各ＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じである。よって、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（２）の指標Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒを比較し、かつ（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（３）の指標Ｌ３Ｌ、Ｌ３Ｒを比較する（ステップＳ１０６）。
【００５６】
Ｌ１ＬとＬ２Ｒが異なる場合、（１）と（２）の間の（４）に移動し、ＳＥＭ像を取得するとともに、（４）の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０７）。（４）のＳＥＭ像において、指標ＬＬ、ＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０８）。すなわち、（４）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定される。（４）のＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じ場合、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒを比較し、かつ、（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒと（２）の指標Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒを比較する。その比較結果に応じて、次にＳＥＭ像取得箇所を決める。
【００５７】
同様に、Ｌ３ＬとＬ１Ｒが異なる場合、（１）と（３）の間の（４）に移動し、ＳＥＭ像を取得するとともに、（４）の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０９）。（４）のＳＥＭ像において、指標ＬＬ、ＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１１０）。すなわち、（４）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定される。（４）のＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じ場合、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒを比較し、かつ、（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒと（３）の指標Ｌ３Ｌ、Ｌ３Ｒを比較する。その比較結果に応じて、次にＳＥＭ像取得箇所を決める。
【００５８】
図１８に示すＳＥＭ像では、（１）と（２）のＳＥＭ像において、不連続点の位置が一列分ずれているため、（４）の位置は、（１）と（２）の中間位置となる。（４）のＳＥＭ像の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒの比較結果に応じて、各々の中間点に移動してＳＥＭ像を取得するとともに、中間点のＳＥＭ像の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１１１）。そして、（ａ）指標ＬＬと指標ＬＲとが異なる値となる、又は（ｂ）指標ＬＬと指標ＬＲとが同じ値で、かつ移動距離がＳＥＭ像の取り込み幅よりも狭くなる上記の処理を繰り返す。
【００５９】
このように、２つの異なるＳＥＭ像の中点でＳＥＭ像を取っている。中点で１度ＳＥＭを取る毎に検査範囲が１／２になっていく。よって、ｎ回検査後の、残検査範囲は（１／２）ｎとなる。一方、全数検査の場合は、検査点を１つ終えるごとに、検査範囲がｐ分だけ少なくなる。ただし、ｐ＝Ｌｃ/Ｗｓである。なお、Ｌｃはチェーン３３の検査長であり、ＷｓはＳＥＭ像の取り込み幅である。つまり、ｎ回検査後の残検査範囲は、１−ｎｐに相当する量になる。これは、Ｌｃ＝ｎＷｓになるまで、絞り込めない可能性があることを意味する。本実施の形態に係る欠陥検出方法によって、ＳＥＭ像の取り込み回数を少なくすることができるため、検出時間を短縮することができる。特に、チェーン３３の検査長が長い場合に好適である。なお、中点ではなく、２つのＳＥＭ像の間の位置で、次のＳＥＭ像を取得してもよい。例えば、２つのＳＥＭ像間の重み付け位置を、次のＳＥＭ像取得位置としてもよい。
【００６０】
（実施形態２）
実施形態２では、解析開始前の処理において、ボルテージコントラストが確認できる位置の検索方法を、高倍率の観察のまま行っている。これにより、実施形態１の（１）の中心位置に自動的に到達することを可能としている。すなわち、実施形態２では、不良箇所３８が存在するラインに自動的に到達している。実施形態２にかかる欠陥検出方法のフローを図１９に示す。また、チェーンパターンにおけるＳＥＭ像の配置と、そのＳＥＭ像を示す図２０に示す。
【００６１】
まず、チェーンに対してアライメント等を行い、座標補正を行う（ステップＳ２０１）。これにより、チェーン端部（両端部）の座標を入手することができる。ここで、チェーンパターン３４の端部の座標を取得する。ここで、チェーンパターン３４の左上端と右上端の座標を求めている。これらの座標を、図２０に示すように、（ｘＥ１',ｙ０'）、（ｘＥ２',ｙ０'）とする。図２０に示すように、（ｘＥ１',ｙ０'）、（ｘＥ２',ｙ０'）を含む位置でのＳＥＭ像（Ａ１）、（Ａ２）の左下角の座標を、（ｘＥ１,ｙ０）、（ｘＥ２,ｙ０）とする。
【００６２】
（ｘＥ１,ｙ０）、（ｘＥ２,ｙ０）の中点となる位置（ｘ０'',ｙ０）でＳＥＭ像（Ａ３）を取得する。そして、チェーン両端部の位置から見積もった中間位置から、下方（−Ｙ方向）にずらしてＳＥＭ像を取得していき、最終的には、ＬＬがＷｙ／２程度になる位置を見つける（ステップＳ２０２）。すなわち、（ｘ０'',ｙ０）でのＳＥＭ像を含めて、ＬＬがＷｙ／２程度になる位置まで、ＳＥＭの取得を繰り返す。この条件を満たす位置は、実施形態１の（１）の位置となる（図２０参照）。すなわち、（Ａ３）の位置からＳＥＭ像を１画面分ずつずらしていき、不連続点が現れる（１）の位置となるまで、ＳＥＭ像を取得する（図２１参照）。なお、Ｗｙは、１画面分のＳＥＭ像の高さ、すなわち、ＳＥＭ像のＹ方向の大きさである。
【００６３】
ＳＥＭ像において、不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができない場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する（ステップＳ２０３）。すなわち、−Ｙ方向ずらしてＳＥＭ像を取得していっても、（１）の位置を見つけることが出来なかった場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する。そして、変更した取得条件で、ＳＥＭ像を再取得する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができた場合、実施の形態１で示した解析を開始する。すなわち、実施形態１のステップＳ１０１〜ステップ１０３と同様に、ステップＳ２０４〜ステップ２０６の処理を行う。そして、これらの処理が終了したら、実施形態１のステップＳ１０４に移行する。こうすることで、自動で不良箇所を検出することができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
なお、ＳＥＭ像をＳＩＭ像に置き換えて実施しても、同様の効果が得られる。ＳＥＭ像の場合は、画像取得装置１０としてＳＥＭ装置を用いるが、ＳＩＭ像は、画像取得装置１０としてＦＩＢ装置を用いることになる。また、ＳＥＭとＦＩＢが同時搭載しているＤｕａｌＢｅａｍ装置でも同様の効果を得ることが出来る。ボルテージコントラスト法ではないが、吸収電流法を用いても同じ効果が得られる。この場合、ＳＥＭやＦＩＢに加え、プローブユニット、電流計測アンプなどを設ける。
【００６５】
なお、画像取得装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信用のインタフェイスなどを有する演算処理装置であり、より具体的には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等である。また、画像取得装置１０は、着脱可能なＨＤＤ、光ディスク、光磁気ディスク等を有し、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じてメモリ（不図示）等に供給する。もちろん、画像取得装置１０は、物理的に一つの構成に限られるものではない。そして、画像取得装置１０が欠陥検出用のプログラムを実行することで、上記の方法を実施することができる。
【００６６】
上述の例において、プログラムは、様々な非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気タイプの信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００６７】
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。また、実施の形態１〜４の２つ以上を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 画像取得装置
１１ ステージ
１２ 撮像ユニット
２０ 処理装置
２１ 制御部
２２ 画像記憶部
２３ 不連続点特定部
２４ 判定部
３１ パッド
３２ パッド
３３ チェーン
３４ チェーンパターン
３５ 上層パターン
３６ 下層パターン
３７ ビア
３８ 不良箇所
３９ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムに関し、特に詳しくは試料に電荷を与えることで取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の信頼性等の特性、製品を作るための不具合解析、工程モニタリングなどを実施するために、デバイスの簡易的構造を抽出して作成するＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）がある。近年の微細化や大規模化に伴い、これらＴＥＧに搭載されるパターンについても、１０万個を超えるトランジスタを対象にしたものが存在するようになっている。これに伴い、コンタクトやビア（Ｖｉａ）などが、同数程度配置されることがある。また、上記よりも大規模なコンタクト、ビアチェーンについても、それ単体の信頼性を満足させるために、ＴＥＧを構成するケースも多くなっている。配線工程を対象に作成したＴＥＧでは、意図しない抵抗変動、オープン不良、ショート不良に対し、メカニズムを解明するために、素子の規模によらず、不良箇所を絞り込むことが重要な役割を担っている。
【０００３】
配線工程を対象にしたＴＥＧでオープン不良を見つける場合、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）装置を用いたボルテージコントラスト法を利用することができる。こうすることで、１０万個を超えるビアの配置の中から、１個の不良のビアまで、絞り込むことが出来ることが分かっている。ボルテージコントラスト法を利用して、不良解析を実施する際の問題として、ビアの数が多くなればなるほど（つまり、ビアチェーン規模が大きくなればなるほど）、不良箇所を特定するのに要する時間が長くなる傾向がある。よって、自動的に不良箇所を特定できるシステムを構築する必要性が発生している。
【０００４】
ボルテージコントラスト法にて、上下の配線をビアにて接続しそれを多数配置したＴＥＧ（ビアチェーン）の不良箇所を絞り込む際、不良が発生しているチェーンに対し、数百倍から千倍程度の低倍率ＳＥＭ像を取得する。低倍率ＳＥＭ像を用いて、予め、不良存在している配線列を絞り込んでおく。絞り込まれた対象配線に対し、数千倍程度の高倍率で、配線端部より逐一観察していく。こうすることで、不良箇所を特定する方法を想定している。本方法にて、不良箇所を絞り込む場合、観察対象が微細になればなるほど、また、解析規模が大きくなればなるほど、解析時間を要することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開２００４／０２０７４１４号明細書
【特許文献２】特開２００８−３１１４３９号公報
【特許文献３】特開２０００−１９５４５８号公報
【特許文献４】特開２００３−０９８１１４号公報
【特許文献５】特開２００７−２５６１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボルテージコントラスト法で不良箇所を特定する場合、ＳＥＭ像やＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像に発生する輝度の不連続部分を、不良箇所として視認識することが有効である。不良箇所を自動的に検出する場合では、如何に、不良箇所の視認識性を向上するのかが一つの解となっている。
【０００７】
特許文献１には、視認識性を向上する技術が開示されている。特許文献１では、半導体に電気的な欠陥が発生するとボルテージコントラスト（電位コントラスト）の変化を引き起こしやすいテストパターンを予め形成している。そして、ボルテージコントラストを発生させたパターンを検出する。その後に、そのボルテージコントラストを発生させたパターンのみを検査する。また、同様に視認識性を高めるための技術が特許文献２に開示されている。
【０００８】
また、２つの画像の差分情報を利用し、不良箇所特定を行う技術が開示されている（特許文献３〜５）。すなわち、周期的に区切った領域で複数の画像を取得し、画像に発生する差異を検出する技術が開示されている。特許文献３では、検査試料上に形成されているパターンの周期情報を利用している。検査パターンを１周期または複数周期に区切って、複数部分の画像を作成する。複数部分間内の小領域間で、差分処理を行い、特異点の検出を行っている。
【０００９】
微細化や高密度化に伴い、低倍の像から不良位置を特定することが困難になってきている。よって、事前に欠陥検査装置を用いて、不良箇所が推定できていない場合がある。この場合、上記した特許文献の方法では、チェーン部全体または、一部を全数検査することが必要となる。不良検出までに、時間が掛かることが推定される。このため、検査時間短縮のためには、検査領域の効率的な間引き方法の検討が必要となる。
【００１０】
また、ボルテージコントラスト像の差分像を用い、不良箇所を検出する場合については、互いに比較するＳＥＭ像やＳＩＭ像の輝度のダイナミックレンジが異なることがある。これは、不良個所の抵抗や不良個所につながる部分の容量に依存して、最適な取り込み時間が異なることや、ＳＥＭの性能（検出系やステージ系の状態）やサンプル自身の帯電性能等が、不良箇所付近への帯電特性へ影響を与えるためと考えている。ダイナミックレンジが異なる２つの像の差分をとる場合、誤った不良箇所を抽出する可能性がある。従って、正確な検査を短時間で行うことが困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る欠陥検出装置は、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、前記試料の前記配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置と、前記試料の前記画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部と、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較して、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部と、を備えるものである。この構成によれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る欠陥検出方法は、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を取得し、前記配線の方向における異なる箇所で、前記試料の前記画像を取得し、前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求め、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較し、前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定するものである。この欠陥検出方法によれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る欠陥検出プログラムは、配線を有する試料に対して電荷を与えることで、取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出プログラムであって、コンピュータに対して、前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求めさせ、複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較させ、前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定させる、ものである。この欠陥検出プログラムによれば、輝度の不連続点の位置の比較結果に基づいて、複数の画像を取得した箇所の間に欠陥があるか否かを判定しているため、画像の取得回数を減らすことができる。よって、正確な検査を短時間で行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る欠陥検出装置、欠陥検出方法、及び欠陥検出プログラムによれば、正確な検査を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥検出装置の構成を示す図である。
【図２】不良箇所を特定するチェーンを示す模式図である。
【図３】欠陥検出装置で取得したＳＥＭ像を示す図である。
【図４】ＳＥＭ像の拡大像を模式的に示す図である。
【図５】不良箇所のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図６】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図７】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図８】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図９】不良箇所以外のＳＥＭ像を示す模式図である。
【図１０】２画像を比較した時の、不良箇所とＳＥＭ像の関係を示す図である。
【図１１】３画像を比較した時の、不良箇所とＳＥＭ像の関係を示す図である。
【図１２】本実施の形態における欠陥検出方法を説明するための図である。
【図１３】不良箇所のＳＥＭ像を拡大して示す図である。
【図１４】ＳＥＭ像の輝度値を示すグラフである。
【図１５】ＳＥＭ像の輝度値を拡大して示すグラフである。
【図１６】実施形態１にかかる欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図１７】試料中におけるＳＥＭ像の取得位置を模式的に示す平面図である。
【図１８】実施の形態１において、取得したＳＥＭ像を模式的に示す平面図である。
【図１９】実施形態２にかかる欠陥検出方法を示すフローチャートである。
【図２０】試料中におけるＳＥＭ像の取得位置を模式的に示す平面図である。
【図２１】実施の形態２において、取得したＳＥＭ像を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る欠陥検出装置の構成を示す断面図である。図１に示すように、欠陥検出装置は、画像取得装置１０と、処理装置２０とを備えている。画像取得装置１０は、例えば、ステージ１１と、撮像部１２と、を備えている。
【００１７】
ステージ１１には、半導体装置である試料３０が載置される。試料３０は、例えば、後述するように特性測定用のＴＥＧが形成された半導体ウェハである。画像取得装置１０がＳＥＭ装置の場合、撮像部１２は、電子を放出する電子源を有している。さらに、撮像部１２は電子源から放出された電子を集束するためのレンズ等や、電子走査するためのスキャナを有している。試料３０に電子が照射されると、試料３０からは二次電子が放出する。撮像部１２が、この二次電子を検出することで、試料３０のＳＥＭ像を取得することができる。さらに、撮像部１２と試料３０を相対移動することで、試料３０の任意の位置におけるＳＥＭ像を取得することができる。試料３０と撮像部１２の相対移動は、ステージ１１を駆動することで、行われる。もちろん、撮像部１２を支持するアーム（不図示）を駆動することで、試料３０と撮像部１２とを相対移動させてもよい。
【００１８】
試料３０に設けられているパターン等に応じて、二次電子の放出量が異なる。すなわち、試料３０に設けられているパターンに応じて、ＳＥＭ像の輝度が変化する。ＳＥＭ像は、試料３０の表面の形状を反映した画像となる。さらに、試料３０における電位に応じてＳＥＭ像の輝度が変わる。すなわち、ＳＥＭ像は、試料３０の電位的な接続状態を反映した輝度を有している。このため、不良箇所を境にして、片側が明るく、その反対側には暗いコントラストが発生している。ボルテージコントラスト法は、このコントラスト（輝度）の不連続点を見つけ出し、不良箇所とする方法である。
【００１９】
画像取得装置１０は、試料３０に電荷を与えて、放出する二次電子に応じた試料３０の画像を取得する。このとき、試料３０のＳＥＭ像の輝度は、試料３０の導電パターンの接続状態に応じて変化する。従って、ＳＥＭ像は、ボルテージコントラスト像となる。なお、上記の説明では、画像取得装置１０がＳＥＭ装置であるとして説明したが、これ以外の装置であっても良い。すなわち、試料３０に荷電粒子を照射して、試料３０の像を取得する装置であればよい。例えば、画像取得装置１０がＦＩＢ装置である場合、試料３０にイオンを与えて、ＳＩＭ像を取得する。また、吸収電流法によって、試料３０の像を取得してもよい。吸収電流法では、試料３０に対して電荷を与えた時に、試料３０の配線に流れる電流を測定している。
【００２０】
画像取得装置１０で取得したＳＥＭ像は、処理装置２０に出力される。処理装置２０は、パーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、ＳＥＭ像を格納する。処理装置２０は、格納したＳＥＭ像を用いて、試料３０の欠陥を検出する。試料３０の欠陥箇所を特定するための構成として、処理装置２０は、制御部２１と、画像記憶部２２と、不連続点特定部２３と、判定部２４と、を備えている。ここでは、処理装置２０がオープン不良箇所を欠陥として検出する例を説明する。
【００２１】
制御部２１は、画像取得装置１０を制御する。具体的には、画像取得装置１０におけるＳＥＭ像の取得条件を制御する。これにより、ＳＥＭ像の倍率、露光時間、電子の放出量などを変更することができる。さらに、制御部２１は、ステージ１１やアームを制御する。こうすることで、取得するＳＥＭ像が、試料３０のどの位置のものであるかを認識することができる。例えば、ステージ１１のＸＹ座標を記憶しておくことで、試料３０上の画像取得位置を把握することができる。
【００２２】
画像記憶部２２は、メモリ等の記憶手段であり、取得したＳＥＭ像を、試料３０上の画像取得位置と対応付けて記憶する。不連続点特定部２３は、各ＳＥＭ像における輝度の不連続点を特定する。これにより、ＳＥＭ像における輝度の不連続点の位置を検出することができる。判定部２４は、複数のＳＥＭ像における不連続点の位置を比較する。そして、判定部２４は、この比較結果と、試料３０におけるＳＥＭ像の位置を参照して、欠陥判定を行う。これにより、試料３０における不良箇所を特定することができる。
【００２３】
次に、試料３０に形成されたＴＥＧチェーンについて図２を用いて説明する。図２は、ＴＥＧのチェーン３３を模式的に示す平面図である。図２に示すように、パッド３１とパッド３２がＹ方向に離間して配置されている。パッド３１とパッド３２との間には、チェーン３３が形成されている。チェーン３３は、パッド３１とパッド３２とを接続する配線３９を有している。従って、不良箇所がない場合、パッド３１とパッド３２とを含むチェーン３３全体がほぼ等電位となる。オープン不良が発生すると、チェーン３３では、オープン不良を境にして、電位が大きく変化する。すなわち、不良箇所からパッド３１までの電位と、不良箇所からパッド３２までの電位が異なる。
【００２４】
図２では、Ｘ方向がチェーン３３の長手方向となっている。すなわち、パッド３１からの配線３９が＋Ｘ方向の向きに延在している。そして、パッド３１、３２が設けられた側と反対側の端部（図２の右端）において、配線３９が折り返されて、１列下になる。そして、１列下に折り返された後、配線３９が−Ｘ方向の向きに延在している。さらに、パッド３１、３２が設けられた側との端部（図２の左端）において、配線３９が折り返されて、さらに１列下になる。そして、１列下に折り返された後、＋Ｘ方向の向きに延在している。これを繰り返すことで、パッド３１から延設された配線３９がパッド３２に接続している。すなわち、Ｘ方向に沿った配線３９が複数形成され、配線３９の端部で折り返されることで、チェーン３３が形成される。なお、配線端部の折り返し部は、左右交互に配置される。従って、チェーン３３がジグザグ状に形成されている。
【００２５】
このようなチェーン３３のＳＥＭ像は、図３のようになる。図３は、不良箇所を含むＳＥＭ像であり、チェーン３３の一部を拡大して示している。図３の矢印で示した不良箇所では、輝度の不連続点が存在する。チェーン３３にオープン不良が発生すると、その位置で、電位が変化する。よって、オープン不良では、輝度の不連続点が存在する。すなわち、不良箇所を境にして、チェーン３３の片側が明るく、その反対側には暗いコントラストが発生している。具体的には、図３の下側は、上側に比べて輝度が低くなっている。
【００２６】
図４は、図３のＳＥＭ像を模式的に示す拡大図であり、輝度の違いを示している。図４に示すように、試料３０には、上層パターン３５と下層パターン３６が形成されている。そして、上層パターン３５と下層パターン３６がチェーン３３を構成する。図４では、上層パターン３５が縦６×横５のアレイ状に配列されている。なお、図４では、上一列のみ下層パターン３６を示しているが、残りの列も同様の下層パターン３６が形成されている。また、図４の中心をＳＥＭ像の基準点Ｏとする。試料３０における基準点Ｏの座標は、ステージ１１の位置などによって求めることができる。
【００２７】
下層パターン３６及び上層パターン３５は、横方向（Ｘ方向）を長手方向としている。上層パターン３５の長手方向が、チェーン３３の配線方向となる。１つの下層パターン３６は、Ｘ方向に並んだ２つの上層パターン３５の一部と重複している。そして、上層パターン３５と下層パターン３６との重複部分には、ビア３７が設けられている。すなわち、上層パターン３５と下層パターン３６の間の層間絶縁膜に開口を設けることで、ビア３７が形成される。上層パターン３５と下層パターン３６は、ビア３７を介して導通している。隣接する上層パターン３５が下層パターン３６を介して接続される。Ｘ方向において、上層パターン３５と下層パターン３６が交互に接触している。このように、チェーン３３は複数のビア３７によって構成されるビアチェーンとなっている。
【００２８】
オープン不良箇所で、輝度の不連続点が存在する。以下の説明では、右下角の上層パターン３５を（１,１）の上層パターン３５とし、左上角の上層パターン３５を（５,６）の上層パターン３５と表記して、各上層パターン３５を特定する。（３,４）の上層パターン３５と（４,４）の上層パターン３５との間に、不良箇所３８が発生している。よって、隣接する（３,４）の上層パターン３５と（４,４）の上層パターン３５とが断線して、異なる電位となっている。換言すると、上２列の上層パターン３５と、（４,４）の上層パターン３５と、（５,４）の上層パターン３５と、が導通して、等電位となっている。また、下３列の上層パターン３５と、（１,４）〜（３,４）の上層パターン３５とが導通して、等電位となっている。チェーン３３では、不良箇所３８を境にして、電位が変化する。よって、ＳＥＭ像には、図４に示すような輝度の差が現れる。
【００２９】
ここで、ＳＥＭ像の左端における輝度の不連続点の位置をＬＬとし、右端における輝度の不連続点の位置をＬＲとする。ここで、ＬＬはＳＥＭ像の左端におけるＳＥＭ像の下端から不連続点までの長さである。ＬＲはＳＥＭ像の右端におけるＳＥＭ像の下端から不連続点までの長さである。換言すると、不連続点の位置ＬＬ、及びＬＲは、ＳＥＭ像におけるＹ座標に相当する。取得したＳＥＭ像に不良箇所が含まれている場合、ＬＬとＬＲが一致しない。ＬＬ、及びＬＲは、不良箇所の位置を特定するための指標となる。不連続点の位置ＬＬ、及びＬＲは、ＳＥＭ像の輝度の違いにより定義することができる。
【００３０】
（原理説明）
以下、欠陥を検出するための原理に付いて説明する。図５に不良箇所を含むＳＥＭ像の模式図を示し、図６乃至図９に不良箇所が存在する一列におけるＳＥＭ像の模式図を示す。なお、図５は、図４と同様の像である。ここで、図４に示すＳＥＭ像における連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬ０Ｌとし、ＬＲ＝ＬＲ０Ｒとする。図５のＳＥＭ像には不良箇所が含まれているため、ＬＬ０ＬとＬＲ０Ｒとは一致していない。
【００３１】
不良箇所を含むＳＥＭ像から、左右に１画面分ずらしたＳＥＭ像は、図６、図７に示すようになる。図６は、左に１画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図であり、図７は、右に１画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図である。ここで、左に１画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬ１Ｌとし、ＬＲ＝ＬＬ１Ｒとする（図６参照）。同様に、右に１画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＲ１Ｌとし、ＬＲ＝ＬＲ１Ｒとする（図７参照）。図６のＳＥＭ像には、不良箇所が含まれていないため、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒとが一致する。そして、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒは、図５のＬＬ０Ｌと等しくなっている。また、図７のＳＥＭ像にも、不良箇所が含まれていないため、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒとが一致する。そして、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒは、図５のＬＲ０Ｒと等しくなっている。さらに、ＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒは、ＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒと異なっている。このように、不良箇所から左右に１画面分移動した場合、同一ＳＥＭ像においては、不連続点の位置に差がなく、２つのＳＥＭ像において、不連続点の位置に差が発生している。
【００３２】
不良箇所を含むＳＥＭ像から、左右にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像は、図８、図９に示すようになる。図８は、左にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図であり、図９は、右にｎ画面分ずらしたＳＥＭ像を模式的に示す図である。ここで、左にｎ画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＬｎＬとし、ＬＲ＝ＬＬｎＲとする（図８参照）。同様に、右にｎ画面分ずらしたときの不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬＲｎＬとし、ＬＲ＝ＬＲｎＲとする（図９参照）。図８のＳＥＭ像には、不良箇所が含まれていないため、ＬＬｎＬとＬＬｎＲとが一致する。そして、ＬＬｎＬとＬＬｎＲは、図６のＬＬ１ＬとＬＬ１Ｒ等しくなっている。また、図９のＳＥＭ像にも、不良箇所が含まれていないため、ＬＲｎＬとＬＲｎＲとが一致する。そして、ＬＲｎＬとＬＲｎＲは、図７のＬＲ１ＬとＬＲ１Ｒと等しくなっている。さらに、ＬＲｎＬとＬＲｎＲとは、ＬＬｎ１ＬとＬＬｎＲと異なっている。このように、不良箇所から左右にｎ画面分移動した場合、同一ＳＥＭ像においては、不連続点の位置に差がなく、２つのＳＥＭ像において差が発生している。不良箇所から左右にｎ画面分移動した場合の不連続点の位置の差は、不良箇所から左右に１画面分移動した場合と同様になる。
【００３３】
従って、不良箇所から右方向に１画面分平行移動したＳＥＭ像と、不良箇所から右方向にｎ画面分平行移動したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が等しくなる。同様に、不良箇所から左方向に１画面分平行移動したＳＥＭ像と、不良箇所から左方向にｎ画面分平行移動したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が等しくなる。換言すると、不良箇所より右側で取得したＳＥＭ像の不連続点の位置は、同じとなる。同様に、不良箇所より左側で取得したＳＥＭ像の不連続点の位置は、同じとなる。一方、不連続点の右側で取得したＳＥＭ像と、不連続点の左側で取得したＳＥＭ像とを比較すると、不連続点の位置が異なる。このように、配線方向に沿って移動させてＳＥＭ像を取得すると、不連続点の位置に規則性が存在する
【００３４】
ある位置を基準としてＳＥＭ像を取得した後、配線方向において平行に移動して、ＳＥＭ像を取得する。すなわち、Ｘ方向における異なる位置で２枚のＳＥＭ像を取得する。すると、２枚のＳＥＭ像における不連続点の位置ＬＬ、ＬＲは、図１０に示すＡ〜Ｃの場合に、分けることができる。ただし、図１０は、各ＳＥＭ像の中に不良箇所が無い場合を示している。図１０のＡの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。図１０のＢの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。図１０のＣの場合、一方のＳＥＭ像の不連続点の位置をＬＬ＝ＬｍＬ、ＬＲ＝ＬｍＲとして、他方のＳＥＭ像の不連続点の位置を、ＬＬ＝ＬｎＬ、ＬＲ＝ＬｎＲとしている。
【００３５】
図１０のＡ〜Ｃに示す場合では、ＳＥＭ像中に不良箇所３８が無いため、いずれの場合も、ＬｍＬ＝ＬｍＲ、ＬｎＬ＝ＬｎＲとなる。図１０のＡは、２枚のＳＥＭ像の間に、不良箇所３８がある場合を示している。この場合、ＬｍＬとＬｍＲが、ＬｎＬとＬｎＲと異なっている。
【００３６】
一方、図１０のＢに示す場合では、２枚のＳＥＭ像の右側に不良箇所３８がある。よって、ＬｍＬとＬｍＲがＬｎＬとＬｎＲと等しくなっている。図１０のＣに示す場合では、２枚のＳＥＭ像の左側に不良箇所３８がある。よって、ＬｍＬとＬｍＲがＬｎＬとＬｎＲと等しくなっている。２つのＳＥＭ像間に不良箇所３８がない場合、同一ＳＥＭ像上で、不連続点の位置に差がなく、かつ、異なるＳＥＭ像間にも差がない。
【００３７】
初期条件として、２枚のＳＥＭ像間に不良箇所が存在するという条件を設定する。例えば、チェーン３３を構成する両端部においては、各々の端部の像に不良箇所が存在しなければ、この２つのＳＥＭ像の間に不良箇所が存在することになる。ただし、ここでは、次の条件の３点のＳＥＭ像を考える。３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もう一つのＳＥＭを配置する場合を考える。加えて、３つのＳＥＭ像中には不良箇所がないとする。
【００３８】
上記の条件を満たす場合の模式図を図１１に示す。図１１では、３枚のＳＥＭ像における不連続点の位置（ＬＬ、ＬＲ）を、（ＬｌＬ、ＬｌＲ）、（ＬｍＬ、ＬｍＲ）、（ＬｎＬ、ＬｎＲ）としている。ここでは、左から１枚目のＳＥＭ像と、左から２枚目のＳＥＭ像との間に、不良箇所３８が存在している。加えて、左から２枚目のＳＥＭ像と、左から３枚目のＳＥＭ像との間に、不良箇所３８が存在していない。
【００３９】
ここでは、ＬｌＬ、及びＬｌＲがＬｍＬ、及びＬｍＲと異なっている。加えて、ＬｍＬ、ＬｍＲがＬｎＬ、及びＬｎＲと等しくなっている。このように３つのＳＥＭ像を比較すると、不連続点の位置が異なる２つのＳＥＭ像間に、不良箇所３８が存在していることが分かる。換言すると、不連続点の位置が同じ２つのＳＥＭ像間には、不良箇所３８が存在していないことが分かる。
【００４０】
ここで、３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もう一つのＳＥＭ像を配置する場合を考える。さらに、３つのＳＥＭ像中には不良箇所がない場合には、不良箇所を挟んだＳＥＭ像の間に位置しているＳＥＭ像と、不良箇所を挟んだＳＥＭ像のいずれの一方のＳＥＭ像との間に、不良箇所が位置することを示している。
【００４１】
この条件を、不良箇所の特定に利用する。不良箇所の特定について、図１２を用いて説明する。まず、チェーン３３の配線方向がｘ方向と平行であると仮定する。つまり、チェーン３３を構成する１配線のＹ座標は、同じであると仮定する。不良箇所において観察されるＳＥＭ像は、推定される不良状態となっている。すなわち、不良箇所を含むＳＥＭ像内で、不連続点の位置ＬＬとＬＲには、差異が発生していることになる。
【００４２】
ｙが一定の状態で、不良箇所から−ｘ方向に進めた位置を（ｘ１、ｙ）とし、＋ｘ方向に進めた位置を（ｘ２、ｙ）とする。そして、（ｘ１、ｙ）、（ｘ２、ｙ）で、それぞれＳＥＭ像を取得する。なお、（ｘ１、ｙ）の位置で取得したＳＥＭ像をＳＥＭ像Ｐ１とし、（ｘ２、ｙ）の位置で取得したＳＥＭ像をＳＥＭ像Ｐ２とする。なお、試料３０におけるＳＥＭ像の取得位置の座標は、ＳＥＭ像の基準点、すなわち中心位置に対応している。不良が存在する配線１列分に相当する領域で、輝度に差異が発生する。ただし、ここでは、チェーンが１列に接続されている場合を仮定している。
【００４３】
上記の２点の中間点（ｘ３,ｙ）のＳＥＭ像Ｐ３を取得する。これは、３つの内、２つのＳＥＭ像間に、不良箇所が挟まれており、かつ、その不良箇所を挟んだ間に、もうひとつのＳＥＭ像を配置する場合となる。加えて、３つの画像には不良箇所がないとする、という条件を満たしていることになる。
【００４４】
図１１を用いて説明した通り、ＳＥＭ像Ｐ３は、先のＳＥＭ像Ｐ１、Ｐ２の一方との間に、不良箇所がある関係にある。従って、（ｉ）Ｌ３Ｌ、及びＬ３ＲがＬ１Ｌ、及びＬ１Ｒと同じであり、かつＬ２Ｌ、及びＬ２Ｒと異なっているか、（ｉｉ）Ｌ３Ｌ、及びＬ３ＲがＬ１Ｌ、及びＬ１Ｒと異なっており、かつＬ２Ｌ、及びＬ２Ｒと同じであるか、のいずれか一方を満たす。図１２では、（ｉｉ）の条件を満たすとため、ＳＥＭ像Ｐ１とＳＥＭ像Ｐ３の間に不良箇所３８があると分かる。すなわち、不良箇所３８は、（ｘ１,ｙ）と（ｘ３,ｙ）の間に存在する。
【００４５】
続けて、ｘ１とｘ３の中間点を（ｘ４,ｙ）と仮定する。但し、ｘ４＝（ｘ１＋ｘ３）／２である。（ｘ４,ｙ）でのＳＥＭ像Ｐ４を取得する。そして、ＳＥＭ像Ｐ４をＳＥＭ像Ｐ１とＳＥＭ像Ｐ３と比較する。具体的には、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲをＳＥＭ像Ｐ１の不連続点の位置Ｌ１Ｌ、及びＬ１Ｒと比較する。これにより、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があるか否かが分かる。同様に、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲをＳＥＭ像Ｐ３の不連続点の位置Ｌ３Ｌ、及びＬ３Ｒと比較する。これにより、（ｘ３,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があるか否かが分かる。
【００４６】
ここでは、ＳＥＭ像Ｐ４の不連続点の位置Ｌ４Ｌ、及びＬ４ＲがＳＥＭ像Ｐ１の不連続点の位置Ｌ１Ｌ、及びＬ１Ｒと異なっている。このため、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）の間に不良箇所があることが分かる。そして、（ｘ１,ｙ）と（ｘ４,ｙ）との中間点（ｘ５,ｙ）でＳＥＭ像を取得して、比較を行う。このように、２つのＳＥＭ像の中間位置のＳＥＭ像を取得していき、その都度、不連続点の位置を比較する。これにより、不良箇所の位置を短時間で特定することができる。具体的には、（ａ）取得したＳＥＭ像の画像において、ＬＬとＬＲが異なる場合、（ｂ）ＬＬとＬＲが等しく、かつ２つのＳＥＭ像の中間までの距離が、ＳＥＭ像の幅より狭い場合、のいずれかに該当するまで、中間位置でのＳＥＭ像の取得と比較を繰り返し行う。不良箇所まで連続的にＳＥＭ像を取得する必要がなくなる。すなわち、離散的にＳＥＭ像を取得し、不良位置の特定を行うことが出来る。このため、ＳＥＭ像の取得回数を減らすことができ、短時間で不良箇所の特定可能である。
【００４７】
さらに、２枚のＳＥＭ像の差分像を用いていない。すなわち、ＳＥＭ像毎に独立して、不連続点の位置が検出される。このため、２枚のＳＥＭ像を取得する際の、ダイナミックレンジの違いを考慮する必要がなくなる。最適な取り込み時間の違いが生じたり、ＳＥＭの性能（検出系やステージ系の状態）やサンプル自身の帯電性能等が、不良箇所付近への帯電特性へ影響を与えたりする場合であっても、それぞれのＳＥＭ像で正確に不連続点の位置を特定することができる。これにより、正確な検査を行うことができる。
【００４８】
次に、実際に取得したＳＥＭ像と、その輝度値のグラフを図１３〜図１５に示す。図１３は、実際に取得したＳＥＭ像の一例を示す図である。図１４、図１５は、図１３のＳＥＭ像の輝度値を示すグラフである。図１４、図１５において、横軸がＹ方向の位置であり、縦軸が輝度値である。図１４は、図１３中の左右の端部ＭＬ、ＭＲにおける輝度値を示す図である。図１５は、それぞれ、ＭＬとＭＲのうち、ＭＨの部分を拡大して示す図である。図１５に示すように、ＭＨの部分で輝度の不連続点が存在することが分かる。なお、図１４、図１５から分かるように、試料３０のパターンに応じて、輝度値が異なっている。パターンの違いにより不連続点の検出が困難になる場合、例えば、Ｙ方向に沿った複数の近傍画素の輝度値の平均あるいは和を求め、この値を微分する。こうすることで、不連続点の位置を容易に検出することができる。
【００４９】
（実施形態１）
実施形態１に係る欠陥検出方法について図１６〜図１８を用いて説明する。図１６は、上記の検出原理を利用した欠陥検出方法を示すフローチャートである。図１７は、チェーンパターンにおけるＳＥＭ像の配置を示す図である。図１８は、各ＳＥＭ像を模式的に示す図である。
【００５０】
まず、上記の検出原理を利用した解析の前処理として、予め電気的測定により不良が判別しているチェーンパターンに対し、低倍率でＳＥＭ像を取得する。この時、制御部２１が、チェーンパターンに対し、アライメント補正を実施し、ステージ座標やビーム座標と同期しておく。これにより、試料３０におけるＳＥＭ像の座標を特定することができる。
【００５１】
次に、ボルテージコントラストが確認できる位置で且つ、パターン中心部分で高倍観察を実施する。なお、ボルテージコントラストが確認できる位置とは、ＳＥＭ像中において、不良箇所に応じた輝度の不連続点が存在する位置であり、不良箇所が存在しているラインである。例えば、図１７のチェーンパターン３４において、左右方向の中心位置（１）でＳＥＭ像を取得し、指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０１）。具体的には、まず、画像取得装置１０が取得したＳＥＭ像を画像記憶部２２が記憶する。図１７では、パッド３１からパッド３２までを接続するチェーンパターン３４が形成されている。チェーン３３は、パッド３１から点線矢印方向に進み、端部で折り返され、一段下の点線矢印の方向に進む。そして、反対の端部で再度折返し、さらにもう一段下の点線矢印の方向に進む。これを、パッド３２まで繰り返している。
【００５２】
不連続点特定部２３が不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができない場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する（ステップＳ１０２）。例えば、露光時間や電子ビームの強度等を変える。そして、不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができるまで、取得条件を変更する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができた場合、判定部２４がＬＬとＬＲを比較する。１枚のＳＥＭ像中において、ＬＬとＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０３）。すなわち、判定部２４が、（１）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定する。
【００５３】
なお、不連続点の位置の差は、ＳＥＭ像の画素数を基準にして算出することができる。このため、高倍率で十分なＳＥＭ像が取得でき、その条件にて高倍観察を実施すれば、位置分解能（配線分解能とほぼ同義）が上がるが、最終的に収束するまでのＴＡＴ（Ｔｕｒｎ Ａｒｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）に影響を与える。従って、ＳＥＭの取得条件を、程よい倍率に抑える必要がある。１３０ｎｍ／１３０ｎｍのＬｉｎｅ/ｓｐａｃｅの場合で、５０００倍程度の高倍率にて、ＳＥＭ像を観察する。このとき、取得位置におけるステージ位置やビーム位置を記録しておく。
【００５４】
ＬＬとＬＲが同じ場合、図１７に示す（２）と（３）の位置で、ＳＥＭ像を取得し、指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０４）。具体的には、画像取得装置１０が取得したＳＥＭ像を画像記憶部２２が記憶する。そして、各ＳＥＭ像に対して、不連続点特定部２３が不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出する。そして、判定部２４が１枚のＳＥＭ像中における指標ＬＬ、ＬＲを比較する。１枚のＳＥＭ像中において、ＬＬとＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０５）。すなわち、判定部２４が、ＬＬとＬＲが異なるＳＥＭ像の位置に不良箇所３８があると判定される。この場合、（２）、又は（３）のうち、一方に不良箇所３８があることと判定される。
【００５５】
ここで、（１）〜（３）のＳＥＭ像が図１８に示すようになっているとする。（２）と（３）の各ＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じである。よって、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（２）の指標Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒを比較し、かつ（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（３）の指標Ｌ３Ｌ、Ｌ３Ｒを比較する（ステップＳ１０６）。
【００５６】
Ｌ１ＬとＬ２Ｒが異なる場合、（１）と（２）の間の（４）に移動し、ＳＥＭ像を取得するとともに、（４）の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０７）。（４）のＳＥＭ像において、指標ＬＬ、ＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１０８）。すなわち、（４）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定される。（４）のＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じ場合、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒを比較し、かつ、（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒと（２）の指標Ｌ２Ｌ、Ｌ２Ｒを比較する。その比較結果に応じて、次にＳＥＭ像取得箇所を決める。
【００５７】
同様に、Ｌ３ＬとＬ１Ｒが異なる場合、（１）と（３）の間の（４）に移動し、ＳＥＭ像を取得するとともに、（４）の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１０９）。（４）のＳＥＭ像において、指標ＬＬ、ＬＲが異なる場合、不良箇所の特定が完了する（ステップＳ１１０）。すなわち、（４）のＳＥＭ像中に不良箇所があると判定される。（４）のＳＥＭ像において、ＬＬとＬＲが同じ場合、（１）の指標Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒと（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒを比較し、かつ、（４）の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒと（３）の指標Ｌ３Ｌ、Ｌ３Ｒを比較する。その比較結果に応じて、次にＳＥＭ像取得箇所を決める。
【００５８】
図１８に示すＳＥＭ像では、（１）と（２）のＳＥＭ像において、不連続点の位置が一列分ずれているため、（４）の位置は、（１）と（２）の中間位置となる。（４）のＳＥＭ像の指標Ｌ４Ｌ、Ｌ４Ｒの比較結果に応じて、各々の中間点に移動してＳＥＭ像を取得するとともに、中間点のＳＥＭ像の指標ＬＬ、ＬＲを確認する（ステップＳ１１１）。そして、（ａ）指標ＬＬと指標ＬＲとが異なる値となる、又は（ｂ）指標ＬＬと指標ＬＲとが同じ値で、かつ移動距離がＳＥＭ像の取り込み幅よりも狭くなる上記の処理を繰り返す。
【００５９】
このように、２つの異なるＳＥＭ像の中点でＳＥＭ像を取っている。中点で１度ＳＥＭを取る毎に検査範囲が１／２になっていく。よって、ｎ回検査後の、残検査範囲は（１／２）ｎとなる。一方、全数検査の場合は、検査点を１つ終えるごとに、検査範囲がｐ分だけ少なくなる。ただし、ｐ＝Ｌｃ/Ｗｓである。なお、Ｌｃはチェーン３３の検査長であり、ＷｓはＳＥＭ像の取り込み幅である。つまり、ｎ回検査後の残検査範囲は、１−ｎｐに相当する量になる。これは、Ｌｃ＝ｎＷｓになるまで、絞り込めない可能性があることを意味する。本実施の形態に係る欠陥検出方法によって、ＳＥＭ像の取り込み回数を少なくすることができるため、検出時間を短縮することができる。特に、チェーン３３の検査長が長い場合に好適である。なお、中点ではなく、２つのＳＥＭ像の間の位置で、次のＳＥＭ像を取得してもよい。例えば、２つのＳＥＭ像間の重み付け位置を、次のＳＥＭ像取得位置としてもよい。
【００６０】
（実施形態２）
実施形態２では、解析開始前の処理において、ボルテージコントラストが確認できる位置の検索方法を、高倍率の観察のまま行っている。これにより、実施形態１の（１）の中心位置に自動的に到達することを可能としている。すなわち、実施形態２では、不良箇所３８が存在するラインに自動的に到達している。実施形態２にかかる欠陥検出方法のフローを図１９に示す。また、チェーンパターンにおけるＳＥＭ像の配置と、そのＳＥＭ像を示す図２０に示す。
【００６１】
まず、チェーンに対してアライメント等を行い、座標補正を行う（ステップＳ２０１）。これにより、チェーン端部（両端部）の座標を入手することができる。ここで、チェーンパターン３４の端部の座標を取得する。ここで、チェーンパターン３４の左上端と右上端の座標を求めている。これらの座標を、図２０に示すように、（ｘＥ１',ｙ０'）、（ｘＥ２',ｙ０'）とする。図２０に示すように、（ｘＥ１',ｙ０'）、（ｘＥ２',ｙ０'）を含む位置でのＳＥＭ像（Ａ１）、（Ａ２）の左下角の座標を、（ｘＥ１,ｙ０）、（ｘＥ２,ｙ０）とする。
【００６２】
（ｘＥ１,ｙ０）、（ｘＥ２,ｙ０）の中点となる位置（ｘ０'',ｙ０）でＳＥＭ像（Ａ３）を取得する。そして、チェーン両端部の位置から見積もった中間位置から、下方（−Ｙ方向）にずらしてＳＥＭ像を取得していき、最終的には、ＬＬがＷｙ／２程度になる位置を見つける（ステップＳ２０２）。すなわち、（ｘ０'',ｙ０）でのＳＥＭ像を含めて、ＬＬがＷｙ／２程度になる位置まで、ＳＥＭの取得を繰り返す。この条件を満たす位置は、実施形態１の（１）の位置となる（図２０参照）。すなわち、（Ａ３）の位置からＳＥＭ像を１画面分ずつずらしていき、不連続点が現れる（１）の位置となるまで、ＳＥＭ像を取得する（図２１参照）。なお、Ｗｙは、１画面分のＳＥＭ像の高さ、すなわち、ＳＥＭ像のＹ方向の大きさである。
【００６３】
ＳＥＭ像において、不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができない場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する（ステップＳ２０３）。すなわち、−Ｙ方向ずらしてＳＥＭ像を取得していっても、（１）の位置を見つけることが出来なかった場合、制御部２１がＳＥＭの取得条件を変更する。そして、変更した取得条件で、ＳＥＭ像を再取得する。不連続点の位置ＬＬ、ＬＲを算出することができた場合、実施の形態１で示した解析を開始する。すなわち、実施形態１のステップＳ１０１〜ステップ１０３と同様に、ステップＳ２０４〜ステップ２０６の処理を行う。そして、これらの処理が終了したら、実施形態１のステップＳ１０４に移行する。こうすることで、自動で不良箇所を検出することができる。
【００６４】
（その他の実施形態）
なお、ＳＥＭ像をＳＩＭ像に置き換えて実施しても、同様の効果が得られる。ＳＥＭ像の場合は、画像取得装置１０としてＳＥＭ装置を用いるが、ＳＩＭ像は、画像取得装置１０としてＦＩＢ装置を用いることになる。また、ＳＥＭとＦＩＢが同時搭載しているＤｕａｌＢｅａｍ装置でも同様の効果を得ることが出来る。ボルテージコントラスト法ではないが、吸収電流法を用いても同じ効果が得られる。この場合、ＳＥＭやＦＩＢに加え、プローブユニット、電流計測アンプなどを設ける。
【００６５】
なお、画像取得装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信用のインタフェイスなどを有する演算処理装置であり、より具体的には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等である。また、画像取得装置１０は、着脱可能なＨＤＤ、光ディスク、光磁気ディスク等を有し、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じてメモリ（不図示）等に供給する。もちろん、画像取得装置１０は、物理的に一つの構成に限られるものではない。そして、画像取得装置１０が欠陥検出用のプログラムを実行することで、上記の方法を実施することができる。
【００６６】
上述の例において、プログラムは、様々な非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気タイプの信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００６７】
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。また、実施の形態１〜４の２つ以上を適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 画像取得装置
１１ ステージ
１２ 撮像ユニット
２０ 処理装置
２１ 制御部
２２ 画像記憶部
２３ 不連続点特定部
２４ 判定部
３１ パッド
３２ パッド
３３ チェーン
３４ チェーンパターン
３５ 上層パターン
３６ 下層パターン
３７ ビア
３８ 不良箇所
３９ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、前記試料の前記配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置と、
前記試料の前記画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部と、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較して、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部と、を備える欠陥検出装置。
【請求項２】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項２に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を取得し、
前記配線の方向における異なる箇所で、前記試料の前記画像を取得し、
前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求め、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較し、
前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する、
欠陥検出方法。
【請求項６】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項５に記載の欠陥検出方法。
【請求項７】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項６に記載の欠陥検出方法。
【請求項８】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項５乃至７のいずれか１項に記載の欠陥検出方法。
【請求項９】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出プログラムであって、
コンピュータに対して、
前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求めさせ、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較させ、
前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定させる、
欠陥検出プログラム。
【請求項１０】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項９に記載の欠陥検出プログラム。
【請求項１１】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項１０に記載の欠陥検出プログラム。
【請求項１２】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の欠陥検出プログラム。
【請求項１】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を、前記試料の前記配線の方向における異なる箇所で取得する画像取得装置と、
前記試料の前記画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求める不連続点特定部と、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較して、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する判定部と、を備える欠陥検出装置。
【請求項２】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項２に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の欠陥検出装置。
【請求項５】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、与えられた電荷に応じて輝度が変化する画像を取得し、
前記配線の方向における異なる箇所で、前記試料の前記画像を取得し、
前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求め、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較し、
前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定する、
欠陥検出方法。
【請求項６】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項５に記載の欠陥検出方法。
【請求項７】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項６に記載の欠陥検出方法。
【請求項８】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項５乃至７のいずれか１項に記載の欠陥検出方法。
【請求項９】
配線を有する試料に対して電荷を与えることで、取得した画像を用いて欠陥を検出する欠陥検出プログラムであって、
コンピュータに対して、
前記試料の画像から、欠陥箇所に対応する輝度の不連続点の位置を求めさせ、
複数枚の前記試料の画像中における前記輝度の不連続点の位置を比較させ、
前記変化点の位置の比較結果に応じて、前記複数枚の前記画像を取得した箇所の間に、欠陥が存在するか否かを判定させる、
欠陥検出プログラム。
【請求項１０】
前記画像中における、前記配線の方向と直交する方向における前記不連続点の位置に基づいて、欠陥が存在するか否かの判定を行う請求項９に記載の欠陥検出プログラム。
【請求項１１】
１枚の前記画像中の両端における前記不連続点の位置がそれぞれ特定され、
１枚の前記画像中の前記不連続点の位置が異なる場合、前記１枚の画像を取得した箇所に欠陥が存在すると判定される請求項１０に記載の欠陥検出プログラム。
【請求項１２】
前記試料が、チェーンが設けられたＴＥＧを有し、
前記チェーンが、
前記配線の方向に沿って配列された複数の上層パターンと、
前記上層パターンとビアを介して接続された下層パターンとを有している請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の欠陥検出プログラム。
【図１】
【図２】
【図１５】
【図１６】
【図１９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図１５】
【図１６】
【図１９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２０９３６０（Ｐ２０１２−２０９３６０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２７０１（Ｐ２０１１−７２７０１）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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