欠陥検査装置
【課題】ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】半導体ウエハ１１に荷電粒子線６を照射して走査し、荷電粒子線６の照射により半導体ウエハ１１から得られる二次荷電粒子９を検出して、走査情報と二次荷電粒子９の検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する。欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報は、半導体ウエハ１１上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、特徴点に対する欠陥候補の相対位置とを含むように生成する。
【解決手段】半導体ウエハ１１に荷電粒子線６を照射して走査し、荷電粒子線６の照射により半導体ウエハ１１から得られる二次荷電粒子９を検出して、走査情報と二次荷電粒子９の検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する。欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報は、半導体ウエハ１１上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、特徴点に対する欠陥候補の相対位置とを含むように生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板や薄膜基板、液晶表示素子等の異物、きず、欠陥等を検査する欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や薄膜基板、液晶表示素子等（以下、これらを総称して被検査物と称する）、回路パターンを有する被検査物の製造工程においては、異物、きず、欠陥等（以下、これらを総称して欠陥と称する）を検出し、管理することにより、製品の品質や歩留りの向上が図られている。
【０００３】
このような被検査物の欠陥を検出する従来技術としては、例えば、被検査物である基板の表面に荷電粒子ビームを送ってスキャンして、基板の上面あるいは底面からくる３種類の荷電粒子（２次荷電粒子、後方散乱荷電粒子、透過荷電粒子）の何れかを検出し、その検出結果を用いて得られる画像の隣接する同一パターン間での比較結果に基づいて欠陥検出を行うものが知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体デバイスなどで高集積化のために断続的に進められているパターン寸法の微細化においては、微細化に対するコストや技術障壁の高まりから、半導体デバイスの微細化とともに三次元化が急速に進んでいる。このように三次元化の進む半導体デバイスにおいては、被検査物の表面からの観察だけで欠陥を分析し原因を特定することが困難であるため、欠陥箇所における断面観察のニーズが高まっている。欠陥箇所の断面観察においては、例えは、欠陥検査装置により検出した被検査物の欠陥箇所をＦＩＢ（Focused Ion Beam）により切り出し、その試料の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により観察する方法がある。
【０００６】
しかしながら、半導体デバイスのパターンや検出した欠陥は非常に微細であるため、欠陥をＦＩＢによって切り出す際の欠陥箇所の特定が困難であり、欠陥箇所の切り出しに長い時間を要していた。この結果、観察できる欠陥箇所の数が制限されてしまい、半導体デバイスの製造工程へフィードバックされる情報の量が制限されてしまうという状況であった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、被検査物に荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、荷電粒子線の照射により被検査物から得られる二次荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、前記荷電粒子照射手段からの走査情報と前記荷電粒子検出手段からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報を生成する情報処理手段とを備え、前記欠陥情報は、前記被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、前記繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、前記特徴点に対する前記欠陥候補の相対位置とを含むものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る欠陥検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態の半導体ウエハ上のパターン構成について示す図である。
【図３】第１の実施の形態の欠陥検査装置における検査エリアに関する設定画面を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の欠陥位置補正処理の様子を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の欠陥情報を生成する欠陥情報生成処理を示す処理フローである。
【図７】第２の実施の形態において、メモリマット上に欠陥が検出された様子を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の再欠陥検出処理の処理工程を示す図である。
【図９】第２の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態における検査エリア作成画面を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるダイ、基準点、及び、欠陥の位置関係を模式的に示す図である。
【図１２】第３の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の被検査物の一例として半導体装置が形成される半導体ウエハを挙げ、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【００１３】
図１において、本実施の形態の欠陥検査装置は、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）１と、ＳＥＭ１を含む欠陥検査装置全体の動作を制御する制御ＰＣ２と、半導体ウエハ（被検査物）１１に形成される回路パターンのＣＡＤ（Computer Aided Design）情報を記憶するＣＡＤサーバー１６とを概略備えている。
【００１４】
制御ＰＣ２は、欠陥検査装置を含む生産システムなどを制御する上位のホスト１７に接続されており、他の欠陥検査装置や装置と種々の連携が可能なように構成されている。また、図示しない表示装置、入力装置、記憶装置などを備えている。
【００１５】
ＳＥＭ１は、被検査物である半導体ウエハ１１を載置して三次元的に移動可能なステージ１２と、電子光学系であるカラム４に設けられて半導体ウエハ１１に照射する荷電粒子線６を射出する電子銃３と、電子銃３から射出された荷電粒子線６を集束させるためのコンデンサレンズ５および対物レンズ８と、集束された荷電粒子線６を半導体ウエハ１１上に走査させるためのディフレクタ７と、ディフレクタ７の動作を制御するビーム走査コントローラ１３と、荷電粒子線６の照射によって半導体ウエハから得られる二次荷電粒子９を検出する荷電粒子検出装置１０と、ビーム走査コントローラ１３による荷電粒子線６の照射情報と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて半導体ウエハ１１表面の画像を生成する画像処理ユニット１５と、ステージ１２の位置を制御するステージコントローラ１４とを備えている。
【００１６】
画像処理ユニット１５は、ビーム走査コントローラ１３からの走査情報（走査位置の情報）と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を予め定めた閾値と比較して欠陥候補を検出し（欠陥検出処理）、その位置情報を含む欠陥情報（後の図５参照）を生成する。
【００１７】
図２は、本実施の形態における被検査物の一例である半導体ウエハ１１上における位置座標設定を示す図である。なお、以下において、各工程中で半導体ウエハ１１の向きを合わせるためのノッチ１１ｂを下向きに配置した場合に、左右方向にＸ軸、上下方向にＹ軸を設定する。
【００１８】
図２において、半導体ウエハ１１上には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並べて配置された複数のダイ２０が形成されており、ダイ２０上にはさらにＸ軸方向およびＹ軸方向に並べて配置された複数のメモリマット２１が形成されている。そして、ダイ配列におけるそれぞれのダイ２０のダイ座標は、原点ダイ２０１からの相対位置（Ａｘ，Ａｙ）で表す。図２において、ダイ２０２は、原点ダイ２０１から左に２ダイ分、また下に１ダイ分移動した位置であるため、そのダイ座標は（−２，−１）となる。
【００１９】
ダイ２０においては、ダイ２０の下端に沿ってＸ軸、左端に沿ってＹ軸を配置し、このＸ軸とＹ軸の交点（すなわち、ダイ２０の左下角）を原点２０ａとするダイ座標系を構成する。このダイ座標系において、ダイ２０上の欠陥３０の位置は、ダイの原点２０ａからの相対座標（Ｃｘ，Ｃｙ）で表す。
【００２０】
また、ダイの原点２０ａからの欠陥３０を含むメモリマット２１の原点２１ａの相対座標（Ｍｘ，Ｍｙ）、ならびに欠陥３０のマットの原点２１ａからの相対距離（Ｎｘ，Ｎｙ）を用いて、欠陥３０のダイの原点からの相対座標は（Ｍｘ＋Ｎｘ，Ｍｙ＋Ｎｙ）と表すことも出来る。
【００２１】
図３は、本実施の形態の欠陥検査装置における検査エリアに関する設定画面を示す図である。設定画面５０は、制御ＰＣ２の表示装置（図示せず）に表示されている。
【００２２】
図３において、設定画面５０には、マップを表示するマップ表示エリア５１と、画像を表示する画像表示エリア５２とが配置されている。
【００２３】
マップ表示エリア５１の周辺には、マップ表示エリア５１の表示をウエハマップに切り替えるウエハマップ選択ボタン５３と、ダイマップに切り替えるダイマップ選択ボタン５４と、領域選択モードに切り替える矢印ボタン５８と、移動モードに切り替えるポイントボタン５９とが配置されている。図３では、ダイマップ選択ボタン５４が選択され、マップ表示エリア５１に、６行×４列（＝２４個）のセルマット６１が配置されたダイ領域６０のダイマップが表示されている場合を一例として示している。矢印ボタン５８を選択して領域選択モードに切り替え、マップ表示エリア５１のダイマップ上の点を選択することにより、マットコーナー６２〜６５の何れかを選択する。また、ポイントボタン５９を選択して移動モードに切り替え、マップ表示エリア５１のダイマップ上の点を選択することにより、その点に対応する位置の画像が画像表示エリア３３に表示される。
【００２４】
画像表示エリア５２の周辺には、画像表示エリア５２の表示をＣＡＤ画像に切り替えるＣＡＤ画像選択ボタン５５と、光学顕微鏡画像に切り替える光学顕微鏡画像選択ボタン５６と、ＳＥＭ画像に切り替えるＳＥＭ画像選択ボタン５７と、画像表示エリア５２の表示範囲を移動するスライドバー６６、及び、表示倍率を変更する表示倍率変更ボタン６７とが配置されている。図３では、ＣＡＤ画像選択ボタン５５が選択され、画像表示エリア５２にＣＡＤ画像が表示されている場合を示している。
【００２５】
図３に示すように、ダイマップ選択ボタン５４と、ＣＡＤ画像選択ボタン５５とポイントボタン５９が選択された状態で、ダイ領域６０の左下エリアを選択し、画像表示エリア５２にマットコーナー６２付近のＣＡＤ画像を表示させる。画像表示エリア５２にてマットコーナー６２に対応するマットコーナー位置６８を選択し、マットコーナー６２の位置情報を登録する。次に、画像表示エリア５２にてマットコーナー６３に対応するマットコーナー位置６９を選択し、マットコーナー６３の位置情報を登録するし、これによりセルマット６１のサイズが確定される。このとき、必要によりスクロールバー６６や表示倍率変更ボタン６７を用いて、所望の位置のＣＡＤ画像を表示させる。同様に、マットコーナー６４，に対応するマットコーナー位置を選択してマットコーナー６４の位置情報を登録し、セルマット６１の配列ピッチを確定させる。そして、マットコーナー６５に対応するマットコーナー位置を選択してマットコーナー６５の位置情報を登録し、ダイ領域６０におけるセルマット６１の配列数を確定させる。
【００２６】
また、矢印ボタン５８を選択して領域選択モードに切り替え、マップ表示エリア５１においてマットコーナー６２を選択する。この状態で、位置確認ボタン７３を選択することで画像表示エリア５２に、マットコーナー６２を中心としたＣＡＤ画像を表示させる。続いて、ＳＥＭ画像選択ボタン５７を押して、画像表示エリア５１にマットコーナー６２のＳＥＭ画像を表示させ、テンプレート登録ボタン７１を選択してからＳＥＭ画像上でマットコーナー６８を選択する。このとき、選択された位置には、テンプレート画像（後述）の基準点を示す十字マークが表示される。そして、テンプレート確定ボタン７２を選択し、テンプレート画像を検査レシピに添付されるかたちで制御ＰＣ２の記憶装置（図示せず）に保存する。このとき保存されたテンプレート画像は、テンプレート表示エリア７０に表示される。
【００２７】
次に、本実施の形態の欠陥位置補正処理について図面を参照しつつ説明する。図４は、欠陥位置補正処理の様子を並べて示す図である。
【００２８】
本実施の形態の欠陥検出処理は、画像処理ユニット１５において、ビーム走査コントローラ１３からの走査情報（走査位置の情報）と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を予め定めた閾値と比較して欠陥候補を検出するものである。
【００２９】
図４に示すように、欠陥検出処理のスワス８０がメモリマット２１１〜２１４の下端のマット境界を含む場合、スワス８０実行時にメモリマット２１１〜２１４の各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像を用いて、ステージ精度やウエハ上の帯電分布に伴うビーム曲がりにより生じる位置情報の誤差を補正する欠陥位置補正処理を行うための誤差情報を生成する。
【００３０】
欠陥位置補正処理において、画像処理ユニット１５は、検査レシピに添付され制御ＰＣ２の記憶装置に記憶されたテンプレート画像を読み出し、スワス８０の実行によって得られるメモリマット２１１〜２１４の各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像に対してテンプレートマッチングを行い、各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像とテンプレート画像の間でのＸ方向偏差８１およびＹ方向偏差８２を算出する。図４に示すように、複数のメモリマット２１のひとつであるメモリマット２１２に関して、テンプレートマッチングによりＸ方向偏差がＥｘ、Ｙ方向偏差がＥｙである。従って、ダイ座標系において、メモリマット２１１内の欠陥３０の補正処理前の座標が（Ｃｘ０，Ｃｙ０）であったとすると、補正後の座標を（Ｃｘ，Ｃｙ）＝（Ｃｘ０−Ｅｘ，Ｃｙ０−Ｅｙ）とすることで欠陥３０の位置を補正できる。また、欠陥３０のメモリマット２１２の原点２１２ａからの相対距離は、（Ｎｘ，Ｎｙ）＝（Ｃｘ０−Ｅｘ−Ｍｘ，Ｃｙ０−Ｅｙ−Ｍｙ）とすることで補正処理を行う。
【００３１】
図５は、欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【００３２】
図５において、欠陥情報は、欠陥検出処理により検出された欠陥３０のそれぞれに割り当てられた欠陥ＩＤ４０と、各欠陥３０が存在するダイ２０２の原点ダイからの相対位置（ダイ座標）４１と、各欠陥３０のダイ座標系における原点２０ａからの相対座標（ダイ内座標）４２と、各欠陥３０のあるメモリマット２１のダイ座標系における原点２０ａからの相対座標（マット原点座標）４３と、各欠陥３０のメモリマットの原点２１ａからの相対位置（マット座標）４４と、各欠陥の種類を表す分類コード（クラス）４５とから構成されている。図５では、欠陥候補３０に欠陥ＩＤ４０として１が割り当てられ、ダイ座標４１は（Ａｘ，Ａｙ）、ダイ内座標４２は（Ｃｘ，Ｃｙ）、マット原点座標４３は（Ｍｘ，Ｍｙ）、マット座標４４は（Ｎｘ，Ｎｙ）、クラス４５は１である場合を示している。
【００３３】
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。
【００３４】
まず、欠陥検査装置の制御ＰＣ２の表示装置（図示せず）に表示された設定画面５０において、検査エリアに関する設定を行い、次いで、ステージ１２上に被検査物の一例である半導体ウエハ１１を載置して、欠陥検出処理を行い、欠陥候補に関する欠陥情報を生成する。生成された欠陥情報は、被検査物である半導体ウエハ１１とともに、欠陥箇所を切り出すための後段のＦＩＢ装置に送られる。ＦＩＢ装置では、本実施の形態の欠陥検査装置で生成された欠陥情報に基づいて各欠陥候補の位置を特定し、欠陥箇所をＦＩＢにより切り出して断面観察用の試料を作製し、ＳＥＭなどによりその断面を観察する。
【００３５】
以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。
【００３６】
近年、半導体デバイスなどで高集積化のために断続的に進められているパターン寸法の微細化においては、微細化に対するコストや技術障壁の高まりから、半導体デバイスの微細化とともに三次元化が急速に進んでいる。このように三次元化の進む半導体デバイスにおいては、被検査物の表面からの観察だけで欠陥を分析し原因を特定することが困難であるため、欠陥箇所における断面観察のニーズが高まっている。欠陥箇所の断面観察においては、例えは、欠陥検査装置により検出した被検査物の欠陥箇所をＦＩＢ（Focused Ion Beam）により切り出し、その試料の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により観察する方法がある。
【００３７】
しかしながら、半導体デバイスのパターンや検出した欠陥は非常に微細であるため、欠陥をＦＩＢによって切り出す際の欠陥箇所の特定が困難であり、欠陥箇所の切り出しに長い時間を要していた。この結果、観察できる欠陥箇所の数が制限されてしまい、半導体デバイスの製造工程へフィードバックされる情報の量が制限されてしまうという状況であった。
【００３８】
これに対し、本実施の形態においては、欠陥情報に、被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、繰り返しパターン内に予め定められた特徴点（つまり、メモリマットの原点）の相対位置と、その特徴点に対する欠陥候補の相対位置とを含むように構成したので、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、後述するマットコーナー（特徴点）に近い欠陥候補の検出画像を再取得し、再欠陥検出処理を行う機能を有するものである。以下、第１の実施の形態と同等の部材については説明を省略する。
【００４０】
図６は、本実施の形態における欠陥情報を生成する欠陥情報生成処理の内容を示すフローチャートである。
【００４１】
本実施の形態の欠陥検出装置は、欠陥情報生成処理の開始が指示されると、被検査物に対して欠陥検出処理を行い（ステップＳ１０）、その処理情報を取得した制御ＰＣ２は、欠陥検出処理により検出された欠陥から、メモリマットのコーナー付近の欠陥を抽出する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０で抽出された欠陥についてリビジット画像を取得し（ステップＳ３０）、そのリビジット画像を用いて再度、欠陥検出処理を行う（ステップＳ４０）。ステップＳ２０で抽出した欠陥の全てに対してステップＳ３０とステップＳ４０の処理を行う。次いで、ステップＳ４０の再欠陥検出処理で検出された欠陥候補の情報を含む欠陥情報を生成し（ステップＳ５０）、処理を終了する。
【００４２】
以上のように構成した欠陥情報生成処理の各工程について詳述する。
【００４３】
（欠陥抽出：ステップＳ２０）
図７は、あるメモリマット３２１に欠陥３００が検出された様子を示す図である。マット原点が（Ｍｘ，Ｍｙ）であり、横方向と縦方向のマットサイズがそれぞれＷｘとＷｙであるメモリマット３２１にて、マット原点３２１ａから相対位置（Ｎｘ，Ｎｙ）に欠陥３００が検出されたとする。この場合、メモリマット３２１の左端から欠陥３００までの距離はＮｘ、メモリマット３２１の右端からの距離は（Ｗｘ−Ｎｘ）となる。同様にして、メモリマット３２１の下端から欠陥候補３００までの距離はＮｙ、メモリマット３２１の上端からの距離は（Ｗｙ−Ｎｙ）となる。ここで、Ｎｘ＞（Ｗｘ−Ｎｘ）、かつ、Ｎｘ＞（Ｗｙ−Ｎｙ）である場合、欠陥３００に最も近いマットコーナーはメモリマット３２１の右上のマットコーナー３２１ｂであり、その座標は（Ｍｘ＋Ｗｘ、Ｍｙ＋Ｗｙ）である。また、マットコーナー３２１ｂから欠陥３００までの距離は、Ｘ軸方向が（Ｗｘ−Ｎｘ）、Ｙ軸方向が（Ｗｙ−Ｎｙ）となる。
【００４４】
ここで、リビジット画像にて欠陥とマットコーナーの両方を含む画像を取得するためには、マットコーナーから欠陥までのＸ軸方向とＹ軸方向の距離が、どちらもリビジット画像の視野よりも短い必要があるため、（Ｗｘ−Ｎｘ）と（Ｗｙ−Ｎｙ）の内の大きい方を、欠陥３００のマットコーナーからの距離の評価値として用いる。全ての欠陥に対して、マットコーナーからの距離の評価値を求め、評価値が小さいものからレシピでの設定した欠陥数だけリビジット画像取得を行う。ここで、リビジット画像を取得する欠陥は、マットコーナーからの距離の評価値がレシピにて規定された閾値以下の欠陥の中から、輝度やサイズといった欠陥特徴量により選択するようにレシピ設定することも可能である。
【００４５】
（再欠陥検出処理／リビジット画像取得：ステップＳ３０，Ｓ４０）
図８は、再欠陥検出処理を示す図である。欠陥候補とマットコーナーを含む視野において、予め検査レシピで設定した光学条件に基づいてリビジット画像３７１を取得する。レシピ作成時に取得し、レシピに添付して保存しておいたメモリマットコーナーのテンプレート画像のうち、欠陥の近いマットコーナーのテンプレート画像３７２をメモリ上から呼び出す。ここで、テンプレート画像３７２において、マットコ−ナ−３７５は、レシピ作成時に画像上をマウスでクリックすることにより登録しておく。次いで、正規化相関を用いた画像マッチングにより、リビジット画像３７１の中からテンプレート画像に対応する部分の切り出し画像３７３を抽出し、テンプレート画像３７２との間で差画像３７４を作成する。差画像３７４においては、輝度が最大の点を欠陥として判定する。ここで、テンプレート画像３７２上でのマットコーナー３７５の座標を（Ｓｘ，Ｓｙ）、また、差画像３７４での欠陥候補３７６の座標を（Ｔｘ、Ｔｙ）とすると、マットコーナーから欠陥候補３７６までの距離は、Ｘ軸方向が（Ｓｘ−Ｔｘ）、Ｙ軸方向が（Ｓｙ−Ｔｙ）となる。
【００４６】
（欠陥情報生成：ステップＳ５０）
図９は、本実施の形態で生成される欠陥情報を示す図である。図９において、欠陥情報は、ダイ内の欠陥位置表示として、マットコーナーの座標（Ｐｘ，Ｐｙ）、ならびにマットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）を用いている。本実施の形態の欠陥情報においては、マットコーナーの座標（Ｐｘ，Ｐｙ）＝（Ｍｘ＋Ｗｘ，Ｍｙ＋Ｗｙ）、マットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）＝（Ｎｘ−Ｗｘ，Ｎｙ−Ｗｙ）となるが、マットコーナーからの相対位置は、Ｘ軸方向は負符号の場合はコーナーの左側、正符号の場合は右側に欠陥が位置することを示す。また、Ｙ軸方向では、負符号の場合はコーナーの下側、正符号の場合は上側に欠陥が位置することを示す。
【００４７】
リビジット画像による欠陥の再検出を行った欠陥に対しては、検査時に算出したマットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）を（Ｔｘ−Ｓｘ，Ｔｙ−Ｓｙ）に入れ替えて、欠陥情報に記録する。また、欠陥情報には、リビジット画像３７１のファイル名情報を欠陥ＩＤとリンクさせて記録しておく。欠陥情報およびリビジット画像３７１はネットワーク経由でホスト１７に送信され、必要に応じてホスト１７からレビューＳＥＭやＦＩＢ装置に対して配信される。
【００４８】
その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００４９】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、特徴点として、予め設定された参照パターンと一致する形状を有する被検査物上の位置を設定するものである。以下、第１の実施の形態と同等の部材については説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態においては、ステップアンドリピート動作によりダイ内に設定される検査エリアの画像取得を行い、取得画像間の画像比較（ダイ比較）により欠陥検出を行う。
【００５１】
図１０は、本実施の形態における検査エリア作成画面を示す図である。図１０において、ＧＵＩ４８１上には、マップ表示エリア４８２と画像表示エリア４８３が配置されている。マップ表示エリア４８２は、ウエハマップ選択ボタン４８４とダイマップ選択ボタン４８５とＣＡＤ選択ボタン４８６により、ウエハマップ表示とダイマップ表示とＣＡＤデータ表示を切替え可能である。図１０はＣＡＤデータ表示が選択された状態であり、ＣＡＤ選択ボタン４８６がハイライト表示されている。また、表示されるマップの倍率は、表示倍率変更ボタン４８７により変更でき、表示領域をスライドバー４８８によりシフトできる。画像表示エリア４８３は、光学顕微鏡画像選択ボタン４８９とＳＥＭ画像選択ボタン４９０により、光学顕微鏡像とＳＥＭ像とを切替えて表示させることができる。図１０はＳＥＭ像が選択された状態であり、ＳＥＭ画像選択ボタン４９０がハイライト表示されている。
【００５２】
図１０に示すように、ＣＡＤ選択ボタン４８６がハイライト表示された状態で領域登録ボタン４９１を押して、検査領域の登録を開始する。表示倍率変更ボタン４８７とスライドバー４８８により、マップ表示エリア４８２に検査エリアを設定したい領域のＣＡＤデータを表示させる。マップ表示エリア４８２にて、検査エリア左上のポイント４９４aと右下のポイント４９４ｂをクリックすることにより検査エリア４９４を設定し、領域確定ボタン４９２により確定させる。次に、マップ表示エリア４８２にて基準点４９５をクリックし、基準点確定ボタン４９３により確定させることにより、基準点の座標が基準点座標表示エリア４９６に表示される。この状態で、移動ボタン４９７を押して、基準点４９５の画像が画像表示エリア４８３に表示させる。テンプレート登録ボタン４９８を押してからＳＥＭ画像上で基準点５００をクリックする。このとき、クリックされた位置には、テンプレートの基準点５００を示す十字マークと、テンプレートの範囲を示す枠が表示される。テンプレート確定ボタン４９９を押してテンプレート画像とテンプレート位置情報を制御ＰＣのメモリに保存する。ここで、保存されたテンプレート画像は、ＧＵＩ上のテンプレート表示エリア５０１に表示される。
【００５３】
図１１はダイ、基準点、及び、欠陥候補の位置関係を模式的に示す図であり、図１２は欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【００５４】
ダイ４１１に設定された検査エリア４１２の基準点（特徴点）４１３のダイ原点からの相対座標（Ｍｘ，Ｍｙ）と、欠陥４１４の基準点４１３からの相対座標（Ｎｘ，Ｎｙ）を欠陥４１４の位置情報として欠陥情報を生成する。また、欠陥情報にはテンプレート画像４４４（画像ファイル名：Mark_1.tif）と欠陥画像４４５（画像ファイル名：Def_1.tif）も付随して保存され、各欠陥候補のテンプレート画像４４４と欠陥画像４４５のファイル名が欠陥情報に記載される。このような形で欠陥情報を出力することにより、後段のレビューＳＥＭやＦＩＢ装置において、テンプレート画像による基準点での位置補正後に近傍の欠陥候補に移動することができるため、画像上で見つけにくい微小な欠陥も簡単に高倍画像の視野中心に持ってくることが可能となる。
【００５５】
その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）
２ 制御ＰＣ
３ 電子銃
４ カラム
５ コンデンサレンズ
６ 荷電粒子線
７ ディフレクタ
８ 対物レンズ
９ 二次荷電粒子
１０ 荷電粒子検出装置
１１ 半導体ウエハ
１２ ステージ
１３ ビーム走査コントローラ
１４ ステージコントローラ
１５ 画像処理ユニット
１６ ＣＡＤサーバー
１７ ホスト
２０ ダイ
２１ メモリマット
３０ 欠陥候補
４０ 欠陥ＩＤ
４１ ダイ座標
４２ ダイ内座標
４３ マット原点座標
４４ マット座標
４５ クラス
５０ 設定画面
５１ マップ表示エリア
５２ 画像表示エリア
７０ テンプレート表示エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板や薄膜基板、液晶表示素子等の異物、きず、欠陥等を検査する欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や薄膜基板、液晶表示素子等（以下、これらを総称して被検査物と称する）、回路パターンを有する被検査物の製造工程においては、異物、きず、欠陥等（以下、これらを総称して欠陥と称する）を検出し、管理することにより、製品の品質や歩留りの向上が図られている。
【０００３】
このような被検査物の欠陥を検出する従来技術としては、例えば、被検査物である基板の表面に荷電粒子ビームを送ってスキャンして、基板の上面あるいは底面からくる３種類の荷電粒子（２次荷電粒子、後方散乱荷電粒子、透過荷電粒子）の何れかを検出し、その検出結果を用いて得られる画像の隣接する同一パターン間での比較結果に基づいて欠陥検出を行うものが知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体デバイスなどで高集積化のために断続的に進められているパターン寸法の微細化においては、微細化に対するコストや技術障壁の高まりから、半導体デバイスの微細化とともに三次元化が急速に進んでいる。このように三次元化の進む半導体デバイスにおいては、被検査物の表面からの観察だけで欠陥を分析し原因を特定することが困難であるため、欠陥箇所における断面観察のニーズが高まっている。欠陥箇所の断面観察においては、例えは、欠陥検査装置により検出した被検査物の欠陥箇所をＦＩＢ（Focused Ion Beam）により切り出し、その試料の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により観察する方法がある。
【０００６】
しかしながら、半導体デバイスのパターンや検出した欠陥は非常に微細であるため、欠陥をＦＩＢによって切り出す際の欠陥箇所の特定が困難であり、欠陥箇所の切り出しに長い時間を要していた。この結果、観察できる欠陥箇所の数が制限されてしまい、半導体デバイスの製造工程へフィードバックされる情報の量が制限されてしまうという状況であった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、被検査物に荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、荷電粒子線の照射により被検査物から得られる二次荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、前記荷電粒子照射手段からの走査情報と前記荷電粒子検出手段からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報を生成する情報処理手段とを備え、前記欠陥情報は、前記被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、前記繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、前記特徴点に対する前記欠陥候補の相対位置とを含むものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る欠陥検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態の半導体ウエハ上のパターン構成について示す図である。
【図３】第１の実施の形態の欠陥検査装置における検査エリアに関する設定画面を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の欠陥位置補正処理の様子を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の欠陥情報を生成する欠陥情報生成処理を示す処理フローである。
【図７】第２の実施の形態において、メモリマット上に欠陥が検出された様子を示す図である。
【図８】第２の実施の形態の再欠陥検出処理の処理工程を示す図である。
【図９】第２の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態における検査エリア作成画面を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるダイ、基準点、及び、欠陥の位置関係を模式的に示す図である。
【図１２】第３の実施の形態の欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の被検査物の一例として半導体装置が形成される半導体ウエハを挙げ、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置の全体構成を概略的に示す図である。
【００１３】
図１において、本実施の形態の欠陥検査装置は、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）１と、ＳＥＭ１を含む欠陥検査装置全体の動作を制御する制御ＰＣ２と、半導体ウエハ（被検査物）１１に形成される回路パターンのＣＡＤ（Computer Aided Design）情報を記憶するＣＡＤサーバー１６とを概略備えている。
【００１４】
制御ＰＣ２は、欠陥検査装置を含む生産システムなどを制御する上位のホスト１７に接続されており、他の欠陥検査装置や装置と種々の連携が可能なように構成されている。また、図示しない表示装置、入力装置、記憶装置などを備えている。
【００１５】
ＳＥＭ１は、被検査物である半導体ウエハ１１を載置して三次元的に移動可能なステージ１２と、電子光学系であるカラム４に設けられて半導体ウエハ１１に照射する荷電粒子線６を射出する電子銃３と、電子銃３から射出された荷電粒子線６を集束させるためのコンデンサレンズ５および対物レンズ８と、集束された荷電粒子線６を半導体ウエハ１１上に走査させるためのディフレクタ７と、ディフレクタ７の動作を制御するビーム走査コントローラ１３と、荷電粒子線６の照射によって半導体ウエハから得られる二次荷電粒子９を検出する荷電粒子検出装置１０と、ビーム走査コントローラ１３による荷電粒子線６の照射情報と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて半導体ウエハ１１表面の画像を生成する画像処理ユニット１５と、ステージ１２の位置を制御するステージコントローラ１４とを備えている。
【００１６】
画像処理ユニット１５は、ビーム走査コントローラ１３からの走査情報（走査位置の情報）と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を予め定めた閾値と比較して欠陥候補を検出し（欠陥検出処理）、その位置情報を含む欠陥情報（後の図５参照）を生成する。
【００１７】
図２は、本実施の形態における被検査物の一例である半導体ウエハ１１上における位置座標設定を示す図である。なお、以下において、各工程中で半導体ウエハ１１の向きを合わせるためのノッチ１１ｂを下向きに配置した場合に、左右方向にＸ軸、上下方向にＹ軸を設定する。
【００１８】
図２において、半導体ウエハ１１上には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並べて配置された複数のダイ２０が形成されており、ダイ２０上にはさらにＸ軸方向およびＹ軸方向に並べて配置された複数のメモリマット２１が形成されている。そして、ダイ配列におけるそれぞれのダイ２０のダイ座標は、原点ダイ２０１からの相対位置（Ａｘ，Ａｙ）で表す。図２において、ダイ２０２は、原点ダイ２０１から左に２ダイ分、また下に１ダイ分移動した位置であるため、そのダイ座標は（−２，−１）となる。
【００１９】
ダイ２０においては、ダイ２０の下端に沿ってＸ軸、左端に沿ってＹ軸を配置し、このＸ軸とＹ軸の交点（すなわち、ダイ２０の左下角）を原点２０ａとするダイ座標系を構成する。このダイ座標系において、ダイ２０上の欠陥３０の位置は、ダイの原点２０ａからの相対座標（Ｃｘ，Ｃｙ）で表す。
【００２０】
また、ダイの原点２０ａからの欠陥３０を含むメモリマット２１の原点２１ａの相対座標（Ｍｘ，Ｍｙ）、ならびに欠陥３０のマットの原点２１ａからの相対距離（Ｎｘ，Ｎｙ）を用いて、欠陥３０のダイの原点からの相対座標は（Ｍｘ＋Ｎｘ，Ｍｙ＋Ｎｙ）と表すことも出来る。
【００２１】
図３は、本実施の形態の欠陥検査装置における検査エリアに関する設定画面を示す図である。設定画面５０は、制御ＰＣ２の表示装置（図示せず）に表示されている。
【００２２】
図３において、設定画面５０には、マップを表示するマップ表示エリア５１と、画像を表示する画像表示エリア５２とが配置されている。
【００２３】
マップ表示エリア５１の周辺には、マップ表示エリア５１の表示をウエハマップに切り替えるウエハマップ選択ボタン５３と、ダイマップに切り替えるダイマップ選択ボタン５４と、領域選択モードに切り替える矢印ボタン５８と、移動モードに切り替えるポイントボタン５９とが配置されている。図３では、ダイマップ選択ボタン５４が選択され、マップ表示エリア５１に、６行×４列（＝２４個）のセルマット６１が配置されたダイ領域６０のダイマップが表示されている場合を一例として示している。矢印ボタン５８を選択して領域選択モードに切り替え、マップ表示エリア５１のダイマップ上の点を選択することにより、マットコーナー６２〜６５の何れかを選択する。また、ポイントボタン５９を選択して移動モードに切り替え、マップ表示エリア５１のダイマップ上の点を選択することにより、その点に対応する位置の画像が画像表示エリア３３に表示される。
【００２４】
画像表示エリア５２の周辺には、画像表示エリア５２の表示をＣＡＤ画像に切り替えるＣＡＤ画像選択ボタン５５と、光学顕微鏡画像に切り替える光学顕微鏡画像選択ボタン５６と、ＳＥＭ画像に切り替えるＳＥＭ画像選択ボタン５７と、画像表示エリア５２の表示範囲を移動するスライドバー６６、及び、表示倍率を変更する表示倍率変更ボタン６７とが配置されている。図３では、ＣＡＤ画像選択ボタン５５が選択され、画像表示エリア５２にＣＡＤ画像が表示されている場合を示している。
【００２５】
図３に示すように、ダイマップ選択ボタン５４と、ＣＡＤ画像選択ボタン５５とポイントボタン５９が選択された状態で、ダイ領域６０の左下エリアを選択し、画像表示エリア５２にマットコーナー６２付近のＣＡＤ画像を表示させる。画像表示エリア５２にてマットコーナー６２に対応するマットコーナー位置６８を選択し、マットコーナー６２の位置情報を登録する。次に、画像表示エリア５２にてマットコーナー６３に対応するマットコーナー位置６９を選択し、マットコーナー６３の位置情報を登録するし、これによりセルマット６１のサイズが確定される。このとき、必要によりスクロールバー６６や表示倍率変更ボタン６７を用いて、所望の位置のＣＡＤ画像を表示させる。同様に、マットコーナー６４，に対応するマットコーナー位置を選択してマットコーナー６４の位置情報を登録し、セルマット６１の配列ピッチを確定させる。そして、マットコーナー６５に対応するマットコーナー位置を選択してマットコーナー６５の位置情報を登録し、ダイ領域６０におけるセルマット６１の配列数を確定させる。
【００２６】
また、矢印ボタン５８を選択して領域選択モードに切り替え、マップ表示エリア５１においてマットコーナー６２を選択する。この状態で、位置確認ボタン７３を選択することで画像表示エリア５２に、マットコーナー６２を中心としたＣＡＤ画像を表示させる。続いて、ＳＥＭ画像選択ボタン５７を押して、画像表示エリア５１にマットコーナー６２のＳＥＭ画像を表示させ、テンプレート登録ボタン７１を選択してからＳＥＭ画像上でマットコーナー６８を選択する。このとき、選択された位置には、テンプレート画像（後述）の基準点を示す十字マークが表示される。そして、テンプレート確定ボタン７２を選択し、テンプレート画像を検査レシピに添付されるかたちで制御ＰＣ２の記憶装置（図示せず）に保存する。このとき保存されたテンプレート画像は、テンプレート表示エリア７０に表示される。
【００２７】
次に、本実施の形態の欠陥位置補正処理について図面を参照しつつ説明する。図４は、欠陥位置補正処理の様子を並べて示す図である。
【００２８】
本実施の形態の欠陥検出処理は、画像処理ユニット１５において、ビーム走査コントローラ１３からの走査情報（走査位置の情報）と荷電粒子検出装置１０からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を予め定めた閾値と比較して欠陥候補を検出するものである。
【００２９】
図４に示すように、欠陥検出処理のスワス８０がメモリマット２１１〜２１４の下端のマット境界を含む場合、スワス８０実行時にメモリマット２１１〜２１４の各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像を用いて、ステージ精度やウエハ上の帯電分布に伴うビーム曲がりにより生じる位置情報の誤差を補正する欠陥位置補正処理を行うための誤差情報を生成する。
【００３０】
欠陥位置補正処理において、画像処理ユニット１５は、検査レシピに添付され制御ＰＣ２の記憶装置に記憶されたテンプレート画像を読み出し、スワス８０の実行によって得られるメモリマット２１１〜２１４の各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像に対してテンプレートマッチングを行い、各マットコーナー２１１ａ〜２１４ａの画像とテンプレート画像の間でのＸ方向偏差８１およびＹ方向偏差８２を算出する。図４に示すように、複数のメモリマット２１のひとつであるメモリマット２１２に関して、テンプレートマッチングによりＸ方向偏差がＥｘ、Ｙ方向偏差がＥｙである。従って、ダイ座標系において、メモリマット２１１内の欠陥３０の補正処理前の座標が（Ｃｘ０，Ｃｙ０）であったとすると、補正後の座標を（Ｃｘ，Ｃｙ）＝（Ｃｘ０−Ｅｘ，Ｃｙ０−Ｅｙ）とすることで欠陥３０の位置を補正できる。また、欠陥３０のメモリマット２１２の原点２１２ａからの相対距離は、（Ｎｘ，Ｎｙ）＝（Ｃｘ０−Ｅｘ−Ｍｘ，Ｃｙ０−Ｅｙ−Ｍｙ）とすることで補正処理を行う。
【００３１】
図５は、欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【００３２】
図５において、欠陥情報は、欠陥検出処理により検出された欠陥３０のそれぞれに割り当てられた欠陥ＩＤ４０と、各欠陥３０が存在するダイ２０２の原点ダイからの相対位置（ダイ座標）４１と、各欠陥３０のダイ座標系における原点２０ａからの相対座標（ダイ内座標）４２と、各欠陥３０のあるメモリマット２１のダイ座標系における原点２０ａからの相対座標（マット原点座標）４３と、各欠陥３０のメモリマットの原点２１ａからの相対位置（マット座標）４４と、各欠陥の種類を表す分類コード（クラス）４５とから構成されている。図５では、欠陥候補３０に欠陥ＩＤ４０として１が割り当てられ、ダイ座標４１は（Ａｘ，Ａｙ）、ダイ内座標４２は（Ｃｘ，Ｃｙ）、マット原点座標４３は（Ｍｘ，Ｍｙ）、マット座標４４は（Ｎｘ，Ｎｙ）、クラス４５は１である場合を示している。
【００３３】
以上のように構成した本実施の形態における動作を説明する。
【００３４】
まず、欠陥検査装置の制御ＰＣ２の表示装置（図示せず）に表示された設定画面５０において、検査エリアに関する設定を行い、次いで、ステージ１２上に被検査物の一例である半導体ウエハ１１を載置して、欠陥検出処理を行い、欠陥候補に関する欠陥情報を生成する。生成された欠陥情報は、被検査物である半導体ウエハ１１とともに、欠陥箇所を切り出すための後段のＦＩＢ装置に送られる。ＦＩＢ装置では、本実施の形態の欠陥検査装置で生成された欠陥情報に基づいて各欠陥候補の位置を特定し、欠陥箇所をＦＩＢにより切り出して断面観察用の試料を作製し、ＳＥＭなどによりその断面を観察する。
【００３５】
以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。
【００３６】
近年、半導体デバイスなどで高集積化のために断続的に進められているパターン寸法の微細化においては、微細化に対するコストや技術障壁の高まりから、半導体デバイスの微細化とともに三次元化が急速に進んでいる。このように三次元化の進む半導体デバイスにおいては、被検査物の表面からの観察だけで欠陥を分析し原因を特定することが困難であるため、欠陥箇所における断面観察のニーズが高まっている。欠陥箇所の断面観察においては、例えは、欠陥検査装置により検出した被検査物の欠陥箇所をＦＩＢ（Focused Ion Beam）により切り出し、その試料の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により観察する方法がある。
【００３７】
しかしながら、半導体デバイスのパターンや検出した欠陥は非常に微細であるため、欠陥をＦＩＢによって切り出す際の欠陥箇所の特定が困難であり、欠陥箇所の切り出しに長い時間を要していた。この結果、観察できる欠陥箇所の数が制限されてしまい、半導体デバイスの製造工程へフィードバックされる情報の量が制限されてしまうという状況であった。
【００３８】
これに対し、本実施の形態においては、欠陥情報に、被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、繰り返しパターン内に予め定められた特徴点（つまり、メモリマットの原点）の相対位置と、その特徴点に対する欠陥候補の相対位置とを含むように構成したので、ＦＩＢによる切り出しの際の欠陥箇所の特定をより容易に行うことができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、後述するマットコーナー（特徴点）に近い欠陥候補の検出画像を再取得し、再欠陥検出処理を行う機能を有するものである。以下、第１の実施の形態と同等の部材については説明を省略する。
【００４０】
図６は、本実施の形態における欠陥情報を生成する欠陥情報生成処理の内容を示すフローチャートである。
【００４１】
本実施の形態の欠陥検出装置は、欠陥情報生成処理の開始が指示されると、被検査物に対して欠陥検出処理を行い（ステップＳ１０）、その処理情報を取得した制御ＰＣ２は、欠陥検出処理により検出された欠陥から、メモリマットのコーナー付近の欠陥を抽出する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０で抽出された欠陥についてリビジット画像を取得し（ステップＳ３０）、そのリビジット画像を用いて再度、欠陥検出処理を行う（ステップＳ４０）。ステップＳ２０で抽出した欠陥の全てに対してステップＳ３０とステップＳ４０の処理を行う。次いで、ステップＳ４０の再欠陥検出処理で検出された欠陥候補の情報を含む欠陥情報を生成し（ステップＳ５０）、処理を終了する。
【００４２】
以上のように構成した欠陥情報生成処理の各工程について詳述する。
【００４３】
（欠陥抽出：ステップＳ２０）
図７は、あるメモリマット３２１に欠陥３００が検出された様子を示す図である。マット原点が（Ｍｘ，Ｍｙ）であり、横方向と縦方向のマットサイズがそれぞれＷｘとＷｙであるメモリマット３２１にて、マット原点３２１ａから相対位置（Ｎｘ，Ｎｙ）に欠陥３００が検出されたとする。この場合、メモリマット３２１の左端から欠陥３００までの距離はＮｘ、メモリマット３２１の右端からの距離は（Ｗｘ−Ｎｘ）となる。同様にして、メモリマット３２１の下端から欠陥候補３００までの距離はＮｙ、メモリマット３２１の上端からの距離は（Ｗｙ−Ｎｙ）となる。ここで、Ｎｘ＞（Ｗｘ−Ｎｘ）、かつ、Ｎｘ＞（Ｗｙ−Ｎｙ）である場合、欠陥３００に最も近いマットコーナーはメモリマット３２１の右上のマットコーナー３２１ｂであり、その座標は（Ｍｘ＋Ｗｘ、Ｍｙ＋Ｗｙ）である。また、マットコーナー３２１ｂから欠陥３００までの距離は、Ｘ軸方向が（Ｗｘ−Ｎｘ）、Ｙ軸方向が（Ｗｙ−Ｎｙ）となる。
【００４４】
ここで、リビジット画像にて欠陥とマットコーナーの両方を含む画像を取得するためには、マットコーナーから欠陥までのＸ軸方向とＹ軸方向の距離が、どちらもリビジット画像の視野よりも短い必要があるため、（Ｗｘ−Ｎｘ）と（Ｗｙ−Ｎｙ）の内の大きい方を、欠陥３００のマットコーナーからの距離の評価値として用いる。全ての欠陥に対して、マットコーナーからの距離の評価値を求め、評価値が小さいものからレシピでの設定した欠陥数だけリビジット画像取得を行う。ここで、リビジット画像を取得する欠陥は、マットコーナーからの距離の評価値がレシピにて規定された閾値以下の欠陥の中から、輝度やサイズといった欠陥特徴量により選択するようにレシピ設定することも可能である。
【００４５】
（再欠陥検出処理／リビジット画像取得：ステップＳ３０，Ｓ４０）
図８は、再欠陥検出処理を示す図である。欠陥候補とマットコーナーを含む視野において、予め検査レシピで設定した光学条件に基づいてリビジット画像３７１を取得する。レシピ作成時に取得し、レシピに添付して保存しておいたメモリマットコーナーのテンプレート画像のうち、欠陥の近いマットコーナーのテンプレート画像３７２をメモリ上から呼び出す。ここで、テンプレート画像３７２において、マットコ−ナ−３７５は、レシピ作成時に画像上をマウスでクリックすることにより登録しておく。次いで、正規化相関を用いた画像マッチングにより、リビジット画像３７１の中からテンプレート画像に対応する部分の切り出し画像３７３を抽出し、テンプレート画像３７２との間で差画像３７４を作成する。差画像３７４においては、輝度が最大の点を欠陥として判定する。ここで、テンプレート画像３７２上でのマットコーナー３７５の座標を（Ｓｘ，Ｓｙ）、また、差画像３７４での欠陥候補３７６の座標を（Ｔｘ、Ｔｙ）とすると、マットコーナーから欠陥候補３７６までの距離は、Ｘ軸方向が（Ｓｘ−Ｔｘ）、Ｙ軸方向が（Ｓｙ−Ｔｙ）となる。
【００４６】
（欠陥情報生成：ステップＳ５０）
図９は、本実施の形態で生成される欠陥情報を示す図である。図９において、欠陥情報は、ダイ内の欠陥位置表示として、マットコーナーの座標（Ｐｘ，Ｐｙ）、ならびにマットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）を用いている。本実施の形態の欠陥情報においては、マットコーナーの座標（Ｐｘ，Ｐｙ）＝（Ｍｘ＋Ｗｘ，Ｍｙ＋Ｗｙ）、マットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）＝（Ｎｘ−Ｗｘ，Ｎｙ−Ｗｙ）となるが、マットコーナーからの相対位置は、Ｘ軸方向は負符号の場合はコーナーの左側、正符号の場合は右側に欠陥が位置することを示す。また、Ｙ軸方向では、負符号の場合はコーナーの下側、正符号の場合は上側に欠陥が位置することを示す。
【００４７】
リビジット画像による欠陥の再検出を行った欠陥に対しては、検査時に算出したマットコーナーからの相対位置（Ｑｘ，Ｑｙ）を（Ｔｘ−Ｓｘ，Ｔｙ−Ｓｙ）に入れ替えて、欠陥情報に記録する。また、欠陥情報には、リビジット画像３７１のファイル名情報を欠陥ＩＤとリンクさせて記録しておく。欠陥情報およびリビジット画像３７１はネットワーク経由でホスト１７に送信され、必要に応じてホスト１７からレビューＳＥＭやＦＩＢ装置に対して配信される。
【００４８】
その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００４９】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、特徴点として、予め設定された参照パターンと一致する形状を有する被検査物上の位置を設定するものである。以下、第１の実施の形態と同等の部材については説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態においては、ステップアンドリピート動作によりダイ内に設定される検査エリアの画像取得を行い、取得画像間の画像比較（ダイ比較）により欠陥検出を行う。
【００５１】
図１０は、本実施の形態における検査エリア作成画面を示す図である。図１０において、ＧＵＩ４８１上には、マップ表示エリア４８２と画像表示エリア４８３が配置されている。マップ表示エリア４８２は、ウエハマップ選択ボタン４８４とダイマップ選択ボタン４８５とＣＡＤ選択ボタン４８６により、ウエハマップ表示とダイマップ表示とＣＡＤデータ表示を切替え可能である。図１０はＣＡＤデータ表示が選択された状態であり、ＣＡＤ選択ボタン４８６がハイライト表示されている。また、表示されるマップの倍率は、表示倍率変更ボタン４８７により変更でき、表示領域をスライドバー４８８によりシフトできる。画像表示エリア４８３は、光学顕微鏡画像選択ボタン４８９とＳＥＭ画像選択ボタン４９０により、光学顕微鏡像とＳＥＭ像とを切替えて表示させることができる。図１０はＳＥＭ像が選択された状態であり、ＳＥＭ画像選択ボタン４９０がハイライト表示されている。
【００５２】
図１０に示すように、ＣＡＤ選択ボタン４８６がハイライト表示された状態で領域登録ボタン４９１を押して、検査領域の登録を開始する。表示倍率変更ボタン４８７とスライドバー４８８により、マップ表示エリア４８２に検査エリアを設定したい領域のＣＡＤデータを表示させる。マップ表示エリア４８２にて、検査エリア左上のポイント４９４aと右下のポイント４９４ｂをクリックすることにより検査エリア４９４を設定し、領域確定ボタン４９２により確定させる。次に、マップ表示エリア４８２にて基準点４９５をクリックし、基準点確定ボタン４９３により確定させることにより、基準点の座標が基準点座標表示エリア４９６に表示される。この状態で、移動ボタン４９７を押して、基準点４９５の画像が画像表示エリア４８３に表示させる。テンプレート登録ボタン４９８を押してからＳＥＭ画像上で基準点５００をクリックする。このとき、クリックされた位置には、テンプレートの基準点５００を示す十字マークと、テンプレートの範囲を示す枠が表示される。テンプレート確定ボタン４９９を押してテンプレート画像とテンプレート位置情報を制御ＰＣのメモリに保存する。ここで、保存されたテンプレート画像は、ＧＵＩ上のテンプレート表示エリア５０１に表示される。
【００５３】
図１１はダイ、基準点、及び、欠陥候補の位置関係を模式的に示す図であり、図１２は欠陥検査装置による欠陥検出処理で生成される欠陥情報を示す図である。
【００５４】
ダイ４１１に設定された検査エリア４１２の基準点（特徴点）４１３のダイ原点からの相対座標（Ｍｘ，Ｍｙ）と、欠陥４１４の基準点４１３からの相対座標（Ｎｘ，Ｎｙ）を欠陥４１４の位置情報として欠陥情報を生成する。また、欠陥情報にはテンプレート画像４４４（画像ファイル名：Mark_1.tif）と欠陥画像４４５（画像ファイル名：Def_1.tif）も付随して保存され、各欠陥候補のテンプレート画像４４４と欠陥画像４４５のファイル名が欠陥情報に記載される。このような形で欠陥情報を出力することにより、後段のレビューＳＥＭやＦＩＢ装置において、テンプレート画像による基準点での位置補正後に近傍の欠陥候補に移動することができるため、画像上で見つけにくい微小な欠陥も簡単に高倍画像の視野中心に持ってくることが可能となる。
【００５５】
その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１ ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）
２ 制御ＰＣ
３ 電子銃
４ カラム
５ コンデンサレンズ
６ 荷電粒子線
７ ディフレクタ
８ 対物レンズ
９ 二次荷電粒子
１０ 荷電粒子検出装置
１１ 半導体ウエハ
１２ ステージ
１３ ビーム走査コントローラ
１４ ステージコントローラ
１５ 画像処理ユニット
１６ ＣＡＤサーバー
１７ ホスト
２０ ダイ
２１ メモリマット
３０ 欠陥候補
４０ 欠陥ＩＤ
４１ ダイ座標
４２ ダイ内座標
４３ マット原点座標
４４ マット座標
４５ クラス
５０ 設定画面
５１ マップ表示エリア
５２ 画像表示エリア
７０ テンプレート表示エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、
荷電粒子線の照射により被検査物から得られる二次荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、
前記荷電粒子照射手段からの走査情報と前記荷電粒子検出手段からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する欠陥検出手段と、
前記欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報を生成する情報処理手段とを備え、
前記欠陥情報は、
前記被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、前記繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、
前記特徴点に対する前記欠陥候補の相対位置とを含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれの外周を規定する境界の角部のうち、前記欠陥候補に最も近い角部を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内に形成されたパターンの一部であって、予め設定された参照パターンと一致する形状を有する位置を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点の検出画像と予め設定された前記原点の参照パターンとの比較により得られる位置情報の差分を補正情報として前記欠陥情報に含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項記載の欠陥検査装置において、
前記欠陥情報に基づいて前記欠陥候補を含む領域の検出画像を再度取得し、該検出画像を用いて欠陥候補を検出することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項４記載の欠陥検査装置において、
前記欠陥情報は、前記参照パターンも含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１】
被検査物に荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、
荷電粒子線の照射により被検査物から得られる二次荷電粒子を検出する荷電粒子検出手段と、
前記荷電粒子照射手段からの走査情報と前記荷電粒子検出手段からの検出信号に基づいて得られた検査エリアの検出画像と参照エリアの検出画像とを比較し、両者の差分を閾値と比較して欠陥候補を検出する欠陥検出手段と、
前記欠陥候補の位置情報を含む欠陥情報を生成する情報処理手段とを備え、
前記欠陥情報は、
前記被検査物上に形成された繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点に対する、前記繰り返しパターン内に予め定められた特徴点の相対位置と、
前記特徴点に対する前記欠陥候補の相対位置とを含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれの外周を規定する境界の角部のうち、前記欠陥候補に最も近い角部を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内に形成されたパターンの一部であって、予め設定された参照パターンと一致する形状を有する位置を特徴点としたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の欠陥検査装置において、
前記繰り返しパターン内にさらに設けられた繰り返しパターンのそれぞれに設定された座標領域の原点の検出画像と予め設定された前記原点の参照パターンとの比較により得られる位置情報の差分を補正情報として前記欠陥情報に含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項記載の欠陥検査装置において、
前記欠陥情報に基づいて前記欠陥候補を含む領域の検出画像を再度取得し、該検出画像を用いて欠陥候補を検出することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項４記載の欠陥検査装置において、
前記欠陥情報は、前記参照パターンも含むことを特徴とする欠陥検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１２２７６５（Ｐ２０１２−１２２７６５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１８１８（Ｐ２０１０−２７１８１８）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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