(57)【要約】【課題】より短時間で欠陥を撮像できる欠陥観察装置および欠陥観察方法を得ること。【解決手段】この欠陥観察方法は、観察対象物の欠陥および基準マークの位置座標を取得するステップと、欠陥を検出して、この検出された欠陥位置に応じて位置座標を補正する第１の方法で欠陥を撮像するのに必要な第１の時間を算出するステップと、基準マークを検出して、この検出された基準マーク位置に応じて位置座標を補正する第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な第２の時間を算出するステップと、第１、第２の時間を比較するステップと、比較結果に応じて、第１または第２の方法で位置座標を補正して欠陥を撮像するステップとを具備する。【選択図】図１
2010107412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象物の欠陥および基準マークの位置座標を取得するステップと、
前記欠陥を検出して、この検出された欠陥位置に応じて位置座標を補正する第１の方法で前記欠陥を撮像するのに必要な第１の時間を算出するステップと、
前記基準マークを検出して、この検出された基準マーク位置に応じて位置座標を補正する第２の方法で前記欠陥を撮像するのに必要な第２の時間を算出するステップと、
前記第１、第２の時間を比較するステップと、
前記比較結果に応じて、前記第１または前記第２の方法で位置座標を補正して前記欠陥を撮像するステップと
を具備することを特徴とする欠陥観察方法。
【請求項２】
前記第１の方法は、
前記欠陥の位置座標を低倍率で撮像するステップと、
前記撮像された画像から欠陥を検出するステップと、
前記検出された欠陥の位置に応じて位置座標を補正するステップと、
を具備し、
前記第２の方法は、
前記基準マークの座標位置を低倍率で撮像するステップと、
前記撮像された画像から基準マークを検出するステップと、
前記検出された基準マークの位置に応じて位置座標を補正するステップと
を具備することを特徴とする請求項１に記載の欠陥観察方法。
【請求項３】
前記欠陥の大きさを取得するステップを具備し、
前記欠陥を撮像するステップは、前記欠陥の大きさに応じて前記撮像の視野範囲または画素数の少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の欠陥観察方法。
【請求項４】
前記第１、第２の方法による位置座標の補正量を記憶するステップと、
前記記憶された補正量と閾値とを比較するステップと、
前記比較結果に位置ずれ量の比較結果に応じて、警報を発するステップと
を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の欠陥観察方法。
【請求項５】
観察対象物の欠陥および基準マークの位置座標を記憶する記憶部と、
前記欠陥を検出して、この検出された欠陥位置に応じて位置座標を補正する第１の方法で前記欠陥を撮像するのに必要な第１の時間および前記基準マークを検出して、この検出された基準マーク位置に応じて位置座標を補正する第２の方法で前記欠陥を撮像するのに必要な第２の時間を算出する時間算出部と、
前記第１、第２の時間を比較する比較部と、
前記比較結果に応じて、前記第１または前記第２の方法で位置座標を補正して前記欠陥を撮像する撮像部と
を具備することを特徴とする欠陥観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象物である試料を保持するステージを移動して、試料の欠陥を観察する欠陥観察装置および欠陥観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶デバイス（以下、半導体デバイス等と称す）の製造では、欠陥の種類と製造工程には一定の因果関係がある。このため、半導体デバイス等の製造において、高い歩留を確保するためには、欠陥検出装置で検出した半導体デバイス等の欠陥を解析して該当する製造工程に早期にフィードバックすることが重要となる。
【０００３】
しかしながら、欠陥観察装置で欠陥を撮像する場合、欠陥検出装置と欠陥観察装置との搬送精度の違いや、装置内の観察対象である基板（以下、ウェハと称す）の温度の違い等、多くの要因により位置にずれが生じるため高倍率の画像では、欠陥が撮像の撮像視野（ＦＯＶ:Field Of View）内に入らない場合がある。
【０００４】
このため、従来方法では、位置ずれを低減するために装置内の温度を一定に保つ機構を設ける方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。また、欠陥検出装置から取得した欠陥位置を低倍率で撮像して欠陥を認識し、認識した欠陥が撮像視野の中心位置となるようにステージを移動させて位置補正したのち、欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像する方法が提案されている。
【特許文献１】特願平１１−１７６９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記方法では、低倍率で欠陥を撮像して位置補正したのちに、欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像するので時間が掛かる問題があった。
上記に鑑み、本発明は、より短時間で欠陥を撮像できる欠陥観察装置および欠陥観察方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る欠陥観察方法は、観察対象物の欠陥および基準マークの位置座標を取得するステップと、欠陥を検出して、この検出された欠陥位置に応じて位置座標を補正する第１の方法で欠陥を撮像するのに必要な第１の時間を算出するステップと、基準マークを検出して、この検出された基準マーク位置に応じて位置座標を補正する第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な第２の時間を算出するステップと、第１、第２の時間を比較するステップと、比較結果に応じて、第１または第２の方法で位置座標を補正して欠陥を撮像するステップとを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明の一態様に係る欠陥観察装置は、観察対象物の欠陥および基準マークの位置座標を記憶する記憶部と、欠陥を検出して、この検出された欠陥位置に応じて位置座標を補正する第１の方法で欠陥を撮像するのに必要な第１の時間および基準マークを検出して、この検出された基準マーク位置に応じて位置座標を補正する第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な第２の時間を算出する時間算出部と、第１、第２の時間を比較する比較部と、比較結果に応じて、第１または第２の方法で位置座標を補正して欠陥を撮像する撮像部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、欠陥の撮像時間を短縮できる欠陥観察装置および欠陥観察方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
【００１０】
この第１の実施形態に係る欠陥観察装置は、半導体デバイス等の欠陥を観察して解析するための装置である。欠陥観察装置は、欠陥検出装置から検出された欠陥の位置座標を取得して、取得した位置座標を自己の位置座標に変換する。そして、変換後の欠陥の位置座標へステージを移動させ、欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像する。なお、この欠陥の撮像は、ＡＤＲ（Automatic Defect Review）により自動で行われる。
【００１１】
また、この第１の実施形態に係る欠陥観察装置は、上述したＡＤＲにより、異なる第１、第２の２通りの方法で位置座標を補正して欠陥を撮像する場合に、どちらの方法が短時間で欠陥を撮像できるかを予測する。そして、短時間で欠陥を撮像できる方法により欠陥を撮像する。
【００１２】
なお、第１の方法では、低倍率で欠陥を撮像して位置座標を補正したのち、高倍率で欠陥を撮像する。また、第２の方法では、低倍率で基準マークを撮像して位置座標を補正したのち高倍率で欠陥を撮像する。なお、この低倍率および高倍率での撮像は、予め決定されたＦＯＶおよび画像数で実施される。
【００１３】
なお、ここで言う位置座標の補正（以下、位置補正と称する）とは、欠陥検出装置から受け取った欠陥位置と、欠陥観察装置で実際に観察された欠陥位置とのずれを補正することである。
この第１の実施形態に係る欠陥観察装置としては、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）レビュー装置を想定している。しかし、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）やＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）を用いたレビュー装置、もしくは光学式のレビュー装置にも適用可能である。
【００１４】
以下、詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る欠陥観察装置１の構成の一例を示した構成図である。
図１に示すように、この第１の実施形態に係る欠陥観察装置１は、ロードポート１１、プリアライナ１２、搬送ロボット１３、ステージ１４、制御装置１５、撮像部１６、モニタ１７、入力受付部１８および駆動部１９を具備する。ステージ１４上のウェハ２０は、この第１の実施形態に係る欠陥観察装置１の観察対象である。
【００１５】
搬送ロボット１３は、ロードポート１１、プリアライナ１２およびステージ１４との間でウェハ２０を搬送する。搬送ロボット１３は、ウェハ２０を搬送するアームを具備する。アームには、真空チャックまたはクランプが備えられている。この真空チャックまたはクランプにより、ウェハ２０はアームにしっかりと保持される。
【００１６】
プリアライナ１２は、ウェハ２０のエッジを複数点検出し、偏心補正（ウェーハ中心補正）を行う。また、プリアライナ１２は、ウェハ２０のノッチを検出する。さらに、プリアライナ１２は、ウェハ２０を回転させて、ノッチを予め定められた位置まで移動させる。これにより、ウェハ２０の向きをそろえて、ステージ１４へウェハ２０を搬送できる。
【００１７】
ステージ１４は、真空チャックもしくは静電チャックを具備し、搬送ロボット１３により搬送されたウェハ２０を保持する。
【００１８】
駆動部１９は、ステージ１４を縦方向（Ｘ軸方向）に駆動する第１のモータと、ステージ１４を横軸方向（Ｙ軸方向）に駆動する第２のモータと、ステージ１４を回転方向（θ方向）に駆動する第３のモータを具備する。駆動部１９は、第１乃至第３のモータによりステージ１４を駆動する。なお、モータの代わりにエアスライダを用いてステージ１４を駆動してもよい。
【００１９】
撮像部１６は、ウェハ２０を撮像する。撮像部１６は、ＳＥＭ画像の撮像に必要な機構、例えば、電子銃、レンズ、偏向器、対物レンズ、二次電子検出器などを具備する。
【００２０】
表示部１７は、欠陥観察装置１の操作に必要な情報を表示する。また、撮像部１６で撮像した画像を表示する。表示部１７は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）である。
【００２１】
入力受付部１８は、欠陥観察装置１のオペレータからの指示を受け付け、受け付けた指示を制御装置１５へ入力する。入力受付部１８は、キーボードやマウスなどの入力用デバイスである。
【００２２】
制御装置１５は、外部の欠陥検出装置から入力される欠陥位置情報と基準位置情報に基づきロードポート１１、プリアライナ１２、搬送ロボット１３、駆動部２０および撮像部１６を制御して、ウェハ２０の欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像する。
【００２３】
図２は、欠陥位置情報および基準位置情報を説明するための図である。
欠陥位置情報とは、欠陥検出装置により検出された欠陥２０３の位置座標の情報である。欠陥位置情報は、欠陥数および欠陥の位置座標が各領域に対応づけられており、欠陥の存在する領域、該領域内の欠陥の個数などに換算可能である。
【００２４】
この第１の実施形態に係る欠陥観察装置１は、ウェハ２０の中心位置Ｏをゼロ点（０、０）としたＸＹ座標系を採用する。欠陥位置座標は、このウェハ２０の中心位置Ｏをゼロ点としたＸＹ座標により規定される。なお、欠陥検出装置の座標系と、この欠陥観察装置１の座標系が異なる場合は、ウェハ２０の中心位置Ｏをゼロ点としたＸＹ座標系に変換される。なお、この実施形態では、ウェハ２０の中心位置Ｏをゼロ点としているが、ウェハ２０上の任意の位置をゼロ点としても良い。
【００２５】
基準位置情報とは、ウェハ２０のアライメント（位置合わせ）に使用されるアライメントマーク（以下、基準マークと称す）の位置座標の情報である。基準位置情報も、ウェハ２０の中心位置Ｏをゼロ点としたＸＹ座標により規定される。この第１の実施形態では、図２に示すように基準マーク２０１、２０２が各領域Ａ乃至Ｆの左上、左下にそれぞれ配置されている。
【００２６】
基準マークとしては、半導体装置の製造に用いられる露光装置（ステッパ）の基準マークや、検査、加工用にウェハ上に形成される基準マークが使用できる。
【００２７】
基準マークが不鮮明で基準マークとして用いることが適当でない場合、他の位置における特徴的なパターンを基準マークとして用いても良い。この場合、領域毎に基準パターンを設定するのを避けるため、各領域に共通して有する特徴的なパターンを用いた方が良い。
【００２８】
この第１に実施形態では、ウェハ２０上に形成された半導体チップごとに領域番号（図２では、Ａ乃至Ｆ）を割り当てている。このため、領域Ａ乃至Ｆの大きさおよびウェハ２０上の位置は、各半導体チップの左上および右下の位置座標により規定される。
【００２９】
なお、領域Ａ乃至Ｆの大きさおよびウェハ２０上での位置は、半導体チップの左下および右上の位置座標により規定しても良い。また、各半導体チップの四隅（左上、左下、右上、右下）のいずれか1点の位置座標と、この点からの縦方向の長さ（ｂ）及び横方向の長さ（ａ）により領域の大きさおよびウェハ２０上の位置を規定しても良い。
【００３０】
さらに、半導体チップ以外にも、露光装置のショットサイズを用いて領域を規定しても良く、ウェハ２０を任意の大きさに分割して各領域としても良い。
なお、図２では、領域Ａ乃至Ｆに対応する半導体チップのみを示したが、実際にはウェハ２０の略全面に半導体チップが形成されている。
【００３１】
図３は、制御装置１５の詳細構成の一例を示した構成図である。
制御装置１５は、第１のデータベース（ＤＢ）１０１、第２のデータベース（ＤＢ）１０２、第３のデータベース（ＤＢ）１０３、第１のサーバ１０４、第２のサーバ１０５、第３のサーバ１０６、制御部１０７、時間算出部１０８、比較判定部１０９、位置補正部１１０、座標変換部１１１、送受信部１１２を具備する。
【００３２】
第１のデータベース１０１には、位置補正に用いられる参照画像が記憶されている。参照画像として、回路の設計図、回路シミュレータによる回路図などが使用できる。また、参照画像として自己生成画像や隣接チップ画像を用いても良い。第１のデータベース１０１との情報の受け渡しは、第１のサーバ１０４を介して行われる。
【００３３】
第２のデータベース１０２には、第１、第２の方法による欠陥の撮像に必要な時間を算出するために必要な情報が記憶されている。
具体的には、以下の情報が記憶されている。
１．ステージ１４の駆動速度Ｓ。
２．ステージ１４が停止位置で完全に停止するまでの時間Ｔ１（オーバーシュートが収束するまでの時間）。
３．低倍率での撮像に必要な時間（フォーカス時間を含む）Ｔ２。
４．予め測定された位置補正に必要な時間Ｔ３（欠陥画像を用いた場合）。
５．予め測定された位置補正に必要な時間Ｔ４（基準マークを用いた場合）。
６．予め測定された位置補正量ビームシフト（電子線の偏向）する時間Ｔ５。
７．予め測定された位置補正量Ｌ１（基準マークを用いた場合）。
８．高倍率での撮像に必要な時間（フォーカス時間を含む）Ｔ６。
９．座標変換後の基準位置情報。
１０．座標変換後の欠陥位置情報。
【００３４】
位置補正に必要な時間および位置補正量を、実際の補正前に正確に求めることは難しい。そこで、この第１の実施形態では、予め測定された位置補正Ｔ３乃至Ｔ５の時間を、位置補正に必要な時間として、第２のデータベース１０２へ記憶している。また、予め測定された位置補正量Ｌ１を第２のデータベース１０２へ記憶している。
【００３５】
位置補正に必要な時間および位置補正量は、ウェハ２０に形成される半導体回路の機種ごとや工程ごとに設定しても良い。また、この位置補正に必要な時間および位置補正量は、位置補正が行われるたびに更新されるように構成しても良い。第２のデータベース１０２との情報の受け渡しは、第２のサーバ１０５を介して行われる。
【００３６】
時間算出部１０８は、欠陥毎に、低倍率で欠陥を撮像して位置補正した場合（第１の方法）に高倍率で欠陥を撮像するのに必要な時間と、基準マークを低倍率で撮像して位置補正した場合（第２の方法）に高倍率で欠陥を撮像するのに必要な時間とを算出する。この時間の算出には、第２のデータベース１０２に記憶されている情報が用いられる。
【００３７】
欠陥の撮像は、ウェハ２０上の各領域内に存在するすべての欠陥について行われる。また、欠陥の撮像に必要な時間の算出は、領域毎に行われる。撮像時間の算出方法については、図７で詳細に説明する。
【００３８】
比較判定部１０９は、時間算出部１０８で算出された第１の方法で欠陥を撮像するのに必要な時間と、第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な時間の比較を行う。そしてどちらの時間が短いかを判定する。比較判定部１０９は、判定結果に応じて、第１の方法で欠陥を撮像するか、第２の方法で欠陥を撮像するかを決定する。
【００３９】
制御部１０７は、撮像部１６、駆動部１９、ロードポート１１、プリアライナ１２、搬送ロボット１３を制御してウェハ２０の欠陥を撮像する。図３には示していないが、制御部１０７は、撮像した画像を一時的に記憶するバッファメモリを具備する。
なお、制御部１０７は、比較判定部１０９で決定した方法で欠陥を撮像する。欠陥の撮像方法については、図８、９で詳細に説明する。
【００４０】
第３のデータベース１０３には、制御部１０７が撮像した欠陥画像が記憶される。第３のデータベース１０３との情報の受け渡しは、第３のサーバ１０６を介して行われる。
【００４１】
位置補正部１１０は、撮像部１６で撮像された画像と参照画像との差分画像を生成し、位置補正を行う。
【００４２】
図４Ａは、欠陥の撮像画像２０４を示した図である。図４Ａには、欠陥２０５が示されている。
図４Ｂは、参照画像２０６を示した図である。
図４Ｃは、撮像画像２０４と参照画像２０６との差分画像２０７を示した図である。図４Ｃには、撮像範囲の中心位置２０８が示されている。
図４Ｄは、位置補正後の欠陥画像２０９を示した図である。
以下、図４Ａ乃至４Ｄを用いて位置補正について説明する。
【００４３】
（第１の方法による位置補正）
欠陥の撮像画像を用いた位置補正を行う場合、位置補正部１１０は、以下の手順で位置補正する。
１．制御部１０７が撮像した欠陥画像２０４と、撮像した隣接チップの参照画像２０６とを比較し、両画像の位置が一致するように位置合わせ（以下、マッチングと称す）を行う。
２．マッチングした欠陥画像２０４と参照画像２０６との差分画像２０７を生成する。
３．生成した差分画像２０７から欠陥画像２０４と参照画像２０６との異なる部分、すなわち欠陥２０５を認識する。
４．認識した欠陥２０５の位置が、撮像部１６による撮像範囲の中心位置２０８となるようにビームシフト（電子線の偏向）を行う（センタリング）。なお、ビームシフトでは、欠陥を撮像範囲の中心とすることができない場合など、必要に応じてステージ１４を移動させても良い。
【００４４】
（第２の方法による位置補正）
基準マークの撮像画像を用いた位置補正を行う場合、位置補正部１１０は、以下の手順で位置補正する。
１．基準マーク２０１の撮像画像と第１のデータベース１０１に記憶されている基準マークの参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１を認識する。
２．認識した基準マーク２０１の位置と撮像部１６による撮像範囲の中心位置とのずれ量Ａを算出する。
３．基準マーク２０２の撮像画像と第１のデータベース１０１に記憶されている参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０２を認識する。
４．認識した基準マーク２０２の位置と撮像部１６による撮像範囲の中心位置とのずれ量Ｂを算出する。
５．算出したずれ量Ａ、Ｂ分だけステージ１４を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に駆動してウェハ２０を位置補正する。
【００４５】
送受信部１１２は、外部の欠陥検出装置から欠陥位置情報および基準位置情報を受信する。また、撮像部１６、駆動部１９、ロードポート１１、プリアライナ１２および搬送ロボット１３と制御部１０７間で制御信号およびデータを送受信する。
【００４６】
座標変換部１１１は、送受信部１１２で受信した欠陥位置情報および基準位置情報を、図２で説明したウェハの中心位置Ｏをゼロ点としたＸＹ座標に変換する。座標変換部１１１で座標変換された欠陥位置情報および基準位置情報は、第２のデータベース１０２へ記憶される。
【００４７】
なお、第１のデータベース１０１乃至第３のデータベース１０３は、必ずしも３つとする必要はなく、適宜構成を変更しても良い。この場合、第１のサーバ１０４乃至第３のサーバ１０６の構成も、第１のデータベース１０１乃至第３のデータベース１０３の構成に合わせて変更される。
【００４８】
次に、第１の実施形態に係る欠陥観察装置１の動作について説明する。
（ローディング動作）
図５は、ウェハ２０をステージ１４へ搬送する際の動作の一例を示したフローチャートである。
【００４９】
オペレータまたは自動搬送によりロードポート１１上にウェハ２０が収容されているカセットが設置されると、搬送ロボット１３がカセットに収容されているウェハ２０をプリアライナ１２へ搬送する（ステップＳ１１）。
【００５０】
プリアライナ１２は、ウェハ２０のノッチの検出し、さらにウェハ２０の中心位置を算出する。プリアライナ１２は、ウェハ２０を回転させて、ノッチを予め定められた位置まで移動させる（ステップＳ１２）。
【００５１】
搬送ロボット１３は、プリアライナ１２からステージ１４へウェハ２０を搬送する（ステップＳ１３）。搬送されたウェハ２０は、ステージ１４に保持される。
【００５２】
（アライメント）
ウェハ２０がステージ１４に保持されると、制御装置１５は、ウェハ２０をアライメントする。図６Ａ、６Ｂは、ステージ１４上に保持されたウェハ２０のアライメントを説明するための図である。
【００５３】
制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている座標変換後の基準位置情報に基づき、図６Ａに示す領域Ａの基準マーク２０１の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる。
【００５４】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して低倍率で基準マーク２０１を撮像する。この低倍率での撮像には、光学顕微鏡などが使用できる。位置補正部１１０は、第１のデータベース１０１に記憶されている参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１を認識する。
【００５５】
位置補正部１１０は、認識した基準マーク２０１の位置が、撮像部１６による撮像範囲３０１の中心位置３０２となるようにステージ１４を移動させる。制御部１０７および位置補正部１１０は、図６に示す領域Ｂの基準マーク２０１についても上記動作を行う。
【００５６】
（ファインアライメント）
なお、上述したアライメントの後、さらに以下に述べるアライメント（ファインアライメント）を実施しても良い。
【００５７】
まず、制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている座標変換後の基準位置情報に基づき、図６Ａに示す領域Ａの基準マーク２０１の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる。
【００５８】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して高倍率で基準マーク２０１を撮像する。この高倍率での撮像には、ＳＥＭ画像などが使用できる。位置補正部１１０は、第１のデータベース１０１に記憶されている参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１を認識する。位置補正部１１０は、基準マーク２０１について位置ずれ量を算出する。
【００５９】
同様にして、制御部１０７および位置補正部１１０は、図６Ａに示す領域Ｂ乃至Ｄについて、基準マーク２０１の位置ずれ量を算出する。そして、位置補正部１１０は、算出された位置ずれ量だけステージ１４を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に駆動してウェハ２０を位置補正する。なお、領域Ａ乃至Ｂのうち２以上の領域を用いてＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向の位置補正を実施するようにしても良い。
【００６０】
（欠陥撮像時間の算出）
図７は、時間算出部１０８および比較判定部１０９の動作を示したフローチャートである。図５で説明した動作が終了すると、時間算出部１０８は、欠陥撮像時間の算出を行い、比較判定部１０９は、第１、第２の方法のどちらが短時間で欠陥を撮像できるかを判定する。
【００６１】
欠陥観察装置１は、第２のデータベース１０２から欠陥の撮像時間の算出に必要な情報を取得する（ステップＳ２１）。
【００６２】
（第１の方法による欠陥撮像時間の算出）
以下、第１の方法による欠陥撮像時間の算出について説明する。なお、欠陥画像から欠陥を抽出する方法には、以下の方法がある。
【００６３】
１．Die to Die Mode。
このモードでは、パターンがランダムなため、隣接するDieの画像を撮像し（Stage移動を伴う）、自分の画像と、隣接するDieの画像を撮像画像の差画像から欠陥を抽出する。
【００６４】
２．Cell to Cell Mode。
このモードでは、パターンが規則正しいため、自己生成参照画像を作成し自分の画像から差画像を抽出する。また、別の方法としてセルピッチをセグメントに分割し隣り合うセグメント同士を比較し欠陥を抽出する。すなわち、このモードでは、自己の画像のみで欠陥を抽出する。
【００６５】
３．Die to Golden data(CAD) Mode。
このモードでは、第１のデータベース１０１に、参照画像として、回路の設計図、回路シミュレータによる回路図などを記憶しておき、自分の画像と第１のデータベース１０１に記憶している参照画像との差画像から欠陥を抽出する。
【００６６】
なお、上述した方法のうち、Die to Die Modeの場合が、ステージ１４の移動量が最も多くなる。このため、以下の説明では、Die to Die Modeにより欠陥撮像時間を算出した場合について説明する。なお、Cell to Cell ModeやDie to Golden data(CAD)の場合は、参照画像を取得する際に、ステージ１４の移動を伴わない点が異なるのみであり、その他の動作はDie to Die Modeの場合と同様である。
【００６７】
時間算出部１０８は、第２のデータベース１０２に記憶された情報から、以下に示す時間を算出する（ステップＳ２２）。
現在位置から欠陥位置への移動に必要な時間Ｔ１１。
低倍率での欠陥の撮像に必要な時間Ｔ１２。
低倍率で撮像した画像での位置補正に必要な時間Ｔ１３。
補正後の欠陥位置へビームシフトするために必要な時間Ｔ１４。
高倍率での欠陥の撮像に必要な時間Ｔ１５。
なお、Ｔ１３には、参照画像として隣接チップの撮像時間が含まれる。
【００６８】
ここで時間Ｔ１１は、以下の手順で算出される。
初めに、現在の位置座標と欠陥の位置座標との距離を算出する。
次に、算出された距離をステージ１４の駆動速度Ｓで除算した値に、ステージ１４が停止位置で完全に停止するまでの時間Ｔ１を和算する。
【００６９】
なお、時間Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５には、第２のデータベース１０２に予め記憶されている時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６が使用される。
【００７０】
時間算出部１０８は、同一領域に他の欠陥があるか否かを判定する（ステップＳ２３）。他の欠陥がある場合、時間算出部１０８は、同一領域内における全ての欠陥についてステップＳ２２の処理を行い、時間Ｔ１１から時間Ｔ１５を算出する。
【００７１】
時間算出部１０８は、同一領域内の全ての欠陥の撮像に必要な時間Ｔ１６を算出する（ステップＳ２４）。具体的には、領域内の全ての欠陥について、時間Ｔ１１からＴ１５を合計する。領域内に欠陥がｎ個ある場合、時間Ｔ１６は、以下の（１）式で表される。
【数１】
2010107412.tif 000003
【００７２】
図２に示す領域Ａ内の欠陥を撮像する場合、参照画像として隣接チップ画像を用いるため（Die to Die Mode）、一つの欠陥に対して低倍率での欠陥の撮像、低倍率での隣接チップの撮像および高倍率での欠陥の撮像が必要となる。このため３つの欠陥が存在する領域Ａの高倍率の欠陥画像を得るためには、計９回の撮像が必要となる。
【００７３】
なお、Cell to Cell ModeやDie to Golden data(CAD) Modeの場合には、隣接チップの撮像が必要ないことから、欠陥３つを低倍率および高倍率で撮像することになる。このため、撮像回数は計６回で良いことになる。
【００７４】
（第２の方法による欠陥撮像時間の算出）
時間算出部１０８は、第２のデータベース１０２の情報から、以下に示す時間を算出する（ステップＳ２５）。
現在位置から基準マーク２０１への移動に必要な時間Ｔ２１。
低倍率での基準マーク２０１の撮像に必要な時間Ｔ２２。
現在位置から基準マーク２０２への移動に必要な時間Ｔ２３。
低倍率での基準マーク２０２の撮像に必要な時間Ｔ２４。
基準マーク２０１、２０２の画像を用いた位置補正に必要な時間Ｔ２５。
【００７５】
時間算出部１０８は、次に示す時間Ｔ２６、Ｔ２７を算出する（ステップＳ２６）。
補正後の欠陥位置への移動に必要な時間Ｔ２６。
高倍率での欠陥の撮像に必要な時間Ｔ２７。
【００７６】
ここで時間Ｔ２１は、以下の手順で算出される。
初めに、現在の位置座標と基準マーク２０１の位置座標との距離を算出する。
次に、算出された距離をステージ１４の駆動速度Ｓで除算した値に、ステージ１４が停止位置で完全に停止するまでの時間Ｔ１を和算する。
【００７７】
また、時間Ｔ２３は、以下の手順で算出される。
初めに、現在の位置座標と基準マーク２０２の位置座標との距離を算出する。
次に、算出された距離をステージ１４の駆動速度Ｓで除算した値に、ステージ１４が停止位置で完全に停止するまでの時間Ｔ１を和算する。
【００７８】
また、時間Ｔ２６は、以下の手順で算出される。
第２のデータベース１０２に記憶されている予め測定された位置補正量Ｌ１をステージ１４の駆動速度Ｓで除算した値に、ステージ１４が停止位置で完全に停止するまでの時間Ｔ１を和算する。
【００７９】
なお、時間Ｔ２２、Ｔ２４、Ｔ２５、Ｔ２７には、第２のデータベース１０２に予め記憶されている時間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６が使用される。
【００８０】
時間算出部１０８は、同一領域内に他の欠陥があるか否かを判定する（ステップＳ２７）。他の欠陥がある場合、時間算出部１０８は、同一領域内における全ての欠陥についてステップＳ２６の処理を行い、時間Ｔ２６および時間Ｔ２７を算出する。
【００８１】
時間算出部１０８は、領域内の全ての欠陥の撮像に必要な時間Ｔ２８を算出する（ステップＳ２８）。具体的には、ステップＳ２５で算出した時間Ｔ２１からＴ２５と、領域内の全ての欠陥についてステップS２６で算出した時間Ｔ２６およびＴ２７を合計する。
領域内に欠陥がｎ個ある場合、時間Ｔ２８は、以下の（２）式で表される。
【数２】
2010107412.tif 000004
【００８２】
なお、図２に示す領域Ａ内の欠陥を撮像する場合、領域Ａ内には３つに欠陥が存在することから、基準マーク２０１、２０２および欠陥３つの計５回の撮像が必要となる。
【００８３】
なお上述した第１の方法による欠陥撮像時間の算出および第２の方法による欠陥撮像時間の算出は、どちらを先に行っても構わない。また、パラレル処理、すなわち第１の方法による欠陥撮像時間の算出および第２の方法による欠陥撮像時間の算出を並列に実施しても良い。
【００８４】
（欠陥撮像時間の比較）
比較判定部１０９は、ステップＳ２４で算出した時間Ｔ１７と、ステップＳ２８で算出した時間Ｔ２５とを比較する（ステップＳ２９）。
【００８５】
時間Ｔ１７が時間Ｔ２５以下である場合、比較判定部１０９は、第１の方法で欠陥を撮像するよう制御部１０７へ指示する（ステップＳ３０）。
【００８６】
時間Ｔ１７が時間Ｔ２５より長い場合、比較判定部１０９は、第２の方法で欠陥を撮像するよう制御部１０７へ指示する（ステップＳ３１）。
【００８７】
比較判定部１０９は、他の欠陥がなくなるまでステップＳ２２からステップＳ３２の動作を繰り返して（ステップＳ３２）、その動作を終了する。
【００８８】
（第１の方法による欠陥の撮像）
図８は、第１の方法による欠陥画像の撮像動作を示したフローチャートである。
制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている座標変換後の欠陥位置情報に基づき、欠陥の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ４１）。
【００８９】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して低倍率で欠陥を撮像する（ステップＳ４２）。撮像された画像は、制御部１０７が具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【００９０】
位置補正部１１０は、ステップＳ４２で撮像した欠陥画像と、隣接チップの撮像画像とを用いて、ウェハ２０を位置補正する（ステップＳ４３）。
【００９１】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して、欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像する（ステップＳ４４）。
【００９２】
制御部１０７は、ステップＳ４３で撮像した画像を第３のデータベース１０３へ記憶する（ステップＳ４５）。
【００９３】
制御部１０７は、同一領域内に他の欠陥があるか否か判定する（ステップＳ４６）。他の欠陥が存在する場合には、ステップＳ４１からの動作を繰り返し、領域内に存在する全ての欠陥について高倍率で撮像する。また、他の欠陥が存在しない場合、その動作を終了する。
【００９４】
（第２の方法による欠陥の撮像）
図９は、第２の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。
制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、基準マーク２０１の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ５１）。
【００９５】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して低倍率で基準マーク２０１を撮像する（ステップＳ５２）。撮像された画像は、制御部１０７が具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【００９６】
制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、基準マーク２０２の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ５３）。
【００９７】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して低倍率で基準マーク２０２を撮像する（ステップＳ５４）。撮像された画像は、制御部１０７が具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【００９８】
位置補正部１１０は、ステップＳ５２およびステップＳ５４で撮像した基準マーク２０１、２０２について参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１、２０２を認識する。そして、基準マーク２０１、２０２について位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に応じてウェハ２０を位置補正する（ステップＳ５５）。
【００９９】
制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、補正後の欠陥の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ５６）。
【０１００】
制御部１０７は、撮像部１６を制御して、欠陥の詳細が観察できる高倍率で欠陥を撮像する（ステップＳ５７）。
【０１０１】
制御部１０７は、ステップＳ５７で撮像した画像を第３のデータベース１０３へ記憶する（ステップＳ５８）。
【０１０２】
制御部１０７は、同一領域内に他の欠陥があるか否か判定する（ステップＳ５９）。他の欠陥が存在する場合には、ステップＳ５６からの動作を繰り返し、領域内に存在する全ての欠陥について高倍率で撮像する。また、他の欠陥が存在しない場合、その動作を終了する。
なお、ウェハ２０上の全領域に対して上記動作が実施される。
【０１０３】
以上のように、第１の実施形態に係る欠陥観察装置は、第１、第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な時間を算出する。そして、より短時間で欠陥を撮像できる方法を用いて欠陥を撮像する。このため、欠陥画像の撮像時間を短縮できる
【０１０４】
なお、撮像する際のＦＯＶおよび画素数を固定とせず、欠陥検出装置から欠陥の大きさを取得して、該欠陥の大きさに応じて、撮像する際のＦＯＶおよび画素数を変更しても良い。このように構成すれば、欠陥の撮像に適切なＦＯＶおよび画素数を使用するとこができるため、撮像時間の短縮が期待できる。
【０１０５】
また、基準マークを用いて位置補正する場合の特徴として、特徴量が多い画像を用いることにより基準マークを認識する際の計算量が軽減されることがあげられる。すなわち、より少ないピクセル数の参照画像から基準マークを認識できるため、認識処理の速度の向上が期待できる。このため、位置補正に必要な時間を短縮できる。
【０１０６】
また、基準マークを用いた場合、基準マークの特徴量が多いことから、より低倍率の撮像画像を使用できる。この場合、位置ずれが大きく欠陥が撮像視野内に入らない可能性を低減できる。
【０１０７】
なお、第２の方法において、高倍率で撮像した画像に欠陥を検出できなかった場合は、周辺領域を探索したり、撮像倍率を低倍として、欠陥が存在するか否かを確認するように構成しても良い。このように構成すれば、欠陥の見落としを効果的に防止することができる。
【０１０８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態で説明したように、プリアライナ１２では、ウェハ２０のエッジを複数点検出し、偏心補正（ウェーハ中心補正）を行う。そして、偏心補正したウェハ２０をステージ１４へ搬送する。このため、ウェハ２０の中心出しは、プリアライナ１２の精度に依存すると考えられる。
【０１０９】
そして、このプリアライナ１２によるウェハ２０の中心出しに再現性がある場合、欠陥検出装置におけるウェハ２０の中心位置と、欠陥観察装置におけるウェハ２０の中心位置には、オフセットは（位置ずれ）存在するものの、そのオフセットばらつきは小さいと考えられる。
【０１１０】
この第２の実施形態では、このオフセットばらつきが小さいことを利用して、オフセットを補正する補正値を固定とし、ウェハ２０のロード時に、この補正値を用いてアライメントを行い、このオフセットを排除している。
【０１１１】
上記アライメントにより、ウェハ２０の中心位置は略補正されると考えられることから、ウウェハ２０中心は、温度による位置ずれがほとんどなく（あったとしても影響が少ない）、ウェハ２０の外周に向かってずれが略対照的に大きくなると期待される。
【０１１２】
この場合には、ウェハ２０の中心位置に対して、ウェハ２０の外周に向かってずれが略対照的に大きくなることから、図２で説明した基準マーク２０１または基準マーク２０２のどちらか一方の位置ずれ量から、他方の位置ずれ量を比例計算で算出することができる。
【０１１３】
この第２の実施形態では、上述性質を用いて、図２で説明した基準マーク２０１または基準マーク２０２のどちらか一方を用いてウェハ２０を位置補正する実施形態について説明する。
【０１１４】
図１０は、この第２の実施形態における欠陥観察装置２の制御装置１５の構成の一例を示した図である。図１１は、図１０に示す位置補正部１１０Ａの動作を説明するための図である。その他の構成要素については、図２で説明しているため、共通する構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【０１１５】
初めに、制御部１０７は、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、基準マーク２０１の位置座標Ｐ１（ａ、ｂ）が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させ、基準マーク２０１を撮像する。
【０１１６】
位置補正部１１０Ａは、撮像された基準マーク２０１の画像と第１のデータベース１０１に記憶されている参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１を認識する。そして、認識した基準マーク２０１の位置と撮像部１６による撮像範囲の中心位置との位置ずれ量Ａを算出する。また、算出した位置ずれ量Ａから、認識した基準マーク２０１の位置座標Ｐ２（ｃ、ｄ）を算出する。
【０１１７】
次に、位置補正部１１０Ａは、位置座標Ｐ１（ａ、ｂ）、Ｐ２（ｃ、ｄ）との比例関係を用いて、基準マーク２０２の位置座標Ｐ３（ｅ、ｆ）から補正後の位置座標Ｐ４（ｇ、ｈ）を算出する。
【０１１８】
この位置座標Ｐ４（ｇ、ｈ）は、以下の近似式（３）、（４）を算出することで求められる。
ｇ＝（ｃ×ｅ）／ａ…（３）
ｈ＝（ｄ×ｆ）／ｂ…（４）
【０１１９】
以上のように、この第２の実施形態に係る欠陥観察装置２では、第２の方法において、図２で説明した基準マーク２０１または基準マーク２０２のどちらか一方を用いてウェハ２０を位置補正するように構成したので、基準マーク２０１または基準マーク２０２の撮像処理を省略できる。このため、より短時間でウェハ２０を位置補正できる。
【０１２０】
なお、ウェハ２０は、ウェハ２０の中心位置Ｏを中心に略均等に膨張または収縮するため、任意の領域における基準マーク２０１Ａまたは基準マーク２０１Ｂを撮像して位置補正を行えば、他の領域における補正後の基準マーク２０１、２０２の位置も比例計算により算出できる。このため、他の領域における基準マーク２０１、２０２の撮像を省略できる。
【０１２１】
ただし、経時変化によりウェハ２０の膨張率が変化することが考えられる。この場合、比例計算により他の基準マークの補正後の位置を算出できない。そこで、一定時間が経過した場合には、基準マークの撮像を行い、新たに近似式を算出するようにすればよい。
また、時間の代わりに、領域または欠陥の撮像数が一定数を超えた場合に、新たに近似式を算出するようにしても良い。
【０１２２】
なお、一定時間が経過すると、ウェハ２０の温度と欠陥観察装置１内の雰囲気温度とが略同一となることから、ウェハ２０の膨張または収縮が一定範囲内に収まることが予測される。この場合、上述した近似式の傾きの値に閾値を設けておき、上述した近似式の傾きの値が、前記閾値の範囲内にある場合には、基準マークによる位置補正を行わずに、欠陥を撮像するように構成してもよい。
【０１２３】
また、近似式の傾きの代わりに、位置補正部１１０Ａでの位置補正量の差分に閾値を設けて、該位置補正量の差分が、前記閾値の範囲内にある場合には、基準マークによる位置補正を行わずに、欠陥を撮像するように構成してもよい。なお、ここで言う位置補正量の差分とは、前回の位置補正量と、今回の位置補正量との差分である。
また、上述した閾値は、第２のデータベース１０２に記憶しても良く、位置補正部１１０Ａにメモリを具備して、該メモリに記憶しても良い。
【０１２４】
このように構成すれば、基準マークによる位置補正の頻度を可変にして、より効率良く欠陥の撮像を行うことができる。このため、欠陥観察装置２による欠陥の撮像をより速く行うことが期待できる。
【０１２５】
（第３の実施形態）
小さな欠陥は、差画像による検出が難しい。このため、撮像倍率を上げて（撮像範囲（ＦＯＶ）を小さくして）欠陥そのものを大きくするか、画素（ピクセル）数を増やすかして対応する必要がある。しかしながら、位置精度が悪い場合は、撮像倍率を上げると撮像範囲内に欠陥が入らない可能性が高い。このため、撮像倍率を上げることが出来ない。この場合、必然的に画素数を増やして対応することになるが、画素数を増やすことにより、走査時間も比例して増大する。
【０１２６】
一方、位置精度が良い場合には、撮像倍率を上げても欠陥が撮像範囲内に入る可能性が高い。このため、撮像倍率を上げることができ、画素数を増やさなくても欠陥を検出することが可能であり、画素数を増やすことによる走査時間の増大を防止できる。しかしながら、位置精度を上げるための基準マークによる補正が必要となり、その補正を行う時間が必要となる。
【０１２７】
この第３の実施形態では、画素数を増やして低倍率で欠陥を撮像する第１の方法と、基準マークを用いて位置座標を補正したのち少ない画素数で欠陥を撮像する第２の方法と、どちらの方法が短時間で欠陥を撮像できるかを予測し、短時間で欠陥を撮像できる方法により欠陥を撮像する。
【０１２８】
図１２は、第３の実施形態に係る欠陥観察装置３の制御装置１５の詳細構成の一例を示した構成図である。
【０１２９】
第２のデータベース１０２Ａには、図３で説明した第２のデータベース１０２に記憶されている情報に加えて、ＳＥＭの走査スピードが記憶されている。この走査スピードは、任意の画素数で欠陥を撮像する際に必要な時間の算出に用いられる。
【０１３０】
時間算出部１０８Ａは、上述した第１、第２の方法で欠陥を撮像するのに必要な時間を算出する。
【０１３１】
制御部１０７Ａは、欠陥検出装置から送信される欠陥位置情報に基づき、撮像部１６、駆動部１９、ロードポート１１、プリアライナ１２、搬送ロボット１３を制御してウェハ２０の欠陥を撮像する。なお、この第３の実施形態では、欠陥位置情報には、欠陥存在領域、欠陥個数に加えて、欠陥サイズ（大きさ）、撮像画像の画素数および欠陥画像サイズ（ＦＯＶ）が含まれる。
【０１３２】
その他の構成要素については、図２で説明しているため、共通する構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【０１３３】
次に、動作について説明する。
（第１の方法による欠陥撮像時間の算出）
ここでも、Die to Die Modeにより欠陥撮像時間を算出した場合について説明する。なお、Cell to Cell ModeやDie to Golden data(CAD)の場合は、参照画像を取得する際に、ステージ１４の移動を伴わない点が異なるのみであり、その他の動作はDie to Die Modeの場合と同じであることは、第１の実施形態と同様である。
【０１３４】
時間算出部１０８Ａは、第２のデータベース１０２Ａに記憶された情報から、以下に示す時間を算出する。
現在位置から欠陥位置への移動に必要な時間Ｔ３１。
任意のＦＯＶ、画素数で欠陥を撮像するのに必要な時間Ｔ３２。
撮像した画像での位置補正に必要な時間Ｔ３３。
補正後の欠陥位置へビームシフトするために必要な時間Ｔ３４。
高画素数で欠陥の撮像に必要な時間Ｔ３５。
なお、Ｔ３３には、参照画像として隣接チップの撮像時間が含まれる。
【０１３５】
次に、時間算出部１０８Ａは、同一領域に他の欠陥があるか否かを判定する。他の欠陥がある場合、時間算出部１０８Ａは、同一領域内における全ての欠陥について上記時間Ｔ３１からＴ３５を算出する。
【０１３６】
次に、時間算出部１０８Ａは、同一領域内の全ての欠陥の撮像に必要な時間Ｔ３６を算出する。具体的には、領域内の全ての欠陥について、時間Ｔ３１からＴ３５を合計する。領域内に欠陥がｎ個ある場合、時間Ｔ３６は、以下の（５）式で表される。
【数３】
2010107412.tif 000005
【０１３７】
（第２の方法による欠陥撮像時間の算出）
時間算出部１０８Ａは、第２のデータベース１０２Ａに記憶された情報から、以下に示す時間を算出する。
現在位置から基準マーク２０１への移動に必要な時間Ｔ４０。
低倍率での基準マーク２０１の撮像に必要な時間Ｔ４１。
現在位置から基準マーク２０２への移動に必要な時間Ｔ４２。
低倍率での基準マーク２０２の撮像に必要な時間Ｔ４３。
基準マーク２０１、２０２の画像を用いた位置補正に必要な時間Ｔ４４。
現在位置から欠陥位置への移動に必要な時間Ｔ４５。
任意のＦＯＶ、画素数で欠陥を撮像するのに必要な時間Ｔ４６。
撮像した画像での位置補正に必要な時間Ｔ４７。
補正後の欠陥位置へビームシフトするために必要な時間Ｔ４８。
高画素数での欠陥の撮像に必要な時間Ｔ４９。
なお、Ｔ４７には、参照画像として隣接チップの撮像時間が含まれる。
【０１３８】
次に、時間算出部１０８Ａは、同一領域に他の欠陥があるか否かを判定する。他の欠陥がある場合、時間算出部１０８Ａは、同一領域内における全ての欠陥について上記時間Ｔ４５からＴ４９を算出する。
【０１３９】
次に、時間算出部１０８Ａは、同一領域内の全ての欠陥の撮像に必要な時間Ｔ５０を算出する。具体的には、時間Ｔ４０からＴ４４と、領域内の全ての欠陥について時間Ｔ４５からＴ４９を合計する。
【０１４０】
領域内に欠陥がｎ個ある場合、時間Ｔ５０は、以下の（６）式で表される。
【数４】
2010107412.tif 000006
【０１４１】
なお上述した第１の方法による欠陥撮像時間の算出および第２の方法による欠陥撮像時間の算出は、どちらを先に行っても構わない。また、パラレル処理、すなわち第１の方法による欠陥撮像時間の算出および第２の方法による欠陥撮像時間の算出を並列に実施しても良い。
【０１４２】
次に、撮像動作について説明する。
図１３は、第１の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。図１４は、第２の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。図１５Ａは、ＦＯＶ６μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０３である。図１５Ｂは、ＦＯＶ６μｍ、画素数１０２４×１０２４の欠陥画像３０４である。図１５Ｃは、ＦＯＶ３μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０５である。図１５Ｄは、ＦＯＶ１μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０６である。図１５Ａ乃至１５Ｃには、欠陥２０５を図示している。
【０１４３】
なお、この説明では、図１５Ａ乃至１５Ｃに示すＦＯＶ６μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０３、ＦＯＶ６μｍ、画素数１０２４×１０２４の欠陥画像３０４、ＦＯＶ３μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０５およびＦＯＶ１μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像３０６を用いて、動作の説明を行うが、このＦＯＶおよび画素数は一例であり、検出された欠陥のサイズにより任意に変更可能であることは言うまでもない。
【０１４４】
（第１の方法による欠陥の撮像）
図１３は、第１の方法による欠陥画像の撮像動作を示したフローチャートである。
制御部１０７Ａは、第２のデータベース１０２に記憶されている座標変換後の欠陥位置情報に基づき、欠陥の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ６１）。
【０１４５】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御してＦＯＶ６、画素数５１２×５１２で欠陥を撮像する（ステップＳ６２）。撮像された画像３０３は、制御部１０７が具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【０１４６】
なお、欠陥が小さすぎて、バックグランドノイズに埋もれてしまい、該欠陥を検出できない場合、制御部１０７Ａは、ＦＯＶを同一としたままで、画素数を増やして（例えば、倍の１０２４×１０２４）欠陥の撮像を行う。図１５Ｂは、ＦＯＶ６、画素数１０２４×１０２４で撮像した欠陥画像３０４を示している。
【０１４７】
位置補正部１１０は、ステップＳ６２で撮像した欠陥画像３０３または欠陥画像３０４と、隣接チップの撮像画像を用いて、欠陥が撮像範囲の中心位置となるようウェハ２０を位置補正する（ステップＳ６３）。
【０１４８】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御して、欠陥の詳細が観察できるＦＯＶ１μｍ、画素数５１２×５１２で欠陥を撮像する（ステップＳ６４）。
【０１４９】
制御部１０７Ａは、ステップＳ６３で撮像した画像３０６を第３のデータベース１０３へ記憶する（ステップＳ６５）。
【０１５０】
制御部１０７Ａは、同一領域内に他の欠陥があるか否か判定する（ステップＳ６６）。他の欠陥が存在する場合には、ステップＳ６１からの動作を繰り返し、領域内に存在する全ての欠陥について撮像を行う。また、他の欠陥が存在しない場合、その動作を終了する。
【０１５１】
（第２の方法による欠陥の撮像）
図１４は、第２の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。
制御部１０７Ａは、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、基準マーク２０１の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ７１）。
【０１５２】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御して低倍率で基準マーク２０１を撮像する（ステップＳ７２）。撮像された画像は、制御部１０７が具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【０１５３】
制御部１０７Ａは、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、基準マーク２０２の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ７３）。
【０１５４】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御して低倍率で基準マーク２０２を撮像する（ステップＳ７４）。撮像された画像は、制御部１０７Ａが具備するバッファメモリに一時的に記憶される。
【０１５５】
位置補正部１１０は、ステップＳ７２およびステップＳ７４で撮像した基準マーク２０１、２０２について参照画像とのマッチングを行い、差分画像から基準マーク２０１、２０２を認識する。そして、基準マーク２０１、２０２について位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に応じてウェハ２０を位置補正する（ステップＳ７５）。
【０１５６】
制御部１０７Ａは、第２のデータベース１０２に記憶されている基準位置情報に基づき、補正後の欠陥の位置座標が撮像部１６の撮像視野の中心位置となるよう駆動部１９を駆動してステージ１４を移動させる（ステップＳ７６）。
【０１５７】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御してＦＯＶ３μｍ、画素数５１２×５１２で欠陥を撮像する（ステップＳ７７）。
【０１５８】
位置補正部１１０は、ステップＳ７７で撮像した欠陥画像３０５と、隣接チップの撮像画像を用いて、欠陥が撮像範囲の中心位置となるようウェハ２０を位置補正する（ステップＳ７８）。
【０１５９】
制御部１０７Ａは、撮像部１６を制御して、欠陥の詳細が観察できるＦＯＶ１μｍ、画素数５１２×５１２で欠陥を撮像する（ステップＳ７９）。
【０１６０】
制御部１０７Ａは、ステップＳ７９で撮像した画像３０６を第３のデータベース１０３へ記憶する（ステップＳ８０）。
【０１６１】
制御部１０７Ａは、同一領域内に他の欠陥があるか否か判定する（ステップＳ８１）。他の欠陥が存在する場合には、ステップＳ７６からの動作を繰り返し、領域内に存在する全ての欠陥について高倍率で撮像する。また、他の欠陥が存在しない場合、その動作を終了する。なお、ウェハ２０上の全領域に対して上記動作が実施される。
【０１６２】
以上のように、この第３の実施形態では、画素数を増やして低倍率で欠陥を撮像する第１の方法と、基準マークを用いて位置座標を補正したのち少ない画素数で欠陥を撮像する第２の方法と、どちらの方法が短時間で欠陥を撮像できるかを予測し、短時間で欠陥を撮像できる方法により欠陥を撮像する。
【０１６３】
なお、上記動作を行う場合に、検査装置から出力された欠陥サイズや欠陥分類データを利用して、画素数や積算枚数、走査スピード、倍率等のＳＥＭ条件を可変にすることにより欠陥の撮像に必要な時間をより短くできる。
【０１６４】
（第４の実施形態）
この第４の実施形態では、第１、第２の方法で位置補正した場合に算出された位置ずれ量を用いてＳＰＣ(Statistical Process Control)管理を行う実施形態について説明する。
【０１６５】
図１６は、この第４の実施形態による欠陥観察装置４の制御装置１５の構成の一例を示した構成図である。制御装置１５は、第４のデータベース（ＤＢ）１１３、第４のサーバ１１４および統計管理部１１５を具備する。
【０１６６】
第４のデータベース１１３には、統計管理部１１５で算出された位置ずれ量の平均値に対する標準偏差がウェハ２０の工程毎に記憶されている。また、標準偏差に対する閾値（管理値）が記憶されている。閾値は、注意表示用の閾値Ａと警告表示用の閾値Ｂとが第４のデータベース１１３に記憶されている。
【０１６７】
図１７は、第４のデータベース１１３に記憶されている標準偏差の情報を示した図である。図１７に示すように、ウェハの固有番号を示すウェハＩＤ、半導体装置の各製造工程を示す工程ＩＤおよび標準偏差が対応づけて記憶されている。
【０１６８】
第４のサーバ１１４は、第４のデータベース１１３を管理する。第１のデータベース１０１との情報の受け渡しは、第１のサーバ１０４を介して行われる。
【０１６９】
統計管理部１１５は、ウェハ２０の工程毎に位置ずれ量の標準偏差を算出し、第４のデータベース１１３へ記憶する。また、統計管理部１１５は、算出した位置ずれ量の標準偏差と第４のデータベース１１３に記憶されている標準偏差との比較結果に応じて、警報を発する。具体的には、統計管理部１１５は、算出した標準偏差が閾値Ａを超えている場合、表示部１７へ注意を表示し、算出した標準偏差が閾値Ｂを超えている場合、表示部１７へ警告を表示する。
【０１７０】
図１８は、統計管理部１１５の動作を説明するための図である。
図１８に示すように、統計管理部１１５は、算出した標準偏差が閾値Ａを超えており、閾値Ｂ以下である場合、表示部１７へ注意を表示する。また、統計管理部１１５は、算出した標準偏差が閾値Ｂを超えている場合、表示部１７へ警告を表示する。なお、この注意および警告は、欠陥検出装置にも表示される。
【０１７１】
その他の構成要素については、図２で説明しているため、共通する構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
なお、標準偏差が閾値（管理値）を超えている場合には、欠陥の位置座標にばらつきがあることが考えられる。この場合、位置ずれにより、欠陥が撮像視野内に入らないことを防止するため、欠陥の撮像を現在の倍率よりもさらに低くして欠陥を撮像しても良い。
【０１７２】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、ウェハ（半導体基板）以外にも、プリント配線基板、フォトマスク、またはリードフレームの欠陥の撮像にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】第１の実施形態に係る欠陥観察装置の構成の一例を示した構成図である。
【図２】欠陥位置情報および基準位置情報を説明するための図である。
【図３】制御装置の詳細構成の一例を示した構成図である。
【図４Ａ】欠陥の撮像画像を示した図である。
【図４Ｂ】参照画像を示した図である。
【図４Ｃ】差分画像を示した図である。
【図４Ｄ】位置補正後の欠陥画像を示した図である。
【図５】ウェハをステージへ搬送する際の動作の一例を示したフローチャートである。
【図６Ａ】ステージ上に保持されたウェハのアライメントを説明するための図である。
【図６Ｂ】ステージ上に保持されたウェハのアライメントを説明するための図である。
【図７】時間算出部および比較判定部の動作を示したフローチャートである。
【図８】第１の方法による欠陥画像の撮像動作を示したフローチャートである。
【図９】第２の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。
【図１０】制御装置の構成の一例を示した構成図である。
【図１１】位置補正部の動作を説明するための図である。
【図１２】制御装置の構成の一例を示した構成図である。
【図１３】第１の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。
【図１４】第２の方法による欠陥の撮像動作を示したフローチャートである。
【図１５Ａ】ＦＯＶ６μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像である。
【図１５Ｂ】ＦＯＶ６μｍ、画素数１０２４×１０２４の欠陥画像である。
【図１５Ｃ】ＦＯＶ３μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像である。
【図１５Ｄ】ＦＯＶ１μｍ、画素数５１２×５１２の欠陥画像である。
【図１６】制御装置の構成の一例を示した構成図である。
【図１７】第４のデータベースに記憶されている統計値の情報を示した図である。
【図１８】統計管理部１１５の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１…欠陥観察装置、１１…ロードポート、１２…プリアライナ、１３…搬送ロボット、１４…ステージ、１５…制御装置、１６…撮像部、１７…表示部、１８…入力受付部、１９…駆動部、２０…ウェハ、１０１…第１のデータベース（ＤＢ）、１０２…第２のデータベース（ＤＢ）、１０３…第３のデータベース（ＤＢ）、１０４…第１のサーバ、１０５…第２のサーバ、１０６…第３のサーバ、１０７…制御部、１０８…時間算出部、１０９…比較判定部、１１０…位置補正部、１１１…座標変換部、１１２…送受信部、１１３…第４のデータベース（ＤＢ）、１１４…第４のサーバ、１１５…統計管理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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