(57)【要約】【課題】専門的な知識を持たないユーザでも比較的容易にウェハ検査における検査条件を決定できることを目的とする。【解決手段】過去に撮像した画像及び当該画像に関する検査条件の情報が格納されている検査条件データベース１１５を有し、解析制御ユニット１１４が、検査条件データベース１１５に格納されている複数のサンプル画像及び当該サンプル画像に関する検査条件を画像処理ユニット１１３に表示し、入力部を介して表示されている複数のサンプル画像及び検査条件から、所定の検査条件が選択され、入力部を介して、ウェハにおける所定の領域が選択され、当該選択された領域を選択された検査条件で、電子線ウェハ検査装置１００が撮像を行って取得画像を取得し、取得画像の解析を行い、解析の結果に基づいて、所定の検査条件の評価付けを行うことを特徴とする。【選択図】図１
2010267766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの検査条件を決定するウェハ検査条件決定システムによるウェハ検査条件決定方法であって、
複数の過去に撮像した画像である第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件の情報が格納されている記憶部と、
情報を処理する処理部と、
を有し、
前記処理部が、
前記記憶部に格納されている複数の第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件を表示部に表示し、
入力部を介して前記表示されている複数の第１の画像及び検査条件から、所定の検査条件が選択され、
前記入力部を介して、ウェハにおける所定の領域が選択され、
当該選択された領域を前記選択された検査条件で、電子線ウェハ検査装置が撮像を行って第２の画像を取得し、
前記第２の画像の解析を行い、
前記解析の結果に基づいて、前記所定の検査条件の評価付けを行う
ことを特徴とするウェハ検査条件決定方法。
【請求項２】
前記解析は、欠陥部の信号とノイズ部の信号とのＳ／Ｎ比の算出であり、
前記処理部が、
前記Ｓ／Ｎ比が高い画像に関する条件の評価を重くし、前記Ｓ／Ｎ比が低い画像に関する条件の評価を軽くする
ことを特徴とする請求項１に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項３】
前記Ｓ／Ｎ比の解析は、
前記処理部が、
前記入力部を介して選択されたウェハ上のチップの前記領域と、当該チップに隣接している隣接チップの前記領域と、を、前記電子線ウェハ検査装置が撮像することによって、前記第２の画像として取得し、
前記チップの画像と、前記隣接チップの画像と、の差画像を算出し、
当該差画像に対して、前記Ｓ／Ｎ比の算出を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項４】
前記所定の検査条件の選択は、
記憶部に格納されている過去の画像に関する情報を、所定の検査条件を縦軸及び横軸として座標上にプロットした散布図を生成及び表示し、
ユーザによって、前記散布図における所定のプロットを選択されることで行われる
ことを特徴とする請求項１に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項５】
前記第１の画像は、過去に前記ウェハ検査条件決定方法における第２の画像として取得したサンプル画像と、各検査条件において検査を行った過去検査画像とを有し、
前記処理部が、
前記サンプル画像と、前記各検査条件において検査を行った過去検査画像と、前記サンプル画像および前記過去検査画像それぞれに対応する検査条件と、を共に、前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項１に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項６】
前記処理部が、
前記第２の画像として取得した画像を、新たな前記第１の画像として前記記憶部に格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項７】
前記解析は、前記入力部を介して、パターン上の欠陥を検査する予定であるのか、暗い欠陥を検査する予定であるのか、または明るい欠陥を検査する予定であるのかという検査環境に関する条件が入力され、
前記処理部が、
前記パターン上の欠陥を検査する予定の場合、全体画像が最も明るい画像の検査条件の評価を高くし、
前記暗い欠陥を検査する予定の場合、前記パターンの明るい画像の検査条件の評価を高くし、
前記明るい欠陥を検査する予定の場合、前記パターンの暗い画像の検査条件の評価を高くする
ことを特徴とする請求項１に記載のウェハ検査条件決定方法。
【請求項８】
ウェハの検査条件を決定するウェハ検査条件決定システムであって、
複数の過去に撮像した画像である第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件の情報が格納されている記憶部と、
前記記憶部に格納されている複数の第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件を表示部に表示し、
入力部を介して前記表示されている複数の第１の画像及び検査条件から、所定の検査条件が選択され、
前記入力部を介して、前記ウェハにおける所定の領域が選択され、
当該選択された領域を前記選択された検査条件で、電子線ウェハ検査装置が撮像を行って第２の画像を取得し、
前記第２の画像の解析を行い、
前記解析の結果に基づいて、前記所定の検査条件の評価付けを行う処理部と、
を有することを特徴とするウェハ検査条件決定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ検査条件決定方法及びウェハ検査条件決定システムの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ製造プロセスの歩留まり向上のため、欠陥検出方式の異なる様々な検査装置が活用されている。検査装置は、電子線式、暗視野光学式、明視野光学式の各検査装置に大別される。
【０００３】
電子線を用いたパターンの比較検査装置として、特許文献１〜特許文献３、非特許文献１、非特許文献２に記載の技術が開示されている。これらの文献には、通常のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）の１００倍以上（１０ｎＡ以上）の電流値を有する電子線を導電性基板に照射し、発生する二次電子・反射電子・透過電子のいずれかを検出して、その信号から形成される画像を隣接する同一パターン間にて比較検査する方法が開示されている。
【０００４】
電子線ウェハ検査装置１００は、電子線照射による帯電の影響が表面電位に反映された電位コントラストを利用して、ウェハ上に発生した欠陥を検出する。ウェハ表面や下層に回路パターンの非導通やショートなどの電気的な欠陥が発生していると、欠陥につながる箇所と、そうでない箇所においては電位差が発生する。電位差は二次電子画像においては、コントラストの差として現れるため、隣接する同一パターン同士で比較を行うと、欠陥部を顕在化させることが可能である。
【０００５】
また、電子線ウェハ検査装置１００は、光学式ウェハ検査装置よりも高分解能な電子線画像が得られることから、微細な回路パターン上の微小異物や欠陥の検出が可能である。
一方で、電子線ウェハ検査装置１００においては、検査工程・対象となる欠陥に応じて、電子線照射条件や画素サイズ、加算回数などのパラメータなどの、いわゆる検査条件を調整し、パターンのコントラストや、正常部と欠陥部との間の電位コントラストをできるだけ大きくし、かつノイズ成分を小さくする必要がある。この検査条件を決定するプロセスは、従来、電子線照射条件及びその他のパラメータ設定→画像取得→画像比較→画像解析の繰り返し作業であり、最適な検査条件決定に至るまでに多大な時間と労力を要している。このような検査条件設定を行うには、レシピ作成者の経験が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５８７０３号公報
【特許文献２】米国特許第５５０２３０６号明細書
【特許文献３】特開平１０−２３４５４３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】J.Vac.Sci.Tech.B, Vol.9, No.6, pp.3005-3009(1991)
【非特許文献２】J.Vac.Sci.Tech.B, Vol.10, No.6, pp.2804-2808(1992)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように、従来の電子線ウェハ検査装置１００における検査条件決定プロセスは、電子線照射条件及びその他のパラメータ設定→画像取得→画像比較→画像解析の繰り返しであり、多大な時間と労力を要している。また、これらの検査条件設定を行うには、レシピ作成者の習熟度や経験が必要となる。
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、専門的な知識を持たないユーザでも比較的容易にウェハ検査における検査条件を決定できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、ウェハの検査条件を決定するウェハ検査条件決定システムによるウェハ検査条件決定方法であって、複数の過去に撮像した画像である第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件の情報が格納されている記憶部と、情報を処理する処理部と、を有し、前記処理部が、前記記憶部に格納されている複数の第１の画像及び当該第１の画像に関する検査条件を表示部に表示し、入力部を介して前記表示されている複数の第１の画像及び検査条件から、所定の検査条件が選択され、前記入力部を介して、ウェハにおける所定の領域が選択され、当該選択された領域を前記選択された検査条件で、電子線ウェハ検査装置が撮像を行って第２の画像を取得し、前記第２の画像の解析を行い、前記解析の結果に基づいて、前記所定の検査条件の評価付けを行うことを特徴とする。
その他の解決手段については、実施形態中で適宜記載する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、専門的な知識を持たないユーザでも比較的容易にウェハ検査における検査条件を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る電子線ウェハ検査システムの構成例を示す図である。
【図２】比較例としての一般的な照射条件検討処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る照射条件検討処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る評価項目の重み付け設定画面の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る検査条件確認画面の例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る検査条件検討リストエリアの表示例を示す図である（その１）。
【図７】本実施形態に係る検査条件検討リストエリアの表示例を示す図である（その２）。
【図８】本実施形態に係る画像一覧エリアの表示例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る過去検査マップエリアの表示例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る過去検査画像一覧エリアの表示例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る画像取得位置登録画面の表示例を示す図である。
【図１２】本実施形態に係る画像の取得方法の一例を示す図である。
【図１３】本実施形態に係る画像解析結果表示画面の表示例を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る差画像の算出手順を示す図である。
【図１５】本実施形態に係るＳ／Ｎ解析処理の手順を示す図である（その１）。
【図１６】本実施形態に係るＳ／Ｎ解析処理の手順を示す図である（その２）。
【図１７】本実施形態に係る画像比較画面の表示例を示す図である。
【図１８】本実施形態に係るパラメータ設定画面の表示例を示す図である。
【図１９】別の実施形態に係る判定方法選択処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】別の実施形態に係る「判定方法Ｂ１」を説明するための図である。
【図２１】別の実施形態に係る「判定方法Ｂ２」を説明するための図である。
【図２２】別の実施形態に係る「判定方法Ｂ３」を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様の要素については同一の符号を付して説明を省略する。
【００１４】
《システム構成》
図１は、本実施形態に係る電子線ウェハ検査システムの構成例を示す図である。
電子線ウェハ検査システム１（ウェハ検査条件決定システム）は、電子線ウェハ検査装置１００、解析制御ユニット１１４（処理部）、検査条件データベース１１５（記憶部）、ビーム制御ユニット１１１、ステージ制御ユニット１１２、画像処理ユニット１１３（表示部）を有している。
電子線ウェハ検査装置１００は、電子光学系であるカラム１０１、ＸＹステージ１０２を有している。カラム１０１は、照射電子線１０９を発生させる電子銃１０３、照射電子線１０９をウェハに対して収束させるためのコンデンサレンズ１０４及び対物レンズ１０５と、照射電子線１０９をウェハに対して走査させるディフレクタ１０６、ウェハから発生した二次電子１１０を検出するための検出器１０７を有している。
【００１５】
ディフレクタ１０６は、ビーム制御ユニット１１１から送られる制御信号に従って、照射電子線１０９をウェハに走査させる。ＸＹステージ１０２はステージ制御ユニット１１２からの制御信号に従ってウェハを移動させる。照射電子線１０９をウェハに照射することによって生じる二次電子１１０は、検出器１０７を介して画像処理ユニット１１３へ送られ、ビーム制御ユニット１１１およびステージ制御ユニット１１２の位置情報（制御情報）とリンクさせることで欠陥検出のための画像処理が行われる。
【００１６】
これらの処理は、解析制御ユニット１１４を介して、制御指示がビーム制御ユニット１１１や、ステージ制御ユニット１１２へ送られることによって行われる。また、解析制御ユニット１１４を操作しているユーザは、画像処理ユニット１１３に表示されている検査結果を基に条件の変更を行い、変更した条件を制御指示としてビーム制御ユニット１１１や、ステージ制御ユニット１１２へ送ることができる。
また、本実施形態においては、解析制御ユニット１１４に接続する形で、過去に本実施形態と同様の方法で検討した条件および画像（サンプル画像：第１の画像）、検査結果（過去検査マップ、過去検査画像：第１の画像）などを蓄積した検査条件データベース１１５を有している。
なお、電子線ウェハ検査装置１００，各ユニット１１１〜１１４、検査条件データベース１１５のうち、少なくとも２つが一体化した装置であってもよい。
【００１７】
《比較例の処理手順》
ここで、図２を参照し、比較例としての一般的な照射条件検討の処理手順を説明する。
照射条件を決定するには、ユーザが、電子線照射条件や、その他の検査条件（画素サイズ、加算回数など）を可変させながら、これらの検査条件、その他のパラメータを選択する処理を行う（Ｓ１０１）。以降、電子線照射条件や、画素サイズや、加算回数などの条件をまとめて検査条件と記載することとする。
次に、ステップＳ１０１で選択した検査条件を用いて、電子銃１０３がウェハ表面に照射電子線を照射し、画像処理ユニット１１３が画像（取得画像）を取得する（Ｓ１０２）。
そして、ユーザは、画像処理ユニット１１３に表示されている取得画像を比較し（Ｓ１０３）、その取得画像の画像解析を行って（Ｓ１０４）、ステップＳ１０１で選択した検査条件が最適条件か否か判断する（Ｓ１０５）。
ステップＳ１０５の結果、最適条件ではないとユーザが判断した場合（Ｓ１０５→Ｎｏ）、処理をステップＳ１０１へ戻し、検査条件の選択をやり直して、別の検査条件へ変更し（Ｓ１０１）、画像取得処理（Ｓ１０２）、画像比較処理（Ｓ１０３）、画像解析処理（Ｓ１０４）を繰り返す。
ユーザは、この処理を最適条件が見つかるまで繰り返し、最適条件が求められて（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）、始めてレシピ作成処理（Ｓ１０６）を行うことができる。
【００１８】
このような作業手順において、ステップＳ１０１で選択した検査条件が最適条件であるか否かの判断が難しく、レシピ作成者（ユーザ）の深い経験を必要とする。また、変更する検査条件のパラメータも多いため、ユーザによりばらつきが発生する。さらに、戻り作業が多いため、検査条件を決定するまでに、多くの時間を要する。
【００１９】
《本実施形態の処理手順》
次に、図１を適宜参照しつつ、図３に沿って本実施形態に係る照射条件検討の処理手順を説明する。
なお、図３では、本実施形態に係る照射条件検討処理の概略を示し、詳細な処理内容は図４〜図１８を参照して後記するものとする。
また、各処理ステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理は、解析制御ユニット１１４や、画像処理ユニット１１３におけるＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＨＤ（Hard Disk）に格納されたプログラムが、ＲＡＭ（Random Access Memory）に展開され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることで具現化する。
【００２０】
まず、ユーザは解析制御ユニット１１４を介して、評価項目の重み付け処理を行う（Ｓ２０１）。
さらに、ユーザは解析制御ユニット１１４を介して、検査条件及びその他のパラメータ（画素サイズ、画像の加算回数、欠陥の座標など）の選択処理を行う（Ｓ２０２）。なお、ステップＳ２０２の欠陥座標の選択により、その欠陥座標を有するウェハ上のチップも選択される。
そして、解析制御ユニット１１４は、ステップＳ２０１やステップＳ２０２で設定された情報に基づいて、検査条件データベース１１５から、ステップＳ２０２で選択されたチップと、その隣接チップとに対し、前記ステップＳ２０１や、ステップＳ２０２で選択された検査条件毎に、ステップＳ２０２で登録された欠陥が属するチップの画像（取得画像：第２の画像）を、電子線ウェハ検査装置１００が撮像して、取得する画像取得処理を行うと（Ｓ２０３）、取得した２つの取得画像の差画像を算出する画像比較処理を行う（Ｓ２０４）。なお、取得画像は、検査画像ではなく、検査条件の下で撮像した画像である。
そして、解析制御ユニット１１４は、算出した差画像において、後記するラインプロファイルを実行し、得られたラインプロファイル結果からＳ／Ｎ（Signal/Noise）比を算出するＳ／Ｎ解析処理を行う（Ｓ２０５）。
次に、解析制御ユニット１１４は、ステップＳ２０５の結果から得られたＳ／Ｎ比の大きい検査条件を良好な検査条件として、検査条件の順位付けを行い、画像処理ユニット１１３に表示する。ユーザは、画像処理ユニット１１３に表示されている検査条件の順位を参考に最適条件を設定する最適条件設定処理を行い（Ｓ２０６）、レシピ作成処理を行う（Ｓ２０７）
【００２１】
以下、図４から図１８を参照して、各処理の詳細な説明を行う。
【００２２】
＜評価項目の重み付け：Ｓ２０１＞
まず、ユーザは、過去に検討した検査条件や、サンプル画像や、過去検査画像が格納されている検査条件データベース１１５を利用し、解析制御ユニット１１４を介して評価項目の重み付け処理を行う（Ｓ２０１）。
この処理は、電子線ウェハ検査装置１００のスループットが遅いため、レシピ作成時にスループットと感度のバランスを考えて検査条件を設定する必要があるために行われる処理である。このようなバランスを最初に設定して、検査条件における各パラメータの検討する範囲に制限を設けて、絞り込みを行うことにより、その後の検査条件設定がレシピ作成者（ユーザ）の意図通りに行われるようになる。
【００２３】
図４は、本実施形態に係る評価項目の重み付け設定画面の一例を示す図である。
なお、図４は、画像処理ユニット１１３に表示されている画面である。
ユーザが、解析制御ユニット１１４を介して、製品種選択プルダウンメニュー４０１で検査を行うサンプルの製品種を選択する。ここで、製品種は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、Ｆｌａｓｈメモリなどである。また、ユーザは、解析制御ユニット１１４を介して、工程名選択プルダウンメニュー４０２で検査工程を選択する。選択される検査工程は、Ｇａｔｅ、Ｃｏｎｔａｃｔ、Ｍ１などである。これらの各プルダウンメニュー４０１，４０２への選択入力により、検査を行うサンプルに近い過去の条件を絞り込む。
【００２４】
次に、画像処理ユニット１１３は、検査条件データベース１１５から、各プルダウンメニュー４０１，４０２の条件に適合する過去に検討したサンプル画像のパラメータをプロットした散布図４０３を表示する。散布図４０３の縦軸および横軸は、条件選択プルダウンメニュー４０４，４０５により設定可能となっている。
図４では、横軸にスループット、縦軸に感度の指標となるＳ／Ｎ比を選択した例を示す。ここで、スループットは、装置が固有に持つステージ速度と検査条件パラメータの画素サイズ、加算回数、電子線を走査するスピードを示すクロックにより、算出される。Ｓ／Ｎ比の求め方に関しては、後記する。
【００２５】
例えば、半導体製造工場のラインにて量産製品の検査を行う場合、早く検査を終了し、次工程へ製品を進める必要がある。そのような場合は、スループットに重み付けをした条件を選択する（プロット群４０６）。開発製品など、検査時間が長くても、微小な欠陥まで検出したいというような場合、感度（Ｓ／Ｎ比）に重み付けをした条件を選択する（プロット群４０８）。スループットと感度両方とも重要な場合は、両方のパラメータを考慮した条件を選択する（プロット群４０７）。また、この横軸と縦軸の項目は、スループット、Ｓ／Ｎ比、分解能、欠陥輝度など、検査するウェハや優先したい項目により選択・変更することができる。これにより、レシピ作成者（ユーザ）の意図を反映した検査条件を実現可能とする。
【００２６】
ここでは、スループットと感度の両方を考慮した条件（プロット群４０７）を選択することとする。条件の選択は、該当するプロットをユーザが解析制御ユニット１１４のマウスでドラッグし、矩形で囲むことによって行われる。条件が選択されると、画像処理ユニット１１３が、選択されたプロットに該当するサンプル画像に関連するデータを検査条件データベース１１５から取得し、画像処理ユニット１１３に表示する。その画面例を図５に示す。
【００２７】
＜検査条件及びその他のパラメータの選択処理：Ｓ２０２＞
図５は、本実施形態に係る検査条件確認画面の例を示す図である。
検査条件確認画面５０１は、検査条件検討リストエリア５０２、画像一覧表示エリア５０３、過去検査マップ表示エリア５０４、及び過去検査画像一覧表示エリア５０５を有している。図５に係る検査条件確認画面５０１によれば、一画面で、検査条件検討リスト、条件検討時に取得したサンプル画像および検査結果（過去検査マップ、過去検査画像）を確認することができる。
以下、図６から図１０を参照して、図５における各エリア５０２〜５０５の説明を行う。
【００２８】
（検査条件検討リストエリア）
図６及び図７は、本実施形態に係る検査条件検討リストエリアの表示例を示す図である。
検査条件検討リストエリア５０２は、条件表示欄６０１、画像欄６０２、検査結果欄６０３を有している。
条件表示エリアには、各条件（「条件１」〜「条件５」）における「加速電圧」、「ビーム電流」、「ＶＣＣ電圧」、「画素サイズ」、「クロック」、「加算回数」、「デザインルール」、「Ｌ／Ｓ（Line And Space）」、「パターン密度」、「対象欠陥」など、過去に検討した条件が表示され、ユーザが一目で分かるよう一覧となっている。
【００２９】
また、本実施形態では、今回評価するウェハに適した条件を絞り込むことができる（列６１１）。例えば、評価するウェハの対象欠陥が「Ｓｈｏｒｔ」であれば、「対象欠陥」の「絞り込み」タブ６１２から「Ｓｈｏｒｔ」を選択する（図示せず）ことにより、検査条件検討リストエリア５０２に表示される情報を、欠陥画像が「Ｓｈｏｒｔ」である情報のみに絞り込むことができる。これらの情報は、画像の属性情報といして、画像に付随している。
【００３０】
画像エリア欄に印（符号６１６）がある場合は、過去に取得したサンプル画像を確認することができることを意味している。図７に示すように、マウスのカーソルを印（符号６１６）上に持っていくと、その条件におけるサンプル画像が中に表示されている吹き出し７０１が表示される。
ユーザは、これを見て、詳細に確認するサンプル画像を決めることができる。
【００３１】
図６に戻り、ユーザがサンプル画像を詳細に確認したい場合、条件の符号６１６を有効にし（黒く塗りつぶした四角）、画像ボタン６１５を選択入力すると、有効となっている符号６１６の条件に該当するすべてのサンプル画像が、図５の画像一覧エリア５０３に表示される。
【００３２】
（画像一覧エリア）
図８は、本実施形態に係る画像一覧エリアの表示例を示す図である。
前記したように、図６の画像ボタン６１５を選択入力すると、有効となっている印６１６の条件に該当するすべてのサンプル画像が図８に示すように画像一覧エリア５０３に表示される。これらのサンプル画像は過去に同様のサンプル評価を行った際に取得した画像である。図８に示すように、図６の符号６１６で選択した条件毎（「条件２」〜「条件５」）に取得したすべてのサンプル画像を確認することが可能である。
【００３３】
（過去検査マップ）
ここで、図６の説明に戻る。
図６の検査結果欄６０３には、検査結果名６１８が表示されている。ここでは、検査結果名６１８として、検査結果日が表示されているが、検査結果を一意に示すものであれば、検査結果画像ファイル名などでもよい。そして、ユーザが解析制御ユニット１１４のマウスのカーソルを検査結果名６１８上に持っていくと、図７に示すように、中にウェハの過去検査マップが表示されている吹き出し７０２が表示され、ユーザは過去検査マップを容易に確認することができる。ユーザは、これにより、詳細に確認する検査結果を決めることができる。ユーザが、詳細に検査結果を確認したい場合は、確認したい検査結果名６１８のボタンを選択入力すると、図９に示すような過去検査マップエリア５０４と、図１０に示すような過去検査画像一覧エリア５０５が表示される。
【００３４】
（過去検査マップエリア）
図９は、本実施形態に係る過去検査マップエリアの表示例を示す図であり、図１０は、本実施形態に係る過去検査画像一覧エリアの表示例を示す図である。
過去検査マップエリア５０４に表示される過去検査マップは、図７において選択入力された検査結果名の数だけ同時表示される。
図９（ａ）には、検査結果名が１つだけ選択入力されたときの過去検査マップエリア５０４ａ（５０４）が示され、図９（ｂ）には、検査結果名が４つ選択入力されたときの過去検査マップエリア５０４ｂ（５０４）が示される。このように、ユーザが確認したい検査結果の数だけ、一度に過去検査マップを示すことができるため、比較が容易である。
欠陥のレビューが既にされており、Ｃｏｄｅが入力されている検査結果であれば、符号９０２においてＣｏｄｅの指定を行い、目的の欠陥画像のみ表示することができる。その情報は、図１０の過去検査画像一覧エリア５０５とリンクしており、Ｃｏｄｅ入力した場合は、図１０の過去検査画像一覧エリア５０５に、そのＣｏｄｅの欠陥画像のみが表示される。過去検査マップ上の欠陥をマウスでドラッグ（符号９０１）し、矩形で囲んだ場合も同様に、その画像のみ図１０の過去検査画像一覧エリア５０５に表示される。このように今回評価する工程と類似した工程の過去の検査結果や過去検査画像を確認できることで、容易に検討すべき条件を選択することが可能となる。
【００３５】
また、例えば過去に検査をしている条件が、加速電圧５００Ｖ、ビーム電流１００ｎＡ、ＶＣＣ電圧−６０００Ｖと０Ｖの２種類だったと仮定する。その間の条件ＶＣＣ電圧−３０００Ｖも検討したいような場合は、解析制御ユニット１１４の図示しない入力部を介して、その条件を図６のリストへ追記することで、評価することが可能となる。
【００３６】
このようにして、評価するウェハの検討すべき条件が決まると、ユーザは解析制御ユニット１１４を介して、図６の検査条件検討リストの条件選択ボタンの、検討したい条件のみ選択する（図６の符号６１７で塗りつぶした四角）。図６の例では、「条件２」、「条件３」、「条件４」がそれに相当する。
ここまでで、検査条件の絞り込みが終了する。
【００３７】
（最適検査条件自動決定処理）
次に、図１１〜１６を参照して、電子線ウェハ検査装置１００における最適な検査条件を自動で決定する方法を説明する。これらは、図３に示す照射条件検討処理の画像取得処理（Ｓ２０３）、画像比較処理（Ｓ２０４）、Ｓ／Ｎ解析処理（Ｓ２０５）、最適条件決定処理（Ｓ２０６）に相当する。
まず、画像比較を行うために、画像を取得する場所を検査したい領域より選択する必要がある。その一例を図１１、１２を用いて説明する。
【００３８】
＜画像取得処理：Ｓ２０３＞
図１１は、本実施形態に係る画像取得位置登録画面の表示例を示す図である。
画像取得位置登録画面１１０１は、ウェハマップレイアウト表示エリア１１０２、イメージ表示エリア１１０３および座標入力エリア１１０４を有している。イメージ表示エリア１１０３には、ウェハマップレイアウト表示エリア１１０２で選択された領域（符号１１１１）の拡大図が表示される。ここで、処理の対象となるウェハは、未検査のウェハである。
【００３９】
事前に前工程の検査結果などから欠陥位置が分かっている場合は、その座標を座標入力エリア１１０４へ入力し、登録ボタン１１０５を押すことで、その座標が登録できる。欠陥座標が事前に分かっていない場合、ユーザが、イメージ表示エリア１１０３を確認しながら、画像取得位置を探すことができる。その際、イメージ表示エリア１１０３に表示されている画像の中心の座標が座標入力エリア１１０４に表示されるため、画像取得を行いたいチップ画像をイメージ表示エリア１１０３の中心へ表示させ、登録ボタン１１０５を押すことで、画像取得位置の登録ができる。後記するラインプロファイルは、登録された座標を基に行われる。また、ステップＳ２０３における画像取得処理では、解析制御ユニット１１４が登録した画像取得位置におけるチップ画像を取得する。このとき、解析制御ユニット１１４がチップ全体の画像ではなく、画像取得位置周辺の画像を取得してもよい。
【００４０】
電子線ウェハ検査装置１００が図６で選択した条件を用いて、ウェハの撮像を行い、画像（取得画像）を取得する。図６に示す例で選択された「条件２」、「条件３」および「条件４」がそれに相当する。
【００４１】
図１２は、本実施形態にかかる画像の取得方法の一例を示す図である。
画像取得は、図１１の座標入力エリア１１０４で登録した座標（符号１２０１）と、その隣接チップの同座標（符号１２０２）の２箇所が属するチップを、選択した条件毎に検査条件を変更して、電子線ウェハ検査装置１００が撮像を行うことにより自動で取得する。ここで、隣接チップを比較対象とするのは、この隣接チップを対照画像とし、それらの差画像を解析するためである。隣接チップに欠陥がある場合は、別の実施形態として後記して説明する。ここでは、図６で「条件２」、「条件３」および「条件４」の３条件で撮像を行い画像（取得画像）を取得する。ここで、図１２のチップ画像内の四角は、チップのパターンを示している。
解析制御ユニット１１４は、取得画像を用いて、画像比較処理（Ｓ２０４）、Ｓ／Ｎ解析処理（Ｓ２０５）、最適条件設定処理（Ｓ２０６）を行う。これらの処理方法を、図１３〜１６を参照して説明する。なお、これらの処理は、短時間に自動で行われることが前提である。
【００４２】
（画像解析結果表示画面）
図１３は、本実施形態に係る画像解析結果表示画面の表示例を示す図である。
図１３は、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理が完了した後の画像解析結果を示している。
図１３に示すように、画像解析結果表示画面１３０１には、図６で選択した条件（「条件２」〜「条件４」）毎における欠陥画像と、その隣接チップの画像と、欠陥画像と、隣接チップの差画像が表示される。さらに、図１５で後記するＳ／Ｎ解析処理（Ｓ２０５）で算出されたＳ／Ｎ比の値、さらに、そのＳ／Ｎ比の値を基に、条件の順位が判定として表示されている。
なお、図１３において、「条件２」から「条件４」へと移るに従い、画面が暗くなっているが、これは、例えば、加速電圧、電流、ＶＣＣ電圧、加算回数などの条件の違いによるものであり、「条件２」が最も加速電圧が大きく、「条件４」が最も加速電圧が低い。
【００４３】
（差画像の算出（画像比較処理）：Ｓ２０４）
図１４は、本実施形態に係る差画像の算出手順を示す図である。なお、差画像の算出は、図３のステップＳ２０４における画像比較処理に相当する処理である。
図１４に示すように、差画像は、欠陥画像の１画素ごとの明るさ（明度）から隣接チップ画像の１画素ごとの明るさ（明度）を引いて作成される。
【００４４】
（Ｓ／Ｎ解析処理：Ｓ２０５）
図１５及び図１６は、本実施形態に係るＳ／Ｎ解析処理の手順を示す図である。
解析制御ユニット１１４は、各条件の差画像より、欠陥位置を含んだラインプロファイルを条件ごとに作成する。ここでは、Ｘ方向のラインプロファイルを用いており、作成されるラインプロファイルは、横軸がＸ方向の位置、縦軸が明るさ（明度）となっている。
図１５の例では、「条件２」、「条件３」及び「条件４」のそれぞれについて、符号１５０１，１５０２，１５０３で示される箇所のラインプロファイルを作成する。ラインプロファイルの作成位置は、図１１の座標入力エリア１１０４に登録された座標である。なお、登録された座標を用いなくても、取得画像全体を走査して、最もＳ／Ｎ比の高い位置を処理対象としてもよい。
【００４５】
そして、解析制御ユニット１１４は、図１６に示すような手順でＳ／Ｎ比の算出を行う。図１６では、一例として図１５における「条件２」のラインプロファイルを用いることとする。ラインプロファイルの欠陥部以外の信号は、ノイズ成分の信号である。図１６の例では、ラインプロファイルの下側（符号１６０１）がノイズ成分に相当する。解析制御ユニット１１４は、ノイズ成分の明るさをＸ方向に合計し、Ｘ方向の計測点数で割ることにより、ノイズ成分の明るさの平均値を算出する。
次に、解析制御ユニット１１４は、欠陥部の明るさの平均値を求める。図１６の例では、ラインプロファイルの上側（符号１６０２）が欠陥部の明るさに相当する。ノイズ成分と同様に、解析制御ユニット１１４は、欠陥成分の明るさをＸ方向に合計し、Ｘ方向の計測点数で割ることにより、欠陥部の明るさの平均値を算出する。算出された欠陥部の明るさの平均値が、Ｓ／Ｎ比におけるシグナル値となる。
Ｓ／Ｎ比は、解析制御ユニット１１４が、欠陥成分の明るさの平均値をノイズ成分の明るさの平均値で割ることで求められる。図１６の例では、欠陥成分の明るさの平均値：８３を、ノイズ成分の明るさの平均値：３７で除算したものがＳ／Ｎ比となり、結果、Ｓ／Ｎ比は、２．２４となる。解析制御ユニット１１４は、同様に、「条件３」及び「条件４」のＳ／Ｎ比の値も算出する。
【００４６】
図１３の、「Ｓ／Ｎ」の欄（符号１３０２）における「２．２４」、「３．９５」、「２．８３」の値は、図１５、図１６で示す手順により算出されたＳ／Ｎ比の値である。さらに、解析制御ユニット１１４は、このＳ／Ｎ比の値が高い条件から順に順位付けを行い、図１３の「判定」の欄（符号１３０３）にその順位を表示する。これは、Ｓ／Ｎ比の値が高い検査条件の方が、欠陥部の信号が高く、ノイズ成分の信号が低いということになり、最適条件と判断できるためである。
図１３の例では、「条件３」が順位「１」であり、「条件４」が順位「２」であり、「条件２」が順位「３」となり、「条件３」が評価するウェハの最適な検査条件（最適条件）となる。
【００４７】
また、図１３における画像確認ボタン１３１１を選択入力すると、過去に取得したサンプル画像と取得画像を比較することもできる。
【００４８】
その画像比較画面の表示例をを図１７に示す。
図１７は、本実施形態に係る画像比較画面の表示例を示す図である。
図１７に示す画像比較画面１７０１は、図８の画像一覧エリア５０３の画像に今回撮像した取得画像が加わったものである。つまり、検査条件データベース１１５に、取得画像のデータが加えられることを意味する。これにより、算出された最適条件が良好であることをユーザが確認することができると共に、取得画像を、新たなサンプル画像として検査条件データベース１１５に追加することによって、将来、同様の評価を行う際に利用できるようになる。
【００４９】
このような手順で、最適条件が決定すると、ユーザは、解析制御ユニット１１４の図示しない入力部を介して図１３の設定条件選択プルダウンメニュー１３１２で条件を選択する。図１３の例では、順位が一番高い「条件３」が選択されている。そして、設定条件ボタン１３１３が選択入力されることにより、画像処理ユニット１１３は、図１８に示すパラメータ設定画面１８０１を表示する。パラメータ設定画面１８０１には、図１３の設定条件選択プルダウンメニュー１３１２で選択された「条件３」の各パラメータが表示される。また、イメージ表示エリアには、取得画像のイメージが表示される。
これにより、電子線照射条件および各パラメータが決定し、レシピ作成を開始することができる。また、レシピ作成が終了し、検査結果が得られた場合は、検査条件データベース１１５に検査結果に関する情報が登録され、将来の条件設定に利用することが可能となる。
【００５０】
（別の実施形態）
図１１において、事前に前工程の検査結果などから欠陥位置が分かっている場合について説明したが、図１１のイメージ表示エリアに表示される画像は、検査前の画像であるため欠陥位置がわかるとは限らない。もし、図１１で登録した座標に欠陥が存在しない場合、図１５および図１６に示すＳ／Ｎ比の解析では条件の比較を行うことができない。
そこで、図１９〜図２２を参照して、欠陥位置が分からない場合も考慮した最適条件の判定方法を説明する。
【００５１】
図１９は、別の実施形態に係る判定方法選択処理の手順を示すフローチャートである。
この場合、図３のステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が、図１９の処理に置換えられる。
まず、欠陥座標が分かっているか否かを判定する（Ｓ３０１）。これは、目視や、前の検査などから、ウェハの周辺部には欠陥が多いなどといったことが経験的に予め分かっていることなどから判定する。
ステップＳ３０１の結果、欠陥座標が分かっている場合（Ｓ３０１→Ｙｅｓ）、図１１と同様の方法で欠陥座標の登録を行い、その欠陥座標にて解析制御ユニット１１４が図１５および図１６の方法でＳ／Ｎ解析を行う（判定方法１：Ｓ３０２）。これは、図３〜図１８で説明した方法である。
【００５２】
ステップＳ３０１の結果、欠陥座標が分かっていない場合（Ｓ３０１→Ｎｏ）、ウェハ検査装置が、ウェハにおいて、所定の小領域（およそチップ１０個分以下）を検査する（Ｓ３０３）。ここで、ウェハ全体の検査を行わないのは、ウェハ全体の検査は時間がかかるためである。また、ステップＳ３０３の検査のときに使用する検査条件は、例えば、ユーザが図１０の過去検査画像一覧エリア５０５を参照して、暫定的に決めてもよいし、予め小領域用の検査条件を設定しておいてもよい。
そして、ユーザは、ステップＳ３０３の検査の結果を確認して、欠陥が見つかったか否かを判定する（Ｓ３０４）。
ステップＳ３０４の結果、欠陥が見つかった場合（Ｓ３０４→Ｙｅｓ）、解析制御ユニット１１４は、ステップＳ３０２へ処理を進める。
【００５３】
ステップＳ３０４の結果、欠陥が見つからなかった場合（Ｓ３０４→Ｎｏ）、ユーザは、想定している欠陥が（酸化膜上ではなく）パターン上に存在するか否かを判定する（Ｓ３０５）。つまり、ユーザは、これからパターン上に存在している欠陥を検査しようとしているのか否かを判定する。
ステップＳ３０５の結果、想定している欠陥がパターン上に存在する場合（Ｓ３０５→Ｙｅｓ）、解析制御ユニット１１４は、後記する「判定方法Ａ」と、図２０を参照して説明する「判定方法Ｂ１」を用いて最適な検査条件の判定を行う（判定方法２：Ｓ３０６）。
【００５４】
ステップＳ３０５の結果、想定している欠陥がパターン上に存在しない場合（Ｓ３０５→Ｎｏ）、ユーザは想定している欠陥が、明るい欠陥であるか否かを判定する（Ｓ３０７）。つまり、ユーザは、これから画像上において、明るく映る欠陥を検査しようとしているのか否かを判定する。
ステップＳ３０７の結果、想定している欠陥が暗い欠陥である場合（Ｓ３０７→暗い）、解析制御ユニット１１４は、後記する「判定方法Ａ」と、図２１を参照して説明する「判定方法Ｂ２」を用いて最適な検査条件の判定を行う（判定方法３：Ｓ３０８）。
ステップＳ３０７の結果、想定している欠陥が明るい欠陥である場合（Ｓ３０７→明るい）、解析制御ユニット１１４は、後記する「判定方法Ａ」と、図２２を参照して説明する「判定方法Ｂ３」を用いて最適な検査条件の判定を行う（判定方法４：Ｓ３０９）。
ステップＳ３０２，Ｓ３０６，Ｓ３０８，Ｓ３０９後に、解析制御ユニット１１４は、それぞれの方法で判定された最適な検査条件の設定処理を行い（Ｓ３１０）、図３のステップＳ２０７の処理へリターンする。
【００５５】
次に、「判定方法Ａ」、「判定方法Ｂ１」、「判定方法Ｂ２」、「判定方法Ｂ３」のそれぞれについて説明する。
まず、「判定方法Ａ」では、解析制御ユニット１１４が色むらや、パターンの明るさが均一であるか否かを目視によって判定したり、欠陥が見つかっていない画像に図１５と同様のラインプロファイルを行い、ノイズ成分の大きさなどを判定する。解析制御ユニット１１４は、色むらが少なかったり、パターンの明るさが均一であったり、ノイズ成分が少ない検査条件を望ましい検査条件とする。
【００５６】
図２０は、別の実施形態に係る「判定方法Ｂ１」を説明するための図であり、（ａ）はパターン上に欠陥が存在する場合のチップ画像例を示し、（ｂ）は酸化膜の明るさとパターンの明るさのコントラストが大きいチップ画像例を示し、（ｃ）は酸化膜の明るさとパターンの明るさのコントラストが小さいチップ画像例を示す。
図２０（ａ）に示すように、パターン上に欠陥が存在する場合、酸化膜の明るさと、パターンの明るさとのコントラストが大きいほうが欠陥を発見しやすい。そこで、解析制御ユニット１１４は、コントラストの小さい図２０（ｃ）の検査条件より、コントラストの大きい図２０（ｂ）の検査条件を望ましい検査条件と判定し、評価（順位）を高くする。
【００５７】
図２１は、別の実施形態に係る「判定方法Ｂ２」を説明するための図であり、（ａ）は暗い欠陥が存在する場合のチップ画像例を示し、（ｂ）はパターンが明るいチップ画像例を示し、（ｃ）はパターンが暗いチップ画像例を示す。
図２１（ａ）に示すように、暗い欠陥２１０１が存在する場合、パターンが明るいほうが欠陥を発見しやすい。そこで、解析制御ユニット１１４は、パターンの暗い図２１（ｃ）の検査条件より、パターンの明るい図２１（ｂ）の検査条件を望ましい検査条件と判定し、評価（順位）を高くする。解析制御ユニット１１４は、これらの比較をステップＳ２０１〜Ｓ２０２で選択された検査条件で検査された画像について実行する。
【００５８】
図２２は、別の実施形態に係る「判定方法Ｂ３」を説明するための図であり、（ａ）は明るい欠陥が存在する場合のチップ画像例を示し、（ｂ）はパターンが明るいチップ画像例を示し、（ｃ）はパターンが暗いチップ画像例を示す。
図２２（ａ）に示すように、明るい欠陥２２０１が存在する場合、パターンが暗いほうが欠陥を発見しやすい。そこで、解析制御ユニット１１４は、パターンの明るい図２２（ｂ）の検査条件より、パターンの暗い図２２（ｃ）の検査条件を望ましい検査条件と判定し、評価（順位）を高くする。解析制御ユニット１１４は、これらの比較をステップＳ２０１〜Ｓ２０２で選択された検査条件で検査された画像について実行する。
【００５９】
なお、ステップＳ３０２，Ｓ３０６，Ｓ３０８，Ｓ３０９では、「判定方法Ａ」と、「判定方法Ｂ１」〜「判定方法Ｂ３」とが行われているが、「判定方法Ａ」より、「判定方法Ｂ１」〜「判定方法Ｂ３」の結果を優先するものとする。
なお、図１９〜図２２の方法は、選択画像にも隣接画像にも欠陥がある場合についても使用できる。
【００６０】
（効果）
これまでの検査条件決定フローにおいては、複数回の画像取得を行い、そのたびに画像比較、画像解析を行う必要があり、多大な時間と労力を要していた。また、その間、電子線ウェハ検査システム１を占有してしまうため、電子線ウェハ検査システム１の稼働率も低下していた。本実施形態の方法により、画像取得からＳ／Ｎ解析、最適条件算出までを自動で行うことで、検査条件設定までに要していた時間を大幅に軽減できる。また、図４〜１０に示したように過去に検討した検査条件データベース１１５を外付けＰＣ（Personal Computer）に導入すれば、事前にクリーンルーム外で検討すべき検査条件を選択することもできるようになるため、装置の占有時間をさらに少なくすることができる。また、レシピ作成で最も作成者の習熟度や経験によってばらついていた電子線照射条件や各パラメータの設定が、自動で最適条件が算出されるため、ばらつきなく短時間に設定することが可能になる。結果的に、製品の検査待ち時間が大幅に短縮され、不良発生を検知するまでのＴＡＴ（Turn Around Time）を短縮されるため、半導体製造における歩留まり向上や生産性を高めることに寄与することができる。
【００６１】
電子線照射条件や各パラメータを決定するに当り、これまでの作業では、最適条件であるかの判断が難しく、変更するパラメータも多いため、レシピ作成者（ユーザ）の経験が必要で、レシピ作成者によりばらつきが発生していたのに対し、本実施形態のように、過去に検討した検査条件データベース１１５を利用して、画像取得からＳ／Ｎ解析、最適条件の算出を自動で行うことで、容易に検査条件を決定することが可能となり、作成者の経験の差によってもたらされる感度のばらつきをも抑えることができる。また、これまでは、画像取得、比較、解析の戻り作業が発生し、安定した検査条件を実現するための最適な検査条件を決定するまでに多くの時間を要していたが、本実施形態により、戻り作業が無くなることから、大幅な時間短縮を図ることが可能となる。さらに、検査レシピ作成時に最も時間を費やすことが多い電子線照射条件や各パラメータ設定の時間短縮が可能となることで、レシピ作成のために、電子線ウェハ検査システム１を占有していた時間が短くなり、製品の検査待ち時間が大幅に短縮され、欠陥を検知するためのＴＡＴの短縮、ひいては、半導体製造における歩留まり向上や生産性を高めることに寄与できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  電子線ウェハ検査システム（ウェハ検査条件決定システム）
１００  電子線ウェハ検査装置
１１１  ビーム制御ユニット
１１２  ステージ制御ユニット
１１３  画像処理ユニット（表示部）
１１４  解析制御ユニット（処理部）
１１５  検査条件データベース（記憶部）
【図１】
2010267766.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
2010267766.tif 000021
【図１５】
2010267766.tif 000022
【図１７】
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【図２０】
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