(57)【要約】【課題】１個のウエハの検査処理に要する時間を短くすることができる電子線式ウエハ検査装置を提供する。【解決手段】本発明によると、ウエハの検査処理はウエハ検査装置が行い、レビュー処理はウエハ検査装置に接続された外部機器が行う。即ち、検査処理とレビュー処理は並列的に行う。本発明によると、レビュー処理が終了するまで待つことなく次のウエハの検査を開始することができる。【選択図】図１
2008053309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成されたウエハ表面に電子線を照射することによりウエハの検査を行う検査装置と該検査装置に接続された外部機器とを有し、
上記検査装置は上記ウエハの検査が終了する毎に検査結果を上記外部機器に送信し、上記外部機器は、上記検査結果に基づいてレビュー処理を行うことを特徴とする検査システム。
【請求項２】
請求項１記載の検査システムにおいて、上記検査装置は上記外部機器によるレビュー処理が終了する前にウエハを交換し次の基板の検査処理を開始することを特徴とする検査システム。
【請求項３】
請求項１記載の検査システムにおいて、上記検査装置が１つのウエハの検査処理を開始してから次のウエハの検査処理を開始するまでの検査周期は、上記１つのウエハの検査処理に要する時間ｔ１とウエハの交換に要する時間ｔ３と１つのウエハの検査処理が終了してからウエハを交換するまでの待ち時間ｔ４の和ｔ１＋ｔ３＋ｔ４として表わされ、上記レビュー処理に要する時間ｔ２に依存しないことを特徴とする検査システム。
【請求項４】
請求項１記載の検査システムにおいて、上記検査装置が１つのウエハの検査処理を開始してから次のウエハの検査処理を開始するまでの検査周期は、上記外部機器が１つのウエハのレビュー処理を開始してから次のウエハのレビュー処理を開始するまでのレビュー周期に等しいことを特徴とする検査システム。
【請求項５】
請求項１記載の検査システムにおいて、上記検査装置は検査結果を格納した検査結果ファイルを作成し、該検査結果ファイルを上記外部機器に送信することを特徴とする検査システム。
【請求項６】
請求項５記載の検査システムにおいて、上記外部機器は、上記検査ファイルのデータ形式を変換するデータ処理装置と、該データ処理装置から送信された上記検査ファイルを受信するコンピュータ装置と、上記データ処理装置から送信された上記検査ファイルの内容を画面に表示するモニタと、を有することを特徴とする検査システム。
【請求項７】
請求項６記載の検査システムにおいて、上記モニタは、検査結果ファイルのリストを画面上に表示し、該リストの１つが画面上にて選択されると、選択された検査結果ファイルに含まれるデータを表示する検査結果出力画面を表示することを特徴とする検査システム。
【請求項８】
請求項７記載の検査システムにおいて、上記検査結果出力画面は、欠陥カテゴリー及び欠陥検出ダイリスト、検査ダイマップ、ダイ内検査領域、検査条件リスト、及び、欠陥画像リストを表示することを特徴とする検査システム。
【請求項９】
請求項８記載の検査システムにおいて、上記検査結果出力画面は、上記欠陥カテゴリー及び欠陥検出ダイリストにて選択されている欠陥カテゴリー及び欠陥検出ダイを表示する検査結果マップを表示することを特徴とする検査システム。
【請求項１０】
請求項９記載の検査システムにおいて、上記検査結果出力画面は、上記検査結果マップに表示されている欠陥数を表示することを特徴とする検査システム。
【請求項１１】
請求項９記載の検査システムにおいて、上記検査結果マップ上にてダイを選択すると、該選択されたダイのダイ内欠陥位置マップ及びダイ内欠陥リストが表示されることを特徴とする検査システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の検査システムにおいて、上記検査結果マップ又は上記ダイ内欠陥位置マップ上にて欠陥位置をクリックすると、又は、上記ダイ内欠陥リストにて欠陥番号を選択すると、選択した欠陥に関する欠陥情報リストが表示されることを特徴とする検査システム。
【請求項１３】
請求項８記載の検査システムにおいて、上記欠陥画像リストより欠陥画像ファイルを選択すると、選択した欠陥画像が表示されることを特徴とする検査システム。
【請求項１４】
請求項７記載の検査システムにおいて、上記検査結果出力画面上の検査レポート作成ボタンをクリックすると、検査結果レポートが出力されることを特徴とする検査システム。
【請求項１５】
請求項７記載の検査システムにおいて、上記検査結果出力画面は、カテゴリー入力フィールドを有し、該カテゴリー入力フィールドにカテゴリーを入力することにより欠陥カテゴリーが変更されることを特徴とする検査システム。
【請求項１６】
回路パターンが形成されたウエハ表面に電子線を照射することにより検査を行うウエハ検査装置において、
上記ウエハの検査が終了すると検査結果を外部機器に送信し、該外部機器におけるレビュー処理が終了する前に上記ウエハの交換を行い次のウエハの検査処理を行うことを特徴とするウエハ検査装置。
【請求項１７】
ウエハ検査装置を用いてウエハの検査処理を行うことと、
上記ウエハの検査結果を上記ウエハ検査装置から外部機器への送信処理を行うことと、
上記外部機器を用いて上記ウエハの検査結果に基づいてレビュー処理を行うことと、
上記ウエハ検査装置におけるウエハの交換処理を行うことと、
上記ウエハの検査処理、上記ウエハの検査結果の送信処理、上記レビュー処理、及び、上記ウエハの交換処理を繰り返して行うウエハの検査方法。
【請求項１８】
上記ウエハの交換処理を上記レビュー処理の終了前に行うことを特徴とするウエハの検査方法。
【請求項１９】
上記ウエハの検査処理の開始から次のウエハの検査処理の開始までの周期は、上記レビュー処理の開始から次のレビュー処理の開始までのレビュー周期に等しいことを特徴とするウエハ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の検査技術に関し、特に、製造工程にてウエハ上のパターンの欠陥有無を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、半導体ウエハ上に主にホトマスクにより形成されたパターンをリソグラフィー処理およびエッチング処理により転写する工程を繰り返すことにより製造される。半導体装置の製造過程において、各種処理の良否、また、処理中の異物発生等は、半導体装置の歩留まりに大きく影響を及ぼす。
【０００３】
そこで、製造過程中に半導体ウエハ上のパターンの欠陥の有無の検査を行う。検査結果は製造プロセスへフィードバックされ、処理工程における異常や不良発生を早期にあるいは事前に検知することができる。
【０００４】
半導体ウエハ上のパターンの欠陥を検査する方法には、特開平3-167456号公報に記載されているように、光学画像を用いた検査方法、特開平9-138198号公報に記載されているように、回折光あるいは散乱光を用いた検査方法、非特許文献１に記載されているように、電子線を用いたパターンを比較する検査方法等が知られている。
【０００５】
更に、特開平5-258703号公報、米国特許5502306号、及び、特開平10-234543号公報には、通常のSEMの100倍以上（10nA以上）の電子線電流を有する電子線を導電性基板（Ｘ線マスク等）に照射し、発生する二次電子、反射電子及び透過電子のいずれかを用いる検出方法が開示されている。この検査方法では、得られた画像を隣接する同等のパターンと比較することにより欠陥を自動的に検出する。以下、このような検査方法を電子線式検査方法と呼ぶ。
【０００６】
一般に、半導体ウエハの欠陥検査では、先ず、半導体ウエハ上の欠陥を検査する検査処理を行い、次に、欠陥画像をレビューするレビュー処理を行う。
【０００７】
【特許文献１】特開平3-167456号公報
【特許文献２】特開平9-138198号公報
【特許文献３】特開平5-258703号公報
【特許文献４】特開平10-234543号公報、
【特許文献５】USP5502306
【非特許文献１】J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9, No.6, pp. 3005 - 3009（1991）、J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 10, No.6, pp. 2804 - 2808（1992）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のウエハ検査装置では、検査結果として欠陥マップ等をモニタ画面に表示できるが、検査条件、分類結果、マップ、欠陥画像を再配列して出力することができなかった。そのために、検査が終了しても、更に、必要な情報が必要な場合には、再度、欠陥画像データや欠陥マップ等を取得する必要があって。
【０００９】
そのため、従来のウエハ検査装置では、レビュー処理は、検査装置に半導体ウエハをロードした状態で行っていた。即ち、従来のウエハ検査装置では、検査処理とレビュー処理は同一の半導体ウエア検査装置を用いて行っていた。そのため、レビュー処理が終了しないと次のウエハの検査処理を開始することができなかった。
【００１０】
そのために、従来のウエハ検査装置では、１個のウエハの欠陥検査に要する時間を短くすることができなかった。
【００１１】
本発明の目的は、１個のウエハの欠陥検査に要する時間を短くすることができる電子線式ウエハ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、ウエハの検査処理はウエハ検査装置が行い、レビュー処理はウエハ検査装置に接続された外部機器が行う。即ち、検査処理とレビュー処理は別個の装置により並列的に行う。本発明によると、レビュー処理が終了するのを待つことなく次のウエハの検査処理を開始することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子線式ウエハ検査装置によると、１個のウエハの欠陥検査に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照して本発明による電子線式ウエハ検査装置の例を説明する。本例の電子線式ウエハ検査装置は、電子光学系1、ステージ機構系2、制御系3、画像処理系4、操作系5、及び、2次電子検出器9を有する。本発明による電子線式ウエハ検査装置には、通信回線を介してデータ処理装置11が接続されている。データ処理装置11には、モニタ13を備えたコンピュータ12が接続されている。尚、データ処理装置11とコンピュータ12は１つのコンピュータによって置き換えてもよい。
【００１５】
電子光学系1は、電子ビーム6をウエハ7に対して１方向に連続走査しながら照射する。ステージ機構系2は、ウエハ7を電子ビーム6の走査方向と直交する方向に連続移動させる。2次電子検出器9はウエハ7からの2次電子および反射電子8を検出し、検出信号を画像処理系4に送る。画像処理系4は電子線画像を生成し、それを画像処理系4内のメモリに記憶する。
【００１６】
画像処理系4は、更に、半導体基板の欠陥検出のための検査処理をリアルタイムにて実行する。検査結果は、データ処理装置11に送信される。データ処理装置11は、検査結果を通常のコンピュータによって処理可能なデータ形式に変換し、それをコンピュータ12に送信する。コンピュータ12は、市販のデータ処理及び表示ソフトウエアによって、モニタ13に検査結果を表示する。
【００１７】
図２を参照して本発明による電子線式ウエハ検査装置を用いた検査処理及びレビュー処理を説明する。図２（ａ）は、従来の電子線式ウエハ検査装置を用いた検査処理及びレビュー処理を示す。従来の技術では、１台の電子線式ウエハ検査装置が検査処理とレビュー処理を行う。図示のように、ステップＳ１０１にてウエハの検査処理を行う。ステップＳ１０２にて、レビュー処理を行う。ステップＳ１０３にて、ウエハの交換を行う。ステップＳ１０４にて、次のウエハの検査処理を行う。ステップＳ１０５にて、次のウエハのレビュー処理を行う。ステップＳ１０６にて、ウエハの交換を行う。こうして、ウエハの検査処理、レビュー処理、ウエハの交換を繰り返す。
【００１８】
ウエハの検査処理に要する時間をｔ１、レビュー処理に要する時間をｔ２、ウエハの交換に要する時間をｔ３とすると、ウエハの検査処理の１周期Ｔ１は、Ｔ１＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３、となる。
【００１９】
従って、従来の電子線式ウエハ検査装置では、ウエハの検査効率を高めるためには、ウエハの検査処理に要する時間ｔ１、レビュー処理に要する時間ｔ２、ウエハの交換に要する時間ｔ３のいずれかを短縮化する必要がある。しかしながら、それは困難である。
【００２０】
図２（ｂ）は、本発明による電子線式ウエハ検査装置を用いた検査処理及びレビュー処理を示す。本例では、検査処理を電子線式ウエハ検査装置が行い、レビュー処理を他の機器が行う。ステップＳ２０１にて、電子線式ウエハ検査装置は、ウエハの検査処理を行い、その結果を外部機器に送信する。ステップＳ２０２にて、外部機器は、レビュー処理を行う。ステップＳ２０３にて、電子線式ウエハ検査装置は、ウエハの交換を行う。ステップＳ２０４にて、電子線式ウエハ検査装置は、次のウエハの検査処理を行い、その結果を外部機器に送信する。ステップＳ２０５にて、外部機器は、次のウエハのレビュー処理を行う。ステップＳ２０６にて、電子線式ウエハ検査装置は、ウエハの交換を行う。こうして、電子線式ウエハ検査装置によるウエハの検査処理、外部機器によるレビュー処理、電子線式ウエハ検査装置によるウエハの交換、を繰り返す。
【００２１】
ウエハの検査処理に要する時間をｔ１、レビュー処理に要する時間をｔ２、ウエハの交換に要する時間をｔ３、ウエハの検査処理が終了してから次のウエハに交換するまでの待ち時間をｔ４とすると、ウエハの検査処理の１周期Ｔ１は、Ｔ１＝ｔ１＋ｔ４＋ｔ３、となる。
【００２２】
本例では、ウエハの検査処理が終了してから次のウエハに交換するまでの待ち時間ｔ４を十分小さくすれば、ウエハの検査処理の１周期Ｔ１は短くなる。
【００２３】
図示のように、外部機器は、電子線式ウエハ検査装置から検査結果を受信してからレビュー処理を開始する。好ましくは、レビュー処理をリアルタイムにて行う。レビュー処理をリアルタイムにて行うには、レビュー処理の１周期Ｔ２を、ウエハの検査処理の１周期Ｔ１に等しくすればよい。本発明によると、レビュー処理に要する時間ｔ２は、少なくとも、ウエハの検査処理の１周期Ｔ１より短ければよい。
【００２４】
本発明の特徴を列挙する。（１）本発明によると、ウエハの欠陥検査の１周期Ｔ１を、従来の電子線式ウエハ検査装置の場合と比較して、より短くすることができる。（２）本発明によると、レビュー処理に要する時間ｔ２を、従来の電子線式ウエハ検査装置の場合と比較して、より長くすることができる。
【００２５】
図３を参照して、本発明による電子線式ウエハ検査装置におけるレビュー処理の詳細を説明する。先ず、ステップＳ３０１にて、電子線式ウエハ検査装置におけるウエハの検査処理が終了する。ステップＳ３０２からステップＳ３０６が、レビュー処理３０である。ステップＳ３０２にて、電子線式ウエハ検査装置は、検査結果ファイルを作成し、それをデータ処理装置１１に送信する。検査結果ファイルは、欠陥をカテゴリー別に色分け表示する欠陥マップ図、アライメントポイントおよび検査ダイを表示するウエハマップ図、ダイ内の検査領域図等を含む。検査結果ファイルの内容は従来技術により既知である。ステップＳ３０３にて、データ処理装置１１は検査結果ファイルを受信する。ステップＳ３０４にて、データ処理装置１１は検査結果ファイルを通常のコンピュータによって処理可能な形式に変換し、コンピュータ１２に送信する。ステップＳ３０５にて、コンピュータ１２は検査結果ファイルを受信する。ステップＳ３０６にて、コンピュータ１２は検査結果ファイルをモニタ１３に表示する。即ち、コンピュータ１２は、検査結果ファイルのデータより被検査ウエハのダイレイアウト情報、検査領域情報、欠陥座標情報、欠陥画像情報等、必要な情報を抽出して表示する。ステップＳ３０７にて、コンピュータ１２はユーザの指令に基づいて検査結果のレポートを作成し、それを出力する。
【００２６】
図４は、モニタ１３に表示された検査結果ファイルのデータを表示する画面の例を示す。この画面は、欠陥カテゴリー＆欠陥検出ダイリスト20、検査ダイマップ21、ダイ内検査領域22、検査条件リスト23、検査結果マップ24、ダイ内欠陥位置マップ25、ダイ内欠陥リスト26、欠陥画像27、欠陥画像リスト28、及び、欠陥情報リスト29を含む。この画面は、更に、File Nameボタン30、検査結果ファイル名表示エリア31、Loadingボタン32、Resultボタン33、欠陥数表示エリア34、ピクチャコントロール36、カテゴリー入力エリア37、OKボタン38、Report Makingボタン39、Add One Dieボタン40、Add All Diesボタン41、及び、Printボタン42を有する。
【００２７】
先ず、File Nameボタン30をクリックすると、検査結果ファイルのリストが、図示されていないポップアップウィンドウ上に表示される。ポップアップウィンドウ上にて検査結果ファイル名を選択すると、検査結果ファイル名が検査結果ファイル名表示エリア31に表示される。
【００２８】
次に、Loadingボタン32をクリックすると、選択されている検査結果ファイルが読み込まれ、欠陥カテゴリー＆欠陥検出ダイリスト20、検査ダイマップ21、ダイ内検査領域22、検査条件リスト23、及び、欠陥画像リスト28に所定のデータが表示される。欠陥カテゴリー＆欠陥検出ダイリスト20には、選択された検査結果ファイルに存在する欠陥カテゴリーの一覧と欠陥が存在するダイの一覧が表示される。
【００２９】
検査ダイマップ21に、原点ダイ、ウエハアライメントダイ、明るさキャリブレーション調整実施ダイ等の情報を付加することができる。ダイ内検査領域22には、ダイ間の比較検査実施領域（ダイ比較領域）と繰り返りパターンの比較検査領域（セル比較領域）を区別して表示することができる。検査除外領域を指定した場合にはそのエリアも表示される。また、検査条件リスト23には、検査装置モデル、検査開始時間と終了時間、ウエハLot、レシピ名、照射電子ビーム条件、検査画素サイズ、画像加算回数等の情報が表示される。
【００３０】
Resultボタン33をクリックすると、検査結果マップ24及び欠陥数表示エリア34に所定のデータが表示される。検査結果マップ24には、欠陥カテゴリー＆欠陥検出ダイリスト20にて選択されている欠陥カテゴリー＆ダイに属する欠陥が表示される。欠陥数表示エリア34には、検査結果マップ24に表示されている欠陥数が表示される。
【００３１】
検査結果マップ24にてダイ35を選択すると、選択したダイ35に関するダイ内欠陥位置マップ25とダイ内欠陥リスト26が表示される。
【００３２】
特定の欠陥の情報が知りたい場合には、検査結果マップ24又はダイ内欠陥位置マップ25上の欠陥位置をクリックするか、又は、ダイ内欠陥リスト26にて欠陥番号を選択することにより、特定の欠陥を選択する。選択した欠陥の情報は、欠陥情報リスト29に表示される。欠陥情報リスト29には、欠陥番号、欠陥座標、欠陥サイズ、欠陥カテゴリー、画像ファイル名等の情報が表示される。
【００３３】
選択した欠陥の画像が保存されている場合には欠陥画像27が表示される。欠陥画像27は、欠陥画像リスト28にて欠陥画像ファイルを選択することによっても表示できる。
【００３４】
カテゴリー入力エリア37にカテゴリーを入力してOKボタン38をクリックすることにより欠陥のカテゴリーを変更することができる。
【００３５】
ダイ内検査領域22、検査結果マップ24、ダイ内欠陥位置マップ25、及び、欠陥画像27は、ピクチャコントロール36により拡大縮小および左右上下の移動をさせて表示させることができる。
【００３６】
また、Report Makingボタン39をクリックすると、検査結果ファイル15から検査結果レポートが作成される。Printボタン42をクリックすると検査結果レポートが印刷される。検査結果レポートは、検査ダイ、検査領域、欠陥マップ、検査条件、カテゴリー別欠陥数等の情報を含む。また、Add One Dieボタン40を予めクリックしておくと、モニタに表示されているダイ内欠陥位置マップ25を検査結果レポートに追加することができる。また、Add All Diesボタン41を予めクリックしておくと、全てのダイに対するダイ内欠陥位置マップ25を検査結果レポートに追加することができる。
【００３７】
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による電子線式ウエハ検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による電子線式ウエハ検査装置による検査処理及びレビュー処理の流れを示す図である。
【図３】本発明による電子線式ウエハ検査装置によるレビュー処理の詳細を示す図である。
【図４】本発明による電子線式ウエハ検査装置のモニタに表示される画面の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
1…電子光学系、2…ステージ機構系、3…制御系、4…画像処理系、5…操作系、6…電子ビーム、7…ウエハ、8…二次電子および反射電子、9…二次電子検出器、11…データ処理装置、12…コンピュータ、13…モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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