(57)【要約】【課題】高分解能を維持しつつ、短い撮影時間で欠陥の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法および装置を実現する。【解決手段】第１の撮影領域および第１の照射条件を用いた低倍率の第１の欠陥画像情報８６および参照画像情報８７を、すべての欠陥位置で求め、これらの画像から欠陥の高精度欠陥位置情報求め、この高精度欠陥位置情報に基づいて、高倍率の第２の撮影領域および第２の照射条件を設定し、すべての第２の欠陥画像情報８８を取得することとしているので、第１および第２の照射条件を一度切り替えるだけで、すべての撮影を終了し、かつ第２の照射条件を電流の小さいものとして分解能の低下を防止し、高分解能を維持したまま撮影時間を短いものとすることを実現させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法であって、
前記表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得し、
前記第１の指定領域画像情報に基づいて、前記表面に欠陥が存在する際に前記欠陥の高精度欠陥位置情報を算定し、
前記高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、
前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項２】
複数の欠陥が存在する試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法であって、
前記欠陥を含む第１の撮影領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の撮影領域が有する第１の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返し、
前記欠陥が存在する位置の高精度欠陥位置情報の算定を、前記第１の欠陥画像情報に基づいて、前記複数の回数だけ繰り返し、
前記繰り返しにより取得される前記複数の高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、
前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項３】
前記第１の撮影領域は、前記第１の欠陥画像情報を取得する前に入力される、前記欠陥の低精度位置情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項４】
前記荷電粒子ビーム検査方法は、前記第１の指定領域画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域と同じ大きさの異なる第２の指定領域を指定し、前記第２の指定領域に前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の指定領域の第２の指定領域画像情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項５】
前記荷電粒子ビーム検査方法は、前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の撮影領域と同じ大きさの参照領域に、前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記参照領域の参照画像情報を取得することを特徴とする請求項２または３に記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項６】
前記荷電粒子ビーム検査方法は、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域あるいは前記第１の撮影領域に対応する前記表面に形成される回路パターンのＣＡＤデータを取得することを特徴とする請求項１、２または３に記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項７】
前記高精度欠陥位置情報の算定は、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報に加え、前記第２の指定領域画像情報、前記参照画像情報あるいは前記ＣＡＤデータに基づいて行われることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項８】
前記第１の照射条件および前記第２の照射条件は、前記荷電粒子ビームの電流値を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項９】
前記第２の照射条件は、前記第１の照射条件よりも小さな電流値を備えることを特徴とする請求項８に記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項１０】
前記荷電粒子ビームは、電子ビームであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項１１】
前記荷電粒子ビーム検査方法は、前記第２の欠陥画像情報に基づいて前記欠陥を分類し、前記分類された欠陥の前記試料の表面における欠陥分布を画像表示することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法。
【請求項１２】
試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査装置であって、
前記表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得する指定画像取得手段と、
前記第１の指定領域画像情報に基づいて、前記表面に欠陥が存在する際に前記欠陥の高精度欠陥位置情報を算定する高精度欠陥位置情報算定手段と、
前記高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定する設定手段と、
前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う第２の欠陥画像取得手段と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１３】
複数の欠陥が存在する試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査装置であって、
前記欠陥を含む第１の撮影領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の撮影領域が有する第１の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す第１の欠陥画像取得手段と、
前記欠陥が存在する位置の高精度欠陥位置情報の算定を、前記第１の欠陥画像情報に基づいて、前記複数の回数だけ繰り返す高精度欠陥位置情報算定手段と、
前記繰り返しにより取得される前記複数の高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定する設定手段と、
前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す第２の欠陥画像取得手段と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１４】
前記荷電粒子ビーム検査装置は、さらに前記欠陥の低精度位置情報を入力する入力手段を有し、前記設定手段は、前記低精度位置情報に基づいて前記第１の撮影領域を設定することを特徴とする請求項１３に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１５】
前記指定画像取得手段は、前記第１の指定領域画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域と同じ大きさの異なる第２の指定領域を指定し、前記第２の指定領域に前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の指定領域の第２の指定領域画像情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１６】
前記荷電粒子ビーム検査装置は、前記指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の撮影領域と同じ大きさの参照領域に、前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記参照領域の参照画像情報を取得する参照画像取得手段を備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１７】
前記荷電粒子ビーム検査装置は、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域あるいは前記第１の撮影領域に対応する前記表面に形成される回路パターンのＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段を備えることを特徴とする請求項１２、１３または１４に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１８】
前記高精度欠陥位置情報算定手段は、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報に加え、前記第２の指定領域画像情報、前記参照画像情報あるいは前記ＣＡＤデータに基づいて、前記高精度欠陥位置情報の算定を行うことを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項１９】
前記第１の照射条件および前記第２の照射条件は、前記荷電粒子ビームの電流値を含むことを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項２０】
前記第２の照射条件は、前記第１の照射条件よりも小さな電流値とされることを特徴とする請求項１９に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項２１】
前記荷電粒子ビーム検査装置は、前記荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器を備えることを特徴とする請求項１２ないし２０に記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項２２】
前記荷電粒子ビームは、電子ビームであることを特徴とする請求項１２ないし２１のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【請求項２３】
前記荷電粒子ビーム検査装置は、さらに前記第２の欠陥画像情報に基づいて前記欠陥を分類する情報処理部と、前記分類された欠陥の前記試料の表面における欠陥分布を画像表示する表示部とを備えることを特徴とする請求項１２ないし２２のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の欠陥が存在する試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法および装置に関し、特に半導体製造工程で発生する半導体ウェハーの欠陥の位置を低精度で検査し、後にこの低精度の欠陥位置情報に基づいて、欠陥をさらに精査する欠陥レビューを行う走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ；ＳＥＭ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスは、ウェハー上にフォトマスクで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し製造される。このような製造プロセスにおいて、歩留まりの向上、および、製造プロセスの安定稼働を実現する為に、インライン検査によって発見した欠陥を迅速に解析し、対策に活用することが必須である。検査結果を迅速に不良対策に結びつけるためには、多数の検出欠陥を高速および高分解能で取得される画像でレビューし、発生原因別に分類する欠陥レビュー・分類技術が鍵となる。その為に、光学式、およびＳＥＭ式のレビュー装置が製品化されている。加工パターンの微細化に伴い、レビューすべき欠陥のサイズは、２０ｎｍ程度にまで小さくなっている。その為、光学式よりも高い分解能を持つ、ＳＥＭ式のレビュー装置（レビューＳＥＭ）が重要視されている。
【０００３】
レビューＳＥＭは、インライン検査装置で取得した欠陥の位置情報を元に、欠陥の撮影を行う装置である（例えば、特許文献１参照）。ここで、微小欠陥を撮影するために必要とされている視野は、１μｍ程度である。しかし、インライン検査装置で決定される欠陥の位置情報の精度は、１０μｍであり、一度の撮影で欠陥を検出することが困難になっている。そこで、まず初めに、視野１０μｍのＳＥＭ画像を取得することで、より正確な欠陥の位置情報を取得し、その後、視野１μｍで欠陥部分のＳＥＭ画像を再取得する必要がある。
【０００４】
図１１は、上述した様な欠陥レビューを行う場合の、作業の流れを示すフローチャートである。まず、オペレータは、インライン検査装置等を用いて特定された欠陥の低精度位置情報をＳＥＭに入力した後に、電子ビームの第１の照射条件の設定をＳＥＭに対して行う（ステップＳ１０１）。ここで、ＳＥＭは、低精度位置情報に対応した視野の広い低倍率撮影領域を設定し、試料上の欠陥が存在する領域と同様のパターンを有する欠陥が存在しない領域にステージを移動し、フォーカス調整等を行い参照画像９１を取得する（ステップＳ１０２）。図１２（ａ）は、取得される参照画像９１の一例を示す説明図である。参照画像９１には、シリコン基板９２上に配列された導体パターン９３が図示されている。
【０００５】
その後、ＳＥＭは、ステージを移動し、試料上に欠陥が存在する同様の領域の低倍率欠陥画像９４を取得する（ステップＳ１０３）。図１２（ｂ）は、取得される低倍率欠陥画像９４の一例を示す説明図である。低倍率欠陥画像９４には、シリコン基板９２に配列された導体パターン９３および欠陥９５が図示されている。
【０００６】
その後、ＳＥＭは、参照画像９１および低倍率欠陥画像９４を比較し、差分等の演算手段を用いて欠陥９５の高精度欠陥位置情報を取得する（ステップＳ１０４）。そして、ＳＥＭは、この高精度欠陥位置情報に対応した視野の狭い高倍率撮影領域を求め、この高倍率撮影領域に適した電子ビームの第２の照射条件を設定する（ステップＳ１０５）。
【０００７】
その後、ＳＥＭは、この第２の照射条件を用いて、欠陥が存在する領域の高倍率欠陥画像９７を取得する（ステップＳ１０６）。図１２（ｃ）は、取得される高倍率欠陥画像９７の一例を示す説明図である。高倍率欠陥画像９７には、シリコン基板９２に配列された高倍率の導体パターン９３および欠陥９５が図示されている。なお、欠陥９５は、高倍率欠陥画像９７上で分解能の低下によるぼけ９６を生じる。図１２（ｃ）には、欠陥９５の周りに存在するぼけ９６が模式的に表現されている。
【０００８】
その後、ＳＥＭは、すべての欠陥位置で高倍率欠陥画像を取得したかどうかを判定し（ステップＳ１０７）、まだ高倍率欠陥画像を取得していない欠陥位置が存在する場合には（ステップＳ１０７否定）、ステップＳ１０１に移行し第１の照射条件の設定を行う。また、高倍率欠陥画像を取得していない欠陥位置が存在しない場合には（ステップＳ１０７肯定）、本欠陥レビューを終了する。
【特許文献１】特開２００３―０４５９２５号公報、（第１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記背景技術によれば、レビューＳＥＭは、光学式顕微鏡と比較して、分解能は高いものの撮影に時間を要するという問題があった。これは、レビューＳＥＭでは、画像のＳ／Ｎ比（信号値Ｓおよびノイズ値Ｎの比）が低く、十分なＳ／Ｎ比を得る為には、ビーム取得時間（撮影時間）を長くする必要があることによる。
【００１０】
一方、レビューＳＥＭでは、画像のＳ／Ｎ比を維持したまま撮影時間を短くするには、ビーム電流を増加させる必要がある。しかし、ビーム電流の増加は、ベルシェ効果によりビームを細く絞ることが困難になり、欠陥の検出は可能であるが、高倍率の撮影での分解能が低下し（図１２（ｃ）のぼけ９６参照）、微細な欠陥のレビューあるいは分類に対して問題となる。
【００１１】
これらのことから、高分解能を維持しつつ、短い撮影時間で欠陥の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法および装置をいかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、高分解能を維持しつつ、短い撮影時間で欠陥の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法および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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法であって、前記表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得し、前記第１の指定領域画像情報に基づいて、前記表面に欠陥が存在する際に前記欠陥の高精度欠陥位置情報を算定し、前記高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、試料の表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、この第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得し、この第１の指定領域画像情報に基づいて、表面に欠陥が存在する際にこの欠陥の高精度欠陥位置情報を算定し、この高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥を含み、かつ第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、第２の撮影領域に第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、複数の欠陥が存在する試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査方法であって、前記欠陥を含む第１の撮影領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の撮影領域が有する第１の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返し、前記欠陥が存在する位置の高精度欠陥位置情報の算定を、前記第１の欠陥画像情報に基づいて、前記複数の回数だけ繰り返し、前記繰り返しにより取得される前記複数の高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す。
【００１５】
この請求項２に記載の発明では、試料に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行って第１の欠陥画像情報の取得を繰り返し、これら第１の欠陥画像情報に基づいて、欠陥の高精度欠陥位置情報を取得し、その後、これら高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥を含みかつ第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および第２の照射条件での荷電粒子ビームの走査を行い、複数の第２の欠陥画像情報を取得する。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項２に記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記第１の撮影領域が、前記第１の欠陥画像情報を取得する前に入力される、前記欠陥の低精度位置情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項１に記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記荷電粒子ビーム検査方法が、前記第１の指定領域画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域と同じ大きさの異なる第２の指定領域を指定し、前記第２の指定領域に前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の指定領域の第２の指定領域画像情報を取得することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項２または３に記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記荷電粒子ビーム検査方法が、前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の撮影領域と同じ大きさの参照領域に、前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記参照領域の参照画像情報を取得することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項１、２または３に記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記荷電粒子ビーム検査方法が、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域あるいは前記第１の撮影領域に対応する前記表面に形成される回路パターンのＣＡＤデータを取得することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項４ないし６のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記高精度欠陥位置情報の算定が、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報に加え、前記第２の指定領域画像情報、前記参照画像情報あるいは前記ＣＡＤデータに基づいて行われることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記第１の照射条件および前記第２の照射条件が、前記荷電粒子ビームの電流値を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項８に記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記第２の照射条件が、前記第１の照射条件よりも小さな電流値を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法は、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査方法において、前記荷電粒子ビーム検査方法が、前記第２の欠陥画像情報に基づいて前記欠陥を分類し、前記分類された欠陥の前記試料の表面における欠陥分布を画像表示することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１２に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査装置であって、前記表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得する指定画像取得手段と、前記第１の指定領域画像情報に基づいて、前記表面に欠陥が存在する際に前記欠陥の高精度欠陥位置情報を算定する高精度欠陥位置情報算定手段と、前記高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定する設定手段と、前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う第２の欠陥画像取得手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
この請求項１２に記載の発明では、指定画像取得手段により、表面に指定される第１の指定領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、第１の指定領域が有する第１の指定領域画像情報を取得し、高精度欠陥位置情報算定手段により、第１の指定領域画像情報に基づいて、表面に欠陥が存在する際にこの欠陥の高精度欠陥位置情報を算定し、設定手段により、高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥を含み、かつ第１の指定領域を縮小した第２の撮影領域および第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、第２の欠陥画像取得手段により、第２の撮影領域に第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、この第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を行う。
【００２７】
また、請求項１３に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、複数の欠陥が存在する試料の表面に荷電粒子ビームを走査し、前記表面の画像情報を取得する荷電粒子ビーム検査装置であって、前記欠陥を含む第１の撮影領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の撮影領域が有する第１の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す第１の欠陥画像取得手段と、前記欠陥が存在する位置の高精度欠陥位置情報の算定を、前記第１の欠陥画像情報に基づいて、前記複数の回数だけ繰り返す高精度欠陥位置情報算定手段と、前記繰り返しにより取得される前記複数の高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定する設定手段と、前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す第２の欠陥画像取得手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
この請求項１３に記載の発明では、第１の欠陥画像取得手段により、前記欠陥を含む第１の撮影領域に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第１の撮影領域が有する第１の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返し、高精度欠陥位置情報算定手段により、前記欠陥が存在する位置の高精度欠陥位置情報の算定を、前記第１の欠陥画像情報に基づいて、前記複数の回数だけ繰り返し、設定手段により、前記繰り返しで取得される前記複数の高精度欠陥位置情報に基づいて、前記欠陥を含み、かつ前記第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および前記第２の撮影領域の撮影を行う際の第２の照射条件を設定し、第２の欠陥画像取得手段により、前記第２の撮影領域に前記第２の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の撮影領域が有する第２の欠陥画像情報の取得を前記複数の回数だけ繰り返す。
【００２９】
また、請求項１４に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１３に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビーム検査装置が、さらに前記欠陥の低精度位置情報を入力する入力手段を有し、前記設定手段が、前記低精度位置情報に基づいて前記第１の撮影領域を設定することを特徴とする。
【００３０】
この請求項１４に記載の発明では、事前に取得された欠陥の低精度位置情報に基づいて、第１の欠陥画像情報を取得する。
また、請求項１５に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記指定画像取得手段が、前記第１の指定領域画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域と同じ大きさの異なる第２の指定領域を指定し、前記第２の指定領域に前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記第２の指定領域の第２の指定領域画像情報を取得することを特徴とする。
【００３１】
この請求項１５に記載の発明では、第１の指定領域と同じ大きさを有する第２の指定領域の第２の指定領域画像情報を取得する。
また、請求項１６に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１３または１４に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビーム検査装置が、前記指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の撮影領域と同じ大きさの参照領域に、前記第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行い、前記参照領域の参照画像情報を取得する参照画像取得手段を備えることを特徴とする。
【００３２】
この請求項１６に記載の発明では、第１の撮影領域と同じ大きさを有する参照領域の参照画像情報を取得する。
また、請求項１７に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２、１３または１４に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビーム検査装置が、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報を取得する前もしくは後に、前記第１の指定領域あるいは前記第１の撮影領域に対応する前記表面に形成される回路パターンのＣＡＤデータを取得するＣＡＤデータ取得手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
この請求項１７に記載の発明では、ＣＡＤデータ取得手段により、第１の撮影領域に対応する表面に形成される回路パターンのＣＡＤデータを取得する。
また、請求項１８に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１５ないし１７のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記高精度欠陥位置情報算定手段が、前記第１の指定領域画像情報あるいは前記第１の欠陥画像情報に加え、前記第２の指定領域画像情報、前記参照画像情報あるいは前記ＣＡＤデータに基づいて、前記高精度欠陥位置情報の算定を行うことを特徴とする。
【００３４】
この請求項１８に記載の発明では、第２の指定領域画像情報、参照画像情報あるいはＣＡＤデータを用いて、確実に高精度な欠陥位置情報を算定する。
また、請求項１９に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２ないし１８のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記第１の照射条件および前記第２の照射条件が、前記荷電粒子ビームの電流値を含むことを特徴とする。
【００３５】
この請求項１９に記載の発明では、電流値を変化させ、ひいては分解能を調整する。
また、請求項２０に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１９に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記第２の照射条件が、前記第１の照射条件よりも小さな電流値とされることを特徴とする。
【００３６】
この請求項２０に記載の発明では、第２の照射条件の荷電粒子ビームを、細く絞ることが可能なものとする。
また、請求項２１に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２ないし２０に記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビーム検査装置が、前記荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器を備えることを特徴とする。
【００３７】
この請求項２１に記載の発明では、収差を補正し、高分解能な画像を取得する。
また、請求項２２に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２ないし２１のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする。
【００３８】
この請求項２２に記載の発明では、電子顕微鏡を用いたものとする。
また、請求項２３に記載の発明にかかる荷電粒子ビーム検査装置は、請求項１２ないし２２のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム検査装置において、前記荷電粒子ビーム検査装置が、さらに前記第２の欠陥画像情報に基づいて前記欠陥を分類する情報処理部と、前記分類された欠陥の前記試料の表面における欠陥分布を画像表示する表示部とを備えることを特徴とする。
【００３９】
この請求項２３に記載の発明では、情報処理部により欠陥を分類し、表示部に分類された欠陥の欠陥分布を画像表示する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、試料に第１の照射条件を有する荷電粒子ビームの走査を行って第１の指定領域画像情報あるいは第１の欠陥画像情報を取得し、この第１の指定領域画像情報あるいは第１の欠陥画像情報に基づいて、欠陥の高精度欠陥位置情報を取得し、その後、これら高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥を含みかつ第１の指定領域あるいは第１の撮影領域を縮小した第２の撮影領域および第２の照射条件での荷電粒子ビームの走査を行い、第２の欠陥画像情報を取得することとしているので、第２の欠陥画像情報を、高分解能を維持したまま、照射条件の切り替えに無駄な時間を費やすことなく、高速で取得することができ、ひいては試料の欠陥レビューあるいは欠陥分類を短時間で済ませ、欠陥原因の特定を早く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる荷電粒子ビーム検査方法および装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる荷電粒子ビーム検査装置９９の全体構成について説明する。図１は、荷電粒子ビーム検査装置９９の全体構成を示す構成図である。荷電粒子ビーム検査装置９９は、電子光学部２１、電源制御部１０、情報処理部８、試料台制御部９、制御部１１、表示部１２、入力部１３、真空排気部１８、ウェハー搬送部１６、ウェハーローダー１５、ウェハーカセット１４および真空排気部１７を含む。ここで、電子光学部２１は、電子銃１、コンデンサーレンズ１９、偏向器２０、対物レンズ４、試料５、試料台６および検出器７を含む。
【００４２】
試料５は、円板状の半導体ウェハーである。この半導体ウェハーは、シリコン基板からなり、表面には半導体回路が、概ね格子状の繰り返しパターンを持って形成されている。なお、半導体ウェハーの表面には、各半導体製造工程において生じる種々の欠陥が存在する。この欠陥の例としては、例えば微小金属粉の付着、浅い凹凸等がある。これら欠陥は、半導体回路の正常動作を妨げ、歩留まりの低下につながるものであるので、未然に除去されることが好ましい。
【００４３】
また、これら欠陥は、各半導体製造工程ごとに行われる光学顕微鏡等を用いたインライン検査により、半導体ウェハー表面における位置情報が確定される。この位置情報は、小さい欠陥の大きさ２０ｎｍ程度と比較して１０μｍ程度の低い精度のもので、欠陥の低精度位置情報を形成する。
【００４４】
ウェハーカセット１４は、試料５を収納するカセットである。このカセットには、複数の半導体ウェハーが収納されている。試料５は、このカセットごと移動されることにより、半導体製造の各工程で、オペレータが半導体ウェハーに直接接触することを防止する。
【００４５】
ウェハーローダー１５は、ウェハーカセット１４に収納されている半導体ウェハーを、ウェハー搬送部１６に設置する。
ウェハー搬送部１６は、ウェハーローダー１５により設置された半導体ウェハーを、電子光学部２１に搬送する。なお、ウェハー搬送部１６は、真空ポンプからなる真空排気部１７を有し、電子光学部２１と同等の真空度にされる。
【００４６】
電子光学部２１は、試料５に荷電粒子ビームである電子ビームを照射し、試料５の表面に存在する欠陥の欠陥画像情報を取得する。なお、電子光学部２１は、真空ポンプからなる真空排気部１８を有し、電子ビームが存在する内部を高真空状態とする。
【００４７】
電子銃１は、例えばショットキー型電子源から放出される電子を、陽極と電子銃間にかかる加速電圧で加速し、試料５に照射する。なお、電子ビーム２は、この照射で電子が走行する走行経路を示している。
【００４８】
コンデンサーレンズ１９は、電子ビーム２を収束させる静電界を発生させる。
偏向器２０は、電子ビーム２を、走行方向と概ね直交する平面内の垂直および水平の２方向で２次元的に走査させる。ここで、走査は、試料５の表面上にあって電子ビーム２が照射される位置を、水平方向に移動させ、２次元的な画像情報の取得を行う。偏向器２０は、この２次元的な移動を、例えば発生される磁場方向が直交する２つのコイルを用いて行う。
【００４９】
対物レンズ４は、拡がりを持って電子銃１から射出される電子ビーム２を、試料５の表面に集束させるコイルで、電子ビーム２の走行経路上の、例えば試料５の表面に焦点位置を有する。
【００５０】
検出器７は、例えば半導体検出器により構成され、試料５に照射された電子ビーム２により試料５から発生される２次電子あるいは後方散乱電子を検出する。
試料台６は、ウェハー搬送部１６から搬送された半導体ウェハー等の試料５を、電子ビーム２の照射位置に載置するＸＹステージである。このＸＹステージは、電子ビーム２の走行方向と概ね直交するＸＹ方向に移動され、試料台制御部９により位置制御されつつオペレータの望む位置に試料５を配置する。
【００５１】
電源制御部１０は、電子銃１の加速電圧、コンデンサーレンズ１９の駆動電圧、偏向器２０および対物レンズ４を駆動する駆動電流等を制御し、電子ビーム２の電子エネルギーあるいは電流値の制御、電子ビーム２のｘｙ方向の走査、収束および電子ビーム２の焦点位置の制御等を行う。
【００５２】
制御部１１は、荷電粒子ビームである電子ビーム２の発生、加速、走査、さらには試料５から発生される電子の検出等の動作が、オペレータの目的とするタイミングで適正に行われるように電源制御部１０、情報処理部８および試料台制御部９を制御し、試料５の画像情報を取得する。
【００５３】
入力部１３は、キーボードあるいはＣＤ等の記録媒体の読み込み部からなり、オペレータによる、各種制御情報の入力あるいは上述した欠陥の低精度位置情報等の入力が行われる。表示部１２は、ＬＣＤ等の表示ディスプレイからなり、入力部１３から入力された制御情報の表示、あるいは荷電粒子ビーム検査装置９９を走査して得られる試料５の画像情報の表示等を行う。
【００５４】
情報処理部８は、ハードウェア的にはＣＰＵ等の演算処理部および記憶部等からなり、検出器７で検出される試料５の２次電子あるいは後方散乱電子の情報から試料５の画像情報を形成する。
【００５５】
図２は、制御部１１、情報処理部８および入力部１３の機能的な構成を示す機能ブロック図である。制御部１１は、設定手段８４、第１の欠陥画像取得手段８０、参照画像取得手段８１および第２の欠陥画像取得手段８２を含み、情報処理部８は、高精度欠陥位置情報算定手段８３、画像取得の動作により適宜検出器７から入力される第１の欠陥画像情報８６、参照画像情報８７および第２の欠陥画像情報８８を含み、入力部１３は、低精度欠陥位置情報８５を含む。なお、これら各手段の機能については、後述する荷電粒子ビーム検査装置９９の動作のところで詳細な説明を行う。また、図２中に実線で示した接続線は、画像情報、位置情報等のデータが転送されるものであり、破線は、制御信号の接続線を示している。
【００５６】
つぎに、本実施の形態１にかかる、荷電粒子ビーム検査装置９９の動作について図３を用いて説明する。図３は、荷電粒子ビーム検査装置９９の動作を示すフローチャートである。まず、荷電粒子ビーム検査装置９９は、試料５の低精度欠陥位置情報８５を取得する（ステップＳ３０１）。この低精度欠陥位置情報８５は、欠陥が存在する試料５の表面の位置座標を含むものであるが、位置情報の精度が１０μｍ程度と低いものである。
【００５７】
その後、設定手段８４は、低精度欠陥位置情報８５を入力部１３から読み込み、試料５の第１の撮影領域を、電源制御部１０および試料台制御部９に設定する（ステップＳ３０２）。この第１の撮影領域は、欠陥の位置情報の精度が低いことを考慮し、欠陥が必ず撮影領域内に含まれるような低倍率の広い撮影領域とされる。そして、設定手段８４は、電源制御部１０に第１の撮影領域を設定し、電子ビーム２の走査範囲すなわち取得される画像範囲を指定する。また、設定手段８４は、低精度欠陥位置情報８５に含まれる欠陥の位置情報に基づいて、欠陥を含まない参照画像位置情報および欠陥を含む欠陥画像位置情報を形成し、試料台制御部９に設定する。なお、参照画像位置情報および欠陥画像位置情報は、欠陥の有無を除いて同様の半導体回路パターンが形成されている位置情報とされる。
【００５８】
その後、設定手段８４は、電源制御部１０に、第１の照射条件を設定する（ステップＳ３０３）。この第１の照射条件は、上述した第１の撮影領域を撮影するのに適した照射条件で、感度を落とさず高速で電子ビーム２の走査を行う為、電子ビーム２の電流値として大きなもの、例えば８００ｐＡ程度のものとされる。
【００５９】
その後、参照画像取得手段８１は、試料５の欠陥を含まない参照画像情報８７を取得する参照画像取得処理を行う（ステップＳ３０４）。図５は、参照画像取得処理の動作を示すフローチャートである。試料台制御部９は、設定手段８４から取得した参照画像位置情報に基づいて、参照画像位置にステージを移動する（ステップＳ５０１）。そして、オペレータは、フォーカス調整を行い（ステップＳ５０２）、ひき続いて情報処理部８は、検出器７から２次電子あるいは後方散乱電子の検出情報を検出し、欠陥を含まない第１の撮影領域の参照画像情報８７を取得し（ステップＳ５０３）、本参照画像取得処理を終了する。なお、取得される参照画像情報８７は、背景技術の欄で説明した図１２（ａ）の参照画像９１と同様のものである。
【００６０】
その後、図３に戻り、第１の欠陥画像取得手段８０は、試料５の欠陥を含む第１の欠陥画像情報８６を取得する第１の欠陥画像取得処理を行う（ステップＳ３０５）。第１の欠陥画像情報８６は、参照画像情報８７と同様の第１の撮影領域および第１の照射条件を用いた、欠陥が存在する領域の低倍率の画像情報である。なお、第１の欠陥画像取得処理の動作は、試料台制御部９が、設定手段８４から取得した低倍率欠陥画像位置情報に基づいてステージの移動を行うことを除いて、図５に示した参照画像取得処理の動作と全く同様であるので説明を省略する。また、取得される第１の欠陥画像情報８６は、背景技術の欄で説明した図１２（ｂ）の低倍率欠陥画像９４と同様のものである。
【００６１】
その後、情報処理部８の高精度欠陥位置情報算定手段８３は、参照画像情報８７および第１の欠陥画像情報８６に基づいて、欠陥の位置を高精度に求めた高精度欠陥位置情報を算定する（ステップＳ３０６）。ここで、高精度欠陥位置情報算定手段８３は、例えば第１の欠陥画像情報８６および参照画像情報８７間で差分を行い欠陥画像部分のみを抽出し、この欠陥画像の画像内位置を算定し高精度欠陥位置情報とする。
【００６２】
その後、高精度欠陥位置情報算定手段８３は、すべての欠陥位置で画像取得および高精度欠陥位置情報の取得を行ったかどうかを判定し（ステップＳ３０７）、画像取得を行っていない欠陥位置が存在する場合には（ステップＳ３０７否定）、ステップＳ３０４に移行し、画像取得および高精度欠陥位置情報の取得を行う。また、制御部１１は、画像取得を行っていない欠陥位置が存在しない場合には（ステップＳ３０７肯定）、すべての欠陥位置での高精度欠陥位置情報に基づいて、第２の撮影領域を、電源制御部１０に設定する（ステップＳ３０８）。ここで、第２の撮影領域は、欠陥位置が高い精度で求められたので、第１の撮影領域と比較して、欠陥を含むより高倍率で狭い撮影領域とされる。
【００６３】
その後、設定手段８４は、電源制御部１０に、第２の照射条件を設定する（ステップＳ３０９）。この第２の照射条件は、上述した第２の撮影領域を撮影するのに適した照射条件で、高分解能の画像を得る為、電子ビーム２の電流値として小さなもの、例えば５０ｐＡ程度のものとされる。
【００６４】
その後、第２の欠陥画像取得手段８２は、試料５の欠陥を含む第２の欠陥画像情報８８を取得する第２の欠陥画像取得処理を行う（ステップＳ３１０）。第２の欠陥画像情報８８は、第２の撮影領域および第２の照射条件を用いた、欠陥が存在する領域の高倍率および高分解能の画像情報である。なお、第２の欠陥画像取得処理の動作は、試料台制御部９が、設定手段８４から取得した高倍率欠陥画像位置情報に基づいて、欠陥画像位置にステージが移動されることを除いて、図５に示した参照画像取得処理の動作と全く同様であるので説明を省略する。
【００６５】
また、図１０は、取得された第２の欠陥画像情報８８の第２の欠陥画像６７の一例を示したものである。第２の欠陥画像６７は、背景技術の欄で説明した図１２（ｃ）の高倍率欠陥画像９７に対応するものであり、高倍率欠陥画像９７と同様にシリコン基板９２、導体パターン９３および欠陥９５の画像を含む。ここで、欠陥９５の画像は、高倍率欠陥画像９７の場合と比較してビーム電流が小さく高分解能であるため、ぼけ９６がなく精細なものであることを模式的に示している。
【００６６】
その後、第２の欠陥画像取得手段８２は、すべての欠陥位置で第２の欠陥画像情報８８を取得したかどうかを判定し（ステップＳ３１１）、画像情報の取得を行っていない欠陥位置が存在する場合には（ステップＳ３１１否定）、ステップＳ３１０に移行し、画像情報の取得を行う。また、第２の欠陥画像取得手段８２は、画像情報の取得を行っていない欠陥位置が存在しない場合には（ステップＳ３１１肯定）、すべての欠陥位置での第２の欠陥画像情報を表示部１２に転送し、表示等を行い（ステップＳ３１２）、本処理を終了する。
【００６７】
上述してきたように、本実施の形態１では、第１の撮影領域および第１の照射条件を用いた低倍率の第１の欠陥画像情報８６および参照画像情報８７を、すべての欠陥位置で求め、これらの画像から欠陥の高精度欠陥位置情報求め、この高精度欠陥位置情報に基づいて、高倍率の第２の撮影領域および第２の照射条件を設定し、すべての第２の欠陥画像情報８８を取得することとしているので、第１および第２の照射条件を一度切り替えるだけで、すべての撮影を終了し、かつ第２の照射条件を電流の小さいものとして分解能の低下を防止し、高分解能を維持したまま撮影時間を短いものとすることができる。
【００６８】
また、本実施の形態１では、試料５の低精度欠陥位置情報８５に基づいて、試料５が有するすべての欠陥の高精度欠陥位置情報を求め、その後に試料５が有するすべての欠陥の第２の欠陥画像情報８８を取得することとしたが、ウェハーカセット１４に同様の複数の試料が存在する場合に、すべての試料の低精度欠陥位置情報を入力部１３に読み込み、すべての試料が有する欠陥の高精度欠陥位置情報を求め、その後にすべての試料が有する欠陥の第２の欠陥画像情報を取得することとすることもできる。
【００６９】
また、本実施の形態１では、参照画像情報８７を用いて、欠陥の高精度欠陥位置情報求めることとしたが、参照画像取得手段８１の代わりに制御部１１にＣＡＤデータ取得手段を設け、設計時に形成されるＣＡＤデータを取得し、このＣＡＤデータ等の基準パターンを用いることもできる。このＣＡＤデータは、例えば設計の時に作られる、試料５に形成される半導体回路の回路パターンが読み込まれたものである。なお、ＣＡＤデータと実際の回路パターンとの間には、半導体製造プロセスで誤差が生じる。従って、ＣＡＤデータを用いる際には、この誤差を欠陥と誤認しないように、回路パターンの角部に丸みを持たせる等のことが行われる。
【００７０】
また、本実施の形態１では、低精度欠陥位置情報８５を、予め入力部１３から入力することとしたが、この低精度欠陥位置情報８５の代わりに、欠陥の生じやすい部位等の予想欠陥位置情報を入力部１３から入力し、この予想欠陥位置情報に基づいて、上述した第２の欠陥画像情報の取得を行うこともできる。なお、この場合には、第１の欠陥画像情報に欠陥が含まれず第２の欠陥画像情報の取得に至らない場合も生じる。
【００７１】
また、本実施の形態１では、参照画像情報８７の取得を行い、欠陥の高精度欠陥位置情報を求めることとしたが、試料５に形成される半導体回路の回路パターンが完全に周期的で、しかも単純なものである場合には、参照画像情報８７の取得を行わず、第１の欠陥画像情報８６のみから高精度欠陥位置情報を取得することもできる。ここで、入力部１３からは、試料５の半導体ウェハーの種別等が入力されて周期的な回路パターンを特定し、第１の欠陥画像情報８６から周期的なパターンが除去され欠陥部分のみの抽出が行われる。なお、周期的な回路パターン上に欠陥が存在する場合の一例として、導体パターン９３が周期的に配列される図１２（ｂ）に示した低倍率欠陥画像９４が該当し、低倍率欠陥画像９４のみから高精度欠陥位置情報を取得し、図１０に示す様な高分解能の第２の欠陥画像６７が撮影される。
【００７２】
また、本実施の形態１では、荷電粒子ビームとして電子ビーム２を用いた場合を示したが、これ以外にも原子のイオン等の荷電粒子を用いた荷電粒子ビームを用いることもできる。
【００７３】
また、本実施の形態１の荷電粒子ビーム検査装置９９に、収差補正器を搭載することもできる。これにより、電子ビーム２の収差を補正し、取得される第１および第２の欠陥画像情報をより高分解能なものとし、さらに微細な欠陥を検出することもできる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、検査対象となる試料５であるウェハーの、予め図示しない異物検査装置あるいは外観検査装置等の表面欠陥検査装置により取得された異物・欠陥等の位置座標データを用いた検査であるが、本実施の形態２では、荷電粒子ビーム検査装置９９においてウェハー面内の異物・欠陥等を検出し、この検出情報に基づいて欠陥の位置座標を高精度で取得して検査するものである。
【００７４】
なお、本実施の形態２にかかる荷電粒子ビーム検査装置９９のハードウェア構成は、図１に示したものと全く同様であるので説明を省略する。
図６は、本実施の形態２にかかる荷電粒子ビーム検査装置９９の動作を示すフローチャートである。図６および図２示した制御部１１および情報処理部８の機能ブロック図を用いて、以下に本実施の形態２にかかる荷電粒子ビーム検査装置９９の動作を説明する。なお、制御部１１には、図示しない指定画像取得手段が新たに含まれる。この指定画像取得手段の動作については、以下のフローチャートで詳細を説明する。また、本実施の形態２では、ウェハー面内の一部の領域を検査する場合についての例を示す。
【００７５】
まず、半導体製造装置により加工が行われた試料５であるウェハー５１は、荷電粒子ビーム検査装置９９に設定される。この設定では、例えばウェハーカセット１４に内蔵されたウェハー５１が、ウェハー搬送部１６により、電子光学部２１の試料台６上に載置される。
【００７６】
その後、オペレータは、入力部１３の図示しない指定部から、表示部１２を参照しながら、ウェハー５１面内の検査領域を指定する（ステップＳ６０１）。図７は、この検査領域の一例を示す説明図である。ウェハー５１の表面には、検査領域として、帯状の領域５２が指定されている。
【００７７】
その後、設定手段８４は、電源制御部１０に第１の照射条件を設定する（ステップＳ６０２）。第１の照射条件は、例えば、高速に欠陥を検出してこの欠陥の位置情報を取得する場合には、ビーム電流の値を４００ｐＡ程度にする。
【００７８】
その後、指定画像取得手段は、撮影領域Ａ画像取得処理を行う（ステップＳ６０３）。この撮影領域Ａ画像取得処理では、ウェハー５１の検査領域の一部をなす第２の指定領域を指定する指定領域情報を、入力部１３から指定画像取得手段に入力し、実際に撮影を行うこの第２の指定領域に対応する試料５の表面の撮影領域Ａを、電源制御部１０および試料台制御部９に設定する。そして、指定画像取得手段は、試料５に欠陥を含まない第２の指定領域画像情報である撮影領域Ａ画像情報を取得する。
【００７９】
その後、指定画像取得手段は、撮影領域Ｂ画像取得処理を行う（ステップＳ６０４）。この撮影領域Ｂ画像取得処理では、ウェハー５１の検査領域の一部をなす第１の指定領域の指定領域情報を、入力部１３から入力し、実際に撮影を行うこの第１の指定領域に対応する試料５の表面の撮影領域Ｂを、電源制御部１０および試料台制御部９に設定する。そして、指定画像取得手段は、試料５に欠陥を含む第１の指定領域画像情報である撮影領域Ｂ画像情報を取得する。
【００８０】
なお、上述した例では、第２の指定領域画像情報である撮影領域Ａ画像情報に欠陥が含まれず、第１の指定領域画像情報である撮影領域Ｂ画像情報に欠陥が含まれることとしたが、第２の指定領域画像情報および第１の指定領域画像情報を交換し、撮影領域Ａ画像情報に欠陥が含まれ、撮影領域Ｂ画像情報に欠陥が含まれない場合、あるいは撮影領域Ａ画像情報および撮影領域Ｂ画像情報に共に欠陥が含まれない場合等が存在しても良い。また、指定画像取得手段による、撮影領域Ａ画像取得処理および撮影領域Ｂ画像取得処理の画像取得動作は、図５に示した参照画像取得処理の動作と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００８１】
その後、高精度欠陥位置情報算定手段８３は、撮影領域Ａ画像情報の撮影領域Ａ画像および撮影領域Ｂ画像情報の撮影領域Ｂ画像の比較を行い、高精度欠陥位置情報の取得を行う（ステップＳ６０６）。この比較では、例えば、撮影領域Ａ画像および撮影領域Ｂ画像の差分を取り、欠陥部分の画像抽出を行い、さらに欠陥が存在する場合には、欠陥位置の算定を行う。
【００８２】
その後、高精度欠陥位置情報算定手段８３は、ウェハー５１に設定された検査領域のすべての領域で指定領域の指定がなされ、欠陥の画像抽出および欠陥位置の算定が行われたかどうかを判定し（ステップＳ６０７）、検査領域のすべての領域で指定領域の指定がなされていない場合には（ステップＳ６０７否定）、ステップＳ６０３に移行し、指定領域の設定を行う。また、検査領域のすべての領域で指定領域の指定がなされた場合には（ステップＳ６０７肯定）、取得された高精度欠陥位置情報に基づいて、第１の指定領域が縮小された第２の撮影領域が、電源制御部１０に設定される（ステップＳ６０８）。図８は、取得された高精度欠陥位置情報に基づいて、ウェハー５１上に欠陥５３のみを図示したものである。なお、欠陥５３のみからなるウェハー５１の画像は、表示部１２に表示される。
【００８３】
その後、設定手段８４は、第２の撮影領域に基づいて決定される第２の撮影条件を、電源制御部１０に設定する（ステップＳ６０９）。この第２の照射条件は、縮小された第２の撮影領域で高分解能の画像が取得される様に、小さなビーム電流、例えば１０ｐＡ程度にされる。
【００８４】
その後、第２の欠陥画像取得手段８２は、第２の欠陥画像取得処理を行う（ステップＳ６１０）。この第２の欠陥画像取得処理は、第２の撮影領域および第２の照射条件を用いて、欠陥が存在する領域の画像を、高倍率、高分解能で取得する。なお、第２の欠陥画像取得処理の動作は、試料台制御部９が、設定手段８４から取得した高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥画像位置に試料台６を移動させることを除いて、図５に示した参照画像取得処理の動作と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００８５】
その後、第２の欠陥画像取得手段８２は、すべての欠陥位置で第２の欠陥画像情報８８を取得したかどうかを判定し（ステップＳ６１１）、画像情報の取得を行っていない欠陥位置が存在する場合には（ステップＳ６１１否定）、ステップＳ６１０に移行し、画像情報の取得を行う。また、第２の欠陥画像取得手段８２は、画像情報の取得を行っていない欠陥位置が存在しない場合には（ステップＳ６１１肯定）、すべての欠陥位置での第２の欠陥画像情報を表示部１２に転送し、表示等を行い（ステップＳ６１２）、本処理を終了する。
【００８６】
なお、情報処理部８は、取得された高倍率、高分解能の第２の欠陥画像情報に基づいて、自動もしくは目視等により欠陥を分類し、分類された欠陥のウェハー５１内での分布を画像表示する。そして、オペレータは、この画像表示を用いて、欠陥レビューを行う。図９は、分類された欠陥５３のウェハー５１上での画像表示の一例を示す図である。図９（Ａ）は、ウェハー５１上の欠陥５３を、密集する領域である欠陥領域５４で分類し、表示したものである。図９（Ｂ）は、ウェハー５１上の欠陥５３を、電気接続が不良であるコンタクト不良欠陥分布５５および異物が存在する異物欠陥分布５６で分類し、表示したものである。
【００８７】
上述してきたように、本実施の形態２では、ウェハー５１の表面に存在する欠陥分布を把握することにより、半導体製造装置でウェハー５１を加工する際に欠陥が生じる要因を抽出することができ、歩留まりを向上させることができる。
【００８８】
また、本実施の形態２では、第２の指定領域画像情報である撮影領域Ａ画像情報および第１の指定領域画像情報である撮影領域Ｂ画像情報を共に取得して高精度欠陥位置情報を求めることとしたが、第１の指定領域画像情報のみから、実施の形態１で述べたＣＡＤデータ等を用いて欠陥の抽出を行い、高精度欠陥位置情報を求めることもできる。
【００８９】
また、本実施の形態２では、ウェハー５１の表面の限定された領域に存在する検査領域５２で取得される第２の欠陥画像情報を用いて、分類および表示を行うこととしたが、検査領域５２をウェハー５１の全表面に拡大し、第２の欠陥画像の取得、さらには欠陥の分類および表示を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】荷電粒子ビーム検査装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】荷電粒子ビーム検査装置の制御部および情報処理部が有する機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１の荷電粒子ビーム検査装置の動作を示すフローチャートである(その１)。
【図４】実施の形態１の荷電粒子ビーム検査装置の動作を示すフローチャートである（その２）。
【図５】参照画像取得処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２の荷電粒子ビーム検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２でウェハー上に設定される検査領域を示す説明図である。
【図８】高精度欠陥位置情報に基づいて、欠陥位置をウェハー上に画像表示した説明図である。
【図９】ウェハー上の欠陥を、類別して表示する一例を示す説明図である。
【図１０】第２の欠陥画像取得手段で取得される第２の欠陥画像の一例を示す説明図である。
【図１１】従来の高倍率欠陥画像を取得する動作を示すフローチャートである。
【図１２】従来の参照画像、低倍率欠陥画像および高倍率欠陥画像の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  電子銃
２  電子ビーム
４  対物レンズ
５  試料
６  試料台
７  検出器
８  情報処理部
９  試料台制御部
１０  電源制御部
１１  制御部
１２  表示部
１３  入力部
１４  ウェハーカセット
１５  ウェハーローダー
１６  ウェハー搬送部
１７、１８  真空排気部
１９  コンデンサーレンズ
２０  偏向器
２１  電子光学部
５１  ウェハー
５２  検査領域
５３  欠陥
５４  欠陥分布
５５  コンタクト不良欠陥分布
５６  異物欠陥分布
６７  欠陥画像
８０  欠陥画像取得手段
８１  参照画像取得手段
８２  欠陥画像取得手段
８３  高精度欠陥位置情報算定手段
８４  設定手段
８５  低精度欠陥位置情報
８６  欠陥画像情報
８７  参照画像情報
８８  欠陥画像情報
９１  参照画像
９２  シリコン基板
９３  導体パターン
９４  低倍率欠陥画像
９５  欠陥
９６  ぼけ
９７  高倍率欠陥画像
９９  荷電粒子ビーム検査装置
【図１】
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【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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