(57)【要約】【課題】ＦＥＭサンプル等の露光条件を変化させて作成された試料に対しても、高精度でパターン欠陥を検査することができる装置及び方法を提供する。【解決手段】ＦＥＭサンプル等露光条件を変化させて作成された試料を検査する欠陥検査装置において、特定のダイを選択し、前述ダイから露光条件の変動により発生する欠陥以外の欠陥情報を除去した画像データを検査装置内に保存し、前述画像データと検査対象ダイとの比較により欠陥を検出する機能を設ける。【選択図】図１
2007184364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された複数のパターンを検査する欠陥検査装置であって、
所定の基準画像と、同一のレチクルを用いて露光条件を連続的に変化させることにより前記半導体基板上に形成された複数のパターンとを比較して不一致箇所を欠陥として検出する手段と、
前記パターンを形成する条件の変化に伴う欠陥の増加量に基づいて、前記露光条件を調整するための情報を演算する手段とを備えた欠陥検査装置。
【請求項２】
前記基準画像は、前記露光条件の変化に伴う欠陥を除く補正を行った画像であることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記検出された欠陥について、座標のマージン、検出個数、サイズ及び信号量に基づいて、当該欠陥がレチクルの不良起因の欠陥であるか、前記露光条件の変化を起因とする欠陥であるかを判別する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
半導体基板上に形成された複数のパターンを検査する欠陥検査方法であって、
所定の基準画像と、同一のレチクルを用いて露光条件を連続的に変化させることにより前記半導体基板上に形成された複数のパターンとを比較して不一致箇所を欠陥として検出し、
前記パターンを形成する条件の変化に伴う欠陥の増加量に基づいて、前記露光条件を調整するための情報を演算することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】
前記基準画像は、前記露光条件の変化に伴う欠陥を除く補正を行った画像であることを特徴とする請求項４に記載の欠陥検出方法。
【請求項６】
前記検出された欠陥について、座標のマージン、検出個数、サイズ及び信号量に基づいて、当該欠陥がレチクルの不良起因の欠陥であるか、前記露光条件の変化を起因とする欠陥であるかを判別することを特徴とする請求項４又は５に記載の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ、フォトマスク、磁気ディスク、液晶基板等の表面のパターン欠陥を検査する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化により、ウエーハにパターンを転写する際のレチクルの製造精度やステッパ・スキャナ等露光装置の露光条件のマージンが減少し、よりシビアな条件設定が要求されている。一般に、レチクルの評価と露光条件の変動量に対するマージンの確認は、ウエーハ上にフォーカスと露光量を変化させてパターンを形成し、そのパターンの形状変化のモニタリングにより行われる。このような目的で作成されたサンプルは通常ＦＥＭ（Focus Exposure Matrix）サンプルと呼ばれている。
【０００３】
形状変化のモニタリングは、測長ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）等で行われ、パターン上の特定点の形状と線幅の情報から、パターンが正常に形成され、かつ、所望の線幅のパターンが形成されている露光条件の範囲が確認される。レチクルの評価では、所望の線幅でパターンが形成されていない場合、又は所望の線幅で作成する際の露光条件のマージンが小さい場合には、レチクルを作り直すこととなる。実際に製品を製造する現場では、日に一度、前述の測定を実施し、露光条件の確認が行われている。
【０００４】
近年、更なる微細化・高集積化が進んだことにより、一つの製品内でもパターン位置関係によって露光されやすい個所とされにくい個所とが発生するため、設計したパターンをそのまま転写しただけでは所望のパターンが作成できないという問題が発生している。このため、予め近接効果等の影響を考慮して、露光されやすい個所の線幅を予め太くする等のパターン補正（光近接効果補正：Optical Proximity Correction）が行われたレチクルを使用することにより、最終的に設計通りのパターンを作成する手法が取られている。
【０００５】
しかしながら、ＯＰＣ処理後はパターン形状が更に複雑となるため、露光マージンは更に減少し、条件の変動により欠陥が発生しやすくなり、またその発生箇所の予測自体も困難となっている。このため、従来の測長ＳＥＭを用いた定点の線幅測長だけでは欠陥の発生が確認できず、レチクル評価及び露光マージンの判定が困難となっている。そこで、特許文献１に記載されているように、検査装置を用いて、ＦＥＭサンプル全面の欠陥検査を行い、露光条件の変化により発生する欠陥をモニタリングし、欠陥の発生しない露光条件を確認する手法が考案された。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９４３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の検査装置では、ウエーハ上に多数形成された同じ種類のパターンを持つ隣同士のダイ、又は同じ繰り返しパターンを有するメモリーデバイスのメモリーマット内で、パターン画像を取得し、それら同じパターンを比較処理しながら、異なったパターンと判断したものを欠陥として検出する。この手法では、ＦＥＭサンプルのように連続的に露光条件を変化させ作成されたパターンについては、隣接するパターンでは露光条件の変化が少ないため、露光条件の変動による欠陥の増加挙動が確認できない。すなわち、露光条件が最適値から大きく外れ、パターンが形成されないダイを検査した際に、このダイに隣接したダイも同様にパターンが形成されていなければ、パターン画像比較処理では違いがないため欠陥として検出できず、期待する露光条件が最適値から外れるほど欠陥量が増大していくといった検査結果にはならない。
【０００８】
そこで、ＣＡＤデータ等を利用し、ＣＡＤデータのイメージを基準画像とし、実際のパターン画像と比較処理しながら異なった個所を欠陥として検出する方法も考えられるが、ＣＡＤデータのイメージには、パターンの形状の情報しか含まれず、検査装置から得られるパターン画像のように明るさの階調情報が得られない。すなわち、パターンのある部分とパターンのない部分との二値化像での比較となり、パターンがある部分の画像についても、二値化処理等によりパターンのエッジ部を強調する処理を行った後の画像を比較することが必要となる。しかしながら、１画素以下のサイズの欠陥は、画像取得条件にもよるが、階調の変化でその大きさが表され、欠陥サイズが小さいと信号量も小さく暗い欠陥となるため、二値化像での比較ではパターン画像中に存在する１画素以下のサイズの欠陥検出は困難である。
【０００９】
また、検出される欠陥は、露光条件の変化に起因する欠陥のみならず、例えば、異物等に起因する欠陥も含まれるため、露光条件の変化に起因する欠陥とそれ以外の欠陥を分離する作業が必要であるが、検出される欠陥数に比例してその作業量は増大していく。さらに、検出される欠陥は、検査装置が持つ検出能力や欠陥検査時の検査条件により変化するため、検査対象としている露光条件の変化に起因する欠陥が見落とされてしまう可能性もある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＦＥＭサンプル等の露光条件を変化させて作成された試料に対しても、高精度でパターン欠陥を検査することができる装置及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、ＦＥＭサンプル等露光条件を変化させて作成された試料を検査する欠陥検査装置において、特定のダイを選択し、前述ダイから露光条件の変動により発生する欠陥以外の欠陥情報を除去した画像データを検査装置内に保存し、前述画像データと検査対象ダイとの比較により欠陥を検出する機能を設けることに想到した。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したように、本発明のパターン欠陥の検査装置及び検査方法によれば、露光条件を変化させて作成された試料に対して、露光条件の変動により発生する欠陥を高感度で検出することができ、検査結果に対する検証を的確かつ簡便に行うことができ、レチクルの評価および露光装置の最適露光条件の確認を行うことが可能となる。また、適切な基準画像を用いた検査手段と、検査結果の簡便な評価機能を備えることにより、従来半導体製品の欠陥検査にのみ使用されてきた欠陥検査装置をレチクルの評価及び露光条件の確認といった用途にも適用することができる。さらには、従来の欠陥検査装置に対して大幅な変更、改良を加える必要なく、レチクル評価や露光装置の最適露光条件の確認といった用途に利用することが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明のパターン欠陥の検査装置及び検査方法を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図８は、本発明の実施の形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。
【００１４】
図１は、本発明のパターン欠陥の検査装置が適用された半導体製造ラインを示す図である。図１に示すように、半導体製造ラインは、通常、正常な環境が保たれたクリーンルーム０１０内にある。クリーンルーム０１０内には、レジストが塗布されたウエーハにパターンを撮像する露光装置００１、露光されたパターンが設計値どおりに形成されているかの確認を行う測長ＳＥＭ００２、製品ウエーハの外観からパターン欠陥の検出を行う欠陥検査装置００３、欠陥検査装置００３で検出された欠陥を手動もしくは自動で観察するレビュー装置００４が設置されている。露光装置００１、測長ＳＥＭ００２、外観装置００３、レビュー装置００４は、通信回線００５を介して接続されたデータ処理装置００６との間で各種データを送受信することができるようになっている。データ処理装置００６が有するＯＰＣ処理後のＣＡＤデータに基づいて、露光装置００１によってフォーカス及び露光量をパラメータとした露光条件を調整してウエーハ上に所定のパターンを形成することにより、ＦＥＭウエーハ０９９が作成される。
【００１５】
図２は、図１に示す測長ＳＥＭ００２によるＦＥＭウエーハ０９９の測定例を示す図である。露光装置００１において、ＦＥＭウエーハ０９９上には、横軸に露光量を３ｍＪ単位で変化させ、縦軸にフォーカス値を０.０５μｍ単位で変化させたパターンが作成される。図２に示すように、ＦＥＭウエーハ０９９上には、露光条件によって、正常にパターンが作成されたダイ２０１と正常にパターンが作成されていないダイ２０２とができている。作成されたＦＥＭウエーハ０９９は、測長ＳＥＭ００２に運ばれ、ウエーハ上パターンの予め決められた個所の測長が実施され、測長結果０３２が出力される。測長結果０３２は、ロット番号、ウエーハ番号、検査日時等のデータとともにデータ処理装置００６において管理される。
【００１６】
この測長結果０３２に基づいて、各露光量での線幅とフォーカス値との関係を示すピポタルカーブ２１０が得られる。ピポタルカーブ２１０から、例えば、線幅１３０ｎｍのパターンを作成したい場合には、露光量１２ｍＪでフォーカス値が−０.０５μｍから０.０５μｍの範囲であれば、このレチクルを使用してそのようなパターンを作成することができると判断できる。また、線幅９０ｎｍのパターンを作成したい場合には、露光量１８ｍＪでフォーカス値が０μｍという条件で、このレチクルを使用してそのようなパターンを作成することは可能であるが、フォーカスの変動により大きく線幅が変化することになるためフォーカス変動の許容量は狭く、安定した製品の製造は難しいといった判断をすることができる。
【００１７】
測長ＳＥＭ００２における測長の後、ＦＥＭウエーハ０９９は、欠陥検査装置００３に運ばれて、欠陥検査が行われる。
【００１８】
図３は、図１に示す欠陥検査装置００３の構成例を示す図である。図３において、欠陥検査装置００３は、照明光源９０１、ステージ９０２、ビームエキスパンダ９０３、可干渉性低減光学系９０４、ビームスプリッタ９０５、偏光素子群９０６、対物レンズ９０７、イメージセンサ９０８を有している。
【００１９】
照明光源９０１は、例えば、波長２６６ｎｍや波長３５５ｎｍのＵＶレーザ光源から構成される光源である。ステージ９０２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及びθ（回転）方向に可動のステージから構成され、被検査パターンとしてＦＥＭウエーハ０９９を載置するものである。ビームエキスパンダ９０３は、照明光源９０１からのＵＶレーザ照明光等を所定の大きさに拡大するものである。可干渉性低減光学系９０４は、照明光源９０１からのＵＶレーザ照明光等の可干渉性を低減するものである。ビームスプリッタ９０５は、偏光ビームスプリッタ等で構成され、ＵＶ照明光源９０１からのＵＶレーザ照明光等を反射させて偏光素子群９０６及び対物レンズ９０７に向ける。偏光素子群９０６は、ＦＥＭウエーハ０９９のパターンの形状や密度差によって、ＦＥＭウエーハ０９９からの反射光がイメージセンサ９０８に到達するときに明るさむらを生じないように、ＵＶレーザ照明光等及びその反射光の偏光方向や偏光比率を制御する。対物レンズ９０７は、照明光源９０１からのＵＶレーザ照明光等をＦＥＭウエーハ０９９上に集光するものであり、ＵＶ光、ＤＵＶ光の色収差の影響を小さくすべく、反射対物レンズを用いるのが好ましい。イメージセンサ９０８は、試料上換算で、０．０５μｍ〜０．３μｍ程度の画素寸法を有し、検査対象であるＦＥＭウエーハ０９９からの反射光の明るさ（濃淡）に応じた濃淡画像信号を出力するものである。
【００２０】
以上の構成により、照明光源９０１より出射されたＵＶレーザ照明光等Ｌ１は、ビームエキスパンダ９０３で拡大され、可干渉性低減光学系９０４、レンズ９２２、ビームスプリッタ９０５及び偏向素子群９０６を介して対物レンズ９０７に入射し、ＦＥＭウエーハ０９９上を照射する。ＦＥＭウエーハ０９９からの反射光は、ＦＥＭウエーハ０９９の垂直上方より対物レンズ９０７、偏光素子群９０６、ビームスプリッタ９０５及び結像レンズ９２３を介してイメージセンサ９０８に入射する。すなわち、ステージ９０２を走査して検査対象であるＦＥＭウエーハ０９９を等速度で移動させつつ、イメージセンサ９０８において、ＦＥＭウエーハ０９９上に形成された被検査パターンの明るさ情報（濃淡画像信号）を高精度で検出することができる。イメージセンサ９０８において取得される濃淡画像については、画像信号処理回路９３２において、パターン比較検査処理が行われる。パターン比較検査処理は、予め操作・制御部９３１に保持されているダイの配列情報、ダイサイズ等のウエーハ情報に基づいて行われる。
【００２１】
一方で、ビームスプリッタ９０５とイメージセンサ９０８との間の光路中に設けたミラー９２８、レンズ９２３、及び観察カメラ９３０によって、対物レンズ９０７の瞳面の空間像を検出できるように構成している。この観察カメラ９３０により、ＦＥＭウエーハ０９９上に検出された欠陥の観察を行ったり、ステージ９０２上のＦＥＭウエーハ０９９の位置合わせ確認を行ったりすることができる。
【００２２】
図４は、図１及び図３に示す欠陥検査装置００３における欠陥検査処理の流れを示すフローチャートである。図４において、まず、ＦＥＭウエーハ０９９上の基準ダイの選択を行う（ステップＳ０１）。このとき、図２に示すようなウエーハマップをモニタ画面（図示せず）に表示し、ユーザが操作・制御部９３１によって画面上の任意のダイを基準ダイ５０１として指定できるようになっているものとする。ウエーハマップやダイサイズ等の情報は、観察カメラ９３０により予め取得されているものとする。ここで、後の確認作業の煩わしさを避けるため、過去の測定において最適と判断された露光マージンの範囲を確認するなどして、なるべく正常に作成されたダイを基準ダイとするのが好ましい。さらには、測長ＳＥＭ００２によってＦＥＭウエーハ０９９を測長した際に得られたピポタルカーブ等の履歴を参照して、基準ダイを決定してもよい。
【００２３】
続いて、基準ダイ中に存在する異物などの欠陥の検出とその除去を行う。ここでの欠陥の検出は従来技術に準じるものとし、検査を実施する際の閾値、画像重ね合わせ等の検査条件も従来同様とする。以下、図５に示す具体例を参照しながら、基準ダイ中の欠陥の検出及び除去の手順について説明する。まず、基準ダイの画像とその左右のダイの画像とを取得し（ステップＳ０２）、基準ダイの画像とその左右それぞれのダイの画像とから階調差の絶対値を計算することにより差画像を生成する（ステップＳ０３）。図５に示す例では、基準ダイ５０１の画像４０１とその左隣のダイの画像４０２とから差画像４０４が生成され、基準ダイ５０１の画像４０１とその右隣のダイの画像４０３とから差画像４０５が生成される。ここで、図示するように、基準ダイの画像４０１、左隣のダイの画像４０２、右隣のダイの画像４０３には、それぞれ、欠陥４１１、欠陥４１２、欠陥４１３が存在しているものとする。これにより、生成された差画像４０４には、基準ダイ上の欠陥４１１に対応する領域４１４と左隣のダイ上の欠陥４１２に対応する領域４１５とが含まれることとなる。同じく、生成された差画像４０５には、基準ダイ上の欠陥４１１に対応する領域４１４と右隣のダイ上の欠陥４１３に対応する領域４１６とが含まれることとなる。
【００２４】
続いて、各差画像において階調値が所定の閾値以上である個所を基準ダイ中の欠陥候補として決定する（ステップＳ０４）。例えば、図５において、差画像４０５の各画素の階調値は４１７に示す通りであり、階調値が４０である２×２画素の領域４１４と、階調値が５０である１×１画素の領域４１６とが含まれている。この場合、欠陥検出の閾値値として１０より大きい値を設定すれば、領域４１４及び領域４１５が欠陥候補となる。その後、差画像４０４及び差画像４０５においてダイ内座標が共通する欠陥候補を基準ダイ上の欠陥として検出する（ステップＳ０５）。図５に示す例では、４０６に示すように領域４１４が基準ダイ上の欠陥として検出される。上記の閾値によって、検出される基準ダイ上の欠陥の個数が変化することになるが、検出される欠陥数及びそれら欠陥のダイ内の位置が閾値の変化に伴って変化していく様子をモニタ画面にて確認できるようになっているのが望ましい。また、この段階で、ＦＥＭウエーハ０９９をレビュー装置００４に搬送するとともに、検出された欠陥の座標情報をレビュー装置００４に出力して、欠陥の確認を行うことで、以後の欠陥領域の補正を精度良く行うことができる。この際、レビュー装置００４で欠陥をカテゴリ分類し、特定のカテゴリに分類された欠陥に対してのみ前述補正を行うのが好ましい。
【００２５】
続いて、４０６において基準ダイ上の欠陥として検出された領域４１４の階調の平均値を算出し、領域４１４内の各画素の階調値を平均化する（ステップＳ０６）。各画素の階調値は４０８に示す通りとなる。ここで、基準ダイ上の欠陥として検出された領域４１４の階調の平均値が基準ダイの画像４０１よりも明るい場合、すなわち基準ダイの画像４０１から画像４０２又は画像４０３を差し引いた画像の階調が負の値になる場合には、基準ダイの画像４０１の各画素を階調で表した４０７における領域４１４に対して、上記の領域４１４の階調の平均値を加算する。一方、領域４１４の階調の平均値が基準ダイの画像４０１よりも暗い場合、すなわち基準ダイの画像４０１から画像４０２又は画像４０３を差し引いた画像の階調が正の値になる場合には、基準ダイの画像４０１の各画素を階調で表した４０７における領域４１４から、上記の領域４１４の階調の平均値を減算する（ステップＳ０７）。これらの処理によって、露光条件の変化により発生した欠陥以外の欠陥個所を除いた画像の各画素の階調値４０９が得られる。こうして得られる基準ダイ５０１の画像４０１から欠陥領域を補正した画像４１０を欠陥検査装置００３内に保存する（ステップＳ０８）。あるいは、画像４１０をデータ処理装置００６に出力してもよい。
【００２６】
次に、基準ダイ５０１の画像４０１から欠陥領域を補正した画像４１０を用いて他のダイとの比較検査を行う。まず、検査範囲にあるダイの画像を取得し（ステップＳ０９）、各ダイの画像と画像４１０との差画像を作成し（ステップＳ１０）、この差画像において階調が閾値以上である個所を欠陥として決定することにより、欠陥座標データ０３３を生成する（ステップＳ１１）。ここで、検査範囲は基本的にウエーハ全面であるが、従来の検査装置と同様に検査範囲を指定できるものとする。さらに、通信回線００５を介して測長ＳＥＭ００２又はデータ処理装置００６から測長ＳＥＭ００２で予め検査した情報を取得し、パターンが形成されていないダイ又はパターンが無いダイを除くことで、検査時間を短縮できる。また、閾値の設定方法や他の検査パラメータ等は従来の検査装置が持つ機能を踏襲することで高い精度の検査を行うことができる。また、露光条件が最適値と大きく異なると検出される欠陥数は膨大になるが、予めダイあたりの最大検出欠陥数を設定し、設定値以上の欠陥が検出された際は、該当ダイの検査をスキップすることで、膨大な欠陥検出による検査速度の低下を防ぐことができる。このとき検査がスキップされたダイは、結果を表示画面において他のダイと色分け等で区別して表示されるのが望ましい。欠陥座標データは、通信回線００５を介して測長ＳＥＭ００２やレビュー装置００４に出力される。
【００２７】
上記で得られたこの欠陥座標データ０３３に基づいて、図６に示すように、ウエーハ上の欠陥位置を示すウエーハマップを表示する（ステップＳ１２）。検出した欠陥には自動でＩＤナンバーを付与し、ＩＤナンバー、検出ダイ座標、ダイ内座標、欠陥サイズ等を一覧表示するのが好ましい。ユーザは、制御・操作部９３０によって、欠陥マップ５００上の特定の欠陥を指定し、その欠陥が観察カメラ９３０の視野の中心に来るようにステージ９０２を移動させるなどして、欠陥の確認を行うことができる。欠陥の指定は、表示された欠陥マップ５００上で欠陥を指定するだけでなく、一覧表示された欠陥ＩＤ部のポイントや、座標情報の直接入力などによっても行うことができる。
【００２８】
次に、検出された欠陥が露光条件の変化により発生した欠陥かの確認を、検査装置００３またはレビュー装置００４で行う。ここで欠陥の確認とは、（１）露光条件の変化により発生した欠陥と、レチクルの不良起因の欠陥や付着異物等突発的に発生した欠陥との区別、（２）検出された欠陥座標に実際に欠陥が有るかの確認、（３）欠陥が検出されていないダイに実際に欠陥が無いかの確認を主目的とする。
【００２９】
まず、露光条件の変化により発生した欠陥と、レチクルの不良起因の欠陥や付着異物等突発的に発生した欠陥との区別を行う（ステップＳ１３）。図６に示す欠陥マップにおいて、露光条件の変化により発生した欠陥と、レチクルの不良起因の欠陥や付着異物等突発的に発生した欠陥との区別に関しては、露光条件の変化により発生する欠陥は、露光条件の変化により形状が変化しやすい特定のパターンで発生することに着目する。また、半導体製品は同一パターンの繰り返しや反転構造をもつものが多いため、各ダイで同一の座標に発生する欠陥が露光条件の変化により発生する欠陥であると予測できる。そこで、検出された欠陥の座標に対し、座標のマージンと検出個数を設定し、ダイ内の同一座標で検出される欠陥群５０４を露光条件の変化により発生した欠陥と判断できる。これらの条件により抽出される欠陥には、レチクル自体の不良により発生する欠陥（リピート欠陥）も含まれるが、リピート欠陥はダイ内の同一座標に発生した欠陥のサイズ及び信号量がほぼ同一であるのに対して、露光条件の変化により発生する欠陥は露光条件の変化に伴いサイズ及び信号量が変化することから、ダイ内の座標情報に対する座標のマージンと検出個数の情報に加えて、サイズ及び信号量等の情報を用いることで、両者を区別することができる。
【００３０】
図７は、ダイ内のセルエリアと欠陥の例を示す図である。ダイ６００上の欠陥６０９に対する、ダイ６１２上の同一座標６１１は、ダイ６００の原点６０１からの欠陥６０９と同一の座標位置６１１に欠陥が検出され、かつ信号量等が異なる場合露光条件の変化により発生した同一の欠陥群５０４と判断できる。また、半導体製品には、ダイ６００内にＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等同サイズのメモリセルエリア６０６、６０７等、複数のセルエリアが存在するものがある。露光条件の変化により発生した欠陥６０９がセルエリア６０６内に存在した場合、他のセルエリア６０７のセルエリア原点から同一座標６１０は同様のパターンのため、同じ露光条件で欠陥が発生することが考えられる。そこで、ダイ６００のダイ原点６０１からの露光条件の変化により発生した欠陥６０９をセルエリア原点６０２からの座標に置き換え、セルエリア原点６０３から同一セル内座標位置にある欠陥６１０を同じ欠陥群とすることでレビュー作業の軽減が図れる。基準欠陥に対しセルエリア各原点からの同一座標位置は、ダイ原点６０１を原点とする座標軸上で欠陥６０９の座標を（Xd1, Yd1）、欠陥６０９が存在するセルエリア原点６０２の座標を（Xb1, Yb1）、同一ダイ内に存在する他のセルエリア原点６０３の座標を（Xb2, Yb2）とすれば、欠陥６１０の座標 （Xd2, Yd2）は[式６−１]で表される。
【００３１】
（Xd2, Yd2） = （Xd1-Xb1+Xb2 , Yd1-Yb1+Yb2 ）       −[式6-1]
【００３２】
図８は、セルエリア内対称位置に存在する欠陥座標の例を示す図である。半導体製品は繰り返し、反転、対称位置に同一形状のパターンが形成されることが多い為、これら条件を一つ又は複数満たすものを同一の欠陥とすることで、露光条件の変化により発生しやすい欠陥のパターン上での位置が把握できる。ダイ原点６０１を原点とする座標軸上で欠陥６０９の座標を（Xd1, Yd1）、欠陥６０９が存在するセルエリア原点６０２の座標を（Xb1, Yb1）、セルエリア右上終点７００の座標を（Xe1, Ye1）、セルエリア６０６の中心を原点７０１とすると、原点の座標 （Xc1, Yc1）及び原点７０１を通るＸ座標軸７０２の対称位置座標７０４の座標 （a,b）、Y座標軸７０３の対称位置座標７０５の座標 （c,d）はそれぞれ[式７−１]、[式７−２]、[式７−３]で表される。
【００３３】
（Xc1, Yc1） = { （Xe1-Xb1）/2 , （Ye1-Yb1）/2 }      −[式7-1]
（a, b） ={ Xd1 , 2（Yc1）-Yd1 }                      −[式7-2]
（ｃ, d） ={ 2（Xc1）-Xd1 , Yd1 }                     −[式7-3]
【００３４】
次に、視覚的に欠陥の確認を行う（ステップＳ１４）。ステップ１３で露光条件起因の出現特徴を持つ欠陥群の抽出をしたが、欠陥が発生しはじめる照明条件では発生する欠陥が微細で検査条件により検出できない可能性がある。そこで、欠陥が検出されていないダイに実際に欠陥が無いかの確認に関して、指定した欠陥群５０４に対して他のダイの同一座標位置５０５を抽出し欠陥マップ５００上で欠陥群５０４と同一座標上にない欠陥５０６と区別して表示する。また、従来の検査装置と同様に各欠陥に対し欠陥番号と欠陥座標等情報を表示するのに加えて、各欠陥群に対し欠陥群番号と欠陥座標等情報を表示するものとする。また、実際に欠陥の観察を行う場合、欠陥位置へステージを移動させる必要があるが従来の検査装置と同様に、欠陥ＭＡＰ５００上の欠陥をクリックする、数値入力で欠陥番号を指定する等で欠陥位置へ移動することができるものとする。
【００３５】
上記の手段で欠陥及び欠陥候補の座標を追加していくとすると、レビューにかかる時間労力も膨大なものとなる。そこで同一座標位置５０５を欠陥座標データ０３３に追加する機能を持たせ、欠陥群５０４及び同一座標位置５０５のイメージを検査装置００３上で取得し、欠陥イメージの一覧表５１０を作成することで、従来各座標に移動して実施していたレビューが、一つの座標を指定するだけで同一ダイ内座標の欠陥を一度に確認でき、欠陥が発生していない領域５１１の確認が容易に行うことができる。欠陥群５０４が数種存在する場合は、各々の欠陥群ごとに欠陥イメージの一覧表５１０を保存し、欠陥が発生していない領域５１１をオーバーレイ表示できるものとする。更に欠陥座標データ０３３に座標位置５０５を追加した検査結果０３４を出力することとし、検査装置００３よりも高解像度のレビュー装置００４で自動レビュー/自動分類することで、簡便かつ微細な欠陥に関しても高い精度で確認することができる。またレビュー結果０３５は欠陥検査装置００３で確認でき、さらにデータ処理装置００６に送ることで、クリーンルーム０１０外でも確認ができるようにする。また、基準ダイ５０１中に露光条件の変化により発生した欠陥が含まれていた場合でも、上記同様にして、容易に確認することができる。この場合、正常個所が欠陥となるため、欠陥座標データ０３３から欠陥座標を削除することができるようにする。
【００３６】
次に、検査結果のフィードバックを行う。まず、露光条件の変化により欠陥が発生したダイの範囲を検査装置００３内に欠陥情報０３３とともに登録する（ステップＳ１５）。また、欠陥情報０３３は、ロット番号、ウエーハ番号、検査日時等のデータとともにデータ処理装置００６で管理される。測長ＳＥＭからの測長情報０３２と欠陥情報０３３との比較を行い、所望の線幅でパターンが作成されており、かつ露光条件の変化により欠陥が発生していない最適な露光条件の範囲０３４を決定する（ステップＳ１６）。従来の欠陥検査装置では、観察倍率が測長ＳＥＭに比べて低いため、露光条件の変動により変化するパターンの幅を高い信頼性で測長することはできないが、将来的には、高い倍率での観察を行うかあるいは他の測長手段を用いれば、本発明の欠陥検査装置だけで露光条件の評価が可能である。
【００３７】
こうして得られた最適な露光条件の範囲０３４の情報を基に、レチクルの評価がなされ、あるいは実際に露光装置００１で半導体製品の製造が行われる（ステップＳ１７）。測長情報０３３、欠陥情報０３２、最適な露光条件の範囲０３４、レビュー情報０３５は、ロット番号、ウエーハ番号、検査日時等のデータとともにデータ処理装置００６で管理されるものとする。実際の製品を露光する際は、露光対象である製品の情報、すなわちロット番号、ウエーハ番号、検査日時等をキー情報として、データ処理装置００６から最適な露光条件のマージ情報０３４が露光装置００１に出力されるものとする。
【００３８】
以上、本発明のパターン欠陥の検査装置及び検査方法について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のパターン欠陥の検査装置が適用された半導体製造ラインを示す図である。
【図２】図１に示す測長ＳＥＭによるＦＥＭウエーハの測定例を示す図である
【図３】図１に示す欠陥検査装置の構成例を示す図である。
【図４】図１及び図３に示す欠陥検査装置における欠陥検査処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】欠陥検査処理において行う基準ダイ中の欠陥の検出及び除去の具体例を示す図である。
【図６】ウエーハ上の欠陥位置を示すウエーハマップの表示例を示す図である。
【図７】ダイ内のセルエリアと欠陥の例を示す図である。
【図８】セルエリア内対称位置に存在する欠陥座標の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
００１  露光装置
００２  測長ＳＥＭ
００３  欠陥検査装置
００４  レビュー装置
００５  通信回線
００６  データ処理装置
０１０  クリーンルーム
０３２  測長情報
０３３  欠陥情報
０３４  露光条件の範囲
０３５  レビュー情報
０９９  ＦＥＭウエーハ
２０１  正常にパターンが作成されたダイ
２０２  正常にパターンが作成されていないダイ
２１０  ピポタルカーブ
５０１  基準ダイ
９０１  照明光源
９０２  ステージ
９０３  ビームエキスパンダ
９０４  可干渉性低減光学系
９０５  ビームスプリッタ
９０６  偏向素子群
９０７  対物レンズ
９０８  イメージセンサ
９２２  レンズ
９２３  結像レンズ
９３０  観察カメラ
９３１  制御・操作部
９３２  画像信号処理回路
【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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