(57)【要約】【課題】半導体ウェーハ等の試料上に存在する欠陥の画像を自動収集するＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、高いスループットを提供する。【解決手段】ＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法において、ウェーハ単位若しくはチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを準備する準備過程と、該準備された前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択過程と、該選択過程でセル比較方式を選択した場合には、セル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定過程を有するセル比較過程と、該検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択過程でダイ比較を選択した場合には、ダイ比較をするダイ比較過程とを有すること特徴とする。【選択図】図１
2007305760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法において、
前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択過程と、
該選択過程でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定過程と、該検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出過程とを有するセル比較過程と、
前記検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択過程でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得過程と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出過程とを有するダイ比較過程と、
前記第１及び第２の算出過程で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得過程とを有することを特徴とするＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項２】
検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法において、
前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを準備する準備過程と、
該準備過程で準備された前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択過程と、
該選択過程でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定過程と、該検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出過程とを有するセル比較過程と、
前記検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択過程でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得過程と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出過程とを有するダイ比較過程と、
前記第１及び第２の算出過程で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得過程とを有することを特徴とするＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項３】
前記準備過程において、ステージ上に載置されたウェーハ上に存在するレビュー欠陥のサンプルを用いて、該サンプルのレビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をして前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする請求項２に記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項４】
前記準備過程において、ステージ上に載置されたウェーハと同種のウェーハについてのセル比較による履歴情報を基に前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする請求項２に記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項５】
前記準備過程において、前記取得されたレビュー欠陥位置での低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較による欠陥検出の成功および失敗を判定し、該判定結果をチップ単位で集計して前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする請求項２に記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項６】
前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功マップを算出する際、セル比較方式によって欠陥検出を行ったレビュー欠陥の間の距離を基に、セル比較による欠陥検出可能領域の統合処理を行うことを特徴とする請求項５に記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項７】
前記準備過程において、前記算出された少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップをＧＵＩ部に表示することを特徴とする請求項３乃至６の何れか一つに記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項８】
前記選択過程において、セル比較方式とダイ比較方式との何れにするかの選択をウェーハ毎若しくはレビュー欠陥毎に行うことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項９】
前記セル比較には予め用意された低倍率の電子線参照画像又はレビュー欠陥を撮像した低倍率の電子線欠陥画像を基に作成された低倍率の電子線参照画像を用いることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載のＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法。
【請求項１０】
検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、
前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択部と、
該選択部でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定部と、該検出可否判定部での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出部とを有するセル比較部と、
前記検出可否判定部での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択部でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得部と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出部とを有するダイ比較部と、
前記第１及び第２の算出部で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得部とを有することを特徴とするＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１１】
検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、
前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを準備する準備部と、
該準備部で準備された前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかを選択する選択部と、
該選択部でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定部と、該検出可否判定部での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出部とを有するセル比較部と、
前記検出可否判定部での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択部でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得部と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出部とを有するダイ比較部と、
前記第１及び第２の算出部で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得部とを有することを特徴とするＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１２】
更に、前記欠陥画像取得部から得られる高倍率の電子線欠陥画像を用いて詳細解析して少なくとも電子線画像特徴量を算出する詳細解析部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１３】
前記準備部において、ステージ上に載置されたウェーハ上に存在するレビュー欠陥のサンプルを用いて、該サンプルのレビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をして前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出するように構成することを特徴とする請求項１１に記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１４】
前記準備部において、ステージ上に載置されたウェーハと同種のウェーハについてのセル比較による履歴情報を基に前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出するように構成することを特徴とする請求項１１に記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１５】
前記準備部において、前記取得されたレビュー欠陥位置での低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較による欠陥検出の成功および失敗を判定し、該判定結果をチップ単位で集計して前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功マップを算出するように構成することを特徴とする請求項１１に記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１６】
前記準備部において、前記算出された少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップをＧＵＩ部に表示するように構成することを特徴とする請求項１２乃至１５の何れか一つに記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【請求項１７】
前記選択部において、セル比較方式とダイ比較方式との何れにするかの選択をウェハー毎若しくはレビュー欠陥毎に行うように構成したことを特徴とする請求項１０乃至１５の何れか一つに記載のＳＥＭ式欠陥レビュー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製品の製造工程における、半導体ウェーハに発生した欠陥を検査装置が検出した欠陥の高精細画像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）の検出系を用いて自動収集するＳＥＭ式欠陥レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法及びＳＥＭ式欠陥レビュー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路の製造プロセスにおいて、歩留りの早期立ち上げおよび製造プロセスの安定稼動を実現するためには、外観検査装置、異物検査装置等によって検出した欠陥の発生状況を迅速に解析し、不良対策に活用することが必要である。欠陥の発生状況を解析するために、検査装置が検出した欠陥の高精細画像を自動収集するレビュー（観察）装置として、光学式の検出系を持つものと走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）の検出系を持つものがある。これらのうち、光学式のレビュー装置に比べＳＥＭ式のレビュー装置はより詳細な欠陥の画像を得ることができる。そのため、半導体ウェーハ上に形成される配線パターンの微細化に伴い、より詳細な画像の撮れるＳＥＭ式のレビュー装置が採用されている。しかし、ＳＥＭ画像は光学画像の比べ取得処理に時間がかかるため、ＳＥＭ式のレビュー装置には、光学式のレビュー装置に比べスループット（１時間当たりの欠陥検出数）が低いという課題がある。
【０００３】
このような、ＳＥＭ式レビュー装置に関する従来技術としては、特開２００２−３１０９６２号公報（特許文献１）、特開２０００−６７２４３号公報（特許文献２）、特開２００３−９８１１４号公報（特許文献３）、特開２０００−３０６５２号公報（特許文献４）、及び特開２００２−３２３４５８号公報（特許文献５）が知られている。
【０００４】
特許文献１には、半導体ウェーハ上の複数個の欠陥部位の画像を自動で撮像して収集する走査型電子顕微鏡を用いた画像収集装置において、該ウェーハ上の複数個の欠陥部位の位置関係を基に、欠陥の撮像順とステージの移動速度を決定するスケジューリング部と、ステージの移動量をビーム偏向量にフィードバックするための制御部とを設けることで、最適なルートで、ステージを移動させながら欠陥部位の画像を撮像して収集することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、走査型電子顕微鏡を用いた自動欠陥情報収集方法において、使用者が被検査対象物のパターン情報を設定することで、パターン無し、もしくは周期パターン部の時は参照点に移動しないなどの効率的な欠陥検出を行うことが記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、走査型電子顕微鏡を用いた欠陥検査レビュー方法において、欠陥画像を格子状に分割し、対象とする分割した領域が他の領域と類似しているかどうかをパターンマッチング等で評価し、他に類似した領域がない場合にはその領域に欠陥が含まれているとして欠陥位置を特定することが記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、検査装置で検出した試料の欠陥の情報に基づいて上記試料を撮像して上記試料の欠陥を含まない参照画像を得、上記検査装置で検出した試料の欠陥の情報に基づいて上記試料を撮像して上記試料の欠陥を含む欠陥画像を得、上記参照画像と上記欠陥画像とを比較して上記欠陥画像内の欠陥を検出し、上記撮像した領域内の上記検出した欠陥を含む一部の領域を撮像して上記欠陥の拡大画像を得、該拡大画像から背景領域を消去した画像を作成し、該背景領域を消去した画像を表示する走査電子顕微鏡を用いた試料の観察方法が記載されている。
【０００８】
また、特許文献５には、ＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、検査装置で検査された検査結果である概略欠陥位置座標を取り込む際、その欠陥がセル部、非セル部、パターン密集部などのいずれに発生したものであるかをレイアウトデータに基づいて判定し、その判定結果に応じて画像検出モード（参照画像を検出するか否かのモード）と撮像倍率からなる検査パラメータを設定し、致命性の管理基準を設定することが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３１０９６２号公報
【特許文献２】特開２０００−６７２４３号公報
【特許文献３】特開２００３−９８１１４号公報
【特許文献４】特開２０００−３０６５２号公報
【特許文献５】特開２００２−３２３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、ＳＥＭ画像による欠陥画像の取得方式には、セル比較方式とダイ比較方式とがあり、セル比較方式はスループットがダイ比較方式に比べ高いが、適用できる半導体ウェーハが限られる点があり、一方、ダイ比較方式は、スループットはセル比較方式に比べ低いが、ほとんどの半導体ウェーハで適用可能である。半導体ウェーハ上のレビューの対象領域は大抵、セル比較方式の適用が可能な領域と不可能な領域が混在するため、スループットを上げるためにセル比較方式のみを採用することは難しい。そのため、半導体ウェーハに最適なスループットを保ちつつ欠陥検出および詳細解析を行うためには、対象となる半導体ウェーハ毎若しくは欠陥毎にレビューシーケンスであるセル比較方式とダイ比較方式を選択する必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１〜５の何れにも、解析の対象となる半導体ウェーハおよび欠陥毎に適したレビューシーケンスを少なくともセル比較方式での欠陥検出結果に基づき自動で選択することについては十分考慮されていなかった。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、解析の対象となる半導体ウェーハおよび欠陥毎に適したレビューシーケンスを欠陥検出結果に基づき自動で選択することを可能にして各種半導体ウェーハに対するレビュー欠陥の詳細解析についての最適なスループットを保つことができるＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法及びＳＥＭ式欠陥レビュー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法において、前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択過程と、該選択過程でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定過程と、該検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出過程とを有するセル比較過程と、前記検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択過程でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得過程と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出過程とを有するダイ比較過程と、前記第１及び第２の算出過程で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得過程とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、検査装置から得られるウェーハ上のレビュー欠陥の位置座標に基づき、前記ウェーハを載置したステージを移動させて電子線光学系によりレビュー欠陥を低倍率で撮像して低倍率の電子線欠陥画像を取得するＳＥＭ式レビュー装置を用いた欠陥レビュー方法において、前記ウェーハ単位若しくは該ウェーハ上に形成されたチップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを準備する準備過程と、該準備過程で準備された前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップに基づいてセル比較方式とダイ比較方式との何れにするかのレビューシーケンスを選択する選択過程と、該選択過程でセル比較方式を選択した場合には、前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をしてレビュー欠陥の検出可否判定を行う検出可否判定過程と該検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出された場合には、検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第１の算出過程とを有するセル比較過程と、前記検出可否判定過程での判定の結果レビュー欠陥が検出されない場合、並びに前記選択過程でダイ比較を選択した場合には、ステージを移動して前記電子線光学系により、ダイ比較するための正常な部位の低倍率の電子線参照画像を取得する取得過程と、該取得された低倍率の電子線参照画像と前記レビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像とをダイ比較してレビュー欠陥を検出すると共に検出されたレビュー欠陥の欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を算出する第２の算出過程とを有するダイ比較過程と、前記第１及び第２の算出過程で算出されたレビュー欠陥についての欠陥レビュー装置の座標系での位置座標を基に、前記電子線光学系によりレビュー欠陥を高倍率で撮像して高倍率の電子線欠陥画像を取得する欠陥画像取得過程とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記準備過程において、ステージ上に載置されたウェーハ上に存在するレビュー欠陥のサンプルを用いて、該サンプルのレビュー欠陥から取得された低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較をして前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記準備過程において、ステージ上に載置されたウェーハと同種のウェーハについてのセル比較による履歴情報を基に前記ウェーハ単位若しくは前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記準備過程において、前記取得されたレビュー欠陥位置での低倍率の電子線欠陥画像を基にセル比較による欠陥検出の成功および失敗を判定し、該判定結果をチップ単位で集計して前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功マップを算出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、前記チップ単位での少なくともセル比較による欠陥検出成功マップを算出する際、セル比較方式によって欠陥検出を行ったレビュー欠陥の間の距離を基に、セル比較による欠陥検出可能領域の統合処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記準備過程において、前記算出された少なくともセル比較による欠陥検出成功率又は欠陥検出成功マップをＧＵＩ（Graphical User Interface）部に表示することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記選択過程において、セル比較方式とダイ比較方式との何れにするかの選択をウェーハ毎若しくはレビュー欠陥毎に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、解析の対象となる半導体ウェーハ毎又は欠陥毎に適したレビューシーケンスをレビュー欠陥検出結果に基づき自動で選択することが可能にして各種半導体ウェーハに対するレビュー欠陥の詳細解析についての最適なスループットを保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係るＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）式欠陥レビュー装置及びその方法の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置の第１の実施例について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る半導体ウェーハ上の欠陥の詳細解析を行うためのＳＥＭ式欠陥レビュー装置の第１の実施例を示す構成図である。本ＳＥＭ式欠陥レビュー装置１０は、真空チャンバ１００、全体制御部９０、画像処理部９１、電子線光学系コントローラ９２及びステージコントローラ９３を備えて構成される。真空チャンバ１００内には、ウェーハ１を移動させるＸＹステージ１０２と、ウェーハ１へと電子線を照射する電子線光学系１０１と、ベアウェーハでの欠陥検出処理を行う照明光学系１１４１を有する光学顕微鏡部１１４とが備えられている。電子線光学系１０１は、電子銃１０３と、その電子線を制御する、電子線引き出し電極１０４、コンデンサレンズ１０５、ブランキング用偏向器１０６、走査偏向器１０７、絞り１０８、対物レンズ１０９、反射板１１０、Ｅ×Ｂ偏向器１１１と、ウェーハ１から発生する二次電子及び／又は反射電子を検出する二次電子検出器１１２及び／又は反射電子検出器１１３とを備えて構成される。
【００２４】
全体制御部９０は、画像処理部９１、電子線光学系コントローラ９２及びステージコントローラ９３を接続して欠陥レビュー装置全体を制御するものであり、入出力手段を備えたＧＵＩ（Graphical User Interface）機能を有する表示装置９４及び記憶装置９５が接続される。そして、全体制御部９０は、電子線光学系コントローラ９２、ステージコントローラ９３及び画像処理部９１に対して装置各部の動作を指定するための条件や命令の入出力を行う。予め、全体制御部９０は、電子線光学系コントローラ９２を介して電子線光学系１０１に対する電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅（撮像倍率を決める）、電子線偏向速度等の条件、二次電子及び／又は反射電子検出器１１２，１１３から信号取り込みタイミング等の条件、ステージコントローラ９３を介してＸＹステージ１０２の移動速度等の条件が、目的に応じて任意にあるいは選択的に設定できるようになっている。また、全体制御部９０内に設けられた補正制御回路（図示せず）は、ＸＹステージ１０２の位置モニタ用測長器（図示せず）、被ウェーハ高さ測定器（図示せず）からの信号に基づき、ウェーハ位置やウェーハ高さのずれをモニタし、その結果から補正信号を生成し、該生成された補正信号を電子線が常に正しい位置に照射されるように電子線光学系コントローラ９２に設けられた対物レンズ用電源（図示せず）や走査偏向器用の信号発生器（図示せず）に送る。
【００２５】
画像処理部９１には、二次電子検出器１１２及び／又は反射電子検出器１１３より検出した二次電子及び／又は反射電子をシンチレータへと入力し電気信号へと変換し、その電気信号をＡＤ変換した電子線画像が入力される。画像処理部９１では、第一の倍率で撮像した電子線画像による欠陥検出処理と第一の倍率に比べ倍率が高い、第二の倍率で撮像した電子線画像による欠陥の詳細解析処理が行われる。そして、画像処理部９１は、ＣＰＵ部と画像メモリ９１６とを備えて構成され、ＣＰＵ部は、機能的に、レビューシーケンス切替部（選択部）９１１と、セル比較部９１２と、セル比較による欠陥検出可否判定部９１３と、ダイ比較部９１４と、詳細解析部９１５とを有して構成される。即ち、レビューシーケンス切替部（選択部）９１１、セル比較部９１２、セル比較による欠陥検出可否判定部９１３、ダイ比較部９１４、および詳細解析部９１５はプログラムによるソフト処理で実行するように構成してもよい。
【００２６】
なお、詳細解析部９１５は、画像メモリ９１６に記憶された欠陥レビュー装置の座標系でのレビュー欠陥の位置情報と電子線による第二の倍率で撮像した電子線詳細解析用欠陥画像とに基づいてレビュー欠陥の電子線画像特徴量（例えば形状、明るさ（濃淡値）、テクスチャ等）を算出し、該電子線画像特徴量に基づいて詳細解析情報（レビュー欠陥のカテゴリ情報や分類情報））を取得してデータベース１１５に電子線による欠陥レビュー結果として半導体ウェーハ毎に格納される。
【００２７】
ＳＥＭ式欠陥レビュー装置１０で電子線により撮像した電子線画像群（セル比較での電子線欠陥画像及び電子線参照画像、ダイ比較での電子線欠陥画像及び電子線参照画像、並びに電子線により第二の倍率で撮像した電子線詳細解析用欠陥画像等）と、画像処理部９１で処理した結果（半導体ウェーハの種類及び／又は半導体ウェーハ上の領域毎におけるセル比較での欠陥検出成功率または欠陥検出成功マップ、欠陥レビュー装置の座標系でのレビュー欠陥の位置情報、並びにレビュー欠陥の電子線画像特徴量（例えば形状、明るさ（濃淡値）、テクスチャ等）や、該電子線画像特徴量に基づく詳細解析情報（レビュー欠陥のカテゴリ情報や分類情報））とは、欠陥レビュー装置１０とネットワーク１１９で接続されたデータベース１１５へと送られ、欠陥レビュー装置の動作条件等を記述した情報と共に保存される。勿論、データベース１１５には、検査装置１１７で検査された欠陥検査データ（欠陥の概略位置座標データ）を半導体ウェーハの種類の情報に付与して格納しても良い。ネットワーク１１９には、処理端末１１６、検査装置１１７、及び半導体ウェーハ上に形成される配線パターンの情報であるレイアウトデータが保存されているＣＡＤデータベース１１８が接続され、データベース１１５上にある画像、欠陥情報、半導体ウェーハ情報（半導体ウェーハの種類の情報やその設計情報であるレイアウト情報を含む）にアクセスすることが可能である。処理端末１１６は、画像処理部９１と並列処理ができるＣＰＵ部（機能的に、セル比較部１１６１、セル比較による欠陥検出可否判定部１１６２、欠陥検出成功マップ更新部１１６３、画像メモリ１１６４等を有する。これらセル比較部１１６１、セル比較による欠陥検出可否判定部１１６２、及び欠陥検出成功マップ更新部１１６３はプログラムによるソフト処理によって実行するように構成しても良い。）を有して構成される。即ち、処理端末１１６は、欠陥レビュー装置１０の画像処理部９１でのレビュー欠陥についての欠陥検出処理と並行して、図７及び図１１に示すように、レビュー欠陥についてセル比較により欠陥検出可否判定（Ｓ３０）と該欠陥検出可否判定の結果に基づく欠陥検出成功マップの更新（Ｓ３１）との処理を行うことができるように構成される。
【００２８】
次に、本発明に係る第１の実施例における欠陥検出および欠陥詳細解析のシーケンスについて図２を用いて説明する。即ち、本発明は、欠陥検出のシーケンスにおいて、可能な限り、本発明に係るセル比較方式を採用するレビュー欠陥の個数を増大させて本発明に係るダイ比較方式を採用するレビュー欠陥の個数を低減してスループットの向上を図ることにある。本発明に係るセル比較方式では、本発明に係るダイ比較方式に比べて、事前に例えばある繰り返しパターン（セル部）の画像を電子線により撮像することにより電子線参照画像を準備する方法、または電子線参照画像を電子線により第一の倍率で撮像した電子線欠陥画像から合成して作成する方法等であるため、ダイ比較における電子線参照画像の撮像を省略することによって、電子線参照画像を撮像するためにステージ移動を無くしてスループットの向上を図ることが可能となる。
【００２９】
ところで、本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置１０のＸＹステージ１０２上には、検査装置１１７で検査された様々な種類の半導体ウェーハ１がレビューするために、投入されることになる。
【００３０】
そこで、本発明に係る第１の実施例によれば、ＳＥＭ式欠陥レビュー装置１０において、検査装置１１７で検査された半導体ウェーハ毎に、欠陥検査データ（欠陥の概略位置座標データ）を持つレビュー欠陥のうち数サンプル、例えば１０サンプル程度指定してスループットの向上が図れるセル比較方式でレビュー欠陥を検出し（Ｓ２０）、該検出されたセル比較方式でのレビュー欠陥検出の成功率に応じてレビュー欠陥についてセル比較方式で検査するか、ダイ比較方式で検査するかを選択する（ウェーハ毎に、低倍（第一の倍率）での電子線参照画像を取得することの非実施（セル比較方式）／実施（ダイ比較方式）を判定する）ことにより（Ｓ２１）、セル比較方式での欠陥検出の成功率が所定の基準値よりも高い場合にはスループットの高いセル比較方式（Ｓ２２）でレビュー欠陥を検出し、セル比較方式での欠陥検出の成功率が所定の基準値よりも低い場合には欠陥検出が確実なダイ比較方式（Ｓ２７）を採用することにより、レビュー欠陥全体に亘る欠陥検出のスループットの向上が図れる。
【００３１】
即ち、本第１の実施例ではレビュー対象となる半導体ウェーハ毎（単位）において、欠陥のうち数サンプル、例えば１０サンプル程度以上をセル比較方式で欠陥検出し（Ｓ２０）、それらのサンプルに対する欠陥検出の可否によって、その半導体ウェーハ単位でのレビューシーケンスをダイ比較方式で行うか、セル比較方式で行うか（ウェーハ毎に、低倍（第一倍率）での電子線参照画像取得の実施／非実施）を決定する（Ｓ２１）。これは、メモリ製品であれば半導体ウェーハ上に形成される配線パターンの大部分が繰り返しパターンとなるのに対し、ロジック製品であれば大部分が非繰り返しパターンとなるため、数サンプルの欠陥に対して欠陥検出を行うだけで、その半導体ウェーハがセル比較方式で欠陥検出可能かどうか判定できることが多いためである。これにより、メモリ製品では、半導体ウェーハ上の大部分を占めるメモリセル部においてはセル比較方式で欠陥検出を行い、少数含まれるロジック部においてはセル比較方式で欠陥検出不可となり、この領域にある欠陥はダイ比較方式により検出されることとなる。このとき、セル比較方式よりダイ比較方式へと移行すると、通常のダイ比較方式に比べ、ステージ移動１回分余計にかかってしまうけれども、例えば、欠陥５００サンプルに対して欠陥検出処理したときには、ステージ移動５００ミリ秒、電子線画像の撮像時間３００ミリ秒、オートフォーカス等の処理２００ミリ秒とすると、最低でも約２００サンプルがセル比較方式で検出可能であれば、ダイ比較方式だけを行った場合に比べ本第１の実施例によるスループットの方が高くすることができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る第１の実施例の特徴とするところは、半導体ウェーハ単位でメモリセル部が大部分を占めるか否かに応じて決定したレビューシーケンス（Ｓ２１）において、セル比較方式（Ｓ２２）に切り替えて選択した場合、半導体ウェーハ１上の全てのレビュー欠陥についてセル比較方式により欠陥検出ができるわけではないので、以後欠陥毎（単位）において、セル比較方式による欠陥検出の可否の判定を行い（Ｓ２３）、該判定の結果欠陥検出が可の場合には該欠陥検出を出力し、前記判定の結果欠陥検出が否（不可能）の場合には欠陥検出が確実なダイ比較方式（第一倍率での電子線参照画像取得の実施が必要である。）に切り替えて選択して欠陥検出を行い（Ｓ２４）、該検出されたレビュー欠陥を電子線により第二の倍率で撮像し（Ｓ２５）、これらを全てのレビュー欠陥について繰り返すことにより（Ｓ２６）、半導体ウェーハ単位での全てのレビュー欠陥について欠陥検出が可能となると共に詳細解析するための電子線画像特徴量（形状、明るさ（濃淡値）、テクスチャなど）が算出することの可能な電子線欠陥画像を取得することが可能となる。
【００３３】
なお、半導体ウェーハ単位で決定したレビューシーケンス（Ｓ２１）において、ダイ比較方式（Ｓ２７）に切り替えた場合、ダイ比較方式により半導体ウェーハ１上の全てのレビュー欠陥について欠陥検出を行い、検出されたレビュー欠陥を電子線により第二の倍率で撮像し（Ｓ２８）、これらを全てのレビュー欠陥について繰り返すことにより（Ｓ２９）、半導体ウェーハ単位での全てのレビュー欠陥について欠陥検出が可能となると共に詳細解析するための電子線画像特徴量が算出することの可能な電子線欠陥画像を取得することが可能となる。
【００３４】
次に、更に具体的に説明する。即ち、検査装置１１７において検査装置の座標系で検査されて少なくともレビュー欠陥の概略位置座標が例えば画像データベース１１５に格納されている。通常のＡＤＲ（Automatic Defect Review）では、欠陥レビュー装置１０のＸＹステージ１０２上にレビューの解析対象となる半導体ウェーハ１が搭載され、検査装置１１７で検査した結果である検査データが例えば画像データベース１１５から読み込まれて例えば記憶装置９５に記憶される。次に、例えば記憶装置９５に記憶された半導体ウェーハ１上にあるレビュー欠陥を表示装置９４のＧＵＩに表示し、該レビュー欠陥のうち数サンプル、例えば１０サンプル程度入力手段９４を用いて指定する。欠陥レビュー装置１０は、該指定された例えば１０サンプル程度のレビュー欠陥に対して、具体的には後述するように、セル比較部９１２等においてセル比較検査により欠陥検出を行う（Ｓ２０）。レビューシーケンス切替部（選択部）９１１は、セル比較部９１２等での半導体ウェーハ上での例えば１０サンプル程度の欠陥についての検出結果（欠陥検出に成功したか否かの情報）を基に、全体のサンプル数に対する欠陥検出に成功したサンプル数の比率（欠陥検出の成功率）が、所定の基準値（例えば約４０％〜約５０％）以上、つまりこの場合では約４〜約５サンプル以上存在すれば、以降の欠陥検出をスループットの向上が見込まれるセル比較方式で行い、約４０％〜約５０％未満であれば欠陥検出が確実なダイ比較方式で行うようにレビューシーケンスを切り替える（Ｓ２１）。なお、レビューシーケンスを決める基準値（しきい値）は、ダイ比較方式（Ｓ２７）とセル比較方式（Ｓ２２）（欠陥検出に失敗した場合にダイ比較方式へと移行する分も含めて）の処理時間により一意に決まる。例えば、第１の実施例で挙げた、ステージ移動５００ミリ秒、電子線画像の撮像時間３００ミリ秒、オートフォーカス等の処理２００ミリ秒とすると、基準値はレビュー対象となる欠陥全体の４０％以上がセル比較方式で欠陥検出可能であれば、セル比較方式の方がダイ比較方式に比べて、スループットが高くなる。
【００３５】
次に、レビューシーケンス切替部９１１において、半導体ウェーハ毎（単位）において、レビュー欠陥の数サンプルを基にセル比較による欠陥検出の成功率が高く、スループットの向上が期待できるセル比較方式（Ｓ２２）を選択した場合には、以降欠陥毎（単位）において、レビュー欠陥について、セル比較部９１２等においてセル比較検査が行われ、該セル比較検査での欠陥検出の成否を欠陥検出可否判定部９１３において判定し（Ｓ２３）、該判定の結果失敗した場合には、ダイ比較部９１４等において欠陥検出が確実なダイ比較検査により欠陥検出を再度行う（Ｓ２４）。次に、欠陥レビュー装置１０は、該欠陥レビュー装置での座標系での欠陥位置で、第一の倍率よりも高倍率な第二の倍率で欠陥画像を撮像してその欠陥位置情報と共に例えば画像メモリ９２６に記憶される（Ｓ２５）。レビュー解析対象の欠陥がまだ残っている場合には次のレビュー欠陥へと処理を移行し、残っていない場合には解析処理を終了する（Ｓ２６）。
【００３６】
続いて、レビューシーケンス切替部９１１において、半導体ウェーハ毎（単位）において、レビュー欠陥の数サンプルを基にセル比較による欠陥検出の成功率が低く、ダイ比較方式（Ｓ２７）を選択した場合には、半導体ウェーハ上の全てのレビュー欠陥について、ダイ比較部９１４等において欠陥検出が確実なダイ比較検査が行われて欠陥検出される。次に、欠陥レビュー装置１０は、該欠陥レビュー装置での座標系での欠陥位置で、第一の倍率よりも高倍率な第二の倍率で欠陥画像を電子線により撮像して欠陥位置情報と共に例えば画像メモリ９２６に記憶される（Ｓ２８）。レビュー解析対象の欠陥がまだ残っている場合には次の欠陥へと処理を移行し、残っていない場合には解析処理を終了する（Ｓ２９）。
【００３７】
以上説明したように、半導体ウェーハ毎（単位）において、数サンプルのレビュー欠陥について繰り返し性を有するパターンに適するセル比較での欠陥検出の成功率に基づいてセル比較／ダイ比較のレビューシーケンスを選択する（Ｓ２１）。ダイ比較を選択したときには半導体ウェーハ上の全てのレビュー欠陥について欠陥検出が確実なダイ比較により欠陥を検出し（Ｓ２５〜Ｓ２７）、スループットの向上が期待できるセル比較方式を選択したときには欠陥単位で欠陥検出可否判定を行い（Ｓ２３）、該判定において欠陥検出が可の場合には次々とレビュー欠陥についてセル比較方式で欠陥検出を行い、前記判定において欠陥検出が否の場合にはダイ比較方式（Ｓ２４）で欠陥検査を行うようにして、半導体ウェーハ上の全てのレビュー欠陥についての欠陥検出のスループットの向上を図ることにある。
【００３８】
次に、本発明に係る、欠陥レビュー装置での座標系で欠陥の位置を特定する方法であるダイ比較方式およびセル比較方式について図３を用いて説明する。本発明に係るダイ比較部９１４等におけるダイ比較方式は、図３（ａ）に記載されているように、全体制御部９０は、ＸＹステージ１０２上に搭載された半導体ウェーハの設計情報であるダイの配列情報をＣＡＤデータベース１１８から読み出して例えば記憶装置９５に記憶し、該記憶装置９５に記憶された半導体ウェーハ上のダイの配列情報及び検査装置１１７での検査結果であるレビュー欠陥の概略位置座標等に基づいてステージコントローラ９３を介してステージ１０２を制御してウェーハ上の隣接したダイの欠陥のない正常部位へとステージ移動を行い（Ｓ３０）、次に、電子線光学系コントローラ９２を制御して欠陥のない正常部位を電子線により第一の倍率で撮像して電子線参照画像を取得して例えば画像メモリ９１６に記憶する（Ｓ３１）。全体制御部９０は、検査装置１１７での検査結果であるレビュー欠陥の概略位置座標等に基づいてステージコントローラ９３を介してステージ１０２を制御して、隣接したダイから、欠陥が存在するダイのレビュー欠陥位置へとステージ移動を行い、次に、電子線光学系コントローラ９２を制御してレビュー欠陥位置で電子線により上記第一の倍率で撮像して電子線欠陥画像を取得して例えば画像メモリ９１６に記憶する（Ｓ３３）。そして、画像処理部９１のダイ比較部９１４等において、例えば画像メモリ９１６に記憶された隣接したダイから得られる電子線参照画像と欠陥が存在するダイから得られる電子線欠陥画像とを比較してレビュー欠陥を検出し、該検出されたレビュー欠陥の位置をレビュー装置の座標系で改めて算出して少なくとも電子線欠陥画像と対応させて例えば画像メモリ９１６に記憶する（Ｓ３４）。
【００３９】
以上説明したように、半導体ウェーハ上には同じ配線パターンが形成された複数のダイが配列されている関係で、欠陥のあるダイに隣接した欠陥のないダイが存在するため、必ず電子線欠陥画像に対応した電子線参照画像を撮像して取得することが可能であり、ダイ比較によりレビュー欠陥を確実に検出することができることになる。しかし、ダイ比較の場合、レビュー欠陥全てについてステージを移動して電子線欠陥画像と電子線参照画像とを取得する必要がある。そのため、ダイ比較の場合は、セル比較に比べてスループットが低下することになる。
【００４０】
本発明に係るセル比較部９１２等におけるセル比較方式は、図３（ｂ）に記載されているように、ダイ比較方式に比べて、電子線参照画像を取得するためのステージ移動（Ｓ３０）をなくしたことにある。そのため、半導体ウェーハ上においてダイ内に形成された繰り返しパターンを利用して、事前に繰り返しパターンを例えば１枚撮像して電子線参照画像を準備しておくか、また撮像した電子線欠陥画像から繰り返しパターンの特性を利用して欠陥を消去した画像を合成して電子線参照画像とする方法が考えられる。また、電子線欠陥画像のみを基に繰り返しパターンの特性を利用して局所的パターンマッチングによって欠陥を検出することも可能である。この場合、図１２に示すように、電子線欠陥画像１２０１を格子状に分割し、その分割した領域ごとに他の分割領域とマッチングをとり（配線パターン１２０２がある場合には配線パターン同士でマッチングをとる。）、マッチングする他の分割領域がなければその領域のパターン１２０３を欠陥とし検出し、マッチングがとれた他の分割領域が存在する場合には欠陥が検出できなかったとする方法である。なお、格子状に分割する際、配線パターンが存在する場合には、各分割領域内には一つの配線パターンが存在するようにする必要がある。
【００４１】
セル比較方式はレビュー装置の前段の検査装置が出力する欠陥の位置座標に基づき、欠陥位置へとステージ移動を行い（Ｓ３５）、その位置で電子線により第一の倍率で電子線欠陥画像を撮像する（Ｓ３６）。そして、その電子線欠陥画像と例えば事前に準備された１枚の電子線参照画像と比較して欠陥検出を行う（Ｓ３７）。即ち、セル比較方式には、メモリセル部のような周期パターンに対して適用可能な方式と、周期パターンだけでなく複雑な配線パターンを持つロジック部にも適用可能な方式がある。後者の方式（上記図１２に示すように電子線欠陥画像を格子状に分割し、その分割した領域ごとに他の分割領域とマッチングをとる方式）は一部のロジック部を除いてほとんどの配線パターンに適用可能であるが、前者の方式に比べて、欠陥検出を行うための演算量が大きいため、周期パターンの場合には前者のセル比較方式を使用し、周期パターンではないロジック部等では後者のセル比較方式を用いることでスループット向上が可能である。ただし、どちらのセル比較方式においても欠陥検出不可となる場合があるため、その場合はダイ比較方式により欠陥検出を行うこととする。即ち、セル比較方式で欠陥検出を行い（Ｓ２２）、次にセル比較方式での欠陥検出の可否判断を行い（Ｓ２３）、その結果セル比較方式で欠陥の検出ができなかったと判断されたとき、確実に欠陥を検出できるダイ比較方式へと移行する（Ｓ２４）。
【００４２】
次に、上記セル比較方式による欠陥検出を採用する本第１の実施例の表示装置９４における画像表示用ＧＵＩを図４および図５に示す。ＧＵＩ４００は、欠陥の詳細解析を行う際のレビューシーケンスと対象となる欠陥のＩＤを示す表示部４０１、ユーザがレビューシーケンスを選択する選択部４０２、電子線参照画像の表示を指示するボタン４０３、半導体ウェーハ上の欠陥位置を示す表示部４０４、欠陥のＩＤや位置や大きさ等の情報を示す表示部４０５、終了処理を指示するボタン４０６により構成される。電子線参照画像の表示を指示するボタン４０３を押すことにより、表示部５０１には電子線参照画像の対象となる欠陥のＩＤが表示され、参照画像表示部５００には電子線参照画像が表示される。本第１の実施例では、電子線参照画像は、別ＧＵＩ５００で表示されているが、ＧＵＩ４００上であっても構わない。
【００４３】
次に、詳細解析部９１５における欠陥の詳細解析について説明する。即ち、本第１の実施例においては、電子線により第二の倍率で電子線参照画像を撮像しないため、特開２０００−３０６５２号公報に開示されているように、電子線により第一の倍率で撮像した電子線参照画像を利用して、画像処理により電子線による第二の倍率相当の画像を作成し、欠陥の電子線画像特徴量（形状、明るさ（濃淡値）、テクスチャなど）を算出するなどを行って欠陥の詳細解析を行う。また、本第１の実施例においては、セル比較方式においても特開２００３−９８１１４号公報に開示されている方式を利用すると電子線により第一の倍率でも電子線参照画像を撮像しないため、電子線により第一の倍率で撮像した電子線欠陥画像より電子線参照画像を作成することとなる。そのため、作成した電子線参照画像を確認するためのＧＵＩ表示部５００および欠陥検出方式を示す表示部分４０２を備えたＧＵＩ４００が必要となる。
【実施例２】
【００４４】
第１の実施例では欠陥検出のレビューシーケンスを半導体ウェーハ上の最初の数サンプルのセル比較方式結果から決めている。しかしながら、第１の実施例の場合、ロジック部が多数を占めるダイ（チップ）が配列されたウェーハであっても、最初の数サンプルをメモリセル部だけから選べば、セル比較方式による欠陥検出が行われ、セル比較方式による欠陥検出の失敗に伴い、ダイ比較方式へと移行するサンプルが大多数となり、スループットが低下してしまう。
【００４５】
そのため、本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置の第２の実施例における第１の実施例との相違点は、図６に示すように、欠陥レビュー装置において、ロジック部かメモリセル部かも含めて半導体ウェーハ単位（半導体ウェーハの種類毎；半導体ウェーハのプロセス工程毎）で、過去セル比較方式による欠陥検出を行った欠陥検出情報（例えばセル比較方式による欠陥検出成功数（成功率または成功マップ））６００を、例えばデータベース１１５へと記録しておき、新規に欠陥検出を行う際には、データベース１１５より引き出した、半導体ウェーハ単位でのセル比較方式による欠陥検出成功数（成功率または成功マップ）６００の記録により、全体制御部９０または画像処理部９１のレビューシーケンス切替部９１１において、レビュー対象となる半導体ウェーハに適したステップＳ２１での切り替えるためのレビューシーケンスを決定することにある。レビューシーケンスを決める基準値（しきい値）は、ダイ比較方式（Ｓ２７）とセル比較方式（Ｓ２２）（欠陥検出に失敗した場合にダイ比較方式へと移行する分も含めて）の処理時間により一意に決まる。
【００４６】
また、本第２の実施例では、同じ半導体製品であれば製造工程が違っても、形成されている配線パターンはほぼ同じであるため、欠陥レビュー装置１０で得られる過去の欠陥検出履歴を使うことが可能であり、他製造工程の半導体ウェーハの欠陥レビュー装置１０での欠陥検出結果から、レビューシーケンスを決めることができるという利点もある。
【実施例３】
【００４７】
本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置の第３の実施例は、半導体ウェーハ単位でのレビューシーケンス（欠陥検出方式）の切り替えである第１及び第２の実施例に対して、レビュー対象となる欠陥ごと（単位）に適した欠陥検出方式に切り替えて、欠陥検出を行う点で相違し、最適なスループットを保つことが可能となる。
【００４８】
次に、本発明に係る欠陥レビュー装置において、半導体ウェーハ上の欠陥を欠陥検出及び詳細解析する（レビュー）シーケンスの第３の実施例について、図７を用いて説明する。第３の実施例における欠陥検出方式は、第１乃至第３の実施例と同様に、ダイ比較方式（Ｓ２７）とセル比較方式（Ｓ２２、Ｓ２３）で構成され、これら２つの方式をレビューシーケンス切替部９１１において切り替える（Ｓ２１）。レビューシーケンス切替部９１１での２つの欠陥検出方式の切り替え（Ｓ２１）は、例えばデータベース１１５に記憶された欠陥検出成功マップ（チップ単位で集計された欠陥検出成功マップ）を参照して行う。なお、第３の実施例は、半導体ウェーハ上のチップ単位で集計された欠陥検出成功マップを参照して基本的にはレビュー対象の欠陥毎（単位）でレビューシーケンスが切り替わるため、セル比較による欠陥検出可否判定（Ｓ２３）において、欠陥検出が否（不可）と判定されたとき、ダイ比較（Ｓ２７）に移行することになる。その結果、セル比較による欠陥検出可否判定（Ｓ２３）からはセル比較によりレビュー装置の座標系でレビュー欠陥が検出され、該検出されたレビュー欠陥について電子線により第二の倍率で欠陥画像が撮像されて画像メモリ９１６に記憶されることになる（Ｓ３０（Ｓ２５，Ｓ２８））。ダイ比較（Ｓ２７）からはダイ比較によりレビュー装置の座標系でレビュー欠陥が検出され、該検出されたレビュー欠陥について電子線により第二の倍率で欠陥画像が撮像されて画像メモリ９１６に記憶されることになる（Ｓ３０（Ｓ２５，Ｓ２８））。そして、半導体ウェーハ上の全ての欠陥が検出されるまで繰り返されることになる（Ｓ３１（Ｓ２６，Ｓ２９））。
【００４９】
欠陥検出成功マップは、欠陥レビュー装置１０と例えば並列処理可能な処理端末（パーソナルコンピュータ）１１６において、データベース１１５に格納された欠陥レビュー装置１０によって第一の倍率で撮像された半導体ウェーハ上のレビュー欠陥位置での電子線欠陥画像を基にセル比較方式による欠陥検出の成功および失敗を判定し（Ｓ３３）、該判定結果をチップ単位で集計して欠陥検出成功マップとして更新し（Ｓ３４）、例えばデータベース１１５に格納したものである。従って、欠陥レビュー装置１０の画像処理部９１のレビューシーケンス切替部９１１は、この欠陥検出成功マップを参照することでレビューを行う対象欠陥毎の位置での欠陥検出方式を選択することが可能となる。
【００５０】
なお、処理端末（パーソナルコンピュータ）１１６は、画像処理部９１と並行して処理可能なように、機能的に、半導体ウェーハ上のレビュー欠陥位置での欠陥画像を基にセル比較方式による欠陥検出を行うセル比較部１１６１と、該セル比較方式による欠陥検出の成功および失敗を判定するセル比較による欠陥検出可否判定部１１６２と、該判定結果をチップ単位で集計して欠陥検出成功マップとして更新する欠陥検出マップ更新部１１６３と、欠陥画像や欠陥検出成功マップ等を一時記憶する画像メモリ１１６４とを備え、表示装置１１６５を接続して構成される。
【００５１】
次に、例えば、処理端末１１６の欠陥検出マップ更新部１１６３が実行する欠陥検出成功マップの作成方法について図８及び図９を用いて説明する。まず、欠陥検出マップ更新部１１６３は、データベース１１５上に欠陥検出成功マップが存在するかどうかを判定する。存在する場合にはデータベース１１５から読み出して以下の手順で作成する。欠陥検出マップ更新部１１６３は、画像メモリ１１６４上において、各欠陥の欠陥検出を行った時の欠陥検出方式を、半導体ウェーハ上の座標（８００）からチップ座標へと変換した欠陥位置座標（８０１、８０２、８０３）と対応付けて記録する。これにより、図８に示すように、チップごとに欠陥位置と欠陥検出を行った時の欠陥検出方式（セル比較方式及びダイ比較方式）が記録される。次に、図８に示すように、半導体ウェーハの各チップにおける欠陥検出方式（セル比較方式及びダイ比較方式）を１つのチップへと集計する（８０４）。その後、欠陥検出マップ更新部１１６３は、表示装置１１６５のＧＵＩを用いて、欠陥位置から、ユーザが指定した範囲内の領域（図９（ａ）では矩形領域）をその欠陥検出方式（例えばセル比較方式）で欠陥検出可能な領域として設定する（９００、９０１）。なお、図９（ｂ）にはセル比較方式及びダイ比較方式の各々で設定される欠陥検出可能な領域（９０１）を示す。そして、欠陥検出マップ更新部１１６３は、同じ欠陥検出方式で欠陥検出を行った欠陥の間の距離を基に（基準に）、ユーザが指定した距離より近い場合には欠陥検出可能領域の統合処理を行う（９０２）。統合処理は統合すべき領域を全て囲む多角形により行う。このとき、セル比較方式及びダイ比較方式のどちらにも該当しない領域は、まだ、欠陥検出を行う最適な欠陥検出方式が決定できないとして、ダイ比較方式により欠陥検出を行う領域に設定する。このように、セル比較方式により欠陥検出する領域以外は、基本的にダイ比較方式により欠陥検出を行う領域となる。従って、少なくともセル比較方式により欠陥検出可能な領域を設定する必要がある。以上、図１０に示すように、作成された欠陥検出成功マップは、データベース１１５に格納される。
【００５２】
従って、データベース１１５に格納された欠陥検出成功マップは欠陥レビュー装置１０の表示装置９４のＧＵＩ部１０００で表示され、欠陥検出成功マップを示す表示部１００１を備え、パラメータ調整部を用いてユーザが欠陥検出可能領域を調整する。ユーザが調整できるのは、欠陥検出成功マップ作成のため使用する過去の欠陥検出履歴の選択１００２と欠陥検出が成功する欠陥検出方式の有効範囲を示す範囲しきい値１００３と欠陥検出可能領域を統合する際の距離しきい値１００４となる。これらのパラメータは欠陥検出を行うたびに変更が可能であり、そのつど欠陥検出成功マップが更新される。その他に半導体ウェーハ上の欠陥位置を示す表示部１００５、欠陥のＩＤおよび位置および大きさ等の情報を示す表示部１００６、終了処理を指示するボタン１００７があっても良い。
【００５３】
次に、過去の欠陥検出履歴も欠陥検出成功マップも存在しない場合について説明する。この場合、上記方法では欠陥検出成功マップを作成することはできないため、例えば処理端末１１６の欠陥検出成功マップ更新部１１６３は、ＣＡＤデータベース１１８に格納されているＣＡＤデータおよびデータベース１１５に格納されている検査装置１１７の検査レシピを利用して欠陥検出成功マップを作成する。
【００５４】
まず、ＣＡＤデータを用いる場合、ＣＡＤデータは半導体ウェーハ上に形成される配線パターンの情報を持っており、各製造工程におけるウェーハ表面の形状を例えば処理端末１１６において再現することが可能である。そのため、例えば処理端末１１６において、ウェーハ上すべての配線パターンを再現し、同じ配線パターンが繰り返し存在するか、もしくはユーザによる手動設定によって、セル比較方式およびダイ比較方式のうち、最適な欠陥検出方式を選択することが可能であり、欠陥検出成功マップ更新部１１６３は、これらにより欠陥検出成功マップを作成する。作成した欠陥検出成功マップは、随時、欠陥検出を行う度に更新していく。
【００５５】
次に、検査装置の検査レシピを利用して、欠陥検出成功マップを作成する方法について説明する。検査装置１１７にはＣＡＤデータ等の配線パターンのレイアウトデータを基に、半導体ウェーハのチップの検査対象領域をセル部と非セル部とに分離し、それぞれに対して別々の検査パラメータを設定して検査を行うものがある。そのため、例えば処理端末１１６の欠陥検出成功マップ更新部１１６３は、この検査装置１１７の検査レシピを参照することで、自動的にセル比較方式およびダイ比較方式により欠陥検出が可能な領域を設定することができる。ＣＡＤデータを用いるときと同様に、欠陥検出成功マップは欠陥検出を行う度に更新していく。
【実施例４】
【００５６】
本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置の第４の実施例は、詳細解析するための欠陥画像として、電子線により第一の倍率よりも高い倍率の第二の倍率で撮像する際に、欠陥位置での電子線欠陥画像のみを撮像していた第３の実施例に対し、電子線により第二の倍率においても正常部位での撮像を行い、第二の倍率での電子線参照画像を取得する点に相違がある。このように第４の実施例は、新たに電子線画像を撮像することで第３の実施例に比べ、全体のレビュー処理に時間がかかってしまうが、第二の倍率で撮像した電子線画像を用いた欠陥の詳細な観察において、第３の実施例に比べより詳細な観察が可能となる利点がある。
【００５７】
次に、本発明に係る欠陥レビュー装置における第４の実施例である、半導体ウェーハ上の欠陥を検出する方式について、図１１を用いて説明する。第４の実施例は、図７に示す第３の実施例と同様に欠陥検出方式はダイ比較方式（Ｓ２７）とセル比較方式（Ｓ２２、Ｓ２３）で構成され、データベース１１５に記憶された欠陥検出成功マップを参照することにより、これら２つの検出方式を切り替える（Ｓ２１）。ここで、第４の実施例の場合、詳細解析のためのセル比較方式およびダイ比較方式は、図１１に示すように、電子線により第一の倍率よりも高い倍率である第二の倍率で正常部位を撮像した電子線参照画像を取得するため、ステージ移動（Ｓ３６）および撮像処理（Ｓ３７）が増える。そのため、処理全体では、例えばステージ移動に５００ミリ秒、電子線撮像処理に２００ミリ秒かかるとすると、１欠陥を処理する時間は７００ミリ秒増える。
【００５８】
一方、画像処理部９１の詳細解析部９１５での、電子線により第二の倍率で撮像した電子線画像を用いた欠陥の詳細な観察においては、例えば、特開２００１−３３１７８４号公報に開示されているように、電子線欠陥画像と電子線参照画像の差分画像より欠陥の凹凸を認識したり、電子線参照画像より配線パターンを抽出し、欠陥位置との関係から配線欠陥情報を得たりする。第二の倍率で撮像した電子線参照画像がない場合には、上記処理を行うには第一の倍率で撮像した電子線参照画像を用いるほかはなく、解像度で第二の倍率で撮像した電子線参照画像には劣るため、得られる情報が少なくなってしまう。そのため、第４の実施例は処理時間において第３の実施例に比べ不利であるが、後段の欠陥の詳細解析において欠陥に関するより詳しい情報を得ることが可能である。
【００５９】
なお、第４の実施例は、第１及び第２の実施例に適用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハのＳＥＭ式欠陥レビュー装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置における欠陥の詳細解析のためのレビューシーケンスの第１の実施例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明に係るダイ比較方式およびセル比較方式によるレビューシーケンスの一実施例を示すフローチャート図である。
【図４】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、撮像した画像を表示するためのＧＵＩの一実施例を示す図である。
【図５】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置において、参照画像を表示するためのＧＵＩの一実施例を示す図である。
【図６】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置における欠陥の詳細解析のためのレビューシーケンスの第２の実施例を示すフローチャート図である。
【図７】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置における欠陥の詳細解析のためのレビューシーケンスの第３の実施例を示すフローチャート図である。
【図８】本発明に係る欠陥検出成功マップ作成のための、欠陥検出を行ったレビューシーケンスを記録する方法の一実施例を示す図である。
【図９】本発明に係る欠陥検出成功マップ作成のための、チップ上に欠陥検出可能なレビューシーケンスの領域を設定する方法の一実施例を示す図である。
【図１０】本発明に係る欠陥検出成功マップのパラメータを設定するためのＧＵＩの一実施例を示す図である。
【図１１】本発明に係るＳＥＭ式欠陥レビュー装置における欠陥の詳細解析のためのレビューシーケンスの第４の実施例を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明に係るセル比較方式の一実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…半導体ウェーハ、１０…ＳＥＭ式欠陥レビュー装置、９０…全体制御部、９１…画像処理部、９１１…レビューシーケンス切替部（選択部）、９１２…セル比較部、９１３…セル比較による欠陥検出可否判定部、９１４…ダイ比較部、９１５…詳細解析部、９１６…画像メモリ、９２…電子線光学系コントローラ、９３…ステージコントローラ、９４…表示装置、９５…記憶装置、１００…真空チャンバ、１０１…電子線光学系、１０２…ＸＹステージ、１０３…電子銃、１０４…電子線引き出し電極、１０５…コンデンサレンズ、１０６…ブランキング用偏向器、１０７…走査偏向器、１０８…絞り、１０９…対物レンズ、１１０…反射板、１１１…Ｅ×Ｂ偏向器、１１２…二次電子検出器、１１３…反射電子検出器、１１４…光学顕微鏡部、１１５…データベース、１１６…処理端末、１１６１…セル比較部、１１６２…セル比較による欠陥検出可否判定部、１１６３…欠陥検出成功マップ更新部、１１６４…画像メモリ、１１６５…表示装置、１１７…検査装置、１１８…ＣＡＤデータベース、１１９…ネットワーク、８００…欠陥検出方式の半導体ウェーハ座標、８０１〜８０３…欠陥検出方式のチップ座標、８０４…欠陥検出方式の１つのチップへの集計、９００、９０１…欠陥検出方式での欠陥検出可能領域、９０２…欠陥検出可能領域の統合処理、１０００…ＧＵＩ部、１００５、１００６…表示部、１００７…ボタン。
【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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