(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
欠陥検査結果情報管理コンピュータと、レビュー画像管理用コンピュータと、コンピュータ端末と、低倍率の欠陥検査用写像光学式電子光学系と、当該欠陥検査用写像光学式電子光学系近傍に設けられた高倍率のレビュー用電子光学系と、ステージと、欠陥検査処理部と、レビュー画像処理部がそれぞれ、試料の受け渡し手段、あるいは、情報の受け渡し手段により接続され、前記試料の欠陥を検出するレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法であって、
前記試料を前記レビュー用光学系付き欠陥検査装置に搬送して前記ステージ上にセットする工程と、
前記欠陥検査用写像光学式電子光学系で前記欠陥を検出する検出工程と、
前記検出工程での検出結果に基づいて、前記ステージが前記試料を載置したまま所定の距離だけ移動し、前記レビュー用電子光学系で前記検出結果の示す欠陥部分の詳細情報を取り込む工程と、
前記検出結果と前記欠陥部分の詳細情報との少なくとも一方を記憶する欠陥情報記憶工程と、
前記検出結果と前記詳細情報との少なくとも一方を表示する表示工程と、
を含むことを特徴とするレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法。
【請求項２】
前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを連結した情報として表示することを特徴とする請求項１に記載のレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを同一画面に合成して表示することを特徴とする請求項２に記載のレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記検出工程と表示工程とは、非同期で行なうことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを用いてウエハなどを観察または検査する装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光されたウエハ等の検査試料上の回路パターン等の欠陥を検査・観察する、いわゆる欠陥レビューの手順としては、まず最初に低倍率の光学方式の欠陥検査装置で欠陥の存在する座標情報（位置）を検出している。そして該欠陥をさらに詳細に検査・観察する場合には、欠陥を有する検査試料（ウエハ）自体を、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」という）や高解像の光学顕微鏡を備えたレビューステーションと呼ばれる別の装置に搬送し、人間が欠陥候補点を観察、目視判定を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の手順においては、欠陥をさらに詳しく調べるためには、検査試料を欠陥検査装置からレビューステーションに搬送しなければならない。また、欠陥の位置を正確に表示させるためのアライメントを行う必要があり、複雑な作業を必要とするので問題である。また、レビューステーションに代表される従来の欠陥観察装置は、観察位置にステージを位置決めし、停止させてからＳＥＭや高解像の光学顕微鏡にて逐次観察するため、観察と観察の間にステージの位置決め時間が必要である。このため、待ち時間なしに次々と欠陥候補点を観察することができずに問題である。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、短時間に検査試料の欠陥を検査、観察でき、検査工程のスループットが向上した欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、欠陥検査結果情報管理コンピュータと、レビュー画像管理用コンピュータと、コンピュータ端末と、低倍率の欠陥検査用写像光学式電子光学系と、当該欠陥検査用写像光学式電子光学系近傍に設けられた高倍率のレビュー用電子光学系と、ステージと、欠陥検査処理部と、レビュー画像処理部がそれぞれ、試料の受け渡し手段、あるいは、情報の受け渡し手段により接続され、前記試料の欠陥を検出するレビュー用光学系付き欠陥検査装置の欠陥検査方法であって、前記試料を前記レビュー用光学系付き欠陥検査装置に搬送して前記ステージ上にセットする工程と、前記欠陥検査用写像光学式電子光学系で前記欠陥を検出する検出工程と、前記検出工程での検出結果に基づいて、前記ステージが前記試料を載置したまま所定の距離だけ移動し、前記レビュー用電子光学系で前記検出結果の示す欠陥部分の詳細情報を取り込む工程と、前記検出結果と前記欠陥部分の詳細情報との少なくとも一方を記憶する欠陥情報記憶工程と、前記検出結果と前記詳細情報との少なくとも一方を表示する表示工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを連結した情報として表示することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを同一画面に合成して表示することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、前記検出工程と表示工程とは、非同期で行なうことを特徴とする。
【００１５】
（作用）
本発明の電子ビーム欠陥検査装置では、前記欠陥を検出する検出モードと、前記欠陥を観察する観察モードとの少なくとも２つの動作モードを有している。したがって、欠陥検査後ただちに欠陥の観察を行なうことができる。なお、以下の実施の形態において該欠陥観察のことを「レビュー」という。
【００１６】
また、本発明では、前記欠陥を検出するための電子光学系を備え、前記観察モードで前記欠陥を観察する際には、前記電子光学系の倍率よりも大きい倍率で行なう。したがって、欠陥観察は欠陥検査よりも高倍率で詳細な観察を行なうことができる。
【００１７】
また、本発明では、前記電子光学系とは異なる前記欠陥を観察するための観察光学系を有する。したがって、例えば電子顕微鏡または高倍率の光学顕微鏡で欠陥の詳細な観察を行なうことができる。
【００１８】
また、本発明では、前記観察モードで得られた前記欠陥の画像情報を記憶する記憶装置を有する。したがって、欠陥の検査後、欠陥検出地点における画像データを高倍率で次々と取り込み、その画像データを一時的に保存し、次の検査試料の検査を開始する事ができる。
【００１９】
また、本発明では、前記検出モードで検出された検出結果と、前記画像情報とを用いて欠陥を解析する演算処理装置を有する。このため、欠陥の種類、内容などを迅速に特定することができる。
【００２０】
また、本発明の欠陥検査方法では、前記検出結果と前記欠陥部分の詳細情報との少なくとも一方を記憶する欠陥情報記憶工程とを含んでいる。したがって、必要な情報を記憶しておき、さらに別の欠陥検査を行なうことができる。
【００２１】
また、本発明では、前記検出結果と前記詳細情報との少なくとも一方を表示する表示工程とを含んでいる。したがって、オペレータは該表示により容易に欠陥検査と欠陥観察を行なうことができる。
【００２２】
また、本発明では、前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを連結した情報として表示すること、または同一画面に合成して表示する。したがって、欠陥の詳細な情報と欠陥の周辺の情報とを同時に認識することができる。
【００２３】
また、本発明では、前記検出工程と表示工程とは、非同期で行っている。したがって、欠陥に関する表示を行なうことなしに、欠陥検出のみを続けて行なうことができる。このため作業のスループットが向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる電子ビーム欠陥検査装置の概略構成を示す図である。本実施の形態では、レビュー用光学系付き欠陥検査装置１０、欠陥検査結果情報管理コンピュータ２０、レビュー画像管理用コンピュータ３０及びコンピュータ端末６０より構成される。レビュー用光学系付き欠陥検査装置１０はさらに、低倍率の欠陥検査用電子光学系１１、高倍率のレビュー用電子光学系１２、ステージ１３、欠陥検査処理部１４、レビュー画像処理部１５により構成される。上記の各装置、コンピュータはそれぞれ、試料の受け渡し手段、あるいは、情報の受け渡し手段により接続されている。
【００２５】
検査対象であるウエハ等の試料１が欠陥検査装置１０に搬送され、ステージ１３上にセットされる。そして、欠陥検査用の低倍率の電子光学系１１によりステージ１３をスキャンしながら、試料１の画像が取り込まれる。次に欠陥検査処理部１４において、試料上の回路パターンのエラーなどの欠陥の存在の有無、欠陥の大きさ及び位置（すなわち試料上の座標）が出力される。
【００２６】
ここで、欠陥検査用電子光学系１１について説明する。図２は欠陥検査用電子光学系１１の構成を説明する図である。一次コラム１２１，二次コラム１２２、およびチャンバー１２３を有している。一次コラム１２１の内部には、電子銃１２４が設けられており、電子銃１２４から照射される電子ビーム（一次ビーム）の光軸上に一次光学系１２５が配置される。
【００２７】
また、チャンバー１２３の内部には、ステージ１３が配置され、ステージ１３上には試料１が載置される。
【００２８】
一方、二次コラム１２２の内部には、試料１から発生する二次ビームの光軸上に、カソードレンズ１２８、ニューメニカルアパーチャ１２９，ウィーンフィルタ１３０，第２レンズ１３１，フィールドアパーチャ１３２，第３レンズ１３３，第４レンズ１３４および検出器１３５が配置される。
【００２９】
なお、ニューメニカルアパーチャ１２９は、開口絞りに相当するもので、円形の穴が開いた金属製（Ｍｏ等）の薄膜である。そして、開口部が一次ビームの収束位置およびカソードレンズ１２８の焦点位置になるように配置されている。したがって、カソードレンズ１２８とニューメニカルアパーチャ１２９とは、テレセントリックな電子光学系を構成している。
【００３０】
一方、検出器１３５の出力は、コントロールユニット１３６に入力され、コントロールユニット１３６の出力は、ＣＰＵ１３７に入力される。ＣＰＵ１３７の制御信号は、一次制御ユニット１３８、二次コラム制御ユニット１３９およびステージ駆動機構４０に入力される。
【００３１】
一次制御ユニット１３８は、一次光学系１２５のレンズ電圧制御を行ない、二次制御ユニット１３９は、カソードレンズ１２８、第２レンズ１３１乃至第４レンズ１３４のレンズ電圧制御およびウィーンフィルタ１３０に印加する電磁界制御を行なう。
【００３２】
また、ステージ駆動機構１４０は、ステージの位置情報をＣＰＵ１３７に伝達する。さらに、一次コラム１２１，二次コラム１２２，チャンバー１２３は、真空排気系（不図示）と繋がっており、真空排気系のターボポンプにより、排気されて、内部は真空状態を維持している。
【００３３】
以上説明した電子光学系では、二次光学系のレンズ条件を適宜変えることにより、拡大倍率を変更することができる。
【００３４】
そして、かかる欠陥検査用電子光学系１１による欠陥検査の後、上記欠陥に関する情報に基づいてさらに欠陥を詳しく検査（レビュー）する場合には、高倍率の観察・検査をするためにステージ１３は試料１を載置したまま所定距離だけ移動する。高倍率のレビュー用電子光学系１２は欠陥検査用電子光学系１１の近傍に設けられており、ここでレビュー画像の取り込みが行われ、レビュー画像処理部１５にて欠陥部の画像データが出力される。本実施の形態においては、欠陥検査装置１０上に、レビューに必要とされる高倍の観察光学系１２を備えているため、欠陥検査より得られる欠陥が存在する座標情報をもとに、迅速にステージを移動し、次々とレビュー画像を取り込むことができる。また、試料１をステージ１３から取り外す必要も無く、予め既知のオフセット量だけステージを移動すれば試料１をレビュー用電子光学系１２の観察位置へセットできる。さらに好ましくは、欠陥検査用電子光学系１１、レビュー用電子光学系１２に写像光学式の電子光学系を採用すると、ステージをスキャンさせながら画像を取り込むことができる。このため、欠陥検出箇所が多い場合でも、検出箇所ごとにステージを停止させることなく、ステージの加減速のみで連続的にレビュー画像を取り込むことができる。また、同一の検査系で高倍率と低倍率（高解像と低解像）を切り換えて、欠陥検査とレビューの両方の検査・観察をおこなうことができれば、試料１の移動は不要であることはいうまでもない。
【００３５】
レビュー用光学系付き欠陥検査装置１０において、上記欠陥検査及びレビュー画像取り込みが終了すると、試料１は、装置の外に搬出され、続いて、次に検査される別の試料が搬入される。欠陥検査処理部１４の欠陥検査結果及びレビュー画像処理部１５の画像データは、それぞれ、欠陥検査結果情報管理コンピュータ２０、レビュー画像管理用コンピュータ３０に送られ、記憶・保存される。本実施の形態では、レビュー用光学系付き欠陥検査装置１０上では、レビュー画像を観察、評価および判定するというようなオペレータの高度な判断が要求される作業までは行わず、レビュー画像の取り込み後、ただちに、次の試料の欠陥検査を行うことが可能である。このため、検査工程におけるスループットが格段に向上する。
【００３６】
本実施の形態にかかる欠陥検査装置の通常の行程では、レビュー画像の観察、評価及び判定は、欠陥検査結果情報管理コンピュータ２０、レビュー画像管理用コンピュータ３０に接続されているコンピュータ端末６０にて行うことができる。従来技術では、欠陥の詳細を知るためにレビューを行う時には、必ず、試料１そのものと欠陥検査結果を別の装置であるレビューステーション上に搬送する必要があった。これに対して、本実施の形態にかかる欠陥検査装置では、レビューに必要な画像データはレビュー画像管理用コンピュータ３０に記憶・保存されているため、別装置のレビューステーションに試料１を搬送する必要はない。
【００３７】
また、レビュー用に別途、他のレビューステーションを使用すると、必要に応じて、試料１を実際に搬送し、レビュー画像管理用コンピュータ３０に保存されていない、さらに詳しい観察を行う事もできる。
【００３８】
次に、レビュー画像管理用コンピュータ３０における画像データの表示手順について、図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて説明する。図３（Ａ）は欠陥部分を含む場合の画像７０を示している。画像７０を解像力が高い状態でデータ圧縮をすることなく記憶・保存すると、画面内のいずれの領域においても詳細な情報を保存しておくことができる。しかし、現在の画像データ保存技術では、高解像度の大面積画像を大量に保存しておくことは記憶容量等の制約により困難である。そこで、本実施の形態にかかる欠陥検査装置では、図３（Ｂ）に示すように、大面積画像である画像７０から、欠陥部分の領域の詳細情報７１を切り出し、７１はデータ圧縮せずに高精細（高解像）のまま保存する。そして、詳細情報７１以外の画像７０はＪＰＥＧ等の圧縮技術により画像データ圧縮を行い保存する。つまり、全体画像は圧縮率の高い手段を用いて大面積画像をなるべく小さなファイルサイズ（記憶容量）で保存し、欠陥部分の詳細情報のみ圧縮せずに、または、圧縮率を低くして画質を重視した形式で保存する。これにより、一箇所あたりのデータ量が減るので、欠陥画像の枚数を数多く保存しておくことが可能となる。
【００３９】
さらにレビューを行う時については、図３（Ｃ）に示ように、圧縮されたデータから元に戻した、いわゆる解凍された画像７２の上に、高解像度のまま保存してあった画像７１を自動的に重ねて表示することが好ましい。かかる画像表示形式により、大画面全体にわたるグローバルな情報と、欠陥領域の詳細な情報を、煩雑な操作なしに同時に得ることができる。
【００４０】
本発明の実施の形態にかかる電子ビーム欠陥検査装置では、レビュー画像の取り込みと、観察、評価、判定に時間差があるため、多くの画像情報を保存しておく必要がある。このため、上記の画像データ保存・表示形式が特に有効となる。もちろん、欠陥の最終判定までの行程が終了した後には、必要な画像データのみを保存しておき、その他のデータは廃棄してかまわない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の電子ビーム欠陥検査装置では、前記欠陥を検出する検出モードと、前記欠陥を観察する観察モードとの少なくとも２つの動作モードを有している。したがって、欠陥検査後ただちに欠陥の観察を行なうことができるので、試料の欠陥を詳細に観察するために他の観察装置へ搬送する必要が無い。このため、作業が効率化し、スループットが向上する。
【００４２】
また、本発明では、前記欠陥を検出するための電子光学系を備え、前記観察モードで前記欠陥を観察する際には、前記電子光学系の倍率よりも大きい倍率で行なう。したがって、欠陥観察は欠陥検査よりも高倍率で詳細な観察を行なうことができる。
また、本発明では、前記電子光学系とは異なる前記欠陥を観察するための観察光学系を有する。したがって、例えば電子顕微鏡または高倍率の光学顕微鏡で欠陥の詳細な観察を行なうことができる。
【００４３】
また、本発明では、前記観察モードで得られた前記欠陥の画像情報を記憶する記憶装置を有する。したがって、欠陥の検査後、欠陥検出地点における画像データを高倍率で次々と取り込み、その画像データを一時的に保存し、次の検査試料の検査を開始する事ができる。また、欠陥に関するデータ管理が効率よくできる。
【００４４】
また、本発明では、前記検出モードで検出された検出結果と、前記画像情報とを用いて欠陥を解析する演算処理装置を有する。このため、欠陥の種類、内容（例えば、ウェハの塗布むら、焦点ボケによる露光ミス、髪の毛・ごみ等の異物）などを迅速に特定することができる。
【００４５】
また、本発明の欠陥検査方法では、前記検出結果と前記欠陥部分の詳細情報との少なくとも一方を記憶する欠陥情報記憶工程とを含んでいる。したがって、必要な情報を記憶しておき、さらに別の欠陥検査を行なうことができる。
【００４６】
また、本発明では、前記検出結果と前記詳細情報との少なくとも一方を表示する表示工程とを含んでいる。したがって、オペレータは該表示により容易に欠陥検査と欠陥観察を行なうことができる。
【００４７】
また、本発明では、前記表示工程は、前記検出結果と前記詳細情報とを連結した情報として表示すること、または同一画面に合成して表示する。したがって、欠陥の詳細な情報と欠陥の周辺の情報とを同時に認識することができる。
【００４８】
また、本発明では、前記検出工程と表示工程とは、非同期で行っている。したがって、欠陥に関する表示を行なうことなしに、欠陥検出のみを続けて行なうことができる。このため作業のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電子ビーム欠陥検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】電子ビーム光学系の構成を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる欠陥検査方法における画像データの表示内容を説明する図である。
【符号の説明】
１    試料
１０  レビュー用光学系付き欠陥検査装置
１１  欠陥検査用電子光学系
１２  レビュー用電子光学系
１４  欠陥検査用処理部
１５  レビュー画像処理部
２０  欠陥検査結果情報管理コンピュータ
３０  レビュー画像管理コンピュータ
６０  コンピュータ端末
７０  欠陥部分を含む画像情報
７１  欠陥部分の画像情報
【図１】
0004218074.tif 000002
【図２】
0004218074.tif 000003
【図３】
0004218074.tif 000004