(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥であって外観検査装置において検出された欠陥を観察するレビュー装置において、
当該レビュー装置は、ダイの領域の複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うダイ検査モードと、前記ダイに形成される回路パターンのうち繰返し性を有する複数のパターンのひとつの単位をセルとするとき、前記繰返し性を有するパターンの複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うセル検査モードとを組み合わせて欠陥を検出するモードを有し、
前記ダイの設計レイアウトパターンを記憶する記憶手段と、
前記設計レイアウトパターンを表示するディスプレイと、
該ディスプレイに表示された設計レイアウトパターンの一部の領域をセル検査領域として指定する入力ツールとを備え、
前記セル検査領域内に、前記外観検査装置から送付された欠陥座標が存在するか否かを判定し、
存在する場合は前記セル検査モードで欠陥検出を行い、存在しない場合は前記ダイ検査モードで欠陥検出を行うことを特徴とするレビュー装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記セル検査モードでの欠陥検出、または、前記ダイ検査モードでの欠陥検出の後に、該検出のときの倍率よりも高い倍率で前記欠陥を撮像することを特徴とするレビュー装置。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記欠陥座標が、前記繰返し性を有する複数のパターンと、それ以外の領域の境界に存在する場合は、当該欠陥座標を含む領域が前記セルの領域とは独立して設定されることを特徴とするレビュー装置。
【請求項４】
半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥であって外観検査装置において検出された欠陥を観察するレビュー装置に接続される検査領域設定支援システムにおいて、
前記レビュー装置は、ダイの領域の複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うダイ検査モードと、前記ダイに形成される回路パターンのうち繰返し性を有する複数のパターンのひとつの単位をセルとするとき、前記繰返し性を有するパターンの複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うセル検査モードとを組み合わせて欠陥を検出するモードを有するものであって、
当該検査領域設定支援システムは、
前記ダイの設計レイアウトパターンを記憶する記憶手段と、
前記設計レイアウトパターンを表示するディスプレイと、
該ディスプレイに表示された設計レイアウトパターンの一部の領域を指定する入力ツールとを備え、
前記ディスプレイに表示された前記設計レイアウトパターンのうちの前記セル領域の一部が前記入力ツールで設定されることにより、前記セル領域の一部がセル検査領域として矩形の枠で表示され、
該設定されたセル検査領域を前記レビュー装置へ送信し、
前記レビュー装置は、前記セル検査領域内に、前記外観検査装置から送付された欠陥座標が存在するか否かを判定し、存在する場合は前記セル検査モードで欠陥検出を行い、存在しない場合は前記ダイ検査モードで欠陥検出を行うものであることを特徴とする検査領域設定支援システム。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記ディスプレイは、前記欠陥を検出する検査装置から送られた該欠陥の座標に基づいて、前記設計レイアウトパターン上に該欠陥をマーク表示することを特徴とする検査領域設定支援システム。
【請求項６】
請求項５の記載において、前記欠陥の座標が、前記セル領域とそれ以外の領域の境界に存在する場合は、当該欠陥の座標を含む領域が前記セル検査領域とは独立して設定されることを特徴とする検査領域設定支援システム。
【請求項７】
半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥であって外観検査装置において検出された欠陥を観察するレビュー装置における欠陥の画像取得方法において、
前記レビュー装置における欠陥の画像取得方法は、ダイの領域の複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うダイ検査モードと、前記ダイに形成される回路パターンのうち繰返し性を有する複数のパターンのひとつの単位をセルとするとき、前記繰返し性を有するパターンの複数の画像の差分画像を用いて欠陥検出を行うセル検査モードとを組み合わせて欠陥を検出するモードであって、
前記ダイの設計レイアウトパターンの一部の領域をセル検査領域として設定し、
該セル検査領域内に、前記外観検査装置から送付された欠陥座標が存在するか否かを判定し、
存在する場合は、前記セル検査モードで欠陥検出を行い、存在しない場合は、前記ダイ検査モードで欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥の画像取得方法。
【請求項８】
請求項７の記載において、前記セル検査モードでの欠陥検出、または、前記ダイ検査モードでの欠陥検出の後に、該検出のときの倍率よりも高い倍率で前記欠陥を撮像することを特徴とする欠陥の画像取得方法。
【請求項９】
請求項７の記載において、前記回路パターンは、前記ダイの設計レイアウトパターンであることを特徴とする欠陥の画像取得方法。
【請求項１０】
請求項７の記載において、前記欠陥座標が、前記繰返し性を有する複数のパターンと、それ以外の領域の境界に存在する場合は、当該欠陥座標を含む領域が前記セルの領域とは独立して設定されることを特徴とする欠陥の画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの検出された欠陥を高倍率で撮像するレビュー装置，レビュー装置における欠陥の検出を支援する検査領域設定支援システム，レビュー装置における欠陥の画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造における半導体ウェハへの回路パターンの形成工程においては、製造不良や異物付着などの欠陥の発生が避けがたく、これらの製造不良や異物付着などの欠陥検査及び欠陥検出後のレビューを行うために、白色光を照射し光学画像を用いて複数のＬＳＩの同種の回路パターンを比較し欠陥を抽出する光学式パターン検査装置や、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope）の技術を応用して、光学画像よりも分解能の高い電子線画像を用いて回路パターンを比較し欠陥を抽出するＳＥＭ式パターン検査装置や、検査装置で検出された欠陥の拡大像を取得して欠陥の特徴量に基づいて分類する欠陥レビュー装置（以下レビュー装置と呼ぶ）が実用化されている。
【０００３】
レビュー装置では、外観検査装置において検出された、欠陥レビュー時の欠陥位置の特定の際、（１）隣接チップにおいて参照画像を取得し差分画像により欠陥を検出するモード（以下ダイ検査モードと呼ぶ）、（２）繰り返しパターン領域において繰り返しパターンの差分画像により欠陥を検出するモード（以下セル検査モードと呼ぶ）、前記（１），（２）のモードの組合せで欠陥を検出するモード（以下混合検査モードと呼ぶ）のいずれかを使用し欠陥位置の特定を行い、前記特定位置に移動後、高倍率で欠陥画像を取得し、取得画像の表示を行い、レビューを実施している。
【０００４】
現在のレビュー装置においては、パターン検査装置で検出した欠陥レビューを実施する場合の欠陥位置の特定の際、パターン検査装置で検出された欠陥が、セル検査モードでの欠陥検出が可能な、繰り返しパターン上に存在するのか、セル検査モードでは欠陥検出が不可能な、非繰り返しパターン上に存在するかの判定ができない。このため、レビュー装置においては、欠陥検出を欠陥検出の時間が短時間ですむセル検査モードで行い、セル検査モードでの欠陥検出が失敗した場合、非繰り返しパターン上の欠陥と判定し、セル検査モードの後にダイ検査モードを使用して欠陥検出を行う混合検査モードが使用されている。しかし、この欠陥検出方法では、欠陥の存在する位置にかかわらず、一度セル検査モードでの欠陥検出を行ってしまうため、非繰り返しパターン上に欠陥が多く存在すると、欠陥レビューの欠陥検出のスループットが低下してしまうという問題があった。
【０００５】
半導体ウェハへ回路パターンを転写するためのマスクの検査については、マスクのパターンの設計基準による違いを考慮して、パターンの異なる領域ごとに欠陥の検出基準を変えて欠陥を検出する技術が、特許文献１に記載されている。しかしながら、上述した検査モードの違いにより、欠陥の検出が可能であるか否かについては、言及されていない。
【０００６】
また、繰り返しパターンの代表的領域であるメモリ領域においては、メモリ領域の端部に欠陥が多く発生することが知られている。この場合、繰り返しパターンの領域に非繰り返しパターンの領域が隣接している場合、セル検査モードで欠陥検出したときに、非繰り返しパターンを欠陥と認識してしまう可能性があり、欠陥レビューの作業効率が低下する問題が発生する。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２３６４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決し、レビュー装置における混合検査モードでの欠陥検出処理の改良により、誤欠陥検出の防止と、欠陥レビュー作業のスループット向上を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の実施態様は、半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥を観察するレビュー装置において、ダイの設計レイアウトパターンを記憶する記憶手段と、設計レイアウトパターンを表示するディスプレイと、該ディスプレイに表示された設計レイアウトパターンの一部の領域を指定する入力ツールとを備え、入力ツールにより設定された設計レイアウトパターンの一部の領域をダイにおける欠陥検出とは異なる条件で欠陥を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の実施態様は、半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥を観察するレビュー装置に接続される検査領域設定支援システムにおいて、ダイの設計レイアウトパターンを記憶する記憶手段と、設計レイアウトパターンを表示するディスプレイと、該ディスプレイに表示された設計レイアウトパターンの一部の領域を指定する入力ツールとを備え、ダイに形成される回路パターンのうち、繰返し性を有する複数のパターンのひとつの単位をセルとするとき、ディスプレイに表示された設計レイアウトパターンのうちのセル領域の一部が入力ツールで設定されることにより、セル領域の一部がセル検査領域として矩形の枠で表示され、該設定されたセル検査領域をレビュー装置へ送信することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の実施態様は、半導体デバイスが複数個のダイとして形成されるウェハの欠陥を観察するレビュー装置における欠陥の画像取得方法において、ダイに形成される回路パターンのうち、繰返し性を有する複数のパターンのひとつの単位をセルとするとき、該セルの領域内に、外観検査装置から送付された欠陥座標が存在するか否かを判定し、存在する場合は、セルの領域について欠陥検出を行い、存在しない場合は、ダイの領域について欠陥検出を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レビュー装置における混合検査モードでの欠陥検出処理の改良により、誤欠陥検出の防止と、欠陥レビュー作業のスループット向上を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。レビュー装置は、はじめに検査装置から送られた半導体ウェハ上の欠陥の座標に基づいて、低倍率で欠陥を検出し、続いて高倍率で欠陥を撮像して、欠陥の特徴を確認する装置である。低倍率で欠陥を検出する場合には、パターンの繰り返し性を利用して、欠陥のある画像データと、この画像と同じパターンであって欠陥のない画像データ同士を比較すると、欠陥だけが抽出でき、欠陥の有無がわかる。半導体ウェハには、同じ形状のダイが複数形成され、ひとつのダイには、メモリマットなどの、同じパターンを繰り返すセルとよばれる領域があり、ダイにおける欠陥検出と、セルにおける欠陥検出とを使い分けると、時間的な効率がよい。
【００１４】
図１は、欠陥レビュー時における欠陥画像取得の手順を示すフローチャートであり、ひとつの欠陥について、図１に示す手順が実行され、複数の欠陥についてこれが繰り返される。後述する検査領域設定支援システムで、セル検査モードで欠陥を検出する対象領域が作成され、レビュー装置へ送られる。レビュー装置は、外観検査装置において検出された欠陥座標が、セル検査モードでの欠陥検出が可能な上記対象領域内に存在するのか、領域外に存在するのかを判定し、領域内であれば、セル検査モードを、領域外であればダイ検査モードを選択する（ステップ１０）。欠陥がセル検査モードでの欠陥検出が可能な領域外に存在する場合でも、従来は、低倍でのセル検査モードでの欠陥判定処理を行っていたが、この判定により、低倍でのセル検査モードを実行せずにダイ検査モードでの欠陥検出処理を行うことで、欠陥検出に要する時間を短縮することができる。
【００１５】
低倍欠陥検出にセル検査モードが選択された場合、外観検査装置から送られた欠陥座標位置にステージを移動する（ステップ１１）。ここで低倍での欠陥位置のフォーカス合せを行い（ステップ１２）、その後、低倍欠陥画像取得を行い（ステップ１３）、その取得画像からレビュー装置上での欠陥座標の判定を行う（ステップ１４）。外観検査装置から送られた欠陥座標位置と、レビュー装置でその欠陥の画像を取得したときの座標位置との間には誤差が存在するので、レビュー装置でその欠陥の高倍画像を撮像するためには、座標位置の補正が必要である。ステップ１１からステップ１４の動作で決定した欠陥座標位置へ検査試料を移動し（ステップ２１）、高倍欠陥画像の検出のためのフォーカス合せを行い（ステップ２２）、高倍欠陥画像の取得を行い（ステップ２３）、欠陥検出処理を完了する（ステップ２４）。
【００１６】
次に、ダイ検査モードが選択された場合について説明する。低倍欠陥検出にダイ検査モードが選択された場合、ダイ検査モードにおける参照画像取得位置へ検査試料を移動し（ステップ１５）、参照画像取得のフォーカス合せを行い（ステップ１６）、ダイ検査モードでの低倍欠陥画像取得を行う（ステップ１７）。ダイ検査モードでの欠陥画像取得は、参照画像と検査対象のダイの画像とを比較することにより、欠陥を検出する。外観検査装置から送られた欠陥座標位置が存在するダイへ試料を移動し（ステップ１８）、低倍欠陥画像取得を行い（ステップ１９）、取得した欠陥を含むダイ画像と参照画像とを比較して、欠陥座標の判定を行う（ステップ２０）。その後、欠陥座標位置へ検査試料を移動し（ステップ２１）、高倍像検出のためのフォーカス合せを行い（ステップ２２）、高倍欠陥画像の取得を行い（ステップ２３）、欠陥検出処理を完了する（ステップ２４）。
【００１７】
図２は、検査領域設定支援システムの構成図である。検査領域設定支援システム２は、レビュー装置に接続されたり、レビュー装置本体に内蔵されたりして、レビュー装置の欠陥検出のスループットを向上させることができる。図２に示した検査領域設定支援システム２は、レビュー装置に接続された場合の一例であり、設計レイアウトデータを表示するディスプレイ３と、設計レイアウトデータの保存や設定座標データの保存ができる制御コンピュータ４と、オペレータが指示を入力する入力ツール４３とを備えている。設計レイアウトデータは、あらかじめ制御コンピュータ４へ記憶させておいたり、図示しないネットワークを介して、データベースからロードして入手する。
【００１８】
制御コンピュータ４は、設計レイアウトデータを記憶する記憶手段４０，指定座標データを記憶する記憶手段４１，検査装置での検査結果を記憶する記憶手段４２，ディスプレイ３において機能選択や座標指定を行うオペレータの指示の入力ツール４３を有している。
【００１９】
ディスプレイ３は、設計レイアウトデータを表示する画面３０，画面３０に表示する設計レイアウトデータを選択するデータ選択部３１，表示倍率変更，ガイドマップ表示，設計セル枠表示，領域座標データ確認画面表示などの操作を選択する処理選択部３２，操作モードおよび表示部上のマウス位置の座標情報を表示するステータス表示部３３を有している。
【００２０】
ディスプレイ３の画面３０には、記憶手段４０に保存された設計レイアウトデータを任意の倍率で表示したり、前記表示中の設計レイアウトデータの任意の領域を表示でき、制御コンピュータ４に接続されているマウス等の入力ツール４３で、これらの表示を指示できる。
【００２１】
図３，図４は、ディスプレイ３に設計レイアウトデータを表示した画面図である。また、図５は、設計レイアウトデータ上で領域を設定した状態を示した画面図、図６は、設計レイアウトデータ上で設定した領域データを表示する画面図である。図３に示す画面３０の、設計レイアウトデータの表示の外には、設計レイアウトデータの名称の表示領域３１と、処理選択部３２が設けられている。処理選択部３２には、検査領域を選択するための「セル枠」ボタン３４，ダイの設計レイアウトデータの全体を表示させる「ガイドマップ」ボタン３５，設計レイアウトデータの表示を拡大したり縮小したりする「拡大・縮小」ボタン３６，領域を設定する際に使用する「領域設定」ボタン３７が表示されている。
【００２２】
次に、画面３０における設計レイアウトデータ上での領域指定方法に関して説明する。検査領域の設定を行う場合は、処理選択部３２の「領域設定」ボタン３７をクリックして、図４，図５に示すように、画面上で領域を指定する方法と、図６に示すように、座標を入力して指定する方法とがある。
【００２３】
図４は、画面３０に、下方の領域に繰り返しパターンが、その他の領域に不規則な非繰り返しパターンが表示されたケースを示している。繰り返しパターンの領域に欠陥座標が例えばマーク５３で表示されており、この領域を検査対象とするために、左下と右上の２箇所とマウスのポインタで指定して、セル領域が設定され、矩形のセル枠５２で表示される。
【００２４】
図３に示す画面３０の「ガイドマップ」ボタン３５をクリックすると、設計レイアウトデータ上に、図５に示す、全体レイアウトの画像６０が表示される。この全体レイアウト６０に、画面３０に拡大または、縮小表示されている領域６１が表示され、画面３０に表示されている領域の認識を可能としている。また、この全体レイアウト６０に表示されている領域６１をマウスを移動させて、画面３０に表示している設計レイアウトデータを移動させることも可能となっている。このように、画面３０に表示している設計レイアウトデータの拡大または縮小を行い、設計レイアウトパターンの全体を確認しながら、詳細な設定が可能となっている。
【００２５】
図３に示す画面３０の「領域設定」ボタン３７をクリックすると、図６の領域データ確認画面６が表示される。座標エリア６２の入力ボックスに、座標値を入力して、欠陥検出の領域を設定することが可能である。また、座標リスト６３が表示され、図４に示した方法も含めて今まで設定された領域の座標の一覧が表示される。領域の座標を設定した後、「Ｓａｖｅ」ボタン６５をクリックすることにより、設定したデータが制御コンピュータ４の記憶手段４１に保存される。また、座標リスト６３に表示されている設定座標データを、マウスのクリック等で選択し、「Ｄｅｌｅｔｅ」ボタン６４をクリックすると、その座標データが削除される。「Ｃａｎｃｅｌ」ボタン６６をクリックすると、図３に示した画面に戻る。
【００２６】
図７は、設計レイアウトデータ上で領域を設定した状態を示した画面図であり、画面３０に、繰り返しパターン領域７０と、非繰り返しパターン領域７１が隣接している場合が表示されている。セル検査モードの場合には、セル検査モード設定領域７２がセル検査の領域になる。一方、この画面で、セル検査モード設定領域７２の一部であって、繰り返しパターン領域７０と非繰り返しパターン領域７１との境界に欠陥座標がマーク７４で表示されている場合、セル検査モード設定領域７２を設定した場合のセル検査モードでは欠陥が検出できない。また、ダイ検査モードでは、このひとつの欠陥を検出するために、画面３０全体を検査対象とするので、時間がかかるとともに、微細な欠陥の場合には、ダイ検査モードの倍率では検出できない可能性がある。そこで、マーク７４で示される欠陥を含むような領域を欠陥検出設定領域７３として設定する。これにより、セル検査モード設定領域７２よりも小さな範囲を検査するので、セル検査モードでは検出できず、ダイ検査モードでは時間がかかってしまう欠陥の検出が可能になり、スループットが向上する。
【００２７】
ダイの設計レイアウトデータを用いずに検査領域を設定する方法として、実際の画像を表示させて、セル検査モードの領域を指定してもよいが、電子顕微鏡の撮像倍率から、ひとつの画像の大きさはせいぜい０.１mm程度であるのに対して、ダイの大きさは１０mm程度であり、一度にダイ全体の画像を撮像することはできず、ダイのレイアウトを得るためには多くの撮像が必要である。これに対して、設計レイアウトデータはダイの全体のレイアウトであるので、全体の表示，細部の表示などのデータの加工が容易である利点がある。
【００２８】
以上述べたように、本発明によれば、レビュー装置における混合検査モードでの欠陥検出処理の改良により、誤欠陥検出の防止と、欠陥レビュー作業のスループット向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】欠陥画像取得の手順を示すフローチャート。
【図２】検査装置用検査領域設定支援システムの構成図。
【図３】設計レイアウトデータを表示した状態を示した画面図。
【図４】設計レイアウトデータ表示を示した画面図。
【図５】設計レイアウトデータ上で領域を設定した状態を示した画面図。
【図６】設計レイアウトデータ上で設定した領域データを表示する画面図。
【図７】設計レイアウトデータ上で領域を設定した状態を示した画面図。
【符号の説明】
【００３０】
２  検査領域設定支援システム
３  ディスプレイ
４  制御コンピュータ
３０  画面
５２  セル枠
５３，７４  マーク
７２  セル検査モード設定領域
７３  欠陥検出設定領域
【図１】
0005039594.tif 000002
【図２】
0005039594.tif 000003
【図３】
0005039594.tif 000004
【図４】
0005039594.tif 000005
【図５】
0005039594.tif 000006
【図６】
0005039594.tif 000007
【図７】
0005039594.tif 000008