(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物基板上に形成されたパターンを撮像し、該撮像して得られた信号をA/D変換することで前記パターンのディジタル画像を得、該得られたパターンのディジタル画像を前記対象物基板上の同一のパターンであることが期待できる箇所を撮像して得た参照画像と比較して第１のしきい値を用いて欠陥候補を抽出し、該抽出した欠陥候補の画像と該欠陥候補に対応する前記参照画像の一部の画像を記憶し、該記憶した欠陥候補の画像を前記記憶した参照画像の一部の画像と比較して前記第１のしきい値より高い第２のしきい値を用いて前記第１のしきい値で抽出した欠陥候補の中から第２のしきい値による欠陥候補を抽出し、該抽出した第２のしきい値による欠陥候補の情報を出力することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
対象物基板上に形成されたパターンを撮像し、該撮像して得られた信号をA/D変換することで前記パターンのディジタル画像を得、該得られたパターンのディジタル画像を前記対象物基板上の同一のパターンであることが期待できる箇所を撮像して得た参照画像と比較して第１のしきい値を用いて欠陥候補を抽出し、該抽出した欠陥候補の画像と該欠陥候補に対応する前記参照画像の一部を記憶し、該記憶した欠陥候補の画像を前記記憶した参照画像の一部と比較して前記第１のしきい値より高い複数のしきい値を用いて前記第１のしきい値で抽出した欠陥候補の中から複数のしきい値による欠陥候補を抽出し、該複数のしきい値で抽出し欠陥候補の情報を該複数のしきい値の情報と共に出力することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項３】
前記欠陥候補の情報を出力することが、前記抽出した欠陥候補の前記対象物基板上での分布の情報を画面上に表示することであることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン検査方法。
【請求項４】
対象物基板上に形成されたパターンを撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像して得られた信号をA/D変換して前記パターンのディジタル画像を得る画像取得手段と、
該画像取得手段により得られた前記パターンのディジタル画像を前記対象物基板上の同一のパターンであることが期待できる箇所を前記撮像手段で撮像して得られた参照画像と比較して第１のしきい値を用いて欠陥候補を抽出する第１の欠陥候補抽出手段と、
該第１の欠陥候補抽出手段で抽出した欠陥候補の画像と該欠陥候補に対応する前記参照画像の一部の画像を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶した前記欠陥候補の画像を前記参照画像の一部の画像と比較して前記第１のしきい値より高い第２のしきい値を用いて前記第１のしきい値で抽出した欠陥候補の中から第２のしきい値による欠陥候補を抽出する第２の欠陥候補抽出手段と、
該第２の欠陥候補抽出手段により抽出した第２のしきい値による欠陥候補の情報を画面上に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
対象物基板上に形成されたパターンを撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像して得られた信号をA/D変換して前記パターンのディジタル画像を得る画像取得手段と、
該画像取得手段により得られた前記パターンのディジタル画像を前記対象物基板上の同一のパターンであることが期待できる箇所を前記撮像手段で撮像して得られた参照画像と比較して第１のしきい値を用いて欠陥候補を抽出する第１の欠陥候補抽出手段と、
該第１の欠陥候補抽出手段で抽出した欠陥候補の画像と該欠陥候補に対応する前記参照画像の一部の画像を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶した前記欠陥候補の画像を前記参照画像の一部の画像と比較して前記第１のしきい値より高い複数のしきい値を用いて前記第１のしきい値で抽出した欠陥候補の中から複数のしきい値による欠陥候補を抽出する第２の欠陥候補抽出手段と、
該第２の欠陥候補抽出手段により抽出した複数のしきい値で抽出した欠陥候補の情報を該複数のしきい値の情報と共に画面上に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記抽出した欠陥候補の前記対象物基板上での分布の情報を前記画面上に表示することを特徴とする請求項４または５に記載のパターン検査装置。
【請求項７】
前記撮像手段が、前記対象物基板のＳＥＭ像を撮像するものであることを特徴とする請求項４または５に記載のパターン検査装置。
【請求項８】
前記撮像手段が、前記対象物基板の光学像を撮像するものであることを特徴とする請求項４または５に記載のパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置や液晶などの回路パターンを有する基板製造装置にかかわり、特に製造途中の基板のパターンを検査する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学式、又は電子線式パターン検査装置は特開平５−２５８７０３号公報、特開平１１−１６０２４７号公報等に記述されている。
【０００３】
電子線式パターン検査装置の例として特開平５−２５８７０３号公報に開示されている構成を図１に示す。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、画像処理回路１０で本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と比較し、差がある場所をパターン欠陥１１として検出し、欠陥位置を確定するものである。
【０００４】
光学式の検査装置の例として特開平１１−１６０２４７号公報に開示されている構成を図２に示す。光源２１よりの光を対物レンズ２２を介して対象物基板５に照射し、その時の反射光をイメージセンサ２３で検出する。ステージ６を一定速度で移動しながら検出を繰返すことで画像を検出画像２４として検出し、メモリ２５に記憶する。検出画像２４と同一のパターンであることが期待できるメモリ２５上の記憶画像２７と比較し、同一のパターンであれば正常部、パターンが異なればパターン欠陥１１として検出し、欠陥位置を確定するものである。
【０００５】
一例として、対象物基板５がウェーハ３１の場合のレイアウトを図３に示す。ウェーハ３１上に最終的に切離されて同一品種の個別の製品になるダイ３２が形成されている。ステージ６を走査線３３に沿って移動し、ストライプ領域３４の画像を検出する。現在、検出位置Aが３５の場合に、メモリ２５上の検出位置B３６の画像を記憶画像２７として取出し、比較する。これにより、同一パターンであることが期待できるパターンと比較する。ここで、メモリ２５は同一パターンであることが期待できる画像を保持可能な容量を持ち、リング状に使いまわすことで実際の回路を構成する。
以下に述べる２つの例は、２値画像で欠陥判定をする対象物に対してパターンの検出に同期してパターンが欠陥かどうかを判定すると共に特定のマスク領域の欠陥を無視して検査している。
【０００６】
特開昭６１−２７８７０６号公報には、プリント板のスルーホールの検査の例が開示されている。予め、非検査領域にすべき領域のみに穿孔したプリント板を用意し、そのプリント板の画像を検査に先立って検出し、穿孔有り無しの２値画像にすることでマスキングの要否を検知し、マスキングデータ記憶部に画像データとして記憶する。検査時に２値画像に差異を生じている場所がマスキングデータ記憶部に記憶している画像領域である場合に差異を無視することで非検査にする。
【０００７】
特開平７−５１１６号公報には、プリント基板の検査の例が開示されている。パターン形状を検出して２値化し、検出パターンより正常／異常を判定し、検出したパターンが規則パターン中にあるかどうかを判定し、不適合パターンが規則パターン中にある場合のみに異常と判定するものである。
【０００８】
以下に述べる２つの例は、パターン情報よりパターン境界部分の誤差を許容する目的で境界部分に不感帯を設けて検査している。
特開平２−１４６６８２号公報には、マスクパターンを設計情報と比較する検出の例が開示されている。設計情報からパターンを一定の幅だけ縮小して得られた縮小画像と、一定の幅だけ拡大して得られた拡大画像を計算、その共通部分を取出すことで、一定の幅の不感帯を設ける。つまり、設計情報よりパターン境界部分の一定幅の誤差は無視するようにマスク領域を設定して検査している。
特開平９−３１２３１８号公報には、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope ; 以下、SEMと記す）を用いてパターンを検査する例である。予め取得している参照画像より、パターンエッジの微細なずれは欠陥ではないのでパターンエッジ近傍を致命な欠陥の生じない領域として設定し、致命的な欠陥の生じない領域の画像を取得しない。画像を取得した領域で参照画像との差異が認められた場合に欠陥として判定している。
特開平３−８５７４２号公報には、プリント基板のパターンを比較検査する装置の例が開示されている。比較検査で得られた欠陥候補の画像をメモリに記憶し、記憶画像を基に検査と非同期で真の欠陥かどうかを判定するものである。
【０００９】
特開平８−２４５１６１号公報には、複数の繰返しパターンを有する検査対象に対して繰返し候補部分と比較し、全ての比較で正常と判定された場合に正常と判定するもので同時にＮ箇所の画像と比較判定している。
【００１０】
特開平３−２３２２５０号公報には繰返しを有する部分を検査するためのセル比較（繰り返しパターン比較）方式とダイ全面を検査するダイ比較（チップ比較）方式を同時に判定している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
検査には、大きく分類すると統計的な意味を持たせる為の安定な検査とデバイス開発時に適用する高感度検査の２種類の要求がある。統計的な意味を持たせる検査は、例えば同一条件で特定の工程のウェーハを定期的に検査し、その欠陥の個数を管理する手法で一般に安定な検査条件ではあるが、低感度で比較的大きい欠陥のみしか検出できない条件での検査である。一方、デバイス開発時に適用する検査は全ての欠陥モードや、微細な欠陥までを確実に検出する目的で高感度で検査している。
【００１２】
従来の検査装置ではこれら２つの検査をするためには検査条件を換えて２種類の検査を行う必要があった。この為、複数回分の検査時間を要する。又は複数の検査レシピを用意する必要がある。また、 SEM式の検査装置の場合には複数回検査を実行すると電子線を複数回照射することになり、電子線照射により対象物の状態が変化し、変化した状態での不正確な検査しか出来ない。これら問題に対して従来の検査方法と装置では十分に配慮しているとは言えなかった。
【００１３】
また、検査対象は設計情報に基づいて製作されている。パターンの密度、材質、形状は設計により決まり、場所により偏差がある。パターン密度が異なると、検出系に解像度の限界があるため、検出パターンの検出信号量の振幅が異なる。同様にパターン形状、材質によっても同様のことが発生する。従って、同一寸法の欠陥であっても背景パターンが異なるために、均一な感度で検査すると、検出される場所と検出されない場所が生じる。また、同一寸法の欠陥であっても致命的な欠陥となりうるかどうかが異なる。つまり、パターン密度の小さい場所の欠陥は致命性が低い。逆にパターン密度の高い場所は微小欠陥であっても致命的な欠陥となりうる。従って欠陥の重要性はパターン密度に左右される。同様に材質、形状によっても異なる。検出感度、欠陥の管理と設計情報は切離して考えることは出来ない。これらの問題に対して従来の検査装置と方法はこれらの問題に対して十分に配慮しているとは言えなかった。
【００１４】
特開平５−２５８７０３号公報、特開平１１−１６０２４７号公報に開示されている従来の光学式、又は電子線式パターン検査装置では、１個の検査条件で全領域を均一な条件で検査することしか出来ない。
特開昭６１−２７８７０６号公報、特開平７−５１１６号公報に開示されている技術では、検査条件を変更する非検査領域を設定しているが、特開昭６１−２７８７０６号公報に開示されている例では、非常に大きい検査面積中の非検査領域をビットパターンで設定する必要がある。ウェーハ検査に適用する場合には、直径３００mmの検査面積を0.1μm画素で検査することを考えると、７兆画素（7Tbit）であり、実質上不可能である。また、特開平７−５１１６号公報に開示されている発明では、規則パターン部以外は非検査領域となるが、ウェーハパターンの場合には非常に複雑なパターンで構成されているため、単純な規則性を利用するのみでは非検査領域を設定することは出来ない。また、複数の検査結果を１回の検査であることもできない。
特開平２−１４６６８２号公報、特開平９−３１２３１８号公報等に記述されている検査条件を変更する非検査領域はパターンエッジに限定されるため必要な場所に非検査領域を設定することは出来ない。また、複数の検査結果を１回の検査であることもできない。
特開平３−８５７４２号公報に記述されている方式では欠陥候補部の画像情報を保存し、保存した画像情報を基に詳細に検査をし、真の欠陥かどうかを判定するもので複雑なパターン形状に対応することが出来る。しかしながら、１個の一律の基準で欠陥かどうかを判定し、欠陥でないものは正常部と考えている。つまり、一旦正常部と考えられたものは情報が失われている。また、複数の検査結果を１回の検査で得ることもできない。
【００１５】
特開平８−２４５１６１号、又は特開平３−２３２２５０公報に記載されている方式は同時にＮ方式で検査しているが、異なる場所との比較であり、同一箇所に対する異なる検査条件での結果を得てはいない。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
問題を解決する為の構成を説明する。ここでは電子線を用いた構成を示すが、本質的には光学式と同一である。まず第１の例を図４に示す。電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線２を偏向させる偏向器３、及び電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４、及び対象物基板５を保持し、走査又は位置決めをするステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出信号をA/D変換しデジタル画像にするA/D変換器９、及びデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と比較し、差がある場所を欠陥候補４０として検出する画像処理回路１０、欠陥候補４０の座標、投影長、画像情報等の特徴量を記憶する欠陥候補記憶部４１、欠陥候補記憶部４１に記憶された欠陥候補４０の特徴量、又は設計情報４２を用いて各検査条件で検査した場合に欠陥となる欠陥候補を選択し、パターン欠陥１１を出力する欠陥選択部４３より構成される。
【００１７】
問題を解決する為の構成の第２の例を図５に示す。電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線２を偏向させる偏向器３、及び電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４、及び対象物基板５を保持し、走査又は位置決めをするステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出信号をA/D変換しデジタル画像にするA/D変換器９、及びデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と第１の条件で比較し、差がある場所を第１の条件での欠陥候補Ａ４４として検出する画像処理回路Ａ４５、及びデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と第２の条件で比較し、差がある場所を第２の条件での欠陥候補Ｂ４６として検出する画像処理回路Ｂ４７、及び第１、第２の条件で検査した場合に抽出される欠陥候補Ａ４４、欠陥候補Ｂ４６の座標、投影長、画像情報等の特徴量を選択、記憶し、最終的なパターン欠陥１１を出力する欠陥選択記憶部４８より構成される。
【００１８】
第１の構成の第１の動作を説明する。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、高感度な画像処理条件Ａ５０(図示していない)を用いて画像処理回路１０で本来同一であることが期待出来る場所のディジタル画像と比較し、差が有る場所を欠陥候補４０とし、その座標、投影長、画像情報などの特徴量、又は画像データを欠陥候補記憶部４１に記憶し、欠陥選択部４２では低感度な画像処理条件Ｂ５１(図示していない)を用いた場合に差が有ると判定されるかどうかを判断し、差が有る場合には画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報を付加する。差が無い場合には画像処理条件Ａ５０でのみ欠陥となる情報を付加する。情報を付加しパターン欠陥１１とする。パターン欠陥１１には画像処理条件Ａ５０、画像処理条件Ｂ５１で検査した場合に欠陥として判定されるかの情報が含まれている。この動作では設計情報４２は用いていない。
【００１９】
第１の構成の第２の動作を説明する。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、高感度な画像処理条件Ａ５０(図示していない)を用いて画像処理回路Ａ４４で本来同一であることが期待出来る場所のディジタル画像と比較し、差が有る場所を欠陥候補Ａ４５とし、その座標、投影長、画像情報などの特徴量、又は画像データを欠陥候補記憶部４１に記憶し、欠陥選択部４２では設計情報を用いて低感度な画像処理条件Ｂ５１(図示していない)を用いるべきかを判断し、差が有る場合で有って、設計情報４２で低感度で検査すべき場所と判定した場合には画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報を付加する。それ以外の場合には画像処理条件Ａ５０でのみ欠陥となる情報を付加しパターン欠陥１１とする。パターン欠陥１１には画像処理条件Ａ５０、画像処理条件Ｂ５１で検査した場合に欠陥として判定されるかの情報が含まれている。
【００２０】
また、設計情報ではなく、欠陥候補記憶部４１に記憶されている情報を用いて、例えばパターン密度が高い、又は画像の微分値の総和が大きい、又は低感度で検査すべき特定形状のパターンである等を用いて、設計情報４２を用いない。又は設計情報４２と欠陥候補記憶部４１に記憶されている情報を併用する方法がある。例えば、設計情報４２を用い冗長配線かどうかを判断し、冗長配線上は欠陥候補記憶部４１に記憶されている寸法情報が特定寸法以上で有る場合に画像処理条件Ｂ５１で欠陥と判定するとする。
【００２１】
第２の構成の第１の動作を説明する。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、画像処理回路Ａ４５でデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と高感度な画像処理条件Ａ５０である第１の条件で比較し、差がある場所を第１の条件での欠陥候補Ａ４４として判定する。画像処理回路Ｂ４７でデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と低感度な画像処理条件Ｂ５１である第２の条件で比較し、差がある場所を第２の条件での欠陥候補Ｂ４６として判定する。欠陥選択部４３で欠陥候補Ａ４４の中で欠陥候補Ｂ４６と同一座標である欠陥候補Ａ４４の情報に画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報を付加する。これにより、高感度な画像処理条件Ａ５０、低感度な画像処理条件Ｂ５１で欠陥として判定する情報が含まれている。この動作では設計情報４２は用いていない。
【００２２】
第２の構成の第２の動作を説明する。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、画像処理回路Ａ４５でデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と高感度な画像処理条件Ａ５０である第１の条件で比較し、差がある場所を第１の条件での欠陥候補Ａ４４として判定する。画像処理回路Ｂ４７でデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と低感度な画像処理条件Ｂ５１である第２の条件で比較し、差がある場所を第２の条件での欠陥候補Ｂ４６として判定する。
【００２３】
欠陥選択部４３において欠陥候補Ａ４４の中で欠陥候補Ｂ４６と同一座標である欠陥候補Ａ４４の情報に画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報を仮に付加する。設計情報４２で低感度で検査すべき場所と判定した場合で仮に付加された画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報が有る場合に、真の画像処理条件Ａ５０、及び画像処理条件Ｂ５１何れもでも欠陥となる情報を付加する。仮の情報のみの場合には画像処理条件Ａ５０でのみ欠陥となる情報を付加する。情報を付加しパターン欠陥１１とする。パターン欠陥１１には画像処理条件Ａ５０、画像処理条件Ｂ５１で検査した場合に欠陥として判定されるかの情報が含まれている。また、設計情報ではなく、欠陥候補記憶部４１に記憶されている情報を用いて、例えばパターン密度が高い、又は画像の微分値の総和が大きい、又は低感度で検査すべき特定形状のパターンである等を用いて、設計情報４２を用いない。又は設計情報４２と欠陥候補記憶部４１に記憶されている情報を併用する方法がある。例えば、設計情報４２を用い冗長配線かどうかを判断し、冗長配線上は欠陥候補記憶部４１に記憶されている寸法情報が特定寸法以上で有る場合に画像処理条件Ｂ５１で欠陥と判定するとする。
【００２４】
これらにより、１回の検査で複数の検査条件での検査を実施することができる。また、設計情報を元にした場所、欠陥の存在する場所の検査時の画像情報を用いて画像処理の感度を変更することができる。また、パターンによらず同一の感度で検査することができる。また、同一の致命性である欠陥を検査することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、具体的な図を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施形態を説明する。図６に第１の実施形態の構成を示す。
【００２６】
電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線源１からの電子線２を電極で加速して取出し静電又は磁界重畳レンズで一定場所に仮想光源１０１を作る電子銃１０２と仮想光源１０１よりの電子線２を一定場所に収束させるコンデンサレンズ１０３と電子銃１０２で収束した位置の近傍に設置し電子線２のON/OFFを制御をするブランキングプレート１０４と電子線２をＸＹ方向に偏向する偏向器１０５と電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４よりなる電子光学系１０６、及び対象物基板であるウェーハ３１を真空に保持する試料室１０７、及びウェーハ３１を搭載し任意の位置の画像検出を可能とするリターディング電圧１０８を印可したステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出器８で検出した検出信号をＡ／Ｄ変換器しデジタル画像を得るＡ／Ｄ変換器９、及びデジタル画像を記憶しておくメモリ１０９、及びメモリ１０９に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所を欠陥候補４０として検出する画像処理回路１０、欠陥候補４０の座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を記憶する欠陥候補記憶部４１、欠陥候補記憶部４１よりの欠陥候補４０に情報を付加したパターン欠陥１１を出力する欠陥選択部４３、装置全体の制御と欠陥選択部４３からのパターン欠陥１１を受け取る全体制御部１１０(全体制御部１１０からの制御線は図上では省略)、及び各種操作をする操作画面５２、及び操作を指示するキーボード１２０とマウス１２１とつまみ１２２(いずれも非表示)、及びウェーハ３１の高さを測定し対物レンズ４の電流値をオフセット１１２を加算して制御することで検出されるディジタル画像の焦点位置を一定に保つＺセンサ１１３、及びカセット１１４内のウェーハ３１を試料室１０７に出し入れするローダ１１６(非表示)、及びウェーハ３１の外形形状を基準にウェーハ３１を位置決めするオリフラ検出器１１７(非表示)、及びウェーハ３１上のパターンを観察する為の光学式顕微鏡１１８、及びステージ６上に設けた標準試料片１１９よりなる。
【００２７】
第１の実施形態の動作を説明する。動作にはＮ式のしきい値を設定する条件出しと、検出した欠陥候補４０に夫々のしきい値の場合に欠陥となるかの情報を付加したパターン欠陥情報として出力する検査がある。
【００２８】
条件出しは操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１のある棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、レシピ作成開始ボタン１３２を押すことで条件出しを開始する。条件出しには電子光学系の条件を設定するコントラスト設定、ウェーハ３１のパターンレイアウト設定、ウェーハ３１のパターンの位置決めをするアライメント、ウェーハ３１の信号量を的確に表現する場所で信号量の確認をするキャリブレーション、画像処理しきい値の設定と確認をする画像処理条件設定がある。ここでは関連するコントラストの設定、画像処理条件の設定の２点について説明する。
【００２９】
開始すると全体制御部１１０は各部に動作を以下の手順で指示する。ローダ１１６(非表示)に指示を出し、ローダ１１６はウェーハ３１をカセット１１４から取出し、オリフラ検出器１１７(非表示)で外形形状を基準にウェーハを位置決めし、ステージ６にウェーハ３１を搭載し、試料室１０７内を真空にする。搭載と共に、電子光学系１０６とリターディング電圧１０８の条件を設定し、ブランキングプレート１０４に電圧を印可して電子線２をOFFする。ステージを標準試料片１１９に移動し、Ｚセンサ１１３有効として焦点をＺセンサ１１３の検出値値＋オフセット１１２の一定に保ち、偏向器１０５をラスタスキャンし、スキャンに同期してブランキングプレート１０４の電圧を切り、電子線２を必要なときのみウェーハ３１に照射し、その時ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル画像とする。
【００３０】
オフセット１１２を変更してデジタル画像を複数枚検出し、検出毎に全体制御部１１０で最も画像の微分値の画像内総和が最高となる最適オフセット１１１を現在のオフセット値として設定する。設定後Ｚセンサ１１３を無効にし、画面を図８で示したコントラスト調整画面に遷移する。コントラスト調整画面はマップ表示とウェーハ全体又はダイ全体等とマップの表示方法を制御するボタンとマウス(図には非表示)で選択した時そこに移動する又そこの項目を選択するという動作を指示するマウス動作指示ボタン１４０を備えたマップ表示部５５、及び画像を表示する部分と画像の倍率と光顕１１８での光顕画像又は電子光学系１０６でのSEM画像と画像の種類を指定する画像切替ボタン１４１を備えた画像表示部５６、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４より構成される。
【００３１】
コントラスト調整画面ではマウス動作指示ボタン１４０を移動モードにし、マウス１２１クリックでマップ上を移動し、その場所の画像を画像表示部に表示する。つまみ１２２に電子光学系調整項目を割り当て、電子光学系１０６の各部を調整して適切なコントラストを得る。レシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２はそれぞれレシピ作成の終了、及びレシピ条件の保存、及び別の条件の設定と画面遷移を指示するボタンで全画面共通である。レシピ作成項目選択ボタン１４２を画像処理条件設定画面に切り替えることで図９に示す画像処理条件設定画面に遷移する。
【００３２】
画像処理条件設定画面はマップ表示部５５、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及び検査開始ボタン１４３、及び検査終了ボタン１４４、及び初期しきい値設定部品１４５より構成される。マウス動作選択ボタン１４０は選択モードにしてある。ユーザがマップ表示部のダイをクリックすることで試しに検査の対象となるダイの選択／非選択を切り替え、検査対象とするダイを選択する。検査対象のダイを選定し、初期しきい値設定部品１４５で初期しきい値th0１４６(図示していない)を設定後、検査開始ボタン１４３で試し検査の開始を指示する。試し検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。
【００３３】
オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【００３４】
画像処理回路１０で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較し初期しきい値th0１４６以上の差がある場所を欠陥候補４０として抽出し、欠陥候補４０の座標、投影長、面積、限界しきい値（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を欠陥候補記憶部４１に記憶する。欠陥候補記憶部４１では欠陥候補４０の限界しきい値DDがN式の検査しきい値thN(但しこの時点ではthNは1式でthN=th0)以上であるかどうかの情報を付加してパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥候補記憶部４１からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取る。必要な領域の検査終了後に図１１に示した欠陥確認画面を表示する。
【００３５】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、表示する欠陥のしきい値の範囲(上限しきい値thh、下限しきい値thl)を設定する表示しきい値設定部品１５２、及びＮ式の検査しきい値thN１４７(図示していない)、及び表示しきい値設定部品１５２で設定したしきい値の範囲のうちの表示すべき欠陥候補のしきい値を切り替える表示切替ボタン１５１、現在の表示しきい値設定部品１５２で設定されている表示しきい値の上限thh、又は下限thl、又は任意のしきい値をＮ式の検査しきい値thN１４７のうちの１個に設定する検査しきい値設定部品１５３、及びすでに説明した各種ボタンで構成されている。表示切り換えボタン１５１を表示しきい値設定部品１５２で設定したしきい値を表示するモードとする。
【００３６】
表示しきい値設定部品１５２の上下限しきい値thl、thhを設定する。thl、thhの設定を変更すると、各欠陥候補の限界しきい値DDとthl、thhを比較し、thl<DD<thhの欠陥候補のみをマップ表示部５５に表示する。表示したマウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像情報として保存している検査時の画像、又は再度欠陥の場所に移動して画像を取得した画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。
【００３７】
分類を付与するとマップ表示部で分類を表示図形、又は表示色等の違いとして識別可能とする。マップ表示部５５に表示されている付与した分類を参考にＮ式の検査しきい値thN１４７をユーザが判断して決定する。決定した検査しきい値thNを検査しきい値設定部品１５３でN式の検査しきい値thN１４７のうちの１つに設定する。N式の検査しきい値thN１４７設定後に、表示切替ボタン１５１で検査しきい値thN１４７の表示モードに切換える。各欠陥候補のDDがDD>thNを満足する欠陥候補のみがマップ表示部５５に表示され、検査しきい値thN１４７の妥当性を確認できる。この表示状態で検査しきい値設定部品１５３で検査しきい値thN１４７を変更するとマップ表示部５５に表示される欠陥候補が変化する。この変化を見て検査しきい値thN１４７を微調整することができる。
【００３８】
設定終了後に、レシピ保存ボタンで設定した初期しきい値th0１４６、N式の検査しきい値thN１４７などをレシピに保存する。また、検査終了ボタンで画像処理条件設定初期画面に戻る。また、必要に応じて結果保存ボタン(非表示)で検査結果を保存することができる。欠陥候補４０として検出されるものは初期しきい値th0１４６以上の差をもつものである。従って、表示しきい値設定部品１５２、検査しきい値設定部品１５３で設定するしきい値はth0より大き必要がある。th0を十分小さく設定しておけば必要な値を設定可能である。
【００３９】
画像処理条件設定初期画面では再度試し検査の検査ダイを設定し、試し検査を行うこともできる。確認終了で、レシピ終了ボタン１３３を押してレシピ作成を終了する。作成終了でウェーハ３１をアンロードして元のカセット１１４に戻す。
次に、検査について説明する。検査は操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１の存在する棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、検査開始ボタン３３０を押すことで検査を開始する。検査はウェーハのロード、アライメント、キャリブレーションを行った後、検査処理を行い、欠陥確認、欠陥出力後、ウェーハをアンロードして終了する。ここでは、本発明に関連のある検査処理と、欠陥確認について説明する。
【００４０】
検査開始ボタン３３０で検査の開始を指示する。検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【００４１】
画像処理回路１０で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較し初期しきい値th0１４６以上の差がある場所を欠陥候補４０として抽出し、欠陥選択部１４３で欠陥候補４０の限界しきい値DDがN式の検査しきい値thN以上であるかどうかの情報を付加してパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥候補記憶部４１からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取り、必要な領域の検査終了後に図１２に示した検査時欠陥確認画面を表示する。
【００４２】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、及びN式の検査しきい値thNを切り替える表示切替ボタン１５１、及び検査終了を指示する検査終了ボタン１４４より構成されている。マウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。
【００４３】
N式の検査しきい値thNを切り替える表示切替ボタン１５１で検査しきい値thNを切り換えてそのしきい値で欠陥となる欠陥候補のみを表示できる。また、表示切り換えボタン１５１で表示しきい値を表示するモードに切り換えて表示しきい値設定部品１５２で設定したしきい値範囲thlとthhの範囲の欠陥候補４０を表示させることも出来る。検査終了ボタンで欠陥確認を終了し、結果を出力後に初期画面に戻る。
【００４４】
本実施形態によると、N式のしきい値の検査結果を1回の検査で得ることができる。また、検査後にしきい値が妥当でなかった場合にしきい値を修正して確認することができる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像を用いて確認できるため、検査対象に対して１回目に電子線を当てた時の画像を基に欠陥かどうかを判断できる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像と再度検出した画像を切り換えて確認できるため、より正確に欠陥かどうかを判断できる。また、初期しきい値で欠陥候補を取出し、その情報を保持しているため、検査しきい値よりも高感度な条件で検査した場合に結果を得たい場合にも対応可能である。欠陥リストに画像情報を含んでいるため結果ファイルを基に、欠陥確認時に重要性を認識できなかった欠陥について後から検査時の画像を確認できる。また、画像処理条件設定の欠陥確認画面で検査結果の保存ができるため、１回のみの検査の場合に検査条件設定と検査結果出力を同時に行うことができる。
【００４５】
本実施形態の第１変形は初期しきい値th0１４６をオペレータが設定しているが、装置自身が持つノイズ、統計的揺らぎで決まる最低限必要なしきい値に自動設定する、又は自動設定したものを最初にオペレータに提示することも出来る。本変形によると無意味に大量の真の欠陥で無い欠陥候補を検出する高感度なしきい値を設定することが無い。
【００４６】
本実施形態の第２の変形は限界しきい値DDを画像処理回路１０で計算しているが、欠陥選択部４３で欠陥候補４０の座標、投影長、面積、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量から演算する。特徴量としてN番目に大きい画像差を用いれば、一定面積以上の差が大きい場所を欠陥と定義すれば限界しきい値DDを演算できる。また、特徴量として画像情報（欠陥部と参照画像を中心に切り出した２枚の画像）を用いれば２枚の画像から再度、欠陥選択部と同等の欠陥判定することで限界しきい値DDを演算できる。本変形によると、画像処理回路１０は従来の画像処理回路をそのまま用いることができ、欠陥選択部４３をソフトウェアで構成すれば小さい開発工数で実現できる。
【００４７】
本実施形態の第３の変形はN式の検査しきい値をオペレータが手動で設定したが、各欠陥の限界しきい値DDの頻度分布を用いて自動で演算する。例えば、図１３にDDの頻度分布の一例を示す。一般に正常部のDDは小さく、欠陥部のDDは大きい。従って、頻度分布の谷にN式の検査しきい値のうちの１つを設定する。これにより、正常部と欠陥部を識別する検査しきい値を設定することが出来る。本変形によればオペレータが設定する必要が無い、又は設定をアシストすることができ、熟練しないオペレータであっても正確なしきい値設定が出来る。また、本実施形態の第４の変形は第３の実施形態で説明したDDの頻度分布を表示し、オペレータの検査しきい値の設定を容易にする。本変形によると視覚的に確認しながら検査しきい値を設定できる。
【００４８】
本実施形態の第５の変形は限界しきい値DDを画像処理回路１０で計算しているが、欠陥選択部４３で欠陥候補４０の座標、投影長、面積、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量から演算する。特徴量としてN番目に大きい画像差と参照画像のテクスチャを用いてテクスチャに応じて画像差にオフセットを加算すれば、パターン密度に応じた限界しきい値DDを演算できる。また、特徴量として画像情報（欠陥部と参照画像を中心に切り出した２枚の画像）を用いて２枚の画像から欠陥選択部と異なる方式で欠陥判定することでパターン密度に応じた限界しきい値DDを演算できる。本変形によると、パターン密度に応じて感度を変更できるため、背景のパターン密度によらない欠陥検出感度を設定できる。また、ソフトウェアを変更することにより感度条件を柔軟に設定できる。
本実施形態の第６の変形は欠陥選択部４３でN式の画像処理方式と感度で欠陥判定する。これにより、単純なしきい値の調整ではなく、より柔軟なユーザニーズに合せた判定方法を選択、感度調整できる。
【００４９】
本実施形態の第７の変形は欠陥候補記憶部４１に記憶する欠陥候補４０は一定の個数に達した場合に限界しきい値DDの大きいものを残し、小さいものを上書きする。または、削除すべき欠陥候補を一定基準で選択して削除フラグを立て、削除フラグのついた欠陥候補を追加する欠陥候補で上書きする。本変形によれば、限定された欠陥候補記憶部４３の容量でもシステムを構成できる。
【００５０】
本実施形態の第８の変形は画像処理回路１０での特徴量にＭ式のしきい値で検査した場合に欠陥となるかの情報を欠陥候補４０の特徴量として出力するようにし、Ｎ式の検査しきい値thN１４７を設定する場合にはＭ式の中から選択する形式とする。本変形によれば、限界しきい値DDの演算が不要である。また、単本実施例の第９の変形はＭ式の検査条件で検査した場合に欠陥となるかの情報を欠陥候補４０の特徴量として出力する。本変形によればしきい値は単純な純なしきい値でなく例えばランクバリューフィルタなどのノイズ欠陥除去パラメータや面積しきい値などの画像処理パラメータを変更することができ、より柔軟にユーザニーズにこたえることができる。尚、本変形には画像処理回路自体をＭ式持つ方式をも含んでいる。
【００５１】
本実施形態の第９の変形は欠陥確認は一旦検査結果を記憶媒体に保存し、保存した検査結果を読み出して行う。本変形によれば検査対象であるウェーハが無くとも、検査時の画像情報を基に欠陥確認できる特徴がある。また、検査後に判定条件やしきい値条件等の画像処理条件を変更した場合の検査結果を得ることができる特徴がある。
【００５２】
本実施形態の第１０の変形は検出手段として光を用いる方式の例である。光学式の装置の構成を図１４に示す。
【００５３】
光源２１、及び光源２１よりの光をハーフミラー(番号未設定)を介して対象物基板であるウェーハ３１上に収束させる対物レンズ２２、及び試料室１０７、及びウェーハ３１を搭載し任意の位置の画像検出を可能とするステージ６、及びウェーハ３１からの反射光を検出する一次元のイメージセンサ２３、及び二次元のイメージセンサ４５０、及びイメージセンサ２３と二次元イメージセンサ４５０の信号を切り替えるスイッチ４５１、及び切り替えた検出信号をＡ／Ｄ変換器しデジタル画像を得るＡ／Ｄ変換器９、及びデジタル画像を記憶しておくメモリ１０９、及びメモリ１０９に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所を欠陥候補４０として検出する画像処理回路１０、欠陥候補４０の座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を記憶する欠陥候補記憶部４１、欠陥候補記憶部４１よりの欠陥候補４０に情報を付加したパターン欠陥１１を出力する欠陥選択部４３、装置全体の制御と欠陥選択部４３からのパターン欠陥１１を受け取る全体制御部１１０(全体制御部１１０からの制御線は図上では省略)、及び各種操作をする操作画面５２、及び操作を指示するキーボード１２０とマウス１２１とつまみ１２２(いずれも非表示)、及びウェーハ３１の高さを測定し対物レンズ４の電流値をオフセット１１２を加算して制御することで検出されるディジタル画像の焦点位置を一定に保つＺセンサ１１３、及びカセット１１４内のウェーハ３１を試料室１０７に出し入れするローダ１１６(非表示)、及びウェーハ３１の外形形状を基準にウェーハ３１を位置決めするオリフラ検出器１１７(非表示)、及びステージ６上に設けた標準試料片１１９よりなる。
【００５４】
次に動作を説明する。動作にはSEM式と同様にＮ式のしきい値を設定する条件出しと、検出した欠陥候補４０に夫々のしきい値の場合に欠陥となるかの情報を付加したパターン欠陥情報として出力する検査がある。ここではＳＥＭ式との差異のある部分のみについて説明する。条件設定を開始すると全体制御部１１０は各部に動作を以下の手順で指示する。ローダ１１６(非表示)に指示を出し、ローダ１１６はウェーハ３１をカセット１１４から取出し、オリフラ検出器１１７(非表示)で外形形状を基準にウェーハを位置決めし、ステージ６にウェーハ３１を搭載する。ステージ６を標準試料片１１９に移動し、Ｚセンサ１１３有効として対物レンズ２２の位置をＺセンサ１１３の検出値値＋オフセット１１２の一定に保つ事で焦点位置を調整する。
【００５５】
スイッチ４５１を二次元イメージセンサ４５１に切り替え、イメージセンサ４５０で検出した信号をＡ／Ｄ変換器９でデジタル画像とする。オフセット１１２を変更してデジタル画像を複数枚検出し、検出毎に全体制御部１１０で最も画像の微分値の画像内総和が最高となる最適オフセット１１１を現在のオフセット値として設定する。設定後Ｚセンサ１１３を無効にし、画面を図８で示したコントラスト調整画面に遷移する。
【００５６】
コントラスト調整画面はマップ表示とウェーハ全体又はダイ全体等とマップの表示方法を制御するボタンとマウス(図には非表示)で選択した時そこに移動する又そこの項目を選択するという動作を指示するマウス動作指示ボタン１４０を備えたマップ表示部５５、及び二次元イメージセンサ４５０で検出した画像を表示する部分と画像のデジタルでズーミングした倍率を指定する画像切替ボタン１４１を備えた画像表示部５６、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４より構成される。
【００５７】
コントラスト調整画面ではマウス動作指示ボタン１４０を移動モードにし、マウス１２１クリックでマップ上を移動し、その場所の画像を画像表示部に表示する。つまみ１２２をオフセット１１２に割り当て、調整して適切なコントラストを得る。この時の調整値をウェーハ固有のオフセットとして記憶する。レシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２はそれぞれレシピ作成の終了、及びレシピ条件の保存、及び別の条件の設定と画面遷移を指示するボタンで全画面共通である。レシピ作成項目選択ボタン１４２を画像処理条件設定画面に切り替えることで図９に示す画像処理条件設定画面に遷移する。
【００５８】
試し検査開始画面はマップ表示部５５、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及び検査開始ボタン１４３、及び検査終了ボタン１４４、及び初期しきい値設定部品１４５より構成される。マウス動作選択ボタン１４０は選択モードにしてある。ユーザがマップ表示部のダイをクリックすることで試しに検査の対象となるダイの選択／非選択を切り替え、検査対象とするダイを選択する。検査対象のダイを選定し、初期しきい値設定部品１４５で初期しきい値th0１４６(図示していない)を設定後、検査開始ボタン１４３で試し検査の開始を指示する。試し検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。
【００５９】
オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、スイッチ４５１をイメージセンサ２３に切り替える。図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、反射光をイメージセンサ２３で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。本変形によれば光学式の検査装置でウェーハ３１を検査できるためＳＥＭ式とは異なった欠陥種を検出可能な特徴がある。
【００６０】
本実施例の第１１の変形の構成を図１５に示す。図はネットワーク５００に接続した構成を示している。ネットワーク５００にはサーバ５０１、及び検査装置Ａ５０２、及び検査装置Ｂ５０３、及びレビュー装置５０４、及び欠陥確認装置５０５を接続する。検査装置Ａ５０２、又は検査装置Ｂ５０３で検出したパターン欠陥１１の情報をネットワーク経由で一旦サーバ５０１に記憶する。ウェーハ３１を検査装置Ａ５０２、又は検査装置Ｂ５０３から取り出し、レビュー装置５０４に設定する。
【００６１】
レビュー時に図１２に示した検査時欠陥確認画面を表示する。この時、画像表示部５６に表示する画像は検査装置Ａ５０２、又は検査装置Ｂ５０３が検査時に取得した画像、又はレビュー装置で欠陥位置に移動して取得した画像を切り替えて表示できる。これによりレビュー装置で検査時の画像を確認できる。また、検査しきい値設定部品１５３を切り替えることでレビュー装置上でＮ式の検査しきい値thN１４７を切り替えて確認できる。また、表示しきい値設定部品１５２を調整することで表示するしきい値を調整できる。
【００６２】
これらにより、レビュー装置上で多くの情報を得ることができ、必要な判断を正確に下すことができる。また、レビュー装置上の自動欠陥分類機能に検査時の画像情報を用いることで、一部のシーケンスを簡略化したり、より正確な分類ができる特徴がある。また、欠陥確認装置５０５ではウェーハ３１はハンドリングしないが、パターン欠陥１１の情報を解析する装置である。
【００６３】
画像表示部５６に表示する画像は検査装置Ａ５０２、又は検査装置Ｂ５０３が検査時に取得した画像を表示できる。これにより欠陥確認装置５０５での解析時に検査時の画像を確認できる。また、検査しきい値設定部品１５３を切り替えることでレビュー装置上でＮ式の検査しきい値thN１４７を切り替えて確認できる。また、表示しきい値設定部品１５２を調整することで表示するしきい値を調整できる。これらにより、欠陥確認装置５０５上で多くの情報を得ることができ、必要な判断を正確に下すことができる。
【００６４】
また、欠陥確認装置で複数枚のウェーハの情報を扱う場合に、表示しきい値を変えた場合の情報変化、複数の検査しきい値thN１４７を切り替えたときの情報変化を確認できる。また、解析の過程で特定の場所の欠陥について情報が更に必要となった場合に、対象となるウェーハが既に無くなった後でも検査時の画像を確認できる。これらにより、複数枚のウェーハの統計解析時により多くの情報を得ることができ、正確に判断できる。また、ウェーハがメモリ製品の場合にはフェイルビットマップとの突き合わせ時、その他の製品であっても電気的特性検査時に特定場所の欠陥が問題になることがある。対象となるウェーハが既にに無くなった後でも検査時の画像を確認できる。これらにより、フェイルビットマップとの突き合わせ時、電気的特性検査時により多くの情報を得ることができ、正確に判断できる。
【００６５】
尚、情報はサーバ５０１を介して転送すると説明したが、直接必要な装置に転送することもできる。小規模なシステム構成時に有効な特徴がある。
【００６６】
尚、情報の転送をネットワーク経由で説明したが、フロッピーディスク、Ｍｏディスク、ＤＶＤＲＡＭ、テープ等の記憶媒体を用いても良い。この場合、転送する情報を一定期間、例えばウェーハの製造が完了するまでの期間、又は半永久的に保管しておき、必要なときに取り出して確認できる特徴がある。
【００６７】
本実施例の第１２の変形を説明する。検査時欠陥確認画面を図１２ではなく図１１を用いる。これにより、実際の検査であっても検査しきい値を変更できる。より柔軟に条件設定ができる特徴がある。
【００６８】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施形態を説明する。図１６に第２の実施形態の構成を示す。
【００６９】
電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線源１からの電子線２を電極で加速して取出し静電又は磁界重畳レンズで一定場所に仮想光源１０１を作る電子銃１０２と仮想光源１０１よりの電子線２を一定場所に収束させるコンデンサレンズ１０３と電子銃１０２で収束した位置の近傍に設置し電子線２のON/OFFを制御をするブランキングプレート１０４と電子線２をＸＹ方向に偏向する偏向器１０５と電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４よりなる電子光学系１０６、及び対象物基板であるウェーハ３１を真空に保持する試料室１０７、及びウェーハ３１を搭載し任意の位置の画像検出を可能とするリターディング電圧１０８を印可したステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出器８で検出した検出信号をＡ／Ｄ変換器しデジタル画像を得るＡ／Ｄ変換器９、及びデジタル画像を記憶しておくメモリ１０９、及びメモリ１０９に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所を欠陥候補Ａ４４（欠陥候補Ａ４４には座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を含んでいる）として検出する画像処理回路Ａ４５、及びメモリ１０９に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所を欠陥候補Ｂ４６（欠陥候補Ｂ４６には座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を含んでいる。）として検出する画像処理回路Ｂ４７、及び欠陥候補Ａ４４と欠陥候補Ｂ４６を選択して記憶する欠陥選択記憶部４８、及び装置全体の制御と欠陥選択記憶部４８からのパターン欠陥１１を受け取る全体制御部１１０(全体制御部１１０からの制御線は図上では省略)、及び各種操作をする操作画面５２、及び操作を指示するキーボード１２０とマウス１２１とつまみ１２２(いずれも非表示)、及びウェーハ３１の高さを測定し対物レンズ４の電流値をオフセット１１２を加算して制御することで検出されるディジタル画像の焦点位置を一定に保つＺセンサ１１３、及びカセット１１４内のウェーハ３１を試料室１０７に出し入れするローダ１１６(非表示)、及びウェーハ３１の外形形状を基準にウェーハ３１を位置決めするオリフラ検出器１１７(非表示)、及びウェーハ３１上のパターンを観察する為の光学式顕微鏡１１８、及びステージ６上に設けた標準試料片１１９よりなる。
【００７０】
第２の実施形態の動作を説明する。動作にはＮ式のしきい値を設定する条件出しと、検出した欠陥候補４０に夫々のしきい値の場合に欠陥となるかの情報を付加したパターン欠陥情報として出力する検査がある。
【００７１】
条件出しは操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１のある棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、レシピ作成開始ボタン１３２を押すことで条件出しを開始する。条件出しには電子光学系の条件を設定するコントラスト設定、ウェーハ３１のパターンレイアウト設定、ウェーハ３１のパターンの位置決めをするアライメント、ウェーハ３１の信号量を的確に表現する場所で信号量の確認をするキャリブレーション、画像処理しきい値の設定と確認をする画像処理条件設定がある。ここでは関連するコントラストの設定、画像処理条件の設定の２点について説明する。
【００７２】
開始すると全体制御部１１０は各部に動作を以下の手順で指示する。ローダ１１６(非表示)に指示を出し、ローダ１１６はウェーハ３１をカセット１１４から取出し、オリフラ検出器１１７(非表示)で外形形状を基準にウェーハを位置決めし、ステージ６にウェーハ３１を搭載し、試料室１０７内を真空にする。搭載と共に、電子光学系１０６とリターディング電圧１０８の条件を設定し、ブランキングプレート１０４に電圧を印可して電子線２をOFFする。
【００７３】
ステージを標準試料片１１９に移動し、Ｚセンサ１１３有効として焦点をＺセンサ１１３の検出値値＋オフセット１１２の一定に保ち、偏向器１０５をラスタスキャンし、スキャンに同期してブランキングプレート１０４の電圧を切り、電子線２を必要なときのみウェーハ３１に照射し、その時ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル画像とする。オフセット１１２を変更してデジタル画像を複数枚検出し、検出毎に全体制御部１１０で最も画像の微分値の画像内総和が最高となる最適オフセット１１１を現在のオフセット値として設定する。
【００７４】
設定後、Ｚセンサ１１３を無効にし、画面を図８で示したコントラスト調整画面に遷移する。コントラスト調整画面はマップ表示とウェーハ全体又はダイ全体等とマップの表示方法を制御するボタンとマウス(図には非表示)で選択した時そこに移動する又そこの項目を選択するという動作を指示するマウス動作指示ボタン１４０を備えたマップ表示部５５、及び画像を表示する部分と画像の倍率と光顕１１８での光顕画像又は電子光学系１０６でのSEM画像と画像の種類を指定する画像切替ボタン１４１を備えた画像表示部５６、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４より構成される。コントラスト調整画面ではマウス動作指示ボタン１４０を移動モードにし、マウス１２１クリックでマップ上を移動し、その場所の画像を画像表示部に表示する。つまみ１２２に電子光学系調整項目を割り当て、電子光学系１０６の各部を調整して適切なコントラストを得る。
【００７５】
レシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２はそれぞれレシピ作成の終了、及びレシピ条件の保存、及び別の条件の設定と画面遷移を指示するボタンで全画面共通である。レシピ作成項目選択ボタン１４２を画像処理条件設定画面に切り替えることで図１７に示す画像処理条件設定画面に遷移する。
【００７６】
試し検査開始画面はマップ表示部５５、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及び検査開始ボタン１４３、及び検査終了ボタン１４４、及び画像処理回路Ａ４５のしきい値設定部品Ａ４１０、及び画像処理回路Ｂ４７のしきい値設定部品Ｂ４１１より構成される。マウス動作選択ボタン１４０は選択モードにしてある。ユーザがマップ表示部のダイをクリックすることで試しに検査の対象となるダイの選択／非選択を切り替え、検査対象とするダイを選択する。検査対象のダイを選定し、しきい値設定部品Ａ４１０、及びしきい値設定部品Ｂ４１１でしきい値thA４１２、thB４１３(図示していない)を設定後、検査開始ボタン１４３で試し検査の開始を指示する。
【００７７】
試し検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【００７８】
画像処理回路Ａ４５、画像処理回路Ｂ４７で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較しそれぞれしきい値thA４１２、thB４１３以上の差がある場所をそれぞれ欠陥候補A４４、欠陥候補B４６として抽出し、欠陥選択記憶部４８で欠陥情報をマージして欠陥候補A４４のみに現れるか、欠陥候補B４６に現れるか、双方に現れるかの情報を付加してパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥候補記憶部４１からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取る。必要な領域の検査終了後に図１８に示した欠陥確認画面を表示する。
【００７９】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、及び欠陥候補Ａ４４と欠陥候補Ｂ４６の表示を切り替える表示切替ボタン１５１、及びすでに説明した各種ボタンで構成されている。表示切り換えボタン１５１で表示する欠陥候補Ａ４４と欠陥候補Ｂ４６を切り換える。
【００８０】
マウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像情報として保存している検査時の画像、又は再度欠陥の場所に移動して画像を取得した画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。分類を付与するとマップ表示部で分類を表示図形、又は表示色等の違いとして識別可能とする。オペレータはマップ表示部５５に表示されている付与した分類を参考にしきい値thA４１２とthB４１３の妥当性を確認する。設定が良くない場合には画像処理条件設定画面に戻り再度条件設定、検査、欠陥確認をする。設定終了後に、レシピ保存ボタンで設定したしきい値thA４１２とthB４１３などをレシピに保存する。また、検査終了ボタンで試し検査初期画面に戻る。
【００８１】
保存終了後に完了ボタン１６１で試し検査の欠陥確認画面に戻る。更に、欠陥確認画面の検査終了ボタン１４４で試し検査初期画面に戻る。再度試し検査の検査ダイを設定し、試し検査を行うこともできる。確認終了で、レシピ終了ボタン１３３を押してレシピ作成を終了する。作成終了でウェーハ３１をアンロードして元のカセット１１４に戻す。
【００８２】
次に、検査について説明する。検査は操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１の存在する棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、検査開始ボタン３３０を押すことで検査を開始する。検査はウェーハのロード、アライメント、キャリブレーションを行った後、検査処理を行い、欠陥確認、欠陥出力後、ウェーハをアンロードして終了する。ここでは、本発明に関連のある検査処理と、欠陥確認について説明する。
【００８３】
検査開始ボタン３３０で検査の開始を指示する。検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【００８４】
画像処理回路A４５、画像処理回路B４７で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較しそれぞれしきい値thA４１２とthB４１３以上の差がある場所をそれぞれ欠陥候補A４４、欠陥候補B４６として抽出し、欠陥選択記憶部１４８でパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥候補記憶部４１からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取り、必要な領域の検査終了後に図１９に示した欠陥確認画面を表示する。
【００８５】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、及び欠陥候補Ａ４４と欠陥候補Ｂ４６を切り替える表示切替ボタン１５１、及び検査終了を指示する検査終了ボタン１４４より構成されている。マウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。N式の検査しきい値thNを切り替える表示切替ボタン１５１で検査しきい値thNを切り換えてそのしきい値で欠陥となる欠陥候補のみを表示できる。検査終了ボタンで欠陥確認を終了し、結果を出力後に初期画面に戻る。
【００８６】
本実施形態によると、N式のしきい値の検査結果を1回の検査で得ることができる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像を用いて確認できるため、検査対象に対して１回目に電子線を当てた時の画像を基に欠陥かどうかを判断できる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像と再度検出した画像を切り換えて確認できるため、より正確に欠陥かどうかを判断できる。欠陥リストに画像情報を含んであるため結果ファイルを基に、欠陥確認時に重要性を認識できなかった欠陥について後から検査時の画像を確認できる。
【００８７】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施形態を説明する。図２０に第３の実施形態の構成を示す。電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線源１からの電子線２を電極で加速して取出し静電又は磁界重畳レンズで一定場所に仮想光源１０１を作る電子銃１０２と仮想光源１０１よりの電子線２を一定場所に収束させるコンデンサレンズ１０３と電子銃１０２で収束した位置の近傍に設置し電子線２のON/OFFを制御をするブランキングプレート１０４と電子線２をＸＹ方向に偏向する偏向器１０５と電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４よりなる電子光学系１０６、及び対象物基板であるウェーハ３１を真空に保持する試料室１０７、及びウェーハ３１を搭載し任意の位置の画像検出を可能とするリターディング電圧１０８を印可したステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出器８で検出した検出信号をＡ／Ｄ変換器しデジタル画像を得るＡ／Ｄ変換器９、及びデジタル画像を記憶しておくメモリ１０９、及びメモリ１０９に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所を欠陥候補４０として検出する画像処理回路１０、欠陥候補４０の座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を記憶する欠陥候補記憶部４１、欠陥候補記憶部４１よりの欠陥候補４０に設計情報４２をもとに情報を付加してパターン欠陥１１を出力する欠陥選択部４３、装置全体の制御と欠陥選択部４３からのパターン欠陥１１を受け取る全体制御部１１０(全体制御部１１０からの制御線は図上では省略)、及び各種操作をする操作画面５２、及び操作を指示するキーボード１２０とマウス１２１とつまみ１２２(いずれも非表示)、及びウェーハ３１の高さを測定し対物レンズ４の電流値をオフセット１１２を加算して制御することで検出されるディジタル画像の焦点位置を一定に保つＺセンサ１１３、及びカセット１１４内のウェーハ３１を試料室１０７に出し入れするローダ１１６(非表示)、及びウェーハ３１の外形形状を基準にウェーハ３１を位置決めするオリフラ検出器１１７(非表示)、及びウェーハ３１上のパターンを観察する為の光学式顕微鏡１１８、及びステージ６上に設けた標準試料片１１９よりなる。
【００８８】
第３の実施形態の動作を説明する。動作には設計情報をもとにしきい値を設定する条件出しと、検出した欠陥候補４０に領域毎に感度を調整した場合に欠陥となるかの情報を付加したパターン欠陥情報として出力する検査がある。
【００８９】
条件出しは操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１のある棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、レシピ作成開始ボタン１３２を押すことで条件出しを開始する。条件出しには電子光学系の条件を設定するコントラスト設定、ウェーハ３１のパターンレイアウト設定、ウェーハ３１のパターンの位置決めをするアライメント、ウェーハ３１の信号量を的確に表現する場所で信号量の確認をするキャリブレーション、画像処理しきい値の設定と確認をする画像処理条件設定がある。ここでは関連するコントラストの設定、画像処理条件の設定の２点について説明する。
【００９０】
開始すると全体制御部１１０は各部に動作を以下の手順で指示する。ローダ１１６(非表示)に指示を出し、ローダ１１６はウェーハ３１をカセット１１４から取出し、オリフラ検出器１１７(非表示)で外形形状を基準にウェーハを位置決めし、ステージ６にウェーハ３１を搭載し、試料室１０７内を真空にする。搭載と共に、電子光学系１０６とリターディング電圧１０８の条件を設定し、ブランキングプレート１０４に電圧を印可して電子線２をOFFする。
【００９１】
ステージを標準試料片１１９に移動し、Ｚセンサ１１３有効として焦点をＺセンサ１１３の検出値値＋オフセット１１２の一定に保ち、偏向器１０５をラスタスキャンし、スキャンに同期してブランキングプレート１０４の電圧を切り、電子線２を必要なときのみウェーハ３１に照射し、その時ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でデジタル画像とする。オフセット１１２を変更してデジタル画像を複数枚検出し、検出毎に全体制御部１１０で最も画像の微分値の画像内総和が最高となる最適オフセット１１１を現在のオフセット値として設定する。
【００９２】
設定後、Ｚセンサ１１３を無効にし、画面を図８で示したコントラスト調整画面に遷移する。コントラスト調整画面はマップ表示とウェーハ全体又はダイ全体等とマップの表示方法を制御するボタンとマウス(図には非表示)で選択した時そこに移動する又そこの項目を選択するという動作を指示するマウス動作指示ボタン１４０を備えたマップ表示部５５、及び画像を表示する部分と画像の倍率と光顕１１８での光顕画像又は電子光学系１０６でのSEM画像と画像の種類を指定する画像切替ボタン１４１を備えた画像表示部５６、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４より構成される。コントラスト調整画面ではマウス動作指示ボタン１４０を移動モードにし、マウス１２１クリックでマップ上を移動し、その場所の画像を画像表示部に表示する。つまみ１２２に電子光学系調整項目を割り当て、電子光学系１０６の各部を調整して適切なコントラストを得る。
【００９３】
レシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２はそれぞれレシピ作成の終了、及びレシピ条件の保存、及び別の条件の設定と画面遷移を指示するボタンで全画面共通である。レシピ作成項目選択ボタン１４２を画像処理条件設定画面に切り替えることで図９に示す画像処理条件設定画面に遷移する。
【００９４】
試し検査開始画面はマップ表示部５５、及びレシピ作成終了ボタン１３３、及びレシピ保存ボタン１３４、及びレシピ作成項目選択ボタン１４２、及び検査開始ボタン１４３、及び検査終了ボタン１４４、及び初期しきい値設定部品１４５より構成される。マウス動作選択ボタン１４０は選択モードにしてある。ユーザがマップ表示部のダイをクリックすることで試しに検査の対象となるダイの選択／非選択を切り替え、検査対象とするダイを選択する。検査対象のダイを選定し、初期しきい値設定部品１４５で初期しきい値th0１４６(図示していない)を設定後、検査開始ボタン１４３で試し検査の開始を指示する。
【００９５】
試し検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【００９６】
画像処理回路１０で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較し初期しきい値th0１４６以上の差がある場所を欠陥候補４０として抽出し、欠陥候補４０の座標、投影長、面積、限界しきい値（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量を欠陥候補記憶部４１に記憶する。欠陥選択部４３では欠陥候補４０の限界しきい値DDがN式の検査しきい値thI(但しこの時点ではthIは１式でthN=th0)以上であるかどうかの情報を付加してパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥選択部４３からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取る。必要な領域の検査終了後に図１１に示した欠陥確認画面を表示する。
【００９７】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、表示する欠陥のしきい値の範囲(上限しきい値thh、下限しきい値thl)を設定する表示しきい値設定部品１５２、及び設計情報４２を基に高感度で検査したい一定以上のパターン密度を持つ又は特定の材質で構成された領域などの欠陥候補のみを表示する表示切替ボタン１５１、現在の表示しきい値設定部品１５２で設定されている表示しきい値の上限thh、又は下限thl、又は任意のしきい値を設計情報の条件毎に設定する検査しきい値設定部品１５３、及びすでに説明した各種ボタンで構成されている。
【００９８】
表示しきい値設定部品１５２の上下限しきい値thl、thhを設定する。thl、thhの設定を変更すると、各欠陥候補の限界しきい値DDとthl、thhを比較し、thl<DD<thhの欠陥候補のみをマップ表示部５５に表示する。
【００９９】
表示したマウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像情報として保存している検査時の画像、又は再度欠陥の場所に移動して画像を取得した画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。分類を付与するとマップ表示部で分類を表示図形、又は表示色等の違いとして識別可能とする。
【０１００】
マップ表示部５５に表示されている付与した分類を参考に設計情報の条件毎の検査しきい値thI４２０（表示していない）をユーザが判断して決定する。決定した検査しきい値を検査しきい値設定部品１５３で現在の設計情報の条件毎の検査しきい値thI４２０に設定する。設定終了後に、レシピ保存ボタンで設定した初期しきい値th0１４６、設計情報の条件毎の検査しきい値thI４２０などをレシピに保存する。また、検査終了ボタンで試し検査初期画面に戻る。欠陥候補４０として検出されるものは初期しきい値th0１４６以上の差をもつものである。従って、表示しきい値設定部品１５２、検査しきい値設定部品１５３で設定するしきい値はth0より大き必要がある。th0を十分小さく設定しておけば必要な値を設定可能である。
【０１０１】
保存終了後に完了ボタン１６１で試し検査の欠陥確認画面に戻る。更に、欠陥確認画面の検査終了ボタン１４４で試し検査初期画面に戻る。再度試し検査の検査ダイを設定し、試し検査を行うこともできる。確認終了で、レシピ終了ボタン１３３を押してレシピ作成を終了する。作成終了でウェーハ３１をアンロードして元のカセット１１４に戻す。
【０１０２】
次に、検査について説明する。検査は操作画面５２に図７で示した開始画面を表示し、ユーザが対象となるウェーハ３１の存在する棚番を棚番選択部品１３０で選択し、レシピ選定部品１３１で対象となるウェーハ３１の品種、工程を指定し、検査開始ボタン３３０を押すことで検査を開始する。検査はウェーハのロード、アライメント、キャリブレーションを行った後、検査処理を行い、欠陥確認、欠陥出力後、ウェーハをアンロードして終了する。ここでは、本発明に関連のある検査処理と、欠陥確認について説明する。
【０１０３】
検査開始ボタン３３０で検査の開始を指示する。検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット１１２に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ１０９に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ１１３を無効とする。ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。ウェーハ３１の全面を検査する場合には図１０に示した順で検査する。
【０１０４】
画像処理回路１０で検出位置A ３５を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６の画像と比較し初期しきい値th0１４６以上の差がある場所を欠陥候補４０として抽出し、欠陥選択部１４３で欠陥候補４０の限界しきい値DDが設計情報の条件毎に設定した検査しきい値thI以上であるかどうかの情報を付加してパターン欠陥１１のリストを作成し、全体制御部１１０に送信する。全体制御部１１０では欠陥候補記憶部４１からのパターン欠陥１１の特徴量を受け取り、必要な領域の検査終了後に図１２に示した検査時欠陥確認画面を表示する。
【０１０５】
欠陥確認画面は、欠陥の特徴量を表示、分類を編集できる欠陥表示編集部品１５０、及び現在位置を示す現在位置表示５９と分類番号を記号表示したパターン欠陥１１をウェーハ３１のレイアウト情報とともに表示したマップ表示部５５、及び現在の位置の画像を表示した画像表示部５６、及び設計情報４２を基に高感度で検査したい一定以上のパターン密度を持つ又は特定の材質で構成された領域などの欠陥候補のみを表示する表示切替ボタン１５１、及び検査終了を指示する検査終了ボタン１４４より構成されている。
【０１０６】
マウス動作指示ボタン１４０を選択モードとし、パターン欠陥１１をクリックすることでその画像を画像表示部５６、特徴量を欠陥表示編集部品１５０に表示する。画像と特徴量を基にパターン欠陥１１を分類し、欠陥表示編集部品１５０で分類番号をそのパターン欠陥１１の特徴量に付与する。設計情報４２を基に特定の領域の欠陥候補のみを表示する表示切替ボタン１５１で検査しきい値thIを切り換えてその特定領域でその領域の検査しきい値thIで欠陥となる欠陥候補のみを表示できる。また、表示しきい値設定部品１５２で設定したしきい値範囲thlとthhの範囲の欠陥候補４０を表示させることも出来る。検査終了ボタンで欠陥確認を終了し、結果を出力後に初期画面に戻る。
【０１０７】
本実施形態によると、設計情報４２を基に特定の領域の毎に異なる画像処理条件の検査結果を得ることができる。また、検査後にしきい値が妥当でなかった場合にしきい値を修正して確認することができる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像を用いて確認できるため、検査対象に対して１回目に電子線を当てた時の画像を基に欠陥かどうかを判断できる。また、しきい値の設定、結果の確認で検査時の画像と再度検出した画像を切り換えて確認できるため、より正確に欠陥かどうかを判断できる。また、初期しきい値で欠陥候補を取出し、その情報を保持しているため、検査しきい値よりも高感度な条件で検査した場合に結果を得たい場合にも対応可能である。欠陥リストに画像情報を含んであるため結果ファイルを基に、欠陥確認時に重要性を認識できなかった欠陥について後から検査時の画像を確認できる。
【０１０８】
本実施形態の第１変形は初期しきい値th0１４６をオペレータが設定しているが、装置自身が持つノイズ、統計的揺らぎで決まる最低限必要なしきい値に自動設定する、又は自動設定したものを最初にオペレータに提示することも出来る。
【０１０９】
本変形例によると、無意味に大量の真の欠陥でない欠陥候補を検出する高感度なしきい値を設定することがない。
【０１１０】
本実施形態の第２変形例は、限界しきい値DDを画像処理回路１０で計算しているが、欠陥選択部４３で欠陥候補４０の座標、投影長、面積、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の特徴量から演算する。特徴量としてN番目に大きい画像差を用いれば、一定面積以上の差が大きい場所を欠陥と定義すれば限界しきい値DDを演算できる。また、特徴量として画像情報（欠陥部と参照画像を中心に切り出した２枚の画像）を用いれば２枚の画像から再度、欠陥選択部で欠陥判定することで限界しきい値DDを演算できる。
【０１１１】
本変形例によると、画像処理回路１０は従来の画像処理回路をそのまま用いることができ、欠陥選択部４３をソフトウェアで構成すれば小さい開発工数で実現できる。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によると、対象物基板を検査して１回の検査でN式の画像処理方式やしきい値などの画像処理条件の結果を同時に得ることが出来る。
【０１１３】
また、本発明によると設計情報、又は検査時の画像情報を含む特徴量を基に検査感度をパターン密度、パターン形状、材質に応じて変更できる特徴がある。
【０１１４】
また、本発明によると設計情報、又は検査時の画像情報を含む特徴量を基に検査感度をパターン密度、材質に応じて変更することで検査感度を一定に保つ、又は致命欠陥の検出感度を一定に保つことができる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子線式パターン検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】従来の光学式パターン検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】ウェーハのレイアウトを示す平面図である。
【図４】本発明の第１の解決手段の構成を示す電子線式パターン検査装置の正面図である。
【図５】本発明の第２の解決手段の構成を示す電子線式パターン検査装置の正面図である。
【図６】第１の実施形態の構成を示す電子線式パターン検査装置の正面図である。
【図７】第１の実施形態の開始画面を示す表示画面の正面図である。
【図８】第１の実施形態のレシピ作成のコントラスト設定画面を示す表示画面の正面図である。
【図９】第１の実施形態のレシピ作成の試し検査初期画面を示す表示画面の正面図である。
【図１０】第１の実施形態の走査順を示すウェハの平面図である。
【図１１】第１の実施形態のレシピ作成の試し検査の欠陥確認画面を示す表示画面の正面図である。
【図１２】第１の実施形態の検査の欠陥確認画面を示す表示画面の正面図である。
【図１３】第１の実施形態の第３、第４の変形を説明する限界しきい値DDの頻度分布の一例を示すグラフである。
【図１４】第１の実施形態の第１０の変形の構成を示す光学式パターン検査装置の正面図である。
【図１５】第１の実施形態の第１１の変形の構成としてのネットワーク構成を示すシステム構成図である。
【図１６】第２の実施形態の構成を示す電子線式パターン検査装置の正面図である。
【図１７】第２の実施形態のレシピ作成の試し検査初期画面を示す表示画面の正面図である。
【図１８】第２の実施形態のレシピ作成の試し検査の欠陥確認画面を示す表示画面の正面図である。
【図１９】第２の実施形態の検査の欠陥確認画面を示す表示画面の正面図である。
【図２０】第３の実施形態の構成を示す電子線式パターン検査装置の正面図である。
【符号の説明】
１・・・電子線源    ２・・・電子線    ５・・・対象物基板      ８・・・検出器      １０・・・画像処理回路    １１・・・パターン欠陥    ２１・・・光源    ２３・・・イメージセンサ    ２４・・・検出画像    ２７・・・記憶画像    ３５・・・検出位置Ａ  ３６・・・検出位置Ｂ    ４０・・・欠陥候補    ４１・・・欠陥候補記憶部    ４３・・・欠陥選択部    ４５・・・画像処理回路Ａ    ４６・・・欠陥候補Ｂ    ４７・・・画像処理回路Ｂ    ４８・・・欠陥選択記憶部    ５２・・・操作画面    ５５・・・マップ表示部    ５６・・・画像表示部    ５９・・・現在位置表示    １０６・・・電子光学系    １１０・・・全体制御部    １１３・・・Zセンサ    １３０・・・棚番選択部品  １３１・・・レシピ選定部品    １３２・・・レシピ作成開始部品    １３３・・・レシピ作成終了ボタン    １３４・・・レシピ保存ボタン    １４０・・・マウス動作指示ボタン    １４１・・・画像切替ボタン    １４２・・・レシピ作成項目選択ボタン  １４３・・・検査開始ボタン    １４４・・・検査終了ボタン    １５１・・・表示切替ボタン    １６１・・・完了ボタン    ３３０・・・検査開始ボタン    ４５０・・・二次元イメージセンサ    ４５１・・・スイッチ    ５００・・・ネットワーク        ５０１・・・サーバ    ５０２・・・検査装置Ａ    ５０３・・・検査装置Ｂ          ５０４・・・レビュー装置    ５０５・・・欠陥確認装置
【図１】
0003788279.tif 000002
【図２】
0003788279.tif 000003
【図３】
0003788279.tif 000004
【図４】
0003788279.tif 000005
【図５】
0003788279.tif 000006
【図６】
0003788279.tif 000007
【図７】
0003788279.tif 000008
【図８】
0003788279.tif 000009
【図９】
0003788279.tif 000010
【図１０】
0003788279.tif 000011
【図１１】
0003788279.tif 000012
【図１２】
0003788279.tif 000013
【図１３】
0003788279.tif 000014
【図１４】
0003788279.tif 000015
【図１５】
0003788279.tif 000016
【図１６】
0003788279.tif 000017
【図１７】
0003788279.tif 000018
【図１８】
0003788279.tif 000019
【図１９】
0003788279.tif 000020
【図２０】
0003788279.tif 000021