CN105026883A - 缺陷检查方法以及缺陷检查装置 - Google Patents

Abstract

为了缩短缺陷图像的收集时间，缺陷检查装置具备：读出部，其读出已检测的半导体晶片的缺陷位置；第1摄像部，其在与读出的缺陷中的某一个缺陷所存在的芯片不同的芯片中，以第1倍率拍摄参照图像；第2摄像部，其以第1倍率拍摄包含读出的缺陷的第1缺陷图像；缺陷位置确定部，其比较通过第1摄像部拍摄的参照图像与通过第2摄像部拍摄的第1缺陷图像，来确定第1缺陷图像上的缺陷位置；以及第3摄像部，其基于确定缺陷位置，以比第1倍率高的第2倍率拍摄第2缺陷图像，并具有：排序部，其按照无重复地转一圈的路径顺序对读出的缺陷进行排序；以及载物台移动路径生成部，其对每个与参照图像对应的缺陷选择用于拍摄参照图像的芯片，并通过决定第1摄像部和第2摄像部中的载物台的移动位置来生成载物台移动路径。

Description

缺陷检查方法以及缺陷检查装置

技术领域

本发明涉及一种缺陷检查方法以及缺陷检查装置。

背景技术

作为观察试样来详细查看异物、缺陷的方法，例如有在专利文献1中记载的方法。其基于预先通过其他检查装置得到的检测缺陷的坐标数据来拍摄缺陷的观察像时，在存在缺陷的芯片以外的芯片的与缺陷位置对应的位置以低倍率拍摄参照图像后，使保持试样的载物台移动，以低倍率拍摄缺陷图像，并比较所述参照图像与缺陷图像，确定缺陷图像中的缺陷位置，并放大拍摄缺陷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许5018868号

发明内容

发明要解决的课题

以由检查装置检测出的所有缺陷或预先决定的数量的缺陷为对象，希望能够在短时间内执行半导体晶片上的缺陷的图像收集。

在专利文献1中公开了如下的技术，即：在拍摄缺陷的放大图像时，在与存在缺陷的芯片(缺陷芯片)不同的芯片(参照芯片)上拍摄成为缺陷图像的比较对象的参照图像，具体而言，公开了在缺陷芯片的相邻芯片上进行参照图像拍摄，或在缺陷拍摄前在一个参照芯片上事先汇总拍摄与观察对象的缺陷对应的参照图像。

在缺陷芯片的相邻芯片上进行参照图像拍摄的方法中，不论晶片内的缺陷位置，从参照图像摄像位置向缺陷图像摄像位置的移动需要1个芯片量的移动距离。基于参照图像与缺陷图像的比较的缺陷位置的确定方法，在图案设计中没有周期性的逻辑图案中是必须的方法，但在芯片尺寸大的芯片较多的逻辑IC中，前期的1个芯片量的移动距离变大，移动时间增加。此外，观察装置为扫描型电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)时，参照图像的摄像位置远离前一个缺陷位置，因此需要在拍摄参照图像前进行SEM的对焦，为此也花费时间。

在缺陷摄像前，在一个芯片上事先汇总拍摄与观察对象的缺陷对应的参照图像的方法中，参照图像的摄像位置相互接近，因此移动距离变短。但是，另一方面，参照图像的摄像位置远离缺陷摄像的位置的比例变大。此时，在参照图像与缺陷图像的比较处理中，晶片面内的工艺波动作为图像上的不同而被显著化，误确定缺陷位置的可能性变高，很难取得恰当的缺陷观察图像。

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种能够以短时间，且稳定地收集缺陷观察图像的缺陷观察像取得方法以及其装置。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本申请的结构具备：读出部，其读出预先通过检查装置检测出的半导体晶片的多个缺陷的位置；第1摄像部，其在与通过所述读出部读出的该多个缺陷中的某一个缺陷所存在的芯片不同的芯片上，以第1倍率拍摄参照图像；第2摄像部，其以第1倍率拍摄包含所述读出部读出的该多个缺陷的第1缺陷图像；缺陷位置确定部，其比较通过所述第1摄像部拍摄的该参照图像与通过所述第2摄像部拍摄的该第1缺陷图像，来确定该第1缺陷图像上的缺陷位置；以及第3摄像部，其基于通过所述缺陷位置确定部确定的该缺陷位置，以比该第1倍率高的第2倍率拍摄第2缺陷图像，并具有：排序部，其按照无重复地转一圈的路径顺序，对通过所述读出部读出的该多个缺陷进行排序；以及载物台移动路径生成部，其针对每个与参照图像对应的缺陷选择用于拍摄该参照图像的芯片，并决定所述第1摄像部和所述第2摄像部中的载物台的移动位置，由此生成载物台移动路径。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够提高缺陷位置确定的可靠性，稳定地进行缺陷观察图像的取得的缺陷检查方法以及缺陷检查装置。

附图说明

图1是本申请的实施例的结构图。

图2是图像处理部的内部结构图。

图3是晶片和芯片的说明图。

图4是表示现有的载物台移动路径的图。

图5是缺陷观察装置的裸片比较中的摄像顺序的流程图。

图6是表示实施例1的载物台移动路径的图。

图7是实施例1的效果估算结果表。

图8是实施例1的载物台移动路径生成顺序的流程图。

图9是缺陷摄像位置与参照图像摄像位置接近时的载物台移动路径生成顺序的流程图。

图10是SEM对焦实施可否控制顺序的流程图。

图11是生成的载物台移动路径的显示内容。

图12是生成的载物台移动路径的显示内容。

图13是参数输入以及载物台移动路径运算结果的显示内容。

图14是表示实施例2的载物台移动路径的图。

图15是实施例2的载物台移动路径生成顺序的流程图。

图16是表示实施例3的载物台移动路径的图。

图17是实施例3的载物台移动路径生成顺序的流程图。

具体实施方式

实施例1

图1表示本发明的缺陷观察装置的整体结构图。

本实施方式的扫描型电子显微镜100由放置晶片107的载物台106、控制从电子枪102发射的电子束101的照射光学系统、检测从试样上发射的二次电子的检测器108、检测信号的信号处理系统构成。照射光学系统由电子枪102、位于电子束101的路径上的聚光透镜103、偏转线圈104、物镜105构成。通过该光学系统使电子束101会聚在晶片107上的观察对象即缺陷所在的预定区域。通过A/D变换器109将通过检测器108检测出的二次电子变换成数字信号。变换后的数字信号被发送至图像处理部110，在图像处理部110根据需要取出存储在存储器内的数字信号，进行图像处理，进行图像内的缺陷位置的检测等。111是载物台控制器，112是电子光学系统控制部，113是装置整体的控制部，114是与控制部连接的控制终端。可以向图像处理部110或整体控制部113或控制终端114连接记录介质(未图示)，通过图像处理部110执行的程序可以从该记录介质读出，并载入到图像处理部110中。

图2表示图像处理部110的结构图。通过A/D变换器109变换成数字信号的二次电子信号经由数据输入I/F205被发送至存储器203，在存储器203作为图像数据以可读出的方式存储。通过图像处理控制部201从存储器203或所述存储介质读出图像处理程序。图像处理控制部201按照程序控制运算部202，处理存储在存储器203中的图像数据或对图像数据进行处理而得到的中间处理数据。将缺陷观察图像经由输入输出I/F200发送给整体控制部113，根据需要在图1所示的控制终端上进行图像的显示。此外，从整体控制部113经由输入输出I/F200向图像处理控制部输入针对图像处理部110的动作命令。在图像处理部110内，经由总线204进行数据的收发。

使用图3、图4、图5说明通过芯片比较，取得半导体晶片上的缺陷的高倍观察图像的现有方法。图3表示晶片300，在晶片上以格子状制作了用301所示的芯片。在该晶片上具有两个坐标系，一个是能够唯一确定晶片上的位置的晶片坐标系(X，Y)，另一个是对每个芯片定义的芯片坐标(x，y)。在不同芯片的相同芯片坐标上存在相同的电路图案。图4是放大了图3的任意一部分的图。图4的黑点是通过检查装置检测出的缺陷位置，是拍摄到缺陷图像的位置。白点是拍摄到与缺陷图像进行比较的参照图像的位置。向黑点赋予的编号n－1、n、n+1表示缺陷编号，向白点赋予的编号表示与缺陷编号对应地取得的参照图像的摄像位置。在图中省略了编号n－1的参照图像的摄像位置。以往，在与存在缺陷的芯片相邻的芯片上，在与缺陷相同的芯片坐标拍摄了参照图像后，向存在缺陷的芯片移动，取得缺陷的观察图像。

在图5中通过流程图表示该顺序。首先，将作为观察对象的晶片装载在图1所示的扫描型电子显微镜装置100的载物台106上(S501)。接着，经由整体控制部113的外部输入输出I/F(未图示)读入事先通过检查装置检测出的缺陷的缺陷坐标数据(S502)，从中针对成为观察对象的N点的缺陷，按照缺陷观察顺序对缺陷坐标进行排序，将缺陷编号设为0、1、…、N－1(S503)。在图8后述排序的细节。接着，进行晶片的调准(S504)。这是基于通过晶片上的坐标记述的缺陷坐标的位置移动了载物台106时，使作为目标的缺陷坐标的位置来到视野中央，因此晶片上的坐标使用已知的晶片上的定位标记(调准标记)，将晶片坐标与载物台坐标关联起来。

以下，对所有的缺陷重复通过顺序S500所示的一连串的顺序，取得高倍率的缺陷观察像。首先，在第n个缺陷所在的芯片的相邻芯片上，芯片坐标移动到与第n个缺陷的芯片坐标相同的位置(S506)。以后，将拍摄与观察缺陷对应的参照图像的芯片称为参照芯片，将存在成为观察对象的缺陷的芯片称为缺陷芯片。但是，参照芯片并不局限于如本例所示具有观察对象缺陷的芯片的相邻芯片。此外，不论参照芯片与缺陷芯片相同或不同，参照图像摄像位置和缺陷位置的芯片坐标是相同的。移动后，进行SEM(Scanning ElectronMicroscope：扫描型电子显微镜)的对焦(S507)，以低倍率(第一倍率)拍摄参照图像。根据基于缺陷检查装置中的缺陷检测位置的特性的误差、缺陷检查装置与扫描型电子束显微镜装置100的载物台坐标的误差、载物台106的制动误差等，未必在缺陷坐标位置存在缺陷。因此，在容许这些误差的视野中，以决定的第一倍率拍摄缺陷图像和参照图像，通过图像比较检测出缺陷位置，在检测位置以第二倍率得到缺陷观察图像。第一倍率是比第二倍率低的倍率，因此在S508将第一倍率记述为低倍率，以后，将该第一倍率表述为低倍率，将第二倍率表述为高倍率。因此，参照图像和缺陷图像中的低倍率是指能够进行图像比较的程度的相同的倍率(或者相同的视野)。

接着，移动到存在第n个缺陷的缺陷芯片(S509)，以低倍率拍摄缺陷图像(S510)。通过图像处理比较拍摄的低倍参照图像与低倍缺陷图像，确定缺陷图像内的缺陷位置(S511)。进行SEM的对焦，以使所确定的缺陷位置的焦点对准(S512)，以高倍率拍摄包含所确定的缺陷位置的区域(S513)。在S513，也可以从在S510拍摄的缺陷图像以包含所确定的缺陷位置的方式剪切缺陷的观察图像来得到缺陷监察图像。例如相当于低倍率的参照图像和缺陷图像，以多像素图像拍摄比观察图像广的视野，缺陷观察图像以包含在S511确定的缺陷位置的方式剪切以多像素拍摄的相当于低倍率的缺陷图像来得到即可。存在下个缺陷的情况下，移动到与下个缺陷对应的参照芯片，并重复以上的操作。若结束了所有缺陷观察像的取得，则从载物台106卸下晶片。

图6表示第一实施例的缺陷观察图像的取得路径。在本实施例中，拍摄低倍参照图像的芯片即参照芯片，作为具有离前一个缺陷位置最近的参照摄像位置的芯片，生成载物台移动路径。即，与缺陷编号n对应的参照芯片不是与缺陷编号n所在的缺陷芯片相邻的芯片，而是设为缺陷编号n－1所在的芯片和与该芯片相邻的8个芯片的参照图像摄像位置中的、与缺陷编号n－1的位置最近的图6所示的位置。也通过相同的思路选择与缺陷编号n+1对应的参照芯片。与缺陷编号n+2对应的参照芯片设为缺陷编号n+1所在的芯片和与该芯片相邻的8个芯片的参照图像摄像位置中的、与缺陷编号n+1的缺陷位置最近的位置，即缺陷编号n+1所在的缺陷芯片。

对于此时的载物台的移动距离，与图4的现有方法定性地进行比较。无论是图4的方法，还是图6的方法，都由缺陷间的长距离移动和缺陷与参照间的短距离移动的组合构成。现有方法中的短距离移动即从参照图像摄像位置向缺陷图像摄像位置的移动，一定需要1个芯片量的距离移动。在图4的例子中，芯片的x方向的宽度与其相当。另一方面，图6的方法中的短距离移动，即从缺陷图像摄像位置向参照图像摄像位置的移动，虽然根据场所而不同，但一定以比1个芯片短的距离的移动就够了，在短距离移动中在移动距离的合计方面本方法往往有利。关于长距离移动，在现有方法和本实施例中，对于缺陷位置和下个缺陷位置的最短距离，参照图像摄像位置都成为迂回的位置，因此需要具体问题具体分析，但长距离的移动距离的合计方面，定性地看是相同程度。

图7表示在计算机上将芯片尺寸设为5mm，150点的缺陷随机地位于300mm的晶片上，生成以最短路径沿缺陷转一圈的路径，通过图4的方法和图6的方法决定参照图像摄像位置后，计算了从缺陷到参照、从参照到缺陷的移动距离的合计和所有移动距离的合计而得到的结果。相对于图4的方法中的短距离移动(参照→缺陷)的合计为1060.7mm，图6的短距离移动(缺陷→参照)的合计为210.3mm，实现了1/5的短距离化。此外，相对于图4的方法中的长距离移动(缺陷→参照)的合计为2372.4mm，图6的长距离移动(参照→缺陷)的合计为1814.0mm，在该情况下，在长距离移动中也实现了短距离化。在移动距离的合计中，相对于图4方法的3433.0mm，在图6的方法中为2024.3mm，能够实现41％的载物台移动距离削减。除了长距离移动中的移动距离削减效果外，在短距离移动中的削减距离为850.4mm，这相当于图4方法的合计移动距离3433.0mm的24.7％。关于载物台移动的时间，因依存于载物台的硬件的控制方法差异影响，不能一概而论，但显然10％单位的合计行驶距离的降低引起载物台移动时间的合计时间的降低。

图8表示图5的500部分的载物台移动位置的生成顺序。首先，经由整体控制部113的外部输入输出I/F(未图示)读入作为信息具有由检查装置检测出的缺陷的缺陷位置(n)的缺陷坐标数据(S801)。以下，假定缺陷位置(n)表示能够唯一确定缺陷编号n的位置坐标，缺陷(n)表示缺陷编号n的缺陷。同样地，假定参照位置(n)表示能够唯一确定与缺陷编号n对应的参照图像取得位置的位置坐标。针对根据读入的缺陷坐标数据设为观察对象的N点的缺陷，在1次访问1个缺陷的条件下决定以最小距离巡回的路径(S802)。将该路径的决定称为巡回销售员问题，随着缺陷数量的增加，循环搜索成为计算困难的问题，但已知有通过提供最佳解的精确解法的分支限定法、提供准最佳解的方法之一，保证理论最小值的1.5倍以内的赫里斯托菲(Christofides)方法等实用的解法。在S802，将最初的点设为从输入缺陷编号的0至N－1中的一个n₀，用k表示路径生成后的路径顺序的缺陷编号，用n(k)表示与k对应的输入时的缺陷编号。

作为最初的缺陷(k＝0)的参照图像摄像位置即载物台位置(0)，设定有缺陷(n(0))的芯片的相邻芯片的参照位置(n(0))(S803)。接着，设定缺陷位置(n(0))作为载物台位置(1)(S804)。之后，按照路径生成后的路径顺序的缺陷编号k重复S806至S809。首先，在有缺陷(n(k－1))的芯片和相邻芯片的参照位置(n(k))，将位于离缺陷位置(n(k－1))最短的距离的参照位置(n(k))设定为载物台位置(2k)(S806)。这样选择要拍摄低倍参照图像的芯片，并生成能够在所选择的芯片拍摄低倍参照图像的载物台的移动位置即移动路径。接着，将缺陷位置(n(k))设定为载物台位置(2k+1)(S807)。若处理了所有的缺陷则结束，若尚有剩余则重复S806至S809。以下，将图8所示的处理流程整体称为最短路径生成处理800。

通过图1的整体控制部113内的运算处理部(未图示)进行以上的运算，将所决定的载物台位置(q)(q＝0，…，2N－1)记录在整体控制部113内的存储部(未图示)中。接着，在进行缺陷观察动作时，从存储部依次读出载物台位置(q)，并经由载物台控制器111使载物台106向载物台位置(q)依次移动，取得缺陷(n(round(q/2)))的低倍参照图像、低倍缺陷图像以及高倍缺陷图像。round(x)表示舍去了x的小数点的整数。

本申请的目的是使缺陷摄像位置与对应于其下一缺陷的低倍参照图像摄像位置接近，在低倍参照图像的拍摄中不需要SEM的对焦，并缩短整体的摄像时间。然而，在缺陷摄像位置与对应于其下一缺陷的低倍参照图像摄像位置极端接近的情况下，在低倍参照图像的拍摄中，因前一次拍摄中的电子束照射引起的带电的影响，需要重新调整SEM焦点。因此，需要使缺陷摄像位置与对应于其下一缺陷的低倍参照图像摄像位置的距离保持一定距离以上。图9表示满足这样的条件的载物台移动路径的生成顺序。

首先，进行图8所示的最短路径生成(S800)。在S901至S906的处理中，比较所有的缺陷摄像位置与对应于其下一缺陷的低倍参照图像摄像位置的距离和预先设定的距离d1(S901)。在S901中，载物台位置(2k－1)与缺陷图像摄像位置对应，载物台位置(2k)与低倍参照图像摄像位置对应，‖‖表示2点的距离。在该2点的近距离不到d1(或为d1以下)的情况下，将缺陷编号记录为N(m)(S902)，从在S800生成的载物台位置列表中删除该2点(S903)。从整体控制部113内的存储部(未图示)读出了设定有无操作(NoOperation)的载物台位置(q)时，整体控制部113不对载物台控制器111输出移动指令。

结束所有缺陷的处理后，存储成为删除对象的缺陷数(S908)。在S909至S912的处理中，向载物台位置的列表追加与删除的M个缺陷对应的参照位置(N(m))、缺陷位置(N(m))。参照位置(N(m))以距离最短的基准重新选择(S909)。通过实施以上的处理，能够使所有的缺陷摄像位置与对应于其下一缺陷的低倍参照图像摄像位置的距离保持d1以上。

缺陷摄像的位置基本上都远离与该缺陷对应的低倍参照图像摄像位置，因此需要进行SEM的对焦，但在该距离接近的情况下，可以省略SEM的对焦。图10表示对所有的缺陷重复S1001至S1012所示的顺序，取得高倍率缺陷观察像的顺序，并将该焦点控制顺序并入到功能上相当于图5的S500的部分。载物台位置()的表述在图8、图9中相同。

首先，移动到载物台位置(2k)即低倍参照图像摄像位置(S1001)。除了初次(k＝0)以外，由于接近前1次的摄像位置即缺陷摄像位置(2k－1)，因此不进行SEM对焦(S1002、S1003)。拍摄低倍的参照图像(S1004)，移动到载物台位置(2k+1)即缺陷图像摄像位置(S1005)。在S1008进行缺陷图像的摄像，但若此时载物台位置(2k+1)与载物台位置(2k)的距离不到预先决定的一定距离d2(或为d2以下)，则不进行SEM对焦(S1006、S1007)。并且，若载物台位置(2k+1)与载物台位置(2k)的距离不到预先决定的一定距离d3(或以下)，则不进行用于高倍缺陷图像拍摄的SEM对焦(S1009、S1010)。一般，取得高倍率图像时的焦点深度较浅，因此使d2与d3不同。接着，通过低倍参照图像与低倍缺陷图像的图像比较，确定缺陷位置(S1011)。在图10中写成串行进行S1009至S1010和S1011，但该动作能够并行进行，只要S1010的动作时间在S1011的处理时间以内，则可以始终执行S1010。以高倍率拍摄包含最后确定的缺陷位置的区域(S1012)。S1006所示的条件连续成立时，即使从最后进行了SEM对焦的位置远离也不进行SEM对焦。为了防止该情况，预先设置规定的次数，在不进行SEM对焦的次数达到了该规定次数的情况下，也可以在S1006之后强制进行SEM对焦。

图11、图12是生成的载物台移动路径的显示例。该显示显示在图1的控制终端114的显示器上。在图11、图12中都描绘了由晶片外周和芯片形成的格子。在图11中用黑点表示缺陷图像摄像位置，用白点表示参照图像摄像位置，并通过连接黑点、白点来表示移动路径。在图12中，将存在缺陷图像摄像位置的芯片表示为黑，将存在参照图像摄像位置的芯片表示为白，通过连接芯片内的摄像位置来表示移动路径。这些显示，用于移动路径生成后的确认，或在收集缺陷观察图像的过程中以能够知道载物台当前所在的位置的方式显示。图13是生成移动路径时的参数输入画面。能够输入针对图9、图10所示的距离的阈值d1、d2、d3。在图8、图9、图10中省略了说明，但在路径生成中重要的是各摄像点间的距离和其时间间隔。即，在某摄像点的非常近旁的位置存在过去的摄像点的情况下，若从该过去的摄像经过了一定时间，则由过去的摄像引起的带电等影响较少，但若是非常短的时间的过去，则过去的摄像的影响变大，需要调整摄像的顺序。相反，在某摄像点的近旁没有过去的摄像点时，即使在短时间的过去进行了过去的摄像，影响也较少。基于这样的思想，也可以进行针对摄像间隔的时间和距离的输入，考虑例如在满足将任意摄像相互间的距离和时间间隔作为变量的函数评价值的条件下生成移动路径，或以任意摄像相互间的距离和时间间隔的积不会在预先决定的值以上的方式生成移动路径，或以任意摄像相互间的距离在预先决定的距离以上、且任意摄像相互间的时间间隔在预先决定的时间间隔以上的方式生成移动路径等。

通过显示根据以上的输入值生成的移动距离和基于载物台控制参数而计算出的移动时间的模拟结果，能够确认移动距离和移动时间，并能够调整输入参数。此外，通过将图13和图11或图12一起显示，能够一边变更输入参数，一边确认生成的路径的状态、移动距离以及移动时间。

以下，对于在图1所述的缺陷观察装置和图2所示的图像处理部上实施使用图8至图13说明的缺陷观察图像的收集顺序的方法进行叙述。在图1所示的测长扫描型电子显微镜装置100中，装载具有观察对象的缺陷的晶片107并放置于载物台106上。缺陷坐标数据一并从与整体控制部113连接的外部存储介质(未图示)或与整体控制部113连接的局域网(未图示)等读入，并存储在整体控制部113的存储部(未图示)中。整体控制部113的运算部(未图示)读出所存储的缺陷坐标数据，由执行之前叙述的载物台移动路径生成顺序的计算机用程序进行处理，将载物台移动位置即路径信息存储在整体控制部113的存储部(未图示)中。与缺陷坐标数据同样地，程序也从外部输入并存储在整体控制部113的存储部(未图示)中，下次以后从存储部读出程序并执行。

放置晶片并执行了晶片的调准后，依次读出存储在整体控制部113的存储部中的载物台移动位置并执行以下操作。首先，基于读出的载物台移动位置，从整体控制部113经由载物台控制器111控制载物台106，移动载物台106以使晶片上的参照图案对应的摄像对象位置进入电子光学系统的视野。接着，根据需要通过电子光学系统控制部112控制物镜105并执行对焦后，控制偏转线圈104，通过电子束101扫描图案。将从摄像对象区域得到的二次电子通过A/D变换器109变换成数字信号，经由图像处理部110内的数据输入I/F205作为数字图像将参照图像存储在存储器203中。接着，读出存储在整体控制部113的存储部中的下个载物台移动位置，从整体控制部113经由载物台控制器111控制载物台106，移动载物台106以使晶片上的缺陷图案对应的摄像对象位置进入电子光学系统的视野。以后，与参照图像同样地拍摄缺陷图像，并将其数字图像存储在存储器203中。

通过运算部202执行存储在存储器203中的低倍参照图像与低倍缺陷图像的图像比较处理，通过图像处理控制部201检测出缺陷部位的位置。从图像处理部110向整体控制部113输出检测位置信息，整体控制部113将接收到的检测位置信息交给电子光学系统处理部112。电子光学系统处理部112将接收到的检测位置信息变换成电子光学系统的控制信息，并以此为基础，控制偏转线圈104以便在电子光学系统的视野中心捕捉缺陷。并且，为了得到所希望的观察倍率，电子光学系统处理部112控制聚光透镜103、物镜105，并根据需要控制物镜105而执行了对焦后，控制偏转线圈104，通过电子束101扫描缺陷区域。将从摄像对象区域得到的二次电子通过A/D变换器109变换成数字信号，经由图像处理部110内的数据输入I/F205作为数字图像将高倍缺陷图像存储在存储器203中。

整体控制部经由输入输出I/F200读出存储在存储器203中的缺陷观察图像即高倍缺陷图像，显示在控制终端的显示器114上，或将缺陷观察图像输出到与整体控制部113连接的外部存储介质(未图示)，或经由与整体控制部113连接的局域网(未图示)转发给上位服务器(未图示)。

也可以在控制终端114上显示图11、图12所示的载物台移动路径的显示。若是缺陷图像收集中，则通过在路径上示出当前的载物台的位置，能够确认位置和处理进展状态。

此外，若向整体控制部113读入并存储缺陷坐标数据，则能够执行载物台移动路径生成，因此使用用于路径生成的参数输入的显示画面即图13，通过各种参数计算载物台移动距离或移动时间，得到所希望的参数，并且通过将该参数存储在整体控制部113的存储部中，能够在下次以后再利用。此外，如上所述，通过将图11或图12与图13一起显示，能够在变更输入参数的同时，确认生成的路径的状态、移动距离以及移动时间。

如上所述，通过以减少SEM对焦次数为目的实现了短距离化的载物台移动路径，能够在短时间内执行晶片上缺陷的缺陷观察图像的收集。

实施例2

使用图14和图15说明本发明的第2实施例。

图14表示第二实施例的缺陷观察图像的取得路径。在本实施例中，作为拍摄低倍参照图像的芯片即参照芯片，选择前一个缺陷所存在的芯片并生成载物台移动路径。即，如图14所示，将与缺陷编号n对应的参照芯片设为缺陷编号n－1所在的芯片的参照图像摄像位置。通过相同的思路选择与缺陷编号n+1对应的参照芯片，以后也相同。

对于此时的载物台的移动距离，与图4的现有方法进行定性比较。无论图4的方法，还是图14的方法，都由缺陷间的长距离移动和缺陷与参照间的短距离移动的组合构成。现有方法中的短距离移动，即从参照图像摄像位置向缺陷图像摄像位置的移动，必定需要移动1个芯片量的距离。在图4的例子中，芯片的x方向的宽度相当于此。另一方面，图14所示的方法中的短距离移动，即从缺陷图像摄像位置向参照图像摄像位置的移动，虽然其距离根据场所而不同，但一定以比1个芯片短的距离移动就够了，在短距离移动中，在移动距离的合计中本方法往往有利。关于长距离的移动，应具体问题具体分析，但定性地看是相同程度的。

图15表示图5的500部分的载物台移动位置的生成顺序。首先，经由整体控制部113的外部输入输出I/F(未图示)读入作为信息而具有由检查装置检测出的缺陷的缺陷位置(n)的缺陷坐标数据(S1500)。根据读入的缺陷坐标数据，针对成为观察对象的N点的缺陷，决定在1次访问1个缺陷的条件下以最小距离巡回的路径(S1501)。

将最初的缺陷(k＝0)的参照图像摄像位置设为载物台位置(0)，设定有缺陷(n(0))的芯片的相邻芯片的参照位置(n(0))(S1502)。接着，设定缺陷位置(n(0))作为载物台位置(1)(S1503)。之后，按照路径生成后的路径顺序的缺陷编号k重复S1505至S1508。首先，将有缺陷(n(k－1))的芯片中的参照位置(n(k))选择为载物台位置(2k)(S1505)，并生成载物台的移动路径以便能够在所选择的芯片拍摄低倍参照图像。接着，将缺陷位置(n(k))设定为载物台位置(2k+1)(S1506)。若处理了所有的缺陷则结束，若尚有剩余则重复S1505至S1508。

为了将图9所示的顺序应用于实施例2，用图9的S800所示的步骤执行图15的全体处理即可。可以将图10所示的顺序直接应用于实施例2。此外，在实施例3中也可以共通地使用图11、图12、图13所示的显示。对于在实施例1中使用图1和图2公开的装置动作，在实施例1和实施例2中也没有不同的部分，可以通过图1和图2所示的装置来实施实施例2的顺序。

在实施例2中，除了实施例1所述的效果外，还具有如下效果：将参照图像摄像位置的选择范围限定于一个芯片，因此在路径生成时在倍增参照图像摄像芯片的选择中不需要处理多个芯片坐标，能够减少运算量。

实施例3

使用图16和图17说明本发明的第2实施例。

第二实施例的缺陷观察图像的取得路径，是作为拍摄低倍参照图像的芯片即参照芯片选择存在于前一个缺陷芯片和下个缺陷芯片之间的芯片而生成的路径。与缺陷(n)对应的参照芯片，是如图16所示位于缺陷(n－1)所在的芯片与缺陷(n)所在的芯片之间的芯片。在图16中作为一例，参照位置(n)位于有缺陷(n)的缺陷芯片和其相邻芯片上，且选择缺陷位置(n－1)与参照位置(n)的距离和参照位置(n)与缺陷位置(n)的距离之和最小的参照位置。通过相同的思路选择与缺陷编号n+1对应的参照芯片，以后也相同。

关于此时的载物台的移动距离，与图4的现有方法进行定性比较。在图4的方法中，从缺陷到下个缺陷的拍摄的移动距离，是从缺陷点出发经由偏移了1个芯片量的参照图像摄像位置，到下个缺陷点为止的距离，成为以从缺陷点到下个缺陷点为1边时的、将参照位置设为顶点的三角形的其他2边的合计距离。图16所示的方法，选择了参照位置，该参照位置赋予与从该缺陷点到下个缺陷点为1边的距离非常近的距离，距离方面不会超过图4的方法。

图17表示图5的500部分的载物台移动位置的生成顺序。首先，经由整体控制部113的外部输入输出I/F(未图示)读入作为信息而具有由检查装置检测出的缺陷的缺陷位置(n)的缺陷坐标数据(S1700)。根据读入的缺陷坐标数据，针对成为观察对象的N点的缺陷，决定在1次访问1个缺陷的条件下以最小距离巡回的路径(S1701)。

将最初的缺陷(k＝0)的参照图像摄像位置设为载物台位置(0)，设定有缺陷(n(0))的芯片的相邻芯片的参照位置(n(0))(S1702)。接着，设定缺陷位置(n(0))作为载物台位置(1)(S1703)。之后，按照路径生成后的路径顺序的缺陷编号k重复S1705至S1708。首先，选择缺陷位置(n(k－1))与参照位置(n(k))的距离和参照位置(n(k))与缺陷位置(n(k))的距离之和为最短的参照位置(n(k))作为载物台位置(2k)(S1705)，并生成载物台的移动路径以便能够在选择的参照位置(n(k))拍摄低倍参照图像。接着，将缺陷位置(n(k))设定为载物台位置(2k+1)(S1706)。若处理了所有的缺陷则结束，若尚有剩余则重复S1705至S1708。

为了将图9所示的顺序应用于实施例3，用图9的S800所示的步骤执行图17的全体处理即可。可以将图10所示的顺序直接应用于实施例3。此外，在实施例3中也可以共通地使用图11、图12、图13所示的显示。对于在实施例1中使用图1和图2公开的装置动作，在实施例1和实施例3中没有不同的部分，可以通过图1和图2所示的装置来实施实施例3的顺序。

在实施例3中，除了实施例1所述的效果外，由于参照图像摄像位置也与连接缺陷图像摄像位置和下个缺陷图像摄像位置的线段较近，因此能够使合计的移动距离最短化，能够在短时间内执行晶片上缺陷的缺陷观察图像的收集。此外，与实施例1相比，参照图像的摄像位置与缺陷图像摄像位置较近，因此很难带入由晶片上的工艺波动引起的图像变化，能够稳定地进行缺陷图像与参照图像的比较，其结果，能够提高缺陷观察像摄像的成功率。

根据通过以上实施例说明的本发明，使用比较在参照芯片上拍摄而得的参照图像与在缺陷芯片上拍摄而得的缺陷图像的方法进行使用了SEM的半导体晶片上的缺陷的观察图像的收集时，能够减少载物台的合计移动距离，并且由于参照图像的摄像位置是参照图像摄像的前一次拍摄的缺陷位置的近旁，因此不需要进行SEM的对焦，因此能够减少图像收集时间。此外，最短或准最短地生成沿所有缺陷位置转一圈的路径，因此从参照摄像位置到缺陷摄像位置的距离也存在变短的倾向，若用于图像比较的成对的参照芯片与缺陷芯片的距离在一定距离以内，则也不需要进行用于缺陷图像摄像的SEM的对焦，在参照图像与缺陷图像的比较处理中，晶片面内的工艺波动的影响变少，因此能够提高确定缺陷位置的可靠性，稳定地取得缺陷观察图像。

符号说明

100…扫描型电子显微镜装置、101…电子束、102…电子枪、103…聚光透镜、104…偏转线圈、105…物镜、106…载物台、107…晶片、108…检测器、109…A/D变换器、110…图像处理部、111…载物台控制器、112…电子光学系统控制部、113…整体控制部、114…控制终端、200…输入输出I/F、201…图像处理控制部、202…运算部、203…存储器、204…总线、205…数据输入I/F。

Claims (30)

1.一种缺陷检查方法，其特征在于，具备如下工序：

读出工序，用于读出预先通过检查装置检测出的半导体晶片的多个缺陷的位置；

第1摄像工序，用于在通过所述读出工序读出的缺陷的观察像的拍摄中，在与该缺陷所存在的芯片不同的芯片上以第1倍率拍摄参照图像；

第2摄像工序，用于以第1倍率拍摄包含该缺陷的第1缺陷图像；

缺陷位置确定工序，用于比较通过所述第1摄像工序拍摄的该参照图像与通过所述第2摄像工序拍摄的该第1缺陷图像，来确定该第1缺陷图像上的缺陷位置；以及

第3摄像工序，用于基于通过所述缺陷位置确定工序确定的该缺陷位置，以比该第1倍率高的第2倍率拍摄第2缺陷图像作为该缺陷的该观察图像，

所述缺陷检查方法还具有以下工序：

排序工序，用于按照无重复地绕一圈的路径顺序，对通过所述读出工序读出的该多个缺陷进行排序；以及

载物台移动路径生成工序，用于针对每个与参照图像对应的缺陷选择要拍摄该参照图像的芯片，并决定所述第1摄像工序和所述第2摄像工序中的载物台的移动位置，由此生成载物台移动路径。

2.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中选择要进行所述参照图像的摄像的芯片。

3.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中选择所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离为最短距离的芯片，作为要进行所述参照图像的摄像的芯片。

4.根据权利要求2所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中，选择所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离成为预先决定的距离以上的距离且最短的芯片，作为要进行所述参照图像的摄像的芯片。

5.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

将要进行所述参照图像的摄像的芯片设为所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片。

6.根据权利要求5所述的缺陷检查方法，其特征在于，

所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离不到预先决定的距离或在该预先决定的距离以下时，从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片的相邻芯片中选择要进行所述参照图像的摄像的芯片。

7.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

将所述参照图像的摄像位置所在的芯片设为在所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置与所述参照图像的摄像位置的距离和所述参照图像的摄像位置与在所述参照图像的摄像的后一次拍摄的缺陷位置的距离之和为最小的芯片。

8.根据权利要求7所述的缺陷检查方法，其特征在于，

从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中选择出所述参照图像的摄像位置所在的芯片。

9.根据权利要求8所述的缺陷检查方法，其特征在于，

当所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离不到预先决定的距离或在该预先决定的距离以下时，从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片的相邻芯片中选择出要进行所述参照图像的拍摄的芯片。

10.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成工序中，从该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和该相邻芯片中选择出在所述第1摄像工序中进行该参照图像的摄像的芯片。

11.根据权利要求10所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中，选择所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离为最短距离的芯片，作为要进行所述参照图像的摄像的芯片。

12.根据权利要求10所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中，选择所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离为预先决定的距离以上的距离且为最短距离的芯片，作为要进行所述参照图像的摄像的芯片。

13.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成工序中，将在所述第1摄像工序中进行该参照图像的摄像的芯片设为该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片。

14.根据权利要求13所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离不到预先决定的距离或在该预先决定的距离以下时，从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片的相邻芯片中选择出要进行所述参照图像的摄像的芯片。

15.根据权利要求1所述的缺陷检查方法，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成工序中，将在所述第摄像图像中该参照图像的摄像位置所在的芯片设为该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置与该参照图像的摄像位置的距离和该参照图像的摄像位置与该参照图像的摄像的后一次拍摄的缺陷位置的距离之和为最小的芯片。

16.根据权利要求15所述的缺陷检查方法，其特征在于，

从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和其相邻芯片中选择出所述参照图像的摄像位置所在的芯片。

17.根据权利要求16所述的缺陷检查方法，其特征在于，

当所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置的距离不到预先决定的距离或在该预先决定的距离以下时，从所述参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片的相邻芯片中选择出要进行所述参照图像的摄像的芯片。

18.根据权利要求1至17中的任一项所述的缺陷检查方法，其特征在于，

当所述参照图像的摄像位置与所述参照图像的摄像的后一次拍摄的缺陷位置的距离不到预先决定的距离或在该预先决定的距离以下时，在所述参照图像的摄像的后一次拍摄的缺陷位置不进行SEM的对焦。

19.根据权利要求1至17中的任一项所述的缺陷检查方法，其特征在于，

具有输入与摄像相互间的距离和时间间隔对应的值的工序。

20.根据权利要求19所述的缺陷检查方法，其特征在于，

根据摄像相互间的距离和时间间隔计算的评价值满足根据权利要求19所述的输入的距离和时间间隔计算的基准值。

21.根据权利要求19所述的缺陷检查方法，其特征在于，

摄像相互间的距离和时间间隔的积在权利要求19所述的输入的距离和时间间隔的积以上。

22.根据权利要求19所述的缺陷检查方法，其特征在于，

摄像相互间的距离在权利要求19所述的输入的距离以上，时间间隔在权利要求19所述的输入的时间间隔以上。

23.根据权利要求1至17中的任一项所述的缺陷检查方法，其特征在于，

具有将所述生成的路径显示在晶片图上的工序。

24.根据权利要求1至17中的任一项所述的缺陷检查方法，其特征在于，

具有在显示有所述生成的路径的所述晶片图上显示缺陷摄像中的摄像位置的工序。

25.根据权利要求19所述的缺陷检查方法，其特征在于，

通过权利要求19所记载的与摄像相互间距离和时间间隔对应的输入值的变更，变更在所述晶片图上显示的所述生成的路径。

26.根据权利要求1至25中的任一项所述的试样的观察方法，其特征在于，

通过扫描型电子显微镜进行所述摄像。

27.一种缺陷检查装置，其特征在于，具备：

读出部，其读出预先通过检查装置检测出的半导体晶片的多个缺陷的位置；

第1摄像部，其在通过所述读出部读出的缺陷的观察像的拍摄中，在与该缺陷所存在的芯片不同的芯片上以第1倍率拍摄参照图像；

第2摄像部，其以第1倍率拍摄包含该缺陷的第1缺陷图像；

缺陷位置确定部，其比较通过所述第1摄像部拍摄的该参照图像与通过所述第2摄像部拍摄的该第1缺陷图像，来确定该第1缺陷图像上的缺陷位置；以及

第3摄像部，其基于通过所述缺陷位置确定部确定的该缺陷位置，以比该第1倍率高的第2倍率拍摄第2缺陷图像作为该缺陷的该观察图像，

所述缺陷检查装置还具有：

排序部，其按照无重复地转一圈的路径顺序，对通过所述读出部读出的该多个缺陷进行排序；以及

载物台移动路径生成部，其针对每个与参照图像对应的缺陷选择要拍摄该参照图像的芯片，并决定所述第1摄像部和所述第2摄像部中的载物台的移动位置，由此生成载物台移动路径。

28.根据权利要求27所述的缺陷检查装置，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成部中，从该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片和该相邻芯片中选择出要通过所述第1摄像部进行该参照图像的摄像的芯片。

29.根据权利要求27所述的缺陷检查装置，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成部中，将通过所述第1摄像部进行该参照图像的摄像的芯片设为该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷所存在的芯片。

30.根据权利要求27所述的缺陷检查装置，其特征在于，

在所述载物台移动路径生成部中，将所述第摄像图像中该参照图像的摄像位置所在的芯片设为该参照图像的摄像的前一次拍摄的缺陷位置与该参照图像的摄像位置的距离和该参照图像的摄像位置与该参照图像的摄像的后一次拍摄的缺陷位置的距离之和为最小的芯片。