JP2000031233A - 欠陥位置を呼び出す方法およびそれを適用した装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画面上でセルピッチを指定し、セル個数での指
定位置の呼び出しを容易にする。 【解決手段】観察時に画像処理系に取り込んだマット部
の画像からセルのピッチを指示し、さらに移動量をセル
の個数で指定し、その個数にセルのピッチを乗じた距離
だけ視野を移動することにより所望のセルを視野内に呼
び出すようにして、作業者の手動作業をを支援する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体に関連する試
料上の欠陥検出技術に係り、特に検出した欠陥を観察装
置上で呼び出す際の作業性を向上させるのに好適な方式
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体の開発、製造分野では
製造途中あるいは製造後の製品上に発生する欠陥を検出
し、それを分析、解析することが広く行われてきた。特
にこれらの結果を製造および設計プロセスにフィードバ
ックすることは、製品の品質向上、製造歩留まり向上に
とって欠かすことのできないプロセスである。

【０００３】このため、欠陥を製品上で検出し、検出さ
れた欠陥を観察装置（レビュー装置）にかけ、欠陥が検
出された座標位置を呼び出して観察すること（以下、レ
ビュー）は極めて日常的な業務である。

【０００４】この場合、被検査試料は２次元的な平面基
板であるため、検出位置座標は２次元の座標（多くの場
合Ｘ，Ｙ座標）として記憶され、レビューに用いられ
る。

【０００５】また、半導体分野における製品は、微細化
の極限を追求して製造されるものが多く、正常部分と欠
陥部分の境界が特に外観検査の場合に微妙なものとなっ
ている。このため、自動外観検査装置で検出された結果
には少なからぬ虚報（検査装置によって欠陥と判定され
た正常部分）が含まれる。そこで、検出結果をレビュー
し、正しく検出された欠陥の状況を確認することは不可
欠な手順となっている。

【０００６】また、欠陥位置の呼び出しは検出座標だけ
でなく、試料上のパターンの特徴を指し示して行われる
場合もある。これは、分析のために半導体ウェハ（以
下、ウェハ）の一部分を割って分析装置にかけたり、あ
るいはウェハ上で検出された欠陥に対応する位置をホト
マスク上で呼び出す場合など、座標系の連続性が保てな
い場合にとられる手段である。

【０００７】この場合の多くは、半導体メモリ上の１記
憶単位（１ビット）に対応するセルと呼ばれる繰り返し
回路パターンの、ＬＳＩチップの端部からの個数を指定
することにより行われる。個数を正確にカウントするこ
とは、かなり困難な作業だが、これをイオンビーム式分
析装置上で自動化した例が特開平５−６２６３８号公報
に示されている。

【０００８】さて、上記の機能を実現するため、多くの
自動外観欠陥検査装置（以下、検査装置）上では検出結
果の観察機能が実現されている。例えば、特開平７−７
２０９３号公報には、半導体製造に用いられるホトマス
クやレチクルを対象として欠陥を光学的手段で検出し、
その結果を同一装置、同一光学系により観察、確認する
機能を有する装置の一実施例が示されている。また、特
開昭６０−２１８８４５号公報には半導体ＬＳＩを対象
として、欠陥を光学的手段で検出し、その結果を同一装
置内の別な電子光学系により観察、確認する機能を有す
る装置の一実施例が示されている。また、また、特開昭
５８−３３１５４号公報には半導体ＬＳＩを対象とし
て、欠陥を光学的手段で検出し、その結果を同一または
検出情報を別装置へ転送し、別な電子光学系により観
察、確認する機能を有する装置の一実施例が示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のごとく、半導体
メモリ上のセルと呼ばれる繰り返し回路パターンの、Ｌ
ＳＩチップの端部からの個数を指定することにより検出
欠陥の位置を指示される場合に、そのカウントの困難さ
から、作業性を著しく損なうものとなっている。この問
題については自動化によるアプローチがあるものの、作
業の性質上（分析／解析が多い）自動化とはなじまず、
むしろ作業者の手動作業をを支援する機能の考案が求め
られている。

【００１０】さらに、この指示方法ではセルの個数だけ
でなく、指定するセルが所属するマット（セルが連続し
て配置され、通常周辺回路とよばれるセンスアンプやサ
ブワードドライバが存在する領域に囲まれた単位領域）
が、チップ内でどの位置にあるかを指定することも必要
である。このためにはチップ全体が見渡せることが重要
であるが、解像度が重要視される観察光学系は顕微鏡の
構成を一般にとるため、視野を広くすることには限界が
ある。このため、容易にマット部を指定できるように、
チップ全体が見渡せる考案が求められている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】観察時に画像処理系に取
り込んだマット部の画像からセルのピッチを指示し、さ
らに移動量をセルの個数で指定し、その個数にセルのピ
ッチを乗じた距離だけ視野を移動することにより、所望
のセルを視野内に呼び出すようにして、作業者の手動作
業をを支援する。

【００１２】また、観察系から画像処理系に取り込んだ
複数の平面位置での画像をつなぎ合わせることで、チッ
プ全体またはウエハ全体の画像を擬似的に作成し、その
画像上で作業者が指示することにより容易にマット部を
指定できるようにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１４に本発明を実施するのに好
適な異物検査装置の一形態を示す。

【００１４】試料ホルダ２上に基板上の被検査試料１が
載置されている。ここでは被検査試料の一例として半導
体ウェハやホトマスクなどを想定しており、以下ウェハ
と称する。試料ホルダ２はそれに接続されているＺ軸ス
テージ３、Ｘ軸ステージ４、Ｙ軸ステージ５により位置
決めされる。Ｘ，Ｙ軸ステージは、主として検査時の走
査に使用（ウェハより狭い検出光学系をウェハ全面にわ
たりＸ，Ｙ走査することによりウェハ全面の検査を行
う。ｒ−θ走査の検査装置ではこの部分はｒ−θステー
ジとなる。また、Ｚステージはウェハの被検査平面を検
出光学系２４や観察光学系２２の焦点に合わせるために
主として用いられる。

【００１５】各ステージにはＹ軸ステージ用エンコーダ
６、Ｘ軸ステージ用エンコーダ７、Ｚ軸ステージ用エン
コーダ８が取り付けられ、各座標がステージ制御系１１
から読みとれるようになっている。尚、本発明中では、
高さ方向をＺ、変面内の移動のうち検査位置と観察位置
との移動方向をＹ、それと直行する方向をＸと呼ぶこと
とする。

【００１６】検査時のＺ座標の制御は検査光源２３から
の反射光を自動焦点用センサ１０にて読みとる構成のも
のを示したが、ウェハの像または投影された縞パターン
のコントラストを求めるものなど他の方式でも構わな
い。センサの出力は自動焦点制御系９で処理され、Ｚ軸
の位置が調節される。

【００１７】また検査時には自動焦点の必要がない検出
方式の場合には、本処理系は自動焦点制御としてではな
く、検出時の被検査試料面の高さを測定する機構として
機能する。

【００１８】本実施例では、検査視野全体を一つのＺ軸
高さとして取り扱う方式について記述してあるが、ウェ
ハの中には検査視野内で著しく、（数μm）高さが異な
る構造のものもあり、検出時の高さを精密に記録するた
めには、視野内の複数の点でＺ高さ計測を行える構成に
してあるものが望ましい。

【００１９】欠陥検出用センサ１２からの出力は、欠陥
検出処理系１３にて処理、判定される。欠陥と判定され
るとＸ，Ｙ，Ｚ欠陥座標と欠陥の特徴量（例えば大きさ
など）が欠陥メモリのあるワークステーション１４へ送
られ、記憶される。

【００２０】ワークステーション１４にはマウスやトラ
ックボール等のポインティングデバイス１５が接続さ
れ、後述の各種設定機能で用いられる。また、検出欠陥
確認用ディスプレイ１６と動作条件表示／入力用ディス
プレイ１７が接続されている。これらのディスプレイは
一つのディスプレイの画面をウィンドウ等で分割表示し
て、兼用するものであってもよい。

【００２１】一方、観察時には検査ステージは観察用位
置２５に移動する。これはそれぞれの光学系の構成上、
検出光学系と観察光学系が同一の光学系を兼用できない
か、あるいは同一の位置に配置できないかにとられる手
段であるが、兼用あるいは配置ができるのであればその
ようにするのが望ましい。また、より詳細な観察のため
には別の光学レビュー装置や走査電子顕微鏡（以下、Ｓ
ＥＭ）によるレビュー装置を用いるのが望ましいが、こ
の場合は、観察位置２５が別な装置上に位置すると解釈
すればよく、本発明の本質を何ら変えるものではない。

【００２２】観察用焦点機構制御系１８は欠陥検出時に
記憶されたＺ軸高さに基づき観察光学系の焦点位置を移
動するように観察用焦点系駆動機構２１を制御する。図
中では観察用光学系のレンズを移動するタイプを示した
が、試料ステージがＺ軸機構を有する場合にはＺ軸ステ
ージを直接制御するものであってもよい。

【００２３】観察照明系２０には落射照明を用いるのが
一般的だが、欠陥の確認を容易にするために暗視野照明
にしてもいいし、レーザによる斜方照明を用いてもよ
い。観察画像は光路の分岐や切り替えにより、直接目視
で見る機能があってもよいが、主に本発明に関連する観
察の場合には、観察用画像センサ１９（例えばＴＶカメ
ラ）により撮像される。

【００２４】その像は観察用焦点機構制御系１８により
焦点合わせ（本発明においては補助的なものとなる）、
検出欠陥確認用ディスプレイ１６に用いられるほかワー
クステーション１４上の画像処理系へ送られる。

【００２５】図２には被検査試料基板２６上に多層薄膜
がある場合の検出状況を示している。図中ａ）では、被
検査試料の下層薄膜層２７のうえに被検査試料の上層薄
膜層２８がありその表層に異物等の欠陥２９がある。そ
の一方で、図中ｂ）では下層薄膜層２７と上層薄膜層２
８との層間に異物等の欠陥３０がある。また、それぞれ
の薄膜が検出光の波長において透明であることはしばし
ばあることである。

【００２６】さて、欠陥検査中に表層と層間のどちらに
焦点を合わせて欠陥が検出されたのかは従来の装置では
知ることはできず、正しい観察位置に呼び出したとして
も気が付かないうちに正常部の誤検出として処理される
か、Ｚ高さを変化させて観察を行い、異物等の欠陥を探
さなくてはならなかった。

【００２７】本発明によれば、検出時のＺ高さも記録さ
れるので、観察時に検出された異物等の欠陥の位置にＺ
高さも含めて位置決めされるので、誤判定や誤判定を防
ぐための高さ方向への探索が省け、レビューの効率が著
しく向上する。

【００２８】図３では欠陥検出処理回路のブロック図の
一例を示す。欠陥が検出されたという欠陥判定信号３５
がはいると、欠陥検出位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標などの欠陥
検出座標情報３６が検出欠陥メモリ３３へ送られる。同
時に、欠陥検出信号３４や設計上での検出位置を欠陥属
性処理系３２にて処理して得られる検出欠陥の特徴量
（欠陥からの検出光量や検出欠陥のサイズ、欠陥の致命
性など）が同じく検出欠陥メモリ３３で記憶される。

【００２９】検出欠陥情報制御系３７は検出欠陥メモリ
上の検出欠陥結果情報を必要に応じて、磁気または光ま
たは光磁気記録媒体等の記憶媒体３８に記録したり、デ
ィスプレイに出力したり、あるいはネットワークインタ
ーフェイスを介して欠陥検出結果情報３１を他の装置
（例えばレビュー装置）へ送信する。

【００３０】本発明では欠陥の検出座標をＸ，Ｙ，Ｚで
検出されるので、欠陥検出結果のリストにはＸ、Ｙ座標
のほかにＺ座標を表示させることもできる。Ｚ座標は被
検査試料の断面構造中で、欠陥が存在する位置を示すデ
ータでもあり、断面構造の設計図面と照らし合わせるこ
とにより、欠陥の致命性を判定することもできる。４図
ａ）は検出欠陥リストの表示画面（Ｚ座標付き）４１を
表す。もっとも、Ｚ座標はレビューの時に装置が必要と
する内部データだとも考えられ、表示画面には出さなく
するように選択してもよい。４図ｂ）は検出欠陥リスト
の表示画面（Ｚ座標なし）４２を示す。また同図ｃ）は
上記２つの表示方法を切り替える表示条件の設定画面４
３であり、ポインティングデバイスで操作されるポイン
タカーソル４４で切り替えている様子を示している。

【００３１】図５では誤差としての傾きのあるＹ軸ステ
ージ５２上の試料ステージの状況を示しており、欠陥検
出時の位置にある試料ステージ５３と観察位置にある試
料ステージ２５とではδＹだけ高さが異なる。この場
合、検出時のＺ高さでは観察時に合焦しない可能性があ
るが、あらかじめδＹを測定しておき、オフセット量と
することで、補正することができる。また、観察光学系
２２の取り付け自身をオフセットさせてしまうことでも
よい。

【００３２】図６ではＺ軸に傾きがある場合の状況を示
している。同図ｂ）ではＺ軸が傾いていない場合のＸ／
Ｙ軸変動確認視野６３に示すようにアライメントマーク
６４は視野中心にあり、Ｚ高さを変化させても視野中心
に位置するが、誤差としてのＺ軸の傾きがある場合に
は、図６ａ）にある状態からｃ）の状態にＺ軸高さを変
化させると、Ｚ軸が傾いている場合のＸ／Ｙ軸変動確認
視野６５で示されるように、変動後のアライメントマー
ク６６は元の位置に対してＸ方向にδＺＸ，Ｙ方向にδ
ＺＹ変移する。

【００３３】このため、記憶したＸ，Ｙ，Ｚ座標を呼び
出した場合において、前述のＹ軸ステージの傾きである
とか、あるいは観察系が別装置であるために、Ｚ軸座標
に補正量を載せて移動させた場合、欠陥が呼び出した位
置に存在しないことも出てくる。そこで、あらかじめ、
Ｚ軸を一定量移動させた場合のδＺＸ，δＺＹを測定し
ておき、Ｘ，Ｙ座標を補正することが考えられる。図６
ｅ）では、その誤差としてのＺ軸の傾きによるＸ／Ｙ座
標の変動量を入力する装置条件設定画面６２を示す。こ
の変動量の測定は、同図ｂ）に示すようなアライメント
マークを用いて容易に自動測定することができるが、試
料の条件によっては手動で設定したほうが精度よい場合
もあり、その選択ができるように画面では示してある。

【００３４】図７では試料を走査したときのＺ軸の変化
が、試料ホルダーの面の傾きと、試料自身の厚みの変化
で起きている様子が示してある。一般に、同一の検査装
置内での合焦点位置の変化は、もっぱらこれらの原因に
よるものであり、このうち、試料自身の厚みの変化は半
導体関係の試料の場合にはかなり小さい。従って、試料
ホルダー面での傾きをあらかじめ測定しおくと、合焦の
位置となるＺ高さを知らなくとも焦点を合わせることが
できる。図８ａ）は、試料ホルダー面の傾きを測定した
結果の例８１を３次元的に図示したものである。

【００３５】同図ｂ）はａ）の結果から、試料ホルダー
面のＺ高さを補完して生成した曲面８２の一断面であ
り、これに従って、Ｘ，Ｙ座標からＺ高さを制御する。
ただし、実際には試料の厚みの変化もあり、Ｘ，Ｙの変
化量によっては、実際の試料８３とのＺ高さの誤差が無
視できなくなる場合もある。この場合には、観察系２４
での焦点ぼけで気が付くので、手動で調節し補正曲面か
ら実際試料面への移動８４させ、その調節量δｔだけ試
料ホルダー曲面をオフセットさせた移動後の補正曲面８
５に従って制御を行う。

【００３６】ただし、この機能は試料の厚みの短い周期
での変動が激しい場合にはかえって誤作動する場合があ
り、図９に示すごとく、Ｚ軸オフセットの補正選択画面
９１にて、機能の停止、実行が選択できるようにすべき
である。

【００３７】また、この機能を用いると、検出とレビュ
ーを異なる装置で行う場合に、Ｚ座標を呼び出す精度の
向上をはかることができる。上記ホルダー面の傾きとい
うのは装置固有のものであり、このため、傾きが無視で
きないほど大きい場合には、いくら検出Ｚ座標情報を送
っても、別な装置ではそのＺ位置を再現できない。そこ
で、受け取ったＺ座標をレビュー装置側でレビュー装置
の試料ホルダー面の傾きに合わせて補正する必要があ
る。

【００３８】これは、送り出す前に検査装置側の試料ホ
ルダー面の傾きの影響、および各装置の原点の違いによ
るオフセットを除去したＺ軸座標を送り出してもよい。
そして、レビュー装置側では、その装置の試料ホルダー
の傾きだけを補正する。または検出Ｚ座標そのものと、
装置固有のオフセット量、そして試料ホルダー面の傾き
量を送るのでもよい。または、各装置の固有量はあらか
じめレビュー装置に持たせておいてもいいし、ネットワ
ークサーバーが持っていてもよい。

【００３９】図１０はメモリＬＳＩ上のマット部分の検
出欠陥をレビューしている状況を示している。メモリＬ
ＳＩ中のセルが連続しているマット部分では、非常に微
小な欠陥でも致命的となることが多く、検査装置で検出
しなければならない欠陥は非常に微細であり、このた
め、レビュー時に欠陥を確認する作業も困難を伴う。

【００４０】図１０ａ）はひとつのセル１０１がピッチ
Ｐｓで連続して存在し、そのうちのひとつに欠陥１０２
が発生している様子を示している。呼び出されている位
置は（Ｘｍ，Ｙｍ）であり、この座標は、検査装置の座
標管理の精度等によりある程度のおおまかな値となるこ
とが多い。そして、欠陥位置が不明確なこのままでは、
さらに高倍（このため視野が狭い）な観察を行うことは
できず、詳細な欠陥の解析を行うこともできず、検出結
果は単に披検査試料上の欠陥の個数を示すモニタ値を表
すにすぎない。

【００４１】同図ｂ）はａ）自身の画像をセルピッチ分
移動し（ここでは図面横方向に移動したが、これは縦方
向でもよいし、斜め方向でもよい）、反転した画像であ
る。同図ｃ）はａ）とｂ）の画像を加算した様子を示し
ている。反転の加算であるからａ）とｂ）の差画像を表
しているが、両者の画像の差違１０４または１０３が現
れている。どのセルも欠陥部分をのぞいて同一の形状を
なしているので、両者の差違は欠陥部分を表している。
ただし、差異は二つの画像で欠陥の位置が移動している
ため、１個の欠陥に対し２個生じる。ｃ）中ではポイン
タカーソルにより欠陥と思われる箇所を指示し、欠陥候
補位置に欠陥あるいは欠陥位置候補マーク１０５を発生
させた様子を示す。

【００４２】ｄ）はこの候補である２点を拡大し、一方
が欠陥であることを確認した様子を示している。このと
きの座標は（Ｘｄ、Ｙｄ）であり、より精度の高い座標
が得られたことになる。これにより、欠陥の解析や、さ
らにはＳＥＭ等の高倍な装置にかけたり、イオンビーム
装置による分析にかけたりできるようになる。

【００４３】図１１ａ）は図１０でセルをシフトさせた
移動量を指定する画面である。このように設計上の数値
を入力する方法もあるが、設計データが必要となり、現
場向きではない。そこで、同図ｂ）では、確認画像上で
ポインタカーソルでセルピッチ指示ポインタ（基準）１
１３とセルピッチ指示ポインタ（参照）１１２により、
セルのピッチを表している箇所を指定し、シフト量をも
とめてセルピッチ表示／入力ウィンドウ１１１上にセル
のピッチを表示したものである。このようにすれば、設
計データがなくともセルのピッチの指定が可能である。
また、このときの計測精度を向上させるには、複数のセ
ルピッチを計測し、平均をとってもいいし、数個分のセ
ルピッチに相当する長さを指定し、個数で割ってもよ
い。

【００４４】図１１ｃ）はセルをシフトさせて差画像を
求めたところ、微少なアライメント誤差が発生し、アラ
イメント誤差による虚報１１４，１１５が発生している
様子を示している。そこで、シフト量の微調整が必要と
なり、セルシフト量微調整表示／入力ウィンドウ１１６
上の微調ターゲットハンドル１１７をポインティングカ
ーソルでドラッグし、手動操作にて微調整量を指示す
る。このときのターゲットハンドルのドラッグ量とシフ
ト量の対応は、微動設定指示ボタン１１８や粗動設定指
示ボタン１１９などで変更できるようにしておくとよ
い。

【００４５】図１２ａ）は被検査試料上の回路パターン
１２１に付着した異物１２２の断面図を示している。こ
のように回路パターンと異物等の欠陥では、その高さが
異なるため、合焦となる高さが異なる。また、材質の違
い、すなわち材料の持つ屈折率の差によっても合焦とな
る位置が異なる。同図ｂ）では回路パターン１２３が合
焦となり、同図ｃ）では異物等の欠陥が合焦となってい
る。合焦の状態では、暗い部分はもっとも暗くなり、明
るい部分はもっとも明るくなり、コントラストが最大と
なる。合焦からずれるに従い、両者は中間の値へと収束
し、コントラストが低下する。

【００４６】図ｄ）はその様子を示したグラフであり、
横軸は高さを、縦軸は画像の明るさを示している。回路
パターンの明るさは、合焦位置で明るくなるパターンか
らの検出信号１２７、合焦位置で暗くなる回路パターン
からの検出信号１２８のように振る舞い、Ｚ軸高さＺｆ
においてコントラストが最大となる。また、異物等の欠
陥の明るさは合焦位置で暗くなる異物からの検出信号１
２６合焦位置で明るくなる異物からの検出信号１２９の
ように振る舞い、ＺｆからΔＦだけずれた高さでコント
ラストが最大となる。

【００４７】そこで、高さを変えた複数の画像を取り込
み、その結果から各点のコントラストまたは明るさの変
化の極大・極小を求めることにより、各点での合焦位置
を表示したのが図１３である。合焦位置の表示方法には
３次元的なグラフでの表示もあるが、ここでは、一例と
して、観察画像との対応を良くするために、２次元的に
マッピングし、高さの差は疑似カラーまたは濃淡で表示
１３１している。そして、正常部分での高さがゼロとな
るように、コントラスト最大高さ表示メニュー画面１３
３中の疑似カラー設定メニュー１３４において、疑似カ
ラー設定条件ポインタ１３５をポインティングデバイス
で操作して調整している。

【００４８】図１はセル個数で座標が指定された位置
（例えば『マット部の左上から横に３６個め、縦に２１
個め』）を呼び出す場合の方法について説明している。
このような指定の方法は、不良解析の場合になどに多く
見られるが、数えるべき個数が多くなる傾向があるの
と、数えるべきセルの形状が全く同一なため、数え間違
いがおきやすく、そのため多大な時間を所望地点の呼び
出しだけに費やさなくてはならない場合がしばしばあ
る。

【００４９】同図ａ）はマット部の左上が先ず呼び出さ
れている。ここで、横方向、縦方向のセルピッチを図１
１と同様の手法で入力する。Ｘ方向セルピッチ指示ポイ
ンタ１４１とＹ方向セルピッチ指示ポインタ１４２でピ
ッチを入力するが、今回は図１１の場合と異なり、移動
量が大きいので、被検査試料のθ（試料平面内での回
転）アライメントがずれている場合も予測し、セル整列
傾き指示ポインタ１４３を用いて、セルパターン１４４
の列の一辺に合わせたカーソルラインをポインティング
デバイスで引き、このカーソルラインの傾きからθ方向
の補正を行う。結果はセルピッチ量表示／入力ウィンド
ウ１４５で確認、またはここから数値で直接入力され
る。そして、移動セル個数入力／表示ウィンドウ１４６
で移動量を入力し、セルピッチと個数の積だけ視野が移
動する。呼び出されたセルには目的セルパターン表示マ
ーク１４８が表示され、視認性を良くされる。

【００５０】この種の作業は、各種顕微鏡間でやりとり
されることが多く、また、ホトマスクとウェハなど左
右、上下が反転するプロセスを経る場合などがある。こ
のため、個数での（相対的な）移動量の指示は、座標系
の間違いをしばしば引き起こす。作業者は、個数の移動
を行っても所望の位置が呼び出されない場合には、各種
の座標系の間違いの可能性について検討しなくてはなら
ず、作業の効率を低下させていた。そこで本発明では、
座標系の変換ボタン、移動量の反転ボタン１４７をクリ
ックすることにより容易に各種の、座標系の変更を瞬時
に行い、可能性を検討できるようにし工夫し、作業性を
高めることとした。

【００５１】以上、図１６に示すように入力画像１６０
１からセルピッチ１６０２を求め、それと所望の移動量
をあらわす移動セル個数１６０４とから、移動量１６０
５を決定する。

【００５２】次に、マット部の指定の仕方について述べ
る。マット部はセル一つと比較するとずっと大きな領域
であり、セルと同様の指定の仕方ができないことはない
ものの、少なからぬ困難を伴う。図１５ａ）は観察光学
系に用いられることの多い顕微鏡の対物レンズについ
て、その倍率と一般的な視野サイズを示したものであ
る。表に示される視野サイズに対し、同図ｂ）に示され
るごとく半導体ＬＳＩのチップサイズは対物レンズの視
野サイズの数倍以上の大きさをがあり、そのスケールの
レベルでメモリＬＳＩのマット部分１５１、メモリＬＳ
Ｉの周辺回路部分１５２が存在する。他の光学装置、例
えば写真カメラのレンズなどは十分に大きな視野を有し
ているが、目的の異なる光学装置のレンズ同志を一つの
光学系で切り替えて共有することは好ましくなく、また
不都合も生ずる。

【００５３】そこで、本発明では、図ｃ），ｄ）に示す
ごとく、対物レンズの視野で、視野の位置を移動して複
数の画像をその視野位置とともに取り込み、同図ｅ）の
ごとく画像処理系の画像メモリ上で合成して広視野の画
像（マクロ画像）を作成、これを表示する。マクロ画像
上で、ポインティングデバイス等で所望のマット部を指
定、そこから視野位置を逆算し、所望のマット部を対物
レンズの視野位置に呼び出すこととした。

【００５４】また、同図ｃ），ｄ）の取り込みを高倍率
の画像で行うと、取り込みに必要な時間と必要な画像の
メモリ量は増加するものの、詳細なセルの観察までメモ
リ上の画像主体で電子ズーム的に行うことができる。

【００５５】また、マクロ画像を用いると、検査の際
の、検査領域、ネガウィンドウ、チップ間隔等の各種設
定が設計図面からではなく、チップの画像で直接指示で
きるようにもなる。これは他品種少量生産のホトマスク
等の場合により大きな効果を奏する。

【００５６】以上、図１７に示すように、視野位置１７
０１から位置位置１７０９まで移動して入力した画像１
７１１から画像１７１４までをそれらの入力位置と関連
づけて合成画像（擬似的な広視野画像）１７２０を作
成、それを表示画面領域１７２２に合わせた解像度まで
縮小した画像データ１７２１を作成し、表示を行う。

【００５７】

【発明の効果】観察時に画像処理系に取り込んだマット
部の画像からセルのピッチを指示し、さらに移動量をセ
ルの個数で指定し、その個数にセルのピッチを乗じた距
離だけ視野を移動することにより、所望のセルを視野内
に呼び出すようにして、セルの個数で位置が指定された
指示の場合でも、作業者が容易に所望のセルを呼び出
せ、作業性が向上する効果を奏する。

【００５８】また、観察系から画像処理系に取り込んだ
複数の平面位置での画像をつなぎ合わせることで、チッ
プ全体またはウエハ全体の画像を擬似的に作成し、その
画像上で作業者が指示することにより、容易にマット部
を指定できるようにし、作業者が容易に所望のマットを
呼び出せ、作業性が向上する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実現した装置の一実施例である画像を
示す図。

【図２】検出される表層異物と層間異物を説明する断面
図。

【図３】Ｘ，Ｙ，Ｚ座標を異物データとして処理する検
出系を説明するブロック図。

【図４】検出欠陥リストの表示画面の一例を示す図。

【図５】誤差としてのステージの傾きが観察におよぼす
影響を説明する図。

【図６】傾きを持ったＺ軸ステージによりＸ、Ｙ軸座標
が変動することを説明する図。

【図７】試料ホルダー面の傾きと試料の厚みの変化がＺ
高さに及ぼす影響を説明した図。

【図８】試料ホルダーの傾きの補正を説明する図。

【図９】補正機能のオンオフを説明する図。

【図１０】セルシフト画像の差分により欠陥の確認性を
向上させる様子を説明する図。

【図１１】セルシフトのアライメントの微調整を行う画
面。

【図１２】異物の確認性を向上させる様子を説明する
図。

【図１３】コントラスト最大高さの表示方法の設定画
面。

【図１４】異物等の欠陥検査装置。

【図１５】視野の狭い対物レンズでマクロ画像を示す
図。

【図１６】セルピッチの移動を行うブロック図。

【図１７】合成画像を得るためのブロック図。

【符号の説明】

１…被検査試料、 ２…試料ホルダー、 ３
…Ｚ軸ステージ、４…Ｘ軸ステージ、 ５…Ｙ軸ステー
ジ、６…Ｙ軸ステージ用エンコーダ、 ７…Ｘ軸ステー
ジ用エンコーダ、８…Ｚ軸ステージ用エンコーダ、 ９
…自動焦点制御系、１０…自動焦点用センサ、
１１…ステージ制御系、１２…欠陥検出用センサ、
１３…欠陥検出処理系、１４…ワークステーショ
ン、 １５…ポインティングデバイス、１６…検出
欠陥確認用ディスプレイ、１７…動作条件表示／入力用
ディスプレイ、１８…観察用焦点機構制御系、 １９
…観察用画像センサ、２０…観察用照明系、２１…観察
用焦点系駆動機構、２２…観察光学系、 ２３…欠陥検
出用照明系、２４…検出光学系、２５…検出欠陥観察位
置にある試料ステージ、２６…被検査試料基板、
２７…被検査試料の下層薄膜層、２８…被検査試料
の上層薄膜層、 ２９…表層異物、３０…層間異物、３
１…欠陥検出結果情報、 ３２…欠陥属性処理
系、３３…検出欠陥メモリ、 ３４…欠陥検出
信号、３５…欠陥判定信号、３６…欠陥検出座標情報、
３７…検出欠陥情報制御系、３８…記憶媒体、 ３９
…ネットワークインターフェイス、４１…検出欠陥リス
トの表示画面（Ｚ座標付き）、４２…検出欠陥リストの
表示画面（Ｚ座標なし）、４３…表示条件の設定画面、
４４…ポインタカーソル、５２…誤差としての傾
きのあるＹ軸ステージ、５３…欠陥検出時の位置にある
試料ステージ、６２…誤差としてのＺ軸の傾きによるＸ
／Ｙ座標の変動量を入力する装置条件設定画面、６３…
Ｚ軸が傾いていない場合のＸ／Ｙ軸変動確認視野、６４
…アライメントマーク、６５…Ｚ軸が傾いている場合の
Ｘ／Ｙ軸変動確認視野、６６…変動後のアライメントマ
ーク、８１…試料ホルダー面高さの測定結果、８２…測
定結果による補正曲面、 ８３…実際の試料面、８４
…補正曲面から実際試料面への移動、８５…移動後の補
正曲面、９１…Ｚ軸オフセットの補正選択画面、１０１
…被検査試料上のパターン、１０２…パターンの欠陥、
１０３…欠陥の候補、１０４…欠陥の候
補、 １０５…欠陥位置あるいは欠陥候補位置指示マー
ク、１１１…セルピッチ表示／入力ウィンドウ、１１２
…セルピッチ指示ポインタ（基準）、１１３…セルピッ
チ指示ポインタ（参照）、１１４…アライメント誤差に
よる虚報、１１５…アライメント誤差による虚報、１１
６…セルシフト量微調整表示／入力ウィンドウ、１１７
…微調ターゲットハンドル、 １１８…微動設定指示
ボタン、１１９…粗銅設定指示ボタン、 １２１
…被検査試料上のパターン、１２２…異物、 １
２３…被検査試料上のパターン、１２６…合焦位置で暗
くなる異物からの検出信号、１２７…合焦位置で明るく
なるパターンからの検出信号、１２８…合焦位置で暗く
なる回路パターンからの検出信号、１２９…合焦位置で
明るくなる異物からの検出信号、１３１…コントラスト
が最大になるＺ高さが回路パターンと異なる地点、１３
３…コントラスト最大高さ表示メニュー画面、１３４…
疑似カラー設定メニュー、１３５…疑似カラー設定条件
ポインタ、１３６…ポインティングデバイス、１４１…
Ｘ方向セルピッチ指示ポインタ、１４２…Ｙ方向セルピ
ッチ指示ポインタ、１４３…セル整列傾き指示ポイン
タ、１４４…セルパターン、１４５…セルピッチ量表示
／入力ウィンドウ、１４６…移動セル個数入力／表示ウ
ィンドウ、１４７…移動量の反転ボタン、 １４８
…目的セルパターン表示マーク、１５１…メモリＬＳＩ
のマット部分、１５２…メモリＬＳＩの周辺回路部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 篤 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 宍戸 千絵 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AA56 AB01 AC02 BA10 BA20 BB05 CA03 CA04 CA11 CB01 DA07 EA08 EA14 EC03 FA01 4M106 CA41 CA50 CA52 DJ04 DJ05 DJ15 DJ20 DJ21 DJ23

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繰り返しパターンを有する基板試料上の所
   望位置を呼び出す方法において、ａ）複数の繰り返しパ
   ターンを含む視野の画像を画像処理系に取り込み（取り
   込み画像）、ｂ）繰り返しパターンの繰り返し周期を求
   め、ｃ）所望の位置までの繰り返し周期回数を指定し、
   ｄ）繰り返し周期回数と繰り返し周期の積を計算して所
   望の移動量を求め、ｅ）前記移動量だけ視野を移動させ
   る、手順を実行することを特徴とする欠陥位置呼び出し
   方法。
2. 【請求項２】前記繰り返し周期は表示された取り込み画
   像上でポインティングデバイスにより指定する手順を含
   むことを特徴とする前記請求項１に記載の欠陥位置呼び
   出し方法。
3. 【請求項３】前記繰り返し周期を求める際に、繰り返し
   パターンの配列の傾きも求める手順を含むことを特徴と
   する前記請求項１又は２に記載の欠陥位置呼び出し方
   法。
4. 【請求項４】前記繰り返しパターンの配列の傾きも求め
   る手順は表示された取り込み画像上で、ポインティング
   デバイスにより指定する手順を含むことを特徴とする前
   記請求項３に記載の欠陥位置呼び出し方法。
5. 【請求項５】基板試料上の所定領域を指定して所望の位
   置を呼び出す方法において、ａ）視野に所望の領域の一
   部を位置決めする、ｂ）位置決め座標を記憶する、ｃ）
   視野の画像を画像処理系に取り込む（取り込み画像）、
   ｅ）上記ａ）〜ｃ）を所定領域全体がカバーするまで繰
   り返す、ｆ）取り込み画像を、位置決め座標をもとにメ
   モリ上で合成し、所定領域全体の合成画像を作成する、
   ｇ）前記合成画像を必要に応じて縮小して表示する、
   ｈ）表示された合成画像から、ポインティングデバイス
   により移動位置を指定する、ｉ）指定された位置へ移動
   する、ことを特徴とする欠陥位置呼び出し方法。
6. 【請求項６】繰り返しパターンを有する基板試料上の所
   望位置を呼び出す装置において、ａ）複数の繰り返しパ
   ターンを含む視野の画像を画像処理系に取り込む画像取
   り込み手段と、ｂ）繰り返しパターンの繰り返し周期を
   求める周期測定手段と、ｃ）所望の位置までの繰り返し
   周期回数を指定する指定手段と、ｄ）繰り返し周期回数
   と繰り返し周期の積を計算して所望の移動量を求める計
   算手段と、ｅ）前記移動量だけ視野を移動させる移動手
   段を、備えたことを特徴とする欠陥位置呼び出し装置。
7. 【請求項７】前記繰り返し周期は表示された取り込み画
   像上でポインティングデバイスにより指定するポインテ
   ィング手段を備えたことを特徴とする前記請求項６に記
   載の欠陥位置呼び出し装置。
8. 【請求項８】前記繰り返し周期を求める際に、繰り返し
   パターンの配列の傾きも求める配列傾き測定手段を備え
   たことを特徴とする前記請求項６又は７に記載の欠陥位
   置呼び出し装置。
9. 【請求項９】前記繰り返しパターンの配列の傾きも求め
   る手順は表示された取り込み画像上でポインティングデ
   バイスにより指定するポインティング手段を備えたこと
   を特徴とする前記請求項８に記載の欠陥位置呼び出し装
   置。
10. 【請求項１０】基板試料上の所定領域を指定して所望の
    位置を呼び出す装置において、ａ）視野に所望の領域の
    一部を位置決めする位置決め手段、ｂ）位置決め座標を
    記憶する記憶手段、ｃ）複数の視野の画像を画像処理系
    に取り込む画像取り込み手段、ｄ）取り込み画像を、位
    置決め座標をもとにメモリ上で合成し、所定領域全体の
    合成画像を作成する画像処理手段、ｆ）前記合成画像を
    必要に応じて縮小して表示する表示手段、ｇ）表示され
    た合成画像から、ポインティングデバイスにより移動位
    置を指定するポインティング手段、ｈ）指定された位置
    へ移動する移動手段、を備えたことを特徴とする欠陥位
    置呼び出し装置。