JP2000228430A - Apparatus, system and method for inspecting circuit pattern - Google Patents

Apparatus, system and method for inspecting circuit pattern

Info

Publication number
JP2000228430A
JP2000228430A JP11338117A JP33811799A JP2000228430A JP 2000228430 A JP2000228430 A JP 2000228430A JP 11338117 A JP11338117 A JP 11338117A JP 33811799 A JP33811799 A JP 33811799A JP 2000228430 A JP2000228430 A JP 2000228430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
inspection
substrate
image
circuit pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11338117A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4041630B2 (en
Inventor
Yasuhiko Nara
安彦 奈良
Koichi Hayakawa
功一 早川
Kazuhisa Machida
和久 町田
Mari Nozoe
真理 野副
Hiroshi Morioka
洋 森岡
Yasutsugu Usami
康継 宇佐見
Takashi Hiroi
高志 広井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP33811799A priority Critical patent/JP4041630B2/en
Publication of JP2000228430A publication Critical patent/JP2000228430A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4041630B2 publication Critical patent/JP4041630B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an image function of an inspecting apparatus and to thereby make the apparatus user-friendly by extracting the feature of a defect from an image of the defect obtained through injection of a charged particle beam, classifying the defect based on the feature, and re-obtaining an image of the defect based on the classification through injection of a charged particle beam. SOLUTION: After inspection conditions have been set and inspection has been performed, an extracted defect is recognized and classified in a defect recognition mode. First, whether or not an SEM image formed by irradiation is an automatically classifiable image is judged (301). In not, the SEM image is re-obtained manually and displayed. If so, the defect is classified through a classification judgment (303). This classification operation is performed on the basis of whether or not the position, size and the like of the displayed defect is larger than a preset value. If the defect matches the classification, the SEM image is automatically re-obtained and displayed (304). Next, the inspection result is outputted (305).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置、フォト
マスク、液晶等の微細な回路パターンを有する基板の製
造方法における回路パターンの検査装置および検査方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit pattern inspection apparatus and method for manufacturing a substrate having a fine circuit pattern such as a semiconductor device, a photomask, and a liquid crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハの検査を一例として説明す
る。半導体装置は、半導体ウエハ上にホトマスクに形成
されたパターンをリソグラフィー処理およびエッチング
処理により転写する工程を繰り返すことにより製造され
る。半導体装置の製造過程において、リソグラフィー処
理やエッチング処理その他の良否、異物発生等は、半導
体装置の歩留まりに大きく影響を及ぼすため、異常や不
良発生を早期にあるいは事前に検知するために製造過程
の半導体ウエハ上のパターンを検査する方法は従来から
実施されている。
2. Description of the Related Art An inspection of a semiconductor wafer will be described as an example. 2. Description of the Related Art A semiconductor device is manufactured by repeating a process of transferring a pattern formed in a photomask on a semiconductor wafer by lithography and etching. In the manufacturing process of a semiconductor device, the quality of a lithography process, an etching process, and the like, the occurrence of foreign matter, and the like greatly affect the yield of the semiconductor device. Conventionally, a method for inspecting a pattern on a wafer has been implemented.

【0003】半導体ウエハ上のパターンに存在する欠陥
を検査する方法としては、半導体ウエハに白色光を照射
し、光学画像を用いて複数のLSIの同種の回路パター
ンを比較する欠陥検査装置が実用化されている。検査方
式の概要は、雑誌「月間セミコンダクタワールド」19
95年8月号第96頁から第99頁に述べられている。
また、光学画像を用いた検査方法では、特開平3−16
7456号公報に記載されているように、基板上の光学
照明された領域を時間遅延積分センサで結像し、その画
像と予め入力されている設計特性を比較することにより
欠陥を検出する方式や、特公平6−58220号公報に
記載されているように、画像取得時の画像劣化をモニタ
しそれを画像検出時に補正することにより安定した光学
画像での比較検査を行う方法が開示されている。このよ
うな光学式の検査方式で製造過程における半導体ウエハ
を検査した場合、光が透過してしまうシリコン酸化膜や
感光性フォトレジスト材料を表面に有するパターンの残
渣や欠陥は検出できなかった。また、光学系の分解能以
下となるエッチング残りや微小導通穴の非開口不良は検
出できなかった。さらに、配線パターンの段差底部に発
生した欠陥は検出できなかった。
As a method of inspecting a defect existing in a pattern on a semiconductor wafer, a defect inspection apparatus that irradiates a semiconductor wafer with white light and compares the same type of circuit patterns of a plurality of LSIs using an optical image has been commercialized. Have been. For an overview of the inspection method, see the magazine "Monthly Semiconductor World" 19
August 1995, pp. 96-99.
In addition, the inspection method using an optical image is disclosed in
As described in Japanese Patent No. 7456, an optically illuminated area on a substrate is imaged by a time delay integration sensor, and a defect is detected by comparing the image with a design characteristic input in advance. As described in Japanese Patent Publication No. 6-58220, there is disclosed a method for monitoring a deterioration of an image at the time of acquiring an image and correcting the deterioration at the time of detecting the image to perform a comparative inspection with a stable optical image. . When a semiconductor wafer in a manufacturing process is inspected by such an optical inspection method, no residue or defect of a pattern having a surface of a silicon oxide film or a photosensitive photoresist material through which light is transmitted cannot be detected. In addition, it was not possible to detect an etching residue or a non-opening defect of a minute conduction hole, which was lower than the resolution of the optical system. Furthermore, a defect generated at the bottom of the step of the wiring pattern could not be detected.

【0004】上記のように、回路パターンの微細化や回
路パターン形状の複雑化、材料の多様化に伴い、光学画
像による欠陥検出が困難になってきたため、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
較検査する方法が提案されてきている。電子線画像によ
り回路パターンを比較解査する場合に、実用的な検査時
間を得るためには走査電子顕微鏡(Scanning Electron M
icroscope、以下SEMと略す)による観察と比べて非
常に高速に画像を取得する必要がある。そして、高速で
取得した画像の分解能と画像のSN比を確保する必要が
ある。
[0004] As described above, with the miniaturization of circuit patterns, the complexity of circuit pattern shapes, and the diversification of materials, it has become difficult to detect defects using optical images. There has been proposed a method of comparing and inspecting a circuit pattern by using the method. In order to obtain a practical inspection time when comparing and analyzing circuit patterns with electron beam images, a scanning electron microscope (Scanning Electron M
It is necessary to acquire an image at a very high speed as compared with observation by an icroscope (hereinafter abbreviated as SEM). Then, it is necessary to ensure the resolution of the image acquired at high speed and the SN ratio of the image.

【0005】電子線を用いたパターンの比較検査装置と
して、「ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・
テクノロジ・ビー」第9巻第6号、第3005頁から第
3009頁、1991年(J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.
9, No.6, pp.3005−3009(1991))、「ジャーナル・オ
ブ・バキューム・サイエンス・テクノロジ・ビー」第1
0巻第6号、第2804頁から第2808頁、1992
年(J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.10, No.6, pp.2804−2
808(1992))、および特開平5−258703号公報、
米国特許第5502306号公報に、通常のSEMの1
00倍以上(10nA以上)の電子線電流をもった電子
線を導電性基板(X線マスク等)に照射し、発生する二
次電子、反射電子、透過電子のいずれかを検出し、その
信号から形成された画像を比較検査することにより欠陥
を自動検出する方法が開示されている。
As an apparatus for comparing and inspecting patterns using an electron beam, “Journal of Vacuum Science, Inc.
Technology Bee, Vol. 9, No. 6, pp. 3005-3009, 1991 (J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.
9, No. 6, pp. 3005-3009 (1991)), "Journal of Vacuum Science Technology B", No. 1
Vol. 0, No. 6, pages 2804 to 2808, 1992
(J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 10, No. 6, pp. 2804-2
808 (1992)), and JP-A-5-258703,
U.S. Pat. No. 5,502,306 discloses one of the usual SEMs.
A conductive substrate (such as an X-ray mask) is irradiated with an electron beam having an electron beam current of 00 times or more (10 nA or more), and any of generated secondary electrons, reflected electrons, and transmitted electrons is detected, and its signal is detected. Discloses a method for automatically detecting a defect by comparing and inspecting an image formed from an image.

【0006】また、絶縁物を有する回路基板を電子線で
検査あるいは観察する方法としては、特開昭59−15
5941号公報および「電子、イオンビームハンドブッ
ク」(日刊工業新聞社)第622頁から第623頁に、
帯電の影響を少なくするために、2keV以下の低加速
電子線照射により安定な画像を取得する方法が開示され
ている。さらに、特開平2−15546号公報には半導
体基板の裏からイオンを照射する方法、特開平6−33
8280号公報には光を半導体基板の表面に照射するこ
とにより、絶縁物への帯電を打ち消す方法が開示されて
いる。
A method of inspecting or observing a circuit board having an insulator with an electron beam is disclosed in JP-A-59-15.
No. 5941 and “Electron and Ion Beam Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun), from pages 622 to 623,
A method for obtaining a stable image by irradiating a low-acceleration electron beam of 2 keV or less to reduce the influence of charging is disclosed. Further, JP-A-2-15546 discloses a method of irradiating ions from behind a semiconductor substrate, and JP-A-6-33.
No. 8280 discloses a method of irradiating the surface of a semiconductor substrate with light to cancel charge on an insulator.

【0007】また、大電流でなおかつ低加速の電子線で
は、空間電荷効果により高分解能な画像を得ることが困
難となるが、これを解決する方法として、特開平5−2
58703号公報に、試料直前で高加速電子線を減速
し、試料上で実質的に低加速電子線として照射する方法
が開示されている。
On the other hand, with an electron beam having a large current and a low acceleration, it is difficult to obtain a high-resolution image due to the space charge effect.
Japanese Patent No. 58703 discloses a method of decelerating a high acceleration electron beam immediately before a sample and irradiating the sample with a substantially low acceleration electron beam.

【0008】高速に電子線画像を取得する方法として
は、試料台を連続的に移動しながら試料台上の半導体ウ
エハに電子線を連続照射し取得する方法が特開昭59−
160948号および特開平5−258703号公報に
開示されている。また、従来のSEMで用いられてきた
二次電子の検出装置として、シンチレータ(アルミニウ
ムが蒸着された蛍光体)とライトガイドと光電子増倍管
による構成が用いられているが、このタイプの検出装置
は、蛍光体による発光を検出するため、周波数応答性が
悪く、高速に電子線画像を形成するには不適切である。
この問題を解決するために、高周波の二次電子信号を検
出する検出装置として、半導体検出器を用いた検出手段
が特開平5−258703号公報に開示されている。
As a method of acquiring an electron beam image at high speed, a method of continuously irradiating a semiconductor wafer on a sample stage with an electron beam while continuously moving the sample stage to acquire the image is disclosed in
160948 and JP-A-5-258703. In addition, as a secondary electron detection device used in a conventional SEM, a structure including a scintillator (a phosphor on which aluminum is deposited), a light guide, and a photomultiplier tube is used. The method has a poor frequency response because it detects light emission from a phosphor, and is not suitable for forming an electron beam image at high speed.
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-258703 discloses a detecting device using a semiconductor detector as a detecting device for detecting a high-frequency secondary electron signal.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置にあって
は、従来の回路パターンの検査装置にあっては、回路パ
ターンの検査装置の画面機能が充分に生かされていず、
基板の外観検査が必ずしも容易に行われるものとは限ら
ず、使い勝手が悪かった。したがって、検査システムお
よび検査方法における早期の欠陥の発見とその原因究
明、早期対策による半導体装置の製造歩留り向上の実現
が困難であった。
In the conventional apparatus, the screen function of the circuit pattern inspection apparatus is not fully utilized in the conventional circuit pattern inspection apparatus.
Inspection of the appearance of the substrate is not always easy, and the usability is poor. Therefore, it has been difficult to find defects early in the inspection system and the inspection method, investigate the cause thereof, and improve the production yield of the semiconductor device by taking early measures.

【0010】本発明はかかる点に鑑みてなさたれたもの
で、ウエハやマスク、レチクルなどの回路パターンの欠
陥、すなわち、線状、穴状などの形状の細り、欠け、形
成不良、異物等を検査する回路パターンの検査装置の画
面機能を改良して、使い勝手をよくし、検査システム全
体として早期の欠陥の発見とその原因究明、早期対策に
よる半導体装置の製造歩留り向上を実現できる回路パタ
ーンの検査装置、検査システム、および検査方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and is intended to prevent defects in circuit patterns such as wafers, masks, and reticles, ie, thinning, chipping, defective formation, foreign matter, etc., such as linear or hole-shaped shapes. Inspection of circuit patterns that can improve the usability by improving the screen function of the inspection device of the circuit pattern to be inspected, improve the usability of the semiconductor device by early detection of the defect and investigation of its cause as a whole inspection system, and early measures It is an object to provide an apparatus, an inspection system, and an inspection method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本実施態様によれば、荷
電粒子線の照射によって取得された欠陥の画像から欠陥
の特徴を抽出し、この特徴から欠陥を分類し、この分類
に基づいて欠陥の画像を荷電粒子線の照射により再取得
して表示する構成としたものである。
According to the present invention, a feature of a defect is extracted from an image of a defect obtained by irradiation with a charged particle beam, a defect is classified based on the feature, and the defect is classified based on the classification. Is reacquired by the irradiation of the charged particle beam and displayed.

【0012】また、回路パターンの検査装置は別の装置
から送信された画像信号を表示する構成としたものであ
る。
The circuit pattern inspection apparatus is configured to display an image signal transmitted from another apparatus.

【0013】また、回路パターンの検査システムは、マ
ップに欠陥を表示するモニタを備えた電子線外観検査装
置とこの欠陥の画像を記憶した外部外観検査装置とを備
え、モニタにマップと欠陥の画像とを同時に表示する構
成としたものである。
Further, the circuit pattern inspection system includes an electron beam appearance inspection device having a monitor for displaying a defect on a map and an external appearance inspection device for storing an image of the defect. Are displayed simultaneously.

【0014】また、回路パターンの検査システムは、基
板に回路パターンを形成する複数の製造工程のうち予め
定められた製造工程の終了時に、基板の欠陥を抽出する
検査装置と、該検査装置による検査結果に基づいて、基
板またはその一部を観察する観察装置と、前記検査装置
に接続され、該検査装置による検査結果を解析する解析
装置とを備え、該解析装置は、前記製造工程のうち特定
の工程での欠陥、または異物の増加を判定し、製造工程
の最終工程で発生する歩留り率と欠陥、または異物の増
加率との相関関係を演算し、該演算結果と製造工程の各
処理装置の来歴とに基づいて欠陥、または異物を分類す
る構成としたものである。
Further, the circuit pattern inspection system includes an inspection device for extracting a defect of the substrate at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on the substrate, and an inspection device using the inspection device. An observation device that observes the substrate or a part thereof based on the result, and an analysis device that is connected to the inspection device and analyzes an inspection result by the inspection device, wherein the analysis device specifies one of the manufacturing processes. The increase in the number of defects or foreign matter in the final step of the manufacturing process is calculated, and the correlation between the yield rate and the increase rate of the defect or foreign matter in the final step of the manufacturing process is calculated. The defect or the foreign substance is classified based on the history of the defect.

【0015】また、回路パターンの検査システムは、基
板に回路パターンを形成する複数の製造工程のうち予め
定められた製造工程の終了時に、基板の検査を実行し欠
陥を抽出する検査装置と、該検査装置による検査結果に
基づいて、基板またはその一部に存在する欠陥を観察す
る観察装置との間を接続するとともに、検査結果を送付
する伝送手段を備え、検査装置で実行される検査の基板
の座標と、観察装置で実行される観察の基板またはその
一部の座標とは、共通であるか、または互換性を有して
いる構成としたものである。
The inspection system for inspecting a substrate and extracting a defect at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on a substrate is provided. Based on an inspection result by the inspection device, a connection is made between an observation device for observing a defect present on the substrate or a part thereof, and transmission means for transmitting the inspection result is provided, and the inspection substrate executed by the inspection device is provided. And the coordinates of the substrate to be observed by the observation device or the coordinates of a part of the substrate are common or compatible.

【0016】また、回路パターンの検査システムは、基
板に回路パターンを形成する複数の製造工程のうち予め
定められた製造工程の終了時に、基板の検査を実行し欠
陥を抽出する検査装置と、該検査装置による検査結果に
基づいて、基板またはその一部に存在する欠陥を観察す
る観察装置との間を接続するとともに、検査結果を送付
する伝送手段を備え、観察装置で実行される観察の際
に、検査装置で検出された欠陥の位置を、欠陥の位置が
わかる場所に付けられたマーキングに基づいて検知する
構成としたものである。
The inspection system for inspecting a substrate and extracting a defect at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on the substrate is provided. Based on the inspection result by the inspection device, a connection is made with an observation device for observing a defect present on the substrate or a part thereof, and transmission means for sending the inspection result is provided. In addition, the position of the defect detected by the inspection device is detected based on a marking attached to a location where the position of the defect is known.

【0017】また、回路パターンの検査システムは、製
造工程の最終工程で発生する歩留り率と欠陥、または異
物の増加率との相関関係を演算し、該演算結果と製造工
程の各処理装置の来歴とに基づいて欠陥、または異物を
分類する工程を備える構成としたものである。
Further, the circuit pattern inspection system calculates a correlation between a yield rate generated in a final step of the manufacturing process and an increase rate of a defect or a foreign matter, and obtains the calculation result and the history of each processing apparatus in the manufacturing process. And a step of classifying the defect or the foreign matter based on the above.

【0018】また、回路パターンの検査方法は、製造工
程の最終工程で発生する歩留り率と欠陥、または異物の
増加率との相関関係を演算し、該演算結果と製造工程の
各処理装置の来歴とに基づいて欠陥、または異物を分類
する工程を備える構成としたものである。
The circuit pattern inspection method calculates a correlation between a yield rate and a defect or foreign matter increase rate generated in the final step of the manufacturing process, and calculates the calculation result and the history of each processing apparatus in the manufacturing process. And a step of classifying the defect or the foreign matter based on the above.

【0019】尚、本実施例において、セル領域とは、検
査対象となる領域の一つの単位(ユニット)を意味し、
ウエハ上のチップの一つ一つを意味する場合から、チッ
プ内の特定プロセス領域を意味する場合までユーザの検
査要求により変化する。本実施例においては、ユーザの
検査要求領域の個々を総称してセル領域と呼んで使用す
る。
In this embodiment, the cell area means one unit of the area to be inspected.
It varies depending on the inspection requirements of the user, from the meaning of each chip on the wafer to the meaning of a specific process area in the chip. In this embodiment, each of the user's inspection request areas is collectively referred to as a cell area.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の検査装置、検査シ
ステム、および検査方法の実施例を、図面を参照しなが
ら詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an inspection apparatus, an inspection system, and an inspection method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】実施例の回路パターンの検査装置1の構成
を図1に示す。回路パターン検査装置1は、室内が真空
排気される検査室2と、検査室2内に被検査基板9を搬
送するための予備室(本実施例では図示せず)を備えて
おり、この予備室は検査室2とは独立して真空排気でき
るように構成されている。また、回路パターン検査装置
1は上記検査室2と予備室の他に制御部6、画像処理部
5から構成されている。
FIG. 1 shows the configuration of a circuit pattern inspection apparatus 1 according to an embodiment. The circuit pattern inspection apparatus 1 includes an inspection room 2 in which the inside of the room is evacuated, and a spare room (not shown in this embodiment) for transporting the substrate 9 to be inspected in the inspection room 2. The chamber is configured to be able to evacuate independently of the inspection room 2. The circuit pattern inspection apparatus 1 includes a control unit 6 and an image processing unit 5 in addition to the inspection room 2 and the spare room.

【0022】検査室2内は大別して、電子光学系3、二
次電子検出部7、試料室8、光学顕微鏡部4から構成さ
れている。電子光学系3は、電子銃10、電子線引き出
し電極11、コンデンサレンズ12、ブランキング偏向
器13、走査偏向器15、絞り14、対物レンズ16、
反射板17、EクロスB偏向器18から構成されてい
る。
The inspection room 2 is roughly composed of an electron optical system 3, a secondary electron detection unit 7, a sample room 8, and an optical microscope unit 4. The electron optical system 3 includes an electron gun 10, an electron beam extraction electrode 11, a condenser lens 12, a blanking deflector 13, a scanning deflector 15, a diaphragm 14, an objective lens 16,
It comprises a reflector 17 and an E-cross B deflector 18.

【0023】二次電子検出部7のうち、二次電子検出器
20が検査室2内の対物レンズ16の上方に配置されて
いる。二次電子検出器20の出力信号は、検査室2の外
に設置されたプリアンプ21で増幅され、AD変換機2
2によりデジタルデータとなる。
The secondary electron detector 20 of the secondary electron detector 7 is disposed above the objective lens 16 in the inspection room 2. The output signal of the secondary electron detector 20 is amplified by a preamplifier 21 installed outside the inspection room 2 and is output by the AD converter 2
2 becomes digital data.

【0024】試料室8は、試料台30、Xステージ3
1、Yステージ32、回転ステージ33、位置モニタ測
長器34、被検査基板高さ測定器35から構成されてい
る。光学顕微鏡部4は、検査室2の室内における電子光
学系3の近傍であって、互いに影響を及ぼさない程度離
れた位置に設備されており、電子光学系3と光学顕微鏡
部4の間の距離は既知である。そして、Xステージ31
またはYステージ32が電子光学系3と光学顕微鏡部4
の間の既知の距離を往復移動するようになっている。光
学顕微鏡部4は光源40、光学レンズ41、CCDカメ
ラ42により構成されている。画像処理部5は、第一画
像記憶部46、第二画像記憶部47、演算部48、欠陥
判定部49より構成されている。取り込まれた電子線画
像あるいは光学画像はモニタ50に表示される。
The sample chamber 8 includes a sample stage 30, an X stage 3,
1, a Y stage 32, a rotary stage 33, a position monitor length measuring device 34, and a substrate height measuring device 35 for inspection. The optical microscope unit 4 is provided near the electron optical system 3 in the inspection room 2 and at a position away from the electron optical system 3 so as not to affect each other. Is known. And X stage 31
Alternatively, the Y stage 32 includes the electron optical system 3 and the optical microscope unit 4
Reciprocate a known distance between the two. The optical microscope unit 4 includes a light source 40, an optical lens 41, and a CCD camera 42. The image processing unit 5 includes a first image storage unit 46, a second image storage unit 47, a calculation unit 48, and a defect determination unit 49. The captured electron beam image or optical image is displayed on the monitor 50.

【0025】装置各部の動作命令および動作条件は、制
御部6から入力される。制御部6には、あらかじめ電子
線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、二次電
子検出装置の信号取り込みタイミング、試料台移動速度
等々の条件が、目的に応じて任意にあるいは選択して設
定できるよう入力されている。制御部6は、補正制御回
路43を用いて、位置モニタ測長器34、被検査基板高
さ測定器35の信号から位置や高さのずれをモニタし、
その結果より補正信号を生成し、電子線が常に正しい位
置に照射されるよう対物レンズ電源45や走査信号発生
器44に補正信号を送る。
An operation command and an operation condition of each section of the apparatus are input from the control section 6. In the control unit 6, conditions such as an acceleration voltage at the time of generation of an electron beam, an electron beam deflection width, a deflection speed, a signal capture timing of a secondary electron detection device, and a sample stage moving speed are arbitrarily or selected according to the purpose. It has been entered so that it can be set. The control unit 6 monitors the position and height deviations from the signals of the position monitor length measuring device 34 and the inspected substrate height measuring device 35 using the correction control circuit 43,
A correction signal is generated from the result, and the correction signal is sent to the objective lens power supply 45 and the scanning signal generator 44 so that the electron beam is always irradiated to a correct position.

【0026】被検査基板9の画像を取得するためには、
細く絞った一次電子線19を該被検査基板9に照射し、
二次電子51を発生させ、これらを一次電子線19の走
査およびXステージ31、Yステージ32の移動と同期
して検出することで該被検査基板9表面の画像を得る。
本発明の課題で述べたように、本発明の自動検査では検
査速度が速いことが必須となる。従って、通常のSEM
のようにpAオーダーの電子線電流の電子線を低速で走
査したり、多数回の走査および各々の画像の重ね合せは
行わない。また、絶縁材料への帯電を抑制するために
も、電子線走査は高速で一回あるいは数回程度にする必
要がある。そこで本実施例では、通常SEMに比べ約1
00倍以上の、例えば100nAの大電流電子線を一回
のみ走査することにより画像を形成する構成とした。走
査幅は100μmとし、1画素は0.1μm角とし、1
回の走査を1μsで行うようにした。
In order to obtain an image of the substrate 9 to be inspected,
Irradiate the inspected substrate 9 with a narrowed primary electron beam 19,
Secondary electrons 51 are generated and detected in synchronization with the scanning of the primary electron beam 19 and the movement of the X stage 31 and the Y stage 32, thereby obtaining an image of the surface of the substrate 9 to be inspected.
As described in the subject of the present invention, in the automatic inspection of the present invention, a high inspection speed is essential. Therefore, normal SEM
As described above, an electron beam having an electron beam current of the order of pA is not scanned at a low speed, and a large number of scans and superposition of images are not performed. In addition, in order to suppress charging of the insulating material, it is necessary to perform electron beam scanning once or several times at high speed. Therefore, in the present embodiment, about 1 compared to the normal SEM.
An image is formed by scanning a high current electron beam of 100 times or more, for example, 100 nA only once. The scanning width is 100 μm, and one pixel is 0.1 μm square.
Each scan was performed in 1 μs.

【0027】電子銃10には拡散補給型の熱電界放出電
子源が使用されている。この電子銃10を用いることに
より、従来の例えばタングステン(W)フィラメント電
子源や、冷電界放出型電子源に比べて安定した電子線電
流を確保することができるため、明るさ変動の少ない電
子線画像が得られる。また、この電子銃10により電子
線電流を大きく設定することができるため、後述するよ
うな高速検査を実現できる。
The electron gun 10 uses a diffusion-supply type thermal field emission electron source. By using the electron gun 10, a stable electron beam current can be secured as compared with a conventional tungsten (W) filament electron source or a cold field emission electron source, for example. An image is obtained. Further, since the electron gun 10 can set a large electron beam current, a high-speed inspection as described later can be realized.

【0028】一次電子線19は、電子銃10と引き出し
電極11との間に電圧を印加することで電子銃10から
引き出される。一次電子線19の加速は、電子銃10に
高電圧の負の電位を印加することでなされる。これによ
り、一次電子線19はその電位に相当するエネルギーで
試料台30の方向に進み、コンデンサレンズ12で収束
され、さらに対物レンズ16により細く絞られて試料台
30上のXステージ31、Yステージ32の上に搭載さ
れた被検査基板9(半導体ウエハ、チップあるいは液
晶、マスク等微細回路パターンを有する基板)に照射さ
れる。なお、ブランキング偏向器13には、走査信号お
よびブランキング信号を発生する走査信号発生器44が
接続され、コンデンサレンズ12および対物レンズ16
には、各々レンズ電源45が接続されている。
The primary electron beam 19 is extracted from the electron gun 10 by applying a voltage between the electron gun 10 and the extraction electrode 11. The primary electron beam 19 is accelerated by applying a high negative voltage to the electron gun 10. As a result, the primary electron beam 19 advances toward the sample stage 30 with energy corresponding to the potential, is converged by the condenser lens 12, is further narrowed down by the objective lens 16, and is then narrowed down by the X stage 31 and the Y stage on the sample stage 30. The substrate 9 to be inspected (a substrate having a fine circuit pattern such as a semiconductor wafer, a chip or a liquid crystal, a mask, etc.) mounted on the substrate 32 is irradiated. The blanking deflector 13 is connected to a scanning signal generator 44 for generating a scanning signal and a blanking signal.
Are connected to a lens power supply 45, respectively.

【0029】被検査基板9には、リターディング電源3
6により負の電圧を印加できるようになっている。この
リターディング電源36の電圧を調節することにより一
次電子線を減速し、電子銃10の電位を変えずに被検査
基板9への電子線照射エネルギーを最適な値に調節する
ことができる。
The substrate 9 to be inspected has a retarding power source 3
6 allows a negative voltage to be applied. By adjusting the voltage of the retarding power supply 36, the primary electron beam can be decelerated, and the irradiation energy of the electron beam to the substrate 9 to be inspected can be adjusted to an optimum value without changing the potential of the electron gun 10.

【0030】被検査基板9上に一次電子線19を照射す
ることによって発生した二次電子51は、被検査基板9
に印加された負の電圧により加速される。被検査基板9
上方に、EクロスB偏向器18が配置され、これにより
加速された二次電子51は所定の方向へ偏向される。E
クロスB偏向器18にかける電圧と磁界の強度により、
偏向量を調整することができる。また、この電磁界は、
試料に印加した負の電圧に連動させて可変させることが
できる。
The secondary electrons 51 generated by irradiating the primary electron beam 19 on the substrate 9 to be inspected
Is accelerated by the negative voltage applied to Inspection substrate 9
An E-cross B deflector 18 is disposed above, and the accelerated secondary electrons 51 are deflected in a predetermined direction. E
Depending on the voltage applied to the cross B deflector 18 and the strength of the magnetic field,
The amount of deflection can be adjusted. Also, this electromagnetic field
It can be varied in conjunction with the negative voltage applied to the sample.

【0031】EクロスB偏向器18により偏向された二
次電子51は、所定の条件で反射板17に衝突する。こ
の反射板17は、試料に照射する電子線(以下一次電子
線と呼ぶ)の偏向器のシールドパイプと一体で円錐形状
をしている。この反射板17に加速された二次電子51
が衝突すると、反射板17からは数Vから50eVのエ
ネルギーを持つ第二の二次電子52が発生する。
The secondary electrons 51 deflected by the E cross B deflector 18 collide with the reflector 17 under predetermined conditions. The reflector 17 has a conical shape integrally with a shield pipe of a deflector for an electron beam (hereinafter, referred to as a primary electron beam) for irradiating a sample. The secondary electrons 51 accelerated by the reflection plate 17
Collide with each other, a second secondary electron 52 having an energy of several volts to 50 eV is generated from the reflector 17.

【0032】二次電子検出部7は、真空排気された検査
室2内には二次電子検出器20が、検査室2の外にはプ
リアンプ21、AD変換器22、光変換手段23、光伝
送手段24、電気変換手段25、高圧電源26、プリア
ンプ駆動電源27、AD変換器駆動電源28、逆バイア
ス電源29から構成されている。
The secondary electron detector 7 includes a secondary electron detector 20 inside the evacuated inspection room 2, and a preamplifier 21, an AD converter 22, a light conversion unit 23, It comprises a transmission means 24, an electric conversion means 25, a high voltage power supply 26, a preamplifier drive power supply 27, an AD converter drive power supply 28, and a reverse bias power supply 29.

【0033】既に記述したように、二次電子検出部7の
うち、二次電子検出器20が検査室2内の対物レンズ1
6の上方に配置されている。二次電子検出器20、プリ
アンプ21、AD変換器22、光変換手段23、プリア
ンプ駆動電源27、AD変換器駆動電源28は、高圧電
源26により正の電位にフローティングしている。上記
反射板17に衝突して発生した第二の二次電子52は、
この吸引電界により二次電子検出器20へ導かれる。二
次電子検出器20は、一次電子線19が被検査基板9に
照射されている間に発生した二次電子51がその後加速
されて反射板17に衝突して発生した第二の二次電子5
2を、一次電子線19の走査のタイミングと連動して検
出するように構成されている。
As described above, the secondary electron detector 20 of the secondary electron detector 7 is connected to the objective lens 1 in the inspection room 2.
6 above. The secondary electron detector 20, preamplifier 21, AD converter 22, optical conversion means 23, preamplifier drive power supply 27, and AD converter drive power supply 28 are floated to a positive potential by the high voltage power supply 26. The second secondary electrons 52 generated by colliding with the reflection plate 17 are:
The suction electric field guides the secondary electron detector 20. The secondary electron detector 20 is configured to generate a secondary electron 51 generated while the primary electron beam 19 is irradiated on the substrate 9 to be inspected and then accelerated to collide with the reflection plate 17. 5
2 is configured to be detected in conjunction with the scanning timing of the primary electron beam 19.

【0034】二次電子検出器20の出力信号は、検査室
2の外に設置されたプリアンプ21で増幅され、AD変
換器22によりデジタルデータとなる。AD変換器22
は、二次電子検出器20が検出したアナログ信号をプリ
アンプ21によって増幅された後に直ちにデジタル信号
に変換して、画像処理部5に伝送するように構成されて
いる。検出したアナログ信号を検出直後にデジタル化き
る。
The output signal of the secondary electron detector 20 is amplified by a preamplifier 21 installed outside the inspection room 2 and converted into digital data by an AD converter 22. AD converter 22
Is configured to convert the analog signal detected by the secondary electron detector 20 into a digital signal immediately after being amplified by the preamplifier 21 and to transmit the digital signal to the image processing unit 5. The detected analog signal can be digitized immediately after detection.

【0035】Xステージ31、Yステージ32上には被
検査基板9が搭載されており、検査実行時にはXステー
ジ31、Yステージ32を静止させて一次電子線19を
二次元に走査する方法と、検査実行時にXステージ3
1、Yステージ32をY方向に連続して一定速度で移動
されるようにして一次電子線19をX方向に直線に走査
する方法のいずれかを選択できる。
A substrate 9 to be inspected is mounted on the X stage 31 and the Y stage 32. When the inspection is performed, the X stage 31 and the Y stage 32 are stopped and the primary electron beam 19 is two-dimensionally scanned. X stage 3 when performing inspection
1. A method of scanning the primary electron beam 19 linearly in the X direction by moving the Y stage 32 continuously at a constant speed in the Y direction can be selected.

【0036】ある特定の比較的小さい領域を検査する場
合には前者のステージを静止させて検査する方法、比較
的広い領域を検査するときは、ステージを連続的に一定
速度で移動して検査する方法が有効である。なお、一次
電子線19をブランキングする必要がある時には、ブラ
ンキング偏向器13により一次電子線19が偏向され
て、電子線が絞り14を通過しないように制御できる。
In the case of inspecting a specific relatively small area, the former stage is stationary and the inspection is carried out. In the case of inspecting a relatively large area, the stage is continuously moved at a constant speed for inspection. The method is effective. When the primary electron beam 19 needs to be blanked, the primary electron beam 19 is deflected by the blanking deflector 13 so that the electron beam can be controlled so as not to pass through the aperture 14.

【0037】位置モニタ測長器34として、本実施例で
はレーザ干渉による測長計を用いた。Xステージ31お
よびYステージ32の位置が実時間でモニタでき、制御
部6に転送されるようになっている。また、Xステージ
31、Yステージ32、そして、回転ステージ33のモ
ータの回転数等のデータも同様に、各々のドライバから
制御部6に転送されるように構成されており、制御部6
はこれらのデータに基づいて、一次電子線19が照射さ
れている領域や位置が正確に把握できるようになってい
る。必要に応じて実時間で一次電子線19の照射位置の
位置ずれを補正制御回路43より補正するようになって
いる。また、被検査基板毎に、電子線を照射した領域を
記憶できるようになっている。
In this embodiment, a length measuring device based on laser interference is used as the position monitor measuring device 34. The positions of the X stage 31 and the Y stage 32 can be monitored in real time and transferred to the control unit 6. Similarly, data such as the number of rotations of the motors of the X stage 31, the Y stage 32, and the rotary stage 33 are also transferred from the respective drivers to the control unit 6.
Based on these data, the region and position where the primary electron beam 19 is irradiated can be accurately grasped. The displacement of the irradiation position of the primary electron beam 19 is corrected by the correction control circuit 43 in real time as needed. In addition, an area irradiated with an electron beam can be stored for each substrate to be inspected.

【0038】被検査基板高さ測定器35は、電子ビーム
以外の測定方式である光学式測定器、例えばレーザ干渉
測定器や反射光の位置で変化を測定する反射光式測定器
が使用されており、Xステージ31、Yステージ32に
搭載された被検査基板9の高さを、実際の動作とともに
測定を実行する、すなわち、実時間で測定するように構
成されている。本実施例では、スリットを通過した細長
い白色光を透明な窓越しに該被検査基板9に照射し、反
射光の位置を位置検出モニタにて検出し、位置の変動か
ら高さの変化量を算出する方式を用いた。この被検査基
板高さ測定器35の測定データに基づいて、一次電子線
19を細く絞るための対物レンズ16の焦点距離がダイ
ナミックに補正され、常に非検査領域に焦点が合った一
次電子線19を照射できるようになっている。また、被
検査基板9の反りや高さ歪みを電子線照射前に予め測定
しており、そのデータをもとに対物レンズ16の検査領
域毎の補正条件を設定するように構成することも可能で
ある。
As the substrate height measuring device 35 to be inspected, an optical measuring device other than the electron beam measuring method, for example, a laser interferometer or a reflected light measuring device for measuring a change in the position of reflected light is used. The height of the substrate 9 to be inspected mounted on the X stage 31 and the Y stage 32 is measured together with the actual operation, that is, measured in real time. In this embodiment, an elongated white light passing through the slit is irradiated onto the substrate 9 to be inspected through a transparent window, and the position of the reflected light is detected by a position detection monitor. The calculation method was used. The focal length of the objective lens 16 for narrowing down the primary electron beam 19 is dynamically corrected based on the measurement data of the substrate height measuring device 35 to be inspected, so that the primary electron beam 19 always focused on the non-inspection area. Can be irradiated. Further, it is also possible to configure such that the warpage and the height distortion of the substrate 9 to be inspected are measured in advance before the electron beam irradiation, and the correction conditions for each inspection area of the objective lens 16 are set based on the data. It is.

【0039】画像処理部5は第一画像記憶部46と第二
画像記憶部47、演算部48、欠陥判定部49、モニタ
50により構成されている。上記二次電子検出器20で
検出された被検査基板9の画像信号は、プリアンプ21
で増幅され、AD変換器22でデジタル化された後に光
変換手段23で光信号に変換され、光伝送手段24によ
って伝送され、電気変換手段25にて再び電気信号に変
換された後に第一画像記憶部46あるいは第二画像記憶
部47に記憶される。演算部48は、この記憶された画
像信号をもう一方の記憶部の画像信号との位置合わせ、
信号レベルの規格化、ノイズ信号を除去するための各種
画像処理を施し、双方の画像信号を比較演算する。欠陥
判定部49は、演算部48にて比較演算された差画像信
号の絶対値を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値
よりも差画像信号レベルが大きい場合にその画素を欠陥
候補と判定し、モニタ50にその位置や欠陥数等を表示
する。
The image processing section 5 comprises a first image storage section 46, a second image storage section 47, an operation section 48, a defect determination section 49, and a monitor 50. An image signal of the substrate 9 to be inspected detected by the secondary electron detector 20 is transmitted to a preamplifier 21.
After being amplified by the A / D converter 22 and digitized by the A / D converter 22, it is converted to an optical signal by the optical conversion means 23, transmitted by the optical transmission means 24, and converted again into an electric signal by the electric conversion means 25, and then converted into a first image. It is stored in the storage unit 46 or the second image storage unit 47. The operation unit 48 aligns the stored image signal with the image signal of the other storage unit,
Signal level normalization and various image processing for removing noise signals are performed, and both image signals are compared and calculated. The defect judging unit 49 compares the absolute value of the difference image signal calculated by the operation unit 48 with a predetermined threshold value. If the difference image signal level is larger than the predetermined threshold value, the pixel is determined to be defective. The position is determined as a candidate, and the number of defects and the like are displayed on the monitor 50.

【0040】これまで回路パターン検査装置1の全体の
構成について説明してきたが、このうちの二次電子51
の検出手段について、その構成と作用をさらに詳細に説
明する。一次電子線19は、固体に入射すると内部に進
入しながらそれぞれの深さにおいて殻内電子を励起して
エネルギーを失っていく。また、それとともに一次電子
線が後方に散乱された反射電子が、やはり固体内で電子
を励起させながら表面へ向かって進む現象が生ずる。こ
れら複数の過程を経て、殻内電子は固体表面から表面障
壁を超えて二次電子となって数Vから50eVのエネル
ギーを持って真空中へ出る。一次電子線と固体表面のな
す角度が浅いほど、一次電子線の進入距離とその位置か
ら固体表面までの距離との比が小さくなり、二次電子が
表面から放出されやすくなる。したがって、二次電子の
発生は一次電子線と固体表面の角度に依存しており、二
次電子発生量が試料表面の凹凸や材料を示す情報とな
る。
The overall configuration of the circuit pattern inspection apparatus 1 has been described above.
The configuration and operation of the detecting means will be described in more detail. When the primary electron beam 19 enters the solid, it enters the inside and excites electrons in the shell at each depth to lose energy. Also, there occurs a phenomenon in which the reflected electrons, in which the primary electron beam is scattered backward, travel toward the surface while also exciting the electrons in the solid. Through these multiple processes, the electrons in the shell cross the surface barrier from the solid surface to become secondary electrons and exit into the vacuum with energy of several V to 50 eV. As the angle between the primary electron beam and the solid surface becomes smaller, the ratio of the entrance distance of the primary electron beam to the distance from that position to the solid surface becomes smaller, and secondary electrons are more likely to be emitted from the surface. Therefore, the generation of secondary electrons depends on the angle between the primary electron beam and the solid surface, and the amount of secondary electrons generated is information indicating unevenness and material of the sample surface.

【0041】図2は二次電子51を検出するための電子
光学系3、二次電子検出部7の主要構成図を示す。一次
電子線19は被検査基板9へ照射され、被検査基板9表
面にて二次電子51を発生させる。この二次電子51
は、被検査基板9に印加された負の高電圧により加速さ
れる。二次電子51は、加速されるとともに対物レンズ
16、EクロスB偏向器18により収束、偏向され反射
板17に衝突する。この反射板17は、検出器への印加
電圧等が一次電子線に影響を及ぼずのを防止するための
シールドパイプと一体でテーパーをもった円錐状をして
いる。平均で照射電子数の約5倍の二次電子を放出させ
るような構成として二次電子増倍効果を持たせた。上記
の加速された二次電子51が衝突することにより、反射
板17からは数Vから50eVのエネルギーを持つ第二
の二次電子52が発生する。この第二の二次電子52
は、二次電子検出器20と二次電子検出器20に取り付
けた吸引電極53により生成される吸引電界により二次
電子検出器20前面へ吸引される。
FIG. 2 shows a main configuration diagram of the electron optical system 3 for detecting the secondary electrons 51 and the secondary electron detector 7. The primary electron beam 19 is irradiated on the substrate 9 to be inspected, and generates secondary electrons 51 on the surface of the substrate 9 to be inspected. This secondary electron 51
Is accelerated by the negative high voltage applied to the substrate 9 to be inspected. The secondary electrons 51 are accelerated and converged and deflected by the objective lens 16 and the E-cross B deflector 18 and collide with the reflector 17. The reflector 17 has a tapered conical shape integrally with a shield pipe for preventing a voltage applied to the detector from affecting the primary electron beam. The secondary electron multiplying effect was provided as a configuration that emitted about five times as many secondary electrons as the number of irradiated electrons on average. The collision of the accelerated secondary electrons 51 generates second secondary electrons 52 having energy of several V to 50 eV from the reflection plate 17. This second secondary electron 52
Is attracted to the front surface of the secondary electron detector 20 by an attraction electric field generated by the secondary electron detector 20 and the attraction electrode 53 attached to the secondary electron detector 20.

【0042】EクロスB偏向器18の電磁界は、被検査
基板9に印加する負の高電圧に連動して可変設定するこ
とができる。以上の構成により、被検査基板9表面で発
生した二次電子51がEクロスB偏向器18を通過する
際に、95%以上が通過できるようにし、反射板17に
てこの95%の二次電子51が約5倍の量に増倍されて
第二の二次電子52が発生することができる。
The electromagnetic field of the E cross B deflector 18 can be variably set in conjunction with a high negative voltage applied to the substrate 9 to be inspected. With the above configuration, when the secondary electrons 51 generated on the surface of the substrate 9 to be inspected pass through the E-cross B deflector 18, 95% or more can be passed. Electrons 51 can be multiplied by about five times to generate second secondary electrons 52.

【0043】二次電子検出器20として、本実施例では
PIN型半導体検出器を用いた。PIN型半導体検出器
は通常のPN型半導体検出器よりも応答性が速く、逆バ
イアス電圧電源により逆バイアス電圧を印加することに
よりサンプリング周波数が100MHz程度の高周波の
二次電子信号を検出することができる。この二次電子検
出器20および検出回路であるプリアンプ21、AD変
換器22、光変換手段23を正の電圧にフローティング
している。上記反射板17で生じた第二の二次電子52
は、吸引電界により二次電子検出器20に吸引され、高
エネルギー状態で二次電子検出器20に入射して表面層
で一定のエネルギーを消失した後に電子正孔対を生成
し、電流となって電気信号に変換される。本実施例で用
いた二次電子検出器20は、信号検出感度も非常に高
く、表面層でのエネルギー損失を考慮すると、吸引電界
により加速されて入射した第二の二次電子52は約10
00倍に増幅された電気信号になる。この電気信号はプ
リアンプ21によりさらに増幅され、この増幅された信
号(アナログ信号)はAD変換器22によりデジタル信
号に変換される。そして、AD変換器22の出力を各ビ
ット毎に光変換手段23、光伝送手段24、電気変換手
段25をそれぞれ設け、パラレルで伝送した。この構成
によれば、個々の伝送手段はAD変換器22のクロック
周波数と同じ伝送速度があれば良い。
In this embodiment, a PIN semiconductor detector is used as the secondary electron detector 20. The PIN-type semiconductor detector has a faster response than a normal PN-type semiconductor detector, and can detect a high-frequency secondary electron signal having a sampling frequency of about 100 MHz by applying a reverse bias voltage from a reverse bias voltage power supply. it can. The secondary electron detector 20, the preamplifier 21, the AD converter 22, and the light conversion means 23, which are detection circuits, are floated to a positive voltage. Second secondary electrons 52 generated by the reflection plate 17
Is attracted to the secondary electron detector 20 by an attractive electric field, is incident on the secondary electron detector 20 in a high energy state, and loses a certain amount of energy in the surface layer. Is converted into an electric signal. The secondary electron detector 20 used in the present embodiment has a very high signal detection sensitivity, and considering the energy loss in the surface layer, the second secondary electrons 52 accelerated by the attraction electric field and incident are about 10%.
It becomes an electric signal amplified by 00 times. This electric signal is further amplified by the preamplifier 21, and the amplified signal (analog signal) is converted into a digital signal by the AD converter 22. The output of the AD converter 22 was transmitted in parallel by providing an optical conversion unit 23, an optical transmission unit 24, and an electric conversion unit 25 for each bit. According to this configuration, each transmission means only needs to have the same transmission speed as the clock frequency of the AD converter 22.

【0044】さて、光変換手段23により光デジタル信
号に変換された信号は、光伝送手段24により電気変換
手段25へ伝送され、ここで光デジタル信号から再び電
気信号に変換され、画像処理部5へ送られる。このよう
に光信号に変換してから伝送するのは、二次電子検出器
20から光変換手段23までの構成要素が高電圧電源2
6により正の高電位にフローティングされているからで
あり、本実施例の構成により、高電位レベルの信号をア
ースレベルの信号に変換できる。
The signal converted into the optical digital signal by the optical conversion unit 23 is transmitted to the electric conversion unit 25 by the optical transmission unit 24, where it is converted from the optical digital signal into an electric signal again, and the image processing unit 5 Sent to The reason for transmitting the optical signal after converting it into an optical signal is that the components from the secondary electron detector 20 to the optical conversion means 23 are the high-voltage power supply 2.
This is because a signal of a high potential level can be converted into a signal of a ground level by the configuration of this embodiment.

【0045】また、本実施例では、光変換手段23とし
て電気信号を光信号に変換する発光素子を、光伝送手段
24として光信号を伝送する光ファイバケーブルを、電
気変換手段25として光信号を電気信号に変換する受光
素子を用いた。光ファイバケーブルは高絶縁材料で形成
されているため、高電位レベルの信号をアース電位レベ
ルの信号に容易に変換できる。さらに、デジタル信号を
光伝送しているため、光伝送時における信号の劣化が全
くない。その結果、従来の技術であるアナログ信号を光
伝送する構成と比べてノイズの影響の少ない画像を得る
ことができる。
In this embodiment, a light emitting element for converting an electric signal into an optical signal is used as the light converting means 23, an optical fiber cable for transmitting an optical signal is used as the light transmitting means 24, and an optical signal is used as the electric converting means 25. A light receiving element for converting into an electric signal was used. Since the optical fiber cable is formed of a highly insulating material, a signal at a high potential level can be easily converted to a signal at a ground potential level. Furthermore, since the digital signal is optically transmitted, there is no signal degradation at the time of optical transmission. As a result, it is possible to obtain an image less affected by noise as compared with the conventional technique of optically transmitting an analog signal.

【0046】なお、上記の実施例では、二次電子検出器
20は逆バイアス電源29により逆バイアス電圧を印加
されていたが、逆バイアス電圧を印加しない構成にして
も良い。また、本実施例では二次電子検出器20にPI
N型半導体検出器を用いたが、他のタイプの半導体検出
器、例えばショットキー型半導体検出器やアバランシェ
型半導体検出器等を用いても良い。また、応答性、感度
等の条件を満たせば、MCP(マイクロチャネルプレー
ト)を検出器として用いることも可能である。
In the above embodiment, the secondary electron detector 20 is applied with the reverse bias voltage by the reverse bias power supply 29. However, the secondary electron detector 20 may be configured not to apply the reverse bias voltage. In this embodiment, the secondary electron detector 20 is provided with PI
Although an N-type semiconductor detector is used, another type of semiconductor detector, for example, a Schottky semiconductor detector or an avalanche semiconductor detector may be used. If conditions such as responsiveness and sensitivity are satisfied, an MCP (micro channel plate) can be used as a detector.

【0047】次に、前記回路パターン検査装置1によ
り、被検査基板9として製造過程のパターン加工が施さ
れた半導体ウエハを検査した場合の作用について説明す
る。まず、図1には記載されていないが、被検査基板9
の搬送手段により半導体ウエハは試料交換室へロードさ
れる。そこでこの被検査基板9は試料ホルダに搭載さ
れ、保持固定された後に真空排気され、試料交換室があ
る程度の真空度に達したら検査のための検査室2に移載
される。検査室2では、試料台30、Xステージ31、
Yステージ32、回転ステージ33の上に試料ホルダご
と載せられ、保持固定される。
Next, the operation in the case where the circuit pattern inspection apparatus 1 inspects a semiconductor wafer that has been subjected to pattern processing in the manufacturing process as the substrate 9 to be inspected will be described. First, although not shown in FIG.
The semiconductor wafer is loaded into the sample exchange chamber by the transfer means. Then, the substrate 9 to be inspected is mounted on a sample holder, held and fixed, and evacuated, and when the sample exchange chamber reaches a certain degree of vacuum, it is transferred to the inspection room 2 for inspection. In the inspection room 2, the sample stage 30, the X stage 31,
The sample holder is placed on the Y stage 32 and the rotary stage 33 together with the sample holder, and held and fixed.

【0048】セットされた被検査基板9は、予め登録さ
れた所定の検査条件に基づきXステージ31、Yステー
ジ32のXおよびY方向の移動により、光学顕微鏡部4
の下の所定の第一の座標に配置され、モニタ50により
被検査基板9上に形成された回路パターンの光学顕微鏡
画像が観察され、位置回転補正用に予め記憶された同じ
位置の対応する比較パターン画像と比較され、第一の座
標の位置補正値が算出される。次に第一の座標から一定
距離離れ第一の座標と同等の回路パターンが存在する第
二の座標に移動し、同様に光学顕微鏡画像が観察され、
位置回転補正用に記憶された回路パターン画像と比較さ
れ、第二の座標の位置補正値および第一の座標に対する
回転ずれ量が算出される。この算出された回転ずれ量
分、回転ステージ33は回転し、その回転量を補正す
る。なお、本実施例では回転ステージ33の回転により
回転ずれ量を補正しているが、回転ステージ33無し
で、算出された回転ずれの量に基づき電子線の走査偏向
量を補正する方法でも補正できる。この光学顕微鏡画像
観察においては、光学顕微鏡画像のみならず電子線画像
でも観察可能な回路パターンが選定される。また、今後
の位置補正のために、第一の座標、光学顕微鏡画像観察
による第一の回路パターンの位置ずれ量、第二の座標、
光学顕微鏡画像観察による第二の回路パターンの位置ず
れ量が記憶され、制御部6に送られる。
The substrate 9 to be inspected is moved by moving the X stage 31 and the Y stage 32 in the X and Y directions on the basis of predetermined inspection conditions registered in advance.
Is located at a predetermined first coordinate under the optical pattern, an optical microscope image of a circuit pattern formed on the substrate 9 to be inspected is observed by the monitor 50, and a corresponding comparison of the same position stored in advance for position rotation correction is performed. The position correction value of the first coordinates is calculated by comparing the position correction value with the pattern image. Next, a certain distance from the first coordinates moves to the second coordinates where a circuit pattern equivalent to the first coordinates exists, and an optical microscope image is similarly observed,
Comparing with the circuit pattern image stored for the position rotation correction, the position correction value of the second coordinate and the rotation deviation amount with respect to the first coordinate are calculated. The rotation stage 33 rotates by the calculated rotation deviation amount, and corrects the rotation amount. In the present embodiment, the amount of rotation deviation is corrected by the rotation of the rotation stage 33. However, without using the rotation stage 33, a method of correcting the scanning deflection amount of the electron beam based on the calculated amount of rotation deviation can also be corrected. . In this optical microscope image observation, a circuit pattern that can be observed not only with an optical microscope image but also with an electron beam image is selected. Also, for future position correction, the first coordinate, the amount of displacement of the first circuit pattern by optical microscope image observation, the second coordinate,
The amount of displacement of the second circuit pattern by the optical microscope image observation is stored and sent to the control unit 6.

【0049】さらに、光学顕微鏡による画像が用いられ
て、被検査基板9上に形成された回路パターンが観察さ
れ、被検査基板9上の回路パターンのチップの位置やチ
ップ間の距離、あるいはメモリセルのような繰り返しパ
ターンの繰り返しピッチ等が予め測定され、制御部6に
測定値が入力される。また、被検査基板9上における被
検査チップおよびチップ内の被検査領域が光学顕微鏡の
画像から設定され、上記と同様に制御部6に入力され
る。光学顕微鏡の画像は、比較的低い倍率によって観察
が可能であり、また、被検査基板9の表面が例えばシリ
コン酸化膜等により覆われている場合には、下地まで透
過して観察可能であるので、チップの配列やチップ内の
回路パターンのレイアイトを簡便に観察することがで
き、検査領域の設定を容易にできるためである。
Further, the circuit pattern formed on the substrate 9 to be inspected is observed by using an image obtained by an optical microscope, and the position of the chip of the circuit pattern on the substrate 9 to be inspected, the distance between the chips, or the memory cell The repetition pitch or the like of the repetition pattern is measured in advance, and the measured value is input to the control unit 6. In addition, the chip to be inspected on the substrate to be inspected 9 and the region to be inspected in the chip are set from the image of the optical microscope, and input to the control unit 6 in the same manner as described above. The image of the optical microscope can be observed at a relatively low magnification, and when the surface of the substrate 9 to be inspected is covered with, for example, a silicon oxide film or the like, the image can be observed through the base. This is because the arrangement of the chips and the layout of the circuit patterns in the chips can be easily observed, and the setting of the inspection area can be facilitated.

【0050】以上のようにして光学顕微鏡部4による所
定の補正作業や検査領域設定等の準備作業が完了する
と、Xステージ31およびYステージ32の移動によ
り、被検査基板9が電子光学系3の下に移動される。被
検査基板9が電子光学系3の下に配置されると、上記光
学顕微鏡部4により実施された補正作業や検査領域の設
定と同様の作業を電子線画像により実施する。この際の
電子線画像の取得は、次の方法でなされる。
When the preparatory work such as the predetermined correction work and the setting of the inspection area by the optical microscope section 4 is completed as described above, the substrate 9 to be inspected is moved by the movement of the X stage 31 and the Y stage 32. Moved down. When the substrate 9 to be inspected is placed below the electron optical system 3, the same operation as the correction operation and the setting of the inspection area performed by the optical microscope unit 4 is performed by the electron beam image. The acquisition of the electron beam image at this time is performed by the following method.

【0051】上記光学顕微鏡画像による位置合せにおい
て記憶され補正された座標値に基づき、光学顕微鏡部4
で観察されたものと同じ回路パターンに、一次電子線1
9が走査信号発生器44によりX方向、Y方向に二次元
に走査されて照射される。この電子線の二次元走査によ
り、被観察部位から発生する二次電子51が上記の二次
電子検出のための各部の構成および作用によって検出さ
れることにより、電子線画像が取得される。既に光学顕
微鏡画像により簡便な検査位置確認や位置合せ、および
位置調整が実施され、且つ回転補正も予め実施されてい
るため、光学画像に比べ分解能が高く高倍率で高精度に
位置合せや位置補正、回転補正を実施することができ
る。
Based on the coordinate values stored and corrected in the alignment based on the optical microscope image, the optical microscope unit 4
In the same circuit pattern as that observed in
9 is two-dimensionally scanned in the X and Y directions by the scanning signal generator 44 and irradiated. By the two-dimensional scanning of the electron beam, the secondary electrons 51 generated from the observed region are detected by the configuration and operation of each unit for the secondary electron detection, and an electron beam image is obtained. Easy inspection position confirmation, position adjustment, and position adjustment have already been performed using the optical microscope image, and rotation correction has also been performed in advance, so the position resolution and position correction are higher in resolution and higher in magnification than optical images with higher precision. , Rotation correction can be performed.

【0052】なお、一次電子線19を被検査試料9に照
射すると、その箇所が帯電する。検査の際にその帯電の
影響を避けるために、上記位置回転補正あるいは検査領
域設定等の検査前準備作業において一次電子線19を照
射する回路パターンは、予め被検査領域外に存在する回
路パターンを選択するか、あるいは被検査チップ以外の
チップにおける同等の回路パターンを制御部6から自動
的に選択できるようにしておく。これにより、検査時に
上記検査前準備作業により一次電子線19を照射した影
響が、検査画像に及ぶことはない。
When the primary electron beam 19 is irradiated on the sample 9 to be inspected, that portion is charged. In order to avoid the influence of the electrification at the time of inspection, the circuit pattern to be irradiated with the primary electron beam 19 in the pre-inspection preparation work such as the position rotation correction or the inspection area setting is a circuit pattern existing outside the inspection area in advance. Selection, or an equivalent circuit pattern in a chip other than the chip to be inspected can be automatically selected from the control unit 6. As a result, the influence of irradiating the primary electron beam 19 by the pre-inspection preparation work during the inspection does not affect the inspection image.

【0053】次に、検査が実施される。検査時に被検査
基板9に照射する一次電子線19の条件は、以下の方法
にて求めた。まず、一般に電子線画像におけるSN比
は、試料に照射する電子線の単位画素あたりの照射電子
数Sの平方根と相関がある。画像同士を比較検査する場
合には、電子線画像のSN比は正常部と欠陥部の信号量
を検知できる値である必要があり、最低SN比は10以
上が必要であり、好ましくは50以上が必要である。前
述のように、電子線画像のSN比は、試料に照射する電
子線の単位画素あたりの照射電子数Sの平方根と相関が
あるため、SN比10を得るためには単一画素あたり少
なくとも100個以上の電子が必要となり、SN比50
を得るためには少なくとも2500個以上の電子が照射
されなくてはならない。
Next, an inspection is performed. The conditions of the primary electron beam 19 irradiating the substrate 9 to be inspected during the inspection were obtained by the following method. First, generally, the SN ratio in an electron beam image has a correlation with the square root of the number S of irradiated electrons per unit pixel of the electron beam irradiated on the sample. When comparing and inspecting images, the SN ratio of the electron beam image needs to be a value capable of detecting the signal amount of the normal portion and the defect portion, and the minimum SN ratio needs to be 10 or more, and preferably 50 or more. is necessary. As described above, the S / N ratio of the electron beam image is correlated with the square root of the number S of irradiated electrons per unit pixel of the electron beam irradiated on the sample. Or more electrons are required, and the SN ratio is 50
In order to obtain, at least 2500 or more electrons must be irradiated.

【0054】また、この回路パターン検査方法を適用す
るねらいは、前述の通り光学式パターン検査方法では検
出が不可能な微小の欠陥を検知することであり、すなわ
ち微小な画素における画像間の差を認識する必要があっ
た。これを達成するために、本実施例では画素サイズを
0.1μm角とした。従って、最低限必要とされる単一
画素あたりの電子数と上記画素サイズから、必要とされ
る単位面積あたりの電子線照射量は0.16μC/cm2
になり、好ましくは4μC/cm2となる。この電子照射
量を通常のSEMの電子線電流(数pAから数百pA程
度)により得ようとすると、例えば20pAの電子線電
流によって1cm2角の領域に0.16μC/cm2の電子
を照射するには8000秒を要し、さらに4μC/cm2
の電子を照射するには20万秒を要する。しかしなが
ら、回路パターンの検査、例えば半導体ウエハの検査に
おいて要求される検査速度は600s/cm2以下、好ま
しくは300s/cm2以下であり、これよりも検査時間
が長くなると、半導体製造においては検査の実用性がき
わめて低くなる。したがって、これらの条件を満たし、
実用的な検査時間で必要な電子線を試料に照射するため
には、電子線電流を最低でも270pA(1.6μC/c
m2、600s/cm2)以上、好ましくは13nA(4
μC/cm2、300s/cm2)以上に設定する必要があ
る。そこで、本実施例の回路パターンの検査方法では、
13nA以上の大電流電子線を用いて一回の走査により
電子線画像を形成するようにしている。
The purpose of applying this circuit pattern inspection method is to detect minute defects which cannot be detected by the optical pattern inspection method as described above, that is, to detect differences between images in minute pixels. I needed to recognize. In order to achieve this, in this embodiment, the pixel size is set to 0.1 μm square. Therefore, the required electron beam irradiation amount per unit area is 0.16 μC / cm 2 from the minimum required number of electrons per single pixel and the above pixel size.
And preferably 4 μC / cm 2. In order to obtain this amount of electron irradiation by a normal SEM electron beam current (about several pA to several hundred pA), for example, an electron beam current of 20 pA irradiates an area of 1 cm 2 square with 0.16 μC / cm 2 of electrons. Takes 8000 seconds, and 4 μC / cm2
It takes 200,000 seconds to irradiate the electrons. However, the inspection speed required for inspection of a circuit pattern, for example, inspection of a semiconductor wafer, is 600 s / cm 2 or less, preferably 300 s / cm 2 or less. Is extremely low. Therefore, satisfy these conditions,
In order to irradiate the sample with a necessary electron beam in a practical inspection time, the electron beam current must be at least 270 pA (1.6 μC / c
m2, 600 s / cm2) or more, preferably 13 nA (4
μC / cm2, 300 s / cm2) or more. Therefore, in the circuit pattern inspection method of the present embodiment,
An electron beam image is formed by one scan using a high current electron beam of 13 nA or more.

【0055】そして、通常のSEMに比べ約100倍以
上の大電流(270nA以上、好ましくは13nA以
上)の電子線を用いてただ一回の走査によって電子線画
像を形成することは、検査速度の点から必要とされるだ
けでなく、以下に述べる理由により、下地膜あるいは表
面パターンが絶縁材料により形成された回路パターンを
検査するのに必要である。
Forming an electron beam image by a single scan using an electron beam having a large current (at least 270 nA, preferably at least 13 nA), which is about 100 times or more that of a normal SEM, requires only an inspection speed. Not only is it necessary from the point of view, but it is necessary for inspecting a circuit pattern in which a base film or a surface pattern is formed of an insulating material for the following reasons.

【0056】絶縁材料を有する回路パターンの電子線画
像を通常のSEMにより取得すると、帯電の影響により
実際の形状とは異なる電子線画像が得られたり、視野倍
率によりコントラストがまったく異なることが多い。こ
れは、微弱な電子線電流(数pAから数百pA)を局所
的に繰り返し走査することにより、あるいは視野倍率を
変える際に焦点や非点補正のために画像形成に必要な電
子線量以上に電子線を局所的に走査することにより、電
子線照射量がある一ヶ所に集中して照射され、その部分
の帯電が不均等になるためである。その結果、絶縁材料
で形成されたパターンの電子線画像の品質は、視野によ
り全く異なってしまうので、このような画像は電子線画
像を比較する検査には適用できない。従って、絶縁材料
を有する回路パターンについても導電性の材料の回路パ
ターンと同様に検査できるようにするために、通常のS
EMに比べ約100倍以上の大電流電子線を用いて一回
の走査により電子線画像を形成することとした。
When an electron beam image of a circuit pattern having an insulating material is acquired by a normal SEM, an electron beam image different from the actual shape is obtained due to the influence of charging, and the contrast often differs completely depending on the field magnification. This is because the weak electron beam current (several pA to several hundred pA) is repeatedly and locally scanned, or when the field magnification is changed, the electron dose exceeds the electron dose necessary for image formation for focus and astigmatism correction. This is because, by locally scanning the electron beam, the irradiation amount of the electron beam is intensively applied to a certain location, and the charging of that portion becomes uneven. As a result, the quality of an electron beam image of a pattern formed of an insulating material is completely different depending on the field of view, and such an image cannot be applied to an inspection for comparing electron beam images. Therefore, in order to inspect the circuit pattern having the insulating material similarly to the circuit pattern of the conductive material, the usual S
An electron beam image is formed by one scan using a large current electron beam which is about 100 times or more as large as EM.

【0057】すなわち、本実施例では、単位面積あた
り、および単位時間あたりの試料への電子線照射量が一
定であって、比較検査を行うのに足る画質を形成するた
めに必要な電子線量により、しかも、半導体ウエハ等の
検査方法の実用性に適した走査速度により、電子線を一
回走査することで電子線画像を取得することとした。そ
して、上記のように通常のSEMに比べ約100倍以上
の大電流電子線を用いて一回の走査により絶縁材料を有
する回路パターンの電子線画像を取得したところ、一視
野内の電子線画像を構成する各種回路パターンの構成材
料や構造に依存して帯電量や画像のコントラストがそれ
ぞれ異なること、同種の材料の同等のパターン同士では
同様な画像コントラストが得られることを確認した。な
お、大電流電子線による走査は本実施例では一回のみと
しているが、実質的に前述の作用が実現される範囲で数
回走査する場合もあってもよい。
That is, in the present embodiment, the amount of electron beam irradiation to the sample per unit area and per unit time is constant, and the electron dose required to form an image quality sufficient for performing the comparative inspection is obtained. In addition, an electron beam image is obtained by scanning the electron beam once at a scanning speed suitable for the practicality of the inspection method of a semiconductor wafer or the like. Then, as described above, an electron beam image of a circuit pattern having an insulating material was obtained by one scan using a high current electron beam that is about 100 times or more that of a normal SEM. It has been confirmed that the amount of charge and the contrast of the image are different depending on the constituent materials and structures of the various circuit patterns constituting, and that the same image contrast can be obtained between the same patterns of the same kind of material. In this embodiment, the scanning with the large current electron beam is performed only once. However, the scanning may be performed several times within a range in which the above-described operation is substantially realized.

【0058】次に、電子線画像のコントラストに影響す
る照射条件について述べる。電子線画像のコントラスト
は、試料に照射した電子線により発生し検出される二次
電子の量により形成され、例えば材料等の相違により二
次電子の発生量が異なることにより明るさの差となる。
図3は、電子線照射条件のコントラストへの影響を示す
グラフであり、図3(a)は照射条件が適切な場合を示
し、図3(b)は照射条件が不適切な場合を示してい
る。また、縦軸は画像の明るさと相関が大である帯電の
程度、横軸には電子線の照射時間である。実線Aは、試
料にホトレジストを用いた場合、点線Bは試料に配線材
料を用いた場合である。
Next, irradiation conditions which affect the contrast of an electron beam image will be described. The contrast of the electron beam image is formed by the amount of secondary electrons generated and detected by the electron beam irradiated on the sample. For example, the difference in the amount of secondary electrons generated due to a difference in material or the like results in a difference in brightness. .
FIG. 3 is a graph showing the effect of the electron beam irradiation condition on the contrast. FIG. 3A shows a case where the irradiation condition is appropriate, and FIG. 3B shows a case where the irradiation condition is inappropriate. I have. The vertical axis indicates the degree of charging, which has a large correlation with the brightness of the image, and the horizontal axis indicates the irradiation time of the electron beam. The solid line A indicates the case where photoresist was used for the sample, and the dotted line B indicates the case where wiring material was used for the sample.

【0059】図3(a)より、照射時間が少ない時間領
域Cでは各材料の明るさ変動が少なく、照射時間が比較
的多くなってくる時間領域Dだと照射時間による明るさ
の変化が大きくなり、最終的に照射時間が多い時間領域
Eでは再び照射時間による明るさ変動が少なくなる。ま
た、図3(b)より、照射条件が適切でない場合には、
照射時間が少ない時間領域Cにおいても、照射時間に対
する明るさ変動が大きく、安定した画像を得るのが困難
である。従って、高速に且つ安定した電子線画像を取得
するためには図3(a)の照射条件にて画像を取得する
ことが重要である。
As shown in FIG. 3A, in the time region C where the irradiation time is short, the brightness variation of each material is small, and in the time region D where the irradiation time is relatively long, the change in brightness due to the irradiation time is large. Finally, in the time region E where the irradiation time is long, the brightness variation due to the irradiation time is reduced again. According to FIG. 3B, when the irradiation conditions are not appropriate,
Even in the time region C where the irradiation time is short, the fluctuation in brightness with respect to the irradiation time is large, and it is difficult to obtain a stable image. Therefore, it is important to acquire an image under the irradiation conditions of FIG. 3A in order to acquire a stable and fast electron beam image.

【0060】上記電子線の試料への照射条件としては、
単位面積あたりの電子線の照射量、電子線電流値、電子
線の走査速度、試料に照射する電子線の照射エネルギー
が挙げられる。そのため、これらパラメータは回路パタ
ーンの形状や材料毎にその最適値を求める必要がある。
そのためには、試料に照射する電子線の照射エネルギー
を自由に調整制御する必要がある。そのため、前述のよ
うに本実施例では試料である被検査基板9にリターディ
ング電源36により一次電子を減速するための負の電圧
を印加し、この電圧を調整することにより一次電子線1
9の照射エネルギーを適宜調整できるように構成してい
る。これにより、電子銃10に印加する加速電圧を変化
させる場合には一次電子線19の軸変化が発生し各種調
整が必要になるのに対し、本実施例ではそのような調整
を行わずに同様の効果を得ることができる。
The conditions for irradiating the sample with the electron beam are as follows.
The irradiation amount of the electron beam per unit area, the electron beam current value, the scanning speed of the electron beam, and the irradiation energy of the electron beam for irradiating the sample are exemplified. Therefore, it is necessary to determine the optimum values of these parameters for each circuit pattern shape and material.
For this purpose, it is necessary to freely adjust and control the irradiation energy of the electron beam irradiating the sample. Therefore, as described above, in this embodiment, a negative voltage for decelerating the primary electrons is applied to the substrate 9 to be inspected as the sample by the retarding power supply 36, and the voltage is adjusted to thereby adjust the primary electron beam 1.
The irradiation energy of No. 9 can be appropriately adjusted. As a result, when the acceleration voltage applied to the electron gun 10 is changed, a change in the axis of the primary electron beam 19 occurs, and various adjustments are required. In the present embodiment, the adjustment is performed without such adjustment. The effect of can be obtained.

【0061】次に、検査を行うための電子線画像を形成
する一次電子線19の走査方法について述べる。通常の
SEMでは、ステージが静止した状態で電子線を二次元
に走査し、ある領域の画像を形成する。この方法による
と、広領域をくまなく検査する場合には、画像取得領域
毎に、静止して電子線を走査する時間の他に、移動時間
としてステージの加速、減速、位置整定を加算した時間
がかかる。そのため、検査時間全体では長時間を要して
しまう。そのため、本発明では、ステージを一方向に連
続的に定速で移動しながら、電子線をステージ移動方向
と直交または交叉する向きに高速に一方向に走査するこ
とにより、被検査領域の画像を取得する検査方法を用い
た。これにより、所定距離の一走査幅分の電子線取得時
間は、所定距離をステージが移動する時間のみとなる。
Next, a method of scanning the primary electron beam 19 for forming an electron beam image for inspection will be described. In a normal SEM, an electron beam is two-dimensionally scanned while the stage is stationary, and an image of a certain area is formed. According to this method, when inspecting a wide area thoroughly, for each image acquisition area, in addition to the time for scanning the electron beam while standing still, the time for accelerating, decelerating, and setting the position of the stage as the moving time is added. It takes. Therefore, a long time is required for the entire inspection time. Therefore, in the present invention, while moving the stage continuously in one direction at a constant speed, the electron beam is scanned in one direction at a high speed in a direction orthogonal to or intersecting with the stage movement direction, so that the image of the inspection area is formed. The acquired inspection method was used. Accordingly, the electron beam acquisition time for one scanning width of the predetermined distance is only the time for the stage to move the predetermined distance.

【0062】図4は、被検査基板9上の一次電子線19
の走査方向を示す平面図である。図4(a)には、上記
方法によりYステージ32がY方向に連続して定速移動
している際に、一次電子線19が走査する方向の一例を
示している。一次電子線19を走査信号発生器44によ
り走査する際に、実線で示した一方向のみ電子線を試料
である被検査基板9に照射し、破線で示した電子線の振
り戻しの間は被検査基板9に一次電子線19が照射され
ないようにブランキングすることにより、被検査基板9
上に空間的、時間的に均一に電子線を照射することがで
きる。ブランキングは、ブランキング偏向器13により
一次電子線19を偏向して、絞り14を通過しないよう
にすることにより実施される。
FIG. 4 shows the primary electron beam 19 on the substrate 9 to be inspected.
FIG. 4 is a plan view showing a scanning direction of FIG. FIG. 4A shows an example of a direction in which the primary electron beam 19 scans when the Y stage 32 continuously moves in the Y direction at a constant speed by the above method. When the primary electron beam 19 is scanned by the scanning signal generator 44, an electron beam is irradiated to the substrate to be inspected 9 which is a sample in only one direction indicated by a solid line, and the electron beam is irradiated during the return of the electron beam indicated by a broken line. By blanking the inspection substrate 9 so that the primary electron beam 19 is not irradiated, the substrate 9 to be inspected is blanked.
The electron beam can be uniformly and spatially irradiated on the top. Blanking is performed by deflecting the primary electron beam 19 by the blanking deflector 13 so as not to pass through the aperture 14.

【0063】図4(b)には、別の走査の方向の一例と
して、一次電子線19が等速度で往復走査する場合を示
している。一次電子線19が一端から他端まで等速度で
走査されると、Xステージ31、Yステージ32が一ピ
ッチ送られ、電子線が反対の向きに元の端まで等速度で
走査される。この方法の場合には、電子線の振り戻し時
間を省略することができる。
FIG. 4B shows a case where the primary electron beam 19 reciprocates at a constant speed as an example of another scanning direction. When the primary electron beam 19 is scanned at a constant speed from one end to the other end, the X stage 31 and the Y stage 32 are fed by one pitch, and the electron beam is scanned in the opposite direction to the original end at a constant speed. In the case of this method, the time for turning back the electron beam can be omitted.

【0064】なお、電子線が照射されている領域または
位置は、Xステージ31、Yステージ32に設置された
位置モニタ測長器34の測定データが時々刻々と制御部
6に転送されることにより、詳細に把握される。本実施
例ではレーザ干渉計を採用している。同様に、一次電子
線19が照射されている領域あるいは位置の高さの変動
は、被検査基板高さ測定器35の測定データが時々刻々
と制御部6に転送されることにより詳細に把握される。
これらのデータに基づき、電子線の照射位置や焦点位置
のずれを演算し、補正制御回路43によりこれらの位置
ずれを自動的に補正する。従って、高精度で精密な電子
線の操作方法が確保される。
The area or position where the electron beam is irradiated can be determined by transferring the measurement data of the position monitor length measuring device 34 installed on the X stage 31 and the Y stage 32 to the control unit 6 every moment. , Will be grasped in detail. In this embodiment, a laser interferometer is employed. Similarly, the fluctuation of the height of the region or position irradiated with the primary electron beam 19 is grasped in detail by transferring the measurement data of the substrate height measuring device 35 to the control unit 6 every moment. You.
Based on these data, the deviation of the irradiation position or the focal position of the electron beam is calculated, and the correction control circuit 43 automatically corrects these deviations. Therefore, a highly accurate and precise operation method of the electron beam is secured.

【0065】以上の一次電子線19の走査方法により、
試料である被検査基板9の全面あるいは予め設定した検
査領域に電子線が照射され、前述した原理により二次電
子51が発生し、前述した方法により二次電子51、5
2が検出される。前述の各部の構成およびその作用によ
り、良質の画像を得ることができる。例えば、前述の構
成および方法で反射板17に照射することにより約20
倍の二次電子増倍効果を得ることができるとともに、従
来の方法よりも一次電子線への収差の影響を抑制するこ
とができる。
According to the scanning method of the primary electron beam 19 described above,
The entire surface of the substrate 9 to be inspected as a sample or an inspection region set in advance is irradiated with an electron beam, and secondary electrons 51 are generated by the above-described principle.
2 is detected. A high-quality image can be obtained by the configuration and operation of each unit described above. For example, by irradiating the reflector 17 with the above-described configuration and method, about 20
A double electron multiplication effect can be obtained, and the influence of aberration on the primary electron beam can be suppressed as compared with the conventional method.

【0066】また、同様の構成でEクロスB偏向器18
にかける電磁界を調節することにより、被検査基板9表
面から発生した反射電子を二次電子と同様に反射板17
に照射して得られた第二の二次電子52を検出すること
も容易に行える。また、EクロスB偏向器18の電界お
よび磁界を、試料に印加する負の高電圧に連動して調整
制御することで、試料毎に異なる照射条件においても二
次電子を効率良く検出できる。また、二次電子検出器2
0を用いて二次電子を検出し、検出された画像信号を検
出直後にデジタル化してから光伝送する方法により、各
種変換、伝送において発生するノイズの影響を小さく
し、SN比の高い画像信号データを得ることができる。
The E-cross B deflector 18 has a similar configuration.
The reflected electron generated from the surface of the substrate 9 to be inspected is adjusted in the same manner as the secondary electron by adjusting the electromagnetic field applied to the substrate 17.
It is also possible to easily detect the second secondary electrons 52 obtained by irradiating. Further, by adjusting and controlling the electric field and the magnetic field of the E-cross B deflector 18 in conjunction with the negative high voltage applied to the sample, secondary electrons can be efficiently detected even under irradiation conditions different for each sample. In addition, the secondary electron detector 2
The method of detecting secondary electrons by using 0, digitizing the detected image signal immediately after detection, and transmitting the light, reduces the influence of noise generated in various conversions and transmissions, and provides an image signal with a high SN ratio. Data can be obtained.

【0067】検出した信号から電子線画像を形成する過
程においては、画像処理部5が制御部6から指定された
電子線照射位置の所望の画素に、対応した時間毎の検出
信号を、その信号レベルに応じた明るさ階調値として第
一画像記憶部46または第二画像記憶部47に逐次記憶
させる。電子線照射位置と、検出時間で対応づけられた
二次電子量が対応されることにより、試料回路パターン
の電子線画像が二次元的に形成される。このようにし
て、高精度でSN比の高い良質な電子線画像が取得でき
るようになる。
In the process of forming an electron beam image from the detected signals, the image processing unit 5 outputs a detection signal every time corresponding to a desired pixel at the electron beam irradiation position designated by the control unit 6. The first image storage unit 46 or the second image storage unit 47 sequentially stores the brightness gradation value according to the level. By associating the electron beam irradiation position with the amount of secondary electrons associated with the detection time, an electron beam image of the sample circuit pattern is formed two-dimensionally. In this way, a high-quality electron beam image with high accuracy and a high SN ratio can be obtained.

【0068】画像処理部5へ画像信号が転送されると、
第一の領域の電子線画像が第一画像記憶部46に記憶さ
れる。演算部48は、この記憶された画像信号をもう一
方の記憶部の画像信号との位置合せ、信号レベルの規格
化、ノイズ信号を除去するための各種画像処理を施す。
続いて、第二の領域の電子線画像が第二画像記憶部47
に記憶され、同様の演算処理を施されながら、第二の領
域の電子線画像と第一の電子線画像の同一の回路パター
ンおよび場所の画像信号を比較演算する。欠陥判定部4
9は、演算部48にて比較演算された差画像信号の絶対
値を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値よりも差
画像信号レベルが大きい場合にその画素を欠陥候補と判
定し、モニタ50にその位置や欠陥数等を表示する。次
いで、第三に領域の電子線画像が第一画像記憶部46に
記憶され、同様の演算を施されながら先に第二画像記憶
部47に記憶された第二の領域の電子線画像と比較演算
され、欠陥判定される。以降、この動作が繰り返される
ことにより、すべての検査領域について画像処理が実行
されていく。
When the image signal is transferred to the image processing unit 5,
The electron beam image of the first area is stored in the first image storage unit 46. The arithmetic unit 48 performs alignment of the stored image signal with the image signal of the other storage unit, normalization of the signal level, and various types of image processing for removing noise signals.
Subsequently, the electron beam image of the second area is stored in the second image storage unit 47.
And the same arithmetic processing is performed, and the image signals of the same circuit pattern and location of the electron beam image in the second area and the first electron beam image are compared and calculated. Defect judgment unit 4
Reference numeral 9 compares the absolute value of the difference image signal calculated by the calculation unit 48 with a predetermined threshold value, and when the difference image signal level is higher than the predetermined threshold value, determines the pixel as a defect candidate. Then, the position, the number of defects, and the like are displayed on the monitor 50. Then, thirdly, the electron beam image of the region is stored in the first image storage unit 46 and compared with the electron beam image of the second region previously stored in the second image storage unit 47 while performing the same operation. The calculation is performed and the defect is determined. Thereafter, by repeating this operation, image processing is performed on all inspection areas.

【0069】前述の検査方法により、高精度で良質な電
子線画像を取得し比較検査することにより、微細な回路
パターン上に発生した微小な欠陥を、実用性に則した検
査時間で検出することができる。また、電子線を用いて
画像を取得することにより、光学式パターン検査方法で
は光が透過してしまい検査できなかったシリコン酸化膜
やレジスト膜で形成されたパターン不良やこれらの材料
の異物などの欠陥が検査できるようになる。さらに、回
路パターンを形成している材料が絶縁物の場合にも安定
して検査を実施することができる。
By obtaining a high-precision and high-quality electron beam image by the above-described inspection method and performing comparative inspection, a minute defect generated on a fine circuit pattern can be detected in an inspection time conforming to practicality. Can be. In addition, by acquiring an image using an electron beam, light is transmitted by the optical pattern inspection method, and the inspection cannot be performed. Defects can be inspected. Further, the inspection can be stably performed even when the material forming the circuit pattern is an insulator.

【0070】次に、この回路パターン検査装置1および
方法を用いて半導体ウエハを検査した適用例について述
べる。図5は半導体装置の製造プロセスを示すフローチ
ャートである。図5に示すように、半導体装置は、ウエ
ハ着工・表面酸化61から工程2、工程3、工程n、工
程n+162の多数のパターン形成工程を繰り返してい
る。ひとつのパターン形成工程は、大まかに、成膜6
3、レジスト塗布64、感光65、現像66、エッチン
グ67、レジスト除去68、洗浄69の各ステップによ
り構成されている。これらの各ステップにおいて、加工
のための製造条件が最適化されていないと、基板上に形
成する半導体装置の回路パターンが正常に形成されな
い。そこで、例えば、現像66やレジスト除去68の工
程の後で、自動外観検査60a,60bを実施すること
により、工程の途中で欠陥を早期に発見して、製造歩留
りの低下を防止することができる。
Next, an application example of inspecting a semiconductor wafer using the circuit pattern inspection apparatus 1 and the method will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. As shown in FIG. 5, the semiconductor device repeats a number of pattern forming steps from a wafer start / surface oxidation 61 to a step 2, a step 3, a step n, and a step n + 162. One pattern forming process is roughly as follows.
3, the steps of resist application 64, exposure to light 65, development 66, etching 67, removal of resist 68, and cleaning 69. In each of these steps, if the manufacturing conditions for processing are not optimized, the circuit pattern of the semiconductor device formed on the substrate will not be formed properly. Therefore, for example, by performing the automatic appearance inspections 60a and 60b after the steps of the development 66 and the resist removal 68, defects can be found early in the course of the process, and a decrease in the manufacturing yield can be prevented. .

【0071】図6に、製造プロセスにおける半導体ウエ
ハ上に形成された回路パターンの概略を示す。図6
(a)は正常に加工された回路パターン、図6(b)は
加工不良が発生したパターンを示す。例えば図5の成膜
過程で異常が発生するとパーティクルが発生し、半導体
ウエハ表面に付着し、図6(b)中の孤立欠陥等にな
る。また、感光時に感光のための露光装置の焦点や露光
時間等の条件が最適でないと、レジストの照射する光の
量や強さが多すぎる箇所や足りない箇所が発生し、図6
(b)中のショートや断線、パターン細りとなる。感光
時のマスク・レチクルに欠陥があると、感光単位である
ショット毎に同一箇所に同様のパターン形状異常が発生
する。またエッチング量が最適化されていない場合およ
びエッチング途中に生成された薄膜やパーティクルによ
り、ショートや突起、孤立欠陥、開口不良等が発生す
る。洗浄時には、洗浄層の汚れや剥離した膜や異物の再
付着により微小なパーティクルが発生し、乾燥時の水切
れ条件により表面に酸化膜の厚さむらを発生し易い。
FIG. 6 schematically shows a circuit pattern formed on a semiconductor wafer in a manufacturing process. FIG.
6A shows a normally processed circuit pattern, and FIG. 6B shows a pattern in which a processing failure has occurred. For example, when an abnormality occurs in the film forming process of FIG. 5, particles are generated and adhere to the surface of the semiconductor wafer, resulting in an isolated defect or the like in FIG. 6B. Further, if the conditions such as the focus of the exposure apparatus for exposure and the exposure time are not optimal at the time of exposure, there are places where the amount or intensity of light irradiated by the resist is too large or insufficient, and FIG.
(B) A short circuit, disconnection, and pattern narrowing in FIG. If there is a defect in the mask reticle at the time of exposure, a similar pattern shape abnormality occurs at the same location for each shot which is a unit of exposure. In addition, when the etching amount is not optimized and when a thin film or a particle is generated during the etching, a short circuit, a projection, an isolated defect, an opening defect, or the like occurs. At the time of cleaning, fine particles are generated due to re-adhesion of dirt, peeled film and foreign matter on the cleaning layer, and uneven thickness of the oxide film is easily generated on the surface due to the condition of drainage during drying.

【0072】従って、上述した図1に示す回路パターン
の検査装置1を半導体装置の製造プロセスに適用するこ
とにより、異常の発生を高精度且つ早期に検知すること
ができ、当該工程に異常対策処置を講ずることができ、
これらの不良が発生しないよう加工条件を最適化するこ
とができるようになる。例えば、現像工程後に回路パタ
ーン検査工程が実施されて、ホトレジストパターンの欠
陥や断線が検出された場合には、感光工程の露光装置の
露光条件や焦点条件が最適でないという事態が推定さ
れ、焦点条件あるいは露光量の調整等によってこれらの
条件が即座に改善される。また、これらの欠陥が各ショ
ット間で共通して発生しているか否かを欠陥分布から調
べることにより、パターン形成に用いられているホトマ
スク、レチクルの欠陥が推定され、ホトマスク、レチク
ルの検査や交換がいち早く実施される。その他の工程に
ついても同様であり、本発明の回路パターンの検査方法
および装置を適用し、検査工程を実施することにより、
各種欠陥が検出され、検出された欠陥の内容によって各
製造工程の異常の原因が推定される。
Therefore, by applying the above-described circuit pattern inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 to a semiconductor device manufacturing process, the occurrence of an abnormality can be detected with high accuracy and at an early stage. Can be taken,
The processing conditions can be optimized so that these defects do not occur. For example, if a circuit pattern inspection process is performed after the development process and a defect or disconnection of the photoresist pattern is detected, it is estimated that the exposure condition and the focus condition of the exposure apparatus in the exposure process are not optimal, Alternatively, these conditions are immediately improved by adjusting the exposure amount. In addition, by examining whether or not these defects are common among the shots from the defect distribution, the defects of the photomask and reticle used for pattern formation are estimated, and inspection and replacement of the photomask and reticle are performed. Will be implemented sooner. The same applies to other steps, and by applying the circuit pattern inspection method and apparatus of the present invention and performing the inspection step,
Various defects are detected, and the cause of the abnormality in each manufacturing process is estimated based on the content of the detected defects.

【0073】このように半導体装置の製造過程におい
て、本発明による回路パターンの検査装置または検査方
法を実施することにより、各種製造条件の変動や異常発
生を検査実時間内に検知することができるため、多量の
不良発生を未然に防ぐことができる。また、回路パター
ンの検査方法および装置を適用し、検出された欠陥の程
度や発生頻度等から当該半導体装置全体の良品取得率を
予測することができ、半導体装置の生産性を高めること
ができるようになる。
As described above, in the process of manufacturing a semiconductor device, by implementing the circuit pattern inspection apparatus or the inspection method according to the present invention, it is possible to detect fluctuations in various manufacturing conditions and occurrence of abnormalities within the inspection real time. In addition, it is possible to prevent a large amount of defects from occurring. In addition, by applying the circuit pattern inspection method and apparatus, it is possible to predict the non-defective product acquisition rate of the entire semiconductor device from the degree and frequency of occurrence of detected defects, and to improve the productivity of the semiconductor device. become.

【0074】半導体装置の検査は、検査条件の設定、検
査の実行、抽出された欠陥の確認と分類に大きく分けら
れ、本実施例では、これらをレシピ作成モード、検査モ
ード、欠陥確認モードと呼んでいる。また、得られた欠
陥のデータファイルを管理するユーティリティモードを
有している。
Inspection of a semiconductor device is roughly divided into setting of inspection conditions, execution of inspection, confirmation and classification of extracted defects, and in this embodiment, these are called a recipe creation mode, an inspection mode, and a defect confirmation mode. In. Further, it has a utility mode for managing the obtained defect data file.

【0075】検査条件の設定、検査の実行の後、欠陥確
認モードで、抽出された欠陥の確認と分類が行なわれ
る。
After setting the inspection conditions and executing the inspection, the extracted defects are confirmed and classified in the defect confirmation mode.

【0076】図7は、欠陥確認モードにおける実行手順
を示すフローチャートである。ステップ300によって
取得され、表示された1度のみの照射によって形成した
SEM画像を、ステップ301の自動分類モードによっ
て自動分類できる画像であるかを判定する。NOの場合
には、ステップ302でマニュアルでのSEM画像を再
取得、表示を行う。分類モードにある場合(YES)に
は、ステップ303で欠陥(異常)の分類判定を行い、
分類する。この分類は、表示された欠陥について、その
位置(y座標、x座標)、サイズ、明るさ、あるいは形
状、その他の欠陥特性の値が、予め定めておいた属性の
値に比べて大きいか小さいかによって行う。この判定、
確認は、自動または手動、すなわちオートまたはマニュ
アルによって行うことができる。このようにして予め定
めた分類に従って分類できる場合(分類にマッチする場
合)には、ステップ304で自動的にSEM画像を再取
得して表示する。次に、ステップ305で検査結果の出
力を行う。分類にアンマッチの場合、あるいはマニュア
ルでのSEM画像再取得、表示の場合にはこの段階での
検査結果の出力を行う。検査結果出力を終了すると次の
ステップ306のウエハアンロードに移る。
FIG. 7 is a flowchart showing an execution procedure in the defect confirmation mode. It is determined whether the SEM image acquired and displayed in step 300 and formed by irradiation only once can be automatically classified by the automatic classification mode in step 301. If NO, a manual SEM image is reacquired and displayed in step 302. If the mode is the classification mode (YES), classification of a defect (abnormal) is determined in step 303,
Classify. In this classification, the position (y-coordinate, x-coordinate), size, brightness, or shape of the displayed defect, or the value of another defect characteristic is larger or smaller than the value of a predetermined attribute. It depends on. This judgment,
Confirmation can be automatic or manual, ie, automatic or manual. When the classification can be performed according to the predetermined classification in this way (when the classification matches), in step 304, the SEM image is automatically reacquired and displayed. Next, an inspection result is output in step 305. If the classification is unmatched, or if the SEM image is manually reacquired and displayed, the inspection result is output at this stage. When the output of the inspection result is completed, the process proceeds to the next step 306 to unload the wafer.

【0077】以上の手順によって、特定の欠陥を抽出す
ることが可能となる。また、検査時に取得したSEM画
像がファイルに保存されており、オペレータの判断によ
り、このファイルされたSEM画像を再び表示させるこ
とによって、欠陥の再確認を行うことができる。
With the above procedure, a specific defect can be extracted. Further, the SEM image acquired at the time of the inspection is stored in a file, and the operator can judge the defect again by displaying the filed SEM image again.

【0078】図8に、検査モードでの自動検査終了時の
画面図を示す。画面最上部には、時間、装置ID、検査
対象基板名、オペレータ名などを表示する領域201、
各種メッセージを表示するメッセージ領域202が配置
されている。画面下部には、自動検査の実行を指示する
検査モードを指定する「検査」ボタン203、欠陥の確
認を指示する欠陥確認モードを指定する「欠陥確認」ボ
タン204、予め検査条件を設定するレシピの作成を指
示するレシピ作成モードを指定する「レシピ作成」ボタ
ン205、補助機能の呼出しを指示するユーティリティ
モードを指定する「ユーティリティ」ボタン206、シ
ステム終了を指示する「システム終了」ボタン207が
配置されている。
FIG. 8 shows a screen at the end of the automatic inspection in the inspection mode. At the top of the screen, an area 201 for displaying time, apparatus ID, board name to be inspected, operator name, etc.
A message area 202 for displaying various messages is arranged. In the lower part of the screen, an “inspection” button 203 for specifying an inspection mode for instructing execution of automatic inspection, a “defect confirmation” button 204 for specifying a defect confirmation mode for instructing defect confirmation, and a recipe for setting inspection conditions in advance. A “recipe creation” button 205 for designating a recipe creation mode for instructing creation, a “utility” button 206 for designating a utility mode for instructing the calling of auxiliary functions, and a “system end” button 207 for instructing system termination are arranged. I have.

【0079】中央左側には、装置に装着されている基板
のカセット内の位置を表示するカセット表示領域208
が、中央右側には、該当する基板のデータを表示する基
板表示領域209が配置されている。オペレータが基板
表示領域209内のオプション領域210内の動作条件
変更を選択すると、動作条件変更ボックス211が表示
され、欠陥確認モードでの、欠陥のSEM画像の再取得
を自動にするか、手動にするか、実行しないかを、マウ
スポインタのクリックで選択することができる。
On the left side of the center, a cassette display area 208 for displaying the position of the substrate mounted on the apparatus in the cassette.
However, on the right side of the center, a board display area 209 for displaying data of the corresponding board is arranged. When the operator selects an operation condition change in the option area 210 in the substrate display area 209, an operation condition change box 211 is displayed, and in the defect confirmation mode, the reacquisition of the SEM image of the defect is performed automatically or manually. Whether to execute or not to execute can be selected by clicking the mouse pointer.

【0080】自動の場合は、自動選択された欠陥部の画
像が自動取得される。手動の場合は、検査終了後の欠陥
確認を、人手で行うので、検査終了で指示待ち状態とな
る。なしの場合は、検査終了後の欠陥確認を行わず、後
で、人手で行う場合等に指定される。
In the case of automatic, an image of the automatically selected defective portion is automatically obtained. In the case of manual operation, the defect is checked manually after the inspection is completed. In the case of "none", the defect is not confirmed after the completion of the inspection, but is specified later when the inspection is performed manually.

【0081】図9は、図8と同じく検査モードでの自動
検査終了時の画面図である。中央左側にはウエハマップ
212が、中央右側には検査結果表示領域213が配置
されている。図8で説明したオプションの動作条件で自
動を設定してあれば、予め設定されている時間をこの画
面で待ち、欠陥確認画面に切替わる。手動の場合は、
「欠陥確認」ボタン204をマウスでクリックする。
FIG. 9 is a screen view at the end of the automatic inspection in the inspection mode as in FIG. A wafer map 212 is arranged on the center left side, and an inspection result display area 213 is arranged on the center right side. If the automatic operation is set under the optional operation conditions described with reference to FIG. 8, a preset time is waited on this screen, and the screen is switched to the defect confirmation screen. If manually,
"Defect confirmation" button 204 is clicked on with a mouse.

【0082】図10は、欠陥確認モードにおける画面図
である。この画面では、自動の場合は、欠陥データの中
から、最大件数分の欠陥情報を取り出し、該当する欠陥
の画像を順次撮りながら欠陥情報を表示していく。取得
された画像と情報は、上位システム用データとしてファ
イルに出力される。
FIG. 10 is a screen view in the defect confirmation mode. On this screen, in the case of the automatic operation, defect information for the maximum number of defects is extracted from the defect data, and the defect information is displayed while sequentially taking images of the corresponding defects. The acquired images and information are output to a file as data for a higher system.

【0083】図10において、「欠陥確認」ボタン20
4が他と区別されて色分け表示されている。中央右側に
は、欠陥の再取得画像が表示される画像表示領域214
が配置されている。ウエハマップ212の下方には欠陥
情報表示領域215が配置され、欠陥ID、欠陥クラス
タID、欠陥の分類コード、座標、サイズなどが表示さ
れる。図10において、ウエハマップ212上の色分け
された欠陥のマークをマウスでクリックするか、欠陥I
Dを入力する事により、該当する部分のSEM高倍画像
が右側の画像表示領域214に表示される。
In FIG. 10, a “defect confirmation” button 20
4 is color-coded and distinguished from the others. An image display area 214 in which a reacquired image of a defect is displayed on the right side of the center.
Is arranged. A defect information display area 215 is arranged below the wafer map 212, and displays a defect ID, a defect cluster ID, a defect classification code, coordinates, a size, and the like. In FIG. 10, a mark of a color-coded defect on the wafer map 212 is clicked with a mouse, or the defect I
By inputting D, the SEM high magnification image of the corresponding portion is displayed in the right image display area 214.

【0084】欠陥確認画面は、光学顕微鏡での撮影画像
か若しくはSEM画像かどちらかを選択して表示させる
ことが可能である。光学顕微鏡の場合は「光顕」ボタン
216、SEM画像の低倍率の場合は「SEM低倍」ボ
タン217、高倍率の場合は「SEM高倍」ボタン21
8をクリックする。これらにより、検査しているウエハ
の欠陥領域の情報の隣側に同時に欠陥画像が表示される
ので、欠陥が発生した原因の予測が容易になる。
The defect confirmation screen can be displayed by selecting either an image taken by an optical microscope or an SEM image. The “light microscope” button 216 for an optical microscope, the “SEM low magnification” button 217 for a low magnification of an SEM image, and the “SEM high magnification” button 21 for a high magnification.
Click 8. As a result, a defect image is simultaneously displayed on the side of the defect area information of the inspected wafer, so that it is easy to predict the cause of the defect.

【0085】ウエハマップ212の表示と欠陥情報表示
領域215とは連動しており、ウエハマップ212上で
指定された欠陥のIDは、自動的に欠陥情報表示領域2
15に表示される。逆に、欠陥情報表示領域215で欠
陥IDを入力すれば、ウエハマップ212上の該当する
位置がマーキング表示される。該当する欠陥の分類コー
ドがわかる場合は、分類コードで入力する。
The display of the wafer map 212 and the defect information display area 215 are linked, and the ID of the defect specified on the wafer map 212 is automatically set in the defect information display area 2.
15 is displayed. Conversely, if a defect ID is input in the defect information display area 215, a corresponding position on the wafer map 212 is marked and displayed. If the classification code of the corresponding defect is known, the defect code is input.

【0086】抽出された欠陥をすべて表示するのではな
く、任意の条件を満たす欠陥のみ表示させるようにする
こともできる。「表示フィルタ設定」ボタン219をク
リックすると、欠陥の表示に制限を付けることができ
る。条件は、例えば、欠陥の面積、投影長、座標、分類
コード、チップ内の座標の範囲、分類コードなどであ
る。
Instead of displaying all the extracted defects, it is also possible to display only the defects satisfying arbitrary conditions. Clicking a “display filter setting” button 219 can limit the display of defects. The condition is, for example, a defect area, a projection length, coordinates, a classification code, a range of coordinates in a chip, a classification code, and the like.

【0087】「ソート」ボタン220をクリックする
と、例えば、欠陥を大きさが大きい順や面積が大きい順
に並べ替え、その順番でサブIDとして欠陥ソートID
を付与することができる。
When the "Sort" button 220 is clicked, for example, the defects are sorted in the order of size or area, and the defect sort ID is set as a sub ID in that order.
Can be provided.

【0088】「クラスタ分類」ボタン221をクリック
すると、欠陥をクラスタ分類してその結果を表示し、保
存も可能である。また、サブIDとして欠陥クラスタI
Dを付与することができる。
When the “cluster classification” button 221 is clicked, the defect is classified into clusters, the result is displayed, and the defect can be saved. In addition, the defect cluster I
D can be provided.

【0089】また、オプション領域の各ボタンで、SE
M画像の調整、欠陥の観察ができるようになっている。
「照射条件」ボタン222をクリックすると、図11に
示す画面が、図10に示す画面の上に重なって表示され
る。図11は、照射条件ボックスの画面図である。電子
線照射条件入力領域223は、加速電圧、ビーム電流が
指定できる。信号取得入力領域224は、信号加算数、
画素寸法が指定できる。ここで、信号加算数とは、ウエ
ハを電子線で走査する回数である。ここで、画素寸法と
は、二次電子検出器20で取得する信号からつくられる
画像の画素の大きさ、すなわち一辺の長さである。電子
線のビーム径より小さい画素も選択できる。したがっ
て、ひとつのチップ上で回路パターンの幅が異なって
も、その回路パターンの幅に応じて画素の大きさを指定
できるので、検査時間の効率化が可能となる。
Further, by pressing each button in the option area, SE
The M image can be adjusted and the defect can be observed.
When the "irradiation condition" button 222 is clicked, the screen shown in FIG. 11 is displayed overlapping the screen shown in FIG. FIG. 11 is a screen diagram of the irradiation condition box. In the electron beam irradiation condition input area 223, an acceleration voltage and a beam current can be designated. The signal acquisition input area 224 includes a signal addition number,
Pixel dimensions can be specified. Here, the signal addition number is the number of times the wafer is scanned with an electron beam. Here, the pixel size is a size of a pixel of an image formed from a signal acquired by the secondary electron detector 20, that is, a length of one side. Pixels smaller than the electron beam diameter can also be selected. Therefore, even if the width of the circuit pattern is different on one chip, the size of the pixel can be designated according to the width of the circuit pattern, so that the inspection time can be made more efficient.

【0090】図12は、ユーティリティモードにおける
画面図である。図10の「ユーティリティ」ボタン20
6をクリックすると、図12に示す画面になる。
FIG. 12 is a screen view in the utility mode. "Utility" button 20 in FIG.
Clicking on 6 brings up the screen shown in FIG.

【0091】ファイルメニュー表示領域225には、ユ
ーティリティの機能として、電子光学調整、ロード・ア
ンロード、ファイル管理、画像管理、時刻設定等のファ
イルメニューが用意されている。例えば、「ファイル管
理」ボタン226をクリックすると、ファイル管理表示
領域227が表示される。このファイル管理表示領域2
27には、品種ファイル、工程ファイルの表示の他、保
存された検査結果の画像ファイルが名前を付けられて表
示されている。この検査結果の画像をクリックして「コ
ピー」ボタン228をクリックすると、コピー表示領域
229が表示される。このコピー表示領域229では、
指定した画像ファイルの送付先が指定できる。また、
「PC入力」マーク230を指定すると、外部のPCか
らの画像ファイルをダウンロードすることができる。
In the file menu display area 225, file functions such as electro-optical adjustment, load / unload, file management, image management, and time setting are provided as utility functions. For example, when a “file management” button 226 is clicked, a file management display area 227 is displayed. This file management display area 2
Reference numeral 27 indicates a type file and a process file, as well as an image file of a stored inspection result with a name. When the image of the inspection result is clicked and a “copy” button 228 is clicked, a copy display area 229 is displayed. In this copy display area 229,
The destination of the specified image file can be specified. Also,
When the “PC input” mark 230 is designated, an image file from an external PC can be downloaded.

【0092】以上の実施例によれば、特定の欠陥を抽出
することが可能となり、またオペレータの判断によりフ
ァイルされたSEM画像の再取得、表示に基づいて、欠
陥の再確認を行うことができる。検査しているウエハの
欠陥領域の情報の隣側に同時に欠陥画像が表示されるの
で、欠陥が発生した原因の予測が容易になる。その結
果、ウエハやマスク、レチクルなどの回路パターンの欠
陥、すなわち、線状、穴状などの形状の細り、欠け、形
成不良、異物等を検査する回路パターンの検査装置の画
面機能を改良し、使い勝手のよい回路パターンの検査装
置および検査方法を得ることができる。
According to the above embodiment, a specific defect can be extracted, and the defect can be reconfirmed based on the reacquisition and display of the filed SEM image at the discretion of the operator. . Since a defect image is simultaneously displayed on the side next to the information on the defect area of the inspected wafer, it is easy to predict the cause of the defect. As a result, the defect of the circuit pattern such as a wafer, a mask, and a reticle, that is, a line shape, a thin shape such as a hole shape, a chip, a formation defect, and a screen function of a circuit pattern inspection device for inspecting a foreign substance are improved. An easy-to-use circuit pattern inspection apparatus and inspection method can be obtained.

【0093】このように、チップ検査、ウエハ抜き取り
頻度検査を画面を見ながら迅速に行うことができるの
で、製品全体に及ぶ欠陥あるいは特定領域における欠陥
を迅速に検知することができ、プロセス条件の変動を確
実に検知し、プロセスにフィードバックすると同時に差
工数や払い出し予算の調整にフィードバックすることが
できるという効果が得られる。
As described above, the chip inspection and the wafer sampling frequency inspection can be performed quickly while looking at the screen, so that a defect covering the entire product or a defect in a specific area can be quickly detected, and a change in process conditions can be achieved. Can be reliably detected and fed back to the process, and at the same time, can be fed back to the adjustment of the difference man-hour and the payout budget.

【0094】また、微細パターン形成工程/レジスト現
像後、微細パターン形成工程/エッチング後、穴パター
ン形成工程、洗浄後の検査欠陥を画面表示によって迅速
に検知することも可能である。
Further, inspection defects after the fine pattern formation step / resist development, the fine pattern formation step / etching, the hole pattern formation step, and the cleaning can be quickly detected by screen display.

【0095】次に、上記検査装置によって検出したデー
タを収集解析するシステムの例について、以下説明す
る。図13から図15に、データを収集し解析する回路
パターンの検査システムの例を示す。
Next, an example of a system for collecting and analyzing data detected by the inspection apparatus will be described below. 13 to 15 show examples of a circuit pattern inspection system for collecting and analyzing data.

【0096】図13は、半導体回路パターンを形成する
場合の工程とそれに伴う検査工程、および検査の目的を
示す全体工程図であり、図中、左から右へと工程が流れ
る。図7に示すように、半導体パターンを形成するに
は、「インプット」71、「工程1」72、「工程
2」、…、「工程n」、および、「完成(電気テスト)」
73の工程が想定される。そして、「工程2」あるいは
「工程3」にあっては、「装置1」のかわりに、特定の
「装置2」または「装置3」が使用される場合も想定さ
れる。工程間、または、いくつかの工程毎に、「検査」
74が実施される。「検査」74には、各工程に対応し
て、「検査工程1」、「検査工程2」、…、「検査工程
n」が想定される。これらの検査によって、異物やパタ
ーン欠陥などの欠陥の数に関して、「特定の工程での異
物・欠陥が増加していないか」75、「歩留(電気テス
ト)と欠陥の相関(管理レベル設定)」76が実行さ
れ、「処理装置来歴による検索(特定の装置を通った集
団に異常が無いか?)」77が実行される。
FIG. 13 is an overall process diagram showing the steps of forming a semiconductor circuit pattern, the accompanying inspection steps, and the purpose of the inspection. In the figure, the steps flow from left to right. As shown in FIG. 7, to form a semiconductor pattern, “input” 71, “step 1” 72, “step 2”,..., “Step n”, and “completion (electric test)”
73 steps are assumed. In the “step 2” or the “step 3”, a case where a specific “apparatus 2” or “apparatus 3” is used instead of the “apparatus 1” is also assumed. "Inspection" between processes or every few processes
74 is performed. The “inspection” 74 is assumed to be “inspection step 1”, “inspection step 2”,..., “Inspection step n” corresponding to each step. As a result of these inspections, regarding the number of defects such as foreign particles and pattern defects, "whether foreign particles and defects in specific processes have not increased" 75, "correlation between yield (electric test) and defects (control level setting)""76" is executed, and "Search by processing device history (is there any abnormality in the group passing through the specific device?") 77 is executed.

【0097】図14は、各種測定装置、データ収集解析
システムおよびデータ伝送・格納装置からなる全体シス
テムを示す構成図である。全体システム80は測定装置
群81、データ収集解析システム82、通信線としての
バス83、QCデータ収集システム84、テスタ85、
サーバ86および事務所内パソコン87から構成され
る。
FIG. 14 is a configuration diagram showing an entire system including various measuring devices, a data collection / analysis system, and a data transmission / storage device. The overall system 80 includes a measuring device group 81, a data collection and analysis system 82, a bus 83 as a communication line, a QC data collection system 84, a tester 85,
It comprises a server 86 and a personal computer 87 in the office.

【0098】測定装置群81は、一例として、レビュー
SEM91、レビューステーション92、異物検査装置
93、光やレーザ光を用いた半導体ウエハの外観検査装
置94、測長SEM95、合せ精度測定装置96、膜厚
測定装置97他から構成される。
The measuring device group 81 includes, for example, a review SEM 91, a review station 92, a foreign material inspection device 93, a semiconductor wafer appearance inspection device 94 using light or laser light, a length measurement SEM 95, an alignment accuracy measurement device 96, a film It comprises a thickness measuring device 97 and others.

【0099】レビューSEM91、レビューステーショ
ン92、異物検査装置93および外観検査装置94から
は異物・外観・分類結果98が出力され、バス83を介
してデータ収集解析システム82に入力される。測長S
EM95、合せ精度測定装置96、膜厚測定装置97か
らはその他のQCデータ99が出力され、テスタ85か
らのテスタ結果と共にバス83を介してQCデータ収集
システム84に入力される。
[0099] Foreign matter / appearance / classification results 98 are output from the review SEM 91, review station 92, foreign matter inspection device 93 and appearance inspection device 94, and are input to the data collection / analysis system 82 via the bus 83. Measurement S
Other QC data 99 is output from the EM 95, the alignment accuracy measuring device 96, and the film thickness measuring device 97, and is input to the QC data collecting system 84 via the bus 83 together with the tester result from the tester 85.

【0100】データ収集解析システム82は、コンピュ
ータ101、これに付随する異物・外観格納ファイル1
02および画像ファイル103から構成される。その出
力データは、サーバ86に格納される。該サーバは一定
期間のデータを格納することになる。QCデータ収集シ
ステム84はコンピュータ104およびFBM(フェー
ル・ビット・マップ)解析についてのFBMデータファ
イル105および電気テストについてのQCデータファ
イル106から構成される。
The data collection / analysis system 82 is composed of a computer 101 and an accompanying foreign matter / appearance storage file 1
02 and an image file 103. The output data is stored in the server 86. The server will store data for a certain period. The QC data collection system 84 comprises a computer 104 and an FBM data file 105 for FBM (fail bit map) analysis and a QC data file 106 for electrical tests.

【0101】サーバ86は、「歩留 電気テストカテゴ
リ 処理装置来歴 寸法 膜厚 異物(鏡面) 合せ精
度 耐圧 異物・外観」107をデータとして格納す
る。事務所内パソコン87は、サーバ86からデータを
取り入れ、各種検索、解析、レポート作成処理のために
使用される。
The server 86 stores “yield electric test category processing apparatus history size film thickness foreign material (mirror surface) alignment accuracy withstand voltage foreign material / appearance” 107 as data. The office personal computer 87 takes in data from the server 86 and is used for various searches, analysis, and report creation processing.

【0102】図15は、図14の一部詳細を示すシステ
ムの構成図である。半導体装置の製造工程に検査装置が
ない場合は、半導体装置が完成した時点で、テスタ85
で電気的特性を検査する。異常があった場合は、「観察
部・分析部切出し要」111のシステムの高解像SE
M、AES分析、TEM観察の各装置で、異常の原因を
調べることになる。この場合、半導体装置が完成した時
点ではじめて異常がわかり、それから原因を調べるの
で、原因の究明と対策着手までに1か月から2か月もの
長期間を要してしまう。これに対して、本実施例では、
各工程の間に適当な検査を実施して、各工程毎に早期に
異常を発見し、対策着手するので、半導体装置の製造歩
留まり向上に、大きな効果をもたらす。
FIG. 15 is a block diagram of a system showing a part of FIG. 14 in detail. If there is no inspection device in the semiconductor device manufacturing process, the tester 85 is used when the semiconductor device is completed.
To inspect the electrical characteristics. If there is any abnormality, the high-resolution SE of the system of “Need to cut out observation unit / analysis unit” 111
The M, AES analysis, and TEM observation devices will be used to investigate the cause of the abnormality. In this case, an abnormality can be found only when the semiconductor device is completed, and then the cause is checked. Therefore, it takes a long time from one month to two months to investigate the cause and start countermeasures. In contrast, in the present embodiment,
Appropriate inspections are performed between each process, abnormalities are found early in each process, and countermeasures are taken. This has a great effect on improving the production yield of semiconductor devices.

【0103】異物・外観検査結果98aは、測定条件、
異物・欠陥数、サイズ、座標等がデータ収集解析システ
ム82に入力される。QCデータ収集システム84から
は、歩留り、FBM座標がデータ収集解析システム82
に入力される。
The foreign matter / appearance inspection result 98a is obtained by measuring conditions,
The number of foreign substances / defects, size, coordinates, and the like are input to the data collection and analysis system 82. From the QC data collection system 84, the yield and FBM coordinates are
Is input to

【0104】ここで、例えば、図14に示した外観検査
装置94で検出した異物・外観・分類結果98の異物や
欠陥の位置、すなわち座標は、図15に示すレビューS
EM91でその異物や欠陥を探す場合や、SIM/SE
M観察91aの装置での観察のためにFIB断面加工す
る場合に、非常に有用である。両者の装置間で共通座
標、または座標の互換性をもっていると、異物または欠
陥の位置を容易に探すことができる。また、外観検査装
置94で異物や欠陥の位置を示すマーキングを近傍など
の異物や欠陥の位置がわかる場所に付けることも、レビ
ューSEM91やFIB断面加工する場合に、位置を探
すのに有用である。
Here, for example, the position of the foreign matter or defect in the foreign matter / appearance / classification result 98 detected by the appearance inspection apparatus 94 shown in FIG.
When searching for the foreign matter or defect with EM91, SIM / SE
This is very useful when processing the FIB cross section for observation with the M observation device 91a. If the common coordinates or the coordinates are compatible between the two devices, the position of the foreign matter or the defect can be easily searched. In addition, it is also useful to search for a position when review SEM 91 or FIB cross-section processing is performed by attaching a marking indicating the position of a foreign substance or defect by the appearance inspection device 94 to a location such as a neighborhood where the position of the foreign substance or defect is known. .

【0105】レビューSEM91を使用した結果、観察
部・分析部切出し要111と判断された場合は、検出さ
れた高解像SEM、AES分析、TEM観察結果が異物
・欠陥座標と共に、画像・分類結果・分析結果としてデ
ータ収集解析システム82に入力されると共に、収集解
析されたデータがフィードバックされ、前述した観察部
・分析部切出し要の判断に使用される。
As a result of using the review SEM 91, if it is determined that the observation section / analysis section needs to be cut out 111, the detected high-resolution SEM, AES analysis, and TEM observation results together with the foreign matter / defect coordinates and the image / classification results The analysis result is input to the data collection / analysis system 82, and the collected / analyzed data is fed back to be used for the determination of the above-described observation unit / analysis unit extraction.

【0106】図16は、他の例を示す図14と同様のシ
ステムの構成図である。図14に示した外観検査装置9
4を光学式検査装置等の外部外観検査装置94aと本発
明で使用するSEM式の外観検査装置94bとに分けて
いる。このように構成することによって、外部外観検査
装置94aからの情報や上位システムからの情報をSE
M式の外観検査装置94bに入力させ、取得した外部情
報と、SEM式の外観検査装置94bの結果の両方を画
面上で比較することができる。これによって、光学式検
査装置等の外部外観検査装置94aのみでは判明しなか
った欠陥情報あるいはSEM式の外観検査装置94bの
みでは判然としなかった欠陥情報を、画面上に表示した
り、双方から得られた欠陥情報で画面上で重ねて表示し
て、より精度の高い回路パターンの検査が期待できる。
尚、このような場合、それぞれの情報毎に色分けして、
又は形を変えて表示することによって、どの装置によっ
て得られた欠陥情報であるかを容易に視覚認識できるよ
うにすると、さらに識別が容易になる。
FIG. 16 is a block diagram of a system similar to FIG. 14 showing another example. Appearance inspection device 9 shown in FIG.
4 is divided into an external visual inspection device 94a such as an optical inspection device and an SEM visual inspection device 94b used in the present invention. With this configuration, the information from the external appearance inspection device 94a and the information from the upper system are stored in the SE.
Both the external information obtained by inputting to the M-type appearance inspection device 94b and the result of the SEM-type appearance inspection device 94b can be compared on the screen. As a result, defect information that was not found only with the external appearance inspection device 94a such as an optical inspection device or defect information that was not obvious only with the SEM type appearance inspection device 94b was displayed on the screen or obtained from both. By superimposing and displaying the obtained defect information on the screen, a more accurate circuit pattern inspection can be expected.
In such a case, color-coding each information,
Alternatively, if the defect information obtained by which device can be easily visually recognized by displaying the image in a different shape, the identification can be further facilitated.

【0107】この例においても、光学式検査装置等の外
部外観検査装置94a、または、本発明で使用するSE
M式の外観検査装置94bの座標と、レビューSEM9
1の座標とを共通化、または、座標変換が容易であるよ
うにすると、レビューSEM91での異物またはパター
ン欠陥等の欠陥の位置を容易に探すことができる。ま
た、光学式検査装置等の外部外観検査装置94a、また
は、本発明で使用するSEM式の外観検査装置94b
で、異物あるいはパターン欠陥等の欠陥の位置がわかる
ようなマーキングをすることによって、レビューSEM
91で異物またはパターン欠陥等の欠陥の位置を容易に
探すことができる。
Also in this example, the external appearance inspection device 94a such as an optical inspection device or the SE used in the present invention is used.
The coordinates of the M-type visual inspection device 94b and the review SEM9
If the coordinates of the coordinate No. 1 are shared or the coordinate conversion is made easy, the position of a defect such as a foreign substance or a pattern defect in the review SEM 91 can be easily searched. Also, an external appearance inspection device 94a such as an optical inspection device or an SEM type appearance inspection device 94b used in the present invention.
In the review SEM, marking is performed so that the position of a defect such as a foreign substance or a pattern defect can be identified.
At 91, the position of a defect such as a foreign substance or a pattern defect can be easily searched.

【0108】図17は、回路パターンの検査装置1のモ
ニタ50に表示される検査結果の画面図である。欠陥1
08の数、欠陥チップ数が表示されている。外部装置の
欠陥情報を取り込むことにより、ウエハマップ109上
に、色又は形の変化をつけて、表示することができる。
FIG. 17 is a screen diagram of an inspection result displayed on the monitor 50 of the inspection apparatus 1 for circuit patterns. Defect 1
08 and the number of defective chips are displayed. By taking in the defect information of the external device, it is possible to display the wafer map 109 with a change in color or shape.

【0109】以上に述べた本実施例によれば、本発明に
よる検査装置を半導体装置の製品プロセスへ適用するこ
とにより、従来技術では検出し得なかった欠陥、すなわ
ち製品装置や条件等の異常を画面形成表示手段によって
形成された画面を参照することによって早期に且つ高精
度に発見することができる。そして、上位システムで適
切な装置を用いて解析できるので、半導体装置製造プロ
セスにいち早く異常対策処理を溝ずることができ、その
結果、半導体装置の不良率を低減し生産性を高めること
ができる。また、異常発生をいち早く検知することがで
きるので、多量の不良発生を未然に防止することができ
る。さらにその結果、不良の発生そのものを低減させる
ことができるので、半導体装置等の信頼性を高めること
ができる。したがって、新製品等の開発効率が向上し、
且つ製造コストが削減できる。また、製造プロセスにお
ける欠陥原因究明までの製品の待ち時間を大幅に短縮で
きるとともに、不良発生を検知するための時間を大幅に
短縮することが可能となる。
According to the present embodiment described above, by applying the inspection apparatus according to the present invention to a product process of a semiconductor device, defects which cannot be detected by the prior art, that is, abnormalities in the product device, conditions, and the like can be obtained. By referring to the screen formed by the screen forming and displaying means, it is possible to find the image early and with high accuracy. Since the analysis can be performed by using an appropriate device in the host system, an abnormality countermeasure process can be immediately performed in the semiconductor device manufacturing process, and as a result, the defect rate of the semiconductor device can be reduced and the productivity can be increased. Further, since the occurrence of an abnormality can be detected quickly, it is possible to prevent a large number of defects from occurring. Further, as a result, the occurrence of defects can be reduced, so that the reliability of the semiconductor device and the like can be improved. Therefore, the development efficiency of new products etc. is improved,
In addition, manufacturing costs can be reduced. Further, it is possible to greatly reduce the waiting time of the product until the investigation of the cause of the defect in the manufacturing process, and to significantly reduce the time for detecting the occurrence of the defect.

【0110】また、本発明による検査装置を、半導体素
子等の半導体装置の製造プロセスに適用することによ
り、高感度に欠陥を検出できるだけでなく、検査適用工
程を設定し、該工程のウエハを用いて検査条件を設定す
る際の設定効率が向上できる。その結果、検査工程にお
ける仕掛かりウエハの待ち時間がなくなり、深刻な異常
の発生を早期に検知することができるようになる。そし
て、当該不良発生工程に早期に異常対策処置を講ずるこ
とができ、これらの不良が発生しないように加工条件を
最適化することができる。
Further, by applying the inspection apparatus according to the present invention to a process for manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor element, not only can defects be detected with high sensitivity, but also an inspection application step is set, and the wafer in the step is used. Setting efficiency when setting inspection conditions can be improved. As a result, the waiting time of the in-process wafer in the inspection process is eliminated, and the occurrence of a serious abnormality can be detected at an early stage. Then, an abnormality countermeasure can be taken at an early stage in the defect generation step, and the processing conditions can be optimized so that these defects do not occur.

【0111】例えば、現像工程後の回路パターン検査工
程において、ホトレジストパターンの欠陥や断線が検出
された場合には、現像工程前の感光工程の露光装置の露
光条件や焦点条件が最適でないという事態が推定される
ので、焦点条件あるいは露光量の調整等の対策を速やか
に講じることができる。
For example, if a defect or disconnection of the photoresist pattern is detected in the circuit pattern inspection step after the development step, a situation may occur in which the exposure condition and the focus condition of the exposure apparatus in the exposure step before the development step are not optimal. Since it is estimated, measures such as adjustment of the focus condition or the exposure amount can be taken promptly.

【0112】また、検出された欠陥が各ショット間で共
通して発生しているか否かを欠陥分布から調べることに
より、パターン形成に用いられているホトマスク、レチ
クルの欠陥が推定できるので、ホトマスク、レチクルの
検査や交換を速やかに実施することができる。
Further, by examining from the defect distribution whether or not the detected defect occurs in common among the shots, the defect of the photomask and reticle used for pattern formation can be estimated. Inspection and replacement of the reticle can be performed quickly.

【0113】このように、本発明による回路パターンの
検査方法および検査装置を半導体装置等の基板の製造プ
ロセスへ適用し、製造プロセスの途中で検査工程を実施
することにより、各種欠陥を検出することができ、検出
された欠陥の内容によって各製造工程の異常の原因を速
やかに推定することができる。
As described above, the method and the apparatus for inspecting a circuit pattern according to the present invention are applied to the manufacturing process of a substrate such as a semiconductor device, and the inspection process is performed in the course of the manufacturing process to detect various defects. Thus, the cause of the abnormality in each manufacturing process can be quickly estimated based on the content of the detected defect.

【0114】上記検査の適用例として、ウエハ製造ライ
ンにおいては以下に述べる方法で検査を適用することが
できる。
As an application example of the above inspection, the inspection can be applied to a wafer manufacturing line by the following method.

【0115】検査が必要な複数の製品および工程のウエ
ハをどの程度の頻度で検査するかについては、例えば、
半導体製品の開発においては種々のプロセス条件を変え
ながら最適化すると考えられるので、条件変更の都度検
査することが望ましい。
The frequency with which wafers of a plurality of products and processes requiring inspection are inspected is, for example, determined as follows.
In the development of a semiconductor product, it is considered that optimization is performed while changing various process conditions. Therefore, it is desirable to inspect each time the conditions are changed.

【0116】一方、プロセス条件がほぼ確定している場
合には、検査が必要な製品および工程のウエハを1週間
あたり数枚程度検査し、且つプロセス条件変更時に検査
することが望ましい。
On the other hand, when the process conditions are almost fixed, it is desirable to inspect about several wafers per week for products and processes that need to be inspected, and to inspect when the process conditions are changed.

【0117】さらにプロセスが安定している製造ライン
においては、「1枚/週、製品、工程」程度の検査を実
施することにより、製造プロセスの変動やレベルを把握
することが可能である。しかし、目的に応じてこれ以外
のウエハ抜き取り検査を実施してもよい。
Further, in a production line where the process is stable, it is possible to grasp the variation and the level of the production process by performing an inspection of “one sheet / week, product, process”. However, other wafer sampling inspections may be performed according to the purpose.

【0118】このように、半導体装置の製造プロセスに
おいて、本発明による回路パターンの検査装置をインラ
インで実施することにより、各種製造条件の変動や異常
発生を検査実時間内に検知することができるため、多量
の不良発生を未然に防ぐことができる。また、本発明に
よる回路パターンの検査装置を適用することによって、
短時間に効率よく正確に被検査ウエハの検査条件を決定
することが可能となる。その結果、より高精度な検査を
適用できるので不良発生を高感度に検知することができ
る。また、検査条件を決定するための時間を大幅に短縮
できるので、製品の待ち時間やオペレータの占有時間を
短縮できる。そして、不良を従来の検査方法、検査装置
よりも早期に検知できるので半導体装置の生産性を高め
ることができるようになる。
As described above, in the semiconductor device manufacturing process, by performing the circuit pattern inspection apparatus according to the present invention in-line, it is possible to detect fluctuations in various manufacturing conditions and occurrence of abnormalities in the inspection real time. In addition, it is possible to prevent a large amount of defects from occurring. Also, by applying the circuit pattern inspection device according to the present invention,
It is possible to efficiently and accurately determine the inspection condition of the inspection target wafer in a short time. As a result, a more accurate inspection can be applied, so that occurrence of a defect can be detected with high sensitivity. Further, the time for determining the inspection conditions can be greatly reduced, so that the waiting time of the product and the occupation time of the operator can be reduced. Since the defect can be detected earlier than the conventional inspection method and inspection apparatus, the productivity of the semiconductor device can be improved.

【0119】また、本発明による回路パターン検査装置
において、検査結果は、必要に応じて突き合わせたり相
関評価を実施することが可能であり、データの検索を個
別の端末(パソコン等)から実施することができる。さ
らに、欠陥を検出した場合には、その発生箇所の情報を
検索し、不良解析装置で各種解析を実施し、その解析結
果をさらに分析結果として保存することができる。
Further, in the circuit pattern inspection apparatus according to the present invention, the inspection results can be matched and the correlation evaluation can be performed as necessary, and the data search can be performed from an individual terminal (a personal computer or the like). Can be. Further, when a defect is detected, information on the location of occurrence can be searched, various analyzes can be performed by the failure analysis device, and the analysis results can be further stored as analysis results.

【0120】その他、本実施例で掲げた以外の検査装置
および解析装置についても、データ収集解析システムへ
接続することは可能であり、本実施例で述べた検査装置
も接続されることを想定している。
In addition, it is possible to connect an inspection device and an analysis device other than those described in this embodiment to the data collection / analysis system, and it is assumed that the inspection device described in this embodiment is also connected. ing.

【0121】以上、本発明の代表的な装置の構成およ
び、回路パターンの検査方法について、電子線を照射し
て高速に電子線画像を取得し比較検査する方法、具体的
な検査のフローおよび各部の作用、検査条件を決定する
ためのフロー、そして、検査および検査条件設定の操作
画面と操作方法、検査条件設定画面の階層、本発明の回
路パターン検査を実施することによる半導体装置その他
回路パターンを有する基板の製造プロセスの生産性を向
上する方法等の一部の実施例について説明してきたが、
本発明の範囲を逸脱しない範囲で、請求項目に掲げた複
数の特徴を組み合わせた検査方法および検査装置につい
ても可能である。
As described above, with regard to the configuration of the typical apparatus of the present invention and the method of inspecting a circuit pattern, a method of irradiating an electron beam to acquire an electron beam image at a high speed and perform a comparative inspection, a specific inspection flow and each part Of operation, a flow for determining inspection conditions, an operation screen and an operation method for inspection and inspection condition setting, a hierarchy of inspection condition setting screens, a semiconductor device and other circuit patterns by performing the circuit pattern inspection of the present invention. Although some embodiments such as a method of improving the productivity of the manufacturing process of the substrate having have been described,
Without departing from the scope of the present invention, an inspection method and an inspection apparatus combining a plurality of features recited in the claims are also possible.

【0122】[0122]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ウ
エハやマスク、レチクルなどの回路パターンの欠陥、す
なわち、線状、穴状などの形状の細り、欠け、形成不
良、異物等を検査する回路パターンの検査装置の画面機
能を改良して、使い勝手をよくし、検査システム全体と
して早期の欠陥の発見とその原因究明、早期対策による
半導体装置の製造歩留り向上を実現できる回路パターン
の検査装置、検査システム、および検査方法を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention, defects in circuit patterns such as wafers, masks, reticles, etc., that is, thin lines, holes, etc., chipping, defective formation, foreign matter, etc., are eliminated. Inspection of circuit patterns that can improve the usability by improving the screen function of the inspection device of the circuit pattern to be inspected, improve the usability of the semiconductor device by early detection of the defect and investigation of its cause as a whole inspection system, and early measures An apparatus, an inspection system, and an inspection method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】回路パターンの検査装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a circuit pattern inspection apparatus.

【図2】電子光学系、二次電子検出部の主要構成図。FIG. 2 is a main configuration diagram of an electron optical system and a secondary electron detection unit.

【図3】電子線照射条件のコントラストへの影響を示す
グラフ。
FIG. 3 is a graph showing the effect of electron beam irradiation conditions on contrast.

【図4】被検査基板上の一次電子線の走査方向を示す平
面図。
FIG. 4 is a plan view showing a scanning direction of a primary electron beam on a substrate to be inspected.

【図5】半導体装置の製造プロセスを示すフローチャー
ト。
FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing process of the semiconductor device.

【図6】製造プロセスにおける半導体ウエハ上に形成さ
れた回路パターンの概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram of a circuit pattern formed on a semiconductor wafer in a manufacturing process.

【図7】欠陥確認モードにおける実行手順を示すフロー
チャート。
FIG. 7 is a flowchart showing an execution procedure in a defect confirmation mode.

【図8】検査モードでの自動検査終了時の画面図。FIG. 8 is a screen view at the end of an automatic inspection in the inspection mode.

【図9】検査モードでの自動検査終了時の画面図。FIG. 9 is a screen view at the end of an automatic inspection in the inspection mode.

【図10】欠陥確認モードにおける画面図。FIG. 10 is a screen view in a defect confirmation mode.

【図11】照射条件ボックスの画面図。FIG. 11 is a screen view of an irradiation condition box.

【図12】ユーティリティモードにおける画面図。FIG. 12 is a screen view in a utility mode.

【図13】検査工程、および検査の目的を示す全体工程
図。
FIG. 13 is an overall process diagram showing an inspection process and the purpose of the inspection.

【図14】各種測定装置、データ収集解析システムおよ
びデータ伝送・格納装置からなる全体システムを示す構
成図。
FIG. 14 is a configuration diagram showing an entire system including various measurement devices, a data collection / analysis system, and a data transmission / storage device.

【図15】図14の一部詳細を示すシステムの構成図。FIG. 15 is a configuration diagram of a system showing a part of the details of FIG. 14;

【図16】他の例を示す図14と同様のシステムの構成
図。
FIG. 16 is a configuration diagram of a system similar to FIG. 14 showing another example.

【図17】回路パターンの検査装置のモニタに表示され
る検査結果の画面図。
FIG. 17 is a screen view of an inspection result displayed on a monitor of a circuit pattern inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回路パターンの検査装置、2…検査室、3…電子光
学系、4…光学顕微鏡部、5…画像処理部、6…制御
部、7…二次電子検出部、8…試料室、9…被検査基
板、10…電子銃、15…走査偏向器、18…Eクロス
B偏向器、19…一次電子線、20…二次電子検出器、
30…試料台、31…Xステージ、32…Yステージ、
33…回転ステージ、36…リターディング電源、46
…第一画像記憶部、47…第二画像記憶部、48…演算
部、49…欠陥判定部、50…モニタ、74…検査、8
0…全体システム、81…測定装置群、82…データ収
集解析システム、83…バス、84…QCデータ収集シ
ステム、85…テスタ、86…サーバ、87…事務所内
パソコン、91…レビューSEM、92…レビューステ
ーション、93…異物検査装置、94…外観検査装置、
95…側長SEM、96…合せ精度測定装置、97…膜
厚測定装置、101…コンピュータ、104…コンピュ
ータ、108…欠陥、109…ウエハマップ、204…
「欠陥確認」ボタン、211…動作条件変更ボックス、
212…ウエハマップ、214…画像表示領域、215
…欠陥情報表示領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circuit pattern inspection apparatus, 2 ... Inspection room, 3 ... Electronic optical system, 4 ... Optical microscope unit, 5 ... Image processing unit, 6 ... Control unit, 7 ... Secondary electron detection unit, 8 ... Sample room, 9 ... substrate to be inspected, 10 ... electron gun, 15 ... scanning deflector, 18 ... E-cross B deflector, 19 ... primary electron beam, 20 ... secondary electron detector,
30 ... sample stage, 31 ... X stage, 32 ... Y stage,
33: rotating stage, 36: retarding power supply, 46
... First image storage unit, 47 ... Second image storage unit, 48 ... Calculation unit, 49 ... Defect determination unit, 50 ... Monitor, 74 ... Inspection, 8
0: Overall system, 81: Measuring device group, 82: Data collection / analysis system, 83: Bus, 84: QC data collection system, 85: Tester, 86: Server, 87: Office PC, 91: Review SEM, 92 ... Review station, 93: Foreign material inspection device, 94: Appearance inspection device,
95: side length SEM, 96: alignment accuracy measuring device, 97: film thickness measuring device, 101: computer, 104: computer, 108: defect, 109: wafer map, 204:
"Defect confirmation" button, 211 ... operation condition change box,
212: wafer map, 214: image display area, 215
... Defect information display area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 23/225 G01R 1/06 F G01R 1/06 31/02 31/02 G01B 11/24 A 31/302 G01R 31/28 L G06T 7/00 G06F 15/62 405A (72)発明者 町田 和久 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所デザイン研究所内 (72)発明者 野副 真理 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 森岡 洋 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者 宇佐見 康継 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 広井 高志 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──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 23/225 G01R 1/06 F G01R 1/06 31/02 31/02 G01B 11/24 A 31/302 G01R 31/28 L G06T 7/00 G06F 15/62 405A (72) Inventor Kazuhisa Machida 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Design Research Laboratory Co., Ltd. 280-chome, Hitachi, Ltd.Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Morioka 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo In-house Semiconductor Business Division, Hitachi, Ltd. 882 Ma, Hitachinaka City, Hitachi, Ltd.Measurement Instruments Division (72) Inventor Takashi Hiroi Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 292 Yoshidacho Inside Hitachi, Ltd. Production Engineering Laboratory

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレンズから構成され、回路パターン
が形成された基板の表面に光、レーザ光、または荷電粒
子線を照射する照射装置と、該照射によって前記基板か
ら発生する信号を検出する検出器と、該検出器によって
得られ画像化された信号を記憶するメモリと、該メモリ
に記憶された信号を他の領域の対応する比較パターンか
ら形成された信号と比較する比較装置と、該比較装置で
の結果から前記回路パターン上の欠陥を表示するモニタ
とを備えた回路パターンの検査装置において、前記メモ
リは、前記荷電粒子線の照射が前記基板の表面のひとつ
の領域に対して1回である画像に対応した信号を記憶
し、さらに該信号に含まれる前記回路パターン上の欠陥
の特徴を抽出して該欠陥を分類する欠陥分類装置を備
え、前記モニタは該欠陥分類装置での分類結果に基づい
て、前記比較装置での結果から得られた前記回路パター
ン上の欠陥の画像、または、前記荷電粒子線の前記欠陥
への再照射によって取得された画像を表示することを特
徴とする回路パターンの検査装置。
An irradiation device configured to irradiate a surface of a substrate on which a circuit pattern is formed with light, a laser beam, or a charged particle beam, and detecting a signal generated from the substrate by the irradiation. A detector, a memory for storing an imaged signal obtained by the detector, a comparison device for comparing the signal stored in the memory with a signal formed from a corresponding comparison pattern in another area, In a circuit pattern inspection apparatus, comprising: a monitor that displays a defect on the circuit pattern from a result of the comparison apparatus; wherein the memory is configured such that the irradiation of the charged particle beam is performed for one region of the surface of the substrate. A defect classification device for storing a signal corresponding to the image which is the number of times, extracting a feature of the defect on the circuit pattern included in the signal, and classifying the defect; Based on the classification result in the classification device, an image of the defect on the circuit pattern obtained from the result in the comparison device, or an image obtained by re-irradiating the defect with the charged particle beam is displayed. A circuit pattern inspection apparatus, characterized in that:
【請求項2】回路パターンが形成された基板の表面に
光、レーザ光、または荷電粒子線を照射し、該照射によ
って前記基板から発生する信号を検出し、該検出によっ
て得られ画像化された信号を記憶し、記憶された信号を
他の領域の対応する比較パターンから形成された信号と
比較し、該比較結果から前記回路パターン上の欠陥を表
示する回路パターンの検査方法において、前記荷電粒子
線の照射が前記基板の表面のひとつの領域に対して1回
である画像を形成し、該画像に基づいて前記回路パター
ン上の欠陥の特徴を抽出し、該特徴から前記欠陥を分類
し、該分類に基づいて、前記比較装置での結果から得ら
れた前記回路パターン上の欠陥の画像、または、前記欠
陥の画像を前記荷電粒子線の照射により再取得して表示
することを特徴とする回路パターンの検査方法。
2. A surface of a substrate on which a circuit pattern is formed is irradiated with light, a laser beam, or a charged particle beam, and a signal generated from the substrate due to the irradiation is detected. A method for inspecting a circuit pattern, comprising: storing a signal; comparing the stored signal with a signal formed from a corresponding comparison pattern in another region; and displaying a defect on the circuit pattern from the comparison result. Forming an image in which the irradiation of the line is performed once for one region of the surface of the substrate, extracting a feature of the defect on the circuit pattern based on the image, classifying the defect from the feature, Based on the classification, an image of a defect on the circuit pattern obtained from the result of the comparison device, or an image of the defect is reacquired by irradiation with the charged particle beam and displayed. Inspection method of the circuit pattern.
【請求項3】請求項2において、前記欠陥の分類は、位
置、サイズ、明るさ、および形状を含む欠陥特性につい
て予め定められた属性との比較によって実行されること
を特徴とする回路パターンの検査方法。
3. The circuit pattern according to claim 2, wherein the defect classification is performed by comparing defect characteristics including position, size, brightness, and shape with predetermined attributes. Inspection methods.
【請求項4】請求項2において、前記欠陥の画像を前記
荷電粒子線の照射により再取得する工程は、自動分類モ
ードによって分類可能かどうかを判定し、分類可能と判
定されたときに実行されることを特徴とする回路パター
ンの検査方法。
4. The method according to claim 2, wherein the step of reacquiring the image of the defect by irradiating the charged particle beam determines whether or not the defect can be classified by an automatic classification mode, and is executed when it is determined that the classification is possible. Inspection method of circuit pattern, characterized in that:
【請求項5】回路パターンが形成された基板の表面の複
数の領域に電子線を照射する電子光学装置と、該照射に
よって前記回路パターンの欠陥を検出し表示するモニタ
とを備えた回路パターンの検査装置において、前記モニ
タは別の装置から送信された画像信号を表示することを
特徴とする回路パターンの検査装置。
5. A circuit pattern comprising: an electron optical device for irradiating a plurality of regions on a surface of a substrate on which a circuit pattern is formed with an electron beam; and a monitor for detecting and displaying a defect in the circuit pattern by the irradiation. In the inspection apparatus, the monitor displays an image signal transmitted from another apparatus, and the circuit pattern inspection apparatus.
【請求項6】複数のレンズから構成され回路パターンが
形成された基板の表面の複数の領域に電子線を照射する
手段、前記照射により前記複数の領域から二次的に発生
する信号を検出する二次信号検出手段、該検出された信
号から前記複数の領域の電子線画像を形成する電子線画
像形成手段、該電子線画像を記憶する画像記憶手段、該
電子線画像を表示する表示装置を備えた電子線外観検査
装置と、前記回路パターンの欠陥画像を記憶した欠陥画
像記憶手段を備えた外部外観検査装置とからなる回路パ
ターンの検査システムにおいて、前記電子線外観検査装
置の表示装置は、前記基板のマップ表示画面および電子
線画像表示画面と、前記画像記憶手段に記憶された電子
線画像に関連した前記外部外観検査装置の欠陥画像記憶
手段に記憶された欠陥画像とを同時に表示することを特
徴とする回路パターンの検査システム。
6. A means for irradiating a plurality of regions on a surface of a substrate formed of a plurality of lenses on which a circuit pattern is formed with an electron beam, and detecting a signal secondary generated from the plurality of regions by the irradiation. A secondary signal detecting unit, an electron beam image forming unit that forms an electron beam image of the plurality of regions from the detected signals, an image storage unit that stores the electron beam image, and a display device that displays the electron beam image. In a circuit pattern inspection system comprising an electron beam appearance inspection device provided and an external appearance inspection device provided with a defect image storage unit storing a defect image of the circuit pattern, the display device of the electron beam appearance inspection device includes: The map display screen and the electron beam image display screen of the substrate are stored in the defect image storage unit of the external appearance inspection device relating to the electron beam image stored in the image storage unit. Recessed inspection system of a circuit pattern and displaying the images simultaneously.
【請求項7】請求項6において、前記電子線画像を記録
する画像記憶手段に記憶された画像による欠陥表示と、
前記欠陥画像記憶手段に記憶する画像による欠陥表示と
を色別などによって識別して表示することを特徴とする
回路パターンの検査システム。
7. A defect display according to claim 6, wherein the defect is displayed by an image stored in an image storage means for recording the electron beam image.
A circuit pattern inspection system, wherein a defect display by an image stored in the defect image storage means is identified and displayed by color or the like.
【請求項8】請求項6または7において、画面に表示さ
れた双方の欠陥を分類格納する分類ファイルを設けたこ
とを特徴とする回路パターンの検査システム。
8. A circuit pattern inspection system according to claim 6, further comprising a classification file for classifying and storing both defects displayed on the screen.
【請求項9】回路パターンが形成される基板の複数の製
造工程のうち予め定められた製造工程の終了時に前記基
板を検査して欠陥、または異物を抽出し、該検査の結果
に基づいて、検査された基板またはその一部に存在する
前記欠陥、または異物を観察し、前記製造工程のうち特
定の工程での欠陥、または異物の増加を判定し、前記製
造工程の最終工程で発生する歩留り率と前記欠陥、また
は異物の増加率との相関関係を演算し、該演算結果と前
記製造工程の各処理装置の来歴とに基づいて前記欠陥、
または異物を分類する工程を備えることを特徴とする回
路パターンの検査方法。
9. At the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes of a substrate on which a circuit pattern is formed, the substrate is inspected to extract a defect or a foreign substance, and based on a result of the inspection, Observing the defect or foreign matter present on the inspected substrate or a part thereof, determining a defect or an increase in foreign matter in a specific step of the manufacturing process, and a yield generated in a final step of the manufacturing process. Rate and the defect, or a correlation between the increase rate of foreign matter, the defect, based on the calculation result and the history of each processing apparatus in the manufacturing process,
Alternatively, a method for inspecting a circuit pattern, comprising a step of classifying foreign matter.
【請求項10】回路パターンが形成される基板の複数の
製造工程のうち予め定められた製造工程の終了時に前記
基板を検査して欠陥、または異物を抽出し、該検査の結
果に基づいて、検査された基板またはその一部に存在す
る前記欠陥、または異物を観察し、前記製造工程のうち
特定の工程での欠陥、または異物の増加を判定し、前記
製造工程の最終工程で発生する歩留り率と前記欠陥、ま
たは異物の増加率との相関関係を演算し、該演算結果と
前記製造工程の各処理装置の来歴とに基づいて前記欠
陥、または異物を分類する工程を備えることを特徴とす
る回路パターンの検査システム。
10. A method of inspecting a substrate at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes of a substrate on which a circuit pattern is formed, extracting a defect or a foreign substance, and based on a result of the inspection, Observing the defect or foreign matter present on the inspected substrate or a part thereof, determining a defect or an increase in foreign matter in a specific step of the manufacturing process, and a yield generated in a final step of the manufacturing process. Calculating the correlation between the rate and the rate of increase of the defect or foreign matter, and classifying the defect or foreign matter based on the calculation result and the history of each processing apparatus in the manufacturing process. Circuit pattern inspection system.
【請求項11】複数のレンズから構成され、光、レーザ
光、または荷電粒子線を基板へ照射する照射装置、該照
射によって前記基板から発生する信号を検出する検出
器、該検出器で検出された信号に基づいて前記基板の欠
陥を抽出する欠陥抽出装置を備え、前記基板に回路パタ
ーンを形成する複数の製造工程のうち予め定められた製
造工程の終了時に、前記基板の検査を実行し欠陥を抽出
する少なくともひとつの検査装置と、複数の電子レンズ
から構成され、荷電粒子線を前記基板へ照射する照射装
置、該照射によって前記基板から発生する信号を検出す
る検出器、該検出器で検出された信号に基づいて前記基
板の画像を表示する画像表示装置を備え、前記検査装置
による検査結果に基づいて、前記基板またはその一部を
観察する少なくともひとつの観察装置と、前記検査装置
に接続され、該検査装置による検査結果を解析する少な
くともひとつの解析装置とを備え、前記解析装置は、前
記製造工程のうち特定の工程での欠陥、または異物の増
加を判定し、前記製造工程の最終工程で発生する歩留り
率と前記欠陥、または異物の増加率との相関関係を演算
し、該演算結果と前記製造工程の各処理装置の来歴とに
基づいて前記欠陥、または異物を分類することを特徴と
する回路パターンの検査システム。
11. An irradiation device comprising a plurality of lenses for irradiating a substrate with light, laser light, or a charged particle beam, a detector for detecting a signal generated from the substrate by the irradiation, and a detector for detecting a signal generated by the detector. A defect extracting device for extracting a defect of the substrate based on the signal obtained from the signal, and performing inspection of the substrate at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on the substrate. An irradiation device configured to irradiate the substrate with a charged particle beam, including a plurality of electron lenses, a detector that detects a signal generated from the substrate by the irradiation, and a detector that detects a signal generated by the substrate. An image display device that displays an image of the substrate based on the signal that has been provided, and at least the substrate or a part thereof is observed based on an inspection result by the inspection device. One observation device, and at least one analysis device connected to the inspection device and analyzing an inspection result by the inspection device, wherein the analysis device has a defect or a foreign matter in a specific process of the manufacturing process. Is determined, and the correlation between the yield rate generated in the final step of the manufacturing process and the increase rate of the defect or foreign matter is calculated, and based on the calculation result and the history of each processing apparatus in the manufacturing process. And inspecting the circuit pattern for the defect or the foreign matter.
【請求項12】複数のレンズから構成され、光、レーザ
光、または荷電粒子線を基板へ照射する照射装置、該照
射によって前記基板から発生する信号を検出する検出
器、該検出器で検出された信号に基づいて前記基板の欠
陥を抽出する欠陥抽出装置を備え、前記基板に回路パタ
ーンを形成する複数の製造工程のうち予め定められた製
造工程の終了時に、前記基板の検査を実行し欠陥を抽出
する検査装置と、複数の電子レンズから構成され、荷電
粒子線を前記基板へ照射する照射装置、該照射によって
前記基板から発生する信号を検出する検出器、該検出器
で検出された信号に基づいて前記基板の画像を表示する
画像表示装置を備え、前記検査装置による検査結果に基
づいて、前記基板またはその一部に存在する前記欠陥を
観察する観察装置との間を接続するとともに、前記検査
結果を送付する伝送手段を備え、前記検査装置で実行さ
れる検査の前記基板の座標と、前記観察装置で実行され
る観察の前記基板またはその一部の座標とは、共通であ
るか、または互換性を有していることを特徴とする回路
パターンの検査システム。
12. An irradiation apparatus comprising a plurality of lenses for irradiating a substrate with light, laser light, or a charged particle beam, a detector for detecting a signal generated from the substrate by the irradiation, and a detector for detecting a signal generated by the detector. A defect extracting device for extracting a defect of the substrate based on the signal obtained from the signal, and performing inspection of the substrate at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on the substrate. An irradiation device for irradiating the substrate with a charged particle beam, a detector for detecting a signal generated from the substrate by the irradiation, and a signal detected by the detector An image display device that displays an image of the substrate based on the observation device, based on the inspection result by the inspection device, to observe the defect present in the substrate or a part thereof, Along with connecting between, comprises a transmission means for sending the inspection result, the coordinates of the substrate of the inspection performed by the inspection device, the coordinates of the substrate or a part thereof of the observation performed by the observation device and Is a circuit pattern inspection system which is common or has compatibility.
【請求項13】複数のレンズから構成され、光、レーザ
光、または荷電粒子線を基板へ照射する照射装置、該照
射によって前記基板から発生する信号を検出する検出
器、該検出器で検出された信号に基づいて前記基板の欠
陥を抽出する欠陥抽出装置を備え、前記基板に回路パタ
ーンを形成する複数の製造工程のうち予め定められた製
造工程の終了時に、前記基板の検査を実行し欠陥を抽出
する検査装置と、複数の電子レンズから構成され、荷電
粒子線を前記基板へ照射する照射装置、該照射によって
前記基板から発生する信号を検出する検出器、該検出器
で検出された信号に基づいて前記基板の画像を表示する
画像表示装置を備え、前記検査装置による検査結果に基
づいて、前記基板またはその一部に存在する前記欠陥を
観察する観察装置との間を接続するとともに、前記検査
結果を送付する伝送手段を備え、前記観察装置で実行さ
れる観察の際に、前記検査装置で検出された欠陥の位置
を、該欠陥の位置がわかる場所に付けられたマーキング
に基づいて検知することを特徴とする回路パターンの検
査システム。
13. An irradiation device comprising a plurality of lenses for irradiating a substrate with light, laser light, or a charged particle beam, a detector for detecting a signal generated from the substrate by the irradiation, and a detector for detecting a signal generated by the detector. A defect extracting device for extracting a defect of the substrate based on the signal obtained from the signal, and performing inspection of the substrate at the end of a predetermined manufacturing process among a plurality of manufacturing processes for forming a circuit pattern on the substrate. An irradiation device for irradiating the substrate with a charged particle beam, a detector for detecting a signal generated from the substrate by the irradiation, and a signal detected by the detector An image display device that displays an image of the substrate based on the observation device, based on the inspection result by the inspection device, to observe the defect present in the substrate or a part thereof, And a transmission unit for transmitting the inspection result, and attaching a position of the defect detected by the inspection device to a position where the position of the defect is known at the time of observation performed by the observation device. A circuit pattern inspection system, wherein detection is performed based on a given marking.
JP33811799A 1998-11-30 1999-11-29 Circuit pattern inspection apparatus and inspection method Expired - Fee Related JP4041630B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33811799A JP4041630B2 (en) 1998-11-30 1999-11-29 Circuit pattern inspection apparatus and inspection method

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-340294 1998-11-30
JP34029498 1998-11-30
JP10-340295 1998-11-30
JP34029598 1998-11-30
JP33811799A JP4041630B2 (en) 1998-11-30 1999-11-29 Circuit pattern inspection apparatus and inspection method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005033030A Division JP2005181347A (en) 1998-11-30 2005-02-09 Inspection device, inspection system and inspection method for circuit pattern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000228430A true JP2000228430A (en) 2000-08-15
JP4041630B2 JP4041630B2 (en) 2008-01-30

Family

ID=27340864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33811799A Expired - Fee Related JP4041630B2 (en) 1998-11-30 1999-11-29 Circuit pattern inspection apparatus and inspection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4041630B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277412A (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Olympus Optical Co Ltd Inspection screen displaying method and substrate inspection system
WO2004100206A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-18 Ebara Corporation Electron beam device, electron beam inspection method, electron beam inspection device, pattern inspection method and exposure condition determination method
JP2006113040A (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Kla-Tencor Technologies Corp Analyzer and method for analyzing defect on sample
JP2006515468A (en) * 2002-09-26 2006-05-25 ラム リサーチ コーポレーション User interface for non-uniformity quantification and significance illustration for wafers
JP2007134573A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Hitachi High-Technologies Corp Inspection device of circuit pattern
JP2008053609A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Hitachi High-Technologies Corp Defective data processor, defective data processing system, and defective data processing method
JP2008205017A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Hitachi High-Tech Science Systems Corp Exposure state display method and system
JP2011237233A (en) * 2010-05-08 2011-11-24 Kyowadenso Co Ltd Wire harness conduction inspection system and specification device for conduction error sited used in the same
JP2012199348A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing semiconductor device, and cleaning device
WO2018140151A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Dongfang Jingyuan Electron Limited Method and system for identifying defects of integrated circuits

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256342B (en) * 2018-11-16 2021-03-12 上海华力微电子有限公司 Method for monitoring crystal grain defects

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4649051B2 (en) * 2001-03-21 2011-03-09 オリンパス株式会社 Inspection screen display method and substrate inspection system
JP2002277412A (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Olympus Optical Co Ltd Inspection screen displaying method and substrate inspection system
JP2006515468A (en) * 2002-09-26 2006-05-25 ラム リサーチ コーポレーション User interface for non-uniformity quantification and significance illustration for wafers
KR101127779B1 (en) 2002-09-26 2012-03-27 램 리써치 코포레이션 User interface for quantifying wafer non-uniformities and graphically explore significance
WO2004100206A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-18 Ebara Corporation Electron beam device, electron beam inspection method, electron beam inspection device, pattern inspection method and exposure condition determination method
JP2006113040A (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Kla-Tencor Technologies Corp Analyzer and method for analyzing defect on sample
JP4685599B2 (en) * 2005-11-11 2011-05-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ Circuit pattern inspection device
JP2007134573A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Hitachi High-Technologies Corp Inspection device of circuit pattern
JP2008053609A (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Hitachi High-Technologies Corp Defective data processor, defective data processing system, and defective data processing method
JP2008205017A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Hitachi High-Tech Science Systems Corp Exposure state display method and system
JP2011237233A (en) * 2010-05-08 2011-11-24 Kyowadenso Co Ltd Wire harness conduction inspection system and specification device for conduction error sited used in the same
JP2012199348A (en) * 2011-03-22 2012-10-18 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing semiconductor device, and cleaning device
WO2018140151A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Dongfang Jingyuan Electron Limited Method and system for identifying defects of integrated circuits
US20180218492A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Dongfang Jingyuan Electron Limited Method And System For Identifying Defects Of Integrated Circuits
CN110291621A (en) * 2017-01-30 2019-09-27 东方晶源微电子科技(北京)有限公司 The method and system of integrated circuit defect for identification
US10628935B2 (en) * 2017-01-30 2020-04-21 Zhongke Jingyuan Electron Limited Method and system for identifying defects of integrated circuits
CN110291621B (en) * 2017-01-30 2023-05-12 东方晶源微电子科技(北京)有限公司 Method and system for identifying integrated circuit defects

Also Published As

Publication number Publication date
JP4041630B2 (en) 2008-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8036447B2 (en) Inspection apparatus for inspecting patterns of a substrate
JP3996774B2 (en) Pattern defect inspection method and pattern defect inspection apparatus
JP4248382B2 (en) Inspection method and inspection apparatus using charged particle beam
JP4528014B2 (en) Sample inspection method
JP4685599B2 (en) Circuit pattern inspection device
JP2000314710A (en) Inspection method and device for circuit pattern
JP3791095B2 (en) Circuit pattern inspection method and inspection apparatus
US20050194535A1 (en) Sample surface inspection method and inspection system
JP2006170907A (en) Pattern inspection apparatus
JP4006119B2 (en) Circuit pattern inspection apparatus and circuit pattern inspection method
JP4041630B2 (en) Circuit pattern inspection apparatus and inspection method
JP2002118158A (en) Method and apparatus for inspecting circuit pattern
JP2005181347A (en) Inspection device, inspection system and inspection method for circuit pattern
JP3836735B2 (en) Circuit pattern inspection device
JP3493312B2 (en) Circuit pattern inspection apparatus and inspection method
JP3665194B2 (en) Circuit pattern inspection method and inspection apparatus
JP2007281500A (en) Inspection device, inspection system and inspection method for circuit pattern
JP2002353279A (en) Circuit-pattern inspection method and its apparatus
JP3896996B2 (en) Circuit pattern inspection apparatus and inspection method
JP4274247B2 (en) Circuit pattern inspection method and inspection apparatus
JP2000164661A (en) Inspection device of circuit pattern
JP2000215834A (en) Inspecting device and inspecting method using charged particle beam
JP2004157135A (en) Method of and apparatus for inspecting circuit pattern
JP2008147679A (en) Electron beam application device
JP4090173B2 (en) Circuit pattern inspection device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070601

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071023

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071112

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101116

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111116

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121116

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131116

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees