JP2001035893A - 回路パターンの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】白色光・レーザ光、あるいは電子線を照射して
形成された画像を用いて微細な回路パターンを検査する
技術において、検査に必要な各種条件を設定する際にそ
の操作性効率を向上するための技術を提供する。 【解決手段】回路パターンが形成された基板表面に光、
あるいは光および荷電粒子線を照射する手段と、該基板
から発生する信号を検出する手段と、検出手段により検
出された信号を画像化して一時的に記憶する手段と、上
記記憶された当該領域の画像を他の同一の回路パターン
が形成された領域と比較する手段と、比較結果から回路
パターン上の欠陥を判別する手段からなる回路パターン
の検査装置であって、検査用および検査条件設定用の操
作画面に操作内容あるいは入力内容を表示する画面領域
とその画面を表す項目名を表示する手段を備えており、
且つ該項目名は該操作画面領域で一体化して表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置や液晶等
微細な回路パターンを有する基板製造方法及び装置に係
わり、特に半導体装置やフォトマスクのパターン検査技
術に係わり、半導体装置製造過程途中のウエハ上のパタ
ーン検査技術，電子線を使用して比較検査する技術に関
する。

【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。

【０００３】半導体装置は、半導体ウエハ上に主にホト
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各種加工処理の
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。

【０００４】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おり、例えば
光学画像を用いた検査方法では、特開平3−167456 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
されている設計情報とを比較することにより欠陥を検出
する方式が開示されている。

【０００５】また、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た。電子線を用いたパターンの比
較検査装置として、J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9,No.
6, pp. 3005 - 3009（1991）、J. Vac. Sci. Tech. B,
Vol. 10, No.6, pp.2804 - 2808(1992）、および特開平
5-258703号公報とUSP5,502,306に、通常のＳＥＭの１０
０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。このように、光学
式外観検査および光学式外観検査に比べて欠陥検出性能
の高い電子線走査方式のウエハ自動外観検査で微細なパ
ターンの検査を実施し、回路パターン形成過程で発生し
た各種欠陥を検出できるようになった。

【０００６】上記欠陥検査においては、隣接する同等の
回路パターンの画像を形成しこれらを比較して欠陥を自
動検出するものであるが、検査においては様々なパター
ンレイアウトのウエハあるいは様々な材料のパターンに
対応する必要がある。隣接するパターン同士を正確に比
較するためには、パターンの配置すなわちウエハ上のチ
ップ（ダイ）やショットの配列を予め求めて当該被検査
ウエハの検査条件としておく必要がある。また、様々な
材料において検査に適した画像を形成するためには、画
像の明るさやパターン／下地のコントラストを適正な値
に設定し当該被検査ウエハの検査条件としておく必要が
ある。しかし、上記従来装置においてはこれらの検査条
件設定の手順や操作方法については記載がなく、その操
作が煩雑で、新規に検査対象となるウエハについて適切
な検査条件を一通り設定するのに１〜数時間を要してい
た。半導体製造ラインにおいては、複数の製品（すなわ
ち複数の回路パターン配列）、且つ複数の工程（すなわ
ち複数の材料および複数の詳細な回路パターン形状）に
ついてパターン検査を実施するため、膨大な数の検査条
件を設定する必要があり、その結果、検査における各操
作、特に検査条件設定操作に膨大な時間を要するという
問題があった。

【０００７】上記問題点に対して、検査作業と同時に並
行してデータ処理やパラメータ設定を実行できる技術と
して特開昭63−32604 号公報に、検査と同時にデータ処
理パラメータ設定を行うための操作部と制御部および機
構部の信号授受方法が開示されている。しかし、本方式
では信号授受についての記載はあるが、複雑で入力パラ
メータ数の多い検査装置についての操作性やパラメータ
用データ構造に関する記載がなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に記載し
たように、半導体装置をはじめとする各種微細な回路パ
ターンに対して光学式外観検査や光学式検査方式では検
出できない各種欠陥を、電子線を試料表面に走査し発生
する二次荷電粒子を検出する方式の外観検査により検出
することが可能になった。

【０００９】しかし、基板上の回路パターンの画像を取
得し、隣接する同等のパターンと比較する方式の各種検
査においては、基板であるウエハ上に形成された回路パ
ターンの配列、すなわちショットの配列や、その中のチ
ップ（ダイ）配列、さらにその中のメモリセル・周辺回
路・ロジック回路・テストパターン等の配列を予め検査
条件として設定しておく必要があり、さらに被検査ウエ
ハのパターン詳細形状や材質に応じて照射光の条件や検
出条件，画像比較条件，欠陥判定条件等を各々設定する
必要がある。また、半導体装置プロセス条件変更の都度
これらの条件も適切に変更する必要がある。このような
場合に、以下のような問題点があった。例えば数多くの
パラメータを順次入力・設定する際に、操作画面は入力
に応じて順次切り替わるがその順序と項目がオペレータ
には不明であった。そのため、入力が不要な項目につい
ても一度画面表示し確認してから次画面に遷移するよう
になっており効率が悪かった。また、既入力データを再
度確認したり再入力する際に、前画面に戻れない、ある
いは現在の入力段階が不明なため戻る画面の階層が不明
であるために数多くの操作を経なければ前画面に戻れな
い等の問題点があった。さらに、別の従来装置において
は、操作用ワークステーション上に複数のパラメータ入
力画面をウインドウ形式で表示することができるが、本
方式においても複数のウインドウが重なって表示される
ため、下に隠れた画面についてはその情報を見ることが
できず画面選択操作をすることが困難であった。これら
の問題により、前述のように膨大な数の入力項目を、品
種・工程毎に多数作成が必要なため、検査そのものが高
速であってもその準備の効率が悪く、時間を要するた
め、早期に新製品・新工程に検査を適用することが困難
となっていた。また、検査条件を設定する際に、検査装
置を使用して条件を設定しなければならないので、結果
として検査時間が少なくなり、スループットが低下して
いた。また、検査を高速化しても、その後の目視確認を
同一の検査装置で行うとなると、検査にかけられる時間
が少なくなり、結果としてスループットが低下するとい
う問題点があった。

【００１０】本発明の第一の目的は、白色光・レーザ
光、あるいは電子線を照射して形成された画像を用いて
微細な回路パターンを検査する技術において、検査に必
要な各種条件を設定する際にその操作性効率を向上する
ための技術を提供することにある。

【００１１】本発明の第二の目的は、上記検査条件設定
時の操作性を向上するための操作画面レイアウトを提供
することにある。

【００１２】本発明の第三の目的は、上記検査条件等を
設定する操作画面を用いた検査および検査条件設定操作
機能を提供することにある。

【００１３】本発明の第四の目的は、上記の課題を解決
し、短時間で効率よく検査のための各種条件設定を実行
できる技術を提供し、回路パターンを高精度に検査する
技術を早期に多種・多工程の半導体装置その他の微細回
路パターンに適用することにより、従来の方法より早く
半導体装置等のプロセス不良を摘出し、検査結果を製造
条件に反映し、半導体装置等の信頼性を高めるとともに
不良率を低減するのに寄与する検査装置を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】半導体装置をはじめとす
る微細な回路パターンを有する基板の画像を取得し、隣
接する同等のパターンと比較する方式の各種検査におい
ては、基板であるウエハ上に形成された回路パターンの
配列、すなわちショットの配列や、その中のチップ（ダ
イ）配列、さらにその中のメモリセル・周辺回路・ロジ
ック回路・テストパターン等の配列を予め検査条件とし
て設定しておく必要があり、さらに被検査ウエハのパタ
ーン詳細形状や材質に応じて照射光の条件や検出条件、
画像比較条件，欠陥判定条件等を各々設定する必要があ
った。また、半導体装置のプロセス条件変更の都度これ
らの条件も適切に変更する必要があった。これらの各種
検査条件を効率よく設定するという上記目的を達成する
ため、本発明に係わる回路パターンの検査方法および検
査装置について以下に述べる。

【００１５】従来の外観検査方法および外観検査装置に
おいては、被検査基板に白色光，レーダ光などの光ある
いは電子線等を照射して被検査基板の画像を取得し、該
画像を一時記憶して隣接する同等のパターンが形成され
た箇所、例えば隣接するメモリセルや隣接するチップ等
のパターンが同じように形成された箇所と比較して、そ
の画像信号の差により欠陥の有無を判定していた。

【００１６】本発明者らの検討によると、入力する項目
の概要およびそのフロー，現在の操作ステータスおよび
操作画面の階層が常時表示されていれば次画面への遷移
の要否，前画面までの入力状況の把握ができ、入力操作
が簡易になるということを見出した。また、必要に応じ
て先の入力画面や既に入力済の画面を簡易に選択して遷
移することにより複雑かつ数多くの入力操作を軽減でき
ることを見出した。さらに、入力順序や現在のステータ
スについてインジケータを設けることにより、複雑な入
力項目であってもオペレータが画面の指示に従うことに
より順次入力することが可能になるということを見出し
た。これらの条件を満たす操作画面の生成および操作方
法・機能により、入力順序の間違いがなくなり、現状を
把握でき、不要な画面遷移を避け、各種パラメータ設定
操作を実行することが可能となる。このような検査方法
を実現するために検討した装置を以下に述べる。

【００１７】本発明は、回路パターンが形成された基板
に光（レーザ光を含む）あるいは荷電粒子線を照射する
照射手段と、照射によって前記基板から発生する信号を
検出する検出手段と、基板のＸ軸およびＹ軸によって区
割される領域について前記検出手段により検出された信
号を画像化のために記憶する記憶手段と、記憶された当
該領域の画像を他の同一の回路パターンが形成された領
域の画像と比較する比較手段と、および比較結果から回
路パターン上の欠陥を判別する判別手段を備えた回路パ
ターンの検査装置において、記憶された画像を表示する
ための画面部を有し、該画面部の画面上方に検査項目名
と検査項目についてのガイダンスを形成する検査項目画
面が表示され、画面下方に画面についてのメニューを切
り替える指示情報を形成するメニュー切替え画面が表示
され、画面側方に検査の開始を指示する検査開始画面が
表示され、画面中央部に前記領域を基板上のチップに配
列対応させて区画し、チップに対応して検査領域として
指定する検査領域指定画面および指定された検査領域に
ついての検査結果を形成する検査結果画面を表示する回
路パターンの検査装置を提供する。

【００１８】本発明は更に、前記検査領域指定画面は、
一つのチップの全体領域である回路パターンの検査装置
を提供する。

【００１９】本発明は更に、前記検査領域指定画面は、
一つのチップの一部領域である回路パターンの検査装置
を提供する。

【００２０】本発明は更に、前記検査領域指定画面は、
ウエハの一部分領域である回路パターンの検査装置を提
供する。

【００２１】本発明は更に、前記画面部には、検査方法
または検査条件を入力するための検査条件入力画面が形
成される回路パターンの検査装置を提供する。

【００２２】本発明は更に、検査条件入力画面には、検
査を行う入力がなされた基板であるウエハの枚数と検査
中のウエハの枚数が表示される回路パターンの検査装置
を提供する。

【００２３】本発明は更に、前記画面部には、カセット
の位置情報を示すカセット情報画面が表示される回路パ
ターンの検査装置を提供する。

【００２４】本発明は更に、前記検査結果画面には、光
学顕微鏡の映像または電子顕微鏡の映像が切り替えられ
ていずれか一方が表示される回路パターンの検査装置を
提供する。

【００２５】本発明は更に、電子顕微鏡の映像は、ＳＥ
Ｍ低倍またはＳＥＭ高倍のいずれかの映像である回路パ
ターンの検査装置を提供する。

【００２６】本発明は更に、Ｘ軸およびＹ軸によって区
割された領域は、検査領域指定画面上において、Ｘ軸方
向およびＹ軸方向に区割番号が付与され、当該区割番号
による指定により検査領域が指定される回路パターンの
検査装置を提供する。

【００２７】本発明は、回路パターンが形成された基板
に光あるいは荷電粒子線を照射する照射手段と、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手段
と、基板のＸ軸およびＹ軸によって区割される領域につ
いて前記検出手段により検出された信号を画像化のため
に記憶する記憶手段と、記憶された当該領域の画像を他
の同一の回路パターンが形成された領域の画像と比較す
る比較手段と、および比較結果から回路パターンの欠陥
を判別する判別手段を備えた回路パターンの検査装置に
おいて、記憶された画像を表示するための画面部を有
し、該画面部は、前記領域を基板上のチップ配列に対応
させて区画し、チップに対応して検査領域として指定す
る検査領域指定画面を表示し、領域のいずれかについて
判別した結果による欠陥を表示し、欠陥の表示された領
域を指定して、光学顕微鏡による映像または電子顕微鏡
による映像による欠陥画像を検査結果画面に表示し、指
定された領域の欠陥と、および検査結果画面での欠陥と
を並列して表示する回路パターンの検査装置を提供す
る。

【００２８】本発明は更に、前記結果画面は、基板であ
る検査ウエハの検査結果を欠陥画像と共に表示する回路
パターンの検査装置を提供する。

【００２９】本発明は更に、該タブ形式で表示された検
査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の中で、装置
構成上、入力あるいは操作ができない項目名について、
その他の項目名と異なる表示形式にする手段を備えた回
路パターンの検査装置を提供する。

【００３０】本発明は更に、該タブ形式で表示された検
査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の中で、装置
構成上、入力あるいは操作ができない項目名について、
該項目名部分の背景色をその他の項目名部分の背景色と
異なる色に表示する手段を備えた回路パターンの検査装
置を提供する。

【００３１】本発明は更に、該タブ形式で表示された検
査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の中で、装置
構成上、入力あるいは操作ができない項目名について、
該項目名の文字色をその他の項目名の文字色と異なる色
に表示する手段を備えた回路パターンの検査装置を提供
する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の検査方
法、および装置の一例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００３３】本実施例では、電子線を用いて画像を形成
し、隣接する同等の回路パターン同士で画像を比較して
欠陥の有無を検出する検査方法および検査装置におい
て、検査に必要な各種パラメータを設定する方法につい
て記載する。ここでは、ウエハ上に形成された半導体装
置の回路パターンを検査する場合について述べる。

【００３４】まず、本実施例における回路パターン検査
装置１６の構成を図２に示す。回路パターン検査装置１
６は、室内が真空排気される検査室１７と、検査室１７
内に試料基板（被検査基板）２４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１７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１６は上記検査
室１７と予備室の他に制御部２１，操作部２０から構成
されている。検査室１７内は大別して、電子光学系１
８，二次電子検出部３５，試料室２３，光学顕微鏡１９
から構成されている。電子光学系１８は、電子銃２５，
電子線引き出し電極２６，コンデンサレンズ２７，ブラ
ンキング偏向器２８，走査偏向器３０，絞り２９，対物
レンズ３１，反射板３２，ＥｘＢ偏向器３３から構成さ
れている。二次電子検出部３５のうち、二次電子検出器
３５が検査室１７内の対物レンズ３１の上方に配置され
ている。二次電子検出器３５の出力信号は、検査室１７
の外に設置されたプリアンプ３６で増幅され、ＡＤ変換
機３７によりディジタルデータとなる。試料室２３は、
試料台４５，ステージとしてのＸステージ４６およびＹ
ステージ４７，位置モニタ測長器４８，被検査基板高さ
測定器４９から構成されている。光学顕微鏡１９は、検
査室１７の室内における電子光学系１８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１８と光学顕微鏡１９の間の距離は
既知である。そして、Ｘステージ４６またはＹステージ
４７が電子光学系１８と光学顕微鏡１９の間において、
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（光顕）１９は白色光源５０，光学レンズ５１，ＣＣ
Ｄカメラ５２により構成されている。白色光源５０，Ｃ
ＣＤカメラ５２等は、真空排気された検査室１７の外部
に設置する構成でも良い。操作部２０は、第一画像記憶
部５３，第二画像記憶部５４，比較演算部５５，欠陥判
定処理部５６より構成されている。画像表示部８８によ
り、画像記憶部５３および５４に取り込まれた電子線画
像と、ＣＣＤカメラ５２にて撮像された光学画像、およ
び比較演算部５５で比較処理された後の差画像等を任意
に選択して表示することができる。装置各部の動作命令
および動作条件は、制御部２１から入出力される。制御
部２１には、予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２１は、補正制御回路５８を用いて、位置モニタ測
長器４８，被検査基板高さ測定器４９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７０や走査偏向器３０に補正信号を送る。

【００３５】被検査基板２４の画像を取得するために
は、細く絞った電子線３４を該被検査基板２４に照射
し、二次電子７１を発生させ、これらを電子線３４の走
査およびステージ４６，４７の移動と同期して検出する
ことで該被検査基板２４表面の画像を得る。本実施例の
回路パターン検査装置においては、通常ＳＥＭに比べ約
１００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、高
速画像取得を実現することができる。

【００３６】電子銃２５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２５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上、電子線電流を大きく設定でき
る。電子線電流を大きく設定するために、電子銃にショ
ットキー型電子源を使用することもできる。これによ
り、一回走査で高Ｓ／Ｎ電子線画像を取得する高速検査
を実現することができる。電子線３４は、電子銃２５と
引き出し電極２６との間に電圧を印加することで電子銃
２５から引き出される。電子線３４の加速は、電子銃２
５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、電子線３４はその電位に相当するエネルギーで
試料台４５の方向に進み、コンデンサレンズ２７で収束
され、さらに対物レンズ３１により細く絞られて試料台
４５上のステージ４６，４７の上に搭載された被検査基
板２４（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２８には、走査信号およびブランキ
ング信号を発生する信号発生器５９が接続され、コンデ
ンサレンズ２７および対物レンズ３１には、各々レンズ
電源７０が接続されている。被検査基板２４には、高圧
電源７３により負の電圧を印加できるようになってい
る。この高圧電源７３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２５の電位を変えずに被検査基
板２４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。

【００３７】被検査基板２４上に電子線３４を照射する
ことによって発生した二次電子７１は、基板２４に印加
された負の電圧により加速される。被検査基板２４上方
に、ＥｘＢ偏向器３３が配置されており、これにより加
速された二次電子７１は所定の方向へ偏向される。Ｅｘ
Ｂ偏向器３３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。ＥｘＢ偏向器３３により偏向された二次電子７１
は、所定の条件で反射板３２に衝突する。この反射板３
２は、試料に照射する電子線（以下一次電子線と呼ぶ）
用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３２に加速された二次電子７１が衝突す
ると、反射板３２からは数Ｖ〜５０ｅＶのエネルギーを
持つ第二の二次電子７２が発生する。

【００３８】二次電子検出部３５は、真空排気された検
査室１７内には二次電子検出器３５が、検査室１７の外
にはプリアンプ３６，ＡＤ変換器３７，光変換手段３
８，光伝送手段３９，電気変換手段４０，高圧電源４
１，プリアンプ駆動電源４２，ＡＤ変換器駆動電源４
３，逆バイアス電源４４から構成されている。既に記述
したように、二次電子検出部３５のうち、二次電子検出
器３５が検査室１７内の対物レンズ３１の上方に配置さ
れている。二次電子検出器３５，プリアンプ３６，ＡＤ
変換器３７，光変換手段３８，プリアンプ駆動電源４
２，ＡＤ変換器駆動電源４３は、高圧電源４１により正
の電位にフローティングしている。上記反射板３２に衝
突して発生した第二の二次電子７２は、この吸引電界に
より検出器３５へ導かれる。二次電子検出器３５は、電
子線３４が被検査基板２４に照射されている間に発生し
た二次電子７１がその後加速されて反射板３２に衝突し
て発生した第二の二次電子７２を、電子線３４の走査の
タイミングと同期して検出するように構成されている。
二次電子検出器３５の出力信号は、検査室１７の外に設
置されたプリアンプ３６で増幅され、ＡＤ変換器３７に
よりディジタルデータとなる。ＡＤ変換器３７は、半導
体検出器３５が検出したアナログ信号をプリアンプ３６
によって増幅された後に直ちにディジタル信号に変換し
て、制御部２１を介して操作部２０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ィ
ジタル化してから伝送するので、従来の装置よりも高速
で且つＳ／Ｎ比の高い信号を得ることができる。

【００３９】ステージ４６，４７上には被検査基板２４
が搭載されており、検査実行時にはステージ４６，４７
を静止させて電子線３４を二次元に走査する方法と、検
査実行時にステージ４６，４７をＹ方向に連続して一定
速度で移動されるようにして電子線７４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。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時に
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、電子線３４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２８により電子
線３４が偏向されて、電子線が絞り２９を通過しないよ
うに制御できる。

【００４０】位置モニタ測長器４８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４６お
よびＹステージ４７の位置が実時間でモニタでき、制御
部２１に転送されるようになっている。また、Ｘステー
ジ４６，Ｙステージ４７の各種データも同様に各々のド
ライバから制御部２１に転送されるように構成されてい
る。制御部２１はこれらのデータに基づいて電子線３４
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
なっており、必要に応じて実時間で電子線３４の照射位
置の位置ずれを補正制御回路５８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。

【００４１】光学式高さ測定器（被検査基板高さ測定
器）４９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、ステージ上
４６，４７に搭載された被検査基板２４の高さを実時間
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２４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。この光学式高さ測定器４９の測定データに基づ
いて、電子線３４を細く絞るための対物レンズ３１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
点が合った電子線３４を照射できるようになっている。
また、被検査基板２４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３
１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。

【００４２】制御部２１は、二次電子検出器３５よりの
アナログ信号をディジタル信号に変換された信号を記憶
する記憶手段８１，記憶手段８１に記憶されたディジタ
ル信号をディジタル処理する画像処理回路８２，画像処
理回路８２の処理パラメータを設定する検査条件設定部
８３，画像処理回路８２の処理結果である欠陥情報を保
持する欠陥バッファ８４、及び、全体を制御する全体制
御部８５よりなる。

【００４３】操作部２０は、図３に示すようにモニタ９
５，キーボード９６，マウス９７および制御部９８を備
えている。モニタ９５の画面は、基板の位置の表示と移
動指示をするマップ部８７，画像情報を表示する画像表
示部８８，画像取得指示部８９と画像処理指示部９０と
処理条件設定部９１とを備えて構成される。

【００４４】これらの構成により、以下のように動作し
て検査条件を設定する。

【００４５】即ち、マップ部８７には現在のステージの
位置，画像表示領域８８には光学顕微鏡１９の光顕像が
表示されている。マップ部８７をクリックすることで、
ステージ４６，４７を移動して条件を設定する場所を選
定する。画像取得指示部８９をクリックすることで電子
線３４を基板２４に照射し、発生する二次電子７１を二
次電子検出器３５で検出し、検出した信号をＡＤ変換器
３７でディジタル信号に変換し、記憶手段８１に所定の
領域のディジタル画像を取得する。

【００４６】処理条件設定部９１で処理条件を設定し、
画像処理指示部９０をクリックする。検査条件設定部８
３の検査条件を設定し、記憶手段８１に記憶されたディ
ジタル画像を設定条件で画像処理回路８２において画像
処理して欠陥を抽出し、欠陥バッファ８４に記憶する。
マップ８７を画像取閑した領域を視覚認識できるように
拡大表示し、欠陥データバッファ８４に記憶した欠陥の
位置を表示する。表示した点をクリックすることで、該
欠陥位置の記憶手段８１上の画像を画像表示部８８に表
示する。マップ部８７のクリックを繰り返すことで本来
検出したい欠陥が検出され、しかも余分の欠陥が検出さ
れていないかどうかオペレータが判断する。

【００４７】判断の結果検査条件が不適切な場合には、
再度処理条件設定部９１で処理条件を設定し、画像処理
指示部９０をクリックし、検査を実行する。これら作業
を繰り返すことで、検査に好適な検査条件を探索する。
１箇所での条件確認が終了すると、必要に応じてマップ
部８７を縮小表示にし、画像表示部８８を光学顕微鏡１
９での光顕像表示に切り替えて条件設定場所を再選択
し、画像取得から条件設定までを繰り返す。これら操作
によりオペレータの条件設定を支援する。

【００４８】検査条件を設定している時に１回の電子線
の照射で取得した基板の画像を用いて画像処理の条件設
定できるため、適切な条件が設定される。１回のみの電
子線照射が望ましい。このように使い勝手の良い基板検
査方法、及び基板検査装置を提供できる。特に検査条件
の最適化を迅速かつ容易に図ることができる。

【００４９】本実施例において検査を実行するために必
要な各種パラメータについて以下に示す。

【００５０】検査を実行するためには、被検査基板に固
有のパラメータや、装置の動作条件を決めるパラメータ
等がある。被検査基板に固有のパラメータは、大きく２
種類に分けられる。一つは、「品種ファイル」と呼ばれ
るパラメータで、製造プロセス途中の層によって変わら
ないパラメータである。内容は、例えばウエハサイズ，
オリエンテーションフラットあるいはノッチの形状，半
導体製品の露光ショットサイズ，チップ（ダイ）サイ
ズ，ショットおよびチップの配列，検査領域の有効領域
であるショットおよびチップ，原点とするチップの番
号，メモリセル領域（領域数および各領域の座標），メ
モリセルの繰り返し単位のサイズ等である。これらが上
記「品種ファイル」としてテーブル化されている。もう
一つは、「工程ファイル」と呼ばれるパラメータで、製
造プロセス途中の層により表面の材料や形状の状態が異
なるので調整を要するパラメータである。内容は、例え
ば電子線照射条件（電子ビームを試料に照射する際の照
射エネルギー），検出系の各種ゲインおよびオフセット
値，試料毎の画像の明るさを調整するための階調変換
値，アライメントを実施するためのアライメントマーク
座標およびアライメントマークの画像，検査を実施する
チップおよびチップ内領域およびサンプリング率等の検
査領域条件，検査の際の画素サイズ，欠陥を検出するた
めの画像処理の条件として固定しきい値・浮動しきい値
の選択，画像入力時あるいは処理時のフィルタ，位置合
わせのずれ許容値，画像比較時の明るさばらつき許容値
等、さらに、ウエハの合否判定を実施するための許容欠
陥数あるいは欠陥密度，不良発生チップ数あるいは不良
発生チップ率等で、これらが上記「工程ファイル」とし
て登録されている。検査の際には、この「品種ファイ
ル」「工程ファイル」を指定することにより、特定の半
導体製品，特定の製造工程に対応した検査条件を呼び出
すことができる。

【００５１】従来の検査装置においては、特定の半導体
装置製品に関係する共通情報をテーブル化した「品種フ
ァイル」と、個別の検査工程特有の情報をテーブル化し
た「工程ファイル」に適切に分けていなかったため、た
とえば特定の半導体製品について、既に別の工程のウエ
ハで検査条件が設定されていたとしても、別の工程の検
査条件を設定する際に、既に作成された条件を流用する
ことが困難という問題があった。例えば同一品種では共
通となるパラメータ、例えば、チップマトリクスやメモ
リセルの領域設定等を、検査工程が変わる都度、再度入
力する必要があった。本願においては、上記に示したよ
うに「品種ファイル」と「工程ファイル」を適切に分離
し、図４に示すように一つの半導体製品について品種フ
ァイルの下位に工程ファイルを複数持つようなファイル
構造にしたので、例えば同一の製品で工程が異なるウエ
ハの検査条件を設定する際に、既に作成された検査ファ
イルのうちチップサイズ等、特定の製品で共通のパラメ
ータについて条件を流用することができるようになり、
複数回同じパラメータを設定・入力することが不要とな
った。さらに画面操作が容易になったので検査条件作成
の効率を上げることが可能となった。

【００５２】上記「品種ファイル」と「工程ファイル」
をまとめて以下「レシピ」と呼ぶ。また、これらの各種
パラメータを入力・登録する一連の操作を以下「レシピ
作成」と呼ぶ。

【００５３】以下に、レシピ作成の方法およびそれを実
現するための操作画面について説明する。図５に検査装
置の画面例を示す。画面は大まかに５つの領域に分割さ
れている。領域〈１〉は画面上部に配置され、左側に現
在の年月日と時間が表示されている。その横に装置名お
よび装置ＩＤが、さらに右側にはレシピ名として品種フ
ァイル名と工程ファイル名が、一番右側にはオペレータ
名が表示されている。その下に領域〈２〉が配置され、
領域〈２〉には操作や状態の説明をする「ガイダンス」
が表示される。画面中央には領域〈３〉が配置され、操
作や進行状態により表示内容が変わる。なお、前記記載
〈３〉は、カセットの棚番リストやウエハの検査領域を
指定する検査領域指定画面３ａと、検査対象や検査条件
を入力する検査入力画面３ｂと、検査条件や検査結果を
表示する検査条件・検査結果表示画面３ｃとから構成さ
れており、後述するように操作や進行状況により表示さ
れる内容が変わる。

【００５４】画面右側には領域〈４〉が配置され、複数
の画面で共通に必要となる操作のためのボタンが表示さ
れている。ボタンは、例えば「印刷」や「ファイル保
存」「開始」「終了」等が該当する。画面上でこのボタ
ンをマウスでクリックする等で押すと、各動作を実行す
る。例えば「印刷」を押すと、表示画面のハードコピー
を実行する。「ファイル保存」を押すと、現在作成中の
レシピを保存するための画面すなわち保存する品種ファ
イルおよび工程ファイルの名前を指定する画面が表示さ
れる。画面下部には、領域〈５〉が配置され、操作内容
によりモードを分けているモード名が表示されている。
例えば「検査」を押すと自動検査を実行するモードにな
り、「レシピ作成」を押すと上記パラメータを入力する
モードになり、「ユーティリティ」を押すと装置固有の
パラメータ管理や電子光学系・機構系・検出系・画像処
理系各部の調整を実施するモードになる。これらの領域
配置のうち、領域〈１〉，領域〈５〉は画面規格に基づ
いて構成されている。この規格では画面上部の左端に日
付、右端にオペレータ名を表示すること、操作のモード
名を画面下部に表示することとしている。

【００５５】上記〈１〉と上記領域〈２〉と上記領域
〈４〉と上記領域〈５〉のように常に所定の位置に表示
される領域と、上記領域〈３〉のように操作や進行状態
に合わせて表示内容が変化する領域とを分けて設けたこ
とにより、複数のどの画面においても常に同じ場所に同
じ内容が表示されるので、画面の視認性が向上し入力作
業や検査の進行状況の把握が容易であり、レシピ作成や
検査作業の効率が向上する。

【００５６】レシピ作成のフローを図６に示す。まず、
初期画面において領域〈５〉のモードの中から「レシピ
作成」を選択（図６のフローチャートＳ６）しボタンを
押す。そうすると、レシピ作成のための画面に切り替わ
る。レシピ作成モードの最初の画面で、被検査ウエハを
ロードしてレシピを作成するシーケンスと、既に作成さ
れているレシピについて特定のパラメータ条件の数値の
みを変更するだけ、すなわちウエハをロードしないで数
値設定するシーケンスのどちらかを選択（図６のフロー
チャートＳ７）する。本実施例では、被検査ウエハをロ
ードしてレシピを作成する方法について説明する。被検
査ウエハが搭載されたウエハカセットを検査装置のロー
ダに設置（図６のフローチャートＳ８）し、レシピ作成
の条件すなわち新規に品種ファイルと工程ファイルを作
成するのか、あるいは既に作成されたファイルを変更す
るのかを指定（図６のフローチャートＳ９）する。「新
規作成」を選択した場合には、デフォルトで入力されて
いる品種ファイルおよび工程ファイルが画面に呼び出さ
れる。また、既に登録されている品種ファイルあるいは
工程ファイルの変更を指定した場合には、既登録の品種
および工程ファイルが呼び出される。これらの指定が完
了したら、画面よりウエハロードすなわちレシピ作成開
始を指定するボタンを押すことによりウエハがロードさ
れる。ウエハロードを開始すると同時に、電子線の照射
条件を設定（図６のフローチャートＳ１０）する。電子
線条件を変更すると、その都度電子ビームの焦点や非点
を調整する「ビーム校正」（図６のフローチャートＳ１
１）が必要になる。そのため、本実施例の検査方法およ
びレシピ作成方法ではビームの校正（図６のフローチャ
ートＳ１１）を行う前に予め電子線照射条件の指定（図
６のフローチャートＳ１０）をしておくようになってい
る。電子線照射条件が入力され、ウエハロードを完了し
たら、電子線照射条件で指定された条件となるようにリ
ターディング電圧が試料台および試料に印加される。そ
して、ビーム校正（図６のフローチャートＳ１１）で
は、試料台上に貼り付けてある電子ビーム校正用パター
ンの箇所が電子線照射光学系の直下に来るようにステー
ジが自動的に移動し、電子線を該校正用パターンに照射
する。校正用パターン上で倍率や歪み等が補正され、焦
点および非点をツマミで調整したら、次のステップに進
む。次は、試料上の指定した箇所に電子線を照射し、試
料上の画像コントラストを確認の上試料上で焦点および
非点を再度調整（図６のフローチャートＳ１２）する。
この際、電子線を連続して試料に照射し続けると、試料
にコンタミネーションが付着したり帯電により試料のコ
ントラストが変動してしまうので、所定の時間間隔で電
子線を１回照射して画像を取得しては画面に表示すると
いう動作を繰り返す。この画面において、パターン部分
と下地とのコントラストが得られない場合には、電子線
照射条件の変更を指定（図６のフローチャートＳ１３）
する。そうすると、電子線照射条件が変更（図６のフロ
ーチャートＳ１０）され、再度ビーム校正を実施（図６
のフローチャートＳ１１）した後に同様にコントラスト
を確認（図６のフローチャートＳ１２）することができ
る。ここで入力された電子線照射条件および焦点・非点
の条件は、工程ファイル内のパラメータとして格納され
る。

【００５７】電子線条件が決まり、コントラストが確認
され、試料上で焦点および非点が調整されたら、該ウエ
ハのショットおよびチップのサイズと配列を入力（図６
のフローチャートＳ１４）する。ショットサイズとショ
ットマトリクスを入力し、ショット内チップの配列が入
力されたら、ウエハ周辺部のショットあるいはチップの
有無を指定する。ここで設定されたショットおよびチッ
プ配列は、品種ファイル内のパラメータとして格納され
る。

【００５８】次に、アライメント条件を設定（図６のフ
ローチャートＳ１５）する。図７を用いて本実施例の検
査方法および検査装置のアライメント方法概略を示す。
平行に並んだ２つのチップ（図７の１３０，１３１）を
指定する。チップが指定されたら、１点目のチップ（図
７の１３０）に指定した箇所にステージを移動する。ア
ライメント用に形成されたパターンあるいはアライメン
トに適したパターン（図７の１３２）を光学顕微鏡画像
にて探索し、見つかったら当該箇所を指定する。そし
て、当該パターンの光学顕微鏡画像および電子線画像を
取得し、画像をアライメント用に保存する画像（図７の
１３３）として、すなわち工程ファイル内のアライメン
トパラメータとして登録するとともに、該パターンの座
標（Ｘ１，Ｙ１）も同様に登録する。次に２点目のチッ
プ（図７の１３１）に移動し、２点目チップ（図７の１
３１）における同等のパターン箇所(図７の１３２)を探
索し、その箇所の座標（Ｘ３，Ｙ３）も同様に登録す
る。これでアライメントを実行するために必要な画像お
よびウエハ上のアライメント用パターン位置が確定され
る。次に、指定したアライメント用パターン座標とチッ
プ原点とのオフセット値を入力し、工程ファイル内のア
ライメントパラメータとしてする。これにより、アライ
メント実行後には、レシピ作成における各種座標を算出
するための各チップの原点が確定する。レシピ作成にお
いては、ウエハ上の各種処理を実行する座標を指定する
パラメータが多いため、このように最初にアライメント
条件を確定し工程ファイル内パラメータとして登録して
から、アライメントまで実行（図６のフローチャートＳ
１５）する。

【００５９】アライメント条件が設定され、アライメン
トが実行された後に、チップ内のメモリセル領域設定
（図６のフローチャートＳ１６）に移る。メモリセル領
域設定は、メモリ製品あるいはチップ内にメモリセルを
有する製品についてのみ設定を必要とする。任意のチッ
プを選択し、そのチップ内の各メモリセルマットの位置
を光学顕微鏡画像で探索し指定する。そして同じ位置を
再度電子線画像で表示し、より高倍率で高精度な座標登
録を行う。メモリマットの位置指定が完了したら、メモ
リマット内の繰り返しパターンについて、繰り返し単位
すなわちピッチを入力（Ｓ１６）する。繰り返しピッチ
は、数値入力も可能であるし、画面に高倍率でパターン
の画像を取得・表示してカーソル等で繰り返し単位を入
力して自動計測することもできる。このようにして入力
されたメモリセル領域のデータおよび繰り返しピッチ
は、品種ファイル内のパラメータとして登録される。

【００６０】次に、検査領域を指定（図６のフローチャ
ートＳ１７）する。検査領域の指定では、検査チップの
全体領域およびチップ内の検査領域、すなわち一部領域
の２種類が指定できる。デフォルト条件では、ウエハ上
有効領域として設定した全チップ，全領域を検査するこ
とになっているが、検査時間を短縮したい場合や、全チ
ップを検査する必要がない場合、また、チップ内の特定
領域のみを検査したい場合には、任意にウエハの一部領
域を指定することができる。さらに、上記指定した領域
に対して検査サンプリング率を指定することができる。
サンプリング率１００％の場合には、指定された検査領
域を全部検査する。例えばサンプリング率５０％の場合
には、指定された検査領域の５０％だけを一走査毎に飛
ばす、すなわち、例えば一回の走査幅が１００μｍの場
合には、１００μｍ幅で一列検査したら次の１００μｍ
は飛ばして検査領域が縞状になるように検査する。この
ようにして入力された検査領域データは、工程ファイル
内のパラメータとして格納される。

【００６１】検査領域の指定（図６のフローチャートＳ
１７）が完了したら、検査時の画像の明るさを調整する
キャリブレーション設定（図６のフローチャートＳ１
８）に移る。キャリブレーションは、画像を取得しその
明るさ分布より信号量に応じたゲイン調整や明るさ補正
を行うものである。まず、任意のチップを画面から選択
し、該チップ内でキャリブレーションを行うための画像
を取得する座標を指定し登録する。そして、実際に自動
キャリブレーションを実行し、結果を確認する。ここで
入力された内容、すなわちキャリブレーションを実施す
る座標値と、明るさのゲインとオフセット値は、工程フ
ァイル内のパラメータとして登録される。

【００６２】キャリブレーション条件の設定およびキャ
リブレーション（図６のフローチャートＳ１８）が完了
したら、これまでに設定された各種条件で実際に画像を
取得して、欠陥を検出するための画像処理条件を設定す
るステップ（図６のフローチャートＳ１９）に移行す
る。まず、画像を取得する際に、検出信号にかけるフィ
ルタの種類を選択する。例えばノイズを抑制するための
フィルタや明るさの差を強調するフィルタ等複数のフィ
ルタが登録されており、その中から所望のフィルタを選
択する。そして実際に検査と同条件で１チップ内の小領
域の画像を取得する。この場合、画像を取得する箇所が
任意に指定することができる。ここで、小領域とは、例
えば電子線の走査幅である１００μｍの幅で１チップ分
の長さの画像の領域を指す。画像を取得したら、欠陥と
判定するためのしきい値を入力し、取得画像の中で欠陥
と判定された箇所の画像を表示させ、実際に欠陥を検出
しているかどうか、誤検出があるかどうかを確認の上、
しきい値を適切な値に調整する。しきい値を入力し、画
像処理を実行し、欠陥検出や誤検出状況を確認し、再度
しきい値を入力し直すことを繰り返して最適な検査条件
を決定する。この一連の作業を「小領域試し検査」と呼
ぶ。しきい値は、複数の項目のしきい値の組み合わせで
決まる場合もある。ここで設定されたしきい値やフィル
タ等のパラメータは、工程ファイル内のパラメータとし
て格納される。

【００６３】以上の各種入力により、検査に必要な各種
パラメータを設定することができるが、実際の半導体ウ
エハにおいては、ウエハ面内のプロセスばらつきやウエ
ハ間あるいは製造のロット間でプロセスのばらつきを生
じているので、上記小領域試し検査（図６のフローチャ
ートＳ１９）での画像処理条件設定だけでは不十分であ
り、最終的にばらつき分を考慮して欠陥判定のしきい値
を決める必要がある。そのため、上記しきい値設定完了
後にさらに被検査ウエハ全面の中で任意の領域を設定
し、これまで設定された条件で検査を実行（図６のフロ
ーチャートＳ２０）し、欠陥検出レベルや誤検出レベル
を確認の上、最終的に適切な条件であればこれまでに入
力した各種パラメータを、品種ファイルと工程ファイル
の中に登録する。このステップを最終試し検査と呼ぶ。

【００６４】これまでの各種ステップでの入力が完了し
たら、結果を品種ファイル名と工程ファイル名を指定し
て保存（図６のフローチャートＳ２１）し、ウエハをア
ンロード（図６のフローチャートＳ２２）してレシピ作
成の一連の設定作業を終了（図６のフローチャートＳ２
３）する。

【００６５】以上がレシピ作成の大まかなフローであ
る。上記フローでは、電子線照射条件選択（図６のフロ
ーチャートＳ１０）から最終試し検査（図６のフローチ
ャートＳ２０）までの各条件設定項目の間の各処理は、
画面内の項目名を表示したタブを選択することにより自
由に任意の処理項目に進んだり戻ったりすることが可能
である。

【００６６】レシピ作成においては、実際の半導体製品
ウエハそのものを用いて画像等を取得し、その画像から
パラメータを決定する項目が多い。しかし、前述のよう
に項目によっては、数値のみを変更する場合もある。例
えば、検査領域(検査チップ)を変更する場合には、被検
査ウエハは必要ない。以下にレシピ作成で想定される条
件設定や変更の内容と、その際にレシピ作成モードで必
要な処理項目の関係の一例を記載する。品種ファイル，
工程ファイルとも新規に条件ファイルを作成する場合に
は、上記に述べたすべての項目で条件を入力する。既に
レシピを作成してある製品および工程と同一の製品であ
り、工程が異なるウエハについてレシピを作成する場合
には、チップ配列やメモリセル領域については既存の品
種ファイルのデータをそのまま適用できるが、それ以外
の電子線照射条件やアライメント条件，キャリブレーシ
ョン条件，検査領域，画像処理のフィルタやしきい値等
については、被検査ウエハの材料や表面形状に最適な条
件を設定する。また、既にレシピが作成されている製品
・工程のウエハで、アライメントマークを変更する場合
には、アライメントマークの座標および保存する画像，
原点からのオフセット等ファイルの一部を変更するだけ
で良い。従って、電子線照射条件やチップ配列，キャリ
ブレーション条件，検査領域等は既存のファイル条件を
そのまま流用できる。さらに検査領域の設定を変更する
だけの場合には、ウエハをロードする必要はなく、検査
領域のみを変更し、その他の検査条件は流用できるの
で、不要な画面を通る必要は無い。従来の検査装置で
は、レシピを作成あるいは変更，修正を行う場合には、
必ずウエハを検査装置内にロードさせなければならなか
った。本実施例では、数値変更のみの場合にはウエハを
ロードしなくても変更できるようにするため、図６のフ
ローに示したように、レシピ作成の最初にウエハロード
有無を選択し「数値入力のみの変更」と指定することに
より、ウエハをロードしなくても検査に必要な品種ファ
イルや工程ファイルを呼び出し、数値変更のみで対応で
きる特定のパラメータについては数値のみを変更できる
ようにした。このように、ウエハをロードする必要のあ
る項目と不要の項目でレシピ作成のシーケンスを分離す
ることにより、不要の項目については被検査ウエハをロ
ードすること無くレシピを作成・変更できるようにな
る。

【００６７】図８から図１１に、本実施例の検査装置の
レシピ作成モードにおける画面の例を示す。本実施例に
おいては、前述の一連のパラメータ入力内容を、大きく
コントラスト確認・電子線照射条件変更のための「コン
トラスト」画面，チップサイズおよび配列を入力するた
めの「チップマトリクス」画面，アライメントにおける
各種条件設定とアライメントを実行するための「アライ
メント」画面，明るさ調整用パターンを指定し明るさ調
整を実行する「キャリブレーション」画面，メモリセル
領域を設定するための「セル情報」画面，検査領域を指
定するための「検査領域」画面，小領域の画像を取得し
欠陥検出しきい値を決めるための「試し検査」画面，ウ
エハ面内のばらつきも含めてしきい値の妥当性を確認す
るための「最終試し検査」画面に分けている。そして、
図８から図１１に示すように各画面に共通して図８領域
３内の所定の領域（図８の〈１００〉）に上記項目名が
順次タブ形式で項目名をずらして色別にて強調され、全
体が見渡せるようにして表示される。このように、進行
中あるいは入力中の画面については、選択されているこ
とが識別表示される。例えば、現在入力中の画面中のタ
ブ部分（図９の〈１０２〉）については、背景色をその
他の項目名の背景色と異なる色で表示するようにした。
さらに、入力情報が変更された部分の項目名が他の項目
名と異なる表示にするようにした。これにより、変更し
た部分の履歴を把握することが容易になる。なお、検査
作業を表すタブが、進行中あるいは入力中の画面につい
て、他のタブの背景色を異なると説明したが、本発明で
はこれにこだわるものではなく、他のタブとの識別感が
表現できればよく、図８で示すように進行中あるいは入
力中のタブの周囲を太く表示するか、あるいは斜線やド
ットパターンなどで表現してもよい。

【００６８】これらにより、進行中の項目や入力中の項
目を表すタブが他のタブと異なる表現で表示されるの
で、全体の流れを把握することができ、現在入力してい
る項目を把握することができるようになった。また、項
目名を図５領域〈３〉内の上部に表示し、画面のワーク
エリアと分けて配置したことにより、項目名の部分が見
易く且つ選択し易くなった。

【００６９】なお、図９において示された項目名中の
「ウエハロード」「電子照射条件」「コントラスト」
は、インジケーターとしての機能を備えているが、他の
項目とは異なる表示形式（タグ様式ではない）で表示さ
れており、これは、レシピ作業中に戻ることができない
ことを表しており、さらに、画面右端に表示されている
オプションとして備えている記憶座標を調整する表示オ
プション〈１０６〉は、表示している画面状態により、
使用できるときには黒文字で表示され、使用できないと
きには灰色で表示される。

【００７０】このことにより、表示状態を確認すること
で、操作が可能か否かを容易に理解することができる。

【００７１】なお、上記入力や操作が不可能な項目は異
なる背景とするとして説明したが、本発明はこれにこだ
わるものではなく、他の項目との識別感を有しておれば
よく、背景色を変えたり項目名の文字色を変えるように
してもよい。

【００７２】また、図９において、領域〈２〉には現在
入力中のタブ部分（図９の〈１０２〉）に該当する内容
のガイダンスが表示されるので、表示画面の情報のみで
検査作業を進めることが可能となる。

【００７３】また、タブ部分は、レシピ作成の手順の順
序で表示してあり、各項目の入力を１画面にて表示する
ようにし、各画面に共通して画面の右下部分に「設定確
認」ボタン（図１０の〈１０３〉）を設け、「設定確
認」ボタンが押されると当該画面の入力パラメータが仮
登録され、次の画面に自動的に移行するようにした。従
って、移行する画面毎に順番に各画面内の所定のパラメ
ータを入力すれば、一連のレシピ作成ができるようにな
っている。また、タブの部分を画面内で指定することに
より、既入力した画面でも自由に戻ることができる。従
来の検査装置では、図１２に示したように、レシピ作成
のシーケンスは固定されており、一度入力が完了してし
まうと既入力画面に戻ることが不可能であった。そのた
め、既入力部分については、入力順序を変更したり、入
力項目を飛ばしたり、入力項目の数値の再確認等が行え
ず、一度レシピ作成を終了し再度始めからやり直す必要
があった。また、シーケンスで遷移する画面の全項目が
表示されていなかったため、全体のフローにおける現在
の項目の位置や進捗を把握することが困難であった。ま
た、図１３に示す別の従来装置の例では、入力項目が細
分化されており、一つの項目についてさらにサブメニュ
ーを、さらに詳細な項目についてはサブサブメニューを
持っているツリー構造になっており、画面全体が切り替
わってしまうものであった。そのため、サブメニューに
入ってしまうと、元の画面まで一つ一つ戻らなくては次
の項目に遷移することができなかった。また、サブメニ
ュー表示になってしまうとメインメニューが表示されな
くなるので、現在入力している項目の進捗や位置づけを
把握することが困難であった。本実施例の検査方法およ
び検査装置では、図１に示すようにタブ形式にして常に
画面に現在の入力項目と全体のフローを識別できるよう
に表示し、タブ表示の部分については各項目とも並列な
階層とし、入力が必要な一つの項目、例えばセル領域設
定については、一画面内で入力が完了する、すなわちサ
ブメニュー画面に切り替わらずに入力ができる画面構成
としたので、上記不具合を解決することができた。例え
ば、前述の「コントラスト」画面と「試し検査」画面の
項目が同時に表示され、且つ項目名を選択することで画
面の切り替えができることにより、画像処理パラメータ
を設定したあと再度画像の調整を実施したり、コントラ
ストを決めるパラメータを変更して再度画像処理条件を
変更したりすることが容易にとなる。また、「コントラ
スト」画面と「アライメント」画面と「キャリブレーシ
ョン」画面を同時に表示し、項目名を選択することで画
面切り替えをできるようにしたことにより、「コントラ
スト」画面で画像のコントラストを決めるパラメータが
変更された際にアライメント用の画像の再取得および再
登録や画像の明るさを調整するキャリブレーション調整
も簡易に再調整及び再設定できるようになる。さらに、
同一の製品で工程が異なるウエハについてレシピ作成を
実施する場合には、「コントラスト」「アライメント」
「キャリブレーション」「試し検査」の各画面のパラメ
ータを変更する必要があるので、これらの画面の項目名
が同時に表示され、項目名を指定することにより、該当
する項目の画面にジャンプできるので、上記各画面のパ
ラメータ変更および設定が容易になる。「コントラス
ト」調整をしない場合には、「アライメント」画面と
「キャリブレーション」画面と「試し検査」画面が同時
に表示されていると便利である。図１には、本実施例の
画面階層の詳細が示される。

【００７４】すなわち、検査用あるいは検査条件設定用
の操作画面に操作内容あるいは入力内容を表示する領域
を備え、前記操作画面が、逆列に表示される画面階層と
され、該画面階層を使用して検査条件を決定することを
行う。

【００７５】検査用あるいは検査条件設定用の操作画面
に操作内容あるいは入力内容を表示する領域を備え、前
記操作画面が、アライメント実行，メモリセル領域設
定，検査領域設定，キャリブレーション実行，小領域試
し検査および最終試し検査画面から構成され、前記操作
内容あるいは入力内容を表示する領域を使用してこれら
の画面を任意に選択し遷移させる。

【００７６】前記画面は、電子線照射入力，ビーム校
正，コントラスト確認あるいはチップ／ショット マト
クリス入力などの操作条件入力画面を含む。

【００７７】次に、これまでに述べてきたレシピ作成で
設定された条件を用いて実際にウエハを検査する方法に
ついて以下説明する。

【００７８】図１４に検査のフローを示す。該検査のフ
ローに沿った検査時の操作画面の例を図１５から図１８
に示す。初期画面で領域（図５の〈５〉）のモードの中
から「検査」を選択してボタンを押す（図１４のＳ３
６）と自動検査を実施するモードになる。最初に図１５
に示した検査条件入力画面になる。図１５の画面左側に
検査されるウエハが搭載されたカセット情報を表示する
棚番リスト〈１０７〉が表示され、この棚番リストから
該当する番号を選択する。図示を省略するが、選択され
た棚番は条件入力中であることを示す表示がされる。

【００７９】例えば、「条件入力中」の文字が表示され
るか、あるいは他の棚番の背景色を異なるようにしても
よい。

【００８０】さらに、画面右側には棚番リストで選択し
たウエハの品種や工程や作業者名などを入力する検査条
件入力表示画面〈１０８〉が表示されるので、検査条件
を入力する。

【００８１】なお、検査のための選択した棚番に関して
既に入力済みの検査条件情報があれば、棚番を選択する
とその内容が自動的に表示されるようになっている。

【００８２】このことにより、検査を行うウエハの所在
が明確となり、検査のための入力が容易に行うことがで
き、検査開始の準備が短時間で行うことができる。

【００８３】図１５において、図１４のフローに従い上
記検査条件や被検査ウエハの情報等の入力（図１４のＳ
３７）が完了すると、被検査ウエハは搬送用予備室を経
て真空排気された検査室にロード（図１４のＳ３９）さ
れる。ロード（図１４のＳ３９）が完了すると、試料台
および試料にリターディング電圧が印加される。印加電
圧は、前記レシピ作成でウエハへの照射エネルギーを設
定した際のパラメータに従って設定される。そして試料
台に貼り付けてある電子ビーム校正用パターンの箇所が
電子線照射光学系の直下に来るようにステージが自動的
に移動（図１４のＳ４０）し、電子線を該校正用パター
ンに照射する。被検査基板あるいは校正用パターンに電
子線を照射し続けると、ウエハ表面の帯電状態が変化し
てしまい、画像として信号を検出する際に帯電の影響に
よりコントラストが変動してしまう上、コンタミネーシ
ョンが付着する。これを抑制するために電子線画像を取
得したり検査している場合以外は、電子線はブランキン
グ電極により光学系途中に設けられたブランキングプレ
ートに照射され、試料には照射されないようになってい
る。校正用パターンの画像を取得し、画像の倍率，ひず
み等が算出され、電子ビームの補正条件が求まる。次
に、別の校正用パターンに移動して、該校正用パターン
の画像を見ながら焦点および非点を操作卓のツマミ（エ
ンコーダ）で調整し（図１４のＳ４１）、終了したら次
のステップに進む。次は、試料台上にセットされた被検
査基板上パターンの向きと、電子ビーム走査の向きとの
回転ずれを補正するために、アライメント（図１４のＳ
４２）を実施する。既にレシピ作成にて図７で説明した
ように、予めアライメントターゲットとして指定した箇
所の光学顕微鏡画像と電子線画像（図７の１３３）はメ
モリに登録され、この画像名および指定したアライメン
トターゲットの座標（２点；Ｘ１，Ｙ１，Ｘ３，Ｙ３）
は、工程ファイルの中に登録されている。アライメント
では、上記１点目のチップ（図７の１３０）上のアライ
メント用パターン（図７の１３２）が存在すると検査条
件ファイル上で登録された座標に試料台を移動し、まず
光学顕微鏡にて画像を取得し、画像処理により既登録の
光学顕微鏡画像と一致する箇所を自動で探索し、検出さ
れたら検出点の座標を演算により算出する。検出された
座標に基づき同一箇所の電子線画像を取得し、画像処理
により既登録の電子線画像と一致する箇所を自動的に探
索し、検出されたら検出点の座標（Ｘ１，Ｙ１）を演算
により算出し、１点目の座標として記憶する。次に、回
路パターンのマトリクス上で平行な位置にある２点目の
チップ（図７の１３１）上でアライメントパターンが存
在すると思われる箇所（Ｘ２，Ｙ２）にステージが移動
する。そのため、１点目と同様に光学顕微鏡画像と電子
線画像で各々画像処理により既登録画像と一致する箇所
を探索し、検出された箇所の座標（Ｘ３，Ｙ３）を演算
により算出し、２点目の座標として記憶する。（Ｘ２，
Ｙ２）と（Ｘ３，Ｙ３）２点間の座標ずれ、すなわちＸ
方向およびＹ方向のずれ量より、ステージ移動方向に対
する被検査基板上の回路パターン配列の回転量θを求
め、この回転量θより電子線を走査する方向および位置
の補正量を決定する。また、アライメントパターン（Ｘ
１，Ｙ１，Ｘ３，Ｙ３）の位置を検知し、該座標値から
のオフセット値を算出して、検査領域や検査開始点を被
検査ウエハ上の回路パターンの位置にあわせて検知する
ことができる。

【００８４】アライメント（図１４のＳ４２）が終了す
ると、自動的に被検査試料の信号量を調整するキャリブ
レーション（図１４のＳ４３）工程に進む。予めレシピ
作成にて工程ファイルにキャリブレーションを実施する
場所と、適切な明るさの設定値が登録してある。キャリ
ブレーションでは、自動的に上記登録された座標の電子
線画像を取得し、画像データより明るさヒストグラムを
取得し、予め設定したヒストグラムと同等の値になるよ
うに、明るさのゲイン値等を調整する。これにより、被
検査ウエハからの信号レベルが変動しても装置の感度が
多少ばらついても、検査の都度いつも同等の明るさに調
整されるので、実質的な感度条件は同等になる。

【００８５】キャリブレーション（図１４のＳ４３）が
完了したら検査（図１４のＳ４４）を開始する。被検査
ウエハ上の検査領域や繰り返しパターンが存在する領
域、繰り返しパターン内の繰り返しピッチすなわち比較
単位等のデータは、予め品種ファイルに登録されてお
り、該データに基づき制御部からの命令でステージの移
動と電子ビームの走査が行われる。

【００８６】図２０に検査のためのステージおよびビー
ム走査の方法を示す。検査領域（図２０の１５１）を検
査するためには、ステージは（図２０の１５３）点を始
点として矢印（図２０の１５２）の方向に順次進み、そ
の間電子ビームはステージの移動と同期してステージ移
動方向と直交する一方向に走査するので、試料面上では
拡大図（図２０の１５４）の如く電子線が照射されるこ
ととなる。まず開始点（図２０の１５３）が電子光学系
の下方にくるようにステージが移動し、連続して矢印
（図２０の１５２）の方向に進み、検査領域が検査視野
内に入った時点で所定の幅でビームの走査が開始され
る。一列分が進んだら、ステージは折り返してビーム走
査幅分ずれた次の列を走査し、検査領域が検査視野に入
った時点で再度ビーム走査が行われる。ビーム走査は、
ステージの移動速度や位置ずれをモニタしながら逐次補
正される。また、前記のアライメントの結果に基づき回
路パターンとステージ移動方向の回転ずれにあわせて走
査位置を補正する。さらに、ウエハの高さ変動を光学式
高さ検出器にてモニタし、高さの変動にあわせてビーム
の照射位置および焦点条件を補正する。ウエハに対する
焦点の条件は、予めレシピ作成にて工程ファイルに登録
されている。上記方法でウエハに電子線を走査して、ウ
エハ表面より発生した二次電子信号を検出し、電子線画
像信号を取得する。画像データは、検査条件において設
定された繰り返しピッチ分ずつ記憶された後に、即座に
信号レベルの規格化，各種画像処理を施してから比較し
差信号を抽出される。差画像となった画像データは、次
に所定のしきい値と比較され、しきい値より差信号の値
が大きい箇所が欠陥と判定されて、該欠陥候補の位置情
報Ｘ・Ｙや該欠陥候補のサイズｄｘ・ｄｙの情報が算出
される。上記欠陥と判定するためのしきい値や、画像処
理で用いるフィルタの種類等も予め工程ファイルに登録
されている。上記検査にて検出された欠陥は、図１８操
作画面上にウエハマップとして逐次表示される。

【００８７】このようにして設定した領域の検査が終了
したら、図１４の検査フローの通り、検出された欠陥の
マップや欠陥座標等のデータを印刷あるいは外部通信等
の手段によって出力（図１４のＳ４６）する。出力内容
および出力先は予め検査開始時に指定４８することが可
能である。出力先の指定画面を図１６に示す。出力先と
しては、ＦＤやＭＯ等の媒体，印刷，外部への通信を単
独あるいは複数指定することができる。いずれの出力に
おいても、出力されるデータの内容や形式を所望の形式
に変換することができる。従って、上位のデータ収集シ
ステムに出力することが可能である。同様に、上位シス
テムから所望の形式でデータを受信することができる。
従って、本実施例の検査装置において検査された欠陥の
データと他の検査装置で検査された結果等を突き合わせ
たり、検査条件の一部をダウンロードすることが可能で
ある。例えば、前記レシピ作成の中で説明した、ウエハ
上のショットおよびチップマトリックスのデータを、既
に設定されている他の検査装置の品種ファイルからダウ
ンロードすることができる。

【００８８】また、検査終了後に欠陥箇所の画像を再度
取得して目視確認するかどうかを指定（図１４のＳ５
０）することができる。目視確認有無を選択する画面を
図１７に示す。該指定に基づき、欠陥の確認を指定した
場合には、検査が終了すると検出された欠陥の一つ目の
座標にステージが移動し、停止した後にステージが停止
した状態で電子ビームをＸ・Ｙに走査して画像を取得し
画面に表示する。これは、自動検査においては検出され
た欠陥の座標や欠陥サイズは記憶されるが、欠陥部の画
像データは記憶されていないので、画像を得るためには
再度画像を取得する操作が必要であるためである。本実
施例においては、オペレータが表示された欠陥の画像お
よび欠陥の各種情報より内容を分類し、分類コードを入
力することにより欠陥データファイルに欠陥分類の情報
が追加された状態で外部に出力したり保存したりするこ
とが可能である。

【００８９】欠陥の出力（図１４のＳ４６）および欠陥
の確認（図１４のＳ４５）が終了したら、終了ボタンを
押すことにより被検査ウエハを自動的にアンロード（図
１４のＳ４７）し検査を終了する。

【００９０】本発明の検査モードの操作画面の特徴を、
図１５から図１８を用いて説明する。本発明では、画面
内の所定の位置（図１５の〈１０４〉）に検査シーケン
スの全体のフローすなわち処理項目を処理順に表示する
ようにした。処理項目を、「条件入力」「ウエハロー
ド」「ビーム校正」「アライメント」「キャリブレーシ
ョン」「検査」「結果表示」「欠陥確認」「アンロー
ド」の９項目に分けて、それを順番に配列してある。検
査処理が進行すると、現在の処理項目に該当する部分の
背景色がその他の項目の背景色と異なる色で表示される
ようになっている。さらに、当該処理中の項目名におけ
るさらに詳細な処理については、ガイダンス領域（図１
５の〈１０５〉）に逐次処理中の詳細内容を表示する。
これらにより、現在の処理の進捗を一目でモニタ・把握
することができ、且つ処理途中でエラーの発生無くすな
わち問題無く進行していることを確認することができ
る。従来装置では、大まかな項目がガイダンス表示され
るのみであったので、全体の検査フローを把握したり、
処理がどこまで進んだかを把握することが困難であっ
た。また、ガイダンスの内容が粗かったため、途中で問
題が発生してもそれを検知することが困難であった。本
発明の操作画面により、これらの操作上の不具合を解決
することができた。

【００９１】図１８において、図５で説明した領域〈３
ｂ〉には検査前の設定情報と、ウエハロードからの開始
時刻および計算上の終了時刻が表示される検査進行状況
情報画面〈１０９〉と、領域〈３ｃ〉の上方には検査結
果を表示する検査結果表示画面〈１１０〉と、検査結果
表示画面〈１１０〉の下方にはレシピ作成時に入力した
検査条件入力画面〈１１１〉が表示されている。

【００９２】また、ガイダンス領域〈１０５〉には、検
査を行うことを入力したカセット枚数と現在検査中のカ
セットを表示し、検査の進度を％とアイコンで表示して
いる。

【００９３】上記ガイダンス領域〈１０５〉での検査進
行状況と、上記検査結果表示画面〈１１０〉とが同一な
画面に表示されるので、検査結果の状況により入力した
カセット全てを検査することなく途中で検査を終了させ
る判断を行うことができる。

【００９４】なお、図１９は欠陥確認画面である。図１
９において、〈１〉ウエハマップ上の欠陥マークをマウ
スでクリックするか、〈２〉欠陥ＩＤを入力することに
より、該当する部分の欠陥画像が表示される。また、
〈３〉分類コードの入力により追加することも可能であ
る。

【００９５】欠陥確認画面は、光学顕微鏡での撮影画像
か若しくは電子顕微鏡での撮影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。

【００９６】これらにより、検査しているウエハの欠陥
領域の情報と同時に欠陥画像が表示されるので、欠陥が
発生した原因を予測することができる。

【００９７】本実施例では、上記「条件入力」「ウエハ
ロード」「ビーム校正」「アライメント」「キャリブレ
ーション」「検査」「結果表示」「欠陥確認」「アンロ
ード」の９項目について述べたが、これ以外の項目につ
いても必要に応じて適宜対応可能である。

【００９８】これまでに述べてきた検査装置および検査
方法により、電子線画像を比較検査して微細な回路パタ
ーン上に発生した微小な欠陥を検出する装置において、
検査や検査条件を決定するための操作を効率よく行うこ
とが可能となる。その結果、多数の半導体製品の、多数
のプロセス工程において検査条件を設定する際に、検査
を遅延させることなく即座に短時間で検査条件を設定
し、登録することが可能になる。従って、オペレータが
要する時間を節約することができるとともに、製品の待
ち時間が大幅に短縮され、不良発生を検知するためのＴ
ＡＴを短縮することが可能となる。

【００９９】従来の検査装置においては、検査を半導体
装置の製造プロセスに適用し、欠陥発生の有無を検知す
ることが可能であった。しかし、ウエハ上に形成された
回路パターンの配列、すなわちショットの配列や、その
中のチップ（ダイ）配列、さらにその中のメモリセル・
周辺回路・ロジック回路・テストパターン等の配列を予
め検査条件として設定しておく必要があり、さらに被検
査ウエハのパターン詳細形状や材質に応じて照射光の条
件や検出条件，画像比較条件，欠陥判定条件等の膨大な
パラメータを各々設定する必要があった。また、半導体
装置プロセス条件変更の都度これらの条件も適切に変更
する必要があった。このように膨大な数の入力項目を、
品種・工程毎に多数作成が必要なため、検査そのものが
高速であってもその準備の効率が悪く、時間を要するた
め、早期に新製品・新工程に検査を適用することが困難
となっていた。また、検査条件を設定する際に、検査装
置を使用して条件を設定しなければならないので、結果
として検査時間が少なくなり、スループットが低下して
いた。また、検査を高速化しても、その後の目視確認を
同一の検査装置で行うとなると、検査にかけられる時間
が少なくなり、結果としてスループットが低下するとい
う問題点があった。本発明の回路パターン検査方法およ
び装置を上記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向上により、検査工程仕掛かりウエ
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。その結果、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、本願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。

【０１００】上記検査の適用方法として、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。

【０１０１】まず、検査領域についてであるが、メモリ
製品の検査では、ウエハ内におけるメモリセルの占有面
積が比較的大きいので、工程や目的に応じてメモリセル
のみを検査領域、メモリセル＋直接周辺回路の検査，チ
ップ全体の検査のように使い分けることが考えられる。
一方、ロジック製品については、チップ内のメモリ部分
の占有面積が少なかったりメモリ部が存在しないものも
あるので、チップ全体を検査する場合が多くなるが、必
要に応じてチップ内の特定パターン領域のみを検査した
り、逆に特定パターンを除く領域を検査したりする。ま
た、メモリ部とロジック部の両方が混合した半導体製品
では、メモリセル部分はメモリセルの繰り返し単位で高
感度な検査、その他の部分はチップ同士の比較検査を実
施することが考えられる。次に、ウエハ内での被検査チ
ップの設定であるが、ウエハ全体の分布および各チップ
の詳細なレベルを把握したい場合にはウエハ全面（１０
０％）を検査領域とする。しかし、ウエハ全体の検査で
は、数時間から数十時間かかってしまうので、多数のウ
エハを検査することができない。通常のレベル把握にお
いては、ウエハ内全部の１０〜５０％を検査すれば、プ
ロセス変動や異常発生を検知することが可能である。ウ
エハ内の領域設定の方法としては、被検査チップをラン
ダムに選択する方法，ウエハ上に配列された特定のチッ
プ列あるいは行を選択する方法，前記実施例で述べたチ
ップ内を走査するサンプリング率を変える方法、さらに
チップ選択とサンプリング率設定を組み合わせる方法等
がある。例えば、検査においてウエハ全体の分布を把握
することが目的の場合には、全チップを被検査チップと
し、所望の検査時間とするためにサンプリング率を変え
る。１〜２時間で検査を終了したい場合には、サンプリ
ング率を２５％以下に設定する。一方、チップを特定し
てチップあたりの欠陥レベルを把握したい目的の場合に
は、数個のチップを選択し、サンプリング率１００％で
検査する。このようにして、検査の目的に応じた種々の
検査領域が設定可能である。

【０１０２】さらに、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。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。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
・工程程度検査することにより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方法も考えられる。

【０１０３】このように半導体装置の製造過程において
回路パターン検査方法および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、本願の回路パターンの
検査方法および装置を適用し、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り、
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、不良を従来装
置・方法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。

【０１０４】これら結果は、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。

【０１０５】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、実施例１で述べた検査装置
も接続されることを想定している。

【０１０６】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装置についても可能であ
る。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によって得られる代表的な効果を
以下に簡単に説明する。

【０１０８】従来の検査方法および装置では微細な回路
パターンを形成した基板の表面を電子線を用いて検査
し、回路パターン上に発生した欠陥の有無を検出するこ
とは可能であったが、検査条件を設定する手順が複雑で
効率が悪かった。これに対し、本発明の回路パターン検
査装置を用いて回路パターンを有する半導体装置等の基
板を検査する場合には、検査条件を決めるための項目が
並列に表示された画面階層になっているので、全体のフ
ローの把握と進捗の把握，入力手順の高効率化を図るこ
とができるようになった。

【０１０９】また、検査においても検査フローの表示お
よび進捗状況を画面内で顕在化させているので、現在の
状況をより詳細に把握することが可能になり、検査操作
およびレシピ作成操作とも操作性が大幅に向上した。し
かも、本発明の検査方法および装置を用いれば、検査開
始を遅延することなく検査条件を短時間で高精度に作成
することができる。

【０１１０】従って、本検査を基板製造プロセスへ適用
することにより、上記従来技術では効率が悪かったため
にオペレータ占有時間が長い、あるいは検査条件設定に
膨大な時間や手間を要する等の問題を解決し、被検査基
板や検査工程の数が増加しても検査開始に影響を与える
ことなく検査条件を設定できるようになるため、基板製
造プロセスにいち早く異常対策処理を講ずることがで
き、その結果半導体装置その他の基板の不良率を低減し
生産性を高めることができる。また、上記検査を適用す
ることにより、異常発生をいち早く検知することがで
き、従来よりも早期に対策を講ず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、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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】検査条件設定画面階層構造を示す図。

【図２】回路パターン検査装置の装置構成を示す図。

【図３】図１の一部構成図。

【図４】検査条件ファイルの階層を説明する図。

【図５】検査時の画面構成を示す図。

【図６】検査フローを示す図。

【図７】アライメント方法を示す図。

【図８】レシピ作成時の第一の画面構成を示す図。

【図９】レシピ作成時の第二の画面構成を示す図。

【図１０】レシピ作成時の第三の画面構成を示す図。

【図１１】レシピ作成時の第四の画面構成を示す図。

【図１２】従来装置の検査条件設定方法を示す図。

【図１３】検査条件設定（レシピ作成）フローを示す
図。

【図１４】本発明実施例１の検査条件設定画面階層構造
を示す図。

【図１５】検査モードの第１の操作画面図。

【図１６】検査モードの第２の操作画面図。

【図１７】検査モードの第３の操作画面図。

【図１８】検査モードの第４の操作画面図。

【図１９】欠陥確認画面図。

【符号の説明】

１６…回路パターン検査装置、１７…検査室、１８…電
子光学系、１９…光学顕微鏡、２０…操作部、２１…制
御部、２３…試料室、２４…被検査基板、２５…電子
銃、２６…電子線引き出し電極、２７…コンデンサレン
ズ、２８…ブランキング偏向器、２９…絞り、３０…走
査偏向器、３１…対物レンズ、３２…反射板、３３…Ｅ
ｘＢ偏向器、３４…電子線、３５…二次電子検出器、３
６…プリアンプ、３７…ＡＤ変換器、３８…光変換手
段、３９…光伝送手段、４０…電気変換手段、４１…高
圧電源、４２…プリアンプ駆動電源、４３…ＡＤ変換器
駆動電源、４４…逆バイアス電源、４５…試料台、４６
…Ｘステージ、４７…Ｙステージ、４８…位置モニタ測
長器、４９…被検査基板高さ測定器、５０…白色光源、
５１…光学レンズ、５２…ＣＣＤカメラ、５３…第一画
像記憶部、５４…第二画像記憶部、５５…比較演算部、
５６…欠陥判定処理部、５８…補正制御回路、５９…走
査偏光器、７０…対物レンズ電源、７１…二次電子、７
２…第二の二次電子、９５…モニタ、１００…検査フロ
ー表示領域、１０１…ガイダンス表示領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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グループ内 (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 (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グループ内 Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AA56 AA73 AB20 AC02 BA10 BA20 CA03 CA04 DA07 EA12 EA14 EB01 EB02 EC01 EC02 FA03 4M106 AA01 AA02 AA09 BA02 BA05 CA39 DB05 DB21 DJ14 DJ18 DJ21 DJ23

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路パターンが形成された基板に光（レー
   ザ光を含む）あるいは荷電粒子線を照射する照射手段
   と、照射によって前記基板から発生する信号を検出する
   検出手段と、基板のＸ軸およびＹ軸によって区割される
   領域について前記検出手段により検出された信号を画像
   化のために記憶する記憶手段と、記憶された当該領域の
   画像を他の同一の回路パターンが形成された領域の画像
   と比較する比較手段と、および比較結果から回路パター
   ン上の欠陥を判別する判別手段を備えた回路パターンの
   検査装置において、 記憶された画像を表示するための画面部を有し、 該画面部の画面上方に検査項目名と検査項目についての
   ガイダンスを形成する検査項目画面が表示され、画面下
   方に画面についてのメニューを切り替える指示情報を形
   成するメニュー切替え画面が表示され、画面側方に検査
   の開始を指示する検査開始画面が表示され、画面中央部
   に前記領域を基板上のチップに配列対応させて区画し、
   チップに対応して検査領域として指定する検査領域指定
   画面および指定された検査領域についての検査結果を形
   成する検査結果画面を表示することを特徴とする回路パ
   ターンの検査装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記検査領域指定画面は、一つのチップの全体領域であ
   ることを特徴とする回路パターンの検査装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記検査領域指定画面は、一つのチップの一部領域であ
   ることを特徴とする回路パターンの検査装置。
4. 【請求項４】請求項１において、 前記検査領域指定画面は、ウエハの一部分領域であるこ
   とを特徴とする回路パターンの検査装置。
5. 【請求項５】請求項１において、 前記画面部には、検査方法または検査条件を入力するた
   めの検査条件入力画面が形成されることを特徴とする回
   路パターンの検査装置。
6. 【請求項６】請求項５において、 検査条件入力画面には、検査を行う入力がなされた基板
   であるウエハの枚数と検査中のウエハの枚数が表示され
   ることを特徴とする回路パターンの検査装置。
7. 【請求項７】請求項１において、 前記画面部には、カセットの位置情報を示すカセット情
   報画面が表示されることを特徴とする回路パターンの検
   査装置。
8. 【請求項８】請求項１において、 前記検査結果画面には、光学顕微鏡の映像または電子顕
   微鏡の映像が切り替えられていずれか一方が表示される
   ことを特徴とする回路パターンの検査装置。
9. 【請求項９】請求項８において、 電子顕微鏡の映像は、ＳＥＭ低倍またはＳＥＭ高倍のい
   ずれかの映像であることを特徴とする回路パターンの検
   査装置。
10. 【請求項１０】請求項１において、 Ｘ軸およびＹ軸によって区割された領域は、検査領域指
    定画面上において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に区割番号
    が付与され、当該区割番号による指定により検査領域が
    指定されることを特徴とする回路パターンの検査装置。
11. 【請求項１１】回路パターンが形成された基板に光ある
    いは荷電粒子線を照射する照射手段と、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手段と、基板の
    Ｘ軸およびＹ軸によって区割される領域について前記検
    出手段により検出された信号を画像化のために記憶する
    記憶手段と、記憶された当該領域の画像を他の同一の回
    路パターンが形成された領域の画像と比較する比較手段
    と、および比較結果から回路パターンの欠陥を判別する
    判別手段を備えた回路パターンの検査装置において、 記憶された画像を表示するための画面部を有し、 該画面部は、前記領域を基板上のチップ配列に対応させ
    て区画し、チップに対応して検査領域として指定する検
    査領域指定画面を表示し、領域のいずれかについて判別
    した結果による欠陥を表示し、欠陥の表示された領域を
    指定して、光学顕微鏡による映像または電子顕微鏡によ
    る映像による欠陥画像を検査結果画面に表示し、指定さ
    れた領域の欠陥と、および検査結果画面での欠陥とを並
    列して表示することを特徴とする回路パターンの検査装
    置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、 前記結果画面は、基板である検査ウエハの検査結果を欠
    陥画像と共に表示することを特徴とする回路パターンの
    検査装置。
13. 【請求項１３】上記検査装置において、該タブ形式で表
    示された検査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の
    中で、装置構成上、入力あるいは操作ができない項目名
    について、その他の項目名と異なる表示形式にする手段
    を備えた請求項１記載の回路パターンの検査装置。
14. 【請求項１４】上記検査装置において、該タブ形式で表
    示された検査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の
    中で、装置構成上、入力あるいは操作ができない項目名
    について、該項目名部分の背景色をその他の項目名部分
    の背景色と異なる色に表示する手段を備えた請求項１３
    記載の回路パターンの検査装置。
15. 【請求項１５】上記検査装置において、該タブ形式で表
    示された検査操作あるいは検査条件設定操作の項目名の
    中で、装置構成上、入力あるいは操作ができない項目名
    について、該項目名の文字色をその他の項目名の文字色
    と異なる色に表示する手段を備えた請求項１３記載の回
    路パターンの検査装置。