JP2001156132A

JP2001156132A - 荷電粒子線照射装置

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Publication number: JP2001156132A
Application number: JP33382999A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Gunji; 和弘郡司; Takashi Iiizumi; 孝飯泉; Hidetoshi Morokuma; 秀俊諸熊; Toshishige Kurosaki; 利栄黒崎; Kazuo Aoki; 一雄青木; Osamu Yamada; 理山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的長距離で時間がかかるステージの移動や
装置の状態変更を減らし、異物・欠陥の観察・識別時間
を短縮させた走査電子顕微鏡等の荷電粒子線照射装置を
提供する。【解決手段】画像取得位置の移動順序を考慮すること
で、比較的長距離で時間がかかるステージの移動を減ら
し、また、画像取得と装置状態変更の順序を考慮するこ
とで、時間がかかる該装置状態の変更回数を減らした装
置を提供する。【効果】時間がかかるステージの移動や装置状態の変更
回数を減らせ、異物・欠陥の観察・識別時間を短縮させ
て、単位時間あたりに検査できる欠陥の数を増やすこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査電子顕微鏡等
の荷電粒子線照射装置で、試料の構造、組成等の特徴や
試料上の異物・欠陥を観察、検査、識別する際の試料移
動の制御方法及び手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査電子顕微鏡で異物、欠陥の検査、識
別をするには、まず、事前に光学式の検査装置（以下事
前検査装置と呼ぶ）などで異物、欠陥の位置を検査し、
出力された異物・欠陥の位置情報に基づいて走査電子顕
微鏡で視野を移動し、観察画像を取得して検査、識別す
る。

【０００３】異物・欠陥を識別するには、図２、３に示
すように、異物・欠陥を含む試料の画像（欠陥画像）を
異物・欠陥の無い正常な部分の試料の画像（参照画像）
と比較し、その相違部分が異物・欠陥であるとする方法
が用いられている。比較の基準となる異物・欠陥が無い
正常な回路パターンの画像（参照画像）は、異物・欠陥
部分が正常である場合のパターンと同等の画像が取得で
きる位置、たとえば同じパターンを持つ隣接するチップ
内の同じ座標位置から取得している。

【０００４】この様に、事前検査装置で欠陥の位置を検
出してから、各欠陥の詳細な構造を走査電子顕微鏡で検
査、識別するという２段階で行うのは、走査電子顕微鏡
でたとえば８インチのウェーハなどを全面検査すると長
時間を要してしまうためである。このため、事前に走査
電子顕微鏡よりも短時間で欠陥の位置を検出できる光学
式の欠陥検査装置などで検査してから、走査電子顕微鏡
で、欠陥検査装置から出力された異物・欠陥の位置、大
きさの情報を用いて、そのなかから個別に指定したり、
事前検査装置での検出順や欠陥点の座標順などで、欠陥
位置へ視野を移動させて観察、画像取得を行う。

【０００５】一方、事前検査装置における欠陥位置の検
出誤差などが原因で、走査電子顕微鏡で目的の異物・欠
陥が視野の中央に現れないことが多い。異物・欠陥の大
きさが比較的大きく、異物・欠陥が視野に入る低倍率で
もその詳細構造を認識できる場合は、移動後、低倍率の
ままで観察、画像取得が可能である。しかし、微小な異
物・欠陥を識別する場合には、一旦低倍率で位置合わせ
をしてからその詳細構造を認識可能な倍率へあげて画像
を取得する必要がある。

【０００６】たとえば、図２Ｂに示すように、まず事前
検査の結果に基づいて移動し低倍率で参照画像を取得し
たあと、欠陥位置に移動して低倍率の欠陥画像を取得し
低倍率の参照画像と比較して欠陥の位置を検出する。次
に、検出した欠陥が視野の中央にくるように視野を移動
し倍率を上げて欠陥画像を取得し、再度欠陥の無いチッ
プに移動し高倍率の参照画像を取得している。そのあと
互いの画像を比較して欠陥の特徴抽出、識別を行う。複
数の欠陥を検査する場合は、上記の手順を各々の欠陥に
ついて順次繰り返し行っていく。

【０００７】また、試料の傾斜、回転、電子光学条件な
どの装置状態を変化させた画像が必要な場合、比較的時
間がかかる前記の装置状態の変更を行ってから画像を取
得をする必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法において
は、事前検査装置の検出順や欠陥点の座標順などで移動
した場合、ある検査点の次の検査点に距離が離れた検査
点が登録されていると、もし検査可能な検査点が近くに
あっても、前記の距離が離れた検査点に移動する。ま
た、１個の欠陥検査ごとに、チップ間を往復移動し参照
画像、欠陥画像の取得を行っている。一方、試料移動機
構は移動距離が長くなるほど移動時間が長くなる。

【０００９】このためチップ内の移動といった短距離の
移動よりもチップ間の移動といった比較的距離が長い移
動が多くなると、試料移動に費やす時間が長くなり、結
果として単位時間あたりに検査できる欠陥の数が少なく
なってしまう。

【００１０】また、１つの欠陥を検査するたびに傾斜、
回転、電子光学条件などの装置状態を変化させた場合
も、装置の状態変更に時間が費やされ、同じように単位
時間あたりに検査できる欠陥の数が少なくなってしま
う。

【００１１】また、試料上の位置が離れるとパターン形
状などのバラツキが大きくなるサンプルでは、離れた場
所同士の画像で比較をすると、画像処理による欠陥抽出
が複雑になるため、参照画像は欠陥画像取得位置の近く
で取得することが求められる。

【００１２】本発明の目的は、前記のような比較的長距
離で時間がかかるステージの移動や装置の状態変更を減
らし、試料の特徴や異物・欠陥の観察・画像取得・識別
に要する時間を短縮させた走査電子顕微鏡等の荷電粒子
線照射装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、欠陥位置の分
布状態を調べて、移動に要する時間が最短になる画像取
得の順序を決定することで、時間がかかる比較的長距離
のステージ移動や装置状態の変更回数を減らした装置を
提供するものである。

【００１４】１つの方法は、事前検査装置から出力した
異物・欠陥の座標データから移動順序の可能な組み合せ
の夫々に対して移動距離を比較した結果から、移動距離
が短くなるような移動順序を決定しその順序に従って移
動させる方法である。

【００１５】他の方法は、狭い領域で連続して画像を取
得する方法である。

【００１６】また他の方法は、時間がかかる装置状態の
変更を行って画像を取得をする際、同じ装置の状態の画
像を続けて取得して、装置状態の変更回数を減らす方法
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１から図
１４により説明する。図１は本発明の実施例である走査
電子顕微鏡４０の全体構成および周辺の装置を示す図で
ある。走査電子顕微鏡本体１は、電子源２、第１の収束
レンズ５、偏向コイル６、電気的視野移動コイル７、第
２の収束レンズ８、二次電子線検出器９、試料ステージ
３０などで構成され、走査電子顕微鏡制御装置１２から
制御される。走査電子顕微鏡制御装置１２は、電子ビー
ム制御部１３、増幅器１５、画像処理部１８および、各
構成要素を制御するシステム制御手段１４などで構成す
る。ステージ３０は、ステージ制御部３１により駆動さ
れる。さらに、文字入力装置であるキーボード２０、ポ
インティング装置であるマウス２１、陰極線管等の画像
表示器２２を備えたコンピュータ１９で構成する。

【００１８】電子銃２から放出された電子ビーム３を電
子ビーム絞り４、第１の集束レンズ５、偏向コイル６、
第２の収束レンズ８によって細く絞って試料１１に走査
しながら照射する。これら電子ビーム３の制御は、走査
電子顕微鏡制御装置１２のシステム制御手段１４が、高
圧電源、レンズ電源、偏向アンプなどで構成する電子ビ
ーム制御部１３を制御することによって行う。試料１１
に照射する電子ビーム３の焦点位置は、第２収束レンズ
駆動部１３ｂを制御し、第２の収束レンズ８に流す電流
を変化させて調整する。電子ビーム３の照射により試料
１１から発生する二次電子を二次電子検出器９で検出
し、増幅器１５で増幅し、画像処理部１８に入力する。
画像処理部１８は、画像メモリ３２、画像演算部３３、
画像データベース３４などで構成され、画像メモリ３２
では、入力された信号をＡ／Ｄコンバータでデジタルデ
ータに変換し、走査信号に同期して入力される検出器の
信号からメモリ上に画像データを形成する。画像演算部
３３では生成した画像データから欠陥抽出等の画像の演
算を行い、画像データは画像データベース３４に蓄積さ
れる。画像データは画像表示器２２に表示する。表示す
る観察視野は、ステージ制御部３１により試料ステージ
３０を駆動するか、電気的視野移動コイル７で、試料１
１上に照射するの電子線３の照射位置を変化させて移動
する。観察視野の回転は、ステージ制御部３１により試
料ステージ３０を回転させるか偏向コイル６の電流を変
調して電子線３の走査方向を回転させて行う。試料の傾
斜像は、ステージ制御部３１により試料ステージ３０を
傾斜して得ることができる。

【００１９】周辺の装置である事前検査装置４１、４２
は、試料上の異物や欠陥の位置や大きさ等を検査してそ
の結果を出力する、１つまたは複数の検査装置である。
製造データ管理システム４３は、事前検査装置４１や事
前検査装置４２、走査電子顕微鏡４０での検査情報や観
察情報を蓄積、処理し製造データの管理等を行う。各装
置間のデータの受け渡しは磁気ディスク等の記憶媒体の
ほか、通信ネットワーク４４を経由して行うこともでき
る。

【００２０】最初に、短時間で移動できる移動順序を計
算してその順序で移動し、画像を取得する方法について
述べる。事前検査の結果から移動距離が短くなるような
移動順序を計算し、その順序に従って移動させる方法で
ある。

【００２１】移動点数をｎ点とした場合、単純にはｎ！
とおりの移動順序の組み合わせの移動時間を計算して、
移動時間が最小である移動順序で移動すればよい。ある
移動順序の組合せＰの、検査点ｐ番目とｐ＋１番目の座
標を（Ｘｐ、Ｙｐ）（Ｘｐ＋１、Ｙｐ＋１）とすると、
２点間の視野移動に要する時間ｔｐ〜ｐ＋１はこの２点
の位置関係に依存した値になる。ｎ点の検査点の合計の
移動時間ＴＰは、

【００２２】

【数１】

【００２３】となる。

【００２４】移動順序の計算はチップ単位などで区切っ
た領域毎に行う方法もある。ウェーハ全体などで欠陥数
が多い場合は、計算量が多くなり計算に時間がかかって
しまうことがあるが、チップ単位などに区切られた領域
のなかの欠陥数は、ウェーハ全体の欠陥数に比べると非
常に少なくなることが多く、この場合、計算量は比較的
少なくてすむ。また、事前検査結果をもとにしてあらか
じめ参照点も分かる場合は、欠陥点と参照点をまとめた
ものについて移動時間を計算して移動順序を決めてもよ
い。

【００２５】次に他の実施例として、図５により参照画
像を互いが近接した位置で連続して取得する方法につい
て述べる。本例では、高倍率画像を取得しない場合につ
いて説明する。図５では、まず領域ＬＲで参照画像を連
続して取得し、そのあと各領域で欠陥画像を取得してい
く。参照画像を領域ＬＲという狭い領域で連続して取得
することで、図３、図４のような１つの欠陥毎に欠陥、
参照画像を取得する方法に比べて、参照画像取得チップ
と欠陥画像取得チップとの間を移動する回数を減らすこ
とができる。

【００２６】図３Ｂ、図５Ｂの移動方法での合計の移動
距離をそれぞれＬｔ１、Ｌｔ２とすると、ほぼ、Ｌｔ１＝Ｌ・ｍ＋Ｌｎｘ・（ｍ−Ｎ）＋Ｌｃｃ・（Ｎ−１）Ｌｔ２＝Ｌｄｄ・（ｍ−１）＋Ｌｄｄ・（ｍ−Ｎ）＋Ｌｃｃ・（Ｎ−１）＋Ｌｐ２Ｌただし、Ｌｔ１：図３Ｂの方法で画像を取得するときの合計の移動距離Ｌｔ２：図５の方法で画像を取得するときの合計の移動距離Ｌ：図３Ｂで欠陥点と参照点の間の移動距離（チップの一辺の寸法）Ｌｃｃ：図５チップ間の移動距離の平均Ｌｄｄ：図５チップ内の１つの欠陥から次の欠陥までの移動距離の平均Ｌｎｘ：図３、図４で欠陥像取得位置から次の参照像取得位置までの移動距離の平均Ｌｐ２Ｌ：図５で低倍率参照取得終了後、欠陥取得開始点までの移動距離ｍ：欠陥の数Ｎ：チップの数で表せる。ほぼＬ＝Ｌｐ２Ｌ＝Ｌｎｘとすると、Ｌｔ１
−Ｌｔ２＝（Ｌ−Ｌｄｄ）・（２ｍ−Ｎ−１）となり、
Ｌに対してＬｄｄが小さければ、Ｌｔ１＞Ｌｔ２とな
り、移動距離が短縮されることを表している。

【００２７】前記従来の技術で説明したように高倍率で
の画像取得を必要とする場合は、図５で括弧で示した高
倍率画像も取得する。高倍率の参照画像は、欠陥画像の
取得が終ったあとで、領域ＨＲで連続して取得すること
で、同様に参照画像取得チップと欠陥画像取得チップと
の間を移動する回数を減らすことができる。

【００２８】また、本説明では、欠陥画像取得を区切ら
れた領域で続けて取得し領域を順次移動しているが、領
域を区切らずに欠陥間を順次移動してもよい。

【００２９】また、参照画像取得領域ＬＲ、ＨＲは、そ
れぞれこの領域自身の欠陥に対応する参照画像も取得す
るためそれぞれ複数のチップ領域になる。

【００３０】次に、参照画像と欠陥画像を近くで取得す
る場合に、同じハ゜ターンが形成されているチップ単位
などで任意に区切った領域で連続して取得する方法につ
いて述べる。

【００３１】図６は、この一実施例を示した例である。

【００３２】チップＣの欠陥画像とこれの比較対象とな
る参照画像の取得に注目してみると、まず参照画像を隣
のチップＢで連続して取得し、次にチップＣに移動して
欠陥画像を連続して取得している。

【００３３】この方法でも図３、図４のような１つの欠
陥毎の参照画像取得チップと欠陥画像取得チップとの間
の移動を減らすことができ、さらに、前記図５の実施例
に比べて参照画像を欠陥画像の近くで取得することがで
きる。

【００３４】なお、本例でも、高倍率画像を取得しない
場合について説明しているが、高倍率での画像取得も必
要とする場合は、図６で括弧で示した高倍率画像も取得
する。また、図６Ｂでは、欠陥画像取得領域内ではじめ
に低倍率の欠陥画像を続けて取得（Ｃ１〜ｍｃ）し、
そのあと高倍率の欠陥画像を続けて取得（Ｃ１〜ｍ
ｃ）しているが、１つの欠陥の低倍率欠陥と高倍率欠陥
を続けて取得（Ｃ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ
２．．．）してもよい。

【００３５】さらに図７の例では、１つの領域で取得で
きる参照画像、欠陥画像を連続して取得している。チッ
プＣの欠陥画像とこれの比較対象となる参照画像の取得
に注目してみると、参照画像Ｃ１〜ｍｃ、Ｃ１〜ｍ
ｃは、チップＢ、Ｄで欠陥画像の取得のあとに続けて取
得することで、図６の連続して画像を取得する領域の間
の移動も減らしている。図７の例では領域内で参照、欠
陥など画像の種類を分けて順番に取得するように示して
あるが、その領域内で取得する検査点を参照、欠陥を分
けずに一方から取得したり、または領域内で前記実施例
のように移動時間を計算して短時間で移動できる順序で
移動してもよい。この場合、図９〜図１２に示すよう
に、事前検査結果をもとにしてあらかじめ参照点も分か
る検査点をリストにして移動、画像取得し、欠陥位置検
出後に高倍率の参照点をリストに追加していき、新たな
領域の検査を開始する時点で、移動順序を計算して決め
てもよい。図９〜図１２では領域をチップ単位とし、低
倍率画像で欠陥の位置を検出したあと高倍率で欠陥抽出
し、領域の検査開始時点で移動順序を計算するものとし
て説明する。まず、ステップ１０２で図１１Ａの欠陥点
座標リストから図１１Ｂの低倍率の欠陥点と参照点の座
標リストを作成する。ステップ１０３でチップ領域毎に
分けたリスト図１２Ａに変換する。ステップ１０４で画
像を取得するチップを指し示す検査チップポインタ（Ｃ
Ｐ）を初期化する。ステップ１０５で検査チップの中の
移動順序を計算し、図１２Ｂのように移動順序に並べ替
えてチップ内の検査順序を示す検査点番号を付け、ステ
ップ１０６で、画像を取得する検査点を指し示す検査点
ホ゜インタ（ＤＰ）を初期化する。ステップ１０７で検
査点ポインタ（ＤＰ）が示す検査点の座標に移動して画
像を取得、保存する。

【００３６】図１０はステップ１０７の処理を示してい
る。まず、ステップ１３２で検査点ポインタが示す検査
点に移動する。ステップ１２２で取得画像の種類を判定
し、取得する画像が低倍率参照画像であればステップ１
２３で画像を取得、保存する。

【００３７】ステップ１２４の判定で、取得する画像が
低倍率欠陥画像であればステップ１２５で画像を取得、
保存し、ステップ１２６で、低倍率参照画像と比較して
欠陥の位置を検出し、座標を保存する。ステップ１２７
で、検出した欠陥位置へ移動し、高倍率欠陥画像として
取得、保存する。ステップ１２８で高倍率参照座標を計
算して、次の検査チップの検査点としてリストに追加す
る。ステップ１２４の判定で、取得する画像が低倍率欠
陥画像でなければステップ１２９で高倍率の欠陥像とし
て画像を取得、保存し、ステップ１３０で、対応する高
倍率の欠陥画像と比較して、欠陥像を抽出、保存する。
ステップ１０７で画像取得が終了したら、図９のステッ
プ１０８で次の検査点を指すために検査点ポインタ（Ｄ
Ｐ）に１を加算する。ステップ１０９で現在のチップ内
の検査が終了したか判定し、終了していなければステッ
プ１０７に戻り次の検査点に移動し画像取得する。チッ
プ内の検査が終了した場合は、ステップ１１０で次の検
査チップを指すためにチップ番号ポインタ（ＣＰ）に１
を加算する。ステップ１１１で全チップの検査が終了し
たか判断し、終了していなければステップ１０５に戻り
次のチップでステップ１０５から１１０を繰り返し、終
了であればステップ１１２で検査終了となる。

【００３８】検査点間の移動距離を減らす他の方法に
は、参照画像取得位置には欠陥画像取得位置から最も近
い参照点を選択する方法がある。この方法は、特に図１
３に示すようにチップが縦長や横長で、欠陥点から複数
の隣接する領域の参照位置までの距離が等しくない場合
に有効な手段である。図１３の例では図上横方向の寸法
がＬｃ、縦方向の寸法がＬｒのチップが並んでいて、１
つの欠陥毎に参照と欠陥の画像を取得した場合の合計の
移動距離はほぼ、

【００３９】

【数２】Ｌｔｃ＝Ｌｃ×ｍ×ｎ＋Ｌｄ×（ｍ−１）Ｌｔｒ＝Ｌｒ×ｍ×ｎ＋Ｌｄ×（ｍ−１）ただし、Ｌｔｃ：横方向の隣接チップで参照画像を取得する
ときの合計の移動距離Ｌｔｒ：縦方向の隣接チップで参照画像を取得する
ときの合計の移動距離Ｌｃ：欠陥点と横方向の隣接チップの参照点の間
の移動距離（チップの横方向の寸法）Ｌｒ：欠陥点と縦方向の隣接チップの参照点の間
の移動距離（チップの縦方向の寸法）Ｌｄ：１つの欠陥から次の欠陥までの移動距離の
平均ｍ：欠陥の数ｎ：１つの欠陥で画像取得にるために欠陥と参
照の間を移動する回数で表せる。図１３Ａのように横長のチップではＬｒ＜Ｌ
ｃなのでＬｔｒ＜Ｌｔｃとなり縦方向の隣接チップで参
照画像を取得したほうが合計の移動距離が短くなる。こ
の例ではチップ寸法が一様な場合、初めに参照方向をチ
ップの短辺の方向に決めることで移動距離が短くなる方
の参照方向を設定できる。

【００４０】複数のウエーハを続けて検査する場合、図
８に示すように、複数のウエーハの欠陥に対応する参照
画像は、１枚のウェーハでまとめて取得してもよい。図
８Ｄは図８Ａのウェーハ内のすべての検査個所を１つの
チップ内の座標でまとめたものである。同様に図８Ｅは
図８Ｂの、図８Ｆは図８Ｃの検査個所をまとめたもの
で、図Ｇはさらに図８Ｄ、図８Ｅ、図８Ｆをまとめたも
ので、図８Ｈの任意のウェーハで図８Ｇに対応する参照
画像を取得する。

【００４１】画像取得順序を考慮して検査時間を減らす
他の方法には、試料の傾斜、回転、電子光学条件の変化
など、比較的時間がかかる装置状態の変更を行って画像
を取得をする際、同じ装置の状態の画像を続けて取得し
て装置の状態変更回数を減らす方法がある。図１４はこ
の一実施例を示したものである。図１４Ｃ、図１４Ｄは
参照画像、欠陥画像、Ｔ欠陥の傾斜画像を取得す
る順序を示している。図１４Ｃでは１つのチップ毎に欠
陥、参照、欠陥傾斜像を続けて取得し次のチップに移動
している。このため、各チップで欠陥傾斜像を取得する
ための試料ステージの傾斜と傾斜の戻しを行う必要があ
る。これに対し図１４Ｄでは参照、欠陥を全部取得した
後に傾斜像を続けて取得しているため試料ステージの傾
斜と傾斜の戻しが１回ですむ。

【００４２】なお、上記の実施例で画像を連続して取得
するとした領域は、１つのチップのほか複数のチップ範
囲や１チップ内のなかの同一パターンがある領域などと
してもよい。

【００４３】また、長距離の移動を減らすために、ウェ
ーハ内のチップのトレースを往復の移動するとよい。

【００４４】

【発明の効果】画像取得の順序を考慮し時間がかかるス
テージの移動や装置状態の変更回数を減らすことで、異
物・欠陥の観察・識別時間を短縮させて、結果として単
位時間あたりに検査できる欠陥の数が多い装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の走査電子顕微鏡の全体構成
図。

【図２】試料上の異物・欠陥を識別するため手順を説明
する図。

【図３】従来の画像取得の移動手順を示す図。

【図４】従来の画像取得の移動手順を示す図。

【図５】本発明の参照画像を互いが近接した位置で連続
して取得する方法を示す図。

【図６】本発明の参照画像を欠陥画像の近くで連続して
取得する移動手順を示す図。

【図７】本発明の参照画像を欠陥画像の近くで連続して
取得する他の移動手順を示す図。

【図８】複数のウエーハの欠陥に対応する参照画像を１
枚のウェーハでまとめて取得する方法を示す図。

【図９】本発明の一実施例の制御フローを示す図。

【図１０】本発明の一実施例の制御フローを示す図。

【図１１】図９のステップ１０２を説明する図。

【図１２】図９のステップ１０３、１０４、１０５を説
明する図。

【図１３】本発明の欠陥点に近い参照点を選択する方法
を説明する図。

【図１４】本発明の装置状態の変更の際、同じ装置の状
態で続けて取得する移動手順を示す図。

【符号の説明】

１…走査電子顕微鏡本体、２…電子源、３…電子ビー
ム、４…電子ビーム絞り、５…第１の収束レンズ、６…
偏向コイル、７…電気的視野移動コイル、８…第２の収
束レンズ、９…二次電子検出器、１１…試料、１２…走
査電子顕微鏡制御装置、１３…電子ビーム制御部、１３
ａ…非点収差補正コイル駆動部、１３ｂ…第２収束レン
ズ駆動部、１４…システム制御手段、１５…増幅器、１
８…画像メモリ、１９…コンピュータ、２０…キーボー
ド、２１…マウス、２２…画像表示器、３０…試料ステ
ージ、３１…ステージ制御部、３２…画像メモリ、３３
…画像演算部、３４…画像データベース、４０…走査電
子顕微鏡、４１…事前検査装置、４２…事前検査装置、
４３…製造データ管理システム、４４…通信ネットワー
ク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者諸熊秀俊茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者黒崎利栄茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者青木一雄茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者山田理茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 CA03 FA06 GA01 GA06 HA07 HA13 JA02 JA11 JA13 KA03 LA11 MA05 4M106 AA01 AA02 CA39 CA41 DB05 DB30 DJ04 DJ06 DJ11 DJ18 DJ21 DJ38 5C001 AA03 CC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、検査個所への移動時
間が短くなるように移動順序を設定可能としたことを特
徴とする荷電粒子線照射装置。
【請求項２】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、複数の検査個所への
移動順序の可能な組み合せの夫々に対して移動に要する
時間を比較し、該比較結果に基づいて所要時間が最短と
なる移動順序を設定することを特徴とした荷電粒子線照
射装置。
【請求項３】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、該参照画像を、互い
が近接した位置で連続して取得することを特徴とした荷
電粒子線照射装置。
【請求項４】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、欠陥画像を任意に区
切った領域毎に取得し、該参照画像を、互いが近接し、
かつ該欠陥画像取得領域に近い領域で連続して取得する
ことを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項５】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、分割された任意の領
域で取得できる参照画像、欠陥画像を連続して取得する
ことを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項６】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、任意の試料の欠陥に
対応する参照画像を、別の試料で連続して取得すること
を特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項７】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、複数の試料の欠陥に
対応する参照画像を、１枚の試料で連続して取得するこ
とを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項８】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、区切られた領域内の
複数の検査個所への移動順序の可能な組み合せの夫々に
対して移動に要する時間を比較し、該比較結果に基づい
て所要時間が最短となる該領域内の移動順序を設定する
ことを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項９】試料上に荷電粒子線を照射するために設
けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその他
の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を作
成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手段
と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行な
ＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上に
存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含む
検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構造
を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、比
較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構成
した荷電粒子線照射装置において、試料全体または分割
した領域毎に、欠陥座標と欠陥座標に対応する参照点座
標を区別せずに、検査個所の移動に要する時間を計算
し、該計算結果に基づいて該検査個所の移動順序を設定
することを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項１０】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構
成した荷電粒子線照射装置において、欠陥画像をウェー
ハの一方から欠陥点座標のリストに従い順次取得し、そ
れに対応する参照点座標を順次リストに追加しながら移
動および画像取得することを特徴とした荷電粒子線照射
装置。
【請求項１１】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構
成した荷電粒子線照射装置において、欠陥点座標と参照
点座標をまとめたリストに従い、順次移動しながら画像
を取得し、欠陥画像と対応する参照画像の組み合わせが
取得された順に欠陥を抽出することを特徴とした荷電粒
子線照射装置。
【請求項１２】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構
成した荷電粒子線照射装置において、欠陥に最も近い参
照点を選択することを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項１３】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査するように構
成した荷電粒子線照射装置において、装置の状態を変化
させて画像の取得をする際、同じ装置の状態の画像を連
続して取得することを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項１４】請求項１、２、８、１３の荷電粒子線
照射装置において、試料上に荷電粒子線を照射するため
に設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やそ
の他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像
を作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶
手段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平
行なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、検査
個所の画像、または、寸法測定値、または、試料の特徴
を含んだ情報を取得するように構成した荷電粒子線照射
装置。
【請求項１５】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査する際に、低
倍率の画像で欠陥の位置を検出してから、高倍率で欠陥
の画像を取得するように構成した請求項１から１４の荷
電粒子線照射装置。
【請求項１６】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査する際に、低
倍率の画像で欠陥の位置を検出してから、高倍率で欠陥
の画像を取得するように構成した荷電粒子線照射装置に
おいて、該低倍率の参照画像を、該低倍率画像による欠
陥位置検出の前に、互いが近接した領域で連続して取得
し、該高倍率の参照画像を、該低倍率画像による欠陥位
置検出の後に、互いが近接した領域で連続して取得する
ことを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項１７】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査する際に、低
倍率の画像で欠陥の位置を検出してから、高倍率で欠陥
の画像を取得するように構成した荷電粒子線照射装置に
おいて、欠陥画像を、任意に区切った領域毎に連続して
取得し、該低倍率の参照画像を、該低倍率画像による欠
陥位置検出の前に、互いが近接しかつ該欠陥画像取得領
域に近い領域で連続して取得し、該高倍率の参照画像
を、該低倍率画像による欠陥位置検出の後に、互いが近
接しかつ該欠陥画像取得領域に近い領域で連続して取得
することを特徴とした荷電粒子線照射装置。
【請求項１８】試料上に荷電粒子線を照射するために
設けた電子光学系と、試料から発生する二次電子やその
他の信号を検出する検出系と、検出した信号から画像を
作成する画像生成手段と、該画像を記憶する画像記憶手
段と、試料を保持する試料台と、試料を観察表面に平行
なＸＹ方向に移動させる試料移動機構とを備え、試料上
に存在する欠陥位置の情報に基づいて、試料の欠陥を含
む検査個所の画像（欠陥画像）と、それと同一の表面構
造を有する欠陥が無い個所の画像（参照画像）を作成、
比較し、欠陥に関する情報を抽出して検査する際に、低
倍率の画像で欠陥の位置を検出してから、高倍率で欠陥
の画像を取得するように構成し、欠陥画像を、任意に区
切った領域毎に連続して取得し、該低倍率の参照画像
を、該低倍率画像による欠陥位置検出の前に、互いが近
接しかつ該欠陥画像取得領域に近い領域で連続して取得
し、該高倍率の参照画像を、該低倍率画像による欠陥位
置検出の後に、互いが近接しかつ該欠陥画像取得領域に
近い領域で連続して取得するように構成した荷電粒子線
照射装置において、該任意に区切った領域内で取得でき
る参照画像と欠陥画像を区別せずに続けて取得すること
を特徴とした荷電粒子線照射装置。