JP2002014062A - パターン検査方法およびその装置 - Google Patents

パターン検査方法およびその装置

Info

Publication number
JP2002014062A
JP2002014062A JP2000203056A JP2000203056A JP2002014062A JP 2002014062 A JP2002014062 A JP 2002014062A JP 2000203056 A JP2000203056 A JP 2000203056A JP 2000203056 A JP2000203056 A JP 2000203056A JP 2002014062 A JP2002014062 A JP 2002014062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
inspection
defect
pattern
images
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.)
Pending
Application number
JP2000203056A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Watanabe
正浩 渡辺
Maki Tanaka
麻紀 田中
Takashi Hiroi
高志 広井
Chie Shishido
千絵 宍戸
Yasushi Miyai
裕史 宮井
Kenji Watanabe
健二 渡辺
Aritoshi Sugimoto
有俊 杉本
Tomohiro Kuni
朝宏 久邇
Mari Nozoe
真理 野副
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 JP2000203056A priority Critical patent/JP2002014062A/ja
Publication of JP2002014062A publication Critical patent/JP2002014062A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査対象画像と参照画像とを比較して欠陥検出
を行うパターン検査において、検出された欠陥の電気的
性質に基づいた迅速かつ対象物へのダメージの少ない欠
陥の分類を行う方法がなかった。 【解決手段】検査と同時にあるいは並行して欠陥部の荷
電粒子線画像の信号量を含む欠陥の特徴量を算出し、こ
れによって欠陥の電気的性質に基づく分類を即座に行え
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線または
光などを用いて半導体ウェーハ、回路基板、液晶基板、
磁気ディスクのヘッドなどの対象物の画像を得て、その
画像と参照画像とを比較することにより欠陥検出を行う
パターン検査方法およびその装置に係る。
【0002】
【従来の技術】検査対象画像と参照画像とを比較して欠
陥検出を行うパターン検査方法としては、特開平03−
85742号公報に記載の方法が知られている。特開平
03−85742号では、検査対象の光学的画像を参照
画像と比較し、検出された欠陥のサイズ、方向等の幾何
学的な特徴を計測し、これが電気的に有害な欠陥である
かどうかを判別するものであった。しかし、こういった
パターン検査の主な対象は半導体ウェーハ、回路基板、
液晶基板、磁気ディスクのヘッドなど、欠陥の電気的特
性が重要であるものがほとんどであり、検出欠陥候補の
光学的形状のみからすべての検出欠陥候補の弁別を行う
ことは不可能であるという問題があった。一方、荷電粒
子線画像を用いると対象物の電気的性質の違いが検出さ
れることは知られていたが、これを用いて欠陥の分類を
行うことは行われていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
技術は対象物の欠陥の光学的な形状に着目して、欠陥の
弁別を行うものであったが、電子線を用いた検査ににお
いて、検出された電気的欠陥の分類には用いることがで
きず,検査装置による大量の検出欠陥を再度レビューし
て確認することが必要で検査結果の解析に非常に時間が
かかっていた。また、SEM/FIBなどによるレビュ
ーによって不要なダメージを対象物に及ぼす危険性もあ
った。本発明の目的は、主にSEMによる検査対象画像
と参照画像とを比較して欠陥検出を行うパターン検査に
おいて、欠陥の検出と並行して対象の電気的性質に基づ
いた迅速かつ対象物へのチャージアップ・汚染といった
問題の少ない欠陥の分類が可能なパターン検査方法およ
び装置を提供することにある。また、本発明の別の目的
は、欠陥個所に限らず、対象物の加工状態の場所による
分布の評価を行う手段を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、連続的に入力される検査対象画像と参
照画像とを比較して欠陥検出を行うパターン検査におい
て、対象の電気的性質を荷電粒子線画像の信号量が反映
することに着目し、欠陥部の荷電粒子線画像の信号量を
検査と同時にあるいは並行して欠陥の特徴量として算出
し欠陥の分類を即座に行えるようにしたものである。
【0005】また、本発明は検査対象物の指定された点
の画像を検査と同時にあるいは独立に記憶し、この画像
を表示、あるいは、解析することによって、対象物の特
性の分布を確認できるようにしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図1を用いて本発明の実施
例を説明する。10が荷電粒子線鏡筒、14が荷電粒子
線源を示し、14より出た2次粒子線は非点収差補正器
60、偏向素子15、対物レンズ18を通って試料20
上に焦点を結んで照射される。試料20は試料台21上
におかれ、さらにステージ46上におかれ、移動され
る。さらに2次粒子検出器16で試料から放出された2
次粒子を検出する。高さ検出装置センサ13によって試
料表面20の高さを検出する。焦点制御装置22は、高
さ検出装置センサ13よりの高さ信号に基づいて対物レ
ンズ18を駆動し、荷電粒子線の焦点を試料20上に合
わせる。偏向信号発生装置47は偏向素子15に対して
偏向信号を発生するが、このとき、試料表面20の高さ
変動にともなう像倍率変動、対物レンズ18の制御にと
もなう像回転を補償するように偏向信号に補正を加え
る。また、ステージ46をXYZステージとして、焦点
制御装置22によって焦点位置を直接制御する代わり
に、ステージ46にZステージを附加しこの高さを制御
してもよい。
【0007】二次粒子検出器16よりの信号はA/D変
換器24によってA/D変換されて、デジタル画像とな
る。A/D変換されたデジタル画像を処理する画像処理
回路53とこのための画像メモリ50を持つ。さらにス
テージ105を制御するステージ制御手段126とこれ
ら全体を制御する全体制御部120を持つ。荷電粒子線
源14の電位を調整する手段51、試料状のグリッド1
9の電位を調整する手段48、試料台21の電位を調節
する手段49、荷電粒子線源14の電位調整手段51を
具備し、これらは、試料の電気的特性の検出のために所
望の画質の2次粒子像を得るために全体制御部26によ
って制御される。
【0008】なお、これらの電位調整手段がすべて具備
されている必要はなく、試料の電気的特性の検出のため
に必要な2次粒子像の画質の制御が可能であれば十分で
ある。非点収差補正器60は非点収差補正回路61によ
って駆動され、61はさらに非点収差調整手段64によ
って制御される。64は同時に焦点位置制御手段22も
制御する。これによって常に焦点と非点の調整された状
態での二次粒子画像の検出が可能になる。
【0009】なお、試料に照射する荷電粒子線として
は、電子線、イオンビームが挙げられ、二次粒子として
も二次電子、反射電子、二次イオン等が挙げられる。以
降、SEM(走査型電子顕微鏡)による二次電子画像を
例にとって説明するが、他の荷電粒子線を用いても対象
物の形状と電気的特性を検査するという目的にとっては
同じ働きであり、他の荷電粒子線を用いたパターン検査
にも容易に適用できることは明らかである。
【0010】また、画像処理装置には表示装置54が接
続され、検出された画像をモニタすることができる。さ
らに、全体制御26には表示装置56が接続され、必要
な装置の操作、検出結果、分類結果の確認等をグラフィ
カルユーザーインタフェースによって実現できる。
【0011】次に、半導体ウェーハに例を取って欠陥検
出に用いる画像について説明する。図3のごとく、最終
的に同一の製品となるチップが多数配列されている。図
1のパターン検査装置では、あるチップ(例えば図3の
100)の検出画像と、隣接する別のチップ(図3の1
01)の検出画像とを画像比較することにより欠陥を認
識する。比較相手として用いる参照画像はは必ずしも隣
接チップである必要はなく、任意のチップ、あるいはあ
らかじめ取得した、別ウェーハ上のチップの画像を用い
てもよいし、さらには、設計データから合成した基準画
像を用いても用いてもよい。
【0012】また、図3の102のごとく、半導体メモ
リ部のような繰り返しパターンが並んでいる個所では、
隣接したパターンのくりかえし間隔あるいは、その整数
倍だけ位置をずらした個所の画像を参照画像として用い
てもよい。
【0013】以上半導体ウェーハを例にとって説明した
が、一つの基板上に繰り返して形成されるパターンを持
つ検査対象であれば同じように参照画像を選んで検査を
行うことができるのはいうまでもない。
【0014】次に対象物の電気特性とSEM画像の関係
について述べる。図4(a)の断面図のように、たとえ
ば、検査対象が下地パターンの形成された層104の上
に絶縁層105が形成され、ここに下地層104と上の
層の間に導通をとるためのコンタクトホール106が形
成されているものとする。106の穴の内部は導体で埋
められていてもいなくてもよい。この対象物をSEM像
でみると図4(b)のように見える。図の場合黒い(信
号量が少ない)ところが絶縁物105、白い(信号量が
多い)ところがコンタクトホール106である。
【0015】ここで、107のように下地層104まで
貫通していない穴があると、この部分の抵抗の違いがS
EM像の信号量として現れてくる。この、信号量の差お
よび抵抗の増加が信号量の増大につながるのか減少につ
ながるのかの関係は走査する電子線の電流値、照射エネ
ルギー、試料上の電界,走査速度等によって異なるが、
たとえば図4(c)に示すように、対象物の電気的特性
の違いが信号量の違いとして検出される。
【0016】本発明では、これを積極的に活用すること
によって、検出された欠陥を形状のみならず電気的特性
によって分類し、あるいは、欠陥の画像に限らず、任意
の箇所の画像をもちいて対象物の加工状態をモニターす
ることが可能とする。
【0017】次に、具体的に検出された欠陥を形状のみ
ならず電気的特性によって分類し、あるいは、任意の箇
所の画像をもちいて対象物の加工状態をモニターするこ
とを可能とするための画像処理回路53の構成について
図2を用いて説明する。
【0018】A/D変換機24によってSEM画像はデ
ジタルの画像データに変換され検査画像90として画像
処理回路53に入力される。同時に検査画像90は画像
メモリ52に貯えられ、隣接メモリセルパターン検査
時、隣接チップ検査時等、比較処理に必要な時間だけ遅
らせて出力され、参照画像91となる。あるいは、参照
画像91は設計データから合成されて画像メモリ52に
貯えられた画像でもよいし、あらかじめ検出されて貯え
ておかれた別ウェーハ上あるいは同一ウェーハ上の基準
ウェーハの画像でもよい。
【0019】画像処理回路53は位置ずれ検出手段8
0、欠陥検出手段81、特徴量計算手段82、欠陥画像
メモリ84、処理装置83、記憶装置85から成る。ま
ず位置ずれ検出手段80は検査画像90と参照画像91
の間の位置ずれを検出する。位置ずれの検出手段として
は、相互相関値が最大となる位置を用いる方法、差画像
の二乗和あるいは絶対値の和が最小となる位置を用いる
方法、FFTを用いる方法等が知られている。また、補
間によって位置ずれ量を画素以下の精度で求めることも
可能である。
【0020】検出された検査画像90と参照画像91の
あいだの位置ずれ量92は欠陥検出手段81に送られ
て、検査画像90と参照画像91を比較して欠陥を検出
するときに使用される。欠陥検出手段81では検査画像
90と参照画像91の差異を画素毎に算出し、これが許
容範囲を超えていると欠陥として出力する。位置ずれ量
92はこの画像間の差異の許容範囲に対する補正量を求
めるために用いる。あるいは、位置ずれ量92は検査画
像90と参照画像91を相対的にずらして位置補正を行
うために用いてもよい。
【0021】欠陥検出手段81で検出された欠陥画像は
欠陥位置にフラグがたてられた画像(たとえば正常部の
画素は0、欠陥部の画素は1)であり、これだけでは使
用しにくい。そこで、特徴量計算手段82に欠陥画像9
3と検査画像90と参照画像91が入力され、欠陥の各
種特徴量94が計算される。なお特徴量の計算の前に、
微小な欠陥候補を取り除く処理や、隣接する欠陥候補を
一つにまとめる処理を行ってもよい。
【0022】特徴量94としては欠陥の面積、幅、高
さ、座標のほかに次に示すものが挙げられる。
【0023】まず、信号量の欠陥内平均値。検査画像を
f(x,y)、参照画像をg(x,y)とすると、信号
量平均値はΣf(x,y)、対応する正常部の信号量平
均値はΣg(x,y)となる。なお、Σは欠陥内の総和
を表している。両者を比べることにより、対象物の電気
的特性、すなわち、導通がとれていないのか、逆に、短
絡していのか、さらに、どのくらい問題なのかが判別で
きる。あるいは、差画像の欠陥内平均値Σ(f(x,
y)−g(x,y))を用いてもよい。この特徴量の正
負とその大きさを調べることによって、対象物の電気的
特性、すなわち、導通がとれていないのか、逆に、短絡
していのか、さらに、どのくらい問題なのかが判別でき
る。
【0024】また、別の実施例として、差画像の欠陥内
最大値:MAX(f(x,y)−g(x,y))とMI
N(f(x,y)−g(x,y))を用いてもよい。
【0025】別の特徴量の例としては、模様の強弱を表
す特徴量(テキスチャー特徴量)が挙げられる。たとえ
ば、画像の微分値の欠陥内総和Σ(|f(x+1,y)
−f(x,y)|+|f(x,y+1)−f(x,y)
|)を求めると、この値は欠陥領域内の模様の強弱を表
す特徴量となる。なお、微分の方法には種々のバリエー
ションがあり、どれを適用しても類似の効果が得られる
ことを注記しておく。たとえば、Σ((f(x+1,
y)−f(x,y))^2+(f(x,y+1)−f
(x,y))^2)、あるいはΣ(MAX(f(x,
y))−MIN(f(x,y)))を用いても同じこと
である。ここでは、^2は二乗を、MAX・MINは近
傍画素内の最大・最小値をそれぞれ表している。
【0026】また、同様に欠陥に対応する領域中の参照
画像91のテキスチャー特徴量も得ることができる。
【0027】さて、特徴量計算手段で計算された特徴量
94はプログラムによって動作が制御される処理装置8
3に送られる。欠陥は検査画像90中にあるばあいと参
照画像91中にある場合の2回検出されるので、この2
回の検出を欠陥を照合することによってみつけ、1回し
か検出されなかった場合は虚報として除去し、2回検出
された場合にはどちらの画像に真の欠陥が存在するのか
を判定する。更に、特徴量94を用いての欠陥の分類を
行い、結果を記憶装置85に蓄積する。結果は全体制御
手段26に送られ、グラフィカルユーザインターフェー
スに表示される。なお、処理装置83では欠陥と特徴量
のデータを全体制御手段26に送ることのみを行って、
全体制御手段26側で上記処理を行ってもよいことは言
うまでもない。
【0028】次に、更なる機能として、欠陥画像メモリ
84の動作を説明する。上記構成は特徴量計算手段82
の画像処理ハードウェアで計算できる処理の比較的単純
な特徴量のみを用いる場合には非常に有効であったが、
複雑な特徴量の計算には向いていない。そこで、欠陥画
像データ93を欠陥画像メモリへのトリガー信号として
用い、欠陥に対応する検査画像90と参照画像91を欠
陥画像メモリ84に取り込む。処理装置83は欠陥画像
メモリ84に保持された画像を用いて処理を行い、たと
えば、欠陥の周囲長、境界の凹凸、欠陥の方向、背景パ
ターンに対する位置等の特徴量を求め、欠陥の分類に用
いる。なお、処理装置83は処理内容の複雑さと、時間
当たりに処理したい欠陥の個数に応じて、複数の処理装
置からなるマルチプロセッサシステムとして構成すれば
よい。
【0029】このように、欠陥に対応する検査画像90
と参照画像91を欠陥画像メモリ84を用いて処理する
ことによって導通欠陥の分類のような単純な分類のみな
らず、異物種の分類、導通欠陥の原因も含めた分類のよ
うな、より高度な分類が可能となる。図5を用いてこの
分類の例を説明する。
【0030】図5は、図4と同様の酸化膜中に導通穴の
形成された対象物の像の例である。信号量と接続抵抗の
関係が図4(c)と同様の挙動を示す場合には(a)の
ように縦に周りよりも信号量の多い穴が並んでいる場
合、下地の縦方向の配線パターンとのショートが疑われ
る。また、(b)のように横に周りよりも信号量の多い
穴が並んでいる場合、下地の横方向の配線パターンとの
ショートが疑われる。また、(c)のように固まった領
域状に周りよりも信号量の少ない穴が並んでいる場合、
異物等が加工時に存在したためにこの領域に非導通の穴
が生じたと疑われる。また、ランダムに周りと信号量の
異なる穴が存在する場合、加工プロセスのマージンが不
足しているために、加工結果が穴毎に不安定になってい
ると疑われる。
【0031】このように、欠陥の局所的分布を欠陥部の
画像を解析することによって分類し表示することによっ
て、欠陥の原因の内訳を解析するのに役立つ情報を提供
できる検査装置が構成できる。
【0032】更に、別の実施例として欠陥とは無関係に
対象物の加工欠陥の善し悪しとその対象物上分布の判断
材料を検査と同時に提供する方法を示す。図2の欠陥画
像メモリ84に対して、欠陥画像93をトリガーとする
のではなく、ステージ制御手段50から渡されるステー
ジ位置情報があらかじめ設定された位置にきたときに、
その時の検査画像90が欠陥画像メモリ84に取り込ま
れるように動作させる。すると、対象物上の各くり返し
単位(たとえば半導体ウェーハ上の各チップ)内の指定
された点における画像を検査と同時にメモリー上に取り
込むことができる。
【0033】取り込まれた画像を処理装置83で処理し
て、たとえば、図6のようにウェーハマップ上に画像を
並べて表示し、もしくは、更に画像の良否の評価結果を
マップ上に表示することが可能になる。これによって、
加工結果の善し悪しとその分布の判断材料を提供するこ
とができる。
【0034】また別の表示の方法として、図7のように
画像の定量評価を行い位置に対してプロットすることに
よっても、加工結果の善し悪しとその分布の判断材料を
提供することができる。この図の例では、穴の配列パタ
ーンに対して信号量の平均値を画像から計測して、チッ
プ座標に対してプロットしている。
【0035】また、図8のように、評価値を対象物上の
x、y2次元の位置座標に対して3次元的にプロットし
てもよい。計測する定量評価値は信号量の平均値のみな
らず、各穴の信号量のばらつき、各穴の大きさ等でもよ
い。また、この例は穴パターンであったが、配線パター
ンでは、配線の幅とそのばらつき、明るさとそのばらつ
き、ゲイト工程パターンでは、ゲイトの各領域の明るさ
とそのばらつき、ゲイトの幅等、定量評価に適して加工
状態の推定に役立つ評価値がこの発明の範囲内で種々考
えられることはいうまでもない。
【0036】図9は、半導体ウェーハパターン検査装置
の別の構成を示すブロック図である。ここでは、光学的
検出手段による半導体ウェーハ100の光学像を用いて
パターン検査を行う。
【0037】半導体ウエハ等の被検査対象物20を載置
してx、y方向に移動するステージ46と、光源1と、
照明光を被検査対象物に照明し、被検査対象物から反射
して得られる光学像を結像させる対物レンズ18と、該
対物レンズを含めた検出光学系で結像された光学像を受
光して明るさに応じた画像信号に変換する光電変換素子
の一実施例である1次元イメージセンサ2と、対物レン
ズ18の焦点位置を検出する焦点検出センサ3と、これ
による焦点検出値をもとにステージ46のうちZステー
ジを駆動するZステージ制御4から構成される。そし
て、1次元イメージセンサ2で検出された画像信号は、
A/D変換器24によりデジタル信号に変換される。以
降の画像処理、および、全体制御26とステージ制御5
0の動作は、これまでに示した実施の形態と同様である
ため説明を省略する。
【0038】この構成により、検出欠陥の局所的分布の
特徴に基づいた欠陥分類と、対象物上の各チップ上の指
定された点における画像を検査と同時にメモリー上に取
り込み、これらの画像を並べて表示し、さらに、これら
の画像の定量評価値あるいは分類結果あるいはその両方
の分布をグラフ表示し、あるいは、基板上の位置を示す
マップ上に表示することにより、加工結果の善し悪しと
その対象物上分布の判断材料を提供できる検査装置が実
現される。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、連続的に入力される検
査対象画像と参照画像とを比較して欠陥検出を行うパタ
ーン検査において、欠陥の検出と並行して対象の電気的
性質に基づいた欠陥の分類が可能となる。欠陥の検出と
並行して行うことにより、時間のかかる欠陥の再検出に
よるレビュー・分類を行わずに済む。また、欠陥個所に
限らず、対象物の加工状態の場所による分布の評価を行
う検査と同時に行うことが可能になる。また、検出と同
時に欠陥画像を取得し、再度欠陥部の画像を検出しない
ため、荷電粒子線によるチャージアップや汚染を押さえ
ることができ、より広範な検査対象物への適用が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、荷電粒子線を用いたパターン検査装置
の概略構成を示す正面図である。
【図2】図2は、画像処理部の詳細な構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】図3は、比較検査における比較画像の選択を示
すウェハの平面図である。
【図4】図4は、対象物の電気的性質の荷電粒子線によ
る検出概念を説明する図であり、(a)は、試料の断面
図、(b)は、SEM画像、(c)は、対象物の電気的
特性を示すグラフである。
【図5】図5の(a)〜(d)は、欠陥の原因を欠陥の
局所的空間分布から推定する方法の概念を示すSEM画
像である。
【図6】図6は、画像の試料内分布を視覚的に表示する
出力例を示すウェハと各点のSEM画像を示す図であ
る。
【図7】図7は、画像の定量評価値の試料内分布プロッ
トの様子を示すグラフである。
【図8】図8は、画像の定量評価値の試料内分布の三次
元プロットの様子を示す図である。
【図9】図9は、本発明を適用した光学式のパターン検
査装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1…光源 2…イメージセンサ 3…焦点検出セ
ンサ 4…Zステージ制御手段 10…荷電粒子
光学系 14…電子源またはイオン源 15…偏向器 18…対物レンズ 16…二次粒
子検出器 19…グリッド 20…試料 2
1…試料台 22…焦点位置制御手段 24…A/D変換器 26…全体制御手段 46
…ステージ 47…偏向制御手段 48…グリッ
ド電位調整手段 49…試料台電位調整手段 50…ステージ制御手段 51…線源電位調整手段
52…画像メモリ 53…画像処理回路 54…表示装置 59…表
示装置 61…非点収差補正回路 62…校正用
ターゲット 64…非点収差調整手段 80…位置ずれ検出手段 81…欠陥検出手段
82…特徴量計算手段 83…処理装置 84…欠陥画像メモリ 85…
記憶装置 104…下地パターン 105…絶縁
膜 106…導通穴 107…導通のとれていな
い導通穴
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) H01L 21/66 H01L 21/66 J H05K 3/00 H05K 3/00 Q (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 宍戸 千絵 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 宮井 裕史 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 渡辺 健二 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 (72)発明者 杉本 有俊 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 久邇 朝宏 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 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 Fターム(参考) 2F067 AA54 BB01 BB04 CC00 CC14 CC17 EE04 GG08 HH06 JJ05 KK04 LL00 LL16 RR08 RR24 RR30 RR35 RR42 SS02 2G001 AA03 BA07 CA03 FA01 FA06 GA01 GA06 HA07 HA13 JA11 JA16 KA03 LA11 MA05 4M106 AA01 CA16 CA39 DA15 DB05 DB21 DJ04 DJ05 DJ11 DJ20 DJ38 5B057 AA03 BA01 BA02 CA12 CA16 DA03 DA16 DB02 DC32 5L096 BA03 CA01 CA02 DA01 GA08 HA07

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象物を固定し移動させるステージと、荷
    電粒子ビームを対象物上に収束しこれを走査する手段
    と、前記荷電粒子ビームを走査した時に対象物から発生
    する2次粒子を所定のサンプリング間隔で検知してデジ
    タル画像信号に変換する手段を備え、これによって検査
    対象画像を検出し、これを参照画像と比較して欠陥候補
    を検出し、検出された欠陥候補の位置に対応する検査対
    象画像および必要に応じて検査時に使用した参照画像を
    メモリー上に保持し、欠陥画像の収集、保持された画像
    から真の欠陥の決定、欠陥の分類の3種類の処理のうち
    少なくとも1種類の処理を検査と並行して行うことを特
    徴とするパターン検査装置。
  2. 【請求項2】対象物を固定し移動させるステージと、荷
    電粒子ビームを対象物上に収束しこれを走査する手段
    と、前記荷電粒子ビームを走査した時に対象物から発生
    する2次粒子を所定のサンプリング間隔で検知してデジ
    タル画像信号に変換する手段を備え、これによって検査
    対象画像を検出し、これを参照画像と比較して欠陥候補
    を検出し、検出された欠陥候補に対応する、サイズ、座
    標、信号量、信号量の基準レベルあるいは参照画像の信
    号量に対する正負、テキスチャー、のうち少なくともの
    3種の特徴量を計算し、欠陥の分類に用いることを特徴
    とするパターン検査装置。
  3. 【請求項3】信号量の大小、基準レベルに対する正負、
    あるいは、その両方を少なくとも用いて、欠陥候補がオ
    ープン欠陥であるかショート欠陥であるかを少なくとも
    分類することを特徴とする請求項2に記載のパターン検
    査装置。
  4. 【請求項4】前記特徴量は、欠陥検出と同時に画像処理
    回路によって計算することを特徴とする請求項2又は3
    に記載のパターン検査装置。
  5. 【請求項5】前記特徴量は、欠陥検出時にメモリー上に
    保持された欠陥部の画像と必要に応じて検査時に使用し
    た参照画像を用いて、検査と並行してあるいは検査より
    遅れて非同期的に画像処理回路あるいはコンピュータプ
    ログラム処理を用いて計算することを特徴とする請求項
    2又は3に記載のパターン検査装置。
  6. 【請求項6】前記対象物は、繰り返しパターンの形成さ
    れた基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定
    された点における画像を検査と同時にメモリー上に取り
    込み、これらの画像を並べて表示することにより、加工
    結果の善し悪しとその対象物上分布の判断材料を提供す
    ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載
    のパターン検査装置。
  7. 【請求項7】前記対象物は、繰り返しパターンの形成さ
    れた基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定
    された点における画像を検査と同時にメモリー上に取り
    込み、これらの画像の定量評価の算出あるいは画像の分
    類を行い、この定量評価値あるいは分類結果あるいはそ
    の両方の分布をグラフ表示し、あるいは、基板上の位置
    を示すマップ上に表示することにより、加工結果の善し
    悪しとそのくり返し単位上分布の判断材料を提供するこ
    とを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のパ
    ターン検査装置。
  8. 【請求項8】欠陥画像を再度検出時とは別の手段あるい
    は動作条件によって画像処理することによって検査して
    再検出できなかった欠陥候補を虚報として除去すること
    を特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のパタ
    ーン検査装置。
  9. 【請求項9】前記対象物は繰り返しパターンの形成され
    た基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定さ
    れた点における画像を検査と独立して取り込み、これら
    の画像を並べて表示することにより、加工結果の善し悪
    しとその対象物上分布の判断材料を提供することによ
    り、効率的な検査領域の設定,あるいは、検査欠陥の解
    釈のための補助的な情報を提供することを特徴とする請
    求項1ないし5のいずれかに記載のパターン検査装置。
  10. 【請求項10】前記対象物は繰り返しパターンの形成さ
    れた基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定
    された点における画像を検査と独立して取り込み、これ
    らの画像の定量評価の算出あるいは画像の分類を行い、
    この定量評価値あるいは分類結果あるいはその両方の分
    布をグラフ表示し、あるいは、基板上の位置を示すマッ
    プ上に表示して、加工結果の善し悪しとその対象物分布
    の判断材料を提供することにより、効率的な検査領域の
    設定,あるいは、検査欠陥の解釈のための補助的な情報
    を提供することを特徴とすることを特徴とする請求項1
    ないし5のいずれかに記載のパターン検査装置。
  11. 【請求項11】信号量の大小、基準レベルあるいは参照
    画像の信号量に対する正負、あるいは、その両方を少な
    くとも用いて、欠陥がオープン欠陥であるか、ショート
    欠陥であるかを少なくとも分類することを特徴とする荷
    電粒子線画像を用いた欠陥確認装置。
  12. 【請求項12】繰り返しパターンの形成された基板から
    なる対象物をステージ上に保持し、これを光学的に照明
    し、対象物の光学像をレンズによって光学像検出手段上
    に結像し、これによって選られた光学像データを用い
    て、これを基準パターンと比較することによって、対象
    物中の欠陥を検出するパターン検査装置であって、対象
    物上の各くり返し単位内の指定された点における画像を
    検査と独立して取り込み、これらの画像を並べて表示す
    ることにより、加工結果の善し悪しとその対象物上分布
    の判断材料を提供することにより、効率的な検査領域の
    設定,あるいは、検査欠陥の解釈のための補助的な情報
    を提供することを特徴とするパターン検査装置。
  13. 【請求項13】繰り返しパターンの形成された基板から
    なる対象物をステージ上に保持し、これを光学的に照明
    し、対象物の光学像をレンズによって光学像検出手段上
    に結像し、これによって選られた光学像データを用い
    て、これを基準パターンと比較することによって、対象
    物中の欠陥を検出するパターン検査装置であって、対象
    物上の各くり返し単位内の指定された点における画像を
    検査と独立して取り込み、これらの画像の定量評価の算
    出あるいは画像の分類を行い、この定量評価値あるいは
    分類結果あるいはその両方の分布をグラフ表示し、ある
    いは、基板上の位置を示すマップ上に表示して、加工結
    果の善し悪しとその対象物上分布の判断材料を提供する
    ことにより、効率的な検査領域の設定,あるいは、検査
    欠陥の解釈のための補助的な情報を提供することを特徴
    とすることを特徴とするパターン検査装置。
  14. 【請求項14】繰り返しパターンの形成された基板から
    なる対象物をステージ上に保持し、対象物の光学像ある
    いは2次粒子像を得て、これを基準パターンと比較する
    ことによって、対象物中の欠陥を検出するパターン検査
    装置であって、検出された欠陥の局所的な分布を解析す
    ることによって、欠陥の原因別分類情報を提供すること
    を特徴とすることを特徴とするパターン検査装置。
  15. 【請求項15】収束させた荷電粒子ビームを対象物上に
    走査して対象物から発生する2次粒子を所定のサンプリ
    ング間隔で検知して検査対象画像を検出し、該検査対象
    画像を参照画像と比較して欠陥候補を検出し、検出した
    欠陥候補の位置に対応する検査対象画像および必要に応
    じて検査時に使用した参照画像をメモリー上に保持し、
    欠陥画像の収集、保持された画像から真の欠陥の決定、
    欠陥の分類の3種類の処理のうち少なくとも1種類の処
    理を検査と並行して行うことを特徴とするパターン検査
    方法。
  16. 【請求項16】収束した荷電粒子ビームを対象物上に走
    査して対象物から発生する2次粒子を所定のサンプリン
    グ間隔で検知して検査対象画像を検出し、該検査対象画
    像を参照画像と比較して欠陥候補を検出し、検出された
    欠陥候補に対応する、サイズ、座標、信号量、信号量の
    基準レベルあるいは参照画像の信号量に対する正負、テ
    キスチャー、のうち少なくともの3種の特徴量を計算
    し、欠陥の分類に用いることを特徴とするパターン検査
    方法。
  17. 【請求項17】信号量の大小、基準レベルに対する正
    負、あるいは、その両方を少なくとも用いて、欠陥候補
    がオープン欠陥であるかショート欠陥であるかを少なく
    とも分類することを特徴とする請求項16に記載のパタ
    ーン検査方法。
  18. 【請求項18】前記特徴量を、欠陥検出と同時に画像処
    理回路によって計算することを特徴とする請求項16又
    は17に記載のパターン検査方法。
  19. 【請求項19】前記特徴量は、欠陥検出時にメモリー上
    に保持された欠陥部の画像と必要に応じて検査時に使用
    した参照画像を用いて、検査と並行してあるいは検査よ
    り遅れて非同期的に画像処理回路あるいはコンピュータ
    プログラム処理を用いて計算することを特徴とする請求
    項16又は17に記載のパターン検査方法。
  20. 【請求項20】前記対象物は、繰り返しパターンの形成
    された基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指
    定された点における画像を検査と同時にメモリー上に取
    り込み、これらの画像を並べて表示することにより、加
    工結果の善し悪しとその対象物上分布の判断材料を提供
    することを特徴とする請求項15ないし19のいずれか
    に記載のパターン検査方法。
  21. 【請求項21】前記対象物は、繰り返しパターンの形成
    された基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指
    定された点における画像を検査と同時にメモリー上に取
    り込み、これらの画像の定量評価の算出あるいは画像の
    分類を行い、この定量評価値あるいは分類結果あるいは
    その両方の分布をグラフ表示し、あるいは、基板上の位
    置を示すマップ上に表示することにより、加工結果の善
    し悪しとそのくり返し単位上分布の判断材料を提供する
    ことを特徴とする請求項15ないし19のいずれかに記
    載のパターン検査方法。
  22. 【請求項22】欠陥画像を再度検出時とは別の手段ある
    いは動作条件によって画像処理することによって検査し
    て再検出できなかった欠陥候補を虚報として除去するこ
    とを特徴とする請求項15ないし19のいずれかに記載
    のパターン検査方法。
  23. 【請求項23】前記対象物は繰り返しパターンの形成さ
    れた基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定
    された点における画像を検査と独立して取り込み、これ
    らの画像を並べて表示することにより、加工結果の善し
    悪しとその対象物上分布の判断材料を提供することによ
    り、効率的な検査領域の設定,あるいは、検査欠陥の解
    釈のための補助的な情報を提供することを特徴とする請
    求項15ないし19のいずれかに記載のパターン検査方
    法。
  24. 【請求項24】前記対象物は繰り返しパターンの形成さ
    れた基板であって、対象物上の各くり返し単位内の指定
    された点における画像を検査と独立して取り込み、これ
    らの画像の定量評価の算出あるいは画像の分類を行い、
    この定量評価値あるいは分類結果あるいはその両方の分
    布をグラフ表示し、あるいは、基板上の位置を示すマッ
    プ上に表示して、加工結果の善し悪しとその対象物分布
    の判断材料を提供することにより、効率的な検査領域の
    設定,あるいは、検査欠陥の解釈のための補助的な情報
    を提供することを特徴とすることを特徴とする請求項1
    5ないし19のいずれかに記載のパターン検査方法。
  25. 【請求項25】信号量の大小、基準レベルあるいは参照
    画像の信号量に対する正負、あるいは、その両方を少な
    くとも用いて、欠陥がオープン欠陥であるか、ショート
    欠陥であるかを少なくとも分類することを特徴とする荷
    電粒子線画像を用いたパターン検査方法。
  26. 【請求項26】繰り返しパターンの形成された試料の欠
    陥を検出する方法であって、試料上の各くり返し単位内
    の指定された点における画像を検査と独立して取り込
    み、これらの画像を並べて表示することにより、加工結
    果の善し悪しとその対象物上分布の判断材料を提供する
    ことにより、効率的な検査領域の設定,あるいは、検査
    欠陥の解釈のための補助的な情報を提供することを特徴
    とするパターン検査方法。
  27. 【請求項27】繰り返しパターンの形成された試料中の
    欠陥を検出するパターン検査装置であって、対象物上の
    各くり返し単位内の指定された点における画像を検査と
    独立して取り込み、これらの画像の定量評価の算出ある
    いは画像の分類を行い、この定量評価値あるいは分類結
    果あるいはその両方の分布をグラフ表示し、あるいは、
    基板上の位置を示すマップ上に表示して、加工結果の善
    し悪しとその対象物上分布の判断材料を提供することに
    より、効率的な検査領域の設定,あるいは、検査欠陥の
    解釈のための補助的な情報を提供することを特徴とする
    ことを特徴とするパターン検査方法。
  28. 【請求項28】繰り返しパターンの形成された試料の光
    学像あるいは2次粒子像を得て、これを基準パターンと
    比較することによって、試料中の欠陥を検出するパター
    ン検査方法であって、検出された欠陥の局所的な分布を
    解析することによって、欠陥の原因別分類情報を提供す
    ることを特徴とするパターン検査方法。
JP2000203056A 2000-06-30 2000-06-30 パターン検査方法およびその装置 Pending JP2002014062A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000203056A JP2002014062A (ja) 2000-06-30 2000-06-30 パターン検査方法およびその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000203056A JP2002014062A (ja) 2000-06-30 2000-06-30 パターン検査方法およびその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002014062A true JP2002014062A (ja) 2002-01-18

Family

ID=18700504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000203056A Pending JP2002014062A (ja) 2000-06-30 2000-06-30 パターン検査方法およびその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002014062A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003242482A (ja) * 2002-02-14 2003-08-29 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査方法および検査装置
US6952105B2 (en) 2003-01-22 2005-10-04 Hitachi, Ltd. Inspection method and apparatus for circuit pattern of resist material
JP2007256125A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi High-Technologies Corp ボルテージコントラストを伴った欠陥をレビューする方法およびその装置
US7577288B2 (en) 2005-09-06 2009-08-18 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Sample inspection apparatus, image alignment method, and program-recorded readable recording medium
US7655904B2 (en) 2006-08-10 2010-02-02 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Target workpiece inspection apparatus, image alignment method, and computer-readable recording medium with program recorded thereon
US7809181B2 (en) 2006-08-10 2010-10-05 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Pattern inspection apparatus, image alignment method, displacement amount estimation method, and computer-readable recording medium with program recorded thereon

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003242482A (ja) * 2002-02-14 2003-08-29 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターンの検査方法および検査装置
US6952105B2 (en) 2003-01-22 2005-10-04 Hitachi, Ltd. Inspection method and apparatus for circuit pattern of resist material
US7218126B2 (en) 2003-01-22 2007-05-15 Hitachi, Ltd. Inspection method and apparatus for circuit pattern
US7577288B2 (en) 2005-09-06 2009-08-18 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Sample inspection apparatus, image alignment method, and program-recorded readable recording medium
JP2007256125A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi High-Technologies Corp ボルテージコントラストを伴った欠陥をレビューする方法およびその装置
US7655904B2 (en) 2006-08-10 2010-02-02 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Target workpiece inspection apparatus, image alignment method, and computer-readable recording medium with program recorded thereon
US7809181B2 (en) 2006-08-10 2010-10-05 Advanced Mask Inspection Technology Inc. Pattern inspection apparatus, image alignment method, displacement amount estimation method, and computer-readable recording medium with program recorded thereon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5059297B2 (ja) 電子線式観察装置
JP3990981B2 (ja) 基板を検査するための方法及び装置
KR100775437B1 (ko) 패턴검사장치및그방법
US8237119B2 (en) Scanning type charged particle beam microscope and an image processing method using the same
JP5286004B2 (ja) 基板の検査装置、および、基板の検査方法
JP5097335B2 (ja) プロセス変動のモニタシステムおよび方法
JPH09320505A (ja) 電子線式検査方法及びその装置並びに半導体の製造方法及びその製造ライン
US7764826B2 (en) Method and apparatus of reviewing defects on a semiconductor device
JPH09184715A (ja) パターン形状検査装置
US8462352B2 (en) Surface inspection tool and surface inspection method
US7071468B2 (en) Circuit pattern inspection method and its apparatus
JP2006269489A (ja) 欠陥観察装置及び欠陥観察装置を用いた欠陥観察方法
US7105815B2 (en) Method and apparatus for collecting defect images
JP2004219343A (ja) 微細パターンの3次元形状測定方法
JP2016139467A (ja) 試料観察方法および試料観察装置
JP5836221B2 (ja) 荷電粒子線装置
US20100225905A1 (en) Inspection method and inspection apparatus for semiconductor substrate
JP5525919B2 (ja) 欠陥検査方法および欠陥検査装置
US11211226B2 (en) Pattern cross-sectional shape estimation system and program
JP4136883B2 (ja) 欠陥観察方法
JP2002014062A (ja) パターン検査方法およびその装置
JP3836735B2 (ja) 回路パターンの検査装置
JP2010103320A (ja) 半導体検査装置
JP3665194B2 (ja) 回路パターンの検査方法及び検査装置
JP3421522B2 (ja) パターン検査装置並びに電子線によるパターン検査装置及びその方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040913

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060808

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060822

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070706

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080219