JP2003242482A

JP2003242482A - 回路パターンの検査方法および検査装置

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Publication number: JP2003242482A
Application number: JP2002036294A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyai; 裕史宮井; Hiroshi Ninomiya; 二宮　　拓; Yoshikazu Inada; 賀一稲田
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】回路パターンの多数の欠陥の中から、目的とす
る欠陥を分離して選択する。【解決手段】表面にパターンを形成した試料６１に電子
線ビーム７１を照射して試料から発生する二次電子７２
を検出することによりパターンの欠陥部を検出する装置
において、検査中に画像処理装置５８の特徴量演算によ
り、検査画像と参照画像から異常部（欠陥部）の階調差
の総和を求め、検査後にホスト計算機５９により、前記
階調差の総和を異常部の面積で割ることにより階調差の
平均値を求め、異常部の階調差の平均値に応じてグルー
プに分類し、分類したグループから特定の欠陥をもつグ
ループを選択的に確認する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製品や液晶
等、微細な回路パターンを有する基板の検査技術に係わ
り、特に、電子線を使用して回路パターンを検査する技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一例として、半導体ウエハの検査装置を
説明する。半導体製品は、半導体ウエハ上のホトマスク
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で製造
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の良否や異物発生等は、半導体
装置の歩留まりに大きく影響を及ぼす。このため、異常
や不良発生を早期あるいは事前に検知することが必要
で、製造過程における半導体ウエハ上のパターン検査は
従来から実施されている。

【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「月間セミコンダクタワールド」1995年8月
号pp96−99に述べられている。

【０００４】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、さらには、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。

【０００５】このように、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いるため、より分解能の
高い電子線画像を用いて回路パターンを検査する方法が
提案されている。

【０００６】電子線画像により回路パターンを比較検査
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 Microscopy、以下SEMと略
す）による観察と比べて高速に画像を取得し、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。

【０００７】電子線を用いたパターンの比較検査装置
は、J.Vac.Sci.Tech.B,Vol.9,No.6, pp.3005−3009（19
91）、J.Vac.Sci.Tech.B,Vol.10,No.6,pp.2804−2808
（1992）、特開平5−258703号公報およびＵＳＰ5,502,3
06に記載されている。これらでは、通常のＳＥＭの１０
０倍（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して欠陥を自動検出する。

【０００８】また、高速に電子線画像を取得する方法と
しては、特開平5−258703号公報に、連続的に移動する
試料台上の半導体ウエハに電子線を連続照射して、画像
を取得する方法が開示されている。

【０００９】所望の位置の回路パターン像を取得する電
子線の位置制御方法としては、偏向器コントローラを備
え、基板の移動ステージおよび電子線の望ましい位置を
計算し、移動ステージサーボと電子線のアナログ偏向器
回路を制御する方法が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】半導体ウエハの製造プ
ロセスの立上げ段階や開発段階では、多種多様の欠陥が
多数存在し、欠陥の種類によって欠陥の発生原因が異な
ることから対策方法・対策場所が違ってくる。一度にす
べてを対策することは困難であるとともに、互いに影響
しあう場合があり、複数ある対策を一度にではなく順番
に進める。その場合、対策の前後において特定の欠陥が
減少することを確認する必要がある。したがって、初期
に多種多様の欠陥が多数存在する場合は、少数の特定の
欠陥を見つけ出すことに非常に労力が掛かるという問題
がある。製造プロセスの開発者は、これらの欠陥を吟味
しプロセスの最適条件を見い出すことに知識と労力を傾
注している。

【００１１】電子線画像はパターン部の帯電電位により
画像にコントラストを生じる現象がある。コンタクトホ
ール部の検査で、試料に照射する電子線のエネルギーが
低い（通常、１ｋｅＶ以内）場合、コンタクト底部に導
通不良を起こすなど、基板との抵抗が高くなったコンタ
クト部は、正常なコンタクト部と比較して画像が暗くな
る傾向がある。また、コンタクト部が底部あるいは側壁
部で、他とショート不良を起こすなど、基板との抵抗が
低くなったコンタクト部は、正常なコンタクト部と比較
して画像が明るくなる傾向がある。このように、電気的
な異常をパターンの明るさ変化などで検出できる欠陥を
ＶＣ（Voltage Contrast）欠陥と呼ぶことがある。

【００１２】ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memor
y）のメモリセル部は値を一定時間保持する必要から、
メモリセル部のコンタクトのリークは重要な問題であ
る。一方、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）
では、前述のリークはＤＲＡＭに比べて許容している場
合が多い。前述の如く、電子線画像を用いた検査ではリ
ークを起こしているコンタクト部は、基板との抵抗が低
くなっているために他と比較して明るくなる。したがっ
て、ＳＲＡＭのコンタクト部の検査ではリークのばらつ
きを欠陥として検出してしまう。つまり、非導通不良を
検出しようとする際に、リークのばらつきを欠陥として
検出してしまい、非導通不良の検出が効率的に行えない
という問題がある。

【００１３】また、電気的な異常を起こしているパター
ンを検出しようとする際に、異物などが存在すると電気
的な異常による欠陥と異物が混在して検出されるため、
電気的な異常が効率的に行えないという問題がある。

【００１４】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点に鑑み、特定の特徴を有する擬似または軽度の欠陥を
除いて、欠陥の検出をできる回路パターンの検査方法及
び装置を提供することにある。

【００１５】また、非導通不良などの黒点欠陥とリーク
のばらつきなどの白点欠陥が混在する中から、黒点欠陥
または白点欠陥のいずれか一方を選択的に確認できる回
路パターンの検査方法および装置を提供することにあ
る。

【００１６】また、ＶＣ欠陥と異物が混在する中から、
ＶＣ欠陥または異物のいずれか一方を選択的に確認でき
る回路パターンの検査方法および装置を提供することに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、表面に回路パターンを形成した試料に電子線ビー
ムを照射し、前記試料から発生する二次電子または反射
電子の画像に基づいて、前記回路パターンの欠陥を検出
する回路パターンの検査方法において、前記パターンの
検査中に、検査画像と参照画像の差分画像から異常部を
求め、前記異常部の画像から特徴量を求め、該特徴量の
範囲から前記異常部の欠陥の種類を認識することを特徴
とする。

【００１８】前記特徴量として各画素毎の階調差の総和
を求め、該階調差の総和または平均値がプラスの範囲で
あれば白点欠陥、マイナスの範囲であれば黒点欠陥と認
識することを特徴とする。

【００１９】あるいは、前記特徴量として前記検査画像
の各画素毎の微分値の絶対値の総和を求め、該微分値の
総和または平均値が規定値以下であればＶＣ、前記規定
値を超えていれば異物と認識することを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、表面に回路パターンを形
成した試料に電子線ビームを照射し、前記試料から発生
する二次電子または反射電子の画像に基づいて、前記回
路パターンの欠陥部を検査する回路パターンの検査装置
において、検査画像と参照画像の差分から前記欠陥部の
画像を得る比較部と、前記差分画像及び前記検査画像の
前記欠陥部から特徴量を求める特徴演算部と、前記特徴
量に基づいて前記欠陥部を複数のグループに分類し、そ
の中の特定のグループに属する欠陥部を選択する欠陥認
識部を有することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による回路パターン
の検査方法および装置の実施の形態について、図面を参
照しながら詳細に説明する。

【００２２】図１に本発明による検査装置の一実施例を
示す。ＳＥＭ本体６０は大まかに、電子源５０などを含
む電子線発生部、偏向電極５２などを含む電子線走査制
御部、試料６１と試料ホルダ６２と試料移動ステージ５
６などを含む試料操作部から成る。

【００２３】電子源５０より発生する１次電子線７１は
図示しない加速電極で加速され、試料ホルダ６２に保持
された試料６１へ照射する。その過程で、コイルおよび
電極で構成する電子光学系を電子光学系制御回路５１に
より制御し、電子線７１が試料位置で焦点を結ぶように
する。電子線７１は偏向電極５２と偏向制御回路５３に
より走査し、ステージ制御回路５７によって制御された
試料移動ステージ５６と組み合わせて、ストライプ画像
を取得する。

【００２４】試料６１に照射する一次電子線７１により
試料表面から二次電子７２が発生する。この二次電子７
２は図示しない電極により再び加速され、図示しない電
極により検出器５４に導かれる。検出器５４に捕獲され
た二次電子は検出回路５５により信号化され画像処理装
置５８へ送られる。

【００２５】画像処理装置５８に送られた画像は入力補
正部５０１により補正を受ける。ここでは、例えば、画
像のコントラストを調整するための階調変換、暗レベル
補正、ビーム加算処理などを行う。補正を受けた画像は
チップメモリ５０２に送られる。チップメモリ５０２で
はチップ単位の画像を一時記憶し画像比較のための遅延
画像を発生させる。チップメモリ５０２から発生する検
査画像と参照画像は、ＣＨ分割部５０３に送られ複数の
ＣＨに分けられる。複数のＣＨに分けることにより、画
像をそのままで処理するよりも画像の処理レートを下げ
ることが出来る。

【００２６】ＣＨに分かれた画像は検査画像と参照画像
間で画像の位置ずれを測定した後に、位置補正部５０４
により画素単位で一致する様に補正する。補正後の画像
は、チップ比較部５０５および特徴量生成部５０６に送
られる。チップ比較部５０５では検査画像と参照画像間
で差の有る部分を抽出して欠陥画像として出力する。特
徴量生成部５０６では、例えば、検査画像と参照画像間
の階調差や、検査画像の各画素毎の明るさの勾配（微分
値）を求める。欠陥画像は特徴抽出部５０７に送られて
欠陥部の位置や投影長や面積などを求める。特徴量演算
部５０８では欠陥部に同期して特徴量生成５０６からの
階調差や微分値を集計し、例えば階調差の総和や微分値
の絶対値の総和など欠陥部の特徴量を演算する。特徴抽
出５０７で得られた値と特徴量演算５０８で得られた値
は欠陥情報部５０９に集められ数値化する。数値化され
た欠陥情報は、制御ＣＰＵ５１０などの働きによりホス
ト計算機５９へ送られる。

【００２７】本実施例ではチップ比較の処理過程を例と
して示したが、メモリのセルマット部のように同一構造
のセルが規則正しく並んでいる場合に有効なセル比較の
場合も同様に処理される。ただし、位置補正は検査画像
をセルピッチ分ずらす処理となり、画像間の大きな位置
ずれを検出する処理が不用になっている。また、回路の
組み方によっては、検査画像と参照画像はチップメモリ
５０２から個別に分けてＣＨ分割５０３する必要はな
く、位置補正５０４の前の画像信号から信号を分けるこ
とも可能である。

【００２８】ホスト計算機５９は、ＧＵＩ（Graphical
User Interface）を備えてオペレータの指示を受けた
り、装置全体を制御する働きがある。例えば、検査シー
ケンスを制御する検査制御部６０１や、検査後に欠陥情
報を特徴量に基づいて分類し、特定の欠陥の確認を行う
欠陥確認制御部６０２や、検査のレシピを作成するレシ
ピ制御部６０３や、装置を運用する際に必要なユーティ
リティ制御部６０４や、欠陥情報からリアルゴースト処
理等により真の欠陥を抽出する欠陥判定部６０５や、検
査や欠陥確認など、纏まった動作を制御するシーケンス
制御部６０６や、ＧＵＩ制御部６０７や検査結果・欠陥
画像・レシピ情報などのデータ管理部６０８などの各機
能がある。

【００２９】図２に、回路パターン検査装置の欠陥判定
方法の手順を示す。ここでは、白点欠陥および黒点欠陥
の分離と何れか一方の選択的な確認方法について示して
いる。検査画像１１は、画像補正１２を受けて欠陥を抽
出し易いように補正を受ける。補正後の画像は画像位置
合わせ１３により検査画像と参照画像間の位置合わせを
行い欠陥抽出１４へ送られる。欠陥抽出１４では検査画
像と参照画像を比較し欠陥部を抽出する。欠陥の抽出
は、一例を挙げると、検査画像と参照画像の差を求め、
その差が指定の値を越えるか否かにより行われる。欠陥
特徴量演算１５では、欠陥抽出により得られた欠陥の画
像からその欠陥の特徴量を演算する。

【００３０】欠陥特徴量としては、例えば、欠陥の座標
Ｘ・Ｙ、欠陥の寸法ＬＸ・ＬＹ、欠陥の面積Ｓ、欠陥部
の階調差の総和Ｄ、欠陥部の微分値の総和Ｈなどがあ
る。欠陥の座標は、画像処理装置と本体間で対応が付い
ていれば任意に選ぶことができる。ここでは仮に図２に
示す如く、ＸおよびＹの座標系を定める。欠陥の形状は
様々な形をしていると考えられるが、欠陥の形状を各々
ＸおよびＹ軸へ投影した時の投影の幅を投影長ＬＸ・Ｌ
Ｙとなる。また、投影部の中心の位置が欠陥の座標Ｘ・
Ｙとなる。また、欠陥部の面積Ｓは欠陥と見なされる部
分の面積である。

【００３１】欠陥部の階調差の総和Ｄは以下により求め
る。ここで、検査画像をf(x,y)、参照画像をｇ(x,y)と
仮に定める。微小な欠陥を求めるためには、検査画像と
参照画像の位置合わせが重要であり、画素以下のずれを
ある程度正確に求め、階調差を求める際には考慮する必
要がある。しかしながら、実際に画素以下のずれを補正
した画像を生成していると処理が複雑になる。そこで、
画素単位まで画像を合わせておき画素以下のずれ分によ
る効果は等価な値により補正する。

【００３２】補正の方法には種々考えられるが、ここで
は一例を示す。画素以下のずれ量を補正した検査画像と
参照画像をそれぞれｆ'(x,y)とｇ'(x,y)として、階調差
の総和Ｄ(x,y)を数１により求める。加算する範囲ｉは
欠陥部の画素について行う。

【００３３】

【数１】以下にｆ'(x,y)およびｇ'(x,y)の求め方を示す。図４
に、画像の１次元の位置と階調の関係を示す。ここで
は、検査画像ｆと参照画像ｇが２dxだけずれている場合
を示し、それぞれの中間で合わせた画像をｆ'とｇ'とす
る。つまり、ｘの位置の値からそれぞれｆ'およびｇ'を
求める場合は、ｘの位置での画像の階調変化の傾きトと
ずれ量dxの積から、補正量を近似的に求めることができ
る。また、２次元の場合は数２および数３の如くなる。

【００３４】

【数２】

【数３】また、欠陥部の微分値の総和Ｈは数４により求める。加
算する範囲ｉは欠陥部の画素について行う。

【００３５】

【数４】欠陥特徴量演算１５では前述の如く欠陥部に関する情報
を得る。

【００３６】つぎに、これらの欠陥特徴量を用いて有効
な欠陥情報を抽出するリアルゴースト処理１６を処理を
行う。例えば、１つの欠陥について欠陥抽出１４からは
２回の欠陥情報が得られる。つまり、欠陥が現れたとき
に第１の参照部と比較して検出される１つ目の欠陥と、
続いて、この欠陥が第２の参照部となって正常部である
欠陥と比較して検出される２つ目の欠陥である。これら
２つの欠陥のうち、第１の欠陥をリアル欠陥、第２の欠
陥をゴースト欠陥と呼び、これら２つの情報が互いに対
応する位置に存在すれば、第１の欠陥を真の欠陥とす
る。

【００３７】リアルゴースト処理により、ノイズにより
発生した擬似欠陥などを除去することができる。また、
近隣の欠陥を１つに集約する欠陥マージ処理を実施す
る。ここで、欠陥の微分値の総和Ｈおよび階調差の総和
Ｄは欠陥の面積Ｓで割って、規格化することにより、欠
陥の面積に依存しない特徴量に変換することができる。

【００３８】次に、前述の処理により残った欠陥情報か
ら、特に欠陥部の階調差の特徴量に着目し、白点欠陥お
よび黒点欠陥を分離１７する。これらの欠陥の分離は白
点欠陥と黒点欠陥について欠陥の特徴を予め規定し、そ
の規定に当てはまるか否かを判定する。

【００３９】図５に白点欠陥と黒点欠陥の分離のしかた
を説明する。図５に示す如く、横軸に欠陥部の階調差を
とり、縦軸に、例えば、欠陥部の微分値等をとり、検出
した欠陥をプロットすると、白点欠陥は階調差がプラス
の領域８１に集まり、黒点欠陥は階調差がマイナスの領
域８２に集まる。微分値については特に範囲を絞らずに
大小さまざまな値を取ることを許してもよい。微分値以
外の座標、投影長などの特徴量についても、必要があれ
ば補助的に限定して使用することができる。つまり、白
点欠陥と黒点欠陥の分類は、特徴量の中の階調差を主に
範囲指定することにより行うことが出来る。

【００４０】欠陥の分類方法は種々考えられるが、共通
的には以下のように分類する。図６を用いてその一例を
示す。予め、分類i毎に各々の特徴量jについて有効・無
効の指定Ｆ(i,j)と、有効とする場合には判定する範囲
Ｍ(i,j)と、該当する場合に設定する分類コードを定め
る。また、すべての分類について該当しない場合、つま
り、未分類の場合のコードを定めておく。そして、前述
の処理により出てくる全欠陥の欠陥情報について、必要
とするすべての分類について判定を行う。もし、以下の
判定で該当する場合には、当該欠陥が分類ｉに属するこ
とが判明する。各欠陥について各分類の判定を行う。

【００４１】まず、分類ｉにおいて特徴量jの有効・無
効の判定を行う。特徴量jが無効の指定になっている場
合は、次の特徴量の判定に進む。有効となっている場合
には、当該欠陥の特徴量と範囲Ｍ(i,j)を比較して、範
囲に該当すれば次の特徴量の判定に進む。当該欠陥の特
徴量が範囲Ｍ(i,j)に入らない場合は、当該欠陥が少な
くとも判定中の分類ｉに該当しないことが分かるので次
の分類の判定に進む。

【００４２】全特徴量の判定を終えて、各特徴量が、無
効の指定または範囲に入っていた場合には、当該欠陥が
当該分類に該当することとなるので、予め定めてある当
該分類ｉの分類コードを設定する。全分類の判定を終え
て、いずれにも該当しなかった場合は、予め定めてある
未分類のコードを設定する。

【００４３】ここで、例えば複数の分類コードに該当す
る場合を判定するために、さらに次の分類の判定に進む
ことも考えられる。本実施例では、分類の判定で最初に
該当した時点で分類の判定を終えて、その分類コードを
設定する場合について示すこととする。つまり、分類の
判定で該当することが判明したら次の欠陥に進む。複数
の分類に該当する場合などは、種々の対応が考えられる
が前述の例のように最初に該当した分類に決める方法
や、すべての分類の結果を保持する場合などがある。

【００４４】以上、検査から求まる欠陥情報から、当該
の欠陥が白点欠陥および黒点欠陥の範囲に入る／入らな
いを判定し分類する。分類後は、何れか一方を選択的に
確認することにより、欠陥確認の効率が飛躍的に向上す
る。

【００４５】一例として、半導体ウエハのコンタクト埋
め込み後の試料を概ね１ｋｅＶ以下の照射エネルギーで
検査する場合を示す。ショートモードは欠陥部の輝度が
高くなる。また、コンタクトの底部で導通不良を起こし
ている場合は欠陥部の輝度が低くなる。ここで、例え
ば、ショートモードの欠陥が多数発生している時に、導
通不良の欠陥を検出する場合を考える。単純に欠陥確認
で探しているとショートモードばかりが見つかって導通
不良の欠陥を確認するのに非常に時間が掛かることにな
る。

【００４６】しかし、本実施例によれば、ショートモー
ドの欠陥の特徴量である階調差の範囲がプラスの場合に
白点欠陥として分類される。また、導通不良の欠陥の階
調差の範囲がマイナスの場合に黒点欠陥として分類され
る。したがって、白点欠陥と黒点欠陥に分離後、黒点欠
陥のみに欠陥確認を限定すれば、容易にしかも短時間で
導通不良の欠陥を確認することができる。

【００４７】次に、ＶＣ欠陥と異物での実施例を説明す
る。図３は、ＶＣ欠陥および異物の分離とその一方の選
択的な確認方法の手順を示す。図３の実施例は図２の実
施例と共通部分が多いため（画像処理装置５８による欠
陥情報の出力までは同手法）、以下では異なる部分のみ
を説明する。

【００４８】図２と同様の処理による欠陥情報から、本
実施例では特に欠陥部の微分値の特徴量に着目し、ＶＣ
欠陥と異物を分離する。これらの欠陥の分離は上述の実
施例と同様に、ＶＣ欠陥と異物について欠陥の特徴を予
め規定し、その規定に当てはまるか否かを判定する必要
がある。

【００４９】図７にＶＣ欠陥と異物の分離方法を示す。
図７に示す如く、横軸に欠陥部の階調差をとり、縦軸に
欠陥部の微分値をとり、検出した欠陥をプロットする
と、ＶＣ欠陥は欠陥部の特徴量である微分値が小さい領
域８３に集まり、異物は微分値が大きい領域８４に集ま
る傾向がある。このとき、階調差については特に範囲を
絞らずに、±のさまざまな値を取ることを許してもよ
い。階調差以外の座標、投影長などの特徴量について
も、必要があれば補助的に限定して使用することができ
る。つまり、ＶＣ欠陥と異物の分類は、特徴量である微
分値を主に範囲指定することにより可能である。

【００５０】例えば、半導体ウエハの検査において、Ｖ
Ｃ欠陥と異物が混在する場合がある。異物等の素性が予
め知られている場合には、ＶＣ欠陥が重要な欠陥とな
る。しかしながら、異物が多数存在する場合には重要な
ＶＣ欠陥を効率良く確認できない場合がある。このよう
な場合に、本実施例では、検査結果からＶＣ欠陥と異物
を分離することが可能で、その後、ＶＣ欠陥のみに欠陥
確認を限定すれば、容易にしかも短時間でＶＣ欠陥を確
認することができる。

【００５１】本発明による検査装置の欠陥分布の表示例
を図８から図１０を用いて説明する。ここでは、再び白
欠陥と黒欠陥の検査を例として用いる。図８は検査後の
欠陥９０の分布を示す。この検査では、図５に示したよ
うに、多数のショートモードの欠陥８１と少数の導通不
良モードの欠陥８２を検出しているものとする。階調差
による分類を実施しなければ、図８に示すように、検査
後の欠陥分布では何処に導通不良が発生しているかは、
全数をレビューしてみないと分からない。

【００５２】図９は、図８の欠陥分布から階調差により
白点欠陥と黒点欠陥を区別して表示している。四角９１
が白点欠陥、丸９２が黒点欠陥である。図１０は、図９
の欠陥分布から黒点欠陥９２のみを抽出して表示してい
る。図１０を用いて欠陥のレビューをすると、導通不良
の欠陥の分布を容易に確認することができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、パターンの異常部を検
出する場合に欠陥画像と参照画像を画像処理し、欠陥種
別を分類できるので、特定欠陥に絞って欠陥検出が行え
るので、パターン検査を効率的に実施できる効果があ
る。

【００５４】本発明によれば、白点欠陥と黒点欠陥を分
離することにより、白点欠陥または黒点欠陥の何れかを
優先的に検出できる効果がある。また、ＶＣ欠陥と異物
を分離することにより、ＶＣ欠陥を効率的に検出できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路パターン検査装置の一実施例を示
す構成図。

【図２】本発明の回路パターン検査方法の一実施例を示
す処理フロー図。

【図３】本発明の回路パターン検査方法の他の実施例を
示す処理フロー図。

【図４】検査画像と参照画像の位置と階調の関係を示す
説明図。

【図５】欠陥部の階調差によるショートモードと導通不
良の欠陥分布を示す説明図。

【図６】本発明の回路パターン検査方法で、特徴量によ
り欠陥をグルーピングする方法を示すフロー図。

【図７】欠陥部の階調差と微分値によるＶＣ欠陥と異物
の分布を示す説明図。

【図８】分離前の欠陥分布を示す説明図。

【図９】図８から階調差により白点欠陥と黒点欠陥を識
別して表示する説明図。

【図１０】図９から一方（黒点欠陥）を選択して示す説
明図。

【符号の説明】

５０…電子源、５１…電子線源制御装置、５２…偏向電
極、５３…偏向制御回路、５４…検出器、５５…検出回
路、５６…試料移動ステージ、５７…ステージ制御回
路、５８…画像処理装置、５９…ホスト計算機、６０…
ＳＥＭ本体、６１…試料、６２…試料ホルダ、７１…電
子線、７２…２次電子、501…入力補正部、502…チップ
メモリ、503…ＣＨ分割部、504…位置補正部、505…チ
ップ比較部、506…特徴量生成部、507…特徴抽出部、50
8…特徴量演算部、509…欠陥情報部、510…制御ＣＰ
Ｕ、601…検査制御部、602…欠陥確認制御部、605…欠
陥判定部、607…ＧＵＩ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二宮拓茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造統括本部那珂事業所内 (72)発明者稲田賀一茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造統括本部那珂事業所内Ｆターム(参考） 2F067 AA45 BB04 CC14 HH06 JJ05 KK04 PP12 RR35 2G001 AA03 BA07 BA15 CA03 FA06 FA08 GA06 HA13 JA07 JA11 KA03 LA11 MA05 PA03 PA11 4M106 AA01 BA02 CA39 CA41 CA50 DB05 DB21 DB30 DH24 DJ18 DJ20 DJ32 5B057 AA03 BA01 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 DA03 DA07 DA08 DB02 DB05 DB09 DC03 DC04 DC06 DC22 DC30 DC32 DC36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に回路パターンを形成した試料に電
子線ビームを照射し、前記試料から発生する二次電子ま
たは反射電子の画像に基づいて、前記回路パターンの欠
陥を検出する回路パターンの検査方法において、前記パターンの検査中に、検査画像と参照画像の差分画
像から異常部を求め、前記異常部の画像から特徴量を求
め、該特徴量の範囲から前記異常部の欠陥の種類を認識
することを特徴とする回路パターンの検査方法。
【請求項２】請求項１において、前記特徴量として各画素毎の階調差の総和を求め、該階
調差の総和または平均値がプラスの範囲であれば白点欠
陥、マイナスの範囲であれば黒点欠陥と認識することを
特徴とする回路パターンの検査方法。
【請求項３】請求項１において、前記特徴量として前記検査画像の各画素毎の微分値の絶
対値の総和を求め、該微分値の総和または平均値が規定
値以下であればＶＣ、前記規定値を超えていれば異物と
認識することを特徴とする回路パターンの検査方法。
【請求項４】表面に回路パターンを形成した試料に電
子線ビームを照射し、前記試料から発生する二次電子ま
たは反射電子の画像に基づいて、前記回路パターンの欠
陥を検出する回路パターンの検査方法において、前記パターンの検査中に、検査画像と参照画像の差分画
像から異常部を求め、前記異常部の画像から各画素毎の
階調差の総和を求め、該階調差の総和または平均値がマ
イナスの範囲であれば黒点欠陥と認識し、検出すること
を特徴とする回路パターンの検査方法。
【請求項５】表面に回路パターンを形成した試料に電
子線ビームを照射し、前記試料から発生する二次電子ま
たは反射電子の画像に基づいて、前記回路パターンの欠
陥を検出する回路パターンの検査方法において、前記パターンの検査中に、検査画像と参照画像の差分画
像から異常部を求め、前記検査画像について、前記異常
部の各画素毎の微分値の絶対値の総和を求め、該微分値
の総和または平均値が規定値以下であればＶＣ欠陥認識
し、検出することを特徴とする回路パターンの検査方
法。
【請求項６】表面に回路パターンを形成した試料に電
子線ビームを照射し、前記試料から発生する二次電子ま
たは反射電子の画像に基づいて、前記回路パターンの欠
陥部を検査する回路パターンの検査装置において、検査画像と参照画像の差分から前記欠陥部の画像を得る
比較部と、前記差分による差分画像及び前記検査画像の
前記欠陥部から特徴量を求める特徴演算部と、前記特徴
量に基づいて前記欠陥部を複数のグループに分類し、そ
の中の特定のグループに属する欠陥部を選択する欠陥認
識部を有することを特徴とする回路パターンの検査装
置。
【請求項７】請求項６において、前記特徴演算部は、前記欠陥部の階調差の総和を求め、
該総和を前記欠陥部の面積で割ることにより階調差の平
均値を求める機能と、前記欠陥認識部は、前記階調差の平均値に応じて前記欠
陥部を複数のグループに分類し、前記複数のグループ中
の特定のグループを前記欠陥部として選択的に確認する
機能を有することを特徴とする回路パターンの検査装
置。