JP2004146716A - Sem type visual-inspection method and apparatus - Google Patents

Sem type visual-inspection method and apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004146716A
JP2004146716A JP2002312232A JP2002312232A JP2004146716A JP 2004146716 A JP2004146716 A JP 2004146716A JP 2002312232 A JP2002312232 A JP 2002312232A JP 2002312232 A JP2002312232 A JP 2002312232A JP 2004146716 A JP2004146716 A JP 2004146716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
inspection
area
substrate surface
sem
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
JP2002312232A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Gunji
郡司 康弘
Hiroshi Ninomiya
二宮 拓
Ryuichi Funatsu
船津 隆一
Yoshikazu Inada
稲田 賀一
Yasushi Miyai
宮井 裕史
Hiroichi Ito
伊藤 博一
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 High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
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 High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2002312232A priority Critical patent/JP2004146716A/en
Publication of JP2004146716A publication Critical patent/JP2004146716A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method and apparatus having higher performances than conventional ones whereby the unintended kinds of defects including false informations can be removed from their inspection results and automatic-defect-classification (ADC) results. <P>SOLUTION: In the inspection apparatus using an electron microscope which senses the defects present on the pattern of a sample based on the sensed signal of secondary charged particles generated by a scanning electron beam, there is provided such a function that the informations obtained by its ADC function are so fed back to its inspection function in the form of an inspection/non-inspection region as to improve its inspection and ADC performances. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なパターンを有する半導体装置、ウエハ、ホトマスク(露光マスク)、液晶等の基板を検査する走査電子顕微鏡を用いた検査方法及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータ等に使用されるメモリやマイクロコンピュータなどの半導体装置は、ホトマスクに形成された回路等のパターンを、露光処理、リソグラフィー処理、エッチング処理等により転写する工程を繰り返すことによって製造される。半導体装置の製造過程において、リソグラフィー処理、エッチング処理、その他の処理の結果の良否、異物発生等の欠陥の存在は、半導体装置の製造歩留まりに大きく影響を及ぼす。したがって、異常発生や不良発生を、早期に、あるいは、事前に検知するために、各製造工程の終了時に半導体ウエハ上のパターンの検査が実施されている。
【0003】
この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の一例として、半導体ウエハに光を照射して得られる光学画像を用いてパターンを比較する光学式外観検査装置が実用化されている。しかし、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、光学画像ではこのような欠陥の検出が困難であるため、光学画像よりも分解能の高い電子線画像を用いて、パターンを検査する方法及び装置が実用化されてきている。
例えば、下記する特許文献1、特許文献2、非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3、非特許文献4等に記載された技術が知られている。
【0004】
ウエハの口径増大と回路パターンの微細化に追随して高スループット且つ高精度な検査を行うためには、非常に高速に、高SNな画像を取得する必要が有る。そのため、通常の走査型電子顕微鏡(SEM)の1000倍以上(100nA以上)の大電流ビームを用いて照射される電子数を確保し、高SN比を保持している。さらに、基板から発生する二次電子、反射電子の高速、且つ高効率な検出が必須である。
【0005】
また、レジスト等の絶縁膜を伴った半導体基板が帯電の影響を受けないように2keV以下の低加速電子線を照射している。この技術については非特許文献5に記載がある。しかし、大電流で、かつ低加速の電子線では空間電荷効果による収差が生じ、高分解能な観察が困難であった。
この問題を解決する方法として、試料直前で高加速電子線を減速し、試料上で実質的に低加速電子線として照射する手法が知られている。例えば、特許文献3、特許文献4に記載された技術がある。
【0006】
特許文献5には、回路パターンが形成された基板面に電子線を照射し、走査する手段と、該基板面から二次的に発生する信号を検出する検出手段と、検出された該信号を操作画面上に画像化する手段と、該画像より該基板面の形状、凹凸、電位コントラストに基づく異物・欠陥に関する情報を認識し、区別する手段を具備してなるパターン検査装置が記載されている。
【0007】
特許文献6には、被検査対象基板上の欠陥を、上記変換された欠陥画像信号と、上記被検査対象基板に関する各種導体部品のレイアウト情報とに基づいて、上記被検査対象基板における各種導体部品についての導通不良欠陥の種類で示される分類のカテゴリに自動的に分類するカテゴリ分類手段を備えたSEM欠陥レビュー装置が記載されている。
【0008】
特許文献7には、欠陥数・欠陥位置を表示する欠陥表示画面形成手段と、該欠陥表示画面から欠陥位置を指定する欠陥位置指定手段と、指定された欠陥位置について二次元一回走査SEM画像を表示する欠陥箇所・検査画像をモニタ手段とを含んで構成される半導体回路パターンの検査装置が記載されている。
【0009】
特許文献8には、電子線走査領域の所定の両端部分を削除した画像信号を作成するステップと、この画像信号に基き試料の表面を検査するステップとを含む電子線を用いた検査方法が記載されている。
【0010】
特許文献9には、試料の欠陥を検査する検査装置の検査条件及び検査結果の少なくとも1種の検査情報を保存し、前記保存された情報を複数の検査装置間で授受できるようにし、前記検査装置で検出した試料の欠陥が虚報であるかどうかの判断結果を保存すると共に、前記虚報が多発している試料の領域で検出された欠陥候補はレビューする確率を低く設定する統計処理を施して、前記欠陥を観察する欠陥観察方法が記載されている。
以上のようなSEMを利用した検査装置においては、まだ以下のような問題が残されている。
【0011】
【特許文献1】
特開昭59−192943号公報
【特許文献2】
特開平5−258703号公報
【特許文献3】
特開平2−142045号公報
【特許文献4】
特開平6−139985号公報
【特許文献5】
特開2001−159616号公報
【0012】
【特許文献6】
特開2002−124555号公報
【特許文献7】
特開2000−161948号公報
【特許文献8】
特開2002−251975号公報
【特許文献9】
特開2002−100660号公報
【0013】
【非特許文献1】
An electron−beam inspection system for x−ray mask production, Sandland, et al., J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.9, No.6, pp.3005−3009 (1991)
【非特許文献2】
Requirements and performance of an electron−beam
column designed for x−ray mask inspection, Meisburger, et al.,J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.9, No.6, pp.3010−3014 (1991)
【非特許文献3】
Low−voltage electron−optical system for the high−speed
inspection of integrated circuits, Meisburger, et al.,J. Vac. Sci. Tech. B, Vol.10, No.6, pp.2804−2808 (1992)
【非特許文献4】
Characterization of a New Automated Electron−Beam
Wafer Inspection System, Hendricks, et al., SPIE Vol. 2439, pp.174−183 (20−22 February, 1995)
【非特許文献5】
「電子・イオンビームハンドブック(第2版)」、日本学術振興会第132委員会編、(日刊工業新聞社、1986年)、p.622〜623
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
SEM式外観検査装置においては、種々の原因により、本来目的としていない欠陥が含まれる場合があり、その場合、欠陥を自動で識別、分類する機能(Automatic Defect Review;ADR、Automatic Defect Classification;ADC)を適用することにより目的の欠陥を選び出す。しかしながら、その目的としていない欠陥が大量に、もしくは多種類含まれる場合は、ADCの分類精度の低下を引き起こすばかりでなく、検査装置の検査性能自体が低下していることも予想される。
【0015】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、一度ADC機能により目的としていない欠陥が多く検出された領域を指定する機能を持たせることにより、欠陥の検出性能及びADCの分類精度を向上させるSEM式外観検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一度ADC機能により目的としていない欠陥が多く検出された領域は、次回の検査では非検査領域に、また逆に、目的の欠陥が多く検出された領域は、さらに詳細に検査するために、その領域のみ検査領域に指定する機能を持たせることにより、欠陥の検出性能及びADCの分類精度を向上させるSEM式外観検査方法及び検査装置を提供する。
【0017】
上記目的は、前工程途中の半導体基板、例えばウエハ面(以下、ウエハ面を例にとって説明する)に電子線を照射する工程と、前記電子線により前記ウエハ面から二次的に発生する電子信号を検出する工程と、前記電子信号に基づいて前記ウエハ面上の第1の領域の画像信号を記憶する工程と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、前記ウエハ面上の他の同一のウエハパターンが形成された第2の領域の画像と比較する工程と、比較結果からウエハパターン上の欠陥を判別する工程と、から成るSEM式外観検査方法において、前記欠陥の特徴量を算出する工程と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する工程と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする工程と、偏在した欠陥位置をもつ前記欠陥分類を含む前記ウエハ面上の領域を次回以降の検査または非検査領域に設定する工程を有することにより実現できる。
また、前記欠陥分類工程が、前記特徴量を座標軸にとったグラフ表示であってもよい。
【0018】
さらに、前記欠陥位置リンク工程が、前記欠陥分類工程で分類した欠陥または欠陥群と、前記欠陥または欠陥群のウエハ面上欠陥位置の対応が目視で確認可能なマップ表示であってもよい。
また、前記検査または非検査領域設定工程が、偏在した欠陥位置をもつ前記欠陥分類を含む前記ウエハ面上の領域を、前記マップ表示上で設定するようにしてもよい。
【0019】
一方、前工程途中の半導体ウエハ面に電子線を照射する手段と、前記電子線により前記ウエハ面から二次的に発生する電子信号を検出する手段と、前記電子信号に基づいて前記ウエハ面上の第1の領域の画像信号を記憶する手段と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、前記ウエハ面上の他の同一のウエハパターンが形成された第2の領域の画像と比較する手段と、比較結果からウエハパターン上の欠陥を判別する手段と、から成るSEM式外観検査装置において、前記欠陥の特徴量を算出する手段と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する手段と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする手段と、偏在した欠陥位置をもつ前記欠陥分類を含む前記ウエハ面上の領域を次回以降の検査または非検査領域に設定する手段を有することにより実現できる。
【0020】
ここで、目的とする欠陥とは、ユーザが検出を希望する種類の欠陥のことであり、同じ欠陥であってもユーザが希望しない種類のものであれば目的としない欠陥である。
また、実際には存在しない欠陥でも、検査装置起因で実際の欠陥と同じように出力されてしまう『虚報』はユーザの希望とは無関係に目的としない欠陥となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図1から図5に本発明の第1の実施例を示す。
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56などを含む試料操作部から成る。
【0022】
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、コイル及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。
【0023】
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72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。
【0024】
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。
【0025】
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及び特徴量生成部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。520はシステムバスを示す。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
次に図1で示した検査装置の各部の動作について、図5の検査フローに従い説明する。
まず、ウエハが任意の棚に設置されたウエハカセットを、ウエハ搬送系のカセット載置部に置く(図5のステップ310)。
【0029】
次に、操作画面より、検査すべきウエハを指定するために、該ウエハがセットされたカセット内棚番号を指定する。そして、操作画面より、各種検査条件を入力する(図5のステップ320)。検査条件入力内容としては、電子ビーム電流、電子ビーム照射エネルギー、走査速度及び信号検出サンプリングクロック、検査領域、被検査ウエハに関する各種情報、複数毎のウエハを自動的に続けて検査するかどうか、同じウエハを異なる検査条件で続けて検査するかどうか、ADC条件等の内容を入力する。個々のパラメータを入力することも可能であるが、通常は上記各種検査パラメータの組み合わせが検査条件ファイルとしてデータベース化されており、検査条件ファイルを選択して入力するだけでよい。これらの条件入力が完了(図5のステップ320)したら、ステップ330として、検査をスタートする(図5のステップ330)。
【0030】
自動検査をスタートすると、まず、設定されたウエハを検査装置内に搬送する。ウエハ搬送系においては、被検査ウエハの直径が異なる場合にも、ウエハ形状がオリエンテーションフラット型あるいはノッチ型のように異なる場合にも、ウエハを載置するためのホルダを、ウエハの大きさや形状にあわせて交換することにより対応できるようになっている。該被検査ウエハは、カセットからアーム、予備真空室等を含むウエハローダによりホルダ上に載置され、保持固定されてホルダとともにウエハローダ内で真空排気され、既に真空排気系で真空になっている検査室に搬送される(図5のステップ340)。
【0031】
ウエハがロードされたら、上記入力された検査条件に基づき、電子光学系制御部より各部に電子線照射条件が設定される。そして、ウエハホルダ上に載置されたビーム校正用パターンが電子光学系下にくるようにステージが移動し(図5のステップ350)、ビーム校正用パターンの電子線画像を取得し、該画像より焦点及び非点収差の調整を行う。そして、被検査ウエハ上の所定の箇所に移動し、ウエハの電子線画像を取得し、コントラスト等を調整する。ここで、電子線照射条件等を変更する必要が生じた場合にはパラメータを変更し、再度ビーム校正を実施することが可能である。同時にウエハの高さを高さ検出器より求め、ウエハ高さ検出系により高さ情報と電子ビームの合焦点条件の相関を求め、この後の電子線画像取得時には毎回焦点合わせを実行することなく、ウエハ高さ検出の結果より合焦点条件に自動的に調整する。これにより、高速連続電子線画像取得が可能になった(図5のステップ360)。
電子線照射条件及び焦点及び非点収差調整が完了したら、ウエハ上の2点によりアライメントを実施する(図5のステップ370)。
【0032】
アライメントが完了したら、アライメント結果に基づき回転や座標値を補正し、次に、試料ホルダ上に載置された第二の校正用パターンに移動する(図5のステップ380)。第二の校正用パターンは、予め正常に接合が形成されたトランジスタまたは、トランジスタに相当するパターンであり、該パターンを用いて正常部の明るさを校正する。この結果をふまえて、ウエハ上に移動し、ウエハ上のパターン箇所の画像を取得し、明るさ調整すなわちキャリブレーションを実施する(図5のステップ390)。
【0033】
キャリブレーションが完了したら、検査を実施する(図5のステップ400)。検査方法については、ステージを連続移動させ指定された領域の検査を実施しながら、リアルタイムで画像処理を実施し、欠陥発生箇所については自動的に画像を保存する(図5のステップ410)。そして、検査結果やADCの結果をモニタに表示し、且つデータをデータ変換部を介して外部に出力する(図5のステップ420)。
【0034】
検査条件の入力(図5のステップ320)において、同一箇所を複数回異なる条件で検査する設定をした場合には、一度検査された領域に帯電除去処理を施す。帯電除去部については図1では図示していないが、例えば、紫外光を照射することにより帯電除去処理を施す。
【0035】
そして、再び異なる電子ビーム照射条件により検査を実行する(図5のステップ400)。本実施例では、さらに検査結果、ADC結果から検査/非検査領域を再設定し、再検査するかどうかを判定する工程(図5のステップ430)を追加している。すなわち、再検査するとした場合に、検査/非検査領域を再設定する工程(図5のステップ440)を設けている。このようにして、検査を完了したら、ウエハをアンロードして検査を終了する(図5のステップ450)。
【0036】
以上、SEM式外観検査装置の検査方法について図2、図3、図4によって、具体的に説明する。図2は検査/非検査領域を設定する工程を示す図、図3は画面に表示される欠陥マップ図、そして図4は画面に表示される欠陥分類図を示す。
【0037】
図2において、欠陥検査部200は図1の画像処理装置58やホスト計算機59に相当し、そこから出力される欠陥情報、特徴量210は欠陥分類部220に入力される。欠陥分類部220は、種々の特徴量を座標軸にとりグラフ化することにより、図4の欠陥分類230のように分類することが可能となる。図4では、オープン、ショート、その他の欠陥に分類されている。さらに、これらの情報が欠陥位置リンク部240に入力されると、例えばウエハ上の欠陥位置情報250として各分類の欠陥に対応した形でマップ表示(図3)される。欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示し、偏在した欠陥位置をもつ欠陥が表示されるウエハ面上の領域を特定化する。ここで、検査/非検査領域設定部260において、所望の欠陥群を領域指定する形で(270)次回以降の検査/非検査領域を容易に設定することが可能となる。これにより、目的としている欠陥を選択的に検査することができ、さらにADCの分類性能も著しく向上させることができる。ここで220、240、260は全てホスト計算機59上で構成できる。
欠陥かどうかの判定は、明るさの差や位置ずれなどの指標があるしきい値を越えるかどうかで行われる。
【0038】
このとき、欠陥の特徴量の適正な選択によって、目的とする欠陥の絞込みを行い、多種類の欠陥に共通にしきい値を設定するよりも、正確に且つ詳細にしきい値を設定することができ、今まで検出することのできなかった欠陥を検出する。
【0039】
次に図4により、本発明の第1の実施例の詳細フロー(図5のステップ430に相当)を説明する。
まず、検査及びADCの結果を入力し(図6のステップ700)、その後、その結果を用い欠陥の特徴量を算出する(図6のステップ710)。この場合、検査と同時に逐次特徴量まで算出してもよい。求められた特徴量から欠陥を分類するために適した特徴量を指定し(図6のステップ720)、図4の230のような欠陥分類表示を行う(図6のステップ730)。ここでも、検査の前に予め特徴量を指定しておき、検査と同時に特徴量を算出しながら、逐次欠陥分類の処理を実施してもよい。次にこの欠陥分類に対応して、図3のようなウエハ上の欠陥位置情報250を表示する(図6のステップ740)。その後、この欠陥位置情報250を用いて、図3の270のように所望の欠陥群を領域指定する形で次回以降の検査/非検査領域を容易に設定できるようにしている(図6のステップ750)。さらに別の特徴量を選択して上記の繰返しを行い、必要な検査/非検査領域を設定する。そしてこの領域設定が終了したかを判定し(図6のステップ760)、終了した場合、再検査をするかどうかの判定に進み(図6のステップ770)、再検査または終了が選択される。
【0040】
以上のように、半導体基板面に電子線を照射する工程と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する工程と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の領域の画像信号を記憶する工程と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を使用して、基板パターン上の欠陥を判別する工程と、からなるSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法において、前記欠陥の特徴量を算出する工程と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する工程と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする工程と、欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する工程と、偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、該特定された領域を次回以降の検査または被検査領域に設定する工程とを有するSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法が構成される。
【0041】
また、半導体基板面に電子線を照射する工程と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する工程と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の第1の領域を画像信号を記憶する工程と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、同一の前記基板面上の他の基板パターンが形成された第2の領域の画像と比較する工程と、比較結果から基板パターン上の欠陥を判別する工程と、からなるSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法において、前記欠陥の特徴量を算出する工程と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する工程と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする工程と、欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する工程と、偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、該特定された領域を次回以降の検査または被検査領域に設定する工程とを有するSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法が構成される。
【0042】
更に、各工程を繰り返して検査または非検査領域について欠陥の絞込みを行うことを特徴とするSEM式外観検査方法が構成される。
また、半導体基板面に電子線を照射する手段と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する手段と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の領域の画像信号を記憶する手段と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を使用して、基板パターン上の欠陥を判別する手段と、からなるSEM式外観検査装置において、前記欠陥の特徴量を算出する手段と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する手段と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする手段と、欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する手段と、偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、該特定された領域と次回以降の検査または非検査領域に設定する手段とを備えた画像処理装置を有するSEM外観検査装置が構成される。
【0043】
また、半導体基板面に電子線を照射する手段と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する手段と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の第1の領域の画像信号を記憶する手段と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、同一の前記基板面上の他の基板パターンが形成された第2の領域の画像と比較する手段と、比較結果から基板パターン上の欠陥を判別する手段と、からなるSEM式外観検査装置において、前記欠陥の特徴量を算出する手段と、前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する手段と、前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする手段と、欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する手段と、偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、該特定された領域と次回以降の検査または非検査領域に設定する手段とを備えた画像処理装置を有するSEM外観検査装置が構成される。
【0044】
以上により、例えばウエハ周辺における電界分布の乱れなどにより、ウエハ周辺に虚報が集中発生している場合、特徴量の選び方によりこの虚報のみ分離できれば、その欠陥分布に即した形で次回以降の検査/非検査領域の設定が容易に実行できるため、目的とした欠陥をより高い精度で検出可能な優れた検査方法及び検査装置を提供できる。
【0045】
図7に本発明の第2の実施例を示す。第1の実施例の構成が実質的に援用される。図2の第1の実施例においては、欠陥位置情報250として、ウエハ上の欠陥分布を対象としていたが、ここでは、ウエハ810上のダイ800の中の欠陥分布を対象としている。
【0046】
図7(a)のウエハ810のダイ800の中には、(b)のダイ拡大図に図示したようにメモリマット部820、直接周辺回路830、間接周辺回路840などがある。ここで、周辺回路830、840はメモリマット部820に比較しパターン密度が低いため、画像処理において位置合わせが難しく、虚報が発生し易い傾向がある。ここでは例えば、直接周辺回路830の一部に各ダイ共通の虚報が発生した場合を示している。この虚報が特徴量の適正な選択により分離できた場合、その欠陥分布を含む領域設定270により、全てのダイに対して同様な検査/非検査領域の設定が容易にできるようになる。
以上のように、ダイの中の回路パターンに依存する虚報に対しても本実施例によれば効率良く除去することが可能となる。
【0047】
ダイの中の回路パターンに依存する虚報に関して、一つのダイで検査/非検査領域を手動設定に代えてウエハ上のすべてのダイに同じように自動的に設定され得る。また、虚報の分布がパターン密度が低いなどのように、外形上はっきりしている場合で、且つ上述したようにユーザの希望とは無関係な虚報(ユーザに問いかけなくてもよい→自動化可能)である場合、ダイ上での検査/非検査領域の完全な自動設定も可能となる。
【0048】
図8に本発明の第3の実施例を示す。図8は欠陥位置情報(欠陥マップ)250において、次回以降の検査/非検査領域を設定するGUIである。検査領域を設定する場合は910を、非検査領域を設定する場合は920をクリックしてから欠陥マップ上に領域を設定する。なお、領域の設定も図8では矩形による設定例270を示しているが、例えば折れ線による任意の多角形によってもよい。また、設定された検査/非検査領域は色や線種により区別され、外見上わかり易く構成される。図8においては、ウエハ上の欠陥位置情報を示しているが、ダイ表示に切り替えることもでき、図7に示した実施例のGUIとしても使用できる。
【0049】
ここで、右側の画面930においては、欠陥マップ上の欠陥をクリックして実際のSEM画像を再取得し表示することができる。この時検査時の画像がメモリ上に残っている場合はその画像を表示してもよい。また、左の欠陥位置情報(欠陥マップ)250に対応した欠陥分類情報230を図3のように表示してもよい。その場合、任意の特徴量をグラフのX、Y軸に設定できるようGUIを構成してもよい。
【0050】
以上により、自動欠陥分類(ADC)の結果表示230から欠陥位置情報表示250(ウエハ/ダイ)、検査/非検査領域設定情報表示270まで一連の流れを図8のGUIで統一的に扱うことが可能となり、より使い易い検査方法及び検査装置を提供することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ADC機能で得られた情報を検査/非検査領域という形で検査機能にフィードバックさせることにより、検査性能、ADC性能の両方の向上を図った優れた検査方法及び検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SEM式外観検査装置の装置構成を示す縦断面図。
【図2】本発明のADC結果に基づいて次回以降の検査/非検査領域を設定する第1の実施例を説明したブロック図。
【図3】欠陥マップ図。
【図4】欠陥分類図。
【図5】本発明の欠陥位置情報を求める検査フローを示す図。
【図6】本発明のADC結果のフィードバックのフローを示す図。
【図7】本発明の第2の実施例となるダイの中の検査/非検査領域設定を説明した図。
【図8】本発明の第3の実施例となる検査/非検査領域設定画面のモニタ表示例を示した図。
【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、220…欠陥分類部、230…欠陥分類情報、240…欠陥位置リンク部、250…欠陥位置情報、260…検査/非検査領域設定部、270…検査領域情報、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、508…特徴量演算部、509…欠陥情報部、510…制御CPU、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。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection method and an inspection apparatus using a scanning electron microscope for inspecting a semiconductor device having a fine pattern, a wafer, a photomask (exposure mask), and a substrate such as a liquid crystal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A semiconductor device such as a memory or a microcomputer used for a computer or the like is manufactured by repeating a process of transferring a pattern of a circuit or the like formed on a photomask by exposure processing, lithography processing, etching processing, or the like. In the manufacturing process of a semiconductor device, the quality of the result of the lithography process, the etching process, and other processes, and the presence of a defect such as generation of a foreign substance greatly affect the manufacturing yield of the semiconductor device. Therefore, in order to detect the occurrence of an abnormality or a defect early or in advance, a pattern on a semiconductor wafer is inspected at the end of each manufacturing process.
[0003]
As an example of a method for inspecting a defect existing in a pattern on a semiconductor wafer, an optical appearance inspection apparatus that compares patterns using an optical image obtained by irradiating a semiconductor wafer with light has been put to practical use. However, with the miniaturization of circuit patterns, the complexity of circuit pattern shapes, and the diversification of materials, it is difficult to detect such defects in optical images, so electron beam images with higher resolution than optical images must be used. A method and an apparatus for inspecting a pattern have been put to practical use.
For example, techniques described in the following Patent Literature 1, Patent Literature 2, Non-Patent Literature 1, Non-Patent Literature 2, Non-Patent Literature 3, and Non-Patent Literature 4 are known.
[0004]
In order to perform high-throughput and high-precision inspection following the increase in the diameter of a wafer and the miniaturization of a circuit pattern, it is necessary to acquire an image with a high SN at a very high speed. Therefore, the number of electrons irradiated by using a large current beam that is 1000 times or more (100 nA or more) that of a normal scanning electron microscope (SEM) is secured, and a high SN ratio is maintained. Further, high-speed and high-efficiency detection of secondary electrons and reflected electrons generated from the substrate is essential.
[0005]
Further, a low-acceleration electron beam of 2 keV or less is irradiated so that a semiconductor substrate having an insulating film such as a resist is not affected by charging. This technique is described in Non-Patent Document 5. However, a large current and low-acceleration electron beam causes aberration due to the space charge effect, making it difficult to perform high-resolution observation.
As a method for solving this problem, a method is known in which a high-acceleration electron beam is decelerated immediately before a sample and irradiated on the sample as a substantially low-acceleration electron beam. For example, there are techniques described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4.
[0006]
Patent Document 5 discloses a means for irradiating an electron beam on a substrate surface on which a circuit pattern is formed and scanning the same, a detecting means for detecting a signal generated secondarily from the substrate surface, and a method for detecting the detected signal. There is described a pattern inspection apparatus including a means for forming an image on an operation screen, and a means for recognizing and discriminating information on foreign matters and defects based on the shape, unevenness, and potential contrast of the substrate surface from the image. .
[0007]
Patent Document 6 discloses that a defect on a substrate to be inspected is determined based on the converted defect image signal and layout information of various conductor components on the substrate to be inspected. An SEM defect review apparatus including a category classification unit for automatically classifying the defect into a category indicated by the type of the continuity failure defect is described.
[0008]
Patent Document 7 discloses a defect display screen forming means for displaying the number of defects and a defect position, a defect position specifying means for specifying a defect position from the defect display screen, and a two-dimensional one-time scanning SEM image of the designated defect position. Inspection apparatus for semiconductor circuit patterns, which includes a defect location / inspection image for displaying a mark and a monitor means.
[0009]
Patent Literature 8 describes an inspection method using an electron beam including a step of creating an image signal in which predetermined both end portions of an electron beam scanning area are deleted and a step of inspecting the surface of a sample based on the image signal. Have been.
[0010]
Patent Document 9 discloses that at least one kind of inspection information of an inspection apparatus and an inspection result of an inspection apparatus for inspecting a defect of a sample is stored, and the stored information can be transmitted and received between a plurality of inspection apparatuses. Along with storing the determination result of whether or not the defect of the sample detected by the apparatus is a false report, the defect candidate detected in the sample area where the false report occurs frequently is subjected to statistical processing to set a low probability of review. A defect observation method for observing the defect is described.
In the inspection apparatus using the SEM as described above, the following problems still remain.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-59-192943
[Patent Document 2]
JP-A-5-258703
[Patent Document 3]
JP-A-2-142045
[Patent Document 4]
JP-A-6-139885
[Patent Document 5]
JP 2001-159616 A
[0012]
[Patent Document 6]
JP 2002-124555 A
[Patent Document 7]
JP 2000-161948 A
[Patent Document 8]
JP-A-2002-251975
[Patent Document 9]
JP 2002-100660 A
[0013]
[Non-patent document 1]
Electron-beam inspection system for x-ray mask production, Sandland, et al. J. et al. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9, No. 6, pp. 3005-3009 (1991)
[Non-patent document 2]
Requirements and performance of an electron-beam
column-designed for x-ray mask inspection, Meisburger, et al. , J. et al. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 9, No. 6, pp. 3010-3014 (1991)
[Non-Patent Document 3]
Low-voltage electron-optical system for the high-speed
inspection of integrated circuits, Meisburger, et al. , J. et al. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 10, No. 6, pp. 2804-2808 (1992)
[Non-patent document 4]
Characterization of a New Automated Electron-Beam
See Wafer Inspection System, Hendricks, et al. , SPIE Vol. 2439, p. 174-183 (20-22 February, 1995)
[Non-Patent Document 5]
"Electron / Ion Beam Handbook (2nd edition)", edited by the 132nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, (Nikkan Kogyo Shimbun, 1986), p. 622-623
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The SEM type visual inspection apparatus may include a defect that is not originally intended due to various causes. In such a case, a function of automatically identifying and classifying the defect (Automatic Defect Review; ADR, Automatic Defect Classification; ADC). To select the desired defect. However, if a large number or a large number of defects not intended are included, it is expected that not only will the ADC classification accuracy be reduced, but also that the inspection performance of the inspection apparatus itself will be reduced.
[0015]
The present invention has been made in view of the above points, and improves the defect detection performance and ADC classification accuracy by providing a function of designating an area in which a large number of unintended defects are once detected by the ADC function. An object of the present invention is to provide an SEM-type visual inspection method and an inspection apparatus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an area in which many defects that are not intended by the ADC function are detected once is a non-inspection area in the next inspection, and an area in which many defects are detected is inspected in more detail. In addition, the present invention provides an SEM-type visual inspection method and an inspection apparatus that have a function of designating only that region as an inspection region, thereby improving defect detection performance and ADC classification accuracy.
[0017]
The object is to irradiate a semiconductor substrate in the middle of a pre-process, for example, a wafer surface (hereinafter, described by taking a wafer surface as an example) with an electron beam, and to generate an electronic signal secondary generated from the wafer surface by the electron beam. Detecting, and storing an image signal of a first area on the wafer surface based on the electronic signal, and converting the image of the area stored in the storage step to another image on the wafer surface. Calculating a feature amount of the defect in the SEM type visual inspection method including a step of comparing the image with the image of the second area where the same wafer pattern is formed, and a step of determining a defect on the wafer pattern from the comparison result Performing the step of classifying the defect based on the feature amount, linking the classified defect with a defect position, and setting an area on the wafer surface including the defect classification having a malformed defect position. It can be realized by having a step of setting the inspection or non-examination region later times.
Further, the defect classification step may be a graph display using the feature amount on a coordinate axis.
[0018]
Further, the defect position linking step may be a map display in which the correspondence between the defect or defect group classified in the defect classification step and the defect position on the wafer surface of the defect or defect group can be visually confirmed.
The inspection or non-inspection area setting step may set, on the map display, an area on the wafer surface including the defect classification having an unevenly located defect position.
[0019]
On the other hand, means for irradiating the semiconductor wafer surface in the middle of the pre-process with an electron beam, means for detecting an electronic signal secondary generated from the wafer surface by the electron beam, Means for storing the image signal of the first area, and comparing the image of the area stored in the storing step with the image of the second area where another identical wafer pattern is formed on the wafer surface Means for calculating a feature amount of the defect, and means for classifying the defect based on the feature amount. Means for linking the classified defect with a defect position, and means for setting a region on the wafer surface including the defect classification having a maldistributed defect position as a next or subsequent inspection or non-inspection region More can be achieved.
[0020]
Here, the target defect is a defect of a type that the user desires to detect, and is a defect that is not the target if the same defect is of a type that the user does not want.
Further, even if a defect does not actually exist, a “false alarm” that is output in the same manner as an actual defect due to an inspection device is a defect that is not intended regardless of the user's wishes.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows an embodiment of the inspection apparatus according to the present invention. The SEM main body 60 roughly includes an electron beam generating unit including the electron source 50, an electron beam scanning control unit including the deflection electrode 52, and a sample operation unit including the sample 61, the sample holder 62, the sample moving stage 56, and the like.
[0022]
The primary electron beam 71 generated from the electron source 50 is accelerated by an acceleration electrode (not shown) and irradiates the sample 61 held by the sample holder 62. In the process, the electron optical system constituted by the coil and the electrode is controlled by the electron optical system control circuit 51 so that the electron beam 71 is focused at the sample position. The electron beam 71 is scanned by the deflection electrode 52 and the deflection control circuit 53 and combined with the sample moving stage 56 controlled by the stage control circuit 57 to obtain a stripe image.
[0023]
Secondary electrons 72 are generated from the sample surface by the primary electron beam 71 irradiating the sample 61. The secondary electrons 72 are accelerated again by an electrode (not shown) and guided to the detector 54 by an electrode (not shown). The secondary electrons captured by the detector 54 are signalized by the detection circuit 55 and sent to the image processing device 58.
[0024]
The image sent to the image processing device 58 is corrected by the input correction unit 501. Here, for example, gradation conversion, dark level correction, beam addition processing, and the like for adjusting the contrast of the image are performed. The corrected image is sent to the chip memory 502. The chip memory 502 temporarily stores an image in chip units and generates a delayed image for image comparison. The inspection image and the reference image generated from the chip memory 502 are sent to the CH dividing unit 503 and divided into a plurality of CHs. By dividing into a plurality of channels, it is possible to reduce the image processing rate as compared with processing the image as it is.
[0025]
The image divided into CHs is corrected by the position correction unit 504 so as to match each other on a pixel-by-pixel basis after measuring the positional deviation of the image between the inspection image and the reference image. The corrected image is sent to the chip comparison unit 505 and the feature amount generation unit 506. The chip comparing unit 505 extracts a part having a difference between the inspection image and the reference image and outputs the extracted part as a defect image. The feature amount generation unit 506 obtains, for example, a gradation difference between the inspection image and the reference image, and a brightness gradient (differential value) of each pixel of the inspection image. The defect image is sent to the feature extraction unit 507 to obtain the position, projection length, area, and the like of the defect. The feature amount calculation unit 508 compiles the tone difference and the differential value from the feature amount generation 506 in synchronization with the defect portion, and calculates the feature amount of the defective portion, for example, the sum of the tone differences and the sum of the absolute values of the differential values. I do. The value obtained by the feature extraction 507 and the value obtained by the feature calculation 508 are collected in the defect information unit 509 and digitized. The digitized defect information is sent to the host computer 59 by the operation of the control CPU 510 and the like. 520 is a system bus.
[0026]
In the present embodiment, the process of the chip comparison is described as an example. However, the same process is performed in the case of effective cell comparison when cells having the same structure are regularly arranged like a cell mat portion of a memory. However, the position correction is a process of shifting the inspection image by the cell pitch, and the process of detecting a large positional shift between the images is unnecessary. Further, depending on how the circuit is assembled, the inspection image and the reference image do not need to be separately divided from the chip memory 502 and divided into channels 503, and the signals can be separated from the image signal before the position correction 504.
[0027]
The host computer 59 has a GUI (Graphical User Interface) and has a function of receiving instructions from an operator and controlling the entire apparatus. For example, an inspection control unit 601 that controls an inspection sequence, a defect confirmation control unit 602 that classifies defect information after inspection based on a feature amount and confirms a specific defect, and a recipe control unit 603 that creates an inspection recipe. And a utility control unit 604 necessary for operating the apparatus, a defect determination unit 605 for extracting a real defect from the defect information by real ghost processing, and a sequence control for controlling a collective operation such as inspection and defect confirmation. Each function includes a unit 606, a GUI control unit 607, a data management unit 608 for inspection results, defect images, recipe information, and the like.
[0028]
Next, the operation of each unit of the inspection apparatus shown in FIG. 1 will be described according to the inspection flow of FIG.
First, a wafer cassette in which wafers are placed on an arbitrary shelf is placed on a cassette mounting portion of a wafer transfer system (Step 310 in FIG. 5).
[0029]
Next, in order to specify a wafer to be inspected from the operation screen, a shelf number in the cassette in which the wafer is set is specified. Then, various inspection conditions are input from the operation screen (Step 320 in FIG. 5). Inspection condition input contents include electron beam current, electron beam irradiation energy, scanning speed and signal detection sampling clock, inspection area, various information on the wafer to be inspected, whether or not to automatically inspect a plurality of wafers, and the same. Whether the wafer is continuously inspected under different inspection conditions, the contents such as ADC conditions are input. Although it is possible to input individual parameters, usually, a combination of the above various inspection parameters is stored in a database as an inspection condition file, and it is only necessary to select and input an inspection condition file. When the input of these conditions is completed (Step 320 in FIG. 5), the inspection is started as Step 330 (Step 330 in FIG. 5).
[0030]
When the automatic inspection is started, first, the set wafer is transferred into the inspection apparatus. In the wafer transfer system, the holder for mounting the wafer is set to the size and shape of the wafer regardless of whether the diameter of the wafer to be inspected is different or the shape of the wafer is different such as an orientation flat type or a notch type. It can be dealt with by replacing them together. The wafer to be inspected is placed on a holder by a wafer loader including a cassette, an arm, a preliminary vacuum chamber, etc., held and fixed, and evacuated in the wafer loader together with the holder, and the inspection chamber is already evacuated by the vacuum exhaust system. (Step 340 in FIG. 5).
[0031]
When the wafer is loaded, electron beam irradiation conditions are set for each unit by the electron optical system control unit based on the input inspection conditions. Then, the stage is moved so that the beam calibration pattern placed on the wafer holder is under the electron optical system (Step 350 in FIG. 5), an electron beam image of the beam calibration pattern is obtained, and the focus is set based on the image. And adjustment of astigmatism. Then, it moves to a predetermined position on the wafer to be inspected, acquires an electron beam image of the wafer, and adjusts contrast and the like. Here, when it becomes necessary to change the electron beam irradiation conditions and the like, the parameters can be changed and the beam calibration can be performed again. At the same time, the height of the wafer is obtained from the height detector, and the correlation between the height information and the focusing condition of the electron beam is obtained by the wafer height detection system. Automatically adjusts the focus condition based on the result of the wafer height detection. As a result, high-speed continuous electron beam image acquisition has become possible (step 360 in FIG. 5).
After the adjustment of the electron beam irradiation condition and the adjustment of the focus and astigmatism, alignment is performed at two points on the wafer (step 370 in FIG. 5).
[0032]
When the alignment is completed, the rotation and the coordinate values are corrected based on the alignment result, and then the pattern is moved to the second calibration pattern placed on the sample holder (Step 380 in FIG. 5). The second calibration pattern is a transistor in which a junction is normally formed in advance or a pattern corresponding to the transistor, and the brightness of the normal portion is calibrated using the pattern. Based on this result, the wafer is moved onto the wafer, an image of the pattern location on the wafer is obtained, and the brightness adjustment, that is, the calibration is performed (Step 390 in FIG. 5).
[0033]
When the calibration is completed, an inspection is performed (Step 400 in FIG. 5). As for the inspection method, the image processing is performed in real time while the stage is continuously moved and the specified area is inspected, and the image is automatically saved at the position where the defect occurs (step 410 in FIG. 5). Then, the inspection result and the ADC result are displayed on the monitor, and the data is output to the outside via the data conversion unit (step 420 in FIG. 5).
[0034]
When the inspection conditions are set (step 320 in FIG. 5) to inspect the same portion a plurality of times under different conditions, the area that has been inspected once is subjected to a charge removal process. Although the charge removing section is not shown in FIG. 1, for example, the charge removing processing is performed by irradiating ultraviolet light.
[0035]
Then, the inspection is performed again under different electron beam irradiation conditions (step 400 in FIG. 5). In the present embodiment, a step of resetting the inspection / non-inspection area from the inspection result and the ADC result and determining whether or not to perform the inspection again (step 430 in FIG. 5) is added. That is, a step (Step 440 in FIG. 5) of resetting the inspection / non-inspection area when re-inspection is performed is provided. In this way, when the inspection is completed, the wafer is unloaded and the inspection ends (Step 450 in FIG. 5).
[0036]
The inspection method of the SEM appearance inspection apparatus will be specifically described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. 2 is a diagram showing a process of setting an inspection / non-inspection region, FIG. 3 is a defect map diagram displayed on the screen, and FIG. 4 is a defect classification diagram displayed on the screen.
[0037]
2, a defect inspection unit 200 corresponds to the image processing device 58 and the host computer 59 in FIG. 1, and defect information and feature amounts 210 output therefrom are input to the defect classification unit 220. The defect classifying unit 220 can classify the defect as a defect class 230 shown in FIG. In FIG. 4, it is classified into open, short, and other defects. Further, when these pieces of information are input to the defect position link unit 240, the information is displayed as a defect position information 250 on the wafer, for example, in a map corresponding to the defect of each classification (FIG. 3). The defects classified into the defect positions are displayed, the status of the uneven distribution of the defects is displayed on the screen, and the area on the wafer surface where the defects having the unevenly distributed defect positions are displayed is specified. Here, in the inspection / non-inspection area setting unit 260, it is possible to easily set the inspection / non-inspection area for the next and subsequent times by specifying the desired defect group (270). As a result, a target defect can be selectively inspected, and the classification performance of the ADC can be significantly improved. Here, all of 220, 240, and 260 can be configured on the host computer 59.
The determination as to whether or not there is a defect is made based on whether or not an index such as a difference in brightness or a position shift exceeds a certain threshold value.
[0038]
At this time, by appropriately selecting the feature amount of the defect, the target defect can be narrowed down, and the threshold value can be set more accurately and in detail than when the threshold value is commonly set for various types of defects. Detect defects that could not be detected until now.
[0039]
Next, a detailed flow (corresponding to step 430 in FIG. 5) of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, the results of the inspection and the ADC are input (step 700 in FIG. 6), and thereafter, the feature amount of the defect is calculated using the results (step 710 in FIG. 6). In this case, the feature amount may be sequentially calculated simultaneously with the inspection. A feature amount suitable for classifying a defect from the obtained feature amount is designated (step 720 in FIG. 6), and a defect classification display as indicated by 230 in FIG. 4 is performed (step 730 in FIG. 6). Also in this case, the feature amount may be specified in advance before the inspection, and the defect amount processing may be sequentially performed while calculating the feature amount simultaneously with the inspection. Next, corresponding to this defect classification, defect position information 250 on the wafer as shown in FIG. 3 is displayed (step 740 in FIG. 6). Then, using the defect position information 250, the next inspection / non-inspection area can be easily set in the form of specifying a desired defect group as shown in 270 in FIG. 3 (step in FIG. 6). 750). The above-described repetition is performed by selecting another feature amount, and a necessary inspection / non-inspection area is set. Then, it is determined whether or not the area setting has been completed (step 760 in FIG. 6). If the area setting has been completed, the process proceeds to a determination as to whether or not to perform a reexamination (step 770 in FIG. 6), and reexamination or termination is selected.
[0040]
As described above, the step of irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam, the step of detecting an electronic signal generated secondarily from the substrate surface by the electron beam, and the step of detecting an electronic signal on the substrate surface based on the electronic signal A step of storing an image signal of an area, and a step of determining a defect on a substrate pattern by using the image of the area stored in the storing step. Calculating the feature amount of the defect, classifying the defect based on the feature amount, linking the classified defect with a defect position, and displaying the defect classified into the defect position. Displaying the uneven distribution of defects on a screen; identifying an area on the substrate surface where a defect having an unevenly located defect is displayed; and applying the identified area to the next or subsequent inspection or inspection area. Configuration That SEM Shikigaikan inspection method according to SEM Shikigaikan inspection system is constructed and a step.
[0041]
A step of irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam; a step of detecting an electronic signal generated secondarily from the substrate surface by the electron beam; and a first step on the substrate surface based on the electronic signal. A step of storing an image signal of the area, and a step of comparing the image of the area stored in the storing step with an image of a second area where another substrate pattern on the same substrate surface is formed; Determining the defect on the substrate pattern from the comparison result; calculating the characteristic amount of the defect in the SEM type visual inspection method using the SEM type visual inspection device; and classifying the defect based on the characteristic amount Performing the step of linking the classified defects and the defect positions; displaying the defects classified into the defect positions to display the uneven distribution of the defects on a screen; and displaying the defects having the unevenly distributed defect positions. The base Identifying a region on the surface, SEM Shikigaikan inspection method according to SEM Shikigaikan inspection apparatus and a step of setting the specified region in the examination or inspection area of the next time is formed.
[0042]
Further, an SEM appearance inspection method is characterized in that each step is repeated to narrow down defects in an inspection or non-inspection area.
A means for irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam; a means for detecting an electronic signal secondary generated from the substrate surface by the electron beam; and an image of an area on the substrate surface based on the electronic signal. Calculating a feature amount of the defect in the SEM type visual inspection apparatus, comprising: means for storing a signal; and means for determining a defect on the substrate pattern using the image of the area stored in the storing step. Means for classifying the defect based on the feature amount, means for linking the classified defect with a defect position, displaying the defect classified into the defect position, and displaying the uneven distribution state of the defect on a screen. Means for specifying an area on the substrate surface on which a defect having an unevenly located defect position is displayed, and means for setting the specified area and a next or subsequent inspection or non-inspection area With device SEM appearance inspection apparatus is configured that.
[0043]
A means for irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam; a means for detecting an electronic signal generated secondarily from the substrate surface by the electron beam; and a first device on the substrate surface based on the electronic signal. Means for storing an image signal of an area, means for comparing the image of the area stored in the storage step with an image of a second area on which another substrate pattern on the same substrate surface is formed, A means for calculating a feature amount of the defect; a means for classifying the defect based on the feature amount; Means for linking a defect with a defect position, means for displaying defects classified into defect positions and displaying the uneven distribution of defects on a screen, and an area on the substrate surface on which a defect having an unevenly distributed defect position is displayed The process of identifying , SEM appearance inspection apparatus is configured with an image processing apparatus having a means for setting the inspection or non-examination region next and subsequent and said specified region.
[0044]
As described above, if false information is concentrated around the wafer due to, for example, disturbance of the electric field distribution around the wafer, if only this false information can be separated by selecting the feature amount, the next inspection / Since a non-inspection area can be easily set, an excellent inspection method and an excellent inspection apparatus capable of detecting a target defect with higher accuracy can be provided.
[0045]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The configuration of the first embodiment is substantially adopted. In the first embodiment of FIG. 2, the defect position information 250 is targeted for the defect distribution on the wafer, but here, the defect distribution in the die 800 on the wafer 810 is targeted.
[0046]
The die 800 of the wafer 810 in FIG. 7A includes a memory mat 820, a direct peripheral circuit 830, an indirect peripheral circuit 840, and the like as illustrated in the die enlarged view of FIG. 7B. Here, since the peripheral circuits 830 and 840 have a lower pattern density than the memory mat unit 820, it is difficult to perform positioning in image processing, and false information tends to occur. Here, for example, a case where a false report common to each die occurs in a part of the direct peripheral circuit 830 is shown. If the false information can be separated by proper selection of the feature quantity, the same inspection / non-inspection area can be easily set for all the dies by the area setting 270 including the defect distribution.
As described above, according to this embodiment, it is possible to efficiently remove false alarms depending on the circuit pattern in the die.
[0047]
For false alarms that depend on circuit patterns in a die, the inspection / non-inspection area on one die can be automatically set in the same manner on all dies on the wafer instead of manually setting. Also, in the case where the distribution of the false report is clear on the external shape, such as a low pattern density, etc., and as described above, the false report is unrelated to the user's desire (the user does not have to ask the user → automation is possible). In some cases, fully automatic setting of the inspection / non-inspection area on the die is also possible.
[0048]
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 8 shows a GUI for setting an inspection / non-inspection area for the next and subsequent times in the defect position information (defect map) 250. Click 910 to set an inspection area or 920 to set a non-inspection area, and then set an area on the defect map. Although FIG. 8 shows a setting example 270 of a rectangle in the setting of the area, for example, an arbitrary polygon using a polygonal line may be used. In addition, the set inspection / non-inspection areas are distinguished by colors and line types, and are configured to be easily apparent. Although FIG. 8 shows the defect position information on the wafer, it can be switched to the die display, and can be used as the GUI of the embodiment shown in FIG.
[0049]
Here, on the screen 930 on the right side, an actual SEM image can be reacquired and displayed by clicking a defect on the defect map. At this time, if the image at the time of inspection remains in the memory, the image may be displayed. Further, the defect classification information 230 corresponding to the left defect position information (defect map) 250 may be displayed as shown in FIG. In that case, the GUI may be configured so that an arbitrary feature amount can be set on the X and Y axes of the graph.
[0050]
As described above, a series of flows from the automatic defect classification (ADC) result display 230, the defect position information display 250 (wafer / die), and the inspection / non-inspection area setting information display 270 can be uniformly handled in the GUI of FIG. This makes it possible to provide an inspection method and an inspection apparatus that are easier to use.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the information obtained by the ADC function is fed back to the inspection function in the form of an inspection / non-inspection area, thereby improving both the inspection performance and the ADC performance. An inspection method and an inspection device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a device configuration of an SEM type visual inspection device.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a first embodiment of setting an inspection / non-inspection area for the next and subsequent times based on the ADC result of the present invention.
FIG. 3 is a defect map diagram.
FIG. 4 is a defect classification diagram.
FIG. 5 is a diagram showing an inspection flow for obtaining defect position information according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of ADC result feedback according to the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining setting of an inspection / non-inspection area in a die according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a monitor display example of an inspection / non-inspection area setting screen according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 50: electron source, 51: electron beam source control device, 52: deflection electrode, 53: deflection control circuit, 54: detector, 55: detection circuit, 56: sample moving stage, 57: stage control circuit, 58: image processing Apparatus, 59: Host computer, 60: SEM main body, 61: Sample, 62: Sample holder, 71: Electron beam, 72: Secondary electron, 220: Defect classification unit, 230: Defect classification information, 240: Defect position link unit , 250: defect position information, 260: inspection / non-inspection area setting unit, 270: inspection area information, 501: input correction unit, 502: chip memory, 503: CH division unit, 504: position correction unit, 505: chip comparison Unit, 506: feature amount generation unit, 507: feature extraction unit, 508: feature amount calculation unit, 509: defect information unit, 510: control CPU, 601: inspection control unit, 602: defect confirmation control unit, 05 ... defect determination unit, 607 ... GUI control unit.

Claims (10)

半導体基板面に電子線を照射する工程と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する工程と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の領域の画像信号を記憶する工程と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を使用して、基板パターン上の欠陥を判別する工程と、からなるSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法において、
前記欠陥の特徴量を算出する工程と、
前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する工程と、
前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする工程と、
欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する工程と、
偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、
該特定された領域を次回以降の検査または被検査領域に設定する工程とを有すること
を特徴とするSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法。
A step of irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam, a step of detecting an electronic signal generated secondarily from the substrate surface by the electron beam, and an image signal of an area on the substrate surface based on the electronic signal. A step of storing, and a step of determining a defect on the substrate pattern using the image of the area stored in the storage step, the SEM appearance inspection method by the SEM appearance inspection apparatus,
Calculating the feature amount of the defect;
Classifying the defect based on the feature amount;
Linking the classification defects and defect locations;
Displaying the defects classified into the defect positions and displaying the uneven distribution of the defects on a screen;
A step of specifying an area on the substrate surface where a defect having an unevenly located defect position is displayed,
Setting the specified area as a next or subsequent inspection or inspection target area.
半導体基板面に電子線を照射する工程と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する工程と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の第1の領域を画像信号を記憶する工程と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、同一の前記基板面上の他の基板パターンが形成された第2の領域の画像と比較する工程と、比較結果から基板パターン上の欠陥を判別する工程と、からなるSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法において、
前記欠陥の特徴量を算出する工程と、
前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する工程と、
前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする工程と、
欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する工程と、
偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、
該特定された領域を次回以降の検査または被検査領域に設定する工程とを有すること
を特徴とするSEM式外観検査装置によるSEM式外観検査方法。
Irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam, detecting an electronic signal secondary generated from the substrate surface by the electron beam, and a first region on the substrate surface based on the electronic signal. A step of storing an image signal; a step of comparing the image of the area stored in the storage step with an image of a second area where another substrate pattern on the same substrate surface is formed; Discriminating a defect on the substrate pattern from the SEM-type visual inspection method using a SEM-type visual inspection device comprising:
Calculating the feature amount of the defect;
Classifying the defect based on the feature amount;
Linking the classification defects and defect locations;
Displaying the defects classified into the defect positions and displaying the uneven distribution of the defects on a screen;
A step of specifying an area on the substrate surface where a defect having an unevenly located defect position is displayed,
Setting the specified area as a next or subsequent inspection or inspection target area.
請求項1または2において、各工程を繰り返して検査または非検査領域について欠陥の絞込みを行うことを特徴とするSEM式外観検査方法。3. The SEM appearance inspection method according to claim 1, wherein each step is repeated to narrow down defects in an inspection or non-inspection area. 請求項1または2記載のSEM式外観検査方法において、前記欠陥位置リンク工程が、前記欠陥分類で分類した欠陥または欠陥群と、前記欠陥または欠陥群の基板面上欠陥位置の対応が目視で確認可能なマップ表示であることを特徴とするSEM式外観検査方法。3. The SEM appearance inspection method according to claim 1, wherein in the defect position linking step, the correspondence between the defect or defect group classified by the defect classification and the defect position on the substrate surface of the defect or defect group is visually confirmed. An SEM-type visual inspection method characterized in that the map display is possible. 請求項1から4のいずれかに記載のSEM式外観検査方法において、前記検査または非検査領域設定工程が、偏在した欠陥位置を持つ前記欠陥分類を含む前記基板面上の領域を、前記マップ表示上で設定することによりなることを特徴とするSEM式外観検査方法。5. The SEM appearance inspection method according to claim 1, wherein the inspection or non-inspection area setting step displays, on the map surface, an area on the substrate surface including the defect classification having an unevenly located defect position. An SEM type visual inspection method characterized by being set as above. 半導体基板面に電子線を照射する手段と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する手段と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の領域の画像信号を記憶する手段と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を使用して、基板パターン上の欠陥を判別する手段と、からなるSEM式外観検査装置において、
前記欠陥の特徴量を算出する手段と、
前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する手段と、
前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする手段と、
欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する手段と、
偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、
該特定された領域と次回以降の検査または非検査領域に設定する手段とを備えた画像処理装置
を有することを特徴とするSEM外観検査装置。
Means for irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam, means for detecting an electronic signal secondary generated from the substrate surface by the electron beam, and an image signal of an area on the substrate surface based on the electronic signal. A SEM-type visual inspection apparatus comprising: a storage unit; and a unit configured to determine a defect on the substrate pattern using the image of the area stored in the storage step.
Means for calculating the feature amount of the defect,
Means for classifying the defect based on the feature amount;
Means for linking the classification defect with a defect position;
Means for displaying defects classified into defect positions and displaying the uneven distribution of defects on a screen;
A step of specifying an area on the substrate surface where a defect having an unevenly located defect position is displayed,
An SEM visual inspection apparatus comprising: an image processing apparatus including the specified area and a unit for setting a next or subsequent inspection or non-inspection area.
半導体基板面に電子線を照射する手段と、前記電子線により前記基板面から二次的に発生する電子信号を検出する手段と、前記電子信号に基づいて前記基板面上の第1の領域の画像信号を記憶する手段と、前記記憶工程で記憶された当該領域の画像を、同一の前記基板面上の他の基板パターンが形成された第2の領域の画像と比較する手段と、比較結果から基板パターン上の欠陥を判別する手段と、からなるSEM式外観検査装置において、
前記欠陥の特徴量を算出する手段と、
前記特徴量に基づいて前記欠陥を分類する手段と、
前記分類欠陥と欠陥位置をリンクする手段と、
欠陥位置に分類された欠陥を表示して欠陥の偏在状況を画面に表示する手段と、
偏在した欠陥位置を持つ欠陥が表示される前記基板面上の領域を特定する工程と、
該特定された領域と次回以降の検査または非検査領域に設定する手段とを備えた画像処理装置
を有することを特徴とするSEM外観検査装置。
Means for irradiating the semiconductor substrate surface with an electron beam, means for detecting an electronic signal secondary generated from the substrate surface by the electron beam, and a first region on the substrate surface based on the electronic signal. Means for storing an image signal; means for comparing the image of the area stored in the storing step with an image of a second area on the same substrate surface on which another substrate pattern is formed; Means for determining a defect on the substrate pattern from the SEM type visual inspection device comprising:
Means for calculating the feature amount of the defect,
Means for classifying the defect based on the feature amount;
Means for linking the classification defect with a defect position;
Means for displaying defects classified into defect positions and displaying the uneven distribution of defects on a screen;
A step of specifying an area on the substrate surface where a defect having an unevenly located defect position is displayed,
An SEM visual inspection apparatus comprising: an image processing apparatus including the specified area and a unit for setting a next or subsequent inspection or non-inspection area.
請求項6または7において、各手段を繰り返して検査または非検査領域について欠陥の絞込みを行うことを特徴とするSEM式外観検査装置。8. The SEM type visual inspection apparatus according to claim 6, wherein each means is repeated to narrow down defects in an inspection or non-inspection area. 請求項6または7記載のSEM式外観検査装置において、前記欠陥位置リンク手段によって、前記欠陥分類で分類した欠陥または欠陥群を基板面上欠陥位置の対応が目視で確認可能なマップ表示を行うことを特徴とするSEM式外観検査装置。8. The SEM type visual inspection device according to claim 6, wherein the defect position linking means performs a map display in which a defect or a defect group classified by the defect classification can be visually checked for a correspondence of a defect position on a substrate surface. SEM type visual inspection device characterized by the above-mentioned. 請求項6から9のいずれかに記載のSEM式外観検査装置において、前記検査または非検査領域設定手段は、偏在した欠陥位置を持つ前記欠陥分類を含む前記基板面上の領域を、前記マップ表示上で設定することを特徴とするSEM式外観検査装置。10. The SEM type visual inspection apparatus according to claim 6, wherein the inspection or non-inspection area setting means displays the area on the substrate surface including the defect classification having the unevenly located defect positions on the map. A SEM type visual inspection device characterized by setting above.
JP2002312232A 2002-10-28 2002-10-28 Sem type visual-inspection method and apparatus Pending JP2004146716A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002312232A JP2004146716A (en) 2002-10-28 2002-10-28 Sem type visual-inspection method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002312232A JP2004146716A (en) 2002-10-28 2002-10-28 Sem type visual-inspection method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004146716A true JP2004146716A (en) 2004-05-20

Family

ID=32457187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002312232A Pending JP2004146716A (en) 2002-10-28 2002-10-28 Sem type visual-inspection method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004146716A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7606409B2 (en) 2004-11-19 2009-10-20 Hitachi High-Technologies Corporation Data processing equipment, inspection assistance system, and data processing method
JP2012033594A (en) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi High-Technologies Corp Substrate holder and substrate conveying system
WO2012077497A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspecting apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7606409B2 (en) 2004-11-19 2009-10-20 Hitachi High-Technologies Corporation Data processing equipment, inspection assistance system, and data processing method
JP2012033594A (en) * 2010-07-29 2012-02-16 Hitachi High-Technologies Corp Substrate holder and substrate conveying system
WO2012077497A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspecting apparatus
JP2012122765A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Hitachi High-Technologies Corp Defect checkup device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7598490B2 (en) SEM-type reviewing apparatus and a method for reviewing defects using the same
US9390490B2 (en) Method and device for testing defect using SEM
JP3993817B2 (en) Defect composition analysis method and apparatus
JP5081590B2 (en) Defect observation classification method and apparatus
JP4312910B2 (en) Review SEM
US7271385B2 (en) Inspection method and inspection apparatus using electron beam
US7894658B2 (en) Pattern inspection method and apparatus
US8111902B2 (en) Method and apparatus for inspecting defects of circuit patterns
WO2011068056A1 (en) Method for defect inspection and apparatus for defect inspection
US7071468B2 (en) Circuit pattern inspection method and its apparatus
JP2008251766A (en) Method of observing defect of semiconductor device, and equipment therefor
JP4035242B2 (en) Circuit pattern inspection method and inspection apparatus
JP2005259396A (en) Defective image collection method and its device
JP2001035893A (en) Apparatus for inspecting circuit pattern
JP3836735B2 (en) Circuit pattern inspection device
JP4287863B2 (en) Review SEM
JP4177375B2 (en) Circuit pattern inspection method and inspection apparatus
JP2000193594A (en) Circuit pattern inspecting method and its device
JP2004146716A (en) Sem type visual-inspection method and apparatus
JP5036889B2 (en) Review SEM
JP4745380B2 (en) Review SEM
JPH11160402A (en) Method and apparatus for inspection of circuit pattern
WO2006120722A1 (en) Semiconductor device fabricating method
JP2000164661A (en) Inspection device of circuit pattern
JP2008147679A (en) Electron beam application device