JP2005195340A

JP2005195340A - 電子線装置による半導体ウェハの検査方法

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Publication number: JP2005195340A
Application number: JP2003435044A
Authority: JP
Inventors: Yuji Enomoto; 祐治榎本; Manabu Yano; 学矢野; Hidekazu Masuko; 英一益子
Original assignee: Hitachi Science Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Science Systems Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP4204458B2

Abstract

【課題】測定終了時間を予想することができる荷電粒子線装置を提供する。
【解決手段】半導体ウェハの搬送時間、ステージの移動時間、フォーカス合わせ時間、パターン認識時間等を加算して処理時間を計算するとき、不定時間を含むフォーカス合わせ時間及びパターン認識時間に関し、フォーカス合わせに関するリトライ回数の最小値と最大値、及びパターン認識の周辺探索回数の最小値と最大値を設定することで、最短の予想処理時間と最長の予想処理時間を計算し、表示する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、電子線装置による半導体装置の検査方法に関し、特に半導体ウェハを検査する方法に関する。

半導体ウェハに形成された微細パターンの寸法検査やホールの検査に測長ＳＥＭ等の電子線装置が使用されている。測長ＳＥＭでは、アライメント位置や測長位置を予めテンプレート画像として登録しておき、測定時にテンプレート画像と実画像を比較して位置を確定している。また、画像を取得する際、フォーカス、ブライトネス、コントラストなどを自動で調節している。これらには、位置の特定が１回でできなかった場合や自動調節が１回でできなかった場合のためにリトライ機能が備わっている。このリトライ機能があるために、現状の測長ＳＥＭでは、検査の終了時間を予想することができなかった。
特開２００３−４４１１４号公報

測長ＳＥＭではロットにより測定条件が様々で測定時間が異なる。測長ＳＥＭにロット投入すると、終了時間が分からないため、装置使用者が装置から離れることができず、作業効率低下している。また、複数の測長ＳＥＭを導入している半導体工場においては、各々の測長ＳＥＭにおける最終ロットの終了時間が分からないため、ロットを効率よく測長ＳＥＭに分配できず、生産効率を低下させている。従来は、同一ロットの検査が大量に行われていたため、装置使用者は測定時間を経験より把握できた。しかし、近年の半導体製品はウェハ口径が大きくなり１枚のウェハよりチップが大量に生産できるようになったため、同一ロットの生産が減少している。また、多品種少量生産に移行しており、同一ロットの検査が減少し、装置使用者は測定時間を経験より把握できなくなってきている。

本発明は、このような半導体ウェハ検査の現状に鑑み、測長ＳＥＭ等の電子線装置による予想処理時間を計算し、装置使用者に分かりやすいように表示する方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、測長ＳＥＭにおいて測定時間計算処理を可能にしたものである。

すなわち、本発明は、複数の半導体ウェハを収容したカセットから検査する半導体ウェハを取り出して電子線装置のステージ上に搬送するステップと、半導体ウェハに集束した電子線を走査して照射し、半導体ウェハから放出された２次電子を検出して試料像を取得するステップと、電子線の集束点を変化させてフォーカス合わせを行うステップと、フォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、ステージを測長位置に移動するステップと、電子線の倍率を中間倍率に設定してフォーカス合わせを行うステップと、中間倍率でフォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、電子線装置の倍率を高倍率に設定してフォーカス合わせを行うステップと、高倍率でフォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、検査箇所の画像を保存するステップと、検査の終了した半導体ウェハをステージからカセットに搬送するステップとを含む電子線装置による半導体ウェハの検査方法において、半導体ウェハの搬送時間と、ステージの移動時間と、予め設定されたリトライ回数の最小値と最大値をもとに計算されたフォーカス合わせの時間と、予め設定されたパターン認識の周辺探索回数の最小値と最大値をもとに計算されたパターン認識の時間とを含む時間を加算して、最短の予想処理時間と最長の予想処理時間を求めるステップと、最短の予想処理時間と最長の予想処理時間をもとに計算した、最短の検査終了予定時刻と最長の検査終了予定時刻を表示するものである。

終了した処理時間を０として残りの予想処理時間を求め、現在時刻にその予想処理時間を加算して求めた検査終了予定時刻を表示するようにしてもよい。最短の検査終了予定時刻と最長の検査終了予定時刻とともに、それらを加算平均して求めた中間の検査終了予定時刻を同時に表示してもよい。また、フォーカス合わせのリトライ回数及びパターン認識の周辺探索回数として過去の実績値を用いて計算した検査終了予定時刻を同時に表示してもよい。複数の電子線装置を用いて並列的に検査を行い、各電子線装置による検査終了予定時刻を表示するようにすることも有用である。

本発明によれば、測長ＳＥＭにロット投入すると、終了予定時間が分かり、装置使用者が終了予定時刻近くまで他の作業を行うことができ、作業効率が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、測長ＳＥＭを例にとった本発明の装置構成を示す概略図である。測長ＳＥＭでは、電子銃１から放射された電子線２は、電子レンズ３で集束され、偏向器４によってウェハ５に走査される。ウェハ５から放出された反射電子や二次電子等は検出器６で検出され、画像処理プロセッサ７によって画像が得られる。コンピュータ９は得られた画像を表示する。また、光学式顕微鏡１０も備えており、画像処理プロセッサ７によって光学式顕微鏡像も得ることができる。コンピュータ９は、データを保存するためのハードディスクなどの媒体を装備している。

測長ＳＥＭにおける１ロットの検査処理フローを図２に示す。検査に当たっては、ウェハロード処理（２０１）の後、アライメント処理（２０２）を行う。アライメント処理は、ウェハ上にあるアライメント用のマークを検出し座標の補正を行う処理で、最低２点以上のアライメント用マークを検出する。最後のアライメントを実施したか判定し（２０３）、最後であれば測長位置移動（２０４）を行う。測長位置では中間倍処理（２０５）、高倍処理（２０６）、画像保存（２０７）を順に行う。画像保存後、最後の測長位置であるか判定し（２０８）、最後でなければステップ２０４に戻って次の測長位置に移動する。最後であればウェハアンロード（２０９）を行い、ウェハをカセットの元の位置に戻す。アンロードしたウェハが最終ウェハか判定し（２１０）、次の検査ウェハがある場合は再度ステップ２０１に戻ってウェハロード処理を行う。

次に、ウェハロード処理（２０１）について説明する。ウェハロード処理は、カセット１２（図１参照）からステージ２１までウェハ５を搬送する処理であり、図３にその処理手順を示す。

検査処理開始前、ウェハ５はカセットポート１１上にあるカセット１２に格納されている。処理が開始されると、ウェハ搬送機１３がカセット１２からウェハ５を取り出す（３０１）。ウェハ搬送機１３は、取り出したウェハ５をアライナ１４に搬送する（３０２）。アライナ１４ではウェハ５の搬入方向を決める（３０３）。ウェハ搬入方向決定後、ウェハ搬送機１３はアライナ１４よりウェハ５を取り出し、ロードロック室１５内のウェハホールダ１６にウェハ５を搬送する（３０４）。ロードロック室１５のバルブ１７が閉じられると（３０５）、ロードロック室１５内を真空ポンプ１８によって真空に排気し（３０６）、完了するとバルブ１９が開けられ（３０７）、ウェハホールダ１６上に載ったウェハ５が処理室２０内のステージ２１にロードされる（３０８）。

ロード直後、ステージ２１は、オリエンテーションフラットやノッチを下にしてウェハの左下が観察される位置にロードされる。処理中はウェハ５の全面を観察できるよう、ステージ２１が電子銃２の直下と光学式顕微鏡１０の直下に移動する。

次に、アライメント処理（２０２）について説明する。アライメント処理の処理フローを図４に示す。

アライメント処理では、まずステージ２１をアライメント位置へ移動する（４０１）。１点目のアライメント処理では、ウェハロード直後であるため、ステージ２１はウェハ左下が観察される位置にあり、そこからの移動になる。２点目以降は、ステージは前回のアライメント位置あるので、前回のアライメント位置からの移動である。

アライメント位置移動後、アライメントを行う画像を判断する（４０２）。アライメントを行う画像の種類には電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）と光学顕微鏡像（ＯＭ像）とがあり、いずれを用いるかは予め決められている。ＯＭ像の場合、明るさ調整を行う（４０３）。明るさ調整は光学顕微鏡の照度を予め登録されている値に設定する処理である。ＳＥＭ像の場合、初めにＺセンサの設定（４０４）を行う。Ｚセンサの設定は電子銃１とウェハ５の距離を設定するもので、予め登録されている値を設定する。

ＳＥＭ像では次にオートフォーカス（４０５）を実行する。オートフォーカスは、電子線２を電子レンズ３で集束する際、集束点がウェハ面になるように検出器６で検出される反射電子や二次電子等が最大になるように調整する処理で、集束点を上下に移動させて行なう。図５に、オートフォーカスの処理フローを示す。フォーカス調整（５０１）を行い、調整したフォーカスにピーク点が存在するかどうかで最適かどうかを判断する（５０２）。最適である場合は処理を終了し、最適でない場合、フォーカス調整が飽和していないか判断し（５０３）、飽和していなければ調整位置を変えて再度フォーカス調整（５０１）を行う。飽和している場合は処理を終了する。

図４に戻り、アライメント処理画像がＯＭ像の場合には明るさ調整（４０３）の後、ＳＥＭ像の場合にはオートフォーカス（４０５）の後、パターン認識（４０６）を行う。パターン認識（４０６）の処理フローを図６に示す。パターン認識では、初めにパターン照合（６０１）を行う。パターン照合は予め取得しておいたモデル画像と撮像された画像とを比較し画像の一致度を調べるもので、基準値以上である場合に一致したと判断し、基準値を満たしていない場合には一致していないと判断する（６０２）。一致した場合は処理を終了するが、一致していない場合には別の位置に移動し（６０４）、周辺探索を実施する。周辺探索は最大回数が決まっており、最大回数に達するまで処理を続行する。

アライメント処理が終了すると、測長位置に移動（２０４）し、中間倍の処理（２０５）を行うが、ここで位置移動について説明する。図９（ａ）に示すように、ステージの位置移動はステージ２１を独立したパルスモータＸ９０１とパルスモータＹ９０２を用いて移動することで行われる。パルスモータの制御は、縦軸を速度、横軸を時間とすると、図９（ｂ）のような台形の制御によって行われる。

中間倍の処理（２０５）の処理フローを図７に示す。中間倍の処理２０５は、Ｚセンサ（７０１）、Pre Dose（７０２）、オートフォーカス（７０３）、パターン認識（７０４）の順で行われる。Ｚセンサ、オートフォーカス、パターン認識は、アライメント処理（２０２）で説明したオートフォーカス（４０５）、Ｚセンサ（４０４）、パターン認識（４０６）の各処理と同一の処理である。Pre Doseは、画像のコントラストを安定させるため電子線２を指定した時間照射させる処理である。

次に、高倍の処理（２０６）について説明する。処理フローを図８に示す。高倍の処理（２０６）はオートフォーカス（８０１）、パターン認識（８０２）、測長（８０３）の順に行われる。オートフォーカス（８０１）、パターン認識（８０２）は中間倍の処理２０５と同様にオートフォーカス（４０５）、パターン認識（４０６）の処理と同一の処理である。測長（８０３）は、撮像された画像において予め登録された測長の条件に従い、パターンの幅や形状など測定する処理である。

画像保存２０７は、測長時に使用した撮像画像をコンピュータ９のハードディスクに保存する処理である。

処理終了すると、ウェハアンロード（２０９）を行う。ウェハアンロードの処理フローを図１０に示す。バルブ１９が開けられ（１００１）、ウェハホールダ１６上に載ったウェハ５がロードロック室１５へ移動する（１００２）。バルブ１９が閉じられる（１００３）と、バルブ１７が開けられ（１００４）、ウェハ搬送機１３がウェハ５を取り出し、カセット１２の元にあった位置へ搬送する（１００５）。

本発明の一実施形態である測長ＳＥＭの予想処理時間T_ESTは、図２に示した測長ＳＥＭにおける１ロットの検査処理フローより、以下の式１によって求めることができる。
〔式１〕
T_EST=(WLT+ALT×AP+(MVT+MPT+MST+IST)×MP+WUT)×W
ここで、WLT：ウェハロード時間、ALT：アライメント処理時間、AP：アライメント点数、MVT：測長位置移動時間、MPT：中間倍処理時間、MST：高倍処理時間、IST：画像保存時間、MP：測定点数、WUT：ウェハアンロード時間、W：ウェハ枚数である。AP（アライメント点数）、MP（測定点数）、W（ウェハ枚数）は、検査条件登録時に必ず定義される。以下に、式１における各処理時間の計算方法を示す。

WLT（ウェハロード時間）は、図３より式２によって計算できる。
〔式２〕
WLT=CWMT+AWMT+AWT+LWMT+VCT1+VT+VCT2+SWMT
ここで、CWMT：カセットからのウェハ取り出し時間、AWMT：アライナへのウェハ搬送時間、AWT：ウェハ搬入方向検出時間、LWMT：ロードロック室へのウェハ搬送時間、VCT1：バルブ閉時間、VT：真空排気時間、VCT2：バルブ開時間、SWMT：処理室へのウェハ搬送時間である。

CWMT（カセットからのウェハ取り出し時間）は、取り出すカセットのウェハ格納位置によって異なるが、ウェハ格納位置ごとに一定であるので、ウェハ格納位置をｎとすれば、CWMT(n)として固定化できる。AWMT（アライナへのウェハ搬送時間）は、ウェハ格納位置によって上下方向の移動距離は異なるが、平面方向の移動時間に含まれるため、ウェハ格納位置による処理時間の差はない。平面方向の移動時間はカセットポート１１の位置によって決まるので、カセットポート１１の位置をｐとすると、AWMT(p)として固定化できる。AWT（ウェハ搬入方向検出時間）は、アライナ１４でウェハを回転させて搬入方向を検出する。処理時間はアライナへ搬送したときのウェハの方向によって異なる。しかし、アライナ１４でのウェハの回転速度が１秒／回以上であれば、平均誤差は０．５秒以下となり予想処理時間を計算する上で問題ない範囲である。従って、AWT（ウェハ搬入方向検出時間）は固定値として処理前に予め定義することができる。LWMT（ロードロック室へのウェハ搬送時間）、VCT1（バルブ閉時間）、VT（真空排気時間）、VCT2（バルブ開時間）、SWMT（処理室へのウェハ搬送時間）は、すべて処理時間は一定であるので、固定値として処理前に予め定義することができる。

アライメント処理の処理フロー図４より、ALT（アライメント処理時間）は、式３及び式４によって求めることができる。アライメント画像がＳＥＭ像かＯＭ像かにより処理時間は異なるが、測定前に判断できる。しかし、ＳＥＭ像のオートフォーカス処理、ＳＥＭ像、ＯＭ像それぞれにあるパターン認識処理の処理時間は実際に処理が実行されるまで不定である。
〔式３〕ＳＥＭ像処理時間
ALT=ALMVT+ZT+AFT+PT
〔式４〕ＯＭ像処理時間
ALT=ALMVT+ABCT+PT
ここで、ALMVT：アライメント位置移動時間、ZT：Ｚセンサ処理時間、AFT：オートフォーカス時間、ABCT：明るさ調整時間、PT：パターン認識時間である。

オートフォーカス処理の処理フロー図５より、オートフォーカス処理の処理時間AFTは式５によって求めることができる。
〔式５〕
AFT=FT×(RFN+1)
ここで、FT：フォーカス調整時間、RFN：フォーカスリトライ回数である。RFN（フォーカスリトライ回数）は、実際に処理が実行されるまで不定になるパラメータである。RFN（フォーカスリトライ回数）の最小値は０であり、最大値はフォーカス調整幅とフォーカス初期値によって決まるが、ほぼ一定であるので、RFNMAXとすると、AFT（オートフォーカス処理時間）の最小時間AFTMIN、最大時間AFTMAXは以下の式６、式７よって求めることができる。
〔式６〕
AFTMIN=FT
〔式７〕
AFTMAX=FT×(RFNMAX+1)
このオートフォーカス処理時間最小値AFTMIN、最大値AFTMAXを用いることで、実際に処理が実行されるまで不定であったオートフォーカス処理時間を求めることができる。また、最小値、最大値以外にも、中間値を用いることでもよい。更に、装置においてオートフォーカスが実行されるたびに、フォーカスリトライ回数を保存し、コンピュータ９のハードディスクに累積して保存する。そして、累積保存したフォーカスリトライ回数の平均値や最大頻度値など用いることでも処理時間を求めることができる。

パターン認識処理の処理フロー図６より、パターン認識処理はＳＥＭ像、ＯＭ像どちらも同じであり、パターン認識処理時間PTは式８によって求めることができる。
〔式８〕
PT=PMT×(RPN+1)+PMV×RPN
ここで、PMT：パターン照合時間、RPN：パターン認識移動回数、PMV：パターン認識移動時間である。オートフォーカスと同様に、パターン認識においても移動回数、RPN（パターン認識移動回数）が実際に処理が実行されるまで不定になるパラメータである。RPN（パターン認識移動回数）は最小値が０であり、最大値は検索領域によって決まり一定である。最大値をRPNMAXとすると、PT（パターン認識処理時間）の最小時間PTMIN、最大時間PTMAXは以下の式９、式１０よって求めることができる。
〔式９〕
PTMIN=PMT
〔式１０〕
PTMAX=PMT×(RPNMAX+1)+PMV×RPNMAX

このパターン認識処理時間最小値、最大値を用いることで、実際に処理が実行されるまで不定であったパターン認識処理時間を求めることができる。また、最小値、最大値以外にも、中間値を用いることでもよい。更に、装置においてオートフォーカスと同様に、パターン認識が実行されるたびに、パターン認識移動回数をコンピュータ９のハードディスクに累積して保存する。そして、累積保存したパターン認識移動回数の平均値や最大頻度値など用いて処理時間を求めることもできる。

測長位置移動時間MVTは、図９（ｂ）より、移動距離をlとすると、式１１よって求めることができる。
〔式１１〕
MVT=l/v1+(t1+t2)/2
但し、式１１ではMVT（測長位置移動時間）は(t1+t2)より大きい必要がある。そのため、式１１は移動距離lがv1×(t1+t2)/2以上の場合である。移動距離lがv1×(t1+t2)/2より小さい場合には、台形制御ではなく、三角形の制御になるので、最大速度をvmとすると式１２で表すことができる。
〔式１２〕
MVT=2×l/vm
ここで、t1，t2，v1は固定であるので、vmをt1，t2，v1を用いて表すと、式１３になる。
〔式１３〕）
MVT={(2・v1・l)/(t1+t2)}^1/2

中間倍処理の処理フロー図７より、中間倍処理時間MPTは式１４によって求めることができる。中間倍処理時間にも、アライメント処理と同様にオートフォーカス処理、パターン認識処理があり、これらが実際に処理が実行されるまで不定であるが、前述のように式５〜１０によって求めることができる。
〔式１４〕
MPT=ZT+PDT+AFT+PT
ここで、ZT：Ｚセンサ処理時間、PDT：Pre Dose処理時間、AFT：オートフォーカス時間、PT：パターン認識時間である。

高倍処理の処理フロー図８より、高倍処理時間は式１５によって求めることができる。高倍処理時間MSTにも、アライメント処理、中間倍処理と同様にオートフォーカス処理、パターン認識処理があり、これらが実際に処理が実行されるまで不定であるが、前述のように式５〜１０によって求めることができる。
〔式１５〕
MST=AFT+PT+MEST
ここで、AFT：オートフォーカス時間、PT：パターン認識時間、MEST：測長処理時間である。

画像保存処理時間ISTについては、式１６で定義できる。
〔式１６〕
IST=TIT×IMGSZ+HDT×IMGSZ
ここで、TIT：画像処理プロセッサ７からコンピュータ９への画像転送速度、IMGSZ：画像サイズ、コンピュータ９のハードディスク書き込み速度である。画像処理プロセッサ７からコンピュータ９への画像転送速度とコンピュータ９のハードディスク書き込み速度は転送負荷やＣＰＵ負荷により、実行の状態により異なるが、理論値からの推測値、実測値の平均値を用いることで処理時間は計算できる。

以上により、予想処理時間が計算できるが、処理によって並列動作される場合がある。例えば、画像保存処理は、次の測長位置移動処理やウェハアンロード処理と並列動作できる。実行前に並列動作されることは認識できるため、並列動作部分を予想処理時間の計算から省くことになる。

測長ＳＥＭの予想処理時間が計算できることにより、次に示す処理時間の計算が可能になる。
・測定開始前の予想処理時間
１ロットの処理の処理時間が測定開始前に式１を用いることで計算できる。
・測定条件登録中における予想処理時間
測定条件登録中は式１における各処理時間が条件を変更するごとに変化する。その変化する予想処理時間をリアルタイムに計算する。
・１ウェハの予想処理時間
１ウェハの処理の処理時間は式１において、W（ウェハ枚数）を１にすることで計算できる。
・測定中における残処理時間
測定中の残処理時間は、前記式１〜１６において、処理終了した処理時間を０にすることで計算できる。
・任意の処理間の予想処理時間
任意の処理間の予想処理時間は、任意の処理間に行われる処理時間総和として計算することができる。例えば、図２における中間倍の処理から画像保存までの処理時間は(MPT+MST+IST)である。

測長ＳＥＭの予想処理時間が計算できることにより、複数装置における処理終了順序を示すことができる。

図１１（ａ）に半導体工場における測長ＳＥＭの稼動状況を示す。図１１（ａ）では４台の測長ＳＥＭが稼動しており、測長ＳＥＭ１にはロットＡ１、ロットＡ２が投入されており、測長ＳＥＭ２にはロットＢ１、測長ＳＥＭ３にはロットＣ１、ロットＣ２、ロットＣ３、測長ＳＥＭ４にはロットＤ１、ロットＤ２が投入されている状態を示している。この状態において、以上に説明した方法により予想処理時間を計算し、図１１（ｂ）に示すように各ロット終了予定時刻を表示することができる。各ロット終了予定時刻は最短、基準、最長を表示できる。最短終了予定時間は不定時間を最小値で置き換えて計算した時間であり、最長終了予定時間は不定時間を最大値で置き換えて計算した時間である。基準時間は、不定時間を過去の実績より求めた平均値で置き換えて計算した時間である。

また、各装置に図１２に示すような処理終了順序、各装置における最終ロット終了予定時刻を表示することができる。終了予定時刻は図１２（ａ）に示すように、基準値で表示したり、図１２（ｂ）に示すように最長時間で表示したり、図１２（ｃ）に示すように最短時間で表示することができる。この表示は、各々の装置に表示してもよいし、ＬＡＮ等によって各装置と接続された統括制御装置に表示するようにしてもよい。

測定中における残処理時間から終了処理時刻が分かり、かつ処理が進むごと終了処理時刻をリアルタイムに計算し表示することができる。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に表示例を示す。図１３（ａ）は１ロット処理が約１／４進んだ時点の表示、図１３（ｂ）は約１／２、図１３（ｃ）は３／４進んだ時点の表示である。図１３（ｄ）は終了時刻の推移を処理に対してグラフ化したものである。残処理時間（終了処理時刻）は処理が進むにつれ、不確定部分が少なくなっていくため、最短、基準、最長終了予定時刻のずれが小さくなっていく。

本発明によれば、測長ＳＥＭにロット投入すると、終了予定時間が分かり、装置使用者が終了予定時刻近くまで他の作業を行うことができるため、作業効率を向上できる。また、ロットの自動搬送システムを導入している半導体工場においては、終了予定時刻に自動搬送ロボットを測長ＳＥＭに送ることによって、ロットの入れ替え時間が短縮でき、生産効率が向上する。更に、複数の測長ＳＥＭを導入している半導体工場においては、各々の測長ＳＥＭにおける最終ロットの終了時間が分かるので、ロットを効率よく測長ＳＥＭに分配できるようになり、ロットの測定待ち時間を平準化することができる。通常、装置使用率は１００％ではないので、ロットの平均測定待ち時間が短縮し、生産効率が向上する。緊急ロットに対して測定待ち時間を短縮することもできる。また、ロットの終了予定時刻が分かることで、次工程に対してロット投入時刻と順序が分かり、次工程においても処理待ち時間を短縮させることができ、半導体工場全体で生産効率を向上させることができる。

測長ＳＥＭを例にとった本発明の装置構成を示す概略図である。測長ＳＥＭにおける１ロットの検査処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおけるウェハロード処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおけるアライメント処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおけるオートフォーカス処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおけるパターン認識処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおける中間倍の処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおける高倍の処理のフロー図である。測長ＳＥＭにおけるステージの概略図とステージ制御の時間に対する速度変化を示すグラフ図である。測長ＳＥＭにおけるウェハアンロード処理のフロー図である。半導体工場における測長ＳＥＭの稼動状況を示す図である。装置処理順序、最終ロット終了予定時刻を表示する模式図である。終了処理時刻をリアルタイムに表示する模式図である。

符号の説明

１…電子銃、２…電子線、３…電子レンズ、４…偏向器、５…ウェハ、６…検出器、７…画像処理プロセッサ、９…コンピュータ、１０…光学式顕微鏡、１１…カセットポート、１２…カセット、１３…ウェハ搬送機、１４…アライナ、１５…ロードロック室、１６…ウェハホールダ、１７…バルブ、１８…真空ポンプ、１９…バルブ、２０…処理室、２１…ステージ

Claims

複数の半導体ウェハを収容したカセットから検査する半導体ウェハを取り出して電子線装置のステージ上に搬送するステップと、
前記半導体ウェハに集束した電子線を走査して照射し、半導体ウェハから放出された２次電子を検出して試料像を取得するステップと、
前記電子線の集束点を変化させてフォーカス合わせを行うステップと、
フォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、
前記ステージを測長位置に移動するステップと、
前記電子線の倍率を中間倍率に設定してフォーカス合わせを行うステップと、
中間倍率でフォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、
前記電子線装置の倍率を高倍率に設定してフォーカス合わせを行うステップと、
高倍率でフォーカス合わせした試料像において、予め登録した画像をパターン認識により探索するステップと、
検査箇所の画像を保存するステップと、
検査の終了した半導体ウェハを前記ステージから前記カセットに搬送するステップとを含む電子線装置による半導体ウェハの検査方法において、
前記半導体ウェハの搬送時間と、前記ステージの移動時間と、予め設定されたリトライ回数の最小値と最大値をもとに計算された前記フォーカス合わせの時間と、予め設定されたパターン認識の周辺探索回数の最小値と最大値をもとに計算された前記パターン認識の時間とを含む時間を加算して、最短の予想処理時間と最長の予想処理時間を求めるステップと、
前記最短の予想処理時間と最長の予想処理時間をもとに計算した、最短の検査終了予定時刻と最長の検査終了予定時刻を表示することを特徴とする半導体ウェハの検査方法。
請求項１記載の半導体ウェハの検査方法において、終了した処理時間を０として最短の予想処理時間と最長の予想処理時間を求め、現在時刻にその予想処理時間を加算して計算した最短の検査終了予定時刻と最長の検査終了予定時刻を表示することを特徴とする半導体ウェハの検査方法。
請求項１又は２記載の半導体ウェハの検査方法において、前記最短検査終了予定時刻と最長の検査終了予定時刻の加算平均として求めた中間の検査終了予定時刻を同時に表示することを特徴とする半導体ウェハの検査方法。
請求項１又は２記載の半導体ウェハの検査方法において、前記フォーカス合わせのリトライ回数及びパターン認識の周辺探索回数として過去の実績値を用いて計算した中間の検査終了予定時刻を同時に表示することを特徴とする半導体ウェハの検査方法。
請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体ウェハの検査方法において、複数の電子線装置を用いて並列的に検査を行い、各電子線装置による検査終了予定時刻を表示することを特徴とする半導体ウェハの検査方法。