JP2011003480A - Scanning electron microscope type visual inspection device and its image signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハなど微細パターンが形成された基板の表面欠陥の検査に好適なSEM(Scanning Electron Microscope)式外観検査装置およびその画像信号処理方法に関する。 The present invention relates to a scanning electron microscope (SEM) type appearance inspection apparatus suitable for inspection of surface defects of a substrate such as a semiconductor wafer on which a fine pattern is formed, and an image signal processing method thereof.
微細加工技術の進展に伴い、半導体ウェーハなどの基板の表面欠陥の検査にSEM式外観検査装置が活発に利用されるようになってきた。SEM式外観検査装置では、検査対象の基板表面に電子線を照射し、発生する二次電子を検出して、その検出した二次電子量に基づき、基板の表面画像が生成される。その場合、検出される二次電子量が微小であるため、そのS/N(Signal to Noise Ratio)を向上させるために、通常、同じ箇所を多数回走査して、その検出値の平均がとられる。 With the progress of microfabrication technology, SEM type visual inspection equipment has been actively used for inspection of surface defects of substrates such as semiconductor wafers. In the SEM type appearance inspection apparatus, the substrate surface to be inspected is irradiated with an electron beam, the generated secondary electrons are detected, and a surface image of the substrate is generated based on the detected amount of secondary electrons. In that case, since the amount of secondary electrons detected is very small, in order to improve the S / N (Signal to Noise Ratio), the same location is usually scanned many times, and the average of the detected values is reduced. It is done.
また、SEM式外観検査装置は、半導体ウェーハなど大量生産品の製造ラインで用いられるため、その検査においては、高スループット性が求められる。また、SEM式外観検査装置では、電子線を被検査試料(半導体ウェーハなど)に照射するものであるため、被検査試料の表面の絶縁体部分には、電荷が蓄積されることがある。その場合には、電荷が放電される時間を待って、次の走査を行ったほうがコントラストのよい画像信号が得られる場合がある。 In addition, since the SEM appearance inspection apparatus is used in a production line for mass-produced products such as semiconductor wafers, high throughput is required for the inspection. In addition, since the SEM visual inspection apparatus irradiates a sample to be inspected (such as a semiconductor wafer) with an electron beam, charges may be accumulated on the insulator portion on the surface of the sample to be inspected. In that case, an image signal with better contrast may be obtained when the next scanning is performed after waiting for the time for the electric charge to be discharged.
そこで、SEMを含め、SEM式外観検査装置では、その画像信号の取得や処理については、従来から様々な工夫が施されている。例えば、特許文献1には、取得されたSEM画像信号を加算平均処理によりS/Nを向上させること、また、2次元空間上の近隣の画素との間でフィルタリング処理をして、画像の明りょう性を向上させること、などについての技術が開示されている。
In view of this, in the SEM type visual inspection apparatus including the SEM, various techniques have been conventionally used for obtaining and processing the image signal. For example,
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、SEM式外観検査装置を対象としていないため、検査のスループットを向上させることについての考慮はされていない。また、画像信号の処理方法も固定的に定められたものであるため、それをSEM式外観検査装置に適用した場合、ユーザが工夫をして高スループットの走査方法を設定したり、被検査試料の帯電などに対応可能な走査方法を設定したりすることはできない。
However, since the technique disclosed in
そこで、本発明は、高スループットの走査方法や、被検査試料への帯電などに対応可能な走査方法など、走査方法をフレキシブルに設定することが可能なSEM式外観検査装置およびその画像信号処理方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an SEM type visual inspection apparatus capable of flexibly setting a scanning method, such as a high-throughput scanning method and a scanning method capable of handling charging of a sample to be inspected, and an image signal processing method thereof. The purpose is to provide.
前記目的を達成するために、本発明では、複数の走査を1つの単位の走査として取り扱う走査セットの概念を利用する。走査セットは、複数の走査を走査ライン数と走査ライン間の距離とで定められる。そこで、この走査セットの情報が定められると、SEM式外観検査装置の走査制御部は、その走査セットの情報に基づき、所定の初期位置のアドレスの走査ラインから前記定められた走査ライン間距離ごとに前記定められた走査ライン数の走査ラインの走査を行う走査制御を行う。さらに、その走査セットで定められた走査が終わったときには、前記所定の初期位置のアドレスを1つずつインクリメントしながら、同様の走査セットによる走査制御を行う。 In order to achieve the above object, the present invention uses the concept of a scan set that handles a plurality of scans as one unit scan. The scan set is defined by the number of scan lines and the distance between the scan lines. Therefore, when the information on the scan set is determined, the scan control unit of the SEM visual inspection apparatus determines the distance between the scan lines determined from the scan line at the address of the predetermined initial position based on the information on the scan set. Then, scanning control is performed to scan the scanning lines of the predetermined number of scanning lines. Further, when the scanning determined by the scanning set is completed, scanning control by the same scanning set is performed while incrementing the address of the predetermined initial position one by one.
このように、本発明では、SEM式外観検査装置の走査制御部は、走査セットに従った走査制御を実行するので、ユーザは、走査セットで定める情報により、SEM式外観検査装置に対して様々な走査方法を設定することができる。 As described above, in the present invention, the scan control unit of the SEM type visual inspection apparatus executes the scan control according to the scan set. A simple scanning method can be set.
本発明によれば、走査方法をフレキシブルに設定することが可能なSEM式外観検査装置およびその画像信号処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the SEM type external appearance inspection apparatus which can set a scanning method flexibly, and its image signal processing method can be provided.
以下、本発明の実施形態について添付図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<1.SEM式外観検査装置の全体構成>
図1は、本発明の実施形態に係るSEM式外観検査装置の構成の例を示した図である。図1に示すように、SEM式外観検査装置1は、真空ポンプ(図示せず)により室内が真空排気される検査室2と、検査室2内に被検査試料9を搬送するための予備室(図示せず)と、を備えている。この予備室は、通常、検査室2から独立して真空排気できるように構成されている。また、SEM式外観検査装置1は、検査室2および予備室の他に、画像処理部5、制御部6、二次電子検出部7、補正制御部43などを含んで構成されている。
<1. Overall configuration of SEM visual inspection apparatus>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an SEM visual inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an SEM
検査室2の内部は、大別して、電子光学系3、試料室8、光学顕微鏡部4から構成されている。電子光学系3は、電子銃10、電子線の引き出し電極11、コンデンサレンズ12、ブランキング偏向器13、走査偏向器15、絞り14、対物レンズ16、反射板17、ExB偏向器18を含んで構成されている。なお、二次電子検出部7のうち二次電子検出器20は、検査室2内の対物レンズ16の上方に配置されている。二次電子検出器20の出力信号は、検査室2の外に設置された二次電子検出部7内のプリアンプ21で増幅され、画像信号処理部22内のAD(Analog to Digital)変換器200(図2参照)でデジタルデータに変換される。
The inside of the
試料室8は、試料台30、Xステージ31、Yステージ32、位置モニタ用測長器34、被検査試料高さ測定器35を含んで構成されている。光学顕微鏡部4は、検査室2の室内における電子光学系3の近傍であって、互いに影響を及ぼさない程度離れた位置に設けられている。このとき、電子光学系3と光学顕微鏡部4との間の距離は、既知であり、Xステージ31またはYステージ32が電子光学系3と光学顕微鏡部4の間の既知の距離を往復移動することができるように校正されている。光学顕微鏡部4は、光源40、光学レンズ41、CCDカメラ42を含んで構成されている。
The
画像処理部5は、第一画像記憶部46、第二画像記憶部47、演算部48、欠陥判定部49を含んで構成されている。二次電子検出部7を介して取得された電子線画像、または、CCDカメラ42を介して取得された光学画像は、モニタ50に表示される。
The
制御部6は、SEM式外観検査装置1の動作全体を制御し、装置各部から様々な動作状態を示す情報を取得するとともに、装置各部に対して、種々の動作条件情報や動作命令を出力する。ここで、制御部6の記憶装置には、電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速度、二次電子検出部7の信号取り込みタイミング、試料台移動速度などの動作条件をあらかじめ設定した情報が記憶されており、制御部6は、目的に応じてその動作条件を適宜選択したり、任意に変更したりすることができる。また、制御部6は、補正制御部43を介して、位置モニタ用測長器34、被検査試料高さ測定器35からの信号によって位置や高さのずれをモニタし、その結果により補正信号を生成し、電子線19が常に正しい位置に照射されるよう対物レンズ電源45や走査信号発生器44に補正信号を送る。
The
なお、図示を省略しているが、制御部6は、オペレータが動作条件情報を設定したり、動作命令を入力したりするための入力装置や表示装置などからなるユーザインタフェースを備えている。その場合、そのユーザインタフェースは、画像処理部5に設けられたモニタ50を兼用する形態であってもよい。
Although not shown, the
SEM式外観検査装置1は、被検査試料9の画像を取得するためには、細く絞った電子線19を被検査試料9に照射し、二次電子51を発生させ、これらを電子線19の走査およびXステージ31、Yステージ32の移動と同期して検出することで、被検査試料9の走査画像を得る。
In order to acquire an image of the
一般に、SEM式外観検査装置1は、量産される半導体デバイスの製造工程で用いられることが想定されているので、検査速度が速いことが必須の性能条件である。従って、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1では、通常のSEMのようにpAオーダの電流の電子線19を低速で走査するようなことをせず、また、多数回走査して各々の画像を重ね合せするようなこともしない。本実施形態では、被検査試料9の絶縁材料への帯電を抑制するために、電子線19の走査を高速で一回または数回程度行うようにし、また、S/N確保のために、電子線19の電流を、従来方式のSEMに比べて約1000倍以上の大電流(例えば、100nA)に設定する。
In general, since the SEM
電子銃10には、拡散補給型の熱電界放出電子源が使用されている。この電子銃10を用いることにより、従来の、例えば、タングステン・フィラメント電子源や、冷電界放出型電子源に比べて安定した電子線電流を確保することができる。そのため、明るさ変動の少ない電子線画像が得られる。また、この電子銃10により電子線電流を大きく設定することができるため、後記するような高速検査を実現できる。電子線19は、電子銃10と引き出し電極11との間に電圧を印加することで、電子銃10から引き出される。
The
電子線19の加速は、電子銃10に高電圧の負の電位を印加することでなされる。これにより、電子線19は、その電位に相当するエネルギーで試料台30の方向に進み、コンデンサレンズ12で収束され、さらに対物レンズ16によって細く絞られて試料台30の上のXステージ31、Yステージ32の上に搭載された被検査試料9に照射される。被検査試料9としては半導体ウェーハ、チップ(ダイ)、液晶基板、マスクなどの微細回路パターンを有する基板などである。
The
ブランキング偏向器13には、走査信号およびブランキング信号を発生する走査信号発生器44が接続され、電子線19をブランキングする必要があるときには、ブランキング偏向器13は、電子線19を偏向させ、電子線19が絞り14を通過しないように制御する。また、対物レンズ16には、対物レンズ電源45が接続される。また、対物レンズ電源45からの信号により電子線19の絞り量が調整される。
A
被検査試料9には、高圧電源36により負の電圧を印加できるようにされている。この高圧電源36の電圧を調節することにより、電子線19を減速し、電子銃10の電位を変えずに被検査試料9への電子線照射エネルギーを最適な値に調節することができる。
A negative voltage can be applied to the
被検査試料9上に電子線19を照射することによって発生した二次電子51は、被検査試料9に印加された負の電圧により加速される。被検査試料9の上方に、電界と磁界の両方によって電子線19の軌道へは影響を与えずに二次電子の軌道を曲げるためのExB偏向器18が配置され、これにより加速された二次電子51は所定の方向へ偏向される。ExB偏向器18にかける電界と磁界の強度により、この偏向量を調整することができる。また、この電界と磁界は、被検査試料9に印加した負の電圧に連動させて可変させることができる。
The
ExB偏向器18により偏向された二次電子51は、所定の条件で反射板17に衝突する。この反射板17は円錐形状をしており、被検査試料9に照射する電子線19をシールドするシールドパイプの機能も有している。この反射板17に加速された二次電子51が衝突すると、反射板17からは数eVから50eVのエネルギーを持つ第二の二次電子52が発生する。
The
二次電子検出部7は、真空排気された検査室2内に設けられた二次電子検出器20、検査室2の外に設けられたプリアンプ21、画像信号処理部22、高圧電源26、プリアンプ駆動電源27、AD変換器駆動電源28、逆バイアス電源29が設けられて構成されている。二次電子検出部7のうち、プリアンプ21、画像信号処理部22、プリアンプ駆動電源27、AD変換器駆動電源28は、高圧電源26により正の電位にフローティングされている。
The
二次電子検出部7のうち、二次電子検出器20は、検査室2内の対物レンズ16の上方に配置されている。反射板17に衝突して発生した第二の二次電子52は、逆バイアス電源29の正の電位によって生成された吸引電界により二次電子検出器20へ導かれる。
Of the
二次電子検出器20は、二次電子51が反射板17に衝突して発生した第二の二次電子52を、電子線19の走査のタイミングと連動して検出するように構成されている。走査タイミングと第二の二次電子52検出との連動は、走査タイミングを制御する補正制御部43からの同期信号53によって行われる。二次電子検出器20の出力信号は、検査室2の外に設置されたプリアンプ21で増幅され、画像信号処理部22に含まれるAD変換器200(図2参照)によりデジタルデータに変換される。
The
画像信号処理部22は、AD変換器200(図2参照)を含んで構成され、二次電子検出器20からの出力信号をプリアンプ21によって増幅し、AD変換器200によりデジタル変換し、デジタル変換した信号(画像信号)を、例えば、1走査分のごとに加算平均化などの処理を施し、光変換部23、光伝送路24、電気変換部25を介して、画像処理部5へ伝送する。なお、画像信号処理部22の構成および機能については、別途、図面を参照して詳細に説明する。
The image
本実施形態のSEM式外観検査装置1では、Xステージ31、Yステージ32上に搭載された被検査試料9を走査する電子線19の走査方法として、検査実行時にXステージ31、Yステージ32を静止させて電子線19を被検査試料9に対して二次元(例えばx、y方向)に走査する方法と、検査実行時にYステージ32(Xステージ31とともに)をy方向に連続して一定速度で移動させて電子線19をx方向に直線的に走査する方法と、のいずれかを選択可能なように構成する。
In the SEM type
前者の走査方法の場合、制御部6で入力された往路走査および復路走査の走査ラインを指示するコマンドが補正制御部43へ送られると、この指示コマンドに基づき走査信号発生器44から走査偏向器15に走査信号が送られ、x方向およびy方向の偏向電圧VxおよびVyが制御される。これにより電子線のx,y方向の偏向量が調整され、被検査試料9上を走査する電子線の走査ライン(x,y方向の二次元)や走査速度を制御することができる。ある特定の比較的狭い領域を検査する場合には、被検査試料9を静止させて検査する本方法が有利である。
In the case of the former scanning method, when a command instructing the scanning line for the forward scanning and the backward scanning input by the
また、後者の走査方法の場合、制御部6で入力された走査ラインの指示コマンドが補正制御部43へ送られると、この指示コマンドに基づき走査信号発生器44から走査偏向器15に走査信号が送られ、x方向の偏向電圧Vxが制御されるとともに、補正制御部43から位置制御器(図示せず)に位置制御信号が送られ、この信号に基づきYステージ32の位置が制御される。これにより被検査試料9上を走査する電子線の走査ライン(x、y方向の二次元)や走査速度を制御することができる。比較的広い領域を検査するときは、被検査試料9を連続的に一定速度で移動させて検査する本方法が有効である。
In the latter scanning method, when a scanning line instruction command input by the
Xステージ31およびYステージ32の位置をモニタする位置モニタ用測長器34として、ここでは、レーザ干渉測長計が用いられている。レーザ干渉測長計は、Xステージ31およびYステージ32の位置を実時間でモニタすることができ、その測長結果を制御部6へ転送することができる。また、Xステージ31およびYステージ32を駆動するモータ(図示省略)の回転数などのデータを取得して、各々の駆動部から制御部6に転送されるように構成されている。
As the position monitor
従って、制御部6は、これらのデータに基いて電子線19が照射されている領域や位置を正確に把握することができ、必要に応じて実時間で電子線19の照射位置の位置ずれを補正制御部43で補正することができる。また、被検査試料9ごとに、電子線19を照射した領域を記憶装置に記憶することができる。
Therefore, the
被検査試料高さ測定器35は、光学式測定器、例えば、レーザ干渉測定器や反射光の位置で変化を測定する反射光式測定器が使用され、Xステージ31およびYステージ32上に搭載された被検査試料9の高さを実時間で測定できるように構成されている。本実施形態では、スリットを通過した細長い白色光を透明な窓越しに被検査試料9に照射し、反射光の位置を位置検出モニタにて検出し、位置の変動から高さの変化量を算出する方式を用いている。この光学式高さ測定器35の測定データに基いて、対物レンズ16の焦点距離がダイナミックに補正され、常に被検査領域に焦点が合った電子線19を照射できるようにされている。また、被検査試料9の反りや高さ歪みを電子線照射前に予め測定しておき、そのデータをもとに対物レンズ16の被検査領域毎の補正条件を設定するように構成することも可能である。
The sample
画像処理部5は、第一画像記憶部46、第二画像記憶部47、演算部48、欠陥判定部49、モニタ50などを含んで構成されている。画像信号処理部22から光変換部23、光伝送路24および電気変換部25を介して送信される画像信号は、第一画像記憶部46または第二画像記憶部47に記憶される。
The
演算部48は、第一画像記憶部46に記憶された画像信号と第二画像記憶部47に記憶された画像信号との位置合せ、信号レベルの規格化、ノイズ信号を除去するための各種画像処理を施し、双方の画像信号を比較演算する。欠陥判定部49は、演算部48にて比較演算された差画像信号の絶対値を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値よりも差画像信号レベルが大きい場合に、その画素を欠陥候補と判定し、モニタ50に、その位置や欠陥数などを表示する。なお、画像処理部5の構成および機能は、従来の一般的なSEM式外観検査装置に含まれる画像処理部の構成および機能と同様の構成であってもよい。
The
<2.画像信号処理部の構成および機能>
続いて、図2を用いて、複数の検査ラインを走査する動作をユニット化した多重走査を実現するための画像信号処理部22の詳細な構成および機能について説明する。なお、検査ラインとは、電子線19の1回の走査により被検査試料9表面上に描かれる電子線照射の軌跡線(走査ライン)のことをいう。
<2. Configuration and Function of Image Signal Processing Unit>
Next, the detailed configuration and function of the image
図2は、二次電子検出部7に含まれる画像信号処理部22の構成の例を示した図である。図2に示すように、画像信号処理部22は、AD変換器200、同期回路201、レート変換部202、加算平均部209、PS(Parallel to Serial)変換部203、画像メモリ206、制御レジスタ207を含んで構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the image
AD変換器200は、電子線19によって走査された被検査試料9の検査ライン上の材質や形状に依存して得られる信号、すなわち、二次電子検出器20により検出され、プリアンプ21で増幅された信号(アナログ信号)を、デジタル信号(デジタル画像信号210)に変換する。本実施形態では、検査ラインには、例えば、上から順に識別番号(アドレスという)が付されているとする。
The
同期回路201は、AD変換器200から出力されるデジタル画像信号210と、補正制御部43から入力される同期信号211(図1の同期信号53に相当)と、のタイミング調整を行う。ここでは、制御レジスタ207で指定される遅延量信号212に基づき、シフトレジスタを利用してクロック単位で両者の信号を同期化させる。
The
レート変換部202は、AD変換器200のサンプリングレートを、加算平均部209で加算や除算(平均処理)を行うクロックグレートに変換する。ここでは、加算平均を行う加算回数は、制御レジスタ207からのレート選択信号213によって指定される。例えば、800MHzでサンプリングしたデジタル画像信号210に対し、レート選択信号213により、2回加算して平均することが指定された場合には、実質的なデジタル画像信号のサンプリングレートは、400MHzとなる。従って、加算平均後、有効なデジタル画像信号のデータ量は1/2となる。
The
加算平均部209は、被検査試料9の同じアドレスの検査ラインを複数回走査してそれぞれ取得されるデジタル画像信号210を加算し、平均する処理を行う。ここで、加算平均部209は、加算部204、シフトレジスタ205、加算コントローラ208を含んで構成される。
The addition averaging unit 209 performs a process of adding and averaging the digital image signals 210 acquired by scanning the inspection line of the same address of the
加算部204は、制御レジスタ207によってあらかじめ指定された回数だけ走査して取得された同じアドレスの検査ラインで同じ画素位置のデジタル画像信号210を加算する。ここで、加算部204の動作は、多重走査によるデジタル画像信号210の加算平均をサポートするものである。
The
すなわち、加算部204は、AD変換器200から出力され、同期回路201およびレート変換部202を経由して供給されたデジタル画像信号210を受信したときには、そのデジタル画像信号210が当該検査ラインに対して初回の走査で得られたものであるか否を判定し、初回の走査で得られたものである場合には、デジタル画像信号210のデータを当該検査ラインのアドレスおよび画素位置に対応付けられたアドレスの画像メモリ206に退避する(格納する)。
That is, when the
また、そのデジタル画像信号210が2回目以降の走査で得られたものである場合には、画像メモリ206から当該アドレスの検査ラインで同じ画素位置のデジタル画像信号のデータ215を読み戻して、その読み戻したデータ215に、今回の走査で取得されたデジタル画像信号210のデータを加算する。そして、その加算回数があらかじめ指定された回数に達していない場合には、加算結果214を、検査ラインのアドレスおよび画素位置に対応付けられたアドレスの画像メモリ206に退避する。一方、加算回数があらかじめ指定された回数に到達した場合には、加算結果218をシフトレジスタ205へ転送する。また、そのときには、前記の読み戻されたデジタル画像信号のデータ215が退避されていたアドレス位置の画像メモリ206をゼロクリアして、そのメモリ領域を解放する。
When the
シフトレジスタ205は、平均を求めるための除算器として機能する。ただし、シフトレジスタ205による除算は、その除数が2,4,8・・・など2のべき乗である場合に限って可能である。従って、本実施形態では、加算部204でデジタル画像信号210を加算する加算回数は、2のべき乗に限定される。なお、その場合のシフトレジスタ205による除算は、単なるシフト動作により除算結果を得ることができるので、高速処理が可能であり、しかも、簡単な回路で除算ができるというメリットがある。
The
加算コントローラ208は、制御レジスタ207から走査条件データ220の提供を受けて、その走査条件データ220に基づき、加算部204に対して、加算回数を含めた加算制御信号217を出力する。また、加算コントローラ208は、画像メモリ206に対して、加算結果214を格納するためのメモリアドレスを生成し、読み出し/書き込み制御信号を含めた画像メモリアクセス信号216を出力する。加算コントローラ208は、さらに、シフトレジスタ205に対して、除算用のビットシフト量221を出力するとともに、制御レジスタ207に対して、エラーステータスを含んだ自身の動作状態を表すステータス信号219を出力する。
The
PS変換部203は、シフトレジスタ205による除算によって得られたデジタル画像信号210の加算平均値のパラレルデータ222をシリアルデータ223に変換し、光変換部23へ出力する。なお、このシリアル変換に際しては、CRC(Cyclic Redundancy Code)などのエラーチェック符号が付加される。
The
画像メモリ206は、デジタル画像信号210の加算平均を算出するとき、その加算値を退避しておくために用いられる。なお、同じアドレスの検査ラインを単に複数回走査するような簡単な走査方法である場合には、画像メモリ206には、1検査ラインの画素数分のメモリが準備されていればよいが、本実施形態では、後記するように、複数検査ラインの走査を1つの単位とした多重走査が行われるので、その多重走査の方法に応じて、複数の検査ライン分の画素数のメモリが必要となる。なお、画像メモリ206の記憶容量が大きければ大きいほど、多重走査の方法の自由度が大きくなる。
The
制御レジスタ207は、制御部6から送信された制御データ224を受信して、保持するとともに、画像信号処理部22内の動作を制御する。制御データ224には、走査の具体的な方法を定める走査条件データが含まれ、その中には、後記する走査セットで定義される走査回数や走査ピッチ距離などのデータが含まれる。さらに、制御データ224には、プリアンプ21など二次電子検出部7を構成する他のブロックを制御するためのデータも含まれている。また、制御レジスタ207は、画像信号処理部22内の動作状態を制御部6に対して表示するステータスデータ225を有している。
The
<3.複数の検査ライン走査のユニット化>
続いて、図3〜図5を用いて、検査ラインを多重走査するとき、一連の複数の検査ラインの走査を、1つの走査単位としてユニット化する「走査セット」の概念について説明する。
<3. Unitization of multiple inspection line scans>
Next, the concept of “scanning set” that unitizes a series of scanning of a plurality of inspection lines as one scanning unit when multiple scanning of the inspection lines is performed will be described with reference to FIGS.
図3は、走査セットの例を模式的に示した図である。図3には、走査多重度が「4」で、走査距離が「2」である走査セットの例が示されている。図3において、横方向の矢印は、検査ラインを表し、実線の矩形で囲まれた4つの検査ラインの走査は、走査セット101を表している。ここで、矩形内の数字は、走査される検査ラインのアドレスを表している。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a scan set. FIG. 3 shows an example of a scan set in which the scan multiplicity is “4” and the scan distance is “2”. In FIG. 3, the horizontal arrow represents the inspection line, and the scanning of the four inspection lines surrounded by the solid rectangle represents the
図3において、左端の走査セット101は、1,3,5,7のアドレスの検査ラインが上から順に走査されることを表し、その右隣の走査セット101は、2,4,6,8のアドレスの検査ラインが上から順に走査されることを表し、以下、同様である。このとき、検査ラインのアドレスが1つ跳びになっているのは、走査距離が「2」に指定されているためである。なお、走査距離は「2」に限定されるものではなく、「1」、「3」、「4」などであってもよい。
In FIG. 3, the scan set 101 at the left end represents that the inspection lines with
このような走査セット101の概念を用いて多重走査を行う場合には、走査セット101があたかも1つの検査ラインのように取り扱われるので、走査セット101内で定められた順での検査ラインの走査が優先される。従って、図3の例では、まず、左端の走査セット101内で、アドレスが1,3,5,7の検査ラインの走査が行われ、次に、その右隣の走査セット101内で、アドレスが2,4,6,8の検査ラインの走査が行われ、以下、同様の順で走査が行われる。
When multiple scanning is performed using such a concept of the scan set 101, the scan set 101 is treated as if it were one inspection line, so that the inspection lines are scanned in the order determined in the scan set 101. Takes precedence. Therefore, in the example of FIG. 3, first, scanning of the inspection lines with
このとき、各走査セット101における最上部の検査ラインのアドレスは、基準位置アドレス102と呼ばれ、走査セット101内の検査ラインの走査が終わるたびに、1つずつインクリメントされる。従って、各検査ラインは、多くとも、走査多重度×走査距離で与えられる回数の走査が行われると、走査多重度回数の走査が行われることになる。ちなみに、図3の例では、アドレスが7の検査ラインは、25回目の走査で4回走査されている。
At this time, the address of the uppermost inspection line in each scan set 101 is referred to as a reference position address 102, and is incremented by one every time scanning of the inspection line in the scan set 101 is completed. Accordingly, at most, each inspection line is scanned the number of times of scanning multiplicity when the number of times of scanning given by the scanning multiplicity × scanning distance is performed. Incidentally, in the example of FIG. 3, the inspection line with the
なお、走査セット101を定めるための走査多重度や走査距離のデータは、制御部6に備えられた入力装置や表示装置を介して、ユーザによって設定される。その設定された走査セット101を定める情報(走査多重度や走査距離など)は、制御部6の記憶装置に記憶され、制御部6は、その走査セット101を定める情報に基づき、補正制御部43などを介して、電子線19の走査制御を実行する。また、走査セット101を定める情報は、画像信号処理部22の制御レジスタ207(図2参照)にも設定される。
Note that the data of the scanning multiplicity and the scanning distance for determining the scanning set 101 are set by the user via an input device and a display device provided in the
ところで、同じ検査ラインを多重走査する場合、各走査で得られる検査ラインのデジタル画像信号の加算平均を算出する必要があるが、その加算平均を算出するのは、図2に示した加算平均部209である。前記したように、加算平均部209は、所定の回数の加算が終了するまでは、その検査ラインのデジタル画像信号の加算値を画像メモリ206に退避しておく。従って、加算コントローラ208は、画像メモリ206を頻繁にアクセスすることになる。そこで、加算コントローラ208は、走査セット101を用いた多重走査に適した画像メモリ206のアドレス計算をする画像メモリアドレス制御部を備えている。
Incidentally, when the same inspection line is subjected to multiple scanning, it is necessary to calculate the addition average of the digital image signals of the inspection lines obtained in each scan. The addition average is calculated by the addition averaging unit shown in FIG. 209. As described above, the addition averaging unit 209 saves the added value of the digital image signal of the inspection line in the
図4は、加算コントローラ208に含まれて、画像メモリ206アクセスのためのメモリアドレスを生成する画像メモリアドレス制御部の構成の例を示した図である。図4に示すように、画像メモリアドレス制御部208aは、ポインタ制御部226、走査セットメモリ227、基準位置生成部228、アドレス生成部229などを含んで構成される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of an image memory address control unit included in the
アドレス生成部229は、画像メモリ206をアクセスするためのメモリアドレス234を生成する。なお、ここで生成されたメモリアドレス234は、加算コントローラ208内で別途生成される画像メモリ206の読み出し/書き込み制御信号を併せ纏めて、画像メモリアクセス信号216となる。
The
基準位置生成部228は、そのとき走査された検査ラインが含まれる走査セット101の基準位置アドレス102(図3参照)を生成し、アドレス生成部229へ供給する。また、走査セットメモリ227は、走査セット101内の各検査ラインに対する基準位置アドレス102からの相対アドレスを生成し、アドレス生成部229へ供給する。従って、アドレス生成部229は、基準位置アドレス102と、基準位置アドレス102からの相対アドレスとに基づき、そのとき走査中の検査ラインのアドレスを求め、その検査ラインのアドレスと画素位置とに基づき、画像メモリ206をアクセスするためのメモリアドレス234を生成することができる。
The reference
ここで、基準位置生成部228は、例えば、カウンタによって構成され、そのカウンタは、被検査試料9における検査対象領域が定められ、検査が開始されたときに初期化され、走査セット101が更新されたことを示す走査セット識別信号230が入力されるたびにインクリメントされる。なお、走査セット識別信号230は、走査セット101が変わるたびに、その走査セット101を識別する信号として変更される。
Here, the reference
また、走査セットメモリ227には、各走査セット101の構成に応じた相対アドレスのデータが記憶されており、その相対アドレスのデータは、ポインタ制御部226によって選択される。このとき、ポインタ制御部226内に設けられたポインタは、走査セット識別信号230が入力されたとき、初期化(ゼロクリア)され、同期信号211が入力されたときインクリメントされる。
The scan set
図5は、各走査セット101の構成に応じて、走査セットメモリ227に格納されているデータの例を示した図である。図5において、(a)は、走査多重度が「2」、走査距離が「2」の場合の例、(b)は、走査多重度が「4」、走査距離が「3」の場合の例、(c)は、走査多重度が「8」、走査距離が「4」の場合の例、(d)は、走査多重度が「16」、走査距離が「2」の場合の例である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data stored in the scan set
なお、図3に示した走査セット101の例の場合、走査多重度が「4」、走査距離が「2」であるから、走査セットメモリ227に格納されているデータは、図4(b)で、そのデータを0,2,4,6としたものに相当する。
In the case of the example of the scan set 101 shown in FIG. 3, the scan multiplicity is “4” and the scan distance is “2”. Therefore, the data stored in the scan set
以上のように、本実施形態では、加算コントローラ208の中に画像メモリアドレス制御部208aを設け、さらに、画像メモリアドレス制御部208aの中に走査セットメモリ227を設けたことにより、走査セット101の構成が異なっても、走査セットメモリ227に格納されているデータを書き換えるだけで対応することが可能となった。従って、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1は、各種の走査方法にフレキシブルに対応することができる。
As described above, in this embodiment, the image memory address control unit 208a is provided in the
<4.基本走査方法>
以下、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1で実施される走査方法の具体例について説明する。図6は、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1による基本走査方法の例を示した図である。この基本走査方法は、従来から一般的に行われている走査方法に相当する。
<4. Basic scanning method>
Hereinafter, a specific example of the scanning method performed by the SEM
図6(a)には、電子線19が被検査試料9(図1参照)表面の検査ライン300上を、上から順に所定のラインピッチ301で一定方向(往路方向)に走査する様子が示されている。また、図6(b)には、走査時の走査偏向器15の偏向電圧Vx,Vyの時間推移、および、二次電子検出部7や走査信号発生器44へ送出される同期信号の時間推移が示されている(ここでは、走査偏向器15が静電偏向方式であることを想定している)。
FIG. 6A shows a state in which the
ここで、図6(a)における各走査302〜305は、図6(b)における時間区間302〜305の走査偏向器15の動作に対応している。また、図6(b)における同期信号は、二次電子検出器20から出力される画像信号に対する水平同期信号(H-valid信号)であり、図1の同期信号53に相当する。
Here, each of the
また、図6(b)では、Vx、Vyは、試料ステージ(Xステージ31およびYステージ32)を動かさない場合に、走査偏向器15に印加するx、y方向の偏向電圧の変化を示しているが、Vyを一定として試料ステージをy方向に移動させてもよい(後記する他の走査方法におけるVyについても同様)。
In FIG. 6B, Vx and Vy indicate changes in deflection voltages in the x and y directions applied to the
また、この基本走査方法の例では、電子線19をx方向に走査している間(Vxが右上がりのランプ波形の間)は、y方向の走査(移動)を行わない(Vyを一定としている)としているが、それに限定されるものではない。例えば、試料ステージをy方向に移動しつつ電子線19を±x方向に走査させる形態であってもよい(後記する他の走査方法の例においても同様)。
Further, in this example of the basic scanning method, scanning (moving) in the y direction is not performed (Vy is constant) while the
図7は、基本走査方法における画像信号処理部22の動作を表したフローチャートの例を示した図である。以下、画像信号処理部22の動作を、図7および図2を参照しつつ説明する。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a flowchart showing the operation of the image
まず、同期回路201内のシフトレジスタを用いて、制御レジスタ207にあらかじめ設定された制御データに基づき、補正制御部43から入力される同期信号211とAD変換器200から入力されるデジタル画像信号210との同期合わせを行う(ステップS10)。
First, using the shift register in the
次に、レート変換部202は、制御レジスタ207にあらかじめ設定された制御データに基づき、AD変換器200におけるサンプリングレートを、加算平均部209で加算する回数に応じて、加算平均部209で加算や除算を行うクロックレートに変換する(ステップS11)。ただし、図6の基本走査方法の例では、加算平均部209における加算処理が行われないので、サンプリングレートの変換もとくには行われない。
Next, the
次に、PS変換部203は、シフトレジスタ205によって得られる加算平均された(ただし、この例では加算平均されていない無処理の)デジタル画像信号210のパラレルデータを、シリアルデータに変換し(ステップS12)、そのシリアルデータを光変換部23へ送信する。光変換部23は、受信したシリアルデータの電気信号を光信号に変換する(ステップS13)。
Next, the
<4.プリチャージ付き加算走査法>
図8は、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1によるプリチャージ付き加算走査法の例を示した図である。
<4. Additive scanning with precharge>
FIG. 8 is a diagram showing an example of the addition scanning method with precharge by the SEM type
図8(a)には、被検査試料9(図1参照)表面の検査ライン300上を、上から順に所定のラインピッチ301で、復路方向(破線の矢印方向)の走査でプリチャージまたはディスチャージしながら、また、往路方向(実線の矢印方向)で二次電子検出器20で画像信号を取得する検査走査を2回行う走査セット101が示されている。また、図8(b)には、走査時の走査偏向器15の偏向電圧Vx,Vyの時間推移、および、二次電子検出部7や走査信号発生器44へ送出される同期信号の時間推移が示されている。
FIG. 8A shows precharge or discharge on the
ここで、図8(a)における復路走査302,303、往路走査310,311は、それぞれ、図8(b)における時間区間302,303,310,311の走査偏向器15の動作に対応している。また、同期信号は、二次電子検出器20から出力される画像信号に対する水平同期信号(H-valid信号)であるので、復路走査302,303の時間区間では、ON状態にならない。
Here, the
なお、図8(a)、(b)において、復路走査302、303をチャージまたはディスチャージ走査とするのではなく、二次電子検出器20で画像信号を取得する検査走査としてもよい。その場合には、同じ検査ラインの画像信号が4回取得されることになる。従って、図8(b)の同期信号は、復路走査302,303の時間区間でも、ON状態となる。
In FIGS. 8A and 8B, the
図9は、図8に示したプリチャージ付き加算走査法における画像信号処理部22の動作を表したフローチャートの例を示した図である。以下、画像信号処理部22の動作を、図9および図2を参照しつつ説明する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a flowchart showing the operation of the image
まず、同期回路201内のシフトレジスタを用いて、制御レジスタ207にあらかじめ設定された制御データに基づき、補正制御部43から入力される同期信号211とAD変換器200から入力されるデジタル画像信号210との同期合わせを行う(ステップS20)。
First, using the shift register in the
次に、レート変換部202は、制御レジスタ207にあらかじめ設定された制御データに基づき、AD変換器200におけるサンプリングレートを、加算平均部209で加算する回数に応じて、加算平均部209で加算や除算を行うクロックレートに変換する(ステップS21)。
Next, the
次に、加算コントローラ208は、往路走査310、311により二次電子検出器20から得られたデジタル画像信号210のデータを加算する(ステップS22)。図8の例の場合、走査セット101は、走査多重度が「2」、走査距離が「0」となる。すなわち、同じアドレスの検査ラインのデジタル画像信号210のデータが2回連続して取得され、加算される。なお、その加算回数は、あらかじめ制御レジスタ207に設定されている。
Next, the
次に、加算コントローラ208は、この加算処理を所定の回数(制御レジスタ207に設定されている回数)行ったか否かを判定し(ステップS23)、所定の回数の加算を終えるまで加算を繰り返す(ステップS23でNo)。また、所定の回数の加算が行われた場合には(ステップS23でYes)、加算コントローラ208は、シフトレジスタ205により除算処理を行い(ステップS24)、加算されたデジタル画像信号210のデータの平均値を取得する。
Next, the
こうして取得されたデジタル画像信号のデータの平均値は、PS変換部203により、パラレルデータからシリアルデータに変換され(ステップS24)、さらに、光変換部23により、電気信号から光信号へ変換される(ステップS25)。
The average value of the digital image signal data thus obtained is converted from parallel data to serial data by the PS converter 203 (step S24), and further converted from an electrical signal to an optical signal by the
なお、復路走査302、303も、二次電子検出器20で画像信号を取得する検査走査とする場合には、走査セット101の走査多重度は、「4」となる。また、この場合には、アドレス生成部229(図4参照)は、往路走査310、311と復路走査302,303とでは、画像メモリ206に対する各画素位置のメモリアドレスを、それぞれ逆方向に計算する必要がある。
When the
以上のように、プリチャージ付き加算走査法では、同じ検査ライン300のデジタル画像信号のデータを複数回取得して平均するので、S/Nを向上させることができ、より高精度のデジタル画像信号を得ることができる。また、復路走査も二次電子検出器20で画像信号を取得する検査走査とした場合には、電子線19の振り戻しの無駄時間をなくすことができるので、高スループットの多重加算走査を実現することができる。
As described above, in the addition scanning method with precharge, the digital image signal data of the
<5.多重ライン加算走査法>
図10は、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1による多重ライン加算走査法の例を示した図である。多重ライン加算走査法は、前記した走査セット101(図3参照)の概念を最も有効に利用した走査方法である。
<5. Multiple line addition scanning method>
FIG. 10 is a diagram showing an example of the multiple line addition scanning method by the SEM type
図10(a)には、電子線19が被検査試料9(図1参照)表面の検査ライン300上を、走査多重度が「4」、走査距離が「1」の構成を有する走査セット315に基づき、走査する様子が示されている。また、この走査セット315では、往路走査(実線の矢印方向の走査)だけでなく、復路走査(破線の矢印方向の走査)も、二次電子検出器20で画像信号を取得する検査走査であるとしている。
FIG. 10A shows a scanning set 315 in which the
また、図10(a)において、走査が行われる順番は、矢印(1)、(2)、(3)、・・・で示される通りであるが、図10(b)は、その走査順を、図3と同様に、走査セット315ごとに纏めて示したものである。この図から、この操作方法は、往路走査と復路走査を交互に繰り返す走査を、ラインピッチを1つずつ4回進める1組の走査セット315を、ラインピッチ方向(図ではy方向)に1つずつずらして繰り返していく走査方法であることが分かる。 Further, in FIG. 10A, the scanning order is as shown by arrows (1), (2), (3),..., But FIG. Is collectively shown for each scan set 315, as in FIG. From this figure, this operation method is such that one scan set 315 is advanced in the line pitch direction (y direction in the figure) by repeating the scan in which the forward scan and the backward scan are alternately repeated, and the line pitch is advanced four times one by one. It can be seen that this is a scanning method that is shifted and repeated.
なお、図10(b)では、縦軸の下方に向かって走査セット315内での検査ラインを走査する方法と順序が示され、また、横軸の右方に向かって走査セット315が実行される時間推移が示されている。従って、図10(b)からは、上から4番目の検査ライン314は、13回目の往路走査で画像信号を取得する検査走査を4回したことが分かる。こうして同じ検査ライン314の走査で得られるデジタル画像の信号は、互いに加算され、平均される。
In FIG. 10B, the method and the order of scanning the inspection line in the scan set 315 are shown below the vertical axis, and the scan set 315 is executed to the right of the horizontal axis. The time transition is shown. Accordingly, FIG. 10B shows that the
また、図10(c)には、走査時の走査偏向器15の偏向電圧Vx,Vyの時間推移、および、二次電子検出部7(図1参照)や走査信号発生器44へ送出される同期信号53の時間推移が示されている。
In FIG. 10C, the time transition of the deflection voltages Vx and Vy of the
以上のような多重ライン加算走査法では、同じ検査ラインが連続して走査されることはなく、例えば、図10の例では、各検査ラインは、1.5往復走査分の時間、走査されない時間が確保される。すなわち、同じ検査ラインは、一定のインターバルをおいて走査される。同じ検査ラインが、連続してではなく、一定のインターバルをおいて走査されると、ウェーハの種類、ウェーハの処理工程(走査環境)によっては、被検査試料9表面への帯電制御効率が著しく向上する場合があり、その場合には、高精度、高コントラストの画像取得が可能になり、その結果、表面欠陥の検出性能が向上する。
In the multi-line addition scanning method as described above, the same inspection line is not continuously scanned. For example, in the example of FIG. 10, each inspection line is not scanned for 1.5 reciprocating scans. Is secured. That is, the same inspection line is scanned at regular intervals. When the same inspection line is scanned at regular intervals rather than continuously, the charge control efficiency on the surface of the
図11は、図10に示した多重ライン加算走査法における画像信号処理部22の動作を表したフローチャートの例を示した図である。なお、多重ライン加算走査法における画像信号処理部22の動作は、図9に示した画像信号処理部22の動作と実質的には同じであるので、ここでは、図9の加算処理(ステップS22)から除算処理(ステップS24)までの処理部分を、多重ライン加算走査法に適合させて詳しく説明する。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a flowchart showing the operation of the image
加算コントローラ208は、同期信号211と同じ経路で送られてくる走査セット識別信号230(図4参照)に基づき、走査セット315の開始タイミングを知ることができる。そこで、加算コントローラ208は、当該走査が走査セット315における1回目の走査であるか否かを判定し、1回目の走査であった場合には(ステップS30でYes)、その走査により取得された画像データ(AD変換器200から出力されるデジタル画像信号210として得られるデータ)を、当該走査対象の検査ラインのアドレスと検査ライン中の画素位置とに対応付けて、画像メモリ206へ退避(格納)する(ステップS34)。一方、当該走査が走査セット315における1回目の走査でなかった場合には(ステップS30でNo)、当該走査対象の検査ラインのアドレスと検査ライン中の画素位置とに対応付けて退避されていた画像データを、画像メモリ206から読み戻す(ステップS31)。
The
次に、加算コントローラ208は、画像メモリ206から読み戻した画像データと当該走査により取得した画像データとの加算処理を行い(ステップS32)、その加算回数が当該走査セット315によって定められた加算回数(走査多重度)に達していない場合には(ステップS33でNo)、前ステップの加算処理で得られた画像データを、当該走査対象の検査ラインのアドレスと検査ライン中の画素位置とに対応付けて、画像メモリ206へ退避(格納)する(ステップS34)。一方、その加算回数が当該走査セット315によって定められた加算回数(走査多重度)に達していた場合には(ステップS33でYes)、前ステップの加算処理で得られた画像データをシフトレジスタ205へ転送する。シフトレジスタ205は、ビットシフトによる除算処理を行い(ステップS34)、当該検査ラインを複数回走査したことによって得られた画像データの加算平均を得る。
Next, the
<5.GUI(Graphical User Interface)>
図12は、本実施形態に係るSEM式外観検査装置1におけるGUI操作画面の例を示した図である。図12に示すようにGUI操作画面500には、検査条件ウィンドウ510、検査結果表示ウィンドウ520、走査方法設定ウィンドウ530、操作メニューバー540などを含んで構成される。なお、このGUI表示画面500は、制御部6(図1参照)に付属する表示装置または画像表示部5のモニタ50に表示される。
<5. GUI (Graphical User Interface)>
FIG. 12 is a diagram showing an example of a GUI operation screen in the SEM type
走査方法設定ウィンドウ530には、走査方式、振り戻し、多重走査などを指定する入力欄560,570,580が設けられている。走査方式の入力欄560では、一方向の走査(片振り)方法なのか、振り戻しを加えた両方向の走査(両振り)方法、などを指定する。また、振り戻しの入力欄570では、振り戻しを行う走査方法で、振り戻し走査の役割を設定する。すなわち、振り戻し走査で、画像データを取得するのか、プリチャージまたはディスチャージをするのか、などを設定する。また、多重走査の入力欄580では、同じ検査ラインを走査する回数や走査する検査ライン間の距離を設定する。こうして設定された情報に基づき、走査セットを構成するデータが設定される。
The scanning
なお、これらの入力欄560,570,580をプルダウンメニューにして、あらかじめ用意された設定データをユーザに選択させるようにしてもよい。 Note that these input fields 560, 570, and 580 may be used as pull-down menus to allow the user to select setting data prepared in advance.
走査方法設定ウィンドウ530によって設定された走査方法に基づき、どのような走査が行われるかは、検査条件ウィンドウ510の中に検査ライン構成505や走査セット構成(図示省略)の形で表示される。従って、ユーザは、設定した走査方法で、どのような走査が行われるかを視覚的に確認することができる。
Based on the scanning method set by the scanning
また、検査条件ウィンドウ510には、設定された走査方法に関する検査指標550が表示される。検査指標550は、指定された走査方法により得られる検査の品質や検査スループットを表す指標量であり、例えば、走査線数、帯電安定度、ドーズ量、検査速度などがある。
The
以上のような検査のための条件が設定され、例えば、操作メニューバー540の検査開始ボタンがクリックされると、制御部6は、設定された各種条件や走査セットのデータに基づき電子線19の走査を制御しながら、設定された検査を実行する。検査が終了すると、その検査結果が、検査結果表示ウィンドウ520に表示される。検査結果表示ウィンドウ520には、例えば、欠陥数、欠陥ダイ数、欠陥密度、検査時間、検査日時などが表示される。また、検査条件ウィンドウ510の「ウェーハ」や「ダイ」が付されたタブがクリックされた場合には、検査条件ウィンドウ510には、ウェーハやダイにおける欠陥位置を表示したウェーハマップやダイマップが表示される。
When the conditions for the inspection as described above are set, for example, when the inspection start button of the
なお、走査方法設定ウィンドウ530などで入力される設定データは、例えば、レシピなどを用いてあらかじめ設定するようにしておいてもよい。レシピの作成は、操作メニューバー540のレシピ作成の開始ボタンがクリックされると、レシピ作成をサポートする画面(図示せず)が表示されるので、ユーザは、その画面を用いてレシピを作成することができる。レシピをあらかじめ作成しておけば、検査を開始するに当たって、ユーザが交差方法などのデータを設定する手間が省けるので、検査の効率向上にもなり、ユーザの入力ミスをなくす効果もある。また、ユーザ入力がなくなるので、検査の自動化も可能となる。
Note that the setting data input in the scanning
1 SEM式外観検査装置
2 検査室
3 電子光学系
4 光学顕微鏡部
5 画像処理部
6 制御部
7 二次電子検出部
8 試料室
9 被検査試料
10 電子銃
11 電極
12 コンデンサレンズ
13 ブランキング偏向器
15 走査偏向器
16 対物レンズ
17 反射板
18 ExB偏向器
19 電子線
20 二次電子検出器
21 プリアンプ
22 画像信号処理部
23 光変換部
24 光伝送路
25 電気変換部
26 高圧電源
27 プリアンプ駆動電源
28 AD変換器駆動電源
29 逆バイアス電源
30 試料台
31 Xステージ
32 Yステージ
34 位置モニタ用測長器
35 測定器
36 高圧電源
40 光源
41 光学レンズ
42 CCDカメラ
43 補正制御部
44 走査信号発生器
45 対物レンズ電源
46 第一画像記憶部
47 第二画像記憶部
48 演算部
49 欠陥判定部
50 モニタ
51 二次電子
52 第二の二次電子
53 同期信号
101 走査セット
102 基準位置アドレス
200 AD変換器
201 同期回路
202 レート変換部
203 PS変換部
204 加算部
205 シフトレジスタ
206 画像メモリ
207 制御レジスタ
208 加算コントローラ
208a 画像メモリアドレス制御部
209 加算平均部
210 デジタル画像信号
211 同期信号
226 ポインタ制御部
227 走査セットメモリ
228 基準位置生成部
229 アドレス生成部
230 走査セット識別信号
234 メモリアドレス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 SEM type external appearance inspection apparatus 2 Inspection room 3 Electron optical system 4 Optical microscope part 5 Image processing part 6 Control part 7 Secondary electron detection part 8 Sample room 9 Sample to be inspected 10 Electron gun 11 Electrode 12 Condenser lens 13 Blanking deflector DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Scanning deflector 16 Objective lens 17 Reflector 18 ExB deflector 19 Electron beam 20 Secondary electron detector 21 Preamplifier 22 Image signal processing part 23 Optical conversion part 24 Optical transmission line 25 Electrical conversion part 26 High voltage power supply 27 Preamplifier drive power supply 28 AD converter drive power supply 29 Reverse bias power supply 30 Sample stage 31 X stage 32 Y stage 34 Length monitor for position monitor 35 Measuring instrument 36 High voltage power supply 40 Light source 41 Optical lens 42 CCD camera 43 Correction controller 44 Scanning signal generator 45 Objective Lens power supply 46 First image storage unit 47 Second image storage unit 48 Arithmetic unit 49 Defect determination unit 50 Monitor 51 Secondary electron 52 Second secondary electron 53 Synchronization signal 101 Scan set 102 Reference position address 200 AD converter 201 Synchronization circuit 202 Rate conversion unit 203 PS conversion unit 204 Addition unit 205 Shift register 206 Image memory 207 Control register 208 Addition controller 208a Image memory address control unit 209 Addition averaging unit 210 Digital image signal 211 Synchronization signal 226 Pointer control unit 227 Scan set memory 228 Reference position generation unit 229 Address generation unit 230 Scan set identification signal 234 memory address
Claims (9)
前記走査制御部は、
走査すべき走査ライン数とその走査ライン間距離とにより定められた複数の走査からなる走査セットの情報に基づき、所定の初期位置のアドレスの走査ラインから前記走査セットの情報で定められた走査ライン間距離ごとに、前記走査セットの情報で定められた走査ライン数の走査ラインの走査を行う制御を行う第1の走査セット走査制御処理と、
前記所定の初期位置のアドレスを1つずつインクリメントしながら、前記第1の走査セット走査制御処理を繰り返して行う第2の走査セット走査制御処理と、
を実行すること
を特徴とするSEM式外観検査装置。 A scanning control unit that controls scanning of the electron beam; and an image signal processing unit that processes an image signal of the substrate surface obtained by scanning the substrate surface with the electron beam, and the image signal processing unit performs processing. A SEM type visual inspection apparatus for inspecting the appearance defect of the substrate surface based on the image signal,
The scanning control unit
Based on the information of the scan set consisting of a plurality of scans determined by the number of scan lines to be scanned and the distance between the scan lines, the scan line determined by the information of the scan set from the scan line at the address of the predetermined initial position A first scan set scanning control process for performing a control of scanning the number of scan lines determined by the information of the scan set for each distance;
A second scan set scan control process that repeats the first scan set scan control process while incrementing the address of the predetermined initial position one by one;
The SEM type visual inspection apparatus characterized by performing
同じアドレスの走査ラインの走査で取得された画像信号を互いに加算して平均する処理を行うこと
を特徴とする請求項1に記載のSEM式外観検査装置。 The image signal processor is
The SEM type visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the image signals acquired by scanning the scanning lines with the same address are added and averaged.
前記取得された画像信号を一時記憶する画像メモリと、その画像メモリをアクセスするアドレスを制御するアドレス制御部と、を含んで構成され、
前記アドレス制御部は、
前記画像メモリをアクセスするためのアドレスを、そのとき走査した走査ラインが含まれる走査セットの初期位置のアドレスと、その走査ラインの走査セット内における相対アドレスと、に基づき生成すること
を特徴とする請求項2に記載のSEM式外観検査装置。 The image signal processor is
An image memory that temporarily stores the acquired image signal; and an address control unit that controls an address for accessing the image memory.
The address control unit
An address for accessing the image memory is generated based on an address of an initial position of a scan set including a scan line scanned at that time and a relative address in the scan set of the scan line. The SEM type appearance inspection apparatus according to claim 2.
前記走査セットで定められた走査ライン数とその走査ライン間距離に基づき得られる前記走査セット内における各走査ラインの前記初期位置からの相対アドレスを記憶した走査セットメモリを備え、
前記走査した走査ラインの走査セット内における相対アドレスを、前記走査セットメモリを読み出して取得すること
を特徴とする請求項3に記載のSEM式外観検査装置。 The address control unit
A scan set memory storing a relative address from the initial position of each scan line in the scan set obtained based on the number of scan lines determined in the scan set and a distance between the scan lines;
The SEM type visual inspection apparatus according to claim 3, wherein a relative address in the scan set of the scanned scan line is obtained by reading the scan set memory.
前記走査セットで定められる走査に対して、往方向および復方向の少なくとも一方の方向の走査が画像信号を取得する走査であるように走査を制御すること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のSEM式外観検査装置。 The scanning control unit
5. The scanning is controlled such that scanning in at least one of a forward direction and a backward direction is scanning for acquiring an image signal with respect to scanning determined by the scanning set. The SEM type visual inspection apparatus according to any one of the above.
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のSEM式外観検査装置。
The scanning is performed so that the scanning in one of the forward direction and the backward direction is a scanning for acquiring an image signal, and the scanning in the other direction is a scanning for precharge or discharge with respect to the scanning determined by the scanning set. The SEM type visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the SEM type visual inspection apparatus is controlled.
前記走査制御部が、
走査すべき走査ライン数とその走査ライン間距離とにより定められた複数の走査からなる走査セットの情報に基づき、所定の初期位置のアドレスの走査ラインから前記走査セットの情報で定められた走査ライン間距離ごとに、前記走査セットの情報で定められた走査ライン数の走査ラインの走査を行う制御を行う第1の走査セット走査制御処理と、
前記所定の初期位置のアドレスを1つずつインクリメントしながら、前記第1の走査セット走査制御処理を繰り返して行う第2の走査セット走査制御処理と、
を実行するとき、
前記画像信号処理部が、
同じアドレスの走査ラインの走査で取得される画像信号を互いに加算して平均する処理を行うこと
を特徴とするSEM式外観検査装置における画像信号処理方法。 A scanning control unit that controls scanning of the electron beam; and an image signal processing unit that processes an image signal of the substrate surface acquired by scanning the substrate surface with the electron beam, and the image signal processing unit performs processing. An image signal processing method in an SEM type visual inspection apparatus that inspects defects on the appearance of the substrate surface based on the image signal,
The scanning control unit is
Based on the information of the scan set consisting of a plurality of scans determined by the number of scan lines to be scanned and the distance between the scan lines, the scan line determined by the information of the scan set from the scan line at the address of the predetermined initial position A first scan set scanning control process for performing a control of scanning the number of scanning lines determined by the information of the scanning set for each distance;
A second scan set scan control process in which the first scan set scan control process is repeated while incrementing the address of the predetermined initial position one by one;
When running
The image signal processing unit is
An image signal processing method in an SEM type visual inspection apparatus characterized in that image signals obtained by scanning of scanning lines with the same address are added together and averaged.
前記取得された画像信号を一時記憶する画像メモリを含んで構成され、
前記画像メモリをアクセスするためのアドレスを、そのとき走査した走査ラインが含まれる走査セットの初期位置のアドレスと、その走査ラインの走査セット内における相対アドレスと、に基づき生成すること
を特徴とする請求項7に記載のSEM式外観検査装置における画像信号処理方法。 The image signal processor is
An image memory for temporarily storing the acquired image signal;
An address for accessing the image memory is generated based on an address of an initial position of a scan set including a scan line scanned at that time and a relative address in the scan set of the scan line. An image signal processing method in the SEM type visual inspection apparatus according to claim 7.
前記走査セットで定められた走査ライン数とその走査ライン間距離に基づき得られる前記走査セット内における各走査ラインの前記初期位置からの相対アドレスを記憶した走査セットメモリを備え、
前記走査した走査ラインの走査セット内における相対アドレスを、前記走査セットメモリを読み出して取得すること
を特徴とする請求項8に記載のSEM式外観検査装置における画像信号処理方法。
The image signal processor is
A scan set memory storing a relative address from the initial position of each scan line in the scan set obtained based on the number of scan lines determined in the scan set and a distance between the scan lines;
The image signal processing method in the SEM type visual inspection apparatus according to claim 8, wherein the relative address in the scan set of the scanned scan line is obtained by reading the scan set memory.
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