JP2011090003A - 欠陥候補の画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
検査装置が出力する欠陥データは座標データ、面積、投影長などの特徴量データしか無く、欠陥位置に移動するための座標データしか有効に利用されていなかった。
【解決手段】
検査装置で欠陥データとして特徴量データのみならず、画像データを付加し、外部の結果確認装置で画像データの検索等を可能とする。複数枚の欠陥データの場合には、画像上で類似の欠陥を検索、検索結果をトレンド表示すること、トレンド上の１枚を指定することでその欠陥マップを表示し、欠陥マップ上の欠陥を指定することで検査時の欠陥画像の表示を可能とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は半導体装置や液晶などの回路パターンを有する基板製造装置にかかわり、特に製造途中の基板のパターンを検査する技術に関する。

従来の光学式、又は電子線式パターン検査装置は特許文献１、特許文献２等に記述されている。

電子線式パターン検査装置の例として特許文献１に開示されている構成を図１に示す。電子線源１からの電子線２を偏向器３でＸ方向に偏向し、対物レンズ４を介して対象物基板５に照射し、同時にステージ６をＹ方向に連続で移動させながら、対象物基板５からの二次電子等７を検出器８で検出し、検出信号をA/D変換器９でA/D変換し、デジタル画像とし、画像処理回路１０で本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と比較し、差がある場所をパターン欠陥１１として検出し、欠陥位置を確定するものである。

光学式の検査装置の例として特許文献２の構成を図２に示す。光源２１よりの光を対物レンズ２２を介して対象物基板５に照射し、その時の反射光をイメージセンサ２３で検出する。ステージ６を一定速度で移動しながら検出を繰返すことで画像を検出画像２４として検出し、メモリ２５に記憶する。検出画像２４と同一のパターンであることが期待できるメモリ２５上の記憶画像２７と比較し、同一のパターンであれば正常部、パターンが異なればパターン欠陥１１として検出し、欠陥位置を確定するものである。

一例として、対象物基板５がウェーハ３１の場合のレイアウトを図３に示す。ウェーハ３１上に最終的に切離されて同一品種の個別の製品になるダイ３２が形成されている。ステージ６を走査線３３に沿って移動し、ストライプ領域３４の画像を検出する。現在、検出位置Aが３５の場合に、メモリ２５上の検出位置B３６の画像を記憶画像２７として取出し、比較する。これにより、同一パターンであることが期待できるパターンと比較する。ここで、メモリ２５は同一パターンであることが期待できる画像を保持可能な容量を持ち、リング状に使いまわすことで実際の回路を構成する。

特開平５−２５８７０３号公報 特開平１１−１６０２４７号公報

いずれの検査装置も検査結果を確認する場合には、一旦検査結果を出力し、ウェーハを取出した後、欠陥確認専用のレビューステーションにウェーハを搭載し、欠陥位置に移動してその場所の画像を取得、画像を目視で観察することで真の欠陥かどうか、又はどのような原因であったかを推定していた。これらの方法では、検査時に取得した膨大な画像情報を有効に活用できているとはいえなかった。

本発明の目的は、検査装置で出力した検査結果とその欠陥部の画像データを元に指定した欠陥部の画像に類似する欠陥部の画像を検索し、検索結果を識別可能なように表示することで過去に発生した特定のモードの欠陥の発生状況を把握できるようにすることにある。

上記した目的を達成するための本発明による第１の構成を説明する。ここでは電子線を用いた構成を示すが、本質的には他の荷電粒子を用いた構成と同一である。

構成を図４に示す。電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線２を偏向させる偏向器３、及び電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４、及び対象物基板５を保持し、走査又は位置決めをするステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出信号をA/D変換しデジタル画像にするA/D変換器９、及びデジタル画像より本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と比較し、差がある場所をパターン欠陥１１として検出する画像処理回路１０、及びパターン欠陥１１の欠陥位置と画像情報よりなる欠陥情報２００を保存する欠陥情報保存手段２０１、及び保存した欠陥情報２０２をネットワーク又は記憶媒体等の情報を出力する情報出力手段２０３、及び情報出力手段２０３で情報伝達手段２０４に出力された複数枚のウェーハに関する欠陥情報グループ２０４を入力する入力手段２０５、及び入力した欠陥情報を保持する欠
陥保持手段２０６、及びのうち欠陥位置情報を欠陥マップ２０７、及び欠陥マップの特定の項目を選択する選択手段２０８、及び選択された欠陥情報の画像情報を画像形式で表示する画像表示手段２０９、表示画像に類似した欠陥画像を欠陥情報グループ中からの検索を指示する検索指示手段２１０、及び表示した画像に類似する画像情報を持った画像を検索する画像検索手段２１１より構成される。

電子線源１よりの電子線２を対物レンズ４を介して対象物基板５上に照射し、発生する二次電子等７を検出器８で検出する。偏向器３で電子線１を偏向させ、対象物基板５をステージ６で走査することで画像情報とし、 A/D変換器９でA/D変換してデジタル画像にする。画像処理回路１０で本来同一である事が期待できる場所のデジタル画像と比較し、差がある場所をパターン欠陥１１として検出する。検出したパターン欠陥１１の欠陥位置と画像情報よりなる欠陥情報２００を欠陥情報保存手段２０１に保存し、必要に応じて情報出力手段２０３で保存した欠陥情報２０２をネットワーク又は記憶媒体等の情報伝達手段２０４に出力する。

出力された複数枚のウェーハの欠陥情報２００である欠陥情報グループ２０４を入力手段２０５で入力し、入力した欠陥情報のうち欠陥位置情報を欠陥マップ２０６に表示する。選択手段２０７で欠陥マップの特定の項目が選択されると欠陥情報の画像情報を画像表示手段２０８に画像形式で表示する。検索指示手段２０９で指示されると表示画像に類似した欠陥画像を欠陥情報グループ中から画像検索手段２１０で検索し、検索結果を欠陥マップ２０６に反映させる。必要に応じ、選択手段２０７で指示することで検索結果を確認できる。欠陥マップ２０６での表示形式を図５に示す時系列形式で表示することで類似欠陥の発生頻度を確認できる。これらにより、検査時に取得した画像情報を有効に利用できる。

本発明によると、検査装置で出力した検査結果とその欠陥部の画像データを元に指定した欠陥部の画像と類似する欠陥部の画像を検索し、検索結果を識別可能なように表示することで過去に発生した特定のモードの欠陥の発生状況を把握できる、又は検査装置に検索条件を設定しておくことで将来の特定モードの発生欠陥に対してアラームを出す機能を提供できる特徴がある。

従来の電子線式パターン検査装置の概略構成を示す正面図である。 従来の光学式パターン検査装置の概略構成を示す正面図である。 ウェーハのレイアウトを示す平面図である。 本発明の解決手段の概略構成を示すブロック図である。 欠陥の発生頻度のトレンドを示すグラフである。 本発明によるパターン検査システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明による検査装置の概略構成を示す正面図である。 本発明による結果確認装置の表示画面の一例を示す表示画面の正面図である。

以下に、本発明の実施の形態を、具体的な図を用いて説明する。全体システムをまず説明し、次に各部を説明する。

（全体のシステム）
第１の実施例の構成を、図６に示す。ネットワーク１５０上に配置された各種情報の管理保存をするサーバ１５１、及び対象物基板５を対象としてＳＥＭ式パターン検査装置、光学式パターン検査装置、異物検査装置、測長ＳＥＭ等のパターンを検査したり寸法を測定する検査装置Ａ１５２、及び検査装置Ｂ１５３、及び検査装置Ａや検査装置Ｂより検査結果を受け取り指摘されている不良個所に対象物基板５を位置決めして目視で確認するレビュー装置１５４、及び検査時の検査又は計測データを受け取り確認する欠陥確認装置１５５で構成されている。各部は以下のように動作して機能を満足するものである。

即ち、検査装置Ａ１５２又は検査装置Ｂ１５３で対象物基板５をロードしてパターン検査又は異物検査又はパターン寸法を計測する。計測結果１６０と共に検査計測した時の欠陥部又は計測部分の画像データ１６１を保存し、ネットワーク１５０上に計測結果１６０と画像データ１６１を出力する。これらデータを一旦サーバ１５１に保存する。

サーバ１５１に保存された複数枚の対象物基板５の計測結果１６０と画像データ１６１の情報を欠陥確認装置１５４に転送し、欠陥確認装置１５５で計測結果１６０を表示する。表示結果を元に後で説明する方法で特定の欠陥の画像と類似する欠陥部の画像データ１６１を検索し、検索結果を表示に反映する。

本実施例の第1の変形を説明する。即ち、欠陥確認装置で検索を実行する替わりに、検査装置Ａ１５２、又は検査装置Ｂ１５３、又はサーバ１５１、又はレビュー装置１５４で検索を実行することができる。また、図７に示す構成とする。即ち、検索サーバ１５６を設け、検索サーバ１５６で検索を実行するようにする。又は、検索サーバ１５６で検索を実行し、結果のみを欠陥確認装置１５４又は検索サーバ１５６以外の装置で表示する。また、検索サーバ１５６は独立に設ける必要は無く、任意の装置で検索を実行できる。
（検査装置）
ＳＥＭ式パターン検査装置の構成を図７に示す。電子線２を発生させる電子線源１、及び電子線源１からの電子線２を電極で加速して取出し静電又は磁界重畳レンズで一定場所に仮想光源４０を作る電子銃４１と仮想光源４０よりの電子線２を一定場所に収束させるコンデンサレンズ４２と電子銃４１で収束した位置の近傍に設置し電子線２のON/OFFを制御をするブランキングプレート４３と電子線２をＸＹ方向に偏向する偏向器４４と電子線２を対象物基板５上に収束させる対物レンズ４よりなる電子光学系４５、及び対象物基板であるウェーハ３１を真空に保持する試料室１０７、及びウェーハ３１を搭載し任意の位置の画像検出を可能とするリターディング電圧１０８を印可したステージ６、及び対象物基板５からの二次電子等７を検出する検出器８、及び検出器８で検出した検出信号をＡ／Ｄ変換器しデジタル画像を得るＡ／Ｄ変換器９、及びデジタル画像を記憶しておくメモリ４７、及びメモリ４７に記憶した記憶画像とＡ／Ｄ変換したデジタル画像を比較して、差がある場所をパターン欠陥１１として検出する画像処理回路１０、及びパターン欠陥１１の座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、欠陥部の画像、欠陥部と同一なパターンを持つ参照画像等の欠陥情報２００を記憶するパターン欠陥記憶部２０１、及び保存した欠陥情報２００をネットワーク又は記憶媒体等の情報を出力する情報出力手段２０３、装置全体の制御をする全体制御部１１０(全体制御部１１０からの制御線は図上では省略)、及び各種操作をする操作画面４５、及び操作を指示するキーボード１２０とマウス１２１とつまみ１２２(いずれも非表示)、及びウェーハ３１の高さを測定し対物レンズ４の電流値をオフセット１１２を加算して制御することで検出されるディジタル画像の焦点位置を一定に保つＺセンサ１１３、及びカセット１１４内のウェーハ３１を試料室１０７に出し入れするローダ１１６(非表示)、及びウェーハ３１の外形形状を基準にウェーハ３１を位置決めするオリフラ検出器１１７(非表示)、及びウェーハ３１上のパターンを観察する為の光学式顕微鏡１１８、及びステージ６上に設けた標準試料片１１９よりなる。

検査装置の動作を説明する。即ち、ユーザよりの指示で検査を開始するとステージ６を移動し、搭載したウェーハ３１の検査すべき領域の走査開始位置に移動する。オフセット５３に予め測定しておいたウェーハ固有のオフセットを加算して設定し、Ｚセンサ１１３を有効にし、図３に示した走査線３３に沿ってステージ６をＹ方向走査し、ステージ走査に同期して偏向器１０５をＸ方向に走査し、有効走査時にブランキングプレート１０４の電圧を切り電子線２をウェーハ３１に照射、走査する。ウェーハ３１より発生する反射電子又は二次電子を検出器８で検出、Ａ／Ｄ変換器９でストライプ領域３４のデジタル画像を得、メモリ４７に記憶する。ステージ６の走査終了後Ｚセンサ５４を無効とする。

ステージ走査を繰り返すことで必要な領域全面の検査をする。画像処理回路１０で検出位置A ３５（図３参照）を検出している場合にはメモリ１０９に記憶した検出位置B ３６（図３参照）の画像と比較し差がある場所をパターン欠陥１１として抽出し、検出位置B ３６の画像をメモリ１０９に記憶する。抽出したパターン欠陥１１の座標、投影長、面積、限界しきい値DD（しきい値がこの値以下の場合に欠陥と検出されるしきい値）、差画像平均値、差画像分散、最大画像差、欠陥画像テクスチャ、参照画像テクスチャ、画像情報等の欠陥情報２００を欠陥情報保存手段２０１に保存し、必要に応じて情報出力手段２０３で保存した欠陥情報２００をネットワーク、又はＭｏ、ＣＤＲ、ＤＶＤ、ＦＤ等の記憶媒体である情報伝達手段２０４に出力する。
（結果確認装置）
出力された欠陥情報２００をネットワーク経由、又は記憶媒体より結果確認装置２００の入力手段２０５で入力し、入力した欠陥情報のうち欠陥位置情報を欠陥マップ２０７に表示する。選択手段２０８で欠陥マップの特定の項目が選択されると欠陥情報の画像情報を画像表示手段２０９に画像形式で表示する。検索指示手段２１０で指示されると表示画像に類似した欠陥画像を欠陥情報グループ中から画像検索手段２１１で検索し、検索結果を欠陥マップ２０７に反映させる。必要に応じ、選択手段２０８で指示することで検索結果を確認できる。欠陥マップ２０７での表示形式を図５に示す時系列形式で表示することで類似欠陥の発生頻度を確認できる。これらにより、検査時に取得した画像情報を有効に利用できる。

結果確認装置２００の表示画面の一例を図８に示す。図４の欠陥マップ２０７に相当するマップ表示部５５には、検出された各欠陥の基板(ウェハ)上の位置が表示される。

また、図４の画像表示手段２０９に相当する画像表示部５６には、マップ表示部に表示された欠陥のうちから指定された欠陥の画像が表示される。この画像を表示する欠陥の指定は、マウス動作指示ボタン１４０を操作して行う。すなわち、マウス動作指示ボタン１４０で選択モードとズーミングモードのうち選択モードを選択して現在位置表示５９を画面上に表示させ、マウス(図示せず)で現在位置表示５９を移動させて、見たい欠陥の位置でクリックすることにより見たい欠陥の画像を画像表示部５６に表示させる。

また、マウス動作指示ボタン１４０でズーミングモードを選択すると、マップ表示部５５での基板上の欠陥の分布の表示を、拡大又は縮小することができる。

１・・電子線源 ２・・電子線 ３・・偏向器 ４・・対物レンズ ５・・対象物基板 ６・・ステージ ７・・二次電子等 ８・・検出器 ９・・Ａ／Ｄ変換器 １０・・画像処理回路 １１・・パターン欠陥候補 ２１・・光源 ２２・・対物レンズ ２３・・イメージセンサ ２４・・検出画像 ２５・・メモリ ２７・・記憶画像 ３１・・ウェーハ ３２・・ダイ ３３・・走査線 ３４・・ストライプ領域 ３５・・検出位置Ａ ３６・・検出位置Ｂ ４５・・操作画面 ５５・・マップ表示部 ５６・・画像表示部 ５９・・現在位置 ６０・・コンデンサレンズ ６４・・電子光学系 １０１・・仮想光源 １０２・・電子銃 １０４・・ブランキングプレート １０５・・偏向器 １０６・・電子光学系 １０７・・試料室 １０８・・リターディング電圧 １０９・・メモリ １１０・・全体制御部 １１１・・最適オフセット １１２・・オフセット １１３・・Ｚセンサ １１４・・カセット １１６・・ローダ １１７・・オリフラ検出器 １１８・・光学式顕微鏡 １１９・・標準試料片 １２０・・キーボード １２１・・マウス １２２・・つまみ １４０・・マウス動作指示ボタン １４１・・画像切替ボタン １４３・・検査開始ボタン １４４・・検査終了ボタン １５０・・ネットワーク １５１・・サーバ １５２・・検査装置Ａ １５３・・検査装置Ｂ １５４・・レビュー装置 １５５・・結果確認装置 ２００・・欠陥情報 ２０１・・欠陥情報保存手段 ２０２・・保存欠陥情報 ２０３・・欠陥情報出力手段 ２０４・・伝達手段 ２０５・・欠陥入力手段 ２０６・・欠陥保持手段 ２０７・・欠陥マップ ２０８・・選択手段 ２０９・・画像表示手段 ２１０・・検索指示手段 ２１１・・検索手段 ２２０・・全欠陥 ２２１・・検索欠陥

Claims (8)

1. 対象物基板のディジタル画像を同一のパターンであることが期待できるディジタル画像とを比較して差がある部分を欠陥として抽出し、抽出した欠陥部の検出画像データ、及び欠陥の位置を含む情報、及び欠陥分類ができる情報を記録媒体、又はネットワーク経由で入力し、該入力した情報のうちの前記欠陥の情報に基づいて前記対象物基板上の欠陥の分布を欠陥マップに表示し、前記入力した情報のうち該欠陥マップに表示した欠陥の中から指定した欠陥に対応する画像を表示し、該表示した画像と類似する画像を前期入力した欠陥分類ができる情報を参照して前記入力した画像データの中から検索し、該検索した結果に基づいて前記マップ状に表示した欠陥の分布情報の表示を更新することを特徴とするパターン検査方法。
2. 前記欠陥分類ができる情報は、検出画像データ、又は画像処理の途中経過の画像データ、又は画像データより計算した特徴量情報であることを特徴とする請求項１に記載のパターン検査方法。
3. 請求項２記載の検出画像データ、又は画像処理の途中経過の画像データは可逆圧縮した検出画像、又は可逆に近い圧縮をした画像データであることを特徴とするパターン検査方法。
4. 前記検出画像データは、画像データそのもの、又は可逆圧縮した画像データ、又は非可逆圧縮をした画像データであることを特徴とする請求項１に記載のパターン検査方法。
5. 検査装置を用いて対象物基板のディジタル画像を同一であることが期待できるディジタル画像とを比較して差がある部分を欠陥候補として抽出した欠陥候補部の画像データ及び欠陥候補の位置を含む情報を記録媒体、又はネットワーク経由で入力する入力手段と、該入力手段で入力した欠陥候補部の画像データ及び欠陥候補の位置を含む情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶した欠陥候補の位置の情報をマップ形式で表示するマップ表示手段と、前記マップ表示手段上にマップ形式で表示された欠陥候補の中から特定の欠陥候補を指定する欠陥指定手段と、前記指定した前記欠陥候補に対応する画像を前記記憶手段に記憶した前記欠陥候補部の画像データの中から抽出して表示させる画像表示手段と、該欠陥指定手段で指定された欠陥と類似の欠陥を前記記憶手段に記憶した欠陥候補の中から検索して前記マップ表示手段上に表示されているマップ上に反映させる画像検索手段とを備えたことを特徴とする検査結果確認装置。
6. 前記マップ表示手段は、前記表示する欠陥候補のマップの拡大倍率を変えることが可能であることを特徴とする請求項５記載の検査結果確認装置。
7. 前記画像表示手段は、前記マップ表示手段上にマップ形式で表示された欠陥候補の中から前記欠陥指定手段で指定された欠陥候補の前記記憶手段に記憶されている画像を表示することを特徴とする請求項５記載の検査結果確認装置。
8. 前記画像検索手段は、前記記憶手段に記憶した欠陥候補の中から検索した前記指定された欠陥と類似の欠陥を前記マップ表示手段上に表示されているマップ上に他の欠陥と識別可能に表示することを特徴とする請求項５記載の検査結果確認装置。

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