JP2011158439A - Visual inspecting system using electron beam - Google Patents

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Kazuki Kashima
一樹 加島
Yoshiyuki Momiyama
善幸 籾山
Ken Iizumi
謙 飯泉
Hideki Yasumoto
英樹 安本
Kosuke Suzuki
康祐 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual inspecting system which can implement efficient inspection in a short time by speedily acquiring to inspect image data including only a desired part. <P>SOLUTION: In the visual inspecting system with an ROI inspection function, image data for forming reference image is cut out including an aligning margin from a scanning stripe image arranged on a semiconductor wafer, based on a region specifying condition set. The plurality of image data cut out are added to average to compose the reference image for the ROI inspection. Also, misdetermination is prevented by providing a predetermined prohibition condition when cutting out the image data for the reference image. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体デバイスの半導体基板や液晶ディスプレイの偏向アレイ基板など、回路パターンが形成された基板を検査試料として、電子線を利用して当該基板を検査する検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus that uses a substrate on which a circuit pattern is formed, such as a semiconductor substrate of a semiconductor device or a deflection array substrate of a liquid crystal display, as an inspection sample, and inspects the substrate using an electron beam.

半導体デバイスの半導体基板や液晶ディスプレイの偏向アレイ基板などの基板上に微細な回路パターンを積層する際には、積層される各レイヤの形成プロセスで外観検査装置を用いて基板上の異物あるいは回路パターン上の欠陥の有無を検査することが従来から行われている。外観検査の際には、電子顕微鏡や光学式顕微鏡などの撮像装置を用いて検査箇所の画像データを取得し、回路パターンの周期性を利用した前後のパターンの画像比較あるいは適当な参照画像との画像比較を行い、差違がある部分を欠陥として抽出する。   When laminating a fine circuit pattern on a substrate such as a semiconductor substrate of a semiconductor device or a deflection array substrate of a liquid crystal display, a foreign substance or a circuit pattern on the substrate using an appearance inspection device in the formation process of each layer to be laminated Conventionally, it is inspected for the presence of the above defects. At the time of appearance inspection, image data of the inspection location is acquired using an imaging device such as an electron microscope or an optical microscope, and image comparison of the pattern before and after using the periodicity of the circuit pattern or an appropriate reference image is performed. Image comparison is performed, and a portion having a difference is extracted as a defect.

外観検査においては、おおよそ基板一枚あたり1時間程度と、極めて速い検査速度(スループット)が要求されるため、画像比較の際に画素演算を実行する画像処理装置は、複数のプロセッサを備えるのが普通である。画像比較に使用される画像データは撮像手段から連続的に出力され、適当なサイズに分割された後、複数のプロセッサに逐次転送される。これにより並列処理が実行され、検査速度を高めている。   In appearance inspection, an extremely high inspection speed (throughput) is required, which is approximately one hour per substrate, and therefore, an image processing apparatus that performs pixel calculation at the time of image comparison includes a plurality of processors. It is normal. Image data used for image comparison is continuously output from the imaging means, divided into an appropriate size, and sequentially transferred to a plurality of processors. Thereby, parallel processing is executed, and the inspection speed is increased.

画像比較のために画像データを分割する際には、通常、実際に画像比較に使用する部分(以下、検査画像領域)の他、位置あわせ用のマージンを検査画像領域の周囲に含んだ状態で切出される。つまり、連続的に出力される画像データから、互いにオーバラップする領域を含むように検査画像領域を切出す。例えば、特許文献1には、連続する画像データを複数のプロセッサに分配する際に、切出す領域の前後にオーバラップ領域を含むように画像データを切出すことで、分割境界に検査不可能領域が発生することを防止する発明が開示されている。   When image data is divided for image comparison, in general, in addition to the portion actually used for image comparison (hereinafter referred to as inspection image region), a margin for alignment is included around the inspection image region. Cut out. That is, the inspection image area is cut out from the continuously output image data so as to include areas that overlap each other. For example, in Patent Document 1, when continuous image data is distributed to a plurality of processors, the image data is cut out so as to include an overlap area before and after the cut out area, so that a non-inspectable area at the division boundary An invention for preventing the occurrence of the problem is disclosed.

上述の通り、外観検査は、基本的には画像同士の比較演算処理により欠陥を検出する。従って、外観検査装置の検査速度は基本的には画像の取得速度、言い換えれば撮像装置が一度に画像化できる面積の大きさによって律速される。一方で、外観検査装置に対するスループットの要求は、基板一枚あたりおおよそ1時間程度と非常に厳しい。そこで、撮像する基板の面積を適当に間引くことにより、検査精度を落とさずに検査時間の低減あるいは検査速度を向上させる手法が各種試みられている。例えば、文献2には、検査領域の設定時にサンプリング率を設定すると、サンプリング率の設定値に応じてチップ内に設定する走査ストライプ本数が自動設定される機能を備えた検査装置が開示されている。ここで走査ストライプとは、試料ステージを連続的に移動させて行う検査方式の場合に形成される電子線の照射領域のことである。連続移動中の検査試料に対し電子線をステージ移動方向と直交する方向に1次元走査させれば、試料上には、ステージ移動方向を長手方向とする帯状の照射領域が形成されることになる。   As described above, the appearance inspection basically detects a defect by a comparison calculation process between images. Therefore, the inspection speed of the appearance inspection apparatus is basically limited by the image acquisition speed, in other words, the size of the area that the imaging apparatus can image at a time. On the other hand, the throughput requirement for the visual inspection apparatus is very strict, about 1 hour per substrate. Therefore, various methods have been tried to reduce the inspection time or improve the inspection speed without degrading the inspection accuracy by appropriately thinning out the area of the substrate to be imaged. For example, Document 2 discloses an inspection apparatus having a function of automatically setting the number of scanning stripes set in a chip in accordance with the set value of the sampling rate when the sampling rate is set when setting the inspection region. . Here, the scanning stripe is an electron beam irradiation region formed in the case of an inspection method in which the sample stage is continuously moved. If an electron beam is scanned one-dimensionally in a direction orthogonal to the stage movement direction with respect to the inspection sample that is continuously moving, a strip-shaped irradiation region having the stage movement direction as the longitudinal direction is formed on the sample. .

間引き検査を行う場合、全面検査に比べて検査対象試料の撮像面積が減ることになるが、統計的に意味のある手法でサンプリングされていれば、検出された欠陥候補の分布、又は欠陥候補の詳細解析により、試料全面の欠陥分布をほぼ正しく推定することができる。   When thinning inspection is performed, the imaging area of the sample to be inspected is reduced compared to the full inspection. However, if sampling is performed with a statistically meaningful technique, the distribution of detected defect candidates or the defect candidate By detailed analysis, the defect distribution on the entire surface of the sample can be estimated almost correctly.

特開2004−259228号公報JP 2004-259228 A 特開2002−026093号公報JP 2002-026093 A

従来の間引き検査は、間引く撮像領域を走査ストライプ単位で調整するが、これだけでは基板一枚あたりおおよそ1時間程度という検査スループットの要請を満たすことは不可能である。そこで出願人は、間引き率を更に大きく可能な検査方法を開発中であり、以下、この手法について説明する。   In the conventional thinning inspection, the thinned imaging region is adjusted in units of scanning stripes, but it is impossible to satisfy the inspection throughput requirement of about one hour per substrate. Therefore, the applicant is developing an inspection method capable of further increasing the thinning rate, and this method will be described below.

外観検査において欠陥が多発する領域は、チップ端部やメモリマット端部といった、回路パターン内に存在する周期構造の端部ないし境界部であることが経験的に知られている。そこで、チップ端部やメモリマット端部のみに電子線を照射して画像を取得する。この際、試料ステージは連続的に移動させるが、電子線を照射しない領域(ビーム照射のスキップ領域)がある分だけ、従来よりも試料ステージを高速に移動することが可能となる。以下では、このような検査手法をROI(Region Of Interest)検査と称する。   It is empirically known that areas where defects frequently occur in appearance inspection are edges or boundaries of the periodic structure existing in the circuit pattern, such as chip edges and memory mat edges. Therefore, an image is acquired by irradiating only the end of the chip or the end of the memory mat with an electron beam. At this time, although the sample stage is continuously moved, the sample stage can be moved at a higher speed than in the prior art by an amount that does not irradiate the electron beam (a beam irradiation skip region). Hereinafter, such an inspection method is referred to as ROI (Region Of Interest) inspection.

しかしながら、ROI検査では、チップ端部といったメモリマット端部といった周期構造の端部に特化して画像を取得するため、自画像と前後の画像との比較演算による欠陥検出を行うことはできない。そこで本発明は、ROI方式による欠陥検出を実現可能な外観検査装置を実現することを目的とする。   However, in ROI inspection, since an image is acquired specifically for the edge of a periodic structure such as a memory mat edge such as a chip edge, defect detection cannot be performed by comparison between the self-image and the preceding and following images. Therefore, an object of the present invention is to realize an appearance inspection apparatus capable of realizing defect detection by the ROI method.

本発明は、ROI方式での欠陥検出方式として、自画像と前後の画像との比較演算ではなく参照画像との比較演算による検出方式を採用し、かつ検査レシピ作成の段階で参照画像を形成し、レシピとして格納しておくことにより上記の課題を解決する。ここで、検査レシピとは、撮像条件や画像取得領域など、事前に定められた検査条件の集合データのことである。   The present invention adopts a detection method based on a comparison operation with a reference image instead of a comparison operation between the self-image and the preceding and following images as a defect detection method in the ROI method, and forms a reference image at the stage of creating an inspection recipe, The above-mentioned problem is solved by storing it as a recipe. Here, the inspection recipe is set data of inspection conditions determined in advance, such as imaging conditions and image acquisition regions.

参照画像は、検査試料上の欠陥の無い領域の画像を複数枚取得し、位置合わせして平均化することにより形成される。従って、参照画像形成用の画像データを取得する際には、実際に比較演算に使用する領域の他に、位置合わせ用のマージン(アライメント領域)を含んで取得する必要がある。典型的には、レシピ作成時にある被検査チップについて1本の走査ストライプの画像を取得し、メモリマット端部やチップ端部の画像を複数枚切り出して平均化することにより、参照画像用の画像データを取得する。   The reference image is formed by acquiring a plurality of images of a defect-free region on the inspection sample, aligning them, and averaging them. Therefore, when acquiring the image data for forming the reference image, it is necessary to acquire it including a margin for alignment (alignment region) in addition to the region actually used for the comparison calculation. Typically, an image for a reference image is obtained by acquiring an image of one scanning stripe for a chip to be inspected at the time of creating a recipe, and cutting out and averaging a plurality of images at the edge of the memory mat and the edge of the chip. Get the data.

更に、参照画像用の画像データの切出しの際に所定の禁則条件を設けて、誤判定を防止する。   Furthermore, a predetermined prohibition condition is provided when image data for reference images is cut out to prevent erroneous determination.

本発明によれば、ROI検査において、所望の部分のみの画像データを高速に取得し、検査することにより短時間で効率良い検査を実施可能な外観検査装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an appearance inspection apparatus that can perform an efficient inspection in a short time by acquiring and inspecting image data of only a desired portion at high speed in ROI inspection.

ROI検査方式の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of a ROI inspection system. ROI検査方式における高速ステージ移動の説明図である。It is explanatory drawing of the high-speed stage movement in a ROI inspection system. 本実施例の外観検査装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the external appearance inspection apparatus of a present Example. 分配制御部に備えられる画像分配テーブルの構成図である。It is a block diagram of the image distribution table with which a distribution control part is equipped. プロセッサエレメントの内部構成図である。It is an internal block diagram of a processor element. ROI検査における参照画像の生成フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the production | generation flow of the reference image in a ROI test | inspection. レシピ設定画面におけるROI領域設定画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the ROI area | region setting screen in a recipe setting screen. 参照画像形成時の禁則条件を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the prohibition conditions at the time of reference image formation.

本発明の実施例について、以下に説明する。   Examples of the present invention will be described below.

はじめにROI方式の検査の原理について説明する。図1(A)は、半導体ウェーハ101上に走査ストライプ103が配置された様子を示す上面図である。被検査物であるウェーハ101上には、製造工程で加工されたパターンである複数のチップ102が格子状に配置されており、このチップ上に走査ストライプを複数形成することにより検査用画像を取得している。矢印104は試料ステージの連続移動方向を示し、一次荷電粒子ビームは矢印104と直交する方向に一次元走査される。あるチップ列について走査ストライプを形成し終えると、ステージ移動(矢印104とは直交する方向)により次のチップ列にビーム照射位置をずらしてウェーハ全面に走査ストライプを形成してウェーハ101全面の欠陥を検出する。   First, the principle of ROI inspection will be described. FIG. 1A is a top view showing a state where the scanning stripes 103 are arranged on the semiconductor wafer 101. A plurality of chips 102, which are patterns processed in the manufacturing process, are arranged in a lattice pattern on a wafer 101, which is an object to be inspected, and an inspection image is obtained by forming a plurality of scanning stripes on the chips. is doing. An arrow 104 indicates the direction of continuous movement of the sample stage, and the primary charged particle beam is scanned one-dimensionally in a direction orthogonal to the arrow 104. After forming the scanning stripe for a certain chip row, the stage is moved (in the direction orthogonal to the arrow 104) to shift the beam irradiation position to the next chip row to form the scanning stripe on the entire wafer surface, thereby removing defects on the entire wafer 101 surface. To detect.

図1(B)は、あるチップ列上に走査ストライプ103が形成された様子を示す模式図であり、従来の外観検査においては、例えばn番目のチップを検査するためには、n番目のチップから取得された画像とn−1番目のチップ画像およびn+1番目のチップ画像との比較演算を行い、欠陥を検出している。チップとチップとを比較する比較検査方式はダイ比較検査方式と呼ばれており、後述のセル比較検査方式と並んで、代表的な欠陥検出方式の一つである。なお、図1(A)および(B)では、強調のため走査ストライプの幅を実際よりも太く記載しているが、実際にはストライプの幅は100から数100μm程度であり、図示した幅よりもずっと狭い。   FIG. 1B is a schematic diagram showing a state in which the scanning stripe 103 is formed on a certain chip row. In the conventional appearance inspection, for example, in order to inspect the nth chip, the nth chip. Are compared with the n−1 th chip image and the (n + 1) th chip image to detect a defect. A comparison inspection method for comparing chips with each other is called a die comparison inspection method, and is one of typical defect detection methods along with a cell comparison inspection method described later. In FIGS. 1A and 1B, the width of the scanning stripe is shown to be thicker than the actual width for emphasis, but the width of the stripe is actually about 100 to several hundreds μm. Is much narrower.

図1(C)は、半導体ウェーハ101上に形成されたあるチップのメモリマット領域105の一部を拡大した図で、図1(D)は、メモリマット領域に存在するあるメモリマットの一部を更に拡大した図である。図1(C)において、一点鎖線で示した四角はほぼ実寸大の走査ストライプ103を示す。メモリマット領域105内にはメモリマットと呼ばれる繰り返し性のあるパターン領域が複数配置され、メモリマット内には多数のメモリセル106が周期的に配置されている。前述のセル比較検査方式においては、走査ストライプ103の画像データからメモリセルの画像を一つ一つ切出し、位置合わせを行った上で前後の画像同士を比較する。   FIG. 1C is an enlarged view of a part of the memory mat area 105 of a certain chip formed on the semiconductor wafer 101, and FIG. 1D is a part of the memory mat existing in the memory mat area. It is the figure which expanded further. In FIG. 1C, the square indicated by the alternate long and short dash line indicates the scanning stripe 103 having a substantially actual size. A plurality of repetitive pattern areas called memory mats are arranged in the memory mat area 105, and a large number of memory cells 106 are periodically arranged in the memory mat. In the above-described cell comparison inspection method, images of memory cells are cut out one by one from the image data of the scanning stripe 103, aligned, and then the previous and subsequent images are compared.

前述の通り、半導体回路パターンの欠陥多発領域は、メモリマットの端部であることが経験的に知られている。そこで、ROI検査方式においては、欠陥が多発すると考えられるメモリマット端部の4角部分107,108,309,110のみの画像を取得し、四角部分の間の領域についてはビーム走査をスキップする。上述の4角部分107,108,109,110は、ROI検査領域と称している。加えて、スキップ領域111の長さとROI走査領域107〜110の長さの比に応じて試料ステージの移動速度を高速化する。これにより従来のセル比較検査方式よりも、短時間でウェーハ内欠陥分布を効率的にモニタすることができる。112,113に示すように、ROI検査領域をメモリマットの両端部全てに設定しても良い。   As described above, it is empirically known that a defect-prone region of a semiconductor circuit pattern is an end portion of a memory mat. Therefore, in the ROI inspection method, images of only the quadrangular portions 107, 108, 309, and 110 at the edge of the memory mat that are considered to have many defects are acquired, and beam scanning is skipped for the region between the square portions. The above-described quadrangular portions 107, 108, 109, and 110 are referred to as ROI inspection regions. In addition, the moving speed of the sample stage is increased according to the ratio of the length of the skip region 111 and the length of the ROI scanning regions 107 to 110. Thereby, the defect distribution in the wafer can be monitored efficiently in a shorter time than the conventional cell comparison inspection method. As indicated by 112 and 113, the ROI inspection area may be set at all the both ends of the memory mat.

次に、ROI検査方式においてステージの移動速度を早くできる理由について、図2を用いて説明する。図2(A),(D)は、所定のステージ移動速度におけるROI走査領域の長さLと配列ピッチPの時間との関係を、図2(B),(E)は、実ウェーハにおける走査ストライプ上のROI走査領域の配置の様子を、図2(C),(F)は、大きさがMの視野領域における走査ラインの位置関係を、それぞれ示す模式図である。図2(A),(B)および図2(C)は、従来と同じステージ移動速度V0の場合に、図2(D),(E)および図2(F)は、従来のステージ移動速度V0よりも早いVsにステージ移動速度が設定された場合にそれぞれ対応する。図2(B)に示すように、走査ストライプ201上には複数のROI走査領域202がピッチPで配置されたとし、ROI走査領域202はステージの移動方向と平行な方向に配置されたn本の一次電子線の走査ラインにより構成されるとする。また、説明の簡単のため、各々のROI走査領域の長さは等しくLであり、走査ストライプの幅(ストライプの長手方向とは垂直な方向の長さ)はl、走査ストライプ201の中心(図2(B)中の点線)が、一次電子線の走査偏向中心であるとする。 Next, the reason why the stage moving speed can be increased in the ROI inspection method will be described with reference to FIG. 2A and 2D show the relationship between the length L of the ROI scanning region and the time of the arrangement pitch P at a predetermined stage moving speed, and FIGS. 2B and 2E show the scanning on the actual wafer. FIGS. 2C and 2F are schematic views showing the positional relationship of the scanning lines in the visual field region having a size of M, with respect to the arrangement of the ROI scanning region on the stripe. 2A, 2B, and 2C show the same stage movement speed V 0 as in the conventional case, while FIGS. 2D, 2E, and 2F show the conventional stage movement. This corresponds to the case where the stage moving speed is set to Vs faster than the speed V 0 . As shown in FIG. 2B, it is assumed that a plurality of ROI scanning regions 202 are arranged at a pitch P on the scanning stripe 201, and n ROI scanning regions 202 are arranged in a direction parallel to the moving direction of the stage. The primary electron beam scanning line is assumed to be configured. For simplicity of explanation, the lengths of the ROI scanning regions are equally L, the width of the scanning stripe (the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the stripe) is l, and the center of the scanning stripe 201 (see FIG. 2 (B) is the scanning deflection center of the primary electron beam.

上の場合において、一次電子線走査により走査ストライプの全画像を取得するためには、走査ライン1本の走査に要する時間の間に、走査ライン1本のステージ移動方向の長さ分(すなわち1画素分)だけステージが移動すればよい。走査ライン1本を一次電子線が走査する所要時間は、走査偏向器の偏向周波数をfとして、1/fに等しい。通常、検査装置の二次荷電粒子検出器からは上記1/fの時間あたり走査ライン一本分の画像データが出力されるため、この1/fは1ラインの画像検出時間と称される。よって、通常のステージ移動速度V0とは、1ラインの画像検出時間に相当する時間に試料ステージが1画素サイズ分移動できる速度のことを意味する。本実施例では、このV0をビーム走査と同期したステージ移動速度と表現する場合もある。 In the above case, in order to acquire the entire image of the scanning stripe by the primary electron beam scanning, during the time required for scanning one scanning line, the length in the stage moving direction of one scanning line (that is, 1) It is only necessary to move the stage by the amount of pixels). The time required for the primary electron beam to scan one scanning line is equal to 1 / f, where f is the deflection frequency of the scanning deflector. Usually, since the secondary charged particle detector of the inspection apparatus outputs image data for one scanning line per 1 / f time, this 1 / f is referred to as one line image detection time. Therefore, the normal stage moving speed V 0 means a speed at which the sample stage can move by one pixel size in a time corresponding to the image detection time for one line. In the present embodiment, this V 0 may be expressed as a stage moving speed synchronized with the beam scanning.

さて、図2(B)の通り、複数のROI走査領域がピッチPで走査ストライプ上に配置され、ステージが速度V0で連続移動する場合を想定すると、図2(C)に示すように、ROI走査領域に配置される1番目の走査ライン203aとn番目の走査ライン203bは、視野領域Mの範囲内で、n画素分、すなわちウェーハ上の実距離Lに相当する長さしか動かない。これは、前述の通り、ステージ移動速度とビームの走査速度が同期しているためである。 As shown in FIG. 2B, assuming that a plurality of ROI scanning regions are arranged on the scanning stripe at a pitch P and the stage continuously moves at a speed V 0 as shown in FIG. The first scanning line 203a and the nth scanning line 203b arranged in the ROI scanning region move within the field of view region M by a length corresponding to n pixels, that is, the actual distance L on the wafer. This is because the stage moving speed and the beam scanning speed are synchronized as described above.

一方、試料ステージを移動速度V0より高速なVsで移動させた場合、一次電子線の照射位置は1ラインの走査が終了する前に隣接走査ラインに移動することになり、実ウェーハ上で撮像位置の取りこぼしが生じる。すなわち、ステージ移動速度Vsが画像検出速度よりも速いと、走査ストライプの全面の画像を取得することはできない。ところが、図2(E)に示すように、走査ストライプ上で間欠的に設定されたROI走査領域の画像のみを検出すればよい場合、図2(F)に示すように、1番目の走査ライン203cの先頭ピクセルに相当する実ウェーハ上の位置が視野領域M内に搬入されてきた時点で当該先頭ピクセルへの一次電子線の照射が開始され、n番目の走査ライン203dの最終ピクセルが視野領域Mから搬出される時点で当該最終ピクセルへの一次電子線照射が終了していれば、画像の取りこぼしなくROI走査領域全体を撮像できることになる。203eは、次のROI走査領域の最初の走査ラインを示し、以下、設定された複数のROI走査領域へのビーム走査が順次実行される。 On the other hand, when the sample stage is moved at Vs faster than the moving speed V 0, the irradiation position of the primary electron beam moves to the adjacent scanning line before the scanning of one line is completed, and imaging is performed on the actual wafer. Position loss occurs. That is, if the stage moving speed Vs is faster than the image detection speed, an image of the entire scanning stripe cannot be acquired. However, as shown in FIG. 2 (E), when only the image of the ROI scanning area set intermittently on the scanning stripe needs to be detected, the first scanning line as shown in FIG. 2 (F). When the position on the real wafer corresponding to the first pixel of 203c is carried into the visual field region M, irradiation of the primary electron beam to the first pixel is started, and the final pixel of the nth scanning line 203d is the visual field region. If the irradiation of the primary electron beam to the final pixel is completed at the time when the image is taken out from M, the entire ROI scanning region can be imaged without missing an image. Reference numeral 203e denotes the first scanning line of the next ROI scanning area. Hereinafter, beam scanning to a plurality of set ROI scanning areas is sequentially performed.

ここで、視野領域の大きさMは、通常、電子光学系の性能で決まる視野の最大値の範囲内で最大に設定される。電子光学系には一定の大きさの視野が有り、視野内であれば、収差などの影響や歪などがほぼ同等の画像の検出ができる。視野の最大値は、走査偏向器の偏向距離や像面湾曲収差の程度など、電子光学系の性能で定まり、設定する視野領域が大きいほど一度に撮像できる試料の領域は大きくなり、ROI検査においても高速な検査が可能となる。   Here, the size M of the visual field region is normally set to the maximum within the range of the maximum value of the visual field determined by the performance of the electron optical system. The electron optical system has a fixed visual field, and within the visual field, it is possible to detect an image having substantially the same effect such as aberration and distortion. The maximum value of the field of view is determined by the performance of the electron optical system, such as the deflection distance of the scanning deflector and the degree of field curvature, and the larger the field of view to be set, the larger the area of the sample that can be imaged at one time. High-speed inspection is possible.

ただし、ステージ移動速度Vsとビームの走査偏向周波数とは非同期であるので、何もしなければ、ROI走査領域上でのビーム照射位置は、本来照射されるべき走査ラインの位置からステージ移動方向に対して徐々にずれることになる。そこで、本実施例の検査装置では、ステージ移動方向と同じ方向へのビーム偏向によりビームの走査偏向周波数とステージ移動速度の同期のずれを解消している。このビーム偏向を振り戻し偏向と呼ぶ場合もある。   However, since the stage moving speed Vs and the beam scanning deflection frequency are asynchronous, if nothing is done, the beam irradiation position on the ROI scanning area is from the position of the scanning line to be irradiated to the stage moving direction. Will gradually shift. Therefore, in the inspection apparatus of the present embodiment, the synchronization deviation between the scanning deflection frequency of the beam and the stage moving speed is eliminated by beam deflection in the same direction as the stage moving direction. This beam deflection is sometimes called back deflection.

もっとも、ステージ移動速度Vsは無制限に大きくできるものではなく、ROI走査領域の幅を大きくすればステージの移動速度は落とす必要がある。逆に、走査スキップ領域の長さが大きければステージの移動速度をスピードアップできる。このため、ステージ移動速度Vsは、走査領域の幅とスキップ領域の幅との比によって定まることになる。   However, the stage moving speed Vs cannot be increased without limit, and if the width of the ROI scanning area is increased, the stage moving speed needs to be reduced. Conversely, if the length of the scanning skip area is large, the moving speed of the stage can be increased. For this reason, the stage moving speed Vs is determined by the ratio between the width of the scanning area and the width of the skip area.

次に、本実施例の外観検査装置の全体構成図を図3に示す。被検査物であるウェーハ303は、試料室304内に格納されたステージに載置され、ステージを移動させながら照射器301から一次電子線302をウェーハ303の回路パターンに照射し、ウェーハ303から発生する2次電子または反射電子305を検出器306により検出する。図示していないが、照射器301とウェーハ303の間には、走査偏向器や対物レンズなど、ビーム照射制御のための光学手段が設けられている。以上説明した照射器301や光学手段、あるいはステージは、荷電粒子線画像を取得するための撮像手段を構成する。上記の光学手段やステージなど、撮像手段の各構成要素は撮像装置制御手段319により制御される。検出器306により検出された画像信号は、AD変換器307を通してデジタル化され、画像処理装置308に入力される。入力画像データは、画像処理装置308にある転送バッファ309に送られる。転送バッファ309に送られた画像データのうち分配制御部310で設定された所望の部分の画像データだけを選択し、経路スイッチ311を介し、並列プロセッサを構成するPE(Processor Element)312,313,314に分配し、欠陥検出処理が行われる。抽出した欠陥画像は、通信バス316を介し、画像サーバ317に格納される。検出した欠陥情報は制御コンピュータ315に格納され、通信バス316を介し、欠陥検出結果がEW(Engineering Work-station)318のディスプレイなどに表示されて検査が完了する。EW318はユーザインタフェースも兼ねており、EW318に備えられたディスプレイ上に検査条件を設定するためのレシピ設定画面が表示されるほか、設定されたレシピ内容もEW318に内蔵された外部記憶装置に格納される。また、EW318は装置全体を統括的に制御する上位制御装置の役割も兼ねており、検査に必要な制御情報を画像処理装置308や撮像装置制御手段319に供給する。   Next, an overall configuration diagram of the appearance inspection apparatus of the present embodiment is shown in FIG. A wafer 303, which is an object to be inspected, is placed on a stage stored in a sample chamber 304, and the circuit pattern of the wafer 303 is irradiated from the irradiator 301 to the circuit pattern of the wafer 303 while moving the stage. The secondary electrons or reflected electrons 305 to be detected are detected by the detector 306. Although not shown, optical means for beam irradiation control, such as a scanning deflector and an objective lens, is provided between the irradiator 301 and the wafer 303. The irradiator 301, the optical means, or the stage described above constitutes an imaging means for acquiring a charged particle beam image. Each component of the imaging unit such as the optical unit and the stage is controlled by the imaging device control unit 319. The image signal detected by the detector 306 is digitized through the AD converter 307 and input to the image processing device 308. The input image data is sent to the transfer buffer 309 in the image processing device 308. Of the image data sent to the transfer buffer 309, only the image data of a desired portion set by the distribution control unit 310 is selected, and PEs (Processor Elements) 312, 313, and 3 constituting a parallel processor are selected via the path switch 311. This is distributed to 314, and defect detection processing is performed. The extracted defect image is stored in the image server 317 via the communication bus 316. The detected defect information is stored in the control computer 315, and the defect detection result is displayed on a display of an EW (Engineering Work-station) 318 via the communication bus 316, thereby completing the inspection. The EW 318 also serves as a user interface. A recipe setting screen for setting inspection conditions is displayed on a display provided in the EW 318, and the set recipe contents are also stored in an external storage device built in the EW 318. The The EW 318 also serves as a host control device that controls the entire apparatus in an integrated manner, and supplies control information necessary for inspection to the image processing device 308 and the imaging device control means 319.

図4は、図3の分配制御部310の内部説明図であり、転送バッファ309から転送された画像データの切出し処理と各並列プロセッサPEへの転送処理を実行する分配プロセッサ401と、切り出し処理と転送処理の実行条件を記述する画像分配テーブル402とが設けられている。画像分配テーブル402には、転送バッファ309から切り出す画像データの座標情報,切り出す画像データの容量,転送先の並列プロセッサPEの番号であるPENoが格納されており、各パラメータは、制御コンピュータ315により事前に検査条件として設定される。   FIG. 4 is an internal explanatory diagram of the distribution control unit 310 in FIG. 3. The distribution processor 401 executes the cut-out process of the image data transferred from the transfer buffer 309 and the transfer process to each parallel processor PE, and the cut-out process. An image distribution table 402 describing the execution conditions for the transfer process is provided. The image distribution table 402 stores the coordinate information of the image data to be extracted from the transfer buffer 309, the capacity of the image data to be extracted, and PENo which is the number of the parallel processor PE as the transfer destination. Each parameter is preliminarily set by the control computer 315. Are set as inspection conditions.

ここで制御コンピュータ315は、欠陥検出結果のデータを表示,解析するほか、検査前にオペレータから与えられた検査条件(レシピ情報)から、各並列プロセッサPE312,313,314が処理すべき画像データの場所やサイズ,処理方法などの条件を計算し、画像処理をするための各種パラメータ情報として通信バス316を介して画像処理装置308の各部位に設定する役割を果たす。画像処理装置308は、AD変換器307からの入力画像データを転送バッファ309に入力する。分配制御部310の分配プロセッサ401は、検査前に制御コンピュータ315より設定された分配制御部310にある画像分配テーブル402の内容に従って、連続して入力される画像データの内、所望の部分の画像データのみを選択し、経路スイッチ311を介して各並列プロセッサPE312,313,314に分配する。   Here, the control computer 315 displays and analyzes the data of the defect detection result, and the image data to be processed by each parallel processor PE 312, 313, 314 from the inspection condition (recipe information) given by the operator before the inspection. It plays the role of calculating conditions such as location, size, processing method, etc., and setting each parameter of the image processing apparatus 308 via the communication bus 316 as various parameter information for image processing. The image processing device 308 inputs the input image data from the AD converter 307 to the transfer buffer 309. The distribution processor 401 of the distribution control unit 310 determines an image of a desired portion of image data continuously input according to the contents of the image distribution table 402 in the distribution control unit 310 set by the control computer 315 before the examination. Only data is selected and distributed to the parallel processors PE 312, 313, 314 via the path switch 311.

図5は、並列プロセッサPE312の内部構成例を示す図である。図3において、画像データの入出力を制御する入出力制御部501,経路スイッチ311から入出力制御部501を経由して入力される画像データは、アービタ502を介し、格納する画像メモリ503,画像データに対して欠陥検出処理を行う少なくとも1つ以上のプロセッサ504,505,506を備え、これらの間のデータアクセスは、アービタ502によって調停される。各プロセッサ504,505,506は、検査条件や参照画像の設定,欠陥情報の転送などに使用される通信バス507と、欠陥画像などを転送する通信バス508を備え、通信バス507は、制御コンピュータと通信し、通信バス508は、通信バス316を介し、画像サーバ117やEW318と通信する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an internal configuration example of the parallel processor PE 312. In FIG. 3, image data input via the input / output control unit 501 from the input / output control unit 501 and path switch 311 that controls the input / output of image data is stored in an image memory 503 and an image stored in the image memory 503. At least one or more processors 504, 505, and 506 that perform defect detection processing on the data are provided, and data access therebetween is arbitrated by the arbiter 502. Each processor 504, 505, 506 includes a communication bus 507 used for setting inspection conditions, reference images, transfer of defect information, and the like, and a communication bus 508 for transferring defect images and the like. The communication bus 507 is a control computer. The communication bus 508 communicates with the image server 117 and the EW 318 via the communication bus 316.

図6には、本実施例のROI検査における動作シーケンスの一例を示した。図6の左側図はROIのレシピ設定シーケンスを、右側図は設定されたレシピに基づくROI検査の実行フローである。はじめに、レシピ設定シーケンスについて説明する。レシピ設定が開始されると(ステップ601)まず装置オペレータはEW318の表示画面上にレシピ設定画面を呼び出し、参照画像取得領域を設定する(ステップ602)。   FIG. 6 shows an example of an operation sequence in the ROI inspection of this embodiment. The left side of FIG. 6 shows the ROI recipe setting sequence, and the right side shows the ROI inspection execution flow based on the set recipe. First, the recipe setting sequence will be described. When recipe setting is started (step 601), the apparatus operator first calls a recipe setting screen on the display screen of the EW 318 to set a reference image acquisition area (step 602).

図7には、レシピ設定画面で呼び出される参照画像取得領域の設定画面の一例を示す。参照画像取得領域の設定画面の左側には第1の倍率の画像表示領域701が配置されており、図7においてはメモリマット領域の一部が表示される程度の視野倍率の画像が表示されている。この倍率は、走査ストライプの幅(一次電子ビームの走査幅)が視野内に表示される程度の倍率であるが、倍率を下げてダイ全体あるいはウェーハ全体を表示させることも可能である。図7の右半分には、第2の倍率の画像表示領域702が配置されており、一つのメモリマットの一部が拡大表示される。装置オペレータは、この第2の倍率の画像表示領域702上でトリミングツール703を操作して参照画像取得領域をマニュアル設定する。実際には、参照画像取得領域から画像切り出しを行うので、参照画像取得領域は実際の参照画像の視野サイズよりも多少大きめに設定する。図7では、左上の角部を表示させたメモリマット上の一部をトリミングツール703で囲むことにより参照画像取得領域を設定した様子を示している。装置オペレータは更に、第2の倍率の画像表示領域702上の表示画像を適当にスクロールさせ、他の角部の一部をトリミングツール703で囲む操作を行い、メモリマットの4つの角部に対して参照画像取得領域を設定する。   FIG. 7 shows an example of a setting screen for the reference image acquisition area called on the recipe setting screen. An image display area 701 with a first magnification is arranged on the left side of the reference image acquisition area setting screen. In FIG. 7, an image with a field of view magnification that displays a part of the memory mat area is displayed. Yes. This magnification is such that the width of the scanning stripe (scanning width of the primary electron beam) is displayed in the field of view, but it is also possible to display the entire die or the entire wafer by reducing the magnification. In the right half of FIG. 7, an image display area 702 of the second magnification is arranged, and a part of one memory mat is enlarged and displayed. The apparatus operator manually sets the reference image acquisition area by operating the trimming tool 703 on the image display area 702 at the second magnification. Actually, since the image is cut out from the reference image acquisition region, the reference image acquisition region is set slightly larger than the visual field size of the actual reference image. FIG. 7 shows a state in which a reference image acquisition area is set by surrounding a part on the memory mat displaying the upper left corner with a trimming tool 703. Further, the apparatus operator appropriately scrolls the display image on the image display area 702 of the second magnification and surrounds a part of the other corners with the trimming tool 703, so that the four corners of the memory mat are operated. To set the reference image acquisition area.

トリミングツール703により設定された参照画像取得領域の位置情報は、EW318により他のチップ内のメモリマットに展開され、半導体ウェーハ101上に存在する全チップについて参照画像取得領域が設定される。ウェーハ上に形成される回路パターンは全て同じ構造をしているので、原理的には一つの参照画像のみで検査を行うことが可能であるが、露光むらなどの理由により、形成される回路パターンの寸法や形状などは、ウェーハ上の領域毎に微妙に異なっているため、実際にはチップ単位で参照画像を設定した方がよい。チップ内に適当な領域を区切ってその単位で参照画像を設定しても良い。あるいは、参照画像を取得するチップまたはウェーハ上の領域を適当に指定して、指定領域からのみ参照画像を取得するようにしてもよい。   The position information of the reference image acquisition area set by the trimming tool 703 is developed on the memory mat in another chip by the EW 318, and the reference image acquisition area is set for all chips existing on the semiconductor wafer 101. Since all circuit patterns formed on the wafer have the same structure, it is possible in principle to inspect with only one reference image. However, the circuit pattern is formed due to uneven exposure. Since the size, shape, etc. are slightly different for each region on the wafer, it is actually better to set a reference image for each chip. A reference image may be set in units by dividing an appropriate area in the chip. Alternatively, the reference image may be acquired only from the specified region by appropriately specifying a chip or a region on the wafer from which the reference image is acquired.

次に、設定された参照画像取得領域の位置情報に基づき、ステージおよび撮像手段を動作させ、走査ストライプの画像データを取得する(ステップ603)。この際、ステージは上述のように画像検出速度と非同期で移動させてもよいし、通常の同期速度で移動させても良い。検出器306から出力される画像信号はAD変換器307でデジタル信号に変換された後、画像処理装置308の転送バッファ309に画像データを取り込まれる。分配制御部310は、走査偏向器の偏向情報とステージの駆動制御情報を用いて、転送バッファ309に取り込まれた走査ストライプの画像データから、参照画像取得領域の画像データを逐次切出し、制御コンピュータ315および通信バス316を介して画像サーバ317に転送する(ステップ604)。ここで、ステージを非同期で移動させる場合、転送バッファ309には、図1(D)の走査スキップ領域111が存在しない状態の走査ストライプ画像が取り込まれることになる。従って、参照画像を取得するチップの数が多い場合には、ステージを非同期で移動させた方が検査高速化の上で有利である。   Next, based on the position information of the set reference image acquisition area, the stage and the imaging unit are operated to acquire image data of the scanning stripe (step 603). At this time, the stage may be moved asynchronously with the image detection speed as described above, or may be moved at a normal synchronous speed. The image signal output from the detector 306 is converted into a digital signal by the AD converter 307, and then the image data is taken into the transfer buffer 309 of the image processing device 308. The distribution control unit 310 sequentially extracts the image data of the reference image acquisition area from the image data of the scanning stripe fetched into the transfer buffer 309 using the deflection information of the scanning deflector and the stage drive control information, and the control computer 315. The image data is transferred to the image server 317 via the communication bus 316 (step 604). Here, when the stage is moved asynchronously, the scanning buffer image in a state where the scanning skip area 111 in FIG. 1D does not exist is captured in the transfer buffer 309. Therefore, when the number of chips for acquiring the reference image is large, moving the stage asynchronously is advantageous in terms of speeding up the inspection.

ここで、外観検査装置の持つチップ内の位置情報は、例えばチップ左隅などの適当なチップ原点から検査に使用する画素単位で指定される相対量であるため、図7で示されるようにSEMの実画像上で指定した参照画像取得領域の位置情報を他のチップに展開すると、参照画像取得領域が実際のメモリセルパターンとは微妙にずれる場合がある。これは、チップ内に形成されている回路パターンのサイズが、必ずしも画素サイズの整数倍とはならないためであり、誤差の累積によっては、数ピクセル分程度のずれが発生する場合もある。ずれた状態で切り出された画像データを用いて参照画像を生成すると、虚報発生の原因となるばかりか、実際に存在する欠陥に対しても参照画像と検査画像との差画像における欠陥中心がずれるため、欠陥位置を誤判定してしまう。そこで、本実施例の概観検査装置では、参照画像用画像データ切出しの際に以下の禁則条件を設けている。以下、図8(A)および図8(B)を用いて禁則条件について説明する。   Here, since the position information in the chip of the appearance inspection apparatus is a relative amount specified in units of pixels used for inspection from an appropriate chip origin such as the left corner of the chip, for example, as shown in FIG. If the position information of the reference image acquisition area specified on the actual image is developed on another chip, the reference image acquisition area may be slightly different from the actual memory cell pattern. This is because the size of the circuit pattern formed in the chip is not necessarily an integral multiple of the pixel size, and a deviation of several pixels may occur depending on the accumulation of errors. Generating a reference image using image data cut out in a shifted state not only causes a false alarm, but also shifts the defect center in the difference image between the reference image and the inspection image even for a defect that actually exists. Therefore, the defect position is erroneously determined. Therefore, in the overview inspection apparatus of the present embodiment, the following prohibition conditions are provided when extracting image data for reference images. Hereinafter, the prohibition condition will be described with reference to FIGS. 8A and 8B.

図8(A)に示すように、参照画像は実際の比較演算に使用する領域801の周囲に位置合わせ用のアライメント領域802を設けて切出しを行っている。ここで、走査ストライプ803上のメモリマット804の画像データから設定された参照画像取得領域805,806の画像データを切り出す際には、実際のメモリセルパターンとずれる場合がある。図8(B)の右上図はずれ方の類型を示す図であり、類型808および809のように実際の比較演算に使用する領域801までずれる場合と、類型811および812のようにアライメント領域のみがずれる場合がある。   As shown in FIG. 8A, the reference image is cut out by providing an alignment region 802 for alignment around a region 801 used for actual comparison calculation. Here, when the image data of the reference image acquisition areas 805 and 806 set from the image data of the memory mat 804 on the scanning stripe 803 is cut out, the actual memory cell pattern may be shifted. 8B is a diagram showing a type of deviation, in which a region 801 used for the actual comparison operation is shifted as in types 808 and 809, and only an alignment region is included in types 811 and 812. There may be deviation.

そこで、分配制御部310は、類型808および809の場合は参照画像用の画像データ切出しを行わず、その画像を不採用とする。また、類型811および812の場合はメモリマット804からはみ出た分だけ切出し位置をずらして画像切り出しを実行する。メモリマットの輪郭線807の位置情報はチップ原点の位置情報から計算できるため、分配制御部310はメモリマット輪郭線807の位置情報と設定された参照画像取得領域の位置情報とを比較して、上記の判断処理を実行する。また、類型811および812の場合のずらし領域816および817の領域計算もメモリマット輪郭線807の位置情報と設定された参照画像取得領域の位置情報とを比較することにより行われる。図1(D)の112および113に示すように、メモリマットの両端部全てにROI検査領域を設定した場合であっても、同じ禁則条件が適用される。以上説明した禁則条件は、マイクロプログラムやソフトウェアの形で分配制御部310内の不揮発メモリに格納されており、必要に応じて読み出され実行される。   Therefore, in the case of the types 808 and 809, the distribution control unit 310 does not extract the image data for the reference image, and does not adopt the image. In the case of the types 811 and 812, the image cutout is executed by shifting the cutout position by the amount protruding from the memory mat 804. Since the position information of the outline 807 of the memory mat can be calculated from the position information of the chip origin, the distribution control unit 310 compares the position information of the memory mat outline 807 with the position information of the set reference image acquisition area, The above determination process is executed. Further, the area calculation of the shift areas 816 and 817 in the case of the types 811 and 812 is also performed by comparing the position information of the memory mat outline 807 with the position information of the set reference image acquisition area. As shown at 112 and 113 in FIG. 1D, the same prohibition condition is applied even when the ROI inspection area is set at both ends of the memory mat. The prohibition conditions described above are stored in the nonvolatile memory in the distribution control unit 310 in the form of a microprogram or software, and are read and executed as necessary.

必要な枚数の参照画像用画像データが画像サーバ317に蓄積されると、画像サーバ317は画像データをEW318に出力し、EW318は、受信した画像データを加算・平均化して参照画像を生成する。生成された参照画像は、ウェーハ上に形成されたチップの番号を示すチップIDと共にEW318の外部記憶装置に検査レシピの一部として格納される(ステップ605)。参照画像の生成単位をチップの内部領域単位で指定した場合には、参照画像は、チップ内の領域情報を示すチップ内IDと対応して格納される。参照画像の生成単位がウェーハ上に区切った領域単位で指定された場合には、複数のチップIDに対して同一の参照画像が登録されることになる。以上でレシピ設定は終了である(ステップ606)。   When the required number of reference image image data is accumulated in the image server 317, the image server 317 outputs the image data to the EW 318, and the EW 318 adds and averages the received image data to generate a reference image. The generated reference image is stored as a part of the inspection recipe in the external storage device of the EW 318 together with the chip ID indicating the number of the chip formed on the wafer (step 605). When the generation unit of the reference image is specified in units of the internal area of the chip, the reference image is stored in association with the in-chip ID indicating the area information in the chip. When the reference image generation unit is specified in units of regions divided on the wafer, the same reference image is registered for a plurality of chip IDs. This completes the recipe setting (step 606).

検査レシピの設定が終了すると、図6右側図に示す要領で、設定されたレシピに基づくROI検査を実行する。装置オペレータは、EW318の表示画面から登録された検査レシピを読み出し(ステップ607)、次に検査対象であるROI領域を設定する(ステップ608)。ROI領域の設定画面は、図7に示した画面とほぼ同じであり、図7の下側に示された「検査」ボタンをオペレータがクリックすることにより表示される。ROI領域の設定の際は、参照画像取得領域の設定と同じ要領で、第2の倍率の画像表示領域702に表示させたメモリマットの一部をトリミングツール703で囲むことにより設定する。あるいは、第2の倍率の画像表示領域702下側に表示されたROI条件設定部に、「マット角」,「4角」,「10μm」,「ゴールデン」などの情報を入力する。これらは、ROI検査の詳細条件を意味する情報であり、メモリマットの4つの角部全てを検査対象とし、画像取得寸法が10μmであり、ゴールデン画像との比較検査により検査を行うことを意味している。トリミングツール703でROI領域を設定した場合、ROI条件設定部には、トリミングツール703で囲んだ領域に対応する詳細情報が表示される。   When the setting of the inspection recipe is completed, the ROI inspection based on the set recipe is executed as shown in the right side view of FIG. The apparatus operator reads the registered inspection recipe from the display screen of the EW 318 (step 607), and then sets the ROI area to be inspected (step 608). The ROI area setting screen is almost the same as the screen shown in FIG. 7, and is displayed when the operator clicks an “inspection” button shown on the lower side of FIG. The ROI area is set by surrounding a part of the memory mat displayed in the image display area 702 of the second magnification with the trimming tool 703 in the same manner as the setting of the reference image acquisition area. Alternatively, information such as “mat angle”, “four corners”, “10 μm”, and “golden” is input to the ROI condition setting unit displayed below the image display area 702 of the second magnification. These are information indicating the detailed conditions of ROI inspection, which means that all four corners of the memory mat are to be inspected, the image acquisition size is 10 μm, and inspection is performed by comparison inspection with the golden image. ing. When the ROI area is set by the trimming tool 703, detailed information corresponding to the area surrounded by the trimming tool 703 is displayed in the ROI condition setting unit.

オペレータが検査開始ボタンをクリックすると本検査が開始され(ステップ609)、ステージ移動と一次電子ビーム走査により、ウェーハ上の指定領域から検査ストライプの画像データが取得される。同時にプロセッサPE312,313,314には、EW318に格納されている参照画像のデータがチップIDやチップ内IDの各情報とともに転送される。分配制御部310は、取得された走査ストライプの画像データからメモリマット4角部分107,108,109,110の画像データだけを切出し、経路スイッチ311を介し、各並列プロセッサPE312,313,314へ分配する。そして、切り出された画像と参照画像との位置合わせ処理を行い、比較演算処理を行って欠陥を検出する。検出された欠陥画像は、通信バス316を介し、画像サーバ117に格納される。また、欠陥の位置情報(欠陥画像の視野中心の位置情報)は、制御コンピュータ315を介してEW318に転送され、内蔵された外部記憶装置に蓄積される。全てのROI領域について画像データを取得し終えると本検査は終了する(ステップ610)。   When the operator clicks the inspection start button, the main inspection is started (step 609), and image data of the inspection stripe is acquired from the designated area on the wafer by moving the stage and scanning the primary electron beam. At the same time, the reference image data stored in the EW 318 is transferred to the processors PE 312, 313, and 314 together with each information of the chip ID and the in-chip ID. The distribution control unit 310 cuts out only the image data of the memory mat quadrilateral portions 107, 108, 109, and 110 from the acquired image data of the scanning stripe and distributes it to each parallel processor PE 312, 313, 314 via the path switch 311. To do. Then, alignment processing between the cut-out image and the reference image is performed, and comparison calculation processing is performed to detect a defect. The detected defect image is stored in the image server 117 via the communication bus 316. Further, the position information of the defect (position information of the center of the visual field of the defect image) is transferred to the EW 318 via the control computer 315 and stored in the built-in external storage device. When the image data has been acquired for all the ROI regions, this inspection ends (step 610).

101 半導体ウェーハ
102 チップ
103,201,803 走査ストライプ
104 ステージ移動方向
105 メモリマット領域
106 メモリセル
107,108,109,110,112,113,202 ROI走査領域
111 走査スキップ領域
203a,203b,203c,203d,203e 走査ライン
301 照射器
302 一次電子線
303 ウェーハ
304 試料室
305 2次電子または反射電子
306 検出器
307 AD変換器
308 画像処理装置
309 転送バッファ
310 分配制御部
311 経路スイッチ
312,313,314 プロセッサエレメント(PE)
315 制御コンピュータ
316,507,508 通信バス
317 画像サーバ
318 EW
319 撮像装置制御手段
401 分配プロセッサ
402 画像分配テーブル
501 入出力制御部
502 アービタ
503 画像メモリ
504,505,506 プロセッサ
701 第1の倍率の画像表示領域
702 第2の倍率の画像表示領域
703 トリミングツール
801 参照画像の実際の比較演算に使用する領域
802 アライメント領域
804 メモリマット
805,806 参照画像取得領域
807 メモリマットの輪郭線
808,809,810,811,812,813,814,815 類型
816,817 ずらし領域
101 Semiconductor wafer 102 Chip 103, 201, 803 Scan stripe 104 Stage moving direction 105 Memory mat area 106 Memory cell 107, 108, 109, 110, 112, 113, 202 ROI scan area 111 Scan skip area 203a, 203b, 203c, 203d , 203e Scan line 301 Irradiator 302 Primary electron beam 303 Wafer 304 Sample chamber 305 Secondary electron or backscattered electron 306 Detector 307 AD converter 308 Image processing device 309 Transfer buffer 310 Distribution control unit 311 Path switch 312, 313, 314 Processor Element (PE)
315 Control computer 316, 507, 508 Communication bus 317 Image server 318 EW
319 Imaging device control means 401 Distribution processor 402 Image distribution table 501 Input / output control unit 502 Arbiter 503 Image memory 504, 505, 506 Processor 701 First magnification image display area 702 Second magnification image display area 703 Trimming tool 801 Area used for actual comparison operation of reference image 802 Alignment area 804 Memory mat 805, 806 Reference image acquisition area 807 Memory mat outlines 808, 809, 810, 811, 812, 813, 814, 815 Types 816, 817 region

Claims (9)

被検査試料上に電子線を走査して二次信号を検出し、当該二次信号から形成される画像データに対して所定参照画像との比較演算処理を実行することにより欠陥を検出する検査装置において、
前記被検査試料上での検査位置情報と前記参照画像の取得位置情報とを設定する設定画面が表示される上位制御装置と、
前記検査位置情報または前記参照画像の取得位置情報をもとに前記被検査試料の画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される検査用画像データと前記参照画像との比較演算処理を行い、前記欠陥を検出する画像処理手段と、
前記画像処理手段は、前記参照画像用の画像データを、前記比較演算に使用する領域の周囲に位置合わせ用のアライメント領域が含まれるように前記画像データから切出す分配制御部を備えたことを特徴とする検査装置。
An inspection apparatus that detects a defect by scanning an electron beam on a sample to be inspected to detect a secondary signal, and performing comparison operation processing with a predetermined reference image on image data formed from the secondary signal In
A host controller on which a setting screen for setting inspection position information on the sample to be inspected and acquisition position information of the reference image is displayed;
Imaging means for acquiring image data of the sample to be inspected based on the inspection position information or the acquisition position information of the reference image;
Image processing means for performing comparison operation processing between the inspection image data output from the imaging means and the reference image, and detecting the defect;
The image processing means includes a distribution control unit that extracts image data for the reference image from the image data so that an alignment region for alignment is included around a region used for the comparison calculation. Characteristic inspection device.
請求項1に記載の検査装置において、
前記分配制御部は、
前記アライメント領域が前記二次信号から形成される画像データの領域からはみ出た場合、当該はみ出た分を画像データが存在する方向にずらして前記切出しを実行することを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to claim 1,
The distribution controller is
When the alignment region protrudes from an image data region formed from the secondary signal, the inspection is performed by shifting the protruding portion in a direction in which the image data exists.
請求項2に記載の検査装置において、
前記分配制御部は、
前記比較演算に使用する領域が前記二次信号から形成される画像データの領域からはみ出た場合、前記参照画像用の画像データの切出し処理を行わないことを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to claim 2,
The distribution controller is
The inspection apparatus, wherein when the area used for the comparison operation protrudes from the area of the image data formed from the secondary signal, the image data for the reference image is not cut out.
請求項1から3のいずれか1項に記載の検査装置において、
前記比較演算により欠陥と判定された欠陥の画像を蓄積する画像サーバを備え、
前記上位制御装置は、前記画像サーバに蓄積された複数の参照画像用の画像データから、参照画像を合成し、当該参照画像を記憶することを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An image server for storing an image of a defect determined as a defect by the comparison operation;
The inspection apparatus characterized in that the host control device synthesizes a reference image from a plurality of reference image image data accumulated in the image server and stores the reference image.
請求項1から4のいずれか1項に記載の検査装置において、
前記被検査試料を移動させる試料ステージと、
当該試料ステージの移動速度を制御するステージ制御手段とを備え、
前記上位制御装置は、
前記検査位置情報を用いて、前記走査が実行される走査領域と前記走査が実行されない走査スキップ領域とを計算し、
前記ステージ制御手段は、
前記試料ステージの移動方向に対する前記走査領域の長さと前記走査スキップ領域の長さとの比に対応して、前記試料ステージの移動速度を制御することを特徴とする電子線装置。
The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A sample stage for moving the sample to be inspected;
Stage control means for controlling the moving speed of the sample stage,
The host controller is
Using the inspection position information, calculate a scan area where the scan is performed and a scan skip area where the scan is not performed,
The stage control means includes
An electron beam apparatus, wherein the moving speed of the sample stage is controlled in accordance with a ratio of a length of the scanning area and a length of the scanning skip area with respect to the moving direction of the sample stage.
試料ステージにより被検査試料を連続的に移動させ、当該試料ステージの移動方向と交差する方向に電子線を走査することにより形成される走査ストライプからの二次信号を検出し、当該二次信号から形成される画像データに対して所定参照画像との比較演算処理を実行することにより欠陥を検出する検査装置において、
前記参照画像の取得位置情報と前記走査ストライプ上での検査位置情報とを設定するための設定画面が表示される上位制御装置と、
前記検査位置情報または前記参照画像の取得位置情報をもとに前記被検査試料の画像データを取得する撮像手段と、
前記被検査試料の画像データと前記参照画像との比較演算処理を行い、前記欠陥を検出する画像処理手段とを備え、
前記上位制御装置は、
前記検査位置情報を用いて、前記走査が実行される走査領域と前記走査が実行されない走査スキップ領域とを前記走査ストライプ上に設定し、
前記画像処理手段は、
前記参照画像用の画像データを、前記比較演算に使用する領域の周囲に位置合わせ用のアライメント領域が含まれるように前記画像データから切出す分配制御部を備えたことを特徴とする検査装置。
A secondary signal is detected from a scanning stripe formed by continuously moving a sample to be inspected by a sample stage and scanning an electron beam in a direction crossing the moving direction of the sample stage. In an inspection apparatus for detecting defects by executing a comparison operation process with a predetermined reference image for image data to be formed,
A host controller on which a setting screen for setting the acquisition position information of the reference image and the inspection position information on the scanning stripe is displayed;
Imaging means for acquiring image data of the sample to be inspected based on the inspection position information or the acquisition position information of the reference image;
Image data of the sample to be inspected and a comparison calculation process of the reference image, and comprising image processing means for detecting the defect,
The host controller is
Using the inspection position information, a scan area in which the scan is performed and a scan skip area in which the scan is not performed are set on the scan stripe,
The image processing means includes
An inspection apparatus comprising: a distribution control unit that extracts the image data for the reference image from the image data so that an alignment region for alignment is included around a region used for the comparison calculation.
請求項6に記載の検査装置において、
前記分配制御部は、
前記アライメント領域が前記走査領域からはみ出た場合、当該はみ出た分を画像データが存在する方向にずらして前記切出しを実行することを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to claim 6, wherein
The distribution controller is
When the alignment region protrudes from the scanning region, the inspection is performed by shifting the protruding portion in a direction in which image data exists, and performing the extraction.
請求項7に記載の検査装置において、
前記分配制御部は、
前記比較演算に使用する領域が前記走査領域からはみ出た場合、前記参照画像用の画像データの切出し処理を行わないことを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to claim 7,
The distribution controller is
The inspection apparatus, wherein when the area used for the comparison operation protrudes from the scanning area, the image data for the reference image is not cut out.
請求項6から8のいずれか1項に記載の検査装置において、
前記比較演算により欠陥と判定された欠陥の画像を蓄積する画像サーバを備え、
前記上位制御装置は、前記画像サーバに蓄積された複数の参照画像用の画像データから、参照画像を合成し、当該参照画像を記憶することを特徴とする検査装置。
The inspection apparatus according to any one of claims 6 to 8,
An image server for storing an image of a defect determined as a defect by the comparison operation;
The inspection apparatus characterized in that the host control device synthesizes a reference image from a plurality of reference image image data accumulated in the image server and stores the reference image.
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