JP2012237566A - 欠陥観察方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料上の欠陥を観察する方法において、光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した検査結果の情報を用いて観察対象の欠陥が存在する位置を走査電子顕微鏡で撮像して画像を取得し、この取得した観察対象の欠陥の像を用いて欠陥のモデルを作成し、作成された欠陥のモデルに対して光を照射したときに欠陥モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合のこの検出器の検出値を算出し、この算出した検出値と実際に試料からの反射・散乱光を受光した検出器の検出値とを比較して観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めるようにした。
【選択図】図3
Description
本実施形態のレビュー装置100は、被検査対象の試料101を搭載する試料ホルダ102、この試料ホルダ102を移動させて試料101の全面を走査電子顕微鏡106(以下SEMと記述)の下に移動可能なステージ103、試料101を詳細観察するSEM106、SEM106の焦点を試料101の表面に合わせる為に試料101の表面の高さを検出する光学式高さ検出システム104、試料101の欠陥を光学的に検出して試料101上の欠陥の詳細位置情報を取得する光学顕微鏡105、SEM106と光学顕微鏡105の対物レンズを収納する真空漕112、SEM106および光学式高さ検出システム104および光学顕微鏡105を制御する制御システム125、ユーザインターフェース123、ライブラリ122、検査装置107等の上位システムへ接続するネットワーク121、検査装置107の外部データ等を保存し制御システムに与える記憶装置124、で構成されている。
図2に示した検査装置107は、照明部601、検出部627a、627b、627c、正反射光検出部624、試料101を載置可能なステージ616、信号処理部628、全体制御部632、表示部633、入力部634を備えて構成される。信号処理部628は欠陥判定部629、特徴量抽出部630、および欠陥種寸法判定部631を有する。正反射光検出部624は大面積欠陥検査あるいは試料表面計測などの目的で必要に応じて設置される。信号処理部628は、記憶装置613と接続され、信号処理部628で処理された結果を記憶装置613に保存する。記憶装置613は、ネットワーク121を介して上位のシステム(例えば、図1に示したようなレビュー装置)と接続されている。
まず、検査装置107で試料101を載置したステージ616をXY平面内で走査し、欠陥を検出する(S3000)。
そして,検査装置107は検査情報をネットワーク121を介して出力し、レビュー装置100の記憶装置124に入力する(S6001)。検査装置107が出力する試料101の検査情報は、欠陥座標、欠陥信号、欠陥形状、欠陥散乱光の偏光、欠陥種、欠陥ラベル、欠陥の特徴量、試料101表面の散乱信号のいずれかもしくはこれらの組み合わせで構成される検査結果と、検査装置107の照明入射角、照明波長、照明方位角、照明強度、照明偏光、検出部627a、627b、627cの方位角、検出部627a、627b、627cの仰角、検出部627a、627b、627cの検出領域のいずれかもしくはこれらの組み合わせで構成される検査条件で構成される検査情報である。検査装置に複数のセンサが存在する場合は、センサ毎に出力される試料101を検査した結果得られる検査情報もしくは、複数のセンサ出力を統合した試料101の検査情報を用いる。
次に、他の欠陥情報が必要でない場合は(NO)、観察終了とし(S3009)、観察が必要である場合(YES)は観察したい欠陥位置情報を取得し、上述したレビュー装置100で欠陥を観察する手順(S3002)へ戻り、処理を進める。
また、求めたいパラメータは、1つもしくは複数のパラメータである。
図4A、図4C及び図4Eに、散乱光シミュレーションの欠陥の計算モデル例を示す。ある欠陥330a、330b、330cに対し、照明光の入射方向312でそれぞれ照明光を入射する。この場合、各欠陥に対する照明光の入射角度は一定である。欠陥の形状を図4Aの場合に330a、図4Cの場合に330b、図4Eの場合に330cと変化させた場合の散乱光分布を求める計算モデル例である。各図において、Top Viewは試料101平面に対して水平な平面に欠陥モデルを投影した図であり、Front viewは試料101平面に対し垂直で照明の入射方向312に対して平行な面に欠陥モデルを投影した図である。
まず、図3のS3000に対応させて、検査装置107で試料101を全面検査し、欠陥を検出し(S501)、S6001に対応して、検査装置107の検査結果や検査条件を含む検査情報を出力する(S502)。ここで出力された検査装置107の検査情報は、欠陥座標、検査装置107の1つもしくは複数の検出器で検出した値に関連した値(検査結果)、検査条件もしくは検査条件と試料条件を含む。
まず、検査装置107で試料101を走査し、欠陥を検出する(S6000)。
そして、欠陥観察結果とS6006で導出した未知パラメータを出力する(S6007)。
また、求めたいパラメータは、1つもしくは複数のパラメータである。
例えば、図2に示した検査装置構成例のように複数の検出器を持つ検査装置で欠陥検査を行う場合、出来るだけ多くの検出器の出力情報を確保したい。これは、未知パラメータを導出する際、使用できる情報量が多いほど、未知パラメータを精度よく導出できるためである。
図7は、図3に示した処理フローのS6007、及び図6に示した処理フローのS6007において、対象欠陥の未知パラメータを出力した例である。レビュー装置100で取得した欠陥レビュー画像801と、図3または図6で説明した流れによって導出した未知パラメータ、もしくは未知パラメータを導出する際に用いたパラメータと導出した未知パラメータを出力する表示部802が存在する。
図8の検査装置の例では、試料101の表面又は欠陥を検査する検査装置は、レーザとエキスパンダとアッテネータと偏光制御素子とミラー802A・802Bとレンズ803とを適宜用いて構成される暗視野照明光学系801と、Zステージ及びXYステージとを有するステージ816と、試料高さ計測器804と、対物レンズ805と光学フィルタ806と結像レンズ807とダイクロックミラー808とダイクロックミラー808で分岐された2つの光路それぞれに固体撮像素子810、811、とを適宜用いて構成される検出光学系と、信号処理部812と、記憶装置813と、モニタ814と、を適宜用いて構成される。記憶装置813はネットワーク121を介して上位のシステム(例えば、図1に示したような本発明の第1の実施形態のレビュー装置)と接続されている。
まず、レーザからの照明光305により、試料101の法線方向に対して角度を有す方向から試料101の表面を照明し、試料101上に所望のビームを形成する。このビームにより試料101上の異物、欠陥、パターンから散乱、回折された光は、試料の上方で対物レンズ805により集光される。試料101が繰り返しパターンを有する場合には、該繰り返しパターンから発生する回折光は、対物レンズの射出瞳に規則的な間隔で集光するため、瞳面もしくは瞳面近傍に置かれた光学フィルタ806により遮光される。光学フィルタ806は欠陥からの散乱光を強調し、もしくは試料からの散乱光を抑制する目的の光学フィルタ806を用いても良い。
122…ライブラリ 123…ユーザインターフェース 124…記憶装置 125…制御システム。
Claims (14)
- 試料上の欠陥を観察する方法であって、
光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した前記試料上の欠陥に関する検査結果の情報を用いて前記検出した欠陥の中から抽出した観察対象の欠陥が存在する位置を走査電子顕微鏡で撮像して画像を取得する工程と、
前記走査電子顕微鏡で撮像して得た前記観察対象の欠陥の像を用いて欠陥のモデルを作成する欠陥モデル作成工程と、
前記欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルに対して前記光を照射したときに該欠陥モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出する検出値候補算出工程と、
該検出値候補算出工程で算出した前記検出器の検出値の候補と実際に前記光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器の検出値とを比較することにより前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めるパラメータ算出工程と
を有することを特徴とする欠陥観察方法。 - 前記検出値候補算出工程において、前記欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルと前記検査結果の情報を用いて複数の計算モデルを作成し、該作成した複数の計算モデルにそれぞれ前記光を照射したときの該複数の計算モデルからのそれぞれの反射・散乱光を受光した前記検出器の検出値を算出することを特徴とする請求項1記載の欠陥観察方法。
- 前記検出値候補算出工程において、前記欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルを用いて散乱光強度分布を求め、該求めた散乱光強度分布情報を用いて前記観察対象欠陥の前記検出値候補を算出することを特徴とする請求項1記載の欠陥観察方法。
- 前記欠陥モデル作成工程において、前記観察対象の欠陥の像を用いて欠陥の形状モデルを作成し、前記検出値候補算出工程において、前記欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥の形状モデルに対して前記光を照射したときに該観察対象欠陥の形状モデルから発生する反射・散乱光を前記検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出し、前記パラメータ算出工程において、前記検出値候補算出工程で算出した前記検出器の検出値の候補と実際に前記光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器の検出値とを比較することにより前記観察対象の欠陥の高さに関する情報を求めることを特徴とする請求項1記載の欠陥観察方法。
- 試料上の欠陥を観察する方法であって、
光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した前記試料上の欠陥に関する検査結果の情報を用いて前記検出した欠陥の中から抽出した観察対象の欠陥が存在する位置を走査電子顕微鏡で撮像して画像を取得する工程と、
前記走査電子顕微鏡で撮像して得た画像に前記観察対象の欠陥の像が含まれている場合には該観察対象の欠陥の像を用いて欠陥のモデルを作成する第1の欠陥モデル作成工程と、
前記走査電子顕微鏡で撮像して得た画像に前記観察対象の欠陥の像が含まれていない場合には前記試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した欠陥の情報を用いて前記観察対象欠陥のモデルを作成する第2の欠陥モデル作成工程と、
前記第1の欠陥モデル作成工程又は前記第2の欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルに対して前記光を照射したときに該欠陥モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出する検出値候補算出工程と、
該検出値候補算出工程で算出した前記検出器の検出値の候補と実際に前記光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器の検出値とを比較することにより前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求める工程と
を有することを特徴とする欠陥観察方法。 - 前記検出値候補算出工程は、前記第1の欠陥モデル作成工程又は前記第2の欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルと前記試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した検査結果の情報を用いて計算モデルを作成し、該作成した計算モデルを用いて前記観察対象の欠陥に対する前記光学検査装置の検出値を算出することを特徴とする請求項5記載の欠陥観察方法。
- 前記検出値候補算出工程は、前記第1の欠陥モデル作成工程又は前記第2の欠陥モデル作成工程で作成された前記観察対象欠陥のモデルを用いて散乱光強度分布を求め、該求めた散乱光強度分布に基づいて前記観察対象欠陥を解析して前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めることを特徴とする請求項5記載の欠陥観察方法。
- 試料上の欠陥を観察する装置であって、
光学式検査装置において光を照射した試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した前記試料上の欠陥に関する検査結果の情報を受信して記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された前記光学式検査装置による検査結果の情報に基づいて検出した欠陥の中から抽出した前記試料上の観察対象の欠陥が存在する位置を撮像して画像を取得する走査電子顕微鏡手段と、
該走査電子顕微鏡で撮像して得た前記試料上の観察対象の欠陥の像を用いて欠陥のモデルを作成する欠陥モデル作成手段と、
前記欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルに対して前記光を照射したときに該欠陥モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出する検出値候補算出手段と、
該検出値候補算出手段で算出した前記検出器の検出値の候補と前記光学式検査装置で光を照射した試料からの反射・散乱光を受光した前記検出器の検出値とを比較することにより前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めるパラメータ算出手段と
を備えることを特徴とする欠陥観察装置。 - 前記検出値候補算出手段は、前記欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルと前記光学式検査装置による検査結果の情報を用いて複数の計算モデルを作成し、該作成した複数の計算モデルにそれぞれ前記光を照射したときの該複数の計算モデルからのそれぞれの反射・散乱光を受光した前記検出器の検出値を算出することを特徴とする請求項8記載の欠陥観察装置。
- 前記検出値候補算出手段は、前記欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルを用いて散乱光強度分布を求め、該求めた散乱光強度分布情報を用いて前記観察対象欠陥の前記検出値候補を算出することを特徴とする請求項8記載の欠陥観察装置。
- 前記欠陥モデル作成手段は、前記欠陥の形状モデルを作成し、前記検出値候補算出手段は欠陥モデル作成手段で作成した前記欠陥の形状モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出し、前記パラメータ算出手段は前記検出値候補算出手段で算出した前記検出器の検出値の候補を前記検出器の検出値と比較することにより前記観察対象の欠陥の高さ関する情報を求めることを特徴とする請求項8記載の欠陥観察装置。
- 試料上の欠陥を観察する装置であって、
光学式検査装置において光を照射した試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した前記試料上の欠陥に関する検査結果の情報を受信して記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された前記光学式検査装置による検査結果の情報に基づいて検出した欠陥の中から抽出した前記試料上の観察対象の欠陥が存在する位置を撮像して画像を取得する走査電子顕微鏡手段と、
該走査電子顕微鏡手段で撮像して得た画像に前記観察対象の欠陥の像が含まれているか否かをチェックして前記観察対象の欠陥の像が含まれている場合には該観察対象の欠陥の像を用いて欠陥のモデルを作成する第1の欠陥モデル作成手段と、
前記走査電子顕微鏡手段で撮像して得た画像に前記観察対象の欠陥の像が含まれているか否かをチェックして前記観察対象の欠陥の像が含まれていない場合には前記光学式検査装置で前記試料からの反射・散乱光を受光した前記検出器からの検出信号を処理して検出した欠陥の情報を用いて前記観察対象欠陥のモデルを作成する第2の欠陥モデル作成手段と、
前記第1の欠陥モデル作成手段又は前記第2の欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルに対して前記光を照射したときに該欠陥モデルから発生する反射・散乱光を検出器で受光した場合の該検出器の検出値の候補を算出する検出値候補算出手段と、
該検出値候補算出手段で算出した前記検出器の検出値の候補と実際に前記光が照射された試料からの反射・散乱光を受光した検出器の検出値とを比較することにより前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めるパラメータ算出手段と
を備えることを特徴とする欠陥観察装置。 - 前記検出値候補算出手段は、前記第1の欠陥モデル作成手段又は前記第2の欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルと前記試料からの反射・散乱光を受光した検出器からの検出信号を処理して検出した検査結果の情報を用いて計算モデルを作成し、該作成した計算モデルを用いて前記観察対象の欠陥に対する前記光学検査装置の検出値を算出することを特徴とする請求項12記載の欠陥観察装置。
- 前記検出値候補算出手段は、前記第1の欠陥モデル作成手段又は前記第2の欠陥モデル作成手段で作成された前記観察対象欠陥のモデルを用いて散乱光強度分布を求め、該求めた散乱光強度分布に基づいて前記観察対象欠陥を解析して前記観察対象の欠陥の高さ又は材質又は屈折率に関する情報を求めることを特徴とする請求項12記載の欠陥観察装置。
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