JP2015161578A - Wafer inspection method and charged particle beam device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線を用いたウェーハの検査方法および荷電粒子線装置に関する。 The present invention relates to a wafer inspection method and a charged particle beam apparatus using a charged particle beam.
コンピュータ等に使用されるメモリやマイクロコンピュータなどの半導体デバイスは、ホトマスクに形成された回路等のパターンを、露光処理、リソグラフィー処理、エッチング処理等により転写する工程を繰り返すことによって製造される。半導体デバイスの製造過程において、リソグラフィー処理、エッチング処理、その他の処理結果の良否、異物発生等の欠陥の存在は、半導体デバイスの歩留まりに大きく影響を及ぼす。したがって、歩留まり向上のために、各製造工程の終了時に半導体ウェーハ上のパターン検査を実施し、異常発生や不良発生を、早期にまたは事前に検知している。 A semiconductor device such as a memory or a microcomputer used in a computer or the like is manufactured by repeating a process of transferring a pattern such as a circuit formed on a photomask by exposure processing, lithography processing, etching processing, or the like. In the manufacturing process of a semiconductor device, the presence or absence of defects such as the quality of lithography processing, etching processing, other processing results, and the generation of foreign matter greatly affects the yield of semiconductor devices. Therefore, in order to improve the yield, pattern inspection on the semiconductor wafer is performed at the end of each manufacturing process, and the occurrence of abnormality or defect is detected early or in advance.
上記のような工程で用いられる検査装置は、ウェーハの大口径化と回路パターンの微細化に追随して高スループットかつ高精度な検査を行うことが求められている。そのため、検査装置によりウェーハ表面全域を検査し、検出された欠陥の座標データをレビュー装置に転送し、その座標データをもとに電子顕微鏡で高倍率データを取得することがよく行われる。その際に、欠陥検出の画像処理のため、欠陥位置の像を撮像した欠陥画像と、その比較のために別ダイ(Die)のダイ内同座標位置を撮像した参照画像を欠陥ごとに撮像し、検出された欠陥をさらに高倍率で撮像することが行われる。参照画像は欠陥画像取得ごとに、隣接するダイから取得する方法がよく用いられるが、特許文献1に記載があるように、1個乃至複数個のダイから事前に参照画像をすべて取得しておき、そのあとで欠陥画像を撮像する方法も考えられている。後者の場合、参照画像取得時の各撮像箇所への移動距離、時間を短縮できるため、高スループットに有効な方法である。
The inspection apparatus used in the above-described processes is required to perform high-throughput and high-precision inspection following the increase in wafer diameter and circuit pattern miniaturization. Therefore, it is often performed that the entire surface of the wafer is inspected by an inspection device, coordinate data of detected defects is transferred to a review device, and high magnification data is acquired by an electron microscope based on the coordinate data. At that time, for defect detection image processing, a defect image obtained by capturing an image of the defect position and a reference image obtained by imaging the same coordinate position in another die (Die) for comparison are captured for each defect. Then, the detected defect is imaged at a higher magnification. A method of acquiring a reference image from an adjacent die every time a defect image is acquired is often used. However, as described in
予め1個乃至複数個のダイで全ての参照画像を取得する後者の方法は、一方では、別の問題が考えられる。撮像箇所が近接している場合、例えば図2のウェーハ上パターン201の範囲202を撮像した後で範囲203を撮像する。この場合、範囲202を撮像した際に形成されたコンタミネーションすなわち電子線を照射した際に形成されるハイドロカーボン等が付着した痕が、範囲203を撮像した際に領域204として映り込んでしまう。電子線の加速電圧や電流量、積算枚数、試料室の雰囲気などにより程度は異なるが、画像上には少なからず痕跡として残り、欠陥検出などの画像処理の際に影響を与える。例えば、コンタミネーションが形成された部分の画像が黒くなり、パターン欠陥やパーティクル(異物)として誤検出されるなど、検出精度が悪くなる問題が生じる。
On the other hand, the latter method of acquiring all reference images with one or a plurality of dies in advance has another problem. When the imaging locations are close, for example, the
ウェーハ上のダイの大きさは程度の差はあれ数mm〜数十mm程度が一般的で、1枚のウェーハの1回のレビュー点数は多くても数百点程度である。通常数μm〜10数μmの撮像倍率(FOV:Field−Of−View)で観察することを考えても、図2のように撮像箇所が近接することは一般的には確率は低い。ただし、設計パターン自体の持つ潜在的な原因やマスク不良などに起因するシステマティック欠陥の場合、ダイ内の特定の位置で発生することも少なくなく、全ダイの欠陥位置を、ダイ内部座標を元に1個のダイに重ね合わせた場合、図2のような状況は十分考えられる。システマティック欠陥はランダムに発生する欠陥と比べ、発生原因をとらえることは歩留まり向上に大きく寄与しやすく、正確な像を撮像することは重要な課題である。 The size of the die on the wafer is generally several millimeters to several tens of millimeters, but the number of review points per wafer is several hundreds at most. In general, the probability that an imaging location is close as shown in FIG. 2 is low even when considering observation at an imaging magnification (FOV: Field-Of-View) of several μm to several tens μm. However, systematic defects due to potential causes of the design pattern itself or mask defects often occur at specific locations within the die. When superposed on one die, the situation as shown in FIG. 2 is fully conceivable. Compared with randomly generated defects, capturing the cause of a systematic defect is likely to greatly contribute to improving the yield, and it is important to capture an accurate image.
本発明の目的は、ダイの画像比較により検査を行うウェーハの検査方法において、撮像範囲の重なりを考慮した撮像を行うことにより、撮像範囲の重複による影響を防止し、高精度なウェーハの検査方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-accuracy wafer inspection method that prevents the influence of overlapping imaging ranges by performing imaging in consideration of overlapping imaging ranges in a wafer inspection method that performs inspection by comparing die images. Is to provide.
また、本発明の他の目的は、ダイの画像比較により検査を行う荷電粒子線装置において、撮像範囲の重なりを考慮した撮像を行うことにより、撮像範囲の重複による影響を防止し、高精度なウェーハ検査が可能な荷電粒子線装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to prevent the influence of overlapping imaging ranges by performing imaging in consideration of overlapping imaging ranges in a charged particle beam apparatus that performs inspection by image comparison of dies. An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of wafer inspection.
上記課題を解決するために、本発明は、ある1つのダイから比較対象となる参照画像を取得し、他の複数のダイから各々取得した複数の検査画像と前記参照画像とを比較して検査を行うウェーハの検査方法であって、前記複数のダイ内での撮像領域を所定のダイに重ね合わせたときの各撮像領域の重なりに基づいて、前記参照画像を取得するダイ内で一度に画像取得する領域グループを決定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention acquires a reference image to be compared from a certain die and compares the plurality of inspection images acquired from other dies with the reference image for inspection. A method for inspecting a wafer, wherein an image is obtained at a time in a die for obtaining the reference image based on an overlap of the imaging regions when the imaging regions in the plurality of dies are superimposed on a predetermined die. A region group to be acquired is determined.
また、本発明は、ウェーハに荷電粒子線を照射し、前記ウェーハから放出される二次電子或いは反射電子を検出して前記ウェーハの画像を撮像する荷電粒子線装置であって、前記ウェーハを載置し、前記荷電粒子線の前記ウェーハに対する照射位置を制御するステージと、ある1つのダイから取得した比較対象となる参照画像と、他の複数のダイから各々取得した複数の検査画像との比較演算を行う画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記複数のダイ内での撮像領域を所定のダイに重ね合わせたときの各撮像領域の重なりに基づいて、前記参照画像を取得するダイ内で一度に画像取得する領域グループを決定する参照画像取得領域決定部を有することを特徴とする。 The present invention also provides a charged particle beam apparatus that irradiates a wafer with a charged particle beam, detects secondary electrons or reflected electrons emitted from the wafer, and captures an image of the wafer. And comparing a stage for controlling the irradiation position of the charged particle beam on the wafer, a reference image to be compared obtained from one die, and a plurality of inspection images respectively obtained from other dies. An image processing unit that performs an operation, and the image processing unit acquires the reference image based on an overlap of the imaging regions when the imaging regions in the plurality of dies are superimposed on a predetermined die. And a reference image acquisition region determination unit that determines a region group for acquiring images at a time in the die.
本発明によれば、ダイの画像比較により検査を行うウェーハの検査方法において、撮像範囲の重なりを考慮した撮像を行うことにより、撮像範囲の重複による影響を防止し、高精度なウェーハの検査が可能となる。 According to the present invention, in a wafer inspection method in which inspection is performed by die image comparison, imaging is performed in consideration of overlapping imaging ranges, thereby preventing the influence of overlapping imaging ranges, and high-accuracy wafer inspection can be performed. It becomes possible.
また、ダイの画像比較により検査を行う荷電粒子線装置において、撮像範囲の重なりを考慮した撮像を行うことにより、撮像範囲の重複による影響を防止し、高精度なウェーハ検査が可能な荷電粒子線装置を実現することができる。 Moreover, in charged particle beam equipment that performs inspection by comparing die images, charged particle beams that enable high-accuracy wafer inspection by preventing the influence of overlapping imaging ranges by performing imaging in consideration of overlapping imaging ranges An apparatus can be realized.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の説明においては、半導体ウェーハ表面上の欠陥を検出する欠陥検査装置および欠陥検査方法の例を用いて本発明の実施例を説明するが、これらは本発明の一例にすぎず、以下の実施例に限定されるものではない。例えば、ここでいう欠陥検査装置は、画像を取得して当該画像から欠陥の有無を判断するものを広く指す。また、レビュー装置等の荷電粒子線装置では、定点観測やプロセスモニタリングのために、試料上の予め決められた位置を検査する手段等の欠陥検査手段を備えたものがあるが、これらの荷電粒子線装置にも当然適用可能であって、以下でいう欠陥検査装置にはこれらも含む。なお、定点観測とは、チップ内の不良が発生しやすい場所などの工程上管理したい場所を指定し、その個所の画像を撮像することを意味し、プロセスモニタリングとは、パターン加工や洗浄などの半導体の個々の製造工程において、異常が発生していないかをウェーハ上の欠陥個数及びその増減、場所などを検査して管理することを意味する。 In the following description, examples of the present invention will be described using examples of a defect inspection apparatus and a defect inspection method for detecting defects on the surface of a semiconductor wafer, but these are only examples of the present invention, and However, the present invention is not limited to these examples. For example, the defect inspection apparatus referred to here widely refers to a device that acquires an image and determines the presence or absence of a defect from the image. Some charged particle beam devices such as review devices are equipped with defect inspection means such as means for inspecting a predetermined position on a sample for fixed-point observation and process monitoring. Of course, the present invention can also be applied to a line device, and the defect inspection device described below includes these devices. Fixed point observation means to specify a place to be managed in the process, such as a place where defects in the chip are likely to occur, and to take an image of that part. Process monitoring means pattern processing, cleaning, etc. This means that the number of defects on the wafer, its increase / decrease, location, etc. are inspected and managed to determine whether an abnormality has occurred in each semiconductor manufacturing process.
本実施例では、被検査画像と対応する部分の比較画像から欠陥候補を抽出し、指定した領域に含まれる欠陥候補を欠陥として表示する欠陥検査装置の例について説明する。 In this embodiment, an example of a defect inspection apparatus that extracts defect candidates from a comparative image of a portion corresponding to an image to be inspected and displays defect candidates included in a designated area as a defect will be described.
図1は、本実施例における欠陥検査装置すなわち荷電粒子線装置の全体概要を示す。本実施例における欠陥検査装置は、電子線107を発する電子銃101、電子線107を収束するレンズ102、電子線107を偏向制御する偏向器103、電子線107を収束する対物レンズ104、試料105を載置する試料台106、電子線107を試料105に照射することで発生する二次電子108や反射電子109を検出する二次電子検出器122や反射電子検出器123、試料台106を移動させる移動ステージ124等で構成された走査電子顕微鏡(SEM:Scanning−Electron−Microscope)を有している。反射電子検出器123は双対な陰影像を撮像するために互いに直線上に、向かい合わせの位置に設置されている。そしてこれらは、カラム(図示せず)中に配置され、真空ポンプ(図示せず)により真空中に維持することができる。
FIG. 1 shows an overall outline of a defect inspection apparatus, that is, a charged particle beam apparatus in the present embodiment. The defect inspection apparatus in this embodiment includes an
電子銃101から放射された電子線107はレンズ102で収束され、偏向器103で二次元的に走査偏向されたのち、対物レンズ104で収束されて試料105に照射される。試料105に電子線107が照射されると、試料105の形状や材質に応じた二次電子108や反射電子109が発生する。これら二次電子108や反射電子109は、二次電子検出器122または反射電子検出器123で検出され、増幅器(図示せず)により増幅された後、アナログ/デジタル(A/D)変換器113でデジタル値に変換される。反射電子検出器123からの信号は、反射電子像であるL像およびR像の形成に用いられ、二次電子検出器122からの信号は、二次電子像であるS像の形成に用いられる。以下、二次電子、反射電子等の試料から得られる信号をまとめて二次荷電粒子と呼ぶ。また特に断らない限りL像、R像、S像、またはこれらの合成画像を用いて画像処理を行ってもよく、本明細書中ではこれらをまとめて画像と総称する。デジタル値に変換されたデータは画像メモリ115に記憶される。この際、アドレス制御回路114は、画像メモリ115に記憶される画像データのアドレスとして、電子線107の走査信号に同期したアドレスを生成する。また、画像メモリ115は、記憶した画像データを随時、画像処理部119に転送する。
The
画像処理部119では、送られてきた画像データを制御部118を介してディスプレイ等の表示部117に送ると共に、この画像データを基に演算処理を行い欠陥の抽出等の処理を行う。ここでの欠陥抽出(検出)処理は、送られてきた画像データと、この画像データに対応するパターンから得られた他の画像データとを比較演算することで行う。より具体的には、取得した検査対象である画像(欠陥画像ともいう)を、所定の画像(以下、参照画像という)と比較し、両者の差分を欠陥と判定する。本明細書において「欠陥画像」とは欠陥検査の対象となる画像(被検査画像)であって、真の欠陥の画像のみならず、欠陥候補の画像や擬似欠陥の画像も含むものとする。また、「参照画像」とは欠陥抽出のために欠陥画像との比較に用いられる画像であって、正常な領域すなわち欠陥が無いと推定される領域の画像である。以下では、特に、ある1つのダイから取得した比較対象となる参照画像と、他の複数のダイから各々取得した複数の検査画像との比較演算を行う例を説明する。
The
レンズ102、偏向器103および対物レンズ104は、それぞれレンズ制御回路110、偏向制御回路111および対物レンズ制御回路112からの制御信号により制御され、電子線107の焦点位置や偏向量が制御される。これにより、電子線107が試料105に対して適切な位置に照射されるように調整できる。また、試料台106を載置した移動ステージ124は機構制御回路116からの制御信号により二次元的に平行移動させることができる。このため、試料台106によって保持されている試料105も二次元的に平行移動させることができ、これにより試料105に対して電子線107を走査させる位置を制御することができる。なお、レンズ制御回路110、偏向制御回路111、対物レンズ制御回路112および機構制御回路116は、いずれも制御部118からの信号により制御される。
The
また、キーボードやマウス等からなる入力部120は装置操作やパラメータ設定などの表示部117に表示されるGUI(Graphicl−User−Interface)の操作に用いられ、外部入出力部121はHDD(Hard−Disk−Drive)やUSB(Universal−Serial−Bus)メモリなどの外部記憶装置と本装置との電子ファイルのやり取りを行うのに使用する。また、コンピュータネットワーク回線のような通信手段の入出力口としても利用することができる。
An
また、画像処理部119は、以下に説明するように、画像データを読み込む画像データ読み込み部、画像の切り出しを行う画像切り出し部、欠陥候補検出や欠陥判定を行う欠陥検出部などを含む。また、以下で具体例を挙げて説明するように、画像処理部119は、前記複数のダイ内での撮像領域を所定のダイに重ね合わせたときの各撮像領域の重なりに基づいて、前記参照画像を取得するダイ内で一度に画像取得する領域グループを決定する参照画像取得領域決定部を有する。これらの各機能ブロックは、各部の処理を実行する演算処理回路を組み合わせて構成してもよいし(いわゆるハード実装)、各部の処理に相当するプログラムを格納したメモリを画像処理部119内に設け、同じく画像処理部119内に設けたプロセッサによりプログラムを実行させることにより、図3に示すような処理フローを実行してもよい。また、一部の機能ブロックを専用処理回路で実現し、残りの機能ブロックをプログラムとプロセッサとによりソフトウェア的に実現することもできる。
Further, as will be described below, the
図3は、本実施例の欠陥検査装置すなわち荷電粒子線装置の動作を示すフローチャートである。まず、ウェーハを装置内にロードし(ステップ301)、移動ステージ124にウェーハを移動させる。実際には搬送ロボットを使用し、FOUP(Front−Opnening−Unified−Pod)からウェーハを取り出して移動させるが、本実施例ではその詳細な説明は省略する。次に、GUIすなわち入力部120からのレシピ(Recipe)データの入力、あるいは外部入出力部121を介して外部記憶装置などに予め作成しておいた検査条件を決めるレシピを読み込む(ステップ302)。レシピには検査の自動動作に必要な様々な情報が記載されているが、本実施例で説明する、撮像倍率(FOV)、最大撮像倍率、参照画像取得ダイ番号を少なくとも含んでいる。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the defect inspection apparatus, that is, the charged particle beam apparatus of the present embodiment. First, a wafer is loaded into the apparatus (step 301), and the wafer is moved to the moving
ここで、参照画像とは、画像処理による比較検査において、検査の対象となるダイ内の特定の箇所に対応する、別ダイ(Die)のダイ内の同座標位置を撮像した画像である。また、最大撮像倍率とは、複数の撮像画像の撮像範囲のすべてを含むように1枚の画像として撮像することができる倍率であり、その倍率で撮像した撮像範囲を最大撮像範囲と呼ぶ。 Here, the reference image is an image obtained by imaging the same coordinate position in a die of another die (Die) corresponding to a specific location in the die to be inspected in the comparison inspection by image processing. Further, the maximum imaging magnification is a magnification that can be captured as one image so as to include all of the imaging ranges of a plurality of captured images, and an imaging range captured at that magnification is referred to as a maximum imaging range.
次に、ダイ(Die)内座標、ウェーハ座標を始めとした欠陥情報の記載された電子ファイルを上記レシピと同様に入力する(ステップ303)。ここで、ダイ(Die)内座標とは、例えばダイを平面視した際にダイの縦横における位置関係で規定されるダイ内の位置情報、すなわちX,Y座標で示されるようなダイ内の位置情報を意味する。また、ウェーハ座標とは、例えばウェーハ内の各々のダイに番号を規定し、ウェーハ内におけるダイの位置情報、すなわちX,Y座標で示されるようなウェーハ内の位置情報を意味する。 Next, an electronic file in which defect information such as die coordinates and wafer coordinates is described is input in the same manner as the above recipe (step 303). Here, the coordinates in the die (Die) are, for example, position information in the die defined by the positional relationship in the vertical and horizontal directions of the die when viewed in plan, that is, the position in the die as indicated by the X, Y coordinates. Means information. The wafer coordinates mean, for example, a number for each die in the wafer and position information of the die in the wafer, that is, position information in the wafer as indicated by X and Y coordinates.
この入力した欠陥情報を元に、参照画像を取得するダイ(Die)を決定する(ステップ304)。これはウェーハ中心に近い、欠陥が含まれないダイが望ましいが、予め参照画像取得に使用するダイをレシピに登録しておいてもかまわない。次に、検査を行う欠陥のダイ(Die)内座標のリストを作成する(ステップ305)。通常の場合、予めダイ内座標が記載されていることが多いため、単純にその座標値を抜き出すだけでよいが、ウェーハ座標の場合は、そのウェーハのダイ情報(縦、横のダイ数、ダイ・マトリックスの中心からのオフセット量など)からダイ内の座標値に変換する。ここで作成したリストはダイ番号の記載がない、ダイ内の座標のみを記載したものであるため、図4のように、あたかもすべての欠陥座標を1つのダイ上に集約させたかのように見える。図4の丸は欠陥座標を意味し、長方形はウェーハ上のダイを表している。 Based on the input defect information, a die (Die) for acquiring a reference image is determined (step 304). This is preferably a die that is close to the center of the wafer and does not include any defects, but a die used for reference image acquisition may be registered in advance in the recipe. Next, a list of in-die coordinates of the defect to be inspected is created (step 305). Normally, the coordinates in a die are often described in advance, so it is only necessary to extract the coordinate values. However, in the case of wafer coordinates, the die information of the wafer (number of vertical and horizontal dies, die -Convert the offset value from the center of the matrix to the coordinate value in the die. Since the list created here contains only the coordinates in the die without the die number, it looks as if all defect coordinates are aggregated on one die as shown in FIG. The circles in FIG. 4 represent defect coordinates, and the rectangles represent dies on the wafer.
次にステップ305で作成したリストから、近接する欠陥座標の纏まりをグループ化するため、以下のプロセスを実施し、リストをグループ分けする。まず、ある欠陥座標と撮像倍率(FOV)から電子線をスキャンする範囲(撮像範囲)を算出する(ステップ306)。たとえば図5Aに示すように、欠陥501の中心座標を(xi,yi)とし、スキャン範囲502を(Xrange,Yrange)とすると、撮像範囲は(xi−Xrange/2<x<xi+Xrange/2),(yi−Yrange/2<y<yi+Yrange/2)となる。これをすべての検査対象の欠陥座標について求める。次に個々の欠陥について、撮像範囲が重複する数を計測する(ステップ307)。
Next, in order to group a group of adjacent defect coordinates from the list created in
図5Bに示すように、スキャン範囲316内のある欠陥点(xi,yi)、およびスキャン範囲316に近接する他のスキャン範囲内の(xj,yj)について、|xi−xj|<Xrange、かつ|yi−yj|<Yrangeである場合、二点(xi,yi)(xj,yj)は撮像範囲が重複しているとみなし、それぞれ重複数1をカウントする。これをすべての検査対象の欠陥座標について求めることで、撮像範囲が重複している数をカウントすることが可能となる。このとき、重複があった欠陥の番号(ID)も同時に記録する。この重複数を元に、撮像範囲が重複している欠陥座標とそうでない欠陥座標とにグループ分けする(ステップ308)。図5Cおよび図5Dは、この内容を説明した模式図である。図5C中の0001〜0007および四角は欠陥IDおよびその撮像範囲を模式的に表しており、図5Dは図5Cの状態から欠陥IDごとに重複数、隣接欠陥IDを示した表である。
As shown in FIG. 5B, for a certain defect point (xi, yi) in the
この処理により、重複のあるグループ(0001、0002、0005、0006)、(0002、0001)、(0005、0001)、(0006、0001)と、それ以外の0003、0004、0007に分けられる。なお、グループ分けの結果、1つのIDが複数のグループにまたがる場合が生じるが、これらは重複の纏まりごとに纏める。1つのグループ、例えば(0001、0002、0005、0006)を取り出し、そのグループに含まれるIDが属する別のグループに含まれるIDを纏める。これを新規IDがなくなるまで繰り返す。 By this processing, the group is divided into overlapping groups (0001, 0002, 0005, 0006), (0002, 0001), (0005, 0001), (0006, 0001) and other 0003, 0004, and 0007. As a result of grouping, there is a case where one ID extends over a plurality of groups. These are grouped together for each overlapping group. One group, for example, (0001, 0002, 0005, 0006) is taken out and IDs included in another group to which the ID included in the group belongs are collected. This is repeated until there are no new IDs.
(0001、0002、0005、0006)の場合、0002、0005、0006のグループに含まれるIDはどれも0001のため、追加されるIDはない。これは欠陥座標を点とし、撮像範囲が重複している点同士を辺で結んだグラフを考えると、ある点から辺を外にたどれるまでたどっていき、全体の範囲を見つけることに相当する。図5Eは、図5Cの撮像範囲重複の関係をグラフで表した説明のための模式図である。点が各欠陥座標を表し、辺(点と点を結ぶ線)が重複の関係にあることを表している。例えば、この図5Eから、0001は0002、0005、0006と辺をもつため、この3つの撮像範囲と重複している。0003、0004、0007は点のみのため、他のどの撮像範囲とも重複していない。 In the case of (0001, 0002, 0005, 0006), since all IDs included in the groups of 0002, 0005, 0006 are 0001, there is no additional ID. This is equivalent to finding a whole range by tracing a point where a defect coordinate is a point and connecting points where the imaging ranges are overlapped with a side from one point to the outside. FIG. 5E is a schematic diagram for illustrating the relationship between overlapping imaging ranges in FIG. 5C in a graph. A point represents each defect coordinate, and a side (a line connecting the points) represents an overlapping relationship. For example, from FIG. 5E, since 0001 has sides of 0002, 0005, and 0006, it overlaps with these three imaging ranges. Since 0003, 0004, and 0007 are only points, they do not overlap with any other imaging range.
これらの処理により、欠陥座標は重複範囲を持つ検査点の複数のグループに分けられ、その全体の撮像範囲は各グループの撮像範囲のx座標、y座標の最大値、最小値となる。図5Fは、図5Cの0001、0002、0005、0006からなる1つのグループについての全体撮像範囲の模式図を示している。 By these processes, the defect coordinates are divided into a plurality of groups of inspection points having overlapping ranges, and the entire imaging range becomes the maximum and minimum values of the x-coordinate and y-coordinate of the imaging range of each group. FIG. 5F shows a schematic diagram of the entire imaging range for one group consisting of 0001, 0002, 0005, and 0006 in FIG. 5C.
次に、ステップ309、ステップ310に進み、個々のグループごとに、レシピで指定した最大撮像範囲を元にグループ内の撮像範囲を走査し、撮像範囲の分割方式を決定する。図6Aに、図5Aと同様に、欠陥の位置を表す601とその撮像範囲602を模式的に示す。なお図6Cの太枠603は最大撮像範囲を示す。図6Bのようにグループ内のすべての欠陥の撮像範囲604が最大撮像範囲に含まれる場合は、その範囲をまとめて1枚の画像として、図6Cのように撮像する。1つのグループの撮像範囲は、グループ内の個々の欠陥の撮像範囲x,yの最大値、最小値から判断できる。グループ内の撮像範囲が1つの撮像範囲ですべてを囲えない場合すなわち図6Dや図6Eのような場合は、図6Fに示すように、複数の最大撮像範囲で分割して撮像する。
Next, the process proceeds to step 309 and step 310, and for each group, the imaging range in the group is scanned based on the maximum imaging range specified by the recipe, and the imaging range dividing method is determined. FIG. 6A schematically shows a
なお、最大撮像範囲は電子ビームの走査範囲の調整により可変にすることができ、これにより、例えば図6Gのように、一部が最大撮像範囲よりグループの全範囲が小さい場合は、撮像範囲を狭めて撮像することができる。これをすべてのグループで実施し、撮像範囲を決定する。なお、撮像範囲の重複がない欠陥座標については、欠陥座標を中心として、レシピに定められた撮像範囲で個々に撮像を行う。 Note that the maximum imaging range can be made variable by adjusting the scanning range of the electron beam. Thus, as shown in FIG. 6G, for example, when the entire range of the group is smaller than the maximum imaging range, the imaging range is changed. The image can be narrowed. This is performed for all groups to determine the imaging range. In addition, about the defect coordinate which does not overlap an imaging range, it images individually in the imaging range defined in the recipe centering on the defect coordinate.
次に、ステップ311に進み、ステップ309およびステップ310で指定した撮像範囲で、指定の参照ダイについて、各グループの撮像を行う。このとき撮像した画像は画像処理部119内の画像メモリ、および外部入出力部121を介して外部の記憶装置に保存され、次のステップ312の参照画像生成のときに使用する。
Next, proceeding to step 311, each group is imaged for the designated reference die within the imaging range designated at
すべての画像を取得後、あるいはステップ311の処理中すなわち画像取得中でもよいが、取得した画像から参照画像を生成する(ステップ312)。これは図7に示すように、レシピに指定された各欠陥座標を中心とする撮像範囲を切り出して、欠陥検出のための参照画像を生成する処理である。具体的にはあるグループの画像内に含まれるある欠陥701(701は欠陥中心の説明のための図であり、撮像画像には含まれない)、およびその中心座標(xi,yi)について、(xi−Xrange/2<x<xi+Xrange/2),(yi−Yrange/2<y<yi+Yrange/2)の画像を抽出し、その欠陥における参照画像702とする。Xrange,Yrangeはそれぞれ撮像範囲のX方向、Y方向の長さである。なお、ステップ310でグループ内の画像を複数分割して撮像した場合、その境界付近の欠陥については参照画像が分割されることになるが、その場合それぞれの領域から画像を抽出して、座標値を元に合成する。
After all the images have been acquired or during the processing of
次に、ステップ313で検査対象の欠陥座標に移動し、その位置での画像(欠陥画像703を取得する。この過程はステップ312の参照画像生成と並行して実施してもよいが、次のステップ314で欠陥画像撮像後、すぐに欠陥検出を行い、撮像倍率(FOV)を変えて欠陥画像を撮像する都合上、無駄な停滞を防ぐため、ステップ312の参照画像生成は欠陥座標移動順に行うのが望ましい。欠陥画像取得後、予め取得した欠陥座標に対応した参照画像と比較し、欠陥位置を抽出する。その点を元に、レシピに基づいて撮像倍率(FOV)を変更し、検出した欠陥を中心とする画像を、倍率を上げた画像(図7の704)を撮像する(ステップ315)。欠陥が複数検出された場合は、複数の欠陥について画像を撮像してもよい。これをすべての検査対象の欠陥座標について実施し、欠陥検出と撮像倍率(FOV)を変更した欠陥画像の撮像を実施する。
Next, in step 313, the defect coordinates to be inspected are moved, and an image at that position (
撮像終了後、ウェーハをアンロードし(ステップ316)、移動ステージ124からFOUPに戻し、検査は終了する。
After the imaging is completed, the wafer is unloaded (step 316), returned from the moving
本実施例ではグループ内で複数の撮像範囲に分割した際、その境界にある欠陥座標の参照画像は合成して生成する処理としたが、別のダイを指定し、その場所で改めて取り直すようにしてもよい。また、参照画像取得に指定したダイに含まれる欠陥の参照画像が取得できないような場合、例えばすべてのダイに欠陥が存在するような場合に起こり得るが、これも上記と同様にダイを変えて撮像する。 In this embodiment, when the image is divided into a plurality of imaging ranges in the group, the reference image of the defect coordinates at the boundary is generated and synthesized. However, another die is designated and re-acquired at that location. May be. In addition, when the reference image of the defect included in the die specified for reference image acquisition cannot be acquired, for example, when there is a defect in all the dies, this can also be changed by changing the die as described above. Take an image.
このとき、できるだけ上記参照画像取得ダイに隣接することがスループットの観点からも望ましい。また、参照画像はレシピに指定された範囲よりも大きい範囲を使用することも可能である。もちろん拡大撮像範囲すなわち図6Fや図6Gで示すような最大撮像範囲を拡大して撮像する範囲を超えない範囲に限定されるが、撮像範囲を拡大して撮像したことを利用して、参照画像を広く取ることができる場合があり、欠陥検出の範囲を広げることができる。ただし、画像が大きくなるとそれだけ計算に時間がかかるため、計算能力との兼ね合いで選ぶことが必要である。 At this time, it is desirable from the viewpoint of throughput to be adjacent to the reference image acquisition die as much as possible. In addition, the reference image can use a range larger than the range specified in the recipe. Of course, the enlarged imaging range, that is, the maximum imaging range as shown in FIG. 6F and FIG. 6G is limited to a range that does not exceed the imaging range. Can be widened, and the range of defect detection can be expanded. However, since it takes time to calculate as the image becomes larger, it is necessary to select it in consideration of the calculation ability.
以上説明したように、本実施例によれば、ダイ比較によりウェーハの検査を行う検査方法において、複数のダイの撮像画像を重ね合わせて検査を行う際に、コンタミネーションすなわち電子線を照射した際に形成されるハイドロカーボン等が付着した痕の影響を抑え、高精度なウェーハ検査が可能となる。また、ダイ比較によりウェーハの検査を行う検査装置において、複数のダイの撮像画像を重ね合わせて検査を行う際に、コンタミネーションすなわち電子線を照射した際に形成されるハイドロカーボン等が付着した痕の影響を抑え、パターン検査装置や欠陥検査装置などの高精度なウェーハ検査が可能な荷電粒子線装置を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the inspection method for inspecting a wafer by die comparison, when inspection is performed by superimposing captured images of a plurality of dies, contamination, that is, electron beam irradiation is performed. This makes it possible to suppress the influence of the mark to which the hydrocarbon or the like formed on the wafer adheres, and to perform highly accurate wafer inspection. Also, in an inspection apparatus that inspects a wafer by die comparison, when performing inspection by superimposing captured images of a plurality of dies, contamination, that is, traces of adhering hydrocarbons or the like that are formed when an electron beam is irradiated Therefore, it is possible to realize a charged particle beam apparatus capable of high-precision wafer inspection such as a pattern inspection apparatus and a defect inspection apparatus.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
101…電子銃、102…レンズ、103…偏向器、104…対物レンズ、105…試料、106…試料台、107…電子線、108…二次電子、109…反射電子、110…レンズ制御回路、111…偏向制御回路、112…対物レンズ制御回路、113…アナログ/デジタル変換器、114…アドレス制御回路、115…画像メモリ、116:機構制御回路、117…表示部、118…制御部、119…画像処理部、120…入力部、121…外部入出力部、122…二次電子検出器、123…反射電子検出器、124…移動ステージ。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記複数のダイ内での撮像領域を所定のダイに重ね合わせたときの各撮像領域の重なりに基づいて、前記参照画像を取得するダイ内で一度に画像取得する領域グループを決定することを特徴とするウェーハの検査方法。 A wafer inspection method for obtaining a reference image to be compared from a certain die and comparing the plurality of inspection images obtained from other dies with the reference image for inspection.
A region group for acquiring images at a time in the die for acquiring the reference image is determined based on an overlap of the imaging regions when the imaging regions in the plurality of dies are superimposed on a predetermined die. Wafer inspection method.
前記ウェーハを載置し、前記荷電粒子線の前記ウェーハに対する照射位置を制御するステージと、
ある1つのダイから取得した比較対象となる参照画像と、他の複数のダイから各々取得した複数の検査画像との比較演算を行う画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、
前記複数のダイ内での撮像領域を所定のダイに重ね合わせたときの各撮像領域の重なりに基づいて、前記参照画像を取得するダイ内で一度に画像取得する領域グループを決定する参照画像取得領域決定部を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle beam apparatus that irradiates a wafer with a charged particle beam, detects secondary electrons or reflected electrons emitted from the wafer, and captures an image of the wafer,
A stage for placing the wafer and controlling an irradiation position of the charged particle beam on the wafer;
An image processing unit that performs a comparison operation between a reference image to be compared acquired from a certain die and a plurality of inspection images respectively acquired from a plurality of other dies;
The image processing unit
Reference image acquisition for determining an area group for acquiring images at once in the die for acquiring the reference image based on the overlap of the imaging regions when the imaging regions in the plurality of dies are superimposed on a predetermined die A charged particle beam apparatus comprising an area determining unit.
Priority Applications (1)
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JP2014036784A JP2015161578A (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Wafer inspection method and charged particle beam device |
Applications Claiming Priority (1)
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2014
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