JP2015203628A - 荷電粒子線装置及び座標補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、様々なサイズの欠陥が混在する試料に対して欠陥検出率を向上させることが可能な装置、及び、座標補正方法を提供することにある。
【解決手段】
検査装置から取得された試料上の欠陥情報を用いて、前記試料上の欠陥の位置の画像を取得する荷電粒子線装置は、ステージと、荷電粒子線光学系と、画像演算部と、光学顕微鏡と、制御部とを備える。前記制御部は、前記欠陥情報に含まれる欠陥サイズ情報を用いて欠陥を複数のグループに分類し、前記複数のグループのうち欠陥サイズが小さいグループから順に、前記試料の中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置における座標補正方法に関する。

従来より、半導体ウェハ等の試料に対して観察を行うための試料観察装置が使用されている。例えば、半導体製品の製造過程では、製造装置で発生した異物等による半導体形成パタンのショートや断線欠落等によって、製品歩留まりが低下するおそれがある。そこで、半導体製造工程において、半導体基板上の欠陥あるいは異物（以下、欠陥と異物とを合わせて単に欠陥という）の種類を特定し、欠陥の発生原因を解析することは歩留まり向上のために重要なことである。

近年、半導体は微細化が進み、微小の欠陥が半導体の性能に重大な障害を与える可能性がある。そこで、光学式欠陥検査装置あるいは光学式異物検査装置、またはＳＥＭ式外観検査装置（以下、単に検査装置という）を用いて欠陥の発生箇所を特定し、当該検査装置により得られた欠陥座標等の情報に基づき、暗視野式光学顕微鏡（Dark Field Optical Microscope、以下、ＤＦＯＭという）、あるいは走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、以下ＳＥＭという）などの観察装置（以下、レビュー装置という）で、視野を該欠陥が存在する位置に移動して、該欠陥を拡大して撮像する。このように欠陥を撮像したうえで、大きさや致命性の判定、元素分析、断面観察等を実施し、その欠陥の種類を特定することで不具合原因を特定することが一般的に行われている。その結果、装置やプロセスの改善を行い、歩留まり低下を防いでいる。

上記のようなレビュー作業に関して、欠陥レビュー作業の自動化・効率化の要請から、検査装置からのデータを基に、自動的に欠陥の拡大画像を取得する機能（Automatic Defect Review、以下、ＡＤＲという）を有するレビュー装置が開発されている。ところが、ＳＥＭで画像を取得する場合、検査装置で取得された欠陥位置情報をそのままレビュー装置の撮像位置情報として使用すると、欠陥がＳＥＭの撮像視野から外れる確率が非常に多くなる。これは、ＳＥＭ式のレビュー装置では拡大倍率が大きいため、検査装置の持つ座標系とレビュー装置の持つ座標系との微妙なずれがそのまま拡大されてしまうためである。

そこで、検査装置から提供される欠陥の座標情報を実際に撮像し、取得画像を画像処理することにより検出される欠陥の座標の情報を用いて、アライメント（以下、ファインアライメントという）を行い、検査装置の座標系とレビュー装置の座標系のオフセット補正や回転補正、ピッチ補正等を行う。例えば特許文献１には、上記のファインアライメント機能が開示されている。

ファインアライメントに使用される欠陥の登録作業では、座標データやサイズ等の情報からファインアライメント点を抽出するための選別方法あるいは選抜基準を設定する。レビュー装置は、その設定情報に基づいて欠陥数点をサンプリングとして選別し、選別した欠陥の該当欠陥位置へ移動した後、該当欠陥位置の画像を取得する。画像に欠陥が含まれていれば、当該欠陥をファインアライメント点として登録する。

ただし、配線パタンの形成されていない半導体ウェハ（以下、ベアウェハという）の場合、配線パタンが形成されているウェハ（以下、パターンウェハという）に比べて、欠陥観察対象サイズも小さいため、視野が広く、微小粒子からの散乱光で画像を表示するＤＦＯＭを使って検査装置から出力された欠陥点のすべてをファインアライメント点として登録している場合がある。これは、１ウェハあたりの処理時間は長くなるが、ファインアライメント点に登録した欠陥に関しては、登録したときの座標を使ってＡＤＲを実行するため、ＡＤＲの欠陥検出率が向上するからである。

また、ベアウェハの場合、検査装置の座標系とレビュー装置の座標系は、回転による座標誤差が大きいことから、ファインアライメント点の登録順序は、中心から外周に向かって決定することが多い。

特開２０１３−１４８３４９号公報

ファインアライメントの登録作業は、通常、視野の移動先に欠陥がない場合は、移動先の周辺に視野を移動して撮像を行うことにより欠陥を探す作業（サーチアラウンドと称される）を行う。最初の数点はこのサーチアラウンド機能を使って欠陥検出を行うが、その後は、リアルタイムに座標の補正をかけるため、サーチアラウンドの機能を使わずに、視野の移動先に欠陥が入るようになり、ファインアライメントの登録時間が短縮できる。

現状、微小欠陥及び巨大欠陥が混在するベアウェハにおいて、巨大欠陥のファインアライメント点を登録した後、次の欠陥が微小欠陥だった場合、視野の移動先に欠陥が入らない現象が発生している。これは、検査装置が、巨大欠陥のどの部分を検出したかわからないため、検査装置で検出した欠陥の重心位置とレビュー装置で検出した欠陥の重心位置が異なった場合、座標の誤差が大きくなり、次のファインアライメント点に間違った座標の誤差を反映し、欠陥の検出に失敗する。

本発明の目的は、様々なサイズの欠陥が混在する試料に対して欠陥検出率を向上させることが可能な装置、及び、座標補正方法を提供することにある。

上記課題を解決する為に、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、検査装置から取得された試料上の欠陥情報を用いて、前記試料上の欠陥の位置の画像を取得する荷電粒子線装置であって、試料を搭載するステージと、荷電粒子線を前記試料上の前記欠陥の位置に対して走査する荷電粒子線光学系と、前記試料から発生した二次信号に基づいて画像を生成する画像演算部と、前記試料上の前記欠陥の位置に対して光を照射し、検出される反射光または散乱光の情報を検出信号として出力する光学顕微鏡と、前記ステージ、前記荷電粒子線光学系、前記画像演算部、及び光学顕微鏡を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記欠陥情報に含まれる欠陥サイズ情報を用いて欠陥を複数のグループに分類し、前記複数のグループのうち欠陥サイズが小さいグループから順に、前記試料の中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定する荷電粒子線装置が提供される。

また、他の例によれば、検査装置から取得された試料上の欠陥情報を用いて、前記試料上の欠陥の位置の画像を取得する荷電粒子線装置における座標補正方法であって、制御部により、前記欠陥情報に含まれる欠陥サイズ情報を用いて欠陥を複数のグループに分類するステップと、前記制御部により、前記複数のグループのうち欠陥サイズが小さいグループから順に、前記試料の中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定するステップと、を含む座標補正方法が提供される。

本発明によれば、微小欠陥及び巨大欠陥が混在する試料においても、欠陥検出率が向上する。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

半導体ウェハの製造ラインでの各装置とその接続構成の一例である。 レビュー装置の全体構成例である。 第１実施例における全体制御部の構成の一例である。 レビュー装置での動作を示すフロー図である。 第１実施例におけるファインアライメント点を登録するフロー図である。 グループ情報を入力するための画面の一例である。 ファインアライメント点の登録順序を決定する方法の一例を説明する図である。 ファインアライメント点の登録順序を決定する方法の一例を説明する図である。 レビュー装置で検出した欠陥サイズが検査装置で検出した欠陥サイズより小さい場合の例である。 レビュー装置で検出した欠陥サイズが検査装置で検出した欠陥サイズより大きい場合の例である。 ファインアライメント点として登録するかを判定するための閾値を設定する画面の一例である。 第２実施例における全体制御部の構成の一例である。 第２実施例におけるファインアライメント点を登録するフロー図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

試料観察装置としては、荷電粒子線（代表的には、電子）を試料表面で走査して、二次的に発生する電子を用いる荷電粒子線装置がある。本発明は、荷電粒子線装置全般に適用可能である。荷電粒子線装置の代表的な例として、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）がある。

［第１実施例］
以下の実施例は、半導体電子回路基板や液晶表示基板等の薄膜デバイス製造過程で生じた欠陥を、走査電子顕微鏡等の拡大撮像装置を用いてレビューするためのレビュー装置、及び、レビュー方法に関するものである。

図１は、半導体ウェハの製造ラインでの各装置とその接続構成の一例を示す。図１において、１はデータ管理サーバ、２は半導体製造装置、３は検査装置、４はレビュー装置、５は解析装置、６はレビュー・解析装置、７はネットワークである。製造ラインにおいて、図１に示すように、半導体製造装置２、検査装置３、レビュー装置４、解析装置５、及びレビュー・解析装置６が、データ管理サーバ１とネットワーク７によって相互に接続されている。

半導体製造装置２は、露光装置やエッチング装置などの半導体ウェハの製造に用いられる。検査装置３は、半導体ウェハ上の欠陥位置を検査するものであって、例えば、半導体ウェハ上に光のビームスポットをスキャンさせ、その乱反射の度合いから欠陥位置を特定したり、形成されているパタンの画像を２つのチップからそれぞれ取得し、これら画像を比較して相違する部分を欠陥とし、その欠陥位置を検出する。検査装置３は、少なくとも欠陥の座標情報と欠陥のサイズの情報とを出力する。

レビュー装置４は、検査装置３の検査情報に基づいて欠陥を観察する。観察には、光学式顕微鏡で撮像する方法と、電子顕微鏡で撮像する方法がある。解析装置５は、例えば、ＥＤＸ（Energy DispersiveX-ray Spectrometer）やオージェ電子分光法を用いて元素分析を行うものである。オージェ電子分光法は、電子線を対象に照射したときに対象から放出されるオージェ電子を検出し、解析する方法であり、一般によく知られた方法である。レビュー・解析装置６は、欠陥の観察と元素分析とを両方行うことができるようにした装置である。

なお、これらの検査、観察、分析のための各装置は、必ずしも分離している必要はなく、例えば、検査とレビューとを同一装置内で行えるようにするなど、組み合わせるようにしてもよい。データ管理サーバ１は、これらの検査装置３、レビュー装置４、解析装置５、及び、レビュー・解析装置６で得られたデータを管理するものであり、レビュー装置４や解析装置５は、データ管理サーバ１を介して検査装置３から出力された欠陥位置座標などの情報を取得することができる。ここでは接続の一例を示したが、装置間でデータの装置利用が可能であればどのような接続構成であってもよい。

レビュー装置４、解析装置５或いはレビュー・解析装置６は、検査装置３により得られた欠陥位置の座標データ及び欠陥のサイズなどの情報を取得し、該座標データに基づいて欠陥の位置決めをし、レビューや解析を行う。

図２は、レビュー装置４の一例であり、欠陥レビューＳＥＭの全体構成例である。レビューの対象となる半導体ウェハは、ＸＹステージ１５に搭載される。ＸＹステージ１５は、複数または単数のマイクロプロセッサを有する全体制御部１９から送られる制御信号に基づいて、ステージ制御部２３によりＸ方向、またはＹ方向に移動制御される。ＸＹステージ１５は、高さ方向にも制御することができる。ＳＥＭを応用した撮像装置８は、ＸＹステージ１５に固定された半導体ウェハの所定領域の拡大画像を撮像する。

撮像装置８の電子ビームＥＢの発生源である電子源９には、一定に制御された電圧が高電圧安定化電源２４から印加される。電子源９から発射された電子ビームＥＢは、第１コンデンサレンズ１０、第２コンデンサレンズ１１、第１対物レンズ１３、第２対物レンズ１４によって収束されて細く絞られるとともに、偏向走査用コイル１２によって半導体ウェハ上を走査する。

測定対象の半導体ウェハへの電子ビームＥＢの照射によって、半導体ウェハから二次電子や反射電子等の二次信号が発生し、信号検出器２５で検出される。以上説明した電子源や対物レンズなど各種光学要素の集合は電子光学系を構成しており、撮像装置８の輪郭線として模式的に図示されている真空容器内に保持される。信号検出器２５の出力信号はアナログ信号をディジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部２１で処理され、マイクロプロセッサを有する画像演算部２０に入力される。画像演算部２０では、入力された情報に基づいて、半導体ウェハのＳＥＭ像の生成や欠陥検出処理などの画像処理が行われる。画像演算部２０による画像処理結果は、全体制御部１９を介してディスプレイ１７に表示される。

全体制御部１９には記憶装置１６が接続され、画像演算部２０で生成されたＳＥＭ像や付随するデータが記憶される。ディスプレイ１７上には、レビュー装置の操作画面の役割を果たすＧＵＩ（Graphical User's Interface）が表示される。レビュー装置を使用するユーザは、キーボードやポインティングデバイスなどにより構成される入力装置１８を用いて、欠陥観察の条件等、検査に必要な情報をディスプレイ１７上のＧＵＩに入力する。

半導体ウェハの欠陥情報（座標データやサイズの情報など）は、図１に示した検査装置３からネットワーク７を介して全体制御部１９に送られ、記憶装置１６内の欠陥ファイルに格納される。欠陥ファイルには、検査装置３で取得された欠陥の欠陥ＩＤと、当該ＩＤに対応する欠陥座標情報と、サイズの情報などが格納されている。全体制御部１９は、当該欠陥座標情報に基づいて、欠陥が撮像装置８の視野に入るようにステージ制御部２３にステージ移動命令を送り、ＸＹステージ１５を移動させる。

ＳＥＭは高倍率で撮像するため視野が狭く、欠陥が視野内に収まるように撮像するためには、外部の検査装置３より取得された欠陥座標をレビュー装置４上における欠陥座標に正確に座標補正（ファインアライメント）する必要がある。そこで、本実施例の撮像装置８には暗視野光学顕微鏡（ＤＦＯＭ）２７が設けられており、外部の検査装置３より取得された欠陥座標情報に基づいて、レビュー対象となる欠陥が存在する座標にレーザーを照射し、検出される反射光または散乱光の情報を検出信号として出力し、ＤＦＯＭ画像を撮像する。

ＤＦＯＭの出力信号は、信号検出器２５の出力信号と同様にＡ／Ｄ変換部２１で量子化された後、画像演算部２０に入力され、各種の画像処理が行われる。欠陥部で生ずる散乱光の重心の座標をレビュー装置４上における欠陥座標として算出し、ファインアライメント点として登録する。この操作をレビュー対象とする全ての欠陥について実行することにより、半導体デバイス上の欠陥をレビュー装置４により正確に捕捉・レビュー（撮像）することができる。

全体制御部１９は、入力された情報と予め記憶された制御プログラムとに従って、電子光学系制御ユニット２２、ＤＦＯＭ制御ユニット２８およびステージ制御部２３を制御する。電子光学系制御ユニット２２、ＤＦＯＭ制御ユニット２８およびステージ制御部２３は、全体制御部１９からの指令に従い、撮像装置８内の電子光学系、暗視野光学顕微鏡２７、ＸＹステージ１５の制御を行う。

次に、本発明の特徴を説明する。本発明は、検査装置３が出力する欠陥情報に含まれる欠陥サイズを元に、半導体ウェハ上の欠陥をｎ段階（複数のサイズの段階）に分類し、欠陥サイズの小さいグループから順に、ファインアライメントの実行順序を決定し、ファインアライメントの登録を実施する。これにより、巨大欠陥のオフセットに影響しないようにする。また、検査装置３とレビュー装置４で検出した欠陥サイズの差が所定の範囲を超える場合は、ファインアライメント点には登録せず、欠陥の誤検出によるファインアライメント精度の低下を防止する。

以下では、本発明をレビュー装置４に実装した例として説明するが、検査装置３により得られた欠陥位置の座標データ及び欠陥のサイズなどの情報を取得し、該座標データに基づいてレビューや解析を行う装置であれば、本発明の適用対象となる。

図３は、全体制御部１９における本発明に関連する構成要素を示す。全体制御部１９は、欠陥情報入力部１９−１と、グループ情報入力部１９−２と、実行順序決定部１９−３と、ＤＦＯＭ画像判定部１９−４と、座標変換部１９−５とを備える。

欠陥情報入力部１９−１は、記憶装置１６に格納されている欠陥情報（欠陥の座標情報及びサイズ情報）を取得し、取得した欠陥情報を実行順序決定部１９−３に入力する。ここでの欠陥情報は、上述した通り、検査装置３から取得されたものである。

グループ情報入力部１９−２は、ディスプレイ１７に後述する画面（インタフェース）を表示し、入力装置１８から入力されたグループ情報（グループ数と各グループの欠陥サイズの情報）を取得する。グループ情報入力部１９−２は、取得したグループ情報を実行順序決定部１９−３に入力する。なお、グループ情報は、予め記憶装置１６に格納されていてもよい。この場合、グループ情報入力部１９−２は、グループ情報を記憶装置１６から取得してもよい。この構成によれば、グループ情報の画面での入力を省略することができる。

実行順序決定部１９−３は、欠陥情報及びグループ情報に基づいて、検査装置３が検出した欠陥についてファインアライメントを行う実行順序を決定する。この実行順序の決定方法については後述する。ＤＦＯＭ画像判定部１９−４は、実行順序決定部１９−３によって決定された実行順序に従って、欠陥の検出処理を行う。また、座標変換部１９−５は、ＤＦＯＭ画像判定部１９−４によって検出された欠陥について、ファインアライメント点として登録するかを判定する。

次に、図４を用いて第１実施例の欠陥レビュー装置の動作について説明する。図４は、ＳＥＭ画像を取得するまでの動作を示す。

まず、分析対象となる半導体ウェハをロードする（ステップ１００）。次に、全体制御部１９の欠陥情報入力部１９−１は、検査装置３によって得られた欠陥情報（欠陥の座標情報及びサイズ情報）を記憶装置１６から読み込み（ステップ１０１）、検査装置３で検出した欠陥座標および欠陥サイズを取得する。

次に、全体制御部１９は、ＳＥＭの座標系と半導体ウェハの座標系の誤差修正を行うためのウェハアライメントを行う（ステップ１０２）。ウェハアライメントは、パターンウェハであれば、例えば、半導体ウェハに露光されている半導体パタンのうち、位置関係が既知で、かつ近傍に同様のパタンのない特徴的なパタンを、半導体ウェハ上の複数の位置において指定することによって行う。これにより、例えば回転のずれなどを補正することができる。ベアウェハであれば、ウェハ輪郭部分を３点以上指定することでウェハ中心を算出し、加えて、半導体ウェハに形成されているノッチ部分の数点を指定することで、回転方向のずれ量を算出し補正する。

次に、全体制御部１９は、ＤＦＯＭを用いて、ファインアライメント点の登録を行う。（ステップ１０３）。ここでのファインアライメント点の登録方法は後述する。次に、ステップ１０３で登録した座標に基づき、全体制御部１９は、ステージ制御部２３に指示してＸＹステージ１５を移動する（ステップ１０４）。ステージ移動後、全体制御部１９は、予め設定された倍率で画像演算部２０に指示し、低倍のＳＥＭ像を撮像する（ステップ１０５）。画像演算部２０は、低倍のＳＥＭ像を用いて、正確な欠陥の位置を算出し（ステップ１０６）、イメージシフトにより欠陥部を視野の中心に移動し、高倍のＳＥＭ像を撮像する（ステップ１０７）。ステップ１０４からステップ１０７の処理を、全ての欠陥分だけ繰り返し（ステップ１０８）、全ての欠陥の高倍ＳＥＭ像を撮像する。

図５は、欠陥レビュー装置におけるファインアライメント点の登録フローの例を示す。本例では、検査装置３が検出した全ての欠陥をＤＦＯＭで検出し、ファインアライメント点として登録する。最初に、グループ情報入力部１９−２は、入力装置１８から入力されたグループ情報（グループ数と各グループの欠陥サイズの情報）を取得する（ステップ２００）。

図６は、グループ情報を入力するための画面の一例である。画面は、グループ数入力部３００と、サイズ入力部３０１とを備える。オペレータは、最初に、グループ数をグループ数入力部３００に入力し、グループ数を決定する。このとき、グループ数入力部３００に入力した数字に応じて、サイズ入力部３０１にグループ数分だけのボックス（欠陥サイズを入力するためのボックス）が表示される。ここでは、グループ数に「３」が入力されたと仮定する。次に、グループ１のエリアの欠陥サイズの最大値３０２を入力し、次に、グループ２のエリアの欠陥サイズの最大値３０３を入力する。最大値３０２、３０３の入力により、グループ２の最小値及びグループ３の最小値は自動的に入力され、グループ分けに必要な情報が決定される。なお、以下で説明する欠陥のサイズとは、ＸＹ平面における欠陥のＸ方向の長さとＹ方向の長さの長い方の長さを意味する。欠陥のサイズは、この例に限定されず、Ｘ方向の長さ、Ｙ方向の長さ、欠陥の面積、欠陥の領域の重心を通る最大長さなど、他の基準を採用してもよい。

また、グループ分けに必要なグループ情報を、ＤＦＯＭの視野サイズなどを考慮し、記憶装置１６にあらかじめ登録しておき、グループ情報入力部１９−２が、記憶装置１６からグループ情報を取得してもよい。これにより、ユーザのレシピ作成の手間を省くことが可能になる。なお、図６の画面での入力は、図５のフローのステップ２００より前の段階であれば、どの時点で行われてもよい。

次に、実行順序決定部１９−３は、欠陥情報入力部１９−１によって取得された欠陥情報（欠陥座標及び欠陥サイズ）と、グループ情報入力部１９−２によって取得されたグループ情報とに基づいて、欠陥点のグループ分けを行う（ステップ２０１）。ここで、実行順序決定部１９−３は、各欠陥を識別する識別子（例えば、欠陥ＩＤ）とグループの識別子（グループＩＤ）とを関連付けた情報を作成する。実行順序決定部１９−３は、欠陥のグループ分けを行った後に、欠陥のグループ分けの情報に基づいて、ファインアライメント点の登録順序を決定する（ステップ２０２）。

図７Ａ及び図７Ｂは、ファインアライメント点の登録順序を決定する方法の一例を示す。図７Ａは、ウェハの中心位置を原点とし、ウェハ上の欠陥の位置を示した図である。実行順序決定部１９−３は、欠陥サイズとグループ情報とに基づいて、欠陥点のグループ分けを行う。図７Ａの例では、図６の「グループ１」で指定されたサイズの欠陥が丸印として示され、図６の「グループ２」で指定されたサイズの欠陥が三角印として示され、図６の「グループ３」で指定されたサイズの欠陥が四角印として示されている。

実行順序決定部１９−３は、欠陥のサイズが一番小さいグループ（すなわち、グループ１）から、ファインアライメントの実行順序を決定する。ここで、実行順序決定部１９−３は、図７Ａに示すように、ＸＹ座標平面を４象限に分割した上で、さらに、原点からの距離に応じて、各象限を４つのエリアに分割する。したがって、ＸＹ座標平面は、１６個のエリア７０１、７０２、・・・、７１６に分割される。

実行順序決定部１９−３は、グループ１の中で、中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定する。具体的には、実行順序決定部１９−３は、各欠陥の位置に対する角度及び距離に基づいてファインアライメントの実行順序を決定する。角度及び距離の定義を図７Ｂに示す。「角度」とは欠陥の位置に対するＸ軸との角度θとして定義し、「距離」は、原点から欠陥の位置までの距離ｄとして定義する。本実施例では、実行順序を決定する際、角度を優先し、角度が同じ場合は距離が小さいものを選択する。

図７Ａの例では、角度を優先するため、グループ１の中で、まず、エリア７０１にある欠陥が１番目に選択される。なお、エリア７０１内で角度が同じ欠陥があった場合は、距離が小さいものが先の順序で選択される。次に、グループ１の中で、エリア７０２にある欠陥が選択され、その次に、エリア７０３の欠陥が選択され、その後、エリア７０４の欠陥が選択される。次は、エリア７０１〜７０４の１つ外側のエリア７０５〜７０８の中の欠陥が順番に選択される。このように、グループ１の欠陥の中で、エリア７０１→エリア７０２→エリア７０３→・・・・→エリア７１５→エリア７１６の順で欠陥が選択される。

次に、実行順序決定部１９−３は、グループ２の中で、中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定する。具体的には、グループ２の欠陥の中で、エリア７０１→エリア７０２→エリア７０３→・・・・→エリア７１５→エリア７１６の順で欠陥が選択される。最後に、実行順序決定部１９−３は、グループ３の中で、中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定する。ここでも同様に、グループ３の欠陥の中で、エリア７０１→エリア７０２→エリア７０３→・・・・→エリア７１５→エリア７１６の順で欠陥が選択されて、ファインアライメントの実行順序が決定される。図７Ａは、決定されたファインアライメントの実行順序を数字で示している。

このように、欠陥点をサイズによって複数のグループに分類し、かつ、欠陥サイズが小さいグループから順に中心から外周に向かって実行順序を決定する点が、本発明の特徴である。まず、上述したように、巨大欠陥の次の欠陥が微小欠陥だった場合、視野の移動先に欠陥が入らない現象が発生するが、欠陥をサイズによってグループ分けをし、かつ、小さいサイズの欠陥のグループから実行順序を決定することにより、巨大欠陥の後に微小欠陥が来ることがなくなる。また、図７Ａに示すように、ウェハは、そもそも中心で位置を合わせているため、中心位置に近い欠陥の方が、検査装置３から出力された結果（欠陥の座標情報）の誤差が小さく、精度が良いと考えられる。また、回転による座標誤差が大きいことも考えられる。したがって、中心位置に近い欠陥から位置を合わせることにより、短いサーチアラウンドの時間で欠陥を検出することができる。例えば、ウェハの外周からサーチアラウンドを行うと、検査装置３から出力された結果の精度が悪い場合もあり、サーチアラウンドに時間がかかり、スループットが落ちてしまう。したがって、欠陥をサイズによってグループ分けをし、かつ、小さいサイズの欠陥のグループから順に中心から外周に向かって実行順序を決定することにより、欠陥の検出効率が上がり、スループットがより向上する。

なお、上記の例では、実行順序決定部１９−３は、各欠陥の位置に対する角度及び距離の両方を考慮してファインアライメントの実行順序を決定しているが、この例に限定されない。実行順序決定部１９−３は、各欠陥の位置に対する角度または距離のいずれかに基づいてファインアライメントの実行順序を決定してもよい。

次に、全体制御部１９は、実行順序決定部１９−３によって決定されたファインアライメント点の登録順序に従って、ステージ制御部２３に指示を行ってＸＹステージ１５を制御し、欠陥点に移動する（ステップ２０３）。次に、ＤＦＯＭ画像判定部１９−４は、欠陥の検出処理（ステップ２０４）を行う。欠陥の検出処理は、例えば、画像データを二値化して欠陥に該当する領域の画素数を計算し、画素数がある閾値よりも大きいかどうかを判定するアルゴリズムを用いる。また、ハレーション等に起因して、二値化画像内に欠陥に該当し得る領域が２つ以上存在する場合は、欠陥の重心を算出するために適切な画像ではないと判定するアルゴリズムを用いることもできる。さらに、二値化された画像内に欠陥に該当し得る領域が二以上存在する場合であっても、視野の中心から最も近い欠陥候補であって当該欠陥候補の領域の画素数がある閾値よりも大きいかどうかによって判定するアルゴリズムを用いることができる。

移動した場所に欠陥が見つからない場合（ステップ２０５）は、ＤＦＯＭ画像判定部１９−４は、ステージ制御部２３に指示をし、視野移動（ステップ２０６）を行う。視野の移動範囲は事前に設定され、当該設定された移動範囲内で撮像を実行し、再度ステップ２０４の欠陥の検出処理を実行する。

ステップ２０５において欠陥が見つかった場合、座標変換部１９−５は、当該レビュー装置４で検出した欠陥サイズを使って、入力装置１８から指定された情報を元に、ファインアライメント点として登録するかを判定する（ステップ２０７）。これは、レビュー装置４で検出した欠陥サイズが検査装置３で検出した欠陥サイズより小さい場合（図８Ａ）や、逆にレビュー装置４で検出した欠陥サイズが検査装置３で検出した欠陥サイズより大きい場合（図８Ｂ）に、欠陥座標のオフセットの信頼性が低い可能性があるからである。

ステップ２０７における登録の判定は、例えば、所定の閾値を用いて判定することができる。図９は、判定に使用する閾値を設定する画面の一例である。図９の４００には、検査装置３で取得した欠陥サイズとレビュー装置４で検出した欠陥サイズの比率を設定する。このような比率を設定することにより、図８Ａ及び図８Ｂに示したような検査装置３とレビュー装置４との間で欠陥サイズの差が大きいものを、ファインアライメント点として登録しないように判定できる。また、別の例として、レビュー装置４で検出した欠陥サイズのみを判定に使用してもよい。図９の４０１には、レビュー装置４で検出した欠陥サイズの下限の閾値を設定し、このサイズより大きいサイズの欠陥をファインアライメント点として登録しないようにしてもよい。

また、判定に使用する欠陥サイズ情報を、ＤＦＯＭの視野サイズなどを考慮し、記憶装置１６にあらかじめ登録しておいてもよい。座標変換部１９−５が記憶装置１６から情報を取得することで、ユーザのレシピ作成の手間を省くことが可能になる。

最後に、座標変換部１９−５は、次の欠陥点がある場合（ステップ２０９）は、ファインアライメント点として登録されている座標を使って次の欠陥点の座標補正を行う（ステップ２１０）。その後、再度ステップ２０４からの処理を繰り返し、検査装置３が出力した欠陥点の全てに対して、ファインアライメント点を登録する。なお、ステップ２０９において次の欠陥点がない場合は、ファインアライメントを終了する。

本実施例によれば、欠陥をサイズによってグループ分けをし、かつ、小さいサイズの欠陥のグループから順に中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定することにより、欠陥の検出効率が上がり、スループットがより向上する。

なお、従来では、検査装置が出力する欠陥の情報を利用し、欠陥サイズが大きい場合、その欠陥をファインアライメントの対象外とするような手法も考えられたが、検査装置から出力される欠陥サイズが正確でない場合もあり、欠陥の検出が正確に行えない場合もあった。これに対して、本実施例では、サイズで欠陥を分類した上で、サイズのグループごとに実行順序を決定するため、検出の精度が向上する。

さらに、本実施例では、検査装置３とレビュー装置４との間で欠陥サイズの差が大きいものを、ファインアライメント点として登録しないようになっているため、欠陥座標のオフセットの信頼性が低いもの排除した上で、ファインアライメントを行うことができる。これにより、欠陥の誤検出によるファインアライメント精度の低下を防止する。

［第２実施例］
第１実施例では、半導体ウェハ上の全ての欠陥に対してファインアライメントを行い、ＤＦＯＭで検出した座標を用いて、ＳＥＭ像を撮像するレビュー装置の構成例について説明したが、本実施例では、巨大欠陥を除いて、ファインアライメント点を登録するレビュー装置の構成例について説明する。

図１０は、第２実施例における全体制御部１９の構成の一例である。図１０において、図２と同じ構成については同じ符号を付し、これらの構成・動作は同じであるため説明を省略する。本実施例では、図２の構成に対して欠陥候補抽出部１９−６が追加されている。欠陥候補抽出部１９−６は、記憶装置１６に格納されている欠陥サイズと、巨大欠陥サイズの情報を元に、ファインアライメントの対象となる欠陥候補を抽出する。

図１１は、第２実施例におけるファインアライメント点を登録するフロー図である。図１１において、図５と同じステップについては同じ符号を付し、これらの処理内容は同じであるため説明を省略する。本実施例では、図５のフローに対してステップ５００が追加されている。

本実施例では、入力装置１８を介してディスプレイ１７上で巨大欠陥サイズの閾値をあらかじめ入力しておく。ステップ２００が実行された後、欠陥候補抽出部１９−６は、記憶装置１６に格納されている欠陥サイズと、入力装置１８から指定された巨大欠陥サイズの情報を元に、巨大欠陥をファインアライメント点の対象外とする（ステップ５００）。その後のステップは、第１実施例と同様である。

次に、ファインアライメント点の登録後、ＳＥＭ像で欠陥を撮像する際には、図４のステップ１０４において、ファインアライメント点として登録されている欠陥は、登録した座標を使用する。ステップ５００においてファインアライメントの対象外とされた巨大欠陥は、ファインアライメント点として登録されている別の欠陥点の座標を使って座標補正を行い、欠陥位置へ移動する。

本実施例では、巨大欠陥の座標位置の精度は低下するが、欠陥サイズが大きいため、低倍率のＳＥＭ像の視野内に入る可能性は高いと思われる。また、巨大欠陥のファインアライメントを実行しないため、１ウェハあたりの処理時間を短縮することができる。

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。上記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もできる。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できる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。

また、上記の全体制御部１９の機能、処理手段などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記憶媒体に置くことができる。上記の全体制御部１９の機能、処理手段などは、それらの一部あるいは全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。

また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。

１ データ管理サーバ
２ 製造装置
３ 検査装置
４ レビュー装置
５ 解析装置
６ レビュー・解析装置
７ ネットワーク
８ 撮像装置
９ 電子源
１０ 第１コンデンサレンズ
１２ 第２コンデンサレンズ
１３ 第１対物レンズ
１４ 第２対物レンズ
１５ ＸＹステージ
１６ 記憶装置
１７ ディスプレイ（出力部）
１８ 入力装置
１９ 全体制御部
１９−１ 欠陥情報入力部
１９−２ グループ情報入力部
１９−３ 実行順序決定部
１９−４ ＤＦＯＭ画像判定部
１９−５ 座標変換部
１９−６ 欠陥候補抽出部
２０ 画像演算部
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ 電子光学系制御部
２３ ステージ制御部
２４ 高電圧安定化電源
２５ 信号検出器
２６ 反射電子用検出器
２７ 暗視野光学顕微鏡
２８ ＤＦＯＭ制御ユニット

Claims (8)

1. 検査装置から取得された試料上の欠陥情報を用いて、前記試料上の欠陥の位置の画像を取得する荷電粒子線装置であって、
   試料を搭載するステージと、
   荷電粒子線を前記試料上の前記欠陥の位置に対して走査する荷電粒子線光学系と、
   前記試料から発生した二次信号に基づいて画像を生成する画像演算部と、
   前記試料上の前記欠陥の位置に対して光を照射し、検出される反射光または散乱光の情報を検出信号として出力する光学顕微鏡と、
   前記ステージ、前記荷電粒子線光学系、前記画像演算部、及び光学顕微鏡を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記欠陥情報に含まれる欠陥サイズ情報を用いて欠陥を複数のグループに分類し、前記複数のグループのうち欠陥サイズが小さいグループから順に、前記試料の中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定することを特徴とする荷電粒子線装置。
2. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記制御部は、前記欠陥サイズ情報における欠陥のサイズと、当該荷電粒子線装置で測定した前記欠陥のサイズとの差が所定の範囲を超える欠陥があった場合、当該欠陥を前記ファインアライメントの対象外とすることを特徴とする荷電粒子線装置。
3. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   出力部または記憶装置を更に備え、
   前記制御部は、前記複数のグループに関するグループの数及びサイズの情報を前記出力部上の画面または前記記憶装置を介して取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
4. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記制御部は、前記欠陥サイズ情報における欠陥のサイズが所定の閾値を超える場合、前記ファインアライメントの対象外とすることを特徴とする荷電粒子線装置。
5. 検査装置から取得された試料上の欠陥情報を用いて、前記試料上の欠陥の位置の画像を取得する荷電粒子線装置における座標補正方法であって、
   制御部により、前記欠陥情報に含まれる欠陥サイズ情報を用いて欠陥を複数のグループに分類するステップと、
   前記制御部により、前記複数のグループのうち欠陥サイズが小さいグループから順に、前記試料の中心から外周に向かってファインアライメントの実行順序を決定するステップと、
   を含むことを特徴とする座標補正方法。
6. 請求項５に記載の座標補正方法において、
   前記制御部により、前記欠陥サイズ情報における欠陥のサイズと、前記荷電粒子線装置で測定した前記欠陥のサイズとの差が所定の範囲を超える欠陥があった場合、当該欠陥を前記ファインアライメントの対象外とするステップをさらに含むことを特徴とする座標補正方法。
7. 請求項５に記載の座標補正方法において、
   前記制御部により、前記複数のグループに関するグループの数及びサイズの情報を出力部上の画面または記憶装置を介して取得するステップをさらに含むことを特徴とする座標補正方法。
8. 請求項５に記載の座標補正方法において、
   前記制御部により、前記欠陥サイズ情報における欠陥のサイズが所定の閾値を超える場合、前記ファインアライメントの対象外とするステップをさらに含むことを特徴とする座標補正方法。

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