JPWO2017158744A1 - 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、潜傷の長い欠陥を高精度に評価することができる欠陥検査装置の提供を目的とする。
本発明の欠陥検査装置は、電子源（１０１）から放出された電子ビーム（１００ａ）が照射される試料（１０４）を支持する試料支持部材（１０９）と、試料上に形成された減速電界によって、試料に到達することなく反射した電子（ミラー電子（１００ｃ））が結像される撮像素子（１１６）と、前記試料に向かって紫外光を照射する紫外光源（１１５）と、前記試料支持部材を移動させる移動ステージ（１０８）と、当該移動ステージを制御する制御装置（１０７）を備え、当該制御装置は、試料（１０４）の画像に含まれる線状部の一部（或いは当該線状部の延長線上の線上部位）を、前記電子ビーム（１００ａ）の照射領域の特定の部位に位置付けるように、前記移動ステージ（１０８）を制御すると共に、前記線状部の端部が前記電子ビーム（１００ａ）の照射領域内に位置付けられるまで、前記移動ステージ（１０８）の制御を繰り返すことを特徴とする。

Description

本発明は、ウェハの欠陥検査方法、及び欠陥検査装置に係り、特に荷電粒子照射に基づいて形成される画像に基づいて欠陥を検査する方法、及び装置に関する。

ウェハの欠陥検査のために、試料に荷電粒子ビームを照射することによって得られる電子を検出することによって形成される画像を評価する電子線装置が用いられている。特許文献１には、電子ビーム照射に基づいて得られる画像信号に基づいて欠陥を検出する欠陥検査装置が開示されている。特許文献１には、照射する電子線の加速電圧に近い負電圧をウェハに印加することで、ウェハ表面上の検査視野全体に照射した電子線をウェハ表面近傍で反転させ、反転した電子を電子レンズで結像し検査用の電子像を得る装置が開示されている。この反転した電子（ミラー電子）を結像することによって、画像を形成することができる。

また、このようなミラー電子顕微鏡の用途として、半導体結晶の欠陥の検出があることが、非特許文献１に説明されている。非特許文献１には、紫外線を照射した状態で得られるミラー電子像が、ＳｉＣエピタキシアル層の積層欠陥検出に適していることが説明されている。紫外線照射によって試料内部で発生した電荷が、ＳｉＣエピタキシアル層の積層欠陥部分に捕獲され、局所的に帯電することにより、表面の等電位面を歪ませる。わずかな等電位面の歪でもミラー電子像に濃淡を発生させるため、ミラー電子顕微鏡を用いて積層欠陥の検出が高感度で可能となる。

特許第３５３４５８２号（対応米国特許ＵＳＰ６，９７９，８２３）

Ｍ．Ｈａｓｅｇａｗａ ａｎｄ Ｔ．Ｏｈｎｏ, Ｊ. Ａｐｐｌ. Ｐｈｙｓ．,１１０,０７３５０７（２０１１）

半導体デバイス製造工程では、鏡面状に研磨された半導体ウェハ上に微細な回路を形成する。このようなウェハ上に異物や傷、あるいは結晶欠陥や結晶の変質層などが存在すると、回路パターンの形成過程において欠陥や材質劣化が生じ、製造されたデバイスが正常に動作しなくなったり、動作の信頼性が劣化したりし製品として完成しない。

上述したＳｉＣを用いたパワーデバイスの場合、従来用いられてきた半導体であるＳｉに比べ絶縁破壊耐圧など、パワーデバイス材料としての諸特性に優れているが、化学的安定性に優れ、かつ、硬いため、ウェハ形状への加工、研磨が難しい。

ＳｉＣウェハ上にデバイスパターンを形成する前には、ＳｉＣエピタキシアル層を形成する。ウェハは機械研磨で鏡面仕上げされているが、さらにＣＭＰ（化学機械研磨）を施し、機械研磨で生じた加工変質層を除去することにより、原子レベルで平坦かつ結晶に擾乱の無い表面を作る必要がある。しかしながら、ＣＭＰ処理の最適時間の設定は難しく、機械研磨で生じた加工変質領域が表面内部に残存することや、ごく微細な傷が形成される場合もある。残存した加工変質領域の表面が平坦である場合や傷の大きさが小さい場合、検出することは困難である。以下にこのような変質領域や傷を「潜傷」と称する。

潜傷が残ったウェハ表面にエピタキシアル層を成長させると、潜傷を起点にして、原子ステップに異常が生じて大きな凹凸構造を形成する場合がある。表面にこの様な凹凸が生じた表面でデバイスを形成すると、高耐圧性が著しく低下するため，パワーデバイスとして用いることができない。従って、潜傷が残存しているかどうかの検査は極めて重要である。

一方、潜傷は数ｍｍ〜数１０ｍｍの長さを持つ欠陥である。それに対し、電子顕微鏡による高精度な欠陥検出を行うためには、視野サイズを小さくする（例えば１００μｍ以下）ことによって高倍率画像を取得する必要がある。非特許文献１に開示されている紫外光照射による局所帯電状態で、特許文献１に開示されているようなミラー顕微鏡による観察を行うことによって、欠陥を顕在化することができるが、特許文献１と非特許文献１には、長く形成された欠陥の高倍率画像を取得することによる欠陥の高精度評価についての言及がない。

以下に、潜傷等の長い欠陥を高精度に評価することを目的とする欠陥検査装置を提案する。

上記目的を達成するための一態様として、電子源から放出された電子ビームが照射される試料を支持する試料支持部材と、前記試料に照射される前記電子ビームに対する減速電界を形成するための負電圧印加電源と、前記減速電界によって、前記試料に到達することなく反射した電子が結像される撮像素子と、前記試料に向かって紫外光を照射する紫外光源と、前記試料支持部材を移動させる移動ステージと、当該移動ステージを制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記画像に含まれる線状部の一部、或いは当該線状部の延長線上の線上部位を、前記電子ビームの照射領域の特定の部位に位置付けるように、前記移動ステージを制御すると共に、前記線状部の端部が前記電子ビームの照射領域内に位置付けられるまで、前記移動ステージの制御を繰り返す欠陥検査装置を提案する。

上記構成によれば、潜傷等の長い欠陥を高精度に評価することが可能となる。

ミラー電子顕微鏡検査装置の概略を説明する図。 紫外線照射によって発生する加工変質領域（潜傷）の帯電を説明する図。 ミラー電子顕微鏡のコントラスト形成原理を説明する図。 ミラー電子顕微鏡を用いた検査工程を示すフローチャート。 紫外線照射条件を変化させたときの電子顕微鏡画像の変化を説明する図。 潜傷の画像と、潜傷画像から追跡検査を行うための特徴点が抽出された画像の一例を示す図。 潜傷を検出した画像に対応する位置を出発点として、潜傷端部まで追跡検査を行う工程を説明する図。 潜傷を検出した画像に対応する位置を出発点として、潜傷端部まで追跡検査を行う工程を説明する図。 潜傷の検出結果を表示する表示画面の一例を示す図。 潜傷を検出した画像に対応する位置を出発点として、潜傷端部まで追跡検査を行う工程を説明する図。 潜傷を検出した画像に対応する位置を出発点として、潜傷端部まで追跡検査を行う工程を説明する図。 潜傷探索を行うための装置条件を設定する設定画面の一例を示す図。 潜傷探索工程を示すフローチャート。 ミラー電子顕微鏡を含む欠陥検査システムの一例を示す図。

ウェハ検査技術としては、可視から紫外のある波長を持つ光（以下単に光と記す）をウェハ表面に照射して表面で散乱された光を検知する技術（光学散乱式検査技術）や、暗視野撮像など光学顕微鏡技術を応用した検査装置が用いられてきた。しかし、半導体素子の微細化の進展等により、これら従来の光を用いた検査技術では、欠陥を検出できずにウェハの品質管理に支障が出るようになってきている。

ＳｉＣのエピタキシアル層形成に重大な影響を及ぼす、ウェハ表面内部の加工変質領域（潜傷）は、従来の光学的な検査後術では検出できず管理できなかった。そのため、ＣＭＰ処理のプロセス改善や高速化を図ろうとしても、ウェハ表面の潜傷有無や存在密度などの評価手段がないため、最適なプロセス条件を決定することができなかった。その結果、ウェハ生産性向上のための技術開発の妨げとなり，ＳｉＣウェハの単価を下げることができなかった。

以下に説明する実施例は、潜傷等の検出が可能なミラー電子顕微鏡であって、特に検査の高速化や高精度化の実現が可能なミラー電子顕微鏡を備えた欠陥検査装置に関する。エピタキシアル層形成前のＳｉＣウェハの不純物濃度は、エピタキシアル層自体の不純物濃度に比べ１万倍から１０万倍程度濃く導電性が高いため、紫外線による照射で潜傷を帯電させようとしても，帯電電荷が保持されないと考えられていた。しかしながら、発明者らの研究により、潜傷の場合はその存在領域がウェハ表面近傍に限定されるため、ウェハの不純物濃度が高くとも観察に必要な十分な時間，局所帯電が保持されることがわかった。

以下に説明する実施例では、主に撮像素子によって撮像された画像に含まれる線状部の端部、或いは線状部の延長線上の線上部位が、電子ビームの照射領域の特定の部位に位置付けられるように、前記移動ステージを制御する欠陥検査装置を提案する。より具体的には、所定の波長の紫外線を照射しながら、ウェハ表面のミラー電子顕微鏡像を、ウェハが戴置されたウェハステージを移動しながら取得する。潜傷は、加工変質領域が線状に連なった傷状の欠陥である。紫外線照射により負に帯電し、等電位面が凸形状の傷を示すコントラストがミラー電子顕微鏡像に現れた場合、潜傷の可能性ありと判断する。

次に、ミラー電子像中の傷を示すコントラスト（他部分に対して輝度の異なる線状部位）に沿う様に（画像内に含まれる輝度変位部分と同等の輝度を持つと共に、画像外にも連続的に接続されている輝度変位部分を追跡するように）、ウェハステージを移動させ、傷を示すコントラストが途切れる箇所を探す。コントラストが途切れたら、当初の位置に戻り、逆方向の傷様コントラストに沿う方向にウェハステージを移動させ、反対側のコントラスト終了点を探す。双方向のステージ移動量を積算、或いは画像処理によって輝度変位部分の長さを演算することにより、傷を示すコントラストの全長とし、欠陥データとして記録する。

上記構成によれば、エピタキシアル層成長前のウェハ表面に対し、潜傷の位置、全長の測定を行うことができ、ＣＭＰ処理後のウェハ表面状態の適正な評価が可能となる。このような評価を行うことによって、ＣＭＰ処理の最適化が可能となり、ウェハの生産性を上げることができるようになる。

ミラー電子顕微鏡を用いた検査装置について、図１を用いて説明する。但し、図１には真空排気用のポンプやその制御装置、排気系配管、被検査ウェハの搬送系などは略されている。また、電子線の軌道は、説明のため実際の軌道より誇張されている。

まず、電子線照射に係わる部分について説明する。電子銃１０１から放出された照射電子線１００ａは、コンデンサレンズ１０２によって収束されながら、セパレータ１０３により偏向されて、検査対象となるウェハ１０４に略平行束の電子線となって照射される。電子銃１０１には、光源径が小さく大きな電流値が得られる、Ｚｒ／Ｏ／Ｗ型のショットキー電子源が用いられるが、より高い電流値が得られるＬａＢ６電子源やより輝度の高い冷陰極電子源等の電子源を用いてもよい。また、電子銃１０１は、電子源近傍に磁界レンズを配する磁界重畳型電子銃であってもよい。電子銃１０１の引出電圧、引き出された電子線の加速電圧、および電子源フィラメントの加熱電流などの、電子銃の運転に必要な電圧と電流は電子銃制御装置１０５により供給、制御されている。電子源にショットキー電子源や冷陰極電子源が用いられている場合には、電子銃１０１内は、１０^−６Ｐａ以下といった超高真空に維持される必要があるため、メンテナンス時等において真空維持のための遮蔽バルブが備えられている。

図では、コンデンサレンズ１０２は１つのレンズとして描かれているが、より平行度の高い照射電子線が得られる様に、複数のレンズや多極子を組み合わせた電子光学システムであっても良い。コンデンサレンズ１０２は、対物レンズ１０６の後焦点面に電子線が集束するように調整されている。対物レンズ１０６は、複数の電極からなる静電レンズか、または、磁界レンズである。

セパレータ１０３は、被検査ウェハ１０４に向かう照射電子線と、被検査ウェハ１０４から戻ってくるミラー電子線とを分離するために設置される。本実施例では、Ｅ×Ｂ偏向器を利用したセパレータを用いている。Ｅ×Ｂ偏向器は、上方から来た電子線を偏向し、下方から来た電子線を直進させるように設定できる。この場合、図のように照射電子線を供給する電子光学鏡筒は傾斜され、反射された電子を結像する電子光学鏡筒は直立する。また、セパレータとして、磁界のみを用いた偏向器を使用することも可能である。電子線の光軸に垂直な方向に磁界を設置し、照射電子線を被検査ウェハ１０４の方向へ偏向し、被検査ウェハ１０４からの電子は照射電子線の来る方向とは正反対の方向へ偏向する。この場合は、照射電子線鏡筒の光軸と電子線結像鏡筒の光軸とは、対物レンズの光軸を中心に左右対称の配置となる。

セパレータによって照射電子線１００ａが偏向されるとき発生する収差を補正する必要がある場合は、収差補正器を追加配置してもよい。また、セパレータ１０３が磁界偏向器の場合は、補助的なコイルを設けて補正する。

セパレータ１０３によって偏向された照射電子線１００ａは、対物レンズ１０６により、被検査ウェハ１０４表面に対し垂直に入射する平行束の電子線に形成される。前述のように、対物レンズ１０６の後焦点１００ｂに電子線が集束されるように、照射系コンデンサレンズ１０２が調整されるので、平行性の高い電子線を被検査ウェハ１０４に対して照射できる。照射電子線１００ａが照射する被検査ウェハ１０４上の領域は、例えば１００００μｍ^２等といった面積を有する。対物レンズ１０６は、被検査ウェハ１０４表面上方にミラー電子を引き上げるための陽極を備えている。

移動ステージ制御装置１０７によって制御されている移動ステージ１０８の上に、絶縁部材を介してウェハホルダ１０９が設置され、その上に被検査ウェハ１０４は戴置されている。移動ステージ１０８の駆動方式は、直交する二つの直進運動、または、被検査ウェハ１０４の中心を回転中心とした回転運動及びウェハの半径方向への直進運動、あるいはこれらの組合せである。またこれらに加えて、上下方向の直進運動や，傾き方向の運動が追加されてもよい。移動ステージ１０８はこれらの運動により，被検査ウェハ１０４表面上の全面あるいは一部分を、電子線照射位置すなわち対物レンズ１０６の光軸上に位置させる。
被検査ウェハ１０４表面に負電位を形成するため、高圧電源１１０（負電圧印加電源）は、電子線の加速電圧とほぼ等しい負電圧をウェハホルダ１０９に印加している。照射電子線１００ａは、ウェハホルダ１０９（試料支持部材）に印加された負電圧によって形成される減速電界によって被検査ウェハ１０４の手前で減速される。ウェハホルダ１０９に印加する負電圧は、被検査ウェハ１０４に衝突する前に反対方向に電子軌道が反転する様に、微調整しておく。ウェハで反射された電子は、ミラー電子１００ｃとなる。

ミラー電子１００ｃは対物レンズ１０６やその他の結像レンズによって集束され、撮像素子に投影されることによって、画像信号に変換される。セパレータ１０３は本実施例ではＥ×Ｂ偏向器であるので、下方から進行した電子線に対しては偏向作用を持たないように制御でき、ミラー電子１００ｃは直立した結像系カラム方向に直進し、該第１の像は中間電子レンズ１１１、投影電子レンズ１１２によって順次結像される。

これらの中間レンズ１１１及び投影レンズ１１２は、静電または磁界レンズである。最終的な電子像は画像検出部１１３に拡大投影される。図１では投影電子レンズ１１２は１つの電子レンズとして描かれているが、高い倍率の拡大や像歪みの補正などのために複数の電子レンズや多極子で構成される場合もある。本図には記されていないが、電子線をより詳細に調整するための偏向器や非点補正器などが必要に応じて装備されている。

紫外線光源１１３からの紫外線は、分光器１１４により分光されて、紫外線光学素子１１５により、被検査ウェハ１０４に照射される。被検査ウェハ１０４は真空中に保持されているため、紫外線を透過する材料（例えば石英など）で作成された窓で大気側と真空側とを分け、紫外線光学素子１１５から発せられた紫外線を、該窓越しに照射する。あるいは、紫外線光源１１３を真空内に設置してもよい．その場合は、分光器１１４による波長選択ではなく、特定の発光波長の紫外光を放出する固体素子などを用いることも可能である。紫外線の照射波長は、例えばウェハ材料のバンドギャップより大きなエネルギーに対応する波長とする。または、材料のバンドギャップ内のエネルギー準位の状況によっては、半導体材料内にキャリアを発生させる波長として、バンドギャップエネルギーより小さいエネルギーの波長を選ぶ場合もある。紫外線光源１１３、分光器１１４、紫外線光学素子１１５の間は、光ファイバーなどで紫外線を伝達される。または、紫外線光源１１３、分光器１１４は一体化した構成でもよい。また、紫外線光源１１３に特定の範囲の波長のみを透過するフィルターを備えることができる場合は、分光器１１４を使用しない場合もある。

画像検出部１１６（撮像素子）はミラー電子１００ｃの像を電気信号に変換し、欠陥判定部１１７に送る。画像検出部１１６は、一例として、電子線を可視光に変換する蛍光板、蛍光板の電子像を撮像するカメラから構成される場合、また別の一例として、電子を検出するＣＣＤ素子など２次元検出器から構成される場合、などがある。電子像の強度や蛍光の強度を増倍する機構を備えていてもよい。

ウェハ１０４表面の各場所のミラー電子像は、移動ステージ１０８を駆動しながら、画像検出部１１６から出力される。

上記のＣＣＤ撮像動作の条件をはじめ、様々な装置各部の動作条件は、検査装置制御部１１８から入出力される。検査装置制御部１１８には，予め電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅・偏向速度、ステージ移動速度、画像検出素子からの画像信号取り込みタイミング、紫外線照射条件等々の諸条件が入力されており、移動ステージ制御装置１０７、各電子光学素子を制御する電子光学系制御装置１１９、紫外線光源１１３や分光器１１４の制御系、などを総括的に制御する。検査装置制御部１１８は，役割を分担し通信回線で結合された複数の計算機から構成される場合もある。また，モニタ付入出力装置１２０が設置されており，ユーザーによる検査装置の調整，動作条件の入力，検査の実行，などが行える。

モニタ付入出力装置１２０から，検査の実行の命令がユーザーから入力されると，移動ステージ１０８が駆動し、ウェハ１０４上に指定された検査開始位置を対物レンズ１０６の中心直下に移動する。ミラー電子像を画像検出部１１６が取得した後，設定値分だけ移動ステージ１０８を移動し次のミラー電子像を撮像し，以下，検査終了位置に設定された撮影位置に至るまで繰り返す。ウェハ１０４のほぼ全面の撮影が終了するまで、本動作を繰り返す場合もあるが、ウェハ１０４の一定の面積を検査した後、別の場所に移動し、再度一定の面積の検査を開始する場合もある。

次に、ミラー電子顕微鏡による，ＳｉＣウェハ表面に残存した加工変質領域（潜傷）の検出原理を、図２を用いて説明する。本実施例では、紫外線照射による加工変質領域の帯電現象を利用して検出する。図２（ａ）に、紫外線を照射していないときのウェハ表面断面の状況を模式的に示した。（１）は、平坦な表面の下部に加工変質領域が存在している場合であり、図では三角形状の加工変質領域を例示している。このケースは表面に凹凸が無いため，従来の光学的な方法では検出されない。（２）は、表面に例えば傷など凹形状があり、さらにその内部に加工変質領域が残存しているケースである。（３）は、表面に凹形状が存在するものの，内部の加工変質領域は伴っていないケースである。（２）と（３）は凹みの幅が回折限界よりも広い場合は、光学的な方法で検出できるが、内部の加工変質領域の有無は判別できない。ウェハ表面上で、照射電子が反転する等電位面を合わせて示している。（１）のケースは局所的な帯電や表面の凹凸が無いので、等電位面は平坦である。（２）、（３）のケースは局所的な帯電は無いものの、表面に凹みがあるため、その形状に沿って等電位面も凹むことになる。

これらの欠陥部位に紫外線を照射したときの電位の変化を、図２（ｂ）に例示示した。照射する紫外線の波長は、ウェハ材料のバンドギャップエネルギー（通常ウェハに用いられる、４Ｈ−ＳｉＣの場合は、３．４ｅＶ）に対応する波長より短い波長が適切である。紫外線が照射されると，紫外線が透過する深さまで内部でキャリアが発生する。ｎ型半導体の場合は電子が、加工変質領域に捕獲され局所的に負に帯電する。

図の等電位面は、加工変質領域が負に帯電している状況を示している。（１）のケースでは、局所的な負帯電領域が発生し、等電位面は押し上げられてと凸形状となる。（２）のケースは、表面は凹形状であるが負帯電による押し上げ効果の方が高く、等電位面はやはり凸形状となる。（３）のケースでは、帯電する領域が無いため、紫外線の照射の有無に関わらず、等電位面は凹形状のままである。

ミラー電子顕微鏡は、上記の等電位面の凹凸を明暗に変換して画像化する。その原理について、図３を用いて概説する。図３（ａ）は，表面に凹凸がある場合の照射電子の軌道反転の様子を模式的に示している。表面形状に応じて等電位面が変形している。ミラー電子顕微鏡では，照射電子線はほぼ平行に試料表面に照射され，一定の等電位面で軌道反転する。表面が凹み等電位面が凹んでいる場合は、電子線は収束する様に反転する。一方、表面が凸形状で等電位面が盛り上がっている場合は、電子線は発散するように軌道反転する。

軌道反転した電子は対物レンズにより電子像を形成する。対物レンズのフォーカス面を試料表面からずらすことにより、等電位面の凹凸を電子像の明暗として表示することができる。図３では、フォーカス面を点線で示したように，表面より上方に設定している。この場合、等電位面が凹んで電子線が収束しながら軌道反転する場合，フォーカス面においては電子線が集中し、電子像では明るい点として現れる。一方、等電位面が盛り上がり、電子線が発散しながら軌道反転している場合は、フォーカス面では電子の密度が低くなり、暗い部分として電子像に現れる。

フォーカス面を仮想的に試料表面より下方に設定するような光学条件にすれば、図３の場合と逆に、等電位面が凸なら明るい、凹なら暗いコントラストとなって電子像に現れる。また、図３（ｂ）に示したように、表面に凹凸は無くても局所的に正または負に帯電した領域が存在する場合でも、等電位面が凹む、あるいは盛り上がる等するので、表面の凹凸と同じように、画像の明暗として電子像に現れる。なお、フォーカス面の位置を対物レンズで調整する例について説明したが、対物レンズのフォーカスは一定とし、後段の中間電子レンズや投影電子レンズでフォーカス条件を調整してもよい。

図２の現象と図３のミラー電子像形成原理を利用すると、ミラー電子顕微鏡像で加工変質領域（潜傷）の検出が可能である。加工変質領域を伴わない傷は、形状としては凹んだ傷であり、等電位面は紫外線照射下でも凹んでいる。一方、凸形状の傷の形成はＣＭＰ研磨後では殆ど無いと考えられ、等電位面が膨らんでいる傷を示すコントラストは潜傷である可能性が高い。

例えば、図２（ａ）のような平坦な潜傷の場合、紫外線を照射しない状態ではミラー電子像に明暗として現れないが、紫外線を照射すると等電位面が盛り上がって図３（ｂ）の（２）の状況となり、ミラー電子像に暗いコントラストとで現れる。すなわち、紫外線を照射しながら暗いコントラストを検出したとき、紫外線照射を停止する、あるいは、強度を小さくするなどの変化を紫外線照射条件に与えることで、その暗いコントラストが消失したり、薄くなったりすれば潜傷であると判断できる。

しかしながら、加工変質領域の結晶のダメージが極めて大きく、捕獲された電子が逃げることができない場合は、紫外線照射条件を変更しても帯電が維持され、ミラー電子像のコントラストが変化しないケースもある。いずれにしても、紫外線照射下で等電位面が凸である傷の領域は、加工変質領域（潜傷）と判断してよい。

以下、上記の原理に基づいた、ミラー電子顕微鏡検査装置による検査動作の流れを図４に示す。検査装置の各電子光学素子（電子銃１０１、コンデンサレンズ１０２、セパレータ１０３、対物レンズ１０６、中間電子レンズ１１１、投影電子レンズ１１２）、画像検出部１１６、紫外線照射系などは、予め調整された条件に設定されている。

まず、（１）の「検査条件の入力」ステップにおいて、ユーザーはウェハ上の検査領域を指定する。モニタ付入出力装置１２０上には、検査領域のマップ表示のほかに、撮像画像の予測枚数や全検査時間の予測値などが表示され、ユーザーが効率の良い検査条件を設定できるように配慮されている。ユーザーが作成した検査領域や検査実施の順番等についての各種条件は、検査装置制御部１１８に記憶され、ユーザーはそれら条件を呼び出すことにより同じ検査動作を複数のウェハに対して実施できる。検査条件が決まったら、ユーザーはモニタ付入出力装置１２０を介して検査動作の開始を命令する。検査装置制御部１１８は命令を受け取ったらウェハの装置への投入（ロード）を開始する。

（２）の「ウェハロード動作」ステップにおいて、ユーザーが指定した被検査ウェハ１０４がウェハホルダ１０９に戴置され、ウェハホルダ１０９は装置内の移動ステージ１０８上に設置される。その後、ユーザーにより予め指定された位置に移動ステージ１０８は移動する。合わせて、検査装置制御部１１８に記憶されている負電位が高圧電源１１０によりウェハホルダ１０９に印加される。対物レンズ１０６の構成要素のうち、ウェハ１０４上方に電界を形成するための陽極に関しては、場合によってはこのステップで印加する方が、放電のリスクを低減できる。

（３）の「撮像条件調整」ステップでは、移動ステージ１０８によって、ユーザーによって指定された、あるいは検査装置制御部１１８に登録されている、撮像条件調整を実施するウェハ位置へ移動する。この位置において、電子線及び紫外線が照射される。紫外線照射の開始は光源の点燈でも良いし、シャッターを設置しシャッターの開放により実施されても良い。電子線の照射はブランキング（図示せず）の解除あるいは、電子銃１０１の遮蔽バルブの開動作で実施される。ミラー電子像は画像検出部１１６が取り込み、モニタ付入出力装置１２０に表示される。ユーザーは表示されたミラー電子像を見ながら、ウェハホルダ１０９への供給負電圧値、その他電子光学条件を、必要であれば調整する。

（４）の「加工変質領域の探索」ステップでは，ステップ（１）でユーザーが設定した、検査開始位置に移動し、ステップ（１）で入力した撮影座標に従って、移動ステージ制御装置１０７からの制御により動かしながら、画像検出部１１６によりミラー電子像を取得する。ミラー電子像取得に必要な電子光学素子の条件は，電子光学系制御装置１１９により随時維持されている。ミラー電子像は随時欠陥判定部１１７によって画像解析されており、筋状のミラー電子像コントラストが検出されるかどうかを判断している。

（５）の「加工変質領域の判定」ステップでは、ステップ（４）で筋状のミラー電子像のコントラストが検出された場合、移動ステージ１０８を停止し、加工変質領域があるかどうか（或いは欠陥種の種類）の判定を行う。この判定には前述の基本原理に従い、第一には、傷を示すコントラストが等電位面の凹凸のどちらを示すかで実施する。ｎ型４Ｈ−ＳｉＣウェハでは、等電位面が傷に沿って凹んでいる場合、第一判断として加工変質領域なしとする。等電位面がコントラストに沿って凸となっている場合、第一判断として加工変質領域有りとする。さらに、紫外線の照射条件に変化を与えて実施してもよい（第二判断）。

紫外線照射条件の変化によるミラー電子画像の変化を評価することによって、加工変質領域における結晶ダメージの程度を判定する。紫外線の照射条件は，ＳｉＣ内部で励起されるキャリアの量が減少する様に変化させる。例えば、照射自体の停止、照射強度の低減，紫外線波長の長波長化、等である。

図５に結晶ダメージの程度による、ミラー電子像の変化の典型例を示した。図５（ａ）は、等電位面が凸形状と判断されるミラー電子像を示す図である。図３に示したフォーカス面で画像を取得しているので、等電位面が凸であるとフォーカス面での電子線の密度が減少し、暗く見える。図５（ｂ）は、紫外線の照射条件を、４Ｈ−ＳｉＣウェハ内のキャリア発生量を減少するように変えたときのミラー電子像の一例を示す図である。

ミラー電子像１はコントラストが反転したケースである。表面形状が凹んでおり、かつ、加工変質領域の結晶ダメージ量が少ないため帯電の維持能力が少なく、キャリアの供給が減少するとすぐ帯電が無くなり、図２（ａ）の（２）のように等電位面は表面形状に沿うことになる。

ミラー電子像２は、コントラストが消えてしまうケースである。表面形状が平らであり、かつ、加工変質領域の結晶ダメージ量が少ないため帯電の維持能力が少なく、キャリアの供給が減少するとすぐ帯電が無くなり、図２（ａ）の（１）のように等電位面は表面形状に沿って平らになる。

ミラー電子像３は、加工変質領域の結晶ダメージ量が比較的多いため帯電の維持能力がある程度保たれ、帯電電荷が即時には無くならず、少しずつ減少していくケースである。

ミラー電子像４は、結晶ダメージが大きい加工変質領域を伴っており、キャリアの供給が途絶えても強く帯電を保持している。これらのミラー電子像の変化の程度によって、加工変質領域の状態を分類する。ここに挙げた例は典型例であって、ユーザーの必要によってさらに細かく分類することもできる。また、後述するような変質領域の追跡を行う欠陥種を予め特定しておき、特定された欠陥が検出されたときに、選択的に追跡を行うことによって、不必要な検査を行うことなく、検査工程の高スループット化を実現することが可能となる。

加工変質領域の有無の判定が終了すると、その移動ステージの位置、加工変質領域分類の判定結果、などを検査装置制御部１１８に記録し、次の加工変質領域の全長測定に移行する。

（６）の「加工変質領域の追跡」ステップでは、ステップ（４）にて特定された位置（ステージ座標）を基点に加工変質領域の全長を測定する。図６を使って、加工変質領域の追跡方法について説明する。図６（ａ）は，ステップ（５）において、加工変質領域を伴ったコントラストを模式的に表している。この画像から、図６（ｂ）に示した３つの特徴点を抽出する。３つのうちの１点は、画像撮像位置を表す代表点（Ｘｉ, Ｙｉ）である。（Ｘｉ, Ｙｉ）は現在のステージ位置であり、画像中心座標として定義できる。残りの２点は、コントラストが画像から外れる位置（線状部位が位置する画像の最外周画素位置）点Ａ（Ｘａ, Ｙａ）、点Ｂ（Ｘｂ, Ｙｂ）である。画像処理により、コントラストが画像から外れる箇所のピクセルを抽出し、電子光学系の倍率を考慮して、ウェハ上の座標に換算しておく。この画像を「出発点画像」とする。

図６（ａ）のコントラストが検出されると、コントラストの点Ａから先（画像には現れていない線状部位）、及び，点Ｂから先を追跡する。図７に例として点Ａ（画像に含まれる線状部の一部）から先の追跡から始める場合を示した。画像座標（Ｘｉ, Ｙｉ）を記憶後、図６（ｂ）で抽出された点Ａの座標に、移動ステージ１０８を移動する。移動後のミラー電子像を撮像し、画像座標（Ｘｉ, Ｙｉ）を移動先の座標（すなわち点Ａ０の座標（Ｘａ０, Ｙａ０））に更新、記憶する。その次に新たな画像について、線状部位が画像から外れる位置である点Ａ１（Ｘａ１, Ｙａ１）の座標点を計算する。以下、同様に移動ステージを（Ｘａ１, Ｙａ１）に移動し、あらたな位置で取得された撮像画像から線状部位が画像から外れる位置である点Ａ２（Ｘａ２, Ｙａ２）を計算する。以上のような処理を、線状部位が途切れるまで繰り返す。コントラストが途切れた画像（終端点画像（図７））が得られたら、画像解析により終端の位置である点ＡＸ（ＸａＸ, ＹａＸ）を計算する。

上述のようにして得られた点Ａ０、点Ａ１、点Ａ２、・・・点Ａｎの各点間の移動量を積算し、更に終端点画像の中心座標である点Ａｎ（Ｘａｎ, Ｙａｎ）と終端位置である点ＡＸとの間の距離を加えて追跡長さＬ１とする。移動ステージを出発点画像の位置に戻し、今度は反対方向に追跡を開始する。図８に追跡過程を示す。出発点画像でコントラストが画像から外れる点Ｂ０（Ｘｂ０, Ｙｂ０）を画像解析により算定し、移動ステージ１０８をこの位置に移動し、ミラー電子像を撮像する。 以下、図７に説明した方法と同様に、点Ｂ０、点Ｂ１、点Ｂ２・・・のように、コントラストを追跡し、終端点が現れた画像（終端点画像）の中心の座標（Ｂｎ）を求める。点Ｂ０、点Ｂ１、点Ｂ２・・・，点Ｂｎの各点間の移動量を積算し、終端点画像の中心座標点Ｂｎ（Ｘｂｎ, Ｙｂｎ）と終端位置，点ＢＸとの距離を加えて追跡長さＬ２とする。以上のようにして求められたＬ１、Ｌ２と、画像処理によって求められる出発点画像に含まれる線状部位の長さＬ３から、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３を算出することによって、加工変質領域の長さを算出する。欠陥判定部１１７に含まれる演算処理装置が有する記憶媒体には、予め上述のような演算式が記憶されており、上記演算を自動的に実行する。また、点Ａ０、点Ａ１、点Ａ２・・・、点Ａｎ、及び点Ｂ０、点Ｂ１、点Ｂ２・・・、点Ｂｎの座標情報を、検査装置制御部１１８に記憶しておくことによって、後述するようなマップ表示を行う。これらの作業が終わると、出発点画像の位置に戻り、図４記載のステップ（４）に戻って、次のコントラストを探索する。

ユーザーが設定した検査範囲のミラー電子像の撮像が終了したら、検査装置制御部１１８は、モニタ付き入出力装置１２０に、加工変質領域が撮像された移動ステージの位置をマップ表示する。図９にモニタ付き入出力装置１２０のＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インターフェース）における表示例を示す。加工変質領域のマップを表示する部分のみを抽出して図示した。本ＧＵＩでは検査対照のウェハサイズが、ウェハサイズ表示欄１２１に表示されている。検査結果は、マップ表示領域１２２に、ウェハの外形と共に表示される。ユーザーが設定したコントラストの探索方向が、探索箇所表示線１２３で示されている。本例ではウェハ中心上を縦方向に探索したことを示している。図９では、ステップ（６）の「加工変質領域の追跡」にて全長を追跡したときの追跡点を線で結び、配列順にＩＤ番号を付与した例（潜傷表示１２４）を示している。潜傷特性表示欄１２５には、ＩＤ番号ごとの潜傷の全長や、図５で説明したような紫外線照射条件による変化の違いで類別した欠陥種に対応した記号が表示されている。

本実施例によれば，ミラー電子顕微鏡を用いた検査装置において、ウェハの全面を検査することなく、ＳｉＣウェハの加工変質領域（潜傷）の長さや分布についての情報を得ることができる。

また、図５に例示したように、紫外線照射条件を変更することによって得られる線状部位の輝度変化量は、ウェハのダメージの程度によって変化するため、例えば、紫外線照射条件変化前後の線状部分の輝度差と、ダメージの指標値の関係を示す関係式やテーブルを予め作成しておき、上記検査工程を経ることによって得られる輝度差情報を上記関係式に代入することによって、ダメージの指標値を算出し、表示するようにしても良い。このような表示を行うことによって、操作者はウェハダメージの定量的な評価を行うことが可能となる。

図１３は、ミラー電子顕微鏡画像を用いて、潜傷の長さを計測するより具体的な工程を示すフローチャートである。図１３に例示する処理内容は、電子顕微鏡を制御する動作プログラム（レシピ）として、所定の記憶媒体に記憶される。図１４は欠陥検査を自動的に実行するためのレシピを記憶する記憶媒体（メモリ１４０６）を備えた演算処理装置１４０３を含む欠陥検査システムの一例を示す図である。図１４に例示するシステムには、ミラー電子顕微鏡本体１４０１とミラー電子顕微鏡を制御する制御装置１４０２を備えたミラー電子顕微鏡１４００、ミラー電子顕微鏡１４００を制御するための信号を供給すると共に、ミラー電子顕微鏡によって得られた画像信号を処理する演算処理装置１４０３、必要な情報の入力を行うための入力部や検査情報を出力するための入出力装置１４１０、及び半導体ウェハの設計データが記憶された設計データ記憶媒体１４１１が含まれている。

演算処理装置１４０３には、メモリ１４０６に記憶された動作プログラムを制御装置１４０２に伝達するレシピ実行部１４０４、及びミラー電子顕微鏡によって取得された画像信号を処理する画像処理部１４０５が含まれている。画像処理部１４０５には、画像データに潜傷等が含まれているか否かを判定する画像解析部１４０７、紫外線照射条件を変えたときの輝度の変化に応じた欠陥種情報等を、予め記憶されたテーブルや演算式に基づいて出力する欠陥判定部１４０８、及び欠陥判定に基づいて、視野位置を移動した検査を継続するか否かの判定を行う検査要否判定部１４０９が含まれている。画像解析部１４０７では、例えば画像の２値化処理等に基づいて、暗部と明部を識別し、その暗部領域、或いは明部領域の形状等を判定する。形状判定は、例えば特定方向に長く、幅の狭い線状の輝度変位領域が存在する場合に、その部分を欠陥候補として判定する。また、検査要否判定部１４０９では、潜傷の評価を行い、例えば潜傷を示す線状パターンが画像の最外周の画素位置に位置するか否かの判断に基づいて、潜傷の追跡検査を行うか否かの判定や、視野移動方向等を決定を行う。

図１３に例示するフローチャートを用いて、自動検査工程について説明する。まず、ミラー電子顕微鏡の真空試料室に試料（本実施例の場合ＳｉＣウェハ）を導入する（ステップ１３０１）。次に、レシピに記憶された検査位置情報に基づいて移動ステージ１０８を制御して、電子ビームの照射位置に検査対象位置を位置付ける（ステップ１３０２）。全面検査の場合は、ウェハ全ての領域を網羅するように電子ビームの照射位置が位置付けられる。次に、位置付けられた検査位置に対して、紫外線を照射すると共に電子ビームを照射することによって、紫外線を照射した状態の試料の第１の画像と、異なる照射条件の紫外線を照射した状態の試料の第２の画像を取得する（ステップ１３０３）。画像解析部１４０７は、得られた画像信号の中に、潜傷が含まれているか否かを判定する（ステップ１３０４）。潜傷が含まれているか否かの判定は、画像内の他の領域と輝度が異なる領域について、紫外線照射条件を変えたときの輝度の変化を評価し、当該輝度変化量が所定値を超えるような場合に、上記輝度変位領域を潜傷と判定する。なお、輝度変化の程度に応じて、欠陥種をカテゴライズするようにしても良い。また、紫外線照射前後のコントラストの変化のパターンに応じて、追跡検査を行うか否かの判定を行うようにしても良い。

なお、既に評価を行った潜傷を再度検出した場合には、再検査を行うことなく次の検査位置にステージを移動する。図１３に例示するフローチャートでは、潜傷の存在を確認した上で検査をスキップするか、或いは潜傷の追跡検査を行うかの判定を行っているが、既に追跡検査が行われた潜傷情報は、座標情報も併せて記憶されているので、既追跡検査位置情報に基づいて、検査をスキップするようにしても良い。

ステップ１３０４にて、画像内に潜傷が存在し、且つ画像内に潜傷の端部がない（画像の外側まで潜傷が延びている可能性がある）と判定された場合に、検査要否判定部１４０９は、潜傷の追跡検査を行うことを決定し、画像に表現された潜傷の端部が画像中心に位置するように、ステージ駆動を行うための命令を、制御装置１４０２に出力する（ステップ１３０５）。制御装置１４０２の命令に従って、潜傷の端部（例えば図６に例示する点Ａ）が画像中心に位置付けられるように移動ステージを制御し、ＵＶ照射前後の電子顕微鏡画像を取得し、潜傷の評価を行う（ステップ１３０６、１３０７）。潜傷の追跡工程では、紫外線照射前後の画像取得に基づいて、潜傷を評価するようにしても良いし、単に軌跡の追跡を行うだけなのであれば、紫外線照射条件を変えることなく、電子顕微鏡画像を用いた潜傷評価を行うようにしても良い。各位置で紫外線の照射条件を変えて、画像を取得することにより、同一の潜傷だけれども、部分的に欠陥の種類が変化しているような場合、その変化を検出することができる。

上述のような処理を、潜傷の端部を検出するまで行い、更に２つの端部の検出が完了した時点で、各位置の座標情報、欠陥種、長さ情報、ダメージの指標値等を欠陥情報として、メモリ１４０６に登録する（ステップ１３０８）。潜傷検出後、検査対象領域が残っている場合には、次の検査位置に視野を位置付けるように、移動ステージを制御（ステップ１３０２）し、検査を継続する。

以上のような動作プログラムを備えた電子顕微鏡によれば、ウェハへのダメージが顕著な部位について、選択的に画像取得に基づく評価を行うことが可能となる。なお、潜傷は数ｍｍ〜数十ｍｍの長さを持つため、全面を検査するのではなく、所定間隔を空けて検査を行い、潜傷が検出されたときに、選択的に追跡検査を行うべく、連結された複数の視野の画像取得を行うようにしても良い。このような検査を行うことによって、検査の効率化と、潜傷のもれのない検出の両立が可能となる。

実施例１における，ステップ（６）の「加工変質領域の追跡」では、画像の中心に対応する試料位置を、画像の縁部に移動させる動作を繰り返すことで追跡を行った。しかし、この方法では１回当りの移動量が画像サイズの半分程度であり、追跡のアルゴリズムとしては簡単であるが、追跡に際しての撮像回数が多くなる。そこで、本実施例では、撮像の効率化を実現すべく、線状の輝度変位部分が画像のどの縁で外れたかによって、追跡移動方向を変える方法を採用した。

図１０を用いて本実施例を説明する。図４のステップ（４）「加工変質領域の探索」において見つかった輝度変位部位を含む画像を、出発点画像として模式的に示している。まず、出発点画像から外れる位置点Ａ０（Ｘａ０，Ｙａ０）を計算する。この場合、出発点画像の下端で外れているので、移動ステージ１０８を移動させ、画像の上端の中点が位置点Ａ０になるようにする。次に画像から外れる点Ａ１（Ｘａ１，Ｙａ１）は画像の右端であるので、今度は画像の左端中点が点Ａ１に来るように移動ステージ１０８を移動する。このように、
輝度変位部位が、右端で外れた位置に次の画像の左端中点が来るように、左端で外れた位置に次の画像の右端中点が来るように、下端で外れた位置に次の画像の上端中点が来るように、或いは上端で外れた位置に次の画像の下端中点が来るように、移動ステージを制御すれば、画像の重なり無く効率的に傷様コントラストの追跡ができる。傷様コントラストの全長の計算、及びマップ状の表示は、実施例１と同じにすることができる。

輝度変位部位（潜傷）の多くは、その全長が数ｍｍから数十ｍｍであり、一方、ミラー電子像の画像サイズ（視野の大きさ）は１００μｍ程度である。視野の大きさは潜傷の全長に対して十分小さいため、画像内で大きく方向が変わることは殆ど無く、ミラー電子画像の中ではほぼ直線となるケースが主である。本実施例では、近似的に直線とみなして、追跡点の数を減ずる。

図１１に示したように、出発点画像において、輝度変位部位が画像から外れる点、点Ａ０（Ｘａ０，Ｙａ０）と点Ｂ０（Ｘｂ０，Ｙｂ０）とを求める。この二点の座標値から、輝度変位部位の傾きＴを、Ｔ＝（Ｙａ０−Ｙｂ０）／（Ｘａ０−Ｘｂ０）により求める。

次の撮像点Ａｃ１（Ｘａｃ１, Ｙａｃ１）は、求められた輝度変位部位の傾きＴと、ユーザーが設定する移動量Ｘとを用いて、（Ｘａｃ１，Ｙａｃ１）＝（Ｘａ０＋ΔＸ，Ｙａ０＋Ｔ×ΔＸ）に基づいて算出する。このようにして求められた移動量に基づいた移動実行後、更に、画像から傷様コントラストが外れる点、点Ａ１（Ｘａ１，Ｙａ１）と点Ｂ１（Ｘｂ１，Ｙｂ１）を求め、次の移動量を同様に計算する。画像に輝度変位部位の終端部が現れるまで、この動作を繰り返す。追跡各点の移動量の積算と、画像撮像点と終端点との差を足し算し、追跡部分の長さとする。次に再び出発点画像に戻り、移動量を−ΔＸとして逆方向に追跡する。右方向と左方向の追跡分の長さを足して，傷様コントラストの全長とする。

本実施例で用いる移動量ΔＸは，大きい値にするほど追跡のための撮像回数が減り、より効率的な追跡が可能であるが、画像から外れてしまう危険性もある。傷様コントラストの典型的な曲率や研磨工程の特性などと、追跡効率とをユーザーが考慮し選択することが望ましい。これらの設定は、モニタ付き入出力装置１２０からユーザーが入力する。 輝度変位部位追跡結果の表示は、実施例１と同じとすることができる。

本実施例では，図４のステップ（４）「加工変質領域の探索」において、ウェハ状のデバイスパターンの設計データから、素子領域情報を抽出し、ダイオードやトランジスタなどの素子が形成される領域のみを探索対象とする。設計データは図１４に例示する設計データ記憶媒体１４１１から読み出され、レシピ実行部１４０４では、設計データと、入出力装置１４１０から入力される他の検査条件等に基づいて、移動ステージの移動条件を決定する。設計データ記憶媒体１４１１に記憶される設計データは、ＧＤＳフォーマットやＯＡＳＩＳフォーマットなどで表現されており、所定の形式にて記憶されている。入出力装置１４１０からの選択によって、任意の回路群領域の抽出が可能なように構成されている。図１２は、入出力装置１２０、１４１０の表示装置に表示される探索領域設定画面の一例を示す図である。ウェハ１２６に対し，素子の設計パターン（回路領域１２７）が重ねて表示されている。図１２では正方形として描かれている。本図は実際にパターンが形成された状態を示しているのではなく、パターン形成前のウェハに、素子のパターンデータを仮想的に重ねた図である。

図１２の表示例では、複数の回路領域１２７の中心に探索軌道（探索線１２８）を設定した例を示す図である。このような表示を行うことによって、ベースウェハの傷と、ベースウェハの傷による影響を受ける可能性のある回路パターンとの位置関係を確認しながら、探索軌道を設定することが可能となる。本実施例では、回路領域１２７に設定された縦点線が探索線１２８であり、このような設定を予め行うことによって、ステップ（４）「加工変質領域の探索」において、移動ステージ１０８を動かしながら探索線１２８に沿ってミラー電子像の撮像を行い、輝度変位部位の探索を行うことができる。図１２の例では、探索線１２８を縦線として設定したが、横、あるいは斜めなど、研磨工程の特性などに応じて、ユーザーの任意の設定が可能なようにしておくと良い。例えばＧＵＩ画面上に、ウェハと、設計データから抽出される回路領域情報を併せて表示しておき、当該表示領域上で、任意の位置に探索線の始点と終点を設定可能としておくことによって、探索線を設定すべき領域に対し、研磨工程によって形成される傷の方向を鑑みて、探索線を設定することができる。例えば、潜傷をもれなく発見するためには、潜傷の長手方向に直交する方向に探索線を設定することが望ましい。

探索線１２８に沿ってステップ（４）で輝度変位部位が検出され、ステップ（６）の「加工変質領域の追跡」において、実施例１〜３の方法で、潜傷の追跡検査を実行する。回路パターンの領域情報と探索軌道を示す探索線を重畳表示することによって、必要のない位置に探索軌道を設定することなく、効率の良い検査条件を設定することができる。

なお、上述の説明では図１２を、検査条件を設定する設定画面の一例として説明したが、電子顕微鏡によって得られた画像情報に基づいて抽出される潜傷情報と、回路パターン情報を重畳表示した検査結果表示画面とするようにしても良い。この場合、回路領域と潜傷との位置関係を目視で評価することが可能となり、設計データ通りに回路パターンを形成可能なウェハか否かの判定を行うことが可能となる。また、欠陥種の危険度をデータベース化しておき、欠陥の検出結果に応じて、潜傷を色分け表示するようにしても良い。また、欠陥種と回路等の種類との組み合わせによって、回路に対する欠陥が及ぼす影響が異なるのであれば、その関係情報を予め記憶しておき、得られた欠陥情報と回路情報を、当該関係情報に参照することによって、その影響度を識別表示するようにしても良い。

１００ａ…照射電子線、１００ｂ…後焦点、１００ｃ…ミラー電子線、１０１…電子銃、１０２…コンデンサレンズ、１０３…セパレータ、１０４…被検査ウェハ、１０５…電子銃制御装置、１０６…対物レンズ、１０７…移動ステージ制御装置、１０８…移動ステージ、１０９…ウェハホルダ、１１０…高圧電源、１１１…中間電子レンズ、１１２…投影電子レンズ、１１３…紫外線光源、１１４…分光器、１１５…紫外線光学素子、１１６…画像検出部、１１７…欠陥判定部、１１８…検査装置制御部、１１９…電子光学系制御装置、１２０…モニタ付入出力装置、１２１…ウェハサイズ表示欄、１２２…マップ表示領域、１２３…探索箇所表示線、１２４…潜傷表示、１２５…潜傷特性表示欄、１２６…ウェハ、１２７…素子の設計パターン、１２８…探索線

Claims (10)

1. 電子源から放出された電子ビームが照射される試料を支持する試料支持部材と、前記試料に照射される前記電子ビームに対する減速電界を形成するための負電圧印加電源と、前記減速電界によって、前記試料に到達することなく反射した電子が結像される撮像素子と、前記試料に向かって紫外光を照射する紫外光源と、前記試料支持部材を移動させる移動ステージと、当該移動ステージを制御する制御装置を備え、当該制御装置は、前記画像に含まれる線状部の一部、或いは当該線状部の延長線上の線上部位を、前記電子ビームの照射領域の特定の部位に位置付けるように、前記移動ステージを制御すると共に、前記線状部の端部が前記電子ビームの照射領域内に位置付けられるまで、前記移動ステージの制御を繰り返すことを特徴とする欠陥検査装置。
2. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記線状部が前記画像外に位置すると判断できる場合に、前記画像外に位置する線状部を前記電子ビームの照射領域に含めるように、前記移動ステージを移動させることを特徴とする欠陥検査装置。
3. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記紫外光の照射条件を変えて得られた２以上の画像に基づいて、前記線状部の追跡を行うか否かの判定を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
4. 請求項３において、
   前記制御装置は、前記２以上の画像に含まれる線状部位が、所定の変化をしたときに、前記線状部の追跡を行うように前記移動ステージを制御することを特徴とする欠陥検査装置。
5. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記線状部の端部が、前記画像内の所定の位置に位置付けられるように、前記移動ステージを移動させることを特徴とする欠陥検査装置。
6. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記線状部の端部の位置に応じて、前記移動ステージを移動させることを特徴とする欠陥検査装置。
7. 請求項６において、
   前記制御装置は、前記線状の端部が位置する画像の辺の方向に前記移動ステージを移動させることを特徴とする欠陥検査装置。
8. 請求項１において、
   前記画像を表示する表示装置を備え、当該表示装置には、前記移動ステージの移動による前記試料上の探索軌道と、前記試料上に形成される回路の設計データが重畳表示されることを特徴とする欠陥検査装置。
9. 前記制御装置は、前記移動ステージの移動の繰り返しに基づいて得られた複数の画像に基づいて、前記線状部の長さを算出することを特徴とする欠陥検査装置。
10. 電子ビームを減速するための減速電界を形成した状態で、移動ステージに載せられた試料に向かって電子ビームを照射し、前記減速電界によって、試料に到達することなく反射した電子を検出することによって、試料の画像を生成し、当該画像を用いて欠陥検査を行う欠陥検査方法であって、前記試料に紫外光を照射した状態で、前記電子ビームを照射し、当該照射によって得られた画像に含まれる線状部を特定し、前記画像に含まれる線状部の一部、或いは当該線状部の延長線上の線上部位を、前記電子ビームの照射領域の特定の部位に位置付けるように、前記移動ステージを移動させると共に、前記線状部の端部が前記電子ビームの照射領域内に位置付けられるまで、前記移動ステージを用いた移動を繰り返すことを特徴とする欠陥検査方法。

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