KR101710812B1 - 결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법 - Google Patents

결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101710812B1
KR101710812B1 KR1020157002600A KR20157002600A KR101710812B1 KR 101710812 B1 KR101710812 B1 KR 101710812B1 KR 1020157002600 A KR1020157002600 A KR 1020157002600A KR 20157002600 A KR20157002600 A KR 20157002600A KR 101710812 B1 KR101710812 B1 KR 101710812B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
magnification
defect
field
view
Prior art date
Application number
KR1020157002600A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150036293A (ko
Inventor
다께히로 히라이
마사시 사까모또
히데끼 나까야마
Original Assignee
가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 filed Critical 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Publication of KR20150036293A publication Critical patent/KR20150036293A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101710812B1 publication Critical patent/KR101710812B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/222—Image processing arrangements associated with the tube
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/22—Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10056—Microscopic image
    • G06T2207/10061—Microscopic image from scanning electron microscope
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/22—Treatment of data
    • H01J2237/221—Image processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2448—Secondary particle detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24592—Inspection and quality control of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2803—Scanning microscopes characterised by the imaging method
    • H01J2237/2806—Secondary charged particle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)

Abstract

저배율 화상 취득시에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생한 경우에, 고배율 화상에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생한 부분과, 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하지 않은 부분이 혼재되어 버리면, 콘터미네이션이나 국소 대전에 의해 화질이 변화된 영역을 결함으로 오인식하여, 결함 검출에 실패하거나, 결함 특징량이 정확하게 구해지지 않거나 한다. 따라서, 본 발명은 저배율과 고배율로 각각 시료의 화상을 취득하는 결함 관찰 시스템으로서, 고배율로 취득되는 화상에 저배율로 취득된 화상의 외측 테두리(outer margin)가 포함되지 않도록, 고배율 화상의 시야 위치 혹은 사이즈 또는 저배율 화상 촬상시의 전자선 조사 범위를 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법{DEFECT OBSERVATION SYSTEM AND DEFECT OBSERVATION METHOD}
본 발명은, 결함 관찰 시스템 및 그 결함 관찰 시스템에서 사용되는 프로그램에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서, 높은 수율을 확보하기 위해서는, 제조 공정에서 발생하는 결함을 조기에 발견하여, 대책을 실시하는 것이 중요하다.
SEM(Scanning Electron Microscope)식 결함 관찰 장치는, 이와 같은 다양한 결함을 관찰하기 위한 장치이며, 일반적으로 상위의 결함 검사 장치에 의해 검출한 결함 좌표의 화상을, 상위의 결함 검사 장치보다도 고화질로 관찰하기 위한 장치이다. 구체적으로는, 상위의 결함 검사 장치가 출력한 결함 좌표에, 시료 스테이지를 이동하여, 관찰 대상이 되는 결함이 시야 내에 들어갈 정도의 저배율로 촬상하여, 촬상한 저배율 화상으로부터 결함 좌표를 검출하여, 결함이 시야의 중심에 위치하도록 시료 스테이지를 이동, 혹은, 촬상 중심을 이동하여, 결함 관찰에 적합한 고배율로 관찰용의 고배율 화상을 취득한다. 이와 같이, 저배율 화상에 의해 결함 좌표를 검출하는 것은, 상위의 결함 검사 장치가 출력하는 결함 좌표에는, 장치 사양의 범위에서 오차가 포함되어 있기 때문이며, SEM식 결함 관찰 장치에서 고화질의 결함 화상을 취득할 때에는, 이 오차를 보정하는 처리가 필요해진다.
이 고화질의 결함 화상을 취득하는 공정을 자동화한 것이, ADR(Automatic Defect Review 또는 Redetection)이다. ADR에서는, 상위의 결함 검사 장치의 결함 검출 정밀도, 시료의 특성 및 관찰 대상으로 하는 결함의 종류에 따라서, 결함을 검출하기 위한 저배율 화상의 취득 조건, 결함을 해석하기 위한 고배율 화상의 취득 조건 등을, ADR의 결함 검출률과 스루풋을 양립시키기 위해, 최적화할 필요가 있다.
또한, 고화질로 취득한 결함 화상을 기초로, 결함을 종류별로 분류하는 공정을 자동화한 것이, ADC(Automatic Defect Classification)이다. ADR의 실용화 및 적용 공정의 확대에 수반하여, 자동 취득한 결함 화상의 해석 작업이 보틀넥으로 되는 사례가 증가하고 있고, ADC의 적용 공정의 확대가 요망되고 있다. 실제, ADC의 실용화도 진행되고 있고, 특히, 양산 라인에서, ADC의 적용 공정이 확대되고 있다.
특허문헌 1에서는, 오토 포커스 처리 시에 발생하는 콘터미네이션이, 결함 화상에 악영향을 미치지 않도록, 결함 화상의 시야의 범위 외에서, 오토 포커스 처리를 실행하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-244740호 공보
최근의 설계 패턴의 미세화 및 제조 프로세스의 복잡화에 수반하여, 수율에 영향을 주는 결함도 다양화하고 있고, 관찰 대상으로 해야 할 제조 공정도 증가하고 있다. 또한, 종래는 문제시하고 있지 않았던 미소한 결함도 관찰 대상이 되고 있다. 미소한 결함을 검출하는 경우에는 노이즈 저감을 위해, 프레임 화상의 적산 매수를 증가시킬 필요가 있고, 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하기 쉬운 관찰 조건에서의 화상 취득을 피할 수 없다. 특히, 저배율 화상 취득시에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생한 경우에, 고배율 화상에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하고 있는 부분과, 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하지 않은 부분이 혼재되어 버리면, ADR이나 ADC에서는 콘터미네이션이나 국소 대전에 의해 화질이 변화된 영역을 결함으로 오인식하여, 결함 검출에 실패하거나, 결함 특징량이 정확하게 구해지지 않거나 한다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 기술을 사용하면, 오토 포커스시에 발생하는 콘터미네이션에 대해서는 그 영향을 받지 않고, 결함 화상을 취득할 수 있지만, ADR에서, 결함 검출에 사용하는 저배율 화상의 취득시에 발생하는 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향은 회피할 수 없다.
본 발명의 목적은, 저배율 화상 취득시에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생할 가능성이 있는 경우라도, 정밀도가 높은 결함 검출, 결함 분류 처리를 행할 수 있는 결함 관찰 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 특허 청구 범위에 기재된 구성을 채용한다. 본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수개 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 고배율 화상의 시야에 저배율 화상의 시야의 외측 테두리 부분(외연 부분)이 포함되지 않도록, 고배율 화상 또는 저배율 화상의 시야를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 저배율 화상 취득시에 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생할 가능성이 있는 경우라도, 정밀도가 높은 결함 검출, 결함 분류 처리를 행할 수 있는 결함 관찰 시스템을 제공할 수 있다.
상기한 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명백하게 될 것이다.
도 1은 SEM식 결함 관찰 시스템의 개략 구성도.
도 2는 SEM식 결함 관찰 시스템의 조작ㆍ해석부의 구성도.
도 3은 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향을 무시할 수 있는 경우의 고배율 촬상 모식도.
도 4는 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향을 무시할 수 없는 경우의 고배율 촬상 모식도.
도 5는 고배율 시야의 중심을 최적화하는 고배율 촬상 모식도.
도 6은 고배율 시야의 중심을 최적화하는 ADR 흐름도.
도 7은 고배율 시야 사이즈를 최적화하는 고배율 촬상 모식도.
도 8은 고배율 시야 사이즈를 최적화하는 ADR 흐름도.
도 9는 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야와 고배율 시야의 관계를 도시하는 모식도.
도 10은 저배율 시야 사이즈를 최적화하는 고배율 촬상 모식도.
도 11은 저배율 시야 사이즈를 최적화하는 ADR 흐름도.
도 12는 저배율 시야 사이즈를 리뷰시에 갱신하는 ADR 흐름도.
도 13은 관찰 시야를 설정하는 기능 블록도.
저배율 화상 취득시에 발생하는 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가지 않도록, 고배율 화상을 취득하는 기능을 구비한 SEM식 결함 관찰 시스템의 구성예를 설명한다. 이하에 설명하는 결함 관찰 시스템은 본 발명의 단순한 일례이며, 본 발명은 이하 설명하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서 결함 관찰 시스템이라 함은 하전 입자선을 사용해서 시료의 화상을 촬상하는 장치이며, 다른 복수의 배율로 화상을 촬상하는 장치를 넓게 포함하는 것으로 한다.
결함 관찰 시스템의 일구성예로서, SEM식 결함 관찰 장치에서, ADR에 의해 결함 화상을 취득하는 예를 설명하지만, 시스템 구성은 이에 한정되지 않고, 결함 관찰 시스템을 구성하는 장치의 일부 또는 전부가 다른 장치로 구성되어 있어도 좋다. 예를 들어, 본 실시예의 ADR 처리를, SEM식 결함 관찰 장치와 네트워크 접속된 레시피 관리 장치, 혹은 화상 관리 장치로 행해도 좋고, 시스템 내의 범용 컴퓨터에 탑재된 CPU(Central Processing Unit)에 의해, 원하는 연산 처리를 실행하는 프로그램으로 실행해도 좋다. 또한, 이 프로그램이 기록된 기억 매체에 의해, 기존의 장치를 업그레이드하는 것도 가능하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「결함」이란 패턴의 결함에 한정되지 않고, 이물질이나 패턴 치수 이상, 구조 불량 등, 관찰 대상물을 넓게 포함하는 것으로 한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
SEM식 관찰 장치란, 광학식 또는 SEM식 검사 장치 등의 결함 검사 장치에 의해 검출한 결함 좌표를 입력 정보로 하여, 결함 좌표 또는 관찰 좌표의 고화질의 SEM 화상을, 관찰이나 해석에 적합한 조건으로 취득하는 장치이다. SEM식 관찰 장치에의 입력 정보로서, 설계 레이아웃 데이터에 기초하는 시뮬레이션 등에 의해 추출한 관찰점의 좌표 정보를 사용할 수도 있다.
도 1은 본 실시예에 있어서의, SEM식 관찰 시스템의 전체 구성을 도시하는 모식도이다. 도 1의 SEM식 결함 관찰 장치(118)는 전자총(101), 렌즈(102), 주사 편향기(103), 대물 렌즈(104), 시료(105), 2차 입자 검출기(109) 등의 광학 요소에 의해 구성되는 전자 광학계, 관찰 대상이 되는 시료를 보유 지지하는 시료대를, XY면 내에 이동시키는 스테이지(106), 당해 전자 광학계에 포함되는 각종 광학 요소를 제어하는 전자 광학계 제어부(110), 2차 입자 검출기(109)의 출력 신호를 양자화하는 A/D 변환부(111), 스테이지(106)를 제어하는 스테이지 제어부(112), 전체 제어ㆍ해석부(113), 화상 처리부(114), 디스플레이, 키보드, 마우스 등을 구비한 조작부(115), 취득한 화상 등을 유지하는 기억 장치(116), 광학식 현미경(117) 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 전자 광학계, 전자 광학계 제어부(110), A/D 변환부(111), 스테이지(106), 스테이지 제어부(112)는, SEM 화상의 촬상 수단인 주사 전자 현미경을 구성한다.
전자총(101)으로부터 발사된 1차 전자선(107)은 렌즈(102)에 수렴되고, 주사 편향기(103)에 의해 편향된 후, 대물 렌즈(104)에 수렴되어, 시료(105)에 조사된다. 1차 전자선(107)이 조사된 시료(105)로부터, 시료의 형상이나 재질에 따라서, 2차 전자나 반사 전자 등의 2차 입자(108)가 발생한다. 발생한 2차 입자(108)는 2차 입자 검출기(109)에 의해 검출된 후, A/D 변환부(111)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 디지털 신호로 변환된 2차 입자 검출기의 출력 신호를, 화상 신호라고 칭하는 경우도 있다. A/D 변환부(111)의 출력 신호는 화상 처리부(114)에 출력되어, SEM 화상을 형성한다. 화상 처리부(114)는 생성한 SEM 화상을 사용해서, 결함 검출 등의 화상 처리를 실행하는 ADR 처리나, 결함을 종류별로 자동 분류하는 ADC 처리 등, 각종의 화상 해석 처리를 실행한다.
또한, 본 실시예의 SEM식 관찰 장치에서는 다른 복수의 배율로, 관찰 대상의 영역 화상을 취득할 수 있다. 예를 들어 주사 편향기(103)의 주사 범위를 바꿈으로써 배율을 변경하여 관찰하는 것이 가능하다.
렌즈(102), 주사 편향기(103), 대물 렌즈(104) 등, 전자 광학계 내부의 광학 요소의 제어는, 전자 광학계 제어부(110)에 의해 실행된다. 시료의 위치 제어는 스테이지 제어부(112)에 의해 제어된 스테이지(106)에서 실행된다. 전체 제어ㆍ해석부(113)는 SEM식 관찰 장치 전체를 총괄적으로 제어하는 제어부이며, 디스플레이, 키보드, 마우스 등을 구비한 조작부(115), 기억 장치(116)로부터의 입력 정보를 해석하여, 전자 광학계 제어부(110), 스테이지 제어부(112), 화상 처리부(114) 등을 제어하여, 필요에 따라서 조작부(115)에 포함되는 표시부(206), 기억 장치(116)에 처리 결과를 출력한다.
화상 처리부(114)에 의해 실행되는 처리는, 하드웨어나 소프트웨어의 어느 방식으로도 실현 가능하다. 하드웨어에 의해 실행하는 경우에는, 처리를 실행하는 복수의 연산기를 배선 기판, 반도체 칩 또는 패키지 내에 집적함으로써 실현할 수 있다. 소프트웨어에 의해 구성하는 경우에는, 화상 처리부(114)에 고속의 CPU를 탑재하여, 원하는 연산 처리를 프로그램으로 실행함으로써 실현할 수 있다.
또한, 도 1에서는 결함 관찰 시스템의 일례로서, SEM식 결함 관찰 장치(118)와, 레시피 관리 장치(120)와, 결함 정보 데이터베이스(121)를, LAN(Local Area Network)(119)을 통하여 접속한 예를 나타내고 있다. SEM식 결함 관찰 장치(118)에 의해 취득한 화상은 결함 정보 데이터베이스(121)에 보존한다. 그 밖의, 결함에 관한 정보, 예를 들어, 결함 화상의 취득 조건이나, 검출한 결함 좌표 등도, 결함 정보 데이터베이스(121)에 보존한다. 레시피 관리 장치(120)는 레시피 작성에 필요한 결함 정보를 결함 정보 데이터베이스(121)로부터 취득하고, 화상 처리를 포함하는 연산 처리를 행하여 레시피를 작성한다. 연산 처리에 사용한 파라미터나, 작성한 레시피 등은, 레시피 관리 장치에 내장된 기억 장치에 보존해도 좋고, 결함 정보 데이터베이스에 보존해도 좋다.
도 2는 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113)의 상세도를 도시하고 있다. 도 2에 도시하는 조작ㆍ해석부(201)는, 도 1의 전체 제어ㆍ해석부(113)와 조작부(115)를 통합해서 표현한 것으로, 조작부(115)로부터의 조작 지시에 따라서, 전체 제어ㆍ해석부(113)에 내장된 CPU가, 소정의 프로그램을 실행함으로써 실현되는, 복수의 기능 블록에 의해 실현되어 있다. 이와 같이, 도 1에 도시한 바와 같은 전체 제어ㆍ해석부를, SEM식 관찰 장치에 내장한 구성으로 한정되지 않고, 도 1에 도시한 SEM식 관찰 장치와는 독립적으로, 도 2에 도시하는 조작ㆍ해석부(201)를 구성하여 네트워크 접속에 의해, 도 1과 도 2의 구성 요소가 연결되어도 좋다.
도 1에 도시하는 SEM식 관찰 장치에 내장되는 경우에는, 결함 데이터 기억부(202), 화상 데이터 기억부(203), 해석 파라미터 기억부(204), 해석 결과 데이터 기억부(205)는, 도 1의 기억 장치(116)에 통합되어도 좋다. 결함 데이터 기억부(201)에는 결함 좌표 등의 결함 정보가 저장되어 있다. 화상 데이터 기억부(202)에는 SEM식 관찰 장치로 촬상한 결함 화상이 저장되어 있다. 해석 파라미터 기억부(204)에는 화상 취득이나 화상 해석시에 실행하는 ADR 조건, ADC 조건 등의 조건이 저장되어 있고, 복수의 조건을 재현하는 것이 가능하다. 처리 결과는 해석 결과 데이터 기억부(205)에 저장된다.
또한 다른 실시예로서, 조작ㆍ해석부(201)의 기능은, 도 1에 도시한 SEM식 결함 관찰 시스템에 있어서의 레시피 관리 장치(120)로 실현하는 것도 가능하다. 또한, 결함 데이터 기억부(202), 화상 데이터 기억부(203), 해석 파라미터 기억부(204), 해석 결과 데이터 기억부(205)는, 도 1에 도시한 SEM식 결함 관찰 시스템에 있어서의 결함 정보 데이터베이스(121)로 실현할 수도 있다.
도 3은 저배율 화상 취득시에 발생하는 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향을 무시할 수 있는 경우에, 고배율 화상을 취득하는 모습을 나타낸 모식도이며, 종래 기술을 채용한 예이다. 우선, 관찰 대상인 시료(301)에 대해, 저배율 시야(302)의 영역에 1차 전자선을 조사하여, 저배율 화상을 취득한다. SEM식 관찰 장치는 상위의 검사 장치로부터 출력된 결함 위치의 좌표 또는 시뮬레이션에 의해 구해진 관찰 대상이 되는 위치의 좌표를 시야의 중심으로 하여, 저배율 화상을 취득한다.
도 3의 사례는, 상위의 검사 장치가 검출한 결함을 관찰하는 예이지만, 상위의 검사 장치의 결함 검출 정밀도가 좋고, 또한 SEM식 관찰 장치의 스테이지 정밀도도 좋은 이상적인 상태에서는, 결함은 저배율 시야의 중심에 위치한다. 그런데, 현실적으로는, 상위의 검사 장치의 결함 검출 정밀도는 마이크로미터 정도인 것이 많으므로, 저배율 시야를 수 마이크로미터로 설정하여, 저배율 시야에 결함이 들어가도록, 저배율 화상의 배율을 낮춰서 설정하는 경우가 많다.
다음에, 저배율 화상으로부터 결함 좌표를 검출하여, 검출한 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 하여, 원하는 고배율 시야(303)에서, 고배율 화상(304)을 취득한다. 이 수순을 자동화한 것이 ADR이며, 결함이 시야 내에 위치한 저배율 결함 화상과, 결함이 시야 내에 존재하지 않은 저배율 참조 화상을 비교하여, 결함 좌표를 검출하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 고배율 시야(303)는 취득한 고배율 화상(304)을 사용한 해석 내용에 따라서, 적절한 사이즈가 설정된다. 고배율 시야의 사이즈는 유저에 의해 입력되고 또는 해석 내용에 따라서 자동적으로 설정되어, 검사 조건을 나타내는 레시피에 등록된다.
도 4는 저배율 화상 취득시에 발생하는 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향을 무시할 수 없는 경우에, 도 3과 동일한 조건으로 고배율 화상을 취득했을 때에 발생하는, 종래 기술의 과제를 나타내고 있다. 이하에서는 일례로서, 전자선 조사에서 생기는 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향에 의해 화질이 변화되는 경우를 설명하지만, 화질 변화의 원인은 이에 한정되지 않고 이 외의 원인이어도 좋다. 도 3과 마찬가지로, 관찰 대상인 시료(401)에 대해, 저배율 시야(402)의 영역에, 1차 전자선을 조사하고, 저배율 화상을 취득한다. 관찰 환경, 관찰 조건, 시료의 재질 등의 조합에 따라서는, 콘터미네이션이나 국소 대전이 두드러지는 경우가 있다. 특히, 제조 패턴의 미세화 및 제조 공정의 복잡화에 수반하여, 미소한 결함을 해석하는 중요성이 증가함에 따라서, 저배율 화상의 노이즈를 저감시켜, 고화질의 결함 화상을 취득하기 위해, 프레임 적산 매수를 증가시키는 사례가 많아지고, 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향을 받기 쉬운 조건 하에서, 화상 취득하는 기회가 증가하고 있다.
도 4의 사례와 같이, 저배율 시야의 콘터미네이션이나 국소 대전이 두드러지는 조건 하에서, 고배율 시야(403)의 중심에 결함이 위치하도록 고배율 화상(404)을 취득하면, 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향(405)을 받은 부분과 받지 않은 부분의 경계, 즉 저배율 화상의 외측 테두리(외연)가 고배율 시야에 들어가고, 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향이 있는 부분과 없는 부분에서, 외견상의 차이가 현저하게 나타나 버린다. 이와 같이, 종래 기술에서는 결함이 고배율 화상의 중심에 위치하도록, 고배율 화상을 취득하기 위해, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 경우가 있다. 특히, 저배율 화상의 외측 테두리로부터 고배율 화상의 시야의 1변의 길이의 절반보다 내측의 영역[도 4의 참조 부호 406보다 외측이며 저배율 시야(402)의 외측 테두리보다 내측]에 결함이 검출된 경우에, 고배율 시야의 일부는 저배율 시야 범위 내에 포함되지 않는 영역이 되므로, 이와 같은 문제가 생긴다.
또한, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가면, 외견상의 문제뿐만 아니라, 예를 들어, ADR이나 ADC 처리 등에서, 고배율 화상을 사용해서 결함의 특징량을 구할 때에, 콘터미네이션이나 국소 대전의 유무가, 특징량의 산출에 악영향을 미치는 경우가 있어, 문제가 될 수 있다. ADC에서는 결함 화상을 해석하여, 결함의 특징을 정량화하고, 정량화한 특징량에 기초해서 결함종을 특정하므로, 결함의 특징이 안정적으로 정량화될 수 있는 조건에서, 결함 화상을 취득하는 것이 중요하다. 결함 화상이 콘터미네이션 또는 국소 대전의 영향을 받는 상황에서는 결함 특징량의 산출이 불안정해져, 분류 결과도 안정되지 않으므로, 콘터미네이션의 영향을 받지 않도록, 결함 화상을 취득하는 것이 요망되고 있다.
또한, 본 명세서에서 「시야」 및 「시야 범위」는 출력되는 화상에 포함되어 있는 영역을 의미하고, 「시야 사이즈」는 그 크기를 의미한다. 또한, 시야의 내외의 경계를 「시야의 외측 테두리(외연)」라고 칭하고, 「시야 내」라고 함은 시야의 외측 테두리보다 내측인 것을 의미한다. 또한, 「시야의 중심」이란 시야의 중심 위치를 의미한다. 또한 시야의 형상은 특별한 언급이 없는 한 정사각형인 것을 가정해서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 시야가 직사각형으로 되어도 좋다.
도 5는 본 실시예의 고배율 화상을 취득하는 방법을 설명하는 모식도이다. 도 3이나 도 4와 마찬가지로, 관찰 대상인 시료(501)에 대해, 저배율 시야(502)의 영역에 1차 전자선을 조사하여, 저배율 화상을 취득한다. 그 후, 취득한 저배율 화상(즉 피검사 화상)과, 저배율 화상의 패턴에 대응하는 패턴을 갖고 결함이 존재하지 않는 영역의 화상을 비교함으로써 결함 검출을 행한다. 결함 검출은, 그 밖의 방법, 예를 들어, 취득한 결함 화상에 있어서의 배경 패턴의 주기성을 이용하여, 결함이 존재하지 않는 화상을 합성하고, 합성한 화상과 결함 화상을 비교하여, 결함을 검출하는 방법이나, 설계 데이터로부터 생성된 기준 데이터와 결함 화상을 비교하는 방법 등을 사용해도 좋다. 이하, 결함 검출에 있어서 피검사 화상의 비교 대상이 되는 화상이나 데이터를 총칭해서 참조 화상이라고 한다.
종래 기술에서는, 검출한 결함 좌표를 고배율 시야(505)의 중심으로 하여 고배율 화상(506)을 취득하기 때문에, 도 4의 사례와 같이, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상(506)에 들어가 버린다. 이에 대해, 도 5 사례에서는 고배율 시야가 저배율 시야의 내측에 수용되도록, 고배율 시야(503)의 중심 위치를 제어한다. 바꿔 말하면, 고배율 화상에 저배율 화상의 외측 테두리가 포함되지 않도록, 고배율 화상의 시야를 설정함으로써, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 것을 방지하고 있다. 구체적으로는, 저배율 시야(502)에 대한, 종래 방식에 있어서의 고배율 시야(505)의 돌출량의 x방향 성분을 Δx(507), y방향 성분을 Δy(508)로 하여, 검출한 결함 좌표(x, y)로부터, 돌출량(Δx, Δy)만큼을, 저배율 시야의 중심 방향으로 어긋나게 한 좌표를, 고배율 시야(503)의 중심으로 하여, 고배율 화상을 취득한다.
Δx, Δy는 저배율 시야의 중심을 원점(0, 0), 저배율 화상으로부터 검출한 결함 좌표를 (x, y), 저배율 시야 사이즈를 (FOVLow _x, FOVLow _y), 고배율 시야 사이즈 (FOVHigh_x, FOVHigh _y)로 하여, 수학식 1과 수학식 2로부터 산출할 수 있다.
Figure 112015010131107-pct00001
Figure 112015010131107-pct00002
Δx, Δy는 결함의 위치를 중심으로 하여 고배율의 화상을 취득하는 경우의 고배율 화상의 외측 테두리의 1변이며, 또한, 저배율 화상의 시야 범위에 포함되지 않는 1변과, 저배율 화상의 외측 테두리의 가장 가까운 1변의 x, y방향의 각각의 거리를 나타낸다. 또한, Δx, Δy 이상, 고배율 화상의 시야를 저배율 시야의 중심 방향으로 움직여도 좋지만, 어디까지나 결함이 고배율 화상 중에 포함되는 것이 필요하다.
또한, 도 5에서는 Δx, Δy가 모두 0이 아닌 예를 나타냈지만, 당연히 어느 쪽이 0이 되는 경우에도 상기의 방법을 마찬가지로 적용 가능하다.
이상의 방법에 의해, 고배율 화상의 시야 내에는 저배율 화상의 외측 테두리가 포함되지 않게 되므로, 화상의 시야 내에 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가 포함되어 있지 않은 고배율 화상(504)이 얻어진다.
도 6은 도 5를 사용해서 설명한 방법을 ADR에 적용한 경우의 흐름도이다. 우선, 상위의 검사 장치가 검출한 결함 좌표를 입력 정보로 하여, 결함 좌표를 시야의 중심으로 하여, 저배율 화상을 취득한다(601). 취득한 저배율 화상으로부터, 결함 좌표를 검출한다(602). 결함 좌표의 검출은, 이미 설명한 바와 같이, 어떤 방법 등을 사용해도 좋다.
다음에, 도 5에서 정의한 돌출량(Δx, Δy)을 산출하고(603), 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계, 즉 저배율 화상의 외측 테두리가, 고배율 화상에 들어가지 않도록, 돌출량만큼, 저배율 시야의 내측으로 고배율 시야의 중심을 이동시켜 설정한다(604). 설정한 고배율 시야에 기초해서, 고배율 화상을 취득한다(605). 이들 일련의 처리를, 관찰 대상인 모든 시료에 대해 실행한다(606).
이 방법에 따르면, ADR에 의해 결함의 고배율 화상을 자동 취득하는 경우에, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 한편, 도 5, 도 6과 같이 고배율 화상의 시야를 설정한 경우에는, 결함이 고배율 화상의 중심에 위치하지 않는다고 하는 과제가 생긴다. 고배율 화상을 사용해서, 예를 들어, ADC 처리 등을 실행하는 경우에는, 결함이 화상 중심에 위치하지 않는 것은 문제가 되지 않지만, 자동 처리가 아니라, 육안으로 확인 등 인공(人工)에 의해 화상을 해석하는 경우에는, 외견상의 인상도 무시할 수 없는 경우가 있다.
도 7에, 이 과제를 해결하기 위한 수단을 나타낸다. 도 7은, 본 실시예의 제2 고배율 화상의 취득 방법을 도시하는 모식도이다. 우선, 관찰 대상인 시료(701)에 대해, 저배율 시야(702)의 영역에 1차 전자선을 조사하여, 저배율 화상을 취득한다. 도 5와 마찬가지로, 저배율 시야(702)에 대한, 종래 방식에 있어서의 고배율 시야(705, 706)의 돌출량의 x방향 성분을 Δx(707), y방향 성분을 Δy(708)로서 정의한다. 다음에, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치하도록, (2×Δx, 2×Δy)분만큼 고배율 시야의 사이즈를 참조 부호 703과 같이 작게 하여, 검출한 결함 좌표를 중심으로 하여 고배율 화상(704)을 취득한다. 여기서, 상기의 「(2×Δx, 2×Δy)분」의 사이즈란, 결함의 위치를 중심으로 하고 미리 지정된 고배율 화상의 시야 사이즈에 의해 정해지는 고배율 화상의 시야 내이며, 또한, 저배율 화상의 시야 내에 포함되지 않는 영역이다. 바꿔 말하면, 가령 미리 지정된 고배율 화상의 시야에서 결함을 중심으로 촬상한 경우에 저배율 화상의 시야로부터 돌출되는 영역이다. 또한, 미리 지정된 고배율 화상의 시야란, 오퍼레이터가 설정한 입력 정보이어도 좋고, 저배율 화상으로부터 산출한 결함 사이즈로부터, 예를 들어, 고배율 화상에 차지하는 결함 점유율이 일정 이상으로 되도록 설정된 시야이어도 좋다.
이 방법에 의하면, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 것을 방지하면서, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치하도록 고배율 화상을 취득할 수 있다.
도 8은 도 7을 이용해서 설명한 방법을, ADR에 적용한 경우의 흐름도이다. 우선, 상위의 검사 장치가 검출한 결함 좌표를 입력 정보로 하여, 결함 좌표를 시야의 중심으로 하여, 저배율 화상을 취득한다(801). 취득한 저배율 화상으로부터, 결함 좌표를 검출한다(802). 결함 좌표의 검출은, 이미 설명한 바와 같이, 어떠한 방법 등을 사용해도 좋다.
다음에, 도 5에서 정의한 돌출량(Δx, Δy)을 산출하여(803), 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계, 즉 저배율 화상의 외측 테두리가 들어가지 않도록, 돌출량의 2배분 시야 사이즈를 작게 하여, 검출한 결함 좌표를 시야의 중심으로 하여, 고배율 시야를 설정한다(804). 설정한 고배율 시야에 기초해서, 고배율 화상을 취득한다(805). 이들 일련의 처리를, 관찰 대상인 모든 시료에 대해 실행한다(806).
이 방법에 따르면, ADR에 의해 결함의 고배율 화상을 자동 취득하는 경우에, 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 것을 방지하고, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치하도록, 고배율 화상을 취득할 수 있다.
그런데, 도 7, 도 8과 같이 고배율 화상의 시야를 설정한 경우에는, 고배율 화상 사이즈가 변동된다고 하는 문제가 생긴다. 고배율 화상을 사용해서, 예를 들어, ADC 처리 등을 실행하는 경우에는, ADC 처리를 실행하는 애플리케이션이, 다양한 화상 사이즈에 대응하고 있으면 문제가 되지 않지만, 애플리케이션이 대응하고 있지 않은 경우에는 문제가 된다. 또한, 육안으로 확인하는 경우에는, 육안으로 확인하기 위해 사용하는 화상 뷰어의 사양에 따라서는, 화상 사이즈가 변화됨으로써, 육안 작업자의 부담이 증가될 가능성이 있다.
도 9, 도 10, 도 11을 사용해서, 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.
도 9는 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야와, 고배율 화상의 시야 사이즈로부터 구한 저배율 시야의 관계를 도시하는 모식도이다. 우선, 상위의 검사 장치가 출력한 결함 좌표와, SEM식 관찰 장치에 의해 재검출한 결함 좌표의 차를 구하고, x축을 결함 좌표 어긋남의 x성분(901), y축을 결함 좌표 어긋남의 y성분(902)으로서 플롯한다. 여기서 상위의 검사 장치가 출력한 결함 좌표는 저배율 화상의 시야의 중심과 동일한 좌표이므로, 도 9의 플롯은 저배율 화상의 시야의 중심과, 당해 저배율 화상을 사용해서 검출된 결함 좌표의 차라고 할 수도 있다.
상위의 검사 장치의 결함 좌표와 SEM식 관찰 장치에 의해 재검출한 결함 좌표의 어긋남량으로부터 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도를 구하고, 이 결함 좌표 정밀도로부터 저배율 시야의 사이즈를 설정할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 저배율 화상의 시야 사이즈의 1변이 이 어긋남량의 최대값의 적어도 2배 이상의 길이가 되도록 하면, 최대의 어긋남량의 경우에서도 저배율 화상의 시야에 들어가므로, 모든 결함이 저배율 시야에 들어가도록 저배율 시야를 설정할 수 있다. 단, 저배율 시야의 설정 방법은, 이 방법으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 검사 장치의 결함 좌표 정밀도의 변동이 큰 경우나, 극단적으로 큰 어긋남이 발생하고 있는 특이점 등이 발생하고 있는 경우에는, 어긋남량의 분산값 σ를 구하고, 분산값 σ에 기초해서 저배율 시야를 설정해도 좋다.
다음에, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 설정한 저배율 시야(903)에 대해, 유저가 설정한 원하는 고배율 시야 사이즈(904)를 고려하여, 검출한 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 한 경우에 취할 수 있는 고배율 시야의 범위(905)를 구한다. 구체적으로는, 저배율 시야의 4변에 대해, 유저가 설정한 고배율 시야 사이즈의 1/2의 사이즈를 가산한 범위가, 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 한 경우에 취할 수 있는 고배율 시야의 범위가 된다. 다른 표현을 하면, 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 한 경우에 취할 수 있는 고배율 시야의 범위는, 결함 검사 장치의 좌표 정밀도에 기초해서 정해진 시야의 1변의 길이에 고배율 화상의 시야의 1변의 길이 이상의 길이를 더 더하고, 이 길이를 1변으로 하는 범위라고 할 수 있다. 이 범위를 참조 부호 905로 나타내고 있다.
또한, 여기서는, 유저가 설정한 고배율 시야 사이즈를 사용해서 설명했지만, 검출한 결함 사이즈로 기초해서, ADR이 고배율 시야 사이즈를 자동 설정하는 경우에는, 자동 설정될 가능성이 있는 최대의 고배율 시야 사이즈를 사용해서, 고배율 시야의 범위를 구하면 좋고, 이 방법으로 한정되는 것은 아니다.
다음에, 도 10을 사용해서 실제의 저배율 화상의 시야 범위의 결정 방법을 설명한다. 도 10은 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가는 것을 방지하고, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치하도록, 나아가서는 고배율 시야를 원하는 사이즈로 유지할 수 있는, 고배율 화상의 취득 방법의 모식도이다. 도 10에서는 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 한 경우에 취할 수 있는 고배율 시야의 범위를, 실제로 1차 전자선을 조사하는 저배율 화상의 시야 범위로 하고 있다.
우선, 관찰 대상인 시료(1001)에 대해, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야 사이즈(1002)에, 고배율 시야(1003)의 사이즈를 고려하여, 고배율 시야가 취할 수 있는 범위로부터 구한 저배율 시야(1005)를 설정한다. 이 고배율 시야가 취할 수 있는 범위로부터 구한 저배율 시야(1005)에 대해, 1차 전자선을 조사하여, 저배율 화상을 취득한다.
상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002)의 내측에 결함이 있는 경우에는, 저배율 화상 촬상시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 시야(1003)에 들어가는 일은 없고, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치한 상태에서, 더욱 원하는 고배율 시야 사이즈로 고배율 화상(1004)을 취득할 수 있다.
그런데, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002)는 과거의 실적에 기초해서 구한 것이며, 장래의 결함 좌표 정밀도를 보증하는 것은 아니므로, 결함 관찰을 실행한 경우, 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002)의 외측에 결함이 위치할 가능성이 있다. 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002)의 외측에 결함이 위치한 경우에는, 도 9, 도 10에서 설명한 방법을 사용해도 저배율 화상 취득시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가, 고배율 화상에 들어가게 된다.
이를 피하기 위해서는, 도 5나 도 6에서 설명한 방법이나, 도 7이나 도 8에서 설명한 방법을 병용하는 것이 생각된다. 구체적으로는, 도 9, 도 10에서 설명한 방법에 있어서 결함이 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002) 밖에서 검출된 경우에, 도 5 내지 도 8에서 설명한 방법을 사용한다. 이에 의해, 도 5 내지 도 8에서 설명한 방법을 단독으로 채용한 경우와 비교해도, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치하지 않는 빈도나, 고배율 시야 사이즈가 변동되는 빈도를 억제할 수 있다.
또한, 다른 방법으로서, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야(1002)의 내측에 결함 검출 처리의 범위를 한정하는 방법이어도 좋다. 즉, 고배율 시야가 취할 수 있는 범위로부터 구해지는 저배율에서의 실제의 전자선 조사 영역 중, 검사 장치의 좌표 정밀도로부터 구해진 저배율 시야의 범위 내만을 결함 검출 처리의 대상 영역으로 한다. 이 방법에 의하면, 저배율 화상 촬상시에 발생한 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가 고배율 화상에 들어가는 일이 없고, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치한 상태에서, 더욱 원하는 고배율 시야 사이즈로 고배율 화상(1004)을 안정적으로 취득할 수 있다.
이상에서 설명한 어느 방법을 선택할지, 또는 어느 조합을 선택할지는, 고배율 화상의 용도, 즉, 고배율 화상을 사용해서 어떠한 해석을 행할지, 또한, 해석을 행하는 애플리케이션의 사양에 따라서, 최적의 방법을 선택하면 좋다.
도 11은 도 10에서 설명한 방법을, ADR에 적용한 경우의 흐름도이다. 우선, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구해진 저배율 시야에, 고배율 시야의 사이즈를 고려하여, 고배율 시야가 취할 수 있는 범위를 구하고, 이 고배율 시야가 취할 수 있는 범위를, 1차 전자선을 조사하는 저배율 시야로서 설정한다(1101). 설정한 저배율 시야에 기초해서, 저배율 화상을 취득한다(1102).
취득한 저배율 화상으로부터, 결함 좌표를 검출한다(1103). 결함 좌표의 검출은, 이미 설명한 바와 같이, 어떠한 방법 등을 사용해도 좋다. 또한, 도 10에서 설명한 바와 같이, 결함 검출의 범위를, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구해진 저배율 시야의 내측에 한정해도 좋다. 다음에, 검출한 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 하여, 고배율 화상을 취득한다(1104). 이 일련의 처리를, 전체 시료에 대해 실행한다(1105).
이 방법에 따르면, 고배율 화상에 저배율 화상 촬상시의 콘터미네이션이나 국소 대전의 경계가 들어가는 일이 없고, 또한, 고배율 화상의 중심에 결함이 위치한 상태에서, 더욱 원하는 고배율 시야 사이즈로 고배율 화상을 취득할 수 있다.
도 12는 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도를 구하기 위한 실적 데이터와, 이 실적 데이터로부터 구해지는 저배율 시야 사이즈를, 리뷰시에 갱신하는 ADR의 흐름도이다. 우선, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도의 실적 데이터로부터, 저배율 시야 사이즈를 설정한다(1201). 저배율 시야 사이즈는, 도 10, 도 11에서 설명한 바와 같이, 고배율 시야 사이즈를 고려해서 설정하는 방법을 채용해도 좋다.
설정한 저배율 시야 사이즈로 기초해서, 저배율 화상을 취득한다(1202). 취득한 저배율 화상으로부터 결함 좌표를 검출한다(1203). 결함 좌표의 검출은, 이미 설명한 바와 같이, 어떠한 방법 등을 사용해도 좋다. 도 10, 도 11에서 설명한 방법을 채용하는 경우에는, 결함 검출의 범위를, 상위의 검사 장치의 결함 좌표 정밀도로부터 구해진 저배율 시야의 내측에 한정해도 좋다.
검출한 결함 좌표로부터, 상위의 검사 장치가 검출한 결함 좌표의 어긋남량을 구하고, 새롭게 구해진 어긋남량을 어긋남량의 실적 데이터에 부가하여, 어긋남량의 실적 데이터를 갱신한다(1204). 다음에, 검출한 결함 좌표를 고배율 시야의 중심으로 하여, 고배율 화상을 취득한다(1205). 이 일련의 처리를, 관찰 대상의 모든 시료에 대해 실행한다(1206).
이 방법에 따르면, 상기의 검사 장치 상태가 변화하여 결함 좌표 정밀도가 변동된 경우나, SEM식 관찰 장치의 장치 상태가 변화하여 스테이지 정밀도가 변동된 경우에도, 변동에 추종하도록, 저배율 시야를 설정할 수 있으므로, 유저가 레시피 유지 보수에 요하는 수고를 경감할 수 있다.
도 13은, 지금까지 설명한 실시예에 있어서의 관찰 시야 설정 처리의 기능 블록도이다. 관찰 시야 설정 처리 블록(1301)은 결함 검출 처리부(1302), 어긋남량 산출 처리부(1303), 관찰 시야 설정부(1304)를 포함한다. 관찰 시야 처리 블록(1301)은, 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113) 또는 레시피 관리 장치(120) 또는 도 2의 조작ㆍ해석부(201) 등에 실장할 수 있다.
결함 검출 처리부(1302)는 결함 화상(1302)을 입력으로 하여, 결함 좌표(1306)를 산출한다. 다음에, 어긋남량 산출 처리부(1303)에서는 결함 좌표(1306)와 검사 좌표(1307)를 입력으로 하여, 이들 차분을 어긋남량(1308)으로서 출력한다. 또한, 관찰 시야 설정부(1304)에서는 어긋남량(1308)과, 존재하는 경우에는 설정 완료 시야 사이즈(1309)를 입력으로 하여, 고배율 화상의 관찰 시야(1309)를 산출해서 설정한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고배율 화상에 있어서, 저배율 화상 취득시의 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하고 있는 부분과, 콘터미네이션이나 국소 대전이 발생하고 있지 않은 부분이 혼재되는 것을 방지할 수 있어, 정밀도가 높은 결함 검출, 결함 분류 처리를 행할 수 있는 결함 관찰 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어느 실시예의 구성의 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해, 다른 구성의 추가ㆍ삭제ㆍ치환을 하는 것이 가능하다. 또한, 상기의 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그들 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 좋다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 좋다.
각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, 메모리나, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치 또는, IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기록 매체에 둘 수 있다.
또한, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 좋다.
101 : 전자총
102 : 렌즈
103 : 주사 편향기
104 : 대물 렌즈
105 : 시료
106 : 스테이지
107 : 1차 전자선
108 : 2차 입자
109 : 2차 입자 검출기
110 : 전자 광학계 제어부
111 : A/D 변환부
112 : 스테이지 제어부
113 : 전체 제어ㆍ해석부
114 : 화상 처리부
115 : 조작부
116 : 기억 장치
117 : 광학 현미경
118 : SEM식 결함 관찰 장치
119 : LAN
120 : 레시피 관리 장치
121 : 결함 정보 데이터베이스
201 : 조작ㆍ해석부
202 : 결함 데이터 기억부
203 : 화상 데이터 기억부
204 : 해석 파라미터 기억부
205 : 해석 결과 데이터 기억부
301 : 시료
302 : 저배율 시야
303 : 고배율 시야
304 : 고배율 화상
401 : 시료
402 : 저배율 시야
403 : 고배율 시야
404 : 고배율 화상
405 : 콘터미네이션이나 국소 대전의 영향
501 : 시료
502 : 저배율 시야
503 : 고배율 시야
504 : 고배율 화상
505 : 고배율 시야
506 : 고배율 화상
507 : 돌출량의 x방향 성분
508 : 돌출량의 y방향 성분
701 : 시료
702 : 저배율 시야
703 : 고배율 시야
704 : 고배율 화상
705 : 고배율 시야
706 : 고배율 시야
707 : 돌출량의 x방향 성분
708 : 돌출량의 y방향 성분
901 : 결함 좌표 어긋남의 x성분
902 : 결함 좌표 어긋남의 y성분
903 : 결함 좌표 정밀도로부터 설정한 저배율 시야
904 : 고배율 시야 사이즈
905 : 고배율 시야가 취할 수 있는 범위
1001 : 시료
1002 : 결함 좌표 정밀도로부터 구한 저배율 시야 사이즈
1003 : 고배율 시야
1004 : 고배율 화상
1005 : 고배율 시야가 취할 수 있는 범위로부터 구한 저배율 시야
1301 : 관찰 시야 설정 처리 블록
1302 : 결함 검출 처리부
1303 : 어긋남량 산출 처리부
1304 : 관찰 시야 설정부
1305 : 결함 화상
1306 : 결함 좌표
1307 : 검사 좌표
1308 : 어긋남량
1309 : 설정 완료 시야 사이즈
1310 : 관찰 시야

Claims (9)

  1. 제1 배율과 상기 제1 배율보다 높은 제2 배율로 각각 시료의 화상을 취득하는 결함 관찰 시스템으로서,
    전자원과, 상기 전자원으로부터 발생한 1차 전자선을 편향하여 상기 시료의 위를 주사시키는 주사 편향기와, 상기 1차 전자선을 집속하는 대물 렌즈와, 상기 1차 전자선의 조사에 의해 상기 시료로부터 발생하는 2차 입자를 검출하는 검출기를 포함하는 전자 광학계와,
    상기 검출기로부터의 신호에 기초해서 생성된 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상을 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상에 대응하는 영역의 소정의 화상 또는 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 검출하는 화상 처리부와,
    상기 전자 광학계를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 배율로 취득된 화상의 외측 테두리로부터 상기 제2 배율로 취득된 화상의 시야의 1변의 길이의 절반보다 내측의 영역에 상기 결함이 검출된 경우에, 상기 제2 배율로 취득되는 화상에 상기 제1 배율로 취득된 화상의 외측 테두리가 포함되지 않도록, 상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야를 설정하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배율의 화상을 상기 결함의 위치를 중심으로 하여 취득하는 경우의 상기 제2 배율의 화상 외측 테두리의 1변이며, 또한, 상기 제1 배율로 취득된 화상의 시야 범위에 포함되지 않는 1변으로부터, 상기 제1 배율로 취득된 화상의 외측 테두리의 가장 가까운 1변까지의 거리 이상, 상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야 위치를 상기 제1 배율로 취득된 화상의 내측에 설정하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야 사이즈는 미리 지정되어 있거나 또는 상기 제1 배율로 취득된 화상으로부터 검출한 결함 사이즈로부터 상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야 사이즈가 설정되어 있고,
    적어도, 상기 결함의 위치를 중심으로 하는 상기 지정된 또는 상기 설정된 시야 사이즈의 시야 내에 포함되고, 또한, 상기 제1 배율로 취득된 화상의 시야 내에 포함되지 않는 영역만큼, 상기 지정된 시야 사이즈에 의해 규정되는 상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야 사이즈를 작게 하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  4. 결함 검사 장치에 의해 검출된 결함 후보를 제1 배율과 상기 제1 배율보다 높은 제2 배율로 각각 시료의 화상을 취득하는 결함 관찰 시스템으로서,
    전자원과, 상기 전자원으로부터 발생한 1차 전자선을 편향하여 상기 시료의 위를 주사시키는 주사 편향기와, 상기 1차 전자선을 집속하는 대물 렌즈와, 상기 1차 전자선의 조사에 의해 상기 시료로부터 발생하는 2차 입자를 검출하는 검출기를 포함하는 전자 광학계와,
    상기 검출기로부터의 신호에 기초해서 생성된 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상을 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상에 대응하는 영역의 소정의 화상 또는 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 검출하는 화상 처리부와,
    상기 전자 광학계를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 결함 검사 장치의 좌표 정밀도에 기초해서 정해진 시야 사이즈에 미리 지정된 제2 배율에 있어서의 화상의 시야의 1변의 길이 이상의 길이를 더한 길이를 1변으로 하는 시야 사이즈를, 상기 제1 배율의 화상의 시야 사이즈로 하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결함을 검출하는 대상 범위는 상기 결함 검사 장치의 좌표 정밀도에 기초해서 정해진 시야 사이즈의 범위 내에 제한되는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 결함 검사 장치의 좌표 정밀도는, 상기 제1 배율로 취득한 화상의 시야의 중심과 상기 제1 배율로 취득한 화상으로부터 검출된 상기 결함의 위치의 위치 어긋남량에 기초해서 정해진 것인 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    새롭게 결함을 검출한 경우에, 그 결함의 검출에 사용한 상기 제1 배율에서의 화상의 시야의 중심과 그 결함의 위치의 위치 어긋남량을 사용해서 상기 결함 검사 장치의 좌표 정밀도를 갱신하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 시스템.
  8. 제1 배율과 상기 제1 배율보다 높은 제2 배율로 각각 시료의 화상을 취득하는 결함 관찰 방법으로서,
    상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상을 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상에 대응하는 영역의 소정의 화상 또는 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 검출하는 스텝과, 상기 제1 배율로 취득된 화상의 외측 테두리로부터 상기 제2 배율로 취득된 화상의 시야의 1변의 길이의 절반보다 내측의 영역에 상기 결함이 검출된 경우에, 상기 제2 배율로 취득되는 화상에 상기 제1 배율로 취득된 화상의 외측 테두리가 포함되지 않도록, 상기 제2 배율로 취득되는 화상의 시야를 설정하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
  9. 결함 검사 장치에서 검출된 결함 후보를 제1 배율과 상기 제1 배율보다 높은 제2 배율로 각각 시료의 화상을 취득하는 결함 관찰 방법으로서,
    상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상을 상기 제1 배율에 있어서의 상기 시료의 화상에 대응하는 영역의 소정의 화상 또는 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 검출하는 스텝과, 상기 제2 배율에 있어서의 화상의 시야 사이즈를 미리 설정하는 스텝과,
    상기 결함 검사 장치의 좌표 정밀도에 기초해서 정해진 시야 사이즈에 상기 설정된 제2 배율에 있어서의 화상의 시야의 1변의 길이 이상의 길이를 더한 길이를 1변으로 하는 시야 사이즈를, 상기 제1 배율의 화상의 시야 사이즈로 하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
KR1020157002600A 2012-08-30 2013-07-01 결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법 KR101710812B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012189415A JP5838138B2 (ja) 2012-08-30 2012-08-30 欠陥観察システムおよび欠陥観察方法
JPJP-P-2012-189415 2012-08-30
PCT/JP2013/067969 WO2014034252A1 (ja) 2012-08-30 2013-07-01 欠陥観察システムおよび欠陥観察方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150036293A KR20150036293A (ko) 2015-04-07
KR101710812B1 true KR101710812B1 (ko) 2017-02-27

Family

ID=50183075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157002600A KR101710812B1 (ko) 2012-08-30 2013-07-01 결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9842723B2 (ko)
JP (1) JP5838138B2 (ko)
KR (1) KR101710812B1 (ko)
WO (1) WO2014034252A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104392950A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 西安工业大学 一种芯片焊点的定位方法
JP6805034B2 (ja) * 2017-03-13 2020-12-23 株式会社日立製作所 荷電粒子線装置
JP6899436B2 (ja) * 2017-06-14 2021-07-07 株式会社ニコン・トリンブル 算出システム、プログラム及びターゲット
JP2019061484A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 キヤノン株式会社 画像処理装置及びその制御方法及びプログラム
CN107833841A (zh) * 2017-10-27 2018-03-23 德淮半导体有限公司 缺陷检测方法
JP2019132637A (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥観察装置
JP7171010B2 (ja) * 2018-03-07 2022-11-15 株式会社日立ハイテクサイエンス 断面加工観察装置、断面加工観察方法及びプログラム
CN113409295B (zh) * 2021-06-30 2024-03-29 北京兆维电子(集团)有限责任公司 一种基于cell的边缘缺陷检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412209A (en) 1991-11-27 1995-05-02 Hitachi, Ltd. Electron beam apparatus
US20060104500A1 (en) 2004-11-17 2006-05-18 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for reviewing defect of subject to be inspected
JP2010080969A (ja) 2009-11-24 2010-04-08 Hitachi Ltd 試料の観察方法およびその装置
JP2012022904A (ja) 2010-07-15 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置、および欠陥観察装置、および管理サーバ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01209647A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡
JP2789399B2 (ja) * 1991-11-27 1998-08-20 株式会社日立製作所 走査型電子顕微鏡およびその観察方法
US7888640B2 (en) * 2007-06-18 2011-02-15 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope and method of imaging an object by using the scanning electron microscope
JP2010244740A (ja) 2009-04-02 2010-10-28 Hitachi High-Technologies Corp レビュー装置、及びレビュー方法
JP5369981B2 (ja) * 2009-08-06 2013-12-18 富士通セミコンダクター株式会社 欠陥観察装置、欠陥観察方法、及び半導体装置の製造方法
JP2011047783A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Hitachi High-Technologies Corp 試料の観察方法およびその装置
JP2011158256A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Hitachi High-Technologies Corp 外観不良，欠陥，指定ポイントの自動工程トレース機能を有するレビュー装置。

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412209A (en) 1991-11-27 1995-05-02 Hitachi, Ltd. Electron beam apparatus
US20060104500A1 (en) 2004-11-17 2006-05-18 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for reviewing defect of subject to be inspected
JP2010080969A (ja) 2009-11-24 2010-04-08 Hitachi Ltd 試料の観察方法およびその装置
JP2012022904A (ja) 2010-07-15 2012-02-02 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置、および欠陥観察装置、および管理サーバ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150036293A (ko) 2015-04-07
JP5838138B2 (ja) 2015-12-24
US20150214000A1 (en) 2015-07-30
US9842723B2 (en) 2017-12-12
JP2014049212A (ja) 2014-03-17
WO2014034252A1 (ja) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101710812B1 (ko) 결함 관찰 시스템 및 결함 관찰 방법
KR101955268B1 (ko) 결함 관찰 장치 및 결함 관찰 방법
JP5957378B2 (ja) 欠陥観察方法および欠陥観察装置
JP5065943B2 (ja) 製造プロセスモニタリングシステム
US9390490B2 (en) Method and device for testing defect using SEM
JP4365854B2 (ja) Ｓｅｍ装置又はｓｅｍシステム及びその撮像レシピ及び計測レシピ生成方法
JP5525421B2 (ja) 画像撮像装置および画像撮像方法
JP5783953B2 (ja) パターン評価装置およびパターン評価方法
JP5118872B2 (ja) 半導体デバイスの欠陥観察方法及びその装置
WO2012098605A1 (ja) 回路パターン検査装置およびその検査方法
JP2011222622A (ja) 検査方法およびその装置
US8634634B2 (en) Defect observation method and defect observation apparatus
US20120290990A1 (en) Pattern Measuring Condition Setting Device
WO2011114403A1 (ja) Ｓｅｍ式欠陥観察装置および欠陥画像取得方法
WO2012077497A1 (ja) 欠陥検査装置
US8258472B2 (en) Charged particle radiation device and image capturing condition determining method using charged particle radiation device
US10074511B2 (en) Defect image classification apparatus
JP2016111166A (ja) 欠陥観察装置および欠陥観察方法
WO2010137586A1 (ja) 走査型電子顕微鏡装置、及び評価ポイント生成方法、並びにプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 4