KR20190092244A - 결함 관찰 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 결함 관찰 장치에 있어서, 결함 사이즈에 관계없이 고정밀도로 결함을 검출하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 광학현미경(105), 광학현미경(305) 및 전자현미경(106) 중에서, 시료(101) 상의 관찰 대상을 관찰하는 촬상 구성을 하나 선택하고, 선택한 촬상 구성의 촬상 조건을 제어하는 것을 제공한다.

Description

결함 관찰 장치{DEFECT OBSERVATION DEVICE}
본 발명은 결함 관찰 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체의 기판인 웨이퍼 상에 이물 또는 쇼트나 단선(斷線) 등의 패턴 결함(이하, 이물이나 패턴 결함을 결함이라 함)이 존재하면, 배선의 절연 불량이나 단락 등의 불량의 원인이 된다. 이들 결함은, 제조 프로세스에 기인하는 각종 원인에 의해 혼입되기 때문에, 제조 공정 중에 발생한 결함을 조기에 검출하고, 그 발생원을 밝혀내어, 수율 저하를 방지하는 것이 반도체 디바이스를 양산하는데 중요하게 된다.
널리 운용되고 있는 결함 발생 원인의 특정 방법을 설명한다. 우선, 결함 검사 장치에서 웨이퍼 상의 결함 위치를 특정하고, 그 좌표 정보에 의거하여 결함 관찰 장치에서 해당하는 결함을 상세히 관찰 및 분류하고, 데이터 베이스와 비교해서 결함의 발생 원인을 추정한다.
결함 관찰에는, 주로 SEM(Scanning Electron Microscope : 주사형 전자현미경)이 사용된다. 그러나, SEM의 좌표계와 다른 검사 장치의 좌표계에는 괴리가 존재하기 때문에, 일반적으로 결함 관찰 장치에는, SEM과 좌표 얼라이먼트용의 광학현미경이 탑재되어 있다.
결함 관찰 장치에 탑재된 광학현미경에서, 다른 검사 장치에서 검출한 결함을 재차 검사해서 좌표 정보를 수정하고, 수정 후의 좌표 정보에 의거하여 상세히 관찰한다. 이것에 의해, 좌표계의 괴리를 보정하고, 결함 관찰의 성공률을 향상시켜, 높은 스루풋을 유지할 수 있다.
특허문헌 1에는, 결함 관찰에 적합한 SEM 광학 조건의 탐색에 필요한 시간을 단축하여 스루풋을 향상시키는 기술이 기재되어 있다. 구체적으로는, 다른 결함 검사 장치의 검사 결과를 이용하여, 결함 관찰 장치의 초기 광학 조건을 설정한다.
일본 특개2012-127848호 공보
반도체 디바이스의 고집적화에 수반해서 웨이퍼 상에 형성되는 패턴은 보다 미세화되며, 반도체 디바이스에 있어서 치명적인 최소 결함 사이즈도 미소화·미세화되고 있다. 이것에 의해, 결함 관찰 장치의 검출 대상 결함 사이즈 범위가 확대하고 있고, 결함 사이즈에 관계없이 높은 정밀도로 결함 좌표를 산출하기 위하여 서로 다른 감도로 복수 회의 검사가 필요하게 되고 있다.
특허문헌 1에서는, 다른 결함 검사 장치의 검사 결과에 의거하여 결함 관찰 장치 탑재의 광학현미경의 촬상 조건을 설정하고 있다. 그러나, 고스루풋을 유지한 채로 미소 결함을 검출하기 때문에, 어느 사이즈 이상의 대(大)결함은 좌표 정밀도가 나빠진다. 이 결과, 특허문헌 1에서는, 결함 사이즈에 관계없이 높은 정밀도로 결함을 검출하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 결함 관찰 장치에 있어서, 결함 사이즈에 관계없이 고정밀도로 결함을 검출하는 것에 있다.
본 발명의 일 태양의 결함 관찰 장치는, 외부의 검사 장치가 검출한 복수의 결함을 촬상하는 제1 촬상부와, 상기 제1 촬상부가 촬상한 화상을 이용해서 상기 결함의 위치 정보를 보정하는 제어부와, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 결함을 촬상하는 제2 촬상부를 갖고, 상기 제1 촬상부는, 복수의 촬상 수단을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 촬상부에 의한 상기 결함의 촬상에 있어서 얻은 정보에 의거하여, 상기 결함마다 다음 촬상부로서 상기 제1 촬상부와 상기 제2 촬상부 중 어느 하나를 선택하고, 상기 제1 촬상부의 상기 복수의 촬상 수단 중에서 상기 제1 촬상부의 다음 촬상 수단 또는 상기 제2 촬상부의 촬상 조건을 설정하고, 상기 제2 촬상부의 촬상 조건으로서, 적산 프레임 매수, 가속 전압, 프로브 전류, 촬상 배율 또는 촬상 시야를 설정하고, 상기 제1 촬상부에 의해서 검출된 상기 결함의 위치 정보와 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여 좌표 보정식을 산출하고, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 제2 촬상부를 이용해서 상기 결함을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 결함 관찰 장치는, 외부의 검사 장치가 검출한 복수의 결함을 촬상하는 제1 촬상부와, 상기 제1 촬상부가 촬상한 화상을 이용해서 상기 결함의 위치 정보를 보정하는 제어부와, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 결함을 촬상하는 제2 촬상부를 갖고, 상기 제1 촬상부는, 복수의 촬상 수단을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 촬상부의 촬상 화상으로부터의 상기 결함의 좌표 검출이 불가능하다고 판정되었을 경우, 상기 결함의 좌표 검출이 불가능하다고 판정된 촬상 수단의 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여, 상기 제1 촬상부의 상기 복수의 촬상 수단 중에서 상기 제1 촬상부의 다음 촬상 수단을 설정하고, 상기 제1 촬상부에 의해서 검출된 상기 결함의 위치 정보와 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여 좌표 보정식을 산출하고, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 제2 촬상부를 이용해서 상기 결함을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양에 의하면, 결함 관찰 장치에 있어서, 결함 사이즈에 관계없이 고정밀도로 결함을 검출할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 있어서의 결함 관찰 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 실시예 1에 있어서의 결함 검출 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 3은 실시예 1에 있어서의 이전 촬상 수단의 촬상 화상으로부터 얻어지는 특징량의 설명도.
도 4는 실시예 1에 있어서의 결함 산출 가능 여부 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 5는 실시예 1에 있어서의 이전 촬상 수단에서 얻어지는 촬상 화상예의 설명도.
도 6은 실시예 1에 있어서의 결함 첩부 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 7은 실시예 1에 있어서의 선 형상 결함 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 8은 실시예 1에 있어서의 결함 산출 가능 여부 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 9는 실시예 1에 있어서의 복수 결함 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 10은 실시예 1에 있어서의 좌표 보정식 산출에 사용, 미사용을 판정하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 11은 실시예 1에 있어서의 결함 관찰 조건을 설정하기 위한 GUI 화면.
도 12는 실시예 2에 있어서의 결함 관찰 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 13은 실시예 2에 있어서의 SEM의 촬상 조건 설정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 14는 실시예 3에 있어서의 결함 관찰 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
도 15는 실시예 3에 있어서의 광학현미경의 화상 취득 필요 여부 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우도.
반도체 디바이스의 고집적화에 수반해서 웨이퍼 상에 형성되는 패턴은 보다 미세화되고, 반도체 디바이스에 있어서 치명적인 최소 결함 사이즈도 미소화·미세화되고 있다. 이것에 의해, 결함 관찰 장치의 검출 대상 결함 사이즈 범위가 확대되고 있고, 결함 사이즈에 관계없이 높은 정밀도로 결함 좌표를 산출하기 위하여 서로 다른 감도로 복수 회의 검사가 필요하게 되고 있다. 예를 들면, 최고 감도 모드에서는, 대결함의 산란광량이 강해서 결함의 광학현미경상(像)이 거대해져 결함 좌표를 특정할 수 없다. 한편, 저감도 모드에서는, 미소 결함을 검출할 수 없다. 그 때문에, 결함 관찰 장치 탑재의 광학현미경은, 감도가 서로 다른 복수의 광학 구성을 탑재하고, 대상 결함에 적합한 감도로 촬상하는 기능을 갖고 있다. 그러나, 결함 검출에 적합한 조건 탐색에 의해 스루풋이 저하한다.
결함 관찰 장치는, 광학현미경에서 최초로 수점(數点)의 결함을 촬상해서 결함 좌표를 산출하고, 결함 검출 장치의 출력 좌표에 대한 오프셋을 산출하는 좌표 보정식을 작성하는 기능을 갖고 있다. 좌표 보정식을 작성하기 위하여 최초의 수점의 광학현미경의 화상 취득이 필요하지만, 좌표 보정식 작성 후는 좌표 보정식으로부터 산출된 결함 좌표를 SEM 촬상함으로써, 고속의 결함 관찰을 실현한다.
그러나, 결함 검사 장치와 결함 관찰 장치 간의 좌표 오프셋 양은, 결함의 종류에 의존한다. 예를 들면, 대결함은 결함 검사 장치, 결함 관찰 장치 탑재의 광학현미경 모두 좌표 정밀도가 나쁘다. 또한, 스크래치 결함 등의 선 형상 결함이나 근접하는 복수 결함, 대결함 등의 면적이 넓은 결함은, 결함 검사 장치와 결함 관찰 장치 사이에서 선택하는 결함 좌표에 어긋남이 발생할 수 있다.
결함 검사 장치와 결함 관찰 장치 간의 좌표 얼라이먼트 정밀도가 낮은 결함을 이용해서 작성된 정밀도가 낮은 좌표 보정식을 이용했을 경우, 결함이 SEM의 시야 내에 들어가지 않고, 주변을 SEM 촬상하면서 결함을 탐색하는 서치 어라운드에 의해 스루풋이 저하한다.
실시형태는, 필요한 결함 검출 감도와 스루풋을 구비한 결함 관찰 장치를 제공한다.
실시형태의 결함 관찰 장치는, 광학현미경과 SEM을 포함하는 복수의 촬상 구성을 탑재한 결함 관찰 장치와, 촬상 구성의 하나로 결함 화상을 촬상하여 얻어지는 정보에 의거하여, 복수의 촬상 구성 중에서 다음 촬상 구성을 하나 선택하고, 다음 촬상 구성의 촬상 조건을 자동 설정한다.
예를 들면, 실시형태의 결함 관찰 장치는, 시료 상의 광학현미경 화상을 취득하는 광학현미경과, 광학현미경에서 취득한 화상에 의거하여 관찰 대상 결함의 좌표를 산출하는 제어부와, 제어부에서 산출된 관찰 대상 결함의 좌표에 의거하여 관찰 대상 결함을 관찰하는 전자현미경을 갖는다. 광학현미경은 복수의 촬상 수단을 선택 가능한 광학현미경으로서, 광학현미경에서 취득한 화상은, 이전 촬상 수단에서 화상을 취득할 때에 얻어진 정보에 의거하여 자동 선택된 다음 촬상 수단에 있어서 얻어진 화상이다.
실시형태에 따르면, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼 상에 발생한 결함을 고속이며 또한 고검출률로 관찰할 수 있다.
이하, 도면을 이용해서 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은, 제1 실시예에 있어서의 결함 관찰 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
결함 관찰 장치(1000)는, 관찰 장치(100)와, 네트워크(121)와, 데이터 베이스(122)와, 유저 인터페이스(123)와, 기억 장치(124)와, 제어 시스템부(125)를 갖는다. 또한, 결함 관찰 장치(1000)는, 네트워크(121)를 통해서, 다른 검사 장치인 결함 검사 장치(107)와 이어져 있다. 결함 검사 장치(107)는, 시료(101) 상에 존재하는 결함을 검출하고, 결함의 위치 좌표나 사이즈 등의 결함 정보를 취득한다.
결함 검사 장치(107)에서 취득된 결함 정보는, 네트워크(121)를 통해서, 기억 장치(124) 또는 제어 시스템부(125)에 입력된다. 기억 장치(124)는, 네트워크(121)를 통해서 입력된 결함 검사 장치(107)에서 취득된 결함 정보를 저장한다. 제어 시스템부(125)에서는, 결함 검사 장치(107)로부터 출력된 결함 정보, 혹은 기억 장치(124)에 저장된 결함 정보를 읽고, 읽어들인 결함 정보에 의거하여 관찰 장치(100)를 제어한다. 그리고, 결함 검사 장치(107)에서 검출된 결함의 몇 가지, 혹은 모든 결함을 상세히 관찰하고, 결함의 분류나 발생 원인의 분석 등을 행한다.
다음으로, 도 1에 나타내는 관찰 장치(100)의 구성에 대하여 설명한다.
또, 이하의 설명에서는, 광학현미경(105)과 광학현미경(305), SEM(106)을 촬상 구성이라 한다. 또한, 각각의 촬상 구성의 조명 및 검출 파라미터를 촬상 조건이라 한다. 또한, 촬상 구성과 그 촬상 조건이 같은 것을 같은 촬상 수단, 촬상 구성이 서로 다르거나 혹은 같은 촬상 구성에 있어서 촬상 조건이 서로 다른 것을 다른 촬상 수단이라 한다.
광학현미경(105, 305)은, 예를 들면, 제1 촬상부를 구성한다. 제1 촬상부는, 외부의 결함 검사 장치(107)가 검출한 복수의 결함을 촬상한다. SEM(106)은, 예를 들면, 제2 촬상부를 구성한다. 제2 촬상부는, 제1 촬상부가 촬상한 화상을 이용해서 보정된 위치 정보에 의거하여 결함을 촬상한다. 제1 촬상부는, 복수의 촬상 수단(예를 들면, 광학현미경(105)과 광학현미경(305))을 구비한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 관찰 장치(100)는, 예를 들면, 시료 홀더(102) 및 스테이지(103)를 구비하는 구동부와, 광학식 높이 검출기(104)와, 두 광학현미경(105 및 305), SEM(106)(전자현미경부)과, 레이저 변위계(도시하지 않음)와, 진공조(112)를 갖는다.
시료(101)는, 이동 가능한 스테이지(103)에 설치된 시료 홀더(102) 상에 재치(載置)된다. 스테이지(103)는, 시료 홀더(102) 상에 재치된 시료(101)를, 광학현미경(105)과 SEM(106) 사이에서 이동시킨다. 스테이지(103)의 이동에 의해, 시료(101)에 존재하는 관찰 대상 결함은, SEM(106)의 시야 내, 혹은 광학현미경(105, 305)의 시야 내로 이동시킬 수 있다.
광학식 높이 검출기(104)는, 시료(101)의 관찰 대상 영역 표면의 높이 위치를 계측한다. 광학식 높이 검출기(104)에서 계측한 시료(101)의 높이 정보는, 제어 시스템(125)에 출력되고, 광학현미경(105, 305) 혹은 SEM(106)의 초점 위치 조정 동작 시퀀스에 피드백된다.
광학현미경(105)은, 레이저 조명 광학계(201)와, 백색 조명 광학계(211)와, 검출 광학계(210), 높이 제어 기구(도시하지 않음)를 구비해서 구성된다. 레이저 조명 광학계(201)는, 레이저 광원(도시하지 않음), 빔 정형 렌즈계(도시하지 않음), 조명용 광학 필터(도시하지 않음), 집광 렌즈(도시하지 않음)로 구성된다.
레이저 광원으로부터 조사된 광선은, 빔 정형 광학계를 통해서, 시료(101) 상의 집광 스폿 사이즈에 적합한 크기의 원 혹은 타원 형상의 빔 직경을 갖는 평행광으로 변환된다. 변환된 평행광은, 조명용 광학 필터와 집광 렌즈를 통해서, 시료(101) 상에 집광해서 조명한다. 조명용 광학 필터를 통하지 않고, 집광 렌즈만으로 시료(101) 상에 집광해서 조명해도 된다.
조명용 광학 필터는, 레이저 조명 광학계(201)의 광축 상에 배치되고, 레이저 광원으로부터 조사된 광에 대해서, 투과하는 광 강도의 제어, 또는 편향 방향의 제어를 행한다. 조명용 광학 필터는, ND 필터, 파장판 등이다. 조명용 광학 필터는, 전환 기구(도시하지 않음)에 의해서, 레이저 조명 광학계(201)의 광축 상에 배치, 혹은 광축 밖에 배치의 전환이 가능하다. 또한, 빔 정형 렌즈계를 구성하는 복수의 렌즈 중에, 일부의 렌즈를 다른 초점 거리의 렌즈로 전환하는 기구를 구비했을 경우, 시료(101) 상에서의 조명광의 집광 사이즈 변경을 실현할 수 있다. 조명용 광학 필터의 전환, 및 레이저 광원의 조명 강도, 및 빔 정형 렌즈계의 전환은 제어 시스템(125)에 의해 제어된다.
백색 조명 광학계(212)는, 백색 광원(도시하지 않음), 조명 렌즈(도시하지 않음), 하프 미러(214), 대물 렌즈(도시하지 않음)를 구비해서 구성된다. 백색 광원으로부터 출사되는 백색 조명광은, 조명 렌즈에 의해서 평행광으로 변환된다. 그리고, 이 평행광의 일부는, 하프 미러(214)에 의해서, 검출 광학계(210)의 광축에 평행한 방향으로 반대로 꺾이고, 대물 렌즈에 의해서 시료(101) 상에 집광, 조사된다. 백색 광원의 조명 강도는 제어 시스템(125)에 의해 제어된다.
검출 광학계(210)는, 상기 대물 렌즈, 렌즈계(도시하지 않음), 광학 필터(205), 결상(結像) 렌즈(도시하지 않음), 검출기(207)를 구비해서 구성된다. 레이저 조명 광학계(201), 혹은 백색 조명 광학계(212)로부터 조사된 조명광에 의해, 시료(101) 상의 피조명 영역으로부터 발생한 반사·산란광은, 대물 렌즈에 의해서 집광되고, 렌즈계 및 결상 렌즈를 통해서 검출기(207) 상에 결상된다.
검출기(207)에 의해서, 결상된 광은 전기 신호로 변환되고, 제어 시스템부(125)에 출력된다. 제어 시스템부(125)에서 처리된 검출기(207)로부터 출력된 신호는, 기억 장치(124)에 보존된다. 또한, 보존된 처리 결과는, 유저 인터페이스(123)를 통해서 표시된다. 광학 필터(205)는, 검출 광학계(210)의 광축 상에 배치되어, 대물 렌즈에 의해서 집광된 광에 대해서, 마스킹에 의한 차광, 또는 투과하는 광의 투과율의 제어, 또는 투과하는 광의 편향 방향의 제어 혹은 선택을 행한다. 예를 들면, ND 필터, 공간 필터, 편향자, 파장판, 공간 분포 광학 소자 등이다. 공간 분포 광학 소자는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있다.
검출기(207)는, 2차원 CCD 센서, 라인 CCD 센서, 복수의 TDI를 평행으로 배치한 TDI 센서 그룹, 포토다이오드 어레이 등이 있다. 검출기(207)는, 검출기(207)의 센서면이 시료(101)의 표면 혹은 대물 렌즈의 동면(瞳面)과 공액으로 되도록 배치된다. 전환 기구(208)에 의해서, 광학 특성이 서로 다른 복수의 광학 필터(205) 중에서 대상 결함에 적합한 하나의 광학 필터(205)를, 검출 광학계(210)의 광축 상에 배치한다.
또한, 검출 광학계(210)의 광축 상에, 광학 필터(205)와 같은 길이 광로장을 변화시키는 더미의 기판을 배치해도 된다. 전환 기구(208)는, 광학 필터(205)와 상기 더미 기판의 전환도 가능하다. 광학 필터의 전환, 및 검출기(207)는 제어 시스템(125)에 의해 제어된다.
높이 제어 기구는, 제어 시스템(125)으로부터의 지령에 따라서, 시료(101) 상의 관찰 대상 표면과 검출 광학계(210)의 초점을 맞춘다. 높이 제어 기구로서는, 리니어 스테이지나 초음파 모터, 피에조 스테이지 등이 있다.
광학현미경(305)은, 광학현미경(105)과 마찬가지로, 백색 조명 광학계(311)와, 검출 광학계(도시하지 않음), 높이 제어 기구(도시하지 않음)를 구비해서 구성된다. 백색 조명 광학계(311)는, 상기 백색 조명 광학계(211)와 마찬가지로, 백색 광원(도시하지 않음), 조명 렌즈(도시하지 않음), 하프 미러(314), 대물 렌즈(도시하지 않음)를 구비해서 구성된다. 백색 광원의 조명 강도는 제어 시스템(125)에 의해 제어된다.
검출 광학계는, 상기 대물 렌즈, 결상 렌즈(도시하지 않음), 검출기(307)를 구비해서 구성된다. 백색 조명 광학계(312)로부터 조사된 조명광에 의해, 시료(101) 상의 피조명 영역으로부터 발생한 반사·산란광은, 대물 렌즈에 의해서 집광되고, 결상 렌즈를 통해서, 검출기(307) 상에 결상된다. 검출기(307)에 의해서, 결상된 광은 전기 신호로 변환되고, 제어 시스템부(125)에 출력된다. 제어 시스템부(125)에서 처리된 검출기(307)로부터 출력된 신호는, 기억 장치(124)에 보존된다. 또한, 보존된 처리 결과는, 유저 인터페이스(123)를 통해서 표시된다. 높이 제어 기구는, 제어 시스템(125)으로부터의 지령에 따라서, 시료(101) 상의 관찰 대상 표면과 검출 광학계의 초점을 맞춘다.
SEM(106)은, 전선원(151), 인출(引出) 전극(152), 편향 전극(153), 대물 렌즈 전극(154)을 구비하는 전자선 조사계와, 이차전자 검출기(155) 및 반사 전자 검출기(156)를 구비하는 전자 검출계를 갖는다. SEM(106)의 전자선원(151)으로부터 일차전자가 방출되고, 방출된 일차전자는, 인출 전극(152)에 의해서 빔 상에 인출되어 가속된다.
또한, 편향 전극(153)에 의해서 가속된 일차전자빔의 궤도는, 대물 렌즈 전극(154)에 의해서 X방향 및 Y방향으로 제어된다. 대물 렌즈 전극(154)에 의해서, 궤도가 제어된 일차전자빔은 시료(101)의 표면에 수속, 조사되어, 시료(101) 상을 주사한다. 일차전자빔이 조사, 주사된 시료(101)의 표면으로부터는, 이차전자나 반사 전자 등이 발생한다. 발생한 이차전자는, 이차전자 검출기(155)에서 검출된다. 반사 전자 등의 비교적 고에너지의 전자는, 반사 전자 검출기(156)에서 검출된다.
SEM(106)의 광축 상에 배치된 셔터(도시하지 않음)는, 전자선원(151)으로부터 조사된 전자선의 시료(101) 상에의 조사 개시·정지를 선택한다. SEM(106)의 측정 조건은, 제어 시스템부(125)에 의해 제어되어, 가속 전압, 전자선의 포커스나 관찰 배율, 적산 프레임 매수 등을 변경할 수 있다. SEM(106)은, 광학현미경(105 혹은 305)에서 촬상된 화상으로부터 얻어지는 정보에 의거해, 결함을 상세히 관찰한다. 일반적인 결함 관찰 플로우에 대해서는, 특허문헌 1에 개시되어 있다.
레이저 변위계는, 스테이지(103)의 위치를 계측한다. 레이저 변위계에서 계측한 스테이지(103)의 위치 정보는, 제어 시스템부(125)에 출력되어, 스테이지(103)의 동작 시퀀스에 피드백된다.
상기 구동부와, 광학현미경(105와 305)의 각각의 대물 렌즈, SEM(106), 상기 레이저 변위계는, 진공조(112) 중에 배치되어 있다. 진공조(112)는, 진공을 유지하면서, 광학현미경(105, 305)의 조명광, 반사·산란광을 투과하기 위하여 진공 봉지(封止)창(111, 113, 311)이 구비되어 있다.
제어 시스템(125)은, 스테이지(103), 광학식 높이 검출기(104), 광학현미경(105와 305), SEM(106), 레이저 변위계, 유저 인터페이스(123), 데이터 베이스(122), 기억 장치(124)에 접속되어 있고, 스테이지(103)의 이동, 광학식 높이 검출기(104)의 계측 조건, 광학현미경(105와 305), 및 SEM(106)의 초점 높이, 광학현미경(105와 305)의 각각의 촬상 조건, SEM(106)의 촬상 조건, 각 구성의 동작 및 입출력을 제어한다.
또한, 광학현미경(105)과 광학현미경(305)과 SEM(106) 중에서, 시료(101) 상의 관찰 대상을 관찰하는 촬상 구성을 하나 선택하고, 선택한 촬상 구성의 촬상 조건을 제어한다. 예를 들면, 광학현미경(105)을 촬상 구성으로 했을 때의 촬상 조건은, 조명 모드(레이저 조명 광학계(201) 혹은 백색 조명 광학계(212)), 조명 광원의 강도, 조명용 필터의 유무, 검출기(207)의 셔터 스피드나 게인, 광학 필터의 유무이다.
예를 들면, 광학현미경(305)을 촬상 구성으로 했을 때의 촬상 조건은, 조명 광원의 강도, 검출기(307)의 셔터 스피드나 게인 등이 있다. 예를 들면, SEM(107)을 촬상 구성으로 했을 때의 촬상 조건은, 가속 전압, 전자빔의 주사 범위 및 주사 속도, SEM 화상을 구성하는 적산 프레임 매수이다. 또한, 제어 시스템(125)은, 네트워크(121)를 통해서 상위의 시스템(예를 들면, 결함 검사 장치(107))과 접속되어 있다.
제어 시스템(125)은, 결함 검사 장치(107)가 출력한 결함 정보, 또는 기억 장치(124)에 보존된 결함 정보를 읽어들이고, 읽어들인 결함 정보에 의거하여 광학현미경(105) 혹은 광학현미경(305)의 시야에 관찰해야 할 결함이 들어가도록 스테이지(103)를 제어한다. 그리고, 광학현미경(105) 혹은 광학현미경(305)에서 검출한 화상에 의거해, 결함 검사 장치(107)와 결함 관찰 장치(1000) 사이의 결함 좌표 어긋남을 산출하고, 기억 장치(124)에 보존된 결함 좌표 정보를 보정한다.
도 2는, 실시예 1에 있어서의 광학현미경(105 혹은 305)을 이용한 결함 검출과 좌표 보존까지의 플로우도이다.
외부의 결함 검사 장치(107)가 출력한 시료(101)의 결함 정보를 읽어들이고, 이 결함 정보에 의거해, 결함 관찰 장치(1000)에서 결함 관찰을 행한다. 이 결함 관찰에 있어서는, 우선, 시료(101)를 결함 관찰 장치(1000)의 시료 홀더(102) 상에 재치한다. 시료(101)의 특징 영역을, 광학현미경(105)의 백색 조명 광학계(211)에서 조명하고 검출 광학계(210)에 의해서 관찰한다. 혹은, 광학현미경(305)에 의해서 관찰하여, 시료(101)의 코스(coarse) 얼라이먼트를 행한다. 상기 시료(101)의 특징 영역이란, 예를 들면, 외주부나 그 주변, 노치부 등이 있다.
다음으로, 읽어들인 외부의 결함 검사 장치(107)가 출력한 시료(101)의 결함 정보와 상기 코스 얼라이먼트 결과에 의거하여, 관찰 대상 결함이 광학현미경의 시야 내에 들어가도록, 스테이지(103)를 이동시키고, 높이 제어 기구에 의해서 광학현미경의 대물 렌즈를 이동시켜, 광학현미경의 초점을 시료(101) 상에 맞춘다.
그리고, 광학현미경에서 관찰 대상 영역 주변의 화상을 취득하고(S301), 취득한 화상으로부터 화상 특징량을 취득한다(S302). 이 취득한 화상 특징량에 의거해, 취득 화상에 결함상이 존재하는지를 판단한다(S303). 취득 화상 내에 결함상이 존재할 경우(S303-YES), S301에 있어서의 광학현미경의 촬상 수단 정보와, S302에서 취득한 화상 특징량에 의거해, 결함 좌표의 산출이 가능한지의 여부를 판단한다(S304). 그리고, 결함 좌표의 산출이 가능할 경우(S304-YES), S302에서 취득한 화상 특징량에 의거하여 결함 좌표를 산출하고(S305), 취득한 결함 좌표를 기억 장치(124)에 보존한다(S306).
도 3에, 상기 화상 특징량의 예를 나타낸다.
화상(501)은 광학현미경(105 혹은 305)에서 취득한 화상을, 화상(502)은 상기 화상(501)을 2치화 처리한 화상을, 상(551, 552)은 2치화 전의 결함상을, 상(553, 554)은 이치화 후의 결함상을, 각각 나타내고 있다. 화상(501)은, 광학현미경에서 취득한 화상에, 메디안 필터 등의 평활화 처리나 소벨 필터 등의 에지 강조 처리를 행한 후의 화상이어도 된다. 선(602)은, 화상(501) 중의 A-A' 단면 선(601) 상의 휘도값을 나타내고 있다.
화상 특징량은, 예를 들면, 화상(501) 중에서의 최대 휘도 Imax., 결함상(551, 502)의 휘도 중심 Ci, 결함상의 면적 S, 결함상의 최대 좌표(Xmax., Ymax.), 결함상의 최소 좌표(Xmin., Ymin.), 결함상의 면적 중심 Cs, 화상(502)의 라벨링 처리에 의해 결함상에 붙여진 라벨 L1, L2 등이 있다.
S301에 있어서의 광학현미경의 촬상 수단 정보는, 예를 들면, 시료(101) 상의 대상 결함을 촬상하는 광학현미경이 105 혹은 305라는 촬상 구성의 정보, 및 상기 광학현미경의 촬상 구성에 있어서의 촬상 조건의 정보를 포함한다. 상기 촬상 조건은, 광학현미경(105)을 사용할 경우, 예를 들면, 조명 광원의 종류, 검출기(207)의 셔터 스피드나 게인, 광학 필터(205)의 ON 또는 OFF 등의 정보가 있다. 상기 조명 광원의 종류는, 예를 들면, 레이저 조명 광학계(201) 혹은 백색 조명 광학계(212)가 있다.
한편, S302에서 얻은 화상 특징량으로는 결함 좌표의 산출이 곤란할 경우(S304-NO), S304에 의거해, 광학현미경의 다른 촬상 수단에서 결함 좌표의 산출 가능성이 있는지의 여부를 판단한다(S307). 다른 촬상 수단에서는 결함 좌표를 산출할 수 있는 가능성이 있을 경우(S307-YES), S304에 의거해, 복수 있는 촬상 수단 중에서 다음 촬상 수단을 하나 선택하고(S308), 선택한 촬상 수단에서 대상 결함의 화상을 취득한다(S309).
그리고, 전술한 결함을 검출하는 수순(S302)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 또한, 광학현미경에서는 결함 좌표의 산출이 곤란할 경우(S307-NO), 결함 좌표 산출 처리를 종료한다. 결함 좌표의 산출이 곤란할 경우라는 것은, 좌표를 산출하는 것이 불가능했을 경우, 혹은 좌표는 산출할 수 있지만 좌표 정밀도가 현저하게 낮은 경우를 포함한다.
또한, 취득 화상 내에 결함상이 존재하지 않을 경우(S303-NO), 다른 촬상 수단에서 촬상하는 결함으로 설정하고(S310), S310에서 촬상 수단을 설정할 수 있었던 경우(S307-YES)는, 설정한 촬상 수단을 선택하고(S308), 선택한 촬상 수단에서 대상 결함의 화상을 취득한다(S309).
그리고, 전술한 결함을 검출하는 수순(S302)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 이 경우의 다른 촬상 수단은, 예를 들면, 현재의 촬상 수단과는 다른 촬상 구성의 촬상 수단, 또는, 광학현미경의 촬상 영역이 변경된 촬상 수단, 또는, 현재의 촬상 수단이 광학현미경(105)인 경우는, 현재의 촬상 수단보다도, 긴 검출기(207)의 셔터 스피드, 높은 검출기(207)의 게인, 광학 필터(205)가 OFF로부터 ON 등으로 변경된 촬상 수단이다. 촬상 영역을 변경하는 경우는, 미리 레시피에 의해서 촬상 영역 변경 범위의 최대값을 설정하는 방법이 있다. 한편, S310에서 촬상 수단을 설정할 수 없을 경우(S307-NO), 결함 좌표 산출 처리를 종료한다.
도 4에, 상기 S304(도 2)의 결함 좌표 산출 가능 여부를 판단하는 처리의 일례를 나타낸다.
도 4에서는, 결함상의 면적 S가, 문턱값 A 이하인 결함은 현상의 촬상 수단에서 결함 검출 가능성이 있는 결함, 문턱값 A보다 크고 문턱값 B 이하인 결함은 광학현미경의 다른 촬상 수단에서 검출 가능성이 있는 결함, 문턱값 B보다 큰 결함은 광학현미경에서는 검출이 곤란한 결함으로 하고 있다. 이에 더하여, 안정적으로 결함 좌표 산출 정밀도를 유지할 수 있는 범위로서, 결함상의 면적 S를 문턱값 C 이하로 설정했다. S302에서 취득하는 화상 특징량의 하나인 결함상의 면적 S가, 문턱값 A 이하인 결함(S311-YES)은, 우선, 그 결함상의 영역이 화상의 가장자리에 존재하는지의 여부를 판단한다(S312).
판정 방법, 판정 이유는 도 6에서 후술한다. 결함상의 영역이 화상의 가장자리에 존재하지 않을 경우(S312-NO), 다음으로, 결함이 스크래치나 슬립 등의 선 형상 결함인지의 여부를 판정한다(S317). 판정 방법, 판정 이유는 도 7에서 후술한다. 결함상으로부터 선 형상 결함이 아니라고 판정되었을 경우(S317-NO), 결함상의 면적 S가 문턱값 C 이하인지의 여부를 판정한다(S315). 결함상의 면적 S가 문턱값 C 이하일 경우(S315-YES), 현재의 화상 특징량으로 결함 좌표 산출이 가능(YES)하다고 판정한다(S316).
결함상의 면적 S가 문턱값 A 이하이며 또한 문턱값 C보다 클 경우(S315-NO), 검출기의 셔터 스피드를 현재보다 짧게 해서 재촬상하는 결함으로 설정(S324)한 후, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321).
한편, 결함상의 영역이 화상의 끝에 없지만, 결함상으로부터 선 형상 결함으로 판정되었을 경우(S317-YES), 좌표 보정식의 산출에는 사용하지 않는 결함으로 설정(S314)한 후, 상기와 마찬가지로 처리를 진행한다. 선 형상 결함은, 결함 검사 장치(107)와 결함 관찰 장치(1000) 간의 좌표 얼라이먼트양의 편차 범위가 크기 때문에, 좌표 보정식 산출에는 사용하지 않는다.
결함상의 영역이 화상의 가장자리에 존재할 경우(S312-YES), 결함상이 선 형상 결함일 경우(S313-YES), 촬상 영역을 이동시킨 재촬상은 하지 않고, 좌표 보정식의 산출에는 사용하지 않는 결함으로 설정하고(S314), 상기와 마찬가지로 처리를 진행한다.
한편, 선 형상 결함이 아닌 결함상이 화상의 가장자리에 존재할 경우(S313-NO), 광학현미경(105)의 촬상 영역을 이동시켜 재촬상하는 결함으로 설정(S323)한 후, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). S323에서, 촬상 영역을 이동시켜 재촬상하는 결함으로 설정할 때, 맞춰서 다음 촬상 영역을 설정해도 된다. 이때 설정하는 다음 촬상 영역은, 결함상의 영역이 존재하는 화상의 가장자리의 방향으로 시프트시키는 것을 생각할 수 있다.
S313에 있어서 선 형상 결함에 있어서, 화상의 가장자리에 결함상이 존재해 있는 경우에도 촬상 영역을 이동시킨 재촬상을 하지 않고 처리를 진행하는 이유는, 하기 두 이유 때문이다. 하나의 이유는, 광학현미경(105)의 촬상 영역보다 선 형상 결함이 길 경우, 화상의 가장자리에 결함상이 존재하지 않는 상태가 없다는 것이고, 다른 하나의 이유는, 선 형상 결함 중 어느 하나의 영역의 SEM상을 취득할 수 있으면 되므로 결함의 중심 좌표를 산출할 필요가 없다는 것이다.
결함상의 면적이 문턱값 A보다 크며(S311-NO) 또한 문턱값 B 이하일 경우(S318-YES), 다른 촬상 수단에서 재촬상하는 결함으로 설정한다(S319). 다음으로, 좌표 보정식의 산출에 사용하지 않는 결함으로 설정(S320)한 후, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). 대결함은, 결함 검사 장치(107)와 결함 관찰 장치(1000) 간의 좌표 얼라이먼트양의 편차 범위가 크기 때문에, 좌표 보정식 산출에는 사용하지 않는다.
이 경우의 다른 촬상 수단은, 현재의 촬상 수단으로부터, 검출기(207 혹은 307)의 셔터 스피드나 게인, 광학현미경(105)의 경우는 광학 필터(205)의 ON/OFF나 조명 광원의 종류 등을 변경한 촬상 수단이다. 상기 조명 광원의 종류는, 예를 들면, 레이저 조명 광학계(201) 혹은 백색 조명 광학계(212)가 있다.
결함상의 면적이 문턱값 B보다 클 경우(S318-NO), 광학현미경(105)의 촬상 수단의 변경으로는 검출 불가능한 결함으로 설정하고(S322), 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321).
도 5의 광학식 현미경(105 혹은 305)에서 취득한 촬상 화상예(503∼511)를 이용하여 도 4의 처리의 흐름을 설명한다. 여기에서, 결함 면적 S의 문턱값의 크기는, 문턱값 C<문턱값 A<문턱값 B로 한다.
화상(503) 중의 결함상(555)은, 결함 면적 S가 문턱값 C 이하이며 또한 화상의 가장자리에 결함상의 영역이 존재하지 않는 미소 결함상이다. 결함상(555)은, S311-YES, S312-NO, S317-NO, S315-YES로 되고, 결함 좌표 산출이 가능(YES)하다고 판정되고, 화상(503)의 화상 특징량을 이용하여 결함 좌표가 취득(S305), 보존(S306)된다.
화상(504) 중의 결함상(556)은, 결함 면적 S가 문턱값 C 이하이며 또한 화상의 가장자리에 결함상의 영역이 존재하는 선 형상 결함상이다. 결함상(556)은, S311-YES, S312-YES, S313-YES로 되고, 좌표 보정식의 산출에 이용하지 않는 결함으로 설정(S314)한 후, S315-YES로 되고, 결함 좌표 산출이 가능(YES)하다고 판정되고, 결함 좌표가 취득(S305), 보존(S306)된다.
화상(505) 중의 결함상(557)은, 결함 면적 S가 문턱값 A 이하이며 또한 문턱값 C보다 크며, 또한 화상의 가장자리에 결함상의 영역이 존재하는 결함상이다. 결함상(557)은, S311-YES, S312-YES, S313-NO로 되고, 광학현미경의 촬상 영역을 이동시켜 재촬상하는 결함으로 설정된다(S323). 그리고, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). S323에서 설정되는 촬상 영역을 이동시키는 방향은, 결함상이 존재하는 화상의 가장자리의 방향이다. 화상(557)의 경우는 아래 방향으로 촬상 영역을 시프트한다.
화상(506) 중의 결함상(558)은, 결함 면적 S가 문턱값 A보다 크며 또한 문턱값 B 이하, 화상의 가장자리에 존재하지 않는 결함상이다. 결함상(558)은, S311-NO, S318-YES로 되고, 다른 촬상 수단에서 촬상하는 결함으로 설정하고(S139), 이에 더하여, 좌표 보정식의 산출에 사용하지 않는 결함으로 설정(S320)한 후, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). 이 경우의 다른 촬상 수단은, 결함의 면적 S가 문턱값 A 이하로 되도록, 현재의 촬상 수단에 비해서 감도가 낮은 촬상 수단이다. 이후, 화상(503) 중의 결함상(555)과 마찬가지로 처리를 진행하여, 결함 좌표를 취득(S305), 보존(S306)한다.
화상(507) 중의 결함상(559)은, 화상(506) 중의 결함상(558)이 광학현미경의 촬상 영역 경계에 존재해 있는 경우를 나타내고 있다. 결함상(559)은, 결함 면적 S가 문턱값 A 이하이며 또한 문턱값 C보다 큰 결함상이다. 결함상(559)은, S311-YES, S312-YES, S313-NO로 되고, 광학현미경의 촬상 영역을 시프트시키는 결함으로 설정한다(S323). 화상(507)의 경우, 결함(559)이 화상(507)의 가장자리에 첩부되어 있는 아래 방향으로 촬상 영역을 시프트시킨다.
그리고, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). S323에서 설정된 촬상 영역이, 촬상 가능한 영역일 경우(S307), S308, S309를 거쳐, 화상(506)을 얻는다. 화상(506)의 결함상(558)은, 전술의 처리를 진행하여 결함 좌표가 취득(S305), 보존(S306)된다.
화상(508) 중의 결함상(560)은, 결함 면적 S가 문턱값 B보다 크고, 화상의 가장자리에 결함상의 영역이 존재하는 결함상이다. 결함상(560)은, S311-NO, S318-NO로 되고, 광학현미경의 촬상 수단의 변경으로는 결함 좌표를 산출하는 것이 곤란한 결함으로 설정된다(S322). 그리고, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321). 이것에 의해, S303―NO, S310, S307-NO로 되고, 결함 검출 처리를 종료한다.
화상(509) 중의 결함상(561)은, 화상(508) 중의 결함상(560)이 광학현미경의 촬상 영역 밖에 존재해 있을 때의 촬상 화상을 나타내고 있다. 결함상(561)은, 결함 면적 S가 문턱값 C 이하이며 또한 결함 영역이 화상의 가장자리에 존재해 있는 결함상이다. 결함상(561)은, S311-YES, S312-YES, S313-NO로 되고, 광학현미경(105)의 촬상 영역을 이동시켜 재촬상하는 결함으로 설정한다(S323).
이 경우, 다음 촬상 영역은 현재의 촬상 영역으로부터 좌측 아래 방향으로 시프트시킨다. 그리고, 결함 좌표 산출이 불가능(NO)하다고 판정한다(S321, S304-NO). S307, S308, S309에 의해, 광학현미경의 촬상 영역을 좌측 아래로 시프트시켜 재촬상한 화상(508)을 취득한다. 그 후는, 전술의 처리를 진행하여, 결함 검출 불가능한 결함으로서 결함 검출 처리를 종료한다.
화상(510)은, 결함상을 검출할 수 없는 화상이다. 이 경우, 도 2의 S301, S302, S303-NO로 되고, 현재의 촬상 수단보다 고감도의 다른 촬상 수단에서 촬상하는 결함 혹은 촬상 영역을 변경하여 촬상하는 결함으로 설정된다(S310). 촬상 수단을 고감도화하여 재촬상하는 결함으로 설정되었을 경우, 또한 고감도의 촬상 수단을 설정할 수 있는 경우는, S307-YES로 되고, 고감도 촬상 조건에서 재촬상된다.
예를 들면, 다른 촬상 수단에서 재촬상된 화상이 화상(503)일 경우, 전술의 처리를 진행하여 결함 좌표를 취득(S305), 보존(S306)한다. 한편, 현재의 촬상 수단보다 고감도의 다른 촬상 수단이 없을 경우(S307-NO), 결함 검출 불가능한 결함으로서 결함 검출 처리를 종료한다. S310에 있어서 촬상 영역을 변경하여 촬상하는 결함으로 설정되었을 경우, 광학현미경의 촬상 영역을 이동시켜 다시 촬상하고, 그 후는 전술의 처리를 진행한다. 결함상을 검출할 수 없을 경우에, 촬상 영역을 이동시켜 재촬상할 경우, 미리 촬상 영역 이동 범위의 최대값을 레시피에 의해서 설정해 두는 방법이 있다.
도 6에, 상기 S312(도 4)의 화상 중의 결함상이 화상의 가장자리에 존재하는지의 여부를 판단하는 처리의 일례를 나타낸다.
검출기(207 혹은 307)에서 취득하는 화상 사이즈는 (Sx, Sy)로 한다. 상기 S302(도 2)에서 산출한 결함상의 최대 좌표(Xmax., Ymax.), 최소 좌표(Xmin., Ymin.)를 취득하고(S325), Xmin.=0, 또는 Ymin.=0, 또는 Xmax.=Sx, 또는 Ymax.=Sy의 경우(S326-YES), 결함상의 영역이 화상의 가장자리에 있다고(YES) 판정한다(S326). 한편, Xmin.≠0, 또한 Ymin.≠0, 또한 Xmax.≠Sx, 또한 Ymax.≠Sy의 경우(S326-NO), 결함상의 영역이 화상의 가장자리에 없다고(NO) 판정한다(S328).
도 7에, 상기 S313(도 4)의 화상 중의 결함상이 선 형상 결함인지의 여부를 판단하는 처리의 일례를 나타낸다.
예를 들면, S302(도 2)에서 취득한 2치화 화상(502)으로부터, 직선성 특징량을 취득한다(S329). 직선성 특징량은, 예를 들면, 2치화 화상(502)을 하프 변환해서 얻어지는 투표수나, 2치화 화상(502) 중의 결함상의 장축과 단축의 비 등이 있다. 직선성 특징량이 문턱값 D보다 클 경우(S330-YES), 화상 중의 결함상은 선 형상 결함(YES)으로 판정한다(S331). 한편, 직선성 특징량이 문턱값 이하일 경우(S330-NO), 화상 중의 결함상은 선 형상 결함이 아니라고(NO) 판정한다(S332).
도 8에, 화상 중에 복수의 결함상이 존재한 경우를 고려한, 상기 S304(도 2)의 결함 좌표 산출 가능 여부를 판단하는 처리의 일례를 나타낸다.
S 넘버가 도 4와 같은 것에 관해서는, 상세 설명을 생략한다. 결함 좌표 산출 가능 여부를 판단할 때, 먼저, S301에서 취득한 화상 내에 복수의 결함이 존재해 있는지의 여부를 판정한다(S333). 촬상 화상 내의 결함상이 하나인 경우는, S311로 진행하고, 이하, 도 4와 마찬가지로 처리된다.
한편, 촬상 화상 내에 복수의 결함이 존재할 경우(S333-YES), 결함 좌표를 검출하는 대상 결함을 선택한다(S334). 이때 선택하는 결함수는, 하나가 아니어도 된다. 복수의 결함을 선택할 경우, 결함 좌표를 산출하는 순번을 S334에서 설정한다. 다음으로, 화상 내의 검출 대상 결함을, 좌표 보정식 산출에 사용하지 않는 결함으로 설정하고(S335), 이하, 도 4와 마찬가지로 처리한다.
도 9에, 상기 S333(도 8)의 화상 중에 복수의 결함이 존재하는지의 여부를 판단하는 처리의 일례를 나타낸다.
S302(도 2)에서 취득한 화상 중의 결함상의 라벨수를 취득한다(S336). 취득한 라벨수가 1보다 많을 경우(S337-YES), 화상 중의 결함상으로부터 미리 결함 좌표를 산출한 결함을 제외한다(S339). 다음으로, 취득한 화상 특징량에 의거하여, 제외한 나머지의 결함으로부터, 결함 좌표를 산출하는 우선 순위를 설정한다(S340). 화상 특징량으로서는, 예를 들면, 화상 내의 결함 면적 S, 결함 휘도 Imax., 결함 좌표 등이 있다.
결함 좌표 산출 우선 순위는, 예를 들면, 결함 면적이 큰 결함으로부터 작은 결함으로, 결함 휘도가 높은 결함으로부터 낮은 결함으로, 화상 중심에 가까운 결함으로부터 먼 결함으로, 순위를 매겨가는 방법이 있다. 화상 내에 복수 결함이 존재할 때, 결함 좌표를 산출하는 최대 결함수나, 결함 좌표 산출 우선 순위의 결정 방법은, 검사 레시피 등에서 미리 설정하는 것을 생각할 수 있다.
도 5의 화상(511)을 이용하여, 도 8을 이용해서 전술한 복수 결함의 처리의 흐름의 일례를 설명한다.
화상(511)은, 결함상(562, 563, 564)의 세 결함상이 존재해 있는 촬상 화상을 나타내고 있다. 결함상(562)은, 결함 면적 S가 문턱값 C 이하이며 또한 결함 영역이 화상의 가장자리에 없는 결함상이다. 결함상(563)은, 결함 면적 S가 문턱값 C 이하이며 또한 결함 영역이 화상의 가장자리에 존재해 있는 선 형상 결함상이다. 결함상(564)은, 결함 면적 S가 문턱값 A 이하이면서 또한 문턱값 C보다 크며, 또한 화상의 가장자리에 결함상의 영역이 존재하는 결함상이다. 결함 좌표 산출의 우선 순위는, 화상 중심에 가까운 결함일수록 우선 순위를 높게 설정하는 경우를 예로 설명한다. 또한, 결함상(563)은 미리 결함 좌표를 산출 완료로 설정한다.
화상(511) 중에는 세 결함상이 존재하기 때문에, S302에서 취득한 결함상의 라벨수는 3으로 된다. 이 때문에, 화상(511)은, S336, S337-YES로 되고, 다음으로, 미리 결함 좌표를 산출한 결함상(562)을 제외하고(S339), 화상 중심에 결함 좌표가 가까운 결함으로부터 순서대로 높은 우선 순위를 설정하기 때문에, 결함상(562)을 우선 순위 1위, 결함상(564)을 우선 순위 2위로 각각 설정(S340)한 후, 화상 내에 복수 결함이 존재한다고(YES) 판정한다(S341, S333-YES). 검출 대상 결함에 결함상(562)을 선택하고(S334), 다음으로, 결함상(562)을 좌표 보정식의 산출에 사용하지 않는 결함으로 설정한다(S335).
이후는, 화상(503) 중의 결함상(555)과 마찬가지로 처리하여 결함 좌표가 취득(S305), 보존(S306)된다. 우선 순위 1위의 결함상(562)과, 우선 순위 2위의 결함상(564)의 양쪽의 결함 좌표를 취득하는 경우는, 결함상(562)과 결함상(564) 모두 검출 대상 결함으로 설정하고(S334), 좌표 보정식의 산출에 사용하지 않는 결함으로 설정한다(S335). 결함상(562)의 결함 좌표 산출 후에, 결함상(564)의 결함 좌표를 산출한다.
다음으로, 결함 관찰 장치(1000) 중의 SEM(106)의 촬상 영역을 산출할 때에 사용하는 좌표 보정식의 작성 및 갱신 처리에 대하여, 도 10을 이용해서 설명한다.
다량의 관찰 대상 결함이 존재할 때에, 모든 관찰 대상 결함을 광학현미경에서 촬상하여 결함 좌표를 산출하면, 결함 관찰에 시간이 걸린다. 결함 관찰 시간을 단축하는 방법으로서, 결함 검사 장치(107)의 출력하는 결함 좌표를 결함 관찰 장치(1000) 내의 좌표로 보정하는 좌표 보정식을 사용하는 방법이 있다. 먼저, 복수의 관찰 대상 결함 중에서, 몇 가지 결함을 광학식 현미경에서 촬상하고, 산출한 결함 좌표 및 결함 검사 장치(107)와의 좌표 오프셋 양으로부터, 시료(101) 면내의 좌표의존성을 고려한 좌표 보정식을 작성한다.
이후, 작성한 좌표 보정식에 의거하여 SEM(106)의 촬상 영역을 설정함으로써, 광학현미경에서 결함을 재검출하지 않고 SEM 촬상하는 것이 가능하게 된다. SEM(106)의 촬상 화상으로부터, 결함 좌표 오프셋 양을 산출하고, 그 결과를 이용해서 좌표 보정식의 갱신을 행한다. 좌표 보정식의 갱신은, SEM(106)에 한정되지 않으며 광학현미경(105 내지 305)의 결함 검출 결과를 이용해도 된다.
상기한 광학현미경의 결함 검출 결과를 이용하여 좌표 보정식을 작성 또는 갱신할 때, 먼저, 해당 결함이 좌표 보정식 작성 또는 갱신에 사용할 수 있는 결함인지의 여부를 판단한다(S342). 좌표 보정식 작성 또는 갱신에 사용 가능할 경우(S342-YES), 결함 검사 장치(107)의 출력 결과와 결함 관찰 장치(1000) 상에서 행한 코스 얼라이먼트 결과에 의거한 결함 좌표와 광학현미경의 결함 좌표를 취득하고(S343), 결함 검사 장치(107)와 결함 관찰 장치(1000) 간의 검출 결함 좌표의 오프셋 양을 산출하고(S344), 좌표 보정식을 작성 또는 갱신한다(S345). 한편, 좌표 보정식 작성 또는 갱신에 사용할 수 없는 결함의 경우(S342-NO), 처리를 종료한다. 좌표 보정식 산출에 사용하지 않는 결함으로서는, 대결함이나 선 형상 결함, 촬상 시야 내에 복수 존재하는 복수 결함 등이 있다.
도 11에, 결함 관찰 조건을 설정하기 위하여, 유저 인터페이스(123)에 표시되는 GUI 화면의 일례를 나타낸다. 장치 오퍼레이터는, 결함 관찰 전에 도 11에 나타내는 GUI 화면(701)을 이용하여 결함 관찰 조건을 미리 설정한다.
도 11의 GUI 화면(701)은, 광학현미경을 이용한 결함 검출을 실시할지의 여부를 설정하는 고정밀도 얼라이먼트 설정부(702), 결함 검출에 사용하는 광학현미경의 촬상 구성을 설정하는 촬상 구성 선택부(703), 좌표 보정식의 작성 조건을 설정하는 좌표 보정식 설정부(704), 결함 관찰 장치(1000) 중의 각종 촬상 구성의 초기 촬상 조건을 설정하는 초기 촬상 조건 설정부(705), 대상 결함 화상을 재취득할 때에 S302에서 취득한 특징량에 의거하여 자동 설정하는 촬상 조건을 선택하는 자동 설정 파라미터 선택부(706)에 의해 구성되어 있다.
고정밀도 좌표 얼라이먼트 설정부(702)에서는, 광학현미경을 이용한 결함 검출을 실시할지(유효) 실시하지 않을지(무효)를 선택할 수 있다.
촬상 구성 선택부(703)에서는, 고정밀도 좌표 얼라이먼트에 사용하는 광학현미경의 촬상 구성을 선택할 수 있다. GUI 화면(701)에서는, 촬상 구성 A(광학현미경(305))와 촬상 구성 B(광학현미경(105))의 각각에 있어서, 사용할지(유효) 사용하지 않을지(무효)를 설정할 수 있다. 또한, 복수의 조명 모드를 설정할 수 있는 촬상 구성 B를 유효하게 했을 경우, 사용하는 조명 모드를 설정할 수 있다. GUI 화면(701)에서는, 레이저 조명 광학계(201)(레이저), 백색 조명 광학계(212)(백색 광원) 중 어느 하나, 혹은 201과 212의 양쪽을 선택할 수 있다.
좌표 보정식 설정부(704)는, 좌표 보정식을 작성할지(유효) 작성하지 않을지(무효)를 선택한다. 또한, 시료(101) 상의 복수의 대상 결함으로부터, 좌표 보정식 작성 및 갱신에 사용하는 결함을 선택하는 샘플링 방식을 설정할 수 있다. 샘플링 방법은, 예를 들면, 시료(101) 상의 좌표, 혹은 결함 검사 장치의 출력하는 결함 사이즈를 이용하는 방법이 있다. 좌표 보정식 설정부(704)는, 좌표 보정식 작성 및 갱신에 사용하지 않는 결함을 선택할 수 있다. GUI 화면(701)에서는, 좌표 보정식 작성으로부터 제외하는 대결함의 크기를 설정할 수 있다. 좌표 보정식의 작성 및 갱신에 필요한, 결함 관찰 장치(1000) 상의 대상 결함의 결함 좌표를, 산출하기 위한 화상을 취득하는 촬상 구성은, 광학현미경(105, 305), SEM(106) 중 어느 하나, 혹은 105와 305와 106의 조합이 있다.
초기 촬상 조건 설정부(705), 자동 설정 파라미터 선택부(706)는, 주된 촬상 구성의 촬상 조건을 개별적으로 설정하는 설정 화면이 탭 표시되어 있고, 주된 촬상 구성 각각의 탭을 클릭하여, 개별적으로 설정할 수 있다. GUI 화면(701)은, 광학현미경(105)에 있어서 레이저 조명(201)을 이용하는 경우의 촬상 조건은 「구성 B 레이저」 탭에서, 광학현미경(105)에 있어서 백색 조명(212)을 이용하는 경우의 촬상 조건은 「구성 B 백색 광원」 탭에서, 광학현미경(305)의 촬상 조건은 「구성 A」 탭에서, SEM의 촬상 조건은 「SEM」 탭에서, 설정하는 예를 나타내고 있다. 각각의 탭을 클릭함에 의해, 각각의 설정 화면을 호출할 수 있다. GUI 화면(701)은, 「레이저」 탭을 선택한 예를 나타내고 있다.
실시예 1에 의하면, 복수의 촬상 수단을 탑재한 결함 관찰 장치(1000)에 있어서, 이전 촬상 수단에서 취득한 화상으로부터 얻어지는 정보에 의거해, 다음 촬상 구성의 자동 선택, 및 촬상 조건의 설정에 의해, 결함 검출에 적합한 광학현미경의 촬상 화상을 취득하기 위하여 필요한 시간을 단축하여, 결함 관찰에 필요한 시간 전체를 단축할 수 있다.
(실시예 2)
도 12는, 실시예 2에 있어서의 광학현미경(105 혹은 305)을 이용한 광학현미경 화상 취득과 결함 검출, SEM(106)을 이용한 SEM 화상 취득까지의 플로우도이다. 실시예 2에 있어서의 결함 관찰 장치(1000)의 구성은 도 1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
실시예 1과 마찬가지의 처리로, 결함 관찰 장치(1000) 중에 재치된 시료(101) 상의 대상 결함을 광학현미경에서 촬상하여 화상을 취득한다(S346). 이때 취득한 광학현미경 화상은, 도 2의 처리 플로우에 있어서, 촬상 수단을 복수 회 변경하여 촬상을 행했을 경우, 마지막으로 취득된 광학현미경 화상이어도 된다. 다음으로, 취득한 화상으로부터 화상 특징량과, 당해 광학현미경 화상을 취득했을 때의 촬상 수단의 정보 및 촬상 시의 정보를 취득한다(S347).
촬상 시의 정보란, 예를 들면, 도 8의 결함 좌표 산출 가능 여부 판정 시에 판단되는, 「좌표 보정식의 산출에 사용하지 않음」, 「화상 내에 복수의 결함이 존재하는지의 여부」, 「선 형상 결함인지의 여부」와 같은 정보 등이 있다. 촬상 수단의 정보는, 제1 실시예와 마찬가지로, 촬상 구성 및 당해 촬상 구성의 촬상 조건이다. 촬상 조건은, 예를 들면, 조명 광원의 종류, 검출기의 셔터 스피드나 게인, 광학 필터의 ON 또는 OFF 등의 정보가 있다. 상기 조명 광원의 종류는, 예를 들면, 레이저 조명 광학계(201) 혹은 백색 조명 광학계(212)가 있다.
전술의 광학현미경의 결함 촬상에 의해 얻어지는 정보(S347)에 의거해, SEM(106)의 촬상 조건을 설정하고(S348), SEM 화상을 취득한다(S349). S348에서 설정되는 SEM의 촬상 조건은, 예를 들면, SEM의 촬상 영역 좌표, 촬상 배율, 촬상 시야, 프레임 매수, 가속 전압, 프로브 전류 등이 있다. 취득한 SEM 화상 중에 결함상이 존재하며(S350-YES), 또한 다른 SEM 촬상 조건에서 촬상하지 않을 경우(S351-NO), 결함의 SEM 관찰을 종료한다.
한편, 다른 SEM 촬상 조건에서 재촬상할 경우(S351-YES), SEM 촬상 조건의 자동 설정 모드 OFF를 선택하고, 미리 설정된 SEM 촬상 조건을 다음 촬상 조건으로 설정한다(S354). 그리고, 전술한 SEM 화상을 취득하는 수순(S349)으로 되돌아가, 처리를 진행한다.
취득한 SEM 화상 중에 결함상이 없을 경우(S350-NO), SEM의 촬상 영역을 변경하여 재촬상할지의 여부를 선택한다(S352). 촬상 영역을 변경할 경우(S352-YES), SEM 촬상 조건의 자동 설정 모드 OFF를 선택하고, 미리 설정된 거리 및 방향으로, 현재의 촬상 영역으로부터 시프트한 촬상 영역을 설정하고(S353), 전술의 SEM 화상을 취득하는 수순(S349)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 한편, 촬상 영역을 변경하지 않을 경우(S352-NO), 전술의 다른 조건에서 재촬상할지의 여부의 판단(S351)으로 되돌아가, 이하, 처리를 진행한다.
도 13에, S348(도 12)의 SEM 촬상 조건을 자동 설정하는 처리의 예를 나타낸다. 자동 설정하는 SEM 촬상 조건은 미리 레시피에서 설정한다.
먼저, 현재의 촬상 조건을 취득한다(S355). 현재의 촬상 조건은, 예를 들면, 미리 레시피에서 설정한 초기 촬상 조건 혹은, 도 12 중의 S353 또는 S354에서 재설정된 촬상 조건이다. 촬상 조건의 자동 설정 모드가 ON일 경우(S356-YES), 또한, 저콘트라스트 결함의 SEM 촬상 조건 변경 설정이 ON일 경우(S357-YES), 대상 결함이 저콘트라스트 결함인지의 여부를 판단한다(S358).
대상 결함이, 저콘트라스트 결함일 경우(S358-YES), 가속 전압, 프로브 전류, 적산 프레임수 중 어느 하나 혹은 조합을 변경하는 결함으로 설정한다(S359). 또한, 촬상 배율의 자동 설정이 ON인 경우(S360-YES)는, S347에서 얻은 정보에 의거하여 대상 결함의 사이즈의 추정값을 산출하고(S360), 추정 사이즈에 맞춘 촬상 배율로 변경한다(S361). 촬상 배율의 자동 설정이 OFF일 경우(S360-NO), 초기 촬상 조건의 배율인 채로, SEM 촬상 조건 설정을 종료한다.
또한, 저콘트라스트 결함의 SEM 촬상 조건 변경 설정이 ON(S357-YES)이지만 대상 결함이 저콘트라스트 결함이 아닐 경우(S358-NO), 또는 저콘트라스트 결함의 SEM 촬상 조건 변경 설정이 OFF인 경우(S357-NO)는, 가속 전압이나 프레임수는 초기 조건인 채로, 전술의 촬상 배율 설정의 수순(S360)으로 되돌아가, 이하, 처리를 진행한다. 또한, 촬상 조건의 자동 설정 모드가 OFF일 경우(S356-NO), 현재의 촬상 조건으로부터 변경하지 않고, SEM 촬상 조건 설정을 종료한다.
저콘트라스트 결함은, 예를 들면, 저단차의 볼록 결함이나 오목 결함 등의, 형상이 완만하게 변화하여 있는 결함이나 얕은 스크래치 결함 등이 있다. 저콘트라스트 결함의 경우, 예를 들면, SEM 촬상 조건의 가속 전압을 낮추고, 적산 프레임수를 많게 한다.
실시예 2에 의하면, 복수의 촬상 구성을 탑재한 결함 관찰 장치(1000)에 있어서, 이전 촬상 수단에서 취득한 화상으로부터 얻어지는 정보에 의거해, 다음 촬상 구성의 자동 선택, 및 촬상 조건의 설정에 의해, 결함 관찰에 적합한 SEM(106)의 촬상 화상을 취득하기 위하여 필요한 시간을 단축하여, 결함 관찰에 필요한 시간 전체를 단축할 수 있다.
(실시예 3)
도 14는, 실시예 3에 있어서의 광학현미경에 의한 결함 검출로부터 SEM(106)에 의한 SEM 화상 취득까지의 플로우도이다. 실시예 3에 있어서의 결함 관찰 장치(1000)의 구성은 도 1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다. 실시예 1과 마찬가지의 처리로, 결함 관찰 장치(1000) 중에 시료(101)를 재치하고, 시료의 코스 얼라이먼트를 미리 실시한다.
먼저, 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득할지의 여부를 판정한다(S363). 광학현미경 화상을 취득하지 않을 경우(S363-NO), 다음 Step(S372)으로 진행한다. 광학현미경 화상을 취득하지 않을 경우란, 예를 들면, 미리 몇 가지 결함에 있어서 광학현미경 화상을 취득하고, 정밀도가 높은 좌표 보정식을 작성할 수 있었던 경우 등이 있다.
한편, 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득할 경우(S363-YES), 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득하고(S364), 취득한 광학현미경 화상으로부터 화상 특징량을 취득한다(S365). 상기 광학현미경 화상 중에 결함상이 존재할 경우(S366-YES), 다음으로, 결함 좌표 산출이 가능한지의 여부를 판단한다(S367). S367의 처리 플로우는, 도 4의 처리 플로우 혹은 도 8의 처리 플로우와 마찬가지의 수순으로 판정하면 된다.
결함 좌표 산출이 가능할 경우(S367-YES), S365로부터 결함 좌표를 취득하고(S368), 보존한다(S369). 또한, S367의 처리 결과에 의거하여, 취득한 결함 좌표를 좌표 보정식 작성 또는 갱신에 사용하는 경우를 판정한다(S370). 좌표 보정식 작성, 갱신 방법은 도 10과 마찬가지의 수순이면 된다. S369에서 보존한 결함 좌표를 이용해서 좌표 보정식 작성 또는 갱신할 경우(S370-YES), 좌표 보정식을 작성 혹은 갱신하고(S371), 다음 Step(S372)으로 진행한다. 검출한 결함 좌표를 좌표 보정식 작성 또는 갱신에 사용하지 않는 경우(S370-NO)는, 그대로 다음 Step으로 진행한다(S372).
S364에서 취득한 광학현미경 화상에 결함상이 존재하지만(S366-YES), 결함 좌표 산출이 곤란하며(S367-NO), 다음 촬상 수단을 설정 가능할 경우(S374-YES), 다음 촬상 수단을 선택하고(S375), 선택한 촬상 수단에서 광학현미경 화상을 취득한다(S376). 그 후는, 다시 결함 검출의 수순(S365)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 광학현미경에서 설정 가능한 촬상 수단이 아닐 경우(S374-NO), 결함 검출을 하지 않고, 다음 Step(S372)으로 진행한다. 또한, S364에서 취득한 광학현미경 화상에 결함상이 존재하지 않는 경우(S366―NO)는, 다른 촬상 수단에서 제촬상하는 결함으로 설정(S373)하고, 재촬상의 수순(S374)으로 진행하여, 상기와 마찬가지로 처리한다.
다음으로, 광학현미경 화상 취득 대상의 다른 결함의 유무를 판정한다(S372). 그 밖에 대상 결함이 존재할 경우(S372-YES), 다시 광학현미경 화상 취득의 수순(S364)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 광학현미경 화상 취득 대상의 결함이 없을 경우(S372-NO), SEM 촬상의 수순(S377)으로, 처리를 진행한다.
대상 결함의 SEM 화상을 취득할 경우(S377-YES), 다음으로, SEM의 촬상 영역을 S371에서 작성·갱신된 좌표 보정식을 이용해서 결정할지(S378)를 설정한다. 대상 결함의 결함 좌표가, 전술의 처리에 의해 S369에 있어서 보존되어 있는 경우는, 좌표 보정식을 사용하지 않고(S378-NO), S369에서 보존된 결함 좌표에 의거하여 SEM 촬상 영역을 설정하고(S379), 다음으로, S364 및 S365에서 취득한 정보에 의거해, SEM 촬상 조건을 설정한다(S381). S381의 SEM 조건 설정은, 도 13과 마찬가지의 수순이면 된다.
또한, S364 및 S365에서 취득하는 정보는, 예를 들면, S364에서 취득한 화상으로부터 얻어지는 화상 특징량과, 당해 광학현미경 화상을 취득했을 때의 촬상 구성 정보 및 촬상 조건 및 촬상 시의 정보이다. 촬상 시의 정보란, 예를 들면, 도 8의 결함 좌표 산출 가능 여부 판정 시에 판단되는, 「좌표 보정식의 산출에 사용하지 않음」, 「화상 내에 복수의 결함이 존재하는지의 여부」, 「선 형상 결함인지의 여부」와 같은 정보 등이 있다.
촬상 조건은, 제1 실시예와 마찬가지로, 예를 들면, 조명 광원의 종류, 검출기(207)의 셔터 스피드나 게인, 광학 필터(205)의 ON 또는 OFF 등의 정보가 있다. 상기 조명 광원의 종류는, 예를 들면, 레이저 조명 광학계(201) 혹은 백색 조명 광학계(212)가 있다. S381에서 설정되는 SEM의 촬상 조건은, 예를 들면, 촬상 배율, 프레임 매수, 가속 전압 등이 있다. 한편, 대상 결함이, S369에서 결함 좌표가 보존된 결함이 아닐 경우, 좌표 보정식을 이용하여(S378-YES), SEM 촬상 영역을 설정한다(S380). 그리고, SEM 촬상 조건을 설정한다(S381).
다음으로, S379 혹은 S380에서 설정한 촬상 영역을, S381에서 설정한 SEM 촬상 조건에서 촬상하여, SEM 화상을 취득한다(S382). 취득한 SEM 화상 중에 결함상이 존재하며(S382-YES), 또한 다른 SEM 촬상 조건에서 촬상하지 않을 경우(S386-NO), 대상 결함의 SEM 관찰을 종료하고, SEM 관찰 대상 결함이 그 밖에 있는 경우(S388-YES)는, SEM 화상 취득의 수순(S378)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 그 밖에 SEM 화상 대상 결함이 없을 경우(S388-NO), SEM 관찰을 종료한다.
S386에 있어서, 다른 SEM 촬상 조건에서 재촬상할 경우(S386-YES), 다음 촬상 조건을 설정하고(S387), SEM 화상 취득의 수순(S382)으로 되돌아가, 처리를 진행한다.
S382에 있어서 취득한 SEM 화상 중에 결함상이 없을 경우(S383-NO), 촬상 영역을 변경하여 재촬상할지의 여부를 선택한다(S384). 촬상 영역을 변경할 경우(S384-YES), 다음 촬상 영역을 설정하고(S385), SEM 화상 취득의 수순(S382)으로 되돌아가, 처리를 진행한다. 한편, 촬상 영역을 변경하지 않을 경우(S384―NO), 다른 SEM 촬상 조건에서 재촬상할지의 여부의 선택(S386)으로 진행하여, 상기와 마찬가지로 처리한다.
도 15에, S363(도 14)의 광학현미경 화상 취득 필요 여부를 판정하는 처리의 예를 나타낸다.
먼저, 미리 레시피에서 설정된 정보에 의거해, 관찰 대상의 모든 결함에 있어서 광학현미경 화상을 취득할지의 여부를 선택한다(S389). 모든 결함의 광학현미경 화상을 취득할 경우(S389-YES), 현재의 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득한다고(YES) 판정한다(S392). 한편, 관찰 대상의 일부의 결함의 광학현미경 화상을 취득할 경우(S389-NO), 좌표 보정식 작성 혹은 갱신에 사용할 수 있는 결함수가, 미리 설정된 문턱값 N에 도달할 때까지는(S390-YES), 현재의 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득한다고(YES) 판정하고(S392), 문턱값 N에 도달한 후는(S390-NO), 현재의 대상 결함의 광학현미경 화상을 취득하지 않는다고(NO) 판정한다(S391).
실시예 3에 의하면, 복수의 촬상 수단을 탑재한 결함 관찰 장치(1000)에 있어서, 이전 촬상 수단에서 취득한 화상으로부터 얻어지는 정보에 의거해, 다음 촬상 구성의 자동 선택, 및 촬상 조건의 설정에 의해, 결함 관찰에 필요한 시간 전체를 단축할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시형태에 의거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 변경 가능하다. 예를 들면, 결함 관찰을 목적으로 한 화상으로서, SEM 화상을 취득하는 예로 한정하여 상기는 기재했지만, 결함 관찰을 목적으로 한 화상은 SEM 화상으로 한정한 것은 아니며, 고배율의 광학현미경 화상을 취득해도 된다.
101 : 시료 102 : 시료 홀더
103 : 스테이지 104 : 광학식 높이 검출기
105 : 광학현미경 106 : 전자현미경
107 : 검사 장치 111 : 진공 봉지창
113 : 진공 봉지창 112 : 진공조
121 : 네트워크 122 : 라이브러리
123 : 유저 인터페이스 124 : 기억 장치
125 : 제어 시스템 151 : 전자선원
152 : 인출 전극 153 : 편향 전극
154 : 대물 렌즈 전극 155 : 이차전자 검출기
156 : 반사 전자 검출기 201 : 레이저 조명 광학계
205 : 광학 필터 207 : 검출기
208 : 전환 기구 210 : 검출 광학계
212 : 백색 조명 광학계 214 : 하프 미러
305 : 광학현미경 1000 : 결함 관찰 장치

Claims (14)

  1. 외부의 검사 장치가 검출한 복수의 결함을 촬상하는 제1 촬상부와,
    상기 제1 촬상부가 촬상한 화상을 이용해서 상기 결함의 위치 정보를 보정하는 제어부와,
    상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 결함을 촬상하는 제2 촬상부를 갖고,
    상기 제1 촬상부는, 복수의 촬상 수단을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 촬상부에 의한 상기 결함의 촬상에 있어서 얻은 정보에 의거하여, 상기 결함마다 다음 촬상부로서 상기 제1 촬상부와 상기 제2 촬상부 중 어느 하나를 선택하고,
    상기 제1 촬상부의 상기 복수의 촬상 수단 중에서 상기 제1 촬상부의 다음 촬상 수단 또는 상기 제2 촬상부의 촬상 조건을 설정하고,
    상기 제2 촬상부의 촬상 조건으로서, 적산 프레임 매수, 가속 전압, 프로브 전류, 촬상 배율 또는 촬상 시야를 설정하고,
    상기 제1 촬상부에 의해서 검출된 상기 결함의 위치 정보와 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여 좌표 보정식을 산출하고, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 제2 촬상부를 이용해서 상기 결함을 촬상하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  2. 외부의 검사 장치가 검출한 복수의 결함을 촬상하는 제1 촬상부와,
    상기 제1 촬상부가 촬상한 화상을 이용해서 상기 결함의 위치 정보를 보정하는 제어부와,
    상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 결함을 촬상하는 제2 촬상부를 갖고,
    상기 제1 촬상부는, 복수의 촬상 수단을 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 촬상부의 촬상 화상으로부터의 상기 결함의 좌표 검출이 불가능하다고 판정되었을 경우, 상기 결함의 좌표 검출이 불가능하다고 판정된 촬상 수단의 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여, 상기 제1 촬상부의 상기 복수의 촬상 수단 중에서 상기 제1 촬상부의 다음 촬상 수단을 설정하고,
    상기 제1 촬상부에 의해서 검출된 상기 결함의 위치 정보와 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보에 의거하여 좌표 보정식을 산출하고, 상기 보정된 위치 정보에 의거하여 상기 제2 촬상부를 이용해서 상기 결함을 촬상하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 결함의 좌표 검출이 불가능하다고 판정된 촬상 수단의 상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보는,
    상기 제1 촬상부의 촬상 수단의 정보와,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상으로부터 얻어진 화상 특징량과,
    상기 촬상 수단의 정보와 상기 화상 특징량에 의거하여 판정된 결함상(像)의 판정 정보
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상의 영역이 상기 촬상 화상의 가장자리에 있는지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상이 선 형상인지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상이 복수 존재하는지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상의 크기의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결함상의 판정 정보에 의거하여 선택된 상기 결함의 검출 결과를 기초로 상기 좌표 보정식을 산출하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 촬상부에 의한 화상 취득에 의해 얻어진 정보는,
    상기 제1 촬상부의 촬상 수단의 정보와,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상으로부터 얻어진 화상 특징량과,
    상기 촬상 수단의 정보와 상기 화상 특징량에 의거하여 판정된 결함상의 판정 정보
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상의 영역이 상기 촬상 화상의 가장자리에 있는지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상이 선 형상인지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상이 복수 존재하는지의 여부의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 결함상의 판정 정보는,
    상기 제1 촬상부에 의한 촬상 화상에 있어서의 상기 결함상의 크기의 판정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결함상의 판정 정보에 의거하여 선택된 상기 결함의 검출 결과를 기초로 상기 좌표 보정식을 산출하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
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