KR20230115891A - 결함 관찰 방법, 장치 및 프로그램 - Google Patents
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Abstract
시료의 외주부·베벨부의 결함을 관찰·검출할 때에 고정밀도를 실현할 수 있는 기술을 제공한다.
결함 관찰 방법은, 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서, 현미경 또는 촬상 장치를 사용해서 베벨부에 있어서의 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 해서 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하는 제1 스텝 S1과, 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 제2 스텝 S2를 구비한다. 제2 스텝은, 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션 플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하는 스텝 S606과, 판정 결과에 기초하여, 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하는 스텝 S607과, 전환된 방식으로 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는 스텝 S608을 갖는다.
결함 관찰 방법은, 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서, 현미경 또는 촬상 장치를 사용해서 베벨부에 있어서의 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 해서 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하는 제1 스텝 S1과, 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 제2 스텝 S2를 구비한다. 제2 스텝은, 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션 플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하는 스텝 S606과, 판정 결과에 기초하여, 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하는 스텝 S607과, 전환된 방식으로 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는 스텝 S608을 갖는다.
Description
본 발명은 시료나 결함의 관찰 기술에 관한 것으로, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 외주부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 장치 등의 기술에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼의 제조에서는, 제조 프로세스를 신속히 가동하고, 고수율의 양산 체제로 조기에 이행시키는 것이, 수익 확보를 위해 중요하다. 이 목적을 위해서, 제조 라인에는, 각종 검사 장치, 관찰 장치, 계측 장치 등이 도입되어 있다. 시료인 반도체 웨이퍼는, 예를 들어 검사 장치에 있어서 결함(이물이나 결함 등의 총칭으로서 결함이라 기재한다)의 검사가 행해진다. 검사 장치는, 시료에 있어서의 결함의 위치·부위를 나타내는 좌표 정보를, 결함 후보 좌표로서 출력한다. 출력된 결함 후보 좌표는 결함을 관찰하는 관찰 장치인 결함 관찰 장치에 공급된다.
결함 관찰 장치는 결함 후보 좌표에 기초하여, 웨이퍼면에 있어서의 결함 후보를 고해상도로 촬상하고, 촬상 화상을 출력한다. 결함 관찰 장치로서는, 광학식 현미경을 사용한 관찰 장치나, 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 사용한 관찰 장치가 널리 사용되고 있다.
관찰 장치를 사용한 관찰 작업은, 반도체 웨이퍼의 양산 라인에서는 자동화가 요망되고 있다. 양산 라인에서의 자동화를 위해, 관찰 장치는, 시료 내의 결함 위치에 있어서의 화상을 자동으로 수집하는 결함 화상 자동 수집, 바꾸어 말하면 자동 결함 리뷰(Automatic Defect Review: ADR)를 행하는 기능과, 수집한 결함 화상을 자동으로 분류하는 결함 화상 자동 분류, 바꾸어 말하면 자동 결함 분류(Automatic Defect Classification: ADC)를 행하는 기능을 구비하는 경우가 있다. 이들 기능에 의해, 분류된 결함 화상을 자동으로 얻는 것이 가능하다.
검사 장치가 출력한 결함 후보 좌표에는, 오차가 포함되어 있다. 검사 장치에서의 결함 후보 좌표의 좌표계와 관찰 장치에서의 좌표계에는 차이가 있기 때문에, 그 차이에 의한 어긋남으로부터, 관찰 장치로 결함 후보 좌표를 촬상해도 결함 후보가 눈에 띄지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 관찰 장치는, ADR에 있어서, 결함 후보 좌표를 중심으로 해서 시야를 넓게 해서 촬상을 행하고, 이 촬상에 의해 얻어진 화상으로부터 결함 후보 부위를 검출한다. 관찰 장치는, 이것에 의해 얻어진 결함 후보 부위를, 고배율·고해상도로 촬상하고, 촬상된 화상을 관찰 화상으로 해서 출력한다.
반도체 웨이퍼의 외주부·베벨부에 있어서의 결함의 검출 등에 관한 선행 기술예로서, 국제공개 제2021/075170호(특허문헌 1)를 들 수 있다. 특허문헌 1은, 검사 시스템 등으로서, 베벨 상의 결함의 검출을 위해 기계 학습을 사용하는 방법이 기재되어 있다.
시료인 반도체 웨이퍼의 면에서는 외주부, 바꾸어 말하면 베벨부에 있어서도, 결함이 발생하는 경우가 있다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 베벨부란, 반도체 웨이퍼 외주부로서, 웨이퍼의 원형 상면(바꾸어 말하면 표면)의 외주 부근의 링상 영역이나 웨이퍼 측면 부분을 포함하는 외주부에 있어서, 일반적으로 존재하는 여러가지 3차원적인 형상이나 구조의 부위, 예를 들어 협의의 베벨(즉 모따기부, 경사면), 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션·플랫(약칭으로서 오리플랫) 등을 포함하는 총칭으로 한다. 웨이퍼 에지는, 바꾸어 말하면 웨이퍼 영역과 외부 영역의 경계선이다. 웨이퍼 노치(단순히 노치라 기재하는 경우도 있다)는, 웨이퍼의 결정 방위를 나타내기 위해서 형성된, 예를 들어 V자 형상으로 커트된 홈의 부분이다. 오리플랫은, 웨이퍼의 결정 방위를 나타내기 위해서 형성된, 예를 들어 직선 또는 평면 형상으로 커트된 부분이다.
이러한 외주부·베벨부에서 발생한 결함은, 제조 공정 도중에 웨이퍼 내부(바꾸어 말하면 웨이퍼 상면 내)로 이동하는 경우도 있다. 이 경우, 치명 결함이 되는 사례도 발생한다. 이러한 점에서, 시료의 외주부·베벨부에 발생한 결함을 관찰하는 것도 필요하다.
반도체 제조에 있어서, 예를 들어 결함 관찰 장치는, 시료인 반도체 웨이퍼의 외주부·베벨부에 발생한 결함을 관찰한다. 그러나, 베벨부는, 협의의 베벨, 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 오리플랫 등의 비침의 유무나, 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 배치의 방향·각도가, 검사 화상으로서의 관찰 화상을 촬상하는 위치에 따라 다르다. 그 때문에, 단일의 결함 관찰·검출 방식에서는, 고정밀도의 결함 관찰·검출은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 시료의 외주부·베벨부의 결함을 관찰·검출하는 기술에 관해서, 고정밀도를 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 개시 중 대표적인 실시 형태는 이하에 나타내는 구성을 갖는다. 실시 형태의 결함 관찰 방법은, 프로세서 및 메모리 자원을 갖는 컴퓨터 시스템을 사용해서, 시료인 반도체 웨이퍼의 베벨부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법이며, 상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서, 현미경 또는 촬상 장치를 사용해서 상기 베벨부에 있어서의 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 해서 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하는 제1 스텝과, 상기 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 제2 스텝을 구비하고, 상기 제2 스텝은, 상기 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션 플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하는 판정 스텝과, 상기 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하는 방식 전환 스텝과, 상기 방식 전환 스텝에서 전환된 방식으로 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는 결함 검출 스텝을 갖는다.
본 개시 중 대표적인 실시 형태에 따르면, 시료의 외주부·베벨부의 결함을 관찰·검출하는 기술에 관해서, 고정밀도를 실현할 수 있다. 상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과 등에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 형태에 있어서 나타난다.
도 1은 반도체 웨이퍼의 베벨부의 화상의 예에 대한 모식 설명도이다.
도 2는 실시 형태 1의 결함 관찰 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치에 있어서의 SEM의 검출기의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 반도체 웨이퍼의 상면에 있어서의 결함 후보 좌표 등의 예를 나타내는 설명도이다.
도 5는 SEM의 검출기에 의한 화상에 있어서의 요철의 결함의 보이는 방식의 차이를 도시하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치에서 실시되는 실시 형태 1의 결함 관찰 방법에 있어서의, 전체적인 처리·동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시 형태 1에서, 판정 스텝 및 방식 전환 스텝에 대해서 설명하기 위한, 베벨 화상의 분류도를 나타낸다.
도 8은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 베벨 화상의 참조 화상을 촬상하는 대칭·회전 위치에 대한 모식 설명도이다.
도 9는 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 베벨 화상의 참조 화상의 작성 시의 회전·교체에 대한 모식 설명도이다.
도 10은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 복수의 화상의 촬상 순서에 대한 설명도이다.
도 12는 도 11에 대한 비교예의 방법에서의 촬상 순서에 대한 설명도이다.
도 13은 실시 형태 1에서, 참조 화상 추정 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에서, 참조 화상 추정 방식의 상세에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에서, 유사 데이터 비교 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에서, 결함 검출에 관한 GUI를 포함하는 화면의 표시예를 나타낸다.
도 17은 실시 형태 2에서, 반도체 웨이퍼의 베벨부의 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 실시 형태 2에서, 베벨부의 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 2의 결함 관찰 방법에 있어서의 전체적인 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 20은 실시 형태 2에서, 판정 스텝 및 방식 전환 스텝에 대해서 설명하기 위한, 베벨 화상의 분류도를 나타낸다.
도 21은 실시 형태 2에서, 판정 스텝에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 22는 실시 형태 2에서, 노치/오리플랫의 유무의 판정에 관한 설명도이다.
도 23은 실시 형태 2에서, 영역 경계의 직선과 곡선에 관한 설명도이다.
도 24는 실시 형태 2에서, 제1 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 25는 실시 형태 2에서, 제1 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 26은 실시 형태 2에서, 제2 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 27은 실시 형태 2에서, 제2 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 실시 형태 2의 비교예에 있어서의, 영역 경계의 방향 등의 설명도이다.
도 29는 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 30은 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 영역 경계로부터의 거리의 예를 나타내는 설명도이다.
도 31은 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성에 관한 다른 처리예를 도시하는 도면이다.
도 33은 실시 형태 2에서, 생성용 화소군에 포함되는 최대 화소수를 설정하는 GUI를 포함하는 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도 34는 실시 형태 2의 변형예 1에 있어서의, 화소마다 감도를 설정하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 실시 형태 1의 결함 관찰 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치에 있어서의 SEM의 검출기의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 반도체 웨이퍼의 상면에 있어서의 결함 후보 좌표 등의 예를 나타내는 설명도이다.
도 5는 SEM의 검출기에 의한 화상에 있어서의 요철의 결함의 보이는 방식의 차이를 도시하는 설명도이다.
도 6은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치에서 실시되는 실시 형태 1의 결함 관찰 방법에 있어서의, 전체적인 처리·동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시 형태 1에서, 판정 스텝 및 방식 전환 스텝에 대해서 설명하기 위한, 베벨 화상의 분류도를 나타낸다.
도 8은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 베벨 화상의 참조 화상을 촬상하는 대칭·회전 위치에 대한 모식 설명도이다.
도 9는 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 베벨 화상의 참조 화상의 작성 시의 회전·교체에 대한 모식 설명도이다.
도 10은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에서, 참조 화상 촬상 방식에 관해서, 복수의 화상의 촬상 순서에 대한 설명도이다.
도 12는 도 11에 대한 비교예의 방법에서의 촬상 순서에 대한 설명도이다.
도 13은 실시 형태 1에서, 참조 화상 추정 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시 형태 1에서, 참조 화상 추정 방식의 상세에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시 형태 1에서, 유사 데이터 비교 방식에 관해서, 처리예를 도시하는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에서, 결함 검출에 관한 GUI를 포함하는 화면의 표시예를 나타낸다.
도 17은 실시 형태 2에서, 반도체 웨이퍼의 베벨부의 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 실시 형태 2에서, 베벨부의 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 2의 결함 관찰 방법에 있어서의 전체적인 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 20은 실시 형태 2에서, 판정 스텝 및 방식 전환 스텝에 대해서 설명하기 위한, 베벨 화상의 분류도를 나타낸다.
도 21은 실시 형태 2에서, 판정 스텝에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 22는 실시 형태 2에서, 노치/오리플랫의 유무의 판정에 관한 설명도이다.
도 23은 실시 형태 2에서, 영역 경계의 직선과 곡선에 관한 설명도이다.
도 24는 실시 형태 2에서, 제1 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 25는 실시 형태 2에서, 제1 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 26은 실시 형태 2에서, 제2 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 27은 실시 형태 2에서, 제2 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 실시 형태 2의 비교예에 있어서의, 영역 경계의 방향 등의 설명도이다.
도 29는 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 30은 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 영역 경계로부터의 거리의 예를 나타내는 설명도이다.
도 31은 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성의 예를 나타내는 도면이다.
도 32는 실시 형태 2에서, 제3 결함 검출 방식에 있어서의 생성용 화소군의 생성에 관한 다른 처리예를 도시하는 도면이다.
도 33은 실시 형태 2에서, 생성용 화소군에 포함되는 최대 화소수를 설정하는 GUI를 포함하는 화면의 표시예를 도시하는 도면이다.
도 34는 실시 형태 2의 변형예 1에 있어서의, 화소마다 감도를 설정하는 처리를 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 개시의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도면에 있어서, 동일부에는 원칙으로서 동일 부호를 붙이고, 반복된 설명을 생략한다. 도면에 있어서, 구성 요소의 표현은, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 실제의 위치, 크기, 형상 및 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다.
설명상, 프로그램에 의한 처리에 대해서 설명하는 경우에, 프로그램이나 기능이나 처리부 등을 주체로 해서 설명하는 경우가 있지만, 그들에 대한 하드웨어로서의 주체는, 프로세서, 혹은 그 프로세서 등으로 구성되는 컨트롤러, 장치, 계산기, 시스템 등이다. 계산기는, 프로세서에 의해, 적절하게 메모리나 통신 인터페이스 등의 자원을 사용하면서, 메모리 상에 읽어내진 프로그램에 따른 처리를 실행한다. 이에 의해, 소정의 기능이나 처리부 등이 실현된다. 프로세서는, 예를 들어 CPU나 GPU 등의 반도체 디바이스 등으로 구성된다. 프로세서는, 소정의 연산이 가능한 장치나 회로로 구성된다. 처리는, 소프트웨어 프로그램 처리에 한하지 않고, 전용 회로여도 실장 가능하다. 전용 회로는 FPGA, ASIC, CPLD 등이 적용 가능하다.
프로그램은, 대상 계산기에 미리 데이터로서 인스톨되어 있어도 되고, 프로그램 소스로부터 대상 계산기에 데이터로서 배포되어도 된다. 프로그램 소스는, 통신망 상의 프로그램 배포 서버여도 되고, 비일과성의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체(예를 들어 메모리 카드)여도 된다. 프로그램은 복수의 모듈로 구성되어도 된다. 컴퓨터 시스템은 복수대의 장치에 의해 구성되어도 된다. 컴퓨터 시스템은 클라우드 컴퓨팅 시스템이나 IoT 시스템 등으로 구성되어도 된다. 각종 데이터나 정보는, 예를 들어 테이블이나 리스트 등의 구조로 구성되지만, 이것에 한정되지 않는다. 식별 정보, 식별자, ID, 이름, 번호 등의 표현은 서로 치환 가능하다.
<실시 형태 1>
도 1 내지 도 16을 사용해서, 본 개시의 실시 형태 1의 결함 관찰 장치 및 방법에 대해서 설명한다. 실시 형태 1의 결함 관찰 방법은, 실시 형태 1의 결함 관찰 장치에 의해 실행되는 스텝을 갖는 방법이다. 도 2 등에 나타내는 실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)는, 시료(10)인 반도체 웨이퍼의 외주부·베벨부의 결함을 관찰하는 기능을 갖는 장치이다. 도 6 등에 나타내는 실시 형태 1의 결함 관찰 방법은, 시료(10)인 반도체 웨이퍼의 외주부·베벨부의 결함을 관찰하는 스텝을 갖는 방법이다.
실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)는, 현미경 내지 촬상 장치로서, 광학식 현미경 또는 SEM(2) 등을 사용해서, 웨이퍼의 외주부·베벨부에 있어서 복수의 채널(후술)의 화상을 베벨 화상으로서 촬상하는 촬상부와, 베벨 화상 중의 결함 부위를 검출하는 결함 검출부를 갖는다. 실시 형태 1의 결함 관찰 방법은, SEM(2) 등을 사용해서, 웨이퍼의 외주부·베벨부에 있어서 복수의 채널의 화상을 베벨 화상으로서 촬상하는 제1 스텝 S1과, 베벨 화상 중의 결함 부위를 검출하는 제2 스텝 S2를 갖는다.
실시 형태 1의 결함 관찰 방법에서는, 제2 스텝 S2는 판정 스텝 S606과, 방식 전환 스텝 S607과, 결함 관찰·검출 스텝 S608을 갖는다. 판정 스텝 S606은 베벨 화상과, 촬상 정보(촬상 위치, 촬상 배율 및 촬상 시야의 적어도 1개의 정보)를 사용해서, 베벨 화상 중의, 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치 및 오리플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하는 스텝이다. 방식 전환 스텝 S607은 판정 스텝 S606의 판정 결과, 및 제1 스텝 S1의 촬상에서 사용한 현미경/촬상 장치의 종류에 기초하여, 결함을 관찰·검출하는 방식(결함 검출 방식이라 기재하는 경우가 있다)을 전환해서 선택 적용하는 스텝이다.
복수의 채널의 베벨 화상이란, 예를 들어 이하와 같은 화상이다. 현미경/촬상 장치로서 예를 들어 SEM을 사용하는 경우에, 복수의 채널의 화상을 촬상하는 기능을 갖는 SEM(2)(도 2)을 사용할 수 있다. SEM(2)에서의 복수의 채널의 화상은, SEM(2)에 구비하는 복수의 검출기(111)에 의해 취득·촬상할 수 있는, 음영이 다른 복수의 종류의 화상이다.
이하의 실시 형태 1에서는, 결함 관찰 장치(1) 및 방법으로서, 반도체 웨이퍼를 시료로 하여, 적어도 반도체 웨이퍼의 베벨부를 대상으로 해서 결함을 관찰·검출하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 실시 형태 1에서는, 결함 관찰 장치(1)가 사용하는 현미경 또는 촬상 장치로서, SEM(2)(도 2)을 사용하는 예를 설명한다. 이것에 한정되지 않고, 현미경 또는 촬상 장치로서는, 광학식 현미경이나, 예를 들어 이온 등의 하전 입자를 사용한 하전 입자 빔 장치 등의, 다른 종류의 현미경이나 촬상 장치도 적용 가능하다. 결함 관찰 장치(1)를 포함하는 시스템에서의 처리는, 사용하는 현미경/촬상 장치의 종류나, 그 현미경/촬상 장치에서의 촬상 정보(촬상 위치, 촬상 배율, 촬상 시야 등의 정보)에 맞춘, 적절한 화상, 예를 들어 적절한 사이즈나 해상도 등의 화상을 사용해서 행해진다.
또한, 실시 형태 1에서는, 결함 관찰 장치(1)가 사용하는 현미경/촬상 장치(예를 들어 SEM(2))에 의한 촬상 화상으로서는, 기본적으로 촬상 방향으로서 웨이퍼 상면에 대하여 수직의 방향으로부터 촬상하는 화상(바꾸어 말하면 톱뷰 화상)을 사용하는 예를 설명한다. 이것에 한정되지 않고, 이 화상으로서는, 웨이퍼 상면의 수직 방향에 대하여 경사 방향(바꾸어 말하면 틸트 방향 등)으로부터 촬상하는 화상도, 마찬가지로 적용 가능하다.
또한, 실시 형태 1에서는, 결함 관찰 장치(1)는, 외부의 결함 검사 장치(5)(도 2)에서 생성되어 출력된 결함 검출 정보(8)(전술한 결함 후보 좌표를 포함한다)를 참조하고, 그 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 하여 베벨 화상 등을 촬상하는 경우를 설명한다.
[반도체 웨이퍼의 베벨부의 화상]
도 1은 전제 기술에 관한 설명도로서, 반도체 웨이퍼의 베벨부의 화상의 예를 나타내고, 특히 웨이퍼 에지, 노치 및 오리플랫의 예를 나타내는 모식 설명도이다. 도 1의 좌측에는, 웨이퍼의 원형 상면(바꾸어 말하면 표면)을 나타내고 있고, 도 1의 우측에는, 웨이퍼 상면 중, 베벨부(100)에 있는 일부 직사각형의 영역을 대상으로 촬상된 화상의 예를 나타내고 있다. 베벨부(100)는, 파선으로 링 형상의 영역으로서 개략적으로 도시하고 있다. 외주부인 베벨부(100)의 내측은, 내주부라 기재하는 경우도 있다.
도 1의 좌측에서, (a1)에서 나타내는, 위에서부터 첫번째 웨이퍼 W1은, 외주부인 베벨부(100)에 있어서 노치(121)를 갖는 예이며, 웨이퍼 상면의 원형의 내측에 있어서 복수의 직사각형의 영역이 구획해서 설정된 경우를 나타낸다. 이 영역은 칩 영역, 혹은 촬상 영역에 대응한다. (a2)에서 나타내는, 위에서부터 두번째 웨이퍼 W1은, (a1)과 같은 웨이퍼 W1의 베벨부(100)에 있어서, 촬상 영역이 설정된 예를 나타낸다. 그 촬상 영역을 예로 들어 영역 r1, 영역 r2로서 나타낸다. (a3)에서 나타내는, 위에서부터 세번째 웨이퍼 W2는, (a1)과는 다른 웨이퍼 W2로서 베벨부(100)에 오리플랫(122)을 갖는 예이며, 베벨부(100)에 있어서, 촬상 영역이 설정된 예를 나타낸다. 그 촬상 영역을 예로 들어 영역 r3으로서 나타낸다.
도 1의 우측에서, 3개의 화상은, 위에서부터 (b1)에서 나타내는, 영역 r1에 대응한 화상으로서, 웨이퍼 에지(131)가 비친(찍힌) 화상 g1과, (b2)에서 나타내는, 영역 r2에 대응한 화상으로서, 웨이퍼 에지(132) 및 웨이퍼 노치(133)가 비친 화상 g2와, (b3)에서 나타내는, 영역 r3에 대응한 화상으로서, 웨이퍼 에지(134) 및 오리플랫(135)이 비친 화상 g3을 나타낸다. 또한, 도 1 등의 예에서의 촬상 화상은, 실제로는 다치의 색이나 휘도를 갖지만, 도면에서는, 흰색, 그레이, 검은색 등이 적은 값, 혹은 도트 패턴 영역 등에 단순화해서 모식으로 도시하고 있다.
영역 r1의 화상 g1에 있어서, 영역 g11은 웨이퍼의 상면의 영역이다. 영역 g12는 협의의 베벨로서 모따기부, 경사면이 형성되어 있는 영역이다. 영역 g13은 웨이퍼 외부로서 예를 들어 배경에 있는 스테이지(도 2에서의 스테이지(109))의 일부가 어둡게 비치고 있는 영역이다. 영역 g14는 베벨부(100)에 발생하는 결함의 예를 나타낸다. 본 예에서는 특히, 웨이퍼 에지(131)의 1개소에 결함의 영역 g14가 발생하고 있다. 웨이퍼 에지(131)는 화상 g1 내에 있어서, 웨이퍼 영역, 특히 베벨의 영역 g12와, 외부의 영역 g13의 경계선에 상당한다. 웨이퍼 에지(131)는 원호의 곡선이지만, 화상 g1 내에서는 개략적으로 직선으로 보이고 있다. 본 예에서는, 웨이퍼 에지(131)의 선은, 화상 g1 내에서 직사각형의 영역의 종횡선(예를 들어 상변)에 대하여 -45도 정도로 개략적으로 사선으로서 배치되어 있다.
영역 r2의 화상 g2에 있어서, 노치(121)의 일부가 비치고(찍혀) 있다. 영역 g21은 웨이퍼 상면의 영역이다. 영역 g22는 협의의 베벨의 영역이다. 영역 g23은 웨이퍼 외부의 영역이다. 영역 g24는 베벨부(100), 특히 웨이퍼 에지(132) 상에 발생하는 결함의 예를 나타낸다. 웨이퍼 노치(133)는, 본 예에서는 화상 g2 내에서 베벨의 영역 g22 및 웨이퍼 에지(132)로부터 연속해서 좌측부에 비치고 있다. 이 웨이퍼 노치(133)의 형상은, 일례로서, 웨이퍼 상면에 수직한 단면이 아니고 경사면으로서 형성되어 있다.
영역 r3의 화상 g3에 있어서, 오리플랫(122)의 일부가 비치고 있다. 영역 g31은 웨이퍼 상면의 영역이다. 영역 g32는 협의의 베벨의 영역이다. 영역 g33은 웨이퍼 외부의 영역이다. 영역 g34는 베벨부(100), 특히 웨이퍼 에지(134)에 발생하는 결함의 예를 나타낸다. 오리플랫(135)은, 본 예에서는 화상 g3 내에서 베벨의 영역 g32 및 웨이퍼 에지(134)로부터 연속해서 좌측부에 비치고 있다. 이 오리플랫(135)의 형상은, 일례로서, 웨이퍼 상면에 수직한 단면으로서 형성되어 있다.
이하에서는, 설명 상, 웨이퍼 에지(131, 132) 등과 같은 웨이퍼 에지의 방향·각도를 사용하는 경우가 있다. 이 웨이퍼 에지의 방향·각도란, 도시된 바와 같이 촬상 화상 내에 있어서 비치고 있는 웨이퍼 에지(131) 등의 선의 배치의 방향이나 각도를 가리킨다.
도 1의 예와 같은 베벨부(100) 내의 촬상 영역은, 결함 검사 장치(5)(도 2)로부터의 결함 검출 정보(8)의 결함 후보 좌표에 기초하여 설정된다. 또한, 도 1의 예에 한하지 않고, 변형예에서는, 웨이퍼 상면에 있어서, 외주부인 베벨부(100) 모두를 망라하도록, 복수의 직사각형의 촬상 영역이 설정되어도 된다.
실시 형태 1에서는, 예를 들어 SEM(2)(도 2)는, 도 1의 예와 같은 베벨부(100)에서의 촬상 영역을 대상으로 촬상해서 베벨 화상으로서 얻는다. 각 촬상 영역은, 결함 후보 좌표에 대응시킨 SEM(2)에서의 2차원 좌표(X,Y)를 포함하도록, 촬상 위치, 촬상 시야가 설정된다. 또한, 변형예에서는, SEM(2)은 베벨부(100)의 동일한 영역(예를 들어 노치(121)나 오리플랫(122))을 대상으로, 복수의 화상을 촬상해도 되고, 동일한 영역을 대상으로, 소량씩 위치나 각도를 바꾸면서 복수의 화상을 촬상해도 된다.
또한, 설명상에서 등장하는 좌표나 위치는, 좌표계를 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 웨이퍼를 기준으로 한 웨이퍼 좌표계에서의 2차원 좌표(X,Y)로 해도 되고, 웨이퍼를 적재하는 스테이지(109)(도 2)를 기준으로 한 스테이지 좌표계에서의 2차원 좌표(X,Y)로 해도 된다. 혹은 현미경이나 촬상 장치가 촬상 좌표계를 갖는 경우에는 그 촬상 좌표계에서의 좌표로 해도 된다. 어느 것이든, 좌표나 위치는, 각 좌표계의 관계에 기초하여 적절하게 변환된다.
상기 예와 같이, 웨이퍼 상면에 대하여 수직의 방향으로부터 베벨부(100)를 촬상한 톱뷰의 베벨 화상에서는, 웨이퍼 내 영역과 웨이퍼 외 영역의 경계인 웨이퍼 에지(131) 등이나, 웨이퍼 노치(121) 또는 오리플랫(122)이 비치고 있는 경우가 있다. 화상 g1의 예에서는, 웨이퍼 노치(121) 등은 비치고 있지 않고, 웨이퍼 에지(131)만이 비치고 있다. 화상 g2의 예에서는, 웨이퍼 에지(132)와 웨이퍼 노치(133)의 양쪽이 비치고 있다. 화상 g3의 예에서는, 웨이퍼 에지(134)와 오리플랫(135)의 양쪽이 비치고 있다. 이와 같이, 대상 시료나, SEM(2) 등의 촬상 위치(예를 들어 영역 r1의 중심점)에 따라, 웨이퍼 에지나 웨이퍼 노치나 오리플랫의 유무나, 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향·각도가 다르다.
그 때문에, 종래가 단일의 결함 관찰·검출 방식에 의해, 이들의 모든 베벨 화상에 있어서의 결함을 고정밀도로 검출하는 것은 곤란하다.
[결함 관찰 장치]
도 2는 실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)의 구성을 나타낸다. 결함 관찰 장치(1)는, 크게 구별하여, 현미경 또는 촬상 장치인 SEM(2)(주사 전자 현미경)과, SEM(2)의 상위 제어 장치인 컴퓨터 시스템(3)을 가지고 구성되어 있다. 결함 관찰 장치(1)는, 구체예로서는, 전술한 ADR 기능을 갖는 시료 관찰 장치로서의 리뷰 SEM이다. SEM(2)에는, 접속선(바꾸어 말하면 신호선, 통신선) 등을 통해서, 컴퓨터 시스템(3)이 결합되어 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, SEM(2)을 제어하는 기능 등을 갖는 장치이며, 바꾸어 말하면 컨트롤러이다. 컨트롤러는 1 이상의 계산기여도 된다. 결함 관찰 장치(1)는, SEM(2)을 제어해서 SEM(2)에 의해 촬상한 화상을 취득하는 기능과, 그 촬상 화상에 기초하여 결함을 관찰·검출하는 기능을 적어도 갖는다. 결함 관찰 장치(1)는, 특히 전술한 ADR 기능을 갖는다.
결함 관찰 장치(1)는, 필요한 기능 블록이나 각종 디바이스를 구비하고 있지만, 도면에서는 필수 요소를 포함하는 일부를 도시하고 있다. 도 2의 결함 관찰 장치(1)를 포함하는 전체는, 바꾸어 말하면 결함 검사 시스템으로서 구성되어 있다.
통신망(9)(예를 들어 LAN)에는, 결함 관찰 장치(1)에 대한 외부 장치로서, 예를 들어 결함 검사 장치(5)나, 결함 분류 장치(6) 등이 접속되어 있다.
본 예에서는, 미리, 외부의 결함 검사 장치(5)에 있어서, 시료(10)인 반도체 웨이퍼를 대상으로 해서 검사한 결과로서, 결함 검출 정보(8)가 작성되고 있다. 결함 검출 정보(8)는, 결함 후보 좌표를 포함하는 정보이다. 결함 검사 장치(5)로부터 출력된 결함 검출 정보(8)는, 예를 들어 미리 외부 기억 디바이스(4)에 저장되어 있다. 이에 한정하지 않고, 결함 검출 정보(8)는, 통신망(9) 상의 서버 등의 데이터베이스 등에 저장되어도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 결함 관찰 시에는, 외부 기억 디바이스(4)로부터, 그 결함 검출 정보(8)을 읽어내서 참조한다.
결함 분류 장치(6)는, 전술한 ADC 기능을 갖는 장치 또는 시스템이다. 결함 분류 장치(6)는, 결함 관찰 장치(1)에서의 ADR 기능에 의한 결함 관찰의 처리 결과의 데이터·정보에 기초하여, ADC 처리를 행하여, 결함 및 결함 화상을 분류한 결과를 얻는다. 또한, 도 1의 구성예에 한하지 않고, 결함 관찰 장치(1)에 결함 분류 장치(6)가 병합된 형태도 가능하다.
또한, 도 2에서는, 상위 제어 장치가 1개의 컴퓨터 시스템(3)으로 구성되는 경우를 나타내고 있지만, 상위 제어 장치가 복수의 컴퓨터 시스템, 예를 들어 복수의 서버 장치 등으로 구성되어도 된다.
컴퓨터 시스템(3)은 제어부(102), 기억부(103), 연산부(104), 입출력 인터페이스(105), 통신 인터페이스(107), 유저 인터페이스 제어부(106) 등을 구비한다. 그들의 구성 요소는, 버스(114)에 접속되어 있고, 서로 통신이나 입출력이 가능하다.
제어부(102)는, 전체를 제어하는 컨트롤러에 상당한다. 제어부(102)는, 예를 들어 하드웨어 회로, 혹은 CPU 또는 MPU 또는 GPU 등의 프로세서를 가지고 구성되어 있다. 제어부(102)는, CPU 등의 프로세서를 갖는 경우, 프로세서가 기억부(103)로부터 읽어내진 프로그램에 따른 처리를 실행한다. 제어부(102)는, 예를 들어 프로그램 처리에 기초하여 각종 기능을 실현한다. 연산부(104)는, 예를 들어 CPU 또는 MPU 또는 GPU 등과, ROM이나 RAM 등의 메모리를 가지고 구성되어 있다. 연산부(104)는, 프로세서가 기억부(103)로부터 읽어내진 프로그램에 따라 연산을 행한다. 또한, 제어부(102)와 연산부(104)가 일체의 구성이어도 된다.
기억부(103)는 프로그램을 포함하는 각종 정보나 데이터를 기억하는 디바이스로 구성되며, 예를 들어 자기 디스크나 반도체 메모리 등을 구비하는 기억 매체 장치로 구성할 수 있다. 기억부(103)에는, 외부 기억 디바이스(4) 또는 통신망(9)으로부터 읽어들여진 프로그램 등의 데이터가 저장되어도 된다. 기억부(103)에는, 외부 기억 디바이스(4) 등으로부터 읽어들여진 결함 검출 정보(8) 등이 저장되어도 된다. 기억부(103)에는, SEM(2)로부터 취득된 화상 데이터가 저장되어도 된다.
입출력 인터페이스(105)는, 입력 디바이스, 출력 디바이스 및 외부 기억 디바이스(4)와의 인터페이스가 실장된 디바이스이며, 그들 디바이스와의 사이에서 데이터나 정보의 입출력을 행한다. 컴퓨터 시스템(3)에는, 입출력 인터페이스(105)를 통해서, 예를 들어 외부 기억 디바이스(4)가 접속되어 있다. 외부 기억 디바이스(4)에는, 각종 프로그램이나 데이터가 저장되어 있어도 된다. 외부 기억 디바이스(4)에는, 화상 데이터나 처리 결과 정보가 저장되어도 된다.
통신 인터페이스(107)는 LAN 등의 통신망(9)에 대응한 통신 인터페이스가 실장된 디바이스이며, 통신망(9)에 대하여 데이터나 정보를 송수신한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 통신 인터페이스(107)를 통해서, 통신망(9)과 접속된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 통신망(9)을 통해, 외부의 시스템이나 장치와 접속되어 통신 가능하다. 예를 들어, 통신망(9)에는, 결함 검사 장치(5)나 결함 분류 장치(6)가 접속되어 있다. 외부 장치의 다른 예로서는, 데이터 베이스 서버, 제조 실행 시스템(MES) 등을 들 수 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, 외부 장치로부터, 시료의 설계 데이터나, 제조 프로세스의 정보를 참조해도 된다. 제조 프로세스의 예로서는, 에칭 등을 들 수 있다.
유저 인터페이스 제어부(106)는, 유저, 바꾸어 말하면 오퍼레이터와의 사이에서 정보·데이터의 입출력을 행하기 위한 그래피컬·유저·인터페이스(GUI)를 포함하는 유저 인터페이스를 제공·제어하는 부분이다. 컴퓨터 시스템(3)에는, 유저 인터페이스 제어부(106)를 통해서, 입출력 단말기로서 유저 단말기(7)(바꾸어 말하면 클라이언트 단말기)가 접속되어도 된다. 유저 단말기(7)는, 통신망(9)에 접속된 장치로 해도 된다. 유저 단말기(7)나 다른 입출력 디바이스는, 컴퓨터 시스템(3)에 일체로서 내장된 부분으로 해도 된다. 유저 인터페이스 제어부(106)는, 유저 단말기(7)에 대하여, GUI에 대응한 화면(예를 들어 웹페이지)의 데이터를 제공한다. 입출력 인터페이스(105) 또는 유저 인터페이스 제어부(106)에는, 다른 입출력 디바이스, 예를 들어 표시 디바이스나 음성 출력 디바이스, 조작 디바이스 등이 접속되어도 된다.
유저는 유저 단말기(7) 혹은 다른 입출력 디바이스를 조작하고, 결함 관찰 장치(1), 특히 컴퓨터 시스템(3)에 대하여, 예를 들어 지시나 설정의 정보를 입력하고, 또한 예를 들어 화면에서 출력된 정보를 확인한다. 유저 단말기(7)는, 예를 들어 일반적인 PC를 적용 해도 된다. 유저 단말기(7)에는, 키보드, 마우스, 디스플레이 등이 내장되어도 되고, 외부 접속되어도 된다. 유저 단말기(7)는, 인터넷 등의 통신망(9) 상에 접속된 리모트 단말기로 해도 된다. 유저 인터페이스 제어부(106)는, GUI를 갖는 화면의 데이터를 작성해서 통신으로 유저 단말기(7)에 제공하고, 유저 단말기(7)는, 디스플레이에 그 화면을 표시한다.
결함 관찰 장치(1)를 포함하는 시스템은, 이하와 같은 형태로 해도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 클라이언트 서버 시스템, 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 IoT 시스템 등에 있어서의 서버로서 구성되어도 된다. 유저 단말기(7)는, 이 서버에 대한 클라이언트 컴퓨터로서 구성되어도 된다. 또한, 예를 들어 컴퓨터 시스템(3) 또는 외부 장치는, 기계 학습을 행해도 된다. 기계 학습에는, 많은 컴퓨터 자원이 요구되는 경우가 있다. 이 경우, 클라우드 컴퓨팅 시스템 등의 서버군에 있어서, 기계 학습에 관한 처리를 행하게 해도 된다. 또한, 서버군과 클라이언트 컴퓨터 사이에서 기능을 분담해도 된다.
유저는, 예를 들어 클라이언트 컴퓨터인 유저 단말기(7)를 조작하고, 유저 단말기(7)는, 서버인 컴퓨터 시스템(3)에 대하여 요구를 송신한다. 서버는, 요구를 수신하고, 요구에 따른 처리(예를 들어 촬상이나 결함 관찰 처리)를 행한다. 예를 들어, 서버는, 요구된 화면(예를 들어 웹페이지)의 데이터를, 응답으로서 유저 단말기(7)로 송신한다. 유저 단말기(7)는, 그 응답의 데이터를 수신하고, 디스플레이에 그 화면(예를 들어 웹페이지)을 표시한다.
[촬상 장치]
도 2에서, 촬상 장치인 SEM(2)은, 하우징(101) 내에, 스테이지(109), 전자총(110), 도시하지 않은 전자 렌즈, 편향기(112) 및 검출기(111) 등을 구비하고 있다. 스테이지(109)는, 바꾸어 말하면 시료대이며, 시료(10)인 반도체 웨이퍼가 적재·보유 지지되고, 적어도 수평 방향(도시한 X, Y 방향)으로 이동 가능하다. 전자총(110)은, 스테이지(109) 상의 시료(10)에 대하여 전자 빔을 조사하기 위한 전자총이다. 도시하지 않은 전자 렌즈는, 전자 빔을 시료(10)의 면 상에 수속시킨다. 편향기(112)는, 전자 빔을 시료(10)의 면 위에서 주사하기 위한 편향기이다. 검출기(111)는, 전자 빔의 조사에 의해 시료(10)로부터 발생한 2차 전자나 반사 전자 등의 전자·입자를 검출한다. 바꾸어 말하면, 검출기(111)는 시료(10)의 면의 상태를 화상으로서 검출한다. 본 예에서는, 검출기(111)는, 도시된 바와 같이, 복수의 검출기로서 갖는다.
본 예에서는, 상위 제어 장치인 컴퓨터 시스템(3)은, SEM(2)의 스테이지(109), 전자총(110), 편향기(112) 및 검출기(111) 등의 요소를 제어한다. 또한, 스테이지(109) 등의 기구의 구동을 위한 구동 회로 등의 요소에 대해서는 도시를 생략하고 있다.
SEM(2)의 검출기(111)에 의해 검출된 정보, 바꾸어 말하면 화상 신호 또는 화상 데이터는, 접속선을 통해서, 컴퓨터 시스템(3)에 공급된다. 또한, 검출기(111)의 내부 또는 후단에는, 아날로그·디지털 변환 회로 등의 회로를 가져도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, SEM(2)의 검출기(111)로부터 공급된 화상 신호를, 제어부(102) 또는 연산부(104) 등에 의해 처리하고, 처리한 데이터·정보를, 기억부(103) 등에 저장한다.
SEM(2)은 컴퓨터 시스템(3)으로부터의 제어 등에 기초하여, 설정된 촬상 조건에 따라, 시료(10)인 반도체 웨이퍼의 화상을 촬상한다. 컴퓨터 시스템(3)은, SEM(2)에서 촬상된 화상인 검출기(111)로부터의 화상 신호를 처리함으로써, 시료(10)에 대한 결함 관찰 처리를 실현한다. 결함 관찰 장치(1)는, SEM(2)을 사용하여, 시료(10)인 웨이퍼의 외주부·베벨부를 촬상해서 베벨 화상을 취득하고, 베벨 화상으로부터 결함을 관찰·검출한다.
도 2의 결함 관찰 장치(1)는, 결함 검사 장치(5)로부터의 결함 후보 좌표에 기초하여 시료(10)를 촬상하는 현미경 또는 촬상 장치로서 SEM(2)을 구비하고 있다. 혹은 결함 관찰 장치(1)는, 외부의 현미경 또는 촬상 장치를 사용하여, 마찬가지 동작을 해도 된다. 결함 관찰 장치(1)의 특히 컴퓨터 시스템(3)은, 그 외부의 현미경 또는 촬상 장치를 제어하거나, 그 외부의 현미경 또는 촬상 장치로부터 촬상 화상을 취득해도 된다. 바꾸어 말하면, 단일의 결함 관찰 장치(1)에 한정되지 않고, 결함 관찰 장치와 현미경/촬상 장치를 구비하는 시스템으로 해도 된다.
변형예로서, 결함 관찰 장치(1)가 사용하는 현미경/촬상 장치는, SEM과 광학식 현미경의 양쪽을 구비하고, 그들을 구분지어 사용하는 것으로 해도 된다.
[SEM의 검출기의 구성예]
도 3은 결함 관찰에서 사용하는 SEM(2)에 있어서의 검출기(111)의 구성예를 나타낸다. 도 3에서는, 복수의 검출기(111)의 배치의 개요에 대한 사시도를 나타낸다. 본 예에서는, SEM(2)은 복수의 검출기(111)로서, 5개의 검출기(201 내지 205)를 갖는다. 검출기(111)의 수는, 이것에 한정되지 않는다. 도시의 x축 및 y축은, 수평면에 있어서 직교하는 2개의 수평 방향이며, z축은 x축 및 y축에 대하여 수직인 연직 방향이다.
검출기(201) 및 검출기(202)는 y축을 따른 위치 P1 및 위치 P2에 배치되어 있다. 검출기(203) 및 검출기(204)는 x축을 따른 위치 P3 및 위치 P4에 배치되어 있다. 이들의 4개의 검출기(201 내지 204)는, 스테이지(109) 상의 시료(10)(도 3에서는 반도체 웨이퍼(210)로서 원형으로 나타낸다)의 면에 대하여, z축에 있어서 상방에 동일한 높이 위치의 평면 내에 배치되어 있다. 수평면에서 z축의 위치에 시료(10)의 중심이 배치되어 있는 것으로 한다. 그 경우에, 4개의 검출기(201 내지 204)는, 그 z축을 기준으로 하여, 동일한 높이 위치의 평면 내에서, y축의 정부의 위치와 x축의 정부의 위치의 합계 4개의 위치에 배치되어 있다. 위치 P1은 중심의 z축으로부터 y축에서의 정방향으로 소정의 거리의 위치이다. 위치 P2는 중심의 z축으로부터 y축에서의 부방향으로 동일하게 소정의 거리의 위치이다. 위치 P3은 중심의 z축으로부터 x축에서의 부방향으로 소정의 거리의 위치이다. 위치 P4는 중심의 z축으로부터 x축에서의 정방향으로 동일하게 소정의 거리의 위치이다.
4개의 검출기(201 내지 204)는, 웨이퍼면에서의 특정한 방출 각도(앙각 및 방위각으로 나타난다)를 갖는 전자를 선택적으로 검출할 수 있도록 배치되어 있다. 즉, 예를 들어 검출기(201)는, 반도체 웨이퍼(210)의 상면으로부터, y축의 정방향(도시의 화살표 방향)을 따라 방출된 전자를 효율적으로 검출 가능하다. 또한, 예를 들어 검출기(204)는, x축의 정방향을 따라 방출된 전자를 효율적으로 검출 가능하다.
이들 4개의 검출기(201 내지 204)에 의하면, 마치 각각의 검출기에 대하여 대향 방향으로부터 광을 조사한 것 같은 콘트라스트가 부여된 화상, 바꾸어 말하면 음영을 갖는 화상을 취득 가능하다. 바꾸어 말하면, 시료(10)의 상면에 대하여, 수직한 z축을 기준으로 하여, x축이나 y축에서 기운 경사 방향으로부터 광을 조사한 것 같은 콘트라스트가 부여된 화상을 취득 가능하다.
또한, 검출기(205)는, z축을 따라, 4개의 검출기(201 내지 204)가 배치된 z축의 평면보다 상방에 이격된 소정의 위치 P5에 배치되어 있다. 위치 P5는 z축 상의 위치로 해도 되고, 도시된 바와 같이, 중심의 z축부터 수평 방향으로 소정의 거리를 둔 위치로 해도 된다. 위치 P5는 위치 P1 내지 P4보다 중심의 z축에 가까운 위치에 있다. 검출기(205)는, 주로 반도체 웨이퍼(210)의 면으로부터 z축을 따라 상방으로 방출된 전자를 효율적으로 검출 가능하다.
이와 같이, 복수의 검출기(111)가 다른 축을 따라 다른 위치에 배치된 구성에 의해, 각각 콘트라스트가 부여된 화상, 바꾸어 말하면 음영이 다른 복수의 채널의 화상을 취득 가능하고, 보다 상세한 결함 관찰·검출이 가능해진다. 이것에 한정되지 않고, 복수의 검출기(111)는, 도 3의 구성예와는 다른 수나 배치로 해도 되고, 5개의 검출기(201 내지 205)의 배치의 상세는 특별히 제한되지 않는다.
[결함 후보 좌표]
도 4는 시료(10)인 반도체 웨이퍼(210)의 상면에 있어서의, 결함 검사 장치(5)로부터 출력된 결함 검출 정보(8)(도 2)로 나타나는 결함 후보 좌표의 예를 나타내는 설명도이다. 도 4에서는, x-y면에 있어서, 반도체 웨이퍼(210)의 원형 상면에 있어서의 결함 후보 좌표를, ×표의 점으로 도시하고 있다. 결함 관찰 장치(1)로부터 보면, 이 결함 후보 좌표는, 관찰이나 검사의 대상 위치이다. 격자 상으로 배치된 직사각형의 영역(211)은, 반도체 웨이퍼(210)의 상면의 영역 내에 형성되어 있는 복수의 칩(바꾸어 말하면 다이)의 영역을 나타내고 있다.
또한, 파선으로 나타내는 링 형상의 영역(212)은, 웨이퍼의 외주부인 베벨부(100)(도 1)에 대응한 영역을 나타낸다. 이 베벨부의 영역(212)에는, 전술한 바와 같이, 협의의 베벨, 노치, 오리플랫 등이 형성되어 있는 경우가 있다. 또한, 결함 검사 장치(5)는, 이러한 베벨부의 영역(212)도 대상으로 하여, 결함 후보를 판정·검출하고 있어도 된다. 그 경우, 결함 검출 정보(8)에는, 베벨부의 영역(212)에서의 결함 후보 좌표도 포함되어 있다. 예를 들어, 결함 후보 좌표(213)는 베벨부의 영역(212) 내에 있는 결함 후보의 예이다.
실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)는, 이러한 결함 검출 정보(8)의 결함 후보 좌표에 기초하여, SEM(2)을 사용하여, 반도체 웨이퍼(210)의 상면에 있어서의 내주부 및 외주부를 포함하는 영역을 촬상한다. 결함 관찰 장치(1)는, 예를 들어 결함 후보 좌표(X,Y)를 중심 촬상 위치로 하여, 촬상 영역을 설정한다. 예를 들어 촬상 영역(214)은, 결함 후보 좌표(X,Y)를 중심 촬상 위치로서 설정한 촬상 영역의 예이다. 촬상 영역(214)의 크기는, 칩 등의 영역과 동일한 사이즈로 해도 되고, 그것과는 다른 사이즈로 해도 된다. SEM(2)은, 그러한 각 촬상 영역(214)을 대상으로, 복수의 검출기(111)를 사용해서, 1개 이상의 화상을 촬상한다. 베벨부의 영역(212)를 대상으로 촬상된 화상은, 베벨 화상으로서 얻어진다.
[현미경/촬상 장치의 종류의 정보]
결함 관찰에서 사용하는 현미경/촬상 장치의 종류의 정보(후술하는 도 6에서의 정보(604))란, 상기와 같은 베벨 화상의 촬상에 있어서, 어느 종류의 현미경/촬상 장치를 사용했는지를 나타내는 정보이다. 예를 들어, 결함 관찰 장치(1)를 포함하는 시스템이, SEM(2)와 광학식 현미경의 양쪽을 구비하는 경우에는, 그들의 어느 쪽을 사용했는지를 나타내는 정보이다. 또한, 복수의 종류 또는 개수의 SEM이나 광학식 현미경이 있어도 되고, 그 경우에는, 현미경/촬상 장치의 종류의 정보란, 그들 중 어느 1개의 현미경/촬상 장치를 사용했는지를 나타내는 정보이다.
현미경/촬상 장치의 종류의 정보는, 촬상된 화상 등과 관련지어지고, 관리 및 기억된다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(3)은 현미경/촬상 장치의 종류의 정보를, 화상과 함께, 기억부(103) 혹은 다른 데이터베이스 등에 기억한다. 예를 들어, 기억부(103) 등에, 관리용의 테이블을 가져도 된다. 또한, 화상의 속성 정보의 하나로서, 현미경/촬상 장치의 종류의 정보를 가져도 된다. 화상 파일의 헤더나 메타데이터로서, 속성 정보가 기술되어도 된다.
[결함의 보이는 방식]
이어서, 도 5를 사용하여, 시료(10)인 웨이퍼의 면에 존재하는 볼록 형상의 결함과 오목 형상의 결함을 촬상한 경우의, 화상에 있어서의 결함이 보이는 방식의 차이에 대해서 설명한다. 도 5는 결함 관찰 장치(1)의 SEM(2)의 검출기(111)(도 3)에 의한 화상에 있어서의, 요철 형상의 결함이 보이는 방식의 차이를 도시하는 설명도이다. 도 5에서의 중앙부에는, 종단면인 x-z면에서, 시료(10)의 볼록 형상 결함(501) 및 오목 형상의 결함(504)을 모식으로 도시하고 있다. 볼록 형상의 결함(501)은 시료(10)의 상면으로부터 상측으로 반구상으로 나와 있다. 오목 형상의 결함(504)은, 시료(10)의 상면부터 하측으로 반구상으로 이지러져 있다. 또한, 도 5의 중앙부에서는, 복수의 검출기(111) 중, x축으로 정부의 위치에 있는 검출기(203) 및 검출기(204)만을 도시하고 있다.
화상(502)은 볼록 형상의 결함(501)을 대상으로, 검출기(203)를 사용해서 생성된 화상을, 화상(503)은 검출기(204)를 사용해서 생성된 화상을, 모식적으로 나타내고 있다. 전술한 바와 같이, 각 검출기(111)의 화상은, 마치 검출기(111)의 위치로부터 빛을 비추는 것 같은 콘트라스트 내지 음영이 부여된 화상으로서 취득된다. 그 때문에, 화상(502)은 결함(501)에 대하여 검출기(203)가 있는 도시의 좌측 상방으로부터 빛을 비추는 것 같은 화상으로서 얻어진다. 즉, 화상(502)에서는, 결함(501)의 볼록부의 좌측은, 화살표로 나타낸 바와 같이 빛이 닿아서 상대적으로 밝고, 볼록부의 우측은, 그림자가 생겨서 상대적으로 어두워진 것 같은 화상이 얻어진다. 화상(503)에 있어서도 마찬가지이며, 화상(502)과는 x축의 정부에서 명암이 생기는 방식이 역전한다.
화상(505)은 오목 형상의 결함(504)을 대상으로, 검출기(203)를 사용해서 생성된 화상을, 화상(506)은 검출기(204)를 사용해서 생성된 화상을, 모식적으로 나타내고 있다. 화상(505)은 결함(504)에 대하여, 검출기(203)가 있는 도시의 좌측 상방으로부터 빛을 비추는 것 같은 화상으로서 취득된다. 즉, 화상(505)에서는, 결함(504)의 오목부 우측은, 화살표로 나타낸 바와 같이 빛이 닿아서 상대적으로 밝고, 오목부의 좌측은 그림자가 생겨서 상대적으로 어두워진 것 같은 화상으로서 얻어진다. 화상(506)에 있어서도 마찬가지이며, 화상(505)과는 x축의 정부에서 명암이 생기는 방식이 역전한다.
상기 예와 같이, SEM(2)은, 복수의 검출기(111)를 사용한 복수의 채널의 화상으로서, 음영이 다른 복수의 종류의 화상을 촬상·취득할 수 있다. 또한, 검출기(203) 및 검출기(204)의 화상을 예로 들어 설명했지만, y축에서의 검출기(201) 및 검출기(202)의 화상에 대해서도 마찬가지가 된다.
[결함 관찰 및 흐름]
이어서, 도 6 등을 사용해서, 실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)에서 실시되는 실시 형태 1의 결함 관찰 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치(1)에서 실시되는 실시 형태 1의 결함 관찰 방법에 있어서의, 전체적인 처리·동작을 나타내는 흐름도이다. 실시 형태 1의 결함 관찰 방법은, 결함 관찰 장치(1)가 SEM(2)을 사용해서 시료(10)의 베벨부에 있어서 복수의 채널의 화상을 베벨 화상으로서 촬상하는 화상 촬상 스텝인 제1 스텝 S1과, 촬상된 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 결함 검출 스텝인 제2 스텝 S2를 구비한다. 제2 스텝 S2는, 판정 스텝 S606과, 방식 전환 스텝 S607과, 결함을 검출하는 스텝 S608을 구비한다.
판정 스텝 S606은, 베벨 화상(605), 및 촬상 정보(603)(촬상 위치, 촬상 배율, 촬상 시야 등의 적어도 하나를 포함하는 정보)를 사용해서, 베벨 화상(605) 중에 있어서의, 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치 및 오리플랫 중 적어도 1개의 부위의 비침(찍힘)의 유무를 판정하는 스텝이다. 방식 전환 스텝 S607은, 판정 스텝 S606의 판정 결과, 및 촬상 스텝 S602에서 사용한 현미경/촬상 장치의 종류의 정보(603)에 기초하여, 후보가 되는 복수의 방식 중에서, 결함을 검출하는 방식인 결함 검출 방식을 전환해서 선택 적용하는 스텝이다. 스텝 S608은, 전환된 방식에 기초하여 베벨 화상(605) 중에서 결함을 검출하는 스텝이다.
반도체 웨이퍼의 외주부·베벨부의 결함 관찰에 대한, 종래의 과제로서, 도 1과 같이, 베벨 화상의 촬상 위치에 따라, 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 오리플랫 등의 유무나, 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향·각도가 다르기 때문에, 단일의 결함 검출 방식에 의한 결함 검출은 곤란한 점이 있었다.
이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서는, 베벨 화상, 촬상 정보, 현미경/촬상 장치의 종류의 정보를 사용하여, 베벨부의 대상에 적합한 결함 검출 방식을 전환해서 선택 적용한다. 이에 의해, 종래보다, 결함 검출의 정밀도가 향상된다. 또한, 여기에서의 방식이란, 필요한 소프트웨어나 하드웨어, 필요한 스텝이나 프로그램 등을 포함하는, 방법, 장치, 프로그램 등의 총칭이다.
도 6에서, 결함 관찰 장치(1)에 의한 결함 관찰에서는, 입력으로서, 검사 대상의 반도체 웨이퍼(601)(실물 및 시료 정보 등)와, 결함 검사 장치(5)로부터 보내진 결함 검출 정보(8)의 결함 후보 좌표(602)를 사용한다. 본 흐름의 개요로서는, 결함 관찰 장치(1)는, 각 결함 후보 좌표에 대하여, 화상 촬상 스텝 S1 및 결함 검출 스텝 S2를 실행하고, 결함 좌표(608)를 취득하고, 얻어진 결함 좌표(608)를 사용해서 관찰 화상 촬상 스텝 S609를 실행해서 관찰 화상(609)을 취득한다. 결함 관찰 장치(1)는, 이 일련의 처리를, 모든 결함 후보 좌표에 대하여 마찬가지로 반복해서 실행하고, 모든 결함 후보 좌표의 관찰 화상(609)을 취득하고, 결함 관찰을 종료한다.
제1 스텝 S1인 화상 촬상 스텝은, 결함 관찰 장치(1)가, 대상으로 하는 결함 후보 좌표(602)에 기초하여, SEM(2)을 사용해서 반도체 웨이퍼(601)의 베벨부의 베벨 화상(605)을 촬상해서 취득하는 스텝이다. 제1 스텝 S1은, 상세하게는, 스텝 S601, 스텝 S602를 갖는다. 스텝 S601은, 결함 후보 좌표마다 마찬가지로 반복하여, 착안하는 결함 후보 좌표를 i라 하고, 처리해야 할 결함 후보 좌표를 1 내지 L이라 하여, i마다 마찬가지로 반복한다. 스텝 S602에서는, 컴퓨터 시스템(3)이, SEM(2)을 제어하고, SEM(2)에 의해 촬상한 화상을, 베벨 화상(605)으로서 취득한다.
제2 스텝인 결함 검출 스텝 S2는, 크게 구별하여, 판정 스텝 S606, 방식 전환 스텝 S607 및 결함 검출 스텝 S608의 3개의 처리 스텝으로 나뉘어져 있다.
판정 스텝 S606에서는, 입력으로서, 화상 촬상 스텝 S601에서 촬상된 베벨 화상(605)과, 촬상 정보(603)를 사용한다. 입력으로서 적어도 베벨 화상(605)이 사용된다. 촬상 정보(603)는 사용된 SEM(2)에 의해 베벨 화상(605)을 촬상했을 때의 관련된 각종 정보이다. 촬상 정보(603)로서는, 베벨 화상(605)의 촬상 위치, 촬상 배율, 및 촬상 시야 등의 정보가 사용된다. 판정 스텝 S606에서는, 결함 관찰 장치(1)의 컴퓨터 시스템(3)이, 입력된 베벨 화상(605) 및 촬상 정보(603)에 기초하여, 베벨 화상(605) 중에 있어서의, 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치 및 오리플랫 중 적어도 1개의 부위에 대한 비침의 유무를 판정한다. 판정 스텝 S606의 결과·출력으로서, 판정 결과(606)가 얻어진다.
판정 스텝 S606의 판정 처리에서는, 예를 들어 베벨 화상(605)의 촬상 정보(603)에 있어서의 촬상 위치, 촬상 배율 및 촬상 시야 등의 정보를 사용하여, 베벨 화상(605) 내에서의 휘도나 영역 형상 등을 판단함으로써, 웨이퍼 에지나 웨이퍼 노치 등의 유무가 판정된다. 이 판정 처리에서는, 공지의 각종 화상 처리 기술을 사용해도 된다.
방식 전환 스텝 S607은, 결함 관찰 장치(1)의 컴퓨터 시스템(3)이, 판정 스텝 S606이 출력하는 판정 결과(606)와, 제1 스텝 S1 중의 촬상 스텝 S602에서 사용한 현미경/촬상 장치의 종류의 정보(604)에 기초하여, 결함 검출 방식의 전환을 실행하는 스텝이다. 이 전환의 상세에 대해서는 도 7에서 후술한다. 현미경/촬상 장치의 종류의 정보(604)는, 실시 형태 1에서는 SEM(2)을 나타내는 정보이다.
실시 형태 1에서 후보로서 사용하는 복수의 결함 검출 방식의 예로서는, 도시하는 4개의 방식이 있다. 즉, 복수의 방식은 (A) 통계 화상 비교 방식(611)과, (B) 참조 화상 촬상 방식(612)과, (C) 화상 추정 방식(613)과, (D) 유사 데이터 비교 방식(614)의 4개를 갖는다. 실시 형태 1에서는, 대상인 베벨 화상마다, 이들 4개의 방식에서 선택된 1개의 방식이 적용된다. 또한, 사용하는 방식은, 이들 4개의 방식에 한정하는 것은 아니고, 다른 결함 검출 방식을 사용해도 된다. 각 결함 검출 방식의 상세에 대해서는 후술한다.
제2 스텝 S2에서는, 마지막으로, 결함 검출 스텝 S608에서, 결함 관찰 장치(1)의 컴퓨터 시스템(3)이, 방식 전환 스텝 S607에 의해 선택된 결함 검출 방식을 사용해서, 베벨 화상(605)으로부터, 결함 부위를 검출한다. 결함 검출 스텝 S608의 결과·출력으로서, 검출된 결함의 위치를 나타내는 결함 좌표(608)가 얻어진다.
마지막으로, 관찰 화상 촬상 스텝 S609에서는, 결함 관찰 장치(1)의 컴퓨터 시스템(3)이, 결함 좌표(608)에 기초하여, 예를 들어 SEM(2)에 의해, 결함 좌표(608)를 포함한, 결함 관찰을 위한 고화질에 의한 화상을 촬상하고, 이 결과로서, 관찰 화상(609)이 얻어진다. 또한, 관찰 화상 촬상 스텝 S609 이후는, 임의의 기술을 적용할 수 있고, 적용하는 기술을 한정하는 것은 아니다. 일례로서는, SEM(2) 이외의 하전 입자 빔 장치 등의 촬상 장치를 사용하여, 관찰 화상(609)을 촬상해도 된다.
[결함 검출 방식의 전환]
도 7은 실시 형태 1에서의, 상기 판정 스텝 S606 및 방식 전환 스텝 S607에 대한 설명도로서, 베벨 화상의 분류, 및 결함 검출 방식의 선택 적용의 예를 나타낸다. 도 7의 (A)에서는, 결함 후보가 포함되어 있는 베벨 화상의 사례를 나타낸다. 일반적으로, 반도체 웨이퍼(예를 들어 도 1이나 도 4)에 있어서, 결정 방위를 나타내는 웨이퍼 노치와 오리플랫은, 그들의 어느 한쪽이 사용되기 때문에, 동일 웨이퍼 상에 그들이 동시에 존재하는 일은 없다. 그 때문에, 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치 및 오리플랫의 3종류의 형상·구조에 관한 유무는, 도 7의 (A)와 같은 6개의 사례를 상정할 수 있다. 도 7에서는, 6개의 사례를, 제1 사례 내지 제6 사례로서 나타내고 있다.
도 7의 (A)의 표에 있어서, 2행은 베벨 화상 내에 웨이퍼 에지의 비침이 없는 경우와 웨이퍼 에지의 비침이 있는 경우에 대응하고 있고, 3열은 웨이퍼 노치 및 오리플랫의 투영에 관한 3개의 경우에 대응하고 있다. 그들의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치 및 오리플랫의 투영 유무에 관한 조합으로서, 도시하는 6개의 항목의 제1 사례 내지 제6 사례가 있다. 각 항목에는 각 사례의 베벨 화상의 예를 도시하고 있다.
또한, 도 7의 (B)의 표에는, (A)와 대응시켜서, 항목마다, 각 사례에 대하여 선택 적용 가능한 후보가 되는 결함 검출 방식, 및 특히 실시 형태 1에서 선택 적용하는 방식의 예를 정리한 것을 도시하고 있다.
제1 사례의 베벨 화상(701)은, 웨이퍼 에지의 비침이 없음, 또한 웨이퍼 노치 및 오리플랫의 비침이 없음이다. 또한, 베벨 화상(701) 중, 영역 a1은 결함 후보를 나타내고, 선 a2는 웨이퍼 상면에 있어서의 협의의 베벨의 한쪽 단부를 나타내고 있다. 이러한 베벨 화상(701)에 대해서는, 결함 검출 방식으로서, 도 6의 (A)의 통계 화상 비교 방식(611), (B)의 참조 화상 촬상 방식(612), (C)의 참조 화상 추정 방식(613) 및 (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)의 어느 것의 방식도 사용 가능하다. 실시 형태 1의 예에서는, 특히 (A)의 통계 화상 비교 방식(611)을 사용하는 것이 유효하기 때문에, 이 방식을 적용한다. 통계 화상 비교 방식(611)은, 이상값 검출의 방법에 기초하여 결함 부위를 검출하는 방식이다.
제2 사례의 베벨 화상(702)은, 웨이퍼 에지의 비침(찍힘)이 있고, 또한 웨이퍼 노치 및 오리플랫의 비침이 없음이다. 또한, 베벨 화상(702) 중, 영역 a3은 웨이퍼 상면에 대하여 외부에 있는 배경 영역이다. 영역 a4는 협의의 베벨이 비치고 있는 영역이다. 웨이퍼 에지(721)는, 협의의 베벨의 영역 a4와 배경의 영역 a3의 경계선이다. 본 예에서는 웨이퍼 에지(721) 상에 결함 후보의 영역 a5가 있다.
이러한 베벨 화상(702)에 대해서는, 결함 검출 방식으로서, (B)의 참조 화상 촬상 방식(612), (C)의 참조 화상 추정 방식(613), (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)이 사용 가능하다. 이 베벨 화상(702)에서는, 웨이퍼와 배경의 경계인 웨이퍼 에지(721)의 방향·각도가, 당해 화상 중에서 대략 일정해지고 있다. 본 예에서는, 베벨 화상(702) 중에서의 웨이퍼 에지(721)는 대략 직선으로 되어 있고, 당해 웨이퍼 에지(721)의 배치의 방향·각도는, 예를 들어 당해 화상의 직사각형의 상변(바꾸어 말하면 횡축인 x축)에 대하여 -45도 정도로 기운 각도이다. 그 때문에, 제1 스텝 S1에서 사용하는 현미경/촬상 장치의 종류의 정보(604)도 사용하여, 실시 형태 1의 예에서는, (C)의 참조 화상 추정 방식(613) 또는 (B)의 참조 화상 촬상 방식(612)를 사용하는 것이 유효하기 때문에, 그들 중 한쪽의 방식, 예를 들어 (C)의 방식을 적용한다.
제3 사례의 베벨 화상(703)은, 웨이퍼 에지의 비침이 없음, 또한 웨이퍼 노치의 비침이 있음이다. 또한, 베벨 화상(703) 중, 영역 a6은 웨이퍼 영역(비웨이퍼 노치의 영역, 예를 들어 협의의 베벨의 영역)이다. 영역 a7은 웨이퍼 노치의 영역이다. 선 a8은 웨이퍼 영역 a6과 웨이퍼 노치의 영역 a7의 경계선이다. 웨이퍼 노치의 선 a8은 웨이퍼 에지와는 구별된다. 영역 a9는 웨이퍼 영역에서의 결함 후보의 예이다.
제4 사례의 베벨 화상(704)은, 웨이퍼 에지의 비침이 없음, 또한 오리플랫의 비침이 있음이다. 또한, 베벨 화상(704) 중, 영역 a10은 웨이퍼 영역, 영역 a11은 배경 영역이다. 선 a12는 오리플랫을 구성하는 직선이고, 웨이퍼 영역 a10과 배경 영역 a11의 경계선이다. 오리플랫의 선 a12는 웨이퍼 에지와는 구별된다. 영역 a13은 오리플랫의 선 a12 상의 결함 후보의 예이다.
이러한 베벨 화상(703) 및 베벨 화상(704)에 대해서는, 결함 검출 방식으로서, (B)의 참조 화상 촬상 방식(612), (C)의 참조 화상 추정 방식(613) 및 (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)이 사용 가능하다. 웨이퍼 노치 또는 오리플랫은, 웨이퍼의 베벨부의 한정적인 영역에 만들어져 있기 때문에, 동일 웨이퍼 내에는 그 웨이퍼 노치 또는 오리플랫과 외관이 유사한 영역이 없다. 그 때문에, 베벨 화상(703) 및 베벨 화상(704)과 같은 사례에서는, (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)이 유효하고, 실시 형태 1의 예에서는, 특히 (D)의 방식을 적용한다.
제5 사례의 베벨 화상(705)은, 웨이퍼 에지의 비침이 있고, 또한 웨이퍼 노치의 비침이 있음이다. 또한, 베벨 화상(705) 중, 영역 a14는 웨이퍼 영역, 영역 a15는 배경 영역이다. 영역 a16은 웨이퍼 노치의 영역이다. 선 a17은 웨이퍼 에지이고, 영역 a14와 영역 a15의 경계선이다. 선 a18은 웨이퍼 노치를 구성하는 선이고, 웨이퍼 노치의 영역 a16과 배경 영역 a15의 경계선이다. 영역 a19는 웨이퍼 에지 상의 결함 후보의 예이다.
제6 사례의 베벨 화상(706)은 웨이퍼 에지의 비침이 있고, 또한 오리플랫의 비침이 있음이다. 또한, 베벨 화상(706) 중, 영역 a20은 웨이퍼 영역, 영역 a21은 배경 영역이다. 선 a22는 웨이퍼 에지이고, 영역 a20과 영역 a21의 경계선이다. 선 a23은 오리플랫을 구성하는 직선이고, 웨이퍼 영역 a20과 배경 영역 a21의 경계선이다. 오리플랫의 선 a23은 웨이퍼 에지와는 구별된다. 영역 a24는 영역 a20(협의의 베벨) 내의 결함 후보의 예이다.
이러한 베벨 화상(705) 및 베벨 화상(706)에 대해서는, 결함 검출 방식으로서, (B)의 참조 화상 촬상 방식(612), (C)의 참조 화상 추정 방식(613), (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)이 사용 가능하다. 베벨 화상(705) 및 베벨 화상(706)은 웨이퍼와 배경의 경계선의 배치의 방향·각도가, 당해 화상 내에서 급격하게 변화하고 있다. 예를 들어, 베벨 화상(705) 내에서는, 어느 각도의 웨이퍼 에지의 선 a17로부터, 다른 어느 각도의 웨이퍼 노치의 선 a18에 연결되어 있다. 이들의 선간에서의 각도의 변화(바꾸어 말하면 차)는, 예를 들어 135도 정도이다. 또한, 베벨 화상(706) 내에서는, 어느 각도의 웨이퍼 에지의 선 a22로부터, 다른 어느 각도의 오리플랫의 선 a23에 연결되어 있다. 이들의 선간에서의 각도의 변화는, 예를 들어 170도 정도이다. 또한, 이들의 사례에서는, 베벨 화상(703) 및 베벨 화상(704)의 사례와 마찬가지로, 동일 웨이퍼 내에는 외관이 유사한 영역이 없다. 그 때문에, 이들 사례에서는, (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)이 유효하고, 실시 형태 1에서는, 특히 (D)의 방식을 적용한다.
[(A) 통계 화상 비교 방식]
도 6의 (A)의 통계 화상 비교 방식(611)은, 화상 전체에서의 휘도의 평균값 등을 계산하고, 그 평균값 등에 의한 균일한 화상(바꾸어 말하면 통계 화상)을 작성하고, 그 화상을 참조 화상으로 하여, 대상 화상과 참조 화상의 비교로 결함을 판정·검출하는 방식이다. 통계 화상 비교 방식(611)은, 공지 기술을 적용 가능하기 때문에, 상세 설명을 생략한다.
[(B) 참조 화상 촬상 방식]
실시 형태 1에서는, 특징 중 하나로서, 후보가 되는 결함 검출 방식은, 도 6의 (B)의 참조 화상 촬상 방식(612)를 포함한다. 참조 화상 촬상 방식(612)은, 베벨 화상(바꾸어 말하면 대상 화상)에 대응하는 참조 화상을 촬상하고, 베벨 화상과 촬상한 참조 화상을 사용해서 결함 부위를 검출하는 방식이다.
종래의 과제 중 하나로서는, 베벨부에 있어서 참조 화상의 취득이 곤란한 경우가 있었다. 반도체 웨이퍼에 있어서는, 도 1이나 도 4의 예와 같이, 마찬가지 의 회로 패턴이 형성되도록 설계된 복수의 칩이 웨이퍼면에 배치되어 있다. 그 때문에, 반도체 칩 내의 결함 검출에 관해서는, 대상 화상의 좌표에 대하여 1칩분 어긋나게 한 좌표로 참조 화상을 취득하면 된다. 그러나, 베벨부는, 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향·각도가 다른 등, 웨이퍼 내에서 유니크한 패턴을 갖기 때문에, 참조 화상의 취득이 어렵다.
이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서는, 참조 화상 촬상 방식(612)을 사용하는 경우에, 베벨 화상의 촬상 위치에 대하여 웨이퍼의 형상 대칭성 등을 이용하여, 참조 화상의 촬상 위치를 결정하고, 촬상한 참조 화상에 적절한 회전·반전 등의 처리를 한다. 이에 의해, 처리 후의 참조 화상은, 대상인 베벨 화상과 마찬가지의 화상 내용이 되기 때문에, 베벨 화상과 참조 화상의 비교가 가능해지고, 베벨 화상 중의 결함 부위를 검출 가능해진다.
도 8은 참조 화상 촬상 방식(612)에 관한 설명도로서, 베벨 화상의 참조 화상을 촬상하는 대칭·회전의 위치에 대한 모식 설명도이다. 도 8의 (A) 내지 (C)에서는, 시료(10)인 웨이퍼의 원형의 면에 있어서, 베벨 화상에 대한 대칭적인 위치를 촬상함으로써 취득할 수 있는 참조 화상(바꾸어 말하면 참조 화상 후보 화상)의 예를 나타내고 있다. 실시 형태 1에서는, 시료(10)인 웨이퍼의 중심을 원점(도시의 x-y면에서의 점(0,0))으로서 설정하고, 제1 수평 방향을 x축으로 하고, 제1 수평 방향에 대하여 수직인 제2 수평 방향을 y축으로 하여 설정한다. 대상 화상인 베벨 화상의 촬상 위치 P1을 (X,Y)로 한다. 촬상 위치 P1(X,Y)를 중심으로 한 직사각형의 촬상 영역에 대응한 촬상 화상의 예가 베벨 화상(801)이다. 본 예에서는, 베벨 화상(801) 내에서 웨이퍼 에지 상에 결함 후보(801a)가 비치고 있다.
도 8의 (A)에서, 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, 원점에 관해서 점대칭의 위치 P2(-x,-y)의 화상을 화상(802)으로 나타낸다. 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, x축에 대칭인 위치 P3(x,-y)의 화상을 화상(803)으로 나타낸다. 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, y축에 대칭인 위치 P4(-X,Y)의 화상을 화상(804)으로 나타낸다.
또한, 도 8의 (B)에서, 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, 원점을 중심으로 해서 +90도 회전시킨 위치 P5(-y,x)의 화상을 화상(805)으로 나타낸다. 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, 원점을 중심으로 해서 -90도 회전시킨 위치 P6(y,-x)의 화상을 화상(806)으로 나타낸다.
또한, 도 8의 (C)에서, 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, x축으로부터 +45도 기울인 직선으로 선 대칭인 위치 P7(y,x)의 화상을 화상(807)으로 나타낸다. 촬상 위치 P1(X,Y)에 대하여, x축으로부터 -45도 기울인 직선에 선 대칭인 위치 P8(-y,-x)의 화상을 화상(808)으로 나타낸다.
참조 화상 촬상 방식(612)에서는, 이들의 대칭 및 회전의 조작·처리에서 얻어지는 위치 P2 내지 P8에서 촬상한 화상(802 내지 808)(바꾸어 말하면 참조 화상 후보 화상) 중, 적어도 어느 하나의 화상을, 참조 화상을 위해서 사용한다. 이들의 화상(802 내지 808)은, 또한 적절한 화상 회전·반전 처리를 가함으로써, 적합한 참조 화상으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 화상(802)을 180도 회전한 화상이 화상(802b)이다. 화상(802b)은 베벨 화상(801)과 마찬가지 또는 유사한 화상 내용이 되므로, 베벨 화상(801)에 대한 참조 화상으로 해서 사용할 수 있다.
또한, 이들의 화상(802 내지 808)(바꾸어 말하면 참조 화상 후보 화상)은, 적절한 화상 회전·반전 처리와, 전술한 SEM(2)의 각 검출기(111)에서 얻어지는 화상의 대응 관계의 교체에 의해, 도 5에서 설명한 검출기(111)로부터 출력되는 화상의 음영을 대략 일치시키는 것이 가능해진다. 예를 들어, 베벨 화상(801)의 참조 화상으로 하여, 원점에 관해서 점대칭의 위치 P2에서 촬상한 화상(802)을 참조 화상으로서 사용하는 것으로 한다. 이 경우, 먼저 화상(802)을 x-y면 내에서 180도 회전시킴으로써, 화상(802b)이 되고, 화상(802b)과 베벨 화상(801)은, 당해 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향·각도가 대략 일치한다.
그리고, 각 검출기(111)로부터 출력되는 화상의 음영을 일치시키기 위해서, 도 3의 y축 상의 검출기(201)와 검출기(202)로부터 출력되는 화상끼리가 교체되고, 또한 x축 상의 검출기(203)와 검출기(204)로부터 출력되는 화상끼리가 교체된다. 바꾸어 말하면, x축의 정부에서의 교체 및 y축의 정부에서의 교체가 된다.
참조 화상 촬상 방식(612)은, 결함 검출시의 베벨 화상과 참조 화상의 차분 계산에서는, 상기 화상 회전·반전 처리에 의해 화상 내의 웨이퍼 에지의 방향과 음영이 대략 일치한 참조 화상을 사용한다.
도 9는 상기 화상의 음영을 일치시키기 위한, 검출기(111)로부터 출력된 화상의 교체에 관한 설명도이다. 도 9에서는, 도 5와 마찬가지로, 시료(10)의 x-z 단면을 모식으로 나타내고, x축 상의 검출기(203) 및 검출기(204) 및 그들의 검출기에 의한 화상의 예를 나타내고 있다. 본 예에서는, 설명의 용이화를 위해서, 시료(901)로서는, 결함이 없는 경우를 나타낸다. 시료(901)는, 웨이퍼 상면의 외주부·베벨부에 있어서, 협의의 베벨(901a)로서의 경사면을 갖는 경우를 나타낸다. 상측의 시료(901)는, 도 8의 화상(801)의 촬상 위치(바꾸어 말하면 촬상점)의 부근의 웨이퍼 단면에 상당한다. 하측의 시료(904)는, 도 8의 화상(802)의 촬상 위치의 부근 웨이퍼 단면에 상당한다. 상측의 시료(901)에서는, 협의의 베벨(901a)이 x축에서 정측에 있고, 하측의 시료(904)에서는, 협의의 베벨(904a)이 x축에서 부측에 있다.
도 9의 예에서는, 시료(901, 904)의 베벨부에 있어서, 웨이퍼 상면(x-y면)에 대하여 협의의 베벨(901a, 904a)에 의한 경사가 있다. 협의의 베벨(901a)의 경사면에 대하여, 광·전자가 입사하고 반사해서 검출기(111) 쪽으로 출사한다. 이때, 검출기(111)에 출사하는 광·전자의 방향·각도(예를 들어 출사각)는, 검출기(204) 쪽이 검출기(203)보다 작다. 그 때문에, 도시된 바와 같이, 시료(901)에서는, 검출기(204)가 출력하는 화상(903)쪽이, 검출기(203)가 출력하는 화상(902)보다 밝아진다. 예를 들어, 화상(902) 중의 협의의 베벨(901a)의 영역 a92와, 화상(903) 중의 협의의 베벨(901a)의 영역 a93은, 영역 a93 쪽이 영역 a92보다 휘도가 크다. 마찬가지로, 시료(904)에서는, 검출기(203)가 출력하는 화상(905)쪽이 상대적으로 밝아진다.
그 때문에, 결함 관찰 장치(1)는, 각 화상에서 음영을 대략 일치시키기 위한 처리로서, 시료(904)에서, 검출기(203)가 출력하는 화상(905)과 검출기(204)가 출력하는 화상(906)을 교체한다. 이에 의해, 교체 후의 화상과, 시료(901)에서의 검출기(203)가 출력하는 화상(902) 및 검출기(204)가 출력하는 화상(903)에서, 화상 내의 음영을 개략적으로 맞추는 것이 가능해진다.
도 9의 예에서는, 시료(904)에서의 검출기(203)의 화상(905) 및 검출기(204)의 화상(906)의 2개의 화상이, 먼저 180도 회전되어 있다. 180도 회전 후의 화상(905b) 및 화상(906b)이, 교체된다. 교체 후의 2개의 화상이, 화상(906c) 및 화상(905c)이다. 또한 교체의 후에 회전이어도 된다. 예를 들어 화상(903)과 화상(905c)은, 화상 내에서의 웨이퍼 에지(웨이퍼 에지(903a), 웨이퍼 에지(905ca))의 방향·각도가 대략 일치하고 있고, 또한 음영(각 영역의 밝기)도 대략 일치하고 있다. 그 때문에, 화상(903)이 대상인 베벨 화상인 경우에, 적합한 참조 화상으로서 화상(905c)을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 결함 관찰 장치(1)(특히 컴퓨터 시스템(3))는, 베벨 화상에 대한 대칭·회전의 조작·처리에서 얻은 복수의 참조 화상 후보 화상에 기초하여, 베벨 화상에 대하여 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향과 음영이 대략 일치한 참조 화상을 생성한다. 참조 화상 촬상 방식(612)은, 바꾸어 말하면, 선택된 촬상 위치에서 촬상된, 음영이 다른 복수의 화상 중, 베벨 화상의 음영과 가장 가까운 화상을 선택해서 참조 화상으로 하는 방식이다. 베벨 화상과 이 적합한 참조 화상의 비교로, 적합한 결함 검출이 가능하다.
또한, 변형예로서는, 더욱이 결함 관찰 장치(1)는, 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 위치도 대략 일치시킨 참조 화상을 생성해도 된다. 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 위치를 일치시키기 위한 처리로서는, 화상 내용의 평행 이동 등을 들 수 있다.
도 10은 참조 화상 촬상 방식(612)에서의 처리예를 나타낸다. 컴퓨터 시스템(3)의 프로세서는, 스텝 S1001, 스텝 S1002와 같은 처리를 행한다. 프로세서는, 스텝 S1001에서, 도 8이나 도 9의 처리에 기초하여, 검사 대상(바꾸어 말하면 결함 관찰 대상)의 베벨 화상(1001)에 대응시키는 참조 화상(1002)을 작성한다. 이때, 프로세서는, 대상인 베벨 화상(1001)에 대하여, SEM(2)에서의 촬상을 사용해서, 도 8과 같은 참조 화상 후보 화상을 취득하고, 참조 화상 후보 화상으로부터 도 9와 같이 회전이나 교체의 처리에 의해, 참조 화상(1002)을 작성한다. 이러한 처리는, 각 위치의 베벨 화상마다 마찬가지로 행해진다.
그리고, 프로세서는, 스텝 S1002에서, 베벨 화상(1001)과, 작성된 참조 화상(1002)의 차분 계산을 행한다. 이 차분 계산의 결과로서, 결함 검출 결과(1003)가 기억·출력된다. 결함 검출 결과(1003)는, 검출된 결함 위치를 포함하는 정보이다. 이 정보는, 예를 들어 베벨 화상(1001)에 대응한 웨이퍼 좌표계에서의 결함 개소의 중심점 위치 좌표(1003a)이다.
[화상의 촬상 순서]
실시 형태 1에서는, 참조 화상 촬상 방식(612)은, 특징 중 하나로서 이하도 갖는다. 즉, 이 방식에서는, 결함 후보 좌표에 기초하여, 웨이퍼 외주부를 사전에 설정한 수로 영역 분할하고, 예를 들어 제1 영역에서, 제1 영역 이외에 속하는 복수의 베벨 화상에 대응시키는 복수의 참조 화상을 통합해서 촬상하고, 제1 영역 이외의 어느 것에서, 제1 영역에 속하는 베벨 화상에 대응시키는 참조 화상을 촬상한다.
종래의 참조 화상 촬상 방식에서의 과제 중 하나로서, 관찰 대상인 베벨 화상 및 참조 화상의 촬상에 비교적 긴 시간이 걸리는 점이 있었다. 종래의 방법에서는, 복수의 화상의 촬상 순서로서, 어느 관찰 대상인 베벨 화상(예를 들어 베벨 화상 #1로 한다)에 대한 참조 화상(예를 들어 참조 화상 #1로 한다)이 촬영되고, 그 후에, 그 관찰 대상으로 하는 베벨 화상(베벨 화상 #1)이 촬상된다. 이어서, 다른 관찰 대상인 베벨 화상(예를 들어 베벨 화상 #2로 한다)에 대한 참조 화상(예를 들어 참조 화상 #2로 한다)이 촬상되고, 그 후에, 그 관찰 대상으로 하는 베벨 화상(베벨 화상 #2)이 촬상된다. 이와 같이, 참조 화상과 관찰 대상인 베벨 화상이 교대로 반복해서 순차적으로 촬상된다.
그러나, 이와 같은 방법에서는, 웨이퍼면 상의 외주부·베벨부에 있어서, 관찰 대상인 베벨 화상에 대하여 대칭인 위치에 있는 영역을 참조 화상으로서 촬상하는 경우에, 어느 촬상 위치로부터 대칭인 촬상 위치에 SEM 등의 스테이지를 이동시킬 필요가 있다. 도 8의 예에서 말하면, 베벨 화상(801)의 위치 P1과, 그에 대칭인, 화상(802)의 위치 P2와의 사이에서, SEM(2)(도 2)의 스테이지(109)를 기계적으로 이동시킬 필요가 있다. 그 때문에, 복수의 위치의 복수의 베벨 화상 및 참조 화상의 처리를 위해서는, 종합적인 이동 거리 및 소요 시간이 증대하고, 스루풋이 저하된다.
이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서의 참조 화상 촬상 방식(612)에서는, 이하와 같이, 외주부·베벨부를 사전에 설정한 수로 영역 분할하고, 분할된 복수의 영역 중, 제1 영역에서, 제1 영역 이외에 속하는 복수의 베벨 화상에 대응시키는 복수의 참조 화상의 촬상 위치를 통합하도록, 각 촬상 위치를 선정한다. 참조 화상의 촬상 위치의 선정에는, 도 8과 같은 대칭·회전의 관계가 사용된다. 결함 관찰 장치(1)는, 도 8과 같은 대칭·회전의 조작·처리에 기초한 촬상 위치에서의 참조 화상 후보 화상의 촬상과, 도 9와 같은 회전·반전 조작, 그리고 복수의 채널의 화상 교체 조작에 기초한 참조 화상의 작성을 행한다.
이에 의해, 제1 영역 이외의 복수의 베벨 화상에 대응시키는 복수의 참조 화상은, 제1 영역 내에서 통합해서 촬상해서 취득 가능해지고, 제1 영역 내의 베벨 화상에 대응시키는 참조 화상은, 제1 영역 이외에서 촬상해서 취득 가능해진다. 제1 영역 내의 복수의 촬상 위치의 복수의 참조 화상을 둘레 방향을 따라 순차적으로 촬상하도록 하면, 종합적인 스테이지 이동 거리를 단축할 수 있고, 스루풋을 향상할 수 있다.
바꾸어 말하면, 결함 관찰 장치(1)는, 웨이퍼의 베벨부에 있어서, 복수의 영역에 걸쳐서 복수의 베벨 화상의 복수의 촬상 위치가 있는 경우에, 그들에 대응시키는 복수의 참조 화상의 복수의 촬상 위치를, 어느 1개의 영역(예를 들어 제1 영역)에 집중시키도록, 그 복수의 촬상 위치를 선정한다.
도 11을 사용해서, 참조 화상 촬상 방식(612)에서의 처리예를 설명한다. 도 11은 참조 화상 촬상 방식(612)에서의 영역 분할에 있어서의 복수의 화상(복수의 베벨 화상 및 복수의 참조 화상 후보 화상)의 촬상의 순서에 대한 설명도이다. 도 11의 상측에는, x-y면에 있어서 시료(10)인 웨이퍼면(특히 베벨부(1100))을 나타내고, 이 웨이퍼면(특히 베벨부(1100))은, 소정의 4개의 영역으로서 4사분면으로 분할되고 있다. 본 예에서는, 도시된 바와 같이, 4개의 영역으로서, 제1 영역 R1, 제2 영역 R2, 제3 영역 R3, 제4 영역 R4를 갖는다. 이 영역 분할은, 분할수 4에 한정되지 않고 가능하다.
또한, 도 11의 하측에서는, 베벨부(1100)의 원형의 주(1100a)(웨이퍼 에지와 대응한다) 상에서, 베벨 화상의 촬상 위치를, 촬상점(1101; Ai)과 같이 흰색 동그라미 표시로 나타내고 있고, 또한 참조 화상의 촬상 위치를, 촬상점(1111; Bi)과 같이 검정색 동그라미 표시로 나타내고 있다. 복수의 베벨 화상(예를 들어 베벨 화상 #1 내지 #4)의 촬상 위치를, Ai, Ai+1, Ai+2, Ai+3과 같은 점으로 나타내고 있다. 복수의 참조 화상(예를 들어 참조 화상 #1 내지 #4)의 촬상 위치를, Bi, Bi+1, Bi+2, Bi+3과 같은 점으로 나타내고 있다. 어느 베벨 화상과 그것에 대응시키는 참조 화상은, 동일한 부합 i의 값을 갖는 것으로 한다. 예를 들어, 파선 화살표로 대응 관계를 나타낸 바와 같이, 베벨 화상 #1의 촬상점(1101; Ai)과, 참조 화상 #1의 촬상점(1111; Bi)이 대응하고, 베벨 화상 #2의 촬상점(1102; Ai+1)과, 참조 화상 #2의 촬상점(1112; Bi+1)이 대응한다.
본 예에서는, 4개의 베벨 화상(베벨 화상 #1 내지 #4)과 그에 대응하는 4개의 참조 화상(참조 화상 #1 내지 #4)의 합계 8개의 화상을 촬상하는 경우를 생각한다. 결함 관찰 장치(1)는, 이 경우의 복수의 화상의 촬상 위치 및 순서에 대해서, 스테이지 이동량이 적은 효율적인 순서가 되도록 결정한다.
결함 관찰 장치(1)(특히 컴퓨터 시스템(3))는, 베벨부에서의 결함 후보 좌표에 기초하여, 복수의 베벨 화상의 촬상 위치가 얻어졌을 때에, 그들에 대응시키는 복수의 참조 화상의 촬상 위치를 선정한다. 그 때에, 컴퓨터 시스템(3)은 복수의 베벨 화상의 촬상 위치가, 2개 이상의 분할 영역에 걸쳐 넓게 분포하고 있는 경우에는, 대응시키는 복수의 참조 화상의 촬상 위치를, 가능한 한 1개의 영역(예를 들어 제1 영역 R1) 내에 통합하도록 선정한다. 그 촬상 위치의 선정 시에, 도 8과 같은 대칭·회전 등의 관계가 사용된다.
본 예에서는, 제3 영역 R3 내의 베벨 화상 #1의 촬상점(1101; Ai)에 대해서는, 원점에 관해서 점 대칭인 위치로서, 제1 영역 R1 내의 촬상점(1111; Bi)이, 참조 화상 #1의 촬상 위치로서 설정되어 있다. 또한, 제3 영역 R3 내의 베벨 화상 #2의 촬상점(1102; Ai+1)에 대해서는, 원점에 관해서 점 대칭인 위치로서, 제1 영역 R1 내의 촬상점(1112; Bi+1)이, 참조 화상 #2의 촬상 위치로서 설정되어 있다. 또한, 제4 영역 R4 내의 베벨 화상 #3의 촬상점 1103(Ai+2)에 대해서는, y축에 관해서 선 대칭인 위치로서, 제1 영역 R1 내의 촬상점 1113(Bi+2)이, 참조 화상 #3의 촬상 위치로서 설정되어 있다. 또한, 촬상점(1112; Bi+1)과 촬상점 1113(Bi+2)과는, 가까운 위치가 되기 때문에, 도 11에서는 이해하기 쉽도록 어긋나게 한 위치로서 도시하고 있다. 이에 의해, 제1 영역 R1 내에서, 참조 화상 #1 내지 #3이라고 하는 3개의 모든 참조 화상의 촬상이 가능해진다.
또한, 예를 들어 제1 영역 R1 내의 베벨 화상 #4의 촬상점(1104; Ai+3)에 대해서는, 제1 영역 R1 이외의 영역이 되도록, y축에 선 대칭인 위치로서, 제4 영역 R4 내의 촬상점(1114; Bi+3)이, 참조 화상 #4의 촬상 위치로서 설정되어 있다. 이에 의해, 제1 영역 R1 내의 베벨 화상에 관해서는, 제1 영역 R1 이외의 영역으로 참조 화상이 촬상된다.
상기 예와 같이 하여, 복수의 베벨 화상 및 복수의 참조 화상의 촬상 위치가 설정된다. 예를 들어 제1 영역 R1 내에 복수의 참조 화상의 촬상 위치가 설정된다. 그리고, 결함 관찰 장치(1)는, 웨이퍼의 베벨부의 전체에서 설정된 복수의 촬상 위치(예를 들어 촬상점(1101 내지 1104) 그리고 촬상점(1111 내지 1114))에 대해서, 효율적인 촬상 순서를 결정한다. 즉, 효율적인 촬상 순서는, 베벨부(1100)의 둘레(1100a) 상에서, 실선 화살표로 예시한 바와 같이, 어느 촬상점에서, 어느 둘레 방향을 따라, 출현하는 촬상점을 순차적으로 선택하는 것이다. 이에 의해, 예를 들어 제1 영역 R1 내의 복수의 촬상점에 대해서는, 촬상의 순서는, 예를 들어 촬상점(1104; Ai+3), 촬상점(1111; Bi), 촬상점(1113; Bi+2), 촬상점(1112; Bi+1)이라 하게 된다.
본 예는, 4개의 결함 후보 좌표에 대응한 4개의 베벨 화상이 있고, 그에 대응해서 4개의 참조 화상(상세하게는 참조 화상 후보 화상)을 촬상하는 경우에, 제1 영역 R1 내에 복수의 참조 화상의 촬상 위치를 통합하도록 선정하는 경우를 나타냈다. 이에 한정하지 않고, 웨이퍼면의 베벨부에 있어서 다수의 베벨 화상 및 참조 화상을 촬상하는 경우에도, 복수의 분할 영역을 사용해서, 각 분할 영역 내에 복수의 화상의 촬상 위치를 가능한 한 통합하도록 선정하면 된다.
도 12는 도 11에 대한 비교예를 나타내고 있다. 이 방법은, 전술한 바와 같이, 베벨 화상과 참조 화상에 대하여 모두 점대칭의 관계에 따라서 촬상 위치(예를 들어 Ai 내지 Ai+3, Bi 내지 Bi+3)를 설정하고, 복수의 베벨 화상(예를 들어 #1 내지 #4) 및 복수의 참조 화상(예를 들어 #1 내지 #4)에 대해서, 베벨 화상과 참조 화상을 교대로 반복해서 촬상하는 경우이다. 이 방법에서는, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 종합적인 스테이지 이동 거리가 길어져서, 효율이 좋지 않다. 도 11에서의 촬상 순서는, 도 12에서의 촬상 순서보다 효율적으로 되어 있다.
[(C) 참조 화상 추정 방식]
실시 형태 1에서는, 특징 중 하나로서, 결함 검출 방식은, 도 6의 (C)의 참조 화상 추정 방식(613)을 포함한다. 참조 화상 추정 방식(613)은, 베벨 화상을 입력으로 하고, 결함을 포함하지 않는 참조 화상을 추정하고, 베벨 화상과 추정한 참조 화상을 사용해서 결함 부위를 검출하는 방식이다.
종래의 과제로서는, 참조 화상을 촬상함으로써, 결함 관찰에 필요한 시간이 증가하여, 스루풋이 저하하는 경우가 있었다. 이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서의 참조 화상 추정 방식(613)은, 베벨 화상을 입력으로 하여, 결함을 포함하지 않는 참조 화상을 추정하고, 베벨 화상과 참조 화상을 비교하여, 베벨 화상 중의 결함 부위를 검출한다.
도 13은 참조 화상 추정 방식(613)에서의 처리예를 나타낸다. 결함 관찰 장치(1)의 컴퓨터 시스템(3)은, 입력으로서 주어진 베벨 화상(1301)을 얻는다. 베벨 화상(1301) 내에는, 결함 후보 좌표로 나타나는 위치에 결함 후보(1301a)가 포함되어 있다. 본 예에서는 웨이퍼 에지 상에 결함 후보(1301a)가 있다. 컴퓨터 시스템(3)의 프로세서는, 입력으로서 주어진 베벨 화상(1301)에 대하여, 스텝 S1301에서, 참조 화상 추정 처리를 행함으로써, 결함(결함에 대응하는 화상 부분)이 존재하지 않는 참조 화상(1302)을 추정하여 얻는다. 그리고, 프로세서는, 스텝 S1302에서, 베벨 화상(1301)과, 추정하여 얻은 참조 화상(1302)의 차분 계산을 행한다. 이에 의해, 차분 계산의 결과로서, 결함 검출 결과(1303)가 기억·출력된다. 결함 검출 결과(1303)는 결함 위치 정보(1303a)를 포함하고 있다.
실시 형태 1에서는, 특징 중 하나로서, 참조 화상 추정 방식(613)에서는, 상세한 처리예로서, 프로세서는, 화상 내의 웨이퍼 에지의 방향을 산출하고, 웨이퍼 에지 방향에 따라, 베벨 화상의 평균 화상을 계산함으로써, 참조 화상을 추정하여 얻는다.
종래의 과제로서는, 베벨 화상의 참조 화상의 추정이 곤란한 점이 있었다. 베벨부를 촬상한 베벨 화상 중에는, 웨이퍼(특히 내주부)뿐만 아니라, 웨이퍼 외의 배경 영역도 비치고(찍혀) 있는 경우가 있기 때문에, 단순히 화상 내의 평균을 계산하는 것만으로는, 결함이 포함되어 있지 않은 참조 화상을 추정할 수 없었다.
이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서의 참조 화상 추정 방식(613)의 상세 처리예에서는, 프로세서는, 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지의 방향을 산출하고, 웨이퍼 에지 방향에 따라, 베벨 화상의 평균 화상을 계산함으로써, 참조 화상을 추정하여 얻는다. 그리고, 추정된 화상이, 참조 화상으로서, 비교 검사에서 사용된다.
도 14는 상기 참조 화상 추정 방식(613)(특히 참조 화상의 추정)에서의 상세 처리예를 나타낸다. 프로세서는, 입력으로서 베벨 화상(1401)을 얻는다. 본 예에서는, 베벨 화상(1401) 중, 웨이퍼 에지(1401b) 상에 결함 후보(1401a)가 포함되어 있다. 먼저, 베벨 화상(1401) 중의 웨이퍼 에지 방향에 대해서, 프로세서는, 스텝 S1401에서, 베벨 화상(1401)과, 베벨 화상(1401)의 촬상 위치(1402)의 정보를 입력으로 하여, 웨이퍼 에지 방향 산출 처리를 행한다. 이 결과, 출력으로서, 베벨 화상(1401) 중의 웨이퍼 에지 방향의 정보(1403)를 취득할 수 있다. 웨이퍼 에지 방향의 정보(1403)는, 예를 들어 화상 내에서의 웨이퍼 에지(1401b)의 방향·각도를 나타내는 정보이다. 예로서는, 베벨 화상(1401) 내에서, 직사각형의 상변(x축)을 기준으로 하면, 웨이퍼 에지(1401b)의 방향은, -45도 정도의 각도로 표현되는 방향이다.
이어서, 프로세서는, 스텝 S1402에서, 산출된 웨이퍼 에지 방향을 따라, 베벨 화상(1401)에 대한 평균 화상(1404)을 계산한다. 이 결과의 평균 화상(1404)에 의해, 결함이 존재하지 않는 참조 화상(1405)이 얻어진다. 예를 들어, 참조 화상(1405) 내에서는, 웨이퍼 에지(1405b) 상에서, 휘도가 일정해서, 결함 영역은 없다.
이 참조 화상을 추정하기 위한 평균 화상(1404)의 계산 처리예로서는, 프로세서는, 화상 내의 웨이퍼 에지 방향의 선을 단위로 해서, 그 선 상의 화소값을 평균화한다. 마찬가지로, 프로세서는, 당해 화상 내에서, 동일한 방향의 복수의 선 각각에서, 화소값을 평균화한다. 이에 의해, 평균 화상(1404)에 의한, 결함을 포함하지 않는 참조 화상(1405)이 얻어진다.
그리고, 프로세서는, 스텝 S1403에서, 베벨 화상(1401)과, 취득한 참조 화상(1405)의 차분 계산을 행한다. 이 차분 계산의 결과로서, 결함 검출 결과(1406)가 기억·출력된다. 결함 검출 결과(1406)는 결함 위치 정보(1406a)가 포함되어 있다.
[유사 데이터 비교 방식]
실시 형태 1에서는, 특징 중 하나로서, 결함 검출 방식은, 도 6의 (D)의 유사 데이터 비교 방식(614)을 포함한다. 유사 데이터 비교 방식(614)은, 어느 웨이퍼의 검사 대상인 베벨 화상에 대하여, 화상 촬상 스텝 S1에서 촬상한 다른 웨이퍼의 베벨 화상으로부터 검사 대상인 베벨 화상과 유사한 화상을 탐색하고, 탐색된 유사한 화상을 참조 화상으로 해서 사용하는 방식이다.
종래의 과제로서는, 검사 대상인 베벨 화상의 참조 화상을 추정이나 촬상할 수 없는 경우가 있는 것이 있었다. 참조 화상의 추정을 할 수 없는 사례로서는, 웨이퍼 노치 또는 오리플랫과 웨이퍼 에지가 화상 내에 동시에 비치고(찍혀) 있었던 경우에, 화상 내에서 웨이퍼와 배경의 경계의 방향·각도가 급격하게 변화하기 때문에, 추정이 곤란해지는 것을 들 수 있다. 또한, 참조 화상의 촬상을 할 수 없는 사례로서는, 웨이퍼 노치 또는 오리플랫이 베벨부의 한정적인 영역에 만들어져 있기 때문에, 동일 웨이퍼 내에 외관이 유사한 영역이 없는 것을 들 수 있다.
이 과제에 대하여, 해결책으로서, 실시 형태 1에서는, 유사 데이터 비교 방식(614)에서, 어느 웨이퍼의 검사 대상인 베벨 화상에 대하여, 다른 웨이퍼에서 촬상된 화상으로부터 검사 대상인 베벨 화상과 유사한 화상을 탐색하고, 탐색된 유사한 화상을 참조 화상으로 하여, 비교 검사에서 사용한다.
도 15는 유사 데이터 비교 방식(614)에서의 처리예를 나타낸다. 컴퓨터 시스템(3)의 프로세서는, 먼저, 사전에 다른 웨이퍼에서 촬상 위치를 바꾸면서 베벨부의 복수의 화상을 촬상해서 축적한 결과로서의 축적 화상(1501)을 취득한다. 그리고, 프로세서는, 결함 검출에서는, 스텝 S1501에서, 어느 웨이퍼에서의 검사 대상인 베벨 화상(1502)의 입력에 대하여, 그 베벨 화상(1502)과 유사한 화상을, 축적 화상(1501) 중에서 탐색한다. 탐색의 결과, 유사 화상(1503)이 얻어진다. 프로세서는, 탐색된 유사 화상(1503)을, 참조 화상(1504)으로서 사용한다. 그리고, 프로세서는, 스텝 S1502에서, 베벨 화상(1502)과, 유사 화상(1503)에 의한 참조 화상(1504)의 차분 계산을 행한다. 그 차분 계산의 결과로서, 결함 검출 결과(1505)가 기억 및 출력된다. 결함 검출 결과(1505)에는, 결함 위치 정보(1505a)가 포함되어 있다.
이상과 같이, 실시 형태 1의 방법 및 장치는, 촬상 화상에서의 웨이퍼 에지나 웨이퍼 노치 등의 유무에 따라, 적합한 결함 검출 방식을 구분지어 사용한다.
[유저에 의한 조작]
도 16은 실시 형태 1의 결함 관찰 장치 및 방법에 있어서의 GUI를 포함하는 화면의 표시예를 나타낸다. 도 16의 화면에 있어서, 「검사 화상 리스트」의 인터페이스 영역(1601)에는, 화상 취득이 완료된 각 베벨 화상의 ID가 리스트로 표시된다. 유저는, 이 리스트에서 검사 대상, 바꾸어 말하면 결함 관찰 대상인 베벨 화상을 선택 조작한다. 이 리스트에서 선택된 ID의 베벨 화상은, 「베벨 화상」의 인터페이스 영역(1602)에 표시된다. 또한, 인터페이스 영역 1607에서는, 화상 촬상에 사용하는 현미경/촬상 장치의 종류나, 사용하는 검출기(바꾸어 말하면 채널) 등을, 유저를 설정할 수 있다.
「결함 검출」의 인터페이스 영역(1603)의 버튼을 유저가 선택 조작한 경우에는, 선택되고 있는 베벨 화상을 대상으로 하여, 결함 관찰 장치(1)(특히 컴퓨터 시스템(3))에 의해 결함 검출(도 6에서의 결함 관찰의 흐름)이 자동적으로 실행된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 적용하는 결함 검출 방식을 자동적으로 전환해서 결함 검출 처리를 행하고, 결과를 작성한다. 그 실행의 결과, 인터페이스 영역(1604)에는, 도 6에서의 판정 스텝 S606에 의한 판정 결과(606)의 정보가 표시된다. 판정 결과(606)의 정보는, 베벨 화상 중에 있어서의, 웨이퍼 에지의 비침의 유무, 웨이퍼 노치의 비침의 유무, 오리플랫의 비침의 유무를 포함한다.
또한, 「결함 검출 방식」의 인터페이스 영역(1605)에는, 도 6의 방식 전환 스텝 S607에서 선택된 결함 검출 방식을 나타내는 정보가 자동적으로 표시된다. 또한, 변형예, 추가적인 기능으로서, 이 인터페이스 영역(1605)에서는, 도시된 바와 같이, 리스트 박스 등의 GUI 부품에 의해, 유저가 스스로 결함 검출 방식을 선택 적용하는 조작을 가능하다고 해도 된다. 이 경우, 유저는, 예를 들어 시스템이 선택한 방식과는 다른 방식에서의 처리 결과를 표시시켜서 확인할 수 있다. 또한, 변형예로서는, 복수의 방식에서의 복수의 처리 결과를 화면 내에 병렬로 대비 표시시켜도 된다.
또한, 방식 전환 스텝 S607에서 선택된 결함 검출 방식이, 참조 화상을 사용하는 방식인 경우에는, 「참조 화상」의 인터페이스 영역(1606)에, 그 방식으로 얻어진 참조 화상이 표시된다. 유저는, 인터페이스 영역(1602)의 베벨 화상과, 인터페이스 영역(1606)의 참조 화상을 비교해 볼 수 있다.
결함 검출 처리의 결과, 대상 베벨 화상 내에 결함이 검출된 경우, 인터페이스 영역(1602)의 대상 베벨 화상에, 그 검출된 결함을 나타내는 GUI 정보도 표시된다. 본 예에서는, 인터페이스 영역(1602)의 대상 베벨 화상에 있어서, 검출된 결함(1602a)을 나타내는 결함 정보(1608)로서, 그 결함(1602a)을 둘러싸는 것과 같은 파선 프레임 화상이 소정의 색으로 표시된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 상기와 같은 화면의 GUI를 통한 결함 관찰의 처리 과정 및 처리 결과의 데이터·정보를, 백그라운드에서 자동적으로 기억 자원에 보존한다. 상기와 같은 화면을 통해서, 유저는, 효율적인 결함 관찰 작업이 가능하다.
[효과 등]
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 1의 결함 관찰 방법 및 장치에 의하면, 반도체 웨이퍼의 베벨부의 촬상 대상에 적합한 결함 관찰·검출 방식을 적용해서 결함 관찰·검출을 실시할 수 있기 때문에, 종래의 단일 방식에 의한 결함 관찰·검출에 비하여, 결함 관찰·검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<실시 형태 2>
도 17 이후를 사용하여, 실시 형태 2의 결함 관찰 장치 및 방법에 대해서 설명한다. 도 19 등에 나타내는 실시 형태 2의 결함 관찰 방법은, 실시 형태 2의 결함 관찰 장치에 의해 실행되는 스텝을 갖는 방법이다. 실시 형태 2에 있어서의 기본적인 구성은 실시 형태 1과 마찬가지·공통이고, 이하에서는 실시 형태 2에 있어서의 실시 형태 1과는 다른 구성 부분에 대해서 주로 설명한다. 실시 형태 2는, 베벨 화상의 판정 결과에 기초하여 결함 검출 방식을 전환해서 적용하는 점은 실시 형태 1과 마찬가지·공통이다. 실시 형태 2는, 실시 형태 1에 대하여 주로 상이한 점으로서, 베벨 화상의 판정 처리 내용과, 판정 결과에 따라서 선택 적용하는 각 결함 검출 방식이 있다.
전술한 실시 형태 1에서는, 베벨 화상과 촬상 정보 등을 사용해서 베벨 화상 중에 있어서의 노치 등의 구조의 부위 비침의 유무를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 결함 검출 방식을 전환하는 방법 등을 설명했다. 실시 형태 1에서는, 특히, 결함 검출 방식의 예로서, 도 6의 (A) 통계 화상 비교 방식, (B) 참조 화상 촬상 방식, (C) 참조 화상 추정 방식 및 (D) 유사 데이터 비교 방식을 사용하는 경우에 대해서 설명했다.
여기서, 전술한 촬상 정보(촬상 위치, 촬상 배율 및 촬상 시야의 적어도 1개의 정보)를 사용하는 경우에, 베벨 화상 중의 구조의 부위 비침을 올바르게 판정할 수 없는 경우도 있다. 예를 들어, 특히 촬상 위치에 오차가 포함되는 경우에, 그 촬상 위치의 화상을 참조해도, 부위의 비침을 올바르게 판정할 수 없는 경우가 있다. 즉, 결함 관찰 장치는, 외부로부터 부여된 촬상 위치 등의 촬상 정보에 지나치게 의지해도, 적합한 판정을 할 수 없는 경우가 있다.
또한, 예를 들어 (B)의 참조 화상 촬상 방식에서는, 동일 웨이퍼에서의 참조 화상의 촬상이 필요하고, (D)의 유사 데이터 비교 방식에서는, 다른 웨이퍼에서의 화상의 촬상이나 유사 화상의 탐색이 필요해진다. 그 때문에, 그들의 동작에 의해, 결함 관찰의 스루풋이 저하될 우려가 있다.
그래서, 실시 형태 2에서는, 촬상 정보 등을 사용하지 않고, 각 촬상 위치의 베벨 화상 내의 반도체 웨이퍼의 구조·특징을 판정하고, 베벨 화상 이외의 촬상이나 유사 화상의 탐색을 행할 필요가 없고, 베벨 화상만을 사용해서 결함을 검출할 수 있는 결함 관찰 방법 등을 나타낸다. 실시 형태 2에서는, 촬상 정보를 참조하지 않아도, 베벨 화상 자체의 해석에 의해, 베벨부의 구조의 부위 비침을 올바르게 판정할 수 있는 기술을 나타낸다. 실시 형태 2에서는, 베벨 화상 자체로부터 적합한 참조 화상을 생성할 수 있는 기술을 나타낸다.
실시 형태 2의 결함 관찰 방법 및 장치는, 촬상 정보를 사용하지 않고, 주어진 베벨 화상 내의 휘도 등을 해석하고, 베벨 화상 중의 각종 영역의 경계를 영역 경계로서 판정·검출한다. 실시 형태 2의 방법 및 장치는, 영역 경계의 유무 등의 양태에 따라, 베벨부의 구조·특징을 몇 가지로 분류한다. 그리고, 실시 형태 2의 방법 및 장치는, 판정 결과에서의 분류에 따라, 적용하는 결함 검출 방식을 전환한다.
실시 형태 2에서는, 베벨 화상의 판정(도 6에서의 스텝 S606)의 처리 내용의 차이로서, 베벨 화상 내의 각종 영역의 경계를 영역 경계로서 판정·검출한다. 실시 형태 2의 장치 및 방법은, 베벨 화상 내의 영역 경계의 유무, 수, 방향·각도 등에 따라 베벨부의 구조·특징을 몇 가지로 분류한다.
또한, 실제의 베벨 화상 내에는 휘도 불균일이 발생할 수 있다. 예를 들어, 협의의 베벨에 대응한 경사면 영역 내에서도, 휘도 불균일이 발생할 수 있다. 이 휘도 불균일에 대해서, 종래 기술에서는 대응이 어려운 경우가 있다. 그것에 대하고, 실시 형태 2에서는, 베벨 화상 내에 휘도 불균일이 있는 경우에도, 적합한 판정 및 적합한 결함 검출 방식에서의 대응을 가능하게 한다.
실시 형태 2에서는, 베벨 화상의 내용에 관해서, 주로 휘도(바꾸어 말하면 휘도에 대응하는 화소값)에 대해서 해석함으로써, 영역 경계를 판정·검출한다. 즉, 영역 경계에 의해 나뉘는 각종 영역은, 휘도가 비교적 크게 다른 영역이다.
[결함 관찰 장치]
실시 형태 2의 결함 관찰 장치의 구성은 도 2와 마찬가지이다. 실시 형태 2에서의 컴퓨터 시스템(3)은, 실시 형태 2의 결함 관찰 방법에 대응한 기능이 실장되고 있어, 실시 형태 2의 결함 관찰 방법에 대응한 컴퓨터 프로그램의 실장을 포함한다. 그 컴퓨터 프로그램은, 예를 들어 기억부(103) 또는 외부 기억 디바이스(4) 등에 저장되어 있다. 컴퓨터 시스템(3)의 프로세서는, 그 컴퓨터 프로그램을 따른 처리를 실행함으로써, 실시 형태 2에서의 기능을 실현한다.
[반도체 웨이퍼의 베벨부의 화상]
도 17은 실시 형태 2에 관한 설명도로서, 시료(10)인 반도체 웨이퍼의 베벨부를 촬상한 베벨 화상의 예를 나타낸다. 도 17의 (A)는, 반도체 웨이퍼(1700)의 표면의 톱뷰로서 X-Y 평면도를 나타낸다. 이 반도체 웨이퍼(1700)는, 표면에 있어서, 칩(1701) 및 노치(1702)를 갖고 있다. 베벨부(1703) 이외의 내주부에는 복수의 칩(1701)이 형성되어 있다. 반도체 웨이퍼(1700)의 베벨부(1703)는, 파선으로 링 형상의 영역으로서 개략적으로 도시하고 있다. 본 예에서는, 베벨부(1703)의 1개소에 노치(1702)를 갖는다.
도 17의 (B)는 베벨부(1703)에 대해서, (A)의 파선으로 나타내는 영역(1704)에 있어서의 수직인 단면도(X-Z면)의 예를 나타낸다. (B)의 단면도에 있어서, 반도체 웨이퍼(1700)의 표면에는, 직경 방향인 X축 방향에 있어서, 내주측으로부터 외주측을 향해서 순으로, 웨이퍼 상면 영역(1705), 웨이퍼 경사면 영역(1706) 및 Apex 영역(1707)(Apex: Apex rates, 선단)을 갖는다. 이들 영역은, 도시된 바와 같이 Z축을 포함하는 단면 내에 있어서 기울기가 다르다.
또한, 이들 웨이퍼면에서의 영역에 대응하여, 톱뷰에 대응하는 Z축 방향으로부터 웨이퍼 표면을 촬상한 베벨 화상 내에서 본 경우에는, 내주측으로부터 외주측을 향해서 순서대로, 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및 배경 영역 C를 갖는다. 실시 형태 2에서는, 베벨 화상 내에 있어서 영역 경계의 선으로 나뉘는 각종 영역으로서, 이들의 영역을 취급한다. 또한, 본 명세서에서는, 설명상, 이들 영역을, 웨이퍼 상면 영역(1705), 상면 영역 A 등의 명칭으로 정의하지만, 이것에 한정되지 않는다.
웨이퍼 상면 영역(1705)은 수평한 X축 및 Y축의 방향에 평행한 면에 있고, 협의의 베벨 이외의 웨이퍼 내주부에 대응한 영역이다. 웨이퍼 경사면 영역(1706)은, 전술한 협의의 베벨에 대응한 영역이며, X축 및 Y축의 방향에 대하여 소정의 각도를 갖는 면의 영역이다. Apex 영역(1707)은, 반도체 웨이퍼(1700)의 단부에 상당하는 영역이며, 웨이퍼 상면 영역(1705)에 대하여 수직으로 잘라내진 영역이며, 외주의 측면에 있어서의 Z축 방향을 포함하는 곡면에 대응하는 영역이다. Apex 영역(1707)은, 톱뷰에서 본 경우에는 전술한 웨이퍼 에지에 상당한다.
상면 영역 A는, 협의의 베벨 이외의 웨이퍼 내주부에 대응한 영역이다. 경사면 영역 B는, 협의의 베벨에 대응한 영역이다. 배경 영역 C는 웨이퍼 에지(Apex 영역(1707))의 외측에 있는 웨이퍼 외 영역이나, 전술한 노치나 오리플랫에 대응한 영역이다.
도 18은 도 17의 반도체 웨이퍼(1700)에 있어서의 촬상 위치로서 위치(1708 내지 1711)에서 각각 촬상했을 때의 화상인 베벨 화상의 예를 나타낸다. (A)는 위치(1708)에서의 화상(1801)이다. (B)는 위치(1709)에서의 화상(1802)이다. (C)는 위치(1710)에서의 화상(1803)이다. (D)는 위치(1711)에서의 화상(1804)이다. (E)는 위치(1709)에서의 다른 화상 예로서 화상(1805)이다. (B)의 화상(1802)은, 촬상 배율에 따라서 상면 영역 A와 경사면 영역 B의 경계가 대략 직선으로서 비치고 있는 경우이고, (E)의 화상(1805)은, 촬상 배율에 따라서 상면 영역 A와 경사면 영역 B의 경계의 곡선으로서 비치고 있는 경우이다.
본 예에서는, 위치(1708)는 베벨부(1703)에 있어서 내주 근방의 위치이며, 위치(1709)는, 베벨부(1703)에 있어서 외주 근방의 위치이며, 위치(1710)은, 베벨부(1703)에 있어서 노치(1702) 부근의 위치이다. 위치(1711)은, 베벨부(1703)에 있어서 Apex 영역(1707) 부근의 위치이다. 각 화상은, 실제는 풀컬러 화상일 수 있지만, 그레이에 의해 모식으로 도시하고 있다. 각종 영역은 휘도 불균일을 갖는 경우가 있지만, 균일한 그레이의 영역으로서 모식으로 도시하고 있다.
(A)의 화상(1801)은, 도 17의 (B)의 3종류의 영역 중 상면 영역 A에 대응한 웨이퍼 상면 영역(1812)만을 포함하는 경우이고, 웨이퍼 상면 영역(1812) 내에 결함(1811)을 포함하고 있다. 또한, 도면에서는, 이해하기 쉽도록, 상면 영역 A에 대응한 기호 A 등도 붙여서 도시하고 있다.
(B)의 화상(1802)은, 3종류의 영역 중 상면 영역 A에 대응한 웨이퍼 상면 영역(1815) 및 경사면 영역 B에 대응한 웨이퍼 경사면 영역(1816)을 포함하는 경우이고, 웨이퍼 경사면 영역(1816) 내에 결함(1814)을 포함하고 있다. 영역 경계(1823)는, 웨이퍼 상면 영역(1815)과 웨이퍼 경사면 영역(1816)의 경계의 선이다.
(C)의 화상(1803)은, 3종류의 영역 중 상면 영역 A에 대응한 웨이퍼 상면 영역(1819), 경사면 영역 B에 대응한 웨이퍼 경사면 영역(1820) 및 배경 영역 C에 대응한 노치 일부 영역(1821)을 포함하는 경우이고, 웨이퍼 경사면 영역(1820) 내에 결함(1818)을 포함하고 있다. 영역 경계(1824)는, 웨이퍼 상면 영역(1819)과 웨이퍼 경사면 영역(1820)의 경계의 선이다. 영역 경계(1825)는, 웨이퍼 상면 영역(1819) 및 웨이퍼 경사면 영역(1820)과 노치 일부 영역(1821)의 경계의 선이다. 배경 영역 C에는, 본 예와 같이, 노치나 오리플랫의 영역이 포함되어 있는 경우가 있다. 본 예에서의 노치는, 웨이퍼 표면에 대하여 수직한 단면을 갖는 경우이지만, 실시 형태 1에서의 예와 같이 노치나 오리플랫에도 모따기의 경사면을 갖는 경우도 있다.
(D)의 화상(1804)은, 3종류의 영역 중 상면 영역 A에 대응한 웨이퍼 상면 영역(1841), 경사면 영역 B에 대응한 웨이퍼 경사면 영역(1842) 및 배경 영역 C에 대응한 웨이퍼 외 영역(1843)을 포함하는 경우이고, 웨이퍼 경사면 영역(1842) 내에 결함(1846)을 포함하고 있다. 웨이퍼 외 영역(1843)은, 노치도 오리플랫도 포함하고 있지 않은 영역이다. 영역 경계(1844)는, 웨이퍼 상면 영역(1841)과 웨이퍼 경사면 영역(1842)의 경계의 선이다. 영역 경계(1845)는, 웨이퍼 경사면 영역(1842)과 웨이퍼 외 영역(1843)의 경계의 선이다.
(E)의 화상(1805)은, 3종류의 영역 중 상면 영역 A에 대응한 웨이퍼 상면 영역(1851), 경사면 영역 B에 대응한 웨이퍼 경사면 영역(1852)을 포함하는 경우이고, 웨이퍼 경사면 영역(1852) 내에 결함(1853)을 포함하고 있다. 영역 경계(1854)는, 웨이퍼 상면 영역(1851)과 웨이퍼 경사면 영역(1852)의 경계의 선이다. 영역 경계(1854)는, 특히, 곡선으로서 비치고 있는 경우이고, 이해하기 쉽도록 구부러진 정도를 과장해서 도시하고 있다.
상면 영역 A는, Z축 방향에서 위에서 본 경우에, SEM(2)(도 2)의 검출기(111)와의 거리가 상대적으로 가까우므로, 화상 내에서의 휘도가 상대적으로 높아진다. 그에 대하여, 배경 영역 C는, 스테이지(109) 등에 대응하고, Z축 방향에서 위에서 본 경우에, SEM(2)(도 2)의 검출기(111)와의 거리가 상대적으로 멀기 때문에, 화상 내에서의 휘도가 상대적으로 낮아진다(도면에서는 검은색으로 도시하고 있다).
실시 형태 2에서는, 베벨 화상 내의 웨이퍼 구조에 대해서, 1차적으로는 영역 경계를 취급하고, 2차적으로는, 영역 경계에 의해 나뉘는 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및 배경 영역 C라고 하는 주로 3종류의 영역을 다룬다. 노치나 오리플랫을 식별·구별하는 경우에는, 배경 영역 C를, 또한 웨이퍼 외 영역, 노치 영역, 오리플랫 영역과 같은 종류로 나누어도 된다. 본 명세서에서는, 3종류의 영역 중에 2종류의 영역의 사이의 경계를, 영역 경계라고 기재·정의한다. 영역 경계는, 이에 한정하지 않고, 영역 경계선 등으로 표현해도 된다. 영역 경계는, 도 18의 예와 같이, 휘도가 비교적 크게 다른 영역의 사이에 있다.
영역 경계는, 구조물의 실태에 따른 직선 또는 원호의 곡선이다. 구체적으로는, 도 17의 (B)의 웨이퍼 상면 영역(1705)과 웨이퍼 경사면 영역(1706)의 경계의 경우, 영역 경계의 실태는 (A)에 나타내는 바와 같이 곡선이다. 마찬가지로, 웨이퍼 경사면 영역(1706)과 배경 영역 C의 경계(즉 Apex 영역(1707))의 경우, 영역 경계의 실태는 곡선이다. 웨이퍼 상면 영역(1705) 또는 웨이퍼 경사면 영역(1706)과, 노치 영역의 경계의 경우, 영역 경계의 실태는 (A)에 나타내는 바와 같이 직선이다. 마찬가지로, 도 1의 (a3)과 같은 오리플랫 영역의 경계의 경우도, 영역 경계의 실태는 직선이다.
실시 형태 2의 베벨 화상의 예(도 18에서의 (A) 내지 (D))에서는, 촬상 시야가 비교적 좁기 때문에, 베벨 화상 내에서는, 영역 경계는, 구조물의 실태가 곡선이라도, 거의 직선으로 보인다. 후술하지만, 영역 경계의 직선과 곡선의 차이에 대해서는, 직선과 곡선을 구별해서 처리하는 방법을 기본으로 하지만, 모두를 대략 직선으로 간주해서 처리하는 방법 등도 가능하다.
도 17이나 도 18의 예와 같이, 웨이퍼 상면에 대하여 수직한 Z축 방향으로부터 베벨부(1703)를 촬상한 톱뷰의 베벨 화상에서는, 촬상 위치에 따라, 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및 배경 영역 C의 각종 영역의 비침의 유무나, 당해 화상 내에서의 영역 경계의 방향·각도가 다르다.
도 18의 예에서는, (A)의 화상(1801)은, 상면 영역 A만이 있고, 영역 경계가 없음이다. (B)의 화상(1802)은, 상면 영역 A와 경사면 영역 B가 있고, 영역 경계가 1개 있음이다. (C)의 화상(1803)은, 상면 영역 A와 경사면 영역 B와 배경 영역 C(특히 노치 영역)가 있고, 영역 경계가 2개 있고, 2개의 영역 경계의 방향·각도가 크게 다르다. (D)의 화상(1804)은, 상면 영역 A와 경사면 영역 B와 배경 영역 C(웨이퍼 외 영역)가 있고, 영역 경계가 2개 있고, 2개의 영역 경계의 방향·각도가 개략 동일하다. (E)의 화상(1805)은, 상면 영역 A와 경사면 영역 B가 있고, 곡선에 의한 영역 경계가 1개 있음이다.
각 영역 경계는, 베벨 화상 내에서의 방향, 바꾸어 말하면 각도를 갖는다. 본 명세서에서는, 이 방향·각도를, 영역 경계 각도라고 기재·정의한다. 베벨 화상마다, 영역 경계 각도가 다양하다. 또한, 실시 형태 2에서는, 베벨 화상 내에 복수의 영역 경계가 있는 경우에, 그들의 영역 경계의 방향·각도가, 개략적으로 동일한지, 충분히 크게 다른지를 구별한다. 예를 들어, 2개의 영역 경계의 각도 차가 역치 이상인 경우, 그들의 영역 경계의 방향·각도는 크게 다르다고 판단된다.
베벨 화상에서의 영역 경계의 위치나 각도에 대한 표현이나 데이터 구조는 한정하지 않는다. 일례에서는, 베벨 화상에서의 영역 경계의 위치나 각도를 표현하기 때문에, 예를 들어 베벨 화상의 좌측 상단 화소 좌표를 원점(0,0)으로 하고, 상변에 대응한 X축 방향(바꾸어 말하면 가로 방향) 및 좌변에 대응한 Y축 방향(바꾸어 말하면 세로 방향)을 사용한다. X축 방향을 예로 들어 각도=0도로 한다. 도 18의 예에서는, 영역 경계(1823)의 각도는, -45도 정도(혹은 +315도 정도)이다. 영역 경계(1824)의 각도는, +15도 정도이다. 영역 경계(1825)의 각도는, -75도 정도이다.
실시 형태 2에서의 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상으로부터 적어도, 도 18의 예 같은 영역 경계를 검출하고, 영역 경계의 각도를 산출한다. 또한, 배경 영역 C에는, 특히 노치 영역이 포함되는 경우나 오리플랫 영역이 포함되는 경우와, 노치나 오리플랫이 없는 웨이퍼 외 영역이 포함되는 경우가 있지만, 그들의 영역의 판별까지는 필수는 아니다.
[결함 관찰의 처리 시퀀스]
도 19를 사용하여, 실시 형태 2의 결함 관찰 장치에서 실시되는 결함 관찰 방법에 대해서 설명한다. 도 19는 실시 형태 2의 결함 관찰 방법의 처리 흐름을 나타내고, 도 2의 컴퓨터 시스템(3)(특히 제어부(102)의 프로세서)은, 본 흐름에 따른 처리를 실행한다.
실시 형태 2의 결함 관찰 방법은, 제1 스텝 S1로서, 반도체 웨이퍼의 베벨부를 촬상한 베벨 화상(1905)을 취득하는 화상 촬상 스텝과, 제2 스텝 S2로서, 베벨 화상(1905) 중의 결함 부위를 검출하는 결함 검출 스텝을 갖는다. 제1 스텝은 실시 형태 1과 마찬가지이다.
제2 스텝 S2인 결함 검출 스텝은, 상세하게는, 판정 스텝 S1906과, 방식 전환 스텝 S1907과, 결함 검출 스텝 S1908을 갖는다. 판정 스텝 S1906은, 촬상 정보 등을 사용하지 않고, 베벨 화상(1905)(바꾸어 말하면 각 촬상 위치의 화상)을 사용해서, 반도체 웨이퍼의 구조로서 영역 경계 등을 판정해서 판정 결과(1906)를 얻는 스텝이다. 방식 전환 스텝 S1907은, 판정 스텝 S1906의 판정 결과(1906)에 기초하여, 복수(여기서는 제1부터 제N까지의 N개)의 후보의 결함 검출 방식(1911 내지 1914)으로부터, 당해 베벨 화상(1905)에 적용하는 1개의 결함 검출 방식을 선택해서 전환하는 스텝이다. 결함 검출 스텝 S1908은, 방식 전환 스텝 S1907에서 전환된 결함 검출 방식에서, 당해 베벨 화상(1905)으로부터 결함 부위를 검출하고, 결함 검출 결과로서 결함 좌표(1908)를 얻는 스텝이다. 그 후, 스텝 S1909의 관찰 화상 촬상 이후는, 실시 형태 1과 마찬가지이다.
반도체 웨이퍼의 베벨부의 결함 관찰에 관해서, 도 18의 예와 같이, 베벨 화상에서는, 촬상 위치에 따라, 상면 영역 A, 경사면 영역 B, 노치 등을 포함하는 배경 영역 C의 비침의 유무나, 베벨 화상 내에서의 영역 경계의 방향·각도가 다르다. 그 때문에, 과제로서, 종래가 단일의 결함 검출 방식에 의한 결함 검출은 곤란한 경우가 있었다. 그래서, 실시 형태 2에서는, 베벨 화상을 사용해서, 반도체 웨이퍼의 구조로서, 영역 경계의 유무나 수, 영역 경계 각도 등을 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여, 복수의 결함 검출 방식으로부터, 적용하는 결함 검출 방식을 전환한다. 이에 의해, 종래보다 결함 검출의 정밀도가 향상된다.
도 19에서, 실시 형태 2의 결함 관찰 방법은, 결함 관찰 대상의 반도체 웨이퍼(1901)와, 결함 검사 장치로부터의 결함 후보 좌표(1902)를 입력으로 하여, 제1 스텝 S1에서, 각 결함 후보 좌표(1902)에 대하여, 화상 촬상 스텝 S1902를 실행하고, 각 베벨 화상(1905)을 얻는다. 실시 형태 2의 결함 관찰 방법은, 각 베벨 화상(1905)에 대하여, 제2 스텝 S2에서, 판정 스텝 S1906, 방식 전환 스텝 S1907 및 결함 검출 스텝 S1908을 실행하고, 결함 좌표(1908)를 얻는다. 실시 형태 2의 결함 관찰 방법은, 얻어진 결함 좌표(1908)를 사용해서, 관찰 화상 촬상 스텝 S1909를 실행하고, 관찰 화상(1909)을 얻는다. 실시 형태 2의 결함 관찰 장치는, 이러한 일련의 처리를, 모든 결함 후보 좌표(1902)에 대하여 마찬가지로 반복해서 실행하고, 모든 결함 후보 좌표(1902)의 관찰 화상(1909)을 취득하고, 결함 관찰을 종료한다.
[판정 스텝]
도 20에는, 도 19의 판정 스텝 S1906에서 판정하는 반도체 웨이퍼의 구조의 예를 나타낸다. 판정 스텝 S1906에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 입력된 베벨 화상(1905)에 있어서의, 영역 경계의 유무, 곡선의 영역 경계의 유무, 및 노치/오리플랫의 유무를 판정한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 이들의 판정에 따라, 베벨 화상을 몇 가지로 분류한다. 도 20의 예에서는, 표의 제1행의 「화상예」에 있어서, 제1 사례부터 제4 사례까지의 4개의 사례의 베벨 화상을 나타내고 있다. 또한, 설명상, 실시 형태 2에서의 제1 사례 등은, 실시 형태 1(도 7)에서의 제1 사례 등과는 별도로 한다. 표의 제2행의 「영역 경계의 유무」는, 베벨 화상 내에서 검출되는 영역 경계의 유무를 기재하고 있다. 이 영역 경계는 직선이거나 곡선이어도 된다. 표의 제3행의 「곡선의 영역 경계의 유무」는, 베벨 화상 내에서 검출되는 영역 경계로서, 특히 곡선인 영역 경계의 유무를 기재하고 있다. 표의 제4행의 「노치/오리플랫의 유무」는, 베벨 화상 내에서 검출되는 영역 경계로 나뉘는 영역에 관해서, 노치 또는 오리플랫의 영역 유무를 기재하고 있다.
제1 사례의 화상(2001)은, 도 18에서의 (A)의 화상(1801)과 마찬가지이다. 제2 사례의 화상(2002)은, 도 18에서의 (B)의 화상(1802)과 마찬가지이다. 제3 사례의 화상(2003)은, 도 18에서의 (C)의 화상(1803)과 마찬가지이다. 제4 사례의 화상(2004)은, 도 18에서의 (E)의 화상(1805)과 마찬가지이다. 제2 사례의 화상(2002)은, 촬상의 시야가 비교적 좁은 경우, 바꾸어 말하면 촬상 배율이 비교적 높은 경우에, 영역 경계의 선이 직선으로서 비치고 있는 경우의 화상 예이다. 제4 사례의 화상(2004)은, 촬상의 시야가 비교적 넓은 경우, 바꾸어 말하면 촬상 배율이 비교적 낮은 경우에, 영역 경계의 선이 곡선으로서 비치고 있는 경우의 화상 예이다.
또한, 도 18에서의 (D)의 화상(1804)은, 2개의 영역 경계가 검출된 경우이지만, 영역 경계의 수가 1개인지 2개 이상인지에 따르지 않고, 영역 경계의 각도 양태에 따라, 도 20에서의 제2 분류로 된다. 2개 이상의 영역 경계의 각도의 차가 충분히 작은 경우에는, 도 20에서의 제2 분류로 되고, 2개 이상의 영역 경계의 각도 차가 충분히 큰 경우에는, 도 20에서의 제3 분류로 된다.
컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 화상(2001)에 대해서는, 「영역 경계가 없음」이라 판정한다. 이 경우, 곡선의 영역 경계의 유무 및 노치/오리플랫의 유무는, 관계없음이 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 화상(2002)에 대해서는, 「영역 경계가 있음」이라 판정하고, 당해 화상 중의 영역 경계 중 「곡선의 영역 경계가 없음」이라 판정하고, 또한 「노치/오리플랫이 없음」이라 판정한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 화상(2003)에 대해서는, 「영역 경계가 있음」이라 판정하고, 당해 화상 중의 영역 경계 중 「곡선의 영역 경계가 없음」이라 판정하고, 또한 「노치/오리플랫이 있음」이라 판정한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 화상(2004)에 대해서는, 「영역 경계가 있음」이라 판정하고, 당해 화상 중의 영역 경계 중 「곡선의 영역 경계가 있음」이라 판정하고, 또한 「노치/오리플랫이 없음」이라 판정한다.
노치/오리플랫의 유무의 판정은, 후술하지만(도 22), 영역 경계의 수와 각도를 사용해서 가능하다. 예를 들어, 영역 경계의 수가 2개로, 그들의 영역 경계 각도의 차가 역치 이상인 경우, 「노치 또는 오리플랫이 있음」이라 판정할 수 있다. 또한, 실시 형태 2에서는, 노치 또는 오리플랫이 있는 경우에는, 동일한 결함 검출 방식을 적용할 수 있으므로, 노치와 오리플랫의 구별·식별은 필수는 아니다.
또한, 실시 형태 2(도 19)에서는, 기본 구성으로서, 영역 경계에 있어서의 직선과 곡선의 구별·식별을 행하는 구성(도 21)이지만, 이것은 필수는 아니다. 보다 간이화한 구성으로서는, 영역 경계의 모두를 직선에 근사해서 처리하는 구성이어도 된다(도 23). 직선과 곡선을 구별하지 않고 대략 직선으로서 취급하는 경우, 도 20의 제2 사례와 제4 사례는 1개의 분류(제2 분류)로 통합할 수 있다.
컴퓨터 시스템(3)은, 상기 예와 같이, 베벨 화상 내에 있어서의 다른 웨이퍼 구조· 특징에 따라, 구체적으로는 영역 경계의 양태에 따라, 베벨 화상을 몇 가지로 분류한다. 실시 형태 2의 도 20 예에서는, 제1 분류로부터 제4 분류까지의 4개로 분류된다. 그리고, 컴퓨터 시스템(3)은, 그 분류에 따라, 당해 베벨 화상에 적용하는 적절한 결함 검출 방식을 선택해서 전환한다. 실시 형태 2의 예에서는, 제1부터 제3까지의 3종류의 결함 검출 방식으로부터 선택된다.
도 20의 (B)의 표는, (A)에 대응한 판정 결과· 분류에 따른 결함 검출 방식의 선택에 대해서 정리한 것을 나타내고 있다. 제1 분류의 경우에, 적용 가능한 후보가 되는 결함 검출 방식은, 도 19의 제1 결함 검출 방식(1911), 제2 결함 검출 방식(1912) 및 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 제2 분류의 경우에는, 제2 결함 검출 방식(1912) 및 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 제3 분류의 경우에는, 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 제4 분류의 경우에는, 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 또한, 제1 분류의 경우에, 특히 유효한 결함 검출 방식은, 제1 결함 검출 방식(1911)이다. 제2 분류의 경우에, 특히 유효한 결함 검출 방식은, 제2 결함 검출 방식(1912)이다. 제3 분류의 경우에, 특히 유효한 결함 검출 방식은, 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 제4 분류의 경우에, 특히 유효한 결함 검출 방식은, 제3 결함 검출 방식(1913)이다. 실시 형태 2의 예에서는, 각각의 분류의 경우에, 특히 유효한 결함 검출 방식으로서 도시한 방식을 적용한다. 제1 내지 제3 결함 검출 방식의 상세에 대해서는 후술한다.
도 19의 스텝 S1907의 방식 전환의 처리예로서는 이하이다. 컴퓨터 시스템(3)은, 판정 결과(1906)에서 「영역 경계가 없음」인 경우(도 20에서의 제1 사례), 제1 분류로 하고, 제1 분류에 적합한 제1 결함 검출 방식으로 전환한다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 판정 결과(1906)에서, 「영역 경계가 있음」, 또한 「곡선의 영역 경계가 없음」, 또한 「노치/오리플랫이 없음」인 경우(도 20에서의 제2 사례), 제2 분류로 하고, 제2 분류에 적합한 제2 결함 검출 방식으로 전환한다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 판정 결과(1906)에서, 「영역 경계가 있음」, 또한 「곡선의 영역 경계가 없음」, 또한 「노치/오리플랫이 있음」인 경우(도 20에서의 제3 사례), 제3 분류로 하고, 제3 분류에 적합한 제3 결함 검출 방식으로 전환한다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 판정 결과(1906)에서, 「영역 경계가 있음」, 또한 「곡선의 영역 경계가 있음」인 경우에는, 제4 분류로 하고, 제4 분류에 적합한 제3 결함 검출 방식으로 전환한다.
[판정 스텝의 상세]
도 21을 사용해서, 판정 스텝 S1906의 판정 처리의 상세에 대해서 설명한다. 스텝 S2101에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(1905)에 대응한 입력의 베벨 화상(2101) 중의 영역 경계를 검출하고, 검출 결과로서, 영역 경계 정보(바꾸어 말하면 영역 경계 화상)(2102)를 얻는다. 본 예에서는, 입력의 베벨 화상(2101)이 도 20의 제3 사례의 화상(2003)인 경우를 도시하고 있다. 베벨 화상(2101) 내의 영역 경계의 검출은, 공지의 화상 처리 기술을 사용해서, 베벨 화상(2101) 내의 휘도 분포를 판단함으로써 가능하다. 일례로서는, 도시의 파선 화살표의 방향으로 휘도를 조사한 경우에, 휘도가 충분히 크게 변화하는 개소를 검출할 수 있다. 이러한 휘도 변화 개소가 연속적으로 직선상으로 분포하고 있는 경우, 그 직선상의 개소는 영역 경계에 해당한다.
영역 경계 정보(2102)는, 데이터 구조예로서 화상으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 당해 영역 경계 화상(2102)은, 화소마다, 영역 경계에 해당하는지의 여부를 나타내는 값이 저장되어 있다. 본 예에서는, 영역 경계 화상(2102)은, 도시하는 2개의 영역 경계로서, 영역 경계(2103, 2104)가 검출되고 있다. 이들은 도 18에서의 영역 경계(1825, 1824)와 대응하고 있다. 각 화소값은 예를 들어 영역 경계에 해당하지 않는 경우에는 제1 값, 영역 경계(2103)에 해당하는 경우에는 제2 값, 영역 경계(2104)에 해당하는 경우에는 제3 값이 저장되어 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은 1개의 베벨 화상 내에 복수의 영역 경계를 검출한 경우에는, 각 영역 경계에, 식별 정보나 위치 좌표 정보 등을 부여해서 관리해도 된다.
이어서, 컴퓨터 시스템(3)은, 스텝 S2102에서, 영역 경계 정보(2102)에 있어서의 영역 경계마다, 선이 직선인지 곡선인지를 판정하고, 판정 결과로서 직선 곡선 판정 결과(2105)를 취득한다. 직선인지 곡선인지의 판정의 방법에 대해서는 한정하지 않고, 공지의 화상 처리 기술을 적용할 수 있다. 직선 곡선 판정 결과(2105)는, 영역 경계마다, 직선인지 곡선인지를 나타내는 정보가 저장되어 있고, 영역 경계 정보(2102)와 관련지어서 관리된다. 예를 들어, 영역 경계(2103)가 직선, 영역 경계(2104)가 직선이다. 실시 형태 2에서는, 이러한 직선과 곡선의 구별·식별의 판정이 행해진다.
이어서, 컴퓨터 시스템(3)은, 스텝 S2103에서, 영역 경계 정보(2102)에 있어서의 영역 경계마다, 선의 방향·각도를, 영역 경계 각도로서 산출한다. 스텝 S2103에서 산출된 결과는, 영역 경계 각도 정보(2106)로서 얻어진다. 영역 경계 각도 정보(2106)는, 영역 경계 정보(2102) 및 직선 곡선 판정 결과(2105)와 관련지어서 관리된다. 예를 들어, 영역 경계(2103)(바꾸어 말하면 제1 영역 경계)에 대해서는, 영역 경계 각도로서 제1 각도(예를 들어 -75도)가 얻어지고, 영역 경계(2104)(바꾸어 말하면 제2 영역 경계)에 대해서는, 영역 경계 각도로서 제2 각도(예를 들어 +15도)가 얻어진다.
또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계 각도의 산출에 한정하지 않고, 예를 들어 영역 경계가 곡선인 경우에는, 곡률 등을 산출해도 된다. 이 경우, 곡률 등의 정보도, 영역 경계 각도 정보(2105)에 포함해서 저장된다. 스텝 S2102에서 산출된 직선 곡선 판정 결과(2105)나, 스텝 S2103에서 산출된 영역 경계 각도 정보(2106)는, 후의 처리 스텝에서 이용된다.
이어서, 컴퓨터 시스템(3)은, 스텝 S2104에서, 상기 베벨 화상(2101) 내에서 검출한 영역 경계의 수를 포함하는 영역 경계 정보(2102), 각도를 포함하는 영역 경계 각도 정보(2106) 및 직선 곡선 판정 결과(2105)에 기초하여, 촬상 위치의 베벨 화상(2101)에 있어서의 반도체 웨이퍼의 구조·특징을 판정하고, 판정 결과(2108)를 얻는다. 이 구조·특징은, 도 20과 같이, 영역 경계의 유무나 수나 각도의 양태이다. 바꾸어 말하면, 이 구조·특징은, 영역 경계에 따라서 나뉜 도 17의 상면의 영역 A, 경사면 영역 B, 배경 영역 C와 같은 각종 영역에 대한 양태이다. 도 21의 예에서는, 베벨 화상(2101)은, 도 20에서의 제3 분류에 해당한다고 판정된다. 판정 결과(2108)는, 데이터 구조를 한정하지 않고, 도 20의 표와 같이 「영역 경계의 유무」 등을 포함한 정보로 해도 되고, 미리 규정된 분류(예를 들어 제1 분류 내지 제4 분류)를 나타내는 정보로 해도 된다.
베벨 화상에 있어서는, 도 17이나 도 18과 같은 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및, 노치/오리플랫이나 웨이퍼 외 영역을 포함하는 배경 영역 C의 각각의 영역에 있어서, 특징적인 패턴은 존재하지 않는다. 그 때문에, 과제로서, 종래, 촬상 정보를 사용하지 않고 촬상 위치에 있어서의 베벨 화상 내의 반도체 웨이퍼의 구조를 판정하는 것은 곤란했다. 그래서, 실시 형태 2에서는, 베벨 화상에 있어서, 각종 영역의 경계인 영역 경계에서는 휘도가 급격하게 변화하는 것에 착안하고, 이들 영역 경계를 검출한다. 그리고, 실시 형태 2에서는, 영역 경계의 수나 각도에 의해, 반도체 웨이퍼의 구조·특징을 분류한다. 바꾸어 말하면, 실시 형태 2에서는, 도 20과 같이, 분류로서, 영역 경계의 유무, 곡선의 영역 경계의 유무, 노치/오리플랫의 유무와 같은 양태를 특정한다. 이에 의해, 실시 형태 2에서는, 오차가 포함될 수 있는 촬상 위치 등의 촬상 정보를 사용하지 않아도, 베벨 화상 내의 구조·특징을 분류하고, 분류마다 적합한 결함 검출 방식을 적용 가능하게 된다.
스텝 S2101에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계의 검출의 처리예로서는, 베벨 화상(2101)에, 소벨 필터 등의, 휘도 변화가 있는 개소에서 출력값이 커지는 필터를 적용하고, 허프 변환 등에 의해 직선이나 곡선을 검출함으로써, 각각의 영역 경계를 검출한다. 스텝 S2101의 결과, 영역 경계마다, 그 영역 경계를 구성하는 1개 이상의 화소가 관련지어진다.
스텝 S2102에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 직선·곡선의 판정의 처리예로서는, 베벨 화상(2101) 및 그것에 대응하는 영역 경계 정보(2102)에 있어서의 화소마다, 휘도 구배의 방향을 산출한다. 예를 들어, 도시하는 영역 경계(2103) 상의 어느 화소에 대해서는, 파선 화살표로 나타낸 바와 같이, 휘도 구배의 방향(그 방향을 나타내는 각도)을 산출할 수 있다. 그리고, 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계를 구성하는 화소군에 있어서의 각 화소의 휘도 구배의 방향을 비교한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 각 화소의 휘도 구배의 방향이, 소정의 범위 내(예를 들어 1도 이내)인 경우에는, 당해 영역 경계의 선이 직선이라고 판정하고, 그렇지 않는 경우에는, 곡선이라고 판정한다. 스텝 S2102의 결과, 영역 경계마다, 직선인지 곡선인지라고 하는 정보가 연관지어진다. 또한, 영역 경계의 화소마다, 휘도 구배의 방향 등의 정보도 연관하여 보유 지지해도 된다.
스텝 S2103에서는, 컴퓨터 시스템(3)은 영역 경계 각도의 산출의 처리예로서는, 영역 경계마다, 직선이라 판정된 영역 경계에 대해서는, 휘도 구배의 방향을 산출 또는 참조한다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 곡선으로 판정된 영역 경계에 대해서는, 곡률 등을 산출해도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계 화상(2102)으로부터, 직선인 영역 경계의 휘도 구배의 방향에 대하여, 수직 방향을, 그 영역 경계의 연장의 방향으로 하고, 그 연장의 방향에 대응하는 영역 경계 각도를 산출한다. 예를 들어, 베벨 화상의 소정의 방향(예를 들어 X축 방향)을 각도의 기준으로서, 영역 경계 각도를 산출한다(후술하는 도 23). 영역 경계 각도의 산출 방법은, 이것에 한정되지 않는다.
스텝 S2104에서, 웨이퍼 구조의 판정의 처리예로서는 이하이다. 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상 내에 영역 경계가 1개 이상 검출된 경우에는, 「영역 경계가 있음」이라 판정하고, 영역 경계가 검출되지 않은 경우에는 「영역 경계가 없음」이라 판정한다. 또한, 컴퓨터 시스템(3)은 「영역 경계가 있음」인 경우에, 검출된 영역 경계 중, 스텝 S2102에서 곡선이라 판정된 영역 경계가 1개 이상 있는 경우에는, 「곡선의 영역 경계가 있음」이라 판정하고, 그 이외의 경우, 즉 모든 영역 경계가 직선인 경우에는, 「곡선의 영역 경계가 없음」이라 판정한다.
또한, 컴퓨터 시스템(3)은, 「곡선의 영역 경계가 없음」인 경우에 있어서, 다른 영역 경계의 각도와 다른 영역 경계가 존재하는지의 여부를 판단한다. 바꾸어 말하면, 컴퓨터 시스템(3)은, 어느 영역 경계의 각도에 대한 다른 영역 경계의 각도의 차가, 충분히 큰지의 여부, 예를 들어 영역 경계 각도의 차분이 역치 이상인지를 판단한다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(3)은 영역 경계끼리의 영역 경계 각도의 차분이 역치(예를 들어 10도) 이상인 경우에, 「영역 경계 각도가 다르다」고 판정해도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은 다른 영역 경계의 각도와 다른 영역 경계가 존재하는 경우에는, 「노치/오리플랫이 있음」이라 판정하고(도 20에서의 제3 분류), 그 이외의 경우에는, 「노치/오리플랫이 없음」이라 판정한다.
예를 들어 도 18의 (D)의 화상(1804)의 경우에서는, 영역 경계(1844)의 각도와, 영역 경계(1845)의 각도의 차분이 충분히 작으므로, 「노치/오리플랫이 없음」이라 판정된다. 도 18의 (C)의 화상(1803)의 경우에서는, 영역 경계(1824)의 각도와, 영역 경계(1825)의 각도의 차분이 충분히 크므로, 「노치/오리플랫이 있음」이라 판정된다.
도 21의 판정 처리와 도 20의 분류는, 일례를 나타내고 있고, 이에 한정하는 것은 아니다. 실시 형태 2의 결함 관찰 방법 및 장치는, 베벨 화상 내에서 영역 경계를 검출하고, 영역 경계의 양태에 따라서 몇 가지로 분류를 행하는 것이다.
[노치/오리플랫의 유무의 판정]
도 22는, 영역 경계 각도를 사용한 노치/오리플랫의 유무의 판정에 대한 보충 설명도를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 배경 영역 C에 관해서는, 상세하게는, 웨이퍼 외 영역, 노치 영역, 오리플랫 영역의 3종류의 경우가 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계 각도를 사용하여, 이들 영역 유무를 판별할 수 있다. (a)의 화상(2201)은, 배경 영역 C로서 웨이퍼 외 영역만을 포함하는 예를 나타내고, 노치 영역이나 오리플랫 영역을 포함하고 있지 않다. 이 화상(2201)은, 1개의 영역 경계(2205)로서 직선을 갖는다. 이 경우, 프로세서는, 배경 영역 C가 웨이퍼 외 영역이며, 「노치/오리플랫이 없음」이라 판정할 수 있다. 또한, 프로세서는, 영역 경계(2205)의 곡선으로서 비치고 있는 경우에는, 보다 고정밀도로, 배경 영역 C가 웨이퍼 외 영역이라고 추정할 수 있다. 이에 한정하지 않고, 프로세서는, 또한 각 영역의 휘도 등을 가미하고, 각종 영역의 유무를 판정해도 된다.
(b)의 화상(2202)은, 배경 영역 C로서 노치 영역이 포함되어 있는 예를 나타낸다. 이 화상(2202)은, 2개의 영역 경계로서, 영역 경계(2206), 영역 경계(2207)를 갖는다. 이 경우, 프로세서는, 영역 경계(2206)의 각도와, 영역 경계(2207)의 각도의 차분 α1이, 역치 이상인지를 확인하고, 역치 이상인 경우에, 노치 영역 또는 오리플랫 영역이 있다고 판정한다. 본 예에서는, 영역 경계(2207)의 각도가 영역 경계(2206)의 각도에 대하여 충분히 크고, 차분 α1이 역치 이상이기 때문에, 「노치/오리플랫이 있음」이라 판정된다. 보다 상세하게는, 휘도가 낮은 쪽의 배경 영역 C에 있어서, 영역 경계(2206)에 접하는 영역과, 영역 경계(2207)에 접하는 영역이 있고, 한쪽의 영역이 웨이퍼 외 영역에 상당하고, 다른 쪽의 영역(예를 들어 영역(2208))이 노치 영역에 상당한다.
(c)의 화상(2203)은, (b)와 마찬가지이지만, 배경 영역 C로서 오리플랫 영역이 포함되어 있는 예를 나타낸다. 이 화상(2203)은, 2개의 영역 경계로서, 영역 경계(2209), 영역 경계(2210)를 갖는다. 이 경우, 프로세서는, 영역 경계(2209)의 각도와, 영역 경계(2210)의 각도의 차분 α2가, 역치 이상인지를 확인하고, 역치 이상인 경우에, 노치 영역 또는 오리플랫 영역이 있다고 판정한다. 본 예에서는, 영역 경계(2210)의 각도가 영역 경계(2209)의 각도에 대하여 충분히 크고, 차분 α2가 역치 이상이기 때문에, 「노치/오리플랫이 있음」이라 판정된다. 예를 들어 영역(2211)이 오리플랫 영역에 상당한다.
프로세서는, 각 영역 경계가 직선인지 곡선인지의 정보를 사용하는 경우에는, 보다 고정밀도로, 배경 영역 C가 웨이퍼 외 영역인지 노치/오리플랫 영역인지를 추정할 수 있다.
또한, 변형예로서는, 상기 영역 경계 각도의 차분에 관한 역치를 2종류 이상 준비하고, 영역 경계 각도의 차분이 어느 역치 범위에 해당하는지에 따라, 노치 영역의 유무와 오리플랫 영역의 유무를 구별해서 판정해도 된다.
[영역 경계의 직선과 곡선에 대해서]
도 23은 도 20이나 도 21의 보충으로서, 영역 경계가 직선인 경우나 곡선인 경우에 대한 설명도를 나타낸다. 도 23의 (a)의 베벨 화상(2301)은, 영역 경계가 직선(2311)으로서 비치고 있는 예를 나타낸다. 도 23에서는 휘도에 관해서는 사상(捨象)해서 모식으로 나타내고 있다. (a)의 화상의 경우, 직선(2311)으로서 검출된 영역 경계의 방향·각도는, 예를 들어 각도 θ로서 산출할 수 있다.
또한, 주의사항으로서, 이 직선(2311)은, 어디까지나 화상 상의 보이는 방식이며, 이 직선(2311)에 대응하는 구조물의 실태가 직선인지 곡선인지는 다른 관점이다. 웨이퍼 치수나 촬상 배율 등에 따라, 베벨 화상 내에서의 영역 경계의 선이 보이는 방식은 달라진다. 실태가 곡선(예를 들어 도 17의 Apex 영역(1707))이어도, 촬상 배율이 높은 경우에는, 대략 직선으로서 비치고 있다. 예를 들어 도 18의 (C)에서의 영역 경계(1824)는, 실태로서는 웨이퍼 외주 부근에 존재하는, 웨이퍼 상면 영역(1705)과 웨이퍼 경사면 영역(1706)의 경계이며, 촬상 배율이 작은 경우에는 곡선으로서 비치지만, 촬상 배율이 큰 경우에는 대략 직선으로서 비친다. 거기에 대응하는 도 20의 화상(2003)에서는, 당해 영역 경계(1824)가 대략 직선으로서 비치고 있기 때문에, 「곡선의 영역 경계는 없음」이라 판정되고 있다.
도 23의 (b)의 화상(2302)은, 영역 경계가 곡선(2312)으로서 비치고 있는 예를 나타낸다. 이 곡선(2312)는, 구부러진 정도를 과장해서 모식으로 나타내고 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, 화상(2302)으로부터 영역 경계로서 이러한 곡선(2312)을 그 형상 그대로 검출하고, 영역 경계 화상(2102)(도 21)으로서 보유 지지해도 상관없다. (b)의 화상(2302)의 경우에, 곡선(2312)인 영역 경계의 각도는, 예를 들어 1개의 직선에 근사함으로써 산출할 수 있다.
예를 들어, (c)의 화상(2303)에서는, 영역 경계의 곡선(2312)이, 1개의 직선(2313)(바꾸어 말하면 근사 직선)에 근사되어 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 전술한 휘도 구배의 방향 등에 기초하여, 곡선(2312)의 구부러진 정도가 일정한 정도까지인 경우에, 이와 같이 1개의 직선에 근사해도 된다. (c)의 경우, 직선(2313)에 의한 영역 경계의 각도는, 예를 들어 각도 θ로서 산출할 수 있다.
또한, (d)의 화상(2304)은, (b)의 곡선(2312)을 직선에 근사하는 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에서는, 곡선(2312)는, 근사 직선(2314)으로서, 복수의 직선(바꾸어 말하면 선분)에 근사되어 있다. 이 근사 직선(2314)은, 예를 들어 4개의 선분의 관계에 의해 구성되어 있다. (d)의 경우, 근사 직선(2314)에 의한 영역 경계의 각도는, 각각의 선분마다가 각도로서 산출해도 된다.
또한, 검출된 영역 경계가 곡선인 경우에, 컴퓨터 시스템(3)은, 그 곡선의 구부러진 정도를 나타내는 정보, 예를 들어 곡률을 산출해도 된다. 컴퓨터 시스템(3)은, 곡선 상의 임의의 화소 위치에서 곡률을 산출해도 된다. 예를 들어, (b)의 화상(2302)의 경우에서, 곡선(2312) 상의 개략적으로 중간 부근의 화소 p0의 점을 취하고, 그 점에서의 곡률을 산출해도 된다. 또한, 곡률에 한하지 않고, 예를 들어 (d)의 화상(2304)의 경우에서는, 선분으로 나누는 화소의 점마다, 인접하는 2개의 선분이 이루는 각도를 산출해도 된다.
[제1 결함 검출 방식(결함 검출 방식 A)]
도 24 이후를 사용하여, 제1 결함 검출 방식(1911)에 대해서 설명한다. 도 24는, 제1 결함 검출 방식(1911)에서의 처리 흐름 등을 나타낸다. 이 제1 결함 검출 방식(1911)의 처리 흐름은, 참조 화상 생성 스텝 S2401, 결함 검출 스텝 S2402를 갖는다. 참조 화상 생성 스텝 S2401에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(1905)과 대응한 대상인 베벨 화상(2401)을 입력하고, 그 베벨 화상(2401)과 비교하기 위한 참조 화상(2403)을 생성한다. 결함 검출 스텝 S2402에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2401)과 참조 화상(2403)을 사용해서, 베벨 화상(2401) 중의 결함 부위를 검출하고, 검출 결과로서, 결함 좌표(2404)를 취득한다.
참조 화상 생성 스텝 S2401에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 먼저 스텝 S2403에서, 베벨 화상(2401)의 화소마다, 당해 화소 및 당해 화소의 주변 1개 이상의 화소를, 참조 화상(2403)의 화소값 결정에 사용하기 위한 화소군(생성용 화소군이라고도 기재한다)(2402)으로서 산출한다(후술하는 도 25). 이어서, 스텝 S2404에서, 컴퓨터 시스템(3)은 생성용 화소군(2402)을 사용하여, 참조 화상(2403)을 생성한다.
도 17에서의 위치(1708)에서 촬상한 화상(예를 들어 도 18의 (A)의 화상(1801))과 같이, 베벨 화상 중에, 결함 이외에 상면 영역 A만을 포함하는 경우에, 이러한 베벨 화상만을 사용해서 적합하게 결함을 검출할 수 있는 방법이 필요하다. 특히, 베벨 화상 중에서 1개의 상면의 영역 A만이어도 대역적(大域的)으로 휘도값이 변화하는 경우가 있고, 이것은 일반적으로는 휘도 불균일 등으로 불린다. 이 경우에, 당해 베벨 화상만을 사용해서 적합하게 결함을 검출할 수 있는 방법이 필요하다. 베벨 화상 중에 경사면 영역 B만을 포함하는 경우도 마찬가지이다.
그래서, 실시 형태 2에서의 제1 결함 검출 방식(1911)은, 그러한 상면 영역 A만(또는 경사면 영역 B만)을 포함하는 베벨 화상(2401)을 대상으로 하여, 베벨 화상(2401)의 화소마다, 생성용 화소군(2402)을 산출하고, 그 생성용 화소군(2402)을 사용해서 참조 화상(2403)을 생성한다. 이에 의해, 영역 내의 휘도 불균일이나 노이즈의 영향을 저감한 다음, 적합한 참조 화상(2403)을 생성할 수 있다. 그리고, 결함 이외에 1종류의 영역만을 포함하는 베벨 화상(2401)만을 사용해서, 고정밀도로 결함 검출을 할 수 있다.
스텝 S2403에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 생성용 화소군의 산출 처리예로서는, 베벨 화상(2401)의 화소마다, 당해 화소(주목 화소라고도 기재한다)로부터의 거리가 가까운 화소(예를 들어 10화소 이내의 화소)를, 생성용 화소군으로서 산출한다. 예를 들어, 프로세서는, 소정의 거리로서 10화소를 사용한 경우, 주목 화소로부터 10화소 이내에 해당하는 주변 화소를, 생성용 화소군으로서 설정한다.
스텝 S2404에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 참조 화상의 생성 처리예로서는, 베벨 화상(2401)의 주목 화소마다, 대응하는 생성용 화소군의 휘도값 평균값을 산출하고, 그 평균값을 참조 화상(2403)이 대응하는 위치의 화소 휘도값으로 한다.
이와 같이, 제1 결함 검출 방식에서는, 주목 화소에 대하여 거리가 가까운 화소를 생성용 화소군으로서 산출함으로써, 영역 내의 휘도 불균일의 영향을 저감한다. 또한, 생성용 화소군의 휘도값 평균값을 참조 화상(2403)의 화소 휘도값으로 함으로써, 노이즈의 영향을 저감하고, 적합한 참조 화상(2403)을 생성할 수 있다.
스텝 S2402에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 결함 부위의 검출 처리예로서는, 베벨 화상(2401)과 참조 화상(2403)의 차분을 산출하고, 차분값이, 미리 설정된 역치보다 큰 화소를, 결함 부위에 해당한다고 판정하고, 그 화소를 결함 좌표(2404)로서 취득한다. 또한, 다른 방법으로서는, 차분값이 역치보다 큰 복수의 화소를, 거리 등으로 그룹으로 만들고, 그룹으로 만들어진 화소 영역의 중심 좌표 등을, 결함 좌표(2404)로서 취득해도 된다.
도 25는, 스텝 S2403의 생성용 화소군의 산출에 관한 보충 설명도이다. 좌측의 베벨 화상(2501) 중 일부의 화소 영역의 확대를 우측에 도시하고 있다. 어느 1개의 주목 화소(2501)를 검은색으로 나타낸다. 프로세서는, 주목 화소(2501)에 대하여, 2차원 평면 내에서의 주변에, 즉 X축 방향 및 Y축 방향을 포함하는 각 방향으로, 화소 거리로서 소정의 거리를 설정하고, 각 방향의 화소 거리에 대응한 범위로서 산출 범위(2502)를 설정한다. 본 예에서는, 화소 거리는, X축 방향 및 Y축 방향으로 정부의 각각의 방향으로 3화소로 하는 경우를 나타낸다. 주목 화소(2501)에 대하여, X축 및 Y축에 대한 경사 방향 등에도, 소정의 거리에 대응한 산출 범위가 설정된다. 소정의 거리에 대응한 산출 범위 내에 해당하는 주변 화소(2503)(사선 패턴으로 나타낸다)가, 생성용 화소군으로 된다. 또한, 화소 거리에 의한 산출 범위(2502)의 설정은, 바꾸어 말하면, 주목 화소(2501)의 주변에 있어서의 주변 화소(2503)의 매트릭스 설정으로서 파악해도 된다.
또한, 실시 형태 2에서의 제1 결함 검출 방식은, 실시 형태 1(도 6)에서의 (A)의 통계 화상 비교 방식과 유사하다. 실시 형태 2에서의 제1 결함 검출 방식은, 상기와 같이 주목 화소마다 주변의 화소를 참조 화상의 생성용 화소로 하는 방식이기 때문에, 베벨 화상 내에 휘도 불균일이 있는 경우에도 대응 가능하다.
[제2 결함 검출 방식(결함 검출 방식 B)]
도 26 이후를 사용하여, 제2 결함 검출 방식(1912)에 대해서 설명한다. 제2 결함 검출 방식(1912)은, 참조 화상 생성 스텝 S2601, 결함 검출 스텝 S2602를 갖는다. 참조 화상 생성 스텝 S2601에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 대상인 베벨 화상(2601) 및 영역 경계 각도 정보(2106)를 입력하고, 대상인 베벨 화상(2601)과 비교하기 위한 참조 화상(2603)을 생성한다. 결함 검출 스텝 S2602에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2601)과 참조 화상(2603)을 사용해서, 베벨 화상(2601) 중의 결함 부위를 검출하고, 결함 좌표(2604)를 취득한다.
참조 화상 생성 스텝 S2601에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 먼저 스텝 S2603에서, 베벨 화상(2601)의 화소마다, 영역 경계 각도 정보(2106)에 기초하여, 생성용 화소군(2602)을 산출한다(후술하는 도 27). 이어서, 스텝 S2604에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 생성용 화소군(2602)을 사용하여, 참조 화상(2603)을 생성한다.
도 17의 위치(1709)에서 촬상한 화상(도 18에서의 (B)의 화상(1802))과 같이, 베벨 화상 중에, 결함 이외에 상면 영역 A와 경사면 영역 B의 2종류의 영역을 포함하는 경우에, 당해 베벨 화상만을 사용해서 적합하게 결함을 검출할 수 있는 방법이 필요하다. 그래서, 실시 형태 2에서의 제2 결함 검출 방식(1912)은, 베벨 화상의 화소마다, 영역 경계 각도에 기초하여, 생성용 화소군(2602)을 산출하고, 생성용 화소군(2602)을 사용해서 참조 화상(2603)을 생성한다. 이에 의해, 제2 결함 검출 방식에서는, 결함 이외에 상면 영역 A 및 경사면 영역 B를 포함하는 베벨 화상과 같이, 촬상 위치에 따라서 영역 경계의 방향·각도가 다른 경우에도, 적합한 참조 화상(2603)을 생성할 수 있다. 그리고, 베벨 화상만을 사용해서 고정밀도로 결함 검출을 할 수 있다. 베벨 화상 중에 다른 2종류의 영역을 포함하는 경우에도 마찬가지이다.
스텝 S2603에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 생성용 화소군의 산출 처리예로서는, 베벨 화상(2601)의 화소마다, 영역 경계 각도의 방향에 존재하는 화소를, 생성용 화소군으로서 산출한다. 프로세서는, 베벨 화상(2601)의 화소마다, 당해 화소로부터의 거리 및 영역 경계 각도에 기초하여, 생성용 화소군을 산출한다. 스텝 S2604의 참조 화상의 생성이나, 스텝 S2602의 결함 검출은, 도 24의 제1 결함 검출 방식의 경우와 마찬가지 처리예를 적용할 수 있다.
도 17의 웨이퍼 상면 영역(1705)이나 웨이퍼 경사면 영역(1706) 내에 휘도 불균일이 있는 경우에는, 휘도 불균일의 영역이 정상이어도, 결함으로서 오검출되는 경우가 있다. 또한, 실시 형태 2에서의 베벨 화상은, SEM(2)(도 2)에 의한 화상이며, 당해 화상의 시야가 비교적 좁기 때문에(바꾸어 말하면 촬상 배율이 높기 때문에), 영역 경계는, 베벨 화상 내에서는 직선으로 보이는 경우가 많다. 이에 한정하지 않고, 당해 화상의 시야가 비교적 넓은 경우에는, 영역 경계는, 베벨 화상 내에서도 곡선으로서 보이는 경우가 있다.
영역 경계가 곡선인 경우에 있어서, 영역 경계 각도의 방향에 존재하는 화소 모두를 생성용 화소군으로서 산출하는 경우(후술하는 도 28), 휘도값이 크게 다른 영역의 화소가 생성용 화소군에 포함되게 되어, 정상 부위를 결함으로서 오검출하는 경우가 있다. 그래서, 제2 결함 검출 방식(1912)에서는, 베벨 화상의 화소마다, 영역 경계 방향을 기준으로 하면서, 당해 화소로부터의 거리에 기초하여, 생성용 화소군에 포함되는 화소를 한정한다.
도 27은 스텝 S2603의 생성용 화소군의 산출에 관한 처리예를 나타낸다. 이 처리예에서는, 프로세서는 주목 화소로부터의 거리(화소 거리 D라고도 기재한다) 및 영역 경계 각도에 기초하여, 생성용 화소군을 결정한다. 좌측의 베벨 화상(2701)은, 상면 영역 A와 경사면 영역 B를 포함하는 예이며, 영역 경계(2703)를 갖는다. 베벨 화상(2701) 중 일부의 화소 영역인 국소 영역(2702)의 확대를 우측에 (a)의 제1 예로서 나타내고 있다. 본 예에서는, 국소 영역(2702)은, 영역 경계(2703)에 비교적 가깝고, 경사면 영역 B 내에 있는 화소 영역의 예이다.
검은색으로 나타낸 화소(2704)는 주목 화소의 예이다. 주목 화소(2704)의 생성용 화소군을 산출할 때에 프로세서는, 예를 들어 영역 경계(2703)의 영역 경계 각도의 방향 및 주목 화소(2704)로부터의 거리(D)에 의해, 산출 범위(2706)를 결정한다. 본 예에서는, 영역 경계(2703)의 영역 경계 각도는, -45도 정도이고, 영역 경계 각도의 방향은, 주목 화소(2704)에 대하여 좌측 상단이나 우측 하단에의 방향이다.
본 예에서는, 주목 화소(2704)로부터의 거리(D)를 2화소로 하고, 영역 경계의 방향 상의 좌측 상단이나 우측 하단에의 각각의 방향에서 2화소의 거리(D)를 설정하는 경우를 나타내고 있다. 파선 화살표로 나타내는 산출 범위(2706)는, 그들의 방향 및 거리에 대응한 범위이다. 프로세서는, 그 산출 범위(2706)에 포함되는, 주목 화소(2704)에 관한 주변 화소(2705)(사선 패턴으로 나타낸다)를, 생성용 화소군으로서 산출한다. 또한, 주목 화소(2704) 자체도 생성용 화소군에 카운트된다. 본 예에서는, 이 산출 범위(2706)에 대응한 화소 라인은, 합계 5화소로 이루어지고, 그들이 생성용 화소군이 된다.
산출 범위(2706)를 결정할 때의 화소 거리 D에 대해서는, 제2 결함 검출 방식(1912)에서의 설정값으로 해도 된다. 또한, 이 화소 거리 D에 대해서는, 후술하는 생성용 화소군의 최대 화소수 M에 따라서 결정되어도 된다. 또한, 이 화소 거리 D에 대해서는, 예를 들어 영역의 휘도 불균일 정도에 따라 결정해도 되고, 또한 검출하고자 하는 결함의 사이즈에 따라 결정해도 된다. 또한, 산출 범위(2706)는, 영역 경계 각도의 방향에 대응한 평행한 방향에 한하지 않고, 영역 경계 각도의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 확장해서 설정해도 된다. 이들 설정에 대해서는 후술하는 GUI 화면에서의 유저 설정을 가능하게 한다.
(b)의 제2 예는, 영역 경계 각도의 방향에 대하여 직교하는 방향으로 확장해서 산출 범위(2706)를 설정하는 예이다. 본 예에서는, 주목 화소(2704)로부터의 거리(D)를 3화소로 해서 산출 범위(2706)를 설정하고, 영역 경계 각도의 방향에 대응한 화소 라인에 대하여, 직교하는 방향(2708)(일점쇄선 화살표로 나타낸다)인 우측 상단이나 좌측 하단의 방향으로, 각각 인접하고 있는 화소 라인도, 생성용 화소군으로서 설정하고 있다.
상기 주목 화소(2704)로부터의 거리(화소 거리 D)는, 생성용 화소군에 관한 최대 화소수 M이 설정되어 있는 경우에는, 그 최대 화소수 M에 따라서 자동적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 최대 화소수 M이 5인 경우, (a)의 제1 예와 같이, 주목 화소(2704)로부터의 화소 거리 D를 2화소로 하면, 생성용 화소군의 수는 합계 5개가 되고, 최대 화소수 M 이하로 수렴된다. 이와 같이, 화소마다의 생성용 화소군의 수는, 설정된 최대 화소수 M 이하의 가까운 값으로서 자동적으로 결정할 수 있다. 제2 결함 검출 방식에서는, 화소 거리 D 및 최대 화소수 M을 사용해서, 생성용 화소군의 수를 한정함으로써, 오검출을 저감할 수 있다.
도 28은, 비교예로서, 영역 경계가 곡선인 경우에 있어서, 영역 경계 각도의 방향에 존재하는 화소 모두를 생성용 화소군으로서 산출하는 경우에 대한 설명도이다. 화상(2801)은, 도 18의 (E)의 화상(1805)이나 도 20의 제4 사례의 화상(2004)과 마찬가지이며, 검출된 영역 경계로서 곡선(2804)을 갖는다. 이 영역 경계는, 웨이퍼 상면 영역(2802)과 웨이퍼 경사면 영역(2803)의 경계이다. 웨이퍼 상면 영역(2802)의 휘도에 대하여, 웨이퍼 경사면 영역(2803)의 휘도쪽이 낮다. 영역 경계인 곡선(2804)에 대한, 영역 경계의 방향·각도는, 예를 들어 도 23의 (c)과 같은 방법을 사용한 경우에, 방향(2806) 및 각도 θ로서 산출된 것으로 한다.
비교예에서는, 프로세서는, 주목 화소마다, 베벨 화상 내의 영역 경계의 방향(2806)에 있는 모든 화소를, 생성용 화소군으로서 산출한다. 예를 들어 화소 p1의 경우에는, 도시하는 화소 라인(2807)이 생성용 화소군이 된다. 그러나, 예를 들어 화소 p2의 경우에는, 화소 라인(2810)이 생성용 화소군이 된다. 이 화소 p2는 곡선(2804)의 근처에 있다. 이 화소 라인(2810)은, 웨이퍼 상면 영역(2802)과 웨이퍼 경사면 영역(2803)에 걸쳐 있고, 그들 영역간에서는 휘도값이 크게 다르다. 그 때문에, 화소 라인(2810) 상에서는, 그들 크게 다른 휘도값이 생성용 화소군에 포함되게 된다. 이러한 생성용 화소군을 사용해서 생성된 참조 화상에서는, 정상 부위를 결함으로서 오검출하는 경우가 있다. 그래서, 제2 결함 검출 방식은, 도 27과 같이, 영역 경계의 방향에 있어서 화소 거리 D를 사용해서 한정된 산출 범위에서 생성용 화소군을 산출하는 방식으로 하였다. 이에 의해, 화소마다의 생성용 화소군에는, 휘도가 크게 다른 화소가 포함되기 어려워지므로, 보다 적합한 참조 화상을 생성할 수 있다.
[제3 결함 검출 방식(결함 검출 방식 C)]
도 29 이후를 사용하여, 제3 결함 검출 방식(1913)에 대해서 설명한다. 도 29는, 제3 결함 검출 방식(1913)의 처리 흐름을 나타낸다. 제3 결함 검출 방식은, 참조 화상 생성 스텝 S2901, 결함 검출 스텝 S2902를 갖는다. 참조 화상 생성 스텝 S2901은, 대상인 베벨 화상(2901), 영역 경계 정보(2102) 및 영역 경계 각도 정보(2106)를 입력하고, 대상인 베벨 화상(2901)과 비교하기 위한 참조 화상(2903)을 생성하는 스텝이다. 결함 검출 스텝 S2902는, 베벨 화상(2901)과 참조 화상(2903)을 사용해서, 베벨 화상(2901) 중의 결함 부위를 검출하고, 결함 좌표(2904)를 취득하는 스텝이다.
참조 화상 생성 스텝 S2901에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 먼저 스텝 S2903에서, 베벨 화상(2901)의 화소마다, 영역 경계 정보(2102)에 포함되어 있는 영역 경계로부터의 거리(영역 경계 거리 E라 한다)를 산출한다(후술하는 도 30).
스텝 S2904에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2901)의 화소마다, 영역 경계 거리 E에 기초한 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도(영역 경계 각도 정보(2106)에 포함되어 있다)에 기초하여, 생성용 화소군(2902)을 산출한다. 그리고, 스텝 S2906에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 생성용 화소군(2902)을 사용하여, 참조 화상(2903)을 생성한다. 스텝 S2906의 참조 화상의 생성이나 스텝 S2902의 결함 부위의 검출은, 제2 결함 검출 방식(도 26)의 경우와 마찬가지이다.
도 17의 위치(1710)에서 촬상한 화상(도 18에서의 (C)의 화상(1803))과 같이, 베벨 화상 중에, 결함 이외에 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및 배경 영역 C를 포함하고, 복수의 영역 경계를 포함하는 경우에, 이러한 베벨 화상만을 사용해서 적합하게 결함을 검출할 수 있는 방법이 필요하다. 그래서, 제3 결함 검출 방식에서는, 베벨 화상의 화소마다, 영역 경계로부터의 거리(E)를 산출하고, 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도에 기초하여 생성용 화소군을 산출하고, 그 생성용 화소군을 사용해서 참조 화상을 생성하는 방식으로 한다. 이에 의해, 베벨 화상(2901)과 같이, 베벨 화상 중에서, 방향·각도가 크게 다른 복수의 영역 경계가 존재하는 경우에서도, 적합한 참조 화상을 생성할 수 있고, 베벨 화상만을 사용해서 고정밀도로 결함 검출을 할 수 있다.
[영역 경계로부터의 거리(E)]
도 30을 사용해서, 스텝 S2903에서 산출하는 영역 경계로부터의 거리(E)에 대해서 설명한다. 도 30의 (A)에는, 스텝 S2903에서 산출한 영역 경계 거리 E에 대한 정보인 영역 경계 거리 정보(3000)를 표형식으로 나타낸다. (B)에는, 베벨 화상(2901)에 있어서의 주목 화소 및 영역 경계 거리 E의 예를 나타낸다. 본 예에서는, 베벨 화상(2901) 중, 2개의 영역 경계로서, 영역 경계(3007)(「영역 경계 1」)와 영역 경계(3008)(「영역 경계 2」)가 검출이 끝났다. 주목 화소의 예로서, 화소(3005), 화소(3006)를 나타낸다.
스텝 S2903에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2901) 중의 각 화소(3001)에 대해서, 각각의 영역 경계로부터의 거리(E)를 산출한다. 영역 경계 거리 E는, 예를 들어 주목 화소로부터 영역 경계로 그은 수선의 길이이다. 화소(3005)에 대해서는, 영역 경계(3007)와의 거리가 영역 경계 거리 E1이고, 영역 경계(3008)와의 거리가 영역 경계 거리 E2이다. 화소(3006)에 대해서는, 영역 경계(3007)와의 거리가 영역 경계 거리 E3이고, 영역 경계(3008)와의 거리가 영역 경계 거리 E4이다. 이들 거리(E)는 (A)의 표에서는, 영역 경계 1로부터의 거리(3002), 영역 경계 2로부터의 거리(3003)에 있어서 저장되어 있다.
프로세서는, 산출한 영역 경계 거리 E에 기초하여, 주목 화소마다, 근방의 영역 경계를 산출하고, 표에서의 근방 영역 경계(3004)에 저장한다. 본 예에서는, 화소(3005)에 대해서는, 거리 E1이 가장 작으므로, 근방의 영역 경계가 영역 경계(3007)이다. 화소(3006)에 대해서는, 거리 E4가 가장 작으므로, 근방의 영역 경계가 영역 경계(3008)이다.
스텝 S2904에서는, 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 베벨 화상의 화소마다, 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도의 방향에 존재하는 화소를, 생성용 화소군(2902)으로서 산출한다.
(C)에는, 화소(3005)에 대한 영역 경계 각도의 방향(3009) 및 화소(3006)에 대한 영역 경계 각도의 방향(3010)을 나타낸다. 영역 경계 각도의 방향에서 생성용 화소군을 산출하는 범위에 대해서는, 영역 경계 각도의 방향 모든 화소로 하는 것이 아니고, 제2 결함 검출 방식의 경우와 마찬가지로, 주목 화소마다, 당해 화소로부터의 거리(D)에 기초하여 한정하도록 결정해도 된다.
또한, 제3 결함 검출 방식에서는, 참조 화상 생성 스텝 S2901에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2901)의 화소마다, 당해 화소로부터 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도의 방향에서, 또한 다른 영역 경계에 의해 차단될 때까지의 범위에 존재하는 화소를, 생성용 화소군으로서 산출한다. 바꾸어 말하면, 영역 경계 각도의 방향에서 생성용 화소군을 산출하는 범위는, 다른 영역 경계에 부딪치는 화소를 최대의 한계로 하는 범위이다.
화상(2901)의 예와 같이, 크게 다른 방향·각도의 영역 경계가 존재하는 베벨 화상에서는, 화소마다 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도의 방향에 존재하는 화소 모두를 생성용 화소군으로서 산출하면, 휘도값이 크게 다른 영역의 화소가 생성용 화소군에 포함되는 경우가 있다. 이 경우에는, 정상 부위를 결함으로서 오검출하는 경우가 있다. 그래서, 제3 결함 검출 방식에서는, 베벨 화상의 화소마다, 당해 화소로부터 근방의 영역 경계의 영역 경계 각도의 방향에서, 또한 다른 영역 경계에 차단될 때까지의 범위를 산출 범위로 해서 한정하고, 그 산출 범위 내에 존재하는 화소를 생성용 화소군으로서 산출한다.
(C)의 예에서는, 화소(3005)에 대해서는, 영역 경계(3007)의 방향(3009)은, 다른 영역 경계로서 영역 경계(3008)에 의해 차단된다. 따라서, 방향(3009) 상에서 그 영역 경계(3008)에 부딪치는 화소까지가, 산출 범위의 최대한이 된다. 마찬가지로, 화소(3006)에 대해서는, 영역 경계(3008)의 방향(3010)은, 다른 영역 경계로서 영역 경계(3007)에 의해 차단된다. 따라서, 방향(3010) 상으로 그 영역 경계(3007)에 부딪치는 화소까지가, 산출 범위의 최대한이 된다.
[생성용 화소군의 산출]
도 31은 스텝 S2904의 생성용 화소군을 산출하는 처리예를 나타낸다. 도 31의 (A)는, 도 30의 베벨 화상(2901) 및 주목 화소의 예와 대응한 예를 나타낸다. (A)에서는, 주목 화소마다, 근방의 영역 경계의 방향에서, 다른 영역 경계까지의 범위 내에서, 화소 거리 D를 사용해서 생성용 화소군을 산출하는 예를 나타낸다. (A)에서는, 베벨 화상(2901)의 주목 화소를 포함하는 일부 영역인 국소 영역(3101) 및 국소 영역(3102)의 확대를 각각 나타낸다.
먼저, 국소 영역(3101)의 경우에서, 검은색으로 나타낸 화소(3005)에 대한 생성용 화소군을 산출할 때에 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 근방의 영역 경계(3007)의 영역 경계 각도의 방향을 따라, 화소(3005)로부터의 거리(화소 거리 D)를 사용해서, 산출 범위(3107)를 결정한다. 그리고, 프로세서는, 그 산출 범위(3107)에 포함되는 화소(3106)를, 화소(3005)에 대한 생성용 화소군으로서 산출한다. 본 예에서는, 최대 화소수 M을 7, 화소 거리 D를 3으로 한 경우를 나타낸다.
또한, 국소 영역(3102)의 경우에서, 검은색으로 나타낸 화소(3006)에 대한 생성용 화소군을 산출할 때에 컴퓨터 시스템(3)은, 예를 들어 근방의 영역 경계(3008)의 영역 경계 각도의 방향을 따라, 화소(3006)로부터의 거리(화소 거리 D)를 사용해서, 산출 범위(3110)를 결정한다. 본 예에서는, 최대 화소수 M을 7, 화소 거리 D를 3으로 한 경우를 나타낸다. 본 예에서는, 프로세서는, 화소(3006)로부터, 도트 패턴으로 나타내는 근방의 영역 경계(3008)에 평행한 방향을 따라, 좌측 상단이나 우측 하단의 경사 방향에 주변 화소를 탐색한다. 그 경우에, 우측 하단의 방향에서는, 화소 거리 D인 3화소분의 주변 화소를 산출할 수 있지만, 좌측 상단의 방향에서는, 화소 거리 D인 3화소분에 달하기 전에, 다른 영역 경계인 영역 경계(3007)에 의해 차단된다. 따라서, 프로세서는, 좌측 상단의 방향에서는, 영역 경계(3007)까지의 범위 내에 있는 예를 들어 2화소분의 주변 화소를 산출한다. 그리고, 프로세서는, 그들의 주변 화소를 산출 범위(3110)로서 결정하고, 그 산출 범위(3110)에 포함되는 주변 화소(3109)를 생성용 화상군으로 한다. 이에 의해, 화소(3006)에 대한 생성용 화소군은, 경사면 영역 B 내만의 휘도가 포함된다.
이와 같이, 제3 결함 검출 방식에서는, 베벨 화상 내의 화소마다, 영역 경계를 사용해서 한정된 범위에서 생성용 화소군이 설정되므로, 생성용 화소군은, 휘도가 크게 다른 영역의 화소가 혼재하지 않도록 할 수 있고, 적합한 참조 화상을 생성 가능하다.
도 31의 (B)는, 다른 처리예를 나타낸다. 화상(3120)은, 도 18의 (E)의 화상(1805), 도 20의 제4 사례의 화상(2004)과 마찬가지 화상이며, 영역 경계(3122)로서 곡선을 포함하는 경우이다. (B)에서는, 어느 주목 화소인 화소(3123)를 포함하는 국소 영역(3121)의 확대를 나타낸다. 화소(3123)는, 영역 경계(3122)의 근처에 있다.
본 처리예는, 영역 경계의 곡선으로서 비치고 있는 경우에, 직선에 근사하지 않고 취급하는 예이다. 본 처리예에서는, 스텝 S2904에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 베벨 화상(2901)의 화소마다, 당해 화소로부터 근방의 영역 경계의 곡률(도 23)에 기초하여, 생성용 화소군(2902)을 산출한다. (B)의 예에서는, 검은색으로 나타낸 화소(3123)의 생성용 화소군을 산출할 때에 프로세서는, 예를 들어 근방의 영역 경계(3122)의 곡률에 의해, 원호상의 산출 범위(3125)를 결정한다. 이 산출 범위(3125)는, 곡선인 영역 경계(3122)의 방향을 따라, 원호상의 범위로서 결정된다. 또한, 이 산출 범위(3125)는, 주목 화소로부터의 거리(화소 거리 D)를 사용해서 한정된 범위로서 결정된다. 본 예에서는, 화소 거리를 2로 한 경우를 나타낸다. 프로세서는, 그 산출 범위(3125)에 포함되는 주변 화소(3124)를, 화소(3123)의 생성용 화소군으로서 산출한다. 이에 의해, 이 생성용 화소군은, 곡선의 영역 경계를 넘지 않고 동일한 종류의 영역 내의 휘도를 포함하게 되므로, 적합한 참조 화상을 생성할 수 있다.
다른 처리예로서는, 영역 경계의 곡선으로서 비치고 있는 경우에, 도 23의 (d)와 마찬가지로, 곡선을 복수의 선분에서 근사하고, 각각의 선분을 다른 영역 경계로서 다루고, 혹은 각각의 선분을, 영역 경계를 구성하는 서브 부분으로서 다루고, 도 31의 (A)와 마찬가지 방법으로 생성용 화소군을 생성해도 된다.
도 32의 (A)는, 상기 그 외의 처리예를 나타낸다. 좌측에 나타내는 베벨 화상(3201)은, 영역 경계(3202)로서 곡선을 갖는다. 화소(3203), 화소(3204)는, 주목 화소의 예이다. 우측에는, 영역 경계(3202)의 곡선을 예로 들어 2개의 선분에 근사한 경우를 나타낸다. 영역 경계(3202)는, 선분(3202a)과 선분(3202b)에 근사되어 있고, 이들 선분을 예로 들어 제1 영역 경계, 제2 영역 경계로서 다루어도 된다. 화소(3203)에 대한 생성용 화소군을 산출할 때에는, 근방의 영역 경계(3202)에 있어서의 각각의 선분(3202a, 3202b)에 대응한 방향에서, 화소 거리 D를 사용해서 산출 범위(3205)가 결정된다. 또한, 화소(3204)에 대한 생성용 화소군을 산출할 때에는, 근방의 선분(3202b)(제2 영역 경계)에 대응한 방향에서, 화소 거리 D를 사용해서 산출 범위(3206)가 결정된다.
다른 처리예로서는, 영역 경계의 곡선으로서 비치고 있는 경우에, 근사 직선에서의 영역 경계 각도를 산출하고, 주목 화소로부터 영역 경계 각도의 방향으로 직선상으로 주변 화소를 탐색하고, 그 직선 상에서 곡선의 영역 경계에 차단되는 경우에, 거기까지의 범위로 한정해서 산출 범위를 결정해도 된다.
도 32의 (B)는, 상기 그 외의 처리예를 나타낸다. 좌측에 나타내는 베벨 화상(3201)은, (A)의 화상과 마찬가지이며, 영역 경계(3202)로서 곡선을 갖는다. 화소(3207)는, 주목 화소의 예이다. 우측에는, 영역 경계(3202)의 곡선을 1개의 직선(3208)에 근사한 경우를 나타낸다. 본 예에서는 직선(3208)은 영역 경계(3202)의 곡선에 대한 접선으로 한 경우를 도시하고 있다. 프로세서는, 직선(3208)을 사용해서, 영역 경계(3202)의 각도 θ를 산출한다. 프로세서는, 화소(3207)에 대한 생성용 화소군을 산출할 때에는, 영역 경계(3208)의 각도 θ에 대응한 방향에서, 산출 범위(3209)를 결정한다. 이 산출 범위(3209)는, 영역 경계(3208)의 방향 상에서 주변 화소를 탐색하여, 영역 경계(3208)의 곡선에 부딪친 경우에, 부딪친 개소까지의 주변 화소가 산출 범위가 된다.
이상과 같이, 제3 결함 검출 방식에서는, 도 20의 제3 분류나 제4 분류의 베벨 화상에 대하여, 당해 베벨 화상으로부터 적합한 참조 화상을 생성하여, 결함 검출이 가능하다. 또한, 상술한 바와 같이, 제3 결함 검출 방식에서는, 몇 가지의 처리예가 가능하다. 실제로 어느 처리예를 사용하는지에 대해서는, 미리 결함 관찰 장치의 소프트웨어에 있어서 실장, 설정되어 있다. 혹은 결함 관찰 장치의 소프트웨어에 있어서 복수의 처리예에 대응한 복수의 기능을 실장하고 있어도 되고, GUI 화면에서의 유저 설정에서 어느 기능을 사용하는지가 선택되어도 된다.
[GUI 화면]
도 33은 실시 형태 2에 있어서의, GUI를 포함하는 화면의 표시예를 나타낸다. 실시 형태 2에서의 각 결함 검출 방식에서의 참조 화상 생성 스텝(도 24의 S2401, 도 26의 S2601, 도 29의 S2901)은, 생성용 화소군에 포함되는 화소의 최대 화소수(M으로 한다)를 설정하기 위한 화면을 제공한다. 컴퓨터 시스템(3)은, 유저에 대하여 제공하는 GUI 화면에 있어서, 실시 형태 2에서의 각 기능에 대한 지시나 설정을 접수하고, 베벨 화상이나 결함 검출 결과 등을 표시한다. 그것과 함께, 컴퓨터 시스템(3)은, 도 33의 예와 같은 GUI 화면에서, 최대 화소수 M의 설정에 관한 GUI를 표시한다.
전술한 제1 내지 제3 결함 검출 방식은, 참조 화상 생성 스텝에 있어서, 베벨 화상 내의 화소마다, 생성용 화소군을 산출한다. 이때에, 생성용 화소군에 포함되는 화소수가 지나치게 많은 경우, 생성용 화소군에, 어느 화소로부터 거리가 먼 화소까지가 포함되게 되어, 영역간의 큰 휘도의 차이나, 영역 내의 휘도 불균일 등의 영향을 받아, 결함 검출의 정밀도가 저하될 우려가 있다. 그래서, 실시 형태 2에서는, 각 결함 검출 방식에 관해서, 참조 화상을 위한 생성용 화소군에 포함되는 화소수를 적절하게 설정하기 위한 기능을 갖고, GUI 화면에서 최대 화소수 M의 설정을 가능하게 한다. 이에 의해, 각 결함 검출 방식으로 적합한 참조 화상을 생성할 수 있고, 결함을 고정밀도로 검출할 수 있다.
컴퓨터 시스템(3)은, 생성용 화소군의 산출 처리 시에는, 결함 검출 방식에 따라 다른 생성용 화소군의 산출 방법에 따라, 베벨 화상의 화소마다, 최대 화소수 M을 초과하지 않는 산출 범위에서, 주목 화소로부터의 거리가 가까운 주변 화소(예를 들어 화소 거리 D 이내의 화소)에 기초하여, 생성용 화소군을 산출한다. 이 처리는, 전술한 도 27의 예에서는, 최대 화소수 M의 설정값이 5인 경우에, 화소 거리 D가 2화소로 되어, 5개의 생성용 화소군이 얻어진다.
도 33의 GUI 화면은, 「생성용 화소군의 최대 화소수」의 인터페이스 영역(3300), 「결함 검출」의 인터페이스 영역(3310)을 갖는다. 「생성용 화소군의 최대 화소수」의 인터페이스 영역(3300)에서는, 제1 내지 제N 결함 검출 방식의 각각의 결함 검출 방식마다, 생성용 화소군의 최대 화소수 M을 설정하는 영역(3301 내지 330N)을 갖는다. 유저는, GUI 조작에 의해, 영역(3301 내지 330N)에서, 각 방식에서의 최대 화소수 M을 확인·설정할 수 있다. 결함 관찰 장치의 소프트웨어에서는, 최대 화소수 M의 디폴트 설정값이 설정되어 있고, 유저가 설정값을 가변할 수 있다. 유저는 영역(3301 내지 330N)에 적절한 화소수를 입력·설정한다.
결함 검출의 인터페이스 영역(3310)은 「베벨 화상」의 인터페이스 영역(3311), 「결함 검출 결과」의 인터페이스 영역(3312)을 갖는다. 「베벨 화상」의 인터페이스 영역(3311)에는, 결함 검출의 대상인 베벨 화상이 1매 이상 표시된다. 「결함 검출 결과」의 인터페이스 영역(3312)에는, 좌측의 베벨 화상에 대응한 위치에 결함 검출 결과의 화상이 1매 이상 표시된다. 유저가 상측의 란에서 최대 화소수 M의 설정값을 변경한 경우, 컴퓨터 시스템(3)은, 그 변경에 맞추어, 하측의 란에서, 좌측의 베벨 화상에 대하여 변경 후의 최대 화소수 M의 설정값에서의 결함 검출 처리를 적용한 결함 검출 결과를 표시한다. 유저는, 최대 화소수 M의 변경에 따른 결함 검출 결과를 보고 확인할 수 있다. 이에 의해, 유저는, 효율적으로, 적합한 최대 화소수 M을 설정할 수 있다.
도 33의 화면예에 한하지 않고, 예를 들어 「결함 검출」의 인터페이스 영역(3310)에서는, 대상인 베벨 화상마다, 어느 결함 검출 방식이 적용되었는지를 나타내는 정보를 표시해도 된다. 또한, 대상인 베벨 화상마다, 생성된 참조 화상을 표시해도 된다. 또한, 대상인 베벨 화상마다, 도 20의 (A)와 같은 판정 결과(영역 경계의 유무 등의 정보)나 분류 결과의 정보를 표시해도 된다.
[효과 등]
이상 설명한 바와 같이, 실시 형태 2의 결함 관찰 방법 및 장치에 의하면, 실시 형태 1과 마찬가지로, 반도체 웨이퍼의 베벨부의 촬상 대상에 적합한 결함 관찰·검출 방식을 적용해서 결함 관찰·검출을 실시할 수 있기 때문에, 종래의 단일방식에 의한 결함 관찰·검출에 비하여, 결함 관찰·검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
전술한 영역 경계의 직선과 곡선의 구별에 관한 처리는, 판정 스텝 S1906 내에서 행하는 것에는 한정되지 않고, 실시 형태 2의 변형예로서는, 각 결함 검출 방식 중에서 필요에 따라서 그 처리를 행하게 해도 된다.
[실시 형태 2의 변형예 1]
실시 형태 2에 관해서, 이하와 같은 변형예도 가능하다. 도 34는 실시 형태 2의 변형예 1에 대한 설명도를 나타낸다. 이 변형예 1은, 실시 형태 2의 도 19의 흐름에 대하여, 주로 다른 구성점으로서는, 스텝 S3400이 추가되어 있다. 또한, 스텝 S1907에서 전환된 후의 결함 검출 방식을 사용해서 스텝 S1908에서 결함 검출을 행할 때의 처리의 일부가 다르다.
전술한 스텝 S1906의 판정 처리(도 21)에서는, 영역 경계 정보(2102)(영역 경계 화상)가 산출되고 있다. 스텝 S3400에서는, 그 영역 경계 정보(2102)를 입력해서 사용한다. 스텝 S3401에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 영역 경계 화상으로부터 화소마다, 영역 경계로부터의 거리(영역 경계 거리 E)를 산출한다. 스텝 S3402에서, 컴퓨터 시스템(3)은, 화소마다, 영역 경계 거리 E에 따라, 결함 검출의 감도(S로 한다)를 설정한다. 스텝 S3402의 결과, 감도 설정 정보(3403)가 얻어진다. 감도 설정 정보(3403)는, 각각의 결함 검출 방식(특히 제2 결함 검출 방식, 제3 결함 검출 방식)에 입력된다.
이 감도 S는, 스텝 S1908에서 결함 검출 방식을 사용해서 결함 검출 처리를 행할 때에, 화소를 결함 부위로서 판정이나 검출할 때의 감도이다. 스텝 S3402에서 설정된 감도 S는, 스텝 S1907에서 선택된 결함 검출 방식 중에서의 결함 검출 처리 시에 적용된다. 이에 의해, 변형예 1에서는, 베벨 화상 내의 화소에 따라서 다른 감도 S에서 결함 검출을 실행할 수 있다.
감도 S를 사용한 처리예로서는, 어느 결함 검출 방식 중에서, 베벨 화상의 대상 화소와 참조 화상의 차분으로 결함을 판단할 때에 차분값에 감도 S에 따른 가중치 부여를 행하는 것을 들 수 있다. 예를 들어 감도 S가 높을수록 가중치가 크게 된다.
화소마다 영역 경계 거리 E에 따라서 어느 감도 S를 설정하는지의 상세에 대해서는, 특별히 한정하지 않고, 대상의 반도체 웨이퍼 등에 따라, 여러가지 감도 설정이 가능하다. 감도 설정에 대한 일례는 이하이다.
프로세서는, 베벨 화상(3401)에 대응한 영역 경계 화상(2102) 내에서, 화소 P마다, 영역 경계(3402)로부터의 거리(E)를 산출한다. 프로세서는, 거리(E)의 크기에 따라, 화소 P에 감도 S를 설정한다. 여기서, 베벨 화상(3401)에 있어서, 영역 경계(3402)와 그 주변은, 휘도 변화가 비교적 크다. 그 때문에, 그러한 영역 경계 주변 영역(3404)은, 정상임에도 불구하고 결함으로서 오검출해버릴 가능성이 있다. 그래서, 변형예 1에 있어서의 감도 설정의 일례에서는, 프로세서는, 화소 P마다, 영역 경계 거리 E가 작을수록 감도 S가 낮아지도록 설정한다. 예를 들어 영역 경계 거리 E의 값에 따라서 비례 등의 관계에서 감도 S가 설정된다. 이에 의해, 화소에 따라, 영역 경계 주변 영역(3403)에 가까울수록 낮은 감도 S에서 결함 검출을 실행할 수 있으므로, 오검출을 억제할 수 있다.
감도 설정의 다른 예에서는, 프로세서는, 베벨 화상 내의 화소 영역을 몇 가지로 구분하고, 예를 들어 영역 경계 주변 영역(3403)과, 그 이외의 영역으로 구분한다. 프로세서는, 영역 경계 주변 영역(3403)에는 상대적으로 낮은 제1 감도를 설정하고, 그 이외의 영역에는 제1 감도보다 높은 제2 감도를 설정한다. 이에 의해, 휘도 변화가 큰 영역 경계 주변 영역(3403)에서의 감도 S가 낮아지므로, 오검출을 억제할 수 있다.
감도 설정의 다른 예에서는, 상기와는 반대로, 영역 경계 주변 영역(3403)에서의 결함 검출을 중점적으로 행하고자 하는 경우에, 프로세서는, 영역 경계 주변 영역(3403)에서의 감도 S를 상대적으로 높아지도록 설정한다.
[실시 형태 2의 변형예 2]
실시 형태 2에서는, 기본적인 처리 부분인 판정 및 결함 검출에 있어서, 베벨 화상 이외에 촬상 정보를 사용하지 않는다고 하는 기술을 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 변형예 2로서는, 베벨 화상 이외에 촬상 정보나 시료 정보나 기타 정보를, 참고 정보로서 이용해도 된다. 예를 들어, 촬상 위치, 촬상 배율, 웨이퍼 치수 등의 정보가, 참고 정보로서 이용되어도 된다. 예를 들어, 촬상 배율이나 웨이퍼 치수 등의 정보로부터는, 베벨 화상 내에 비치는 영역 경계의 선에 대해서, 직선이 될지 곡선이 될지가, 미리 어느 정도 판단 가능하다. 따라서, 컴퓨터 시스템(3)은, 촬상 배율 등의 참고 정보를 사용하여, 영역 경계가 직선이 될지 곡선이 될지를 판단해도 된다. 그리고, 컴퓨터 시스템(3)은, 그 판단에 기초하여, 영역 경계의 직선과 곡선의 구별에 따라, 예를 들어 전술한 판정(도 20, 도 21)을 행해도 되고, 도 23과 같은 처리를 선택해도 된다.
[실시 형태 2의 변형예 3]
실시 형태 2에서는, 웨이퍼 표면을 수직 방향으로부터 촬상한 톱뷰 화상을 사용해서, 영역 경계에 의해 나뉘는 영역의 종류로서, 도 17과 같은 상면 영역 A, 경사면 영역 B 및 배경 영역 C를 취급하는 경우를 설명했다. 이에 한정하지 않고, 변형예 3으로서는, 웨이퍼 표면에 대하여 경사 방향(바꾸어 말하면 틸트 방향)으로부터 촬상한 베벨 화상을 사용해도 된다. 이 베벨 화상 내에는, 도 17의 Apex 영역(1707)도 비치는 경우가 있다. 이 경우, 영역 경계에 의해 나뉘는 영역의 종류 1개로서, 그 Apex 영역(1707)이 추가된다. 이 경우에도, 도 20과 같은 영역 경계를 사용한 판정·분류가 마찬가지로 가능하다.
[다른 변형예]
실시 형태 1이나 실시 형태 2의 변형예로서, 베벨 화상을 입력으로 하는 기계 학습을 추가로 적용해도 된다. 이 변형예의 경우, 컴퓨터 시스템(3)은, 학습 페이즈에서는, 학습용 베벨 화상과 전술한 판정(S606이나 S1906)의 판정 결과 정보를 사용하여, 학습 모델을 훈련한다. 훈련에 의해, 학습 모델의 파라미터가 조정된다. 학습 모델은, 예를 들어 CNN(컨벌루션 신경망) 등을 적용할 수 있다. 컴퓨터 시스템(3)은, 추정 페이즈에서는, 대상인 베벨 화상을, 훈련이 끝난 학습 모델에 입력하고, 학습 모델에 의한 추정의 결과인 출력으로서, 판정 결과 정보(예를 들어 웨이퍼 에지나 노치/오리플랫의 유무)를 얻는다. 컴퓨터 시스템(3)은, 전술한 판정(S606이나 S1906) 외에, 상기 기계 학습에 의한 판정 결과를 병용해도 된다.
또한, 학습 페이즈에서의 모델의 학습·훈련을 실시하는 사업자 및 컴퓨터 시스템과, 추정 페이즈에서의 학습이 끝난 모델을 사용한 추정을 실시하는 사업자 및 컴퓨터 시스템이, 다른 주체여도 된다.
이상, 본 개시의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경 가능하다. 각 실시 형태는, 필수 구성 요소를 제외하고, 구성 요소의 추가·삭제·치환 등이 가능하다. 특별히 한정하지 않는 경우, 각 구성 요소는, 단수이거나 복수여도 된다. 각 실시 형태를 조합한 형태도 가능하다.
1 : 결함 관찰 장치, 2 : SEM, 3 : 컴퓨터 시스템, 10 : 시료, S1 : 제1 스텝, S2 : 제2 스텝.
Claims (32)
- 프로세서 및 메모리 자원을 갖는 컴퓨터 시스템을 사용해서, 시료인 반도체 웨이퍼의 베벨부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법이며,
상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서,
현미경 또는 촬상 장치를 사용해서 상기 베벨부에 있어서의 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 해서 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하는 제1 스텝과,
상기 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 제2 스텝,
을 구비하고,
상기 제2 스텝은,
상기 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션 플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하는 판정 스텝과,
상기 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하는 방식 전환 스텝과,
상기 방식 전환 스텝에서 전환된 방식으로 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는 결함 검출 스텝,
을 갖는, 결함 관찰 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 복수의 방식 중 1개로서 참조 화상 촬상 방식을 포함하고,
상기 참조 화상 촬상 방식은, 상기 베벨 화상에 대응시킨 참조 화상을 촬상하고, 상기 베벨 화상과 촬상된 상기 참조 화상을 사용해서 상기 결함을 검출하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제2항에 있어서,
상기 참조 화상 촬상 방식은, 상기 베벨부에 있어서 상기 베벨 화상의 촬상 위치에 대하여, 대칭 또는 회전의 조작에 의해 얻어지는 촬상 위치로부터, 1개 이상의 촬상 위치를 선택하고, 선택된 촬상 위치에서 촬상된 화상을 회전 또는 반전시킴으로써 상기 참조 화상으로 하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제3항에 있어서,
상기 현미경 또는 촬상 장치는, 다른 위치에 배치된 복수의 검출기를 구비하고, 각 검출기에 의해 음영이 다른 화상을 검출하고,
상기 참조 화상 촬상 방식은, 상기 선택된 촬상 위치에서 촬상된, 음영이 다른 복수의 화상 중, 상기 베벨 화상의 음영과 가장 가까운 화상을 선택해서 상기 참조 화상으로 하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제3항에 있어서,
상기 참조 화상 촬상 방식은,
상기 결함 후보 좌표에서 나타내는 촬상 위치에 기초하여, 상기 반도체 웨이퍼의 상기 베벨부를 적어도 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 복수의 영역으로 분할하고,
상기 제1 영역 이외의 영역에 속하는 복수의 촬상 위치의 복수의 베벨 화상에 대해서, 각각의 베벨 화상에 대응시키는 각각의 참조 화상에 의한 복수의 참조 화상에 대한 복수의 촬상 위치를, 상기 대칭 또는 회전의 조작을 사용해서, 상기 제1 영역 내에 통합하게 선정하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제5항에 있어서,
상기 참조 화상 촬상 방식은, 상기 제1 영역 내의, 선정된 복수의 촬상 위치의 복수의 화상을 순차적으로 촬상시키는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제2항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 판정 스텝의 판정 결과로서, 상기 웨이퍼 에지가 있고, 또한 상기 웨이퍼 노치 및 상기 오리엔테이션 플랫이 없는 경우에, 상기 결함 검출 방식을, 상기 참조 화상 촬상 방식으로 전환하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 복수의 방식 중 1개로서 참조 화상 추정 방식을 포함하고,
상기 참조 화상 추정 방식은, 상기 베벨 화상을 입력으로 하고, 결함을 포함하지 않는 화상을 참조 화상으로 해서 추정하고, 상기 베벨 화상으로 추정된 상기 참조 화상을 사용해서 상기 결함을 검출하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제8항에 있어서,
상기 참조 화상 추정 방식은, 상기 베벨 화상 내에서의 웨이퍼 에지의 방향을 산출하고, 상기 웨이퍼 에지의 방향에 따라, 상기 베벨 화상의 평균 화상을 계산함으로써, 상기 참조 화상을 추정하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제8항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 판정 스텝의 판정 결과로서, 상기 웨이퍼 에지가 있고, 또한 상기 웨이퍼 노치 및 상기 오리엔테이션 플랫이 없는 경우에, 상기 결함 검출 방식을, 상기 참조 화상 추정 방식으로 전환하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 복수의 방식 중 1개로서 유사 데이터 비교 방식을 포함하고,
상기 유사 데이터 비교 방식은, 어느 반도체 웨이퍼에서 촬상된 대상의 상기 베벨 화상에 대하여, 다른 반도체 웨이퍼에서 촬상된 다른 베벨 화상에 기초하여, 대상의 상기 베벨 화상과 유사한 화상을 탐색하고, 탐색된 유사한 화상을 참조 화상으로 하여, 대상의 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제11항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 판정 스텝의 판정 결과로서, 상기 웨이퍼 노치가 있고, 또는 상기 오리엔테이션 플랫이 있는 경우에, 상기 결함 검출 방식을, 상기 유사 데이터 비교 방식으로 전환하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 복수의 방식 중 1개로서 통계 화상 비교 방식을 포함하고,
상기 통계 화상 비교 방식은, 촬상된 화상 전체에서의 휘도의 통계값을 계산하고, 상기 통계값에 의한 균일한 화상을 작성하고, 상기 균일한 화상을 참조 화상으로 하여, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 사용해서 상기 결함을 검출하는 방식인,
결함 관찰 방법. - 제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서,
화면에, 상기 부위의 유무의 상기 판정 결과의 정보를 표시시키는 스텝을 갖는,
결함 관찰 방법. - 프로세서 및 메모리 자원을 갖는 컴퓨터 시스템을 사용해서, 시료인 반도체 웨이퍼의 베벨부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법이며,
상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서,
현미경 또는 촬상 장치를 사용해서 상기 베벨부가 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하는 제1 스텝과,
상기 베벨 화상 중의 결함을 검출하는 제2 스텝
을 구비하고,
상기 제2 스텝은,
상기 베벨 화상 내에 있어서의 영역 경계를 판정하는 판정 스텝과,
상기 판정 스텝의 판정 결과에 기초하여, 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하는 방식 전환 스텝과,
상기 방식 전환 스텝에서 전환된 방식으로 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는 결함 검출 스텝
을 갖는, 결함 관찰 방법. - 제15항에 있어서,
상기 판정 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 있어서의 상기 영역 경계의 유무에 기초하여, 분류를 행하는 스텝이고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 분류에 따른 상기 결함 검출 방식을 선택하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제15항에 있어서,
상기 판정 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 있어서의 상기 영역 경계마다, 상기 영역 경계의 방향에 대응한 각도를 산출하고, 상기 영역 경계의 각도에 기초하여, 분류를 행하는 스텝이고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 분류에 따른 상기 결함 검출 방식을 선택하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제15항에 있어서,
상기 판정 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 있어서의 상기 영역 경계마다, 직선인지 곡선인지를 판별하고, 상기 곡선인 영역 경계의 유무에 기초하여, 분류를 행하는 스텝이고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 분류에 따른 상기 결함 검출 방식을 선택하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제17항에 있어서,
상기 판정 스텝은, 상기 영역 경계의 수 및 상기 영역 경계의 각도에 기초하여, 웨이퍼 노치 또는 오리엔테이션 플랫의 유무를 판정하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제18항에 있어서,
상기 판정 스텝은, 상기 영역 경계가 곡선인 경우에, 직선에 근사하고, 근사된 상기 직선인 영역 경계의 방향에 대응한 각도를 산출하고, 상기 영역 경계의 각도에 기초하여, 분류를 행하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 제16항에 있어서,
상기 복수의 방식 중 1개로서 결함 검출 방식 A를 포함하고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 상기 영역 경계가 없는 경우에는 상기 결함 검출 방식 A를 선택하고,
상기 결함 검출 방식 A는, 상기 베벨 화상으로부터 참조 화상을 생성하고, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식이고,
상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 당해 화소로부터의 소정의 거리 이내의 주변 화소에 기초하여 생성용 화소군을 산출하고, 상기 생성용 화소군을 사용해서 상기 참조 화상을 생성하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제17항에 있어서,
상기 복수의 방식 중 1개로서 결함 검출 방식 B를 포함하고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 상기 영역 경계가 있는 경우에는 상기 결함 검출 방식 B를 선택하고,
상기 결함 검출 방식 B는, 상기 베벨 화상으로부터 참조 화상을 생성하고, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식이고,
상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 상기 영역 경계의 각도에 대응한 방향으로, 생성용 화소군을 산출하고, 상기 생성용 화소군을 사용해서 상기 참조 화상을 생성하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제22항에 있어서,
상기 결함 검출 방식 B에 있어서의 상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 상기 영역 경계의 각도에 대응한 방향에서, 당해 화소로부터의 소정의 거리 이내의 주변 화소를, 상기 생성용 화소군으로서 산출하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제19항에 있어서,
상기 복수의 방식 중 1개로서 결함 검출 방식 C를 포함하고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 상기 영역 경계가 있고, 상기 웨이퍼 노치 또는 오리엔테이션 플랫이 있는 경우에는, 상기 결함 검출 방식 C를 선택하고,
상기 결함 검출 방식 C는, 상기 베벨 화상으로부터 참조 화상을 생성하고, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식이고,
상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 상기 영역 경계로부터의 거리를 산출하고, 상기 거리에 기초하여, 근방의 영역 경계를 판정하고, 상기 근방의 영역 경계의 각도에 대응한 방향으로, 생성용 화소군을 산출하고, 상기 생성용 화소군을 사용해서 상기 참조 화상을 생성하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제24항에 있어서,
상기 결함 검출 방식 C에 있어서의 상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 상기 근방의 영역 경계의 각도에 대응한 방향으로, 상기 근방의 영역 경계와는 상이한 다른 영역 경계에 의해 차단될 때까지의 범위 내에서, 상기 생성용 화소군을 산출하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 방식 중 1개로서 결함 검출 방식 C를 포함하고,
상기 방식 전환 스텝은, 상기 베벨 화상 내에 상기 영역 경계가 있고, 상기 곡선인 상기 영역 경계가 있는 경우에는, 상기 결함 검출 방식 C를 선택하고,
상기 결함 검출 방식 C는, 상기 베벨 화상으로부터 참조 화상을 생성하고, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식이고,
상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 상기 곡선인 영역 경계의 방향으로, 생성용 화소군을 산출하고, 상기 생성용 화소군을 사용해서 상기 참조 화상을 생성하는 것을 포함하는,
결함 관찰 방법. - 제15항에 있어서,
상기 복수의 방식 중 적어도 1개의 결함 검출 방식은, 상기 베벨 화상으로부터 참조 화상을 생성하고, 상기 베벨 화상과 상기 참조 화상을 비교해서 상기 결함을 검출하는 방식이고,
상기 참조 화상의 생성은, 상기 베벨 화상의 화소마다, 주변 화소에 기초하여, 설정된 최대 화소수의 범위 내에서, 생성용 화소군을 산출하고, 상기 생성용 화소군을 사용해서 상기 참조 화상을 생성하는 것을 포함하고,
상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서,
화면에, 상기 결함 검출 방식에 있어서의 상기 최대 화소수를 설정하는 인터페이스를 표시시키는 스텝을 갖는,
결함 관찰 방법. - 제15항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템이 행하는 스텝으로서,
상기 베벨 화상 내에 상기 영역 경계가 있는 경우에, 상기 베벨 화상 내의 화소마다, 상기 영역 경계로부터의 거리를 산출하고, 상기 베벨 화상 내에서 상기 화소마다 상기 영역 경계로부터의 거리에 따라 결함 검출의 감도를 설정하는 스텝을 갖고,
상기 결함 검출 스텝은, 상기 결함 검출 방식에서의 결함 검출 처리의 중에서, 상기 화소마다 상기 감도를 적용해서 상기 결함을 검출하는 스텝인,
결함 관찰 방법. - 프로세서 및 메모리 자원을 갖는 컨트롤러와, 현미경을 구비하고, 시료인 반도체 웨이퍼의 베벨부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 장치이며,
상기 컨트롤러는,
상기 현미경을 사용해서 상기 베벨부에 있어서의 결함 후보 좌표를 촬상 위치로 해서 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하고,
상기 베벨 화상 중의 웨이퍼 에지, 웨이퍼 노치, 및 오리엔테이션 플랫 중 적어도 1개의 부위의 유무를 판정하고,
판정 결과에 기초하여, 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하고,
전환된 방식으로 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는,
결함 관찰 장치. - 프로세서 및 메모리 자원을 갖는 컨트롤러와, 현미경을 구비하고, 시료인 반도체 웨이퍼의 베벨부에 있어서의 결함을 관찰하는 결함 관찰 장치이며,
상기 컨트롤러는,
상기 현미경을 사용해서 상기 베벨부가 촬상된 화상을 베벨 화상으로서 취득하고,
상기 베벨 화상 내에 있어서의 영역 경계를 판정하고,
판정 결과에 기초하여, 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하기 위한 결함 검출 방식을, 후보가 되는 복수의 방식으로부터 전환해서 선택 적용하고,
전환된 방식으로 상기 베벨 화상 중에서 결함을 검출하는 처리를 행하는,
결함 관찰 장치. - 제1항에 기재된 결함 관찰 방법에 따른 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 결함 관찰 프로그램.
- 제15항에 기재된 결함 관찰 방법에 따른 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 결함 관찰 프로그램.
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