TW202018750A - 帶電粒子線裝置的調整方法及帶電粒子線裝置系統 - Google Patents

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Abstract

本揭示提出一種帶電粒子線裝置及帶電粒子線裝置的調整方法，目的在於不受試料的狀態左右，而適切地設定裝置條件。 本揭示中，提出一種方法、及系統，係調整圖像的對比度與亮度之方法、系統，進行帶電粒子線裝置的訊號處理裝置的偏移調整，使得藉由第1帶電粒子線(第1斷續條件的射束)的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值(步驟112)，進行前述訊號處理裝置的增益調整，使得藉由照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離的至少1者和前述第1帶電粒子線相異之脈波狀射束(第2斷續條件的射束)亦即第2帶電粒子線的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值(步驟114)。

Description

帶電粒子線裝置的調整方法及帶電粒子線裝置系統
本揭示係對於試料照射帶電粒子線之帶電粒子線裝置，特別有關將帶電粒子線予以脈波化而照射之帶電粒子線裝置。
帶電粒子線裝置，例如掃描電子顯微鏡，可識別奈米尺度的形狀圖樣，被利用於半導體元件等的檢查計測。主要是在缺陷檢查中，運用掃描電子顯微鏡所致之圖樣的圖像的亮度差來抽出缺陷部。以下，所謂亮度表示藉由帶電粒子線裝置取得的圖像或像素的明亮程度。專利文獻1中，揭示藉由電子線的脈波化來控制電子的照射量或照射間的等待時間，藉此強調正常圖樣與缺陷圖樣的圖像的亮度差之技術。此外，專利文獻2中，揭示運用來自試料的檢測出的訊號強度來自動調整圖像的對比度之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]WO2017/187548 [專利文獻2]日本特開2001-148230號公報
[發明所欲解決之問題]
帶電粒子線裝置中，備有調整檢測器的輸出訊號之調整器。為了將圖像內包含的缺陷圖樣顯著化，必須適當的設定調整器，但若在視野內沒有缺陷圖樣，則難以設定對於缺陷圖樣而言適切的裝置條件(例如增益)。專利文獻1、2皆未揭示當在視野內不包含欲顯著化的圖樣之狀態下設定適當的裝置條件之手法。
以下將提出一種帶電粒子線裝置的調整方法及帶電粒子線裝置系統，目的在於不受試料的狀態左右，而適切地設定裝置條件。 [解決問題之技術手段]
作為用來達成上述目的之一個態樣，以下提出一種方法，係調整對試料掃描帶電粒子線時獲得的圖像的對比度與亮度之方法，進行帶電粒子線裝置的訊號處理裝置的偏移(offset)調整，使得藉由第1帶電粒子線的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值，進行前述訊號處理裝置的增益調整，使得藉由照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離的至少1者和前述第1帶電粒子線相異之脈波狀射束亦即第2帶電粒子線的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值。
作為用來達成上述目的之另一個態樣，提出一種方法，係調整藉由對試料掃描帶電粒子線而獲得的圖像的對比度與亮度之方法，具備：對前述試料掃描第1條件的射束之工程；及對前述試料掃描和前述第1條件相異的第2條件的射束之工程；及評估藉由前述第1條件的射束的掃描而獲得的圖像的特徵之工程；及評估藉由前述第2條件的射束的掃描而獲得的圖像的特徵之工程；及調整帶電粒子線裝置的訊號處理裝置，使得藉由第1條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵成為規定的狀態之工程；及調整訊號處理裝置，使得藉由第2條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵成為規定的狀態之工程。
作為用來達成上述目的之又另一個態樣，提出一種系統，包括：帶電粒子線裝置，包含：偏向器，構成為將從帶電粒子源放出的帶電粒子線予以掃描；及檢測器，構成為檢測藉由對於試料之前述帶電粒子線的掃描而獲得的帶電粒子；及控制裝置，連接至該帶電粒子線裝置；該控制裝置，構成為評估藉由相異的射束條件的射束掃描而獲得的第1圖像與第2圖像的特徵，而控制前述訊號處理裝置使得該第1圖像的特徵與第2圖像的特徵滿足規定的條件。 [發明之效果]
按照上述構成，可不受試料的狀態左右，而設定適切的裝置條件。
例如，設想當進行掃描電子顯微鏡所致之半導體元件圖樣的檢查的情形下，由正常圖樣與缺陷圖樣的特徵量(例如亮度)之差異，來判別正常圖樣與缺陷圖樣。正常圖樣與缺陷圖樣的亮度差愈大，則缺陷圖樣的檢測靈敏度愈提升。
另一方面，當將電子顯微鏡中搭載的訊號檢測系統的輸出入的增益、或圖像處理系統中的訊號的類比－數位變換的增益設定得較大的情形下，訊號強度的差會變大，而正常圖樣與缺陷圖樣的圖像的亮度差會變大，但若將增益設定得太大，則會導致對於擊發噪訊或電路噪訊等的雜訊之靈敏度也變大，誤報率(將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之機率)會增大。
為了實現缺陷圖樣的檢測靈敏度的提升與誤報率的減低，可設想控制訊號檢測系統或圖像處理系統，來調整圖像的亮度，使得正常圖樣及缺陷圖樣的訊號強度成為檢測器的靈敏度的範圍或圖像的全部階度的亮度的顯示範圍。例如，調整訊號處理系統或圖像處理系統，使得亮度直方圖上，和缺陷圖樣的訊號強度對應之第1亮度、與和正常圖樣的訊號強度對應之第2亮度，各自趨近最小階度與最大階度，且其中心被置放於全部階度的中心。
例如於圖像的亮度調整時，若調整區域的圖像中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方，則能夠基於正常圖樣與缺陷圖樣的訊號強度的差來決定檢測器的訊號檢測靈敏度或圖像的全部階度的亮度的顯示範圍。
但，當圖像中只包含正常圖樣的情形下，不清楚缺陷圖樣的訊號強度，因此難以適切地設定裝置條件。
以下，說明實現兼顧缺陷圖樣的高靈敏度檢測與誤報率降低之裝置條件調整法、及帶電粒子線裝置。
以下實施例中，例如提出一種帶電粒子線裝置系統，係具備：偏向器，構成為將從帶電粒子源放出的帶電粒子線予以掃描；及檢測器，構成為檢測藉由對於試料之前述帶電粒子線的掃描而獲得的帶電粒子；及調整器，構成為調整從該檢測器的輸出訊號及該輸出訊號而生成的圖像訊號的至少一方；及控制裝置，構成為控制該調整器；該帶電粒子線裝置，其中，前述控制裝置，構成為控制前述訊號處理裝置，使得從藉由相異的射束條件的射束掃描而獲得的第1圖像與第2圖像被抽出的特徵滿足規定的條件。
更具體而言，例如提供一種帶電粒子線裝置，其特徵為，具有將從帶電粒子源放出的帶電粒子線予以脈波化之斷續照射系統，具備一面掃描前述脈波化的前述帶電粒子線一面對試料聚焦照射之帶電粒子線光學系統、及檢測從前述試料放出的二次帶電粒子、或檢測藉由該二次帶電粒子衝撞其他構件(例如二次電子變換電極)而從該其他構件產生的二次帶電粒子(例如三次電子)之二次帶電粒子檢測系統、及生成帶有和前述二次帶電粒子的檢測訊號的強度相應的亮度的圖像之圖像處理系統、及控制前述斷續照射系統、前述帶電粒子光學系統、前述二次帶電粒子檢測系統、及前述圖像處理系統之控制裝置，前述控制裝置，控制二次帶電粒子檢測系統或圖像處理系統，使得藉由前述帶電粒子線的複數個斷續條件而獲得的前述複數個圖像的分析值、或複數個檢測訊號的分析值成為規定的範圍，又，該帶電粒子線裝置，其特徵為，前述控制裝置，控制前述帶電粒子線光學系統，以取得改變照射時間、照射距離、照射與照射之間的遮斷時間、及照射點間距離當中的至少1個條件來做帶電粒子線掃描時獲得的複數個圖像，前述二次帶電粒子檢測系統，具備檢測藉由對前述試料照射前述帶電粒子線而獲得的二次帶電粒子之檢測器、及調整來自前述檢測器的檢測訊號的強度之訊號強度調整電路，前述訊號強度調整電路，訊號的輸出入的增益係調整使得藉由前述照射與照射之間的遮斷時間相異的帶電粒子線掃描而獲得的圖像的亮度差成為規定的範圍，又，進行訊號偏移調整，使得藉由前述增益已被調整的前述照射與照射之間的遮斷時間相異的帶電粒子線掃描而獲得的圖像成為規定的範圍。
按照上述構成，即使當圖像的檢查圖樣中僅包含正常圖樣的情形下，仍可調整前述帶電粒子線光學系統中的檢測器的靈敏度的範圍或圖像的全部階度的亮度的顯示範圍，使得正常圖樣及缺陷圖樣的訊號強度成為檢測器的靈敏度的範圍或圖像的全部階度的亮度的顯示範圍，能夠提升缺陷的檢測靈敏度，減低誤報率。
以下，說明基於藉由照射帶電粒子線而得到的訊號，來形成試料的放大圖像之帶電粒子線裝置。帶電粒子線裝置當中，對試料掃描電子線之掃描電子顯微鏡，為可獲得高解析力圖像之裝置。掃描電子顯微鏡，為藉由施加電磁場而將從電子源射出的電子線在試料上聚焦且掃描，而以檢測器檢測照射電子線時從試料放出的電子並予以圖像化之裝置。檢測出的電子的數量會反映試料的資訊，故藉由掃描電子線能夠形成具有對比度的圖像。
此外，以下說明的實施例中，例如說明一種帶電粒子線裝置，包含：將從帶電粒子源放出的帶電粒子線予以聚焦之手段、及將前述帶電粒子線予以斷續地做脈波照射之手段、及控制前述帶電粒子線的照射位置之手段、及控制連續照射前述帶電粒子線的時間亦即照射時間之手段、及控制於前述照射時間掃描的距離亦即照射距離之手段、及控制前述帶電粒子線的照射與照射之間的時間亦即照射點間遮斷時間之手段、及控制於前述照射點間遮斷時間掃描的照射點間的距離間隔亦即照射點間距離之手段、及檢測基於對於試料的帶電粒子線的照射而獲得的帶電粒子之手段、及調整前述檢測手段的輸出入的增益之手段、及調整前述檢測手段的輸出訊號的偏移之手段、及將前述輸出訊號的強度變換成圖像的亮度之手段、及調整當將前述輸出訊號的強度變換成圖像的亮度時之變換的增益或變換亮度值的偏移之手段、及基於前述變換亮度值與照射位置資訊來顯示前述圖像之手段、及顯示前述圖像之手段，該帶電粒子線裝置，具有決定在前述圖像內選擇的檢查圖樣的亮度之手段、及決定以改變前述照射時間、或前述照射距離、或前述照射點間遮斷時間、或前述照射點間距離的條件而成之複數個條件來掃描帶電粒子線時獲得的複數個圖像的亮度及圖像間的亮度差之手段、及進行前述檢測手段的增益調整及輸出的偏移調整，使得前述複數個圖像的亮度及圖像間的亮度差成為規定值之手段。
前述帶電粒子線裝置，使用藉由相異的複數個斷續條件的帶電粒子線掃描而獲得的圖像來決定檢測器的訊號檢測靈敏度的範圍亦即動態範圍(dynamic range)，藉此便能調整圖像的亮度而使得缺陷圖樣的檢測靈敏度提升，且抑制誤報率增大。
另，所謂脈波狀射束，為藉由反覆照射與非照射，而斷續狀地照射之射束。以下，使用圖面說明執行脈波狀射束的照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、照射點間距離的設定法、及檢測器的動態範圍的設定法之帶電粒子線裝置。另，以下說明中，作為將帶電粒子線照射至試料上，檢測二次帶電粒子而生成圖像之帶電粒子線裝置的一例，是以將電子線照射至試料上，檢測二次電子而生成圖像之掃描電子顯微鏡為例來說明，但並不限於此，例如亦可適用於將離子線照射至試料上，檢測二次離子而生成圖像之離子線裝置。 [實施例1]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係進行圖像的亮度的調整，使得即使當用於調整圖像的亮度之區域中只包含正常圖樣的情形下，亮度小的缺陷圖樣的檢測靈敏度仍提升，且抑制誤報率增大。
圖1揭示本實施例中的掃描電子顯微鏡的一例。掃描電子顯微鏡由斷續照射系統、電子光學系統、二次電子檢測系統、平台機構系統、圖像處理系統、控制系統、操作系統所構成。斷續照射系統由電子線源1、脈波電子生成器4所構成。本實施例中，是構成為另行設置脈波電子生成器4，但使用可照射脈波電子的電子線源亦可實施。
電子光學系統由加速電壓控制器2、聚光透鏡3、光圈5、偏向器6、對物透鏡7、試料電場控制器8所構成。偏向器6，設置成用來將電子線於試料上一維地或二維地掃描，成為如後述之控制的對象。
二次電子檢測系統由檢測器9、輸出調整電路10所構成。平台機構系統由試料平台16、試料17所構成。控制系統(控制裝置)由加速電壓控制部21、照射電流控制部22、脈波照射控制部23、偏向控制部24、聚焦控制部25、試料電場控制部26、增益控制部27、偏移控制部28、平台位置控制部29、控制傳令部30、類比－數位變換控制部31所構成。控制傳令部30，基於從操作介面41輸入的輸入資訊，對各控制部將控制值做寫入控制。操作介面41，被顯示於作為輸入裝置而準備的電腦系統的顯示裝置等，基於透過該操作介面之輸入，控制裝置控制二次電子檢測系統等。
控制裝置，包含1個以上的處理器，構成為執行適切的程式命令以使1個以上的處理器執行後述的步驟。例如控制裝置中包含的1個以上的處理器，構成為可與記憶媒體通訊，該記憶媒體包含構成為使控制裝置的1個以上的處理器執行如後述之處理的程式命令。
此處，脈波照射控制部23，構成為可生成複數個相異的射束條件，係控制連續照射電子線之時間亦即照射時間、或連續照射電子線之距離亦即照射距離、或電子線的照射時間之間的時間亦即照射點間遮斷時間、或電子線的照射距離間之距離間隔亦即照射點間距離。
圖像處理系統，由檢測訊號處理部32、圖像形成部33、圖像顯示部34所構成。圖像處理系統的檢測訊號處理部32或圖像形成部33中1個以上的處理器，執行被指定之檢查圖樣的亮度的演算、或複數個檢查圖樣間的亮度差的演算等。調整增益控制部27、偏移控制部28的控制值，以使獲得的演算值成為期望的亮度設定值。亮度，為從和對應於圖像的像素之處放出的電子量相應之值，從試料放出的電子愈多，亮度愈大。
此外，本實施例中雖說明基於亮度來進行增益調整及偏移調整之手法(或調整電路(調整器))，亦可取代亮度而使用亮度的分析值，例如檢查圖樣內的全部像素的亮度之直方圖等來進行增益調整及偏移調整，亦可取代亮度而進行運用了調整器之調整，該調整器是基於檢測的訊號電壓等的檢測訊號來進行增益調整及偏移調整。此外，本實施例中雖講述藉由進行從檢測器9輸出的類比檢測訊號的I/V變換增益及類比偏移的疊加之電路(調整器)來進行亮度調整之方法，但例如將以16bit檢測出的類比訊號分配給8bit的數位訊號時，亦可使用類比－數位變換控制部31而使用調整圖像的訊號範圍與偏移之數位調整用調整器。此外，亦可設計成調整輸出訊號與圖像訊號雙方。如上述般包含進行增益調整或偏移調整之調整器的訊號處理裝置，不僅是作為掃描電子顯微鏡的模組，亦可設計成由可接收檢測器輸出，且可對掃描電子顯微鏡供給控制訊號之1個以上的電腦系統來構成。操作系統，由操作介面41所構成。
此外，控制裝置，能夠定義為將掃描電子顯微鏡設為子系統之系統的一部分。控制裝置，與掃描電子顯微鏡的至少1個部分可通訊地結合。又，控制裝置，能夠基於藉由檢測系統而獲得的圖像中包含之亮度資訊等，來控制掃描電子顯微鏡。特別是，控制裝置，基於獲得的亮度資訊，來調整檢測系統及圖像處理系統的至少一方的控制參數。又，控制裝置，為了做該調整而將射束照射至規定的位置，係控制平台、或視野移動用之偏向器，並且控制電子光學系統以使如後述般條件的射束被照射。
圖2揭示本實施例中進行增益調整及偏移調整之工程示意流程圖。首先，移動至觀察場所(S101)。接下來，取得圖像(S102)。接下來，從取得的圖像，指定檢查圖樣(S103)。本實施例中，是由操作者指定檢查圖樣的區域，但亦可依圖像的亮度而掃描電子顯微鏡自動地抽出檢查圖樣。
接下來，設定光學條件(S104)。此處，光學條件，包含電子線的照射電壓、電子線的照射電流、試料電場。接下來，設定複數個斷續條件(S105)。S105中設定的複數個斷續條件，係照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離當中至少1者彼此相異。本實施例中，係設定複數個斷續條件(射束條件)，藉此生成圖像的特徵相異之複數個圖像(例如第1圖像與第2圖像)。
接下來，設定增益與偏移的初始值(S106)。另，S106亦可省略。設定好的增益值與偏移，透過增益控制部27與偏移控制部28被設定至檢測器9與輸出調整電路10。接下來，設定使用複數個斷續條件而取得的複數個圖像的檢查圖樣當中以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值(S107)。接下來，以第1斷續條件取得圖像(S108)。接下來，以第2斷續條件取得圖像(S109)。接下來，分析以2個斷續條件取得的圖像之檢查圖樣的亮度(S110)。接下來，判定以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的分析結果，是否為收斂值(S111)。當非收斂值的情形下，實施偏移調整(S112)，進到S108，反覆S108至S110。當為收斂值的情形下，進到S113。接下來，判定以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差是否為收斂值(S113)。當非收斂值的情形下，實施增益調整(S114)，進到S108，反覆S108至S110。當為收斂值的情形下，進到S115。接下來，結束增益調整及偏移調整(S115)。圖2示例之處理可設計成以手動進行，亦可準備用來自動執行之程式命令，而設計成基於控制裝置的控制來自動進行。
圖3揭示本實施例中使用的操作介面。操作介面，係顯示檢查圖像，具有用來從檢查圖像指定檢查圖樣之檢查圖樣設定部51。此外，具有光學條件及掃描條件及斷續條件設定部52，照射電壓設定部53、照射電流設定部54、試料電場設定部55、掃描速度設定部56、掃描區域設定部57。又，光學條件及掃描條件及斷續條件設定部52，具有設定照射時間或照射距離之照射設定部58、與設定照射點間遮斷時間或照射點間距離之照射點間設定部59。
圖2的流程圖中設定的複數個斷續條件，係照射設定部58或照射點間設定部59的某一方，或雙方的設定彼此相異。此外，具有圖2的流程中設定增益與偏移的初始值及亮度與亮度差的收斂值之亮度控制部60。此處收斂值為一定的範圍值亦無妨。
亮度控制部60，具有手動/自動切換部61、增益輸入兼顯示部62、偏移輸入兼顯示部63、亮度設定部64、亮度差設定部65。本實施例之增益調整及偏移調整中，將手動/自動切換部61設定成自動，以增益輸入兼顯示部62設定增益的初始值，以偏移輸入兼顯示部63設定偏移的初始值，以亮度設定部64設定以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值，以亮度差設定部65設定以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值。另，當將亮度控制部60的手動/自動切換部61設定成手動的情形下，能夠藉由增益輸入兼顯示部62及偏移輸入兼顯示部63來手動地控制增益及偏移。
接下來，說明運用實施了本增益調整及偏移調整的掃描電子顯微鏡之缺陷檢查的概要。圖4示例本實施例中使用的試料的一部分的截面圖。圖4示例的試料，是在矽基板71之上，層積有層積了底部絕緣膜72與接點插栓73而成之層積層、及層間絕緣膜74。底部絕緣膜72及接點插栓73的層積方向的長度滿足規定的條件之檢查對象圖樣為正常圖樣，而底部絕緣膜72的層積方向的長度比規定值還長，接點插栓73的層積方向的長度比規定值還短之檢查對象圖樣(左邊數來第2個接點插栓)為缺陷圖樣。
圖5揭示本實施例中於增益與偏移之調整時使用的試料的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖5示例的圖像中包含之圖樣，全部為正常圖樣。圖像的亮度設定成以256階度顯示。此外，以下說明之實施例中使用的圖面，為了表示明亮的程度，係以和明亮度相應之相異的圖樣來表現孔圖樣。圖5示例的量表示意愈往右則愈高亮度(愈往左愈低亮度)之狀態。圖5例子中揭示第1斷續條件中，亮度調整後的孔圖樣的亮度，比亮度調整前的孔圖樣的亮度還低亮度之狀態。
將第1斷續條件設定為照射時間0.1μs、照射點間遮斷時間1μs，第2斷續條件設定為照射時間0.1μs、照射點間遮斷時間5μs。此處，亮度的照射時間及照射點間遮斷時間，是設定對圖像的每1像素照射電子線之時間作為最小單位。
亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為80，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為100。本實施例中，將以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值(任意的亮度設定值)設定為50，將以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定為200，而實施亮度的調整。若匯聚至此處設定的收斂值的10%以內則判斷為已收斂。遵照圖2的流程圖，調整增益與偏移，使得以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為50，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度成為250。
另，圖2的流程圖中，是實施了偏移調整後，再進行增益調整，但反之亦可。此外，本實施例中是取得了2個圖像後，再進行偏移調整與增益調整，但亦可設計成取得1個圖像，進行了1種調整後，再取得另一圖像，進行另一種調整。偏移調整，例如是調整將檢測器的輸出予以放大之放大器的偏壓，使得較低者之值成為規定值(上述例子中為50)，增益調整，是調整檢測器，使得較低側之值與較高側之值的差分成為規定值(上述例子中為200)。
電子束帶有電荷，因此若為了圖像生成而對檢查對象試料照射射束，則電荷會蓄積。另一方面，若停止電子束的照射則蓄積的電荷會脫離(緩和)。亦即，若對試料斷續地照射射束，則電子束照射時之電荷的蓄積(充電)、與電子束未被照射時之蓄積的緩和(放電)會反覆。第1斷續條件的射束，相較於第2斷續條件，其照射時間相同，另一方面其遮斷時間短，因此帶電相對地不緩和，在圖樣會有更多的電荷蓄積。
另一方面，如圖4示例之缺陷圖樣(左邊數來第2個接點插栓)，相較於正常圖樣其底部絕緣膜72厚(亦即靜電容量小)，因此可說是試料表面電位容易因電荷的蓄積而蓄積(亦即相對地不易受放電的影響)之圖樣。上述實施例中作為第1斷續條件，使用遮斷時間相對地短(電荷容易蓄積)之射束來形成圖像的理由，在於使正常的檢查對象圖樣如同缺陷圖樣般帶電，在此試料狀態下調整增益或偏移使得檢查對象圖樣的亮度成為任意的規定值(上述實施例中為50)，藉此相對於被設定使得亮度成為250之正常圖樣而言便能將對比度放大。
圖6揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖6為以第2斷續條件取得之檢查時的圖像。圖6的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣，其他為正常圖樣。
首先，著眼於正常圖樣，於亮度調整前，正常圖樣的亮度為100，相對於此亮度調整後為250。接下來，著眼於缺陷圖樣，於亮度調整前，缺陷圖樣的亮度為85，相對於此亮度調整後為50。亦即，於亮度調整前為15之正常圖樣與缺陷圖樣的亮度差，於亮度調整後放大成200，藉由調整而缺陷圖樣的檢測靈敏度提升了。
圖7揭示本實施例中於增益與偏移之調整時取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖7的圖像內的圖樣、及第1斷續條件、及第2斷續條件，和圖5相同。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為0，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為250。但，以第2斷續條件取得之檢查圖樣中，包含複數個亮度為0的圖樣及亮度比0大而比250小的圖樣。以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定成和圖5相等，而實施亮度的調整。
圖8揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖8為以第2斷續條件取得之檢查圖像。圖8的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣，其他為正常圖樣。
於亮度調整前，檢測到複數點亮度為0的圖樣，相對於此亮度調整後，僅檢測到1點亮度為50的圖樣，其他圖樣的亮度則為250。於亮度調整前，亮度為0的圖樣中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方，因此當將亮度為0的圖樣判斷為缺陷圖樣的情形下，發生了將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之誤報。另一方面，於亮度調整後，將亮度為50的圖樣判斷為缺陷圖樣，藉此成功防止了誤報。亦即，藉由調整能夠減低誤報率。
按照如上述之實施例，取得藉由相異的複數個斷續條件的電子線掃描而獲得之圖像，調整使得複數個檢查圖樣的亮度及檢查圖樣間的亮度差成為規定值，藉此缺陷圖樣的檢測靈敏度會提升，且誤報率被減低。
另，上述實施例中，說明了在相異的射束條件的各者中，評估亮度值這一特徵，而調整增益或偏移使得該特徵成為設定值(收斂值)之例子，但亦可設計成不將亮度值本身而是將伴隨亮度值而變化之其他參數訂為作為評估對象之特徵。例如亦可設計成將相對於背景之亮度比(對比度)或圖樣邊緣的銳利度等其他的參數訂為評估對象，進行運用調整器之調整使得該評估對象成為規定值。又，關於射束條件亦非僅有照射點間遮斷時間或照射時間，亦可設計成適用能夠從正常圖樣重現缺陷圖樣的狀態這樣的其他的射束條件。 [實施例2]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係進行圖像的亮度的調整，使得即使當用於調整圖像的亮度之區域中只包含正常圖樣的情形下，亮度大的缺陷圖樣的檢測靈敏度仍提升，且能夠減低誤報率。本實施例中，使用圖1記載之掃描電子顯微鏡。本實施例中，使用圖2記載之流程圖，進行增益調整及偏移調整。本實施例中，使用圖3記載之操作介面。
講述運用實施了本增益調整及偏移調整的掃描電子顯微鏡之缺陷檢查。圖9揭示本實施例中使用的試料的一部分的截面圖。圖21的試料，是做成在植入了硼的矽基板81的一部分形成植入磷而成之雜質擴散層82，而在矽基板81之上層積接點插栓83或層間絕緣膜84而成之構造。本實施例中，接點插栓83的掃描電子顯微鏡圖像為檢查圖樣。其中，接點插栓83相對於矽基板81形成為垂直，接點插栓83的底面全體和雜質擴散層82接觸之檢查圖樣為正常圖樣。另一方面，接點插栓83相對於矽基板81未形成為垂直，接點插栓83的底面的一部分或全體和矽基板81接觸之檢查圖樣為缺陷圖樣。
圖10揭示本實施例中於增益與偏移之調整時取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖10的圖像內的圖樣，全部為正常圖樣。圖像的亮度設定成以256階度顯示。將第1斷續條件設定為照射時間2μs、照射點間遮斷時間0μs(亦即射束非斷續性而是連續性掃描之狀態)，將第2斷續條件設定為照射時間2μs、照射點間遮斷時間10μs。此處，亮度的照射時間及照射點間遮斷時間，是控制對圖像的每1像素照射電子線之時間作為最小單位。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為140，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為180。
本實施例中，將以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值設定為80，將以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定為150，而實施亮度的調整。若匯聚至此處設定的收斂值的10%以內則判斷為已收斂。遵照圖2的流程圖，調整增益與偏移，使得以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為80，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度成為230。
如圖9示例之缺陷圖樣(左邊數來第2個接點插栓83)相較於正常圖樣，處於直接連接至矽基板81之狀態，因此可說是電阻小，電荷容易放電之圖樣。本實施例中，作為第2斷續條件(照射時間2μs、照射點間遮斷時間10μs)，使用遮斷時間相對地長(電荷容易放出)之射束來形成圖像的理由，在於使正常的檢查圖樣如同缺陷圖樣般帶電。圖4示例之缺陷的情形下，缺陷圖樣為比正常圖樣更容易帶電之圖樣，相對於此，如圖9示例之缺陷圖樣的情形下，係缺陷圖樣電阻較小，故可說是比正常圖樣更不易帶電(電荷容易放出)之圖樣。
故，對於正常圖樣，照射比檢查射束更不易帶電之射束(第2斷續條件的射束)，藉此重現照射檢查射束(第1斷續條件的射束)時之缺陷圖樣的亮度，並且調整增益或偏移使得缺陷圖樣的亮度成為規定值(自正常圖樣的收斂值遠離之收斂值)，藉此便能放大與正常圖樣之對比度。
圖11揭示本實施例中掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖11為以第1斷續條件取得之檢查圖像。圖11的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣，其他為正常圖樣。
首先，著眼於正常圖樣，於亮度調整前，正常圖樣的亮度為140，相對於此亮度調整後為80。接下來，著眼於缺陷圖樣，於亮度調整前，缺陷圖樣的亮度為175，相對於此亮度調整後為225。亦即，於亮度調整前為35之正常圖樣與缺陷圖樣的亮度差，於亮度調整後放大成145，藉由調整而缺陷圖樣的檢測靈敏度提升了。
圖12揭示本實施例中於增益與偏移之調整時取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖12的圖像內的圖樣、及第1斷續條件、及第2斷續條件，和圖10相同。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為20，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為255。以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定成和圖10相等，而實施亮度的調整。
圖13揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡所致之檢查圖像的一例。圖13為以第1斷續條件取得之檢查圖像。圖13的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣，其他為正常圖樣。
於亮度調整前，檢測到複數點亮度為255的圖樣，相對於此亮度調整後，僅檢測到1點亮度為175的圖樣，其他圖樣的亮度則為50。於亮度調整前，亮度為255的圖樣中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方，因此當將亮度為255的圖樣判斷為缺陷圖樣的情形下，發生了將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之誤報。另一方面，於亮度調整後，能夠將亮度為175的圖樣判斷為缺陷，因此會防止誤報而能夠減低誤報率。
按照如上述之實施例，取得藉由相異的複數個斷續條件的電子線掃描而獲得之圖像，調整使得複數個檢查圖樣的亮度及檢查圖樣間的亮度差成為規定值，藉此缺陷圖樣的檢測靈敏度會提升，且抑制誤報率增大。 [實施例3]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係進行圖像的亮度的調整，使得即使當用於調整圖像的亮度之區域中只包含正常圖樣的情形下，亮度大的缺陷圖樣的檢測靈敏度仍提升，且誤報率被減低。本實施例中，使用圖1記載之掃描電子顯微鏡。本實施例中，使用圖2記載之流程圖，進行增益調整及偏移調整。本實施例中，使用圖3記載之操作介面。
講述運用實施了本增益調整及偏移調整的掃描電子顯微鏡之缺陷檢查。圖14揭示本實施例中使用的試料的一部分的截面圖。本實施例中使用的試料和圖4相同，是做成在矽基板71之上層積底部絕緣膜72與接點插栓73、或層間絕緣膜74而成之構造。此外，和圖4相同，接點插栓73的掃描電子顯微鏡圖像為檢查圖樣，當底部絕緣膜72及接點插栓73的層積方向的長度為規定值的情形下之檢查圖樣為正常圖樣。另一方面，不同於圖4，當底部絕緣膜72的層積方向的長度比規定值還短，接點插栓73的層積方向的長度比規定值還長的情形下之檢查圖樣(右邊數來第3個接點插栓)為缺陷圖樣。
圖15揭示本實施例中於增益與偏移之調整時取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖15的圖像內的圖樣，全部為正常圖樣。圖像的亮度設定成以256階度顯示。將第1斷續條件設定為照射距離10nm、照射點間距離100nm，將第2斷續條件設定為照射距離10nm、照射點間距離500nm。此處，亮度的照射距離及照射點間距離，是控制對圖像的每1像素照射電子線之距離作為最小單位。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為90，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為100。本實施例中，將以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值設定為20，將以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定為80，而實施亮度的調整。若匯聚至此處設定的收斂值的10%以內則判斷為已收斂。遵照圖2的流程圖，調整增益與偏移，使得以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為20，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度成為100。
本實施例的情形下，不同於實施例1，是替換照射時間與照射點間遮斷時間，而使用照射距離與照射點間距離作為控制充電與放電之參數。若射束的掃描速度被固定，則如同照射時間與照射間遮斷時間般，藉由照射距離與照射點間距離的適切的設定，便可控制充電與放電。
圖16揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖16為以第2斷續條件取得之檢查圖像。圖16的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣，其他為正常圖樣。
首先，著眼於正常圖樣，於亮度調整前及調整後，正常圖樣的亮度都為100。接下來，著眼於缺陷圖樣，於亮度調整前，缺陷圖樣的亮度為110，相對於此亮度調整後為180。亦即，於亮度調整前為10之正常圖樣與缺陷圖樣的亮度差，於亮度調整後放大成80，藉由調整而缺陷圖樣的檢測靈敏度提升了。
圖17揭示本實施例中於增益與偏移之調整時取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖17的圖像內的圖樣、及第1斷續條件、及第2斷續條件，和圖15相同。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為0，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為130。以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定成和圖15相等，而實施亮度的調整。
圖18揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖18為以第2斷續條件取得之檢查圖像。圖18的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣(左邊數來第4個、上面數來第3個圖樣)，其他為正常圖樣。
於亮度調整前，檢測到複數點亮度為256的圖樣，相對於此亮度調整後，僅檢測到1點亮度為180的圖樣，其他圖樣的亮度則為100。於亮度調整前，亮度為256的圖樣中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方，因此當將亮度為256的圖樣判斷為缺陷圖樣的情形下，發生了將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之誤報。另一方面，於亮度調整後，將亮度為180的圖樣判斷為缺陷圖樣，藉此成功防止了誤報。亦即，藉由調整成功減低了誤報率。
按照如上述之實施例，取得藉由相異的複數個斷續條件的電子線掃描而獲得之圖像，調整使得複數個檢查圖樣的亮度及檢查圖樣間的亮度差成為規定值，藉此缺陷圖樣的檢測靈敏度會提升，且抑制誤報率增大。 [實施例4]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係進行圖像的亮度的調整及缺陷檢查的斷續條件的決定，使得即使當用於調整圖像的亮度之區域中只包含正常圖樣的情形下，缺陷圖樣的檢測靈敏度仍提升，且能夠減低誤報率。
本實施例中，使用圖1記載之掃描電子顯微鏡。圖19揭示本實施例中進行增益調整及偏移調整，來決定斷續條件之工程示意流程圖。本實施例的基本的流程和圖2的流程共通。本實施例的流程，於設定複數個斷續條件時，係設定3個以上的斷續條件(S405)。此外，結束增益調整及偏移調整後，以設定的3個以上的全部的斷續條件來取得圖像(S416)，分析取得的圖像的檢查圖樣的亮度(S417)。接下來，從檢查圖樣的亮度，決定缺陷檢查的斷續條件(S418)。
本實施例中設定的3個以上的斷續條件，其各自斷續條件亦即照射點間遮斷時間係相異。本實施例中，係算出相對於照射點間遮斷時間的變化而言之亮度的平均變化率，而將斷續條件決定為設定的各斷續條件的照射點間遮斷時間當中亮度的平均變化率為最大之條件。本實施例中，使用圖3記載之操作介面。
講述運用實施了本增益調整及偏移調整的掃描電子顯微鏡之缺陷檢查。圖20揭示本實施例中使用的試料的一部分的截面圖。圖20的試料，是做成在植入了磷的矽基板91的一部分形成植入硼而成之雜質擴散層92，而在矽基板91之上層積接點插栓93或層間絕緣膜94而成之構造。本實施例中，接點插栓93的掃描電子顯微鏡圖像為檢查圖樣。當中，與接點插栓93接合之雜質擴散層92的雜質濃度為規定值的情形下之檢查圖樣為正常圖樣，雜質濃度比規定值還大或小之檢查圖樣為缺陷圖樣。
圖21揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖21的圖像內的圖樣，全部為正常圖樣。圖像的亮度設定成以256階度顯示。將第1斷續條件設定為照射時間20μs、照射點間遮斷時間20μs，第2斷續條件設定為照射時間20μs、照射點間遮斷時間100μs。此處，亮度的照射時間及照射點間遮斷時間，是控制於每1線掃描照射電子線之時間作為最小單位。
亮度調整前，以第1遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度為140，以第2遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度為150。本實施例中，將以第1遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值設定為40，將以第1遮斷條件及第2遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定為180，而實施亮度的調整。若匯聚至此處設定的收斂值的10%以內則判斷為已收斂。遵照圖19的流程圖，調整增益與偏移，使得以第1遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度為40，以第2遮斷條件取得之檢查圖樣的亮度成為220。
圖20的左邊數來第4個接點插栓93，相較於正常圖樣(例如最左邊的接點插栓93)，為離子植入裝置所致之植入濃度高的圖樣。亦即，可說是電阻小，電荷容易放電之圖樣。另一方面，左邊數來第2個接點插栓93，相較於正常圖樣，為植入濃度低的圖樣。亦即，可說是電阻大，電荷不易放電之圖樣。
本實施例中，使用照射點間遮斷時間大幅相異的2種射束(20μs與100μs)來形成圖像的理由，在於達成識別示意從相對於正常圖樣而言容易帶電的圖樣到相對於正常圖樣而言不易帶電的圖樣之廣泛的帶電狀態之圖樣。本實施例中，說明在第1斷續條件的射束與第2斷續條件的射束的遮斷時間之間，生成複數個斷續條件的圖像，藉此辨明適當的射束條件之例子。
圖22為藉由複數個斷續條件的射束而獲得的掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。圖22為結束增益調整及偏移調整後，以S405中設定的5個全部的斷續條件取得之檢查圖像。此處，第3斷續條件為照射時間20μs、照射點間遮斷時間40μs，第4斷續條件為照射時間20μs、照射點間遮斷時間60μs，第5斷續條件為照射時間20μs、照射點間遮斷時間80μs。
圖23揭示圖22中示意的掃描電子顯微鏡圖像中的檢查圖樣的亮度與各圖像的照射點間遮斷時間之關係。於使照射點間遮斷時間變化之20μs至100μs的範圍中，當照射點間遮斷時間為60μs時亮度的平均變化率為最大，因此缺陷檢查的斷續條件，決定成照射點間遮斷時間為60μs之斷續條件，亦即第4斷續條件。
按照如上述之檢查用圖像的射束條件決定法，可在適切地被設定的增益與偏移條件之下，選擇適切的射束條件。另，本實施例中，雖說明選擇相對於遮斷時間的變化而言亮度變化成為最大之照射點間遮斷時間亦即60μs之例子，但並不限於此，當有理想的亮度變化率的情形下，亦可設計成將該值訂為規定值，而選擇成為該規定值之遮斷時間。此外，當欲固定亮度來檢查的情形下，可將該亮度訂為規定值，而選擇成為該規定值之遮斷時間。
圖24揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡的檢查圖像的一例。圖24為以第4斷續條件取得之檢查圖像。圖24的檢查圖像內的檢查圖樣當中，雜質濃度比規定值還大的缺陷圖樣有1點，雜質濃度比規定值還小的缺陷圖樣(上面數來第3個、左邊數來第4個)有1點，其他為正常圖樣。
首先，著眼於正常圖樣，於亮度調整前，正常圖樣的亮度為145，相對於此亮度調整後為140。接下來，若著眼於缺陷圖樣，亮度調整前，雜質濃度比規定值還大的缺陷圖樣的亮度及雜質濃度比規定值還小的缺陷圖樣的亮度皆為145，相對於此亮度調整後，雜質濃度比規定值還大的缺陷圖樣的亮度為190，雜質濃度比規定值還小的缺陷圖樣的亮度為90。亦即，於亮度調整前為0之正常圖樣與缺陷圖樣的亮度差，於亮度調整後放大成50，藉由調整而缺陷圖樣的檢測靈敏度提升了。
圖25揭示本實施例中取得的於增益與偏移之調整時的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖25的檢查圖像內的檢查圖樣、及第1斷續條件、及第2斷續條件，和圖21相同。亮度調整前，以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為0，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為255。以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定成和圖22相等，而實施亮度的調整。
圖26揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖48為以第4斷續條件取得之檢查圖像。圖26的檢查圖像內的檢查圖樣當中，雜質濃度比規定值還大的缺陷圖樣有1點，雜質濃度比規定值還小的缺陷圖樣有1點，其他為正常圖樣。
亮度調整前，亮度比140還小的圖樣與亮度比140還大的圖樣各自檢測到複數點，相對於此，亮度比140還小的圖樣(上面數來第3個、左邊數來第4個)與亮度比140還大的圖樣(上面數來第4個、左邊數來第2個)僅各自檢測到1點。另，亮度調整前，正常圖樣的亮度的一部分為140，相對於此亮度調整後正常圖樣的亮度的全部為140。
於亮度調整前，亮度不為140的圖樣中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方，因此當將亮度不為140的圖樣判斷為缺陷圖樣的情形下，發生了將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之誤報。另一方面，於亮度調整後，將亮度不為140的圖樣判斷為缺陷圖樣，藉此成功防止了誤報。亦即，藉由調整成功減低了誤報率。 按照如上述之實施例，取得藉由相異的3個以上的斷續條件的電子線掃描而獲得之圖像，調整使得複數個檢查圖樣的亮度及檢查圖樣間的亮度差成為規定值，且從使照射點間遮斷時間變化時之亮度的平均變化率來決定斷續條件，藉此缺陷圖樣的檢測靈敏度提升，且誤報率被減低。 [實施例5]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係進行圖像的亮度的調整，使得當用於調整圖像的亮度之區域中包含正常圖樣與缺陷圖樣雙方的情形下，缺陷圖樣的檢測率提升，且抑制誤報率增大。本實施例中，使用圖1記載之掃描電子顯微鏡。本實施例中，使用圖2記載之流程圖，進行增益調整及偏移調整。本實施例中，使用圖3記載之操作介面。
講述運用實施了本增益調整及偏移調整的掃描電子顯微鏡之缺陷檢查。圖27揭示本實施例中使用的試料的一部分的截面圖。圖27的試料，是做成在植入了氮的碳化矽基板101的一部分形成植入鋁而成之雜質擴散層102，而在碳化矽基板101之上層積接點插栓103或層間絕緣膜104而成之構造。
本實施例中，接點插栓103的掃描電子顯微鏡圖像為檢查圖樣。其中，接點插栓103在雜質擴散層102截止，而接點插栓103的底面全體和雜質擴散層102接觸之檢查圖樣為正常圖樣。另一方面，接點插栓103穿過雜質擴散層102，接點插栓103的底面的一部分和碳化矽基板101接觸之檢查圖樣為缺陷圖樣。缺陷圖樣當中，混雜有接點插栓103的底面和碳化矽基板101之接觸面積大的圖樣(以下稱缺陷圖樣A)、及接點插栓103的底面與碳化矽基板101之接觸面積小的圖樣(以下稱缺陷圖樣B)。
圖28揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖28的檢查圖像內的檢查圖樣當中，1點為缺陷圖樣A(上面數來第2個、左邊數來第2個)，1點為缺陷圖樣B(上面數來第2個、左邊數來第3個)，其他為正常圖樣。圖像的亮度設定成以256階度顯示。將第1斷續條件設定為照射距離0.1μm、照射點間距離1μm，將第2斷續條件設定為照射距離0.1μm、照射點間距離5μm。此處，亮度的照射距離及照射點間距離，是控制對圖像的每1像素照射電子線之距離作為最小單位。
當不進行循圖2的流程圖之處理，而對以單一的斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，在第1斷續條件與第2斷續條件中，皆是缺陷圖樣A的亮度為200、缺陷圖樣B與正常圖樣的亮度為30。本實施例中，將以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的平均值的收斂值設定為50，將以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的平均值及以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的平均值的差分的收斂值設定為100，而實施亮度的調整(增益與偏移的調整)。若匯聚至此處設定的收斂值的10%以內則判斷為已收斂。遵照圖2的流程圖，使用以複數個斷續條件取得之圖像來調整增益與偏移，使得以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度為50，以第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度成為150。
增益調整及偏移調整後，於第1斷續條件中，缺陷圖樣A的亮度為150、缺陷圖樣B的亮度為100、正常圖樣的亮度為50以上60以下。此外，於第2斷續條件中，缺陷圖樣A的亮度為210、缺陷圖樣B的亮度為200、正常圖樣的亮度為150以上155以下。
當對以單一的斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，亮度為30的圖樣中包含缺陷圖樣B與正常圖樣雙方，因此當將亮度為30的圖樣判斷為正常圖樣的情形下，無法檢測缺陷圖樣B。另一方面，當對以複數個斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，於第1斷續條件中，將亮度為60以下的圖樣判斷為正常圖樣，亮度為100以上的圖樣判斷為缺陷圖樣，藉此便能檢測缺陷圖樣B。亦即，缺陷圖樣的檢測率提升了。
圖29揭示本實施例中取得的掃描電子顯微鏡圖像的一例。圖29的檢查圖像內的檢查圖樣、及第1斷續條件、及第2斷續條件，和圖28相同。當對以單一的斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，在第1斷續條件與第2斷續條件中，皆是缺陷圖樣A與缺陷圖樣B的亮度為200，正常圖樣的亮度為30以上200以下，而包含複數個亮度為200的正常圖樣。
以第1斷續條件取得之檢查圖樣的亮度的收斂值、與以第1斷續條件及第2斷續條件取得之檢查圖樣的亮度差的收斂值設定成和圖28相等，而使用以複數個斷續條件取得之圖像來實施亮度的調整。當對以單一的斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，亮度為200的圖樣中，除了缺陷圖樣A及缺陷圖樣B還包含正常圖樣，因此當將亮度為200的圖樣判斷為缺陷圖樣的情形下，發生了將正常圖樣誤判斷為缺陷圖樣之誤報。
另一方面，當對以複數個斷續條件取得之每一圖像進行增益調整及偏移調整的情形下，將亮度為100以上的圖樣判斷為缺陷圖樣，藉此成功防止誤報。亦即，成功抑制了誤報率增大。
按照如上述之實施例，取得藉由相異的複數個斷續條件的電子線掃描而獲得之圖像，調整使得複數個檢查圖樣的亮度及檢查圖樣間的亮度差成為規定值，藉此缺陷圖樣的檢測率會提升，且抑制誤報率增大。 [實施例6]
本實施例中，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，講述一種掃描電子顯微鏡，係自動進行運用以複數個斷續條件取得之圖像的亮度調整。本實施例中，使用圖1記載之掃描電子顯微鏡。
圖30揭示自動實施運用以複數個斷續條件取得的圖像之亮度調整的工程示意流程圖。首先，開始檢查配方(S601)。所謂檢查配方，係控制一連串的序列之手續，其自動進行於在檢查點拍攝圖像前進行之處理、與檢查點之圖像的取得。接下來，將試料載置於掃描電子顯微鏡(S602)。接下來，將試料平台移動至規定的場所(S603)。接下來，以複數個斷續條件取得圖像(S604)。接下來，使用以複數個斷續條件取得之圖像來實施亮度調整(S605)。
S605中的亮度調整的流程，係遵照圖2記載的流程圖的一部分。本實施例中，是於單一的試料平台位置進行亮度調整，但亦可於複數個試料平台位置進行亮度調整。作為複數個試料平台位置之亮度調整的一例，亦可於試料的中心部1點與周邊部1點的各點實施S603至S605之流程圖，而在檢查點使用中心部或周邊部的其中一者的亮度調整值。
作為複數個試料平台位置之亮度調整的一例，亦可於試料的中心部複數點與周邊部複數點的各點實施S603至S605之流程圖，而在檢查點使用全部點的亮度調整值的平均值。接下來，決定自動斷續條件調整的實施有無(S606)。實施的情形下進到S607，不實施的情形下進到S609。當實施自動斷續條件調整的情形下，以複數個斷續條件取得圖像(S607)。接下來，決定缺陷檢查的斷續條件(S608)。S608中的斷續條件的決定的流程，係遵照圖19記載的流程圖的一部分。接下來，將試料平台移動至事先指定的檢查點、使用事先指定的斷續條件或S608中決定的斷續條件來取得圖像(S609)。
圖31揭示本實施例中使用的操作介面。本實施例的操作介面的一部分和圖3共通。本實施例的操作介面，除了掃描速度設定部56、掃描區域設定部57、設定照射時間或照射距離之照射設定部58、設定照射點間遮斷時間或照射點間距離之照射點間設定部59以外，還具有選擇檢查配方中的自動亮度調整的實施有無之自動亮度調整選擇部111、選擇檢查配方中的自動斷續條件調整的實施有無之自動斷續條件調整選擇部112、顯示檢查的進度狀況之檢查狀態顯示部113。
按照如上述之實施例，有關由掃描電子顯微鏡圖像的亮度差來辨明缺陷處之檢查裝置，能夠自動進行運用以複數個斷續條件取得之圖像的亮度調整。
1:電子線源 2:加速電壓控制器 3:聚光透鏡 4:脈波電子生成器 5:光圈 6:偏向器 7:對物透鏡 8:試料電場控制器 9:檢測器 10:輸出調整電路 16:試料平台 17:試料 21:加速電壓控制部 22:照射電流控制部 23:脈波照射控制部 24:偏向控制部 25:聚焦控制部 26:試料電場控制部 27:增益控制部 28:偏移控制部 29:平台位置控制部 30:控制傳令部 31:類比－數位變換控制部 32:檢測訊號處理部 33:圖像形成部 34:圖像顯示部 41:操作介面 51:檢查圖樣設定部 52:光學條件及掃描條件及斷續條件設定部 53:照射電壓設定部 54:照射電流設定部 55:試料電場設定部 56:掃描速度設定部 57:掃描區域設定部 58:照射設定部 59:照射點間設定部 60:亮度控制部 61:手動/自動切換部 62:增益輸入兼顯示部 63:偏移輸入兼顯示部 64:亮度設定部 65:亮度差設定部 71:矽基板 72:底部絕緣膜 73:接點插栓 74:層間絕緣膜 81:矽基板 82:雜質擴散層 83:接點插栓 84:層間絕緣膜 91:矽基板 92:雜質擴散層 93:接點插栓 94:層間絕緣膜 101:碳化矽基板 102:雜質擴散層 103:接點插栓 104:層間絕緣膜 111:自動亮度調整選擇部 112:自動斷續條件調整選擇部 113:檢查狀態顯示部
[圖1]掃描電子顯微鏡的一例示意圖。 [圖2]進行增益調整及偏移調整之工程示意流程圖。 [圖3]操作介面的一例示意圖。 [圖4]實施例1的試料的截面構造示意圖。 [圖5]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖6]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖7]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖8]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖9]實施例2的試料的截面構造示意圖。 [圖10]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖11]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖12]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖13]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖14]實施例3的試料的截面構造示意圖。 [圖15]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖16]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖17]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖18]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖19]進行增益調整及偏移調整，來決定斷續條件之工程示意流程圖。 [圖20]實施例4的試料的截面構造示意圖。 [圖21]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖22]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖23]掃描電子顯微鏡圖像中的檢查圖樣的亮度與各圖像的照射點間遮斷時間之關係示意圖。 [圖24]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖25]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖26]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖27]實施例5的試料的截面構造示意圖。 [圖28]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖29]掃描電子顯微鏡圖像的一例示意圖。 [圖30]自動實施運用以複數個斷續條件取得的圖像之亮度調整的工程示意流程圖。 [圖31]操作介面的一例示意圖。

Claims (18)

  1. 一種方法，係調整對試料掃描帶電粒子線時獲得的圖像的對比度與亮度之方法， 進行帶電粒子線裝置的訊號處理裝置的偏移(offset)調整，使得藉由第1帶電粒子線的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值， 進行前述訊號處理裝置的增益調整，使得藉由照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離的至少1者和前述第1帶電粒子線相異之脈波狀射束亦即第2帶電粒子線的掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為規定值。
  2. 一種方法，係調整藉由對試料掃描帶電粒子線而獲得的圖像的對比度與亮度之方法，具備： 對前述試料掃描第1條件的射束之工程；及 對前述試料掃描和前述第1條件相異的第2條件的射束之工程；及 評估藉由前述第1條件的射束的掃描而獲得的圖像的特徵之工程；及 評估藉由前述第2條件的射束的掃描而獲得的圖像的特徵之工程；及 調整帶電粒子線裝置的訊號處理裝置，使得藉由第1條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵成為規定的狀態之工程；及 調整前述訊號處理裝置，使得藉由第2條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵成為規定的狀態之工程。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中， 前述第1條件的射束和前述第2條件的射束，係對於形成在前述試料的圖樣之帶電條件相異。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中， 前述第1條件的射束與前述第2條件的射束的至少1者為脈波狀射束。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中， 前述第1條件的射束和前述第2條件的射束，係照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離的至少1者相異。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中， 進行偏移調整，使得藉由前述第1條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵成為第1規定的狀態。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中， 進行增益調整，使得藉由前述第1條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵，與藉由前述第2條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵之差異成為規定的狀態。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中， 進行偏移調整，使得藉由前述第1條件的射束掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為第1規定值，進行增益調整，使得藉由前述第2條件的射束掃描而獲得的圖像中包含之圖樣的亮度成為第2規定值。
  9. 一種系統，包括： 帶電粒子線裝置，包含：偏向器，構成為將從帶電粒子源放出的帶電粒子線予以掃描；及檢測器，構成為檢測藉由對於試料之前述帶電粒子線的掃描而獲得的帶電粒子；及 控制裝置，連接至該帶電粒子線裝置； 該控制裝置，構成為評估藉由相異的射束條件的射束掃描而獲得的第1圖像與第2圖像的特徵，而控制前述訊號處理裝置使得該第1圖像的特徵與第2圖像的特徵滿足規定的條件。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 前述控制裝置， 構成為以用來生成前述第1圖像之第1條件的射束來掃描試料，以用來生成前述第2圖像之第2條件的射束來掃描試料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中， 前述第1條件的射束與前述第2條件的射束的至少1者為脈波狀射束。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中， 前述第1條件的射束和前述第2條件的射束，係照射時間、照射距離、照射點間遮斷時間、及照射點間距離的至少1者相異。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 前述控制裝置，基於將前述射束條件設為複數個狀態時獲得的前述特徵的變化，來設定前述射束條件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之系統，其中， 前述控制裝置，使前述射束的照射點間時間、及照射點間距離的至少一方變化，來取得複數個前述特徵，而設定會讓該特徵的變化成為規定條件之照射點間時間、及照射點間距離的至少一方。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 前述控制裝置，基於事先設定的射束條件、及事先設定的圖像的特徵、或圖像的特徵的範圍，來控制前述訊號處理裝置。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 具有：操作介面，設定前述帶電粒子線的照射時間、照射距離、照射點間時間、及照射點間距離的至少1者。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 具有：操作介面，設定前述第1圖像的特徵、及前述第2特徵的至少1者。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之系統，其中， 前述控制裝置， 進行增益調整，使得藉由前述第1條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵，與藉由前述第2條件的射束掃描而獲得的圖像的特徵之差異成為規定的狀態。
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