TWI503538B - Defect inspection method and defect inspection device - Google Patents

Description

缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置

本發明係關於一種缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置。

作為在觀察試料時，細緻觀察異物及缺陷之方法，例如有如專利文獻1所揭示般之方法。該方法係基於預先自其他檢查裝置獲取之檢測缺陷之座標資料，在拍攝缺陷之觀察圖像時，於與存在缺陷之晶片以外之晶片之缺陷位置對應之位置，以較低之倍率拍攝參照圖像後，移動保持試料之載物台，以較低之倍率拍攝缺陷圖像，將上述參照圖像與缺陷圖像加以比較，以特定缺陷圖像中之缺陷位置，並放大拍攝缺陷。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利申請案5018868號

關於半導體晶圓上之缺陷之圖像收集，期望可將由檢查裝置檢測出之所有缺陷，或預先規定之數目之缺陷作為對象，在短時間內執行。

專利文獻1揭示有拍攝缺陷之放大圖像時，於與指定存在缺陷之晶片(缺陷晶片)不同之晶片(參照晶片)拍攝成為缺陷圖像之比較對象之參照圖像；具體而言，於缺陷晶片之鄰接晶片進行參照圖像拍攝， 或於缺陷拍攝之前，於一個參照晶片預先一併拍攝與觀察對象之缺陷對應之參照圖像。

於缺陷晶片之鄰接晶片拍攝參照圖像之方法中，自參照圖像拍攝位置朝缺陷圖像拍攝位置移動時，無論晶圓內之缺陷位置如何，均需要一個晶片左右之移動距離。藉由比較參照圖像與缺陷圖像而特定缺陷位置之方法，雖對圖案設計上不存在週期性之邏輯圖案為必須之方法，但在晶片尺寸多數較大之邏輯IC中，前期之一個晶片左右之移動距離增加，而招致移動時間延長。而且，觀察裝置為掃描型電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)之情形時，由於參照圖像之拍攝位置自前一個缺陷位置遠離，在拍攝參照圖像之前，必須進行SEM對焦，而亦需要相應之時間。

在缺陷拍攝之前，於一個晶片提前一併拍攝與觀察對象之缺陷對應之參照圖像之方法中，因參照圖像之拍攝位置彼此接近，故而移動距離變短。然而，另一方面，參照圖像之拍攝位置與缺陷拍攝之位置大為遠離之機率隨之增大。此時，參照圖像與缺陷圖像之比較處理中，晶圓面內之製程不均將表現為圖像上之不同，而很可能出現缺陷位置之特定錯誤，以致難以取得適當之缺陷觀察圖像。

為解決先前技術之問題點，本發明之目的在於提供一種可在短時間內穩定收集缺陷觀察圖像之缺陷觀察圖像取得方法及其裝置。

為達成上述目的，本申請案構成為包含：讀出部，其讀出預先由檢查裝置檢測出之半導體晶圓之複數個缺陷之位置；第1拍攝部，其係於與存在由上述讀出部讀出之該複數個缺陷中之任一種缺陷之晶片不同之晶片，以第1倍率拍攝參照圖像；第2拍攝部，其係以第1倍率拍攝包含由上述讀出部讀出之該複數個缺陷之第1缺陷圖像；缺陷位置特定部，其將由上述第1拍攝部拍攝所得之該參照圖像與由上述 第2拍攝部拍攝所得之該第1缺陷圖像進行比較，從而特定該第1缺陷圖像上之缺陷位置；及第3拍攝部，其基於經上述缺陷位置特定部特定之該缺陷位置，以較該第1倍率更高之第2倍率拍攝第2缺陷圖像；且具有重排部，其按照無重複巡迴一圈之路徑順序，重新排列由上述讀出部讀出之該複數個缺陷；及載物台移動路徑產生部，其根據與參照圖像對應之每個缺陷選擇拍攝該參照圖像之晶片，藉由決定上述第1拍攝部與上述第2拍攝部之載物台之移動位置，而產生載物台移動路徑。

根據本發明，可提供一種能提高特定缺陷位置時之可靠性，可穩定地進行缺陷觀察圖像取得之缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置。

100‧‧‧掃描型電子顯微鏡裝置

101‧‧‧電子束

102‧‧‧電子槍

103‧‧‧聚光透鏡

104‧‧‧偏轉線圈

105‧‧‧物鏡

106‧‧‧載物台

107‧‧‧晶圓

108‧‧‧檢測器

109‧‧‧A/D轉換器

110‧‧‧圖像處理部

111‧‧‧載物台控制器

112‧‧‧電子光學系統控制部

113‧‧‧全體控制部

114‧‧‧控制終端

200‧‧‧輸入輸出I/F

201‧‧‧圖像處理控制部

202‧‧‧運算部

203‧‧‧記憶體

204‧‧‧匯流排

205‧‧‧資料輸入輸出I/F

206‧‧‧記憶裝置

300‧‧‧晶圓

301‧‧‧晶片

d1‧‧‧臨限值

d2‧‧‧臨限值

d3‧‧‧臨限值

n(●)‧‧‧缺陷序號

n-1(●)‧‧‧缺陷序號

n+1(●)‧‧‧缺陷序號

n+2(●)‧‧‧缺陷序號

n(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

n+1(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

n+2(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

●‧‧‧缺陷圖像拍攝點

○‧‧‧參照圖像拍攝點

圖1係本申請案之實施例之構成圖。

圖2係圖像處理部之內部構成圖。

圖3係晶圓及晶片之說明圖。

圖4係表示先前之載物台移動路徑之圖。

圖5係缺陷觀察裝置之晶粒比較之拍攝程序之流程圖。

圖6係表示實施例1之載物台移動路徑之圖。

圖7係實施例1之效果估算結果表。

圖8係實施例1之載物台移動路徑產生程序之流程圖。

圖9係缺陷拍攝位置與參照圖像拍攝位置接近之情形時之載物台移動路徑產生程序之流程圖。

圖10係SEM對焦實施可否控制程序之流程圖。

圖11係產生之載物台移動路徑之顯示內容。

圖12係產生之載物台移動路徑之顯示內容。

圖13係參數輸入及載物台移動路徑運算結果之顯示內容。

圖14係表示實施例2之載物台移動路徑之圖。

圖15係實施例2之載物台移動路徑產生程序之流程圖。

圖16係表示實施例3之載物台移動路徑之圖。

圖17係實施例3之載物台移動路徑產生程序之流程圖。

[實施例1]

圖1表示與本發明有關之缺陷觀察裝置之全體構成圖。

本實施形態之掃描型電子顯微鏡100係由以下元件構成：載物台106，其載置晶圓107；照射光學系統，其控制由電子槍102射出之電子束101；檢測器108，其檢測自試料上射出之二次電子；及檢測信號之信號處理系統。照射光學系統係由電子槍102、位於電子束101之路徑上之聚光透鏡103、偏轉線圈104、及物鏡105構成。電子束101在該光學系統之作用下，於晶圓107上之存在觀察對象即缺陷之特定區域聚光。由檢測器108檢測出之二次電子被A/D轉換器109轉換為數位信號。轉換後之數位信號被發送至圖像處理部110，圖像處理部110根據需要而擷取存儲於記憶體內之數位信號，進行圖像處理，進行對圖像內之缺陷位置之檢測等。111為載物台控制器、112為電子光學系統控制部、113為裝置整體之控制部、114為連接於控制部之控制終端。本實施形態構成為可對圖像處理部110、全體控制部113、及控制終端114連接記錄媒體(未圖示)，自該記錄媒體讀出由圖像處理部110執行之程式，並負載於圖像處理部110。

圖2表示有圖像處理部110之構成圖。由A/D轉換器109轉換為數位信號之二次電子信號經由資料輸入I/F205而被發送至記憶體203，以可作為圖像資料讀出之方式，記憶於記憶體203內。圖像處理程式係由圖像處理控制部201自記憶體203或上述記憶媒體讀出。圖像處理控制部201根據程式控制運算部202，處理記憶體203所記憶之圖像資 料或處理圖像資料所得之結果獲取之中間處理資料。缺陷觀察圖像係經由輸入輸出I/F200而被發送至全體控制部113，於圖1所示之控制終端，根據需要進行圖像顯示。而且，相對於圖像處理部110之動作命令係自全體控制部113經由輸入輸出I/F200而輸入至圖像處理控制部。於圖像處理部110內，資料之收發係經由匯流排204而進行。

利用圖3、圖4及圖5說明藉由晶片比較取得半導體晶圓上之缺陷之高倍觀察圖像之先前之方法。圖3表示晶圓300，晶圓上以301表示之晶片製作成格子狀。該晶圓上存在兩種座標系，一種為可專門特定晶圓上之位置之晶圓座標系(X，Y)，另一種為可根據每個晶片而定義之晶片座標(x，y)。不同晶片之相同晶片座標存在相同之電路圖案。圖4係放大圖3之任意一部分所得之圖。圖4之黑圓點為由檢測裝置檢測出之缺陷位置，且為拍攝缺陷圖像之位置。白圓點為拍攝與缺陷圖像進行比較之參照圖像之位置。附加於黑圓點之序號n-1、n、n+1表示缺陷序號，附加於白圓點之序號表示與缺陷序號對應取得之參照圖像之拍攝位置。序號n-1之參照圖像之拍攝位置在圖中予以省略。先前以來，於與存在缺陷之晶片鄰接之晶片，使用與缺陷相同之晶片座標拍攝參照圖像後，朝存在缺陷之晶片移動，而取得缺陷之觀察圖像。

圖5以流程圖顯示該程序。首先，將觀察對象即晶圓負載於圖1所示之掃描型電子顯微鏡裝置100之載物台106(S501)。接著，經由全體控制部113之外部輸入輸出I/F(未圖示)，讀入預先由檢查裝置檢測出之缺陷之缺陷座標資料(S502)，對其中成為觀察對象之N點缺陷，按照缺陷觀察順序重新排列缺陷座標，而將其設為缺陷序號0，1，…、N-1(S503)。對重排之詳細內容將利用圖8加以敍述。接著，進行晶圓之對準(S504)。其係基於晶圓上之座標所記述之缺陷座標之位置移動載物台106時，為使目標即缺陷座標之位置處於視野中央， 利用晶圓上之座標為既知之晶圓上之定位標記(對準標記)，將晶圓座標與載物台座標建立關係。

以下，對所有缺陷依序反覆進行S500所表示之一連串程序，取得高倍率之缺陷觀察像。首先，於存在第n個缺陷之晶片之鄰接晶片，朝晶片座標與第n個缺陷之晶片座標相同之位置移動(S506)。以後，將拍攝與觀察缺陷對應之參照圖像之晶片稱作參照晶片，將存在成為觀察對象之缺陷之晶片稱作缺陷晶片。但是，參照晶片並非限定於如本例般存在觀察對象缺陷之晶片之鄰接晶片。而且，無論參照晶片與缺陷晶片相同與否，參照圖像拍攝位置與缺陷位置之晶片座標均相同。移動後，進行SEM(Scanning Electron Microscope：掃描型電子顯微鏡)對焦(S507)，以低倍率(第一倍率)拍攝參照圖像。因缺陷檢查裝置之缺陷檢測位置之特性而產生之誤差、缺陷檢查裝置與掃描型電子束顯微鏡裝置100之載物台座標之誤差、載物台106之制動誤差等因素，未必於缺陷座標位置存在缺陷。因此，以由容許該等誤差之視野決定之第一倍率拍攝缺陷圖像與參照圖像，藉由圖像比較而檢測缺陷位置，於檢測位置以第二倍率取得缺陷觀察圖像。由於第一倍率係較第二倍率更低之倍率，故在S508中，將第一倍率記作低倍率，以後，將該第一倍率表記為低倍率，將第二倍率表記為高倍率。因此，所謂參照圖像與缺陷圖像之低倍率，係指可實現圖像比較之程度之相同倍率(或相同視野)。

接著，朝存在第n個缺陷之缺陷晶片移動(S509)，以低倍率拍攝缺陷圖像(S510)。利用圖像處理對拍攝所得之低倍參照圖像與低倍缺陷圖像進行比較，特定缺陷圖像內之缺陷位置(S511)。以所特定之缺陷位置之焦點對準之方式，進行SEM之對焦(S512)，以高倍率拍攝包含所特定之缺陷位置之區域(S513)。在S513中，亦可根據於S510中拍攝缺陷之觀察圖像所得之缺陷圖像，以包含所特定之缺陷位置之方 式，修整圖像而獲得缺陷監察圖像。例如，相當於低倍之參照圖像與缺陷圖像係利用多像素圖像拍攝較觀察圖像更大之視野，缺陷觀察圖像若係以包含於S511中所特定之缺陷位置之方式，修整以多像素拍攝所得之相當於低倍之缺陷圖像即可。於存在下一缺陷之情形時，朝與下一缺陷對應之參照晶片移動，反覆進行以上動作。結束取得所有缺陷觀察像後，自載物台106卸載下晶圓。

圖6表示第一實施例之缺陷觀察圖像之取得路徑。在本實施例中，拍攝低倍參照圖像之晶片即參照晶片係作為具有距前一個缺陷位置最近之參照拍攝位置之晶片而產生載物台移動路徑者。即，與缺陷序號n對應之參照晶片並非為與位於缺陷序號n之缺陷晶片鄰接之晶片，而係位於位於缺陷序號為n-1之晶片及與該晶片鄰接之8個晶片之參照圖像拍攝位置中，最靠近缺陷序號為n-1之位置之圖6所示之位置。對與缺陷序號n+1對應之參照晶片，亦根據相同思路進行選擇。與缺陷序號n+2對應之參照晶片係位於缺陷序號為n+1之晶片及與該晶片鄰接之8個晶片之參照圖像拍攝位置中，最靠近缺陷序號為n+1之缺陷位置，即位於缺陷序號n+1之缺陷晶片。

對於如此之情形之載物台之移動距離，僅與圖4之先前方法進行定性比較。無論是圖4之方法還是圖6之方法，均包含缺陷間之長距離移動，及缺陷與參照間之短距離移動之組合。先前方法之短距離移動亦即自參照圖像拍攝位置至缺陷圖像拍攝位置之移動一定必須移動一個晶片量之距離。在圖4之例中，晶片之x方向之寬度與之相符。另一方面，雖圖6之方法之短距離移動，亦即自缺陷圖像拍攝位置至參照圖像拍攝位置之移動將根據場所而有所不同，但肯定移動較一個晶片更短之距離即可，在短距離移動中，合計移動距離時，本技術手段始終更為有利。關於長距離移動，即使為先前技術手段，在本實施例中，亦因參照圖像拍攝位置相對於缺陷位置與下一缺陷位之最短距離 而位於迂迴位置，故雖係依個別案例而定，但對長距離之移動距離之合計定性上皆為同程度。

圖7表示在電腦上，將晶片尺寸設為5mm、對隨機位於300mm晶圓上之150點缺陷，產生以最短路徑循迴缺陷一圈之路徑，利用圖4之方法與圖6之方法決定參照圖像拍攝位置之後，計算距缺陷之參照之總移動距離，與距參照之缺陷之總移動距離，及所有移動距離之統計之結果。相對於圖4之方法之短距離移動(參照→缺陷)之合計為1060.7mm，圖6之短距離移動(缺陷→參照)之合計為210.3mm，可謀求五分之一之短距離化。而且，相對於圖4之方法之長距離移動(缺陷→參照)之合計為2372.4mm，圖6之長距離移動(參照→缺陷)之合計為1814.0mm，在本流程中，即使長距離移動，仍可謀求短距離化。合計移動距離時，相對於圖4之方法之3433.0mm，圖6之方法中為2024.3mm，可謀求削減41%之載物台移動距離。除長距離移動之移動距離削減之效果外，短距離移動之削減距離為850.4mm，其相當於圖4之方法之總移動距離3433.0mm之24.7%。關於載物台移動時間，由於受依存於載物台之硬體之控制方法之不同之影響，而無法一概論之，但不言而喻，以10%為單位之總行走距離之減少與載物台移動時間之總時間之縮短密切相關。

圖8表示圖5之500之部分之載物台移動位置之產生程序。首先，經由全體控制部113之外部輸入輸出I/F(未圖示)讀入具有作為資訊之由檢查裝置檢測出之缺陷之缺陷位置(n)之缺陷座標資料(S801)。以下，所謂缺陷位置(n)，係表示可專門特定缺陷序號n之位置座標，所謂缺陷(n)，係表示缺陷序號為n之缺陷。同樣地，所謂參照位置(n)，係表示可專門特定與缺陷序號n對應之參照圖像取得位置之位置座標。關於根據讀入之缺陷座標資料而成為觀察對象之N點缺陷，決定於一次尋找一個缺陷之條件下，以最短距離巡迴一圈之路徑(S802)。 該路徑之決定稱作巡迴推銷員問題，雖利用總循環進行之探索會因缺陷數目之增加而出現難以計算之問題，但，已知可給出最適解之為嚴密解法之分支限定法，及可給出準最適解之方法之一種即可保證在邏輯最小值之1.5倍以內之表格方法等實用之解法。在S802中，將最初點設為輸入缺陷序號0至N-1中之一個no，以k表示路徑產生後之路徑順序之缺陷序號，以n(k)表示與k對應之輸入時之缺陷序號。

作為最初缺陷(k=0)之參照圖像拍攝位置即載物台位置(0)，設定存在缺陷(n(0))之晶片之鄰接晶片之參照位置(n(0))(S803)。接著，將缺陷位置(n(0))設定為載物台位置(1)(S804)。其後，將按照路徑產生後之路徑順序之缺陷序號k，反覆進行S806至S809。首先，根據存在缺陷(n(k-1))之晶片與鄰接晶片之參照位置(n(k))，將位於距缺陷位置(n(k-1))最短之距離之參照位置(n(k))設為載物台位置(2k)(S806)。如此般選擇拍攝低倍參照圖像之晶片，以可於所選擇之晶片拍攝低倍參照圖像拍攝之方式，產生載物台移動位置即移動路徑。接著，將缺陷位置(n(k))設定為載物台位置(2k+1)((S807)。處理所有缺陷之後，結束處理，若存在剩餘缺陷，則反覆進行S806至S809。以後，將圖8所示之整個處理流程稱作最短路徑產生處理800。

以上運算係由圖1之全體控制部113內之運算處理部(未圖示)進行，經決定之載物台位置(q)(q=0,…,2N-1)記錄於全體控制部113內之記憶部(未圖示)。接著，於缺陷觀察動作時，自記憶部依序讀出載物台位置(q)，經由載物台控制器111，使載物台106依序朝載物台位置(q)移動，而取得缺陷(n(round(q/2)))之低倍參照圖像、低倍缺陷圖像、及高倍缺陷圖像。round(x)被設為表示捨去x之小數點後之整數者。

本申請案之意旨在於，使缺陷拍攝位置與與其下一缺陷對應之低倍參數圖像拍攝位置接近，在拍攝低倍參照圖像時，無須SEM對 焦，以縮短整體之拍攝時間。然而，於缺陷拍攝位置與與其下一缺陷對應之低倍參照圖像拍攝位置極端接近之情形時，在拍攝低倍參照圖像時，由於前一次拍攝之電子束照射造成之帶電影響，而必須再次調整SEM之焦點。因此，須確保缺陷拍攝位置與與其下一缺陷對應之低倍參照圖像拍攝位置之距離為固定距離以上。圖9顯示滿足如此之條件之載物台移動路徑之產生程序。

首先，進行以圖8所示之最短路徑產生(S800)。S901至S906之處理中，將所有缺陷拍攝位置與對應於其下一缺陷之低倍參照圖像拍攝位置之距離與預先設定之距離d1進行比較(S901)。於S901中，設載物台位置(2k-1)係與缺陷圖像拍攝位置對應，載物台位置(2k)係與低倍參照圖像拍攝位置對應、∥∥表示2點之距離。該2點之距離小於d1(或為d1以下)之情形時，於N(m)記錄缺陷序號(S902)，自S800中產生之載物台位置之表格刪除該2點(S903)。設定有無操作之載物台位置(q)被自全體控制部113內之記憶部(未圖示)讀出時，全體控制部113不對載物台控制器111發出移動命令。

於所有缺陷之處理結束之後，記憶成為刪除對象之缺陷數目(S908)。S909至S912之處理中，將與刪除後之M個缺陷對應之參照位置(N(m))、及缺陷位置(N(m))追加至載物台位置之表格。參照位置(N(m))將以距離最短之標準重新選擇(S909)。藉由實施以上處理，可確保所有缺陷拍攝位置、與對應於其下一缺陷之低倍參照圖像拍攝位置之距離為d1以上。

因缺陷拍攝位置基本上會離開與該缺陷對應之低倍參照圖像拍攝位置，故雖必須進行SEM對焦，但於該距離接近之情形時，可省去SEM對焦。圖10表示對所有缺陷反覆進行S1001至S1012所示之程序，而取得高倍率之缺陷觀察像之程序，在功能上相當於圖5之S500之部分組合有該焦點控制程序者。載物台位置()之表記係與圖8、圖9相 同。

首先，朝載物台位置(2k)即低倍參照圖像拍攝位置移動(S1001)。因除初次(k=0)以外，皆靠近前一次之拍攝位置即缺陷拍攝位置(2k-1)，故不進行SEM對焦(S1002、S1003)。拍攝低倍參照圖像(S1004)，朝載物台位置(2k+1)，即缺陷圖像拍攝位置移動(S1005)。雖S1008中進行缺陷圖像拍攝，然此時若載物台位置(2k+1)與載物台位置(2k)之距離小於預先設定之固定距離d2(或在d2以下)，則不進行SEM對焦(S1006、S1007)。進而，若載物台位置(2k+1)與載物台位置(2k)之距離小於預先設定之固定距離d3(或在d3以下)，則仍不進行用於高倍缺陷圖像拍攝之SEM對焦(S1009、S1010)。一般而言，因取得較高倍率之圖像時之焦點深度較淺，故d2與d3可忽略。接著，藉由進行低倍參照圖像與低倍缺陷圖像之圖像比較，而特定缺陷位置(S1011)。雖圖10中以串列進行S1009至S1010與S1011之形式予以描述，但該動作可予以並列化，只要S1010之動作時間在S1011之處理時間以內，則亦可常時執行S1010。最後，以高倍率拍攝包含所特定之缺陷位置之區域(S1012)。於S1006所表示之條件連續成立之情形時，即使最終自進行了SEM對焦之位置離開，仍不進行SEM對焦。為防止此類情形，預先設定規定次數，於未進行SEM對焦之次數達到該規定次數之情形時，亦可於S1006之後，強制進行SEM對焦。

圖11及圖12為所產生之載物台移動路徑之顯示例。該顯示係顯示於圖1之控制終端114之顯示器。圖11及圖12中，均描繪有由晶圓外周與晶片形成之格子。在圖11中，以黑圓點表示缺陷圖像拍攝位置，以白圓點表示參照圖像拍攝位置，藉由連結黑圓點及白圓點而表示移動路徑。在圖12中，以黑色表示存在缺陷圖像拍攝位置之晶片，以白色表示存在參照圖像拍攝位置之晶片，藉由連結晶片內之拍攝位置而表示移動路徑。該等顯示係於產生移動路徑後進行確認，或收集缺陷觀 察圖像期間，以可獲知載物台目前所在位置之形式顯示。圖13係產生移動路徑時之參數輸入畫面。可輸入相對於圖9及圖10中所顯示之距離之臨限值d1、d2、d3。雖圖8、圖9及圖10中省略說明，但在路徑產生上，與各拍攝點間之距離之重要性同樣地，時間間隔亦相當重要。即，於某拍攝點之極近處存在過去之拍攝點之情形時，若已自該過去之拍攝經過特定時間，則雖過去之拍攝所產生之帶電等之影響較小，但若為極短時間之過去，則過去之拍攝之影響將變大，而必須重新設定拍攝程序。反之，若某拍攝點之附近不存在過去之拍攝點之情形時，則即使過去之拍攝係在短時間內之過去進行，其影響仍較小。基於如此之思路，預先輸入相對於拍攝間隔之時間與距離，例如，於滿足以任意拍攝彼此間之距離與時間間隔作為變量之函數評估值之條件下，產生移動路徑；或以可防止任意拍攝彼此間之距離與時間間隔之積成為預先設定之值以上之方式，產生移動路徑；或以任意拍攝彼此間之距離可為預先設定之距離以上，且任意拍攝彼此間之時間間隔可為預先設定之時間間隔以上之方式，產生移動路徑等。

藉由顯示基於根據以上輸入值所產生之移動距離與載物台控制參數計算所得之移動時間之模擬結果，可確認移動距離、移動時間，從而可進行輸入參數之調整。而且，藉由與圖11或圖12一併顯示圖13，亦可一面變更輸入參數，一面對所產生之路徑之狀態、移動距離、移動時間進行確認。

以下，對在以圖1所示之缺陷觀察裝置及以圖2所示之圖像處理部上實施利用圖8至圖13所敍述之缺陷觀察圖像之收集程序之方法進行敍述。對圖1所示之測長掃描型電子顯微鏡裝置100負載具有觀察對象之缺陷之晶圓107，並將其載置於載物台106上。自連接於全體控制部113之外部記憶媒體(未圖示)，或連接於全體控制部113之區域網路(未圖示)等一併讀入缺陷座標資料，並將其記憶於全體控制部113之 記憶部(未圖示)。全體控制部113之運算部(未圖示)讀出所記憶之缺陷座標資料，處理執行上文所述之載物台移動路徑產生程序之電腦用之程式，將載物台移動位置即路徑資訊記憶於全體控制部113之記憶部(未圖示)。程式亦與缺陷座標資料同樣地自外部輸入，並記憶於全體控制部113之記憶部(未圖示)，下次以後自記憶部讀出程式而執行。

於載置晶圓並執行晶圓對準後，依序讀出全體控制部113之記憶部所記憶之載物台移動位置，執行以下內容。首先，基於所讀出之載物台移動位置，由全體控制部113經由載物台控制器111控制載物台106，以與晶圓上之參照圖案對應之拍攝對象部位進入電子光學系統之視野之方式，移動載物台106。接著，由電子光學系統控制部112根據需要控制物鏡105而執行對焦之後，控制偏轉線圈104，利用電子束101掃描圖案。由A/D轉換器109對利用拍攝對象區域所得之二次電子進行數位信號轉換，經由圖像處理部110內之資料輸入I/F205，將參照圖像作為數位圖像記憶於記憶體203。接著，讀出全體控制部113之記憶部所記憶之下一載物台移動位置，由全體控制部113經由載物台控制器111控制載物台106，以與晶圓上之缺陷圖案對應之拍攝對象部位進入電子光學系統之視野之方式，移動載物台106。以後，與參照圖像同樣地拍攝缺陷圖像，將該數位圖像記憶於記憶體203。

由運算部202執行由圖像處理控制部201記憶於記憶體203之低倍參照圖像與低倍缺陷圖像之圖像比較處理，而檢測缺陷部位之位置。將檢測位置資訊自圖像處理部110輸出至全體控制部113，全體控制部113將所接收之檢測位置資訊發送至電子光學系統處理部112。電子光學系統處理部112將所接收之檢測位置資訊轉換為電子光學系統之控制資訊，據此，以可於電子光學系統之視野中心捕捉缺陷之方式，控制偏轉線圈104。進而，電子光學系統處理部112以能獲得所需之觀察倍率之方式，控制聚光透鏡103、物鏡105，根據需要控制物鏡105執 行對焦之後，控制偏轉線圈104，利用電子束101掃描缺陷區域。由A/D轉換器109對利用拍攝對象區域所得之二次電子進行數位信號轉換，經由圖像處理部110內之資料輸入I/F205，將高倍缺陷圖像作為數位圖像記錄於記憶體203。

全體控制部113讀出經由輸入輸出I/F200記憶於記憶體203之缺陷觀察圖像即高倍缺陷圖像，將其顯示於控制終端之顯示器114，或將缺陷觀察圖像輸出至連接於全體控制部113之外部記憶媒體(未圖示)，或經由連接於全體控制部113之區域網路(未圖示)，傳輸至上層伺服器(未圖示)。

亦可將圖11、圖12所示之載物台移動路徑之顯示顯示於控制終端114。若為缺陷圖像收集中，則藉由於路徑上顯示載物台目前位置，可確認位置及處理之進展狀態。

又，將缺陷座標資料讀入至全體控制部113，若進行記憶則可執行載物台移動路徑產生，故可利用用於輸入用於路徑產生之參數之顯示畫面即圖13，根據各種參數計算載物台移動距離或移動時間，獲得所需之參數，並且，藉由將其記憶於全體控制部113之記憶部，可於下次以後加以再利用。而且，如上所述，藉由與圖13一併顯示圖11或圖12，可一面變更輸入參數，一面同時對所產生之路徑之狀態、移動距離、及移動時間進行確認。

根據以上，可利用以減少SEM對焦次數為目的而實現短距離化之載物台移動路徑，在短時間內執行晶圓上缺陷之缺陷觀察圖像之收集。

[實施例2]

利用圖14與圖15說明本發明之第2實施例。

圖14表示第二實施例之缺陷觀察圖像之取得路徑。本實施例中，作為拍攝低倍參照圖像之晶片即參照晶片，為選擇存在前一個缺 陷之晶片而產生載物台移動路徑者。即，與缺陷序號n對應之參照晶片設為如圖14所示般位於缺陷序號n-1之晶片之參照圖像拍攝位置。與缺陷序號n+1對應之參照晶片亦根據相同思路進行選擇，以後相同。

對於如此情形之載物台之移動距離，與圖4之先前方法於性質上進行比較。無論是圖4還是圖14之方法，均包含缺陷間之長距離移動、及缺陷與參照間之短距離移動之組合。先前方法之短距離移動即自參照圖像拍攝位置至缺陷圖像拍攝位置之移動必須移動一個晶片左右之距離。在圖4之例中，晶片之x方向之寬度與之相符。另一方面，雖圖14所揭示之方法之短距離移動，即自缺陷圖像拍攝位置至參照圖像拍攝位置之移動根據場所其距離有所不同，但肯定移動較一個晶片更短之距離即可，在短距離移動中，合計移動距離時，本技術手段始終更為有利。關於長距離移動，雖為實例與實例，但性質上皆為同程度。

圖15表示圖5之500之部分之載物台移動位置之產生程序。首先，經由全體控制部113之外部輸入輸出I/F(未圖示)讀入具有作為資訊之由檢查裝置檢測出之缺陷之缺陷位置(n)之缺陷座標資料(S1500)。關於根據讀入之缺陷座標資料成為觀察對象之N點缺陷，決定於一次尋找一個缺陷之條件下，以最短距離巡迴一圈之路徑(S1501)。

將最初缺陷(k=0)之參照圖像拍攝位置設為載物台位置(0)，設定存在缺陷(n(0))之晶片之鄰接晶片之參照位置(n(0))(S1502)。接著，將缺陷位置(n(0))設為載物台位置(1)(S1503)。以後，根據路徑產生後之路徑順序之缺陷序號k，反覆進行S1505至S1508。首先，將存在缺陷(n(k-1))之晶片之參照位置(n(k))選作載物台位置(2k)(S1505)，以可於所選擇之晶片拍攝低倍參照圖像之方式，產生載物台移動路徑。接 著，將缺陷位置(n(k))設為載物台位置(2k+1)(S1506)。於處理所有缺陷之後結束處理，若尚存在剩餘缺陷，則反覆進行S1505至S1508。

為將圖9所示之程序應用於實施例2，只要按照圖9之S800中所揭示之步驟執行圖15之整個處理即可。圖10所示之程序可直接應用於實施例2。而且，圖11、圖12及圖13所揭示之顯示亦可同樣於實施例3中加以使用。即使實施例1中利用圖1與圖2所揭示之裝置動作，除去實施例1與實施例2中之不同部分，實施例2之程序可由圖1與圖2所示之裝置實施。

在實施例2中，不僅具有實施例1中所敍述之效果，並且，因參照圖像拍攝位置之選擇範圍限定於一個晶片，故於路徑產生時，選擇低倍參照圖像拍攝晶片時，無須處理複數個晶片座標，而亦具有可減少運算量之效果。

[實施例3]

利用圖16與圖17說明本發明之第3實施例。

第三實施例之缺陷觀察圖像之取得路徑係將位於前一個缺陷晶片與下一缺陷晶片之間之晶片選作拍攝低倍參照圖像之晶片，即參照晶片而產生者。與缺陷(n)對應之參照晶片係如圖16所示般位於位於缺陷(n-1)之晶片與位於缺陷(n)之晶片之間之晶片。在圖16中，作為一例，參照位置(n)係位於存在缺陷(n)之缺陷晶片及其之鄰接晶片上，而且，選擇缺陷位置(n-1)與參照位置(n)之距離，與參照位置(n)與缺陷位置(n)之距離之和最小之參照位置。與缺陷序號n+1對應之參照晶片亦根據相同思路進行選擇，以後相同。

關於如此情形之載物台之移動距離，與圖4之先前方法於性質上進行比較。在圖4之方法中，自缺陷至下一缺陷之拍攝之移動距離係經由與缺陷點相距一個晶片之參照圖像拍攝位置至下一缺陷點為止，以自缺陷點至下一缺陷點為一邊時之以參照位置為頂點之三角形之另 兩邊之總距離。在圖16所示之方法中，選擇賦予與以該缺陷點至下一缺陷點為一邊之距離極端接近之距離之參照位置，關於距離，則並未超過圖4之方法。

圖17表示圖5之500之部分之載物台移動位置之產生程序。首先，經由全體控制部113之外部輸入輸出I/F(未圖示)讀入具有作為資訊之由檢查裝置檢測出之缺陷之缺陷位置(n)之缺陷座標資料(S1700)。關於根據讀入之缺陷座標資料成為觀察對象之N點缺陷，決定於一次尋找一個缺陷之條件下以最短距離巡迴一圈之路徑(S1701)。

將最初缺陷(k=0)之參照圖像拍攝位置設為載物台位置(0)，設定存在缺陷(n(0))之晶片之鄰接晶片之參照位置(n(0))(S1702)。接著，將缺陷位置(n(0))設定為載物台位置(1)(S1703)。以後，按照路徑產生後之路徑順序之缺陷序號k，反覆進行S1705至S1708。首先，將缺陷位置(n(k-1))與參照位置(n(k))之距離，與參照位置(n(k))與缺陷位置(n(k))之距離之和為最短之參照位置(n(k))選擇為載物台位置(2k)(S1705)，以可於所選擇之參照位置(n(k))拍攝低倍參照圖像之方式，產生載物台移動路徑。接著，將缺陷位置(n(k))設定為載物台位置(2k+1)(S1706)。處理所有缺陷之後，結束處理，若仍存在剩餘缺陷，則反覆進行S1705至S1708。

為將圖9所示之程序應用於實施例3，只要按照圖9之S800中所揭示之步驟執行圖17之所有處理即可。圖10所示之程序可直接應用於實施例3。而且，圖11、圖12及圖13所揭示之顯示亦可同樣於實施例3中加以使用。關於實施例1中利用圖1與圖2所揭示之裝置動作亦無實施例1與實施例3中之不同部分，實施例3之程序可由圖1與圖2所示之裝置實施。

實施例3不僅具有在實施例1中所敍述之效果，而且，由於參照 圖像拍攝位置亦靠近連結缺陷圖像拍攝位置與下一缺陷圖像拍攝位置之線段，故可最短化總移動距離，從而可在短時間內執行晶圓上缺陷之缺陷觀察圖像之收集。而且，因參照圖像之拍攝位置與實施例1相比較而更靠近缺陷圖像拍攝位置，故不易產生晶圓上之製程不均所引起之圖像變化，從而可穩定地進行缺陷圖像與參照圖像之比較，亦可提高缺陷觀察像拍攝之成功率。

根據在以上實施例中所說明之本申請案之發明，於利用對於參照晶片拍攝所得之參照圖像與於缺陷晶片拍攝所得之缺陷圖像進行比較之方法，進行使用SEM之半導體晶圓上之缺陷觀察圖像之收集時，可減少載物台之總移動距離，而且，因參照圖像之拍攝位置為參照圖像拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之附近，故而無須SEM對焦，故可減少圖像收集時間。且，因最短或準最短地產生巡迴所有缺陷位置一圈之路徑，故而自參照拍攝位置至缺陷拍攝位置之距離亦有縮短之傾向，若作為用於圖像比較之一組之參照晶片與缺陷晶片之距離在固定距離以內，則亦無須用於缺陷圖像拍攝之SEM對焦，即使參照圖像與缺陷圖像之比較處理中，因晶圓面內之製程不均之影響有所減少，而可提高特定缺陷位置之可靠性，可穩定地取得缺陷觀察圖像。

n(●)‧‧‧缺陷序號

n-1(●)‧‧‧缺陷序號

n+1(●)‧‧‧缺陷序號

n+2(●)‧‧‧缺陷序號

n(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

n+1(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

n+2(○)‧‧‧參照圖像之拍攝位置

●‧‧‧缺陷圖像拍攝點

○‧‧‧參照圖像拍攝點

Claims (27)

1. 一種缺陷檢查方法，其包含：讀出步驟，其讀出預先由檢查裝置檢測出之半導體晶圓之複數個缺陷之位置；第1拍攝步驟，其係於拍攝在由上述讀出步驟讀出之缺陷之觀察像時，對與存在該缺陷之晶片不同之晶片，以第1倍率拍攝參照圖像；第2拍攝步驟，其係以第1倍率拍攝包含該缺陷之第1缺陷圖像；缺陷位置特定步驟，其將由上述第1拍攝步驟拍攝所得之該參照圖像與由上述第2拍攝步驟拍攝所得之該第1缺陷圖像進行比較，特定該第1缺陷圖像上之缺陷位置；及第3拍攝步驟，其基於在上述缺陷位置特定步驟所特定之該缺陷位置，以較該第1倍率更高之第2倍率拍攝第2缺陷圖像，以作為該缺陷之該觀察圖像；該缺陷檢查方法具有：重排步驟，其按照無重複巡迴一圈之路徑順序，重新排列由上述讀出步驟讀出之該複數個缺陷；及載物台移動路徑產生步驟，其藉由與參照圖像對應之每個缺陷選擇拍攝該參照圖像之晶片，並決定上述第1拍攝步驟與上述第2拍攝步驟之載物台之移動位置，而產生載物台移動路徑；且在上述載物台移動路徑產生步驟中，自存在拍攝上述參照圖像之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及與存在拍攝上述參照圖像之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇以上述第1拍攝步驟進行拍攝之參照圖像之拍攝之晶片。
2. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中自存在拍攝上述參照圖像之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片中，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片，且上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離為最短距離之晶片。
3. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中自存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片中，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片，且上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離為預先規定之距離以上而最短之距離之晶片。
4. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中將進行上述參照圖像之拍攝之晶片設為存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片。
5. 如請求項4之缺陷檢查方法，其中於上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離小於或為預先規定之距離以下之情形時，自與存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片。
6. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中存在上述參照圖像之拍攝位置之晶片設為上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置與上述參照圖像之拍攝位置之距離，與上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之後一個拍攝之缺陷位置之距離之和為最小之晶片。
7. 如請求項6之缺陷檢查方法，其中存在上述參照圖像之拍攝位置之晶片係自存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片中進行選擇。
8. 如請求項7之缺陷檢查方法，其中於上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離小於或為預先規定之距離以下之情形時，自與存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片。
9. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中在上述載物台移動路徑產生步驟中，自存在該參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片與該鄰接晶片選擇在上述第1拍攝步驟中進行該參照圖像之拍攝之晶片。
10. 如請求項9之缺陷檢查方法，其中自存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片之中，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片，且上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離為最短距離之晶片。
11. 如請求項9之缺陷檢查方法，其中自存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片之中，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片，且上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離為預先規定之距離以上而最短之距離之晶片。
12. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中在上述載物台移動路徑產生步驟中，將在上述第1拍攝步驟中進行該參照圖像之拍攝之晶片設為存在該參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片。
13. 如請求項12之缺陷檢查方法，其中於上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離小於或為預先規定之距離以下之情形時，自與存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇進行 上述參照圖像之拍攝之晶片。
14. 如請求項1之缺陷檢查方法，其中在上述載物台移動路徑產生步驟中，上述第1拍攝步驟中存在該參照圖像之拍攝位置之晶片設為該參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置與該參照圖像之拍攝位置之距離與該參照圖像之拍攝位置與該參照圖像之拍攝之後一個拍攝之缺陷位置之距離之和為最小之晶片。
15. 如請求項14之缺陷檢查方法，其中存在上述參照圖像之拍攝位置之晶片係自存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及其之鄰接晶片之中進行選擇。
16. 如請求項15之缺陷檢查方法，其中於上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置之距離小於或為預先規定之距離以下之情形時，自與存在上述參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇進行上述參照圖像之拍攝之晶片。
17. 如請求項1至16中任一項之缺陷檢查方法，其中於上述參照圖像之拍攝位置與上述參照圖像之拍攝之後一個進行拍攝之缺陷位置之距離小於或為預先規定之距離以下之情形時，不於上述參照圖像之拍攝之後一個進行拍攝之缺陷位置進行SEM對焦。
18. 如請求項1至16中任一項之缺陷檢查方法，其具有輸入相對於拍攝彼此間之距離與時間間隔之值之步驟。
19. 如請求項18之缺陷檢查方法，其中根據拍攝彼此間之距離與時間間隔計算之評估值滿足根據如請求項18所揭示之輸入之距離與時間間隔計算之基準值。
20. 如請求項18之缺陷檢查方法，其中拍攝彼此間之距離與時間間隔之積為如請求項18所揭示之輸入之距離與時間間隔之積以上。
21. 如請求項18之缺陷檢查方法，其中拍攝彼此間之距離為如請求項18所揭示之輸入之距離以上，時間間隔為如請求項19所揭示之輸入之時間間隔以上。
22. 如請求項1至16中任一項之缺陷檢查方法，其具有將上述產生之路徑於晶圓圖(wafer map)中進行顯示之步驟。
23. 如請求項22之缺陷檢查方法，其具有於顯示上述產生之路徑之上述晶圓圖中顯示缺陷拍攝中之拍攝位置之步驟。
24. 如請求項18之缺陷檢查方法，其中具有將上述產生之路徑於晶圓圖中進行顯示之步驟；且其根據如請求項18所揭示之相對於拍攝彼此間之距離與時間間隔之輸入值之變更，而變更顯示於上述晶圓圖中之上述產生之路徑。
25. 一種缺陷檢查裝置，其包含：讀出部，其讀出預先由檢查裝置檢測出之半導體晶圓之複數個缺陷之位置；第1拍攝部，其係於拍攝由上述讀出部讀出之缺陷之觀察像時，對與存在該缺陷之晶片不同之晶片，以第1倍率拍攝參照圖像；第2拍攝部，其係以第1倍率拍攝包含該缺陷之第1缺陷圖像；缺陷位置特定部，其將由上述第1拍攝部拍攝所得之該參照圖像與由上述第2拍攝部拍攝所得之該第1缺陷圖像進行比較，而特定該第1缺陷圖像上之缺陷位置；及第3拍攝部，其基於經上述缺陷位置特定部所特定之該缺陷位置，以較該第1倍率更高之第2倍率拍攝第2缺陷圖像，以作為該缺陷之該觀察圖像；該缺陷檢查裝置具有：重排部，其按照無重複巡迴一圈之路徑順序，重新排列由上 述讀出部讀出之該複數個缺陷；及載物台移動路徑產生部，其藉由與參照圖像對應之每個缺陷選擇拍攝該參照圖像之晶片，並決定上述第1拍攝部與上述第2拍攝部之載物台之移動位置，而產生載物台移動路徑；且在上述載物台移動路徑產生部中，自存在拍攝該參照圖像之前一個拍攝所得之缺陷之晶片及與存在拍攝上述參照圖像之前一個拍攝所得之缺陷之晶片鄰接之晶片，選擇以上述第1拍攝部進行拍攝之參照圖像之拍攝之晶片。
26. 如請求項25之缺陷檢查裝置，其中在上述載物台移動路徑產生部中，將以上述第1拍攝部進行該參照圖像之拍攝之晶片設為存在該參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷之晶片。
27. 如請求項25之缺陷檢查裝置，其中上述載物台移動路徑產生部中，上述第1拍攝部中存在該參照圖像之拍攝位置之晶片設為該參照圖像之拍攝之前一個拍攝所得之缺陷位置與該參照圖像之拍攝位置之距離與該參照圖像之拍攝位置與該參照圖像之拍攝之後一個拍攝之缺陷位置之距離之和為最小之晶片。