WO2010024064A1 - 欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

欠陥検査方法におけるパラメータを決定する工程では、任意のパラメータを設定したしきい値面関数を用いて被検査対象物上の欠陥候補を抽出する工程と、欠陥候補を抽出する工程により抽出された欠陥候補に関する欠陥情報の教示に基づき、しきい値面関数のパラメータを自動的に更新する工程と、を有するようにした。

Description

査方法及びそ 術分野

、 し は ザ し は電子 用 て得られた 査対象 ( と、 参照 像とを 較して、 そ 果に基 て微細 タ ン 検出する検査に係り、 特に半導体ウ 、 、 ト スク等 外 査を行 のに好適な 査方法及びそ 置に関する。

像 参照 像とを 較して 出を行 来 術としては、 特許 に記載の 法が知られて る。 これは、 繰り返し タ ンが規則的に並んで る 査対象 ライ セ サで順次 、 繰り返し タ ピッチ分 時 間遅れをお た画像と比較し、 そ 一致 を欠陥として検出するも である。

来 査に用 る 査対象 例として半導体ウ を例に 2を 用 て説明する。 2 a)は、 半導体ウ の 造を示す であり、 2 (b)は半導体ウ 上 チップ2 造を示す である。 導体ウ には 2 a) に示すよ に同一 タ チップ2 が多数、 規則的に並んで る。 のチップの 一位置に対応する 2 25には、 基本的に同一 タ が形成されて る。 等 子では、 チップ2 は 2 (b) に示すよ にメ ット 2 周辺回路 2０ 2に大別するこ とができる。 メモ ッ 2 は小さな り返し タ (セ ) 合 であり、 周辺回路 2 2は基本的にラ ダム タ ン 合である。 般的 にはメ ット 2０ は タ 度が高 、 得られる画像は暗 なる。 これに対し、 周辺回路 2 2は タ 度が低 、 得られる画像は明る なる。

来 査では、 周辺回路 2０ 2は 接するチップの 応する 置、 えば 2 (a) 22 領域23等での 像の るさ ( ) を 較し、 その差がしき よりも大き 部分を欠陥として検出する。 下、 このよ な検 査をチップ 記載する。 メモ ット 2 は ット 内の 接 する 像の るさを 較し、 同様にそ 差がしき よりも大き 部分を して検出する。 下、 このよ な検査をセ 記載する。

5 264467 報 発明の 明が解決しよ とする課題

査対象 である半導体ウ では、 による平坦 により、 隣接チップ であ ても タ に の 妙な違 が生じ、 チップ間 画像には局所 に明 るさの ( 度差) がある。 来方式のよ に、 輝度差が特定 しき h 上 なる部分を欠陥とするならば、 このよ な により明るさが異なる 域も欠陥として検出されることになる。 これは本来、 欠陥として検出される きものではな 。 まり 報である。 報発生を避けるため 法 として、 欠陥 出 ため しき 値を大き して た。 し し、 これは感度を下 げることになり、 度以下 の 検出できな 。

また、 による明るさ は、 2に示した配列チップ ち、 内 特 チップ間で み じる場合や、 チップ内 特定 タ でのみ じる場合があるが、 これらの カ アにしき 値を合わ てしま と全 体 度を著し 低下させるこ になる。 さらに、 カ ア海 明 るさの に応じてしき 値を設定するのは、 操作が となり、 に て好まし な 。

また、 感度を阻害する要因 して、 タ さ ばら きを起因 するチ ップ間 明るさ がある。 来の るさに 査では、 このよ な るさばら きがある場合、 検査 ノイ となる。 方、 欠陥 多様であり、 検出する必要のな ( タ ンノイ 見なしてよ もの) 出す き 大別できる。 では、 欠陥ではな のに誤 て して検出されたもの ( ) 正常 タ ノイ 等とを合 わせて 呼ぶ。 査には、 膨大な数の欠陥の中 ら 所望する のみを抽出するこ が求められて るが、 上記 度差としき 値

、 これを実現するこ は難し 。 また、 材質 表面 、 サイ 、 深さ 査 対象に依存したファク 、 照明 に依存した ァク 合 に より、 欠陥の ごと え方が変わるこ が多 、 所望する みを抽出す る条件 定を行 のは困難である。

明の 、 このよ 来 術 題を解決して、 同一 タ となるよ に形成された タ 応する 域 像を 較して画像 一致 を欠陥 判定する 置にお て、 雑なしき 定を行 ことな 、 ノイズ 検 する必要 な 埋没した、 所望する 高感度、 高速に検出する 査を実現することにある。 題を解決するための

にお て開示される発明 代表的なものの 要を簡単に説明すれ 次 おりである。

( ) 査対象 上 欠 検査する 査方法であ て、 前記 査対象 物を所定の 件で 射して前記 査対象 タ デ タを取得 する工程 、 前記 デ タ ら 出される特徴 に基 て 成されるしき 数の ラメ タを決定する 、 前記 ラメ タを決定する 程により 決定された ラメ タに て 成された前記しき 数を用 て、 前記 査対象 上の欠 検出する工程 、 を有し、 前記 ラメ タを決定する 程では、 任意 ラメ タを設定した前記しき 数を用 て前記 査対 象 上 欠 補を抽 する工程 、 前記 補を抽出する 程により 出さ れた前記 補に関する 報 示に基 き、 前記しき 数 メ タを自動的に更新する工程 、 を有するこ を特徴とする 査方法であ る。

( 2 ) ( ) 載 査方法であ て、 前記 ラメ タを自動的に更新する 程では、 前記 補が非 であることのみを教示して、 前記しき の ラメ タを自動的に更新するこ を特徴 する 査方法である。 明の

明によれば、 教示することにより、 所望する を高 感度に検出するこ が可能 なる。 面 単な説明

は、 明に係る 置 成の である。

2は、 査対象 ( 導体ウ ) の 成 例を示す図である。

3は、 明に係る 置 を示す図である。

4は、 検出 、 参照 およびこれら 像の である。

5 ( a ) は、 検出 像 参照 像 度差 ヒス トグラムであり、 (b) は多 角形しき 数 例を示す図である。

6は、 欠陥 フ 例を示す図である。

7は、 欠陥 しき 数 定方法 例を示す図である。 8は 欠陥 のしき 定 際に ザインタ ス 部 タに表示される画面の 例を示す図である。

9は、 欠陥 例を示す図である。

０は、 欠陥 のしき 定方法の 例を示す図である。 は、 明に係る 査方法 を示す図である。

2は、 隣接チップ 査では検出できな である。

3は、 明に係る 査方法 である。

4は、 明に係る 査方法の である。 5は、 明に係る 置の である 6は、 明に係る 査方法の である 7は、 明に係る 査方法 である 号の

2

3a 3b

導体ウ

2 X Z ０ステ ジ

メカ カ ント ラ

b

6 出光学系

7

8 理部

2

3

4

5 デ タ

8 理部

ザイ タ ス

2 憶装置

9 体制御

2 メ リ ット

2０ 2 辺回路

2０ チップ

2 22 23 24 25

3 像の

像 像 参照 像 ね合わせ 52 き

きな

小な

タ ンノイ

角形しき

査対象 ップ

スト

表示

ボタン

き ボタ

０ 出光学系

イメ ジセンサ

a 6 b

a b

4

０2 ０3 ０5 ０6 ０

０ 4０2 2

3 明を実施するための 良の

下、 本 明 態に て、 7を用 、 査対象 と して半導体ウ を対象とした 明による 置を例に て説明 する。

に 明の 置の 成の を示す。 学部 は、 複数の 部 a 7を有して構成される。 と は 互 に異なる光学 件 を検査対象 ( 導体ウ ) に照射する。

および 5 による にて、 それぞれ 3a 3bが 発生し、 検出 7で散乱 号として検出される。 出した

、 メ 2に 納され、 画像 理部 8に入力される。

理部 8は、 理部 、 欠陥 2、 欠陥 3を して構成される。 理部 8に入力された

、 理部 にお て、 後述する信号 正、 画像 。

8 2では 理部 で生成された画像 ら、 後述する 理を 行 、 欠陥 補を検 する。 3では、 欠陥 2 で検出された 補 報 ら 不要 する ノイ を除外 し、 必要とする を抽出し )、 全体制御 9に する。

では、 散乱 3a 3 は共通の 7で検出する例を示すが、 2 で各 出しても わな 。 また、 照明部及 2 である必要は な 、 又は3 上であ ても わな 。

3a よび3bは 5aおよび に対応して発生する 分布を指す。 5 aによる 件 照明 による 件が異なれば、 によ て発生する 3a 散乱 3b に異なる。 明細書にお て、 ある によ て発生した 学的 およびその 徴を、 そ の 分布と呼ぶ。 分布 は、 より 具体的には、 散乱 ・ 角度に対する、 強度 ・ ・ ・ ・ ヒ 等 光 ラメ タ値 分布を指す。

次に、 の 成を実現する具体的な検査 置の 例 して、 欠陥 置 を図3に示す。

明に係る検査 、 検査対象 ( 導体ウ ) に対して を 斜方 ら照射する複数 a と、 半導体ウ ら 直 方向 を結像させる検出光学系 ( ) 6 、 結像された光学 像を受 、 画像 号に変換する検出 7 、 得られた画像 号を 納する 2と、 画像 理部 8と、 全体制御 9とを んで構成される。 導 体ウ は 面内 動及び回転 向 動が可能なステ ジ (X Y Z ０ステ ジ) 2に され、 X Z ０ステ ジ 2はメカ カ ト ラ 3により 動される。 こ き、半導体ウ をX Y Z

2に 、 X Z ０ステ ジ 2を水平方向に移動さ ながら 査対象 上の異物 ら を検出することで、 検出 果を二次元 像として 得る。

5 の 、 ザを用 ても、 ラ プを用 てもよ 。 また、 照明 の 長 光は短波長であ てもよ 、 また、 域 長の ( 色光) であ てもよ 。 波長 光を用 る場合、 検出する画像 を上げる ( 細な 検出する) ために、紫外 域の 長の

O e ) を用 ることもできる。 ザを として る場合、それが 長 ザである場合には、 を低減する手段 ( して な ) を照明 a に備えるこ も可能である。

7は、 イメ ジセ サに複数 イメ ジセ サを2 元に配列 して構成した時間遅延 イメ ジセンサ ( e e a e a o a e S e s o イメ ジセンサ) を採用 、x Z ステ ジ 2の 動と同期して イメ ジセンサが検出し た 号を次 イメ ジセ サに転送して 算することにより、 比較的 速で高感度に2 像を得ることが可能になる。 こ D イメ ジセ サと して複数 カタ プを備えた カタイプのセ サを用 るこ により、 らの 力を並列に処理することができ、 より高速な検出が可能になる。 理部 8は 査対象 である半導体ウ 上の欠 抽 するも のであ て、 検出 7 ら入力された画像 号に対して ディ グ 正、 暗 正を行 、 一定 位 きさ 像に分割する 理部 、 補正、 分割された画像 ら欠陥 補を検出する 82、 検 された 補 ら 定 ノイ 外 抽 す る 3、 抽出された 欠陥 に応じて分類する

8 4、 外部 ら入力される教示デ タを受け付け、 欠陥 2お よび 3 セットする教示デ タ 5を んで構 成される。

体制御 9は、 各種制御を行 CP ( 体制御 9に内蔵)を備え、 ら デ タ ( 述する 正常 タ ンノイ 、 不要 量に検 出される タ ン) や、 半導体ウ 報を受け付け、 検出された 補 、 最終的に 出された の 表示する表示 段と入力 段 を持 ザインタ フ ス 、 検出された 補の

等を記憶する記憶装置 2 続されて る。 ト ラ 3は、全体制御 9 ら 令に基づ てX Z ０ステ ジ 2を駆 動する。 、 画像 理部 8、 検出光学系 6等も全体制御 9 ら 令に より 動される。

ここで、 査対象 である半導体ウ は、 2に示すよ に、 メモ ット 2０ 周辺回路 2０ 2を有する同一 タ のチップ2０が多 数、 規則的に並んで 。 体制御 9では半導体ク をX Z ス テ ジ 2により 続的に移動さ 、 これに同期して、 順次、 チップ 像を検出 7よ 取り込み、 検出 像に対し、 規則的に配列されたチップ 置、 例えば 2(a)の 像 2 に対し、 領域2 22 24 25 デジ タ 号を参照 像とし、 検出 像 参照 像 の間で特徴 較し、 欠 陥を抽出する。

導体ウ は前述 り同一 タ ンが規則的に形成されており、 2 (a)に示した 2 25の 本来、 同一である きだが、 実際には で明るさが異な て る。 4では、 検出 4 、 参照 4 およびこれ らの 像の差に て説明する。 4 参照 42との 43は、 検出 4 隣接するチップ 応する 域 4 の るさ 差を表 して る。 るさの差が大き ほど る 表される。 導体ウ 多 層 でできて り、 チップ間 膜 に起因して、 画像 には大きな るさ の が生じて るが、 これは正常であ て検出する必要はな 。 すなわち、 正 常 タ ンノイ である。 来の 対応する で明るさを 較し、 輝度差があら じめ 定されたしき より大き を欠陥 補 して検出す るが、 43 よ 検出する必要 な ノイ を検出しな よ にしき 値を高 設定する 輝度差 さ 見逃してしま 。

更に、ノイ 因として、 タ の さ ら きに起因するものがある。 タ の さ ばら きが大き チップ 像の を表したも が検 像 4 および 像 4 であり、 これらを 合わ たものが検出 像と参照 像の ね合わ 47である。

像の 44 参照 像 45 46のよ に、 タ さ ばら きによる特定 での の るさの がしき 値以上 と き、欠陥 して検出されてしま 。 更に、検査 置 感度化が進むと、欠陥 、 欠陥 大となり、 、 所望する 検出するために、 しき 値を低 し、 明るさ 較による高感度 査を行 、 欠陥 補 半がノイズ 不要 な となり、 欠陥 補の中 ら 所望する 見 け すのが困難に な て る。 5 a) に検出 像と参照 像 度差 ヒス トグラムを表わす。

参照 像に対して、 明る 部分、 暗 部分があるため、 輝度差は正負、 両方 値を る。 術のよ に、 明るさ 較により欠陥を検出する場合、 ヒス ト グラム プラス 、 イナス側のそれぞれにしき 5 を設定し、 その 側にあるものを欠陥 補として検出することになる。 これら しき 値は、 ザがノイ 方を見ながら手動で設定することも可能であるし、 ヒストグラ ム 等 ら、 ラメ トリックに自動 定することも可能である。 ノイ を 検出しな よ にしき 5 を外側に設定する 、 感度は低 なり、 大 きな 53のみを検出する。 しき 5 52をより内側に設定すると、 度は高 なり、 差のヒス トグラム 分 らも欠陥を検出する。 これによ り、 より微小な 54が検出 能 なるが、 同時に正常 タ ンノイ 55も 大量に検出されることがあり、 望の 小な 54が検出 能とな て も、 正常 タ ンノイ に埋没してしま 、 欠陥 補の中 らそれを特定できな なる。

このため、 明では、 明るさ だけでは判別できな 正常 タ ノイ に て、 5 ( ) に示すよ に、 複数の B を用 、 元特 徴 間にお て、 多角形しき 56 らはずれる を欠陥とすること により、 ノイ を抑制し、 欠陥 みを検出 能とする。 ここで、 元特徴 間 にお て、 はずれ を特定するため しき 、 5(b) 角形しき

56のよ に正常 タ ンノイ を包含するよ に設定する必要があ る。 また、 多角形しき 56 定 準 なる微小 ノイ に埋没 しており、欠陥の 方を確認しながらしき 値を手動で設定するのも困難である。 そこで、 明では、 大多数を占め、 特定しやす タ ン 域や タ ンノイ を教示することにより、 欠陥を検出するための 角形しき

56を自動 成する。 下にその 理 れを説明する。

6は、 検査対象 上 検 3 参照 32とに基 き 出される特 徴 を用 て 補を検出する 2 例を示 したも である。

まず 査対象となる検出 3 対応する参照 32 こでは、 隣接す るチップ して 2の22を用 る。) 間 位 ずれ量を検出し、 わ を行 (s e 3)。 ずれ量 検 一方の 像をずらしながら、 他方 と 間で輝度差の が最小になるずれ量を求める、 もし は、 正規 関 係数が最大となるずれ量を求める方法 が一般的である。

次に、 わ を行 た検出 3 の に対して、 参照 32 応する と 間で特徴 を演算する (s e 3０4)。 、 その の 徴 を表すものであれ よ 。 そ 例としては、 ( ) るさ、 (2) ントラス ト、 (3 、 (4 の るさ 、 (5 関係数、 (6 と の るさ 減、 (7) 2 がある。 これら の 、 検出 像 るさを (x y)、 対応する参照 像 るさをg(x ) すると 下 式で表される。

るさ (x 、 もし は x (x y 2 ( ントラスト ax (x y 、 (x y、 ( ) (x y )

n (x 、 (x y 、 (x y 、 (x y ) ( 2) (x y) g(x y) ( 3 x y Z (x y = ０ 9 4)

としては、 上記 ( ) ～ (7) 他に様 ノイ 性を表 すも を用 るこ ができる。

そして、 これら ち、 、 ある は全ての を軸とする 空間に各 プ ットするこ により特徴 間を形成する (s e 3０5)。 こ 上に( 述する) 意の ラメ タを設定したしき 数を形成し s ep3０6)、特徴 間を構成する き 数 側にプ ッ トされる 、 すなわち 徴的にはずれ値となる を欠陥 補 して検出する (s ep3０7) ここで、半導体ウ 3に示したX Y Z ０ステ ジ 2 動に伴 続的に得られるため、 特定 位の 像に分割して、 欠陥 出処 理を行 。こ ため、欠陥 2は複数 プ セッサで構成される。 そして、 分割した チップの 応する 置の 像のセットを同一プ セッサに 力し、 プ セッサは並列に処理を実行する。

次に、 はずれ を検出するため しき 数 定方法を図7 a)(b)を 用 て説明する。 7(a)はしき 数の 定に用 る 査対象 7 であ り、 7(b)はしき 数 例である。

まず、 しき 数 定に用 る検査チップを設定する(s e 7 )。 しき 定 際は、処理 間短縮 ために 査対象 ( 7 a) 塗り 部分) を限定してもよ し、 しき 数の 度化 ために 定をせず に チップ ( 導体ウ ) を検査対象としてもよ 。

次に適当なしき 数 ラメ タ し は オ トで設定してあるし き 数 ラメ タで、 検査対象 7 に て 6で示した

処理を実行する (s e 72)。 ここで、 欠陥 補 単なる明るさ 較に よる 理でも わな 。 これをテスト 査 呼ぶ。

テス ト 査で検出した 補 像を観察し、 欠陥 を確認、 する (s ep73)。 、 明による装置 学系で得られる像でもよ し、 電子 による た別 検 によるものでもよ 、 欠陥 の 別が ものなら ずれでもよ 。 また、 明では 欠陥 出処理を実行 すると、 検出 より欠陥 補となる その 、

より 応する 置 像がセットで切り出され、 欠陥 像 して、 保存さ れるので、 そ 像を確認してもよ 。 そして、 確認した 補に基

報を教示する (s e 74)。 ここで欠陥 報 は、 欠陥 補として 出された が、 欠陥 ずれである の 報であり、 任意 補 に てそれが欠陥である である を欠陥 報とした教示デ タを教示 する。 デ タに基 き、 検出しな よ なしき 数 算を自動 的に実行さ (s e 75)、 演算されたしき 数を用 て、 査対象 に て 6で示した 出処理 (テスト ) を実行する (s e 6) 当な ラメ タで欠陥 出処理を行 、 検出される 補の 半が である可能性が高 ため、 的には みを指定するが、 欠陥が含 まれて れ 、 欠陥を教示するこ も可能である。 出される 補に対し、 s e 73 s e 76を 陥が欠陥 補として検出されな なるまで 返し、 ラメ タを自動的に更新することで、 しき 数の ラメ タが決定する。 そして、 決定した ラメ タに基 て 成されたしき 数を用 て、 チップ ( 導体ウ ) に対し欠陥 出処理を行 (s e 77)

8は、 しき 定の際に ザイ タ フ ス部 モ タに表示 される画面8 例である。

8 は、 半導体ウ 上 欠 補 置を示す ップ82、 検出さ れた 補 、 全て 表示する ス ト83、 欠陥 ップ82又は欠陥 ス ト83 ら選択した ( 、 参照 、 差 ) とその を表示する の 84、 別 照 学系による観察 表示 85、 補が非 ( ) である である を教示する教 示ボタ 86、 しき 数を自動的に更新するしき ボタン8 7を して構成される。

ップ82では、 テスト 査 査対象 が明る 示され こでは中 央 5チップ)、検出された 陥がその上にプ ットされる。

84は、 欠陥 ップ82、 もし は欠陥 ス ト 83上の欠 に ウスで指 定することで欠陥 ( 、 参照 、 差 ) とそ が表示さ れる。 ボタ 86は、 84、 学系によ 観察 表示 85を観察しながら、 欠陥 補が欠陥 示を行 際に用 る。 また、 画面88は、 教示ボタン86を ウスで選択し、 順 次、 欠陥 補を指定し欠陥 数点 ら数十点 に て、 順次 する際に用 る。 示が終 した時点で、 しき ボタ 87を選択 すると、 しき 数 算を行 。

次に、 しき 算方法 例を説明する。 明では、 装置 感度 化が進み 検出される 補が増大すると、 真に必要 する をそ の中 ら見 けるのは容易ではな の 、 簡単に見 けることができる

のみを教示して、 欠陥 するため しき 数を算 能 する。 そ 、 一般的に クラスの 別問題 して扱われ、 各種ある。 そ 例として、 教示された の 徴の 正規 になる 仮定し、 査対象 なる が非 である確率を求めて 別する方法がある。

示される 個 非 d個 特 x X2、 ・・、 xnとすると、 特徴

なる を欠陥 補 して検出するため 別関数 、 5、 6で与 えられる。 xの x exp x

X 5 ここで、 仕は教示 Zは の 別関数 め x e 6 ０ x< e

また、 徴が メ ト ックな分布 デ を仮定できな 場合 例 しては、 クラスS ( u po ec o ach e) 適用すること もできる。 これは、 教示された 素 らなる特徴 間を、 密度 間に写像 する。 そして、 密度 間 点 非 の 布を分離する最大 ジンを持

面をしき 数とする 別関数 計算する (式は省略)。

上 よ な 別関数を算出することにより、 特徴 間にお て、 教示された

布を囲む 線をしき 数として 出する。 7で説明し た おり、 示を追加して ことにより、 しき 数の メ タは 新される。 ザは 陥が欠陥 補として検出されな なるまで教 示によるしき 数 ラメ タの 新を繰り返す。 テス ト 査で、 所望 陥が見 た場合には、 8 88のメ にお て、 欠陥 教示し てもよ 。 なお、 これら 3に示す教示デ タ 5を介して われる。

次に新規デ タが入力された場合は、 6に示したよ 8 2の フ 、 参照 像との間で特徴 を計算し、 教示された 補に基 き 新したしき 数 側 外側 、 すなわち、 別関数

、欠陥 を判定する。 こ よ に 明では、検出した な もの ( を教示することにより、 教示したも と特徴的に異なる 、 すなわち 出した を検出することができる。

更に本 明では、 8 2にお て、 検出する 種 類 補の中 ら、 所望 のみを抽出することも可能である。 置 感度化が進むと 出される 、 欠陥 大になり、 ザが真に見 け た 陥が大量 要な 埋没して見 けられな 能性が出て る。 こ ため、 大量に検出される不要な 不要 ( ) 教示するこ により、 そ れ以外 もの、すなわち、 真に必要な 抽出する。 理を図3で示した

3で 。

出 ため 順を図9を用 て説明する。 まず、 欠陥

2に 、 微小な 検出するよ しき 数で高感度 査を行 (s epg )。 これにより、 5で示した通り、 多数のノイズ 不要な 一 緒に、微小な 多数 出する。 2にて検出したも は、 欠陥 補に ずる部分 その 辺を含む小 、 像 応する 置 の 像がセットで欠陥 像として切り出され、 欠陥 3 入力 される。

ザは、 検出された 像を任意 ( ) 察し、 を教 示する (s e g 2)。 示 8に示した通りである。 ここでも欠陥 の 方を教示してもよ 。 8 3では、 教示された 像 ら、これらを検出しな ためのしき 数を設定する (s e 3) そして、 検出された 補に対して、 特徴 を算出し (s e 94)、 補が特徴 上で、 出されたしき 数 側にある (すなわち ある) 、 しき 数の 側にある (すなわち である) 、を判定し (s e 95 、 外側にあるもののみを抽出して、 全体制御 9 出力し、最終的な検査 結果として ップ 示する (s ep96

に、 3 しき 定方法 例を示す。 まず、 教示された 含むよ に切り出し 像 、 応する参照 ) が入力されると (s ep ０ )、 素 ら特徴 を算出する (s e ００2)。 ～ 4で説明したも でもよ し、 そ れ以外 の 徴を示すも でもよ 。 明では多数 意し、 教示され た に適したも を選択することも可能である。 そして、 選択した特徴 を 軸とする空間上に非 教示された 補をプ ットして特徴 間を形成し s ep ０3)、 これらを包含するよ にしき ( 別面) 数を演算 (s e ００4)する。

算方法は、 上述 5、 6に従 てもよ し、 クラス に ことも可能 である。 3のしき 数の 、 7で示したテス ト 査による のしき 定と同じタイ グで行 てもよ 、7のs e 77 チップ ( ) 査後には、 ザ 望の みが検出され る。 また、 欠陥 補の 像を保存すれ 、 チップ 査の 果を見ながら、 欠 陥 補 示を追加し、 しき 数を高 度に設定し直し、 欠陥 8 3 処理をチ グすることも可能である。

は 欠陥の 加教示による 処理のチ グ 例を 。 (a) は、 特徴 上 しき 数の である。 3個 が 教示されたものであり、 3点を囲む が設定され、 その 側にある5 ( ) が、 欠陥 して 出される。 (b) は追加教示し 例である。 2および 3の2点を非 追加教示すると、 しき 大し、 4のよ に設定され、 そ 側にある ) が欠陥として 出される。 (c) は、 欠陥も教示した例である。

5および 6 2点を欠陥 追加教示する 、 しき 2 にわ れ、 欠陥 教示した2点も抽出されるよ になる。 こ よ に、 追加で非 の 示を行 ことにより、 より 度なしき 数を設 定し、 高感度に所望 を抽出するこ が可能となる。

ここで、 で示した 3にお て、 欠陥 像 ら特徴 の 算を行 、 欠陥 出を行 例を述 たが、 欠陥 8 2に 、 補を抽出する際に全ての をあら じめ 出して 持しておき、 欠陥 8 3では、 それら を用 て 出を行 ことも可能である。 また、 欠陥 3は複数のプ セッサで構成され、 欠陥 像に対す る 定を並列で実行する。

の 明により、 ノイ 多数 要な 教示することにより、 これらに埋没した 望 検出する例を述 たが、 更なる効果を 述 る。 2 (a) は、 半導体ウ 上に8 チップ ～ 8が形成され て ることを示す。 導体ウ 心部 チップ間では の が 、 比較する画像 で正常 タ るさ は小さ 。 て、 2 ( ) に示す 、 隣接チップ ( 3 4) で明るさを 較する 、 欠陥 みを検出 するこ が可能である ( ０ )。 これに対し、 半導体ウ の端に近 チップ ( 7 8 では が大き 、 画像 で正常 タ ノイ るさ の も大き なる ( 2 c))。 これにより、背景の るさの差に埋没して、 欠陥が検出できな 能性がある ( ０2)。 また、 明るさ が小さ 半導 体ウ 心部 チップ ( 3 4) であ ても、 2 (d) に示すよ に、 チップ 置に欠陥がある場合、 検出は困難である ( ０3)。 様 に全チップの 置に欠陥があ た場合も検出は困難である。 このよ に、 チ ップの では検出が困難な、 ウ の端にあるチップ 、 チップの 置に発生する ピ ト 対しても、 明による 出が可能である。 3は上記、 本来のチップ間の特 では検出するのが困難な 、 明により検出する 理 例を示す。 2で示したメ ット 2 は 呼ばれる、 微細な同一の タ が繰り返し 成されて る。 こ ため、 メ ット 2０ 部 ０ を 教示する (s e 3０2)。 このとき、 欠陥は含まな よ に教示する。 域が教示されると、 欠陥 2に 、 教示された正常 域 を演算する (s e 3０3)。 そして、 これまでに述 たよ に、 特徴 間にお て、 正常 域の 布 を取り むしき 数を算出する (s e 3０4)。こ よ に、あら じめ、 ット部 正 域を識別するため しき 数を算出してお 。 そ して、 チ プ 査にて、 メ リ ット部 各 を演算し (s e 3 ０5)、 教示した正常 タ 特徴的に異なる 、すなわち、 特徴 上でし き 数の 側になる を欠陥 補 して検出する (s e ０6)。 この よ に、 教示された正常 域と特徴 較し、 特徴的はずれ (しき 数 外側に存在する ) を欠陥 補 して検 することにより、 従来 チップ 間 特 (特に明るさ) では検 が困難であ た 陥が検 能となる。

上に非 示 みでしき 数を算出し、 特徴 上で教示された 布 ら、 はずれるものを欠陥として検出する例を述 たが、 明で は感度 整も可能である。 4 (a) の ０ は、 教示デ タ ら 出したしき 数である。 、 しき 教示デ タ ら がほとんどな 状態で 出される。 この 張、 収縮を行 ことで 感度調整が可能である。 また、 4 b) の ０2は 4 a) で 出されたしき 数の 側にある 補を非 追加教示した場合 しき 数である。 こ よ に、 追加教示を行えば、 一部の 徴に対する 感度を するこ も可能である。

これまで、 の で得られた画像による 定方法に て記述した が、 明による 査方法では、 複数の 像を 数 で得る手段をも 。 5は 示した 明による 置にお て検出光学系が 2 にな た例である。 5の ( 出光学系) 3０を有し、 検出 光学系 6 同様に、 半導体ウ らの を結像さ 、 散乱 イ メ ジセ サ で して、 画像 号に変換する。 られた画像 、 同じ 理部 8に入力され、 処理される。 ここで、 2 なる 検出 で撮 される画像は当然 こ ながら が異なり、 検出される 一部で なる。 このため、 報を統合して の 出を行 こ によ り、 より多様な 出が可能となる。

6は、 異なる2 出光学系 ら取得した2枚 画 報の 合により、 検出する 理 である。 、 欠陥 出処理、 欠陥 出 処理は それぞれ 数 プ セッサで並列に処理を行 、 プ セッサには、 同一位置を異なる検出光学系で取得した画像がセットで入力され、 欠陥 出処 理が行われる。 まず、 教示された に て、 5に示す 出光学 系 6により得られた対象画 を含む小 ( ) 6 aとそ

a ずれを検出し、 わ を (s e 。 次に 位置 わ を行 た検出 の 象画 に対して、 参照 6 a 応する との間で特徴 を演算する (s e 6０2a)。 様に 5に示す 出光学系 3０により得られた対象画 を含む小 ( ) 6 b とその 6 b 同様に位置 わ 、 対象画 に対して特徴 算を行 (s e 6 b S e 6０2b)

ここで、 検 光学系 6 出光学系 像が時 に撮 されたも であれば、 検出 ずれ量も同様に算出する (s e 6０3 。 そして、 検出光学系 6と ０ 像 係を加味して、 対象画 、 ある は、 を選択し、 特徴 間を形成する (s e 6 ０4)。 前述の ( ) るさ、 (2) ントラス ト、 (3) 、 (4) の るさ 、 (5) 関係数、 (6) の るさの 減、 (7) 2 、 それぞれの 像のセット ら する。 えて、 像の そ も ( a、 参照 a 、 検 6 b、 参照 6 b ) も特徴 とする。 また、 像を統合して、 例えば、 検出 a b、 参照 a 6 b 均値 ら ( )～ (7) の を求める等でも わな 。 ここで、 特徴 として、 検出 6 と 出した明るさ aと、 検出 b 参照 6 b 出した明るさ Bb 2 を選択する例を説明する。 a に対する検出 置のずれが (x ) であ た場合、 検 光学系 6 ら 出した (x ) Ba (x y) に対する、 検出光学系 3 ら 出した特徴 Bb x x y y ) である。 こ ため、 特徴 、 値をBa (x y)、 値をBb (x x y y ) として、 2 間に教示された 素 値 をプ ットして生成する。 そして、 こ 2 間内で教示デ タ 布を囲むし き 数を演算する (s e 6 5)

7 a) は生成した特徴 間 例であり、 波線 は 出されたしき 数である。 そして、 チップ には、 検査対象 に て、 様にして特徴 Ba bを算出し (s ep ０6)、 出したしき 数 の 側にプ ットされる を欠陥 補とする (s e 6 7 。 7 b) に お て、 け 7０2にプ ットされた とされ、 それ以外にプ ットされた 7０3は欠陥 補 して検出される。 では、 特徴 2 と し、 2 元特徴 上でのしき ( ) 定、 出に て述 たが、 3 上 特 を選択し、 N 元特徴 間に展開するこ も可 能である。

記に説明したよ に、 明では異なる検出光学系で受 して得られた 数 号を プ セッサに入力し、 欠陥 理を行 。 2 なる検 出光学系の 当然のこ ながら の 態が異なり、 処理をして検出 される 一部で なるため、 異なる検出光学系 ら られた情報を統合し て 出を行 ことにより、 より多様な 在化が可能となる。

上 よ に、 明の で説明した検査 置によれ 、 画像 理部に よる 、 欠陥 、 欠陥 とを 、 それぞれが 複数 プ セッサで構成され、 並列 理を行 。 、 テ ス ト 、 比較的 手 易な 教示すると、 教示されたデ タ 特 徴的に異なる を検出する。 これにより、 複雑な条件 定を必要 ずに、 数 特 を用 た 度な 補 出が可能となる。 また、 同一 返し タ で 成されるメモリ ット部 部を正常 域と教示する 、 メ ト部における特徴的なはずれ を検出する。 これにより、 いによる 見え方が他のチップとは大き 異なる 端のチップにある 、 チッ プ 置に発生するシステ ティッ と た、 チップ では検出 難な の 出が可能となる。

また、 検出された 補 ら、 不要な 教示する 、 教示され た 補 特徴的に異なる 補 みを抽 する。 これにより、 複雑な条件 定を必要 ずに、 不要な 埋没した 所望する重要 抽出す るこ が可能 なる。

これら 、 複数の なる検 光学系 像を統合して実行するこ も可 能である。 これにより、 多様な 高感度に検出することが可能 なる。 、 プ 較による 理として、 では、 参照 接するチップ ( 2の 22) として、 比較 査を行 例を示したが、 参照 、 複数 チップ ( 2 2 、 領域22、 領域24、 領域25) 均値等 ら 成するのも まわな し、領域23 領域2 、領域23 領域22、・ 、 領域23 領域25 た に 域で行 、全ての 果を統計 に処理し、 欠陥を検出することも本方式の発明の 囲である。

また、 C P等 プ セス後 タ ン 妙な違 や、 照明 波長 により比較するチップ間に大きな るさの があ ても、 明によ 、 2０ ～9０ 出が可能となる。

さらに、 S をはじめ、 S O SG S OB、 シリア 、 等 無 、 メチ S 、 SQ、 系 、 ン系 、 O

テフ ( ) 、 ァスカ ボ の た o k膜の検査にお て、屈折率 布の ばら きによる局所 な るさ があ ても、 明により、 2０ ～9 出が可能 なる。 上、 本 明 を半導体ウ を対象とした 置における 像を例にと て説明したが、 電子 タ 査における 像 にも適用 能である。また、明視野 明 タ ン 置にも適用 能である。

査対象は半導体ウ に限られるわけではな 、 画像 較により欠陥 出 が行われて るも であれば、 例えば 、 ト スク、 プ ント で も適用 能である。

Claims

求

・ 査対象 上の欠 検査する 査方法であ て、

前記 査対象 を所定の 件で 射して前記 査対象 タ の デ タを取得する工程 、

前記 デ タ ら 出される特徴 に基づ て 成されるしき 数 ラメ タを決定する 、

前記 ラメ タを決定する工程により決定された ラメ タに基 て 成され た前記しき 数を用 て、 前記 査対象 上の欠 検出する工程 、 を有し、

前記 ラメ タを決定する工程では、

任意 ラメ タを設定した前記しき 数を用 て前記 査対象 上 欠 補を抽出する 、

前記 補を抽出する工程により 出された前記 補に関する 報の 示に基 き、 前記しき 数 ラメ タを自動的に更新する 、 を有するこ を特徴とする 査方法。

2・ ク ム にお て、

前記 ラメ タを自動的に更新する工程では、 前記 補が非 であること みを教示して、 前記しき 数の ラメ タを自動的に更新することを する 査方法。

3・ ク ム にお て、

前記 ラメ タを自動的に更新する工程では、 前記 補が非 欠陥 ずれである を教示して、 前記しき 数 ラメ タを自動的に更新す るこ を特徴 する 査方法。

4 ク ム にお て、

前記 ラメ タを自動的に更新する工程では、 である 教示された前記 補を包含するよ に前記しき 数 ラメ タを更新するこ を特徴 する 査方法。

5・ ク ム にお て、

前記 補を抽出する 程では、 前記 デ タ ら 出される特徴 、 前 記しき 数の 外側の ずれの側に存在する により、 欠陥 補を 出するこ を特徴とする 査方法。

6・ ク ム にお て、

前記 ラメ タを決定する工程では、 前記 補を抽出する工程と前記 ラメ タを自動的に更新する工程とを繰り返すことにより、 前記しき 数 ラメ タを決定するこ を特徴 する 査方法。

7・ ク ム にお て、

前記 ラメ タを決定する工程では、 複数 に基 て前記 ラメ タ を決定することを特徴とする 査方法。

8・ ク ム7にお て

前記 ラメ タを決定する工程では、 任意に設定した前記

量に基 て ラメ タを決定することを特徴とする 査方法。

9・ 査対象 上 欠 検査する 査方法であ て、

前記 査対象 を所定の 件で 射して前記 査対象 タ ン デ タを取得する工程と、

前記 デ タ ら 出される特徴 に墓 て 成される第一しき の ラメ タを決定する工程と、

前記 一しき 数の ラメ タを決定する工程により決定された ラメ タに基づ て 成された前記 一しき 数を用 て、 前記 査対象 上 全面 欠 補を検出する全面 程と、

前記 程により検出された前記 補 デ タ ら 出され 特徴 に基 て 成される第二しき 数 ラメ タを決定する工程 と、

前記 しき 数の ラメ タを決定する工程により決定された ラメ 基 て 成された前記 しき 数を用 て、前記 補 、 所望の のみを抽出して前記 査対象 上の欠 検査する工程とを有し、 前記 一しき 数の ラメ タを決定する 程では、

任意の ラメ タを設定した第一しき 数を用 て前記 査対象 上の 補を検出する工程と、

前記 補を検出する工程により検出された 補に関する 報 示 に基づき前記 一しき 数 ラメ タを自動的に更新する とを有し、 前記 しき 数の ラメ タを決定する工程では、

任意 ラメ タを設定した第二しき 数を用 て、 前記 補 ら 外のものを欠陥として 出する工程 、

前記 補 ら欠陥を抽出する工程とにより 出された 関する 報 の 示に基づき前記 しき 数の ラメ タを自動的に更新する工程と を有することを特徴 する 査方法。

０・ 査対象 上 欠 検査する 置であ て、

定の 件で前記 査対象 を照射する 、

前記 査対象物 ら を検出する検出光学系

前記 光学系で検 された に墓 号 ら 出される特徴 に墓 て 成されるしき 数 ラメ タを決定し、 前記 定された ラメ タに基 て 成された前記しき 数を用 て前記 査対象 上 欠 陥を検出する画像 理部と

を有し、

前記 理部は、

任意の ラメ タを設定した前記しき 数を用 て前記 査対象 上の 欠 補を抽出し、 前記 補に関する 報 示に基 き、 前記しきf 面 数の ラメ タを自動的に更新して前記しき 数 ラメ タを決 定する を有することを特徴 する 。