WO2014156262A1 - 欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents

欠陥検査方法および欠陥検査装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2014156262A1
WO2014156262A1 PCT/JP2014/051606 JP2014051606W WO2014156262A1 WO 2014156262 A1 WO2014156262 A1 WO 2014156262A1 JP 2014051606 W JP2014051606 W JP 2014051606W WO 2014156262 A1 WO2014156262 A1 WO 2014156262A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
defect
chip
reference image
imaging
captured
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/051606
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
高木　裕治
原田　実
雅史 坂本
大博 平井
Original Assignee
株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立ハイテクノロジーズ filed Critical 株式会社日立ハイテクノロジーズ
Priority to KR1020157022681A priority Critical patent/KR101799799B1/ko
Priority to CN201480012327.9A priority patent/CN105026883B/zh
Priority to US14/773,319 priority patent/US9922414B2/en
Publication of WO2014156262A1 publication Critical patent/WO2014156262A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/24—Classification techniques
    • G06F18/243—Classification techniques relating to the number of classes
    • G06F18/2433—Single-class perspective, e.g. one-against-all classification; Novelty detection; Outlier detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10056—Microscopic image
    • G06T2207/10061—Microscopic image from scanning electron microscope
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/70—Arrangements for image or video recognition or understanding using pattern recognition or machine learning
    • G06V10/74—Image or video pattern matching; Proximity measures in feature spaces
    • G06V10/75—Organisation of the matching processes, e.g. simultaneous or sequential comparisons of image or video features; Coarse-fine approaches, e.g. multi-scale approaches; using context analysis; Selection of dictionaries
    • G06V10/751—Comparing pixel values or logical combinations thereof, or feature values having positional relevance, e.g. template matching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection

Definitions

  • the present invention relates to a defect inspection method and a defect inspection apparatus.
  • Patent Document 1 As a method of observing a sample and seeing foreign matter / defects in detail, for example, there is a method as described in Patent Document 1. This is based on the detected defect coordinate data obtained from another inspection device in advance, and when taking an observation image of the defect, it is referenced at a low magnification at a position corresponding to the defect position of a chip other than the chip where the defect exists. After capturing the image, move the stage holding the sample, capture the defect image at a low magnification, compare the reference image with the defect image, identify the defect position in the defect image, and enlarge the defect The image is taken.
  • image collection of defects on a semiconductor wafer can be performed in a short time for all defects detected by an inspection apparatus or a predetermined number of defects.
  • Patent Document 1 when capturing an enlarged image of a defect, a reference image to be compared with the defect image is captured with a chip (reference chip) different from the chip (defective chip) that is assumed to have a defect. Specifically, reference image capturing is performed with a chip adjacent to a defective chip, or reference images corresponding to a defect to be observed are collectively captured with one reference chip in advance of defect imaging. It is disclosed.
  • the movement from the reference image capturing position to the defect image capturing position requires a moving distance of one chip regardless of the defect position in the wafer.
  • the method of identifying the defect position by comparing the reference image and the defect image is an indispensable method for logic patterns with no periodicity in pattern design, but for logic ICs with many large chip sizes, the movement for one chip in the previous period The distance was increased and the travel time was increased.
  • the observation device is a scanning electron microscope (SEM)
  • the imaging position of the reference image is far from the previous defect position, so the SEM must be focused before imaging the reference image. It was necessary to do it, and it took time for this.
  • the imaging positions of the reference images are close to each other, and thus the moving distance is shortened.
  • the ratio that the imaging position of the reference image and the imaging position of the defect are greatly separated increases.
  • the process variation in the wafer surface becomes obvious as a difference on the image, and the possibility of misidentifying the defect position is increased, and it is difficult to obtain an appropriate defect observation image. become.
  • An object of the present invention is to provide a defect observation image acquisition method and apparatus capable of solving the problems of the prior art and collecting defect observation images stably in a short time.
  • the present application provides a reading unit that reads the positions of a plurality of defects of a semiconductor wafer detected in advance by an inspection apparatus, and any one of the plurality of defects read by the reading unit.
  • a first imaging unit that captures a reference image at a first magnification with a chip different from a chip in which a defect exists, and a first defect image that includes the plurality of defects read by the reading unit are first
  • a defect position specifying part for specifying a defect position on the defect image of the second defect image, and a second defect image at a second magnification higher than the first magnification based on the defect position specified by the defect position specifying part
  • a third imaging unit for imaging A rearrangement unit that rearranges the plurality of defects read out by the unit in order of a round path without duplication, a chip that captures the reference image is selected for each defect corresponding to a reference image, and the first imaging unit and the And a stage movement path generation unit that generates a stage movement path by determining the movement position of the stage in the second imaging unit.
  • the present invention it is possible to provide a defect inspection method and a defect inspection apparatus capable of improving the specific reliability of a defect position and stably acquiring a defect observation image.
  • FIG. 1 Internal configuration diagram of the image processing unit Illustration of wafer and chip Diagram showing conventional stage movement path Flow chart of imaging procedure for die comparison in defect observation equipment The figure which shows the stage movement path
  • FIG. Table of effect calculation results of Example 1 Flowchart of the stage movement path generation procedure of the first embodiment Flow chart of stage movement path generation procedure when defect imaging position and reference image imaging position are close to each other Flow chart of SEM focus execution availability control procedure Display contents of the generated stage movement path Display contents of the generated stage movement path Display contents of parameter input and stage movement path calculation results The figure which shows the stage movement path
  • FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a defect observation apparatus according to the present invention.
  • a scanning electron microscope 100 detects a stage 106 on which a wafer 107 is placed, an irradiation optical system that controls an electron beam 101 emitted from an electron gun 102, and secondary electrons emitted from a sample. It comprises a detector 108 and a signal processing system for detection signals.
  • the irradiation optical system includes an electron gun 102, a condenser lens 103, a deflection coil 104, and an objective lens 105 on the path of the electron beam 101.
  • the electron beam 101 is condensed by this optical system in a predetermined region on the wafer 107 having a defect to be observed.
  • the image processing unit 110 extracts the digital signal stored in the memory as necessary, performs image processing, and detects a defect position in the image.
  • Reference numeral 111 denotes a stage controller
  • 112 denotes an electron optical system control unit
  • 113 denotes a control unit for the entire apparatus
  • 114 denotes a control terminal connected to the control unit.
  • a recording medium (not shown) can be connected to the image processing unit 110, the overall control unit 113, and the control terminal 114.
  • a program executed by the image processing unit 110 is read from the recording medium, and an image is displayed.
  • the processing unit 110 can be loaded.
  • FIG. 2 shows a configuration diagram of the image processing unit 110.
  • the secondary electron signal converted into a digital signal by the A / D converter 109 is sent to the memory 203 via the data input I / F 205 and stored so as to be readable as image data in the memory 203.
  • the image processing program is read from the memory 203 or the storage medium by the image processing control unit 201.
  • the image processing control unit 201 controls the arithmetic unit 202 according to the program, and processes image data stored in the memory 203 or intermediate processing data obtained as a result of processing the image data.
  • the defect observation image is sent to the overall control unit 113 via the input / output I / F 200, and the image is displayed on the control terminal shown in FIG.
  • An operation command for the image processing unit 110 is input from the overall control unit 113 to the image processing control unit via the input / output I / F 200. Data transmission / reception in the image processing unit 110 is performed via the bus 204.
  • FIG. 3 shows a wafer 300 on which chips shown as 301 are formed in a lattice shape.
  • a wafer coordinate system (X, Y) that can uniquely identify the position on the wafer
  • the other is a chip coordinate (x, y) defined for each chip. is there.
  • the same circuit pattern exists at the same chip coordinates of different chips.
  • FIG. 4 is an enlarged view of an arbitrary part of FIG. The black circles in FIG. 4 are defect positions detected by the inspection apparatus, and are positions where defect images are captured.
  • a white circle is a position where a reference image to be compared with a defect image is captured.
  • Numbers n ⁇ 1, n, and n + 1 attached to the black circles indicate defect numbers, and numbers attached to the white circles indicate the imaging positions of reference images acquired corresponding to the defect numbers.
  • the imaging position of the reference image of number n-1 is omitted from the figure. Conventionally, after a reference image is captured at the same chip coordinates as a defect with a chip adjacent to the chip where the defect exists, the chip moves to the chip where the defect exists, and an observation image of the defect is acquired.
  • Figure 5 shows this procedure in a flowchart.
  • a wafer to be observed is loaded onto the stage 106 of the scanning electron microscope apparatus 100 shown in FIG. 1 (S501).
  • the defect coordinate data of the defect detected in advance by the inspection apparatus is read via the external input / output I / F (not shown) of the overall control unit 113 (S502), and N points to be observed are among them.
  • the defect coordinates are rearranged in the order of defect observation, and defect numbers 0, 1,..., N ⁇ 1 are set (S503). Details of the rearrangement will be described later with reference to FIG.
  • wafer alignment is performed (S504).
  • the stage 106 is moved based on the position of the defect coordinates described in the coordinates on the wafer, the position of the target defect coordinates is at the center of the field of view, so that the coordinates on the wafer are known.
  • the wafer coordinates and the stage coordinates are associated with each other using a positioning mark (alignment mark) on the wafer.
  • a series of procedures shown in S500 is sequentially repeated for all the defects to acquire a high-magnification defect observation image.
  • the chip coordinate is moved to the same position as the chip coordinate of the nth defect (S506).
  • a chip that captures a reference image corresponding to an observation defect is referred to as a reference chip
  • a chip having a defect to be observed is referred to as a defective chip.
  • the reference chip is not limited to the adjacent chip of the chip having the defect to be observed as in this example. Further, the reference image capturing position and the chip coordinates of the defective position are the same regardless of whether the reference chip is the same as or different from the defective chip.
  • the SEM scanning / Electron / Microscope
  • a reference image is captured at a low magnification (first magnification).
  • the defect coordinate position does not always have a defect due to the error due to the characteristic of the defect detection position in the defect inspection apparatus, the stage coordinate error between the defect inspection apparatus and the scanning electron microscope apparatus 100, the braking error of the stage 106, and the like. .
  • a defect image and a reference image are captured at a first magnification determined by a visual field that allows these errors, a defect position is detected by image comparison, and a defect observation image is obtained at a second magnification at the detected position.
  • the first magnification is lower than the second magnification, the first magnification is described as a low magnification in S508.
  • the first magnification is referred to as the low magnification
  • the second magnification This magnification is expressed as high magnification. Therefore, the low magnification in the reference image and the defect image refers to the same magnification (or the same field of view) that allows image comparison.
  • the defect inspection image may be obtained by trimming the defect observation image from the defect image captured in S510 so as to include the specified defect position.
  • the reference image corresponding to the low magnification and the defect image are captured by a multi-pixel image having a wider field of view than the observation image, and the defect observation image is the defect image corresponding to the low magnification captured by the multi-pixel and the defect position specified in S511. It may be obtained by trimming to include. If there is a next defect, move to the reference chip corresponding to the next defect and repeat the above. When acquisition of all defect observation images is completed, the wafer is unloaded from the stage 106.
  • FIG. 6 shows a defect observation image acquisition path in the first embodiment.
  • a chip that captures a low-magnification reference image that is, a reference chip generates a stage movement path as a chip having a reference imaging position closest to the previous defect position. That is, the reference chip corresponding to the defect number n is not the chip adjacent to the defective chip where the defect number n is located, but the reference image capturing position of the chip where the defect number n ⁇ 1 is located and the 8 chips adjacent to that chip. Of these, the position shown in FIG. 6 is closest to the position of defect number n-1. The reference chip corresponding to the defect number n + 1 is also selected in the same way.
  • the reference chip corresponding to the defect number n + 2 is located closest to the defect position of the defect number n + 1 among the reference image imaging positions in the chip where the defect number n + 1 is located and the eight chips adjacent to the chip, that is, the defect number n + 1 is located. Defective chip.
  • Both the method of FIG. 4 and the method of FIG. 6 comprise a combination of a long distance movement between defects and a short distance movement between the defect and the reference.
  • the short-distance movement in the conventional method that is, the movement from the reference image capturing position to the defect image capturing position must always be moved by a distance of one chip. In the example of FIG. 4, this corresponds to the width of the chip in the x direction.
  • the short-distance movement in the method of FIG. 6, that is, the movement from the defect image capturing position to the reference image capturing position is different depending on the location. This method is always more advantageous in terms of total distance.
  • both the conventional method and this embodiment are case-by-case because the reference image capture position is a detour position with respect to the shortest distance between the defect position and the next defect position. The total distance traveled is qualitatively the same.
  • the chip size is 5 mm on the computer
  • 150 defects are randomly located on the 300 mm wafer
  • a path that makes a round of the defects is generated by the shortest path
  • the reference image capturing position is set to the method of FIG. 4 and FIG. 6.
  • the result of calculating the total of the movement distances from the defect and the total of the movement distances from the reference and from the reference after the determination by the method is shown.
  • the total short-distance movement (reference ⁇ defect) in the method of FIG. 4 is 1060.7 mm
  • the short-distance movement (defect ⁇ reference) in FIG. 6 is 210.3 mm, which is 1/5 short distance. It is planned.
  • FIG. 8 shows a procedure for generating the stage movement position at 500 in FIG.
  • defect coordinate data having the defect position (n) of the defect detected by the inspection apparatus as information is read via an external input / output I / F (not shown) of the overall control unit 113 (S801).
  • the defect position (n) represents a position coordinate capable of uniquely specifying the defect number n
  • the defect (n) represents a defect having the defect number n
  • the reference position (n) represents position coordinates that can uniquely specify the reference image acquisition position corresponding to the defect number n. From the read defect coordinate data, for N defects to be observed, a route is determined that travels at a minimum distance under the condition of visiting one defect once (S802).
  • the traveling salesman problem searching through the brute force is a problem that becomes difficult to calculate as the number of defects increases.
  • a practical solution is known, such as the Christophize method, which is one of the given methods and is guaranteed within 1.5 times the theoretical minimum.
  • the first point is set to one of the input defect numbers 0 to N ⁇ 1, n 0 , the defect number in the path order after path generation is k, and the defect number at the time of input corresponding to k is n (k ).
  • the reference position (n (0)) of the adjacent chip of the chip having the defect (n (0)) is set (S803).
  • the defect position (n (0)) is set as the stage position (1) (S804).
  • S806 to S809 are repeated in accordance with the defect number k in the route order after the route is generated.
  • the reference position (n (k-1)) at the shortest distance from the defect position (n (k-1)) between the chip having the defect (n (k-1)) and the adjacent reference position (n (k)) of the adjacent chip. )) Is set to the saddle stage position (2k) (S806).
  • the chip that captures the low-magnification reference image is selected, and the moving position of the stage, that is, the movement path is generated so that the selected chip can capture the low-magnification reference image.
  • the defect position (n (k)) is set to the eyelid stage position (2k + 1) (S807). If all the defects have been processed, the process ends. If there are any remaining defects, S806 to S809 are repeated. All the processing flows shown in FIG. 8 are hereinafter referred to as a shortest path generation process 800.
  • stage position (q) is sequentially read from the storage unit, the stage 106 is sequentially moved to the stage position (q) via the stage controller 111, and the defect (n (round (q / 2)) )), A low-magnification reference image, a low-magnification defect image, and a high-magnification defect image are acquired.
  • round (x) represents an integer obtained by rounding down the decimal point of x.
  • the intent of the present application is to bring the defect imaging position close to the low-magnification reference image imaging position corresponding to the next defect, eliminate the need for SEM focusing in imaging the low-magnification reference image, and reduce the overall imaging time. It is to shorten.
  • the defect imaging position and the low-magnification reference image imaging position corresponding to the next defect are extremely close, in the imaging of the low-magnification reference image, due to the influence of charging by electron beam irradiation in the previous imaging, the SEM It is necessary to readjust the focus. For this reason, it is necessary to keep the distance between the defect imaging position and the low-magnification reference image imaging position corresponding to the next defect at a certain distance or more.
  • FIG. 9 shows a procedure for generating a stage movement path that satisfies such conditions.
  • the shortest path shown in FIG. 8 is generated (S800).
  • the distances between all the defect imaging positions and the low-magnification reference image imaging position corresponding to the next defect are compared with a preset distance d1 (S901).
  • the stage position (2k-1) corresponds to the defect image capturing position
  • the stage position (2k) corresponds to the low-magnification reference image capturing position
  • ⁇ represents the distance between the two points. If the distance between the two points is less than (or less than) d1, the defect number is recorded in N (m) (S902), and the two points are deleted from the list of stage positions generated in S800 (S903).
  • the stage position (q) for which No. Operation is set is read from a storage unit (not shown) in the overall control unit 113, the overall control unit 113 does not issue a movement command to the stage controller 111.
  • the number of defects to be deleted is stored (S908).
  • the reference position (N (m)) and defect position (N (m)) corresponding to the deleted M defects are added to the list of stage positions.
  • the reference position (N (m)) is selected again on the basis of the shortest distance (S909).
  • FIG. 10 shows a procedure for acquiring a high-magnification defect observation image by repeating the procedure shown in S1001 to S1012 for all defects. This focus control procedure is functionally equivalent to S500 in FIG. Is incorporated.
  • the notation of the stage position () is common to FIGS. 8 and 9.
  • a low-magnification reference image is captured (S1004) and moved to the stage position (2k + 1), that is, the defect image capturing position (S1005).
  • step S1008 a defect image is picked up.
  • S1006, S1007 the distance between the stage position (2k + 1) and the stage position (2k) is less than or equal to a predetermined distance d2 (or below).
  • SEM focusing for high-magnification defect imaging is not performed (S1009, S1010).
  • the defect position is specified by image comparison between the low-magnification reference image and the low-magnification defect image (S1011).
  • S1009 to S1010 and S1011 are performed serially, but this operation can be performed in parallel, and S1010 may always be executed as long as the operation time of S1010 is within the processing time of S1011. .
  • the area including the defect position specified last is imaged at a high magnification (S1012).
  • S1012 The area including the defect position specified last is imaged at a high magnification (S1012).
  • the SEM focusing is not performed even if the SEM focusing is performed at the last position.
  • a predetermined number of times may be provided in advance, and when the number of times when the SEM focusing is not performed reaches the predetermined number, the SEM focusing may be forcibly performed after S1006.
  • FIG. 11 and 12 are display examples of the generated stage movement path. This display is displayed on the display of the control terminal 114 of FIG. Both FIG. 11 and FIG. 12 depict a lattice formed by the wafer periphery and chips.
  • the defect image imaging position is represented by a black circle
  • the reference image imaging position is represented by a white circle
  • the movement path is shown by connecting the black circle and the white circle.
  • a chip having a defective image imaging position is shown in black
  • a chip having a reference image imaging position is shown in white
  • a movement path is shown by connecting the imaging positions in the chip.
  • FIG. 13 is a parameter input screen for generating a movement route. Threshold values d1, d2, and d3 for the distances shown in FIGS. 9 and 10 can be input.
  • the time interval as well as the distance between the imaging points is also important for path generation. That is, if there is a past imaging point in the immediate vicinity of a certain imaging point, if a certain time has passed since the past imaging, there is little influence of charging etc. due to past imaging, but if it is a very short past The influence of past imaging becomes large, and it becomes necessary to review the imaging order.
  • the influence is small even if the past imaging is performed in the past for a short time.
  • it is also possible to input the time and distance with respect to the imaging interval for example, generating a movement path under a condition that satisfies a function evaluation value with the distance and time interval between arbitrary imaging as variables, or , Generating a movement path so that the product of the distance between any imaging and the time interval does not exceed a predetermined value, or the distance between any imaging is not less than a predetermined distance and any
  • a moving path may be generated so that the time interval between the imagings is equal to or greater than a predetermined time interval.
  • the travel distance and travel time can be confirmed, and input parameters can be adjusted. It becomes possible. Further, by displaying FIG. 13 together with FIG. 11 or FIG. 12, it is possible to confirm the state of the generated route, the moving distance, and the moving time while changing the input parameters.
  • a method for performing the defect observation image collection procedure described with reference to FIGS. 8 to 13 on the defect observation apparatus shown in FIG. 1 and the image processing unit shown in FIG. 2 will be described below.
  • a wafer 107 having a defect to be observed is loaded on the length-measuring scanning electron microscope apparatus 100 shown in FIG.
  • the defect coordinate data is read from an external storage medium (not shown) connected to the overall control unit 113 or a local area network (not shown) connected to the overall control unit 113, and the overall control unit 113. Is stored in a storage unit (not shown).
  • the calculation unit (not shown) of the overall control unit 113 reads the stored defect coordinate data, and the computer program for executing the stage movement path generation procedure described above processes the path information that is the stage movement position.
  • the program is also input from the outside in the same manner as the defect coordinate data, stored in a storage unit (not shown) of the overall control unit 113, and the program is read from the storage unit and executed next time.
  • the stage movement position stored in the storage unit of the overall control unit 113 is sequentially read and the following is executed.
  • the stage 106 is controlled from the overall control unit 113 through the stage controller 111, and the stage 106 is moved so that the imaging target location corresponding to the reference pattern on the wafer falls within the field of view of the electron optical system.
  • the electron optical system control unit 112 controls the objective lens 105 as necessary to perform focusing, and then controls the deflection coil 104 to scan the pattern with the electron beam 101.
  • the image processing control unit 201 executes an image comparison process between the low-magnification reference image and the low-magnification defect image stored in the memory 203 by the arithmetic unit 202 to detect the position of the defective part.
  • the detected position information is output from the image processing unit 110 to the overall control unit 113, and the overall control unit 113 passes the received detected position information to the electron optical system processing unit 112.
  • the electron optical system processing unit 112 converts the received detection position information into control information of the electron optical system, and controls the deflection coil 104 so as to capture the defect at the center of the field of view of the electron optical system.
  • the electron optical system processing unit 112 controls the condenser lens 103 and the objective lens 105 so as to obtain a desired observation magnification, and controls the objective lens 105 and executes focusing as necessary, and then controls the deflection coil 104. Then, the defect area is scanned by the electron beam 101. Secondary electrons obtained from the imaging target area are converted into digital signals by the A / D converter 109, and a high-magnification defect image is stored as a digital image in the memory 203 via the data input I / F 205 in the image processing unit 110.
  • the overall control unit reads out a high-magnification defect image that is a defect observation image stored in the memo 203 via the input / output I / F 200 and displays it on the display 114 of the control terminal or connects the defect observation image to the overall control unit 113. Output to an external storage medium (not shown), or transferred to a higher-level server (not shown) via a local area network (not shown) connected to the overall control unit 113 .
  • the display of the stage movement path shown in FIGS. 11 and 12 may be displayed on the control terminal 114. If a defect image is being collected, the current stage position is indicated on the path, so that the progress of the process can be confirmed along with the position.
  • stage movement path generation can be executed. Therefore, various parameters are used with reference to FIG. 13 which is a display screen for parameter input for path generation.
  • FIG. 13 is a display screen for parameter input for path generation.
  • the defect observation image of the defect on the wafer can be collected in a short time by using the stage moving path designed to shorten the distance for the purpose of reducing the SEM focusing frequency.
  • FIG. 14 shows a defect observation image acquisition path in the second embodiment.
  • a chip for capturing a low-magnification reference image that is, a chip having a previous defect is selected as a reference chip
  • a stage moving path is generated as a chip for capturing a low-magnification reference image. That is, the reference chip corresponding to the defect number n is the reference image capturing position of the chip at the defect number n ⁇ 1 as shown in FIG.
  • the reference chip corresponding to the defect number n + 1 is also selected in the same way, and so on.
  • the moving distance of the stage in this case is qualitatively compared with the conventional method of FIG.
  • Both the method of FIG. 4 and the method of FIG. 14 comprise a combination of a long distance movement between defects and a short distance movement between the defect and the reference.
  • the short-distance movement in the conventional method that is, the movement from the reference image capturing position to the defect image capturing position must always be moved by a distance of one chip. In the example of FIG. 4, this corresponds to the width of the chip in the x direction.
  • the short-distance movement in the method shown in FIG. 14, that is, the movement from the defect image capturing position to the reference image capturing position is different depending on the location, but it is always necessary to move the distance shorter than one chip.
  • FIG. 15 shows a procedure for generating the stage movement position at 500 in FIG.
  • defect coordinate data having the defect position (n) of the defect detected by the inspection apparatus as information is read via an external input / output I / F (not shown) of the overall control unit 113 (S1500). From the read defect coordinate data, for N defects to be observed, a route is determined that travels at a minimum distance under the condition of visiting one defect once (S1501).
  • the defect position (n (0)) is set as the stage position (1) (S1503).
  • S1505 to S1508 are repeated in accordance with the defect number k in the route order after the route is generated.
  • a reference position (n (k)) in a chip having a defect (n (k ⁇ 1)) is selected as a heel stage position (2k) (S1505), and the stage is selected so that a low-magnification reference image can be captured by the selected chip.
  • the defect position (n (k)) is set to the heel stage position (2k + 1) (S1506). If all the defects have been processed, the process ends. If there are remaining defects, S1505 to S1508 are repeated.
  • the entire process in FIG. 15 may be executed in the step indicated by S800 in FIG.
  • the procedure shown in FIG. 10 can be directly applied to the second embodiment.
  • the displays shown in FIGS. 11, 12, and 13 can be commonly used in the third embodiment.
  • the operation of the apparatus disclosed in the first embodiment with reference to FIGS. 1 and 2 is not different between the first and second embodiments, and the procedure of the second embodiment can be performed by the apparatus shown in FIGS. is there.
  • the selection range of the reference image imaging position is limited to one chip. Therefore, when a path is generated, a plurality of chip coordinates are processed for selection of the multiplied reference image imaging chip. There is no need to do this, and the amount of calculation can be reduced.
  • the defect observation image acquisition path in the second embodiment is generated by selecting a chip that captures a low-magnification reference image, that is, a chip existing between the previous defective chip and the next defective chip as a reference chip. It is what is done.
  • the reference chip corresponding to the defect (n) is a chip between the chip where the defect (n ⁇ 1) is located and the chip where the defect (n) is located, as shown in FIG. In FIG. 16, as an example, the reference position (n) is on the defective chip having the defect (n), the adjacent chip, the distance between the defective position (n ⁇ 1) and the reference position (n), and the reference The reference position that minimizes the sum of the distances between the position (n) and the defect position (n) is selected.
  • the reference chip corresponding to the defect number n + 1 is also selected in the same way, and so on.
  • the moving distance from the defect to the next defect imaging is from the defect point to the next defect point through the reference image imaging position shifted by one chip and from the defect point to the next defect point. This is the total distance of the other two sides of the triangle whose apex is the reference position when the defect point is one side.
  • the method shown in FIG. 16 selects a reference position that gives a distance as close as possible to the distance from this defect point to the next defect point as one side, and the distance does not exceed the method of FIG.
  • FIG. 17 shows a procedure for generating the stage movement position of the portion 500 in FIG.
  • defect coordinate data having the defect position (n) of the defect detected by the inspection apparatus as information is read via an external input / output I / F (not shown) of the overall control unit 113 (S1700). From the read defect coordinate data, for N defects to be observed, a route is determined that travels at a minimum distance under the condition of visiting one defect once (S1701).
  • the defect position (n (0)) is set as the stage position (1) (S1703).
  • S1705 to S1708 are repeated in accordance with the defect number k in the path order after the path is generated.
  • the sum of the distance between the defect position (n (k ⁇ 1)) and the reference position (n (k)) and the distance between the reference position (n (k)) and the defect position (n (k)) is the shortest.
  • the reference position (n (k)) is selected as the stage position (2k) (S1705), and a stage movement path is generated so that a low-magnification reference image can be captured at the selected reference position (n (k)).
  • the defect position (n (k)) is set to the eyelid stage position (2k + 1) (S1706). When all the defects have been processed, the process is terminated. If there are remaining defects, S1705 to S1708 are repeated.
  • the entire process in FIG. 17 may be executed in the step indicated by S800 in FIG.
  • the procedure shown in FIG. 10 can be directly applied to the third embodiment.
  • the displays shown in FIGS. 11, 12, and 13 can be commonly used in the third embodiment.
  • the operation of the apparatus disclosed in the first embodiment with reference to FIGS. 1 and 2 is not different between the first and third embodiments, and the procedure of the third embodiment can be implemented by the apparatus shown in FIGS. is there.
  • the reference image capturing position is also close to the line segment connecting the defect image capturing position and the next defect image capturing position. It is possible to collect defect observation images of defects in a short time. In addition, since the imaging position of the reference image is closer to the defect image imaging position as compared with the first embodiment, it is difficult for the image to change due to process variations on the wafer, and the defect image and the reference image can be stably compared. It is also possible to improve the success rate of observation image capturing.
  • a method for comparing observation images of defects on a semiconductor wafer using a SEM and comparing a reference image captured with a reference chip with a defect image captured with a defective chip When used, the total moving distance of the stage can be reduced, and since the imaging position of the reference image is in the vicinity of the defect position imaged immediately before the imaging of the reference image, SEM focusing is unnecessary. Image collection time can be reduced.
  • the distance from the reference imaging position to the defect imaging position tends to be short, and the reference chip and the defect that form a pair for image comparison If the chip distance is within a certain distance, SEM focusing for defect image capture is also unnecessary, and the influence of process variations in the wafer surface is reduced even in the comparison process between the reference image and the defect image. It is possible to improve the specific reliability of the defect position and stably acquire the defect observation image.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Scanning electron microscope apparatus, 101 ... Electron beam, 102 ... Electron gun, 103 ... Condenser lens, 104 ... Deflection coil, 105 ... Objective lens, 106 ... Stage, 107 ... Wafer, 108 ... Detector, 109 ...
  • a / D converter 110 110 image processing unit 111 stage controller 112 electro-optical system control unit 113 overall control unit 114 control terminal 200 input / output I / F 201 image processing control unit 202 Arithmetic unit, 203 ... memory, 204 ... bus, 205 ... data input I / F

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)

Abstract

　欠陥の画像収集時間を短縮するために、欠陥検査装置に、検出済みの半導体ウェーハの欠陥位置を読み出す読み出し部と、読み出された欠陥のうち何れか一つの欠陥が存在するチップとは別のチップで参照画像を第１倍率で撮像する第１撮像部と、読み出された欠陥を含む第１の欠陥画像を第１倍率で撮像する第２撮像部と、第１撮像部により撮像された参照画像と第２撮像部により撮像された第１欠陥画像とを比較して第１欠陥画像上の欠陥位置を特定する欠陥位置特定部と、特定欠陥位置に基づいて第１倍率よりも高い第２倍率で第２欠陥画像を撮像する第３撮像部と、を備え、読み出した欠陥を重複無く一巡する経路順に並び替える並び替え部と、参照画像を撮像するチップを参照画像に対応する欠陥ごとに選択して、第１撮像部と第２撮像部におけるステージの移動位置を決定することによりステージ移動経路を生成するステージ移動経路生成部と、を備えさせる。

Description

欠陥検査方法および欠陥検査装置
　本発明は、欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
　試料を観察して、異物・欠陥を詳細に見る方法としては、例えば特許文献1に記載されたような方法がある。これは、あらかじめ別の検査装置から得られた検出欠陥の座標データを基に、欠陥の観察像を撮像するにあたって、欠陥が存在するチップ以外のチップの欠陥位置に対応する位置で低い倍率で参照画像を撮像した後、試料を保持するステージを移動し、欠陥を低い倍率で欠陥画像を撮像し、前記の参照画像と欠陥画像を比較し、欠陥画像中の欠陥位置を特定し、欠陥を拡大撮像するものである。
特許5018868号
　半導体ウェーハ上の欠陥の画像収集は、検査装置で検出された全欠陥、あるいは予め定められた数の欠陥を対象に、短時間で実行できることが望まれている。
　特許文献１には、欠陥の拡大画像を撮像する際、欠陥画像の比較対象となる参照画像を、欠陥が存在するとされたチップ（欠陥チップ）とは別のチップ（参照チップ）で撮像することが開示されており、具体的には欠陥チップの隣接チップで参照画像撮像を行う、あるいは、観察対象の欠陥に対応する参照画像を、欠陥撮像の前に一つの参照チップで事前に一括撮像することが開示されている。
　欠陥チップの隣接チップで参照画像撮像する方法では、参照画像撮像位置から欠陥画像撮像位置への移動に、ウェーハ内の欠陥位置にかかわらず１チップ分の移動距離が必要となる。参照画像と欠陥画像の比較による欠陥位置の特定方法は、パターンデザインに周期性のないロジックパターンでは必須の方法であるが、チップサイズが大きいものが多いロジックICでは、前期の１チップ分の移動距離が大きくなり、移動時間を増大させていた。また、観察装置が走査型電子顕微鏡（SEM：Scanning Electron Microscope）の場合、参照画像の撮像位置が、一つ前の欠陥位置から離れているため、参照画像を撮像する前にSEMの焦点合わせを行う必要があり、このための時間もかかっていた。
　観察対象の欠陥に対応する参照画像を、欠陥撮像の前に一つのチップで事前に一括撮像する方法では、参照画像の撮像位置は互いに近接するため、移動距離が短くなる。しかし、一方で、参照画像の撮像位置と欠陥撮像の位置が大きく離れる割合が大きくなる。このとき、参照画像と欠陥画像の比較処理で、ウェーハ面内のプロセスばらつきが画像上の違いとして顕在化され、欠陥位置の特定を誤らせる可能性が高くなり、適切な欠陥観察画像の取得が困難になる。
　本発明の目的は、従来技術の問題点を解決して、短時間に、かつ安定して欠陥観察画像を収集することができる、欠陥観察像取得方法およびその装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本願は、予め検査装置で検出された半導体ウェーハの複数の欠陥の位置を読み出す読み出し部と、前記読み出し部により読み出された該複数の欠陥のうち何れか一つの欠陥が存在するチップとは別のチップで参照画像を第１の倍率で撮像する第１の撮像部と、前記読み出し部により読み出された該複数の欠陥を含む第１の欠陥画像を第１の倍率で撮像する第２の撮像部と、前記第１の撮像部により撮像された該参照画像と前記第２の撮像部により撮像された該第１の欠陥画像とを比較して該第１の欠陥画像上の欠陥位置を特定する欠陥位置特定部と、前記欠陥位置特定部にて特定された該欠陥位置に基づいて該第１の倍率よりも高い第２の倍率で第２の欠陥画像を撮像する第３の撮像部と、を備え、前記読み出し部により読み出した該複数の欠陥を重複無く一巡する経路順に並び替える並び替え部と、該参照画像を撮像するチップを参照画像に対応する欠陥ごとに選択して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部におけるステージの移動位置を決定することによりステージ移動経路を生成するステージ移動経路生成部と、を有する構成とした。 
　本発明によれば、欠陥位置の特定の信頼性を向上させ、安定に欠陥観察画像の取得を行うことが可能となる欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することが可能となる。
本願の実施例の構成図 画像処理部の内部構成図 ウェーハ及びチップの説明図 従来のステージ移動経路を示す図 欠陥観察装置におけるダイ比較での撮像手順のフローチャート 実施例１のステージ移動経路を示す図 実施例１の効果試算結果表 実施例１のステージ移動経路生成手順のフローチャート 欠陥撮像位置と参照画像撮像位置が近接した場合のステージ移動経路生成手順のフローチャート SEM焦点合わせ実施可否制御手順のフローチャート 生成したステージ移動経路の表示内容 生成したステージ移動経路の表示内容 パラメータ入力及びステージ移動経路演算結果の表示内容 実施例２のステージ移動経路を示す図 実施例２のステージ移動経路生成手順のフローチャート 実施例３のステージ移動経路を示す図 実施例３のステージ移動経路生成手順のフローチャート
　図１に本発明に関わる欠陥観察装置の全体構成図を示す。
  本実施形態である走査型電子顕微鏡１００は、ウェーハ１０７を載置するステージ１０６、電子銃１０２より放出された電子ビーム１０１を制御する照射光学系、試料上から放出される２次電子を検出する検出器１０８、検出信号の信号処理系より構成される。照射光学系は、電子銃１０２、および、電子ビーム１０１の経路上にあるコンデンサレンズ１０３、偏向コイル１０４、対物レンズ１０５により構成される。電子ビーム１０１はこの光学系によりウェーハ１０７上の観察対象である欠陥がある所定の領域で集光される。検出器１０８により検出された２次電子はA/Dコンバータ１０９によりデジタル信号に変換される。変換後のデジタル信号は画像処理部１１０に送られ、画像処理部１１０では、メモリ内に格納されたデジタル信号を必要に応じて取り出し、画像処理を行い、画像内の欠陥位置の検出等を行なう。１１１はステージコントローラを、１１２は電子光学系制御部を、１１３は装置全体の制御部であり、１１４は制御部に接続されている制御端末である。画像処理部１１０乃至、全体制御部１１３乃至、制御端末１１４へは記録媒体（図示せず）が接続可能となっており、画像処理部１１０で実行されるプログラムを、この記録媒体から読み出し、画像処理部１１０にロードできる構成となっている。
　図２は画像処理部１１０の構成図を示している。Ａ／Ｄコンバータ１０９にてデジタル信号に変換された２次電子信号は、データ入力Ｉ／Ｆ２０５を介してメモリ２０３に送られ、メモリ２０３内で画像データとして読み出し可能なように記憶される。画像処理プログラムは画像処理制御部２０１により、メモリ２０３あるいは前記記憶媒体から読み出される。画像処理制御部２０１はプログラムに従い演算部２０２を制御し、メモリ２０３に記憶されている画像データあるいは画像データを処理した結果得られる中間処理データを処理する。欠陥観察画像は入出力Ｉ／Ｆ２００を介して全体制御部１１３に送られ、図１に示す制御端末に必要に応じて画像の表示を行う。また、画像処理部１１０に対する動作命令は、全体制御部１１３から入出力Ｉ／Ｆ２００を介して画像処理制御部に入力される。画像処理部１１０内にデータの送受信はバス２０４を介して行われる。
　図３，図４，図５を用いてチップ比較により、半導体ウェーハ上の欠陥の高倍観察画像を取得する従来の方法を説明する。図３はウェーハ３００を示し、ウェーハ上には３０１で示されるチップは格子状に作製されている。このウェーハ上には二つの座標系があり、一つはウェーハ上の位置を一意に特定できるウェーハ座標系（Ｘ，Ｙ）、もうひとつはチップごとに定義されるチップ座標（ｘ，ｙ）である。異なるチップの同一チップ座標には同一の回路パターンが存在する。図４は図３の任意の一部を拡大した図である。図４の黒丸は検査装置で検出された欠陥位置であり、欠陥画像が撮像される位置である。白丸は欠陥画像と比較される参照画像が撮像される位置である。黒丸に付されている番号ｎ－１、ｎ、ｎ＋１は欠陥番号を表し、白丸に付されている番号は欠陥番号に対応して取得される参照画像の撮像位置を示している。番号ｎ－１の参照画像の撮像位置は図から省いている。従来は、欠陥の存在するチップに隣接するチップで、欠陥と同一のチップ座標にて参照画像を撮像した後、欠陥の存在するチップに移動し、欠陥の観察画像を取得していた。
　図５にこの手順をフローチャートで示す。まず、観察対象であるウェーハを図１に示した走査型電子顕微鏡装置１００のステージ１０６にロードする（Ｓ５０１）。次に事前に検査装置で検出された欠陥の欠陥座標データを全体制御部１１３の外部入出力Ｉ／Ｆ（図示せず）を介して読み込み（Ｓ５０２）、そのなかから観察対象とするＮ点の欠陥について、欠陥座標を欠陥観察順に並び替え欠陥番号０，１，…、Ｎ－１とする（Ｓ５０３）。並び替えの詳細については図８にて後述する。次にウェーハのアライメントを行う（S５０４）。これは、ウェーハ上の座標で記述されている欠陥座標の位置に基づいてステージ１０６を移動したとき、目標である欠陥座標の位置が視野の中央にくるようにするため、ウェーハ上の座標が既知のウェーハ上の位置決めマーク（アライメントマーク）を用いて、ウェーハ座標とステージ座標とを関連付けるものである。
　以降、全ての欠陥について順次Ｓ５００で示す一連の手順を繰り返し、高倍率の欠陥観察像を取得していく。まずｎ番目の欠陥があるチップの隣接チップで、チップ座標がｎ番目の欠陥のチップ座標と同一の位置に移動する（Ｓ５０６）。以降、観察欠陥に対応する参照画像を撮像するチップを参照チップ、観察対象とする欠陥が存在するチップを欠陥チップと呼ぶことにする。ただし、参照チップは本例のように観察対象欠陥があるチップの隣接チップに限定されるものではない。また、参照チップが欠陥チップと同一か、異なるかにかかわらず参照画像撮像位置と、欠陥位置のチップ座標は同一である。移動後、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）の焦点合わせを行い（Ｓ５０７）、低倍率（第一の倍率）で参照画像を撮像する。欠陥検査装置での欠陥検出位置の特性による誤差や、欠陥検査装置と走査型電子線顕微鏡装置１００のステージ座標の誤差、ステージ１０６の制動誤差などにより、欠陥座標位置に欠陥があるとは限らない。このため、これらの誤差を許容する視野で決まる第一の倍率で欠陥画像と参照画像を撮像し、画像比較により欠陥位置を検出し、検出位置において第ニの倍率で欠陥観察画像を得る。第一の倍率は第二の倍率に比べて低い倍率となるので、Ｓ５０８には第一の倍率のことを低倍率と記しており、以降、この第一の倍率のことを低倍率、第ニの倍率のことを高倍率と表すことにする。よって、参照画像と欠陥画像における低倍率とは、画像比較が可能な程度の同一の倍率（あるいは同一の視野）のことを指している。
　次にｎ番目の欠陥がある欠陥チップに移動し（Ｓ５０９）、低倍率で欠陥画像を撮像する（Ｓ５１０）。撮像した低倍参照画像と低倍欠陥画像を画像処理により比較し、欠陥画像内の欠陥位置を特定する（Ｓ５１１）。特定した欠陥位置での焦点が合うようにＳＥＭの焦点合わせを行い（Ｓ５１２）、特定した欠陥位置を含む領域を高倍率で撮像する（Ｓ５１３）。Ｓ５１３では欠陥の観察画像を、Ｓ５１０で撮像した欠陥画像から、特定した欠陥位置を含むように画像をトリミングして欠陥監察画像を得ても良い。例えば低倍に相当する参照画像と欠陥画像は、観察画像より広い視野を多ピクセル画像で撮像し、欠陥観察画像は多ピクセルで撮像した低倍相当の欠陥画像を、Ｓ５１１で特定した欠陥位置を含むようにトリミングして得ればよい。次の欠陥がある場合は、次の欠陥に対応する参照チップに移動し、以上を繰り返す。全ての欠陥観察像の取得を終了したら、ウェーハをステージ１０６からアンロードする。
　図６に第一の実施例における欠陥観察画像の取得経路を示す。本実施例は、低倍参照画像を撮像するチップ、すなわち参照チップは、一つ前の欠陥位置から最も近い参照撮像位置を有するチップとしてステージ移動経路を生成するものである。すなわち、欠陥番号ｎに対応する参照チップは、欠陥番号ｎの位置する欠陥チップに隣接するチップではなく、欠陥番号ｎ－１の位置するチップとそのチップに隣接する８チップにおける参照画像撮像位置のうち、欠陥番号ｎ－１の位置に最も近い図６に示す位置とする。欠陥番号ｎ＋１に対応する参照チップも同様の考え方で選択する。欠陥番号ｎ＋２に対応する参照チップは、欠陥番号ｎ＋１の位置するチップとそのチップに隣接する８チップにおける参照画像撮像位置のうち欠陥番号ｎ＋１の欠陥位置に最も近い位置、すなわち欠陥番号ｎ＋１の位置する欠陥チップとする。
　このようにした場合のステージの移動距離について、図４の従来の方法と定性的に比較する。図４の方法でも、図６の方法であっても、欠陥間の長距離の移動と、欠陥と参照間の短距離の移動の組み合わせからなっている。従来法における短距離の移動、すなわち参照画像撮像位置から欠陥画像撮像位置までの移動は必ず１チップ分の距離移動する必要が生じる。図４の例ではチップのｘ方向の幅分がこれにあたる。一方、図６の方法における短距離の移動、すなわち欠陥画像撮像位置から参照画像撮像位置までの移動は、場所によって異なるものの、必ず１チップより短い距離の移動で済み、短距離の移動においては移動距離の合計において本手法の方が常に有利である。長距離の移動に関しては、従来手法も、本実施例も欠陥位置と次の欠陥位の最短距離に対し、参照画像撮像位置は迂回する位置になるので、ケース・バイ・ケースであるが、長距離の移動距離の合計は定性的には同程度である。
　図７に計算機上でチップサイズ５ｍｍとし、３００ｍｍウェーハ上に１５０点の欠陥をランダムに位置させ、最短経路で欠陥を一巡する経路を生成し、参照画像撮像位置を図４の方法と図６の方法で決定した上で、欠陥から参照、参照から欠陥の移動距離の合計と、全ての移動距離の合計を計算した結果を示す。図４の方法における短距離の移動（参照→欠陥）の合計が1060.7mmであるのに対し、図６の短距離の移動（欠陥→参照）の合計は210.3mmであり１／５の短距離化が図られている。また、図４の方法における長距離の移動（欠陥→参照）の合計が2372.4mmであるのに対し、図６の長距離の移動（参照→欠陥）の合計は1814.0mmであり、このケースにおいては長距離の移動においても短距離化が図られている。移動距離の合計では、図４の方法の3433.0mmに対し、図６の方法では2024.3mmであり４１％のステージ移動距離削減を図ることができている。長距離移動における移動距離削減の効果を除いても、短距離移動における削減距離は850.4mmあり、これは図４の方法の合計移動距離3433.0mmの２４．７％にあたる。ステージ移動の時間に関しては、ステージのハードウェアに依存する制御方法の違いが影響するため一概には言えないが、１０％単位での合計走行距離の低減は、ステージ移動時間の合計時間の低減に繋がることは自明である。
　図８に図５の５００の部分のステージ移動位置の生成手順を示す。まず、検査装置で検出された欠陥の欠陥位置（ｎ）を情報として有する欠陥座標データを全体制御部１１３の外部入出力Ｉ／Ｆ（図示せず）を介して読み込む（Ｓ８０１）。以下、欠陥位置（ｎ）とは欠陥番号ｎを一意に特定できる位置座標を表し、欠陥（ｎ）とは欠陥番号ｎの欠陥のことを表すものとする。同様に参照位置（ｎ）とは欠陥番号ｎに対応する参照画像取得位置を一意に特定できる位置座標を表すものとする。読み込んだ欠陥座標データから観察対象とするＮ点の欠陥について、１欠陥を１回訪れる条件の下で最小距離で巡る経路を決定する（Ｓ８０２）。この経路の決定は巡回セールスマン問題と呼ばれ、総当りで探索することは欠陥数の増大とともに計算困難となる問題であるが、最適解を与える厳密解法の分枝限定法、準最適解を与える方法の一つで理論最小値の１．５倍以内が保証されているクリストファイズの方法など実用的な解法が知られている。Ｓ８０２では最初の点を入力欠陥番号の０からＮ－１の中の一つのｎ０とし、経路生成後の経路順の欠陥番号をｋで、ｋに対応する入力時の欠陥番号をｎ（ｋ）と表すことにする。
　最初の欠陥（ｋ＝０）の参照画像撮像位置であるステージ位置（０）として、欠陥（ｎ（０））があるチップの 隣接チップの参照位置（ｎ（０））を設定する（Ｓ８０３）。次に欠陥位置（ｎ（０））をステージ位置（１）として設定する（Ｓ８０４）。以降、経路生成後の経路順の欠陥番号ｋに従いＳ８０６からＳ８０９を繰り返す。まず、欠陥（ｎ（ｋ－１））があるチップと隣接チップの 参照位置（ｎ（ｋ））で、欠陥位置（ｎ（ｋ－１））から最短の距離にある参照位置（ｎ（ｋ））を ステージ位置（２ｋ）に設定する（Ｓ８０６）。このように低倍参照画像を撮像するチップを選択し、選択したチップで低倍参照画像が撮像できるようステージの移動位置、すなわち移動経路を生成していく。次に欠陥位置（ｎ（ｋ））を ステージ位置（２ｋ＋１）に設定する（Ｓ８０７）。全ての欠陥を処理したら終了し、まだ残りがあればＳ８０６からＳ８０９を繰り返す。図８で示した処理フロー全てを最短経路生成処理８００と以降呼ぶことにする。
　以上の演算は図１の全体制御部１１３内の演算処理部（図示せず）にて行われ、決定したステージ位置（ｑ）（ｑ＝０,…,２Ｎ－１）は全体制御部１１３内の記憶部（図示せず）に記録される。次に、欠陥観察動作時に、ステージ位置（ｑ）を記憶部より順次読み出し、ステージコントローラ１１１を介して、ステージ１０６をステージ位置（ｑ）に順次移動させ、欠陥（ｎ（round（ｑ／２）））の低倍参照画像及び低倍欠陥画像及び高倍欠陥画像を取得していく。round(ｘ)はｘの小数点を切り捨てた整数を表すものとする。
　本願の意図するところは、欠陥撮像位置と、その次の欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置を接近させ、低倍参照画像の撮像において、ＳＥＭのフォーカス合わせを不要とし、全体の撮像時間を短縮することにある。しかしながら、欠陥撮像位置と、その次の欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置が極端に近い場合、低倍参照画像の撮像において、一つ前の撮像における電子線照射による帯電の影響により、ＳＥＭフォーカスの再調整が必要となる。このため、欠陥撮像位置と、その次の欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置の距離を一定距離以上に保つ必要がある。図９にこのような条件を満たすステージ移動経路の生成手順を示す。
　まず図８で示した最短経路生成を行う（Ｓ８００）。Ｓ９０１からＳ９０６の処理において、全ての欠陥撮像位置と、その次の欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置の距離を予め設定された距離ｄ１と比較する（Ｓ９０１）。Ｓ９０１においてステージ位置（２ｋ－１）は欠陥画像撮像位置、ステージ位置（２ｋ）は低倍参照画像撮像位置に対応し、∥　∥は２点の距離を表すものとする。この２点の距離がｄ１未満（あるいは以下）の場合、欠陥番号をＮ（ｍ）に記録し（Ｓ９０２）、Ｓ８００で生成したステージ位置のリストからこの２点を削除する（Ｓ９０３）。No Operationが設定されたステージ位置（ｑ）は、全体制御部１１３内の記憶部（図示せず）から読み出されたとき、全体制御部１１３はステージコントローラ１１１に対して移動命令を出さない。
　全欠陥の処理終了の後、削除対象となった欠陥数を記憶する（Ｓ９０８）。Ｓ９０９からＳ９１２の処理において、削除したＭ個の欠陥に対応する参照位置（Ｎ（ｍ））、欠陥位置（Ｎ（ｍ））をステージ位置のリストに追加する。参照位置（Ｎ（ｍ））は距離最短の基準で改めて選択し直す（Ｓ９０９）。以上の処理を施すことにより、全ての欠陥撮像位置と、その次の欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置の距離をｄ１以上に保つことができる。
　欠陥撮像の位置は、その欠陥に対応する低倍参照画像撮像位置から基本的には離れているのでＳＥＭのフォーカス合せが必要となるが、この距離が接近している場合はＳＥＭのフォーカス合せを省くことができる。図１０は、全ての欠陥についてＳ１００１からＳ１０１２で示す手順を繰り返し、高倍率の欠陥観察像を取得していく手順を示し、機能的には図５のＳ５００に相当する部分に、このフォーカス制御手順を組み込んだものである。ステージ位置（）の表記は図８、図９と共通のものである。
　まずステージ位置（２ｋ）、すなわち低倍参照画像撮像位置に移動する（Ｓ１００１）。初回（ｋ＝０）以外は、１回前の撮像位置である欠陥撮像位置（２ｋ－１）に近いのでＳＥＭ焦点合わせを行わない（Ｓ１００２、Ｓ１００３）。低倍の参照画像を撮像し（Ｓ１００４）、ステージ位置（２ｋ＋１）、すなわち欠陥画像撮像位置に移動する（Ｓ１００５）。Ｓ１００８で欠陥画像の撮像を行うが、このときステージ位置（２ｋ＋１）とステージ位置（２ｋ）の距離が予め定められた一定距離ｄ２未満（あるいは以下）であればＳＥＭ焦点合わせを行わないようにする（Ｓ１００６、Ｓ１００７）。さらに、ステージ位置（２ｋ＋１）とステージ位置（２ｋ）の距離が予め定められた一定距離ｄ３未満（あるいは以下）であれば高倍欠陥画像撮像のためのＳＥＭ焦点合わせも行わないようにする（Ｓ１００９、Ｓ１０１０）。一般に高い倍率の画像を取得する際の焦点深度は浅いので、ｄ２とｄ３は別にしておく。続いて、低倍参照画像と低倍欠陥画像の画像比較により欠陥位置を特定する（Ｓ１０１１）。図１０ではＳ１００９からＳ１０１０と、Ｓ１０１１をシリアルに行うように書いているが、この動作は並列化可能であり、Ｓ１０１０の動作時間がＳ１０１１の処理時間以内である限りＳ１０１０は常に実行してもよい。 最後に特定した欠陥位置を含む領域を高倍率で撮像する（Ｓ１０１２）。 Ｓ１００６に示した条件が連続して成立した場合、最後にＳＥＭ焦点合せを行った位置から離れてもＳＥＭ焦点合せが行われない。これを防ぐために、予め規定の回数を設けておき、ＳＥＭ焦点合せが行われない回数が、この規定回数に達した場合はＳ１００６の後に強制的にＳＥＭ焦点合わせを行ってもよい。
　図１１、図１２は生成したステージ移動経路の表示例である。この表示は図１の制御端末１１４のディスプレイに表示されるものである。図１１、図１２ともにウェーハ外周とチップにより形成される格子が描かれている。図１１では欠陥画像撮像位置を黒丸、参照画像撮像位置を白丸で表し、黒丸、白丸を結ぶことで移動経路を示している。図１２では欠陥画像撮像位置があるチップを黒く、参照画像撮像位置があるチップを白く表し、チップ内の撮像位置を結ぶことで移動経路を示している。これらの表示は、移動経路生成後の確認のため、あるいは欠陥観察画像を収集中に現在ステージがいる位置が分かる形で表示する。図１３は移動経路を生成する際のパラメータ入力画面である。図９，図１０で示した距離に対するしきい値ｄ１，ｄ２，ｄ３が入力できるようにする。図８、図９、図１０では説明を省いたが、各撮像点間の距離とともに、その時間間隔も経路生成の上で重要である。すなわち、ある撮像点のごく近傍に過去の撮像点がある場合、その過去の撮像から一定時間経過していれば、過去の撮像による帯電などの影響は少ないが、ごく短時間の過去であれば過去の撮像の影響が大きくなり、撮像の順番を見直す必要が生ずる。逆に、ある撮像点の近傍に過去の撮像点がない場合、過去の撮像は短時間の過去に行われていても影響は少ない。このような考えに基づき、撮像間隔に対する時間と距離の入力も行えるようにしておき、例えば任意の撮像相互間の距離と時間間隔を変数とする関数評価値を満たす条件で移動経路生成する、あるいは、任意の撮像相互間の距離と時間間隔の積が予め定められた値以上にならないように移動経路を生成する、あるいは、任意の撮像相互間の距離が予め定められた距離以上、かつ任意の撮像相互間の時間間隔が予め定められた時間間隔以上になるように移動経路生成するなどが考えられる。
　以上の入力値をもとに生成した移動距離と、ステージ制御パラメータを基に計算した移動時間のシミュレーション結果を表示することにより、移動距離、移動時間を確認することができ、入力パラメータの調整が可能となる。また図１３を図１１あるいは図１２と併せて表示することにより、入力パラメータを変更しながら、生成される経路の状態と、移動距離、移動時間を確認することもできる。
　図８から図１３を用いて述べた、欠陥観察画像の収集手順を、図１で示した欠陥観察装置、及び図２で示した画像処理部上で実施する方法について以下に述べる。図１に示した測長走査型電子顕微鏡装置１００に、観察対象の欠陥を有するウェーハ１０７をロードし、ステージ１０６上に載置する。併せて欠陥座標データを全体制御部１１３に接続されている外部記憶媒体（図示せず）、または全体制御部１１３に接続されているローカルエリアネットワーク（図示せず）などから読み込み、全体制御部１１３の記憶部（図示せず）に記憶さる。全体制御部１１３の演算部（図示せず）は、記憶された欠陥座標データを読み出し、先に述べたステージ移動経路生成手順を実行するコンピュータ用のプログラムが処理し、ステージ移動位置である経路情報が全体制御部１１３の記憶部（図示せず）に記憶される。プログラムも欠陥座標データと同様にして外部より入力され、全体制御部１１３の記憶部（図示せず）に記憶され、次回以降はプログラムを記憶部から読み出し実行する。
　ウェーハを載置しウェーハのアライメントを実行した後、全体制御部１１３の記憶部に記憶されたステージ移動位置を順次読み出し以下を実行する。まず、読み出したステージ移動位置に基づき、全体制御部１１３よりステージコントローラ１１１を通してステージ１０６を制御し、ウェーハ上の参照パターンに対応する撮像対象箇所が電子光学系の視野に入るようにステージ１０６を動かす。次に電子光学系制御部１１２により必要に応じて対物レンズ１０５を制御し焦点合わせを実行した後、偏向コイル１０４を制御し、電子ビーム１０１によりパターンを走査する。撮像対象領域より得られた２次電子をＡ／Ｄコンバータ１０９によりデジタル信号変換し、画像処理部１１０内のデータ入力Ｉ／Ｆ２０５を介してメモリ２０３にデジタル画像として参照画像を記憶する。続いて、全体制御部１１３の記憶部に記憶された次のステージ移動位置を読み出し、全体制御部１１３よりステージコントローラ１１１を通してステージ１０６を制御し、ウェーハ上の欠陥パターンに対応する撮像対象箇所が電子光学系の視野に入るようにステージ１０６を動かす。以降、参照画像と同様にして欠陥画像を撮像し、そのデジタル画像をメモリ２０３に記憶する。
　画像処理制御部２０１により、メモリ２０３に記憶された低倍参照画像と低倍欠陥画像の画像比較処理を演算部２０２により実行し、欠陥部位の位置を検出する。検出位置情報を画像処理部１１０から全体制御部１１３に出力し、全体制御部１１３は受信した検出位置情報を電子光学系処理部１１２に渡す。電子光学系処理部１１２は受信した検出位置情報を電子光学系の制御情報に変換し、これをもとに、欠陥を電子光学系の視野中心で捉えるよう偏向コイル１０４を制御する。さらに、所望の観察倍率が得られるよう電子光学系処理部１１２はコンデンサレンズ１０３，対物レンズ１０５を制御し、必要に応じて対物レンズ１０５を制御し焦点合わせを実行した後、偏向コイル１０４を制御し、電子ビーム１０１により欠陥領域を走査する。撮像対象領域より得られた２次電子をＡ／Ｄコンバータ１０９によりデジタル信号変換し、画像処理部１１０内のデータ入力Ｉ／Ｆ２０５を介してメモリ２０３にデジタル画像として高倍欠陥画像を記憶する。
　全体制御部は、入出力Ｉ／Ｆ２００を介してメモ２０３に記憶された欠陥観察画像である高倍欠陥画像を読み出し、制御端末のディスプレイ１１４に表示したり、欠陥観察画像を全体制御部１１３に接続されている外部記憶媒体（図示せず）に出力したり、あるいは全体制御部１１３に接続されているローカルエリアネットワーク（図示せず）を介して上位のサーバー（図示せず）に転送したりする。
　図１１、図１２に示したステージ移動経路の表示を制御端末１１４に表示しても良い。欠陥画像収集中であれば、現在のステージの位置を経路上に示すことにより、位置とともに処理の進捗状態が確認できる。
　また、欠陥座標データを全体制御部１１３に読み込み、記憶すればステージ移動経路生成を実行することができるので、経路生成のためのパラメータ入力のための表示画面である図１３を用い、各種のパラメータによりステージ移動距離や移動時間を計算させ、所望のパラメータを得るとともに、全体制御部１１３の記憶部に記憶させることで次回以降再利用が可能となる。また前述のように、図１１あるいは図１２を図１３と併せて表示することにより、入力パラメータを変更しながら、生成される経路の状態と、移動距離、移動時間を同時に確認することができる。
　以上により、ＳＥＭ焦点合わせ回数を減らすことを目的として短距離化を図ったステージ移動経路により、ウェーハ上欠陥の欠陥観察画像の収集を短時間に実行することが可能となる。
　本発明の第２の実施例を図１４と図１５用いて説明する。
　図１４に第二の実施例における欠陥観察画像の取得経路を示す。本実施例は、低倍参照画像を撮像するチップ、すなわち参照チップとして、一つ前の欠陥が存在するチップを選択しステージ移動経路を生成するものである。すなわち、欠陥番号ｎに対応する参照チップは、図１４に示すように欠陥番号ｎ－１の位置するチップの参照画像撮像位置とする。欠陥番号ｎ＋１に対応する参照チップも同様の考え方で選択し、以降同じである。
　このようにした場合のステージの移動距離について、図４の従来の方法と定性的に比較する。図４の方法でも、図１４の方法であっても、欠陥間の長距離の移動と、欠陥と参照間の短距離の移動の組み合わせからなっている。従来法における短距離の移動、すなわち参照画像撮像位置から欠陥画像撮像位置までの移動は必ず１チップ分の距離移動する必要が生じる。図４の例ではチップのｘ方向の幅分がこれにあたる。一方、図１４に示す方法における短距離の移動、すなわち欠陥画像撮像位置から参照画像撮像位置までの移動は、場所によってその距離は異なるものの、必ず１チップより短い距離の移動で済み、短距離の移動においては移動距離の合計において本手法の方が常に有利である。長距離の移動に関しては、ケース・バイ・ケースであるものの、定性的には同程度である。
図１５に図５の５００の部分のステージ移動位置の生成手順を示す。まず、検査装置で検出された欠陥の欠陥位置（ｎ）を情報として有する欠陥座標データを全体制御部１１３の外部入出力Ｉ／Ｆ（図示せず）を介して読み込む（Ｓ１５００）。読み込んだ欠陥座標データから観察対象とするＮ点の欠陥について、１欠陥を１回訪れる条件の下で最小距離で巡る経路を決定する（Ｓ１５０１）。
　最初の欠陥（ｋ＝０）の参照画像撮像位置をステージ位置（０）として、欠陥（ｎ（０））があるチップの 隣接チップの参照位置（ｎ（０））を設定する（Ｓ１５０２）。次に欠陥位置（ｎ（０））をステージ位置（１）として設定する（Ｓ１５０３）。以降、経路生成後の経路順の欠陥番号ｋに従いＳ１５０５からＳ１５０８を繰り返す。まず、欠陥（ｎ（ｋ－１））があるチップにおける参照位置（ｎ（ｋ））を ステージ位置（２ｋ）として選択し（Ｓ１５０５）、選択したチップで低倍参照画像が撮像できるようステージの移動経路を生成する。次に欠陥位置（ｎ（ｋ））を ステージ位置（２ｋ＋１）に設定する（Ｓ１５０６）。全ての欠陥を処理したら終了し、まだ残りがあればＳ１５０５からＳ１５０８を繰り返す。
　図９で示した手順を実施例２に適用するためには、図１５の処理全体を図９のＳ８００で示すステップで実行すればよい。図１０で示した手順は実施例２にそのまま適用できる。また図１１，図１２，図１３に示した表示は実施例３でも共通に使用できる。実施例１において図１と図２を用いて開示した装置動作についても実施例１と実施例２で異なる部分はなく、実施例２の手順は図１と図２で示した装置により実施可能である。
　実施例２では、実施例１で述べた効果とともに、参照画像撮像位置の選択の範囲が一つのチップに限定されるので、経路生成時、逓倍参照画像撮像チップの選択に複数のチップ座標を処理する必要がなくなり、演算量を低減できるという効果がある。
　本発明の第２の実施例を図１６と図１７用いて説明する。
　第二の実施例における欠陥観察画像の取得経路は、低倍参照画像を撮像するチップ、すなわち参照チップとして、一つ前の欠陥チップと、次の欠陥チップの間に存在するチップを選択し生成されるものである。欠陥（ｎ）に対応する参照チップは、図１６に示すように欠陥（ｎ－１）の位置するチップとの欠陥（ｎ）の位置するチップの間にあるチップである。図１６では一例として、参照位置（ｎ）は、欠陥（ｎ）のある欠陥チップと、その隣接チップ上にあり、かつ、欠陥位置（ｎ－１）と参照位置（ｎ）の距離と、参照位置（ｎ）と欠陥位置（ｎ）の距離の和が最小となる参照位置を選択している。欠陥番号ｎ＋１に対応する参照チップも同様の考え方で選択し、以降同じである。
　このようにした場合のステージの移動距離について、図４の従来の方法と定性的に比較する。図４の方法では、欠陥から次の欠陥の撮像までの移動距離は、欠陥点から出発して１チップ分はずれた参照画像撮像位置を経由し、次の欠陥点までであり、欠陥点から次の欠陥点を１辺としたときの、参照位置を頂点とする三角形の他の２辺の合計距離となる。図１６に示す方法は、この欠陥点から次の欠陥点を１辺とする距離に極力近い距離を与える参照位置を選択しており、距離において図４の方法を上回ることはない。
　図１７に図５の５００の部分のステージ移動位置の生成手順を示す。まず、検査装置で検出された欠陥の欠陥位置（ｎ）を情報として有する欠陥座標データを全体制御部１１３の外部入出力Ｉ／Ｆ（図示せず）を介して読み込む（Ｓ１７００）。読み込んだ欠陥座標データから観察対象とするＮ点の欠陥について、１欠陥を１回訪れる条件の下で最小距離で巡る経路を決定する（Ｓ１７０１）。
　最初の欠陥（ｋ＝０）の参照画像撮像位置をステージ位置（０）として、欠陥（ｎ（０））があるチップの 隣接チップの参照位置（ｎ（０））を設定する（Ｓ１７０２）。次に欠陥位置（ｎ（０））をステージ位置（１）として設定する（Ｓ１７０３）。以降、経路生成後の経路順の欠陥番号ｋに従いＳ１７０５からＳ１７０８を繰り返す。まず、欠陥位置（ｎ（ｋ－１））と参照位置（ｎ（ｋ））の距離と、参照位置（ｎ（ｋ））と欠陥位置（ｎ（ｋ））の距離との和が最短となる参照位置（ｎ（ｋ））をステージ位置（２ｋ）として選択し（Ｓ１７０５）、選択した参照位置（ｎ（ｋ））で低倍参照画像が撮像できるようステージの移動経路を生成する。次に欠陥位置（ｎ（ｋ））を ステージ位置（２ｋ＋１）に設定する（Ｓ１７０６）。全ての欠陥を処理したら終了し、まだ残りがあればＳ１７０５からＳ１７０８を繰り返す。
　図９で示した手順を実施例３に適用するためには、図１７の処理全体を図９のＳ８００で示すステップで実行すればよい。図１０で示した手順は実施例３にそのまま適用できる。また図１１，図１２，図１３に示した表示は実施例３でも共通に使用できる。実施例１において図１と図２を用いて開示した装置動作についても実施例１と実施例３で異なる部分はなく、実施例３の手順は図１と図２で示した装置により実施可能である。
　実施例３では、実施例１で述べた効果とともに、参照画像撮像位置も欠陥画像撮像位置と次の欠陥画像撮像位置を結ぶ線分に近くなるので、合計の移動距離を最短化でき、ウェーハ上欠陥の欠陥観察画像の収集を短時間に実行することが可能となる。また、参照画像の撮像位置が実施例１に比較すると欠陥画像撮像位置に近くなるので、ウェーハ上のプロセスばらつきによる画像変化が入りにくくなり、欠陥画像と参照画像の比較が安定に行える結果、欠陥観察像撮像の成功率を向上させることもできる。
　以上の実施例にて説明した本願発明により、SEMを用いた半導体ウェーハ上の欠陥の観察画像の収集を、参照チップで撮像した参照画像と、欠陥チップで撮像した欠陥画像とを比較する方法を用いて行うとき、ステージの合計移動距離を減らすことができ、また参照画像の撮像位置は参照画像撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の近傍であるため、SEMの焦点合せが不要となるので画像収集時間の低減が可能となる。また、全ての欠陥位置を一巡する経路を最短、あるいは準最短で生成するので、参照撮像位置から欠陥撮像位置までの距離も短くなる傾向にあり、画像比較のためのペアとなる参照チップと欠陥チップの距離が一定距離以内であれば、欠陥画像撮像のためのSEMの焦点合せも不要になり、参照画像と欠陥画像の比較処理においてもウェーハ面内のプロセスばらつきの影響を少なくなることから、欠陥位置の特定の信頼性を向上させ、安定に欠陥観察画像の取得を行うことが可能となる。
１００…走査型電子顕微鏡装置，１０１…電子ビーム，１０２…電子銃，１０３…コンデンサレンズ，１０４…偏向コイル，１０５…対物レンズ，１０６…ステージ，１０７…ウェーハ，１０８…検出器，１０９…Ａ／Ｄコンバータ，１１０…画像処理部，１１１…ステージコントローラ，１１２…電子光学系制御部，１１３…全体制御部，１１４…制御端末，２００…入出力Ｉ／Ｆ，２０１…画像処理制御部，２０２…演算部，２０３…メモリ，２０４…バス，２０５…データ入力Ｉ／Ｆ 

Claims (30)

  1. 　予め検査装置で検出された半導体ウェーハの複数の欠陥の位置を読み出す読み出し工程と、
    　前記読み出し工程により読み出された欠陥の観察像の撮像において該欠陥が存在するチップとは別のチップで参照画像を第１の倍率で撮像する第１の撮像工程と、
    　該欠陥を含む第１の欠陥画像を第１の倍率で撮像する第２の撮像工程と、
    　前記第１の撮像工程により撮像された該参照画像と前記第２の撮像工程により撮像された該第１の欠陥画像とを比較して該第１の欠陥画像上の欠陥位置を特定する欠陥位置特定工程と、
    　前記欠陥位置特定工程にて特定された該欠陥位置に基づいて該第１の倍率よりも高い第２の倍率で第２の欠陥画像を該欠陥の該観察画像として撮像する第３の撮像工程と、を備え、
    　前記読み出し工程により読み出した該複数の欠陥を重複無く一巡する経路順に並び替える並び替え工程と、
    　該参照画像を撮像するチップを参照画像に対応する欠陥ごとに選択して、前記第１の撮像工程と前記第２の撮像工程におけるステージの移動位置を決定することによりステージ移動経路を生成するステージ移動経路生成工程と、を有する欠陥検査方法。
  2. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中から選択することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  3. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中で、かつ前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が最短距離となるチップを選択することを特徴とする請求項２記載の欠陥検査方法。
  4. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中で、かつ前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離以上の距離で最短となるチップを選択することを特徴とする請求項２記載の欠陥検査方法。
  5. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップとすることを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  6. 　前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離未満あるいは以下の場合、前記参照画像の撮像を行うチップを前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップに隣接するチップから選択することを特徴とする請求項５記載の欠陥検査方法。
  7. 　前記参照画像の撮像位置があるチップは、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置と前記参照画像の撮像位置の距離と、前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ後に撮像する欠陥位置の距離の和が最小となるようなチップとすることを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  8. 　前記参照画像の撮像位置があるチップは、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中から選択することを特徴とする請求項７記載の欠陥検査方法。
  9. 　前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離未満あるいは以下の場合、前記参照画像の撮像を行うチップを前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップに隣接するチップから選択することを特徴とする請求項８記載の欠陥検査方法。
  10. 　前記ステージ移動経路生成工程では、前記第１の撮像工程にて該参照画像の撮像を行うチップを、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと該隣接チップから選択することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  11. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中で、かつ前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が最短距離となるチップを選択することを特徴とする請求項１０記載の欠陥検査方法。
  12. 　前記参照画像の撮像を行うチップを、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中で、かつ前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離以上の距離で最短となるチップを選択することを特徴とする請求項１０記載の欠陥検査方法。
  13. 前記ステージ移動経路生成工程では、前記第１の撮像工程にて該参照画像の撮像を行うチップを、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップとすることを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  14. 　前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離未満あるいは以下の場合、前記参照画像の撮像を行うチップを前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップに隣接するチップから選択することを特徴とする請求項１３記載の欠陥検査方法。
  15. 　前記ステージ移動経路生成工程では、前記第の撮像画像において該参照画像の撮像位置があるチップは、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置と該参照画像の撮像位置の距離と、該参照画像の撮像位置と該参照画像の撮像の一つ後に撮像する欠陥位置の距離の和が最小となるようなチップとすることを特徴とする請求項１記載の欠陥検査方法。
  16. 　前記参照画像の撮像位置があるチップは、前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと、その隣接チップの中から選択することを特徴とする請求項１５記載の欠陥検査方法。
  17. 　前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置の距離が、予め定められた距離未満あるいは以下の場合、前記参照画像の撮像を行うチップを前記参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップに隣接するチップから選択することを特徴とする請求項１６記載の欠陥検査方法。
  18. 　前記参照画像の撮像位置と前記参照画像の撮像の一つ後に撮像する欠陥位置の距離が、予め定められた距離未満あるいは以下の場合、前記参照画像の撮像の一つ後に撮像する欠陥位置においてＳＥＭの焦点合わせを行わないことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の欠陥検査方法。
  19. 　撮像相互間の距離と時間間隔に対する値を入力する工程を有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の欠陥検査方法。
  20. 　撮像相互間の距離と時間間隔から計算される評価値が、請求項１９に記載の入力された距離と時間間隔より計算される基準値を満たすことを特徴とする請求項１９記載の欠陥検査方法。
  21. 　撮像相互間の距離と時間間隔の積が、請求項１９に記載の入力された距離と時間間隔の積以上であることを特徴とする請求項１９記載の欠陥検査方法。
  22. 　撮像相互間の距離が、請求項１９に記載の入力された距離以上、時間間隔が請求項１９に記載の入力された時間間隔予以上であることを特徴とする請求項１９記載の欠陥検査方法。
  23. 　前記生成した経路をウェーハマップに表示する工程を有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の欠陥検査方法。
  24. 　前記生成した経路が表示されている前記ウェーハマップに、欠陥撮像中の撮像位置を表示する工程を有することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の欠陥検査方法。
  25. 　請求項１９に記載の撮像相互間の距離と時間間隔に対する入力値の変更により前記ウェーハマップに表示されている前記生成した経路が変更されることを特徴とする請求項１９記載の欠陥検査方法。
  26. 　前記撮像が、走査型電子顕微鏡でされることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれかに記載の試料の観察方法。
  27. 　予め検査装置で検出された半導体ウェーハの複数の欠陥の位置を読み出す読み出し部と、
    　前記読み出し部により読み出された欠陥の観察像の撮像において該欠陥が存在するチップとは別のチップで参照画像を第１の倍率で撮像する第１の撮像部と、
    　該欠陥を含む第１の欠陥画像を第１の倍率で撮像する第２の撮像部と、
    　前記第１の撮像部により撮像された該参照画像と前記第２の撮像部により撮像された該第１の欠陥画像とを比較して該第１の欠陥画像上の欠陥位置を特定する欠陥位置特定部と、
    　前記欠陥位置特定部にて特定された該欠陥位置に基づいて該第１の倍率よりも高い第２の倍率で第２の欠陥画像を該欠陥の該観察画像として撮像する第３の撮像部と、を備え、　前記読み出し部により読み出した該複数の欠陥を重複無く一巡する経路順に並び替える並び替え部と、
    　該参照画像を撮像するチップを参照画像に対応する欠陥ごとに選択して、前記第１の撮像部と前記第２の撮像部におけるステージの移動位置を決定することによりステージ移動経路を生成するステージ移動経路生成部と、を有する欠陥検査装置。
  28. 　前記ステージ移動経路生成部では、前記第１の撮像部にて該参照画像の撮像を行うチップを、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップと該隣接チップから選択することを特徴とする請求項２７記載の欠陥検査装置。
  29. 　前記ステージ移動経路生成部では、前記第１の撮像部にて該参照画像の撮像を行うチップを、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥の存在するチップとすることを特徴とする請求項２７記載の欠陥検査装置。
  30. 　前記ステージ移動経路生成部では、前記第の撮像画像において該参照画像の撮像位置があるチップは、該参照画像の撮像の一つ前に撮像した欠陥位置と該参照画像の撮像位置の距離と、該参照画像の撮像位置と該参照画像の撮像の一つ後に撮像する欠陥位置の距離の和が最小となるようなチップとすることを特徴とする請求項２７記載の欠陥検査装置。
PCT/JP2014/051606 2013-03-29 2014-01-27 欠陥検査方法および欠陥検査装置 WO2014156262A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020157022681A KR101799799B1 (ko) 2013-03-29 2014-01-27 결함 검사 방법 및 결함 검사 장치
CN201480012327.9A CN105026883B (zh) 2013-03-29 2014-01-27 缺陷检查方法以及缺陷检查装置
US14/773,319 US9922414B2 (en) 2013-03-29 2014-01-27 Defect inspection method and defect inspection device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-070976 2013-03-29
JP2013070976A JP5978162B2 (ja) 2013-03-29 2013-03-29 欠陥検査方法および欠陥検査装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014156262A1 true WO2014156262A1 (ja) 2014-10-02

Family

ID=51623264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/051606 WO2014156262A1 (ja) 2013-03-29 2014-01-27 欠陥検査方法および欠陥検査装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9922414B2 (ja)
JP (1) JP5978162B2 (ja)
KR (1) KR101799799B1 (ja)
CN (1) CN105026883B (ja)
TW (1) TWI503538B (ja)
WO (1) WO2014156262A1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9564380B2 (en) * 2014-08-26 2017-02-07 Sandisk Technologies Llc Marker pattern for enhanced failure analysis resolution
JP2016058465A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥定量化方法、欠陥定量化装置、および欠陥評価値表示装置
US10267746B2 (en) * 2014-10-22 2019-04-23 Kla-Tencor Corp. Automated pattern fidelity measurement plan generation
US9875536B2 (en) * 2015-03-31 2018-01-23 Kla-Tencor Corp. Sub-pixel and sub-resolution localization of defects on patterned wafers
US11010886B2 (en) 2016-05-17 2021-05-18 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for automatic correction of drift between inspection and design for massive pattern searching
KR101763199B1 (ko) 2016-06-14 2017-08-03 한국화학연구원 미세 대상물 관찰 장치
CN106840005A (zh) * 2017-01-24 2017-06-13 国网山东省电力公司海阳市供电公司 一种架空导线线径非接触测定方法及线缆标准板
CN108872240A (zh) * 2017-05-11 2018-11-23 京东方科技集团股份有限公司 微观缺陷检测装置及检测方法、显微镜
US11151711B2 (en) * 2018-06-06 2021-10-19 Kla-Tencor Corporation Cross layer common-unique analysis for nuisance filtering
JP7007993B2 (ja) * 2018-07-06 2022-01-25 東レエンジニアリング株式会社 ダイシングチップ検査装置
US10922808B2 (en) * 2019-02-14 2021-02-16 KLA—Tencor Corp. File selection for test image to design alignment
CN110108726A (zh) * 2019-05-05 2019-08-09 中山易美杰智能科技有限公司 一种用于芯片检测的全自动光学检测系统
KR102272209B1 (ko) * 2020-01-09 2021-07-02 (주)유아이엠디 고배율 촬상을 위한 최적 촬상경로 연산 방법
CN111583176B (zh) * 2020-03-31 2023-09-15 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种基于图像的防雷模拟盘元件故障检测方法及系统
TWI731671B (zh) * 2020-05-07 2021-06-21 美商矽成積體電路股份有限公司 異常晶片檢測方法與異常晶片檢測系統
TWI770906B (zh) * 2021-03-26 2022-07-11 環球晶圓股份有限公司 晶圓表面缺陷檢測方法及其裝置
CN113409295B (zh) * 2021-06-30 2024-03-29 北京兆维电子(集团)有限责任公司 一种基于cell的边缘缺陷检测方法
WO2023159298A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 National Research Council Of Canada Deep learning based prediction of fabrication-process-induced structural variations in nanophotonic devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868772A (ja) * 1994-06-02 1996-03-12 Kla Instr Corp 電子ビーム・マイクロスコピーを用いた自動マスク検査装置及び方法
JP2005285746A (ja) * 2004-03-03 2005-10-13 Hitachi High-Technologies Corp 走査型電子顕微鏡を用いた試料の観察方法及びその装置
JP2005302906A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Hitachi High-Technologies Corp 電子線検査装置
JP2009283917A (ja) * 2008-04-23 2009-12-03 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥観察方法及び欠陥観察装置
JP5018868B2 (ja) * 2009-11-24 2012-09-05 株式会社日立製作所 試料の観察方法およびその装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5018868B1 (ja) * 1971-06-21 1975-07-02
US6947587B1 (en) * 1998-04-21 2005-09-20 Hitachi, Ltd. Defect inspection method and apparatus
US6476388B1 (en) * 1998-10-19 2002-11-05 Hitachi, Ltd. Scanning electron microscope having magnification switching control
JP3749107B2 (ja) * 1999-11-05 2006-02-22 ファブソリューション株式会社 半導体デバイス検査装置
JP3874996B2 (ja) * 2000-05-30 2007-01-31 ファブソリューション株式会社 デバイス検査方法および装置
JP2002310962A (ja) * 2001-04-19 2002-10-23 Hitachi Ltd 画像分類方法並びに観察方法及びその装置
JP4164470B2 (ja) * 2004-05-18 2008-10-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡
JP2009071136A (ja) 2007-09-14 2009-04-02 Hitachi High-Technologies Corp データ管理装置、検査システムおよび欠陥レビュー装置
WO2009116634A1 (ja) * 2008-03-19 2009-09-24 凸版印刷株式会社 微細構造体検査方法、微細構造体検査装置、および微細構造体検査プログラム
JP2010014436A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Micronics Japan Co Ltd 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
CN101996398B (zh) * 2009-08-12 2012-07-04 睿励科学仪器（上海）有限公司 用于晶圆对准的图像匹配方法及设备
WO2012132273A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 東レエンジニアリング株式会社 外観検査方法およびその装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0868772A (ja) * 1994-06-02 1996-03-12 Kla Instr Corp 電子ビーム・マイクロスコピーを用いた自動マスク検査装置及び方法
JP2005285746A (ja) * 2004-03-03 2005-10-13 Hitachi High-Technologies Corp 走査型電子顕微鏡を用いた試料の観察方法及びその装置
JP2005302906A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Hitachi High-Technologies Corp 電子線検査装置
JP2009283917A (ja) * 2008-04-23 2009-12-03 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥観察方法及び欠陥観察装置
JP5018868B2 (ja) * 2009-11-24 2012-09-05 株式会社日立製作所 試料の観察方法およびその装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105026883A (zh) 2015-11-04
CN105026883B (zh) 2018-08-10
KR20150110704A (ko) 2015-10-02
JP2014194376A (ja) 2014-10-09
US20160019682A1 (en) 2016-01-21
JP5978162B2 (ja) 2016-08-24
TW201437630A (zh) 2014-10-01
US9922414B2 (en) 2018-03-20
TWI503538B (zh) 2015-10-11
KR101799799B1 (ko) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5978162B2 (ja) 欠陥検査方法および欠陥検査装置
JP5948262B2 (ja) 欠陥観察方法および欠陥観察装置
JP5544344B2 (ja) 欠陥観察方法及び欠陥観察装置
JP5783953B2 (ja) パターン評価装置およびパターン評価方法
WO2013035419A1 (ja) 欠陥検査方法および欠陥検査装置
US10073258B2 (en) Microscope system
JP2009071136A (ja) データ管理装置、検査システムおよび欠陥レビュー装置
JP5433631B2 (ja) 半導体デバイスの欠陥検査方法およびそのシステム
JP5320329B2 (ja) Ｓｅｍ式欠陥観察装置および欠陥画像取得方法
JP6170707B2 (ja) 検査方法および検査装置
JP2009157543A (ja) 画像生成方法及びその画像生成装置
JPWO2010013665A1 (ja) 欠陥レビュー装置および方法、並びにプログラム
US20060043294A1 (en) Scanning electron microscope
JP2004294100A (ja) パターン計測装置、パターン計測方法および半導体装置の製造方法
JP5341801B2 (ja) 半導体ウェーハの外観検査方法及びその装置
JP6207893B2 (ja) 試料観察装置用のテンプレート作成装置
WO2024100896A1 (ja) パターン測長・欠陥検査方法、画像データ処理システム、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2011047783A (ja) 試料の観察方法およびその装置
JP2003059441A (ja) 走査電子顕微鏡
JP2012042483A (ja) 画像生成装置
WO2015064399A1 (ja) 荷電粒子線装置およびプログラム記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480012327.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14775929

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157022681

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14773319

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14775929

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1