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JP2013019866A - Scanning electron microscope, defect inspection system, and defect inspection apparatus - Google Patents

Scanning electron microscope, defect inspection system, and defect inspection apparatus Download PDF

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JP2013019866A JP2011155838A JP2011155838A JP2013019866A JP 2013019866 A JP2013019866 A JP 2013019866A JP 2011155838 A JP2011155838 A JP 2011155838A JP 2011155838 A JP2011155838 A JP 2011155838A JP 2013019866 A JP2013019866 A JP 2013019866A
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defect
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scanning electron
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coordinates
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眞 小野
Akira Nakagaki
亮 中垣
Hidetoshi Nishiyama
英利 西山
Tomohiro Funakoshi
知弘 船越
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Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the ratio of incurring a failure that a defect is not captured in an image when image pickup is attempted in a scan electron microscope to a portion of the defect which occurs on a sample such as a wafer, a display panel, or a magnetic disk.SOLUTION: Defect inspection data having coordinates and a feature amount of a defect are inputted (241), the possibility of detection for a scanning electron microscope is predicted for each defect (242), and on the basis of a prediction result, coordinates to be performed imaging with the scanning electron microscope are sampled (243). An image of a defect portion is then captured by an electronic optical system or an optical system for which an acceleration voltage is set on the basis of the prediction result (244).

Description

本発明は、試料に生じた欠陥や付着した異物を観察する走査電子顕微鏡、試料上に生じた欠陥や異物の座標を検出する欠陥検査装置、ならびに走査電子顕微鏡と欠陥検査装置をネットワークで接続した欠陥検査システムに関する。   The present invention relates to a scanning electron microscope for observing defects generated on a sample and attached foreign matter, a defect inspection device for detecting coordinates of defects and foreign matter generated on a sample, and a scanning electron microscope and a defect inspection device connected by a network. It relates to a defect inspection system.

集積回路、薄膜磁気ヘッド、磁気ディスク、太陽電池、液晶ディスプレイなど露光、現像、エッチング、成膜などの薄膜プロセスを用いて製造される製品の製造工程においては、品質管理を目的に以下のステップで欠陥検査が行われる。(1)検査対象となる試料(例えば、ウエハ)を、光学技術と画像処理技術を駆使した欠陥検査装置により検査し、発生した欠陥や付着した異物の試料上における座標を検出する。欠陥や異物を総称して以降、欠陥と呼ぶ。(2)検出された欠陥の座標に対して、走査電子顕微鏡で高倍率な画像を撮像し、欠陥の種類を分類する。これをレビュー作業と呼ぶ。(3)分類結果を電気特性試験の結果と照合して、欠陥が発生した原因を分析し、対策手段を練る。   In the manufacturing process of products manufactured using thin film processes such as exposure, development, etching, and film formation, such as integrated circuits, thin film magnetic heads, magnetic disks, solar cells, and liquid crystal displays, the following steps are performed for the purpose of quality control. Defect inspection is performed. (1) A sample (for example, a wafer) to be inspected is inspected by a defect inspection apparatus that makes full use of optical technology and image processing technology, and the coordinates of the generated defect and attached foreign matter on the sample are detected. Hereinafter, defects and foreign substances are collectively referred to as defects. (2) A high-magnification image is taken with a scanning electron microscope with respect to the coordinates of the detected defect, and the type of defect is classified. This is called review work. (3) The classification result is compared with the result of the electrical characteristic test, the cause of the occurrence of the defect is analyzed, and measures are taken.

欠陥検査装置により検出される欠陥数が多い場合には、上記(2)のレビュー作業は大変な労力を必要とすることから、欠陥部位の画像を自動的に撮像し、収集する自動レビュー(Automatic Defect Review)及び、収集された画像を自動的に分類する自動欠陥分類(Automatic Defect Classification)の機能を有する走査電子顕微鏡が販売されている。   When the number of defects detected by the defect inspection apparatus is large, the review work described in (2) above requires a great deal of labor. Therefore, an automatic review (Automatic Review) that automatically captures and collects images of defective parts. Scanning electron microscopes having functions of Defect Review and Automatic Defect Classification for automatically classifying collected images are on the market.

しかし、走査電子顕微鏡は、欠陥検査装置により検出される欠陥を必ずしも検出できるわけではない。欠陥検査装置は、照明を真上から照射し、その反射光を検出する明視野検査装置と、照明を斜め上方から照射し、欠陥にぶつかった散乱光を検出する暗視野検査装置に大別できる。両装置ともArレーザ、He−Cdレーザないしはエキシマレーザ等の光源を用いるため、試料が光源の波長を通す膜で形成されていると、下層の欠陥も検出される。しかし、走査電子顕微鏡が用いる電子光学系では、下層の欠陥を検出することが難しく、1kV程度の加速電圧の条件では検出できない。特許文献1に、上述したような下層の欠陥も走査電子顕微鏡で検出するために、検出条件を切り替えながら、トライ・アンド・エラーで検出する方法が開示されている。   However, the scanning electron microscope cannot always detect defects detected by the defect inspection apparatus. Defect inspection devices can be broadly classified into bright-field inspection devices that irradiate illumination from directly above and detect the reflected light, and dark-field inspection devices that irradiate illumination obliquely from above and detect scattered light that hits a defect. . Since both devices use a light source such as an Ar laser, a He—Cd laser, or an excimer laser, if the sample is formed of a film that passes the wavelength of the light source, defects in the lower layer are also detected. However, in the electron optical system used by the scanning electron microscope, it is difficult to detect a defect in the lower layer, and it cannot be detected under an acceleration voltage condition of about 1 kV. Patent Document 1 discloses a method of detecting by a try-and-error while switching the detection conditions in order to detect the above-described lower layer defects with a scanning electron microscope.

特開2005−259396号公報JP 2005-259396 A 特開2006−145269号公報JP 2006-145269 A 特開2004−294360号公報JP 2004-294360 A

丹後俊郎、他著「ロジスティック回帰分析」朝倉書店 1996年Toshiro Tango, et al. “Logistic regression analysis” Asakura Shoten 1996

特許文献1に開示された方法は、欠陥検査装置により検出される欠陥の座標に対して、まず、通常の検出条件、例えば、1kV程度の加速電圧で検出することを試みる。もし通常の検出条件では検出できなかった場合には、加速電圧を上げて再度、検出を試みる。しかし、トライ・アンド・エラーで欠陥を検出する従来の方法では、レビュー作業に必要となる時間が長くなる問題がある。また、走査電子顕微鏡による欠陥の検出は、完全な非破壊検査ではなく、試料に対して何らかのダメージを与えるため、同じ箇所に何度も電子線を照射することは好ましくない。   The method disclosed in Patent Document 1 first attempts to detect the coordinates of a defect detected by a defect inspection apparatus using normal detection conditions, for example, an acceleration voltage of about 1 kV. If detection is not possible under normal detection conditions, the acceleration voltage is increased and detection is attempted again. However, the conventional method for detecting defects by trial and error has a problem that the time required for the review work becomes long. In addition, detection of a defect by a scanning electron microscope is not a complete nondestructive inspection, but causes some damage to the sample. Therefore, it is not preferable to irradiate the same portion with an electron beam many times.

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、欠陥検査装置が試料上の欠陥座標を検出した情報を入力して、該欠陥を解析するための観察画像を撮像する機能を有する走査電子顕微鏡において、前記欠陥検査装置が検出した複数の欠陥の座標と共に、欠陥検出画像の特徴量を入力する機能と,該特徴量を用いて走査電子顕微鏡での加速電圧の設定条件、観察画像における欠陥の検出可否を欠陥毎に予測する機能と,予測結果に基づいて入力された座標群の中からアライメントおよび観察対象の複数の座標を選択する機能と,選択された複数の各座標に対して,検出可と予測された加速電圧を設定して画像を撮像する機能とを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. To give an example, an inspection image for analyzing the defect is input by inputting information on the defect coordinates detected by the defect inspection apparatus. In a scanning electron microscope having a function of imaging, a function of inputting a feature amount of a defect detection image together with a plurality of defect coordinates detected by the defect inspection apparatus, and an acceleration voltage in the scanning electron microscope using the feature amount A function for predicting for each defect whether or not a defect can be detected in a set condition, an observation image, a function for selecting a plurality of coordinates of an alignment and observation target from a coordinate group input based on a prediction result, and a plurality of selected For each of the coordinates, an acceleration voltage predicted to be detectable is set and an image is captured.

本発明を集積回路、薄膜磁気ヘッド、太陽電池、磁気ディスク、液晶ディスプレイなどの製造過程に適用することで、走査電子顕微鏡で欠陥部位の画像を撮像しようと試みたとき、画像に欠陥が写っていないといった失敗が生じる割合を低減する。 By applying the present invention to a manufacturing process of an integrated circuit, a thin film magnetic head, a solar cell, a magnetic disk, a liquid crystal display, etc., when attempting to take an image of a defective part with a scanning electron microscope, the image shows a defect. Reduce the rate at which failures such as none occur.

走査電子顕微鏡の概要の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the outline | summary of a scanning electron microscope. 走査電子顕微鏡と欠陥検査装置を有する欠陥検査システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the defect inspection system which has a scanning electron microscope and a defect inspection apparatus. 欠陥検査装置の概要の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the outline | summary of a defect inspection apparatus. 座標と特徴量を有する欠陥検査データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the defect inspection data which has a coordinate and a feature-value. 座標を視覚的に示したウエハマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wafer map which showed the coordinate visually. 特徴量の抽出方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the extraction method of the feature-value. 検出可否を予測した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having predicted the possibility of detection. 検出可否を予測するための係数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the coefficient for estimating a detection possibility. サンプリング結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a sampling result. 分類結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a classification result. 画像を撮像するフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart which images an image. 走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graphical user interface of a scanning electron microscope. 走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graphical user interface of a scanning electron microscope. 走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graphical user interface of a scanning electron microscope. 検出可否を学習するデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data which learns whether detection is possible. 走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graphical user interface of a scanning electron microscope. 欠陥検査・解析データテーブルのデータレコード形式の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the data record format of a defect inspection and analysis data table. 検出可否予測プログラムの処理のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of a process of a detection possibility prediction program. 検出可否学習プログラムの処理のフローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flowchart of a process of a detection possibility learning program.

図1は、本発明に係る光学顕微鏡を備える走査電子顕微鏡の一例として、その概要を示す図である。走査電子顕微鏡600は一次電子208を発生させる電子源201と、一次電子を加速するための加速電極202と、一次電子を収束するための集束レンズ203と、一次電子を二次元走査偏向する偏向器204と、一次電子を試料206上に収束させるための対物レンズ205とを備えている。207は試料206を搭載する駆動ステージである。210は試料206より発生した二次電子信号209を検出する検出器であり、212a、212bはそれぞれ反射電子信号213を検出する反射電子検出器である。同図では、反射電子検出器212a、212bは対向して二つ設置されており、それぞれ試料206から放出された反射電子信号の異なる成分を検出する。211は検出された信号をデジタル化するためのデジタル変換部である。また、走査電子顕微鏡600は、上述した電子光学系では検出できない欠陥部位の画像を撮像するために、光学顕微鏡を有する。221a,221bは異なる波長の光を出力する光源であり、例えば、Arレーザ、He−Cdレーザないしはエキシマレーザ等が使われる。光源221a,221bから発せられる光は、反射ミラー222a,222b,222cを経由して、試料206に照射される。試料206で反射した光や、欠陥にぶつかって散乱した光は、集光レンズ223、波長別に分離するビームスプリッタ224を経由して、光電変換部225a,225bで検出される。光電変換部225a,225bはフォトマル、CCDセンサ、TDIセンサ等が使われる。光電変換部225a,225bから出力される信号は、226のデジタル変換部でデジタル化される。上述した各部位は、バス230を介して全体制御部231に接続されている。本走査電子顕微鏡600には、そのほかに、中央演算処理装置(CPU)232、一次記憶装置233、ネットワークインターフェース234、キーボード235、マウス236、ディスプレイ237、二次記憶装置238が備わっている。また、二次記憶装置238には、ネットワークインターフェース234を介して欠陥検査装置601の検査結果を本走査電子顕微鏡に入力するための欠陥検査データ入力プログラム241、入力される各座標に対して、それぞれ走査電子顕微鏡600で検出可能か否かを予測する検出可否予測プログラム242、検出可否の予測結果に基づいて座標を選び出すサンプリングプログラム243、選び出した座標が画像に写るように、駆動ステージを動作させて画像を撮像する画像撮像プログラム244、欠陥が確実に画像の視野に入るように駆動ステージに対する試料の座標系のオフセットを計算するアライメントプログラム245、撮像した画像を用いて欠陥の種類を分類する欠陥分類プログラム246、検出可否予測プログラム242の予測精度を向上するために実行する検出可否学習プログラム247、検出可否の予測結果、画像撮像結果、欠陥分類結果を確認したり、各種プログラムを実行したりするグラフィカルユーザインターフェース(GUI)プログラム248、および欠陥検査装置から入力した欠陥検査データとそれらのデータに基づいて解析した結果を記録する欠陥検査・解析データテーブル500、前記検出可否予測プログラムが使用する予測式係数データを記録する予測式係数データテーブル520などが格納されている。これらのプログラムは、二次記憶装置238から一次記憶装置233に読み出され、CPU232で実行される。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of an example of a scanning electron microscope including an optical microscope according to the present invention. The scanning electron microscope 600 includes an electron source 201 that generates primary electrons 208, an acceleration electrode 202 for accelerating the primary electrons, a focusing lens 203 for converging the primary electrons, and a deflector that deflects the primary electrons in two dimensions. 204 and an objective lens 205 for converging primary electrons on the sample 206. Reference numeral 207 denotes a drive stage on which the sample 206 is mounted. Reference numeral 210 denotes a detector that detects the secondary electron signal 209 generated from the sample 206, and reference numerals 212a and 212b denote reflected electron detectors that detect the reflected electron signal 213, respectively. In the figure, two backscattered electron detectors 212a and 212b are installed facing each other, and each detects a different component of the backscattered electron signal emitted from the sample 206. Reference numeral 211 denotes a digital conversion unit for digitizing the detected signal. Further, the scanning electron microscope 600 has an optical microscope in order to capture an image of a defective portion that cannot be detected by the above-described electron optical system. 221a and 221b are light sources that output light of different wavelengths. For example, an Ar laser, a He-Cd laser, or an excimer laser is used. Light emitted from the light sources 221a and 221b is applied to the sample 206 via the reflection mirrors 222a, 222b, and 222c. Light reflected by the sample 206 or scattered by hitting a defect is detected by the photoelectric conversion units 225a and 225b via the condensing lens 223 and the beam splitter 224 that separates each wavelength. For the photoelectric conversion units 225a and 225b, a photomultiplier, a CCD sensor, a TDI sensor, or the like is used. Signals output from the photoelectric conversion units 225a and 225b are digitized by a digital conversion unit 226. Each part described above is connected to the overall control unit 231 via the bus 230. In addition, the scanning electron microscope 600 includes a central processing unit (CPU) 232, a primary storage device 233, a network interface 234, a keyboard 235, a mouse 236, a display 237, and a secondary storage device 238. The secondary storage device 238 also has a defect inspection data input program 241 for inputting the inspection result of the defect inspection device 601 to the scanning electron microscope via the network interface 234, and for each input coordinate, Detectability prediction program 242 for predicting whether or not detection is possible with scanning electron microscope 600, sampling program 243 for selecting coordinates based on the prediction result of detection availability, and operating the drive stage so that the selected coordinates are reflected in the image An image capturing program 244 for capturing an image, an alignment program 245 for calculating the offset of the coordinate system of the sample with respect to the drive stage so that the defect is surely included in the field of view of the image, and defect classification for classifying the type of defect using the captured image Prediction of program 246 and detectability prediction program 242 Detectability learning program 247 executed to improve accuracy, detection result prediction result, image capturing result, defect classification result, graphical user interface (GUI) program 248 for executing various programs, and defect Defect inspection / analysis data table 500 for recording defect inspection data input from the inspection apparatus and results analyzed based on the data, and prediction equation coefficient data table 520 for recording prediction equation coefficient data used by the detectability prediction program. Etc. are stored. These programs are read from the secondary storage device 238 to the primary storage device 233 and executed by the CPU 232.

図2は、本発明に係る走査電子顕微鏡と欠陥検査装置とを有する欠陥検査システムの最小限のハードウェア構成の一例である。走査電子顕微鏡600と欠陥検査装置601はそれぞれネットワーク602に接続され、それぞれの装置が有するネットワークインターフェースを介してデータの送受信が行われる。もちろん、ネットワーク602に、さらにデータベースシステムやファイルサーバを接続して、走査電子顕微鏡600と欠陥検査装置601とのデータの送受信を中継してもよい。   FIG. 2 is an example of a minimum hardware configuration of a defect inspection system having a scanning electron microscope and a defect inspection apparatus according to the present invention. The scanning electron microscope 600 and the defect inspection apparatus 601 are each connected to a network 602, and data is transmitted and received through a network interface included in each apparatus. Of course, a database system or a file server may be further connected to the network 602 to relay data transmission / reception between the scanning electron microscope 600 and the defect inspection apparatus 601.

図3は、本発明に係る欠陥検査装置の一例として、その概要を示す図である。欠陥検査装置601は、走査電子顕微鏡600が備える光学顕微鏡と同様に、701a,702bの異なる波長を出力する光源、反射ミラー702a,702b,702c、集光レンズ703、波長別に分離するビームスプリッタ704、光電変換部705a,705b、駆動ステージ707を備え、光電変換部705a,705bから出力される信号は、706のデジタル変換部でデジタル化される。これらの各部位は、バス720を介して全体制御部721に接続されている。本欠陥検査装置601には、そのほかに、CPU722、一次記憶装置723、ネットワークインターフェース725、キーボード726、マウス727、ディスプレイ728、二次記憶装置724が備わっている。また、二次記憶装置724には、試料206に生じる欠陥の座標を検出する欠陥座標検出プログラム741、欠陥座標の検出時に撮像される画像から、輝度の最大値、輝度の総和、輝度が飽和した画素数、輝度の分散値、欠陥部位の体積などの特徴量を抽出する特徴量抽出プログラム742、欠陥検査の結果を確認したり、各種プログラムを実行したりするグラフィカルユーザインターフェース(GUI)プログラム744などが格納されている。また、走査電子顕微鏡600が有する検出可否予測プログラム242、検出可否学習プログラム247と同じプログラムを欠陥検査装置601の二次記憶装置724に格納しておいてもよい。その場合、走査電子顕微鏡600での過去の検出可否のデータを入力する検出可否入力プログラム743も格納しておく必要がある。これらのプログラムは、二次記憶装置724から一次記憶装置723に読み出され、CPU722で計算される。   FIG. 3 is a diagram showing an outline of an example of the defect inspection apparatus according to the present invention. Similar to the optical microscope included in the scanning electron microscope 600, the defect inspection apparatus 601 includes a light source that outputs different wavelengths 701a and 702b, reflection mirrors 702a, 702b, and 702c, a condensing lens 703, a beam splitter 704 that separates the wavelengths. Photoelectric conversion units 705a and 705b and a drive stage 707 are provided, and signals output from the photoelectric conversion units 705a and 705b are digitized by a digital conversion unit 706. Each of these parts is connected to the overall control unit 721 via a bus 720. In addition, the defect inspection apparatus 601 includes a CPU 722, a primary storage device 723, a network interface 725, a keyboard 726, a mouse 727, a display 728, and a secondary storage device 724. Further, in the secondary storage device 724, a defect coordinate detection program 741 for detecting the coordinates of the defect generated in the sample 206, an image captured at the time of detecting the defect coordinates, the maximum value of luminance, the sum of luminance, and the luminance are saturated. A feature quantity extraction program 742 that extracts feature quantities such as the number of pixels, luminance variance, and volume of a defective part, a graphical user interface (GUI) program 744 that checks the result of defect inspection and executes various programs, etc. Is stored. Further, the same program as the detection possibility prediction program 242 and the detection possibility learning program 247 of the scanning electron microscope 600 may be stored in the secondary storage device 724 of the defect inspection apparatus 601. In that case, it is also necessary to store a detection availability input program 743 for inputting past detection availability data in the scanning electron microscope 600. These programs are read from the secondary storage device 724 to the primary storage device 723 and calculated by the CPU 722.

図4は、欠陥検査装置が検査結果として出力するデータの一例を示す図である。欠陥検査データ501は、欠陥検査装置601により検出される欠陥毎に、通し番号401、x座標402、y座標403、特徴量404,405,406,407,408などの情報を有する。通し番号401は、欠陥検査装置601が試料上を走査して検出した順番を意味する。x座標402とy座標403は、試料上での欠陥の位置を意味する。特徴量404から408は、欠陥検査装置601が試料上を走査して欠陥を検出するときに撮像する画像から抽出される特徴量であり、例えば、欠陥部位が写った画像の輝度の最大値、輝度の総和、輝度が飽和した画素数、輝度の分散値、欠陥部位の体積などの情報をもつ。欠陥検査データ501は、F01,F02,F03,F04,F05と名付けられた5種類の特徴量を有している例を示している。F01は輝度の最大値である。F02は輝度の総和である。F03は輝度が飽和した画素数である。F04は輝度の分散値を10倍した値である。F05は欠陥部位の体積である。本欠陥検査データは、欠陥検査データ入力プログラム241を実行することで、走査電子顕微鏡600のネットワークインターフェース234を介して、二次記憶装置238上の欠陥検査・解析データテーブル500に取り込まれる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of data output as an inspection result by the defect inspection apparatus. The defect inspection data 501 has information such as a serial number 401, an x coordinate 402, a y coordinate 403, feature amounts 404, 405, 406, 407, and 408 for each defect detected by the defect inspection apparatus 601. The serial number 401 means the order detected by the defect inspection apparatus 601 by scanning the sample. The x coordinate 402 and the y coordinate 403 mean the position of the defect on the sample. The feature amounts 404 to 408 are feature amounts extracted from an image captured when the defect inspection apparatus 601 scans the sample to detect a defect. For example, the maximum amount of luminance of an image in which a defect site is shown, It has information such as the sum of brightness, the number of pixels with saturated brightness, the variance value of brightness, and the volume of the defective part. The defect inspection data 501 shows an example having five types of feature quantities named F01, F02, F03, F04, and F05. F01 is the maximum luminance value. F02 is the sum of luminance. F03 is the number of pixels with saturated luminance. F04 is a value obtained by multiplying the luminance dispersion value by ten. F05 is the volume of the defective part. This defect inspection data is taken into the defect inspection / analysis data table 500 on the secondary storage device 238 via the network interface 234 of the scanning electron microscope 600 by executing the defect inspection data input program 241.

図5は、試料に対する座標系の定義の一例を示す図である。421は試料であるウエハの外周を意味する。422は試料の方向を定義するためのノッチである。本例では、ノッチを下側に位置させて、欠陥検査装置が検査のために走査する有効領域の最左下部を原点(0,0)とする座標系を示している。423はX軸、424はY軸である。多数の黒い打点425は、欠陥検査データ501が有する欠陥の座標を本座標系に従って描いた例である。
図6は、欠陥の特徴量の抽出方法の一例を説明する図である。欠陥検査装置601では、デジタル変換部701から画像が得られる。得られた画像は2次元のマトリクス状のデータであり、各画素に輝度をもつ。同図(a)と(b)は、それぞれ異なる欠陥が画像に写り込んでいる場合の輝度分布の例である。(a)は、輝度分布にピーク801がある。(b)は、輝度分布に飽和状態802が見られる。デジタル変換部706から得られる画像は、輝度の上限と下限が決まっているため、試料から得られる反射光や散乱光が(b)のように強い場合、すなわち、欠陥が大きい場合には飽和状態802が生じる。特徴量抽出プログラム742は、このような輝度分布をもつ画像から欠陥の特徴量を抽出する。特徴量F01は、(a)ではピーク801の輝度、(b)では飽和状態802の輝度である。特徴量F02は、(a)、(b)ともにピークや飽和状態に関係なく、画像が有する輝度の総和を計算した値である。特徴量F03は、(a)では飽和状態がないため、ゼロであり、(b)は飽和状態があるので、飽和した部分の面積、すなわち飽和した部分の画素数である。特徴量F04は(a),(b)ともにピークや飽和状態に関係なく、画像が有する輝度の分散を計算した値に、10を積算した値である。特徴量F05は、(a)では輝度分布の積分値であるが、(b)では飽和状態を考慮した推定値となる。飽和状態は、試料から得られる反射光や散乱光が強い場合に生じる。そのため、飽和状態802が見られる場合、欠陥の体積は、輝度分布の積分値より大きい。そこで、飽和した部分を除いた輝度分布に、ガウス曲面ないしは二次曲面を近似し、近似した曲面の積分値を特徴量F05の値とする。この例では、欠陥検査データ501が有する特徴量F01,F02,F03,F04,F05について説明したが、この他にも欠陥部位の周囲長や欠陥部位の縦横比など様々な特徴量を抽出してもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a coordinate system definition for a sample. Reference numeral 421 denotes the outer periphery of a wafer which is a sample. Reference numeral 422 denotes a notch for defining the direction of the sample. In this example, a coordinate system is shown in which the notch is positioned on the lower side and the lower leftmost part of the effective area scanned by the defect inspection apparatus is the origin (0, 0). Reference numeral 423 denotes an X axis, and 424 denotes a Y axis. A large number of black dots 425 are examples in which the coordinates of the defect included in the defect inspection data 501 are drawn according to this coordinate system.
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method for extracting defect feature values. In the defect inspection apparatus 601, an image is obtained from the digital conversion unit 701. The obtained image is two-dimensional matrix data, and each pixel has luminance. FIGS. 4A and 4B are examples of luminance distributions when different defects are reflected in an image. (A) has a peak 801 in the luminance distribution. In (b), a saturated state 802 is seen in the luminance distribution. Since the upper limit and the lower limit of the luminance of the image obtained from the digital conversion unit 706 are determined, when the reflected light or scattered light obtained from the sample is strong as shown in (b), that is, when the defect is large, the saturation state 802 occurs. The feature amount extraction program 742 extracts defect feature amounts from an image having such a luminance distribution. The feature amount F01 is the luminance at the peak 801 in (a) and the luminance in the saturation state 802 in (b). The feature amount F02 is a value obtained by calculating the sum of the luminance of the image regardless of the peak or saturation state in both (a) and (b). The feature amount F03 is zero because there is no saturation in (a), and (b) is the saturation portion, that is, the number of pixels in the saturation portion because there is a saturation state. The feature amount F04 is a value obtained by adding 10 to the value obtained by calculating the variance of the luminance of the image regardless of the peak or saturation state in both (a) and (b). The feature amount F05 is an integrated value of the luminance distribution in (a), but is an estimated value in consideration of the saturation state in (b). Saturation occurs when the reflected or scattered light obtained from the sample is strong. Therefore, when the saturated state 802 is seen, the defect volume is larger than the integrated value of the luminance distribution. Therefore, a Gaussian or quadratic surface is approximated to the luminance distribution excluding the saturated portion, and the integral value of the approximated curved surface is set as the value of the feature amount F05. In this example, the feature amounts F01, F02, F03, F04, and F05 included in the defect inspection data 501 have been described. In addition to this, various feature amounts such as the peripheral length of the defective portion and the aspect ratio of the defective portion are extracted. Also good.

図7は、検出可否予測プログラム242を実行した結果の一例を示す図である。検出可否予測データ502は、前記欠陥検査データ501に、走査電子顕微鏡で各欠陥を検出できない確率を予測した値409,411と、検出可否の予測結果410,412を加えたデータである。ただし、ここでは紙面の都合で、特徴量404から408は省略した。検出可否予測データ502は、図17に示す欠陥検査・解析データテーブル500に記録される。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a result of executing the detectability prediction program 242. As illustrated in FIG. The detection feasibility prediction data 502 is data obtained by adding values 409 and 411 that predict the probability that each defect cannot be detected by the scanning electron microscope to the defect inspection data 501 and detection prediction results 410 and 412. However, the feature amounts 404 to 408 are omitted here due to space limitations. The detectability prediction data 502 is recorded in the defect inspection / analysis data table 500 shown in FIG.

409と411は、走査電子顕微鏡で各欠陥を検出できない確率を予測した結果である。409は加速電圧を1kVに設定した場合に各欠陥を検出できない確率、411は加速電圧を30kVに設定した場合に各欠陥を検出できない確率である。   Reference numerals 409 and 411 indicate predicted probabilities that each defect cannot be detected by the scanning electron microscope. 409 is a probability that each defect cannot be detected when the acceleration voltage is set to 1 kV, and 411 is a probability that each defect cannot be detected when the acceleration voltage is set to 30 kV.

予測処理を、本実施例ではロジスティック回帰モデルを使用して説明する。
走査電子顕微鏡で、ある欠陥を検出できない確率Pを予測するために、欠陥検査データ501に含まれる欠陥の特徴量の群x=(x,x,…,x)を採用する。欠陥の特徴量の群x=(x,x,…,x)である条件のもとで、ある欠陥が検出できない現象が発生する条件付き確率Pを、
The prediction process will be described using a logistic regression model in this embodiment.
In order to predict the probability P that a certain defect cannot be detected with a scanning electron microscope, a group of defect features x = (x 1 , x 2 ,..., X N ) included in the defect inspection data 501 is employed. A conditional probability P at which a phenomenon in which a defect cannot be detected occurs under the condition of a defect feature group x = (x 1 , x 2 ,..., X N ),

Figure 2013019866
Figure 2013019866

という関数Fを用いてモデル化する。ここで、
(1)N個の説明変数の影響を線形な合成変数
Modeling is performed using the function F. here,
(1) A linear composite variable that influences the N explanatory variables

Figure 2013019866
Figure 2013019866

(2)関数FにZのロジスティック関数 (2) Logistic function of Z in function F

Figure 2013019866
Figure 2013019866

とした(1)、(2)が次のロジスティック回帰モデル式のモデルである。
(3)ロジスティック回帰モデル式
(1) and (2) are the models of the following logistic regression model formula.
(3) Logistic regression model formula

Figure 2013019866
Figure 2013019866

ロジスティック回帰モデルは(−∞〜∞)の変動範囲を持つ独立変数の合成変量Zと範囲(0,1)に値をもつ確率Pとをロジスティック関数でリンクさせたモデルである。
この式を変形すると、
The logistic regression model is a model in which a synthetic variable Z of independent variables having a variation range of (−∞ to ∞) and a probability P having a value in the range (0, 1) are linked by a logistic function.
If this equation is transformed,

Figure 2013019866
Figure 2013019866

となる。   It becomes.

図7の409と411は、数4の式に基づいて計算された結果である。この実施例では、N=4として、係数a,a,a,a,bには、図8に示す予測式係数データテーブル520に登録された係数をそれぞれ代入する(係数の算出方法は後述する)。522は、加速電圧を1kVに設定した場合の係数、523は、加速電圧を30kVに設定した場合の係数である。この例では、特徴量F01は検出可否の予測には必要がないために説明変数として使用せず、特徴量F02,F03,F04,F05を用いている。 409 and 411 in FIG. 7 are results calculated based on the equation (4). In this embodiment, N = 4, and the coefficients registered in the prediction formula coefficient data table 520 shown in FIG. 8 are substituted for the coefficients a 1 , a 2 , a 3 , a 4 , and b (calculation of coefficients). The method will be described later). 522 is a coefficient when the acceleration voltage is set to 1 kV, and 523 is a coefficient when the acceleration voltage is set to 30 kV. In this example, the feature value F01 is not used as an explanatory variable because it is not necessary for predicting whether or not it can be detected, and feature values F02, F03, F04, and F05 are used.

410と412は、検出可否の予測結果である。410は、加速電圧を1kVに設定した場合の予測結果、412は、加速電圧を30kVに設定した場合の予測結果である。410は、409が50%以上の場合に「invisible」、50%未満の場合に「visible」と予測した結果である。同様に412は、411が50%以上の場合に「invisible」、50%未満の場合に「visible」と予測した結果である。この例では、上述のように、ロジスティック回帰式で確率を計算し、50%をしきい値として「invisible」と「visible」を判定したが、この限りではない。例えば、ロジスティック回帰式の代わりに、ニューラルネットワークのようなパターン認識アルゴリズムを適用してもよい。また、50%をしきい値として「invisible」と「visible」の判定をするのではなく、しきい値をその都度、最適化してもよい。また、この例では、409と411に走査電子顕微鏡で検出できない確率を用いたが、逆に、走査電子顕微鏡で検出できる確率を用いてもよい。走査電子顕微鏡で検出できる確率は、数4のexpの後ろの大括弧の中の正負を反転すれば計算できる。   Reference numerals 410 and 412 are prediction results of detection availability. 410 is a prediction result when the acceleration voltage is set to 1 kV, and 412 is a prediction result when the acceleration voltage is set to 30 kV. 410 is the result of predicting “invisible” when 409 is 50% or more, and “visible” when 409 is less than 50%. Similarly, 412 is a result of predicting “invisible” when 411 is 50% or more, and “visible” when 411 is less than 50%. In this example, as described above, the probability is calculated using the logistic regression equation, and “invisible” and “visible” are determined using 50% as a threshold value, but this is not restrictive. For example, a pattern recognition algorithm such as a neural network may be applied instead of the logistic regression equation. Also, instead of determining “invisible” and “visible” with 50% as a threshold value, the threshold value may be optimized each time. In this example, the probability that cannot be detected by the scanning electron microscope is used for 409 and 411, but conversely, the probability that can be detected by the scanning electron microscope may be used. The probability that can be detected with a scanning electron microscope can be calculated by reversing the positive and negative signs in square brackets after the exp in Expression 4.

図9は、サンプリングプログラム243を実行した結果の一例である。サンプリングデータ503は、検出可否予測データ502にサンプリング結果413を加えたデータであり、欠陥検査・解析データテーブル500に格納される。ただし、ここでは紙面の都合で、特徴量404から408と、走査電子顕微鏡で検出できない確率409、411は省略した。413は、検出可否予測データ502が有する多数の欠陥の座標から、走査電子顕微鏡で検出できない確率409,411の値が所定値のものをランダムに選んだ欠陥にマークを付けたデータである。空白は、その欠陥がレビュー作業の対象として選ばれなかったことを意味し、逆に何かしら記された欠陥は、レビュー作業を行うために選ばれたことを意味する。「1kV Review」は、走査電子顕微鏡で加速電圧を1kVに設定して画像を撮像することを表わす。   FIG. 9 is an example of a result of executing the sampling program 243. The sampling data 503 is data obtained by adding the sampling result 413 to the detectability prediction data 502, and is stored in the defect inspection / analysis data table 500. However, here, due to space limitations, the feature amounts 404 to 408 and the probabilities 409 and 411 that cannot be detected by the scanning electron microscope are omitted. Reference numeral 413 denotes data in which a defect is randomly selected from the coordinates of a large number of defects included in the detection possibility prediction data 502 and having a probability 409, 411 that cannot be detected by the scanning electron microscope having a predetermined value. The blank means that the defect was not selected for the review work, and conversely, a defect written in some way means that the defect was selected for the review work. “1 kV Review” represents that an image is taken with a scanning electron microscope with an acceleration voltage set to 1 kV.

「1kV Alignment」は、走査電子顕微鏡で加速電圧を1kVに設定して画像を撮像することを表わすとともに、撮像した画像を特許文献2で開示された方法で座標系のアライメントに活用することを表わす。座標系のアライメントとは、欠陥検査装置及び走査電子顕微鏡のステージ座標系と半導体ウエハ座標系の間のアライメントである。ステージ座標系とは装置のステージの移動する軸に応じて定められる装置固有の座標系である。半導体ウエハ座標系とは、半導体ウエハ個々に定められる座標系であり、パタンが形成された半導体ウエハの場合、一般には、パタンのダイに沿って定められる。また、パタンの無い半導体ウエハの場合、半導体ウエハの外形とVノッチあるいはオリエンテーションフラットとの位置関係から定められる。欠陥検査装置及び走査電子顕微鏡のステージ座標系と半導体ウエハ座標系の間のアライメントを、半導体ウエハ上の同様の位置にてそれぞれ実施すれば、欠陥検査装置による検査と走査電子顕微鏡によるレビューにおける座標系は一致する。しかし、実際には欠陥検査装置から出力される欠陥検査データには、検査時の半導体ウエハアライメント誤差や欠陥検出位置の誤差が含まれている。そのため、走査電子顕微鏡において半導体ウエハアライメントを実施しても、必ずしも所望の欠陥が視野に入らない場合があった。そのため、欠陥座標の誤差の修正を行う場合には、まず、欠陥検査装置から出力された欠陥座標の位置に、走査電子顕微鏡の観察視野の中心を移動し、観察視野の領域近傍に存在する欠陥を探索し、検出された欠陥の位置を指定する。このような動作を1回あるいは複数回繰り返す。そして、指定された実際の欠陥位置座標と欠陥検査装置から出力された欠陥座標の誤差が最小となるように座標変換を施す。   “1 kV Alignment” represents that an acceleration voltage is set to 1 kV with a scanning electron microscope and an image is captured, and that the captured image is used for alignment of a coordinate system by the method disclosed in Patent Document 2. . The coordinate system alignment is the alignment between the stage coordinate system of the defect inspection apparatus and the scanning electron microscope and the semiconductor wafer coordinate system. The stage coordinate system is an apparatus-specific coordinate system determined according to the axis of movement of the apparatus stage. The semiconductor wafer coordinate system is a coordinate system determined for each semiconductor wafer. In the case of a semiconductor wafer on which a pattern is formed, it is generally determined along a pattern die. In the case of a semiconductor wafer having no pattern, it is determined from the positional relationship between the outer shape of the semiconductor wafer and the V notch or orientation flat. If the alignment between the stage coordinate system of the defect inspection apparatus and the scanning electron microscope and the semiconductor wafer coordinate system is performed at the same position on the semiconductor wafer, the coordinate system in the inspection by the defect inspection apparatus and the review by the scanning electron microscope Match. However, actually, the defect inspection data output from the defect inspection apparatus includes a semiconductor wafer alignment error at the time of inspection and a defect detection position error. For this reason, even if semiconductor wafer alignment is performed in a scanning electron microscope, a desired defect may not always enter the field of view. Therefore, when correcting the error of the defect coordinates, first, the center of the observation field of the scanning electron microscope is moved to the position of the defect coordinates output from the defect inspection apparatus, and the defect existing in the vicinity of the region of the observation field And the position of the detected defect is designated. Such an operation is repeated once or a plurality of times. Then, coordinate conversion is performed so that an error between the designated actual defect position coordinate and the defect coordinate output from the defect inspection apparatus is minimized.

図9のサンプリング結果413の「30kV Review」は、走査電子顕微鏡で加速電圧を30kVに設定して画像を撮像することを表わす。これは、通し番号が15番の欠陥は、410の予測結果が「invisible」であるが、412の予測結果が「visible」であるため、加速電圧を30kVに設定することを表わす。「Optical Review」は、走査電子顕微鏡では加速電圧を30kVに設定しても検出できないため、光学顕微鏡で画像を撮像することを表わす。ここで、光学顕微鏡は、走査電子顕微鏡601が有する光学系を用いてもよいし、走査電子顕微鏡601とは異なる光学系を有するなんらかの装置を用いても良い。   “30 kV Review” of the sampling result 413 in FIG. 9 represents that an image is captured with the acceleration voltage set to 30 kV with a scanning electron microscope. This indicates that the defect with the serial number of 15 has the prediction result of 410 being “invisible”, but the prediction result of 412 is “visible”, so that the acceleration voltage is set to 30 kV. “Optical Review” represents that an image is picked up with an optical microscope because the scanning electron microscope cannot detect even if the acceleration voltage is set to 30 kV. Here, as the optical microscope, an optical system included in the scanning electron microscope 601 may be used, or any device having an optical system different from the scanning electron microscope 601 may be used.

図10は、画像撮像プログラム244ならびに欠陥分類プログラム246を実行した結果の一例である。分類結果データ504は、サンプリングデータ503に欠陥分類結果414と、撮像した画像の保存先415を加えたデータであり、欠陥検査・解析データテーブル500に格納される。ただし、ここでは紙面の都合で、特徴量404から408と、走査電子顕微鏡で検出できない確率409,411は省略した。画像撮像プログラム244は、413に記された内容に従って、走査電子顕微鏡ないしは光学顕微鏡で欠陥部位を撮像する。413に「1kV Review」や「1kV Alighnment」と記された欠陥は、電子光学系201〜213で加速電圧を1kVに設定して画像を撮像して、415で指定される保存先に画像を保存する。「30kV Review」と記された欠陥は、電子光学系201〜213で加速電圧を30kVに設定して画像を撮像して、415で指定される保存先に画像を保存する。「Optical Review」と記された欠陥は、光学系221〜226で画像を撮像して、415で指定される保存先に画像を保存する。この例では、415の保存先は、401の欠陥の通し番号を基に、採番されている。次に撮像された画像に対して、欠陥分類プログラム246で、欠陥をその種類ごとに分類する。具体的には、特許文献3に開示されているように、ルールベース型の欠陥分類エンジンと学習型の欠陥分類エンジンを多段階に組み合わせて欠陥を分類すると分類性能が高いことが知られている。   FIG. 10 is an example of a result of executing the image capturing program 244 and the defect classification program 246. The classification result data 504 is data obtained by adding the defect classification result 414 and the storage destination 415 of the captured image to the sampling data 503, and is stored in the defect inspection / analysis data table 500. However, here, due to space limitations, the feature amounts 404 to 408 and the probabilities 409 and 411 that cannot be detected by the scanning electron microscope are omitted. The image imaging program 244 images a defect site with a scanning electron microscope or an optical microscope in accordance with the contents described in 413. For the defects marked “1 kV Review” or “1 kV Alignment” in 413, an image is taken with the acceleration voltage set to 1 kV by the electron optical system 201-213, and the image is saved in the storage destination designated by 415. To do. For the defect described as “30 kV Review”, the electron optical system 201 to 213 sets the acceleration voltage to 30 kV, captures an image, and stores the image in the storage destination specified by 415. For the defect described as “Optical Review”, an image is captured by the optical systems 221 to 226 and the image is stored in a storage destination designated by 415. In this example, the storage destination 415 is numbered based on the serial number of the defect 401. Next, the defect classification program 246 classifies the defect for each type of the captured image. Specifically, as disclosed in Patent Document 3, it is known that classification performance is high when defects are classified by combining a rule-based defect classification engine and a learning-type defect classification engine in multiple stages. .

図11は、本発明の機能を導入した走査電子顕微鏡で行われるレビュー作業の処理手順を説明するフローチャートの一例を示す図である。ステップ321では、欠陥検査データ入力プログラム241を用いて、座標と特徴量を有する欠陥検査データ501を欠陥検査装置601から欠陥検査・解析データテーブル500へ読み込む。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a flowchart for explaining the processing procedure of the review work performed in the scanning electron microscope in which the function of the present invention is introduced. In step 321, the defect inspection data input program 241 is used to read defect inspection data 501 having coordinates and feature amounts from the defect inspection apparatus 601 into the defect inspection / analysis data table 500.

ステップ322では、検出可否予測プログラム242を用いて、座標毎、加速電圧毎に走査電子顕微鏡での検出可否を予測する。すなわち、欠陥検査データ501を検出可否予測データ502に変換する。検出可否予測プログラム242による処理を、図18に示すフローチャートにより説明する。   In step 322, the detection possibility with the scanning electron microscope is predicted for each coordinate and each acceleration voltage using the detection possibility prediction program 242. That is, the defect inspection data 501 is converted into the detection possibility prediction data 502. Processing by the detection possibility prediction program 242 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

欠陥検査データ501より最初に処理する欠陥座標を特定しS1011、特定された欠陥座標において撮像された画像より欠陥検査装置で抽出された欠陥の特徴量データから、後述する図16のユーザインタフェースを介してユーザが選択した特徴量のデータを、欠陥検査・解析データテーブル500より入力するS1012。   The defect coordinates to be processed first are specified from the defect inspection data 501 and S1011, the defect feature data extracted by the defect inspection apparatus from the image picked up at the specified defect coordinates is passed through the user interface shown in FIG. The data of the feature amount selected by the user is input from the defect inspection / analysis data table 500 (S1012).

検出条件別(加速電圧が1kV,30kVなどの条件)に、該当欠陥を検出できない確率P(または、検出できる確率1−P)を、前記したロジスティック関数(数4)、数2式を使用して算出する。ここで、数2式の係数a,a,………,a,bには予め検出可否学習プログラム247により算出(後述)されて予測式係数データテーブル520に格納されている該当値を読み出し、および説明変数(x,x,…,x)にはS1012にて入力された欠陥の特徴量を代入して、特定された欠陥を検出条件別に検出できない確率Pを算出して、欠陥検査・解析データテーブル500に記録するS1013。 For each detection condition (acceleration voltage is 1 kV, 30 kV, etc.), the probability P that the corresponding defect cannot be detected (or the probability 1-P that can be detected) is expressed using the above-described logistic function (Equation 4) and Equation 2. To calculate. Here, the coefficients a 1 , a 2 ,..., A N , b in Equation 2 are corresponding values calculated in advance (described later) by the detectability learning program 247 and stored in the prediction formula coefficient data table 520. And the feature quantity of the defect input in S1012 is substituted into the explanatory variables (x 1 , x 2 ,..., X N ), and the probability P that the identified defect cannot be detected for each detection condition is calculated. Then, S1013 is recorded in the defect inspection / analysis data table 500.

続いて、S1013で算出した欠陥を検出できない確率Pを、所定の、または最適化して求めたしきい値を使って、検出可否の予測結果を求めて、欠陥検査・解析データテーブル500に記録するS1014。   Subsequently, the probability P that cannot be detected in S1013 can be detected by using a predetermined or optimized threshold value, and a prediction result of detection is obtained and recorded in the defect inspection / analysis data table 500. S1014.

そして、次の計算対象の欠陥座標がある場合(S1015)は、次の計算対象の欠陥座標を特定して(S1016)、S1012からの処理を繰り返し、もし次の計算対象の欠陥座標が無い場合には、検出可否予測プログラム242の処理を終了させる。   If there is a next calculation target defect coordinate (S1015), the next calculation target defect coordinate is specified (S1016), and the processing from S1012 is repeated, and if there is no next calculation target defect coordinate. The process of the detectability prediction program 242 is terminated.

図11のステップ323では、サンプリングプログラム243を用いて、アライメント用の座標や観察対象の座標を選び出す。すなわち、検出可否予測データ502をサンプリングデータ503に変換する。ここで、各欠陥座標をサンプリングする処理の仕様は、走査電子顕微鏡の機種、処理対象のウエハの品種、ユーザの要請などに応じて様々に変わりうるので、サンプリング処理前に、ユーザによってプログラム仕様を設定することになる。   In step 323 of FIG. 11, the sampling program 243 is used to select alignment coordinates and observation target coordinates. That is, the detection possibility prediction data 502 is converted into sampling data 503. Here, the specification of the process for sampling each defect coordinate can vary depending on the scanning electron microscope model, the type of wafer to be processed, the user's request, etc. Will be set.

次に、ステップ324では、サンプリングデータ503の413に「1kV Alignment」と記された欠陥の座標だけ先行して、画像撮像プログラム244を用いて電子光学系201〜213を用いて画像を撮像する。   Next, in step 324, an image is picked up using the electron optical systems 201 to 213 using the image pickup program 244 by preceding the 413 of the sampling data 503 by the coordinates of the defect described as “1 kV Alignment”.

ステップ325では、ステップ324で撮像した画像を基に、アライメントを行う。すなわち、撮像した画像に、確実に欠陥が写り込むように、駆動ステージ207と欠陥検査データ501の座標系のオフセットを計算する。   In step 325, alignment is performed based on the image captured in step 324. That is, the coordinate system offset between the drive stage 207 and the defect inspection data 501 is calculated so that the defect is surely reflected in the captured image.

次に、ステップ326では、サンプリングデータ503の413に「1kV Review」「30kV Review」「Optical Review」と記された欠陥の座標に対して、画像撮像プログラム244を用いて画像を撮像する。「1kV Review」と記された欠陥の座標は、加速電圧を1kVに設定して電子光学系201〜213で画像を撮像する。「30kV Review」と記された欠陥の座標は、加速電圧を30kVに設定して電子光学系201〜213で画像を撮像する。「Optical Review」と記された欠陥の座標は、光学系221〜226で画像を撮像する。   Next, in step 326, an image is captured using the image capturing program 244 with respect to the coordinates of the defect described as “1 kV Review”, “30 kV Review”, and “Optical Review” in 413 of the sampling data 503. As for the coordinates of the defect described as “1 kV Review”, the acceleration voltage is set to 1 kV and an image is picked up by the electron optical systems 201 to 213. As for the coordinates of the defect described as “30 kV Review”, the acceleration voltage is set to 30 kV and an image is taken by the electron optical systems 201 to 213. As for the coordinates of the defect described as “Optical Review”, an image is picked up by the optical systems 221 to 226.

次に、ステップ327では、欠陥分類プログラム246を用いて、座標毎に欠陥の種類を分類する。   Next, in step 327, the defect type is classified for each coordinate using the defect classification program 246.

図12は、走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。GUIプログラム248が描く画面901は、検出可否予測プログラム242による検出可否予測結果502を表示している。915は試料であるウエハの外周を意味する。916は試料の方向を定義するためのノッチである。多数の黒打点917は、911から914で指定した検出可否予測結果が有する欠陥の座標群である。911で試料の通し番号、912で試料を検査した工程名を指定している。913で表示する欠陥の条件を選択する。この例では、「Visible(1kV)」がチェックされているので、加速電圧1kVの条件で走査電子顕微鏡で検出できると予測された欠陥の座標を表示している。また、914でこの例のようにウエハマップを描くか、ウエハ内のダイマップを描くか選択する。また、この例では、ウエハ内のダイのレイアウトを表示しない条件が選択されている。このように、本発明に係る走査電子顕微鏡では、検出可否予測プログラム242を有することで、設定する加速電圧に対する検出可否予測結果でウエハマップの表示を切り換えることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a graphical user interface of the scanning electron microscope. A screen 901 drawn by the GUI program 248 displays a detection possibility prediction result 502 by the detection possibility prediction program 242. 915 means the outer periphery of the wafer which is a sample. Reference numeral 916 denotes a notch for defining the direction of the sample. A large number of black dots 917 are defect coordinate groups included in the detection possibility prediction results designated by 911 to 914. Reference numeral 911 designates a serial number of the sample, and reference numeral 912 designates a process name inspecting the sample. In 913, a defect condition to be displayed is selected. In this example, since “Visible (1 kV)” is checked, the coordinates of the defect predicted to be detected by the scanning electron microscope under the condition of the acceleration voltage of 1 kV are displayed. In 914, it is selected whether to draw a wafer map or a die map in the wafer as in this example. In this example, a condition for not displaying the layout of the dies in the wafer is selected. As described above, in the scanning electron microscope according to the present invention, the display of the wafer map can be switched according to the detection possibility prediction result for the set acceleration voltage by having the detection possibility prediction program 242.

図13は、走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。GUIプログラム248が描く画面902は、画像撮像プログラム244、欠陥分類プログラム246で得られた分類結果データ504のうち、通し番号が15番の欠陥の情報を表示している。924の四角い枠の中に撮像された画像が表示されている。この例では、回路パターン925の下層に欠陥926が検出されている様子がわかる。921は、表示している欠陥の座標である。922は、分類結果データ504の413に記された情報である。923は、分類結果データ504の414に記されたクラスである。このように、本発明に係る走査電子顕微鏡では、検出可否予測プログラム242を有することで、異なる検出条件、すなわち異なる加速電圧を自動的に設定して走査電子顕微鏡の画像を撮像することができ、その条件も画像と一緒に表示することができる。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a graphical user interface of the scanning electron microscope. A screen 902 drawn by the GUI program 248 displays information on the defect with the serial number 15 in the classification result data 504 obtained by the image capturing program 244 and the defect classification program 246. A captured image is displayed in a square frame 924. In this example, it can be seen that the defect 926 is detected in the lower layer of the circuit pattern 925. Reference numeral 921 denotes the coordinates of the displayed defect. Reference numeral 922 denotes information written in 413 of the classification result data 504. Reference numeral 923 denotes a class described in 414 of the classification result data 504. Thus, in the scanning electron microscope according to the present invention, by having the detection possibility prediction program 242, different detection conditions, that is, different acceleration voltages can be automatically set, and an image of the scanning electron microscope can be taken. The conditions can also be displayed together with the image.

図14は、走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。GUIプログラム248が描く画面903は、分類結果データ504をモザイク図931として集計した結果を表示している。モザイク図931の横軸は、情報413から生成される検出条件、すなわち「1kV Review」と「1kV Alignment」を「1kV」、「30kV Review」を「30kV」、「Optical Review」を「Optical」のように定めて区分している。縦軸は、欠陥分類の結果414のクラスである。この例では、加速電圧1kVに設定して電子光学系で撮像された欠陥は、「Particle」が一番多く、続いて「Dimple」や「Pattern」が多いことがわかる。また、加速電圧30kVに設定して電子光学系で撮像された欠陥は、「Under」が一番多く、続いて「Pattern」が多い。また、黒く塗りつぶした「False」すなわち欠陥を検出できなかった画像も撮像されていることがわかる。このように、本発明に係る走査電子顕微鏡では、検出可否予測プログラム242を有することで、異なる検出条件、すなわち異なる加速電圧を自動的に設定して走査電子顕微鏡の画像を撮像することができ、検出条件ごとに欠陥分類結果を集計できる。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a graphical user interface of the scanning electron microscope. A screen 903 drawn by the GUI program 248 displays the result of totalizing the classification result data 504 as a mosaic diagram 931. The horizontal axis of the mosaic diagram 931 indicates detection conditions generated from the information 413, that is, “1 kV Review” and “1 kV Alignment” are “1 kV”, “30 kV Review” is “30 kV”, and “Optical Review” is “Optical”. It is defined as follows. The vertical axis represents the class of the result 414 of defect classification. In this example, it can be seen that the defect captured by the electron optical system with the acceleration voltage set to 1 kV is “Particle”, followed by “Dimple” and “Pattern”. Further, the number of defects taken by the electron optical system with the acceleration voltage set to 30 kV is “Under”, followed by “Pattern”. In addition, it can be seen that a “False” painted black, that is, an image in which a defect could not be detected is also captured. Thus, in the scanning electron microscope according to the present invention, by having the detection possibility prediction program 242, different detection conditions, that is, different acceleration voltages can be automatically set, and an image of the scanning electron microscope can be taken. Defect classification results can be tabulated for each detection condition.

図15は、検出可否学習プログラム247に入力する検出可否結果データの一例である。検出可否結果データ505は、検出可否予測プログラム242を使わずに、欠陥検査データからランダムに座標を選び、選ばれた座標に対して、加速電圧1kVないしは加速電圧30kVを設定して走査電子顕微鏡で画像を撮像し、欠陥の検出可否を評価した結果である。検出可否結果データ505は、1枚のウエハの検査結果だけではなく、複数のウエハを検査した結果であることが望ましい。検出可否結果データ505は、欠陥検査データが有する特徴量404,405,406,407,408と走査電子顕微鏡の検出条件416、走査電子顕微鏡での検出可否評価結果417を有する。   FIG. 15 is an example of the detectability result data input to the detectability learning program 247. The detection result result data 505 is selected by randomly selecting coordinates from the defect inspection data without using the detection possibility prediction program 242, and setting the acceleration voltage 1 kV or the acceleration voltage 30 kV for the selected coordinates. This is a result of taking an image and evaluating whether or not a defect can be detected. The detection result data 505 is preferably not only the inspection result of one wafer but also the result of inspection of a plurality of wafers. The detectability result data 505 includes feature amounts 404, 405, 406, 407, and 408 included in the defect inspection data, a detection condition 416 of the scanning electron microscope, and a detectability evaluation result 417 of the scanning electron microscope.

図16は、走査電子顕微鏡のグラフィカルユーザインターフェースの一例を示す図である。GUIプログラム248が描く画面904では、検出可否学習プログラム247を呼び出して予測式の係数を計算している。941には、検出可否結果データ505が有する特徴量の名前が表示され、その中から予測式に使う特徴量の名前を選択できる。この例では、特徴量F02,F03,F04,F05が選ばれた様子が表示されている。特徴量の名前を選択後、ボタン942をマウスでクリックすることで、検出可否学習プログラム247が呼び出されて、416の検出条件ごとに、多重ロジスティック回帰分析が行われる。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a graphical user interface of the scanning electron microscope. On the screen 904 drawn by the GUI program 248, the detection possibility learning program 247 is called to calculate the coefficient of the prediction formula. In 941, the name of the feature quantity included in the detection result result data 505 is displayed, and the name of the feature quantity used for the prediction formula can be selected from the name. In this example, a state in which the feature amounts F02, F03, F04, and F05 are selected is displayed. After selecting the name of the feature amount, clicking the button 942 with the mouse causes the detection possibility learning program 247 to be called, and multiple logistic regression analysis is performed for each of the detection conditions 416.

図19に検出可否学習プログラム247の処理のフローチャートを示す。本プログラムの入力となる検出可否結果データ505は、本プログラムの起動により、欠陥検査装置から新たに欠陥検査をした特徴量データを、ネットワークインターフェース234を介して収集して、欠陥検査・解析データテーブル500に登録されるか、または、既に欠陥検査・解析データテーブル500に登録されている欠陥検査データが読み出されて使用される。この場合に、検出条件416と、検出可否評価結果417の各欄のデータは、検出可否結果データに対応した欠陥を、ユーザが走査電子顕微鏡の観察を実施した結果を入力して作成することになる。(S1021)
図16のグラフィカルユーザインターフェースよりユーザが選択した特徴量を受付ける。(S1022)
続いて、ロジスティック回帰式の係数を算出する。
数4に示したロジスティック回帰モデル式は、走査電子顕微鏡でウエハ上のある欠陥を検出できない事象が起こる確率Pを説明するN個の説明変数の群x=(x,x,…,x)、ある欠陥を検出できない事象が起こる場合にY=1、ある欠陥を検出できる場合にはY=0となる2値の確率変数Yに適用される。
FIG. 19 shows a flowchart of the processing of the detection feasibility learning program 247. Detectable / unusable result data 505 serving as an input of this program is a defect inspection / analysis data table obtained by collecting feature amount data newly subjected to defect inspection from the defect inspection apparatus via the network interface 234 upon activation of this program. The defect inspection data registered in 500 or already registered in the defect inspection / analysis data table 500 is read and used. In this case, the data in each column of the detection condition 416 and the detection result evaluation result 417 is to create a defect corresponding to the detection result data by inputting the result of the user's observation with the scanning electron microscope. Become. (S1021)
The feature quantity selected by the user is received from the graphical user interface of FIG. (S1022)
Subsequently, the logistic regression coefficient is calculated.
The logistic regression model equation shown in Equation 4 is a group of N explanatory variables x = (x 1 , x 2 ,..., X explaining the probability P of occurrence of an event in which a certain defect on the wafer cannot be detected by a scanning electron microscope. N ), which is applied to a binary random variable Y where Y = 1 when an event in which a certain defect cannot be detected occurs and Y = 0 when a certain defect can be detected.

数2の線形結合の係数を、a=(a,a,……,a,b)とベクトル表現に示す。aを推定するために、独立なn個の標本を収集したとする。
(1) 2値の確率変数Yのベクトル:Y=(Y,Y,……,Y n×1
(2) 確率変数Yの観測値ベクトル:y=(y,y,……,y n×1
(3) 説明変数の行列 :X=(x,x,……,x n×N
(4) 第i標本の説明変数ベクトル:x=(xi1,xi2,……,xiN N×1
と表わすと、確率変数Yの観測値がyとなる確率は
The coefficients of the linear combination of Equation 2 are shown in a vector expression as a = (a 1 , a 2 ,..., A N , b). Assume that n independent samples have been collected in order to estimate a.
(1) Vector of binary random variable Y: Y = (Y 1 , Y 2 ,..., Y n ) t n × 1
(2) Observation value vector of random variable Y: y = (y 1 , y 2 ,..., Y n ) t n × 1
(3) Matrix of explanatory variables: X = (x 1 , x 2 ,..., X n ) t n × N
(4) Description variable vector of the i-th sample: x i = (x i1, x i2, ......, x iN) t N × 1
The probability that the observed value of the random variable Y is y is

Figure 2013019866
Figure 2013019866

となる。この確率を観測値yが与えられた条件のもとでパラメータaの関数として、   It becomes. This probability as a function of parameter a under the condition given observation value y,

Figure 2013019866
Figure 2013019866

としたものが尤度と呼ばれている。   Is called likelihood.

モデルに含まれるパラメータ数Nに比較して標本数nが十分に大きい場合(nがNの4〜5倍以上)には、この尤度を最大にする最尤法により、真のパラメータ値に漸近的に近い値が得られる。   When the number of samples n is sufficiently larger than the number of parameters N included in the model (n is 4 to 5 times N or more), the maximum likelihood method that maximizes this likelihood is used to obtain a true parameter value. Asymptotically close values are obtained.

例えば、非特許文献1に記載される最尤法を使用して、S1022においてユーザにより選択されたN個の特徴量を説明変数として、S1021において作成された検出可否結果データを標本として、パラメータa=(a,a,……,a,b)を推定する(S1023)。 For example, using the maximum likelihood method described in Non-Patent Document 1, N feature quantities selected by the user in S1022 are used as explanatory variables, and the detection result data created in S1021 is used as a sample. = (A 1 , a 2 ,..., A N , b) is estimated (S1023).

前記のロジスティック回帰式の係数の算出に使用された、各特徴量データ毎にカイ二乗検定を行う。各特徴量データ毎に過去の実績値の正規分布のデータが得られているものとする。各特徴量毎に、値域をm領域に分け、標本数n個の検出可否結果データ505が各値域領域のいずれかに観測度数として振り分けられる。また、過去の実績値の正規分布のデータに従って、n個の標本数が各値域領域に振り分けられる期待度数が求められる。   Chi-square test is performed for each feature amount data used for calculating the coefficient of the logistic regression equation. It is assumed that normal distribution data of past performance values is obtained for each feature amount data. For each feature amount, the range of values is divided into m regions, and the detection result data 505 for the number of samples n is distributed as an observation frequency to one of the respective range regions. Further, an expected frequency by which n samples are distributed to each range area is determined according to data of a normal distribution of past actual values.

観測度数と期待度数の食い違いの程度を測る尺度として、   As a measure to measure the degree of discrepancy between observed frequency and expected frequency,

Figure 2013019866
Figure 2013019866

を用いる。過去の実績値の正規分布が正しくて、標本数nが十分大きければ、Zは自由度νのχ分布をする。自由度νのχ分布データを使用して、算出したZより、上側確率Pを求める(S1024)。 Is used. If the normal distribution of past actual values is correct and the number of samples n is sufficiently large, Z has a χ 2 distribution with ν degrees of freedom. Using the χ 2 distribution data with the degree of freedom ν, an upper probability P is obtained from the calculated Z (S1024).

前記算出したロジスティック回帰式の係数a,a,……,a,bの値、および各特徴量データ毎にカイ二乗検定を行った結果を図16に示すグラフィカルユーザインターフェースに表示する(S1025)。 The calculated values of the coefficients a 1 , a 2 ,..., A N , b of the logistic regression equation and the result of performing the chi-square test for each feature value data are displayed on the graphical user interface shown in FIG. S1025).

図16の943には、検出条件別に、941で選択した各特徴量が検出可否の予測に必要か否かが表示されている。この例では、p値、すなわちカイ二乗検定による有意確率が、F02,F03,F04,F05ともに0.05以下になっているため、これらの選んだ特徴量を使うことで精度のよい予測を実現できることを意味している。520は検出可否学習プログラム247によって計算された予測式の係数である。   In 943 of FIG. 16, whether or not each feature amount selected in 941 is necessary for prediction of whether or not detection is possible is displayed for each detection condition. In this example, the p-value, that is, the significance probability based on the chi-square test is 0.05 or less for all of F02, F03, F04, and F05. Therefore, accurate prediction is realized by using these selected feature quantities. It means you can do it. Reference numeral 520 denotes a coefficient of the prediction formula calculated by the detectability learning program 247.

上記した図16の表示をユーザは検証して、特徴量の選定は妥当か、および予測式の係数を有効とするか否かを判断して、以下の指示を入力する(S1026)。   The user verifies the display of FIG. 16 described above, determines whether the selection of the feature amount is appropriate and determines whether the coefficient of the prediction formula is valid, and inputs the following instruction (S1026).

予測式の特徴量を見直す場合は、941よりユーザが特徴量を選択し直した入力を受付けて(S1028)、S1023からS1025の処理を繰り返す。
ユーザが特徴量の選定は妥当であり、予測式の係数を有効とすると判断して、ボタン944をマウスでクリックする指示をした入力を受付けて、算出されたロジスティック回帰式の係数a,a,……,a,bを、検出条件ごとに分けて、予測式係数データテーブル520に格納する(S1027)。
When reviewing the feature amount of the prediction formula, the input from the user reselecting the feature amount is accepted from 941 (S1028), and the processing from S1023 to S1025 is repeated.
The selection of the feature quantity is appropriate and the user judges that the coefficient of the prediction formula is valid, receives an input instructed to click the button 944 with the mouse, and calculates the coefficient a 1 , a of the calculated logistic regression formula 2 ,..., A N , b are stored for each detection condition and stored in the prediction formula coefficient data table 520 (S 1027).

実施例1では、走査電子顕微鏡に設定する加速電圧として、1kVと30kVの二者択一の例を説明した。実施例1では、加速電圧を1kVに設定した場合と、加速電圧を30kVに設定した場合とで、図8の予測式係数データテーブル520のように、それぞれ異なる係数で、異なる予測式を活用した。   In the first embodiment, the example of the alternative of 1 kV and 30 kV has been described as the acceleration voltage set in the scanning electron microscope. In the first embodiment, different prediction formulas are used with different coefficients, as in the prediction formula coefficient data table 520 of FIG. 8, depending on whether the acceleration voltage is set to 1 kV or the acceleration voltage is set to 30 kV. .

実施例2では、二者択一ではなく、適切な加速電圧を予測する方法について説明する。実施例2では、数2の説明変数に加速電圧を加えて数式の係数を生成する。すなわち、実施例1では、数2のx1からxNに欠陥検査データ501が有する特徴量を代入するが、実施例2では、x1からxN−1に特徴量を代入し、xNは加速電圧の項とする。   In the second embodiment, a method for predicting an appropriate acceleration voltage instead of the alternative will be described. In the second embodiment, an acceleration voltage is added to the explanatory variable of Equation 2 to generate a coefficient of the mathematical formula. That is, in the first embodiment, the feature quantity of the defect inspection data 501 is substituted for x1 to xN in Formula 2, but in the second embodiment, the feature quantity is substituted for x1 to xN-1, where xN is a term of acceleration voltage. And

数9は、数5の加速電圧の項、すなわちxNを計算する数式に変換した数式である。   Expression 9 is an expression converted to an expression for calculating the acceleration voltage term of Expression 5, that is, xN.

Figure 2013019866
Figure 2013019866

数9の各係数は、実施例1における数5の各係数とほとんど同じように学習するが、学習のために用いる検出可否結果データ505は、416に示した1kVと30kVの2種類だけではなく、より多くの加速電圧の場合についても検出可否を評価して入力することが望ましい。   Each coefficient in Equation 9 is learned in substantially the same manner as each coefficient in Equation 5, but the detection result data 505 used for learning is not limited to the two types of 1 kV and 30 kV shown in 416. It is desirable to evaluate and input the possibility of detection even in the case of more acceleration voltages.

数9を用いて、適切な加速電圧を予測するためには、欠陥検査データから得られる特徴量と、予測式の係数と、さらに任意の予測可否の確率を変数Pに入力する。たとえば、走査電子顕微鏡で検出できない確率を10%と定めて、数9の変数Pに10を代入する。この結果、x、すなわち適切な加速電圧が計算され、計算された加速電圧を走査電子顕微鏡に設定して画像を撮像すればよい。 In order to predict an appropriate acceleration voltage using Equation 9, a feature amount obtained from defect inspection data, a coefficient of a prediction formula, and an arbitrary predictability probability are input to a variable P. For example, the probability that it cannot be detected by the scanning electron microscope is set to 10%, and 10 is substituted into the variable P in Equation 9. As a result, x N , that is, an appropriate acceleration voltage is calculated, and the calculated acceleration voltage is set in the scanning electron microscope to capture an image.

実施例3では、検出可否予測プログラム242を欠陥検査装置601で活用する一例を説明する。すでに図3で説明したように、検出可否予測プログラム242は、欠陥検査装置601が有する二次記憶装置724に格納しておくことで活用できる。その場合、検出可否結果データ505を走査電子顕微鏡600から取り込む必要がある。そのため、欠陥検査装置601の二次記憶装置724には、検出可否入力プログラム743が必要となる。   In the third embodiment, an example in which the detectability prediction program 242 is used in the defect inspection apparatus 601 will be described. As already described with reference to FIG. 3, the detectability prediction program 242 can be used by storing it in the secondary storage device 724 included in the defect inspection apparatus 601. In that case, it is necessary to capture the detection result data 505 from the scanning electron microscope 600. Therefore, the secondary storage device 724 of the defect inspection apparatus 601 requires the detection availability input program 743.

欠陥検査装置601で検出可否予測プログラム242を活用する方法として、実施例1のように、画像を撮像する条件に活用してもよいが、欠陥検査装置601から出力する欠陥座標データ501のフィルタリングに活用することもできる。具体的には、欠陥座標データ501のうち、走査電子顕微鏡では検出できない欠陥の座標を出力しない。その場合、欠陥検査装置601の中で、予測結果502を計算し、走査電子顕微鏡で検出できない確率が高い欠陥の座標、たとえば、409の検出できない確率が70%以上の欠陥の座標を出力しないようにする。   As a method of utilizing the detection possibility prediction program 242 in the defect inspection apparatus 601, the defect inspection apparatus 601 may be used for image capturing conditions as in the first embodiment, but for filtering the defect coordinate data 501 output from the defect inspection apparatus 601. It can also be used. Specifically, in the defect coordinate data 501, the coordinates of the defect that cannot be detected by the scanning electron microscope are not output. In that case, the defect inspection apparatus 601 calculates the prediction result 502 so as not to output the coordinates of a defect having a high probability that it cannot be detected by the scanning electron microscope, for example, the coordinate of a defect having a probability that the detection of 409 cannot be detected is 70% or more. To.

201…電子源、202…加速電極、203…集束レンズ、204…偏向器、205…対物レンズ、206…試料(例えばウエハ)、207…駆動ステージ、208…一次電子、209…二次電子信号、210…二次電子検出器、211…デジタル変換部、212a、212b…反射電子検出器、213…反射電子信号、221a、221b…光源、222a,222b,222c…反射ミラー、223…集光レンズ、224…ビームスプリッタ、225a,225b…光電変換部、226…デジタル変換部、230…バス、231…全体制御部、232…CPU、233…一次記憶装置、234…ネットワークインターフェース、235…キーボード、236…マウス、237…ディスプレイ、238…二次記憶装置、241…欠陥検査データ入力プログラム、242…検出可否予測プログラム、243…サンプリングプログラム、244…画像撮像プログラム、245…アライメントプログラム、246…欠陥分類プログラム、247…検出可否学習プログラム、248…GUIプログラム、321…欠陥検査データの読み込みステップ、322…検出可否予測ステップ、323…座標サンプリングステップ、324…アライメント用の画像撮像ステップ、325…アライメントステップ、326…レビュー用の画像撮像ステップ、327…欠陥分類ステップ、401…欠陥の通し番号、402…X座標、403…Y座標、404…特徴量F01、405…特徴量F02、406…特徴量F03、407…特徴量F04、408…特徴量F05、409,411…検出できない確率、410,412…検出可否の予測結果、413…検出条件、414…欠陥分類したクラス、415…画像の保存先、416…検出条件、417…検出可否結果、421…試料の外枠、422…ノッチ、423…X座標軸、424…Y座標軸、425…欠陥の打点、500 欠陥検査・解析データテーブル、501…欠陥検査データ、502…検出可否予測結果、503…サンプリングデータ、504…分類結果データ、505…検出可否結果データ、520…予測式係数データテーブル、522,523…予測式の係数、600…走査電子顕微鏡、601…欠陥検査装置、602…ネットワーク、701a,701b…光源、702a,702b,702c…反射ミラー、703…集光レンズ、704…ビームスプリッタ、705a,705b…光電変換部、706…デジタル変換部、707…駆動ステージ、720…バス、721…全体制御部、722…CPU、723…一次記憶装置、724…二次記憶装置、725…ネットワークインターフェース、726…キーボード、727…マウス、728…ディスプレイ、741…欠陥座標検出プログラム、742…特徴量抽出プログラム、743…検出可否入力プログラム、744…GUIプログラム、801…輝度分布のピーク、802…輝度分布の飽和状態、901,902,903,904…画面、911…試料の通し番号、912…検査の工程名、913,914…表示条件選択、915…試料の外枠、916…ノッチ、917…欠陥の打点、921…欠陥の座標、922…検出条件、923…欠陥分類結果のクラス、924…画像、925…回路パターン、926…下層欠陥、931…モザイク図、941…特徴量の選択条件、942,944…実行ボタン、943…特徴量ごとの有意確率。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 ... Electron source, 202 ... Accelerating electrode, 203 ... Condensing lens, 204 ... Deflector, 205 ... Objective lens, 206 ... Sample (for example, wafer), 207 ... Driving stage, 208 ... Primary electron, 209 ... Secondary electron signal, 210 ... Secondary electron detector, 211 ... Digital converter, 212a, 212b ... Reflected electron detector, 213 ... Reflected electron signal, 221a, 221b ... Light source, 222a, 222b, 222c ... Reflecting mirror, 223 ... Condensing lens, 224 ... beam splitter, 225a, 225b ... photoelectric conversion unit, 226 ... digital conversion unit, 230 ... bus, 231 ... overall control unit, 232 ... CPU, 233 ... primary storage device, 234 ... network interface, 235 ... keyboard, 236 ... Mouse, 237 ... display, 238 ... secondary storage device, 241 ... defect inspection data 242 ... Sampling program, 244 ... Image capturing program, 245 ... Alignment program, 246 ... Defect classification program, 247 ... Detection feasibility learning program, 248 ... GUI program, 321 ... Defect inspection data Reading step, 322 ... detectability prediction step, 323 ... coordinate sampling step, 324 ... alignment imaging step, 325 ... alignment step, 326 ... review imaging step, 327 ... defect classification step, 401 ... defect detection step Serial number 402 ... X coordinate 403 ... Y coordinate 404 ... feature amount F01, 405 ... feature amount F02, 406 ... feature amount F03, 407 ... feature amount F04, 408 ... feature amount F05, 409, 411 ... cannot be detected 410, 412 ... Predicted detection result, 413 ... Detection condition, 414 ... Defect classification class, 415 ... Image storage location, 416 ... Detection condition, 417 ... Detectability result, 421 ... Outer frame of sample, 422 ... notch, 423 ... X coordinate axis, 424 ... Y coordinate axis, 425 ... defect point, 500 defect inspection / analysis data table, 501 ... defect inspection data, 502 ... detectability prediction result, 503 ... sampling data, 504 ... classification result data 505 ... detectability result data, 520 ... prediction formula coefficient data table, 522,523 ... prediction formula coefficients, 600 ... scanning electron microscope, 601 ... defect inspection apparatus, 602 ... network, 701a, 701b ... light source, 702a, 702b , 702c: Reflection mirror, 703: Condensing lens, 704: Beam splitter, 705a, 7 5b: photoelectric conversion unit, 706: digital conversion unit, 707 ... drive stage, 720 ... bus, 721 ... general control unit, 722 ... CPU, 723 ... primary storage device, 724 ... secondary storage device, 725 ... network interface, 726 ... Keyboard, 727 ... Mouse, 728 ... Display, 741 ... Defect coordinate detection program, 742 ... Feature extraction program, 743 ... Detectability input program, 744 ... GUI program, 801 ... Peak of luminance distribution, 802 ... Saturation of luminance distribution State, 901, 902, 903, 904 ... screen, 911 ... sample serial number, 912 ... inspection process name, 913, 914 ... display condition selection, 915 ... sample outer frame, 916 ... notch, 917 ... defect point, 921 ... Defect coordinates, 922 ... Detection condition, 923 ... Defect classification result class 924 ... image, 925 ... circuit pattern, 926 ... lower layer defect, 931 ... mosaic view, 941 ... feature amount of the selected conditions, 942, 944 ... execution button, 943 ... significant probability for each feature quantity.

Claims (7)

欠陥検査装置が試料上の欠陥座標を検出した情報を入力して、該欠陥を解析するための観察画像を撮像する機能を有する走査電子顕微鏡において、
前記欠陥検査装置が検出した複数の欠陥の座標と共に、欠陥検出画像の特徴量を入力する機能と、
該特徴量を用いて走査電子顕微鏡での加速電圧の設定条件、観察画像における欠陥の検出可否を欠陥毎に予測する機能と、
予測結果に基づいて入力された座標群の中からアライメントおよび観察対象の複数の座標を選択する機能と、
選択された複数の各座標に対して、検出可と予測された加速電圧を設定して画像を撮像する機能と
を有することを特徴とする走査電子顕微鏡。
In the scanning electron microscope having the function of inputting the information that the defect inspection apparatus has detected the defect coordinates on the sample and taking an observation image for analyzing the defect,
A function of inputting the feature amount of the defect detection image together with the coordinates of the plurality of defects detected by the defect inspection device,
A setting condition of acceleration voltage in the scanning electron microscope using the feature amount, a function for predicting whether or not a defect can be detected in the observation image, and
A function for selecting a plurality of coordinates for alignment and observation from a group of coordinates input based on the prediction result;
A scanning electron microscope having a function of setting an acceleration voltage that is predicted to be detectable and picking up an image for each of a plurality of selected coordinates.
予め、測定試料上の欠陥座標に対して検出可能な加速電圧を確認した撮像結果を加えた標本データを収集し、
欠陥が検出できない事象が起こる確率と、画像より得られた特徴量とにより作成したロジスティック回帰式の係数を、前記標本データに基づいて算出する機能を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の走査電子顕微鏡。
Collect sample data that includes imaging results that confirm the acceleration voltage that can be detected against the defect coordinates on the measurement sample in advance.
2. The function of calculating a coefficient of a logistic regression equation created based on a probability of an event in which a defect cannot be detected and a feature amount obtained from an image based on the sample data. Scanning electron microscope.
前記走査電子顕微鏡に光学顕微鏡を併設して備え、
前記の画像を撮像する機能は、前記の検出可否の予測結果に基づいて、欠陥毎に電子光学系と光学系のいずれかを選択して画像を撮像することを特徴とする請求項1記載の走査電子顕微鏡。
The scanning electron microscope is provided with an optical microscope,
2. The function of capturing an image according to claim 1, wherein the image is captured by selecting either an electron optical system or an optical system for each defect based on the prediction result of the detection possibility. Scanning electron microscope.
ユーザに対してグラフィカルユーザインターフェースを提示して、
特徴量の一覧より予測式に使う特徴量をユーザが選択することを受付けて、前記選択された特徴量を使用してロジスティック回帰モデルを作成し、前記ロジスティック回帰式の係数を算出した結果をユーザに提示する、および前記選択された各特徴量の標本データが検出可否の予測に有効か否かの検定結果を提示する機能を更に備えたことを特徴とする請求項2記載の走査電子顕微鏡。
Present a graphical user interface to the user,
Accepting that the user selects a feature quantity to be used in the prediction formula from the list of feature quantities, creating a logistic regression model using the selected feature quantity, and calculating the logistic regression formula coefficients. The scanning electron microscope according to claim 2, further comprising a function of presenting a test result of whether or not the sample data of each selected feature amount is effective in predicting whether or not detection is possible.
前記欠陥の検出可否を予測する機能において、加速電圧の設定条件が所定の複数の規定値の中から選択するのに替えて、最適な加速電圧を前記特徴量から計算し、
前記画像を撮像する機能において、所定の複数の規定値の中から検出可と予測された加速電圧に替えて、前記計算された最適な加速電圧を設定して画像を撮像する
ことを特徴とする請求項1記載の走査電子顕微鏡。
In the function of predicting whether or not the defect can be detected, an optimum acceleration voltage is calculated from the feature amount instead of selecting an acceleration voltage setting condition from a plurality of prescribed values.
In the function of capturing an image, the image is captured by setting the calculated optimum acceleration voltage instead of the acceleration voltage predicted to be detectable from a plurality of predetermined prescribed values. The scanning electron microscope according to claim 1.
試料上の欠陥の座標を検出する欠陥検査装置と該座標の観察画像を撮像する走査電子顕微鏡とがネットワークを介して接続され、
欠陥検査装置が欠陥の座標を検出するときに得られる画像の特徴量を用いて走査電子顕微鏡での加速電圧の設定条件、観察画像における欠陥の検出可否を欠陥毎に予測する機能と、
予測結果に基づいて、欠陥検査装置により検出された座標群の中からアライメントおよび観察対象の複数の欠陥を選択する機能と、
選択された複数の各座標に対して、走査電子顕微鏡で検出可と予測された加速電圧を設定して画像を撮像する機能と
を有することを特徴とする欠陥検査システム。
A defect inspection apparatus that detects the coordinates of the defect on the sample and a scanning electron microscope that captures an observation image of the coordinates are connected via a network,
A function for predicting the setting condition of the acceleration voltage in the scanning electron microscope using the feature amount of the image obtained when the defect inspection apparatus detects the coordinates of the defect, the ability to detect the defect in the observation image for each defect,
Based on the prediction result, a function of selecting a plurality of defects to be aligned and observed from a group of coordinates detected by the defect inspection apparatus;
A defect inspection system having a function of setting an acceleration voltage predicted to be detectable by a scanning electron microscope for each of a plurality of selected coordinates and capturing an image.
試料上の欠陥の座標を検出する機能と、
欠陥の座標を検出するときに得られる欠陥画像から特徴量を算出して、各欠陥を走査電子顕微鏡で観察画像より検出する場合の加速電圧の条件と、検出可否とを、前記特徴量を使用して欠陥毎に予測する機能と、
予測結果に基づいて、走査電子顕微鏡で検出できる確率が高い欠陥の座標を出力する機能と
を有することを特徴とする欠陥検査装置。
A function to detect the coordinates of defects on the specimen;
The feature amount is calculated from the defect image obtained when detecting the coordinates of the defect, and the condition value of acceleration voltage when detecting each defect from the observation image with the scanning electron microscope and the detectability are used. And the ability to predict for each defect,
A defect inspection apparatus having a function of outputting coordinates of a defect having a high probability of being detected by a scanning electron microscope based on a prediction result.
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