JP3715150B2 - Automatic image collection apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、欠陥画像を自動的に収集する走査型電子顕微鏡からなる画像自動収集装置に関するもので、特に半導体製造プロセスにおける欠陥のレビューを効率的に行なうのに好適な走査型電子顕微鏡からなる欠陥画像自動収集装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体ウェハ等の被対象基板上に存在する欠陥画像について、光学式顕微鏡を用いて一定倍率で撮像し、画像収集を行なっていた。半導体ウェハ上での欠陥の位置は、パターン検査装置や異物検査装置等の外観検査装置により検出された欠陥の位置情報を用い、この座標で指示される位置にウェハを移動し観察対象である欠陥を撮像していた。
ところで、半導体ウェハにおける配線パターンの微細化の進展は著しいものがあり、観察対象の欠陥サイズは光の波長を下回る場合も出てきている。このため、光学的な観察に替わり、電子顕微鏡による画像を用いた欠陥観察が行なわれるようになってきた。
【0003】
このような電子顕微鏡により欠陥画像を撮像する従来技術としては、特開平5−223747号公報(従来技術1)がある。
この従来技術1には、光学式表面異物検査装置およびその類似装置により提供されるウェハ座標および異物情報を用いて異物または欠陥等の形状観察または分析を行う電子顕微鏡において、上記装置によって提供される異物の大きさのレベルを判定する手段と、該異物レベルがあるレベル以上のとき、低倍率である基準倍率で異物を検索し、異物レベルがあるレベル以下のとき観察領域をN×Mの分割領域に分け、該分割領域毎に高倍率で、観察領域に亘って異物を検索する手段とを有する観察装置が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、半導体ウェハ等の被対象基板の欠陥画像収集する場合、外観検査装置と走査型電子顕微鏡との間にある座標管理方法の違い、外観検査装置および走査型電子顕微鏡個々の試料ステージの制動誤差などを予め考慮に入れて、走査型電子顕微鏡観察装置で観察対象を半導体パターン外観検査装置や異物検査装置により与えられる欠陥の位置に移動したとき、観察対象である欠陥が観察画像視野内に入るよう観察倍率を十分下げれば、電子顕微鏡による欠陥画像を取得することができる。しかしながら、観察倍率を十分下げるため、画像視野内で確認できる欠陥の最小寸法にも制約が生じ、微小な欠陥を観察することができないという問題が生じる。
そこで、従来技術1においては、微細な欠陥を観察できるように観察倍率を高め、M×Nの分割領域からなる観察領域に亘って微細な欠陥を検索する必要が生じてしまい、無駄な検索をせざるをえないことになる。特に、微細な欠陥が被対象基板上に多数存在する場合、無駄な検索が著しく増加してしまうことになる。
【0005】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、微細な欠陥でも、高倍率の撮像視野内に短時間に位置付けすることによって、微細な欠陥の画像を高倍率で撮像して高解像度を有するデジタル画像信号を取得してその特徴量やその性質(カテゴリー)等を分析することができるようにした走査型電子顕微鏡による画像自動収集装置およびその方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被対象基板を載置するステージと、電子ビームを出射する電子銃と、該電子銃から出射された電子ビームを収束する収束レンズと、該収束レンズで収束される電子ビームを前記被対象基板の表面に2次元に走査させる走査手段(走査偏向器による走査もステージによる走査も含む。)と、該収束レンズによって収束される電子ビームを前記被対象基板の表面上にスポット状に集束させる対物レンズと、前記走査手段による電子ビームの走査により前記被対象基板より生じる電子の強度を検出してアナログ画像信号を出力する検出器と、該検出器から検出されて出力されたアナログ画像信号をサンプリングしてデジタル画像信号に変換するA/D変換部を有する画像入力部と、該画像入力部から得られるデジタル画像信号を記憶する画像記憶部とを備えた走査型電子顕微鏡であって、外観検査装置から取得される被対象基板上に存在する欠陥についての寸法およびその第1の位置座標に関する情報を記憶する記憶部と、該記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の大きな欠陥についての第1の位置座標に関する情報を基に、大きな欠陥を前記走査手段を制御して得られる低倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた大きな欠陥を低倍率の撮像倍率で撮像してその大きな欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶し該記憶された大きな欠陥のデジタル画像信号を基にその欠陥の第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標と前記第1の位置座標との関係からずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置およびその方法である。
【0007】
また、本発明は、走査型電子顕微鏡であって、外観検査装置から取得される被対象基板上に存在する欠陥についての寸法およびその第1の位置座標に関する情報を記憶する記憶部と、該記憶部から得られる被対象基板上に存在する所望の寸法を満たす欠陥についての第1の位置座標に関する情報を基に、該欠陥を前記走査手段を制御して得られる第1の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた欠陥を第1の撮像倍率で撮像してその欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該記憶された欠陥のデジタル画像信号を基にその欠陥の第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標と前記第1の位置座標との関係からずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置およびその方法である。
【0008】
また、本発明は、走査型電子顕微鏡であって、外観検査装置から取得される被対象基板上に存在する欠陥についての寸法およびその第1の位置座標に関する情報を記憶する記憶部と、前記被対象基板上を複数の領域に区分けして設定登録する領域設定手段と、該領域設定手段において設定登録された被対象基板上の各領域に存在する所望の寸法を満たす欠陥を前記記憶部に記憶された情報を基に選定し、前記記憶部から選定された各領域毎の欠陥ついての第1の位置座標に関する情報を基に、該各領域毎の欠陥を前記走査手段を制御して得られる第1の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた各領域毎の欠陥を第1の撮像倍率で撮像してその各領域毎の欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該記憶された欠陥のデジタル画像信号を基にその各領域毎の欠陥の第2の位置座標を算出し、該算出された各領域毎の第2の位置座標と前記各領域毎の第1の位置座標との関係から被対象基板全体としてのずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置およびその方法である。
【0009】
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する欠陥について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる欠陥の第1の位置座標を補正して第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標に関する情報を基に、欠陥を前記走査手段を制御して得られる第2の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた欠陥を第2の撮像倍率で撮像してその欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の小さな欠陥について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる小さな欠陥の第1の位置座標を補正して第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を走査手段を制御して得られる高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段を備えたことを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の小さな欠陥について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる小さな欠陥の第1の位置座標を補正して第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を走査手段を制御することによって得られる高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を画像記憶部に記憶し、該記憶された小さな欠陥のデジタル画像信号を基にその欠陥の第3の位置座標を算出し、該算出された第3の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を所望の高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を所望の高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段を備えたことを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の小さな欠陥について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる小さな欠陥の第1の位置座標を補正して第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を走査手段を制御することによって得られる高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該記憶された小さな欠陥のデジタル画像信号を基にその欠陥の第3の位置座標およびその欠陥のサイズを算出し、該算出された第3の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を前記欠陥のサイズに適合する高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を前記適合する高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段を備えたことを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する複数の欠陥について、移動距離が短くなる基準に従って観察順序を設定登録する観察順序設定手段と、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する複数の欠陥の各々について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる各欠陥の第1の位置座標を補正して各欠陥の第2の位置座標を算出し、該算出された各欠陥の第2の位置座標に関する情報を基に、前記観察順序設定手段で設定された観察順序に従って各欠陥を前記走査手段を制御して得られる第2の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた各欠陥を第2の撮像倍率で撮像してその欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、オフセット値を算出するオフセット値算出手段と、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する欠陥について前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数および前記オフセット値算出手段で算出されたオフセット値で前記記憶部から得られる各欠陥の第1の位置座標を補正して欠陥の第2の位置座標を算出し、該算出された欠陥の第2の位置座標に関する情報を基に、欠陥を前記走査手段を制御して得られる第2の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた欠陥を第2の撮像倍率で撮像してその欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶して収集する画像収集制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、走査型電子顕微鏡であって、外観検査装置から取得される被対象基板上に存在する欠陥についての寸法およびその第1の位置座標に関する情報を記憶する記憶部と、該記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の大きな欠陥についての第1の位置座標に関する情報を基に、大きな欠陥を走査手段を制御して得られる低倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた大きな欠陥を低倍率の撮像倍率で撮像してその大きな欠陥のデジタル画像信号を画像記憶部に記憶し、該記憶された大きな欠陥のデジタル画像信号を基にその欠陥の第2の位置座標およびその欠陥のサイズを算出し、該算出された第2の位置座標と前記第1の位置座標との関係からずれ補正係数を算出し、更に前記算出された第2の位置座標に基いて、前記算出された欠陥のサイズに適合する撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた大きな欠陥を前記適合する撮像倍率で撮像してその大きな欠陥のデジタル画像信号を前記画像記憶部に記憶して収集する第1の画像収集制御手段と、前記記憶部から得られる被対象基板上に存在する寸法の小さな欠陥について前記第1の画像収集制御手段で算出されたずれ補正係数で前記記憶部から得られる小さな欠陥の第1の位置座標を補正して第2の位置座標を算出し、該算出された第2の位置座標に関する情報を基に、小さな欠陥を走査手段を制御して得られる高倍率の撮像倍率の視野内に位置付けし、該位置付けされた小さな欠陥を高倍率の撮像倍率で撮像してその小さな欠陥のデジタル画像信号を画像記憶部に記憶して収集する第2の画像収集制御手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置およびその方法である。
【0014】
また、本発明は、走査型電子顕微鏡であって、被対象基板上に存在する欠陥についての寸法およびその位置座標に関する情報、並びに被対象基板上の領域における回路パターンに関する情報を記憶する記憶部と、該記憶部から得られる撮像しようとする欠陥の位置座標に関する情報を基に該欠陥が存在する領域における回路パターンに関する情報を取得し、該取得された回路パターンに関する情報を基に制限される制限撮像倍率を算出し、前記記憶部から得られる撮像しようとする欠陥の寸法に関する情報に基いて撮像しようとする欠陥の撮像倍率を決定し、該決定された撮像倍率が前記算出された制限撮像倍率を満足する場合、撮像しようとする欠陥を前記決定された撮像倍率で撮像するように走査手段を制御する制御部とを備え、画像記憶部に、欠陥の寸法に適合した撮像倍率で撮像されたデジタル画像信号を収集して記憶するように構成したことを特徴とする画像自動収集装置である。
また、本発明は、走査型電子顕微鏡であって、外観検査装置の機種または種別と撮像倍率との相関に関する情報を記憶する記憶部と、前記走査型電子顕微鏡に投入される被対象基板上に存在する欠陥の検査が行われた外観検査装置の機種または種別に関する情報を入力する入力手段と、該入力手段で入力された外観検査装置の機種または種別に関する情報に基いて前記記憶部に記憶された相関に関する情報を基に撮像倍率を決定し、該決定された撮像倍率で被対象基板上に存在する欠陥を撮像するように走査手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置である。
【0015】
また、本発明は、前記画像自動収集装置およびその方法において、更に、前記画像記憶部に収集して記憶された欠陥のデジタル画像信号から欠陥の特徴量を算出し、該算出された特徴量を解析することによって欠陥の性質を分類する解析手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、外観検査装置から、走査型電子顕微鏡に欠陥座標情報とともに各欠陥の寸法に関する情報を入力し、走査型電子顕微鏡において、画像内で欠陥位置の認識できるか否かは、欠陥の画像中における相対的な寸法によるので、欠陥寸法に連続的あるいは段階的に反比例する観察画像倍率を設定し、欠陥寸法に応じて観察倍率を変更し欠陥画像を撮像する。欠陥画像の入力に際し、欠陥寸法の大きな最初の少なくとも2点以上の欠陥を用いて、外観検査装置と走査型電子顕微鏡の座標系のずれを抽出し以降の欠陥位置情報に修正を加える。これにより、欠陥の寸法に応じた最適な倍率で画像入力することにより画像内欠陥位置を安定に検出でき、確実に欠陥観察用の画像を入力できる画像自動収集装置を実現することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係る欠陥画像自動収集装置が半導体製造プロセスにおいて果たす役割を説明する図である。
半導体製造プロセスは、数百ものプロセス1〜n(P1〜Pn)を経て製造され完成までに約100日もの期間を要する場合がある。しかし、製品の良否が判明するのは、全てのプロセスが完了したプローブ検査1である。このため、歩留まりを向上するためには、途中のプロセスの良否を推定する手段が必須である。このために光学的なパターン欠陥検査装置や異物欠陥検査装置からなる欠陥検査装置2により被検査対象基板(ウェハ基板)の外観検査が行われ、配線パターンの欠陥や異物欠陥等の外観異常からプロセスの良否を判定することが行われている。プロセスの異常が確認された場合、対策を実施する必要があるが、このための情報収集手段として欠陥画像自動収集装置3は重要な役割を果たしている。
【0017】
即ち、半導体ウェハ等における配線パターンの微細化の進展は著しく、検出しなければならない欠陥サイズが0.2μm以下と益々微細化傾向にあり、そのため、光学的な欠陥検査装置2で検査される外観検査の結果4からは欠陥の場所と数は把握できるが、その欠陥の性質などの情報は得られない状況にある。そこで、外観検査の結果4として得られる被検査対象基板上における欠陥の場所(位置座標)を基に、欠陥画像自動収集装置3により欠陥発生部位の画像5の特徴量(欠陥部位のサイズ、形状、表面の状態、濃淡値等)を基に教示用データを参照することにより欠陥の性質(カテゴリー)を分類して出力し、品質管理システム7において欠陥画像自動収集装置3で分類された欠陥の性質(カテロリー)に基いて、プロセスに対し致命的な欠陥であるか否かを確認し対策候補を絞り込むことができる。図1の6に示す例は、欠陥画像を分類した結果を欠陥の種別(カテゴリー)ごとにまとめ直した結果を示すものである。6では模式的に欠陥種類をパターン欠陥と異物欠陥の2種類で示している。欠陥画像分類装置3から得られる結果6によれば、品質管理システム7において、パターン欠陥に比べ異物の発生頻度が大きいため、異物発生防止対策を行えば良いことが判る。即ち、品質管理システム7において、発生頻度が高い欠陥を優先的に原因推定、対策することで、迅速に歩留まり向上が図れる。
【0018】
本発明に係る画像自動収集装置3は、目視によって行われていた欠陥確認作業レビュー作業の効率を向上させることを目的に、レビュー用の欠陥画像を自動で収集すること、即ち、欠陥を安定に補足できる画像収集機能を実現するものである。
【0019】
次に、本発明に係る走査型電子顕微鏡から構成された画像自動収集装置3の構成を図2を用いて説明する。全体制御部(ホストコンピュータ)20は、搬送制御部17を介して搬送装置8を制御し、被対象基板(例えばウェハ基板)10を、X−Y軸方向に移動(走行)可能なステージ118に搭載する。一方、搬送装置8に設けられたウェハID読み取り装置より入力した、あるいはキーボード21等を介してユーザが入力した被対象基板10を特定する情報を得、これに対応した欠陥座標情報を、ネットワーク22を経由してホストコンピュータ20が上位システムから受け取る。この欠陥座標情報は、図1に示した欠陥検査装置(外観検査装置)2から出力された欠陥座標点全て、あるいは欠陥検査装置2から出力された結果から、欠陥レビュー用あるいは欠陥画像収集用に絞り込まれた欠陥座標点に関するものである。上位システムとは歩留り管理システム、製造ライン監視用システム、プロセス管理システムなどの品質管理システムあるいは欠陥を検査する検査装置などを指す。ホストコンピュータ20は、欠陥座標情報を参照してステージ制御部16に指示を送り、ステージ118を移動して欠陥を観察位置に移動する。欠陥は電子検出器120で撮像され、画像入力装置13を介して画像記録装置(画像記憶装置)14に欠陥画像が記録される。以上の処理を指定された欠陥について繰り返し、被対象基板10上に存在する欠陥部位について撮像された欠陥画像が画像記録装置14に蓄積される。また、全体制御部(ホストコンピュータ)20には、画像自動収集装置3に投入される被対象基板が検査された欠陥検査装置の機種名や種別名に関する情報も、外観検査装置2から直接または製造ライン全体を管理している管理システム等から記録媒体等の入力手段21やネットワーク22を介して入力されて記憶装置23に記憶される。従って、全体制御部(ホストコンピュータ)20には、投入される被対象基板がどの欠陥検査装置で検査されたかの情報も把握することができる。
【0020】
走査型電子顕微鏡101の場合、高解像度を有する高精細な外観画像として電子線画像を取得することができる。走査型電子顕微鏡101は、検出部110と、画像入力部13とから構成される。検出部110における電子光学系は、電子銃111、電子線引き出し電極(図示せず)、コンデンサレンズ(収束レンズ)112、ブランキング用偏向器(図示せず)、絞り(図示せず)、走査偏向器113、対物レンズ114、検出電子を反射させる反射板(図示せず)、ExB偏向器(図示せず)、およびビーム電流を検出するファラデーカップ(図示せず)から構成される。反射板は、円錐形状にして二次電子増倍効果を持たせた。電子検出部のうち、例えば二次電子、反射電子、吸収電子等の電子を検出する電子検出器120が、例えば対物レンズ114の上方または下方に設置される。そして、電子検出器120の出力信号は、アンプ121で増幅される。
【0021】
試料室内には、高分解能を有する高精細な外観画像を取得するための被対象基板(教示用基板)10を載置する試料台123と、該試料台123をX−Y軸方向に移動するステージ118と、該ステージの位置を測定する位置モニタ用測長器(図示せず)と、被対象基板10の高さを測定する高さを測定する高さ測長器(図示せず)とが設置されている。位置モニタ用測長器は、ステージ118等の位置を測定し、その結果を全体制御部20に転送する。従って、全体制御部20は、これらのデータに基いて電子線122が照射されている領域や位置が正確に把握できるようになっている。さらに、記憶装置23には、光学的な欠陥検査装置(異物検査装置やパターン検査装置)2で検査された異物や配線パターン(回路パターン)の欠陥などの様々な欠陥が存在する被対象基板(教示用基板も含む)についての欠陥の概略位置座標(概略位置データ(xn,yn))、欠陥の個数、および各欠陥寸法の情報が記憶されている。従って、光学的な欠陥検査装置2で検査された異物や配線パターンの欠陥などの様々な欠陥が存在する被対象基板10がステージ118上に載置されると、全体制御部20は記憶装置23に記憶された欠陥の概略位置データと位置モニタ用測長器で測定されたステージ118等の位置座標とに基いてステージ118を制御することによって電子線122が照射される広い領域(広い視野)内に欠陥を位置決めすることができる。
【0022】
高さ測定器は、光学式測定器等が使用されてステージ118上に載置された被対象基板10の高さを測定するものである。そして、高さ測定器で測定された高さデータに基いて、電子線を細く絞るための対物レンズ114の焦点距離がダイナミックに補正され、常に観察領域に焦点のあった状態で電子線が照射できるようになっている。
電子銃111を出た電子ビームは、コンデンサレンズ112、対物レンズ114を経て、試料面では画素サイズ程度のビーム径に絞られる。この際、グランド電極115、リターディング電極117によって、被対象基板10に負電位を印加し、対物レンズ114と被対象基板10との間で電子ビームを減速することで低加速電圧領域での高分解能化を図る。電子線122が照射されると、被対象基板10からは電子が発生する。走査偏向器113による電子線122のX方向の繰り返し走査と、ステージ118による被対象基板10のY方向の連続的な移動に同期して被対象基板から発生する電子を検出することで、被対象基板の2次元の高精細な電子線画像が得られる。被対象基板から発生した電子は、電子検出器120で捕らえられ、アンプ121で増幅される。ここで、走査偏向器113としては、偏向速度の速い静電偏向器を用いると良い。また、電子銃111としては、電子ビーム電流を大きくできて照射時間を短くできる熱電界放射型電子銃を用いるのがよい。また、電子検出器120には、高速駆動可能な半導体検出器を用いるのがよい。
【0023】
画像入力部30は、主としてA/D変換器131と、前処理回路132とによって構成される。そして、電子検出器120で検出された電子検出信号は、アンプ121で増幅され、A/D変換器131によりデジタル画像データ(階調画像データ)に変換される。この変換されたデジタル画像データは、例えば伝送手段(光ファイバケーブル)により伝送され、前処理回路132に入力される。前処理回路132では、暗レベル補正、電子線の揺らぎ補正、およびシェーディング補正等が行われ、さらに疑似ノイズ成分を消去するフィルタリング処理を行って画質を改善する。
以上説明したように、走査型電子顕微鏡101において、様々な製造プロセスから得られ、寸法(サイズ)や状態の異なる様々な微小欠陥が存在する被対象基板(教示用基板)10が、ステージ118上に載置することによって、微小欠陥が電子ビーム122が照射される広い領域(広い視野)内に位置決めされ、該欠陥の電子線画像による高精細な外観画像が電子検出器120およびアンプ121で取得されて画像入力部13に入力され、バス25を介して画像記憶装置14に蓄積されることになる。
【0024】
以上説明したように、欠陥検査装置2と画像自動収集装置3のステージ座標系と被対象基板座標系の関係が全く同じであれば、被対象基板(ウェハ基板)10上の同一のアライメントマークを使用して被対象基板上の位置出しを行なうことにより、観察したい欠陥の欠陥検査装置2で出力される欠陥座標値を用いて、画像自動収集装置3で該当欠陥の画像を取得することには何も問題は生じない。しかしながら、現実的には欠陥検査装置2と画像自動収集装置3との間で欠陥座標の共有は困難である。この理由としては、各装置におけるステージ座標系と被対象基板上の座標系間の関係の違い、各装置におけるステージの制動誤差などが挙げられる。また、面板などパターンが形成されていない被対象基板においてはアライメントを行なうマークが無いなどの問題もある。
共通にアライメントマークが無い場合、あるいは欠陥検査装置2と画像自動収集装置3との間で座標上のずれが存在する場合、観察対象上に存在する欠陥を用いてアライメントを行なう方法が特開平6−249790号公報に開示されている。
【0025】
ところで、アライメントが正確に行われていない状態で、指定した欠陥の位置にステージ118を移動して欠陥を撮像するためには撮像倍率を低くして、広い範囲を撮像し欠陥を画像内に捉えなければならない。しかしながら、低い倍率では微少な欠陥の検出は困難である。そこで、アライメントを行なうために欠陥を利用する場合は欠陥サイズの大きな物を優先的に用いれば、低い倍率でも確実に検出することが可能となる。そこで、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、欠陥検査装置2から取得され、例えばネットワーク22を介して入力され、または記録媒体等の入力手段21によって入力されて記憶装置23に記憶された欠陥座標情報を、欠陥ごとにその寸法に応じて大きい順に並べ替え、並び替えた順番に従って欠陥を電子検出器120によって撮像して画像入力部13に入力し、画像入力部13においてデジタル画像信号に変換し、更に暗レベル補正、電子線の揺らぎ補正、およびシェーディング補正等を行い、さらに疑似ノイズ成分を消去するフィルタリング処理を行って画像記憶装置14に記憶させることによって欠陥画像の取得を行なえば、最初は低倍率で画像を撮像しても欠陥を検出することができるので、アライメント目的に欠陥を使用することが可能となり、アライメント完了後には欠陥のステージ118による位置出し精度が向上するので、より高い倍率で欠陥画像の取得が可能となる。すなわち微細な欠陥に対しても適切な倍率で欠陥画像の取得が可能となる。
【0026】
次に、画像自動収集装置3が、欠陥検査装置2から取得される欠陥位置座標、被対象基板上の欠陥の個数、および欠陥の寸法を基に、より高い倍率で欠陥画像を取得する動作フローの第1の実施例について、図3を用いて説明する。
まず、ステップS401において、ROM等のメモリ部24には、欠陥検査装置2から取得される欠陥位置座標を画像自動収集装置3の座標系に変換してアライメント用に使用する被対象基板上における欠陥の数Nと、欠陥検査装置2から取得される欠陥寸法を基準とした欠陥を抽出するための撮像倍率(欠陥寸法に対する欠陥抽出倍率)とを予め入力手段21を用いて入力してROM等のメモリ部24に記憶して設定する。即ち、予め、ROM等のメモリ部24にアライメント用に使用する被対象基板上における欠陥の数N(画像自動収集装置3の座標系にアライメントができれば良いので、Nは5〜10個程度とする。)と、欠陥検査装置2から取得される欠陥寸法を基準とした欠陥を抽出するための撮像倍率(欠陥寸法に対する欠陥抽出倍率)とを設定してテーブルとして用意しておけばよい。なお、予め、ROM等のメモリ部24に設定される欠陥寸法に対する欠陥抽出倍率に関するデータとしては、欠陥検査装置2から取得される欠陥寸法をその大きさに応じてクラス分けし、各クラスに対して撮像倍率を定義する方法、画像に対する欠陥の大きさが一定の大きさあるいは一定の大きさ範囲に入るような撮像倍率に設定する方法などが考えられる。
【0027】
前者は、クラスαを例えば0.5μm未満の欠陥、クラスβを例えば0.5μm以上1μm未満の欠陥、クラスγを例えば1μm以上5μm未満の欠陥、クラスδを5μm以上の欠陥というようにクラス分けし、各クラスに対してクラスαは50000倍(例えば0.1μmの欠陥が5mmのデジタル画像信号として撮像される。)、クラスβは30000倍(例えば0.5μmの欠陥が15mmのデジタル画像信号として撮像される。)、クラスγは10000倍(例えば1μmの欠陥が10mmのデジタル画像信号として撮像される。)、クラスδは3000倍(例えば5μmの欠陥が15mmのデジタル画像信号として撮像される。)というように撮像倍率を割り付ける方法である。また、ある特定のクラスには撮像倍率を割り付けず、このクラスに該当する欠陥は画像撮像を行なわないという設定も可能である。例えば前述の例では、クラスδを例えば5μm以上10μm未満とし、更に例えば10μm以上の欠陥に対しクラスEを設け、クラスEに相当する欠陥(3000倍の場合、例えば10μmの欠陥が30mmで撮像されることになる。)は画像撮像を行なわないことにする。これにより、寸法が非常に大きく、画像視野をはみ出すような欠陥などに対し画像取得を禁止することができる。なお、撮像倍率が3000倍〜50000倍程度が得られるものとしては前述したように走査型電子顕微鏡がある。
【0028】
後者は、画像上で観察される欠陥の大きさを予め、画像サイズ(単位:画素)で指定するものである。例えば倍率X倍の画像において画素分解能Yμmであるとし、画像内での欠陥サイズ(単位:画素)をZ画素と指定したとき、寸法Cμmの欠陥を撮像する撮像倍率Dは、D=(C×X)/(Y×Z)で与えられる。画像に対する割合で指定しても同様である。また、画像上欠陥サイズの指定値に一定の幅を許す場合は、撮像倍率にも一定の幅が許されるので、許された範囲内の適当な倍率を選択すれば良い。
次に、ステップS402において、欠陥検査装置2からは画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数Mについての欠陥の位置座標、および欠陥の寸法情報がネットワーク22または記録媒体等の入力手段21を用いて読み込まれて記憶装置23に記憶蓄積されている。
次に、ステップS403において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数Mについての欠陥の寸法情報に基づき、欠陥寸法の大きな順番に並び替え、並び替えた順番を画像自動収集装置3での画像収集順nとして記憶装置23に登録する。なお、画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数がMであることから、画像自動収集装置3で撮像対象する欠陥数はMとなる。
【0029】
そして、被対象基板10を搬送装置8にてステージ118にロードする。
【0030】
次に、ステップS404において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥寸法の大きな順番としての画像収集順nとしてn=1を指定する。
【0031】
次に、ステップS405において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶された欠陥寸法の大きな順番n=1からその欠陥の位置座標を基に、ステージ制御部16を駆動制御することによって被対象基板上の(Xn、Yn)に位置する欠陥nが電子検出器120で撮像できるように被対象基板10を載置したステージ118を移動させて欠陥nを光軸に位置決めを行う。
次に、ステップS406において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶された欠陥寸法の大きな順番n=1からその欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率を、メモリ部24に設定されたテーブルから選びだし、この選びだされた倍率になるように低倍率の検出系(120など)に切り替えたり、走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を拡大することによって低倍率が得られるように制御し、その欠陥の画像を低倍率で撮像する。このように寸法の大きい欠陥を、低倍率の撮像視野内に位置付けすることが可能となって、該欠陥の位置座標(Xn,Yn)を画像自動収集装置3の座標系で検出することが可能となる。なお、走査型電子顕微鏡101の場合、A/D変換器131におけるデジタル変換するサンプリング周期は、低倍率の撮像時でも、高倍率の撮像時も一定とする。このようにサンプリング周期を一定とすると、低倍率の場合、サンプリング間隔が広がり、解像度は高倍率に比べ落ちることになる。しかしながら、欠陥寸法に合わせて撮像倍率を決めているので、欠陥寸法に対しては同じ解像度を得ることができる。ところが、撮像倍率に応じてサンプリング周期を変えることも可能である。
【0032】
即ち、ステップS406において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、メモリ部24に設定された最初の最も大きいものからN番目(N=5〜10個程度)の欠陥寸法を有する欠陥までを、その欠陥サイズに対応する撮像倍率で撮像するように走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を制御することによって、電子検出器120によって最初の最も大きいものからN番目の欠陥寸法を有する欠陥までを、その欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像され、画像入力部13に入力され、画像入力部13においてデジタル画像信号に変換し、更に暗レベル補正、電子線の揺らぎ補正、およびシェーディング補正等を行い、さらに疑似ノイズ成分を消去するフィルタリング処理を行って画像記憶装置14に記憶されることになる。このように、最も大きいものからN番目までの欠陥についての撮像は、画像自動収集装置3の座標系で行われるので、画像自動収集装置3の座標系でのアライメントを兼ね備えることになる。この時の撮像倍率は、アライメント用欠陥画像を撮像するためにメモリ部24に対して設定記憶された低倍率である固定倍率または可変倍率(走査偏向器113等を制御することによって得られる。)を用いても良い。
【0033】
次に、ステップS407において、全体制御部(ホストコンピュータ)20からの指令に基いて、例えば隣接するチップの同一場所の画像を参照画像として、メモリ部24に設定された最初の最も大きいものからN番目の欠陥寸法を有する欠陥までを、その欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像して画像入力装置13に入力して画像記録装置(画像記憶装置)14に記憶する。その結果、画像処理装置15は、画像記録装置14に記憶された最も大きいものからN番目の欠陥寸法を有する欠陥までの欠陥画像と参照画像との欠陥を示す差画像を抽出し、この抽出された欠陥を示す差画像を例えば2値化画像信号に変換し、該変換された欠陥を示す2値化画像信号から例えば重心位置またはX方向およびY方向の中心位置を算出することによって画像内での欠陥の位置が検出されて全体制御部(ホストコンピュータ)20に送信される。全体制御部(ホストコンピュータ)20は、画像処理装置15から検出される画像内での欠陥の位置データを基に、位置モニタ用測長器で測定されるステージ118等の基準座標系(被対象基板10がステージ118上に位置決めされて載置される関係で被対象基板10上の基準座標系でもある。)に変換して被対象基板上の欠陥位置座標(Xn,Yn)を得て、記憶装置23に記憶させることができる。なお、このとき、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、被対象基板10上に形成された代表するアライメントマークの像を上記と同様に低倍率で撮像するように制御し、そのアライメントマークの中心位置を画像処理装置15で算出することによって、該アライメントマークを基準にして欠陥位置座標(Xn,Yn)を得て、記憶装置23に記憶させることができる。
【0034】
全体制御部(ホストコンピュータ)20は、ステップS409において、nがメモリ部24に設定されたN(5〜10個程度)になるまで、以上説明した処理を繰り返すよう指令を出して、N組の座標対[(xn,yn)、(Xn,Yn)]を得る。(xn,yn)は欠陥検査装置(外観検査装置)2の座標系で検出された欠陥の位置、(Xn,Yn)は画像自動収集装置3の座標系で検出された欠陥の位置であり、この二つの座標の違いはすなわち、欠陥検査装置2と画像自動収集装置3の間にある座標系のずれである。そこで、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、N組の座標対を用いて、この二つの座標系間の関係式を導出し、欠陥検査装置2の位置座標を画像自動収集装置3の位置座標に変換できるようにする。二つの座標系の間には回転とオフセットのずれが存在するので、(xn,yn)→(Xn,Yn)の変換式は、次に示す(数1)式で表わされることになる。
【0035】
【数1】
【0036】
そこで、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、このA,B,C,DをN組の座標対[(xn,yn)、(Xn,Yn)]から求めることが可能となる。求めかたとしては、(xn,yn)と(Xn,Yn)各々の重心位置からオフセット[C、D]を求めた後に、擬似逆行列を利用した最小自乗法によりA、Bを求めれば良い。このように、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、(数1)式に基いて、画像自動収集装置3の位置座標(Xn,Yn)を算出するための欠陥検査装置2の位置座標(xn,yn)に対するずれ補正係数[A,B,C,D]を算出することができる。
次に、ステップS410において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、n=N+1番目以降M番目までの順次小さくなる欠陥について、記憶装置23に記憶された欠陥検査装置2から得られた欠陥位置座標(xn,yn)に対して上記(数1)式で示した変換式を用いてずれ補正を行って画像自動収集装置3の座標系における被対象基板10上の欠陥位置座標(Xn,Yn)を算出する。
【0037】
次に、ステップS411において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、n=N+1番目以降M番目までの順次小さくなる欠陥nについて、画像収集順に応じて、ステージ制御部16を制御してステージ118を移動させて欠陥nが電子検出器120で撮像できるように光軸に位置決め(アライメント)を行う。次に、ステップS412において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、メモリ部24に記憶された欠陥寸法と撮像倍率との相関テーブルから記憶装置23に記憶された欠陥nの寸法に対応する撮像倍率を選び出し、この選ばれた撮像倍率で撮像できるように走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を制御し、その欠陥nの画像を寸法に対応する欠陥抽出倍率で電子検出器120で撮像し、撮像された欠陥画像信号が画像入力部13に入力され、画像入力部13でデジタル欠陥画像信号に変換され、さらに様々な補正やノイズ除去が行われて画像記憶装置14に記憶されることになる。即ち、画像自動収集装置3の座標系にずれ補正されたことにより、被対象基板10上に存在するn=N+1番目以降M番目までの順次小さくなる欠陥nを、寸法に対応する撮像倍率の視野内に位置付け(アライメント)することを可能にし、しかも欠陥nの画像を寸法に対応する撮像倍率で撮像することが可能となる。
【0038】
次に、ステップS413において、画像収集順に応じて次の欠陥(n=n+1)が指定され、ステップS414において被対象基板上に存在する全ての欠陥についての画像入力が終えたら、ステップS415において被対象基板10を搬送装置8にてステージ118にからアンロードし、次の被対象基板の欠陥撮像に進む。
【0039】
以上の説明では、メモリ部24に記憶された欠陥寸法と撮像倍率との相関テーブルに基いて欠陥寸法(欠陥サイズ)に対応する欠陥抽出倍率で撮像すると記したが、例えばn=1〜N番目までのアライメント用の欠陥撮像時には固定された第1の撮像倍率を用い、n=N+1〜M番目の欠陥は固定された第2の撮像倍率を用いる。このとき前述のようにアライメント用の第1の撮像倍率にて撮像された欠陥を用いて、さらに詳細な位置ずれ補正が可能となり、N+1番目以降の欠陥撮像時に欠陥の位置出し精度(アライメント精度)を向上させることができ、その結果、位置出し後の欠陥の画像視野中心からのバラツキは小さくなり、第2の撮像倍率を第1の撮像倍率で得られる視野より狭い視野、すなわち高い倍率で撮像することが可能となる。即ち、第2の撮像倍率を、第1の撮像倍率よりも高い倍率に設定することが可能となる。このように、第2の撮像倍率を第1の撮像倍率より高い倍率に設定することにより、より微細な欠陥も画像上において高解像度でもって捉えることが可能となり、より微細な欠陥の特徴量(サイズ、形状、表面の状態、濃淡値等)を正確に抽出することができると共にその欠陥の性質(カテゴリー)について詳細解析して分類することが可能となる。特に、第2の撮像倍率をできるかぎり高い倍率(例えば50000倍(0.02μmを1mmとしてデジタル画像信号として撮像できる。)〜30000倍(0.02μmを0.6mmとしてデジタル画像信号として撮像できる。)、それ以上。)にすれば、欠陥の特徴量をより正確に抽出することができると共にその欠陥の性質(カテゴリー)についてより詳細に解析して分類することが可能となる。
上記具体例では、撮像倍率を欠陥撮像の目的に応じ2段階で切り替える場合について説明したが、前述のように欠陥寸法(欠陥サイズ)に応じてクラス分けを行い、欠陥寸法のクラスに応じて撮像倍率を決定しても構わない。また、画像上で観察される欠陥の大きさを予め指定された画像サイズ(単位:画素)で撮像する撮像倍率を適用する方法をとっても構わない。
【0040】
次に、画像自動収集装置3が、欠陥検査装置2から取得される欠陥位置座標、被対象基板上の欠陥の個数、および欠陥の寸法を基に、より高い倍率で欠陥画像を取得する動作フローの第2の実施例について、図4A、および図4Bを用いて説明する。
次に、第2の実施例において、図3に示す第1の実施例と相違するところについて説明する。
まず、第1は、ステップS401’において、ステップS401の内容に更に加え、画像処理装置15において算出された欠陥サイズに対応する欠陥観察倍率を入力手段21等を用いて入力して設定してメモリ部24にテーブルとして記憶しておく点である。欠陥抽出倍率は、寸法の大きな欠陥については欠陥検査装置2の座標系と画像自動収集装置3の座標系との間の誤差を考慮して大きな欠陥を撮像視野内に位置付けできるように10000倍以下の低めに決め、上記欠陥より寸法の小さい欠陥については欠陥検査装置2の座標系と画像自動収集装置3の座標系との間の誤差補正はされるが、欠陥検査装置2で検出される位置データ(xn,yn)にも検出誤差が含まれている関係で、上記寸法の小さい欠陥を撮像視野内に位置付けできるように50000倍以下の低めの30000倍程度に決めざるをえない。しかし、画像自動収集装置3の座標系で欠陥の位置(Xn,Yn)を検出し、再度欠陥を撮像視野の中心(光軸)に位置付けし直す(アライメントし直す)ことによって、欠陥を撮像しなおす欠陥観察倍率を欠陥抽出倍率よりも高めて欠陥サイズに対応させてより一層の高解像度を有する欠陥画像を取得することができる。
【0041】
第2は、ステップS407aにおいて、画像処理装置15が、ステップS406で得られた欠陥画像信号と参照画像信号との間の欠陥を示す差画像信号を算出し、該算出された差画像信号から欠陥の位置(Xn,Yn)を検出すると共に欠陥を示す2値化画像信号から面積やX,Y方向の長さ等で算出される欠陥サイズを検出する点である。
第3は、ステップS407bにおいて、ステップS407aで検出された欠陥サイズがHUGE Iで規定されるサイズより大きい場合、この欠陥は画像収集対象とせず、つぎの欠陥に順番をスキップさせる点である。これは、欠陥のサイズが大きく例えば撮像視野をはみ出す場合、正確なアライメントが期待できないなどの理由による。
第4は、ステップS407cにおいて、ステップS407aで検出された欠陥の位置(Xn,Yn)を視野中心に位置決めし直し、再度検出された欠陥サイズに応じた欠陥観察倍率で撮像し、この撮像された欠陥画像信号を画像入力部13に入力し、様々な補正およびノイズ成分消去等の処理を行って画像記憶装置14に記憶して大きな欠陥のデジタル画像信号を取得する点である。これによって、大きな欠陥のデジタル画像信号を、欠陥抽出倍率よりも高い約10000倍程度の欠陥観察倍率で撮像して高解像度で取得できるので、大きな欠陥についても全体制御部(ホストコンピュータ)20において特徴量や欠陥の性質等を詳細解析して分類することが可能となる。
【0042】
第5は、ステップS412aにおいて、欠陥検査装置2から得られるN個の欠陥よりも小さい欠陥について該欠陥番号nの寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像して欠陥画像信号および参照画像信号を検出して画像入力部13に入力し、様々な補正およびノイズ成分消去等の処理を行って画像記憶装置14に記憶して欠陥画像信号および参照画像信号を取得する点である。
第6は、ステップS412bにおいて、画像処理装置15が、ステップS412aで取得された欠陥画像信号と参照画像信号との間の欠陥を示す差画像信号を算出し、この算出された差画像信号から欠陥の位置(Xn’,Yn’)を検出すると共に欠陥を示す2値化画像信号から面積やX,Y方向の長さ等で算出される欠陥サイズを検出する点である。
第7は、ステップS412cにおいて、ステップS412bで検出された欠陥サイズがHUGE IIで規定されるサイズより大きい場合、この欠陥は画像収集対象とせず、つぎの欠陥に順番をスキップさせる点である。これは、あるサイズ以上の欠陥は画像を収集して確認をする必要が無いという場合を想定した処理である。
【0043】
第8は、ステップS412dにおいて、ステップS412bで検出された欠陥の位置(Xn’,Yn’)を視野中心に位置決めし直し、再度検出された欠陥サイズに応じた欠陥観察倍率で撮像し、この撮像された欠陥画像信号を画像入力部13に入力し、様々な補正およびノイズ成分消去等の処理を行って画像記憶装置14に記憶して大きな欠陥の画像信号を取得する点とである。このように、欠陥を撮像しなおす欠陥サイズに対応する欠陥観察倍率を欠陥抽出倍率よりも高めて欠陥サイズに対応させてより一層の高解像度を有する欠陥画像を取得することができる。その結果、小さな欠陥のデジタル画像信号を、欠陥抽出倍率よりも高い例えば50000倍程度以上の欠陥観察倍率で撮像してより一層高解像度で取得できるので、大きな欠陥についても全体制御部(ホストコンピュータ)20において特徴量や欠陥の性質等をより一層詳細解析して分類することが可能となる。以上説明した第1〜第8の点以外は、図3に示す第1の実施例と同様な動作および処理となる。
【0044】
なお、ステップS412bおよびステップS407aにおいて検出された欠陥サイズに関するデータでもって、記憶装置23に記憶された欠陥検査装置2で検出された欠陥寸法に関するデータを更新することも可能である。また、ステップS412およびステップS407において検出された欠陥位置に関するデータも、欠陥検査装置2で検出される欠陥位置に関するデータよりも精度的に向上しているから、更新されることになる。
また、図4Aと図4Bとは501と502とで接続されている。
なお、図3に示す前半のステップS401〜S409の後に図4Bに示すステップS410〜S414を実行してもよく、また図4Aに示すステップS101’〜S409の後に図3に示す後半のステップS410〜S414を実行してもよい。
【0045】
図5には、アライメントに用いる大きな欠陥(大きな欠陥として多くは1μm〜5μm程度である。)の個数N(5〜10個程度)及びアライメントする時の欠陥抽出倍率(3000〜7000倍程度の低倍率:撮像視野として10〜30μm程度)を示す。この欠陥抽出倍率は、画像自動収集装置3において、欠陥検査装置2で検出された位置データを基に、被対象基板10上に存在する大きな欠陥に対して3000〜7000倍程度の低倍率の撮像視野(10〜30μm程度)内に位置付けできることを示している。即ち、欠陥抽出倍率は、画像自動収集装置3の座標系と欠陥検査装置2の座標系との間の誤差の程度(10〜25μm程度以下)を示している。欠陥検査装置Aが欠陥抽出倍率が3000倍であることからして、検出される欠陥の位置精度が最も悪く、欠陥検査装置Cが欠陥抽出倍率が7000倍であることからして、検出される欠陥の位置精度が最も良いことを示している。
【0046】
このように、画像自動収集装置3の座標系と欠陥検査装置2の座標系との間に誤差があることからして、欠陥を撮像視野内に位置付けすることができるように撮像視野を10〜30μm程度に広げるために、撮像倍率を3000〜7000倍程度の低倍率にする必要がある。しかし、撮像倍率を3000〜7000倍程度の低倍率にすると解像度が低下して例えば1μm程度以下の欠陥を示すデジタル画像信号を得ることが困難になる。そこで、撮像倍率を3000〜7000倍程度の低倍率にして解像度が低下しても、撮像されて得られるデジタル画像信号から欠陥の位置が認識できる大きさの欠陥(約1μm〜5μm程度)について撮像すれば、少なくともその欠陥の位置(Xn,Yn)を検出でき、上記(数1)に基づくずれ補正係数[A,B,C,D]を算出することが可能となって、欠陥抽出倍率を例えば10000倍以上に高倍率にした場合においても、欠陥を撮像視野内に位置付けする(アライメントする)ことが可能となり、その結果、欠陥について高倍率に基づく高解像度を有するデジタル画像信号を取得することが可能となる。
【0047】
いずれにしても、画像自動収集装置3において、欠陥検査装置2との関係で、初期状態でどれくらい座標がずれているか、与えられる座標はどれくらいばらついているかにより、アライメントのために必要な撮像視野サイズすなわち撮像倍率(欠陥抽出倍率)および大きな欠陥で示される座標点数(アライメント個数)Nを変える必要がある。これらの状態は、欠陥座標情報を出力する欠陥検査装置2に依存するので、図5に示すように欠陥検査装置種別ごとあるいは欠陥検査装置ごとに、欠陥寸法に応じた欠陥抽出倍率および大きな欠陥で示される座標点数Nを設定してメモリ部24に記憶させれば良い。このように、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、画像自動収集装置3に投入される被対象基板10がどの欠陥検査装置で検査されたのかの情報が入力されて記憶装置23に記憶されているので、S406における欠陥抽出倍率(撮像倍率)を欠陥検査装置種別ごとあるいは欠陥検査装置ごとに制御することが可能となる。
【0048】
また、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、ステップS406、およびステップS412において、欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像して得られ、画像記憶装置14に記憶されるデジタル画像信号を、モニタ18に表示することによって、メモリ部24に設定記憶された欠陥検査装置種別ごとあるいは欠陥検査装置ごとの欠陥寸法に応じた欠陥抽出倍率および座標点数Nが適切であるか否かの確認をすることができる。なお、この際、全体制御部20は、メモリ部24に設定記憶された欠陥検査装置種別ごとあるいは欠陥検査装置ごとの欠陥寸法に応じた欠陥抽出倍率および座標点数(アライメント個数)Nのテーブルをモニタ18に表示し、不適切の場合には、入力手段21を用いてモニタ18の画面上で修正することも可能である。
【0049】
次に、欠陥の位置を認識するために更に、アライメントに最適な欠陥サイズDを選択し、また、その欠陥の被対象基板(ウェハ)10上での場所も考慮してアライメントを行い、より高い倍率で欠陥画像を取得する動作フローの第3の実施例について図6Aおよび図6Bを用いて説明する。即ち、第3の実施例では、ステップS504においてアライメントブロック(n:n=1,・・・,N)毎に欠陥サイズDに最も近い欠陥座標(xnk,ynk)(k=1,・・・,K)を選択することによって、ずれ補正係数[A,B,C,D]の算出を、被対象基板10上において偏ることなく、全領域に亘って実質的にほぼ均等もしくは一様に算出できるようにしたことにある。
まず、ステップS501において、アライメント用に使用する被対象基板10上における欠陥を被対象基板10上のどの部分から選ぶかに関する情報を設定登録する。アライメント用の欠陥は、被対象基板10上の全体(全領域)に亘って偏りやむらが無く、満遍無く実質的にほぼ均等もしくは一様に配置されていることが望ましい。これを実現するために、図7に示すように、被対象基板10を幾つかのブロックに区分し、一ブロックから予め決められた数のアライメント用欠陥を選定するようにする。このブロックを以降、アライメントブロックと呼ぶ。アライメントブロックの例を図7に示す。図7(a)の例は、被対象基板10を縦、横に格子状に区切り、その一区画をアライメントブロックとするものである。図7(b)の例では、被対象基板10上を同心円および放射状の線で区切り、その一区画をアライメントブロックとするものである。アライメント用の欠陥は、すべてのアライメントブロックあるいは一部のアライメントブロックから予め決められた数選定する。
【0050】
以上具体的には、アライメントブロックの情報、すなわちアライメントブロックの形状及び使用する区画の情報、使用するアライメントブロックのブロック数をNと、一ブロックに設定するアライメント用に使用する被対象基板10上における欠陥の数Kとを予め入力手段21を用いて入力してRAM等のメモリ部24に記憶して設定登録する。なお、区分けされた各アライメントブロックの面積をほぼ一様にした場合、各アライメントブロックに対して設定される欠陥の数Kもほぼ一様にすればよい。区分けされた各アライメントブロックの面積に変動が有る場合には、各アライメントブロックに対して設定される欠陥の数Kをそれに応じて変えてもよい。要するに、アライメント用の欠陥が、被対象基板10上の全体(全領域)に亘って偏りやむらが無く、満遍無く実質的にほぼ均等もしくは一様に配置できればよい。
ステップS501における欠陥寸法を基準とした欠陥を抽出するための撮像倍率(欠陥寸法に対する欠陥抽出倍率)の設定については第1の実施例と同様である。
【0051】
次に、同じくステップS501にて、アライメント用に使用する被対象基板10上における欠陥寸法Dを予め入力手段21を用いて入力してRAM等のメモリ部24に記憶して設定登録する。なお、予め、RAM等のメモリ部24に設定される欠陥寸法データとしては、欠陥検査装置2から取得される欠陥寸法の定義に従い、検出画像に対するX及びYへの投影長のいずれか、即ちその大きい方、あるいはその小さい方、または両者の平均で定義する方法、直径で定義する方法、楕円近似を施した場合の長軸方向の寸法、あるいは短軸方向の寸法で定義する方法などが考えられる。
次に、ステップS502において、欠陥検査装置2からは画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数Mについての欠陥の位置座標、および欠陥の寸法情報がネットワーク22または記録媒体等の入力手段21を用いて読み込まれて記憶装置23に記憶蓄積されている。
【0052】
次に、ステップS503において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数Mについての欠陥の寸法情報に基づき、ステップS501で指定されたN個のアライメントブロックについて、各々のアライメントブロック内に含まれる欠陥をその寸法の大きな順番に並び替え、ステップ504で指定欠陥寸法Dに最も近い欠陥寸法を持つ欠陥をK個選択し、選択した順を該アライメントブロック内におけるアライメント順kとともにアライメントブロックnにおけるk番目の欠陥座評点(xnk,ynk)として記憶装置23に登録する。
そして、被対象基板10を搬送装置8にてステージ118にロードする。
次に、ステップS505において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥を用いたアライメントの順番としてのアライメントブロック番号nをn=1と指定し、ステップS506において、指定されたアライメントブロック内における欠陥のアライメントの順番としての欠陥番号kをk=1と指定する。
【0053】
次に、ステップS507において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶されたアライメントブロック順n=1、アライメント欠陥順k=1からその欠陥の位置座標を基に、ステージ制御郎16を駆動制御することによって被対象基板上の(xnk,ynk)に位置する欠陥が電子検出器120で撮像できるように被対象基板10を載置したステージ118を移動させて該欠陥の位置決めを行う。
次に、ステップS508において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶されたアライメントブロック順n=1、アライメント欠陥順k=1からその欠陥の寸法に対応する欠陥抽出倍率を、メモリ部24に設定されたテーブルから選びだし、この選びだされた倍率になるように低倍率の検出系(112等)に切り替えたり、走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を拡大することによって低倍率が得られるように制御し、その欠陥の画像を低倍率で撮像する。このように寸法の大きい欠陥を、低倍率の撮像視野内に位置付けすることが可能となって、該欠陥の位置座標(xnk,ynk)を画像自動収集装置3の座標系で検出することが可能となる。なお、走査型電子顕微鏡101の場合、A/D変換器116におけるデジタル変換するサンプリング周期は、低倍率の撮像時でも、高倍率の撮像時も一定とする。このようにサンプリング周期を一定とすると、低倍率の場合、サンプリング間隔が広がり、解像度は高倍率に比べ落ちることになる。しかしながら、欠陥寸法に合わせて撮像倍率を決めているので、欠陥寸法に対しては同じ解像度を得ることができる。また必要なら、撮像倍率に応じてサンプリング周期を変えることも可能である。
【0054】
即ち、ステップS508において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、メモリ部24に設定されたアライメントブロックN個に含まれる各K個の欠陥の欠陥寸法に対応する撮像倍率で撮像するように走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を制御することによって、電子検出器120によってアライメントブロックN個に含まれる各K個の欠陥を、その欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像され、画像入力部13に入力され、画像入力郡13においてデジタル画像信号に変換し、更に暗レベル補正、電子線の揺らぎ補正、およびシェーデイング補正等を行い、きらに疑似ノイズ成分を消去するフィルタリング処理を行って画像記憶装置14に記憶されることになる。このように、アライメントブロックN個に含まれる各K個の欠陥についての撮像は、画像自動収集装置3の座標系で行われるので、画像自動収集装置3の座標系でのアライメントを兼ね備えることになる。この時の撮像倍率は、アライメント用欠陥画像を撮像するためにメモリ部24に対して設定記憶された低倍率である固定倍率または可変倍率(走査偏向器113等を制御することによって得られる。)を用いても良い。
【0055】
次に、ステップS509において、全体制御郎(ホストコンピュータ)20からの指令に基いて、例えば隣接するチップの同一場所の画像を参照画像として、メモリ部24に設定されたアライメントブロックN個に含まれる各K個の欠陥を、その欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率で撮像して画像入力装置13に入力して画像記録装置(画像記憶装置)14に記憶する。その結果、画像処理装置15は、画像記録装置14に記憶されたアライメントブロックN個に含まれる各K個の欠陥の欠陥画像と参照画像との欠陥を示す差画像を抽出し、この抽出された欠陥を示す差画像を例えば2値化画像信号に変換し、該変換された欠陥を示す2値化画像信号から例えば重心位置またはX方向およびY方向の中心位置を算出することによって画像内での欠陥の位置が検出されて全体制御部(ホストコンピュータ)20に送信される。全体制御郡(ホストコンピュータ)20は、画像処理装置15から検出される画像内での欠陥の位置データを基に、位置モニタ用測長器で測定されるステージ118等の基準座標系(被対象基板10がステージ118上に位置決めされて載置される関係で被対象基板10上の基準座標系でもある。)に変換して被対象基板上の欠陥位置座標(Xnk,Ynk)を得て、記憶装置23に記憶させることができる。
【0056】
全体制御部(ホストコンピュータ)20は、ステップS511において、kがメモリ部24に設定されたKになるまで、及びステップS513において、nがメモリ部24に設定されたNになるまで、以上説明した処理を繰り返すよう指令を出して、(N×K)組の座標対[(xnk,ynk)、(Xnk,Ynk)]を得る。(xnk,ynk)は欠陥検査装置(外観検査装置)2の座標糸で検出された欠陥の位置、(Xnk,Ynk)は画像自動収集装置3の座標系で検出された欠陥の位置であり、このこつの座標の違いはすなわち、欠陥検査装置2と画像自動収集装置3の間にある座標系のずれである。そこで、ステップS514において全体制御部(ホストコンピュータ)20は、(N×K)組の座標対を用いて、このこつの座標系間の関係式を導出し、欠陥検査装置2の位置座標を画像自動収集装置3の位置座標に変換できるようにする。(xnk,ynk)→(Xnk,Ynk)の変換式は、第1の実施例で示した(数1)式で表わされる。全体制御部(ホストコンピュータ)20は、この[A,B,C,D]を(N×K)組の座標対[(xnk,ynk)、(Xnk,Ynk)]から求めることが可能となる。求めかたとしては、(xnk,ynk)と(Xnk,Ynk)各々の重心位置からオフセット[C,D]を求めた後に、擬似逆行列を利用した最小自乗法により[A,B]を求めれば良い。このように、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、(数1)式に基いて、画像自動収集装置3の位置座標(Xnk,Ynk)を算出するための欠陥検査装置2の位置座標(xnk,ynk)に対するずれ補正係数[A,B,C,D]を算出することができる。このように、ずれ補正係数[A,B,C,D]を、全てのアライメントブロックNに亘って被対象基板10上において全領域に亘って均等に算出することができる。
【0057】
次に、ステップS515において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数Mについてその撮像する順番を決定する。第1の実施例及び、第2の実施例では撮像順を欠陥の寸法順として説明したが、全ての欠陥を撮像するためのステージの合計の移動距離の観点からは最適である保証がない。このステージ移動距離を短くする(最も良いのは最小にする)という基準で欠陥の観察順を決定することにより、トータルの欠陥撮像時間を短縮できる利点がある。予め定まった位置にある平面上の複数の点を結ぶ最短の経路は、例えば伊里、腰塚「bit別冊、計算幾何学と地理情報処理」pp.ll0−121、共立出版(1986)に開示されている方法により求めることができる。従って、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、M個の欠陥について、記憶装置23に記憶された欠陥検査装置2から得られた欠陥位置座標(xn,yn)に対して前述のようにステージ移動距離を最小の基準にしたがって欠陥を撮像する順番を決定し、並び替えた順番を画像自動収集装置3での画像収集順nとして記憶装置23に設定登録する。なお、画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥数がMであることから、画像自動収集装置3で撮像対象する欠陥数はMとなる。
【0058】
次に、ステップS516(S410)において、上記(数1)式で示した変換式を用いてずれ補正を行って画像自動収集装置3の座標系における被対象基板10上の欠陥位置座標(Xn,Yn)を算出する。そして、被対象基板10を搬送装置8にてステージ118にロードする。
次に、ステップS517において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶蓄積された画像自動収集装置3に投入される被対象基板10上における欠陥の画像収集順(この欠陥の画像収集順は、上記のように最短ルートで決定された観察順である。)nとしてn=1を指定する。
次に、ステップS518(S411)において、全体制御郡(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶された欠陥番号n=1からその欠陥の位置座標(Xn,Yn)を基に、ステージ制御部16を駆動制御して被対象基板10を載置したステージ118を移動させることによって、被対象基板上の(Xn、Yn)に位置する欠陥nが電子検出器120で撮像できるように欠陥nを光軸に位置決めを行う。
【0059】
次に、ステップS519(S412)において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶された欠陥番号n=1からその欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率を、メモリ部24に設定されたテーブルから選びだし、この選びだされた倍率になるように低倍率の検出系(120等)に切り替えたり、走査偏向器113等(ステージ118の走査を組み合わせても良い。)による走査偏向量を拡大することによって観察倍率が得られるように制御し、その欠陥の画像を撮像する。
次に、ステップS520(S413)において、画像収集順に応じて次の欠陥(n=n+1)が指定され、ステップS521(S414)において被対象基板上に存在する全ての欠陥についての画像入力が終えたら、ステップS522(S415)において被対象基板10を搬送装置8にてステージ118にからアンロードし、次の被対象基板の欠陥撮像に進む。このようにM個の欠陥についての撮像が最短ルートで実現でき、撮像時間を短縮することができる。
【0060】
以上の説明では、メモリ部24に記憶された欠陥寸法と撮像倍率との相関テーブルに基いて欠陥寸法(欠陥サイズ)に対応する欠陥抽出倍率で撮像すると記したが、例えばアライメント用の欠陥撮像時には固定された第1の撮像倍率を用い、それ以外の欠陥撮像時、即ちステップS519における欠陥撮像には固定された第2の撮像倍率を用いる。このとき前述のようにアライメント用の第1の撮像倍率にて撮像された欠陥を用いて、さらに詳細な位置ずれ補正が可能となり、ステップS519における欠陥撮像時に欠陥の位置出し精度(アライメント精度)を向上させることができ、その結果、位置出し後の欠陥の画像視野中心からのバラツキは小さくなり、第2の撮像倍率を第1の撮像倍率で得られる視野より狭い視野、すなわち高い倍率で撮像することが可能となる。即ち、第2の撮像倍率を、第1の撮像倍率よりも高い倍率に設定することが可能となる。このように、第2の撮像倍率を第1の撮像倍率より高い倍率に設定することにより、より微細な欠陥も画像上において高解像度でもって捉えることが可能となり、より微細な欠陥の特徴量(サイズ、形状、表面の状態、濃淡値等)を正確に抽出することができると共にその欠陥の性質(カテゴリー)について詳細解析して分類することが可能となる。特に、第2の撮像倍率をできるかぎり高い倍率(例えば50000倍(0.02μmを1mmとしてデジタル画像信号として撮像できる。)〜30000倍(0.02μmを0.6mmとしてデジタル画像信号として撮像できる。)、それ以上。)にすれば、欠陥の特徴量をより正確に抽出することができると共にその欠陥の性質(カテゴリー)についてより詳細に解析して分類することが可能となる。
【0061】
上記具体例では、撮像倍率を欠陥撮像の目的に応じ2段階で切り替える場合について説明したが、前述のように欠陥寸法(欠陥サイズ)に応じてクラス分けを行い、欠陥寸法のクラスに応じて撮像倍率を決定しても構わない。また、画像上で観察される欠陥の大きさを予め指定された画像サイズ(単位:画素)で撮像する撮像倍率を適用する方法をとっても構わない。
また、図6Aと図6Bとは601と602とで接続されている。
次に、画像自動収集装置3が、欠陥検査装置2から取得される欠陥位置座標、被対象基板上の欠陥の個数、および欠陥の寸法を基に、より高い倍率で欠陥画像を取得する図8A、および図8Bに示す動作フローの第4の実施例について、図6に示す第3の実施例と相違するところについて説明する。
【0062】
まず、第1はステップS504aにおいて被対象基板10上に形成されたアライメント用のパターンを用いて検査装置2から送られてくる座標系を補正する点である。このアライメントパターンとは被検査基板10上に形成される電子回路パターンと同様の製造プロセスを利用して作成されるものであり、その中心位置を確認容易とするために、円あるいは四角あるいは十字など対称性を持つ幾何学的な模様パターンで形成されたものである。異なる位置にあるアライメントパターンを少なくとも2個用いることにより、欠陥検査装置2におけるアライメントパターン(マーク)の位置座標(x,y)と画像自動収集装置3におけるアライメントパターンの位置座標(X,Y)から、(数1)式を用いて、(x,y)→(X,Y)へ変換するための座標変換係数[A,B,C,D]を求めることが出き、(x,y)→(X,Y)へ変換するための座標変換関数G:G(x,y)=(X,Y)を定めることができる。当然、欠陥検査装置2においてもアライメントパターンの位置座標(x,y)が検出され、画像自動収集装置3においてもアライメントパターンの位置座標(X,Y)が検出されることになる。アライメントパターンの位置座標は、欠陥検査装置2と画像自動収集装置3とに共通する基準点となる。
【0063】
第2は、ステップS507’において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶されたアライメントブロック順n=1、アライメント欠陥順k=1からその欠陥の位置座標を、ステップ504aで導出した座標変換関数Gにより補正し、補正した位置座標G(xnk,ynk)を基に、ステージ制御部16を駆動制御して被対象基板10を載置したステージ118を移動させることによって被対象基板上のG(xnk,ynk)に位置する欠陥が電子検出器120で撮像できるように該欠陥の位置決めを行う点である。このように座標変換関数Gにより、アライメント用欠陥の位置出し精度(アライメント精度)を向上させることができ、その結果、位置出し後の欠陥の画像視野中心からのバラツキは小さくなり、確実なアライメントの実施が可能となる。
第3は、ステップS517’において、全体制御部(ホストコンピュータ)20が、X及びY各々に対するオフセット値(offsetx,offsety)を両者とも0として記憶装置23に記憶蓄積する点である。
第4は、ステップS518’において、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、記憶装置23に記憶された欠陥番号n=1から、隣接する前の点で求められたオフセット値(offsetx,offsety)で補正された欠陥の位置座標(Xn+offsetx,Yn+offsety)を基に、ステージ制御部16を駆動制御して被対象基板10を載置したステージ118を移動させることによって被対象基板上の(Xn+offsetx,Yn+offsety)に位置する欠陥nが電子検出器120で撮像できるように欠陥nを光軸に位置決めを行う点である。このように、欠陥の位置座標(Xn,Yn)を、後述するように隣接する前の点で求められたオフセット値(offsetx,offsety)で補正することによって、欠陥nを電子検出器120で撮像する視野内に高精度に位置決めすることが可能となる。
【0064】
第5は、ステップS519aにおいて、画像処理装置15が、取得された欠陥画像信号から例えば参照画像信号を用いて、欠陥を示す差画像信号を算出し、この算出された差画像信号から欠陥の位置(Xn’,Yn’)を検出する点である。
【0065】
第6は、ステップS519bにおいて、ステップS519aで算出した欠陥の位置(Xn’,Yn’)とステップS516で補正関数を用いて算出した欠陥の位置(Xn,Yn)との差分からそのオフセット値(offsetx,offsety)を算出する点である。このようにオフセット値(offsetx,offsety)は、ステップS519aで算出した欠陥の位置(Xn’,Yn’)とステップS516で補正関数を用いて算出した欠陥の位置(Xn,Yn)との差分から算出することが可能となる。
第3、第4、第5、第6で述べたオフセット値(offsetx,offsety)は、アライメントにより得られた座標補正関数Fで処理して得られる欠陥座標値と、実際に欠陥の画像を取得して、画像より得られた真の欠陥座標値とのずれを表す。順次観察しようとする欠陥と欠陥との間のステージ移動は、最小の考え方に基いているので、観察順に基づく隣接する2点の欠陥は比較的近傍に存在し、オフセット値も小さい値で示されることになり、ステップS519aにおいて欠陥画像信号を取得し、ステップS519bにおいてオフセット値を算出することが可能となる。このため算出されたオフセット値を次の欠陥の位置決めのときに用いれば、より正確な欠陥の位置決めが可能となる。
以上説明した第1、第6の点以外は、図6に示す第3の実施例と同様な動作および処理となる。
【0066】
また、図8Aと図8Bとは、601’と602’とで接続されている。
なお、図6Aに示す前半のステップS501〜S514の後に図8Bに示すステップS515〜S522を実行してもよく、また図8Aに示すステップS501、S514の後に図6Bに示す後半のステップS515〜S522を実行してもよい。
【0067】
以上、画像自動収集装置3において、画像の撮像倍率を欠陥寸法に応じて設定する実施例について説明したが、画像の撮像倍率は撮像対象となる被対象基板(ウェハ基板)上の部分に形成された回路パターンの種類に応じて決定しても構わない。半導体ウェハ等の被対象基板上の回路パターンは微細なものであり、画像倍率が下がるということはこれをデジタル画像で捉える場合、サンプリング周波数が下がることを意味する。よって、このサンプリング周波数が被対象基板上に形成される回路パターンの空間周波数の半分以下になると、エイリアシングにより本来被対象基板上に存在しない一種の干渉縞のようなパターンが重畳し、これにより欠陥観察に困難を生じる恐れがある。このため、回路パターンの空間周波数が高い部分では撮像倍率(欠陥抽出倍率、欠陥観察倍率)を高く、空間周波数に低い部分では撮像倍率(欠陥抽出倍率、欠陥観察倍率)を低く設定する必要がある。よって、被対象基板上の領域毎に画像の撮像倍率を規定し、上記のようなエイリアシングによるノイズパターン発生を防ぐことが可能となる。従って、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、投入される被対象基板10上に部分領域毎に形成されている回路パターンの種類(空間周波数が高いか低いか)に関する設計情報を、予め、記録媒体等の入力手段21またはネットワーク22を用いてCADシステム(図示せず。)や製造ラインを管理している管理システム(図示せず。)から入力してメモリ部24または記憶装置23に記憶しておくことが必要となる。そして、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、予め、この回路パターンの種類に関する設計情報(空間周波数)を基に、被対象基板10上の領域毎に最低の撮像倍率を求めてメモリ部24に記憶させておくことによって、投入される被対象基板10の領域ごとに対する撮像倍率(欠陥抽出倍率、欠陥観察倍率)が適切であるか否かの確認をすることができる。
【0068】
即ち、全体制御部(ホストコンピュータ)20は、欠陥検査装置2から検出されて記憶装置23に記憶された欠陥の位置座標からその領域における最低の撮像倍率をメモリ部24から引き出すことが可能となる。従って、全体制御部20は、ステップS406およびステップS412、S412aにおける欠陥寸法に対応する欠陥抽出倍率やステップS407cおよびステップS412dにおける欠陥観察倍率が、欠陥が存在する領域における最低の撮像倍率の条件を満たしているか否かを調べることができ、もし満たさない場合には、図5A、および図5Bに示した欠陥サイズによりスキップするステップS407b、S412cと同じステップにて、この欠陥の画像収集をスキップする。このように、全体制御部20は、欠陥抽出倍率や欠陥観察倍率を、欠陥が存在する領域における最低の撮像倍率を満たして欠陥を撮像することによって欠陥の背景(回路パターン)からのノイズパターン発生を防止して忠実に欠陥を示すデジタル画像信号を取得でき、ずれ補正(アライメント)を正確に行うことができると共に、欠陥の特徴量や性質についての詳細解析の信頼度を向上させることができる。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、欠陥検査装置との間に存在する座標系の違いを安定に補正することができるので、欠陥検査装置で検出された微細な欠陥についても短い検索時間で安定に捉えることができ、その結果、欠陥の特徴量(サイズ、形状、表面状態、濃淡値等)や性質(カテゴリー)について詳細解析できる高い撮像倍率(例えば10000倍以上)で撮像された高分解能を有するデジタル画像信号を取得できる走査型電子顕微鏡による画像自動収集装置およびその方法を実現することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像自動収集装置の半導体製造プロセスにける役割を説明するための図である。
【図2】本発明に係る画像自動収集装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図3】本発明に係る画像自動収集装置において画像自動収集処理する第1の実施例を示すフローチャート図である。
【図4A】本発明に係る画像自動収集装置において画像自動収集処理する第2の実施例の前半を示すフローチャート図である。
【図4B】本発明に係る画像自動収集装置において画像自動収集処理する第2の実施例の後半を示すフローチャート図である。
【図5】パラメータ設定例を示す図である。
【図6A】本発明に係る画像自動収集装置において画像自動収集処理する第3の実施例の前半を示すフローチャート図である。
【図6B】図6Aに示す第3の実施例の後半を示すフローチャート図である。
【図7】被検査対象を区分的な領域に分割する実施例を示す図である。
【図8A】本発明に係る画像自動収集装置において画像自動収集処理する第4の実施例の前半を示すフローチャート図である。
【図8B】図8Aに示す第4の実施例の後半を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
1…プローブ検査、2…欠陥検査装置(外観検査装置)、3…画像自動収集装置、4…外観検査結果、5…欠陥画像、6…不良モード別の発生頻度を示す画面、7…品質管理システム、8…搬送装置、10…被対象基板、13…画像入力装置(画像入力部)、14…画像記録装置(画像記憶装置、画像記憶部)、15…画像処理装置、16…ステージ制御部、17…搬送制御部、18…モニタ、20…全体制御部(ホストコンピュータ)、21…キーボード・マウス等の入力手段、22…ネットワーク、24…メモリ部、25…バス、101…走査型電子顕微鏡、111…電子銃、112…収束レンズ(コンデンサレンズ)、113…走査偏向器、114…対物レンズ、115…グランド電極、117…リターディング電極、118…ステージ、120…電子検出器、121…アンプ、131…A/D変換器、132…前処理回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a defect image existing on a target substrate such as a semiconductor wafer is imaged at a constant magnification using an optical microscope, and the image is collected. The position of the defect on the semiconductor wafer is the defect to be observed by using the position information of the defect detected by an appearance inspection apparatus such as a pattern inspection apparatus or a foreign substance inspection apparatus and moving the wafer to the position indicated by these coordinates. Was imaged.
By the way, there is a remarkable progress in miniaturization of a wiring pattern in a semiconductor wafer, and the defect size to be observed is sometimes lower than the wavelength of light. For this reason, instead of optical observation, defect observation using an image by an electron microscope has been performed.
[0003]
JP-A-5-223747 (Prior Art 1) is known as a conventional technique for capturing a defect image with such an electron microscope.
This
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
For example, when collecting defect images of a target substrate such as a semiconductor wafer, the difference in coordinate management method between the appearance inspection apparatus and the scanning electron microscope, the braking error of the individual inspection stage of the appearance inspection apparatus and the scanning electron microscope When the observation object is moved to the position of the defect given by the semiconductor pattern appearance inspection apparatus or the foreign substance inspection apparatus with the scanning electron microscope observation apparatus, the defect as the observation object enters the observation image field of view. If the observation magnification is sufficiently reduced, a defect image can be obtained with an electron microscope. However, since the observation magnification is sufficiently lowered, there is a restriction on the minimum defect size that can be confirmed in the image field, and there is a problem that a minute defect cannot be observed.
Therefore, in the
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by positioning a minute defect within a high-magnification imaging field in a short time even in the case of a minute defect, thereby capturing a high-resolution digital image of the minute defect. It is an object of the present invention to provide an automatic image collecting apparatus and method using a scanning electron microscope which can acquire an image signal and analyze its feature amount and its property (category).
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a stage on which a target substrate is placed, an electron gun that emits an electron beam, a converging lens that converges the electron beam emitted from the electron gun, and the converging lens Scanning means for scanning the surface of the target substrate two-dimensionally on the surface of the target substrate (including scanning by a scanning deflector and scanning by a stage), and the electron beam converged by the focusing lens on the target An objective lens for focusing in a spot shape on the surface of the substrate, a detector for detecting the intensity of electrons generated from the target substrate by scanning the electron beam by the scanning means, and outputting an analog image signal; and An image input unit having an A / D conversion unit that samples and converts an analog image signal detected and output into a digital image signal, and obtained from the image input unit A scanning electron microscope including an image storage unit that stores a digital image signal, and stores information about a dimension and a first position coordinate of a defect present on a target substrate acquired from an appearance inspection apparatus. And a low-magnification obtained by controlling the scanning means for the large defect based on the information on the first position coordinates of the large-sized defect existing on the target substrate obtained from the storage unit. Positioning in the field of view of the imaging magnification, imaging the positioned large defect at a low magnification imaging magnification, storing the digital image signal of the large defect in the image storage unit, and storing the stored digital image signal of the large defect A deviation correction coefficient calculating means for calculating a second position coordinate of the defect based on the relationship and calculating a deviation correction coefficient from the relationship between the calculated second position coordinate and the first position coordinate. Which is the image automatic acquisition apparatus and method characterized by comprising.
[0007]
Further, the present invention is a scanning electron microscope, a storage unit for storing information about a dimension and a first position coordinate of a defect present on a target substrate acquired from an appearance inspection apparatus, and the storage Within the field of view of the first imaging magnification obtained by controlling the scanning means on the basis of the information on the first position coordinates of the defect satisfying a desired dimension existing on the target substrate obtained from the section The defect is positioned at a first imaging magnification, and a digital image signal of the defect is stored in the image storage unit. Based on the stored digital image signal of the defect, the first defect of the defect is stored. And a shift correction coefficient calculating means for calculating a shift correction coefficient from the relationship between the calculated second position coordinate and the first position coordinate. Collector and It is a way.
[0008]
In addition, the present invention provides a scanning electron microscope, a storage unit that stores information on a dimension and a first position coordinate of a defect existing on a target substrate acquired from an appearance inspection apparatus, and the target An area setting means for setting and registering a target substrate by dividing it into a plurality of areas, and a defect satisfying a desired dimension existing in each area on the target substrate set and registered by the area setting means is stored in the storage unit. Based on the information on the first position coordinates of the defect for each region selected from the storage unit, the defect for each region is obtained by controlling the scanning means. Positioning within the field of view of the first imaging magnification, imaging the defect for each positioned region at the first imaging magnification, and storing the digital image signal of the defect for each region in the image storage unit, Digit of the stored defect Second position coordinates of the defect for each area are calculated based on the image signal, and the relationship between the calculated second position coordinates for each area and the first position coordinates for each area is calculated. An automatic image collection apparatus and a method therefor, comprising: a deviation correction coefficient calculating means for calculating a deviation correction coefficient for the entire target substrate.
[0009]
In the image automatic collection apparatus and method thereof, the present invention further includes the shift correction coefficient calculated by the shift correction coefficient calculation means for a defect present on the target substrate obtained from the storage unit. The second position coordinate is calculated by correcting the first position coordinate of the defect obtained from the above, and the defect is obtained by controlling the scanning means based on the information on the calculated second position coordinate. An image acquisition control means for positioning in the field of view of the imaging magnification of 2, imaging the positioned defect at the second imaging magnification, and storing and collecting a digital image signal of the defect in the image storage unit It is characterized by that.
In the image automatic collection apparatus and method thereof, the present invention further includes a deviation correction coefficient calculated by the deviation correction coefficient calculation means for a small-sized defect present on the target substrate obtained from the storage unit. The second position coordinate is calculated by correcting the first position coordinate of the small defect obtained from the storage unit, and the scanning means is controlled for the small defect based on the information on the calculated second position coordinate. The image acquisition is performed by positioning in the field of view of the high magnification imaging magnification obtained in this way, imaging the small defect positioned at a high magnification imaging magnification, and storing and collecting the digital image signal of the small defect in the image storage unit Control means is provided.
[0010]
In the image automatic collection apparatus and method thereof, the present invention further includes a deviation correction coefficient calculated by the deviation correction coefficient calculation means for a small-sized defect present on the target substrate obtained from the storage unit. The second position coordinate is calculated by correcting the first position coordinate of the small defect obtained from the storage unit, and the scanning unit is controlled for the small defect based on the information on the calculated second position coordinate. Is positioned in the field of view of the high magnification imaging magnification obtained by this, and the positioned small defect is imaged at a high magnification imaging magnification, and the digital image signal of the small defect is stored in the image storage unit, The third position coordinate of the defect is calculated based on the digital image signal of the small defect, and the small defect is imaged at a desired high magnification based on the information on the calculated third position coordinate. Provided with an image acquisition control means for imaging a small defect positioned at a desired high magnification and storing and collecting a digital image signal of the small defect in the image storage unit. It is characterized by that.
[0011]
In the image automatic collection apparatus and method thereof, the present invention further includes a deviation correction coefficient calculated by the deviation correction coefficient calculation means for a small-sized defect present on the target substrate obtained from the storage unit. The second position coordinate is calculated by correcting the first position coordinate of the small defect obtained from the storage unit, and the scanning unit is controlled for the small defect based on the information on the calculated second position coordinate. Is positioned within the field of view of the high magnification imaging magnification obtained by this, and the positioned small defect is imaged at a high magnification imaging magnification, and a digital image signal of the small defect is stored in the image storage unit, and the storage The third position coordinate of the defect and the size of the defect are calculated based on the digital image signal of the small defect, and the small position is calculated based on the information about the calculated third position coordinate. A defect is positioned in the field of view of a high magnification imaging magnification that matches the size of the defect, and the small defect that is positioned is imaged with the imaging magnification of the high magnification that fits, and a digital image signal of the small defect is stored as an image An image collection control means for storing and collecting in the unit is provided.
[0012]
In the image automatic collection apparatus and method therefor, the present invention further includes an observation in which an observation order is set and registered in accordance with a criterion that a movement distance is reduced for a plurality of defects existing on a target substrate obtained from the storage unit. First setting of each defect obtained from the storage unit with a deviation correction coefficient calculated by the deviation correction coefficient calculation unit for each of a plurality of defects existing on the target substrate obtained from the storage unit obtained from the order setting unit The second position coordinates of each defect are calculated by correcting the position coordinates, and each defect is determined according to the observation order set by the observation order setting means based on the information on the calculated second position coordinates of each defect. Is positioned within the field of view of the second imaging magnification obtained by controlling the scanning means, each of the positioned defects is imaged at the second imaging magnification, and a digital image signal of the defect is obtained as the image. Characterized by comprising an image collection control means for collecting stored in 憶部.
The present invention is also directed to the automatic image collection apparatus and method thereof, further comprising an offset value calculating means for calculating an offset value, and the deviation correction coefficient calculating means for a defect present on the target substrate obtained from the storage unit. The first position coordinate of each defect obtained from the storage unit is corrected with the offset correction coefficient calculated in
[0013]
Further, the present invention is a scanning electron microscope, a storage unit for storing information about a dimension and a first position coordinate of a defect present on a target substrate acquired from an appearance inspection apparatus, and the storage The large defect is positioned in the field of view of the low magnification imaging magnification obtained by controlling the scanning means on the basis of the information on the first position coordinate regarding the large-sized defect existing on the target substrate obtained from the section. The positioned large defect is imaged at a low magnification, and a digital image signal of the large defect is stored in the image storage unit, and the second of the defect is stored based on the stored digital image signal of the large defect. And the size of the defect are calculated, a deviation correction coefficient is calculated from the relationship between the calculated second position coordinate and the first position coordinate, and further, the calculated second position coordinate is calculated. And positioning the image within the field of view of the imaging magnification suitable for the calculated size of the defect, imaging the positioned large defect with the imaging magnification suitable for the image, and storing a digital image signal of the large defect in the image storage unit The first image acquisition control means for storing and collecting, and the storage with the deviation correction coefficient calculated by the first image acquisition control means for a small-sized defect present on the target substrate obtained from the storage section. The first position coordinate of the small defect obtained from the portion is corrected to calculate the second position coordinate, and the small defect is obtained by controlling the scanning unit based on the information on the calculated second position coordinate. The image is positioned in the field of view of the high magnification imaging magnification, the small defect positioned is imaged at a high magnification imaging magnification, and a digital image signal of the small defect is stored in the image storage unit and collected. An image automatic acquisition apparatus and method is characterized in that an image collection control unit.
[0014]
In addition, the present invention is a scanning electron microscope, and a storage unit that stores information on dimensions and position coordinates of a defect existing on a target substrate, and information on a circuit pattern in a region on the target substrate; Restriction limited based on information on a circuit pattern in an area where the defect exists based on information on a position coordinate of a defect to be imaged obtained from the storage unit, and on the basis of information on the acquired circuit pattern An imaging magnification is calculated, an imaging magnification of the defect to be imaged is determined based on information about the size of the defect to be imaged obtained from the storage unit, and the determined imaging magnification is the calculated limited imaging magnification A control unit that controls the scanning unit so as to capture the defect to be imaged at the determined imaging magnification. In part, an image automatic collecting device, characterized by being configured to collect and store the digital image signals captured by the imaging magnification adapted to the dimensions of the defect.
Further, the present invention is a scanning electron microscope, wherein a storage unit that stores information relating to a correlation between a model or type of an appearance inspection apparatus and an imaging magnification, and a target substrate that is input to the scanning electron microscope An input means for inputting information relating to the type or type of the appearance inspection apparatus that has been inspected for existing defects, and the information stored in the storage unit based on the information relating to the type or type of the appearance inspection apparatus input by the input means. And a control unit that controls the scanning unit to determine the imaging magnification based on the information related to the correlation and to image the defect existing on the target substrate with the determined imaging magnification. Automatic collection device.
[0015]
In the image automatic collection apparatus and method thereof, the present invention further calculates a defect feature amount from a defect digital image signal collected and stored in the image storage unit, and the calculated feature amount is calculated. An analysis means for classifying the nature of the defect by analyzing is provided.
In addition, the present invention inputs information on the dimensions of each defect together with defect coordinate information from the appearance inspection apparatus to the scanning electron microscope, and whether or not the defect position can be recognized in the image in the scanning electron microscope Therefore, an observation image magnification that is inversely proportional to the defect size is set continuously or stepwise, and the observation magnification is changed in accordance with the defect size to capture a defect image. At the time of inputting the defect image, the deviation of the coordinate system between the appearance inspection apparatus and the scanning electron microscope is extracted by using at least two defects having the first large defect size, and the subsequent defect position information is corrected. As a result, it is possible to realize an automatic image collecting apparatus that can stably detect a defect position in an image by inputting an image at an optimum magnification according to the size of the defect, and can reliably input an image for defect observation. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram for explaining a role played by a defect image automatic collecting apparatus according to the present invention in a semiconductor manufacturing process.
A semiconductor manufacturing process may be manufactured through several hundred
[0017]
That is, the progress of miniaturization of the wiring pattern in a semiconductor wafer or the like is remarkable, and the defect size to be detected tends to be miniaturized to 0.2 μm or less, and therefore, the appearance to be inspected by the optical
[0018]
The automatic
[0019]
Next, the configuration of the automatic
[0020]
In the case of the
[0021]
In the sample chamber, a
[0022]
The height measuring instrument measures the height of the
The electron beam exiting the
[0023]
The image input unit 30 is mainly configured by an A /
As described above, in the
[0024]
As described above, if the relationship between the stage coordinate system and the target substrate coordinate system of the
When there is no common alignment mark, or when there is a deviation in coordinates between the
[0025]
By the way, in order to image the defect by moving the
[0026]
Next, an operation flow in which the automatic
First, in step S401, the defect on the target substrate used for alignment by converting the defect position coordinates acquired from the
[0027]
The former is classified into class α, for example, a defect of less than 0.5 μm, class β, for example, a defect of 0.5 μm or more and less than 1 μm, class γ, for example, a defect of 1 μm or more and less than 5 μm, and class δ, a defect of 5 μm or more. For each class, class α is 50000 times (for example, a 0.1 μm defect is imaged as a 5 mm digital image signal), and class β is 30000 times (for example, a 0.5 μm defect is a 15 mm digital image signal). Class γ is imaged 10,000 times (for example, a 1 μm defect is imaged as a 10 mm digital image signal), and class δ is imaged 3000 times (for example, a 5 μm defect is imaged as a 15 mm digital image signal). This is a method of assigning the imaging magnification. In addition, it is possible to set that an imaging magnification is not assigned to a specific class and that a defect corresponding to this class is not imaged. For example, in the above example, class δ is set to 5 μm or more and less than 10 μm, for example, class E is provided for a defect of 10 μm or more, and a defect corresponding to class E (for example, when the magnification is 3000 times, a 10 μm defect is imaged at 30 mm. ) Will not take an image. As a result, it is possible to prohibit image acquisition for a defect having a very large size and protruding from the image field of view. As described above, there is a scanning electron microscope that can obtain an imaging magnification of about 3000 times to 50000 times.
[0028]
In the latter, the size of the defect observed on the image is designated in advance by the image size (unit: pixel). For example, assuming that the pixel resolution is Y μm in an image with a magnification of X, and the defect size (unit: pixel) in the image is designated as a Z pixel, the imaging magnification D for imaging a defect with a dimension of C μm is D = (C × X) / (Y × Z). The same applies if the ratio is specified for the image. In addition, when a certain width is allowed for the designated value of the defect size on the image, a certain width is also permitted for the imaging magnification. Therefore, an appropriate magnification within the permitted range may be selected.
Next, in step S402, the defect position coordinates and the defect dimension information about the number M of defects on the
Next, in step S <b> 403, the overall control unit (host computer) 20 uses the defect size information about the number M of defects on the
[0029]
Then, the
[0030]
Next, in step S <b> 404, the overall control unit (host computer) 20 determines the image collection order as the descending order of the defect size on the
[0031]
Next, in step S <b> 405, the overall control unit (host computer) 20 drives and controls the
Next, in step S <b> 406, the overall control unit (host computer) 20 sets the defect extraction magnification corresponding to the defect size in the
[0032]
That is, in step S406, the overall control unit (host computer) 20 determines from the first largest one set in the
[0033]
Next, in step S407, on the basis of a command from the overall control unit (host computer) 20, for example, an image at the same location of an adjacent chip is used as a reference image, and the first largest set in the
[0034]
In step S409, the overall control unit (host computer) 20 issues a command to repeat the above-described processing until n reaches N (about 5 to 10) set in the
[0035]
[Expression 1]
[0036]
Therefore, the overall control unit (host computer) 20 can obtain A, B, C, and D from N sets of coordinate pairs [(xn, yn), (Xn, Yn)]. As a calculation method, after obtaining offsets [C, D] from the respective barycentric positions of (xn, yn) and (Xn, Yn), A and B may be obtained by a least square method using a pseudo inverse matrix. . As described above, the overall control unit (host computer) 20 calculates the position coordinates (xn) of the
Next, in step S410, the overall control unit (host computer) 20 sets the defect position coordinates obtained from the
[0037]
Next, in step S411, the overall control unit (host computer) 20 controls the
[0038]
Next, in step S413, the next defect (n = n + 1) is designated in accordance with the image collection order, and when the image input for all the defects existing on the target substrate is completed in step S414, the target is detected in step S415. The
[0039]
In the above description, it is described that imaging is performed at the defect extraction magnification corresponding to the defect size (defect size) based on the correlation table between the defect size stored in the
In the above specific example, the case where the imaging magnification is switched in two stages according to the purpose of defect imaging has been described. However, as described above, classification is performed according to the defect size (defect size), and imaging is performed according to the class of the defect size. The magnification may be determined. Further, a method of applying an imaging magnification for imaging the size of the defect observed on the image with a predesignated image size (unit: pixel) may be used.
[0040]
Next, an operation flow in which the automatic
Next, the difference between the second embodiment and the first embodiment shown in FIG. 3 will be described.
First, in step S401 ′, in addition to the content of step S401, the defect observation magnification corresponding to the defect size calculated in the
[0041]
Second, in step S407a, the
Third, in step S407b, if the defect size detected in step S407a is larger than the size specified by HUGE I, this defect is not taken as an image collection target, and the next defect is skipped in order. This is because, for example, when the defect size is large, for example, when the imaging field of view protrudes, accurate alignment cannot be expected.
Fourth, in step S407c, the position (Xn, Yn) of the defect detected in step S407a is repositioned at the center of the field of view, and the image is picked up at the defect observation magnification according to the detected defect size again. A defect image signal is input to the
[0042]
Fifth, in step S412a, a defect image signal and a reference image signal are detected by imaging a defect smaller than N defects obtained from the
Sixth, in step S412b, the
Seventh, in step S412c, when the defect size detected in step S412b is larger than the size specified in HUGE II, this defect is not an image acquisition target, and the next defect is skipped in order. This is a process that assumes a case where a defect of a certain size or more does not need to be collected and confirmed.
[0043]
Eighth, in step S412d, the position (Xn ′, Yn ′) of the defect detected in step S412b is repositioned at the center of the visual field, and imaged at the defect observation magnification according to the defect size detected again. The defect image signal is input to the
[0044]
It is possible to update the data relating to the defect size detected by the
4A and 4B are connected by 501 and 502.
Note that steps S410 to S414 shown in FIG. 4B may be executed after the first steps S401 to S409 shown in FIG. 3, and the latter steps S410 to S409 shown in FIG. 3 after steps S101 ′ to S409 shown in FIG. 4A. S414 may be executed.
[0045]
FIG. 5 shows the number N (about 5 to 10) of large defects used for alignment (often about 1 μm to 5 μm as large defects) and the defect extraction magnification (about 3000 to 7000 times) for alignment. Magnification: about 10-30 μm as imaging field of view). This defect extraction magnification is obtained by imaging at a low magnification of about 3000 to 7000 times for a large defect existing on the
[0046]
As described above, since there is an error between the coordinate system of the automatic
[0047]
In any case, in the automatic
[0048]
Further, the overall control unit (host computer) 20 obtains the digital image signal obtained by imaging at the defect extraction magnification corresponding to the defect size in step S406 and step S412 and stored in the image storage device 14 with the monitor 18. By displaying the above, it is possible to confirm whether or not the defect extraction magnification and the number of coordinate points N according to the defect inspection device type set or stored in the
[0049]
Next, in order to recognize the position of the defect, an optimum defect size D is selected for alignment, and the alignment is performed in consideration of the location of the defect on the target substrate (wafer) 10. A third embodiment of an operation flow for acquiring a defect image at a magnification will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. That is, in the third embodiment, the defect coordinate (x) closest to the defect size D for each alignment block (n: n = 1,..., N) in step S504. n k, y n k) By selecting (k = 1,..., K), the calculation of the deviation correction coefficients [A, B, C, D] is performed over the entire region without being biased on the
First, in step S501, information on which part on the
[0050]
Specifically, the alignment block information, that is, the shape of the alignment block and the section to be used, the number of alignment blocks to be used is N, and the
The setting of the imaging magnification (defect extraction magnification with respect to the defect size) for extracting the defect based on the defect size in step S501 is the same as in the first embodiment.
[0051]
Next, in step S501, the defect dimension D on the
Next, in step S502, the defect position coordinates and the defect dimension information for the number M of defects on the
[0052]
Next, in step S503, the overall control unit (host computer) 20 uses the defect size information on the number M of defects on the
Then, the
Next, in step S <b> 505, the overall control unit (host computer) 20 performs alignment as an order of alignment using defects on the
[0053]
Next, in step S507, the overall control unit (host computer) 20 performs stage control based on the position coordinates of the defect from the alignment block order n = 1 and the alignment defect order k = 1 stored in the
Next, in step S508, the overall control unit (host computer) 20 calculates the defect extraction magnification corresponding to the size of the defect from the alignment block order n = 1 and the alignment defect order k = 1 stored in the
[0054]
That is, in step S508, the overall control unit (host computer) 20 performs scanning deflection so as to capture an image with an imaging magnification corresponding to the defect size of each of K defects included in the N alignment blocks set in the
[0055]
Next, in step S509, based on a command from the general controller (host computer) 20, for example, an image at the same location of an adjacent chip is included as a reference image in N alignment blocks set in the
[0056]
The overall control unit (host computer) 20 has been described above until k becomes K set in the
[0057]
Next, in step S515, the overall control unit (host computer) 20 determines the imaging order of the defect number M on the
[0058]
Next, in step S516 (S410), the displacement correction is performed using the conversion equation shown in the above (Equation 1) and the defect position coordinates (Xn,) on the
Next, in step S517, the overall control unit (host computer) 20 acquires an image collection order of defects on the
Next, in step S518 (S411), the overall control group (host computer) 20 starts from the defect number n = 1 stored in the
[0059]
Next, in step S519 (S412), the overall control unit (host computer) 20 sets the defect extraction magnification corresponding to the defect size from the defect number n = 1 stored in the
Next, in step S520 (S413), the next defect (n = n + 1) is designated according to the image collection order, and in step S521 (S414), the image input for all the defects existing on the target substrate is completed. In step S522 (S415), the
[0060]
In the above description, it is described that imaging is performed at the defect extraction magnification corresponding to the defect size (defect size) based on the correlation table between the defect size stored in the
[0061]
In the above specific example, the case where the imaging magnification is switched in two stages according to the purpose of defect imaging has been described. However, as described above, classification is performed according to the defect size (defect size), and imaging is performed according to the class of the defect size. The magnification may be determined. Further, a method of applying an imaging magnification for imaging the size of the defect observed on the image with a predesignated image size (unit: pixel) may be used.
6A and 6B are connected by 601 and 602.
Next, the image
[0062]
First, in step S504a, the coordinate system sent from the
[0063]
Second, in step S507 ′, the overall control unit (host computer) 20 determines the position coordinates of the defect from the alignment block order n = 1 and the alignment defect order k = 1 stored in the
The third point is that in step S517 ′, the overall control unit (host computer) 20 stores and accumulates the offset values (offsetx, offsety) for X and Y as 0 in the
Fourth, in step S518 ′, the overall control unit (host computer) 20 uses the offset value (offsetx, offsety) obtained at the previous point adjacent to the defect number n = 1 stored in the
[0064]
Fifth, in step S519a, the
[0065]
Sixth, in step S519b, the offset value (Xn ′, Yn ′) calculated in step S519a and the offset value (Xn, Yn) calculated using the correction function in step S516 are calculated based on the difference between them. offsetx, offsety) is calculated. Thus, the offset value (offsetx, offsety) is obtained from the difference between the defect position (Xn ′, Yn ′) calculated in step S519a and the defect position (Xn, Yn) calculated using the correction function in step S516. It is possible to calculate.
As for the offset values (offsetx, offsety) described in the third, fourth, fifth, and sixth, a defect coordinate value obtained by processing with the coordinate correction function F obtained by alignment and an actual defect image are acquired. The deviation from the true defect coordinate value obtained from the image is expressed. Since the stage movement between the defect to be observed sequentially is based on the minimum concept, two adjacent defects based on the observation order are relatively close and the offset value is also indicated by a small value. Accordingly, it is possible to acquire a defect image signal in step S519a and calculate an offset value in step S519b. For this reason, if the calculated offset value is used in the next defect positioning, a more accurate defect positioning can be performed.
Except for the first and sixth points described above, the operation and processing are the same as those of the third embodiment shown in FIG.
[0066]
Moreover, FIG. 8A and FIG. 8B are connected by 601 'and 602'.
Note that steps S515 to S522 shown in FIG. 8B may be executed after steps S501 to S514 in the first half shown in FIG. 6A, and steps S515 to S522 shown in FIG. 6B after steps S501 and S514 shown in FIG. 8A. May be executed.
[0067]
As described above, the image capturing magnification of the image is set according to the defect size in the image
[0068]
That is, the overall control unit (host computer) 20 can extract from the
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the difference in the coordinate system existing between the defect inspection apparatus and the defect inspection apparatus can be stably corrected, even a fine defect detected by the defect inspection apparatus can be stably captured in a short search time. As a result, a high-resolution digital image signal imaged at a high imaging magnification (for example, 10,000 times or more) that can analyze in detail the feature amount (size, shape, surface state, gray value, etc.) and property (category) of the defect It is possible to realize an automatic image collecting apparatus and method using a scanning electron microscope that can acquire the above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the role of an automatic image collecting apparatus according to the present invention in a semiconductor manufacturing process.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an automatic image collecting apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a first embodiment for performing automatic image collection processing in the automatic image collection apparatus according to the present invention;
FIG. 4A is a flowchart showing the first half of a second embodiment for performing automatic image collection processing in the automatic image collection apparatus according to the present invention.
FIG. 4B is a flowchart showing the second half of the second embodiment in which automatic image collection processing is performed in the automatic image collection apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of parameter setting.
FIG. 6A is a flowchart showing the first half of a third embodiment for performing automatic image collection processing in the automatic image collection apparatus according to the present invention;
FIG. 6B is a flowchart showing the second half of the third embodiment shown in FIG. 6A.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which an inspection target is divided into segmental areas.
FIG. 8A is a flowchart showing the first half of a fourth embodiment for performing automatic image collection processing in the automatic image collection apparatus according to the present invention;
FIG. 8B is a flowchart showing the second half of the fourth embodiment shown in FIG. 8A.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該走査型電子顕微鏡に投入される各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を外観検査装置から取得して記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された外観検査装置から取得される前記各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を基に、前記多数個の欠陥についての第1の座標系における位置座標情報を、前記欠陥ごとにその寸法に応じて大きい順に並べ替え、該並び替えた多数個の欠陥において所望の寸法を満たす寸法の大きな欠陥から順次、アライメント個数に亘る各欠陥の第1の座標系における位置座標を選び出し、該選び出されたアライメント個数に亘る各欠陥の第1の座標系における位置座標に基づいて各欠陥を前記寸法に対応する低撮像倍率の視野内に順次位置付けし、該順次位置付けされた各欠陥を前記低撮像倍率で撮像してその各欠陥の電子線画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該順次記憶された各欠陥の電子線画像信号を基にその各欠陥の第2の座標系における位置座標を順次算出し、前記アライメント個数に亘る各欠陥についての前記順次算出された第2の座標系における位置座標と前記第1の座標系における位置座標との関係から、第2の座標系におけるアライメントされた欠陥の位置座標を算出するための第1の座標系における欠陥の位置座標に対する座標変換式のずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出手段と、
前記アライメント用に使用した以外の各欠陥についての前記第1の座標系における位置座標を、前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数を用いて座標変換式によりずれ補正して第2の座標系におけるアライメントされた位置座標を順次算出し、該順次算出された各欠陥についてのアライメントされた第2の座標系における位置座標を基づいて各欠陥の寸法に対応する電子線画像を取得する高撮像倍率の視野内に位置付けし、該順次位置付けされた各欠陥を前記高撮像倍率で撮像して各欠陥の電子線画像信号を収集して前記画像記憶部に記憶する画像収集手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置。 Each of a large number of defects existing on each target substrate to be input is positioned in the imaging field of view in the second coordinate system, and each defect positioned in the imaging field of view is determined according to the size of each defect. A scanning electron beam microscope that captures an electron beam image signal of each defect by imaging at an imaging magnification set in the step, and stores the acquired electron beam image signal of each defect in an image storage unit ,
A storage unit for acquiring and storing information on the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects present on each target substrate to be input to the scanning electron microscope from the visual inspection apparatus ;
The plurality of defects based on the information about the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system of the plurality of defects existing on each target substrate acquired from the appearance inspection apparatus stored in the storage unit. The position coordinate information in the first coordinate system is rearranged in the descending order according to the size of each defect, and the number of alignments is sequentially increased from the large-sized defect that satisfies a desired dimension in the rearranged multiple defects. The position coordinates in the first coordinate system of each defect across the selected number are selected, and based on the position coordinates in the first coordinate system of each defect across the selected number of alignments, each defect has a low imaging magnification corresponding to the dimension Are sequentially positioned in the field of view of each of the images, and each sequentially positioned defect is imaged at the low imaging magnification, and an electron beam image signal of each defect is stored in the image storage unit. Based on the stored electron beam image signal of each defect, the position coordinates of each defect in the second coordinate system are sequentially calculated, and in the sequentially calculated second coordinate system for each defect over the number of alignments. From the relationship between the position coordinates and the position coordinates in the first coordinate system, a coordinate conversion equation for the position coordinates of the defect in the first coordinate system for calculating the position coordinates of the aligned defect in the second coordinate system A deviation correction coefficient calculating means for calculating a deviation correction coefficient ;
A position coordinate in the first coordinate system for each defect other than that used for the alignment is subjected to a shift correction by a coordinate conversion formula using a shift correction coefficient calculated by the shift correction coefficient calculating means, and the second coordinate system is used. A high-order system that sequentially calculates aligned position coordinates in the coordinate system and obtains an electron beam image corresponding to the size of each defect based on the sequentially calculated position coordinates in the second coordinate system for each defect. Image capturing means positioned in the field of view of the imaging magnification, capturing each sequentially positioned defect at the high imaging magnification, collecting an electron beam image signal of each defect, and storing it in the image storage unit An automatic image collecting apparatus characterized by that.
該走査型電子顕微鏡に投入される各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を外観検査装置から取得して記憶する記憶部と、
前記各被対象基板上をN個のアライメントブロックに区分けして設定登録する領域設定手段と、
前記記憶部に記憶される外観検査装置から取得される前記各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を基に、前記領域設定手段において設定登録された各被対象基板上のアライメントブロック毎に該各アライメントブロック内に存在する欠陥をその寸法の大きな順番に並び替え、前記アライ メントブロック毎に並び替えられた欠陥群から指定欠陥寸法に最も近い欠陥寸法を持つ所定の個数Kの欠陥を選択し、該アライメントブロック毎に選択された前記所定の個数Kの欠陥に亘る各欠陥の第1の座標系における位置座標に基づいて各欠陥を前記寸法に対応する低撮像倍率の視野内に順次位置付けし、該アライメントブロック毎に順次位置付けされた各欠陥を前記低撮像倍率で撮像してその各欠陥の電子線画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該アライメントブロック毎に順次記憶された各欠陥の電子線画像信号を基にアライメントブロック個数に亘るN×K組の各欠陥の第2の座標系における位置座標を順次算出し、前記N×K組の各欠陥についての前記順次算出された第2の座標系における位置座標と前記第1の座標系における位置座標との関係から、第2の座標系におけるアライメントされた欠陥の位置座標を算出するための第1の座標系における欠陥の位置座標に対する座標変換式のずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出手段と、
前記アライメント用に使用した以外の各欠陥についての前記第1の座標系における位置座標を、前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数を用いて座標変換式によりずれ補正して第2の座標系におけるアライメントされた位置座標を順次算出し、該順次算出された各欠陥についてのアライメントされた第2の座標系における位置座標を基づいて各欠陥の寸法に対応する電子線画像を取得する高撮像倍率の視野内に位置付けし、該順次位置付けされた各欠陥を前記高撮像倍率で撮像して各欠陥の電子線画像信号を収集して前記画像記憶部に記憶する画像収集制御手段とを備えたことを特徴とする画像自動収集装置。 Each of a large number of defects existing on each target substrate to be input is positioned in the imaging field of view in the second coordinate system, and each defect positioned in the imaging field of view is determined according to the size of each defect. A scanning electron beam microscope that captures an electron beam image signal of each defect by imaging at an imaging magnification set in the step, and stores the acquired electron beam image signal of each defect in an image storage unit ,
A storage unit for acquiring and storing information on the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects present on each target substrate to be input to the scanning electron microscope from the visual inspection apparatus ;
Area setting means for dividing and setting and registering each of the target substrates into N alignment blocks;
In the region setting means, based on the information about the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects present on each target substrate acquired from the appearance inspection apparatus stored in the storage unit rearranged defects present in each alignment block on each of the target substrate that is set and registered in the respective alignment block to a large order of the dimensions, the specified defect size from the alignment block rearranged defect group for each A predetermined number K of defects having the closest defect size is selected, and each defect is determined based on the position coordinates in the first coordinate system of each defect across the predetermined number K of defects selected for each alignment block. The defect is sequentially positioned in the field of view of the low imaging magnification corresponding to the dimension, and each defect sequentially positioned for each alignment block is photographed at the low imaging magnification. Then, the electron beam image signal of each defect is stored in the image storage unit, and N × K sets of defects over the number of alignment blocks based on the electron beam image signal of each defect sequentially stored for each alignment block. The position coordinates in the second coordinate system are sequentially calculated, and the relationship between the sequentially calculated position coordinates in the second coordinate system and the position coordinates in the first coordinate system for each of the N × K sets of defects is calculated. A deviation correction coefficient calculating means for calculating a deviation correction coefficient of a coordinate conversion formula for the position coordinates of the defect in the first coordinate system for calculating the position coordinates of the aligned defect in the second coordinate system ;
A position coordinate in the first coordinate system for each defect other than that used for the alignment is subjected to a shift correction by a coordinate conversion formula using a shift correction coefficient calculated by the shift correction coefficient calculating means, and the second coordinate system is used. The position coordinates in the coordinate system are sequentially calculated, and an electron beam image corresponding to the dimension of each defect is acquired based on the position coordinates in the second coordinate system that are aligned for the sequentially calculated defects. Image acquisition control means for positioning in the field of view of the imaging magnification, imaging each sequentially positioned defect at the high imaging magnification, collecting an electron beam image signal of each defect, and storing it in the image storage unit An automatic image collecting apparatus characterized by that.
前記記憶部に記憶される外観検査装置から取得される前記各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を基に、前記多数個の欠陥についての第1の座標系における位置座標情報を、前記欠陥ごとにその寸法に応じて大きい順に並べ替え、該並び替えた多数個の欠陥において所望の寸法を満たす寸法の大きな欠陥から順次、アライメント個数に亘る各欠陥の第1の座標系における位置座標を選び出し、該選び出されたアライメント個数に亘る各欠陥の第1の座標系における位置座標に基づいて各欠陥を前記寸法に対応する低撮像倍率の視野内に順次位置付けし、該順次位置付けされた各欠陥を前記低撮像倍率で撮像してその各欠陥の電子線画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該順次記憶された各欠陥の電子線画像信号を基にその各欠陥の第2の座標系における位置座標を順次算出し、前記アライメント個数に亘る各欠陥についての前記順次算出された第2の座標系における位置座標と前記第1の座標系における位置座標との関係から、第2の座標系におけるアライメントされた欠陥の位置座標を算出するための第1の座標系における欠陥の位置座標に対する座標変換式のずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出過程と、
前記アライメント用に使用した以外の各欠陥についての前記第1の座標系における位置座標を、前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数を用いて座標変換式によりずれ補正して第2の座標系におけるアライメントされた位置座標を順次算出し、該順次算出された各欠陥についてのアライメントされた第2の座標系における位置座標を基づいて各欠陥の寸法に対応する電子線画像を取得する高撮像倍率の視野内に位置付けし、該順次 位置付けされた各欠陥を前記高撮像倍率で撮像して各欠陥の電子線画像信号を収集して前記画像記憶部に記憶する画像収集過程とを備えたことを特徴とする画像自動収集方法。 A storage unit is provided for acquiring and storing information on the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects existing on each target substrate to be input, from each of the input target objects. Each of a large number of defects existing on the target substrate is positioned in the imaging field by the second coordinate system, and each defect positioned in the imaging field is set in accordance with the size of each defect. An image auto-collection method using a scanning electron beam microscope that captures an electron beam image signal of each defect by imaging at a magnification, and stores the acquired electron beam image signal of each defect in an image storage unit ,
Based on the information about the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for the multiple defects existing on each target substrate acquired from the visual inspection apparatus stored in the storage unit, the multiple defects The position coordinate information in the first coordinate system is rearranged in the descending order according to the size of each defect, and the number of alignments is sequentially increased from the large-sized defect that satisfies a desired dimension in the rearranged multiple defects. The position coordinates in the first coordinate system of each defect over the selected number are selected, and based on the position coordinates in the first coordinate system for each defect over the selected number of alignment, each defect is low imaging magnification corresponding to the dimensions Are sequentially positioned in the field of view of each of the images, and each sequentially positioned defect is imaged at the low imaging magnification, and an electron beam image signal of each defect is stored in the image storage unit. Based on the stored electron beam image signal of each defect, the position coordinates of each defect in the second coordinate system are sequentially calculated, and in the sequentially calculated second coordinate system for each defect over the number of alignments. From the relationship between the position coordinates and the position coordinates in the first coordinate system, a coordinate conversion equation for the position coordinates of the defect in the first coordinate system for calculating the position coordinates of the aligned defect in the second coordinate system A deviation correction coefficient calculation process for calculating a deviation correction coefficient;
A position coordinate in the first coordinate system for each defect other than that used for the alignment is subjected to a shift correction by a coordinate conversion formula using a shift correction coefficient calculated by the shift correction coefficient calculating means, and the second coordinate system is used. A high-order system that sequentially calculates aligned position coordinates in the coordinate system and obtains an electron beam image corresponding to the size of each defect based on the sequentially calculated position coordinates in the second coordinate system for each defect. An image collecting process of positioning in the field of view of the imaging magnification, imaging each sequentially positioned defect at the high imaging magnification, collecting an electron beam image signal of each defect, and storing it in the image storage unit A method for automatically collecting images .
前記記憶部に記憶される外観検査装置から取得される前記各被対象基板上に存在する多数個の欠陥についての寸法および第1の座標系における位置座標に関する情報を基に、前記各被対象基板上においてN個に区分けされたアライメントブロック毎に該各アライメントブロック内に存在する欠陥をその寸法の大きな順番に並び替え、前記アライメントブロック毎に並び替えた欠陥群から指定欠陥寸法に最も近い欠陥寸法を持つ所定の個数Kの欠陥を選択し、該アライメントブロック毎に選択された前記所定の個数の欠陥に亘る各欠陥の前記第1の座標系における位置座標に基づいて各欠陥を前記寸法に対応する低撮像倍率の視野内に順次位置付けし、該アライメントブロック毎に順次位置付けされた各欠陥を前記低撮像倍率で撮像してその各欠陥の電子線画像信号を前記画像記憶部に記憶し、該アライメントブロック毎に順次記憶された各欠陥の電子線画像信号を基にアライメントブロック個数に亘るN×K組の各欠陥の第2の座標系における位置座標を順次算出し、前記N×K組の各欠陥についての前記順次算出された第2の座標系における位置座標と前記第1の座標系における位置座標との関係から、第2の座標系におけるアライメントされた欠陥の位置座標を算出するための第1の座標系における欠陥の位置座標に対する座標変換式のずれ補正係数を算出するずれ補正係数算出過程と、
前記アライメント用に使用した以外の各欠陥についての前記第1の座標系における位置座標を、前記ずれ補正係数算出手段で算出されたずれ補正係数を用いて座標変換式によりずれ補正して第2の座標系におけるアライメントされた位置座標を順次算出し、該順次算出された各欠陥についてのアライメントされた第2の座標系における位置座標を基づいて各欠陥の寸法に対応する電子線画像を取得する高撮像倍率の視野内に位置付けし、該順次位置付けされた各欠陥を前記高撮像倍率で撮像して各欠陥の電子線画像信号を収集して前記画像記憶部に記憶する画像収集過程とを有することを特徴とする画像自動収集方法。 A storage unit is provided for acquiring and storing information on the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects existing on each target substrate to be input, from each of the input target objects. Each of a large number of defects existing on the target substrate is positioned in the imaging field by the second coordinate system, and each defect positioned in the imaging field is set in accordance with the size of each defect. An image auto-collection method using a scanning electron beam microscope that captures an electron beam image signal of each defect by imaging at a magnification, and stores the acquired electron beam image signal of each defect in an image storage unit,
Each of the target substrates based on the information on the dimensions and the position coordinates in the first coordinate system for a large number of defects existing on each of the target substrates acquired from the appearance inspection apparatus stored in the storage unit The defects present in each alignment block are rearranged in the descending order of the size for each of the N alignment blocks divided above, and the defect size closest to the specified defect size from the defect group rearranged for each alignment block. A predetermined number K of defects having a predetermined number of defects is selected, and each defect corresponds to the dimension based on the position coordinates in the first coordinate system of each defect across the predetermined number of defects selected for each alignment block. Sequentially position within the field of view of the low imaging magnification, and image each defect sequentially positioned for each alignment block at the low imaging magnification A defect electron beam image signal is stored in the image storage unit, and the second of N × K sets of defects over the number of alignment blocks based on the electron beam image signal of each defect sequentially stored for each alignment block. Position coordinates in the coordinate system are sequentially calculated, and the second position is calculated based on the relationship between the sequentially calculated position coordinates in the second coordinate system and the position coordinates in the first coordinate system for each of the N × K sets of defects. A shift correction coefficient calculation process for calculating a shift correction coefficient of a coordinate conversion equation for the position coordinates of the defect in the first coordinate system for calculating the position coordinates of the aligned defect in the coordinate system of
A position coordinate in the first coordinate system for each defect other than that used for the alignment is subjected to a shift correction by a coordinate conversion formula using a shift correction coefficient calculated by the shift correction coefficient calculating means, and the second coordinate system is used. A high-order system that sequentially calculates aligned position coordinates in the coordinate system and obtains an electron beam image corresponding to the size of each defect based on the sequentially calculated position coordinates in the second coordinate system for each defect. An image collecting process of positioning in the field of view of the imaging magnification, imaging each sequentially positioned defect at the high imaging magnification, collecting an electron beam image signal of each defect, and storing it in the image storage unit A method for automatically collecting images .
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