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特開2015-200576欠陥レビュー装置、欠陥レビュー方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-200576(P2015-200576A)
(43)【公開日】2015年11月12日
(54)【発明の名称】欠陥レビュー装置、欠陥レビュー方法
(51)【国際特許分類】
   G01N 21/956 20060101AFI20151016BHJP
   H01L 21/66 20060101ALI20151016BHJP
【FI】
   G01N21/956 A
   H01L21/66 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2014-79544(P2014-79544)
(22)【出願日】2014年4月8日
(71)【出願人】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】100091096
【弁理士】
【氏名又は名称】平木 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100105463
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 三男
(74)【代理人】
【識別番号】100102576
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 敏章
(72)【発明者】
【氏名】今野 武彦
【テーマコード(参考)】
2G051
4M106
【Fターム(参考)】
2G051AA51
2G051AB01
2G051AB02
2G051BA01
2G051EA14
2G051EC01
2G051ED11
4M106BA04
4M106BA05
4M106CA39
4M106DB04
4M106DB07
4M106DB08
4M106DB20
4M106DJ17
4M106DJ21
4M106DJ27
(57)【要約】
【課題】従来のオートファインアライメントによっては正確に座標ずれを補正することが困難な特殊欠陥に対して、確実に座標ずれを補正することができる欠陥レビュー技術を提供する。
【解決手段】本発明に係る欠陥レビュー装置は、第1光源を用いて取得した第1光顕像に基づき座標ずれを補正することができない場合は、第1光源を用いて第2光顕像を取得し、第2光顕像に基づき座標ずれを補正することができるか否かを判断する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査装置が検出した試料上に存在する欠陥の座標情報に基づき前記試料上の欠陥画像を取得する欠陥レビュー装置であって、
前記欠陥に対して光を照射することにより生じる信号を用いて前記欠陥の光顕像を生成する光顕ユニット、
前記検査装置が前記試料上に存在する前記欠陥を検出した際に取得した前記欠陥の座標を記述する欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部、
前記光顕ユニットを用いて取得した光顕像に基づき前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正する光顕制御部、
を備え、
前記光顕ユニットは、異なる種類の光を出射する第1および第2光源を備えており、
前記光顕制御部は、前記欠陥情報が記述している前記欠陥の座標に対して前記光顕ユニットが前記第1光源を用いて取得した第1光顕像の特徴に基づき、前記第1光顕像を用いて前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することができるか否かを判断し、前記第1光顕像が座標補正に適していない場合は前記第1光源から前記第2光源に切り替えて第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする欠陥レビュー装置。
【請求項2】
前記光顕ユニットは、前記第1光源として暗視野像を生成するため用いるレーザ光源を備え、前記第2光源としてハロゲン明視野像を生成するためのハロゲン光源を備え、
前記欠陥情報は、前記検査装置が検出した前記欠陥のサイズを記述しており、
前記光顕制御部は、前記第1光顕像の特徴に基づき前記第1光顕像内に前記欠陥が含まれていないと判断する場合は、前記欠陥情報が記述している前記欠陥のサイズを取得し、そのサイズが所定値以上であれば前記第1光源から前記第2光源に切り替えて前記第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項1記載の欠陥レビュー装置。
【請求項3】
前記欠陥情報はさらに前記欠陥のサイズまたは種類を表す分類コードが記述されたものであり、
前記光顕制御部は、前記第1光顕像の特徴に基づき前記第1光顕像内に前記欠陥が含まれていないと判断する場合は、前記欠陥情報が記述している分類コードを取得し、前記分類コードが所定の欠陥種類に該当する場合であれば前記第1光源から前記第2光源に切り替えて前記第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項2記載の欠陥レビュー装置。
【請求項4】
前記欠陥レビュー装置は、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない光顕像の特徴量を記述した特徴量情報を格納する特徴量記憶部を備え、
前記光顕ユニットは、前記第1光源として暗視野像を生成するため用いるレーザ光源と受光カメラを備え、前記第2光源としてハロゲン暗視野像またはカラー像を生成するためのハロゲン光源と受光カメラを備え、
前記光顕制御部は、前記第1光顕像の特徴量と前記特徴量情報が記述している特徴量との間の差分が所定範囲以内である場合は、前記第1光源から前記第2光源に切り替えて前記第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項1記載の欠陥レビュー装置。
【請求項5】
前記特徴量情報は、前記特徴量として、散乱光が異方性を有する尾引き光顕像の特徴量を記述しており、
前記光顕制御部は、前記第1光顕像の特徴量と前記尾引き光顕像の特徴量との間の差分が前記所定範囲以内である場合は、前記第1光源から前記第2光源に切り替えて前記第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項4記載の欠陥レビュー装置。
【請求項6】
前記光顕ユニットは、前記第2光源としてカラー像を生成するためのハロゲン光源を備え、さらに前記暗視野像を撮影する第1カメラと前記カラー像を撮影する第2カメラを備えており、
前記光顕制御部は、前記第1光源から前記第2光源に切り替えるとき、前記第1カメラから前記第2カメラへ切り替える
ことを特徴とする請求項4記載の欠陥レビュー装置。
【請求項7】
前記光顕ユニットは、複数の前記第2光源を備えており、
前記光顕制御部は、前記第1光顕像の特徴と、前記座標ずれを補正するため用いるべき前記第2光源との間の対応関係を記述した対応表を保持しており、前記対応表の記述にしたがって前記座標ずれを補正するため用いるべき前記第2光源を特定する
ことを特徴とする請求項1記載の欠陥レビュー装置。
【請求項8】
前記欠陥レビュー装置は、前記暗視野像から特徴量を抽出する特徴量抽出部を備え、
前記光顕制御部は、前記特徴量抽出部が抽出した特徴量を分類して分類IDを付与した上で前記特徴量情報として前記特徴量記憶部に格納する
ことを特徴とする請求項4記載の欠陥レビュー装置。
【請求項9】
前記欠陥レビュー装置は、前記特徴量情報を更新するためのGUIを提供する操作インターフェースを備え、
前記操作インターフェースは、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない前記第1光顕像の特徴量を前記特徴量情報のなかから選択する項目と、前記第1光源から切り替えるべき前記第2光源を指定する項目とを有する
ことを特徴とする請求項8記載の欠陥レビュー装置。
【請求項10】
前記操作インターフェースは、さらに、前記座標ずれを補正する際に用いるのに適していない欠陥に該当するサイズの閾値や分類コードを設定する項目を有する
ことを特徴とする請求項9記載の欠陥レビュー装置。
【請求項11】
検査装置が検出した試料上に存在する欠陥の座標情報に基づき前記試料上の欠陥画像を取得する欠陥レビュー装置を用いて前記欠陥をレビューする方法であって、
前記欠陥レビュー装置は、前記欠陥に対して光を照射することにより生じる信号を用いて前記欠陥の光顕像を生成する光顕ユニットを備え、
前記光顕ユニットは、異なる種類の光を出射する第1および第2光源を備え、
前記方法は、
前記検査装置が前記試料上に存在する前記欠陥を検出した際に取得した前記欠陥の座標を記述する欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部から前記欠陥情報を読み出すステップ、
前記光顕ユニットを用いて取得した光顕像に基づき前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正する光顕制御ステップ、
を有し、
前記光顕制御ステップにおいては、前記欠陥情報が記述している前記欠陥の座標に対して前記光顕ユニットが前記第1光源を用いて取得した第1光顕像の特徴に基づき、前記第1光顕像を用いて前記検査装置と前記欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することができるか否かを判断し、前記第1光顕像が座標補正に適していない場合は前記第1光源から前記第2光源に切り替えて第2光顕像を取得し、前記第2光顕像を用いて前記座標ずれを補正することができるか否かを判断する
ことを特徴とする欠陥レビュー方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検査装置が検出した試料上に存在する欠陥を観察し、観察対象欠陥の詳細な情報を得るための欠陥レビュー技術に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスなどの製造工程においては、成膜、露光、エッチングなどのプロセスを繰り返し、数百工程におよぶプロセスを経て半導体試料(以下、半導体試料を試料と呼称する)上に微細な回路パターンが形成される。これらの製造工程においては、プロセス製造装置の異常や調整不備、製造条件の不適合などが原因で試料上に発生する異物、あるいは試料上に形成される回路パターンの断線やショートなどの外観異常が、歩留まり低下の原因となる。そのため、試料上に発生した異物や回路パターンの外観異常などの原因を早期に特定し、迅速に対策を施す必要がある。以下、異物や回路パターンの外観異常などを欠陥と呼称する。
【0003】
半導体デバイスの製造工程において試料上に発生した欠陥に対する対策としては、検査装置によって試料上に存在する欠陥を検出して欠陥の位置情報を取得し、その位置情報に基づき電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、以下SEMと呼称する)などを使用して試料上に存在する欠陥を詳細に観察し、必要に応じてADC(Automatic Defect Classification)を用いた欠陥の自動分類やEDS(Energy Dispersive X−ray Spectroscopy)を用いた元素分析を実施し、欠陥の発生原因を推定する方法がある。
【0004】
検査装置としては、SEM式検査装置や光学式検査装置が知られている。SEM式検査装置は、試料上に1次電子線を照射し、試料上から発生する2次電子を検出して得た欠陥部のSEM画像と参照部のSEM画像との間の差分から欠陥の位置情報を得る。光学式検査装置は、試料上にレーザなどの光を照射し、欠陥から発生する反射光や散乱光を検出して欠陥の位置情報を得る。
【0005】
欠陥レビュー装置は、検査装置から受け取った試料上に存在する欠陥の位置情報に基づき、ADR(Automatic Defect Review)と呼ばれる欠陥部のSEM画像を自動撮像する機能により、迅速に欠陥部の詳細情報を得る。
【0006】
検査装置と欠陥レビュー装置との間のステージ機構系の違いや信号検出方式などの違いにより、両装置間に生ずる欠陥座標系は誤差成分を有する。そのため、欠陥レビュー装置が検査装置より得た欠陥の座標情報のみを用いて欠陥部のSEM画像を取得しようとしても、欠陥がSEMの観察視野から外れる可能性がある。そこで通常は、ADR実行前にグローバルアライメントと呼ばれる検査装置と欠陥レビュー装置との間の大まかな座標系の合わせ込みを実施する。グローバルアライメントは、試料上に形成されたアライメントパターンや試料表面端部(エッジ部)を使用して実施する。しかしグローバルアライメントだけで欠陥がSEMの観察視野に入る可能性は低い。
【0007】
上記課題に対処するため、ファインアライメントと呼ばれる手法がある。ファインアライメントは、SEM観察前に試料上に存在する代表的な欠陥の座標情報を取得し、検査装置が定義する欠陥座標系から欠陥レビュー装置が定義する欠陥座標系へ変換する手法である。これにより試料上に存在する大多数の欠陥がSEMの観察視野に入りやすくなる。ファインアライメントは、試料上に欠陥座標の基準合わせに用いる特異なパターンが無く検査装置より得た欠陥座標の精度が低い、ノンパターン試料上に存在する欠陥を観察する際の座標補正手法として特に重要である。
【0008】
下記特許文献1は、検査装置と欠陥レビュー装置との間の座標誤差に関し、複数の光学条件を用いて欠陥を観察することについて記載している(0013)。さらに具体的な手法として、光学フィルタ514や照明強度を調整することについても記載している(0077)。
【0009】
下記特許文献2は、ファインアライメントを実施しても欠陥が観察視野に入らない場合において、観察視野を広げて欠陥を探索する手法を記載している。
【0010】
下記特許文献3は、暗視野光顕(DFOM:Dark Field Optical Microscope)について記載している。ノンパターン試料に対して実施されるファインアライメントは、SEMより観察視野が広い光学顕微鏡を用いて実施するのが一般的であり、特に散乱光を検出して微小な欠陥を検出することができるDFOMが通常使用される。下記特許文献3は、DFOMに対して減光フィルタ、偏光フィルタ、波長フィルタなどの調光機能を付加することにより、欠陥形状をDFOM像に正しく反映させ、座標補正の信頼性を高めることを図っている。
【0011】
なお、検査装置から得た欠陥座標の精度が低いノンパターン試料においては、試料上に存在する代表的な欠陥に対してファインアライメントを実施しただけでは観察対象となる全ての欠陥がSEMの観察視野内に入る可能性は低いため、観察対象となる全欠陥に対してファインアライメントを実施することが望ましい。ファインアライメントの対象となる欠陥数は、試料1枚あたり数十個〜数千個にも及ぶため、通常のファインアライメントはオートファインアライメントと呼ばれる自動シーケンスにより実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開2012−127848号公報
【特許文献2】特開2007−019270号公報
【特許文献3】特開2013−148349号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
欠陥レビュー装置がノンパターン試料を観察する際にDFOMでファインアライメントを実施しようとしても、DFOMの観察視野に欠陥が正しく入り難い特殊な欠陥や、DFOMの観察視野に欠陥が正しく入ってもDFOM像に形状を正しく反映させることができない特殊な欠陥が存在する。そのような特殊欠陥の例について以下に説明する。
【0014】
サイズが数百μmを超える巨大欠陥が観察対象となる場合、レーザ光の照射により巨大欠陥から発生する散乱光が強すぎて、検査装置が巨大欠陥を検出する際に得る座標情報は検査装置が定義する欠陥の座標系から数百μm離れた場所を示してしまう場合がある。この場合、欠陥レビュー装置が検査装置より得た巨大欠陥の座標情報を基にDFOMでオートファインアライメントを実施しようとしても、巨大欠陥がDFOMの観察視野に入らず、ADRにより巨大欠陥のSEM像を取得することができない。特許文献2が記載しているように観察視野の変更を試みたとしても、同じ光学条件で観察視野を変更すると検出感度の低下が懸念されるなど、信頼性に課題が残る。
【0015】
低段差やシミ状の欠陥に対してレーザ光を照射すると、その散乱光は異方性を持ち、一方向に光の尾が伸びる「尾引き現象」を引き起こす場合がある。以後、「尾引き現象」を引き起こす欠陥を「尾引き欠陥」と呼称する。DFOMのオートファインアライメントは、DFOM像に反映される欠陥形状を画像認識して座標補正を実施するので、尾引き欠陥に対するオートファインアライメントを実施すると、欠陥の実体が存在しない光の尾の部分で座標補正の位置決めがなされる可能性が高い。この場合、ADRにおいて尾引き欠陥のSEM像を取得することができない。
【0016】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、従来のオートファインアライメントによっては正確に座標ずれを補正することが困難な特殊欠陥に対して、確実に座標ずれを補正することができる欠陥レビュー技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明に係る欠陥レビュー装置は、第1光源を用いて取得した第1光顕像に基づき座標ずれを補正することができない場合は、第2光源を用いて第2光顕像を取得し、第2光顕像に基づき座標ずれを補正することができるか否かを判断する。
【発明の効果】
【0018】
本発明に係る欠陥レビュー装置によれば、従来適正なファインアライメントを実施することが困難であった特殊欠陥に対して、適正なファインアライメントを実施することができる。これにより、SEM観察のスループットや信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】実施の形態1および実施の形態2における欠陥レビュー装置の構成を示す図である。
図2】欠陥レビュー装置の全体処理フローチャートである。
図3】巨大欠陥402に対するステップS206の詳細を説明するフローチャートである。
図4】巨大欠陥402に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。
図5】尾引き欠陥601に対するステップS206の詳細を説明するフローチャートである。
図6】尾引き欠陥601に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。
図7】光顕ユニット制御部9がモニタ14上において提供する欠陥特徴量登録画面701の画面イメージである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る欠陥レビュー装置の構成を示す図である。本実施形態1に係る欠陥レビュー装置は、試料ホルダ2、ステージ3、ステージ制御部4、SEM5、光顕ユニット6、A/D変換部7、画像処理部8、光顕ユニット制御部9、ネットワーク11、欠陥情報記憶部12、座標補正制御部13、モニタ14、全体制御部15を備える。
【0021】
試料ホルダ2は、検査対象となる試料1を保持する。ステージ3は、試料ホルダ2を移動させて観察位置を顕微鏡の下に移動させる。ステージ制御部4はステージ3を制御する。SEM5は試料1上に存在する欠陥を詳細に観察する。光顕ユニット6は、試料1上に存在する欠陥を光学的に検出して正確な位置情報を取得するための光学顕微鏡を備える。A/D変換部7は、光顕ユニット6が検出した反射光や散乱光などのアナログ信号をデジタル信号へ変換する。画像処理部8は、A/D変換部7が出力するデジタル信号を画像化し、二値化演算などの画像処理を施す。光顕ユニット制御部9は、画像処理部8が生成した画像データを解析して欠陥座標補正に関する判断を実施し、また光顕ユニット6を制御する。ネットワーク11は、欠陥レビュー装置を光学式検査装置10などの上位システムへ接続する。欠陥情報記憶部12は、ネットワーク11を介して検査装置10から得た欠陥情報(欠陥の座標、サイズ、分類コードなど)を記憶する。座標補正制御部13は、欠陥情報記憶部12が記憶している欠陥の座標情報と欠陥レビュー装置が座標補正により得た欠陥の座標情報との間の誤差成分を補正する。モニタ14は、欠陥画像やGUI(Graphical User Interface)を表示する。全体制御部15は、SEM5や光顕ユニット6などシステム全体を制御する。
【0022】
光顕ユニット6は、複数種類の光学顕微鏡を備える。例えば、従来からファインアライメントに使用されているDFOM101、試料表面がCuやPolyなどの高反射率の材質である場合にバックグラウンドノイズ低減に有効なハロゲン光の暗視野光顕102、レジスト膜など試料表面に塗布された膜の材質の違いやムラの程度などの確認に有効なカラー光顕103、パターン付きウェーハのレビューにおいて位置合わせのアライメントに使用されるハロゲン光の明視野光顕104などが搭載されている。各光学顕微鏡は、それぞれ光源とカメラを備えてもよいし、同種の光源またはカメラを用いる場合は光学顕微鏡間でこれらを共有してもよい。光顕ユニット6は、観察対象となる欠陥に対してファインアライメントを実施する際に有効な種類の光学顕微鏡を選択することができる。その他、LED(Light Emitting Diode)やメタルハライドランプなどを光源とする光学顕微鏡など、ファインアライメントに際して有用なその他種類の光学顕微鏡を使用してもよい。
【0023】
光顕ユニット制御部9は、欠陥特徴量データベース(以下、欠陥特徴量DB(Database)と呼称する)110、欠陥特徴量抽出部111、欠陥特徴量比較部112、光顕切替制御部113を備える。
【0024】
欠陥特徴量DB110は、ファインアライメントにおいて用いるのに不適切な欠陥の特徴量を記憶する。欠陥特徴量抽出部111は、画像処理部8が出力する欠陥のDFOM像から欠陥の特徴量を抽出する。欠陥特徴量比較部112は、欠陥特徴量抽出部111が抽出した欠陥の特徴量と、欠陥特徴量DB110が格納している欠陥の特徴量とを比較し、両者の間の一致度を算出する。光顕切替制御部113は、観察対象となる欠陥の特徴量と欠陥特徴量DB110が格納している欠陥の特徴量が一致あるいは類似する場合、光学顕微鏡を観察対象となる欠陥のファインアライメントに適切な種類のものに切り替える。光顕ユニット制御部9の詳細については後述する。
【0025】
図2は、欠陥レビュー装置の全体処理フローチャートである。以下、図2の各ステップについて説明する。
【0026】
図2:ステップS201〜S202)
ステージ制御部4は、観察対象となる試料1を欠陥レビュー装置内の試料ホルダ2上にロードする(S201)。光顕ユニット制御部9は、ネットワーク11を介して検査装置10から試料1上に存在する欠陥の情報(座標、サイズ、分類コード)を取得し、欠陥情報記憶部12に格納する(S202)。
【0027】
図2:ステップS203〜S204)
光顕ユニット制御部9でハロゲン光の明視野光顕104を用いてグローバルアライメントを実施することにより、座標補正制御部13は検査装置10と欠陥レビュー装置との間の第1段階目の座標補正を実施する(S203)。光顕ユニット制御部9は、第2段階目の座標補正であるファインアライメントにおいて使用する第1光顕として、DFOM101を選択する(S204)。このとき光源としてはDFOM101のためのレーザ光源を選択し、カメラとしては暗視野像を撮影するカメラを選択する。
【0028】
図2:ステップS205)
ステージ制御部4は、欠陥情報記憶部12に記憶したネットワーク11を介して検査装置10から得た欠陥情報(欠陥の座標)に基づき、観察視野を最初の観察対象となる欠陥の座標に移動させる。光顕ユニット制御部9は、第1光顕(DFOM101)を用いて、その座標における欠陥の光顕像を取得する。
【0029】
図2:ステップS206〜S207)
光顕ユニット制御部9は、第1光顕を用いて取得した光顕像の特徴に基づき、当該光顕像が座標補正に適しているか否かを判断する(S206)。適している場合、光顕ユニット制御部9はステップS207に進んでファインアライメントを実施する。適していない場合はステップS211へ進む。ステップS206の詳細については後述の図3で説明する。
【0030】
図2:ステップS208〜S210)
光顕ユニット制御部9は、観察対象となる全欠陥のレビューが終了しているか否かを判定する(S208)。全欠陥についてレビュー終了している場合は、ADRを実施した上で(S209)、試料1をアンロードする(S210)。全欠陥のレビューを終了していない場合はステップS204に戻り、光顕ユニット制御部9は光顕種類を第1光顕に切り替え、検査装置10から取得した次の欠陥座標について同様の処理を改めて実施する。
【0031】
図2:ステップS211〜S212)
光顕ユニット制御部9は、現在第1光顕を使用している場合はステップS212へ進んで光学顕微鏡を第2光顕へ切り替え、ステップS205に戻って同一の欠陥座標に対して第2光顕を用いて改めて同様の処理を実施する。現在第2光顕を使用している場合は、ステップS208へ進む。
【0032】
図3は、ステップS206の詳細を説明するフローチャートである。記載の便宜上、図2において説明した一部のステップについては省略し、ステップS206周辺のみ記載した。以下図3の各ステップについて説明する。
【0033】
図3:ステップS2061)
光顕ユニット制御部9は、第1光顕を用いて取得した光顕像の特徴に基づき、当該光顕像内に欠陥が含まれているか否かを判定する。欠陥が見つかった場合はステップS207へ進み、見つからない場合はステップS2062へ進む。
【0034】
図3:ステップS2062)
光顕ユニット制御部9は、欠陥情報記憶部12が格納している欠陥情報を参照し、現在の観察視野座標において検査装置10が取得した欠陥のサイズを取得する。欠陥サイズが例えば数百μmを超える巨大欠陥である場合はステップS211へ進み、数百μm以下の小〜中サイズ欠陥である場合はステップS208へ進む。あるいは、現在の観察視野座標において検査装置10が付加した分類コードを取得し、分類コードが例えば数百μmを超える巨大欠陥に相当する場合はステップS211へ進み、数百μm以下の小〜大サイズ欠陥である場合はステップS208へ進む。
【0035】
図3:ステップS2062:補足)
欠陥サイズが数百μmを超える巨大欠陥である場合、先に説明したように検査装置10は当該欠陥から数百μm離れた場所を欠陥座標として検出してしまう。すなわち欠陥サイズによっては、ステップS2061において本来見つかるべき欠陥が見つからない可能性がある。そこで本ステップにおいては、欠陥情報記憶部12が格納している欠陥情報(欠陥サイズ、分類コード)に基づき、DFOM101が座標補正に適しているか否かを判断することとした。
【0036】
図3:ステップS212)
光顕ユニット制御部9は、光学顕微鏡をDFOM101からハロゲン明視野光顕104へ切り替える。ハロゲン明視野光顕104は、パターン付き試料のアライメントにおいてアライメントマークを探索するために使用される光顕である。ハロゲン明視野光顕104は、観察視野がDFOM101の4〜9倍程度広く、DFOM101で観察した場所から数百μm離れた場所に存在する大サイズの欠陥も観察視野に入れることができる。ハロゲン明視野光顕104が検出する信号は散乱光ではなく反射光だが、欠陥サイズが大きいために十分認識することができる。
【0037】
図4は、巨大欠陥402に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。図3のステップS206においてDFOM101により光顕像を取得した際は、DFOM101の観察視野401から数百μm離れた場所に巨大欠陥402が存在するため、ファインアライメントを適切に実施することができない。光学顕微鏡をハロゲン明視野光顕104へ切り替えることにより、観察視野403はDFOM101の観察視野401の4〜9倍広くなる。これにより、検査装置10が取得した巨大欠陥402の座標が実際の欠陥座標からずれている場合であっても、巨大欠陥402を観察視野内に収めて観察することができる。
【0038】
<実施の形態1:まとめ>
以上のように、本実施形態1に係る欠陥レビュー装置は、DFOM101を用いて欠陥を観察することができない場合は、欠陥情報に基づき当該欠陥のサイズを確認し、当該欠陥が巨大欠陥である場合はDFOM101からハロゲン明視野光顕104へ切り替える。これにより、検査装置10が正しい座標を取得することが難しい巨大欠陥を観察する場合であっても、ハロゲン明視野光顕104によって正しい座標を取得し、座標補正制御部13はその座標にしたがって座標ずれを補正することができる。
【0039】
巨大欠陥に対するファインアライメントを実施する別手法として、DFOM101のみを使用し、サーチアラウンド機能を使用することが考えられる。すなわち、欠陥が見つかるまで螺旋状に観察視野を変更して欠陥を探索することにより、巨大欠陥の正しい座標を取得する手法である。しかしサーチアラウンド機能は、スループットが遅くなるという課題がある。また、バックグラウンドのノイズが大きい試料などの場合、サーチアラウンドの途中で誤検出する可能性も高くなる。したがって巨大欠陥については、本実施形態1に係る手法が有用であると考えられる。
【0040】
<実施の形態2>
実施形態1では、検査装置10と欠陥レビュー装置との間の座標ずれを補正することが難しい欠陥として、巨大欠陥の例を説明した。本発明の実施形態2では、座標ずれを補正することが難しい欠陥として、尾引き欠陥の例を説明する。欠陥レビュー装置の構成は実施形態1と同様であるため、以下では尾引き欠陥に関する動作について主に説明する。
【0041】
図5は、本実施形態2におけるステップS206の詳細を説明するフローチャートである。図3と同様に、図2において説明した一部のステップについては省略し、ステップS206周辺のみ記載した。以下図5の各ステップについて説明する。
【0042】
図5:ステップS2063〜S2064)
光顕ユニット制御部9は、第1光顕を用いて取得した光顕像内に欠陥が含まれているか否かを判定する(S2063)。欠陥が見つかった場合はステップS2065へ進み、見つからない場合はステップS2064へ進む。ステップS2064において光顕ユニット制御部9は、実施形態1で説明したステップS2062以降と同様の処理を実施してもよいし、適当なエラー処理などを実施した上でステップS205へ戻って次の欠陥座標について同様の処理を実施してもよい。
【0043】
図5:ステップS2065)
欠陥特徴量抽出部111は、DFOM101を用いて取得した光顕像から欠陥の特徴量を抽出する。欠陥の特徴量とは、欠陥の大きさ、明るさ、真円度、異方性など数種類〜数十種類程度の特徴項目を10段階程度にレベル分けして数値化したものである。例えば、丸い巨大異物の欠陥は、大きさと明るさがレベル10、真円度はレベル10、異方性はレベル1、などのように特徴量を数値化することができる。
【0044】
図5:ステップS2066)
欠陥特徴量比較部112は、ステップS2065で抽出した観察対象となる欠陥の特徴量と、欠陥特徴量DB110が格納しているファインアライメントに適さない欠陥の特徴量とを比較する。両者の間の差分が所定閾値以内である(すなわち両者が類似している)場合はステップS211へ進み、それ以外であればステップS207へ進む。
【0045】
図5:ステップS2066:補足)
尾引き欠陥の場合、先に説明したように検査装置10は誤って尾の部分に対して位置決めしてしまう可能性がある。そこで本ステップにおいては、尾引き欠陥の特徴量をあらかじめ欠陥特徴量DB110に格納しておき、欠陥特徴量がこれに合致する場合はその欠陥がDFOM101による座標ずれ補正に適していないと判断することにした。尾引き欠陥以外の欠陥であってDFOM101による座標ずれ補正に適していないものについても同様に、あらかじめ欠陥特徴量DB110に格納しておき、本ステップにおいてファインアライメントの対象から除去することができる。
【0046】
図5:ステップS212)
光顕ユニット制御部9は、光学顕微鏡をDFOM101からハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103に切り替える。ハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103を用いる場合、DFOM101による観察において見られる尾引き現象が発生せず、欠陥の実体に対して正確に座標ずれを補正することができることが知られている。そこで本実施形態2においては、DFOM101からハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103に切り替えることとした。光顕ユニット制御部9は、ハロゲン暗視野光顕102を用いる場合は光源としてハロゲン光源を選択するとともに暗視野像を撮影するカメラを選択し、カラー光顕103を用いる場合ハロゲン光源を選択するとともにカラー画像を撮影するカメラを選択する。
【0047】
図6は、尾引き欠陥601に対してファインアライメントを実施する例を示すイメージ図である。図2のステップS205においてDFOM101により光顕像を取得した際には、DFOM101の観察視野401において尾引き現象601が発生し、ファインアライメントにおいて光の尾の部分で座標補正の位置決めをする可能性が高くなる。光学顕微鏡をハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103に切り替えることにより、光顕像602および603に示すようにDFOM101の観察視野401において発生する尾引き現象が発生せず、欠陥604の実体において適正に座標補正することができる。
【0048】
図7は、光顕ユニット制御部9がモニタ14上において提供する欠陥特徴量登録画面701の画面イメージである。ユーザは欠陥特徴量登録画面701を用いて、ファインアライメントに適さない欠陥の特徴量をあらかじめ欠陥特徴量DB110に登録しておくことができる。
【0049】
欠陥特徴量設定画面701は、画面の左側にファインアライメントで取得した欠陥の画像リスト702を表示し、画面の右側にファインアライメントに適さない欠陥の画像を欠陥種類別に登録するための記憶テーブルの一覧703を表示する。作業者は、欠陥画像リスト702の中からファインアライメントに適さない欠陥の画像を選択し、画面右側に作成した欠陥種類別の記憶テーブル704へドラッグ&ドロップによりコピーする。各記憶テーブル704へ画像コピーし終えた後、必要に応じて記憶テーブル704に登録した欠陥に該当するサイズの閾値705や分類コード706を設定することもできる。サイズの閾値705や分類コード706を設定することにより、検査装置10から得た各観察対象欠陥のサイズや分類情報に基づき、当該欠陥がファインアライメントに適しているか否かを判定することができる。新たなテーブルを作成するときはテーブル追加ボタン708を押下する。
【0050】
例えば、図7に示すテーブル1に登録した特徴量を持つ欠陥を判定する場合、収集した欠陥画像群に共通する欠陥特徴量を有し、かつ欠陥サイズが1μm以下で分類情報が1に該当する欠陥であれば、当該欠陥はファインアライメントに適さないと判定する。また、観察対象となる欠陥が各記憶テーブル704に登録した欠陥の特徴量と一致あるいは類似していた場合に、第2光顕として用いる光学顕微鏡の種類707を各記憶テーブル704において設定する。作業者が設定ボタン709を押下すると、欠陥特徴量抽出部111は各記憶テーブル704に登録された欠陥群に共通する特徴量を抽出し、各入力項目と併せて欠陥特徴量DB110に登録する。
【0051】
<実施の形態2:まとめ>
以上のように、本実施形態2に係る欠陥レビュー装置は、DFOM101を用いて欠陥を観察することができない場合は、当該欠陥の特徴量を欠陥特徴量DB110にあらかじめ格納されている特徴量と比較し、これらが合致する場合はDFOM101からハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103へ切り替える。これにより、検査装置10が誤った座標において位置決めする可能性のある尾引き欠陥を観察する場合であっても、ハロゲン暗視野光顕102またはカラー光顕103によって正しい座標に位置決めし、座標補正制御部13はその座標にしたがって座標ずれを補正することができる。
【0052】
尾引き欠陥に対してファインアライメントを実施する別手法として、光顕の種類を変えずに画像処理だけで位置ずれを回避することが考えられる。例えば、尾引き欠陥の特徴である1方向へ光が伸びる現象を有する欠陥に対しては、尾が伸びる方向と逆の方向に向かって座標補正の位置決めを補正する方法が考えられる。ただしこの方法は、尾が伸びる元の部分と先の部分を判断することが難しく、欠陥の実体を判断する際の信頼性が低くなる課題がある。したがって本実施形態2のように、光顕の種類を変更して正しい欠陥形状を光顕像に正しく反映させた上で座標ずれを補正するほうが望ましい。
【0053】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
【0054】
上記制御部、処理部、機能等は、それらの一部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記制御部、処理部、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に格納することができる。
【符号の説明】
【0055】
1:試料、 2:試料ホルダ、 3:ステージ、 4:ステージ制御部、 5:SEM、 6:光顕ユニット、 7:A/D変換部、 8:画像処理部、 9:光顕ユニット制御部、 10:検査装置、 11:ネットワーク、 12:欠陥情報記憶部、 13:座標補正制御部、 14:モニタ、 15:全体制御部、 101:DFOM、 102:ハロゲン暗視野光顕、103:カラー光顕、 104:ハロゲン明視野光顕、 110:欠陥特徴量DB、 111:欠陥特徴量抽出部、 112:欠陥特徴量比較部、 113:光顕切替制御部、 701:欠陥特徴量設定画面、 702:欠陥画像リスト、 703:記憶テーブルの一覧、 704:記憶テーブル、 705:サイズ閾値入力部、 706:分類コード入力部、 707:光顕種類入力部、 708:テーブル追加ボタン、 709:設定ボタン。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7