JP2007192595A - 検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、検査対象から取得した画像をもとに欠陥を検査する検査方法および検査装置に関し、検査領域を分割して当該分割領域毎に欠陥の有無を検査する際に、検出された欠陥が周囲のパターンに影響するか否かを迅速かつ精度良好に判定することを目的とする。
【構成】 検査対象を分割した各分割領域から画像を取得するステップと、取得した分割画像と、分割した領域に対応する設計データとを照合して欠陥を検出するステップと、領域毎の検査で欠陥が見つかった場合に、見つかった欠陥をほぼ中央に配置した画像を表示するステップとを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、検査対象から取得した画像をもとに欠陥を検査する検査方法および検査装置に関するものである。

従来、ＬＳＩ上にパターンを転写するマスクの検証は、当該マスクを所定領域に分割して各分割した領域毎に走査型電子顕微鏡で画像を取得し、該当領域の設計データとを比較して欠陥の有無を検出し、欠陥が見つかったときに当該領域に欠陥がある旨のフラグを立てておき、後に当該フラグの立てた領域の画像を再度取得して画面上に表示し、当該欠陥が周囲のパターンに影響するものか、否かを判別していた。

このため、欠陥がある旨のフラグの立っている領域の画像を再度取得して画面上に表示（あるいは保存されている画像データを画面上に表示）して当該欠陥がパターンに影響するか否かを判別し、影響あるときは除去指示し、影響がないときは除去不要と指示していたため、当該欠陥が画面の端などにある場合には影響を判断するパターンが表示されないことがあり判断し難いという問題があった。また、欠陥が画面の中央にあっても、欠陥と周囲のパターンとの距離が小さい場合には当該欠陥がパターンに影響するか否かの判定がし難かく、倍率を大きくしたりなど調整して周囲のパターンとの影響を判断し易くするという余分な操作が要求されてしまい、スループットが低下するという問題があった。

本発明は、これらの問題を解決するため、マスクなどの検査領域を分割して当該分割した領域内に欠陥が見つかったときに当該欠陥をほぼ中央に配置すると共に欠陥と周囲のパターンとが表示される適切な倍率にした画像を表示するようにしている。

本発明は、マスクなどの検査領域を分割して当該分割した領域内に欠陥が見つかったときに当該欠陥をほぼ中央に配置すると共に欠陥と周囲のパターンとが表示される適切な倍率にした画像を表示することにより、検査領域を分割して当該分割領域毎に欠陥の有無を検査する際に、検出された欠陥が周囲のパターンに影響するか否かを迅速かつ精度良好に判定することが可能となる。

本発明は、マスクなどの検査領域を分割して当該分割した領域内に欠陥が見つかったときに当該欠陥をほぼ中央に配置すると共に欠陥と周囲のパターンとが表示される適切な倍率にした画像を表示し、検査領域を分割して当該分割領域毎に欠陥の有無を検査する際に、検出された欠陥が周囲のパターンに影響するか否かを迅速かつ精度良好に判定することを実現した。

図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、電子光学系１は、細く絞った電子線ビームなどの荷電粒子線ビームを試料４の表面に照射しつつ平面走査し、放出された２次電子、光、反射された反射電子、更に、吸収された電子を検出し、表示装置２０の画面上に試料４の拡大された画像を表示させるための公知のものである。

反射電子検出器２は、例えば細く絞った電子線ビームを試料４に照射しつつ平面走査（Ｘ方向、およびＹ方向に走査）したときに反射された反射電子を検出して電気信号を出力する公知のものである。

２次電子検出器３は、例えば細く絞った電子線ビームを試料４に照射しつつ平面走査（Ｘ方向、およびＹ方向に走査）したときに放出された２次電子を検出して電気信号を出力する公知のものである。

試料４は、欠陥を検査する対象の試料であって、例えばＬＳＩ作成時に、ウェハにパターンを転写するマスクである。

試料室５は、試料４を真空中に保持するものであって、図示外の排気系で真空排気される公知の部屋である。

ＰＣ１１は、パソコンであって、プログラムに従い各種処理を実行するものであり、ここでは、メッシュ分割手段１２、欠陥検出手段１３、画像取得手段１４、拡縮手段１５、詳細チェック手段１６、検証テーブル１７、画像ファイル１８、設計ＤＢ１９、表示装置２０、および入力装置２１などから構成されるものである。

メッシュ分割手段１２は、試料４であるマスクの欠陥検査領域を所定間隔でメッシュに分割するものである（図２から図５参照）。

欠陥検出手段１３は、マスクの画像と、設計データの該当画像とを照合して欠陥を検出するものである（図２から図５参照）。

画像取得手段１４は、マスクの分割領域の画像を取得したり、欠陥の検出された分割画像について当該欠陥をほぼ中央にした画像を取得したりなどするものである（図２から図５参照）。

拡縮手段１５は、欠陥の検出された分割画像の倍率を拡縮するものである（図２から図５参照）。

詳細チェック手段１６は、欠陥が検出された分割領域について詳細画像（異なる種類の画像、例えば現在が２次電子画像であれば、異なる種類の反射電子画像）を取得してチェックするものである（図２から図５参照）。

検証テーブル１７は、欠陥の検査対象の領域を分割し、分割した各領域（メッシュ）毎にその座標、欠陥の種類とその有無などを登録して管理するものである（図４参照）。

画像ファイル１８は、マスクから取得した画像を格納するものである。
設計ＤＢ１９は、検査対象のマスクのパターン情報などである。

表示装置２０は、画像などを表示するものである。
入力装置２１は、各種入力指示やデータを入力するキーボードやマスクなどである。

次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。

図２において、Ｓ１は、検査対象を分割する。これは、後述する図３の（ａ）に示すように、マスクの検査対象の領域を所定間隔でメッシュに分割する。

Ｓ２は、分割した領域毎に順番に検査する。これは、Ｓ１でメッシュ分割した領域の画像を取得、即ち、図１の試料４であるマスクの所定領域を電子線ビームで照射しつつ平面走査し、そのときに放出された２次電子を検出して該当領域の画像を取得する。そして、取得した画像と、設計データ中の当該メッシュ領域の画像とを照合して一致しない欠陥があるか検査する（図３の（ｂ−１）、（ｂ−２），（ｂ−３）参照）。

Ｓ３は、欠陥検出した時、領域を記憶する。これは、右側に記載したように、
・（ｉ，ｊ）
・Ｌｉｊの中の（ｘｉ，ｙｉ）
を記憶する。ここで、（ｉ，ｊ）は、欠陥を検出したメッシュの座標である。Ｌｉｊの中の（ｘｉ，ｙｉ）は、欠陥を検出したメッシュ座標（ｘｉ，ｙｊ）のメッシュの中の、当該欠陥が存在する座標（ｘｉ，ｙｊ）である。尚、欠陥のメッシュ座標、メッシュ内座標に加えて、更に、欠陥の種類（ドット、ピンホール、凸、凹）も記憶する。

Ｓ４は、終了か判別する。これは、全ての分割したメッシュについて、取得した画像と、設計データ中の画像とを照合して欠陥の検査を全て終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ５に進む。ＮＯの場合には、次のメッシュについてＳ２以降を繰り返す。

以上のＳ１〜Ｓ４によって、マスクの検査対象をメッシュ分割し、各メッシュ毎に取得した画像と、設計データとを照合して欠陥が検出されたときに、欠陥が検出されたメッシュ座標、メッシュ内の座標、欠陥の内容（ドット、ピンポール、凸、凹など）を記憶する。

Ｓ５は、Ｌｉｊを呼び出す。これは、Ｓ３で記憶した欠陥の存在するメッシュ（メッシュ座標（ｉ，ｊ））の情報を読み出す。

Ｓ６は、（ｘｉ，ｙｉ）を中心に画像を切り出す。これは、Ｓ５で欠陥の存在するメッシュの情報を読み出し、記憶されている当該メッシュ内の欠陥が存在する座標（ｘｉ，ｙｊ）を中心に、画像を画像ファイル１８から切り出す（あるいはマスクから直接に再度、画像を取得する）（図３の（ｃ−１）参照）。

Ｓ７は、倍率を拡大する。これは、Ｓ６で欠陥が検出されたメッシュ内の座標（ｘｉ，ｙｊ）を中心に、画像を切り出した後、欠陥が周囲のパターンに影響を及ぼすか判定するために充分な倍率に拡大した画像を生成する（図５の（ｃ）参照）。

Ｓ８は、観察（検証）する。これは、Ｓ６、Ｓ７で欠陥の存在するメッシュ内の座標（ｘｉ，ｙｊ）を中心に拡大した画像を画面上に表示し、当該中心の欠陥が周囲のパターンに悪影響を与えるか否かを観察（検証）する。

Ｓ９は、詳細なチェックは必要か判別する。これは、Ｓ６、Ｓ７で欠陥を中心した拡大した画像だけでは、当該欠陥が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか判定し難いので、更に詳細なチェックが必要か判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１１で反射電子（又は、再度、電子照射領域を変えて、２次電子画像）を取得し、Ｓ１２で詳細確認を行い、Ｓ１０に進む。これらＳ９のＹＥＳ，Ｓ１１，Ｓ１２は、現在の欠陥を中心にした拡大した画像では、当該欠陥が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか判定し難い場合に、異なる種類の画像、例えば現在が２次電子画像のときは反射電子画像を取得して欠陥が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか観察（検証）する。一方、Ｓ９のＮＯの場合には、Ｓ８の観察（検証）で充分に欠陥が周囲のパターンに悪影響を及すか否か判別でき、詳細チェック不要と判明したので、そのままＳ１０に進む。

Ｓ１０は、検証テーブルに結果を保存する。これは、Ｓ８あるいはＳ１２で観察（検証）した結果を、図４の検証テーブル１７に保存する。

以上によって、検査対象領域をメッシュ分割して当該メッシュ分割した領域から画像（例えば２次電子画像）を順次取得して記憶すると共に、画像と設定データ中の該当画像とを照合して欠陥を検出したときに当該欠陥の検出されたメッシュ座標（ｉ，ｊ）、メッシュ内の座標（ｘｉ，ｙｊ）、および欠陥の内容（ドット、ピンホール、凸、凹 ）を記憶する。全メッシュの欠陥検出を終了した後、欠陥のあるメッシュについて欠陥を中心にした画像を切り出して拡大して表示し、欠陥が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか否かを容易に判断することが可能となる。以下順次詳細に説明する。

図３は、本発明の説明図（その１）を示す。
図３の（ａ）は、検査領域をメッシュ分割した様子を示す。ここでは、マスクの検査領域について、横方向にｉ＝１，２，３・・・、縦方向にｊ＝１，２，３・・・とそれぞれ所定間隔でメッシュ分割する。

図３の（ｂ）は、画像の例を示す。これは、図３の（ａ）でメッシュ分割した各メッシュの領域に該当する画像の例を示す。

図３の（ｂ−１）は、マスクから取得した画像の例を示す。図示の画像は、マスクの所定メッシュの図示の画像中で、パターンと欠陥部とがここでは存在すると仮定した画像である。

図３の（ｂ−２）は、設計データから取得したパターンの画像の例を示す。図示の画像は、設計データ中から該当メッシュ内のパターンの画像である。

図３の（ｂ−３）は、両者を重ねた画像の例を示す。ここでは、図３の（ｂ−１）のマスクの所定メッシュから取得した画像中に欠陥部があるので、ここでは、欠陥部が図３の（ｂ−２）の画像（設計ＣＡＤ画像）に無いので、欠陥として検出される。このときの欠陥の当該メッシュ内の座標を（ｘｉ，ｙｊ）とする。

図３の（ｃ）は、拡大／縮小画像の例を示す。これは、図３の（ｂ＝３）で検出された欠陥部の座標（ｘｉ，ｙｊ）を中心にして取得した画像について、更に、欠陥部が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか否かを観察（検証）し易いように拡大した画像の例を示す。図示のように、欠陥部を中心にし、周囲のパターンが画像中に収まる程度に拡大した画像を生成して表示することにより、検査者は容易に、欠陥部が周囲のパターンに悪影響を与えるか否かを容易に判断することが可能となる。

図３の（ｃ−１）はマスク画像を示し、図３の（ｃ−２）はＣＡＤ画像を示す。両画像は、欠陥部を中心に同じ倍率で同じ視野の画像を表示し、欠陥部がＣＡＤ画像上に無く、しかも、欠陥部が周囲のパターンに悪影響を与えるか否かを容易に観察（検出）できる倍率で表示している。

図４は、本発明の検証テーブル例を示す。検証テーブル１７は、マスクの検査対象領域をメッシュ分割してメッシュ毎に画像を取得して設計データと照合して欠陥が検出されたときにその検出されたメッシュ座標（ｉ，ｊ）、欠陥のメッシュ内の座標（ｘｉ，ｙｊ）
，更に、欠陥の内容（ドット、ピンホール、凸、凹 ）を設定したものである。

図５は、本発明の説明図（その２）を示す。
図５の（ａ）は、欠陥の検出された様子を示す。ここでは、メッシュ分割された右上のメッシュの左下の部分に欠陥部（不良パターン）が検出されたとする。

図５の（ｂ）は、欠陥を画面の中心にする様子を示す。これは、図５の（ａ）で検出された欠陥部を画面の中心にした画像を切り出して表示した様子を示す。

図５の（ｃ）は、拡大した様子を示す。これは、図５の（ｂ）で欠陥部を画面の中心にした画像を切り出して表示したのみでは、当該欠陥部が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか判別し難いので、ここでは、拡大（Ｎ倍）した図５の（ｃ）の画像を表示し、欠陥部が周囲のパターンに悪影響を及ぼすか容易かつ正確に判断することが可能となる。

本発明は、マスクなどの検査領域を分割して当該分割した領域内に欠陥が見つかったときに当該欠陥をほぼ中央に配置すると共に欠陥と周囲のパターンとが表示される適切な倍率にした画像を表示し、検査領域を分割して当該分割領域毎に欠陥の有無を検査する際に、検出された欠陥が周囲のパターンに影響するか否かを迅速かつ精度良好に判定する検査方法および検査装置に関するものである。

本発明のシステム構成図である。 本発明の動作説明フローチャートである。 本発明の説明図（その１）である。 本発明の検証テーブル例である。 本発明の説明図（その２）である。

符号の説明

１：電子光学系
２：反射電子検出器
３：２次電子検出器
４：試料
５：試料室
１１：ＰＣ（パソコン）
１２：メッシュ分割手段
１３：欠陥検出手段
１４：画像取得手段
１５：拡縮手段
１６：詳細チェック手段
１７：検証テーブル
１８：画像ファイル
１９：設計ＤＢ
２０：表示装置
２１：入力装置

Claims (5)

1. 検査対象から取得した画像をもとに欠陥を検査する検査方法において、
   検査対象を分割した各分割領域から画像を取得するステップと、
   前記取得した分割画像と、前記分割した領域に対応する設計データとを照合して欠陥を検出するステップと、
   前記領域毎の検査で欠陥が見つかった場合に、当該見つかった欠陥をほぼ中央に配置した画像を表示するステップと
   を有することを特徴とする検査方法。
2. 前記領域毎の検査で欠陥が見つかった場合に、当該見つかった欠陥をほぼ中央に配置すると共に当該欠陥と周囲のパターンとの影響を評価し易い倍率に拡大あるいは縮小した画像を表示するステップを有することを特徴とする請求項１記載の検査方法。
3. 前記欠陥をほぼ中央に配置した画像を表示する際に、設計データ中の該当データを同じ倍率で併せて表示することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の検査方法。
4. 前記領域毎の検査で欠陥が見つかった場合に、当該領域の異なる種類の画像を取得して表示することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査方法。
5. 検査対象から取得した画像をもとに欠陥を検査する検査装置において、
   検査対象を分割した各分割領域から画像を取得する手段と、
   前記取得した分割画像と、前記分割した領域に対応する設計データとを照合して欠陥を検出する手段と、
   前記領域毎の検査で欠陥が見つかった場合に、当該見つかった欠陥をほぼ中央に配置した画像を表示する手段と
   を備えたことを特徴とする検査装置。

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