JP2000081324A

JP2000081324A - 欠陥検査方法およびその装置

Info

Publication number: JP2000081324A
Application number: JP11181056A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Shishido; 弘明宍戸; Yasuhiro Yoshitake; 康裕吉武; Atsushi Shimoda; 篤下田; Chie Shishido; 千絵宍戸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】一旦欠陥候補を検出した後、この検出した欠陥
候補を詳しく観察する時に、欠陥候補を容易に観察視野
内に設定できる欠陥検査方法及びその装置を提供する。【解決手段】欠陥検出時に、検出した欠陥の座標を基板
平面内で記録するのに加え、検出した高さ方向の位置も
同時に記録することにより、欠陥検出位置を基板平面内
だけでなく、高さ方向に対しても再現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体に関連する試
料上の欠陥検出技術に係り、特に検出した欠陥を観察装
置上で呼び出す際の作業性を向上させるのに好適な方式
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体の開発、製造分野では
製造途中あるいは製造後の製品上に発生する欠陥を検出
し、それを分析、解析することが広く行われてきた。特
にこれらの結果を製造および設計プロセスにフィードバ
ックすることは、製品の品質向上、製造歩留まり向上に
とって欠かすことのできないプロセスである。

【０００３】このため、欠陥を製品上で検出し、検出さ
れた欠陥を観察装置（レビュー装置）にかけ、欠陥が検
出された座標位置を呼び出して観察すること（以下、レ
ビュー）は極めて日常的な業務である。

【０００４】この場合、被検査試料は２次元的な平面基
板であるため、検出位置座標は２次元の座標（多くの場
合Ｘ、Ｙ座標）として記憶され、レビューに用いられ
る。

【０００５】また、半導体分野における製品は、微細化
の極限を追求して製造されるものが多く、正常部分と欠
陥部分の境界が特に外観検査の場合に微妙なものとなっ
ている。このため、自動外観検査装置で検出された結果
には少なからぬ虚報（検査装置によって欠陥と判定され
た正常部分）が含まれる。そこで、検出結果をレビュー
し、正しく検出された欠陥の状況を確認することは不可
欠な手順となっている。

【０００６】また、欠陥位置の呼び出しは検出座標だけ
でなく試料上のパターンの特徴を指し示して行われる場
合もある。これは、分析のために半導体ウェハ（以下、
ウェハ）の一部分を割って分析装置にかけたり、あるい
はウェハ上で検出された欠陥に対応する位置をホトマス
ク上で呼び出す場合など、座標系の連続性が保てない場
合にとられる手段である。

【０００７】この場合の多くは、半導体メモリ上の１記
憶単位（１ビット）に対応する、セルと呼ばれる繰り返
し回路パターンの、ＬＳＩチップの端部からの個数を指
定することにより行われる。個数を正確にカウントする
ことは、かなり困難な作業だが、これをイオンビーム式
分析装置上で自動化した例が特開平５−６２６３８号公
報に示されている。

【０００８】さて、上記の機能を実現するため、多くの
自動外観欠陥検査装置（以下、検査装置）上では検出結
果の観察機能が実現されている。例えば、特開平７−７
２０９３号公報には、半導体製造に用いられるホトマス
クやレチクルを対象として欠陥を光学的手段で検出し、
その結果を同一装置、同一光学系により観察、確認する
機能を有する装置の一実施例が示されている。また、特
開昭６０−２１８８４５号公報には半導体ＬＳＩを対象
として、欠陥を光学的手段で検出し、その結果を同一装
置内の別な電子光学系により観察、確認する機能を有す
る装置の一実施例が示されている。また、また、特開昭
５８−３３１５４号公報には半導体ＬＳＩを対象とし
て、欠陥を光学的手段で検出し、その結果を同一または
検出情報を別装置へ転送し、別な電子光学系により観
察、確認する機能を有する装置の一実施例が示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】検査とレビューを同一
の装置内の同一の光学系で行う場合でも、基板平面内で
の検出位置座標の呼び出し以外に、その高さ方向の位置
の合わせの問題がある。

【００１０】これは、高解像度の検出系、観察系を持っ
た検査装置では、光学系の構成上の原理からその焦点深
度が狭いため、焦点を精密に合わせる必要がある。この
ためには一般に作業性の観点から自動焦点機能を用い
る。しかし、検出時と観察時の照明条件の差などから、
検出時と観察時に同じ高さに自動的に焦点を合わせるこ
とは難しい。最悪の場合には、観察時には自動焦点機構
が働かないケースもある。

【００１１】また、検出光学系の構成上、観察光学系を
兼用できない場合には、別位置に観察光学系を設けなけ
ればならず、この場合、費用のかかる自動焦点機構を双
方の光学系に持たせなければならないと言う状況にあ
り、上記のごとく、検出時と観察時に同じ高さに焦点が
合うという可能性はさらに低下する。

【００１２】さらには、検出を高速性が特徴の光学式検
査装置で行い、欠陥の基板平面内での座標を情報として
伝えたうえで、レビューを高解像性が特徴の電子走査顕
微鏡で行う場合など、検出と観察が別装置で行われる場
合には、欠陥の基板平面内での座標が情報として伝えら
れる場合には検出時と観察時に同じ高さに焦点が合うと
いう可能性はさらに低下する。

【００１３】特に、半透明の多層薄膜が形成された基板
において、検査時に検査装置が多層薄膜中のどの層に焦
点を合わせ、どの層の欠陥を検出したのかが観察時には
不明であるため、作業者は、すべての層の可能性を検討
しなければならず、結果として、自動焦点機構に頼れな
くなり、作業性を損なっていた。

【００１４】また、前述のごとく、検出が広視野で行わ
れることが多いため、検出視野内に複数の高さの構造の
領域が存在する場合、観察時にはどの高さの構造の領域
に焦点を合わせて良いか判らない問題があった。

【００１５】上記の問題に対処するため、欠陥検出位置
を基板平面内だけでなく、高さ方向に対しても再現する
考案が求められている。

【００１６】また、検査とレビューを同一の装置内の同
一の光学系で行う場合、基板平面内での検出位置座標と
観察位置座標は用意に合致させることができる。しか
し、検査装置においては、高速化追求のために著しく広
い視野で検出を行うものや、装置構成上の荒い検出座標
を出力するものなどがある。この場合、作業者は検出結
果を観察しようとしたときに、人間にとっては広い範囲
から検出欠陥を探さなくてはならず、さらに、その欠陥
は半導体素子の微細化に伴い、非常に微妙なものとなっ
てしまってる。このことは、観察時の作業性を著しく損
なうものとしてしまっている。このため、観察時の視野
の中から容易に欠陥位置を特定できる支援機能の考案が
求められている。

【００１７】また、前述のごとく、半導体メモリ上のセ
ルと呼ばれる繰り返し回路パターンの、ＬＳＩチップの
端部からの個数を指定することにより検出欠陥の位置を
指示される場合に、そのカウントの困難さから、作業性
を著しく損なうものとなっている。この問題については
自動化によるアプローチがあるものの、作業の性質上
（分析／解析が多い）自動化とはなじまず、むしろ作業
者の手動作業をを支援する機能の考案が求められてい
る。

【００１８】さらに、この指示方法ではセルの個数だけ
でなく、指定するセルが所属するマット（セルが連続し
て配置され、通常周辺回路とよばれるセンスアンプやサ
ブワードドライバが存在する領域に囲まれた単位領域）
が、チップ内でどの位置にあるかを指定することも必要
である。このためにはチップ全体が見渡せることが重要
であるが、解像度が重要視される観察光学系は顕微鏡の
構成を一般にとるため、視野を広くすることには限界が
ある。このため、容易にマット部を指定できるように、
チップ全体が見渡せる考案が求められている。

【００１９】本発明の目的は、一旦検出した欠陥候補を
さらに詳しく観察する時に、欠陥候補を詳しく観察する
観察視野内に容易に設定できるようにした欠陥検査方法
及びその装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、欠陥検出時に、検出した欠陥の座標を
基板平面内で記録するのに加え、検出した高さ方向の位
置も同時に記録することにより、欠陥検出位置を基板平
面内だけでなく、高さ方向に対しても再現するようにし
た。

【００２１】即ち、上記目的を達成するために、本発明
では、試料の欠陥を検査する方法において、試料を撮像
して試料の画像を得、この試料の画像から試料の欠陥を
検出し、この検出した欠陥の３次元座標に関する情報を
記憶し、記憶した欠陥の３次元座標に関する情報に基づ
いて検出した欠陥を観察視野内に位置させて欠陥を観察
するようにした。

【００２２】また、上記目的を達成するために、本発明
では、試料の欠陥を検査する欠陥検査装置を、試料を撮
像し撮像して得た試料の画像から試料の欠陥を検出する
欠陥検出手段と、この欠陥検出手段で検出した試料の欠
陥の３次元座標に関する情報を記憶する記憶手段と、こ
の記憶手段に記憶した欠陥の３次元座標に関する情報を
出力する出力手段と、記憶手段に記憶した欠陥の３次元
座標に関する情報に基づいて試料の欠陥を観察視野内に
移動させて欠陥の拡大像を得る観察手段とを備えて構成
した。

【００２３】また、上記目的を達成するために、本発明
では、試料上の所望の個所の欠陥を検査する欠陥検査方
法において、試料を第１の倍率の光学系を用いて順次撮
像して試料の複数の画像を得、この試料の複数の画像を
記録し、この記録した複数の画像を合成して第１の倍率
の光学系による試料上の視野よりも大きい領域の画像を
得、この大きい領域の画像から試料上の所望の個所を求
め、この所望の個所を第２の倍率の光学系を用いて撮像
し、第２の倍率の光学系を用いて撮像した試料の所望の
個所の画像に関する情報を出力するようにした。

【００２４】また、上記目的を達成するために、本発明
では、試料上の所望の個所の欠陥を検査する欠陥検査装
置を、試料を順次撮像して試料の複数の画像を得る第１
の撮像手段と、この第１の撮像手段で撮像した試料の複
数の画像を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶し
た複数の画像を合成して第１の撮像手段の試料上の視野
よりも大きい領域の画像を作成する合成画像作成手段
と、この合成画像作成手段で作成した大きい領域の画像
から試料上の所望の個所を求める設定手段と、この設定
手段で求めた所望の個所を撮像して所望の個所の画像を
得る第２の撮像手段と、この第２の撮像手段で撮像した
試料の所望の個所の画像に関する情報を出力する出力手
段とを備えて構成した。

【００２５】また、上記目的を達成するために、本発明
では、繰り返しパターンが形成された試料上の繰り返し
パターンの欠陥を検出してこの検出した欠陥を観察する
欠陥検査方法において、ａ）繰返しパターンを有する試
料を撮像して試料の画像を得、ｂ）得た画像から繰返し
パターンの欠陥候補を検出し、ｃ）検出した欠陥候補の
画像を画面に表示し、ｄ）画面に表示した欠陥候補の画
像中から拡大表示させる個所を指定し、ｅ）指定された
個所を前記画面に拡大表示する、ようにした。

【００２６】また、上記目的を達成するために、本発明
では、基板試料上の欠陥を検出し、該検出した結果を観
察する欠陥検査方法において、ａ）検出結果の欠陥検出
座標から該当する位置を観察系の視野に位置決めし、
ｂ）複数の高さにおける画像を画像処理系に取り込んで
取り込み画像を得、ｃ）取り込み画像から明暗情報が最
大となる高さを求め、ｆ）求めた高さの情報を取り込み
画像と共に画面に表示しｇ）画面に表示された取り込み
画像の欠陥候補地点をポインティングデバイスで指示し
マークを付け、ｈ）マークを付けられた欠陥候補地点を
さらに拡大して表示するようにした。

【００２７】また、上記目的を達成するために、本発明
では、繰り返しパターンが形成された試料上の繰り返し
パターンの欠陥を検出してこの検出した欠陥を観察する
欠陥検査装置を、ａ）繰返しパターンを有する試料を撮
像してこの試料の画像を得る撮像手段と、ｂ）撮像手段
で撮像して得た画像から繰返しパターンの欠陥候補を検
出する欠陥候補検出手段と、ｃ）欠陥候補検出手段で検
出した欠陥候補の画像を画面に表示する表示手段と、
ｄ）表示手段の画面に表示した欠陥候補の画像中から拡
大表示させる個所を指定する拡大表示指定手段と、ｅ）
拡大表示指定手段により欠陥候補の画像中の指定された
個所を表示手段の画面に拡大表示する拡大表示手段とを
備えて構成した。

【００２８】また、上記目的を達成するために、本発明
では、試料の欠陥を検査する方法において、試料を第１
の撮像手段を用いて撮像して試料の画像を得、この試料
の画像から試料の欠陥候補を検出してこの欠陥候補の試
料面内での位置情報を得、試料表面の法線方向における
試料表面の位置情報を得、欠陥候補の試料面内での位置
情報と試料表面の法線方向の位置情報とに基づいて検出
した欠陥候補を第２の撮像手段の観察視野内に位置さ
せ、この第２の撮像手段で観察視野内の欠陥候補を撮像
してこの欠陥候補の像を画面上に表示するようにした。

【００２９】また、上記目的を達成するために、本発明
では、試料の欠陥候補を検出してこの検出した欠陥候補
を詳細に観察する欠陥検査装置において、試料を撮像
して試料の画像を得る第１の撮像手段と、この第１の撮
像手段で撮像して得た試料の画像から試料の欠陥候補を
検出してこの欠陥候補の試料面内での位置情報を得る欠
陥候補検出手段と、試料表面の法線方向におけるこの試
料表面の位置情報を得る高さ検出手段と、欠陥候補検出
手段で得た欠陥候補の試料面内での位置情報と高さ検出
手段で得た試料表面の法線方向の位置情報とに基づいて
検出した欠陥候補を観察視野内に位置させる第２の撮像
手段と、この第２の撮像手段で観察視野内の欠陥候補を
撮像して欠陥候補の像を画面上に表示する表示手段とを
備えて構成した。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１に本発明を実施するのに好適
な実施の一形態を示す。

【００３１】試料ホルダ２上に基板上の被検査試料１が
載置されている。ここでは被検査試料の一例として半導
体ウェハやホトマスクなどを想定しており、以下ウェハ
と称する。試料ホルダ２はそれに接続されているＺ軸ス
テージ３、Ｘ軸ステージ４、Ｙ軸ステージ５により位置
決めされる。Ｘ，Ｙ軸ステージは、主として検査時の走
査に使用（ウェハより狭い検出光学系をウェハ全面にわ
たりＸ，Ｙ走査することによりウェハ全面の検査を行
う。ｒ−θ走査の検査装置ではこの部分はｒ−θステー
ジとなる。また、Ｚステージはウェハの被検査平面を検
出光学系２４や観察光学系２２の焦点に合わせるために
主として用いられる。

【００３２】各ステージにはＹ軸ステージ用エンコーダ
６、Ｘ軸ステージ用エンコーダ７、Ｚ軸ステージ用エン
コーダ８が取り付けられ、各座標がステージ制御系１１
から読みとれるようになっている。尚、本発明中では、
高さ方向をＺ、平面内の移動のうち検査位置と観察位置
との移動方向をＹ、それと直行する方向をＸと呼ぶこと
とする。

【００３３】検査時のＺ座標の制御は検査光源２３から
の反射光を自動焦点用センサ１０にて読みとる構成のも
のを示したが、ウェハの像または投影された縞パターン
のコントラストを求めるものなど他の方式でも構わな
い。センサの出力は自動焦点制御系９で処理され、Ｚ軸
の位置が調節される。

【００３４】また検査時には自動焦点の必要がない検出
方式の場合には、本処理系は自動焦点制御としてではな
く、検出時の被検査試料面の高さを測定する機構として
機能する。

【００３５】本実施例では、検査視野全体を一つのＺ軸
高さとして取り扱う方式について記述してあるが、ウェ
ハの中には検査視野内で著しく（数μm）高さが異なる
構造のものもあり、検出時の高さを精密に記録するため
には、視野内の複数の点でＺ高さ計測を行える構成にし
てあるものが望ましい。

【００３６】検出光学系２４により、ウェハ１の検査視
野内の像が欠陥検出用センサ１２の検出面上に結像さ
れ、欠陥検出用センサ１２からの出力は、欠陥検出処理
系１３に入力される。欠陥検出処理系１３では、ウェハ
１上のパターンの繰り返し性を利用して、パターンの欠
陥を検出する。即ち、ウェハ上の本来同一形状となるべ
きパターンの画像同士を比較することにより、画像間の
不一致を欠陥として判定する。欠陥と判定されるとＸ、
Ｙ、Ｚ欠陥座標と欠陥の特徴量（例えば大きさなど）が
欠陥メモリのあるワークステーション１４へ送られ、記
憶される。

【００３７】ワークステーション１４にはマウスやトラ
ックボール等のポインティングデバイス１５が接続さ
れ、後述の各種設定機能で用いられる。また、検出欠陥
確認用ディスプレイ１６と動作条件表示／入力用ディス
プレイ１７が接続されている。これらのディスプレイは
一つのディスプレイの画面をウィンドウ等で分割表示し
て、兼用するものであってもよい。一方、観察時には
検査ステージは観察用位置２５に移動する。これはそれ
ぞれの光学系の構成上、検出光学系２４と観察光学系２
２が同一の光学系を兼用できないか、あるいは同一の位
置に配置できない場合にとられる手段であるが、検出光
学系２４と観察光学系２２が兼用あるいは同じ位置に配
置できるのであればそのようにするのが望ましい。ま
た、より詳細な観察のためには別の光学レビュー装置や
走査電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ）によるレビュー装置を
用いるのが望ましいが、この場合は、観察位置２５が別
な装置上に位置すると解釈すればよく、本発明の本質を
何ら変えるものではない。

【００３８】観察用焦点機構制御系１８は欠陥検出時に
記憶されたＺ軸高さに基づき観察光学系２２の焦点位置
を移動するように観察用焦点系駆動機構２１を制御す
る。図中では観察用光学系のレンズを移動するタイプを
示したが、試料ステージがＺ軸機構を有する場合にはＺ
軸ステージを直接制御するものであってもよい。

【００３９】観察照明系２０には落射照明を用いるのが
一般的だが、欠陥の確認を容易にするために暗視野照明
にしてもいいし、レーザによる斜方照明を用いてもよ
い。観察画像は光路の分岐や切り替えにより、直接目視
で観察できる機能があってもよいが、主に本発明に関連
する観察の場合には、観察用画像センサ１９（例えばＴ
Ｖカメラ）により撮像される。

【００４０】この撮像された観察画像は、その像は観察
用焦点機構制御系１８による焦点合わせ（本発明におい
ては補助的なものとなる）や、検出欠陥確認用ディスプ
レイ１６への表示に用いられるほかワークステーション
１４上の画像処理系へ送られる。

【００４１】図２には被検査試料基板２６上に多層薄膜
がある場合の検出状況を示している。図中ａ）では、被
検査試料の下層薄膜層２７のうえに被検査試料の上層薄
膜層２８がありその表層に異物等の欠陥２９がある。そ
の一方で、図中ｂ）では下層薄膜層２７と上層薄膜層２
８との層間に異物等の欠陥３０がある。また、それぞれ
の薄膜が検出光の波長において透明であることはしばし
ばあることである。

【００４２】さて、欠陥検査中に表層と層間のどちらに
焦点を合わせて欠陥が検出されたのかは従来の装置では
知ることはできず、正しい観察位置に呼び出したとして
も気が付かないうちに正常部の誤検出として処理される
か、Ｚ高さを変化させて観察を行い、異物等の欠陥を探
さなくてはならなかった。本発明によれば、検出時のＺ
高さも記録されるので、観察時に検出された異物等の欠
陥の位置にＺ高さも含めて位置決めされるので、誤判定
や誤判定を防ぐための高さ方向への探索が省け、レビュ
ーの効率が著しく向上する。

【００４３】この多層膜中の異物／欠陥の観察に関して
はもう一つの問題点がある。これは、電子顕微鏡による
観察を行った場合に生じる。電子顕微鏡では、最表層の
形状データが画像として得られるために、層内の異物／
欠陥を観察しようにも画像を得ることが出来ない。従っ
て、このように観察不可能な層内異物／欠陥を時間のか
かる電子顕微鏡観察にかけてしまうことは、著しい生産
性の低下を招く。このため、事前に表層か層内かの判定
が行われていれば、観察の効率は改善される。

【００４４】異物／欠陥のＺ座標については、検出時の
Ｚ座標から得る方法を本発明により提案したが、図２０
にはそれとは別に、光学系により検出時または光学観察
系による観察時の高さ情報を得る手段をしめした。光学
系２０１の物体側基準合焦位置２０２に対して、像側の
光路を光路分割手段２０３により分割し、像側基準合焦
位置２０６よりも後ピン側に配置された画像検出手段２
０４と前ピン側に配置された画像検出手段２０５とより
それぞれ像を得る。物体の位置が後ピン側であれば、画
像検出手段２０４でのコントラストが高くなり、逆に物
体の位置が前ピン側であれば、画像検出手段２０５での
コントラストが高くなる。その中間ならば二つの画像の
コントラストは等しくなる。これにより異物／欠陥の高
さ情報を得られる。

【００４５】一方、異物／欠陥が層内かどうかの判定の
ためには、最表層の位置を検出する必要がある。最表層
の位置と比較して異物／欠陥の位置が下ならば層内の異
物／欠陥ということになる。図２１では、最表面２１０
に対して表面からの角度が小さい、浅い角度で照明２１
４を行い、その反射光２１５の位置をポジションセンサ
２１６で検出し、最表面２１０の位置を検出している。
浅い角度での照明なので、ほとんどの光は表面で反射
し、表層２１２中の層内異物／欠陥２１３や底層２１１
の影響を受けることなく検出できる。この場合、照明光
はその電界の振動方向が被検査試料の表面と並行である
ものがより好ましい。これは、この振動方向の光の反射
率が高いからである。

【００４６】また、図２２に示すごとく、原子間力顕微
鏡のスタイラス２１４を用いて最表面２１０の位置を求
めるのであっても良い。また、図２３に示すごとくエア
マイクロメータ２１５を用いて最表面２１０を検出する
ものであっても良い。これら非光学的手段による最表面
２１０の検出は、層内の影響をまったく受けずに最表層
２１０の位置を求めることが出来、その結果、異物／欠
陥が層内かどうかを明確に判断できるメリットがある。

【００４７】上記、異物／欠陥の存在が層内かどうかの
判定は、検査終了後の観察時に行ってもいいし、検査中
でもいい。検査中に行う場合には、検査結果に存在位置
が層内かどうかの判定結果を付加すれことになる。

【００４８】上記等の手段により、異物／欠陥の存在位
置が層内かどうか明らかになった場合の観察フローを図
２４に示す。検出結果２４０１に対し、層内かどうかの
判定２４０２を行い、層内異物／欠陥２４０３と最表層
異物／欠陥２４０４とに分離する。そして最表層異物／
欠陥だけを電子顕微鏡あるいは必要により光学顕微鏡に
よる観察２４０５を行う。

【００４９】図３では欠陥検出処理回路のブロック図の
一例を示す。欠陥が検出されたという欠陥判定信号３５
がはいると、欠陥検出位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標などの欠陥
検出座標情報３６が検出欠陥メモリ３３へ送られる。同
時に、欠陥検出信号３４や設計上での検出位置を欠陥属
性処理系３２にて処理して得られる検出欠陥の特徴量
（欠陥からの検出光量や検出欠陥のサイズ、欠陥の致命
性など）が同じく検出欠陥メモリ３３で記憶される。

【００５０】検出欠陥情報制御系３７は検出欠陥メモリ
上の検出欠陥結果情報を必要に応じて磁気または光また
は光磁気記録媒体等の記憶媒体３８に記録したり、ディ
スプレイに出力したり、あるいはネットワークインター
フェイスを介して欠陥検出結果情報３１を他の装置（例
えばレビュー装置またはサーバ、ワークステーション
等）へ送信する。

【００５１】本発明では欠陥の検出座標をＸ，Ｙ，Ｚで
検出されるので、欠陥検出結果のリストにはＸ、Ｙ座標
のほかにＺ座標を表示させることもできる。Ｚ座標は被
検査試料の断面構造中で、欠陥が存在する位置を示すデ
ータでもあり、断面構造の設計図面と照らし合わせるこ
とにより、欠陥の致命性を判定することもできる。４図
ａ）は検出欠陥リストの表示画面（Ｚ座標付き）４１を
表す。もっとも、Ｚ座標はレビューの時に装置が必要と
する内部データだとも考えられ、表示画面には出さなく
するように選択してもよい。４図ｂ）は検出欠陥リスト
の表示画面（Ｚ座標なし）４２を示す。また同図ｃ）は
上記２つの表示方法を切り替える表示条件の設定画面４
３であり、ポインティングデバイスで操作されるポイン
タカーソル４４で切り替えている様子を示している。

【００５２】図５では誤差としての傾きのあるＹ軸ステ
ージ５２上の試料ステージの状況を示しており、欠陥検
出時の位置にある試料ステージ５３と観察位置にある試
料ステージ２５とではδＹだけ高さが異なる。この場
合、検出時のＺ高さでは観察時に合焦しない可能性があ
るが、あらかじめδＹを測定しておき、オフセット量と
することで、補正することができる。また、観察光学系
２２の取り付け自身をオフセットさせてしまうことでも
よい。

【００５３】図６ではＺ軸に傾きがある場合の状況を示
している。同図ｂ）ではＺ軸が傾いていない場合のＸ／
Ｙ軸変動確認視野６３に示すようにアライメントマーク
６４は視野中心にあり、Ｚ高さを変化させても視野中心
に位置するが、誤差としてのＺ軸の傾きがある場合に
は、図６ａ）にある状態からｃ）の状態にＺ軸高さを変
化させると、Ｚ軸が傾いている場合のＸ／Ｙ軸変動確認
視野６５で示されるように、変動後のアライメントマー
ク６６は元の位置に対してＸ方向にδＺＸ、Ｙ方向にδ
ＺＹ変移する。

【００５４】このため、記憶したＸ、Ｙ、Ｚ座標を呼び
出した場合において、前述のＹ軸ステージの傾きである
とか、あるいは観察系が別装置であるために、Ｚ軸座標
に補正量を載せて移動させた場合、欠陥が呼び出した位
置に存在しないことも出てくる。そこで、あらかじめ、
Ｚ軸を一定量移動させた場合のδＺＸ、δＺＹを測定し
ておき、Ｘ、Ｙ座標を補正することが考えられる。図６
ｅ）では、その誤差としてのＺ軸の傾きによるＸ／Ｙ座
標の変動量を入力する装置条件設定画面６２を示す。こ
の変動量の測定は、同図ｂ）に示すようなアライメント
マークを用いて容易に自動測定することができるが、試
料の条件によっては手動で設定したほうが精度よい場合
もあり、その選択ができるように画面では示してある。
図７では試料を走査したときのＺ軸の変化が、試料ホ
ルダーの面の傾きと、試料自身の厚みの変化で起きてい
る様子が示してある。一般に、同一の検査装置内での合
焦点位置の変化は、もっぱらこれらの原因によるもので
あり、このうち、試料自身の厚みの変化は半導体関係の
試料の場合にはかなり小さい。従って、試料ホルダー面
での傾きをあらかじめ測定しおくと、合焦の位置となる
Ｚ高さを知らなくとも焦点を合わせることができる。図
８ａ）は、試料ホルダー面の傾きを測定した結果の例８
１を３次元的に図示したものである。

【００５５】同図ｂ）はａ）の結果から、試料ホルダー
面のＺ高さを補完して生成した曲面８２の一断面であ
り、これに従って、Ｘ、Ｙ座標からＺ高さを制御する。
ただし、実際には試料の厚みの変化もあり、Ｘ，Ｙの変
化量によっては、実際の試料８３とのＺ高さの誤差が無
視できなくなる場合もある。この場合には、観察系２４
での焦点ぼけで気が付くので、手動で調節し補正曲面か
ら実際の試料面へ移動８４させ、その調節量δｔだけ試
料ホルダー曲面をオフセットさせた移動後の補正曲面８
５に従って制御を行う。

【００５６】ただし、この機能は試料の厚みの短い周期
での変動が激しい場合にはかえって誤作動する場合があ
り、図９に示すごとく、Ｚ軸オフセットの補正選択画面
９１にて、機能の停止、実行が選択できるようにすべき
である。

【００５７】また、この機能を用いると、検出とレビュ
ーを異なる装置で行う場合に、Ｚ座標を呼び出す精度の
向上をはかることができる。

【００５８】上記ホルダー面の傾きというのは装置固有
のものであり、このため、傾きが無視できないほど大き
い場合にはいくら検出Ｚ座標情報を送っても、別な装置
ではそのＺ位置を再現できない。そこで、受け取ったＺ
座標をレビュー装置側でレビュー装置の試料ホルダー面
の傾きに合わせて補正する必要がある。これは、送り出
す前に検査装置側の試料ホルダー面の傾きの影響および
各装置の原点の違いによるオフセットを除去したＺ軸座
標を送り出してもよい。そして、レビュー装置側では、
その装置の試料ホルダーの傾きだけを補正する。または
検出Ｚ座標そのもののと、装置固有のオフセット量、そ
して試料ホルダー面の傾き量を送るのでもよい。また
は、各装置の固有量はあらかじめレビュー装置に持たせ
ておいてもいいし、ネットワークサーバーが持っていて
もいい。

【００５９】図１０はメモリＬＳＩ上のマット部分の検
出欠陥をレビューしている状況を示している。メモリＬ
ＳＩ中のセルが連続しているマット部分では、非常に微
小な欠陥でも致命的となることが多く、検査装置で検出
しなければならない欠陥は非常に微細であり、このた
め、レビュー時に欠陥を確認する作業も困難を伴う。

【００６０】図１０ａ）はひとつのセル１０１がピッチ
Ｐｓで連続して存在し、そのうちのひとつに欠陥１０２
が発生している様子を示している。呼び出されている位
置は（Ｘｍ、Ｙｍ）であり、この座標は、検査装置の座
標管理の精度等によりある程度のおおまかな値となるこ
とが多い。そして、欠陥位置が不明確なこのままでは、
さらに高倍（このため視野が狭い）な観察を行うことは
できず、詳細な欠陥の解析を行うこともできず、検出結
果は単に披検査試料上の欠陥の個数を示すモニタ値を表
すにすぎない。

【００６１】同図ｂ）はａ）自身の画像をセルピッチ分
移動し（ここでは図面横方向に移動したが、これは縦方
向でもよいし、斜め方向でもよい）、反転した画像であ
る。同図ｃ）はａ）とｂ）の画像を加算した様子を示
している。反転の加算であるからａ）とｂ）の差画像を
表しているが、両者の画像の差違１０４または１０３
が現れている。どのセルも欠陥部分をのぞいて同一の形
状をなしているので、両者の差違は欠陥部分を表してい
る。ただし、差異は二つの画像で欠陥の位置が移動して
いるため、１個の欠陥に対し２個生じる。ｃ）中ではポ
インタカーソルにより欠陥と思われる箇所を指示し、
欠陥候補位置に欠陥あるいは欠陥位置候補マーク１０５
を発生させた様子を示す。ｄ）はこの候補である２点を
拡大し、一方が欠陥であることを確認した様子を示して
いる。このときの座標は（Ｘｄ、Ｙｄ）であり、より
精度の高い座標が得られたことになる。これにより、欠
陥の解析や、さらにはＳＥＭ等の高倍な装置にかけた
り、イオンビーム装置による分析にかけたりできるよう
になる。

【００６２】図１１ａ）は図１０でセルをシフトさせた
移動量を指定する画面である。このように設計上の数値
を入力する方法もあるが、設計データが必要となり、現
場向きではない。そこで、同図ｂ）では、確認画像上で
ポインタカーソルでセルピッチ指示ポインタ（基準）１
１３とセルピッチ指示ポインタ（参照）１１２によりセ
ルのピッチを表している箇所を指定し、シフト量をもと
めてセルピッチ表示／入力ウィンドウ１１１上にセルの
ピッチを表示したものである。このようにすれば設計デ
ータがなくともセルのピッチの指定が可能である。ま
た、このときの計測精度を向上させるには、複数のセル
ピッチを計測し、平均をとってもいいし、数個分のセル
ピッチに相当する長さを指定し、個数で割ってもよい。

【００６３】図１１ｃ）はセルをシフトさせて差画像を
求めたところ、微少なアライメント誤差が発生し、ア
ライメント誤差による虚報１１４，１１５が発生してい
る様子を示している。そこで、シフト量の微調整が必要
となり、セルシフト量微調整表示／入力ウィンドウ１１
６上の微調ターゲットハンドル１１７をポインティング
カーソルでドラッグし、手動操作にて微調整量を指示す
る。このときのターゲットハンドルのドラッグ量とシフ
ト量の対応は、微動設定指示ボタン１１８や粗動設定指
示ボタン１１９などで変更できるようにしておくとよ
い。

【００６４】以上、図１６のように、入力画像１６０２
からセルピッチ（セルシフト量）１６０３を求め、その
セルシフト量だけ入力画像１６０２をシフトさせた作成
画像１６０４と入力画像１６０２の差画像１６０５をも
とめ、表示１６０６する。

【００６５】また、図１７に示すように、表示された差
画像１７０１から欠陥候補位置１７０２を中心とした拡
大画像１７０３を作成し、また、同位置を呼び出した画
像１７０４とから、検出された異物等の欠陥のカテゴリ
ーを判定１７０５し、その情報を記憶１７０７する。

【００６６】図１２ａ）は被検査試料上の回路パターン
１２１に付着した異物１２２の断面図を示している。こ
のように回路パターンと異物等の欠陥では、その高さが
異なるため、合焦となる高さが異なる。また、材質の違
い、すなわち材料の持つ屈折率の差によっても合焦とな
る位置が異なる。同図ｂ）では回路パターン１２３が合
焦となり、同図ｃ）では異物等の欠陥が合焦となってい
る。合焦の状態では、暗い部分はもっとも暗くなり、明
るい部分はもっとも明るくなり、コントラストが最大と
なる。合焦からずれるに従い、両者は中間の値へと収束
し、コントラストが低下する。

【００６７】図ｄ）はその様子を示したグラフであり、
横軸は高さを、縦軸は画像の明るさを示している。回
路パターンの明るさは、合焦位置で明るくなるパターン
からの検出信号１２７、合焦位置で暗くなる回路パタ
ーンからの検出信号１２８のように振る舞い、Ｚ軸高さ
Ｚｆにおいてコントラストが最大となる。また、異物
等の欠陥の明るさは合焦位置で暗くなる異物からの検出
信号１２６合焦位置で明るくなる異物からの検出信号１
２９のように振る舞い、ＺｆからΔＦだけずれた高さで
コントラストが最大となる。

【００６８】そこで、高さを変えた複数の画像を取り込
み、その結果から各点のコントラストまたは明るさの変
化の極大・極小を求めることにより、各点での合焦位置
を表示したのが図１３である。合焦位置の表示方法には
３次元的なグラフでの表示もあるが、ここでは、一例と
して、観察画像との対応を良くするために、２次元的に
マッピングし、高さの差は疑似カラーまたは濃淡で表示
１３１している。そして、正常部分での高さがゼロとな
るように、コントラスト最大高さ表示メニュー画面１３
３中の疑似カラー設定メニュー１３４において、疑似カ
ラー設定条件ポインタ１３５をポインティングデバイス
で操作して調整している。

【００６９】以上、図１８に示すように、高さをＺ１か
らＺｎまで変えて入力した画像１８０１から１８０９に
対して各画素でコントラストまたは明るさが最大となる
高さを求めたデータ１８１０を作成し、それを表示１８
１１する。

【００７０】図１４はセル個数で座標が指定された位置
（例えば『マット部の左上から横に３６個め、縦に２１
個め』）を呼び出す場合の方法について説明している。
このような指定の方法は、不良解析の場合になどに多く
見られるが、数えるべき個数が多くなる傾向があるの
と、数えるべきセルの形状が全く同一なため、数え間違
いがおきやすく、そのため多大な時間を所望地点の呼び
出しだけに費やさなくてはならない場合がしばしばあ
る。

【００７１】同図ａ）はマット部の左上が先ず呼び出さ
れている。ここで、横方向、縦方向のセルピッチを図１
１と同様の手法で入力する。Ｘ方向セルピッチ指示ポイ
ンタ１４１とＹ方向セルピッチ指示ポインタ１４２でピ
ッチを入力するが、今回は図１１の場合と異なり、移動
量が大きいので、被検査試料のθ（試料平面内での回
転）アライメントがずれている場合も予測し、セル整列
傾き指示ポインタ１４３を用いて、セルパターン１４４
の列の一辺に合わせたカーソルラインをポインティング
デバイスで引き、このカーソルラインの傾きからθ方向
の補正を行う。結果はセルピッチ量表示／入力ウィンド
ウ１４５で確認、またはここから数値で直接入力され
る。そして、移動セル個数入力／表示ウィンドウ１４６
で移動量を入力し、セルピッチと個数の積だけ視野が移
動する。呼び出されたセルには目的セルパターン表示マ
ーク１４８が表示され、視認性を良くされる。

【００７２】この種の作業は、各種顕微鏡間でやりとり
されることが多く、また、ホトマスクとウェハなど左
右、上下が反転するプロセスを経る場合などがある。こ
のため、個数での（相対的な）移動量の指示は、座標系
の間違いをしばしば引き起こす。作業者は、個数の移動
を行っても所望の位置が呼び出されない場合には、各種
の座標系の間違いの可能性について検討しなくてはなら
ず、作業の効率を低下させていた。そこで本発明では、
座標系の変換ボタン、移動量の反転ボタン１４７をクリ
ックすることにより容易に各種の、座標系の変更を瞬時
に行い、可能性を検討できるようにし工夫し、作業性を
高めることとした。

【００７３】次に、マット部の指定の仕方について述べ
る。マット部はセル一つと比較するとずっと大きな領域
であり、セルと同様の指定の仕方ができないことはない
ものの、少なからぬ困難を伴う。図１５ａ）は観察光学
系に用いられることの多い顕微鏡の対物レンズについ
て、その倍率と一般的な視野サイズを示したものであ
る。表に示される視野サイズに対し、同図ｂ）に示され
るごとく半導体ＬＳＩのチップサイズは対物レンズの視
野サイズの数倍以上の大きさをがあり、そのスケールの
レベルでメモリＬＳＩのマット部分１５１、メモリＬＳ
Ｉの周辺回路部分１５２が存在する。他の光学装置、例
えば写真カメラのレンズなどは十分に大きな視野を有し
ているが、目的の異なる光学装置のレンズ同志を一つの
光学系で切り替えて共有することは好ましくなく、また
不都合も生ずる。

【００７４】そこで、本発明では、図ｃ）ｄ）に示すご
とく、対物レンズの視野で、視野の位置を移動して複数
の画像をその視野位置とともに取り込み、同図ｅ）のご
とく画像処理系の画像メモリ上で合成して広視野の画像
（マクロ画像）を作成、これを表示する。マクロ画像上
で、ポインティングデバイス等で所望のマット部を指
定、そこから視野位置を逆算し、所望のマット部を対物
レンズの視野位置に呼び出すこととした。

【００７５】また、同図ｃ）ｄ）の取り込みを高倍率の
画像で行うと、取り込みに必要な時間と必要な画像のメ
モリ量は増加するものの、詳細なセルの観察までメモリ
上の画像主体で電子ズーム的に行うことができる。

【００７６】また、マクロ画像を用いると、検査の際
の、検査領域、ネガウィンドウ、チップ間隔等の各種設
定が設計図面からではなく、チップの画像で直接指示で
きるようにもなる。これは他品種少量生産のホトマスク
等の場合により大きな効果を奏する。

【００７７】その様子を図１９に示す。ディスプレイの
画面（画面ウィンドウを含む）１９１に示された取り込
み画像１９２から合成された合成画像１９３から、ポイ
ンティングデバイス等によって希望する検査領域（或い
は希望しない検査領域）１９４を指定する。

【００７８】画面上での指定位置１９５から画面座標−
実検査（観察）座標の変換パラメータ１９８により実検
査座標１９６を得る。

【００７９】次に、マルチチップ等を表現するの繰り返
しパラメータ１９９により、マルチチップ等の繰り返し
性を取り入れた座標群１９７を生成する。このデータを
用いて、検出信号（あるいは検出結果）１９１０に対し
てマスキング手段（あるいはイネーブル手段）１９１１
にて処理を行い、検出結果１９１２を得る。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、欠陥検出時に、検出し
た欠陥の座標を基板平面内で記録するのに加え、検出し
た高さ方向の位置も同時に記録することにより、欠陥検
出位置を基板平面内だけでなく、高さ方向に対しても再
現することにより、検出欠陥のレビュー作業の効率を向
上させる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る欠陥検出光学
系と観察光学系とを備えた装置の略正面図である。

【図２】図２は、検出される表層異物と層間異物を説明
する試料の断面図である。

【図３】図３は、本発明の一実施例に係るＸ、Ｙ、Ｚ座
標を異物データとして処理する検出系を説明するブロッ
ク図である。

【図４】図４は、本発明に係る検出欠陥リストの表示画
面の一例を示す。

【図５】図５は、誤差としてのステージの傾きが観察に
およぼす影響を説明するための、本発明の一実施例に係
る欠陥検出光学系と観察光学系とを備えた装置の略正面
図である。

【図６】図６は、傾きを持ったＺ軸ステージによりＸ、
Ｙ軸座標が変動することを説明するＺ軸ステージの略正
面図である。

【図７】図７は、試料ホルダー面の傾きと試料の厚みの
変化がＺ高さに及ぼす影響を説明するＺ軸ステージの略
正面図である。

【図８】図８は、試料ホルダーの傾きの補正を説明する
図である。

【図９】図９は、補正機能のオンオフを説明するデイス
プレイの正面図である。

【図１０】図１０は、セルシフト画像の差分により欠陥
の確認性を向上させる様子を説明するセルシフト画像で
ある。

【図１１】図１１は、セルシフトのアライメントの微調
整を行うための機能を画面に表示したデイスプレイの正
面図である。

【図１２】図１２は、異物の確認性を向上させる様子を
説明する図である。

【図１３】図１３は、コントラスト最大高さの表示方法
を設定する画面を表示したデイスプレイの正面図であ
る。

【図１４】図１４は、セル個数移動を支援する画面を表
示したデイスプレイの正面図である。

【図１５】図１５は、視野の狭い対物レンズでマクロ画
像を作成する方法を示す対物レンズの視野の平面図であ
る。

【図１６】図１６は、差画像を得るためのフローを示す
ブロック図である。

【図１７】図１７は、差画像から高精度座標を求めるた
めのフローを示すブロック図である。

【図１８】図１８は、高さを変えて入力した画像から明
るさ最大画像を得るためのフローを示すブロック図であ
る。

【図１９】図１９は、合成画像から検査結果にマスキン
グをかける手順を説明するブロック図である。

【図２０】図２０は、異物／欠陥位置のＺ座標を計測す
る構成を説明する光学系の略正面図である。

【図２１】図２１は、光学的に多層膜の最表層位置を測
定する方法を説明する試料とポジションセンサとの略断
面図である。

【図２２】図２２は、機械的に多層膜の最表層位置を測
定する方法を説明する試料と原子力間顕微鏡のスタイラ
スとの略断面図である。

【図２３】図２３は、機械的に多層膜の最表層位置を測
定する方法を説明する試料とエアマイクロメータとの略
断面図である。

【図２４】図２４は、電子顕微鏡で観察する異物／欠陥
を選択する手順を説明するブロック図である。

【符号の説明】

１・・・被検査試料、２・・・試料ホルダー、３・・・Ｚ軸ス
テージ、４・・・Ｘ軸ステージ、５・・・Ｙ軸ステージ、９
・・・自動焦点制御系、１０・・・自動焦点用センサ、１１
・・・ステージ制御系、１２・・・欠陥検出用センサ、１３
・・・欠陥検出処理系、１６・・・検出欠陥確認用ディスプ
レイ、１７・・・動作条件表示／入力用ディスプレイ、１
８・・・観察用焦点機構制御系、１９・・・観察用画像セン
サ、２０・・・観察用照明系、２１・・・観察用焦点系駆動
機構、２２・・・観察光学系、２３・・・欠陥検出用照明
系、２４・・・検出光学系、２６・・・被検査試料基板、２
７・・・被検査試料の下層薄膜層、２８・・・被検査試料の
上層薄膜層、２９・・・表層異物、３０・・・層間異物、３
７・・・検出欠陥情報制御系、８３・・・実際の試料面、１
０２・・・パターンの欠陥、１０３・・・欠陥の候補、１０
４・・・欠陥の候補、１０５・・・欠陥位置あるいは欠陥候
補位置指示マーク、１１４・・・アライメント誤差による
虚報、１１５・・・アライメント誤差による虚報、１２２
・・・異物、１２６・・・合焦位置で暗くなる異物からの検
出信号、１２７・・・合焦位置で明るくなるパターンから
の検出信号、１２８・・・合焦位置で暗くなる回路パター
ンからの検出信号、１２９・・・合焦位置で明るくなる異
物からの検出信号、１３１・・・コントラストが最大にな
るＺ高さが回路パターンと異なる地点、１３３・・・コン
トラスト最大高さ表示メニュー画面、１３６・・・ポイン
ティングデバイス、１４５・・・セルピッチ量表示／入力
ウィンドウ、１４６・・・移動セル個数入力／表示ウィン
ドウ、１４７・・・移動量の反転ボタン、１４８・・・目的
セルパターン表示マーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下田篤神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者宍戸千絵神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料の欠陥を検査する方法であって、試料を撮像して該試料の画像を得、該試料の画像から該試料の欠陥を検出し、該検出した欠陥の３次元座標に関する情報を記憶し、該記憶した欠陥の３次元座標に関する情報に基づいて前
記検出した欠陥を観察視野内に位置させて該欠陥を観察
することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】前記欠陥の検出を、前記試料の検査対象領
域の全面に渡って行うことを特徴とする請求項１記載の
欠陥検査方法。
【請求項３】前記記憶した欠陥の３次元座標に関する情
報に基づいて前記検出した欠陥を観察することをイ）欠陥の検出位置を観察視野内に位置決めし、口）低倍率の対物レンズにより観察し、ハ）高倍率の対物レンズに切り替え二）上記２つの対物レンズをあらかじめ設定された量Z
軸方向に相対的に移動させ、ホ）高倍率の対物レンズで観察することにより行うこと
を特徴とする請求項１または２に記載の欠陥検査方法。
【請求項４】試料の欠陥を検査する欠陥検査装置であっ
て、試料を撮像し該撮像して得た前記試料の画像から前記試
料の欠陥を検出する欠陥検出手段と、該欠陥検出手段で検出した前記試料の欠陥の３次元座標
に関する情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶した前記欠陥の３次元座標に関する情
報を出力する出力手段と、該記憶手段に記憶した前記欠陥の３次元座標に関する情
報に基づいて前記試料の欠陥を観察視野内に移動させて
前記欠陥の拡大像を得る観察手段とを備えたことを特徴
とする欠陥検査装置。
【請求項５】前記観察手段が欠陥の検出位置を位置決め
する位置決め部と、低倍率の対物レンズにより観察する低倍率観察部と、高倍率の対物レンズに切り替えて鶴察する高倍率視察部
と、上記２つの対物レンズをZ軸方向に相対的に移動させる
補正部とを備えたことを特徴とする請求項４記載の欠陥
検査装置。
【請求項６】試料上の所望の個所の欠陥を検査する欠陥
検査方法であって、前記試料を第１の倍率の光学系を用いて順次撮像して前
記試料の複数の画像を得、該試料の複数の画像を記録し、該記録した複数の画像を合成して前記第１の倍率の光学
系による前記試料上の視野よりも大きい領域の画像を
得、該大きい領域の画像から前記試料上の所望の個所を求
め、該所望の個所を第２の倍率の光学系を用いて撮像し、該第２の倍率の光学系を用いて撮像した前記試料の所望
の個所の画像に関する情報を出力することを特徴とする
欠陥検査方法。
【請求項７】前記光学系の前記第２の倍率が、前記第１
の倍率よりも大きいことを特徴とする請求項６記載の欠
陥検査方法。
【請求項８】試料上の所望の個所の欠陥を検査する欠陥
検査装置であって、前記試料を順次撮像して前記試料の複数の画像を得る第
１の撮像手段と、該第１の撮像手段で撮像した前記試料の複数の画像を記
憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶した複数の画像を合成して前記第１の
撮像手段の前記試料上の視野よりも大きい領域の画像を
作成する合成画像作成手段と、該合成画像作成手段で作成した大きい領域の画像から前
記試料上の所望の個所を求める設定手段と、該設定手段で求めた所望の個所を撮像して該所望の個所
の画像を得る第２の撮像手段と、該第２の撮像手段で撮像した前記試料の所望の個所の画
像に関する情報を出力する出力手段とを備えたことを特
徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】前記第２の撮像手段は、前記第１の撮像手
段よりも大きい倍率の前記試料の画像を得ることを特徴
とする請求項８記載の欠陥検査装置。
【請求項１０】繰り返しパターンが形成された試料上の
前記繰り返しパターンの欠陥を検出して該検出した欠陥
を観察する欠陥検査方法であって、ａ）繰返しパターンを有する試料を撮像して該試料の画
像を得、ｂ）該得た画像から前記繰返しパターンの欠陥候補を検
出し、ｃ）該検出した欠陥候補の画像を画面に表示し、ｄ）該画面に表示した欠陥候補の画像中から拡大表示さ
せる個所を指定し、ｅ）該指定された個所を前記画面に拡大表示することを
特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１１】前記画面に拡大表示された個所の座標
を、欠陥座標として記憶することを特徴とする請求項１
０記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】上記欠陥座標は３次元座標であることを
特徴とする請求項１１記載の欠陥検査方法。
【請求項１３】基板試料上の欠陥を検出し、該検出した
結果を観察する欠陥検査方法であって、ａ）検出結果の欠陥検出座標から該当する位置を観察系
の視野に位置決めしｂ）複数の高さにおける画像を画像処理系に取り込んで
取り込み画像を得ｃ）該取り込み画像から明暗情報が最大となる高さを求
めｆ）該求めた高さの情報を前記取り込み画像と共に画面
に表示しｇ）該画面に表示された前記取り込み画像の欠陥候補地
点をポインティングデバイスで指示しマークを付けｈ）該マークを付けられた欠陥候補地点をさらに拡大し
て表示することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項１４】前記画面に表示された拡大像上で指定さ
れた位置の座標を、欠陥座標として記憶することを特徴
とする請求項１３記載の欠陥検査方法。
【請求項１５】前記欠陥座標は、３次元座標であること
を特徴とする請求項１４記載の欠陥検査方法。
【請求項１６】繰り返しパターンが形成された試料上の
前記繰り返しパターンの欠陥を検出して該検出した欠陥
を観察する欠陥検査装置であって、ａ）繰返しパターンを有する試料を撮像して該試料の画
像を得る撮像手段と、ｂ）該撮像手段で撮像して得た画像から前記繰返しパタ
ーンの欠陥候補を検出する欠陥候補検出手段と、ｃ）該欠陥候補検出手段で検出した欠陥候補の画像を画
面に表示する表示手段と、ｄ）該表示手段の画面に表示した欠陥候補の画像中から
拡大表示させる個所を指定する拡大表示指定手段と、ｅ）該拡大表示指定手段により前記欠陥候補の画像中の
指定された個所を前記表示手段の画面に拡大表示する拡
大表示手段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１７】前記拡大表示指定手段が、前記表示手段
の画面上の位置を指示するポインティングデバイスであ
ることを特徴とする前記請求項１６に記載の欠陥検査装
置。
【請求項１８】試料の欠陥を検査する方法であって、試料を第１の撮像手段を用いて撮像して該試料の画像を
得、該試料の画像から該試料の欠陥候補を検出して該欠陥候
補の前記試料面内での位置情報を得、前記試料表面の法線方向における該試料表面の位置情報
を得、前記欠陥候補の前記試料面内での位置情報と前記試料表
面の法線方向の位置情報とに基づいて前記検出した欠陥
候補を第２の撮像手段の観察視野内に位置させ、該第２の撮像手段で前記観察視野内の欠陥候補を撮像し
て該欠陥候補の像を画面上に表示することを特徴とする
欠陥検査方法。
【請求項１９】前記第２の撮像手段は、前記第１の撮像
手段で撮像した前記試料の画像よりも高い倍率で前記試
料を撮像することを特徴とする請求項１８記載の欠陥検
査方法。
【請求項２０】試料の欠陥候補を検出して該検出した欠
陥候補を詳細に観察する欠陥検査装置であって、試料を撮像して該試料の画像を得る第１の撮像手段と、該第１の撮像手段で撮像して得た試料の画像から該試料
の欠陥候補を検出して該欠陥候補の前記試料面内での位
置情報を得る欠陥候補検出手段と、前記試料表面の法線方向における該試料表面の位置情報
を得る高さ検出手段と、前記欠陥候補検出手段で得た欠陥候補の前記試料面内で
の位置情報と前記高さ検出手段で得た前記試料表面の法
線方向の位置情報とに基づいて前記検出した欠陥候補を
観察視野内に位置させる第２の撮像手段と、該第２の撮像手段で前記観察視野内の欠陥候補を撮像し
て該欠陥候補の像を画面上に表示する表示手段とを備え
たことを特徴とする欠陥検査装置。