KR101704325B1

KR101704325B1 - 결함 관찰 방법 및 결함 관찰 장치

Info

Publication number: KR101704325B1
Application number: KR1020157014497A
Authority: KR
Inventors: 다께히로 히라이; 료 나까가끼; 미노루 하라다
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2017-02-07
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: TW201435329A; JP5957378B2; WO2014103611A1; CN104870985B; JP2014130026A; CN104870985A; TWI471553B; US20150302568A1; KR20150079945A; US9569836B2

Abstract

패턴이 형성되어 있지 않은 단계의 제조 공정, 또는 하층에 형성된 패턴이 촬상 화상에 드러나지 않는 제조 공정에 있어서도 결함을 해석하는 사례가 증가하고 있다. 그러나, 이러한 사례에 있어서, 화상에 주기적인 패턴을 인식할 수 없는 경우에는 양호한 참조 화상을 합성할 수 없어 결함 검출에 실패한다는 과제가 있다. 따라서, 피검사 화상에서 차지하는 결함 영역의 비율인 결함 점유율을 구하여, 해당 결함 점유율과 역치와의 대소를 판정하고, 판정의 결과에 따라, 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 휘도값의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성할지 여부를 결정한다. 특히, 결함 점유율이 낮은 경우에는 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 휘도값의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 채용한다.

Description

결함 관찰 방법 및 결함 관찰 장치{DEFECT OBSERVATION METHOD AND DEFECT OBSERVATION DEVICE}

본 발명은 반도체 제조 공정에 있어서의, 결함 관찰 방법 및 결함 관찰 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정에 있어서, 높은 수율을 확보하기 위해서는, 제조 공정에서 발생하는 결함을 조기에 발견하고, 대책을 실시하는 것이 중요하다.

SEM(Scanning Electron Microscope)식 결함 관찰 장치(결함 리뷰 장치라고도 함)는, 특히 반도체 제조 공정에서 발생한 결함을 관찰하기 위한 장치이고, 일반적으로 상위의 결함 검사 장치에서 검출한 결함 좌표의 화상을, 상위의 결함 검사 장치보다도 고화질로 관찰하기 위한 장치이다. 구체적으로는, 상위의 결함 검사 장치가 출력한 결함 좌표에 시료 스테이지를 이동하여, 관찰 대상이 되는 결함이 시야 내에 들어갈 정도의 저배율로 촬상하고, 촬상한 저배율 화상으로부터 결함 좌표를 검출하고, 결함이 시야의 중심에 위치하도록 시료 스테이지를 이동, 또는 촬상 중심을 이동하여, 결함 관찰에 적합한 고배율로 관찰용 고배율 화상을 취득한다.

이와 같이, 저배율 화상으로 결함 좌표를 검출하는 것은, 상위의 결함 검사 장치가 출력하는 결함 좌표에는 장치 사양의 범위에서 오차가 포함되어 있기 때문이며, SEM식 결함 관찰 장치로 고화질인 결함 화상을 취득할 때에는, 이 오차를 보정하는 처리가 필요해지기 때문이다.

이 고화질인 결함 화상을 취득하는 공정을 자동화한 것이 ADR(Automatic Defect Review 또는 Automatic Defect Redetection)이다. ADR에서는, 상위의 결함 검사 장치에 있어서의 결함 검출의 좌표 정밀도, 시료의 특성, 또는 관찰 대상으로 하는 결함의 종류에 따라, 결함을 검출하기 위한 저배율 화상의 취득 조건이나, 결함을 관찰하기 위한 고배율 화상의 취득 조건을, ADR의 결함 검출율과 스루풋과의 밸런스를 고려하면서 최적화해야 한다.

특허문헌 1에는 「주사형 전자 현미경을 사용하여 제1 배율로 결함을 포함하는 화상을 취득하고, 이 취득한 제1 배율의 결함을 포함하는 화상으로부터 참조 화상을 작성하고, 취득한 제1 배율의 결함을 포함하는 화상과, 이 제1 배율의 결함을 포함하는 화상으로부터 작성한 참조 화상을 비교하여 결함을 검출하고, 검출한 결함을 제1 배율보다도 큰 제2 배율로 촬상한다」는 점이 기재되어 있다. 이것에 의하면 「저배율의 참조 화상의 촬상 공정을 생략할 수 있으므로, 결함의 리뷰를 보다 효율적으로 행할 수 있다」고 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2007-40910호 공보(미국 특허 출원 공개 제2007/0031026호 명세서)

최근의 설계 패턴의 미세화, 제조 프로세스의 복잡화에 수반하여, 수율에 영향을 주는 결함도 다양화되고 있어, 관찰 대상으로 해야 할 제조 공정도 증가하고 있다. 특히, 종래에는 문제시되지 않았던 미소한 결함도 관찰 대상이 되고 있고, 패턴이 형성되지 않은 단계의 제조 공정, 또는 하층에 형성된 패턴이 촬상 화상에 드러나지 않는 제조 공정에 있어서도, 의사 결함의 오검출을 어느 정도 용인하여 초 고감도의 결함 검사를 실시하고, 의사 결함을 포함하여 검출된 결함 후보를 결함 관찰 장치로 관찰함으로써, 진짜 결함을 해석하는 사례가 증가하고 있다.

그러나, 이러한 사례에서의 참조 화상의 합성에 있어서는, 특허문헌 1과 같이 결함이 존재하는 결함 화상으로부터 제조된 패턴의 주기성을 이용하여, 결함이 존재하지 않는 참조 화상을 합성하는 방법으로는, 결함 화상에 주기적인 패턴을 인식할 수 없는 경우에 양호한 참조 화상을 합성할 수 없어, 결함 검출에 실패한다는 과제가 있다.

그로 인해, 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에 적합한 참조 화상의 작성 방법 및, 작성한 참조 화상을 사용하여 고정밀도의 결함 검출을 안정되게 실현할 수 있는 결함 관찰 시스템의 개발이 요구되고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 피검사 화상에서 차지하는 결함 영역의 비율인 결함 점유율을 구하고, 해당 결함 점유율과 역치와의 대소를 판정하여, 판정의 결과에 따라, 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 휘도값의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에 적합한 참조 화상의 작성 방법 및, 작성한 참조 화상을 사용하여 고정밀도의 결함 검출을 안정되게 실현할 수 있는 결함 관찰 시스템을 제공할 수 있다.

상기 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 밝혀진다.

도 1은 SEM식 결함 관찰 시스템의 개략 구성도의 예이다.
도 2는 SEM식 결함 관찰 시스템의 조작·해석부의 구성도의 예이다.
도 3은 결함 검출을 행하는 조작·해석부에 있어서의 기능 블록도의 예이다.
도 4는 대표 참조 화상을 취득하는 ADR 흐름도의 예이다.
도 5는 대표 참조 화상을 사용한 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 6은 실시예 1의 ADR 흐름도의 예이다.
도 7은 실시예 1의 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 8은 실시예 1의 결함 검출 방법의 과제를 도시하는 모식도의 예이다.
도 9는 실시예 2의 ADR 흐름도의 예이다.
도 10은 실시예 2의 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 11은 실시예 3의 ADR 흐름도의 예이다.
도 12는 실시예 3의 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 13은 실시예 4의 ADR 흐름도의 예이다.
도 14는 실시예 4의 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 15는 실시예 5의 ADR 흐름도의 예이다.
도 16은 실시예 5의 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 17은 실시예 6에서 설명하는 결함 점유율을 산출하는 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 18은 실시예 7에서 설명하는 결함 점유율을 산출하는 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 19는 실시예 8에서 설명하는 결함 점유율의 판정 방법을 도시하는 모식도의 예이다.
도 20은 실시예 9에서 설명하는 결함 검출 방법을 선택할 수 있는 GUI의 예이다.

화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에도, 결함 검출 정밀도와 스루풋을 양립한 안정된 결함 검출 방법, 결함 관찰 장치, 결함 관찰 시스템의 구성예를 설명한다. 이하에 설명하는 결함 관찰 시스템은 본 발명의 일례이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 결함 관찰 장치란 하전 입자선을 사용하여 시료의 화상을 촬상하는 장치이며, 복수의 화상을 비교하여 결함을 검출하는 장치를 넓게 포함한다. 또한, 결함 관찰 시스템이란 결함 관찰 장치가 네트워크 등으로 다른 장치와 접속된 시스템이며, 결함 관찰 장치를 포함하여 구성되는 시스템을 넓게 포함하는 것으로 한다.

결함 관찰 장치를 포함하는 결함 관찰 시스템의 일 구성예로서, SEM식 결함 관찰 장치로 ADR에 의해 결함 화상을 취득하는 예를 설명하지만, 시스템 구성은 이에 한정하지 않고, 결함 관찰 시스템을 구성하는 장치의 일부 또는 전부가 상이한 장치를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 본 실시예의 ADR 처리는, SEM식 결함 관찰 장치와 네트워크 접속된 ADR 처리 장치나 화상 관리 장치, 또는 레시피 관리 장치로 실행되어도 되고, 시스템 내의 범용 컴퓨터에 탑재된 CPU(Central Processing Unit)에 의해, 원하는 연산 처리를 실행하는 프로그램으로 실행되어도 된다. 또한, 이 프로그램이 기록된 기억 매체에 의해, 기존의 장치를 업그레이드하는 것도 가능하다.

또한, 본 명세서에 있어서 「결함」이란 이물에 한하지 않고, 시료의 소재 불량이나 구조 불량 등, 관찰 대상물을 넓게 포함하는 것으로 한다.

또한, 본 명세서에 있어서 「시료」란, 패턴이 제조되기 이전 단계 공정의 웨이퍼뿐만 아니라, 패턴이 제조된 이후 단계의 공정이어도 된다. 이하에 설명하는 실시예는, 패턴이 실제로 제조되어 있는지 여부에 관계없이, 관찰 화상의 시야 내에 패턴이 촬상되어 있지 않거나, 또는 존재하지 않는 경우에 특히 유효하다.

또한, 본 명세서에 있어서 「결함 화상」이란 결함 검사의 대상이 되는 화상(피검사 화상)이며, 진짜 결함의 화상뿐만 아니라, 결함 후보의 화상이나 의사 결함의 화상도 포함하는 것으로 한다. 또한, 「참조 화상」이란, 결함 추출을 위하여 결함 화상과의 비교에 사용되는, 소위 기준이 되는 화상이며, 정상적인 영역, 즉 결함이 없다고 추정되는 영역의 화상이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

SEM식 결함 관찰 장치란, 광학식 또는 SEM식 검사 장치 등의 결함 검사 장치로 검출한 결함 좌표를 입력 정보로 하여, 결함 좌표의 고화질 SEM 화상을 관찰이나 해석에 적합한 조건으로 취득하는 장치이다. SEM식 관찰 장치로의 입력 정보로서는, 결함 검사 장치로 검출한 결함 좌표 이외에도, 설계 레이아웃 데이터에 기초하는 시뮬레이션 등에 의해 추출한 관찰점의 좌표 정보를 사용할 수도 있다.

도 1은 본 실시예에 있어서의 SEM식 관찰 시스템의 전체 구성을 도시하는 모식도이다. 도 1의 SEM식 결함 관찰 장치(118)는 전자총(101), 렌즈(102), 주사 편향기(103), 대물 렌즈(104), 시료(105), 2차 입자 검출기(109) 등의 광학 요소를 포함하는 전자 광학계, 관찰 대상이 되는 시료를 보유 지지하는 시료대를 XY 면 내로 이동시키는 스테이지(106), 해당 전자 광학계에 포함되는 각종 광학 요소를 제어하는 전자 광학계 제어부(110), 2차 입자 검출기(109)의 출력 신호를 양자화하는 A/D 변환부(111), 스테이지(106)를 제어하는 스테이지 제어부(112), 전체 제어·해석부(113), 화상 처리부(114), 디스플레이, 키보드, 마우스 등을 구비한 조작부(115), 취득한 화상 등을 보존하는 기억 장치(116), 광학 현미경(117) 등을 포함하고 있다. 또한, 전자 광학계, 전자 광학계 제어부(110), A/D 변환부(111), 스테이지(106), 스테이지 제어부(112)는, SEM 화상의 촬상 수단인 주사 전자 현미경을 구성한다.

전자총(101)으로부터 발사된 1차 전자선(107)은 렌즈(102)로 수렴되고, 주사 편향기(102)로 편향된 후, 대물 렌즈(104)로 수렴되어, 시료(105)에 조사된다. 1차 전자선(107)이 조사된 시료(105)로부터는, 시료의 형상이나 소재에 따라, 2차 전자나 반사 전자 등의 2차 입자(108)가 발생한다. 발생한 2차 입자(108)는 2차 입자 검출기(109)에서 검출된 후, A/D 변환부(111)에서 디지털 신호로 변환된다. 디지털 신호로 변환된 2차 입자 검출기의 출력 신호를, 화상 신호라고 칭하는 경우도 있다. A/D 변환부(111)의 출력 신호는, 화상 처리부(114)에 출력되어 SEM 화상을 형성한다. 당연히, 해당 장치에는 그 이외에 다른 렌즈나 전극, 검출기를 포함해도 되고, 일부가 상기와 상이해도 되며, 하전 입자 광학계의 구성은 이것에 한정되지 않는다.

화상 처리부(114)는 생성한 SEM 화상을 사용하여 결함 검출 등의 화상 처리를 실행하는 ADR 처리나, 결함을 종류별로 자동 분류하는 ADC(Automatic Defect Classification) 처리 등, 각종 화상 해석 처리를 실행한다. 또한, 본 실시예의 SEM식 관찰 장치에서는, 상이한 복수의 배율로 관찰 대상의 화상을 취득할 수 있다. 예를 들어, 주사 편향기(103)의 주사 범위를 바꿈으로써, 배율을 바꾸어 관찰하는 것이 가능하다.

렌즈(102), 주사 편향기(103), 대물 렌즈(104) 등, 전자 광학계 내부의 광학 요소의 제어는, 전자 광학계 제어부(110)에 의해 실행된다. 시료의 위치 제어는, 스테이지 제어부(112)로 제어된 스테이지(106)에서 실행된다. 전체 제어 및 해석부(113)는 SEM식 관찰 장치 전체를 통괄적으로 제어하는 제어부이며, 디스플레이, 키보드, 마우스 등을 구비한 조작부(115), 기억 장치(116)로부터의 입력 정보를 해석하고, 전자 광학계 제어부(110), 스테이지 제어부(112), 화상 처리부(114) 등을 제어하고, 필요에 따라 조작부(115)에 포함되는 표시부나, 기억 장치(116)에 처리 결과를 출력한다.

화상 처리부(114)에서 실행되는 처리는, 전용의 회로 기판에 의해 하드웨어로서 구성되어 있어도 되고, 결함 관찰 장치에 접속된 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어에 의해 실현되어도 된다. 하드웨어에 의해 구성하는 경우에는, 처리를 실행하는 복수의 연산기를 배선 기판, 반도체 칩, 또는 패키지 내에 집적함으로써 실현할 수 있다. 소프트웨어에 의해 구성하는 경우에는, 화상 처리부(114)에 고속의 CPU를 탑재하고, 원하는 연산 처리를 프로그램으로 실행함으로써 실현할 수 있다.

또한, 도 1에서는 결함 관찰 시스템의 일례로서, SEM식 결함 관찰 장치(118)와, 레시피 관리 장치(120)와, 결함 정보 데이터 베이스(121)를, LAN(Local Area Network)(119)을 통하여 접속한 예를 도시하고 있다. SEM식 결함 관찰 장치(118)에서 취득한 화상은, 결함 정보 데이터 베이스(121)에 보존한다. 기타 결함에 관한 정보, 예를 들어 결함 화상의 촬상 조건이나 검출한 결함 좌표 등도, 결함 정보 데이터 베이스(121)에 보존한다. 레시피 관리 장치(120)는, 레시피 작성에 필요한 결함 정보를, 결함 정보 데이터 베이스(121)로부터 취득하고, 화상 처리를 포함하는 연산 처리를 실행하여, ADR이나 ADC 처리 등을 실행하는 조건, 수순을 기록한 레시피를 작성한다. 연산 처리에 사용한 파라미터나 작성한 레시피 등은, 레시피 관리 장치에 내장된 기억 장치에 보존해도 되고, 결함 정보 데이터 베이스에 보존해도 된다. 이렇게 「결함 정보」에는, 검사 장치가 검출한 결함의 좌표, 검사 장치가 촬영한 화상, 검사 장치의 해석 기능으로 해석한 결과나, 결함 관찰 장치로 재검출한 결함의 좌표, 결함 관찰 장치가 촬상한 화상, 결함 관찰 장치의 해석 기능으로 해석한 결과 등, 결함에 관한 정보가 포함된다.

도 2는 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113), 조작부(115) 및 기억 장치(116)의 상세도의 예이다. 여기에서, 조작·해석부(201)는 도 1의 전체 제어·해석부(113)와 조작부(115)를 통합하여 표현한 것이다. 조작·해석부(201)는, 조작부(115)로부터의 조작 지시에 따라서, 전체 제어·해석부(113)에 내장된 CPU가 소정의 프로그램을 실행함으로써 실현되는, 복수의 기능 블록을 포함하는 것으로 한다. 이와 같이, 도 1에 도시한 바와 같은 전체 제어·해석부를 SEM식 관찰 장치에 내장한 구성에 한하지 않고, 도 1에 도시한 SEM식 관찰 장치와는 독립적으로 도 2에 도시하는 조작·해석부(201)를 구성하고, 네트워크 접속에 의해 도 1과 도 2의 구성 요소를 연결해도 된다.

도 2의 구성 요소를 도 1의 결함 관찰 시스템에 내장하는 경우에는, 결함 데이터 기억부(202), 화상 데이터 기억부(203), 해석 파라미터 기억부(204), 해석 결과 데이터 기억부(205)는 도 1의 기억 장치(116)에 통합되어도 된다.

결함 데이터 기억부(201)에는, 결함 좌표 등의 결함 정보가 저장되어 있다. 화상 데이터 기억부(202)에는, SEM식 관찰 장치로 촬상한 결함 화상이 저장되어 있다. 해석 파라미터 기억부(204)에는, 화상 취득이나 화상 해석시에 실행하는 ADR 조건, ADC 조건 등의 조건이 저장되어 있고, 복수의 조건을 재현하는 것이 가능하다. 처리 결과는, 해석 결과 데이터 기억부(205)에 저장된다.

다른 실시예로서, 조작·해석부(201)의 기능을, 도 1에서 도시한 SEM식 결함 관찰 시스템에 있어서의 레시피 관리 장치(120)로 실현하는 것도 가능하다. 또한, 결함 데이터 기억부(202), 화상 데이터 기억부(203), 해석 파라미터 기억부(204), 해석 결과 데이터 기억부(205)는, 도 1에 도시한 SEM식 결함 관찰 시스템에 있어서의 결함 정보 데이터 베이스(121)로 실현할 수도 있다.

도 3은, 이하에서 설명하는 결함 검출 처리를 행하기 위한 기능 블록도의 예이다. 도 3의 기능 블록도에서는, 설명을 간단하게 하기 위하여 이하의 전체 실시예에 대응하는 기능이 모두 도시되어 있지만, 장치에 대한 실장은 이 일부만이어도 된다. 상세하게는 각 실시예에 설명하는 바와 같다.

참조 화상 작성 처리부(306)는, 저배율 결함 화상으로부터 이하의 각 실시예에서 설명하는 방법에 의해 저배율 참조 화상을 생성한다. 또한, 실시예 2 이후에 설명하는 바와 같이 저배율 참조 화상의 합성을 하지 않고, 새롭게 촬상한 저배율 참조 화상을 사용하는 경우에는 취득된 저배율 참조 화상(302)을 그대로 비교 대상용 화상으로서 출력한다. 결함 검출 처리부(308)는, 저배율 결함 화상(301)과 저배율 참조 화상(307)을 입력 정보로 하여, 이들 화상의 차분 영역을 결함 영역으로서 검출한다. 검출한 결함 좌표(309)를 고배율 화상 취득을 위한 결함 좌표 정보로서 출력한다.

결함 점유율 판정 처리부(305)는, SEM식 관찰 장치로 촬상한 저배율 결함 화상(301)을 입력 정보로 하여, 결함 점유율 판정을 행하는 것이다. 상세하게는 실시예 2 이후에 설명한다. 이 경우, 참조 화상 작성 처리부(306)는 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 판정한 결과에 기초하여 참조 화상 작성 방법을 결정한다. 결정한 작성 방법에 기초하여, 저배율 결함 화상(301), 또는 저배율 참조 화상(302), 또는 취득 완료 저배율 결함 화상(303) 또는 취득 완료 저배율 참조 화상(304)을 입력 정보로 하여, 저배율 참조 화상(307)을 작성한다. 여기서 「취득 완료」란, 피검사 대상으로서의 결함 화상(301) 이외의 결함 화상에 대하여 과거에 촬상된 것임을 의미한다. 취득 완료 저배율 결함 화상 또는 취득 완료 저배율 참조 화상을 사용하는 방법에 대해서는 실시예 3, 4, 5에서 상세하게 설명한다.

이와 같이, 해석 대상인 저배율 결함 화상의 결함 점유율에 기초하여, 결함 검출에 사용하는 저배율 참조 화상의 작성 방법을 최적화함으로써, 결함 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 결함 점유율에 기초하여 저배율 참조 화상의 작성 방법을 최적화하는 처리를 자동화함으로써, 조작자가 저배율 참조 화상의 취득 또는 작성 방법을 선택할 필요가 없어지기 때문에, 작업 부담을 경감할 수 있다.

도 4는 ADR 시퀀스의 가장 처음에 대표 저배율 참조 화상을 취득하는 ADR의 흐름도의 예이다. 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우, 즉 패턴이 형성되어 있지 않은 단계의 제조 공정, 또는 막재의 도포 등에 의해 하층에 형성되어 있는 패턴이 촬상 화상에 드러나지 않는 상태에 있는 시료에 대해서는, 저배율 결함 화상에 대응하는 저배율 참조 화상을 매회 취득할 필요가 없다. 따라서 고속화를 위해서, ADR 시퀀스의 가장 처음에 1장만 저배율 참조 화상을 취득하고, 취득한 저배율 참조 화상과 각 저배율 결함 화상을 비교하여 결함 검출을 행하고 있다. 이렇게 각 저배율 결함 화상의 비교 기준으로 하기 위해서, 취득된 대표 화상을 「대표 저배율 참조 화상」이라고 하기로 한다.

먼저, ADR 시퀀스의 가장 처음에 대표 저배율 참조 화상을 취득한다(401). 대표 저배율 참조 화상에는, 결함이나 시료에 제조된 패턴이 포함되지 않는 것이 중요하기 때문에, 패턴이 없을 가능성이 높은 시료의 중심 좌표나, 또는 조작자가 레시피로 지정한 좌표의 화상을 취득한다. 대표 저배율 참조 화상에 결함이 포함되어 있었던 경우에는, 저배율 결함 화상과의 차분을 검출할 때, 관찰 대상으로 해야 하는 결함 이외의 차분이 검출되어버리기 때문에, 결함 검출에 실패하게 된다.

이어서, 관찰 대상의 좌표가 시야에 들어가도록 시료 스테이지를 이동하여, 저배율 결함 화상을 취득한다(402). 취득한 저배율 결함 화상과 시퀀스의 가장 처음에 취득한 대표 저배율 참조 화상을 비교하고, 차분을 결함 영역으로서 검출한다(403). 검출한 결함 영역의 좌표를, 관찰에 적합한 배율로 고배율 결함 화상을 취득한다(404). 여기서, 관찰에 적합한 배율이란 일반적으로는 저배율 화상보다 고배율이다. 402 내지 404의 처리를, 관찰 대상의 전체 시료 및 전체 검사 대상 점에 대하여 실행한다(405). 이와 같이, 저배율 참조 화상을 관찰 대상마다 취득하는 것이 아니라, ADR 시퀀스의 가장 처음에 대표 저배율 참조 화상을 취득하여 돌려 씀으로써, 스루풋을 향상할 수 있다.

도 5는 대표 저배율 참조 화상을 사용한 결함 검출 처리를 도시하는 모식도의 예이다. 이 모식도를 사용하여, 도 4에서 설명한 방법의 문제점을 설명한다. 대표 저배율 참조 화상을 사용하는 방법에서는, 결함 화상(501)과 대표 저배율 참조 화상(502)을 비교하여, 차분 화상(503)을 구한다. 차분 화상(503)은, 저배율 결함 화상(501)과 대표 저배율 참조 화상(502)을 화소 단위로 비교하여 구해진 것이고, 차분 화상(503)에 있어서 계조값의 차가 역치 이상인 경우에 유의한 차가 있다고 판정한다. 차분 화상(503)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 화소를 백색으로, 유의한 차가 없다고 판정한 화소를 흑색으로 표현하고 있다. 이하, 본 명세서에 있어서는, 백색 부분이 결함 부분이라고 판정된 영역, 흑색 부분이 정상 부분이라고 판정된 영역으로 하여 설명한다.

도 5의 사례에서는, 저배율 결함 화상(501) 상에 곡선 형상의 결함(504)이 있고, 차분 화상(503) 상에서는, 결함 영역(505)으로서 검출되어 있다. 그러나, 대표 저배율 참조 화상(502)에 존재하는 노이즈의 영향에 의해, 결함 영역(505)은 파선 형상으로 검출되어 있다. 또한, 저배율 결함 화상(501)과 대표 저배율 참조 화상(502)에 존재하는 노이즈의 영향에 의해, 차분 화상(503) 상에는, 결함 영역(505) 이외에도, 결함의 오검출의 원인이 될 수 있는 차분이 추출되고 있다.

촬상 시의 노이즈 자체를 경감하는 기술이나, 화상 처리에 의해 노이즈의 영향을 경감하는 기술이 발달하고는 있지만, 이들 처리만으로는 불충분하고, 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에 적합한, 연산 비용이 낮고, 노이즈에 대하여 확실한 결함 검출 처리가 요구되고 있다. 특히 SEM식 관찰 장치에서는, 시료의 재질이나 구조의 차이에 따라 대전 상태가 변화함으로써, 취득한 화상의 보이는 방식이 변동되는 경우가 있기 때문에, 대표 저배율 참조 화상과 저배율 결함 화상의 보이는 방식의 변동에 대응한 결함 검출 처리가 요구되고 있다.

특허문헌 1의 기술에서는, 결함 화상으로부터 비교 대상이 되는 참조 화상을 합성하기 위해, 도 5에서 설명한 방법과 비교하면, 결함 화상과 참조 화상과의 보이는 방식의 차이, 예를 들어 휘도 분포의 변동이 적어지는 점에서 유리하지만, 결함 검출 정밀도 및 스루풋에 관한 과제가 있다.

먼저, 결함 검출 정밀도에 대해서는, 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에는, 주기성을 이용한 참조 화상 합성의 정밀도가 나쁘다는 과제가 있다. 합성한 참조 화상에 결함 영역이 남아있으면, 결함 화상과 비교했을 때, 결함을 간과하거나, 또는 결함 이외의 영역을 오검출할 가능성이 높아진다.

이어서, 스루풋에 대해서, 결함 화상의 주기성을 산출하여 주기성에 따라서 화상을 분할하고, 분할한 화상을 재합성할 필요가 있어, 참조 화상을 합성하기 위해서는 연산 비용이 높고 스루풋이 악화된다는 과제가 있다. 관찰 시야 내의 패턴을 이용하여 참조 화상을 합성하는 처리는, 결함 화상마다, 즉 관찰 대상의 수만큼 반복하므로, 이들 처리 시간의 합계가 도 4에서 설명한, 대표 참조 화상의 취득 시간보다 길어지는 경우에는, ADR 시퀀스의 가장 처음에 1회만 대표 저배율 참조 화상을 취득하는 방법 쪽이, 스루풋의 면에서 우위에 있다고 할 수 있다.

따라서, 도 4나 도 5에서 설명한 기술이나 특허문헌 1의 기술을 화상 시야 내에 패턴이 존재하지 않는 경우에 적용했을 때의 과제를 해결하는 처리 방법을 설명한다. 도 6은 본 실시예의 ADR의 흐름도의 예이다.

먼저, 저배율 결함 화상을 취득한다(601). 도 4와 비교하면, 시퀀스의 가장 처음에 대표 저배율 참조 화상을 취득할 필요가 없기 때문에, 대표 저배율 참조 화상의 취득 처리분의 처리 시간을 단축할 수 있다.

이어서, 취득한 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성한다(602). 이 저배율 참조 화상의 작성 처리는, 저배율 결함 화상마다 실행할 필요가 있지만, 특허문헌 1과 비교하면, 단순하게 평균값을 산출하는 것일 뿐이며, 처리 자체가 단순하기 때문에 단시간에 저배율 참조 화상을 작성할 수 있다. 또한, 평균 휘도값을 산출하는 처리는, 저배율 결함 화상이나 저배율 참조 화상, 또는 차분 화상에 대하여 노이즈 경감 처리를 실시하는 것 보다도, 일반적으로 고속으로 처리할 수 있다. 또한, 여기에서 「평균 휘도값」이란, 저배율 결함 화상을 구성하는 화소 전체의 평균 휘도값 또는 대표적인 휘도값을 말한다. 예를 들어, 저배율 결함 화상이 500×500 화소로 구성되어 있는 경우, 합계 250,000 화소의 전체 화소값의 평균을 평균 휘도값으로 하고, 이 평균 휘도값을 모든 화소가 갖도록 500×500 화소의 화상을 구성한다. SEM 화상에서는 그레이스케일로 휘도값을 0 내지 255의 256 계조로 나타내는 경우가 많으므로, 이러한 경우에는 평균 휘도값은 0 내지 255 사이의 값을 취하게 된다.

마지막으로, 602에서 작성한 저배율 참조 화상과, 601에서 취득한 저배율 결함 화상을 비교하여, 차분을 결함 영역으로서 검출하여 결함 좌표로 한다(603). 검출한 결함 좌표를 관찰에 적합한 배율로, 일반적으로는 저배율 결함 화상보다도 고배율로, 고배율 결함 화상을 취득한다(604). 601 내지 604의 처리를, 관찰 대상의 전체 시료 및 전체 검사 대상점에 대하여 실행한다(605).

도 7은 도 6에서 설명한 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 사용하는 결함 검출 처리를 도시하는 모식도의 예이다. 저배율 결함 화상(701)과 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상(702)을 비교하여, 계조값의 차가 역치 이상일 경우에 유의한 차가 있다고 판정한다. 차분 화상(703)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 화소를 백색으로, 유의한 차가 없다고 판정한 화소를 흑색으로 나타내고 있다.

도 5의 사례와 마찬가지로, 도 7의 사례에서도, 저배율 결함 화상(701) 상에 곡선 형상의 결함(704)이 있고, 차분 화상(703) 상에서는, 결함 영역(705)으로서 검출되어 있다. 도 5의 결함 영역(505)과 비교하면, 저배율 참조 화상(702)에 노이즈가 존재하지 않는 만큼, 결함 영역이 보다 정확하게 추출되어 있다. 또한, 차분 화상(703) 상에는 검출해야 할 결함 영역(705) 이외에, 결함 화상(701)에 존재하는 노이즈의 일부가 남아있지만, 도 5의 차분 화상(503)과 비교하면, 저배율 참조 화상(702)에 노이즈가 없는 만큼, 결함 이외의 차분 영역이 감소되어 있다.

이와 같이, 저배율 결함 화상(301)을 입력으로 하여, 참조 화상 작성 처리부(306)에서 저배율 결함 화상(301)의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상(307)을 작성하고, 결함 검출 처리부(308)에서, 저배율 결함 화상(301)과 저배율 참조 화상(307)을 비교하여, 차분을 결함 좌표(309)로서 출력할 수 있다. 이 방법에 의하면, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 사용하므로, 대표 저배율 참조 화상을 사용하는 방법과 비교하여, 대표 저배율 참조 화상의 노이즈나 보이는 방식의 변동에 대하여 안정된 결함 검출을 실현할 수 있다. 또한, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값을 산출한다는 단순한 연산으로 저배율 참조 화상을 작성할 수 있으므로, 고속의 결함 검출 처리를 실현할 수 있다.

실시예 2

본 실시예에서는, 실시예 1에서 설명한 방법과 비교하여, 처리 속도보다도 결함 검출의 안정성을 중시한 결함 관찰 방법의 예를 설명한다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 7까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 8은, 도 6과 도 7에서 설명한 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 사용하는 결함 검출 방법의 과제를 도시하는 모식도이다. 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 경우의 문제는, 저배율 결함 화상에서 차지하는 결함 영역의 면적이 상대적으로 넓은 경우에, 산출되는 평균 휘도값이 결함 영역의 휘도값의 영향을 강하게 받는 것이다. 또한, 「결함 점유율」이란, 화상의 시야 전체에 차지하는 결함 영역의 비율을 말한다. 통상적으로는 화상의 시야 중 결함의 영역은 작으므로 결함 점유율은 비교적 작지만, 검출되어야 할 결함이 소위 거대 결함인 경우에는 결함 점유율이 높아진다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 저배율 결함 화상(801)에 있어서, 관찰 시야에 대하여 결함 점유율이 높은 결함(804)이 존재하는 경우, 저배율 결함 화상(801)의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상(802)은, 점유율이 높은 결함(804) 부분의 휘도값의 영향을 강하게 받는다. 결함 영역을 제외한 평균 휘도로 저배율 참조 화상이 작성되는 것이 이상적인 것에 반하여, 도 8의 사례에서는, 저배율 결함 화상(801)에 있어서의 결함 영역(804)의 휘도가 낮고(어둡고), 결함 영역을 제외한 영역의 휘도가 높으(밝으)므로, 작성한 저배율 참조 화상(802)은 이상적인 저배율 참조 화상과 비교하면 휘도가 낮아(어두워)지고 있다. 그로 인해, 저배율 결함 화상(801)과 저배율 참조 화상(802)을 비교하여, 차분을 결함 영역으로서 산출한 차분 화상(803)에서는, 검출하고자 하는 결함 영역(805)이 비결함 영역(도면 중, 검은 부분)으로서 판정되고, 한편, 비결함 영역으로서 판정해야 할 배경 부분이 결함 영역(도면 중, 백색 부분)으로서 오검출되어 있다.

이와 같이, 실시예 1에서 설명한 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 방법은, 저배율 결함 화상에 있어서 결함이 차지하는 비율이 큰 경우에, 결함 검출 정밀도가 저하된다는 과제가 있다.

도 9를 사용하여, 도 8에서 설명한 저배율 결함 화상에 있어서의 결함 점유율이 높은 경우에, 결함 검출 정밀도가 저하된다는 과제를 해결하는 방법을 설명한다. 도 9는 결함 화상의 결함 점유율을 따라서 저배율 참조 화상을 바꾸는 ADR의 흐름도의 예이다. 즉, 결함 점유율이 높은 경우에는 참조 화상을 취득하고, 결함 점유율이 낮은 경우에는 실시예 1의 방법에 의해 저배율 참조 화상을 생성하는 예이다.

먼저, 저배율 결함 화상을 취득한다(901). 이어서, 취득한 저배율 결함 화상에서 차지하는 결함 영역의 점유율(결함 점유율)을 구하고, 미리 정해진 역치와의 대소를 판정한다(902). 이 판정 결과에 기초하여 저배율 결함 화상의 평균 휘도값을 사용하여 저배율 참조 화상을 작성할지 여부를 결정한다. 구체적으로는, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 방법이 유효하다고 판단하고, 도 6이나 도 7에서 설명한 것과 마찬가지의 방법으로, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상을 작성한다(904). 한편, 결함 점유율이 높은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상을 작성하면, 결함 점유율이 높은 결함 영역의 영향을 받아서 원하는 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성할 수 없을 가능성이 높기 때문에, 결함이 존재하지 않는다고 기대할 수 있는 좌표의 화상을, 저배율 참조 화상으로서 새롭게 취득한다(903). 여기서, 결함 점유율의 대소는 실시예 8에서 나타내는 방법과 같이, 어떤 역치에 의해 판정하면 된다.

이어서, 903에서 취득한 저배율 참조 화상, 또는 904에서 작성한 저배율 참조 화상과, 901에서 취득한 저배율 결함 화상을 비교하여, 그 차분을 결함 영역으로서 검출한다(905). 또한, 검출한 결함 영역을 관찰에 적합한 배율로, 일반적으로는 저배율 결함 화상보다도 고배율로, 고배율 결함 화상을 취득한다(906). 901 내지 906의 작업을, 모든 시료 및 검사 대상점에 대하여 실행한다(907).

도 10은 도 9에서 설명한 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다. 저배율 결함 화상(1001)에 있어서, 결함 영역(1004)이 크고 결함 점유율이 높다고 판정한 경우에는, 저배율 결함 화상으로부터 저배율 참조 화상을 작성하는 일은 하지 않고, 결함이 존재하지 않는다고 기대할 수 있는 좌표의 화상을 취득하여, 저배율 참조 화상(1002)으로 한다. 한편, 결함 영역이 작고 결함 점유율이 낮다고 판정한 경우에는, 도 6이나 도 7에서 설명한 것과 마찬가지의 방법으로, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 작성한 화상을 저배율 참조 화상으로 한다.

이어서, 저배율 결함 화상(1001)과 저배율 참조 화상(1002)을 비교하여, 차분 화상(1003)을 구한다. 저배율 결함 화상(1001)과 저배율 참조 화상(1002)을 화소 단위로 비교하여, 계조값의 차가 역치 이상일 경우에 유의한 차가 있다고 판정한다. 도 10의 차분 화상(1003)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 부분을 백색으로, 유의한 차가 없다고 판정한 부분을 흑색으로 표현하고 있다.

이와 같이, 저배율 결함 화상(301)을 입력으로 하여, 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 결함 점유율을 구한다. 참조 화상 작성 처리부(306)는, 결함 점유율이 높은 경우에는 저배율 참조 화상(302)을 새롭게 촬상하고, 또한 결함 점유율이 낮은 경우에는 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상(307)을 생성한다. 결함 검출 처리부(308)는, 저배율 결함 화상(301)과, 참조 화상 작성 처리부(306)로부터 출력된 저배율 참조 화상(307)을 비교하여, 그 차분을 결함 좌표(309)로서 출력한다.

이 방법에 의하면, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 결함 검출에 사용함으로써, 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여 안정된 결함 검출을 실현할 수 있고, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에는, 결함이 존재하지 않는다고 기대할 수 있는 좌표의 화상을 취득하여 저배율 참조 화상으로 하므로, 결함 검출율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 처리 속도의 관점에서는, 저배율 참조 화상을 취득하는 횟수가 증가하면, ADR의 스루풋이 저하되어버리지만, 저배율 결함 화상의 배율을 너무 올리지 않는(관찰 시야를 너무 좁히지 않는) 것에 유의하여 저배율 결함 화상의 관찰 조건을 설정함으로써, 결함 점유율이 높은 결함 화상의 발생을 억제하는 것도 가능하다.

실시예 3

본 실시예에서는, 실시예 1에서 설명한 방법과 비교하면, 결함 검출의 안정성을 중시하면서, 처리 속도의 저하를 최소한으로 억제한 결함 관찰 방법의 실시예를 설명한다. 또한, 실시예 2와 비교하면, 결함 검출의 안정성은 동등하고, 처리 속도는 고속이다. 또한, 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 7까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

실시예 2에서 설명한 방법은, 도 5에서 설명한 대표 참조 화상을 취득하는 방법과 마찬가지로, 저배율 참조 화상의 노이즈의 영향을 받기 쉬워 결함 검출 정밀도가 저하된다는 과제가 있다. 또한, 저배율 결함 화상의 취득시의 배율 조정에 의해 제어 가능하지만, 도 9에서 설명한 바와 같이, 결함 점유율이 높다고 판정되는 사례가 증가하면, 저배율 참조 화상을 취득하는 처리가 필요해지기 때문에, 스루풋이 저하된다는 과제도 있다.

도 11은 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에, 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 ADR의 흐름도의 예이다. 실시예 2에서 설명한, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에, 결함이 존재하지 않는다고 기대할 수 있는 좌표의 화상을 취득하여 저배율 참조 화상으로 하는 방법에 있어서, 상기의 과제를 해결하는 방법을 설명하는 것이다.

먼저, ADR 시퀀스의 가장 처음에, 결함이 존재하지 않는다고 기대할 수 있는 좌표의 화상을 취득하고, 이것을 대표 저배율 참조 화상으로 한다(1101). 이어서, 저배율 결함 화상을 취득하여(1102), 취득한 저배율 결함 화상에서 차지하는 결함 영역의 결함 점유율을 구하고, 미리 정해진 역치와의 대소를 판정한다(1103). 이 판정 결과에 기초하여 저배율 결함 화상의 평균 휘도값을 사용하여 저배율 참조 화상을 작성할지 여부를 결정한다. 구체적으로는, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 방법이 유효하다고 판단하고, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상을 작성한다(1105). 한편, 결함 점유율이 높은 경우에는, 1101에서 취득한 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성한다(1104).

마지막으로, 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상, 또는 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상과, 1102에서 취득한 저배율 결함 화상을 비교하여, 차분을 결함 영역으로서 검출한다(1106). 이어서, 검출한 결함 영역을 확대한 고배율 결함 화상을 취득하고(1107), 1102 내지 1107의 처리를, 모든 시료 및 검사 대상점에 대하여 실행한다(1108).

도 12는 도 11에서 설명한 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다. 먼저, ADR 시퀀스의 가장 처음에 취득해 둔, 대표 저배율 참조 화상(1206)의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상(1202)을 작성한다. 취득한 저배율 결함 화상(1201)의 결함 점유율을 구한다. 결함 점유율이 높은 경우에는, 저배율 결함 화상(1201)과 저배율 참조 화상(1202)을 비교하여, 차분 화상(1203)을 구한다. 한편, 결함 영역이 작고 결함 점유율이 낮다고 판정된 경우에는, 도 6이나 도 7에서 설명한 것과 마찬가지의 방법으로, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 작성한 화상을 저배율 참조 화상으로 한다.

도 12의 차분 화상(1203)에서는, 저배율 결함 화상(1201)과 저배율 참조 화상(1202)을 화소 단위로 비교하고, 계조값의 차가 역치 이상일 경우에 유의한 차가 있다고 판정한다. 차분 화상(1203)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 화소를 백색으로, 유의한 차가 없다고 판정한 화상을 흑색으로 나타내고 있다.

이와 같이, 저배율 결함 화상(301)을 입력으로 하여, 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 결함 점유율을 구한다. 참조 화상 작성 처리부(306)는, 결함 점유율이 높은 경우에는 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상(307)을 작성하고, 또한 결함 점유율이 낮은 경우에는 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상(307)을 생성한다. 결함 검출 처리부(308)는, 저배율 결함 화상(301)과, 참조 화상 작성 처리부(306)로부터 출력된 저배율 참조 화상(307)을 비교하여, 그 차분을 결함 좌표(309)로서 출력한다.

이 방법에 의하면, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 결함 검출에 사용함으로써 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여 안정된 결함 검출을 실현할 수 있고, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에는, 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하므로, 저배율 결함 화상의 결함 영역의 영향을 받는 일 없이 결함 검출이 가능하게 되어, 결함 검출율의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 대표 저배율 참조 화상의 평균 휘도로부터 저배율 참조 화상을 작성함으로써, 대표 저배율 참조 화상을 그대로 사용하는 경우와 비교하여, 대표 저배율 참조 화상의 노이즈 영향을 받기 어려워져, 고정밀도의 결함 검출이 가능하게 된다. 또한, 시퀀스의 가장 처음에 1번만 대표 참조 화상을 취득함으로써, 결함 점유율이 높은 경우에 매회 저배율 참조 화상을 취득하는 방법과 비교하여, 저배율 참조 화상 취득에 의한 스루풋의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

실시예 4

본 실시예에서는, 과거에 취득 또는 작성한 참조 화상을 사용함으로써 안정된 결함 검출을 실현하는 결함 관찰 방법의 예를 설명한다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 7까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

실시예 1 내지 실시예 3에서 설명한 방법에 의해, 결함 검출 정밀도와 스루풋과의 밸런스를 고려하여, 관찰 대상에 적합한 결함 관찰 방법을 선택할 수 있지만, 예를 들어 상이한 공정에 대하여 하나의 레시피를 돌려 쓰는 것 같은 경우에는, 시료의 재질이나 구조의 차이에 따라 배경 부분의 보이는 방식이 상이할 가능성이 높기 때문에, 이러한 사례에도 안정되게 대응 가능한 방법이 요구되고 있다.

또한, 실시예 3에서 설명한 ADR 시퀀스와 같이, 시퀀스의 가장 처음에 대표 참조 화상을 1장 취득하는 방법에서는, 대표 참조 화상이 이상적인 참조 화상일 보증은 없다. 이상적인 참조 화상이란, 제조 패턴이나 하층의 구조가 시야 내에 나타나 있지 않을 뿐만 아니라, 결함 화상의 배경 부분과 동등한 휘도로, 또한 노이즈나 시료의 대전에 의한 휘도 불균일이 발생하지 않은 화상이다. 드물기는 하지만, 대표 참조 화상이 이상적인 참조 화상이 아닌 경우가 있기 때문에, 이러한 사례에 대해서도 안정된 방법이 요구되고 있다.

도 13은 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에, 취득 또는 작성 완료 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 ADR의 흐름도이다. 먼저, 저배율 결함 화상을 취득하고(1301), 취득한 저배율 결함 화상에서 차지하는 결함 영역의 점유율을 구하고, 미리 정해진 역치와의 대소를 판정한다(1302). 이 판정 결과에 기초하여 저배율 결함 화상의 평균 휘도값을 사용하여 저배율 참조 화상을 작성할지 여부를 결정한다. 구체적으로는, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 참조 화상을 작성하는 방법이 유효하다고 판단하고, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상을 작성한다(1304). 한편, 결함 점유율이 높은 경우에는, 취득 완료 참조 화상, 또는 작성 완료 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성한다(1303). 여기서, 취득 완료 참조 화상 또는 작성 완료 참조 화상이란, 관찰 시의 ADR 시퀀스 내에서 취득 또는 작성한 저배율 참조 화상에 한정하지 않고, 상질이 동등하다고 생각되는 레시피로, 과거에 취득 또는 작성한 참조 화상을 포함해도 된다. 참조 화상의 선택은, 자동 선택이어도 되고, 조작자가 선택하여 레시피로 지정한 것이어도 된다. 취득 완료 또는 작성 완료 저배율 참조 화상을 복수 선택하고, 이들 화상 전체의 평균 휘도값에 의해 저배율 참조 화상을 생성하는 것도 가능하다.

도 13에서는, 결함 점유율 판정 처리(1302) 후에, 취득 또는 작성 완료 참조 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하고 있으므로(1303), ADR 시퀀스 내에서 작성한 최신의 저배율 참조 화상을 사용할 수 있다. 이에 의해, 관찰점의 재질이나 구조에 의한 보이는 방식의 변동에 추종하여 안정된 결함 검출을 기대할 수 있다.

그런데, 매회 저배율 참조 화상을 작성하면 상응하는 연산 비용이 들기 때문에, ADR 시퀀스의 개시 전에, 취득 완료 또는 작성 완료의 참조 화상의 평균 휘도로 미리 저배율 참조 화상을 작성해 두어도 된다. 작성한 저배율 참조 화상은, 예를 들어 ADR의 실행 조건을 기술한 레시피에 등록해 두어도 된다. 이와 같이 함으로써, ADR의 스루풋을 저하시키는 일 없이, 과거에 취득 또는 작성한 참조 화상을 고려한 저배율 참조 화상을 활용할 수 있으므로, 안정된 결함 검출을 실현할 수 있다.

이어서, 1303에서 작성한 저배율 참조 화상, 또는 1304에서 작성한 저배율 참조 화상과, 1301에서 취득한 저배율 결함 화상을 비교하여, 차분을 결함 영역으로서 검출한다(1305). 마지막으로, 검출한 결함 영역의 확대 화상을 고배율 결함 화상으로서 취득한다(1306). 1301 내지 1306의 처리를, 모든 시료 및 검사 대상점에 대하여 실행한다(1307).

도 14는 도 13에서 설명한 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다.

먼저, 취득 또는 작성 완료된 1매 이상의 참조 화상(1406)의 평균 휘도값으로, 저배율 참조 화상(1402)을 작성한다. 취득한 저배율 결함 화상(1401)의 결함 점유율을 구하고, 결함 점유율이 높은 경우에는, 저배율 결함 화상(1401)과 저배율 참조 화상(1402)을 화소 단위로 비교한다. 한편, 결함 영역이 작고 결함 점유율이 낮다고 판정한 경우에는, 도 6이나 도 7에서 설명한 것과 마찬가지의 방법으로, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 작성한 화상을 저배율 참조 화상으로 하고, 이것과 저배율 결함 화상을 비교한다. 비교에 의해 계조값의 차가 역치 이상일 경우에는 유의한 차가 있다고 판정한다. 차분 화상(1403)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 화소를 백색으로, 차이가 없다고 판정한 화소를 흑색으로 나타내고 있다.

이와 같이, 저배율 결함 화상(301)을 입력으로 하여, 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 결함 점유율을 구한다. 참조 화상 작성 처리부(306)는, 결함 점유율이 높은 경우에는 취득 완료 저배율 참조 화상(304)의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상(307)을 작성하고, 또한 결함 점유율이 낮은 경우에는 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상(307)을 생성한다. 결함 검출 처리부(308)는, 저배율 결함 화상(301)과 참조 화상 작성 처리부(306)로부터 출력된 저배율 참조 화상(307)을 비교하여, 그 차분을 결함 좌표(309)로서 출력한다.

이 방법에 의하면, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 결함 검출에 사용함으로써, 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여 안정된 결함 검출을 실현할 수 있고, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에는, 취득 완료된 1매 이상의 참조 화상으로부터 평균 휘도값을 구하고, 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하므로, 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여 안정된 저배율 참조 화상의 작성이 가능하게 된다. 또한, 드물게 발생하는, 대표 저배율 참조 화상이 이상적인 참조 화상이 아닌 사례를 피할 수 있다.

실시예 5

본 실시예에서는, 과거에 취득한 결함 화상으로부터 결함 영역을 제외한 영역의 평균 휘도값으로 참조 화상을 작성하고, 이 참조 화상을 사용함으로써 안정된 결함 검출을 실현하는 결함 관찰 방법의 예를 설명한다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 7까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 15는 드물게 발생하는, 대표 저배율 참조 화상이 이상적인 참조 화상이 아닌 사례를 피하기 위한, 실시예 4와는 상이한 방법을 설명하는 ADR의 흐름도의 예이다. 먼저, 저배율 결함 화상을 취득하고(1501), 취득한 저배율 결함 화상에서 차지하는 결함 영역의 결함 점유율을 구하여, 미리 정해진 역치와의 대소를 판정한다(1502). 이 판정 결과에 기초하여 저배율 결함 화상의 평균 휘도값을 사용하여 저배율 참조 화상을 작성할지 여부를 결정한다. 구체적으로는, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하는 방법이 유효하다고 판단하고, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상을 작성한다(1504). 한편, 결함 점유율이 높은 경우에는, 저배율 결함 화상의 촬상까지 취득 완료된 결함을 포함하는 화상으로부터 결함 영역을 제외하여 평균 휘도값을 구하고, 이 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성한다(1503). 또한, 이때, 취득 완료된 결함을 포함하는 화상에 포함되는 결함 영역은, 해당 결함 화상을 피검사 대상으로 한 ADR이나 ADC 처리에 의해 이미 구해져 있는 것으로 한다.

이어서, 1503에서 작성한 저배율 참조 화상 또는 1504에서 작성한 저배율 참조 화상과, 1501에서 취득한 저배율 결함 화상을 비교하여, 차분을 결함 영역으로서 검출한다(1505). 마지막으로, 검출한 결함 영역의 확대 화상을 고배율 결함 화상으로서 취득한다(1506). 1501 내지 1506의 처리를, 모든 관찰 대상의 시료에 대하여 실행한다(1507).

도 15에서는, 결함 점유율 판정 처리(1502)의 후에, 취득 완료 결함 화상으로부터 결함 영역을 제외하여, 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하고 있으므로(1503), ADR 시퀀스 내에서 취득한 최신의 저배율 결함 화상을 사용할 수 있다. 이에 의해, 관찰점의 재질이나 구조에 따른 보이는 방식의 변동에 추종하여 안정된 결함 검출을 기대할 수 있다.

또한, 매회 저배율 참조 화상을 작성하면 상응하는 연산 비용이 들기 때문에, ADR 시퀀스의 개시 전에, 미리 취득 완료된 결함 화상으로부터 결함 영역을 제외하고, 평균 휘도로 저배율 참조 화상을 작성해 두어도 된다. 작성한 저배율 참조 화상은, 예를 들어 ADR의 실행 조건을 기술한 레시피에 등록해 두어도 된다. 이와 같이 함으로써, ADR의 스루풋을 저하시키는 일 없이, 과거에 취득한 결함 화상을 고려해서 작성한 저배율 참조 화상을 활용할 수 있으므로, 안정된 결함 검출을 실현할 수 있다.

또한, 1503에서 저배율 참조 화상을 작성할 때, 취득 완료된 결함 화상에 대해서는, ADR 또는 ADC에서 결함 영역을 추출한 결과가 남아있으므로, 연산 비용을 억제하면서, 결함 영역을 제외하여 평균 휘도값을 구할 수 있다. 결함 영역을 추출한 결과가 남아있지 않은 경우에는, 다시 저배율 결함 화상과 저배율 참조 화상을 비교하여 결함 영역을 추출해도 되지만, 연산 비용이 상승하기 때문에, 도 14까지 설명한 방법과 비교하여, 구하는 결함 검출 정밀도와 연산 비용과의 밸런스를 고려하여, 최적의 방법을 선택하면 된다.

도 16은 도 15에서 설명한 결함 검출 방법을 도시하는 모식도의 예이다. 먼저, 취득 완료된 1매 이상의 결함 화상(1606)으로부터, 결함 영역(1607)을 제외하여 그것 이외의 영역의 평균 휘도를 구하고, 이 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상(1602)을 작성한다. 취득한 저배율 결함 화상(1601)의 결함 점유율을 구하고, 결함 점유율이 높은 경우에는, 저배율 결함 화상(1601)과 저배율 참조 화상(1602)을 화소 단위로 비교한다. 한편, 결함 영역이 작고 결함 점유율이 낮다고 판정한 경우에는, 도 6이나 도 7에서 설명한 것과 마찬가지의 방법으로, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 작성한 화상을 저배율 참조 화상으로 하고, 이것과 저배율 결함 화상을 비교한다. 비교에 의해 계조값의 차가 역치 이상일 경우에 유의한 차가 있다고 판정한다. 차분 화상(1603)에서는, 유의한 차가 있다고 판정한 화소를 백색으로, 유의한 차가 없다고 판정한 화소를 흑색으로 나타내고 있다.

이와 같이, 저배율 결함 화상(301)을 입력으로 하여, 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 결함 점유율을 구한다. 참조 화상 작성 처리부(306)는, 결함 점유율이 높은 경우에는 취득 완료 저배율 결함 화상(303)으로부터 결함 영역을 제외한 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상(307)을 작성하고, 또한 결함 점유율이 낮은 경우에는 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로부터 저배율 참조 화상(307)을 생성한다. 결함 검출 처리부(308)는, 저배율 결함 화상(301)과 참조 화상 작성 처리부(306)로부터 출력된 저배율 참조 화상(307)을 비교하여, 그 차분을 결함 좌표(309)로서 출력한다.

이 방법에 의하면, 결함 점유율이 낮은 경우에는, 저배율 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 저배율 참조 화상을 결함 검출에 사용함으로써, 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여 안정된 결함 검출을 실현할 수 있고, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 높은 경우에는, 취득 완료된 1매 이상의 결함 화상으로부터 결함 영역을 제외하여 평균 휘도값을 구하고, 평균 휘도값으로 저배율 참조 화상을 작성하므로, 노이즈나 관찰 좌표의 재질이나 구조에 기인하는 휘도의 변동에 대하여, 안정된 저배율 참조 화상의 작성이 가능하게 된다. 또한, 드물게 발생하는, 대표 저배율 참조 화상이 이상적인 참조 화상이 아닌 사례를 피할 수 있다.

실시예 6

본 실시예에서는, 결함 점유율의 산출 방법을 설명한다. 본 실시예의 결함 점유율의 산출 방법은, 실시예 1 내지 실시예 5의 모든 방식에 적용할 수 있다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 16까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 17은 결함 화상에 있어서의 결함 점유율의 산출 방법을 설명하기 위한 모식도의 예이다. 도 17에서는, 결함 화상에 포함되는 화소의 휘도 분포에 기초하여 결함 점유율을 구하는 예를 도시하고 있다.

결함 화상(1701)에는 결함 영역이 작은 예가, 결함 화상(1702)에는 결함 영역이 중간 정도의 예가, 결함 화상(1703)에는 결함 영역이 큰 예가 예시되어 있다. 화상의 우측에는, 각 화상에 대하여 산출한 휘도 분포의 히스토그램과 휘도 분포의 표준 편차 σ를 표시하고 있다. 결함 영역이 작은 결함 화상(1701)에 대응하는, 휘도 분포의 표준 편차는 σ=30이다(1704). 결함 영역이 중간 정도인 결함 화상(1702)에 대응하는 휘도 분포의 표준 편차는 σ=40이며(1705), 결함 영역이 작은 1704와 비교하면 큰 값으로 되어 있다. 또한, 결함 영역이 큰 결함 화상(1703)에 대응하는 휘도 분포의 표준 편차는 σ=70이고(1706), 결함 영역이 작은 1704 및 결함 영역이 중간 정도인 1705보다도 큰 값으로 되어 있다. 이와 같이, 휘도 분포의 표준 편차와 결함 점유율에는 단조의 상관 관계가 있으므로, 휘도 분포의 표준 편차가 있는 역치를 초과하는 경우에 결함 점유율이 크다고 판정할 수 있다.

결함 점유율의 산출은, 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113), 도 2의 조작·해석부(201), 도 3의 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 실행할 수 있다. 당연히 이들 이외의 처리부에서 행하여져도 된다.

이와 같이, 결함 화상의 휘도 분포의 표준 편차를 사용함으로써 결함 화상의 결함 점유율을 간단하게 구할 수 있다.

또한, 여기에서는, 결함 화상의 휘도 분포의 표준 편차를 사용하여, 결함 점유율을 산출하는 방법을 설명했지만, 표준 편차 이외의 파라미터를 사용해도 된다. 또한, 결함 점유율의 산출 방법은, 이 방법에 한정하는 것이 아니다.

실시예 7

본 실시예에서는, 실시예 6과는 다른 결함 점유율의 산출 방법을 설명한다. 본 실시예의 결함 점유율의 산출 방법은, 실시예 1 내지 실시예 5의 모든 방식에 적용할 수 있다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 16까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 18은 결함 화상의 결함 영역/배경의 휘도 분포로부터 결함 점유율을 구하는 방법을 도시하는 모식도의 예이다. 먼저, 피검사 화상의 취득 전에 취득된 1매 이상의 결함을 포함하는 화상(1801)에 대하여, 결함 영역(1802)과 결함 영역을 제외한 배경 부분으로 분리하여 휘도 분포를 구한다. 결함을 포함하는 화상(1801)에 대한 ADR 또는 ADC로 구해진 결과를 유용하면, 연산 비용을 억제하여 용이하게 결함 영역을 구할 수 있다.

도 18의 사례에서는, 결함 영역의 휘도가 낮기(어둡기) 때문에, 결함 영역의 휘도 부분(1803)에서는, 휘도가 낮은 영역에 많이 분포하고 있는 상태를 확인할 수 있다. 한편, 결함 영역을 제외한 배경 부분의 휘도 분포(1804)에서는, 휘도값이 100 내지 220의 범위에 분포가 집중되어 있다. 이 결과로부터, 예를 들어 휘도값이 100 내지 220의 범위 밖의 화소수를 결함 후보로서 카운트하여, 결함 점유율로 환산할 수 있다. 이 결함 점유율 산출에 사용하는 휘도값의 범위는, 조작자가 레시피로 설정해도 되고, 결함 영역을 구할 때 자동 갱신할 수도 있다.

이와 같이, 과거에 취득한 결함을 포함하는 화상의 휘도 분포로부터, 결함 후보로서 판정해야 할 휘도값의 범위를 미리 구해 두고, 결함 점유율을 구하고자 하는 결함 화상에 있어서 이 범위에 적합한 화소를 결함 영역으로서 카운트함으로써 용이하게 결함 점유율을 구할 수 있다.

본 실시예의 방법은, 실시예 6의 결함 점유율 산출 방법과 비교하면, 미리 결함 후보로서 카운트하는 휘도값의 범위를 설정해 둘 필요가 있지만, 이 범위 설정은 ADR이나 ADC로 구해진 결과를 유용하면 자동화하는 것이 용이하기 때문에, 조작자의 작업 부담은 경미하다. 또한, 주목하는 결함종에 최적의 범위 설정을 할 수 있으므로, 보다 상세한 설정이 가능하다고 할 수 있다. 또한, 상세한 설정을 함으로써, 뉴슨스 결함이라고 불리는, 무시하고 싶은 결함종을 제외할 수 있는 가능성이 있다. 예를 들어, 도 18에서 설명한 바와 같이, 결함으로서 인식하고 싶은 결함종이 특징적인 휘도 분포를 나타내는 경우에는, 이 휘도 분포에 해당하는 휘도 범위를 결함 영역으로서 카운트한다. 한편, 뉴슨스 결함 등, 결함으로서 인식하지 않고 무시하고 싶은 결함종이 특징적인 휘도 분포를 나타내는 경우에는, 이 휘도 분포에 해당하는 휘도 범위를 결함 영역으로서 카운트하지 않음으로써, 결함 점유율을 원하는 결함종에 한정하여 구할 수 있다.

실시예 8

본 실시예에서는, 결함 화상의 휘도 분포의 표준 편차를 결함 점유율 판정 처리의 역치로서 사용하는 경우의 역치 결정 방법을 설명한다. 본 실시예의 역치의 결정 방법은, 실시예 1 내지 실시예 5의 모든 방식에 적용할 수 있다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 18까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 19는 결함 화상의 휘도 분포의 표준 편차를, 결함 점유율 판정 처리의 역치로서 사용하는 방법을 도시하는 모식도의 예이다. 먼저, 결함의 크기에 따라 복수의 그룹으로 복수의 화상을 분류한다. 구체적으로는, 거대 결함으로 판정해야 할 그룹과 그렇지 않은 그룹으로 복수의 화상을 분류해 둔다. 1901에는 결함 점유율이 낮다고 판정하고 싶은 화상이, 1904에는 결함 점유율이 높다고 판정하고 싶은 화상이 선별되어 있다. 화상의 선택은 디스플레이에 표시되는 GUI 등을 통하여 조작자가 행할 수 있지만, ADR 또는 ADC의 결함 검출 결과에 기초하여, 미리 결함 화상의 후보를 자동 선택함으로써, 조작자의 작업 부담을 경감할 수 있다.

도 19에서는, 결함 점유율에 기초하여 분류된 각 그룹의 결함 화상군에 대하여, 각 그룹에 대한 평균 휘도 분포와 표준 편차를 구하고 있다. 결함 점유율이 낮다고 판정하고 싶은 결함 화상군(1901)의 휘도 분포(1902)의 변동은 작고, 표준 편차(1903)는 σ=30으로 되어 있다. 한편, 결함 점유율이 높다고 판정하고 싶은 결함 화상군(1904)의 휘도 분포(1905)의 변동은 상대적으로 크고, 표준 편차는 σ=80으로 되어 있다.

결함 화상의 휘도 분포의 표준 편차의 산출은, 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113), 도 2의 조작·해석부(201), 도 3의 결함 점유율 판정 처리부(305)에서 실행할 수 있다. 당연히 이들 이외의 처리부에서 행해져도 된다.

이렇게 선별된 결함 화상의 휘도 분포의 변동을 나타내는 표준 편차를 나타냄으로써, 조작자는 용이하게 결함 점유율의 판정 역치를 결정할 수 있다.

또한, ADR 또는 ADC의 결함 검출 결과에 기초하여, 예를 들어 특정 사이즈 이상의 결함이 검출되고 있는 화상을 자동 선택하고, 선택한 결함 화상군의 휘도 분포의 표준 편차를 구하면, 결함 점유율의 판정 역치를 자동 설정 또는 자동 갱신하는 것이 가능하다.

또한, 이러한 자동 선택이 아닌, 결함 화상의 선택을 조작자가 수동으로 행하는 경우에도, 선택 화면에 있어서 미리 선택 후보의 결함 화상이 ADR 또는 ADC에서 디폴트로서 선택되어 있으면, 조작자의 선택 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

실시예 9

본 실시예에서는, 실시예 1 내지 실시예 8에서 설명한 복수의 결함 검출 방법의 선택 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 3까지의 구성과, 도 4 내지 도 19까지의 설명 내용은 본 실시예와 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.

도 20은 결함 검출 방법을 선택할 수 있는 GUI의 예이다. 2001에는 저배율 결함 화상의 샘플이 표시되어 있고, 이 저배율 결함 화상에 있어서의 결함 점유율이 2003에 표시되어 있다. 결함 점유율의 산출은 실시예 6이나 실시예 7의 방식을 적용할 수 있지만, 이들 방식에 한정되는 것이 아니다. 복수의 화상을 선택할 수 있도록 하는 경우에는, 복수의 화상 표시와 각 화상의 결함 점유율, 또는 각 화상의 결함 점유율의 평균값을 표시하면 된다.

2004의 값이 결함 점유율의 판정 역치가 된다. 결함 점유율의 판정 역치는 조작자가 입력할 수 있지만, 실시예 8에서 설명한 방법으로 자동 설정하는 것도 가능하다. 조작자가 입력 설정하는 경우에도, 초기값으로서 자동 설정한 값이 표시되어 있으면, 조작자가 역치를 설정할 때의 판단 기준 중 하나가 될 수 있다. 도 20의 예에서는, 저배율 결함 화상의 결함 점유율이 역치 이하이기 때문에, 이 저배율 결함 화상의 결함 점유율은 낮다고 판정하고, 후단의 결함 검출 처리를 실행한다.

2006에는 상술한 실시예로 설명한 참조 화상을 생성 또는 취득하는 방법이 복수 병기되어 있고, 조작자가 선택할 수 있다. 2005에 표시하고 있는 바와 같이, 각 결함 검출 방법은, 예를 들어 처리 속도가 빠른 순서대로 배열하여 표시하면, 조작자가 결함 검출 방법을 선택할 때의 판단 기준 중 하나가 될 수 있다. 2006에서 선택된 결함 검출 방법에 대응시켜, 2002에는 저배율 참조 화상을 표시한다.

또한, ADR 체크 박스(2007)가 ON으로 설정되어 있는 경우에는, 선택된 결함 검출 방법으로 결함 검출한 결과를 표시하는 것도 유효하다.

이와 같이, 관찰 대상의 저배율 결함 화상과 그 결함 점유율, 결함 점유율의 역치, 선택된 결함 검출 방법에 대응한 저배율 참조 화상, 결함 검출 결과를 표시함으로써, 선택한 결함 검출 방법의 타당성을 용이하게 확인할 수 있다. GUI는, 도 1의 전체 제어부 및 해석부(113), 도 2의 조작·해석부(201)에 탑재할 수 있다. 당연히 이들 이외의 처리부에서 행하여져도 된다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서, 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시예의 구성의 일부를, 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시예의 구성에, 다른 실시예의 구성을 첨가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성을 추가, 삭제, 치환을 하는 것이 가능하다.

또한, 상기의 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 그것들의 일부 또는 전부를, 예를 들어 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고 실행함으로써, 소프트웨어로 실현해도 된다. 또한, 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는 메모리나, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치, 또는 IC 카드, SD 카드, 광 디스크 등의 기록 매체에 둘 수 있다.

또한, 제어선이나 정보선은 설명 상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있고, 제품 상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

101: 전자총
102: 렌즈
103: 주사 편향기
104: 대물 렌즈
105: 시료
106: 스테이지
107: 1차 전자선
108: 2차 입자
109: 2차 입자 검출기
110: 전자 광학계 제어부
111: A/D 변환부
112: 스테이지 제어부
113: 전체 제어·해석부
114: 화상 처리부
115: 조작부
116: 기억 장치
117: 광학 현미경
118: SEM식 결함 관찰 장치
119: LAN
120: 레시피 관리 장치
121: 결함 정보 데이터 베이스
201: 조작·해석부
202: 결함 데이터 기억부
203: 화상 데이터 기억부
204: 해석 파라미터 기억부
205: 해석 결과 기억부
301: 저배율 결함 화상
302: 저배율 참조 화상
303: 거대 결함 판정 처리부
304: 참조 화상 작성 처리부
305: 저배율 참조 화상
306: 결함 검출 처리부
307: 결함 좌표
501: 결함 화상
502: 참조 화상
503: 차분 화상
504: 결함
505: 검출 결함 영역
701: 결함 화상
702: 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 참조 화상
703: 차분 화상
704: 결함
705: 검출 결함 영역
801: 결함 화상
802: 결함 화상의 평균 휘도값으로 작성한 참조 화상
803: 차분 화상
804: 거대 결함
805: 검출 결함 영역
1001: 결함 화상
1002: 참조 화상
1003: 차분 화상
1004: 결함
1005: 검출 결함 영역
1201: 결함 화상
1202: 대표 참조 화상의 평균 휘도값으로 작성한 참조 화상
1203: 차분 화상
1204: 결함
1205: 검출 결함 영역
1206: 대표 참조 화상
1401: 결함 화상
1402: 취득 완료 참조 화상의 평균 휘도값으로 작성한 참조 화상
1403: 차분 화상
1404: 결함
1405: 검출 결함 영역
1406: 취득 완료 참조 화상
1601: 결함 화상
1602: 취득 완료 결함 화상으로부터 결함을 제외한 영역의 평균 휘도값으로 작성한 참조 화상
1603: 차분 화상
1604: 결함
1605: 검출 결함 영역
1606: 취득 완료 결함 화상
1607: 결함 영역
1701: 결함 점유율이 낮은 화상
1702: 결함 점유율이 중간 정도의 화상
1703: 결함 점유율이 높은 화상
1704: 결함 점유율이 낮은 화상의 휘도 분포 히스토그램과 표준 편차
1705: 결함 점유율이 중간 정도인 화상의 휘도 분포 히스토그램과 표준 편차
1706: 결함 점유율이 높은 화상의 휘도 분포 히스토그램과 표준 편차
1801: 결함 화상
1802: 결함 영역
1803: 결함 영역의 휘도 분포
1804: 결함 영역을 제외한 배경 부분의 휘도 분포
1901: 결함 화상군
1902: 휘도 분포
1903: 표준 편차
1904: 결함 화상군
1905: 휘도 분포
1906: 표준 편차
2001: 결함 화상
2002: 선택된 결함 검출 방법에 대응한 참조 화상
2003: 결함 점유율
2004: 결함 점유율 판정 역치
2005: 스루풋 순으로 배열한 결함 검출 방법
2006: 선택 가능한 결함 검출 방법
2007: ADR 실행 체크 박스

Claims

피검사 화상과 참조 화상을 비교함으로써 상기 피검사 화상에 포함되는 결함 영역을 검출하는 결함 관찰 장치로서,
상기 피검사 화상에서 차지하는 결함 영역의 비율인 결함 점유율을 구하고, 해당 결함 점유율과 역치와의 대소를 판정하는 결함 점유율 판정 처리부를 구비하고,
상기 판정의 결과에 따라, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
참조 화상 작성 처리부를 더 포함하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 상기 결함 관찰 장치는 결함이 존재하지 않는다고 추측되는 영역을 상기 참조 화상으로서 새롭게 촬상하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 참조 화상 작성 처리부는 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
참조 화상 작성 처리부를 더 포함하고,
상기 참조 화상 작성 처리부는,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 상기 피검사 화상의 취득 전에 취득되어 있는 결함을 포함하지 않는 화상의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제3항에 있어서,
상기 참조 화상 작성 처리부는, 상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 복수의 상기 결함을 포함하지 않는 화상을 사용하여 상기 참조 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
참조 화상 작성 처리부를 더 포함하고,
상기 참조 화상 작성 처리부는,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 상기 피검사 화상의 취득 전에 취득된 결함을 포함하는 화상으로부터 해당 결함 영역을 제외한 영역의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
상기 결함 점유율 판정 처리부는, 상기 피검사 화상에 포함되는 화소의 휘도 분포에 기초하여 상기 결함 점유율을 구하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
상기 피검사 화상의 취득 전에 취득된 결함을 포함하는 화상에 있어서의 해당 결함 영역의 휘도 분포에 기초하여 결함으로 판정해야 할 휘도값의 범위를 구하는 연산부를 갖고,
상기 결함 점유율 판정 처리부는, 상기 피검사 화상을 구성하는 화소이며, 상기 휘도값의 범위에 포함되는 화소의 수로부터 상기 결함 점유율을 구하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
상기 결함 점유율 판정 처리부는, 결함의 크기에 따라 분류된 복수의 그룹 각각에 포함되는 복수의 화상의 평균 휘도 분포에 기초하여 상기 역치를 사용하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
제1항에 있어서,
상기 참조 화상을 생성 또는 취득하는 복수의 방법을 선택 가능하게 하는 화면을 표시하는 표시부를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
피검사 화상과 참조 화상을 비교함으로써 상기 피검사 화상에 포함되는 결함 영역을 검출하는 결함 관찰 방법으로서,
상기 피검사 화상에서 차지하는 결함 영역의 비율인 결함 점유율을 구하여, 해당 결함 점유율과 역치와의 대소를 판정하고,
상기 판정의 결과에 따라, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 휘도값의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성할지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
제10항에 있어서,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 결함이 존재하지 않는다고 추측되는 영역을 상기 참조 화상으로서 새롭게 촬상하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 휘도값의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
제10항에 있어서,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 상기 피검사 화상의 취득 전에 취득되어 있는 결함을 포함하지 않는 화상의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 피검사 화상에 포함되는 복수 화소의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
제12항에 있어서,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 복수의 상기 결함을 포함하지 않는 화상을 사용하여 상기 참조 화상을 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
제10항에 있어서,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 높은 경우에는, 상기 피검사 화상의 취득 전에 취득된 결함을 포함하는 화상으로부터 해당 결함 영역을 제외한 영역의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하고,
상기 결함 점유율이 상기 역치보다 낮은 경우에는, 상기 피검사 화상의 평균 휘도값을 갖는 화소를 포함하는 화상을 상기 참조 화상으로서 작성하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
피검사 화상과 참조 화상을 비교함으로써 상기 피검사 화상에 포함되는 결함 영역을 검출하는 결함 검사 장치로서, 결함 검사 장치는, 시료에 하전 입자 빔을 주사하는 것에 의해 얻어지는 검출 신호에 기초하여 화상을 생성하는 화상 처리부와, 해당 화상 처리부에 접속되는 제어 장치를,
상기 검출 신호에 기초하여 얻어지는 피검사 화상에 포함되는 결함 영역의 비율인 결함 점유율을 구하고,
해당 결함 점유율이, 역치보다 작은 경우에는, 상기 피검사 화상에 기초하여 참조 화상을 생성하고, 상기 역치보다 큰 경우에는, 상기 피검사 화상 이외의 화상에 기초하여 상기 참조 화상을 생성하고,
상기 피검사 화상에 기초하여 생성된 참조 화상, 또는 피검사 화상 이외의 화상으로부터 생성된 참조 화상과 상기 피검사 화상을 비교하여, 상기 피검사 화상 내의 결함을 검출하기 위해,
구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.