[发明专利]区域决定装置、观察装置或检查装置、区域决定方法以及使用了区域决定方法的观察方法或检查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在作为试样的半导体晶圆上形成器件图案的预工序中进行的晶圆缺陷检查和图案测量技术。

背景技术

半导体制造预工序中的成品率，由于晶圆制造的各种工序中的工艺异常的结果所产生的缺陷、由于工艺变动而产生的电路图案的形成不合格等，受到很大影响。

作为所产生的缺陷的例子，有在晶圆上随机产生的附着异物、由于晶圆表面研磨而产生的划痕等。另外，由于各工序中的晶圆中央部和周边部的制造条件的不同（例如蚀刻工序中的等离子体状态的不同、扩散工序中的加热状态的不同等），存在只在晶圆周边部产生的图案的形成不合格等。

另外，作为引起图案的形成不合格的工艺变动的代表例子，有光刻工序中的对电路图案进行光学曝光时的曝光条件（聚焦和曝光量）的变动。由于这些变动因素，电路图案的尺寸、形状变化，其结果是有可能产生器件特性不合格等。

为了防止这样的不合格的发生，实现高成品率生产，在晶圆制造现场进行的缺陷管理、工艺管理逐渐变得重要。

为了缺陷管理而使用晶圆外观检查装置。以前使用的光学式的晶圆外观检查装置，检测向晶圆上照射照明光所产生的来自晶圆的反射光、散射光，由此对晶圆表面状态进行图像化，利用图像处理来调查晶圆上的缺陷的有无。具有数～几十分/晶圆左右的吞吐量、20纳米左右以上的检测灵敏度。但是，在几十纳米的缺陷检测条件下，一并检测出伪缺陷（不是真的缺陷）的情况很多，难以高精度地只检测出真的缺陷。

另一方面，作为能够进行灵敏度比光学式晶圆检查装置高的检查的装置，以前已知使用了电子束的SEM（Scanning Electron Microscope：扫描电子显微镜）式晶圆检查装置。本装置向晶圆表面照射被会聚为十几纳米～数纳米左右的电子束，检测所产生的二次电子等，由此对晶圆表面的状态进行图像化。虽然具有十几纳米～数纳米左右的检测灵敏度，但吞吐量与光学式晶圆检查相比压倒性地低，因此大多用于只检查晶圆的一部分区域的部分检查。在专利文献1和专利文献2中公开了电子束检查装置的晶圆的部分检查方法。将半导体存储器的存储器网（memory mat）周边部等检查区域限定为部分区域来进行缺陷检查。

此外，为了对通过这些检查装置检测出的缺陷进行观察、分类，使用复查（review）装置。工艺的细微化发展的结果是对成品率产生影响的缺陷的大小逐步变得比几十纳米小，因此一般使用电子束式的复查装置（复查SEM）。将从晶圆检查装置得到的缺陷位置信息作为输入，以比检查时高的分辨率（例如每像素数纳米的像素尺寸）取得该位置的图像，进行缺陷种类的确定、观察。

另一方面，作为工艺管理的例子，有基于CDSEM（Critical Dimension（临界尺寸）-SEM）的光刻工序的监视。通过CDSEM定期地测量晶圆上的预先确定的位置的电路图案的尺寸，将该尺寸值和基准值进行比较，由此进行工艺管理。CDSEM与前面说明的复查SEM相同，是使用电子束的装置，能够得到数纳米左右的分辨率的图像，但一个位置的测定需要秒级的时间，因此能够测定的位置的个数有限。因此，只将事先决定的位置作为测量对象来进行应用。在技术文献3中公开了以下方法，即使用为了进行曝光工艺管理而以芯片为单变更曝光条件来制作的晶圆（例如FEM：Focus Exposure Matrix（聚焦曝光矩阵）晶圆等），确定需要进行所允许的工艺变动范围的验证、图案测量的位置。此外，FEM晶圆是指对晶圆上的每个裸片（die）使焦点和曝光量矩阵状地变化而形成了同一电路图案的晶圆。通过光学式晶圆检查装置对该晶圆进行检查，由此能够确定实际产生了缺陷的位置的位置信息、没有产生缺陷的焦点/曝光量的条件（称为工艺窗口）。将从工艺窗口偏离的裸片上的缺陷产生位置等被预想为在工艺变动时产生的可能性高的位置确定为测量位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-67533号公报（美国专利US2011-0163230号公报）

专利文献2：日本特开2011-119471号公报

专利文献3：美国专利US6902855号公报

发明内容

发明要解决的问题