JP5043741B2 - Semiconductor pattern inspection method and inspection apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope以下SEMとする。)を用いた半導体ウエハのパターンの検査方法に関し、特に、レシピの最適化処理に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a pattern of a semiconductor wafer using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM), and more particularly to a recipe optimization process.
半導体ウエハの製造工程では、先ず、半導体ウエハ上にレジストと呼ばれる塗付材を塗付する。次に、レジストの上に配線パターンの露光マスク(レチクル)を重ねる。次に、その上から可視光線、紫外線又は電子ビームを照射し、レジストを感光する。それによって、半導体ウエハに配線パターンが形成される。 In the manufacturing process of a semiconductor wafer, first, a coating material called a resist is applied on the semiconductor wafer. Next, an exposure mask (reticle) of a wiring pattern is overlaid on the resist. Next, visible light, ultraviolet light, or an electron beam is irradiated from above, and the resist is exposed. Thereby, a wiring pattern is formed on the semiconductor wafer.
半導体ウエハに形成された配線パターンの形状は、可視光線、紫外線又は電子ビームの強度及び絞りによって変化する。そのため、高精度の配線パターンを形成するためには、配線パターンを検査する必要がある。 The shape of the wiring pattern formed on the semiconductor wafer varies depending on the intensity and aperture of visible light, ultraviolet light, or electron beam. Therefore, in order to form a highly accurate wiring pattern, it is necessary to inspect the wiring pattern.
半導体ウエハに形成された配線パターンの検査には、従来から測長走査型電子顕微鏡(Critical Dimension Scanning Electron Microscope:CD-SEM)が広く用いられている。半導体パターンの検査では、配線パターン上に予め設定された測定点(MP)における画像を取得する。この画像から、パターンの配線幅などの各種寸法値を計測し、パターンの出来映えを評価する。 Conventionally, a critical dimension scanning electron microscope (CD-SEM) has been widely used for inspecting a wiring pattern formed on a semiconductor wafer. In the inspection of the semiconductor pattern, an image at a measurement point (MP) set in advance on the wiring pattern is acquired. From this image, various dimension values such as the wiring width of the pattern are measured, and the performance of the pattern is evaluated.
配線パターンの撮像、及び、計測は、レシピに従って実行される。レシピは、配線パターンの撮像、及び、計測の手順、条件、等を記載したものである。 Imaging and measurement of the wiring pattern are executed according to the recipe. The recipe describes the procedure, conditions, and the like of the wiring pattern imaging and measurement.
レシピは、オペレータがデータをマニュアルで登録することによって作成するか、又は、設計データを自動的に登録するによって作成される。 The recipe is created by the operator registering data manually or by automatically registering design data.
オペレータによるマニュアル登録の場合、オペレータの知識や経験が必要である。初心者や経験の少ないオペレータが、正しくかつ安定して稼動するレシピを作成することは困難である。また、このようにして作成したレシピの設定が、試料へのダメージ低減や時間的効率の面から適切であるかを判断することも難しい。そのためマニュアル登録によって作成されたレシピを実行すると、撮像に失敗したり、試料へのダメージが大きかったり、レシピの実行に必要以上の時間がかかる、等の不具合が生じる。このようなレシピでは、最適化が必要となる。 In the case of manual registration by an operator, knowledge and experience of the operator are required. It is difficult for beginners and less experienced operators to create recipes that operate correctly and stably. It is also difficult to determine whether the recipe setting created in this way is appropriate from the viewpoint of reducing damage to the sample and time efficiency. For this reason, when a recipe created by manual registration is executed, problems such as failure of imaging, significant damage to the sample, and the time required to execute the recipe occur. Such recipes require optimization.
設計データを基にしたレシピの手書き若しくは自動登録の場合、作成されたレシピを実際の走査型顕微鏡装置において実施して、不具合の有無を確認する必要がある。不具合のある場合には、オペレータがマニュアルでレシピの最適化を行なう必要がある。 In the case of handwriting or automatic registration of a recipe based on design data, it is necessary to check the presence or absence of defects by executing the created recipe in an actual scanning microscope apparatus. If there is a problem, the operator must manually optimize the recipe.
レシピの最適化処理は、測定点(MP)毎に、全てマニュアルで、設定変更を行う処理である。この作業には、知識と技術を有するオペレータが行っても、多大な時間と労力を費やす。評価が必要な測定点(MP)が多い場合には、オペレータの作業時間が増加する。また、レシピの最適化処理によって、装置が長時間占有される。そのため、半導体製造工場等では大きな問題となる。 The recipe optimization process is a process in which settings are manually changed for each measurement point (MP). Even if an operator having knowledge and skills performs this work, a great deal of time and labor are consumed. If there are many measurement points (MP) that need to be evaluated, the operator's work time increases. Further, the apparatus is occupied for a long time by the process of optimizing the recipe. Therefore, it becomes a big problem in semiconductor manufacturing factories.
本発明の目的は、レシピの良不良診断および最適化の作業を自動的に行なう機能を備えた半導体パターンの検査技術を提供する。 An object of the present invention is to provide a semiconductor pattern inspection technique having a function of automatically performing recipe quality diagnosis and optimization work.
本発明によると、半導体パターン上に設定された測定点を含む領域について走査電子顕微鏡による低倍率のSEM画像を取得する。次に、予めレシピとして登録されたアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、および、オートスティグマ用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定する。所定の推奨条件を満たさないと判定されたとき、SEM画像上より、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、および、オートスティグマ用パターンを選択する。 According to the present invention, a low-magnification SEM image is acquired by a scanning electron microscope for a region including a measurement point set on a semiconductor pattern. Next, it is determined whether an addressing pattern, an autofocus pattern, and an autostigma pattern registered in advance as a recipe satisfy a predetermined recommended condition. When it is determined that the predetermined recommended condition is not satisfied, an optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern are selected from the SEM image.
最適なパターンを選択するとき、SEM画像にて、測定点を中心とする所定の領域を切り出し、該切り出した画像を更に切り出して複数のブロック画像を生成し、該ブロック画像の各々について、輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルを作成する。この輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルから、最適なパターンを選択する。 When selecting an optimum pattern, a predetermined region centered on the measurement point is cut out in the SEM image, and the cut out image is further cut out to generate a plurality of block images. Create a histogram and brightness profile. An optimum pattern is selected from the luminance histogram and the luminance profile.
本発明によると、レシピの良不良診断および最適化の作業を自動的に行なう機能を備えた半導体パターンの検査技術が提供される。 According to the present invention, a semiconductor pattern inspection technique having a function of automatically performing recipe quality diagnosis and optimization work is provided.
図1を参照して、本発明による走査電子顕微鏡装置の概略を説明する。本例の走査電子顕微鏡は、陰極8、第一陽極9、第二陽極10、収束レンズ12、絞り板15、収束レンズ13、走査コイル16、二次信号分離用直交電磁界(EXB)発生器18、及び、対物レンズ14を有する。走査コイル16の近傍もしくは同一位置に、1段の偏向コイル37が配置されている。偏向コイル37は、対物レンズ14の軸ずれを補正する対物レンズ用調整器として動作する。また収束レンズ13の近傍もしくは同一位置に、非点補正コイル38及び調整器39が配置されている。非点補正コイル38は、X及びY方向の非点を補正するための多極からなるコイルである。調整器39は、非点補正コイル38の軸ずれを補正する非点補正コイル調整器として機能する。
An outline of a scanning electron microscope apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The scanning electron microscope of this example includes a cathode 8, a first anode 9, a
本例の走査電子顕微鏡装置は、更に、二次信号用検出器20、信号増幅器21、画像メモリ28、画像表示装置29、画像処理装置30、コンピュータ34、入力装置35、及び、記憶装置36を有する。
The scanning electron microscope apparatus of this example further includes a
本例の走査電子顕微鏡装置は、更に、高圧制御電源23、第一収束レンズ制御電源24、第二収束レンズ制御電源25、対物レンズ制御電源26、走査コイル制御電源27、対物レンズ用調整器制御電源31、非点補正コイル用制御電源32、及び、非点補正コイル用調整器制御電源33を有する。これらの電源は、コンピュータ34によって制御される。
The scanning electron microscope apparatus of this example further includes a high voltage
陰極8と第一陽極9の間には、高圧制御電源23により電圧が印加される。それによって、陰極8から、所定のエミッション電流の一次電子線11が引き出される。陰極8と第二陽極10の間には、高圧制御電源23により加速電圧が印加される。それによって、一次電子線11が加速されて後段のレンズ系に進行する。一次電子線11は、収束レンズ12によって収束され、絞り板15によって、不要な電子が除去され、収束レンズ13によって収束され、対物レンズ14によって、試料ステージ22上に保持された試料17上に微小スポットとして収束される。
A voltage is applied between the cathode 8 and the first anode 9 by the high voltage
対物レンズ14は、インレンズ方式、アウトレンズ方式、及びシュノーケル方式(セミインレンズ方式)など、種々の形態をとることができる。また、本例の走査電子顕微鏡は、試料に電圧を印加して一次電子線を減速させるリターディング方式であってもよい。さらに、収束レンズは、複数の電極で構成される静電型レンズで構成してもよい。
The
一次電子線11は走査コイル16によって、試料17上を二次元的に走査される。一次電子線を照射すると、試料17から二次電子等が発生する。試料17から発生する二次信号19は、対物レンズ14の上部に進行した後、二次信号分離用直交電磁界(EXB)発生器18によって、一次電子より分離されて二次信号検出器20に検出される。二次信号検出器20で検出された信号は、信号増幅器21によって増幅された後、画像メモリ28に転送される。画像メモリ28に転送された画像は、画像表示装置29に試料像として表示される。
The
走査コイル16の近傍もしくは同じ位置に1段の偏向コイル37(対物レンズ用調整器)が配置されており、対物レンズ14の軸ずれを補正する調整器として動作する。また、対物レンズ14と絞り板15との間には、X及びY方向の非点を補正するための多極からなる非点補正コイル38が配置される。非点補正コイル用制御電源32によって制御される非点補正コイル38の近傍、もしくは同じ位置には非点補正コイルの軸ずれを補正する調整器39(非点補正コイル調整器)が配置される。対物レンズ用調整器37は対物レンズ用調整器制御電源31によって制御され、非点補正コイル調整器39は非点補正コイル用調整器制御電源33によって制御される。コンピュータ34には、画像処理装置30、記憶装置36、入力装置35も接続されている。
A one-stage deflection coil 37 (objective lens adjuster) is arranged in the vicinity of or at the same position as the
画像メモリ28、画像表示装置29、画像処理装置30、コンピュータ34、入力装置35、及び、記憶装置36によって、以下に説明するレシピの診断及び最適化処理を実行する。レシピの診断及び最適化処理は、コンピュータ34によって実行可能なプログラムとして構成される。レシピ及び各種のパターン、テンプレート画像、SEM画像、接像条件、光学条件等は、記憶装置36に記憶されている。
The
図2は、半導体パターンの検査に用いる配線パターンの画像300の例を示す。配線パターンの検査では、評価対象である測定点(MP)301のほかに、アドレッシングポイント(以降、APと呼ぶ)又はアドレッシング用パターン302、オートフォーカスポイント(以降、AFと呼ぶ)又はオートフォーカス用パターン303、オートスティグマポイント(以降、ASTと呼ぶ)又はオートスティグマ用パターン304が用いられる。
FIG. 2 shows an example of an
配線パターンにおける評価対象である測定点301は予め設定されている。低倍率の画像上で、測定点301を探すのは困難である。そこで、測定点301の近傍に、容易に見つけることができる特徴的パターン又は形状等を設定する。これが、アドレッシング用パターン302である。アドレッシング用パターン302と測定点301の間の偏差(座標)は既知である。アドレッシングとは、アドレッシング用パターン302を探し、そこから測定点301に到達する処理である。先ず、比較的低倍率の広い画像上で、アドレッシング用パターン302を目視によって探し出す。次に、比較的高倍率の画像上にて、所定の偏差だけ、視野を移動させる。それによって、測定点301が視野の中心となる画像が得られる。
Measurement points 301 to be evaluated in the wiring pattern are set in advance. It is difficult to find the
オートフォーカス用パターン303は、オートフォーカス調整を行うために用いるパターンである。また、オートスティグマ用パターン304は、オートスティグマ調整を行うために用いるパターンである。通常、オートフォーカス及びオートスティグマ調整は、測定点301以外の点にて行う。これは、測定点に電子ビームを繰返し照射すると、試料表面が損傷する。それを回避するために、オートフォーカス用パターン303とオートスティグマ用パターン304は測定点301とは異なる点に設定する。オートフォーカス用パターン303及びオートスティグマ用パターン304から測定点301までの偏差(座標)は予め登録されている。
The
測定点(MP)301、アドレッシング用パターン302、オートフォーカス用パターン303、及び、オートスティグマ用パターン304は、撮像ポイントと称される。これらの撮像ポイントの座標、パターンのサイズ及び形状、撮像シーケンス、撮像条件、及び、アドレッシング用パターン302のテンプレート画像は、撮像レシピとして管理される。
The measurement point (MP) 301, the addressing
アドレッシング用パターンと測定点の間の偏差は、テンプレートとして予め登録された座標既知のアドレッシング用パターンのSEM画像と、実際の撮像シーケンスにおいて撮像されたSEM画像(実撮像テンプレート)とを比較し、両者の偏差を求めることにより得られる。 The deviation between the addressing pattern and the measurement point is determined by comparing the SEM image of the addressing pattern with known coordinates registered in advance as a template with the SEM image (actual imaging template) captured in the actual imaging sequence. It is obtained by calculating | requiring the deviation of.
図3A及び図3Bを参照して走査電子顕微鏡装置によって、測長を行う処理を説明する。測長を行う処理の手順、設定条件等は、予めレシピとして設定されている。従って、レシピを実行することにより、パターンの測長が行われる。図3Bを参照して、通常のレシピの実行処理を説明する。ステップS101にてアライメントを実行する。ステップS102にて、測長点の座標へ視野を移動する。それによって、測定点を含む視野が得られる。ステップS103にて、アドレッシングを行う。先ず、アドレッシングパターンを探す。次に、アドレッシングパターンから所定のオフセット量だけ視野を移動させる。それによって、測定点(MP)が中心に配置された視野が得られる。尚、アドレッシングパターンから測定点(MP)までのオフセット量は予め登録されている。ステップS105にて、測定点(MP)からオートフォーカス用パターンに移動し、オートフォーカスを行う。また、測定点(MP)からオートスティグマ用パターンに移動し、オートスティグマを行う。測定点(MP)からオートフォーカス用パターン及びオートスティグマ用パターンまでの偏差は予め登録されている。 With reference to FIG. 3A and FIG. 3B, the process which performs length measurement with a scanning electron microscope apparatus is demonstrated. The procedure of measurement processing, setting conditions, etc. are set in advance as a recipe. Therefore, the length of the pattern is measured by executing the recipe. With reference to FIG. 3B, a normal recipe execution process will be described. In step S101, alignment is executed. In step S102, the visual field is moved to the coordinates of the measurement point. Thereby, the visual field including the measurement point is obtained. In step S103, addressing is performed. First, an addressing pattern is searched. Next, the field of view is moved from the addressing pattern by a predetermined offset amount. Thereby, a field of view in which the measurement point (MP) is arranged at the center is obtained. The offset amount from the addressing pattern to the measurement point (MP) is registered in advance. In step S105, the measurement point (MP) is moved to the autofocus pattern to perform autofocus. Moreover, it moves from the measurement point (MP) to the auto stigma pattern and performs auto stigma. Deviations from the measurement point (MP) to the autofocus pattern and the autostigma pattern are registered in advance.
図3Aを参照して、本発明によるレシピの実行処理を説明する。本発明によると、レシピを実行するとき、ステップS104の最適化用情報取得を行う。ここでは、広視野で撮影した大領域画像を取得する。広視野とは、ビーム走査の可動限界範囲を基準とする寸法である。日立測長SEMでは1辺が30μmの正方形である。 With reference to FIG. 3A, the execution process of the recipe by this invention is demonstrated. According to the present invention, when executing the recipe, the optimization information is acquired in step S104. Here, a large area image taken with a wide field of view is acquired. The wide field of view is a dimension based on the movable limit range of beam scanning. In Hitachi measuring SEM, one side is a 30μm square.
尚、オートフォーカスには低倍オートフォーカスと高倍オートフォーカスがある。両者を実行した場合には、それぞれについて、大領域画像を取得する。これらの画像はいずれも解像度が良く、コントラストが高く、パターンの存在確認が容易に可能なものとする。 Autofocus includes low-magnification autofocus and high-magnification autofocus. When both are executed, a large area image is acquired for each. All of these images have good resolution, high contrast, and the presence of a pattern can be easily confirmed.
通常、広視野の画像を得るには、低倍率にて撮像する。しかしながら、低倍率にすると、画素あたりの表示領域が大きくなり、解像度が低下する。この場合には、画像取得時の画素数を増やしたり、高倍率の画像を接合して広視野の画像を生成してよい。それによって、解像度低下は回避できる。 Usually, in order to obtain a wide-field image, the image is taken at a low magnification. However, when the magnification is low, the display area per pixel becomes large and the resolution is lowered. In this case, the number of pixels at the time of image acquisition may be increased, or a high-field image may be generated by joining high-magnification images. Thereby, a decrease in resolution can be avoided.
ステップS105にて、オートフォーカス用パターンに移動し、オートフォーカスを行う。また、オートスティグマ用パターンに移動し、オートスティグマを行う。オートフォーカス調整及びオートスティグマ調整を行ったのちに、測定点を含む画像を取得する。 In step S105, it moves to an autofocus pattern and performs autofocus. Moreover, it moves to the pattern for auto stigma and performs auto stigma. After performing auto focus adjustment and auto stigma adjustment, an image including a measurement point is acquired.
こうして、本例では、オートフォーカス調整の実行直後の画像、オートスティグマの実行直後の画像、及び、測定点(MP)付近を広視野で撮影した大領域画像の3種類の画像が得られる。 In this way, in this example, three types of images are obtained: an image immediately after execution of autofocus adjustment, an image immediately after execution of autostigma, and a large area image obtained by photographing the vicinity of the measurement point (MP) with a wide field of view.
図4を参照して、レシピの最適化処理を説明する。最適化の対象は、アドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンの形状と位置、アドレッシング、オートフォーカス及びオートスティグマの実行条件である。図3BのステップS104にて取得した3つの画像と、そのときの、測定結果、及び、装置の動作情報(所要時間や画像認識時のマッチングスコア等)を用いて、レシピの最適化処理を行なう。 The recipe optimization process will be described with reference to FIG. The target of optimization is the shape and position of the addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern, and the execution conditions of addressing, autofocus, and autostigma. Using the three images acquired in step S104 of FIG. 3B, the measurement results at that time, and the operation information of the apparatus (required time, matching score at the time of image recognition, etc.), a recipe optimization process is performed. .
ステップS401にて、レシピ診断を行う。即ち、各パターンの座標、形状、S/N、倍率が適当か否かを判定する。先ず、既に設定されているレシピの条件を、推奨条件と比較する。この比較は、設定項目毎に行う。本例によると、設定項目毎に、設定の適正度を定量的に表すための評価値(スコア)を与える。スコアを閾値と比較して、最適化の要不要を判定する。次に、図3BのステップS104及びステップS105の直後に撮影した画像によりパターンの形状を確認する。更に、大領域画像から複数のブロックを切出し、各ブロックについて輝度のヒストグラム(図5)及びプロファイル(図8)を求め、それによって、推奨条件と合致するか否かを判定する。 In step S401, recipe diagnosis is performed. That is, it is determined whether the coordinates, shape, S / N, and magnification of each pattern are appropriate. First, the recipe conditions already set are compared with the recommended conditions. This comparison is performed for each setting item. According to this example, an evaluation value (score) for quantitatively expressing the appropriateness of setting is given for each setting item. The score is compared with a threshold value to determine whether optimization is necessary. Next, the shape of the pattern is confirmed by an image taken immediately after step S104 and step S105 in FIG. 3B. Further, a plurality of blocks are cut out from the large area image, and a luminance histogram (FIG. 5) and profile (FIG. 8) are obtained for each block, thereby determining whether or not the recommended conditions are met.
レシピ診断の例は、図6及び図7に示す。レシピ診断の結果、レシピに問題がある場合には、ステップS402を経由して、ステップS404に進み、レシピに問題がない場合には、ステップS403を経由して、ステップS405に進む。ステップS405では、このレシピの最適化処理を終了する。ステップS404にて最適化を開始する。具体的には、以下のステップS406から408を実行する。 Examples of recipe diagnosis are shown in FIGS. As a result of the recipe diagnosis, if there is a problem with the recipe, the process proceeds to step S404 via step S402. If there is no problem with the recipe, the process proceeds to step S405 via step S403. In step S405, the recipe optimization process is terminated. In step S404, optimization is started. Specifically, the following steps S406 to S408 are executed.
ステップS406では、最適なアドレッシング用パターンを選択し、そのテンプレート画像を作成する。図3AのステップS104にて、広視野で撮影した大領域画像を取得した。この大領域画像を切り出して、最適なアドレッシング用パターンを選択し、そのテンプレート画像を作成する。ステップS407では、光学条件を設定する。光学条件には、倍率、フレーム積算数等がある。アドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、オートスティグマ用パターンの光学条件を設定する。ステップS408にて、パターンの座標を変更する。即ち、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、オートスティグマ用パターンを選択し、その位置を登録する。連続パターンの場合、パターンの位置を変更しても、パターンの形状は変化しない。しかしながら、非連続パターンの場合には、パターンの位置を変更すると、パターンの形状も変化する。これらのステップS406から408については、後に図6及び図7を参照して詳細に説明する。こうして最適化が終了するとステップS409にて、新しいレシピが完成する。 In step S406, an optimal addressing pattern is selected and a template image is created. In step S104 of FIG. 3A, a large area image photographed with a wide field of view was acquired. This large area image is cut out, an optimum addressing pattern is selected, and a template image is created. In step S407, optical conditions are set. Optical conditions include magnification, frame integration number, and the like. Set the optical conditions for the addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern. In step S408, the coordinates of the pattern are changed. That is, the optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern are selected and their positions are registered. In the case of a continuous pattern, even if the position of the pattern is changed, the shape of the pattern does not change. However, in the case of a discontinuous pattern, changing the pattern position changes the pattern shape. These steps S406 to S408 will be described in detail later with reference to FIGS. When the optimization is thus completed, a new recipe is completed in step S409.
レシピ最適化処理は、予め取得した情報を使用するため、必ずしも装置本体上で作業する必要はなく、装置に接続された外部装置にて実行することも可能である。 Since the recipe optimization process uses information acquired in advance, it is not always necessary to work on the apparatus main body, and can be executed by an external apparatus connected to the apparatus.
ステップS406及びステップS408では、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、オートスティグマ用パターンを選択した。以下に、図5と図6を参照して、最適なパターンを選択する処理を説明する。 In steps S406 and S408, the optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern are selected. Hereinafter, the process of selecting an optimum pattern will be described with reference to FIGS.
図5を参照して説明する。ここでは、輝度のヒストグラムを用いて、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンの候補を選択する。図3AのステップS104にて取得した大領域画像を、数ブロックに分割する。例えば、測定点(MP)を中心とする1辺が15μmの領域を、複数のブロックに分割する。各ブロックの寸法は、例えば、アドレッシングに適した倍率が20k倍であるとして、その視野範囲(6.75μm)に相当する。ブロックは互いに重なり合うように配置する。こうして多数のブロックを生成することにより、情報量を増やすことができる。各ブロックについて輝度のヒストグラムを作成する。 This will be described with reference to FIG. Here, the optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern candidate are selected using the luminance histogram. The large area image acquired in step S104 of FIG. 3A is divided into several blocks. For example, a region having one side of 15 μm centered on the measurement point (MP) is divided into a plurality of blocks. The dimension of each block corresponds to the visual field range (6.75 μm) assuming that the magnification suitable for addressing is 20 k times, for example. The blocks are arranged so as to overlap each other. By generating a large number of blocks in this way, the amount of information can be increased. A luminance histogram is created for each block.
図5の曲線48から51は、ブロック毎に作成した輝度のヒストグラムの例を示す。SEM画像において、配線パターンの有無や形状と画像の輝度には相関がある。画像の輝度変化は、パターンの存在の有無を表す。輝度変化の大きい画像では画面内にパターンが多く存在しているといえる。従って、パターンは輝度のヒストグラムのピーク幅として表される。パターンが存在しない場合、輝度に変化が無く画面内が均一な輝度になる。この場合には、ピークの幅は狭くなる。
また、画面全体の輝度は、ヒストグラム上ではピークの位置として現れる。すなわち画面全体が暗い画像ではピーク位置が中心より左の低輝度側にシフトし、反対に画面全体が明るい画像ではピーク位置は中心より右の高輝度側にシフトする。画面全体の輝度が中程度の輝度で、かつパターン情報の多い部分が理想的である。 Further, the luminance of the entire screen appears as a peak position on the histogram. That is, the peak position shifts to the low luminance side to the left of the center in an image with a dark entire screen, and the peak position shifts to the high luminance side to the right of the center in an image with a bright entire screen. Ideally, the entire screen has a moderate brightness and a large amount of pattern information.
図5の曲線48は、輝度の範囲が広い、即ち、輝度が均一でない。従って、このような画像は、パターンとして適切である。曲線49のようにピークが右に偏っていたり、曲線50のようにピークが左に偏っていたり、あるいは曲線51のようにピーク輝度の平均の位置はほぼ中心であるが、ピーク幅が狭く視野全体が均一な輝度しかもたないものは、不適切である。
The
こうして、輝度のヒストグラムの形状から、アドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、オートスティグマ用パターンの候補を検出する。 In this way, addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern candidates are detected from the shape of the luminance histogram.
次に、これらのパターンから、以下に説明するように、アドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、オートスティグマ用パターンを選択する。この最適なパターン検出には、画面内での輝度分布を表すプロファイルを用いる。これについては、図8を参照して説明する。 Next, an addressing pattern, an autofocus pattern, and an autostigma pattern are selected from these patterns as described below. For this optimal pattern detection, a profile representing the luminance distribution in the screen is used. This will be described with reference to FIG.
図8を参照して、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンを選択する方法を説明する。画面内での輝度分布を表すプロファイルを作成する。プロファイルの横軸は画面内位置(画素配列)、縦軸は輝度である。X方向の積算プロファイルとY方向の積算プロファイルを作成する。 With reference to FIG. 8, a method for selecting an optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern will be described. Create a profile that represents the luminance distribution in the screen. The horizontal axis of the profile is the position in the screen (pixel arrangement), and the vertical axis is the luminance. Create an X-direction integration profile and a Y-direction integration profile.
先ず、アドレッシング用パターンを選択する方法を説明する。アドレッシングでは、テンプレート画像と実際の画像のマッチングを行なう。そのため、アドレッシング用パターンとしては、プロファイル形状に特異性があることが条件である。特異性とは、ピーク形状、位置、数が他の部分と比較して異なることである。図示のように、アドレッシング用パターンとして必要な条件は、少なくとも1方向に輝度のピークがあり、しかも、同一形状のピークの繰返しでないことである。
オートフォーカス用パターン及びオートスティグマ用パターンは、周囲に同一の形状のパターンが繰り返し存在していることが望ましい。従って、輝度分布のプロファイルも、周囲のブロックで得られるものと類似していることが好ましい。
First, a method for selecting an addressing pattern will be described. In addressing, a template image and an actual image are matched. Therefore, the addressing pattern is required to have a unique profile shape. Specificity means that the peak shape, position and number are different compared to other parts. As shown in the figure, the necessary condition for the addressing pattern is that there is a peak of luminance in at least one direction, and that peaks of the same shape are not repeated.
It is desirable that the autofocus pattern and the autostigma pattern have patterns of the same shape repeatedly around them. Therefore, the luminance distribution profile is preferably similar to that obtained with the surrounding blocks.
図示のように、オートフォーカス用パターンとして必要な条件は、少なくとも1方向にピークがあることである。同一形状のピークが繰返すものでもよい。 As shown in the figure, a necessary condition for the autofocus pattern is that there is a peak in at least one direction. The same shape of peaks may be repeated.
オートスティグマ用パターンは、全方向にエッジを持つパターンが望ましい。即ち、X方向とY方向のプロファイルそれぞれにピークを持つパターンを選択する。図示のように、オートスティグマ用パターンとして必要な条件は、X方向とY方向の2方向について、輝度のピークがあり、しかも、同一形状のピークの繰返しでないことである。 The autostigma pattern is preferably a pattern having edges in all directions. That is, a pattern having a peak in each of the profiles in the X direction and the Y direction is selected. As shown in the figure, the necessary condition for the autostigma pattern is that there are luminance peaks in two directions, the X direction and the Y direction, and that the peaks of the same shape are not repeated.
こうして本例では、輝度のヒストグラムからパターンの候補を選択し、輝度のプロファイルから、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンを選択する。また、その撮像条件を新しいレシピとして自動登録することにより、従来のレシピ最適化の煩雑さおよびオペレータのスキルへの依存性を低減することができる。 Thus, in this example, a pattern candidate is selected from the luminance histogram, and an optimum addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern are selected from the luminance profile. Also, by automatically registering the imaging conditions as a new recipe, the complexity of conventional recipe optimization and the dependency on operator skill can be reduced.
図6を参照して、アドレッシング用パターンについて、レシピの診断及び最適化を説明する。これは、図4のステップS401とステップS406に対応する。先ずステップS601〜ステップS604にて、アドレッシング用パターンについて、座標、パターンの形状、S/N、倍率が適当であるか否かを判定する。これらの少なくとも1つが不適当である場合には、ステップS606に進む。ステップS606にて、アドレッシング用パターンの最適化処理を行う。ここでは、マッチング用のテンプレート画像を登録する。 With reference to FIG. 6, the diagnosis and optimization of a recipe are demonstrated about the pattern for addressing. This corresponds to step S401 and step S406 in FIG. First, in step S601 to step S604, it is determined whether or not the coordinates, pattern shape, S / N, and magnification are appropriate for the addressing pattern. If at least one of these is inappropriate, the process proceeds to step S606. In step S606, an addressing pattern optimization process is performed. Here, a template image for matching is registered.
先ず、2つの処理(ヒストグラム処理、プロファイル処理)によって1つのパターンを選択する。これをアドレッシング用パターンとする。2つの処理については図5及び図8を参照して説明した。次に、図3BのステップS104にて取得した大領域画像上で、このアドレッシング用パターンから測定点(MP)までの距離を測定し、それを、測定点(MP)からアドレッシング用パターンまでの相対座標として設定する。 First, one pattern is selected by two processes (histogram process and profile process). This is an addressing pattern. The two processes have been described with reference to FIGS. Next, the distance from the addressing pattern to the measurement point (MP) is measured on the large area image acquired in step S104 of FIG. 3B, and the relative distance from the measurement point (MP) to the addressing pattern is measured. Set as coordinates.
次に、大領域画像からこのアドレッシング用パターンの部分を切り出す。こうして切り出された画像を、マッチング用のテンプレート画像として登録する。画像を切り出すとき、テンプレート画像として使用し易くするために、エッジ強調などの画像処理を追加してもよい。次に、大領域画像の取得時の条件から、適切な画像取得条件を設定する。 Next, this addressing pattern portion is cut out from the large area image. The image cut out in this way is registered as a template image for matching. When the image is cut out, image processing such as edge enhancement may be added to facilitate use as a template image. Next, an appropriate image acquisition condition is set from the conditions at the time of acquiring a large area image.
画像取得条件とは、倍率、積算フレーム数である。これを適切な値に設定することでS/N比が高く、マッチングに適しテンプレート画像を取得することができる。 Image acquisition conditions are a magnification and the number of integrated frames. By setting this to an appropriate value, the S / N ratio is high, and a template image suitable for matching can be acquired.
例えば、50k倍(視野範囲2.7μm)、8フレームの画像を接合して、1辺が30μmの大領域画像を作成する。次に、そこから20k倍(視野範囲6.75μm)の画像ブロックを切り出して、テンプレート画像とする。この場合、ビームの照射範囲が50/20に広くなるため単位面積あたりのビーム照射量が減る。そのため、得られる信号量も減り、実際の画像のS/N比は劣化する。 For example, a large area image with a side of 30 μm is created by joining images of 50 frames (view range 2.7 μm) and 8 frames. Next, an image block of 20k times (viewing field range 6.75 μm) is cut out from it and used as a template image. In this case, since the irradiation range of the beam is widened to 50/20, the beam irradiation amount per unit area is reduced. For this reason, the amount of signal obtained is also reduced, and the S / N ratio of the actual image is deteriorated.
そこで、画像積算枚数を50/20倍の20にすれば、単位面積あたりのビーム照射量が等しくなる。そのため、大領域画像と同等のS/N比を確保することができる。 Therefore, if the cumulative number of images is set to 20, which is 50/20 times, the beam irradiation amount per unit area becomes equal. Therefore, it is possible to ensure an S / N ratio equivalent to that of the large area image.
以上により得られたアドレッシング用パターンの相対座標、マッチング用のテンプレート画像、及び、撮像条件を新しい条件としてレシピに設定する。 The relative coordinates of the addressing pattern obtained as described above, the template image for matching, and the imaging conditions are set in the recipe as new conditions.
図7を参照して、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンについて、レシピの診断及び最適化を説明する。ステップS701及びステップS702にて、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンについて、座標及びパターンの形状の少なくとも一方が不適当であるか否かを判定する。不適当である場合には、ステップS707に進む。 With reference to FIG. 7, recipe diagnosis and optimization will be described for the autofocus pattern and the autostigma pattern. In step S701 and step S702, it is determined whether or not at least one of the coordinates and the shape of the pattern is inappropriate for the autofocus pattern and the autostigma pattern. If not appropriate, the process proceeds to step S707.
ステップS707を説明する。先ず、ヒストグラム処理(図5)によって、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンを、それぞれ複数個選択する。このとき、分割するブロックの大きさはオートフォーカス及びオートスティグマの実行倍率時の視野範囲FOVの大きさとする。 Step S707 will be described. First, a plurality of autofocus patterns and autostigma patterns are selected by histogram processing (FIG. 5). At this time, the size of the block to be divided is set to the size of the visual field range FOV at the execution magnification of autofocus and autostigma.
オートフォーカス用パターンは、視野がずれた場合でも対応できるように、周囲に同じパターンが繰り返し存在する部分であることが求められる。オートフォーカスは、アドレッシングの前と後に行う。アドレッシング前のオートフォーカスでは、機械的にオートフォーカスポイントに移動してから実行される。従って、オートフォーカス用パターン303の位置からずれた点にて、オートフォーカスを行う可能性がある。即ち、アドレッシング前のオートフォーカスとアドレッシング後のオートフォーカスでは、座標がずれても、対応できる必要がある。従って、複数のパターンから、周囲に同様のパターンの存在する部分を選択する。この選択にはプロファイル(図8)を用いる。
The autofocus pattern is required to be a portion where the same pattern is repeatedly present in the surroundings so that it can cope with a case where the field of view is shifted. Autofocus is performed before and after addressing. Autofocus before addressing is performed after mechanically moving to the autofocus point. Therefore, there is a possibility that autofocus is performed at a point deviated from the position of the
オートスティグマでは、8方向からビーム形状を補正する。そのため、オートスティグマ用パターンは、X方向、及び、Y方向のそれぞれにエッジを持つパターンであることが求められる。従って、複数のパターンのうち、X方向及びY方向にいずれもエッジを持つパターンの存在する部分を選択する。この選択には、プロファイル(図8)を用いる。選択した複数のパターンに対して、X方向、及び、Y方向それぞれのプロファイルを作成し、どちらにもピークが存在するパターンを選択する。 The auto stigma corrects the beam shape from eight directions. Therefore, the autostigma pattern is required to be a pattern having edges in each of the X direction and the Y direction. Therefore, a portion where a pattern having edges in both the X direction and the Y direction exists is selected from the plurality of patterns. A profile (FIG. 8) is used for this selection. For each of the selected patterns, profiles in the X direction and the Y direction are created, and a pattern having peaks in both is selected.
こうして、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンを選択したら、次に、測定点(MP)からの相対座標として測定する。図3BのステップS104にて取得した大領域画像上で、このオートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンから測定点(MP)までの距離を測定し、それを、測定点(MP)からの相対座標として設定する。オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンに対しては、テンプレート画像を作成しない。従って、大領域画像からの切り出しは不要である。 After the autofocus pattern and the autostigma pattern are selected in this way, the measurement is performed as relative coordinates from the measurement point (MP). On the large area image acquired in step S104 of FIG. 3B, the distance from the autofocus pattern and the autostigma pattern to the measurement point (MP) is measured, and the distance from the measurement point (MP) is measured. Set as relative coordinates. Template images are not created for autofocus patterns and autostigma patterns. Therefore, it is not necessary to cut out from the large area image.
ステップS703及びステップS704において、オートフォーカス用パターン、及び、オートスティグマ用パターンについて、S/N及び倍率の少なくとも一方が不適当であるか否かを判定する。不適当な場合には、ステップS706に進む。 In steps S703 and S704, it is determined whether or not at least one of S / N and magnification is inappropriate for the autofocus pattern and the autostigma pattern. If not appropriate, the process proceeds to step S706.
ステップS706にて、設定が推奨条件を満たすよう設定変更を行なう。同時にレシピ実行時に取得されたオートフォーカス実行直後の画像(以下、オートフォーカス用パターン画像とする)の解析を行なう。オートスティグマ調節実行直後の画像(以下、オートスティグマ用パターン画像とする)の解析を行なう。 In step S706, the setting is changed so that the setting satisfies the recommended condition. At the same time, an image immediately after execution of autofocus (hereinafter, referred to as an autofocus pattern image) acquired at the time of executing the recipe is analyzed. An image immediately after execution of autostigma adjustment (hereinafter referred to as autostigma pattern image) is analyzed.
設定を変更した結果、S/N及び倍率が適当となった場合には、ステップS708に進み、最適化処理を終了する。設定を変更しても、未だ、S/N及び倍率が不適当となった場合には、ステップS707に進み、パターンを変更する。例えば、条件を満たしているにもかかわらずS/N不足が見られる場合、あるいは倍率を調節しても改善できないパターンである場合(その倍率では特徴的であるが、倍率を変更して例えば拡大してしまうと、ただの直線になってしまうようなパターン)は、パターンNGとする。 As a result of changing the setting, if the S / N and the magnification become appropriate, the process proceeds to step S708, and the optimization process is terminated. If the S / N and the magnification are still inappropriate even after the setting is changed, the process proceeds to step S707 and the pattern is changed. For example, if the S / N shortage is observed even if the conditions are met, or if the pattern cannot be improved by adjusting the magnification (the magnification is characteristic, but the magnification can be changed, for example If it does, the pattern that just becomes a straight line) is set as a pattern NG.
以上のレシピ最適化処理は、すべて自動で行なうか、あるいは各段階においていくつかの選択肢を提示し、オペレータがその中から選択して設定することもできる。 The above-described recipe optimization process can be performed automatically, or some options can be presented at each stage, and the operator can select and set them.
また、その際に提示する選択肢はオペレータがレシピに求める重要条件(スループット、ダメージ、精度など)の優先度に応じて選べるよう、推奨スコアを基準に複数条件提示させてもよい。 In addition, a plurality of conditions may be presented based on the recommended score so that the options presented at that time can be selected according to the priority of important conditions (throughput, damage, accuracy, etc.) required by the operator for the recipe.
本発明によると、オペレータの手作業による負担を減少し、レシピの最適化がより簡単になる。また、条件の適切さが定量的になるため、オペレータの知識に依存せず、かつ手作業によるミスをなくすことで常に安定稼動するレシピ設定が可能となる。 According to the present invention, the burden on the operator's manual work is reduced and the optimization of the recipe becomes easier. In addition, since the appropriateness of the conditions becomes quantitative, it is possible to set a recipe that always operates stably without relying on the operator's knowledge and eliminating errors caused by manual work.
以上本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者によって容易に理解されよう。 The example of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be easily made by those skilled in the art within the scope of the invention described in the claims. Will be understood.
8…陰極、9…第一陽極、10…第二陽極、11…一次電子線、12…第一収束レンズ、13…第二収束レンズ、14…対物レンズ、15…絞り板、16…走査コイル、17…試料、18…二次信号分離用直交電磁界(EXB)発生器、19…二次信号、20…二次信号用検出器、21…信号増幅器、22…試料ステージ、23…高圧制御電源、24…第一収束レンズ制御電源、25…第二収束レンズ制御電源、26…対物レンズ制御電源、27…走査コイル制御電源、28…画像メモリ、29…画像表示装置、30…画像処理装置、31…対物レンズ用調整器制御電源、32…非点補正コイル用制御電源、33…非点補正コイル用調整器制御電源、34…コンピュータ、35…入力装置、36…記憶装置、37…対物レンズ用調整器、38…非点補正コイル、39…非点補正コイル用調整器
8 ... cathode, 9 ... first anode, 10 ... second anode, 11 ... primary electron beam, 12 ... first focusing lens, 13 ... second focusing lens, 14 ... objective lens, 15 ... aperture plate, 16 ... scanning coil , 17 ... Sample, 18 ... Secondary signal separation orthogonal electromagnetic field (EXB) generator, 19 ... Secondary signal, 20 ... Secondary signal detector, 21 ... Signal amplifier, 22 ... Sample stage, 23 ... High pressure
Claims (12)
前記記憶装置に登録された撮像条件に従って、半導体パターン上に設定された測定点を含む領域について走査電子顕微鏡による低倍率のSEM画像を取得するステップと、
前記記憶装置に登録されたアドレッシング用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定するアドレッシング用パターン判定ステップと、
前記アドレッシング用パターン判定ステップにて、所定の推奨条件を満たさないと判定されたとき、前記SEM画像上より、最適なアドレッシング用パターンを選択するアドレッシング用パターン選択ステップと、
前記アドレッシング用パターン選択ステップにて選択したアドレッシング用パターンを含む領域を、前記SEM画像から切り出して、アドレッシング用パターンのテンプレート画像を作成するテンプレート画像作成ステップと、
前記記憶装置に登録されたテンプレート画像を、前記テンプレート画像作成ステップにて作成されたテンプレート画像に置き換えるテンプレート画像更新ステップと、
を有し、
前記アドレッシング用パターン判定ステップでは、前記SEM画像にて、前記測定点を中心とする所定の領域を切り出し、該切り出した画像を更に切り出して複数のブロック画像を生成し、該ブロック画像の各々について、輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルを作成し、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルから、前記アドレッシング用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定し、
前記アドレッシング用パターン選択ステップでは、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルに基づいて、最適なアドレッシング用パターンを選択することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In a semiconductor pattern inspection method using a scanning electron microscope provided with a storage device, an image processing device, and a computer,
Acquiring a low-magnification SEM image by a scanning electron microscope for a region including a measurement point set on a semiconductor pattern according to an imaging condition registered in the storage device;
An addressing pattern determination step for determining whether an addressing pattern registered in the storage device satisfies a predetermined recommended condition;
In the addressing pattern determination step, when it is determined that a predetermined recommended condition is not satisfied, an addressing pattern selection step for selecting an optimal addressing pattern from the SEM image;
A template image creating step of cutting out an area including the addressing pattern selected in the addressing pattern selection step from the SEM image and creating a template image of the addressing pattern;
A template image update step for replacing the template image registered in the storage device with the template image created in the template image creation step;
Have
In the addressing pattern determination step, in the SEM image, a predetermined region centered on the measurement point is cut out, the cut out image is further cut out to generate a plurality of block images, and for each of the block images, Create a brightness histogram and a brightness profile, and determine whether the addressing pattern satisfies a predetermined recommended condition from the brightness histogram and the brightness profile,
In the addressing pattern selection step, an optimal addressing pattern is selected based on the luminance histogram and the luminance profile.
前記アドレッシング用パターン選択ステップにて選択したアドレッシング用パターンから前記測定点までの偏差を演算するアドレッシング用パターン偏差演算ステップと、
前記記憶装置に登録されたアドレッシング用パターンから測定点までの偏差を、前記アドレッシング用パターン偏差演算ステップにて演算されたアドレッシング用パターンの偏差に置き換えるアドレッシング用パターン偏差更新ステップと、
を有することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 1,
An addressing pattern deviation calculation step for calculating a deviation from the addressing pattern selected in the addressing pattern selection step to the measurement point;
An addressing pattern deviation update step for replacing the deviation from the addressing pattern registered in the storage device to the measurement point with the addressing pattern deviation calculated in the addressing pattern deviation calculating step;
A method for inspecting a semiconductor pattern, comprising:
前記アドレッシング用パターン選択ステップにて選択したアドレッシング用パターンを前記記憶装置に登録されたアドレッシング用パターンに置き換えるアドレッシング用パター更新ステップと、
を有することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 1,
An addressing pattern update step for replacing the addressing pattern selected in the addressing pattern selection step with an addressing pattern registered in the storage device;
A method for inspecting a semiconductor pattern, comprising:
前記アドレッシング用パターン判定ステップでは、前記アドレッシング用パターンの座標、位置、S/N、倍率の少なくとも1つが所定の推奨条件を満たさない場合には、前記アドレッシング用パターン選択ステップを実行することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 1,
In the addressing pattern determination step, the addressing pattern selection step is executed when at least one of coordinates, position, S / N, and magnification of the addressing pattern does not satisfy a predetermined recommended condition. Semiconductor pattern inspection method.
前記記憶装置に登録されたオートフォーカス用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定するオートフォーカス用パターン判定ステップと、
前記オートフォーカス用パターン判定ステップにて、所定の推奨条件を満たさないと判定されたとき、前記SEM画像上より、最適なオートフォーカス用パターンを選択するオートフォーカス用パターン選択ステップと、
前記オートフォーカス用パターン選択ステップにて選択したオートフォーカス用パターンから前記測定点までの偏差を演算するオートフォーカス用パターン偏差演算ステップと、
前記記憶装置に登録されたオートフォーカス用パターンから測定点までの偏差を、前記オートフォーカス用パターン偏差演算ステップにて演算されたオートフォーカス用パターンの偏差に置き換えるオートフォーカス用パターン偏差更新ステップと、
を有し、
前記オートフォーカス用パターン判定ステップは、前記SEM画像にて、前記測定点を中心とする所定の領域を切り出し、該切り出した画像を更に切り出して複数のブロック画像を生成し、該ブロック画像の各々について、輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルを作成し、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルから、前記オートフォーカス用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定し、
前記オートフォーカス用パターン選択ステップでは、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルに基づいて、最適なオートフォーカス用パターンを選択することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 1,
An autofocus pattern determination step for determining whether or not the autofocus pattern registered in the storage device satisfies a predetermined recommended condition;
An autofocus pattern selection step for selecting an optimal autofocus pattern from the SEM image when it is determined in the autofocus pattern determination step that a predetermined recommended condition is not satisfied;
An autofocus pattern deviation calculating step for calculating a deviation from the autofocus pattern selected in the autofocus pattern selecting step to the measurement point;
An autofocus pattern deviation update step for replacing the deviation from the autofocus pattern registered in the storage device to the measurement point with the autofocus pattern deviation calculated in the autofocus pattern deviation calculation step;
Have
In the autofocus pattern determination step, a predetermined region centered on the measurement point is cut out from the SEM image, and the cut out image is further cut out to generate a plurality of block images. , Creating a luminance histogram and a luminance profile, and determining from the luminance histogram and the luminance profile whether or not the autofocus pattern satisfies a predetermined recommended condition,
In the autofocus pattern selection step, an optimum autofocus pattern is selected based on the brightness histogram and the brightness profile, and a semiconductor pattern inspection method.
前記オートフォーカス用パターン判定ステップにて、前記オートフォーカス用パターンの座標と位置の少なくとも1つが所定の推奨条件を満たさない場合には、前記オートフォーカス用パターン選択ステップを実行することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 5,
The semiconductor is characterized in that the autofocus pattern selection step is executed when at least one of the coordinates and position of the autofocus pattern does not satisfy a predetermined recommended condition in the autofocus pattern determination step. Pattern inspection method.
前記オートフォーカス用パターン判定ステップにて、前記オートフォーカス用パターンのS/Nと倍率の少なくとも1つが所定の推奨条件を満たさない場合には、前記記憶装置に登録されたオートフォーカス用パターンの光学条件を変更し、それでも、所定の推奨条件を満たさない場合には、前記オートフォーカス用パターン選択ステップを実行することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 5,
If at least one of S / N and magnification of the autofocus pattern does not satisfy a predetermined recommended condition in the autofocus pattern determination step, the optical condition of the autofocus pattern registered in the storage device The method for inspecting a semiconductor pattern is characterized in that if the predetermined recommended condition is not satisfied, the autofocus pattern selection step is executed.
前記記憶装置に登録されたオートスティグマ用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定するオートスティグマ用パターン判定ステップと、
前記オートスティグマ用パターン判定ステップにて、所定の推奨条件を満たさないと判定されたとき、前記SEM画像上より、最適なオートスティグマ用パターンを選択するオートスティグマ用パターン選択ステップと、
前記オートスティグマ用パターン選択ステップにて選択したオートスティグマ用パターンから前記測定点までの偏差を演算するオートスティグマ用パターン偏差演算ステップと、
前記記憶装置に登録されたオートスティグマ用パターンから測定点までの偏差を、前記オートスティグマ用パターン偏差演算ステップにて演算されたオートスティグマ用パターンの偏差に置き換えるオートスティグマ用パターン偏差更新ステップと、
を有し、
前記オートスティグマ用パターン判定ステップは、前記SEM画像にて、前記測定点を中心とする所定の領域を切り出し、該切り出した画像を更に切り出して複数のブロック画像を生成し、該ブロック画像の各々について、輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルを作成し、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルから、前記オートスティグマ用パターンが所定の推奨条件を満たすか否かを判定し、
前記オートスティグマ用パターン選択ステップでは、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルに基づいて、最適なオートスティグマ用パターンを選択することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 In the inspection method of the semiconductor pattern according to claim 1,
An autostigma pattern determination step for determining whether or not an autostigma pattern registered in the storage device satisfies a predetermined recommended condition;
An autostigma pattern selection step for selecting an optimal autostigma pattern from the SEM image when it is determined that the predetermined recommended condition is not satisfied in the autostigma pattern determination step;
An auto stigma pattern deviation calculating step for calculating a deviation from the auto stigma pattern selected in the auto stigma pattern selecting step to the measurement point;
Autostigma pattern deviation update step for replacing the deviation from the autostigma pattern registered in the storage device to the measurement point with the autostigma pattern deviation calculated in the autostigma pattern deviation calculation step;
Have
The autostigma pattern determination step cuts out a predetermined area centered on the measurement point in the SEM image, further cuts out the cut-out image to generate a plurality of block images, and each of the block images A brightness histogram and a brightness profile are created, and from the brightness histogram and the brightness profile, it is determined whether or not the autostigma pattern satisfies a predetermined recommended condition,
In the autostigma pattern selection step, an optimal autostigma pattern is selected based on the luminance histogram and the luminance profile.
前記オートスティグマ用パターン判定ステップにて、前記オートスティグマ用パターンの座標と位置の少なくとも1つが所定の推奨条件を満たさない場合には、前記オートスティグマ用パターン選択ステップを実行することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 The semiconductor pattern inspection method according to claim 8,
In the autostigma pattern determination step, when at least one of the coordinates and position of the autostigma pattern does not satisfy a predetermined recommended condition, the autostigma pattern selection step is executed. Pattern inspection method.
前記オートスティグマ用パターン判定ステップにて、前記オートスティグマ用パターンのS/Nと倍率の少なくとも1つが所定の推奨条件を満たさない場合には、前記記憶装置に登録されたオートスティグマ用パターンの光学条件を変更し、それでも、所定の推奨条件を満たさない場合には、前記オートスティグマ用パターン選択ステップを実行することを特徴とする半導体パターンの検査方法。 The semiconductor pattern inspection method according to claim 8,
If at least one of S / N and magnification of the autostigma pattern does not satisfy a predetermined recommended condition in the autostigma pattern determination step, the optical conditions of the autostigma pattern registered in the storage device The semiconductor pattern inspection method is characterized in that if the predetermined recommended condition is not satisfied, the autostigma pattern selection step is executed.
前記記憶装置に登録された撮像条件に従って、半導体パターン上に設定された測定点を含む領域について低倍率のSEM画像を取得し、前記SEM画像にて、前記測定点を中心とする所定の領域を切り出し、該切り出した画像を更に切り出して複数のブロック画像を生成し、該ブロック画像の各々について、輝度のヒストグラムと輝度のプロファイルを作成し、前記輝度のヒストグラムと前記輝度のプロファイルに基づいて、前記記憶装置に登録されたアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、および、オートスティグマ用パターンを所定の推奨条件を満たすか否かを判定し、所定の推奨条件を満たさないと判定されたとき、前記SEM画像上より、最適なアドレッシング用パターン、オートフォーカス用パターン、又は、オートスティグマ用パターンを選択するように構成された半導体パターンの検査装置。 In a semiconductor pattern inspection apparatus having a scanning electron microscope equipped with a storage device, an image processing device, and a computer,
According to the imaging conditions registered in the storage device, a low-magnification SEM image is obtained for an area including a measurement point set on a semiconductor pattern, and a predetermined area centered on the measurement point is obtained in the SEM image. Cut out, further cut out the cut out image to generate a plurality of block images, create a luminance histogram and a luminance profile for each of the block images, and based on the luminance histogram and the luminance profile, It is determined whether or not the addressing pattern, autofocus pattern, and autostigma pattern registered in the storage device satisfy a predetermined recommended condition, and when it is determined that the predetermined recommended condition is not satisfied, the SEM From the image, the most suitable addressing pattern, autofocus pattern, or Inspection apparatus configured semiconductor patterns to select the over preparative stigma pattern.
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