JP2000058410A - Scanning charged particle beam applying apparatus and microscoping method and semiconductor manufacturing method using the device - Google Patents

Scanning charged particle beam applying apparatus and microscoping method and semiconductor manufacturing method using the device

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JP2000058410A
JP2000058410A JP10219254A JP21925498A JP2000058410A JP 2000058410 A JP2000058410 A JP 2000058410A JP 10219254 A JP10219254 A JP 10219254A JP 21925498 A JP21925498 A JP 21925498A JP 2000058410 A JP2000058410 A JP 2000058410A
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恒男 寺澤
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雅幸 平沼
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真 江角
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正 大高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning charged particle applying apparatus which realizes automation of manufacturing steps and a processing in a high precision by evaluating pattern images by measuring two dimensional sizes on a screen. SOLUTION: This charged particle beam applying apparatus is provided with an input and output means 313, which detects a reference pattern image 315 and a signal obtained by radiating charged particle beam to a real pattern processed by a processing device by a detecting system 308, displays a pattern which processed the detected signal by a signal processing system 309 as a monitoring pattern image 316 with the reference pattern image 315 together on the same screen, compares both the pattern images by a judging part, based on a judging parameter and outputs the result to the processing device via a network 314.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型荷電粒子線
応用装置および半導体装置製造方法に係り、半導体基板
上に微細な半導体装置を形成するにあたり、加工形状を
観察することに好適な特に高精度且つ高機能を有する走
査型荷電粒子線応用装置およびこれらを用いた加工精度
が高い半導体装置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning charged particle beam application apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for observing a processed shape in forming a fine semiconductor device on a semiconductor substrate. The present invention relates to a scanning type charged particle beam application device having high accuracy and high function, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same with high processing accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造方法において、パター
ンを形成する技術を一般に「リソグラフィ」と呼ばれて
いる。該リソグラフィにおいては、パターンの設計寸法
と加工後の寸法が同一であることが望ましい。すなわ
ち、パターンの所望の素子寸法と加工後の素子寸法が等
しいことが高精度な加工がなされたことを示している。
ところが、近年該パターンの微細化が進行するにつれ
て、要求される描画精度も高精度となり、その加工が困
難となってきた。
2. Description of the Related Art In a method of manufacturing a semiconductor device, a technique of forming a pattern is generally called "lithography". In the lithography, it is desirable that the design dimension of the pattern and the dimension after processing are the same. That is, the fact that the desired element size of the pattern is equal to the element size after processing indicates that high-precision processing has been performed.
However, in recent years, as the miniaturization of the pattern has progressed, the required drawing accuracy has become higher and the processing thereof has become more difficult.

【0003】その理由として、例えば加工寸法が200
nmレベルとなると、上記パターン形成の化学増幅系レ
ジストのベーク処理における酸物質の拡散による寸法変
動が無視できなくなってきたからである。また、入射エ
ネルギー線の散乱や、エネルギー線同士の干渉の効果に
よる実効的な照射領域の変動(一般に近接効果と呼ばれ
ている)により加工寸法が変化し、その変化量が無視で
きなくなってきたからである。
[0003] The reason is, for example, that the processing size is 200
This is because, at the nanometer level, dimensional fluctuation due to diffusion of an acid substance in the bake treatment of the chemically amplified resist for pattern formation cannot be ignored. In addition, the processing dimensions change due to the variation of the effective irradiation area (generally called the proximity effect) due to the scattering of incident energy rays and the effect of interference between energy rays, and the amount of the change cannot be ignored. It is.

【0004】そこで、加工パターンの高精度な観察およ
び評価が必須となる。なぜならば、加工後のパターン寸
法を正確に評価することにより、プロセス条件の正確な
評価が行われ、該パターン寸法を半導体装置の製造装置
へフィードバックすることにより該プロセス条件を最適
化することが可能となるからである。従来の評価装置と
しては、例えば特開平9−166428号公報に記載さ
れた測長用電子顕微鏡があげられる。この技術は、まず
収束した電子線を被観察試料に照射して走査する。そし
て、その際に被観察試料から発生する二次電子線を検出
系で捕獲し、走査線と検出信号の同期を取ることによ
り、表示系に被観察試料像を表示し、所望のパターン寸
法を測定することを目的とした装置である。その際に、
電子線照射に伴う帯電と「コンタミネーション」による
パターン寸法が変化することに対処するために、パター
ン寸法の時間的変化を記録する手段を備え、該記録手段
による記録から所定の演算方法、例えば時間外挿法で所
定の時刻におけるパターン寸法を算出する手段を備えた
測長用電子顕微鏡である。また、上記測長用電子顕微鏡
では、単にパターンの長さや幅を測定することに留まつ
ていた。一般に測長用電子顕微鏡は、一方向にスキャン
し、そのスキャン方向の測定については相当な精度をう
ることができるという特徴を有する装置である。このた
め、この特徴を生かした顕微方法や検査方法の技術があ
ったが、複数パータン間の一致度や、観察パターンと設
計値通りに加工した結果の加工パターンとの忠実度を用
いて正確な判断ができるという技術は存在していなかっ
た。
[0004] Therefore, high-precision observation and evaluation of a processed pattern is essential. This is because the process conditions can be accurately evaluated by accurately evaluating the processed pattern dimensions, and the process conditions can be optimized by feeding back the pattern dimensions to a semiconductor device manufacturing apparatus. This is because As a conventional evaluation device, for example, there is an electron microscope for length measurement described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-166428. In this technique, first, a converged electron beam is irradiated on a sample to be observed and scanned. Then, at that time, the secondary electron beam generated from the sample to be observed is captured by the detection system, and the scanning line and the detection signal are synchronized, thereby displaying the image of the sample to be observed on the display system and adjusting the desired pattern size. It is a device intended for measurement. At that time,
In order to cope with a change in pattern size due to charging due to electron beam irradiation and “contamination”, a means for recording a temporal change in pattern size is provided, and a predetermined calculation method, such as time This is a length-measuring electron microscope including means for calculating a pattern dimension at a predetermined time by an extrapolation method. In the above-mentioned electron microscope for length measurement, the length and width of the pattern are simply measured. In general, an electron microscope for length measurement is a device that has a characteristic that it scans in one direction and can obtain considerable accuracy in the measurement in the scanning direction. For this reason, there were techniques for microscopic methods and inspection methods that took advantage of this feature.However, accurate techniques were used by using the degree of coincidence between multiple patterns and the fidelity between the observed pattern and the processed pattern resulting from processing as designed. There was no technology that could make a decision.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の公知技術に
おける問題を図1、2を参照して説明する。図1は、従
来における測長用の走査型荷電粒子顕微鏡のパターン計
測説明図、図2は、図1のパターン計測における許容誤
差の説明図である。第一の問題は、走査型荷電粒子線応
用装置による加工された被観察試料の実パターンの寸法
測定に際し、荷電粒子線はS/N比を向上させるため、
該被観察試料を一方向に走査し且つ該走査方向に直交す
る方向に該一方向の走査荷電粒子線を移動させる二次元
の走査方法が行われているが、該走査方法では特定の一
次元方向の寸法、例えば、図1に示すように画面中のレ
ジストパターン101の特定方向の幅のみが測定可能で
あり、レジストパターン101の幅が所望の寸法領域内
に形成されているか否かを判断する機能は有していな
い。
The problem in the above-mentioned conventional technique will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of a pattern measurement of a conventional scanning charged particle microscope for length measurement, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an allowable error in the pattern measurement of FIG. The first problem is that, when measuring the dimensions of the actual pattern of the sample to be observed processed by the scanning charged particle beam application apparatus, the charged particle beam improves the S / N ratio.
A two-dimensional scanning method of scanning the sample to be observed in one direction and moving the scanning charged particle beam in the one direction in a direction orthogonal to the scanning direction is performed. Only the dimension in the direction, for example, the width of the resist pattern 101 in the specific direction on the screen as shown in FIG. 1 can be measured, and it is determined whether or not the width of the resist pattern 101 is formed in a desired dimension area. It does not have the function to perform.

【0006】この特定の一次元方向の寸法のみ測定でき
ないという事は、図2に示すように、レジストパターン
201の許容最大範囲線202および許容最小範囲線2
03を同一画面上に表示し、加工後の実パターンの良否
を簡便に評価できなかった。また、所望のパターンと、
加工形成後の実パターンとを同一画面上に表示しその差
を定量的に評価し、該評価結果を該加工装置を動作させ
るプロセス条件に反映させたり、該プロセス条件の基礎
データを収集することもできないという問題があった。
さらに、被観察試料のレジストパターン上に、一方向は
荷電粒子線のフォーカスをパラメータとし、他の方向
は、荷電粒子線のドーズをパラメータとして、マトリッ
クスを形成し、最適条件を決定する手法も人手を介する
以外には実現できないという加工技術の進歩の隘路にも
なっていたという問題があった。
The fact that it is not possible to measure only this specific one-dimensional dimension means that, as shown in FIG.
03 was displayed on the same screen, and the quality of the actual pattern after processing could not be easily evaluated. Also, with the desired pattern,
Displaying the actual pattern after processing on the same screen and quantitatively evaluating the difference, reflecting the evaluation result in the process conditions for operating the processing apparatus, or collecting basic data of the process conditions There was a problem that I could not do it.
Furthermore, a method of manually forming a matrix on the resist pattern of the sample to be observed using the focus of the charged particle beam in one direction as a parameter and the dose of the charged particle beam in the other direction as a parameter to determine an optimal condition is also manual. However, there has been a problem that it has become a bottleneck for the advancement of processing technology, which cannot be realized except through the use of a tool.

【0007】第二に、加工された実パターンを含む被加
工基板の評価結果は、基本的には走査型荷電粒子線応用
装置による単なる評価資料としてとどまつていた。ま
た、該評価を被加工基板の加工プロセス工程にフィード
バックすることは人手を介して行われていた。このた
め、該プロセス工程の変更は勿論、該プロセス工程その
ものも自動化されていないため、該工程のプロセス条件
の変更に時間を要し且つその高精度化も不充分で、生産
性も向上しないという問題があつた。
Second, the results of evaluation of a substrate to be processed including a processed actual pattern have basically been merely evaluation data obtained by a scanning charged particle beam application apparatus. In addition, feedback of the evaluation to a processing process step of a substrate to be processed has been performed manually. For this reason, not only the process steps are changed, but also the process steps themselves are not automated, so that it takes time to change the process conditions of the steps, the precision is not sufficiently improved, and the productivity is not improved. There was a problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段の一例を説明する。上記第一の問題は、走査型荷電粒
子線応用装置で観察された観察パターンと、該観察パタ
ーンに対応した判断条件像として参照パターン(本明細
書では設計データ等に基づいて計算された加工パターン
のシミュレーションによる加工形態もしくは設計データ
をいう)を同一画面上で表示する手段を備えた走査型荷
電粒子線応用装置を用い、もしくは判断条件像として定
義したパラメータに基づき、観察パターンに適用して検
査し、さらに、観察画像の中に条件を設定し判定検査し
もしくは他の加工装置からの情報をネットワークを介し
て自動的に入力し且つ信号処理系で得られた信号から求
められる情報をネットワークを介して自動的に出力とす
る入出力手段を備えるように構成した走査型荷電粒子線
応用装置を用い、さらに、入出力部ならびに判断手段
が、他の加工装置からの情報を、ネットワークを介して
自動的に入力し、且つ該被加工基板に関する情報を格納
したデータベースに接続されて前記信号処理系で得られ
た情報を診断するための判断条件の像を前記データベー
スから受け取り、該判断条件の像と該判断条件の像に相
当する前記信号処理系からの情報を比較、判断し、該判
断結果に基づく情報を前記他の加工装置に前記ネットワ
ークを介して自動的に出力する機能を具備するように構
成した走査型荷電粒子線応用装置等を用いて、検査すれ
ば解決することができる。
An example of means for solving the problem will be described. The first problem is that an observation pattern observed by a scanning charged particle beam application device and a reference pattern (a processing pattern calculated based on design data or the like in this specification) are used as judgment condition images corresponding to the observation pattern. Inspection by using a scanning charged particle beam application device equipped with a means for displaying the processing form or design data by simulation on the same screen on the same screen, or by applying it to an observation pattern based on parameters defined as judgment condition images Further, conditions are set in the observation image, judgment and inspection are performed, or information from another processing device is automatically input via the network, and information obtained from a signal obtained by the signal processing system is transmitted to the network. Using a scanning type charged particle beam application device configured to have input / output means to automatically output via The determination means automatically inputs information from another processing apparatus via a network, and is connected to a database storing information on the substrate to be processed, and diagnoses information obtained by the signal processing system. Image from the signal processing system corresponding to the image of the judgment condition and the image of the judgment condition, and judges the information based on the judgment result. The problem can be solved by performing an inspection using a scanning type charged particle beam application device or the like configured to have a function of automatically outputting to the processing device via the network.

【0009】また、レンズ系により、加工装置により設
計パターンにしたがい、加工された被加工基板上の実パ
ターンに集束荷電粒子線を照射し、検出系により該荷電
粒子線照射に伴って該被加工基板上の実パターンから発
生する二次電子および/もしくは反射電子を捕獲し、信
号処理系により該検出信号を二次元画像信号に変換処理
し、表示系により該二次元画像信号を観察パターン像と
して表示する走査型荷電粒子線応用装置を用いる顕微方
法であつて、該観察パターン像の同一表示画面上に判断
条件の像を表示させ、該加工装置と該被加工基板に関す
る情報が格納されたデータベース部と該入出力部とをネ
ットワークで接続し、該入出力部から該ネットワークを
介して該加工装置の情報および該データベース部から該
観察パターン像を評価するための判定条件の像を受信
し、該判定条件の像に基づき該観察パターン像を判断
し、該判断結果を該入出力部から該ネットワークを介し
て該加工装置へ送信することを特徴とする走査型荷電粒
子線応用装置を用いる顕微方法を用いて、観察・検査す
れば解決することができる。
The lens system irradiates a focused charged particle beam to a processed actual pattern on a substrate to be processed in accordance with a design pattern by a processing apparatus, and a detection system causes the processed pattern to be irradiated along with the charged particle beam irradiation. Secondary electrons and / or reflected electrons generated from the actual pattern on the substrate are captured, the detection signal is converted to a two-dimensional image signal by a signal processing system, and the two-dimensional image signal is used as an observation pattern image by a display system. A microscopic method using a scanning charged particle beam application apparatus for displaying, wherein an image of a judgment condition is displayed on the same display screen of the observation pattern image, and a database in which information on the processing apparatus and the substrate to be processed is stored. Unit and the input / output unit are connected by a network, and the information on the processing apparatus and the observation pattern image are read from the database unit via the network from the input / output unit Receiving an image of a determination condition for evaluation, determining the observation pattern image based on the image of the determination condition, and transmitting the determination result from the input / output unit to the processing apparatus via the network. The problem can be solved by observing and inspecting using a microscopic method using a scanning charged particle beam application device.

【0010】また、上記他の問題は、半導体装置製造方
法において、複数の加工装置と、該走査型荷電粒子線応
用装置とを搬送機構により連結し、該半導体基板を該第
一の加工装置から該走査型荷電粒子線応用装置で構成す
る検査装置へ、例えば搬入部を介して搬入し、該該走査
型荷電粒子線応用装置を用いた検査装置で検査し、該検
査終了後、該走査型荷電粒子線応用装置で構成する検査
装置から、例えば搬出部を介して搬出し、該第二の加工
装置へ自動搬送することにより解決することができる。
Another problem is that in a method of manufacturing a semiconductor device, a plurality of processing devices and the scanning charged particle beam application device are connected by a transport mechanism, and the semiconductor substrate is separated from the first processing device. For example, the scanning type charged particle beam application apparatus is loaded into an inspection apparatus via a carry-in unit, inspected by the inspection apparatus using the scanning type charged particle beam application apparatus, and after the inspection, the scanning type The problem can be solved by carrying out, for example, through an unloading section from an inspection apparatus constituted by a charged particle beam application apparatus and automatically transporting the same to the second processing apparatus.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図3ないし図13を参照し
て、本発明の実施形態について説明する。初めに、本発
明の実施形態の概略を説明する。第一に、荷電粒子線応
用装置による実画像と、判定条件の像もしくは二次元の
参照画像を判定条件の像として比較し、プロセスの評価
をする。第二に、加工パターン上の線もしくは像を、判
定条件像として判断パラメータとして定義し、該定義に
対応して荷電粒子線応用装置による実画像の線もしくは
像を比較し、プロセスの評価をする。第三に、荷電粒子
線応用装置による少なくとも二つ以上の観察パターン像
を相対的に比較し、プロセスの評価をする。このように
三つに大別されるものである。これらについて、順次説
明をするが、以下の実施形態では、荷電粒子線として電
子線の場合について説明する。したがって、本発明に係
る荷電粒子線応用装置を、本発明に係る走査型電子顕微
鏡として説明する。しかし、各実施形態では、イオン線
を含む他の荷電粒子線を用いた場合についても全く同様
に適用できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, an outline of an embodiment of the present invention will be described. First, a process is evaluated by comparing an actual image obtained by the charged particle beam application device with an image of a determination condition or a two-dimensional reference image as an image of a determination condition. Secondly, a line or an image on the processing pattern is defined as a judgment parameter as a judgment condition image, and a line or an image of a real image by a charged particle beam application device is compared in accordance with the definition to evaluate a process. . Third, at least two or more observation pattern images by the charged particle beam application device are relatively compared to evaluate the process. Thus, it is roughly divided into three. These will be described sequentially, but in the following embodiments, the case where the charged particle beam is an electron beam will be described. Therefore, the charged particle beam application device according to the present invention will be described as a scanning electron microscope according to the present invention. However, in each embodiment, the present invention can be applied to the case where another charged particle beam including an ion beam is used.

【0012】〔実施形態 1〕図3は、本発明の一実施
形態に係る走査型電子顕微鏡の構成および表示画面の説
明図である。図3分図(a)に示される本発明に係る走
査型電子顕微鏡は、電子源301から発生した電子線3
02をレンズ系303で集束し、電子線302を偏向系
304により偏向させ、観察対象である被加工基板30
5上を二次元的に走査する。該二次元的走査は、被加工
基板305上を左から右に水平走査し、この水平走査を
一定間隔で垂直に移動させる垂直走査を組み合わせる二
次元走査方式で行われている。前記電子線302は加速
電極(図示せず)により、例えば2kVに加速されてい
る。
[Embodiment 1] FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration and a display screen of a scanning electron microscope according to an embodiment of the present invention. The scanning electron microscope according to the present invention shown in FIG.
02 is focused by a lens system 303, and the electron beam 302 is deflected by a deflection system 304, so that the substrate 30 to be processed is
5 is scanned two-dimensionally. The two-dimensional scanning is performed by a two-dimensional scanning method in which horizontal scanning is performed on the substrate to be processed 305 from left to right, and vertical scanning in which the horizontal scanning is vertically moved at a constant interval. The electron beam 302 is accelerated to, for example, 2 kV by an acceleration electrode (not shown).

【0013】電子線の加速電圧は、減速電極(図示せ
ず)により減速されていても差し支えない。被加工基板
305は移動機構を有するステージ系306上に載置さ
れており、電子線302の偏向領域以上の領域の観察を
可能となっている。被加工基板305は、一般にシリコ
ン等の半導体基板に、例えばレジストパターンが形成さ
れたものである。但し、上記のようなシリコン等の半導
体基板にレジストパターンに限定されないことはいうま
でもなく、半導体基板上の金属パターン、絶縁物パター
ン等その種類に制限はない。
The acceleration voltage of the electron beam may be decelerated by a deceleration electrode (not shown). The substrate to be processed 305 is mounted on a stage system 306 having a moving mechanism, and enables observation of an area larger than the deflection area of the electron beam 302. The substrate to be processed 305 is generally a semiconductor substrate such as silicon on which a resist pattern is formed, for example. However, it is needless to say that the present invention is not limited to a resist pattern on a semiconductor substrate such as silicon as described above, and there is no limitation on the type of the metal pattern, the insulator pattern and the like on the semiconductor substrate.

【0014】被加工基板305は、カセット307を介
して図示しない搬送ラインを通じて出し入れされる。そ
して、電子線照射に伴って、被加工基板305上に形成
されたパターンから発生する二次電子および/もしくは
反射電子を、検出系308で捕獲する。ここで検出系3
08は、例えば公知のシンチレータ・ホトマル方式の二
次電子検出器もしくは半導体検出器を用いる。
The substrate to be processed 305 is loaded and unloaded through a transfer line (not shown) via a cassette 307. Then, secondary electrons and / or reflected electrons generated from the pattern formed on the substrate to be processed 305 due to the electron beam irradiation are captured by the detection system 308. Here, detection system 3
For 08, a known scintillator / photomulti type secondary electron detector or semiconductor detector is used, for example.

【0015】さらに、検出した二次電子および/もしく
は反射電子を電気信号に変換した後に、該変換後の信号
を画像データ信号に変換する処理を信号処理系309で
行われる。この処理では、偏向系304での走査速度に
同期させて画像データ信号を生成させる。そして、処理
された画像データ信号を表示系310において画像とし
て表示することにより、被加工基板305上のパターン
形状を表示することができる。
Further, after converting the detected secondary electrons and / or reflected electrons into electric signals, a signal processing system 309 performs a process of converting the converted signals into image data signals. In this process, an image data signal is generated in synchronization with the scanning speed of the deflection system 304. Then, by displaying the processed image data signal as an image on the display system 310, the pattern shape on the processing target substrate 305 can be displayed.

【0016】ここで、レンズ系303、偏向系304、
ステージ系306、カセット307、検出系308、信
号処理系309、表示系310、および装置全体を真空
にするための真空系(ここでは図示せず)は、例えばワ
ークステーションを備えた演算制御系311で制御され
ている。また、演算制御系311には、該演算制御系3
11に入った情報を判断する判断部312が付加されて
いる。
Here, a lens system 303, a deflection system 304,
A stage system 306, a cassette 307, a detection system 308, a signal processing system 309, a display system 310, and a vacuum system (not shown here) for evacuating the entire apparatus include, for example, an arithmetic control system 311 including a workstation. Is controlled by The operation control system 311 includes the operation control system 3.
A judgment unit 312 for judging the information entered into 11 is added.

【0017】さらに、本装置は、以下の示すなネットワ
ークに接続可能な形態を取っても差し支えない。すなわ
ち、制御部311に接続された情報信号の入出力部31
3を有し、例えばイーサネットに代表されるネットワー
ク314もしくは光ケーブル等による専用ローカルネッ
トワークを構築し、該入出力部313を介して該ネット
ワークに接続されている。
Further, the present apparatus may take a form connectable to the following network. That is, the information signal input / output unit 31 connected to the control unit 311
For example, a dedicated local network such as a network 314 represented by Ethernet or an optical cable is constructed and connected to the network via the input / output unit 313.

【0018】該ネットワークには、被加工基板を加工し
た加工装置や、被加工基板305の「プロセス条件と加
工結果との相関表」に代表される情報等を格納したデー
タベースを収集した装置が接続されており、該データベ
ースと本走査型電子顕微鏡間にはデータの自動的なやり
取りが可能である。そして、表示系301の画面には、
図3分図(b)に示すように、加工されるべき参照パタ
ーン315が、観察された観察パターン316に重ね合
わされて表示可能である。
The network is connected to a processing apparatus for processing the substrate to be processed and an apparatus for collecting a database storing information such as a “correlation table between process conditions and processing results” of the substrate to be processed 305. Data can be automatically exchanged between the database and the main scanning electron microscope. Then, on the screen of the display system 301,
As shown in FIG. 3B, a reference pattern 315 to be processed is superimposed on the observed pattern 316 and can be displayed.

【0019】ここで、参照パターン315とは、前記し
た如く、「設計データ、露光条件、現像条件に基づいて
計算される加工パターンのシュミレーション結果もしく
は設計データそのもの」である。すなわち、予測される
加工形態である。または、後述のように、観察される観
察パターンの許容範囲を示す領域に対して用いる場合も
ある。
Here, the reference pattern 315 is "the simulation result of the processed pattern calculated based on the design data, exposure conditions, and development conditions or the design data itself" as described above. That is, the predicted processing mode. Alternatively, as described later, it may be used for a region indicating an allowable range of an observation pattern to be observed.

【0020】ここでは、図4に示すフローチャートに従
い、本走査型電子顕微鏡を用いた測定について説明す
る。図4は、図1の走査型電子顕微鏡を用いた測定フロ
ーチャートである。まず、試料(被加工基板)を走査型
電子顕微鏡に装填して測定を開始する。以下のステップ
1からステップ7までの各種の検出,表示および演算等
は、演算制御系311により制御され実行されるもので
ある。ステップ1において、試料上の測定すべきパター
ン箇所を特定する。この特定は、予め走査型電子顕微鏡
の図示しない記憶部に測定箇所を登録しておき、前記演
算制御系311から自動的に特定してもよく、また測定
者が画面から手動により特定してもよい。
Here, the measurement using the present scanning electron microscope will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 4 is a measurement flowchart using the scanning electron microscope of FIG. First, a sample (substrate to be processed) is loaded into a scanning electron microscope and measurement is started. Various detections, displays, calculations, and the like in the following steps 1 to 7 are controlled and executed by the calculation control system 311. In step 1, a pattern portion to be measured on a sample is specified. For this specification, the measurement location may be registered in advance in a storage unit (not shown) of the scanning electron microscope, and may be automatically specified from the arithmetic control system 311 or may be specified manually by the measurer from the screen. Good.

【0021】ステップ2において、試料上のパターン像
の観察を実行する。すなわち、検出系308で検出し、
表示系310で表示させる。ここでは、例えば、通常の
KrFエキシマレーザ露光により形成された図3分図
(b)に示すようなレジストパターンの幅測定を行う場
合とする。該レジスト加工のためのエネルギー線として
は、KrFエキシマレーザの他に電子線、X線、イオン
線のパターン形成可能なエネルギー線であればよい。
In step 2, observation of a pattern image on the sample is executed. That is, detection is performed by the detection system 308,
It is displayed on the display system 310. Here, for example, it is assumed that the width of a resist pattern formed by normal KrF excimer laser exposure is measured as shown in FIG. 3B. The energy beam for the resist processing may be an energy beam capable of forming a pattern of an electron beam, an X-ray, and an ion beam in addition to the KrF excimer laser.

【0022】次に、ステップ3において、参照パターン
データを表示するかどうか、すなわち、観察された観察
パターン像316と表示させた前記参照パターン像31
5を比較するか否かを使用者は選択する。比較する場合
を選択した場合には、参照パターン像315を表示す
る。比較しないことを選択した場合、通常の線幅測定を
行うことに対応する。測定終了後、ステップ3aにおい
て、他のパターンを観察を行うか否かを再び選択するこ
ととなる。他のパターンを観察を行う場合は、ステップ
1に戻り、他のパターンを観察を行わない場合は、ステ
ップ7の終了にすすむことになる。
Next, in step 3, whether or not to display the reference pattern data, that is, the observed pattern image 316 and the displayed reference pattern image 31 are displayed.
The user selects whether or not 5 is to be compared. When the comparison is selected, the reference pattern image 315 is displayed. If no comparison is selected, this corresponds to performing normal line width measurement. After the measurement is completed, in step 3a, whether or not to observe another pattern is selected again. If another pattern is to be observed, the process returns to step 1, and if no other pattern is to be observed, step 7 ends.

【0023】走査型電子顕微鏡には、個別の記憶装置が
備えられ、設計パターン、露光条件、現像条件から通常
のシミュレーションによって求められる加工予測形状
(CADデータ)の情報が格納されている。これらは、
観察パターン像と参照パターン像とを比較し、その良否
を判断する判断パラメータとして用いられる。また、走
査型電子顕微鏡は、ネットワークに接続されて、外部の
データベースに、上記個別の記憶装置と同様のデータが
格納されており、ネットワークを介して該データを受取
り参照することができる。ステップ3において比較する
ことを選択した場合、ステップ4において、観察パター
ン像と参照すべき加工予測形状を画面上に表示する。ス
テップ5において、例えば、図3分図(b)に示すよう
に、参照パターン像315と観察パターン像316とを
重ね合わせることが可能となるので、簡単、且つ正確に
比較することができる。ここで、参照パターン像315
は、マウス、トラックボール等の手段によるポインティ
ングデバイスで移動可能であり、画面上で任意の位置に
動かせる。上記判断パラメータもマウス、トラックボー
ル等の手段によるポインティングデバイスで選択でき
る。
The scanning electron microscope is provided with an individual storage device, and stores information on a predicted processing shape (CAD data) obtained by a normal simulation from a design pattern, exposure conditions, and development conditions. They are,
The observed pattern image is compared with the reference pattern image, and is used as a judgment parameter for judging the quality. Further, the scanning electron microscope is connected to a network, and the same data as that of the individual storage device is stored in an external database. The data can be received and referenced via the network. If comparison is selected in step 3, in step 4, the observation pattern image and the predicted processing shape to be referred to are displayed on the screen. In step 5, for example, as shown in FIG. 3B, the reference pattern image 315 and the observation pattern image 316 can be superimposed, so that comparison can be performed easily and accurately. Here, the reference pattern image 315
Can be moved by a pointing device such as a mouse or a trackball, and can be moved to an arbitrary position on the screen. The above judgment parameters can also be selected by a pointing device using a mouse, a trackball or the like.

【0024】また、観察パターン像316の輪郭部分を
自動的に抽出し、例えば、その図形の一次モーメントか
ら求まる重心を決定する。そして、参照パターン像31
5の一次モーメントから求まる重心を、前記観察パター
ン像316の一次モーメントから求まる重心に重ねるこ
とにより、該参照パターン像315と該観察パターン像
316を自動的に重ねる演算を行ってもよい。これによ
り、望ましい加工形状と観察パターン像の比較が可能と
なり、該加工パターン形成のプロセスの良否を判断でき
る。そして、次のステップ6に進み、他のパターンを測
定するか否かを選択することにより、ステップ1に戻り
測定を続行するか、ステップ7の終了するかを選択す
る。
Further, the contour of the observation pattern image 316 is automatically extracted, and, for example, the center of gravity determined from the first moment of the figure is determined. Then, the reference pattern image 31
By superimposing the center of gravity obtained from the first moment of the fifth observation pattern image 316 on the center of gravity obtained from the first moment of the observation pattern image 316, an operation of automatically overlapping the reference pattern image 315 and the observation pattern image 316 may be performed. This makes it possible to compare the desired processed shape with the observed pattern image, and to judge the quality of the process for forming the processed pattern. Then, proceeding to the next step 6, by selecting whether or not to measure another pattern, it is returned to step 1 to select whether to continue the measurement or to end step 7.

【0025】〔実施形態 2)図5を参照して、観察パ
ターン像において許容範囲を表示する加工予測形状にを
用いて走査型電子顕微鏡の検査について説明する。図5
は、本発明に他の一実施形態に係る走査型電子顕微鏡の
測定説明図である。上記実施形態の走査型電子顕微鏡に
おいては、参照パターンとして加工予測形状を用いた場
合について述べたが、加工された観察パターンの許容範
囲を表示した場合についても適用できる。例えば、図5
に示すように、レジストのホールパターン501を観察
した場合、ホール形成の良否を判定するに当たり、ホー
ル径の許容最大範囲線502、許容最小範囲線503を
同心円状に表示する。
[Embodiment 2] An inspection of a scanning electron microscope will be described with reference to FIG. 5 by using a predicted processing shape for displaying an allowable range in an observation pattern image. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to another embodiment of the present invention. In the scanning electron microscope of the above embodiment, the case where the processing predicted shape is used as the reference pattern has been described, but the present invention is also applicable to the case where the allowable range of the processed observation pattern is displayed. For example, FIG.
As shown in (2), when the hole pattern 501 of the resist is observed, the allowable maximum range line 502 and the minimum allowable range line 503 of the hole diameter are displayed concentrically in determining the quality of the hole formation.

【0026】例えば、加工後のホール径として0.2μ
mを理想値として加工した際、0.18μmから0.2
2μmの範囲にホールができあがっていれば良品と判断
するとした場合、それぞれのホール円を参照パターンと
して画面上に表示する。観察パターンとの位置調整は、
例えば、図3の〔実施形態 1〕と同様に、一次モーメ
ントから求まる重心を一致させればよい。
For example, the hole diameter after processing is 0.2 μm.
When processing is performed with m as an ideal value, 0.18 μm to 0.2
When it is determined that a hole is formed within a range of 2 μm, the hole is displayed as a reference pattern on the screen. Position adjustment with the observation pattern
For example, as in [Embodiment 1] of FIG. 3, the center of gravity determined from the first moment may be matched.

【0027】これにより、ホールの良否判定を、従来の
ホール径の直接測定(真円でない場合は平均値)による
数値データを用いずに、視覚的、いわゆる見ただけで判
定可能となり、効率が少なくとも二倍以上に向上するこ
とが可能となった。ここで、画面中に数値データを出力
し、該数値データと比べて数値で、定量的に判定しても
よいことはいうまでもない。
Thus, the quality of the hole can be determined visually, that is, simply by looking at the hole, without using the numerical data obtained by the conventional direct measurement of the hole diameter (the average value when the hole is not a perfect circle). It was possible to improve at least twice or more. Here, it goes without saying that numerical data may be output on the screen and quantitatively determined by numerical values compared with the numerical data.

【0028】〔実施形態 3〕ここで、以下、図6に示
される〔実施形態 3〕から、図13に示される〔実施
形態 8〕まで、上記走査型電子顕微鏡を用いた検査に
おけるいくつかの判断条件の像としての判断パラメータ
の例示と、その測定およびそれにに基づく評価方法につ
いて説明する。これらは、指定されたメニューに従い、
各種機能に応じた判断パラメータを選択することができ
る。また、以下の各制御および演算は、演算制御系31
1により実施される。
[Embodiment 3] Hereafter, from [Embodiment 3] shown in FIG. 6 to [Embodiment 8] shown in FIG. 13, some of the inspections using the scanning electron microscope will be described. An example of a judgment parameter as an image of a judgment condition, its measurement, and an evaluation method based thereon will be described. These follow the specified menu,
It is possible to select a judgment parameter according to various functions. The following controls and calculations are performed by the arithmetic control system 31.
1 is implemented.

【0029】図6を参照して、本走査型電子顕微鏡を用
いたホールパターンのラフネスの測定について説明す
る。図6は、本発明に他の一実施形態に係る走査型電子
顕微鏡の測定説明図である。表示画面中のホールパター
ン像601の重心点602から、図示するような動径像
603が引かれる。ここで、重心点602の求め方とし
ては、例えば、図3の〔実施形態 1〕のように、ホー
ルパターン像601の外周部から形成される図形の一次
モーメントから決定する。そして、ホールパターン60
1像の外周部と動径像603との交点を求め、重心点6
02からの距離を「仮想的な半径」と定義する。
Referring to FIG. 6, measurement of roughness of a hole pattern using the present scanning electron microscope will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to another embodiment of the present invention. A radial image 603 as shown is drawn from the center of gravity 602 of the hole pattern image 601 on the display screen. Here, the method of finding the center of gravity point 602 is determined from the first moment of a figure formed from the outer peripheral portion of the hole pattern image 601 as in [Embodiment 1] of FIG. Then, the hole pattern 60
The intersection between the outer peripheral portion of one image and the radial image 603 is obtained, and the center of gravity 6
The distance from 02 is defined as “virtual radius”.

【0030】ここで、仮想的な半径の平均値を「平均半
径」とする。そして、指定の本数の動径像603を線引
きする。該動径像の線引きは、例えば15°ずつ角度を
変えて回転させると、計24本の動径像が線引できる。
そこでの仮想的な半径を各々求める。それら24本の動
径像値のバラツキ(例えば、標準偏差の3倍の値)を
「ホールのラフネス」と定義して表示する。ここでは、
例えば3.213nmの値が得られた。
Here, the average value of the virtual radius is defined as "average radius". Then, a specified number of radial images 603 are drawn. When the radial image is drawn by changing the angle by, for example, 15 °, a total of 24 radial images can be drawn.
A virtual radius there is obtained. The variation (for example, three times the standard deviation) of the 24 radial image values is defined and displayed as “hole roughness”. here,
For example, a value of 3.213 nm was obtained.

【0031】一般に、ホールの上面観察をした場合、レ
ジストの上面縁が外周部として観察される。しかしなが
ら、ホールの底面が観察される場合がある。この観察
は、加速電圧を低下させると同時に、底面からの二次電
子および/もしくは反射電子信号を引き出すために、試
料に負の電位が印加された場合に実現される。この場合
には、外周部の内側に底面部分の輪郭(これを内周部と
いう)が明瞭に観察される。もし、底面の形状を評価す
る場合には、上記内周部と動径603との交点を求め、
上記と同様な「仮想的な半径」を求めることにより、ホ
ール底面のラフネスおよび平均半径を求めることが可能
となる。ここで、外周部と内周部のどちらを選択してパ
ラメータとするかは、使用者が自由に決めることができ
る。
Generally, when the top surface of a hole is observed, the top edge of the resist is observed as an outer peripheral portion. However, the bottom of the hole may be observed. This observation is realized when a negative potential is applied to the sample in order to lower the accelerating voltage and at the same time extract secondary electron and / or reflected electron signals from the bottom surface. In this case, the outline of the bottom portion (this is referred to as the inner peripheral portion) is clearly observed inside the outer peripheral portion. If the shape of the bottom surface is to be evaluated, an intersection between the inner peripheral portion and the moving radius 603 is obtained,
By obtaining the “virtual radius” similar to the above, it is possible to obtain the roughness and the average radius of the hole bottom surface. Here, the user can freely determine which of the outer peripheral portion and the inner peripheral portion is to be selected as the parameter.

【0032】〔実施形態 4〕図7を参照して、本走査
型電子顕微鏡を用いたパターン間の最近接距離の測定に
ついて説明する。図7は、本発明のさらに他の一実施形
態に係る走査型電子顕微鏡の測定説明図である。多数の
表示画面中に、所望の第一のパターン像701と第二の
パターン像702を、使用者が例えばカーソルで指定す
る。演算制御系311により、指定された表示画面より
第一のパターン像701と第二のパターン像702の外
周部分を結ぶ二点間の距離を測定し、その最小値を「最
近接距離」と定義して表示する。ここでは、例えば10
0.234nmの値が求められた。
[Embodiment 4] The measurement of the closest distance between patterns using the present scanning electron microscope will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. A user designates a desired first pattern image 701 and desired second pattern image 702 on a large number of display screens, for example, with a cursor. The arithmetic control system 311 measures the distance between two points connecting the outer peripheral portions of the first pattern image 701 and the second pattern image 702 from the designated display screen, and defines the minimum value as “nearest distance”. To display. Here, for example, 10
A value of 0.234 nm was determined.

【0033】〔実施形態 5〕図8を参照して、本走査
型電子顕微鏡を用いた加工パターンのパターン転写忠実
度の測定について説明する。図8は、本発明のさらに他
の一実施形態に係る走査型電子顕微鏡の測定説明図であ
る。ここでは、本走査型電子顕微鏡に個別に備えられた
記憶装置に格納されたデータベースあるいはネツトワー
クのデータベース部から所望のパターンに関する参照パ
ターンデータを引き出し表示画面上に表示する。ここで
の参照パターンとは、設計データ、露光条件、現像条件
に基づいて計算した加工パターンのシミュレーション結
果である。
[Embodiment 5] The measurement of the pattern transfer fidelity of a processed pattern using the present scanning electron microscope will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. Here, reference pattern data relating to a desired pattern is extracted from a database stored in a storage device individually provided in the present scanning electron microscope or a database section of the network and displayed on a display screen. The reference pattern here is a simulation result of a processed pattern calculated based on design data, exposure conditions, and development conditions.

【0034】図8分図(a)に示すように、図3の〔実
施形態 1〕と同様に、これを観察パターン像802に
重ね合わせることによって両者を比較する。パターン転
写忠実度の求め方としては、例えば、次の二つの方法を
用いることができる。第一の方法として、図8分図
(b)に示すように、参照パターン像801上に評価点
を設定する。該評価点の設定は、個数、配置は自由であ
り、等間隔点、角点のみ等を設定する。
As shown in FIG. 8A, as in [Embodiment 1] of FIG. 3, the two are compared by superimposing them on the observation pattern image 802. For example, the following two methods can be used to determine the pattern transfer fidelity. As a first method, an evaluation point is set on the reference pattern image 801 as shown in FIG. The number and arrangement of the evaluation points can be freely set, and only equally spaced points and corner points are set.

【0035】ここでは、例示としてその内の一つの評価
点803を「X」印で示している。この評価点像803
と観察パターン像802の最近接距離を求める。ここで
は、最近接距離とは図中の実線であり、破線は、それ以
外の評価点像803と観察パターン像802とを結んだ
線を示すものである。そして、各評価点の最近接距離の
総和を計算し、所定値、例えば、参照パターンの外周線
の長さとの比を求め、1からその比を引いた値(%)を
パターン転写忠実度と定義する。
Here, as an example, one of the evaluation points 803 is indicated by an “X” mark. This evaluation point image 803
And the closest distance of the observation pattern image 802 are obtained. Here, the closest distance is a solid line in the drawing, and a broken line indicates a line connecting the other evaluation point image 803 and the observation pattern image 802. Then, the sum of the closest distances of each evaluation point is calculated, a ratio with a predetermined value, for example, the length of the outer peripheral line of the reference pattern is obtained, and a value (%) obtained by subtracting the ratio from 1 is used as the pattern transfer fidelity. Define.

【0036】第二の方法として、図8分図(c)に示す
ように、参照パターン像801の外周線と観察パターン
像802の外周線とで形成される閉領域、ここでは図示
する1から10の十箇所の面積の総和を計算し、所定の
値、例えば、参照パターン像801の部分の面積との比
を求め、1からその比を引いた値(%)をパターン転写
忠実度と定義する。図8分図(c)にでは、例えば、パ
ターン転写忠実度は78.34%であった。
As a second method, as shown in FIG. 8 (c), a closed area formed by the outer peripheral line of the reference pattern image 801 and the outer peripheral line of the observation pattern image 802, here, from 1 to 1 shown in FIG. The sum of the ten ten areas is calculated, and a ratio with a predetermined value, for example, the area of the portion of the reference pattern image 801 is obtained, and a value (%) obtained by subtracting the ratio from 1 is defined as the pattern transfer fidelity. I do. In FIG. 8C, for example, the pattern transfer fidelity was 78.34%.

【0037】〔実施形態 6〕図9を参照して、本走査
型電子顕微鏡を用いた面積の分布の測定について説明す
る。図9は、本発明のさらに他の一実施形態に係る走査
型電子顕微鏡の測定説明図である。表示画面中に、所定
のパターン像901が、様々な大きさを持って分布して
いる。例えば、多結晶シリコンの形成後のパターンを観
察する。ここで、各々のパターン像の閉曲線に囲まれた
領域の面積を求める。
[Embodiment 6] With reference to FIG. 9, the measurement of the area distribution using the present scanning electron microscope will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. In the display screen, predetermined pattern images 901 are distributed with various sizes. For example, the pattern after the formation of the polycrystalline silicon is observed. Here, the area of a region surrounded by a closed curve of each pattern image is obtained.

【0038】そして、該面積の分布を求めることによっ
て、面積分布の平均と、面積のバラツキ、例えば標準偏
差の3倍値を表示する。ここでは、例えば、面積分布の
平均は25.345平方nm、そのバラツキは4.23
4平方nmの値が求められた。また、面積の分布を表示
してもよい。分布については、面積のみならず長さの評
価を行い、長さの分布を表示することを行ってもよい。
Then, by obtaining the distribution of the area, the average of the area distribution and the variation of the area, for example, three times the standard deviation are displayed. Here, for example, the average of the area distribution is 25.345 square nm, and the variation is 4.23.
A value of 4 square nm was determined. Further, the distribution of the area may be displayed. As for the distribution, not only the area but also the length may be evaluated and the length distribution may be displayed.

【0039】〔実施形態 7〕図10を参照して、本走
査型電子顕微鏡を用いた不良パターン箇所の表示につい
て説明する。図10は、本発明のさらに他の一実施形態
に係る走査型電子顕微鏡の測定説明図である。図10
は、表示画面中にホールパターン像1001が表示され
ている。ここでは、メモリの蓄積容量パターンの評価に
ついて説明する。ここで、図8の〔実施形態 5〕と同
様に、データベースから引用した参照パターン像と観察
パターン像とを比較する。ここで、例えば、所望の面積
に比較して、20%以上ずれている場合には、「不良パ
ターン」として判断し、不良パターンを1002とし
て、例えば色を変えて表示する。ここではその面積も表
示し、例えば23145.62784平方nmの値が得
られた。
[Embodiment 7] With reference to FIG. 10, the display of a defective pattern portion using the present scanning electron microscope will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. FIG.
, A hole pattern image 1001 is displayed on the display screen. Here, the evaluation of the storage capacity pattern of the memory will be described. Here, as in [Embodiment 5] of FIG. 8, the reference pattern image quoted from the database and the observed pattern image are compared. Here, for example, if the area is shifted by 20% or more compared to the desired area, it is determined as a “defective pattern”, and the defective pattern is displayed as 1002, for example, with a different color. Here, the area is also displayed, and for example, a value of 23145.62784 square nm was obtained.

【0040】〔実施形態 8〕図11を参照して、複数
の微小領域によるパターンの距離の測定について説明す
る。図11は、本発明のさらに他の一実施形態に係る走
査型電子顕微鏡の測定説明図である。図11分図(a)
において、表示画面中に観察パターン像1101が表示
されている。ここで、第一の微小領域1102と第二の
微小領域1103をカーソルを用いることにより指定す
る。所望の図示X方向の距離を指定すると、その方向に
おけるパターンエッジを規定する。そして、両パターン
エッジ間の距離を演算することにより、その値を求め、
表示する。
[Embodiment 8] Referring to FIG. 11, measurement of a pattern distance by a plurality of minute regions will be described. FIG. 11 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. Figure 11 (a)
In, the observation pattern image 1101 is displayed on the display screen. Here, the first minute area 1102 and the second minute area 1103 are designated by using a cursor. When a desired distance in the illustrated X direction is designated, a pattern edge in that direction is defined. Then, by calculating the distance between both pattern edges, its value is obtained,
indicate.

【0041】この表示により、微小領域に囲まれた所定
のパターン像1101でのある軸方向の長さを求めるこ
とができる。すなわち、図11分図(a)に示すよう
な、従来では測定できなかった任意の図形における幅を
求めることが可能となった。なお、ここでは、二個の微
小領域につて述べたが、それ以上の微小領域を表示させ
て、各微小領域間の距離を求めてもよい。また、方向
は、図示のX方向に限らないことはいうまでもない。
With this display, the length in a certain axial direction of the predetermined pattern image 1101 surrounded by the minute area can be obtained. That is, as shown in FIG. 11A, the width of an arbitrary figure which cannot be measured conventionally can be obtained. Here, two micro regions have been described, but more micro regions may be displayed, and the distance between each of the micro regions may be obtained. It goes without saying that the direction is not limited to the illustrated X direction.

【0042】また、図11分図(a)には、参照パター
ン像1104も示している。この参照パターン像110
4は、設計データ、露光条件、現像条件に基づいて計算
された加工パターンのシミュレーション結果である。す
なわち、予測されるパターンの加工形態である。ここ
で、第一の微小領域1102と第二の微小領域1103
をカーソルを用いることにより指定する。いずれの領域
もX方向の測定を行なうものとする。まず、第一の微小
領域1102内において、観察パターン像1101の辺
の位置と参照パターン像1104の辺の位置との差を演
算制御系311の信号処理により求められる。
FIG. 11A also shows a reference pattern image 1104. This reference pattern image 110
Reference numeral 4 denotes a simulation result of a processing pattern calculated based on design data, exposure conditions, and development conditions. That is, it is the processing form of the predicted pattern. Here, the first minute region 1102 and the second minute region 1103
Is specified by using a cursor. It is assumed that the measurement in the X direction is performed for any of the regions. First, the difference between the position of the side of the observation pattern image 1101 and the position of the side of the reference pattern image 1104 in the first minute region 1102 is obtained by signal processing of the arithmetic control system 311.

【0043】同様に、第二の微小領域1103内におい
ても、観察パターン像1101の辺の位置と参照パター
ン像1104の辺の位置との差を求めた。これらの差の
値と、参照パターン像1104の寸法情報とから、観察
パターン像1101の所定寸法を求めることができた。
なお、単に所定の寸法のみを測定する場合は、各微小領
域は観察画像面と対応して原点位置が定まるので、微小
領域内で観察パターン像1101の辺の位置を微小領域
の原点からの位置として求めておけば、参照パターン像
1104は、必ずしも必要ではない。
Similarly, the difference between the position of the side of the observation pattern image 1101 and the position of the side of the reference pattern image 1104 was determined also in the second minute area 1103. From the values of these differences and the dimensional information of the reference pattern image 1104, the predetermined dimensions of the observation pattern image 1101 could be obtained.
When only a predetermined size is measured, the origin position of each minute area is determined in correspondence with the observation image plane. Therefore, the position of the side of the observation pattern image 1101 in the minute area is determined from the origin of the minute area. The reference pattern image 1104 is not necessarily required.

【0044】次に、図11分図(b)に示すように微小
領域を複数個指定する場合について説明する。図11分
図(b)において、微小領域1110、1111、11
12はX方向の位置情報を得るための領域であり、微小
領域1113、1114、1115はY方向の位置情報
を得るための領域である。図11分図(b)において、
微小領域1110、1111、1112から、観察パタ
ーン1101の辺の位置、すなわち、パターンエッジ
と、参照パターンの辺の位置との差を求めた。
Next, a case where a plurality of minute regions are designated as shown in FIG. 11B will be described. In FIG. 11B, minute regions 1110, 1111 and 11 are shown.
Reference numeral 12 denotes an area for obtaining position information in the X direction, and minute areas 1113, 1114, and 1115 are areas for obtaining position information in the Y direction. In FIG. 11 (b),
From the minute regions 1110, 1111, and 1112, the difference between the position of the side of the observation pattern 1101, that is, the difference between the pattern edge and the position of the side of the reference pattern was obtained.

【0045】次に、各微小領域間の差の総和に、微小領
域の間隔の平均値を乗ずることにより、交差点1120
と1121とで交差する観察パターン像1101の辺と
参照パターン像1104の辺とで囲まれる面積を近似し
て求める。同様に、微小領域1113、1114、11
15からy方向の位置情報、すなわちパターンエッジを
得て、交差点1122と1123とで交差する観察パタ
ーン1101の辺と、参照パターンの辺とで囲まれる面
積を近似して求めた。
Next, by multiplying the sum of the differences between the minute regions by the average value of the intervals between the minute regions, the intersection 1120 is obtained.
The area surrounded by the side of the observation pattern image 1101 and the side of the reference pattern image 1104 that intersect with each other is obtained by approximation. Similarly, minute regions 1113, 1114, and 11
The position information in the y direction, that is, the pattern edge, was obtained from No. 15 and the area surrounded by the side of the observation pattern 1101 intersecting at the intersections 1122 and 1123 and the side of the reference pattern was obtained by approximation.

【0046】予め指定した微小領域から観察パターン像
1101の回りに対して、これらの面積の総和を求めて
を評価量と定義し、この評価量が小さい場合にパターン
の忠実性が良好と判断する。なお、微小領域の設定個数
は多いほど精度が向上するが、演算時間もかかるので、
処理時間と精度とを考慮して、適宜に二個以上の複数の
微小領域を設定したものである。
The sum of these areas is calculated from the previously specified minute area to the periphery of the observation pattern image 1101 and defined as an evaluation amount. When the evaluation amount is small, it is determined that the fidelity of the pattern is good. . In addition, although the accuracy improves as the set number of minute regions increases, the calculation time also increases.
In consideration of processing time and accuracy, two or more plural small areas are appropriately set.

【0047】〔実施形態 9〕図12を参照して、ネッ
トワークと接続されている本発明に係る走査型電子顕微
鏡を説明する。図12は、本発明のさらに他の一実施形
態に係るネットワーク接続の走査型電子顕微鏡の説明図
である。図示する本発明に係る走査型電子顕微鏡は、電
子源1201から発生した電子線1202をレンズ系1
203で集束し、電子線1201を偏向系1204によ
り、観察対象である被加工基板1205上で走査する。
ここで、電子線1202は、電子源の加速電極(ここで
は図示せず)が例えば2kVに設定されて加速されてい
る。
[Embodiment 9] A scanning electron microscope according to the present invention connected to a network will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an explanatory diagram of a network-connected scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. The scanning electron microscope according to the present invention shown in FIG.
The beam is converged at 203 and the electron beam 1201 is scanned by a deflection system 1204 on a substrate to be processed 1205 to be observed.
Here, the electron beam 1202 is accelerated by setting an acceleration electrode (not shown here) of the electron source to, for example, 2 kV.

【0048】電子線の加速電圧は、減速電極(図示せ
ず)により減速されていてもよい。被加工基板1205
は移動機構を有するステージ系1206上に設置されて
おり、電子線1202の偏向領域以上の領域の観察を可
能とする。該被加工基板1205は、一般にシリコン等
の半導体基板に、例えば、レジストパターンが形成され
ているものである。但し、上記に限定されないことはい
うまでもなく、半導体基板上の金属パターン、絶縁物の
パターン等、その種類に制限はない。
The acceleration voltage of the electron beam may be decelerated by a deceleration electrode (not shown). Substrate to be processed 1205
Is mounted on a stage system 1206 having a moving mechanism, and enables observation of an area larger than the deflection area of the electron beam 1202. The substrate to be processed 1205 is generally a semiconductor substrate such as silicon on which a resist pattern is formed, for example. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the above, and there is no limitation on the type of the metal pattern on the semiconductor substrate, the pattern of the insulator, and the like.

【0049】被加工基板1205は、図示しないが搬送
系によりカセット1207を介して出し入れされる。そ
して、電子線1202の照射に伴って、被加工基板12
05上に形成されたパターンから発生する二次電子ある
いは反射電子を、検出系1208で捕獲する。ここで検
出系1208は、例えば上記公知例に記載された、シン
チレータ・ホトマル方式の二次電子検出器を用いること
が好ましい。
The substrate to be processed 1205 is loaded and unloaded via a cassette 1207 by a transport system, not shown. Then, with the irradiation of the electron beam 1202, the processing target substrate 12
Secondary electrons or reflected electrons generated from the pattern formed on the pattern 05 are captured by the detection system 1208. Here, as the detection system 1208, it is preferable to use, for example, a scintillator / photomar type secondary electron detector described in the above-mentioned known example.

【0050】さらに、検出した二次電子あるいは反射電
子を電気信号に変換した後に、変換後の信号を画像デー
タに変換する処理を信号処理系1209で行われる。こ
こでは、偏向系1204の走査速度に同期させて画像デ
ータが生成される。そして、処理された信号を表示系1
210において、表示することにより、被加工基板12
05上のパターン表面形状が表示される。
Further, after converting the detected secondary electrons or reflected electrons into electric signals, the signal processing system 1209 performs a process of converting the converted signals into image data. Here, image data is generated in synchronization with the scanning speed of the deflection system 1204. Then, the processed signal is displayed on the display system 1.
At 210, by displaying, the processed substrate 12
05 is displayed.

【0051】ここで、レンズ系1203、偏向系120
4、ステージ系1206、カセット1207、検出系1
208、信号処理系1209、表示系1210、および
装置全体を真空にするための真空系(ここでは図示せ
ず)は、例えば、ワークステーションを有する制御系1
211で制御されている。また、制御部1211には、
該制御部1211に入った情報を判断する判断部121
2が付加されている。
Here, the lens system 1203 and the deflection system 120
4, stage system 1206, cassette 1207, detection system 1
208, a signal processing system 1209, a display system 1210, and a vacuum system (not shown here) for evacuating the entire apparatus include, for example, a control system 1 having a workstation.
It is controlled by 211. The control unit 1211 includes:
Judgment unit 121 for judging information entered into control unit 1211
2 is added.

【0052】さらに、本装置は、該制御部1211に接
続された入出力部1213を有し、該入出力部1213
を介して、例えば、イーサネットに代表されるネットワ
ーク1214に接続されている。該ネットワーク121
4には被加工基板1205を加工した加工装置1215
や、被加工基板1205のプロセス条件と加工結果の相
関表に代表される情報を格納したデータベース部121
6が接続されており、該走査型電子顕微鏡と該データベ
ース部1216とのデータの自動的なやり取りが可能で
ある。
Further, the present apparatus has an input / output unit 1213 connected to the control unit 1211.
Is connected to a network 1214 represented by, for example, Ethernet. The network 121
Reference numeral 4 denotes a processing apparatus 1215 that has processed the substrate to be processed 1205.
And a database unit 121 storing information typified by a correlation table between a process condition of the substrate to be processed 1205 and a processing result.
6 is connected, and automatic exchange of data between the scanning electron microscope and the database unit 1216 is possible.

【0053】ここでは、データのやり取りは、予め定め
られたプログラムに従い、自動的に行われる。例えば、
加工装置1215が現像装置につながっている電子線描
画装置であった場合、その電子線照射量、現像温度、現
像時間等の情報が、入出力部1213を介して制御部1
211ならびに判断部1212に入力される。観察試料
としては、例えば、シリコン基板上のレジストパターン
であって、多量のウエハを電子線描画するに先立つて、
一枚のみ描画、現像処理されたものである。信号処理系
1209で処理された被加工基板1205の情報を、判
断部1212が受け取る。
Here, the exchange of data is automatically performed according to a predetermined program. For example,
When the processing device 1215 is an electron beam lithography device connected to a developing device, information such as the amount of irradiation of the electron beam, the developing temperature, and the developing time is transmitted to the control unit 1 via the input / output unit 1213.
211 and the judgment unit 1212. As the observation sample, for example, a resist pattern on a silicon substrate, prior to electron beam drawing of a large number of wafers,
Only one sheet has been drawn and developed. The determination unit 1212 receives information on the substrate to be processed 1205 processed by the signal processing system 1209.

【0054】ここでは、例えば図10に示す蓄積容量パ
ターンの特定部分の面積が測定対象とする。図10で
は、本走査型電子顕微鏡の表示系における画面表示が示
されている。この面積とは蓄積容量の外周部分に囲まれ
る領域の面積と定義する。該面積の求め方は画像処理を
用いた所定の方法による。例えば、画面はデジタル表示
であるが、上記領域に含まれる最小単位(ピクセル)の
個数を計測する方法や、外周部分がピクセルを跨る場
合、ピクセルを補間してさらに分割し、そのサブピクセ
ル部分の個数を含めた領域の面積を計測する方法があげ
られる。
Here, for example, the area of a specific portion of the storage capacitance pattern shown in FIG. 10 is to be measured. FIG. 10 shows a screen display in the display system of the present scanning electron microscope. This area is defined as the area of a region surrounded by the outer peripheral portion of the storage capacitor. The area is determined by a predetermined method using image processing. For example, although the screen is a digital display, a method for measuring the number of minimum units (pixels) included in the above-described area, or when the outer peripheral portion extends over pixels, interpolates the pixel and further divides the sub-pixel portion. There is a method of measuring the area of the region including the number.

【0055】さらに、判断部1212は、データベース
部1216よりプロセス条件の情報を引き出し、上記面
積が望ましい値であるかを判断する。そして、もし、望
ましくない場合、その原因を判断して、その結果を加工
装置1215に出力する。例えば、電子線照射量が小さ
すぎたために、所望のホールパターンが小さくなったと
判断し、その情報を出力する。これにより、加工装置1
215である電子線描画装置は、自動的に次回から電子
線照射量を最適化した状態で加工が実行される。これに
より、望ましい寸法のレジストパターンが形成可能とな
った。
Further, the judging unit 1212 extracts information on the process conditions from the database unit 1216, and judges whether the area is a desired value. If it is not desirable, the cause is determined and the result is output to the processing device 1215. For example, it is determined that the desired hole pattern has become smaller because the electron beam irradiation amount is too small, and the information is output. Thereby, the processing apparatus 1
The electron beam drawing apparatus 215 automatically performs the processing from the next time with the amount of irradiation of the electron beam optimized. As a result, a resist pattern having desired dimensions can be formed.

【0056】〔実施形態 10〕図13を参照して上記
走査型電子顕微鏡を用い、得られた情報をフイードバッ
クする半導体装置の製造方法を説明する。図13は、本
発明のさらに他の一実施形態に係る走査型電子顕微鏡を
用いた半導体装置の製造方法の説明図である。該〔実施
形態 10〕において、図12の〔実施形態 9〕と共
通する部分も多く、該部分の再度の説明は、煩瑣となる
ので省略し、特徴部分を中心に説明する。
[Embodiment 10] A method of manufacturing a semiconductor device for feeding back obtained information using the above-mentioned scanning electron microscope will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a semiconductor device using a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention. In [Embodiment 10], there are many portions common to [Embodiment 9] in FIG. 12, and the repetitive description of the portions will be omitted because it is complicated, and the description will be focused on the characteristic portions.

【0057】図示する如く、被加工基板1305は、加
工装置1315、例えば、電子線描画装置で加工され、
図示しない現像装置により被加工基板1305が現像さ
れ、そののち、図示の実線の自動搬送系Aによって、検
査装置である走査型電子顕微鏡に設けてある被加工基板
1305の搬入口と搬送口および一時格納庫を兼ねるカ
セット1307を介して、該走査型電子顕微鏡内に搬入
される。そして、該カセット1307へ搬入された被加
工基板1305は、検査装置である走査型電子顕微鏡内
のステージ系1306上に載置される。前記加工された
電子線描画パターンが検査され、判断パラメータに基づ
いて該描画パターンの良否が判断される。検査されたの
ち、該被加工基板1305は、再び前記カセット130
7を介して図示の実線の自動搬送系Aによって搬出され
る。次の加工装置1317、例えばエッチング装置へ搬
送され、次の工程の加工がされる。
As shown in the figure, a substrate to be processed 1305 is processed by a processing device 1315, for example, an electron beam drawing device.
The substrate to be processed 1305 is developed by a developing device (not shown), and thereafter, by the automatic transfer system A shown by a solid line in the drawing, a loading port, a transfer port, and a temporary port of the substrate to be processed 1305 provided in the scanning electron microscope as the inspection device. It is carried into the scanning electron microscope via a cassette 1307 also serving as a storage. The substrate 1305 carried into the cassette 1307 is placed on a stage system 1306 in a scanning electron microscope as an inspection device. The processed electron beam drawing pattern is inspected, and the quality of the drawing pattern is determined based on the determination parameter. After being inspected, the processed substrate 1305 is returned to the cassette 130 again.
7 and is carried out by an automatic transfer system A shown by a solid line in the drawing. It is transported to the next processing device 1317, for example, an etching device, and processed in the next step.

【0058】上記検査装置としての走査型電子顕微鏡
は、制御部1311に接続された入出力部1313を有
し、この入出力部1313を介して、例えば、イーサネ
ットに代表されるネットワーク1314に接続されてい
るが、この機能をネットワークとの接続と共に説明す
る。
The scanning electron microscope as the inspection apparatus has an input / output unit 1313 connected to a control unit 1311. The input / output unit 1313 is connected to a network 1314 represented by, for example, Ethernet. However, this function will be described together with connection to a network.

【0059】図13において、Bは、データベース部1
316と、該走査型電子顕微鏡とのデータの自動的なや
り取りを示すものである。ここでは、該データBのやり
取りは、図12の〔実施形態 9〕の走査型電子顕微鏡
とデータベース部1216の間のやり取りと同様に行わ
れる。ここでは、〔実施形態 9〕と同様に、例えば、
図10に示される蓄積容量パターンの特定部分の面積が
測定対象とする。図10では、該走査型電子顕微鏡の表
示系における画面表示の一部を示している。この面積と
は、蓄積容量パターンの外周部分に囲まれる領域の面積
と定義する。面積の求め方は、図12の〔実施形態
9〕で説明した如く、例えば、画面はデジタル表示であ
るが、上記領域に含まれる最小単位(ピクセル)の個数
を計測する方法や、外周部分がピクセルを跨る場合、ピ
クセルを補間してさらに分割し、そのサブピクセル部分
を含めた領域の面積を計測する方法があげられる。
In FIG. 13, B is the database unit 1
316 and an automatic exchange of data with the scanning electron microscope. Here, the exchange of the data B is performed in the same manner as the exchange between the scanning electron microscope and the database unit 1216 in [Embodiment 9] of FIG. Here, similarly to [Embodiment 9], for example,
The area of a specific portion of the storage capacitance pattern shown in FIG. 10 is to be measured. FIG. 10 shows a part of a screen display in a display system of the scanning electron microscope. This area is defined as the area of a region surrounded by the outer peripheral portion of the storage capacitor pattern. The method for obtaining the area is shown in FIG.
As described in [9], for example, the screen is a digital display, but the method of measuring the number of the minimum units (pixels) included in the above-mentioned area, or the case where the outer peripheral portion extends over the pixels, interpolates the pixels and further divides the pixels Then, there is a method of measuring the area of the region including the sub-pixel portion.

【0060】さらに、判断部1312は、データベース
部1316よりプロセス条件の情報を引き出し、上記面
積が望ましい値であるかを判断する。そして、もし望ま
しくない場合、その原因を判断して、結果をネットワー
ク1314を介して加工装置1315に図示するデータ
の流れCとして出力する。例えば、電子線照射量が小さ
すぎた(例えば、3.5μC/cm2)ために、所望の
蓄積容量パターンが小さくなったと判断し、その情報を
出力する。ここではデータベース部1316を参照し
て、望ましい寸法に形成するための電子線照射量を選択
する。
Further, the judging unit 1312 extracts information on the process conditions from the database unit 1316, and judges whether the area is a desired value. If it is not desirable, the cause is determined, and the result is output to the processing device 1315 via the network 1314 as the illustrated data flow C. For example, it is determined that the electron beam irradiation amount is too small (for example, 3.5 μC / cm 2), so that the desired storage capacitance pattern is reduced, and the information is output. Here, referring to the database unit 1316, an electron beam irradiation amount for forming a desired size is selected.

【0061】データベース部1316には、一定の現像
条件における電子線照射量と形成パターンの寸法の対応
表が含まれている。これにより、加工装置1315であ
る電子線描画装置は、自動的に次回から電子線照射量を
最適化した状態(例えば、4.0μC/cm2)で、加
工を実行する。これにより、望ましい寸法のレジストパ
ターンが形成可能となった。
The database section 1316 includes a correspondence table between the electron beam irradiation amount and the size of the formed pattern under a certain developing condition. As a result, the electron beam lithography apparatus, which is the processing apparatus 1315, automatically executes the processing in the state in which the electron beam irradiation amount has been optimized (for example, 4.0 μC / cm 2 ) from the next time. As a result, a resist pattern having desired dimensions can be formed.

【0062】図13に示すように、ウェハの流れAと、
データの流れB、Cによって、被加工基板1205とそ
れに関する情報が送受信されて、該製造方法が有効に実
施される。また、第一の製造装置1315と第二の製造
装置1317からなる1ラインに該走査電子顕微鏡1台
が付帯することに必然性はなく、複数の製造ラインと1
台の電子顕微鏡が連結されており、それを自動搬送系機
構により、ウエハが搬送されて検査される。このよう
に、走査型電子顕微鏡が各加工装置のプロセス条件を管
理、設定、維持するために用いることも可能であること
はいうまでもない。
As shown in FIG. 13, the flow A of the wafer
The substrate to be processed 1205 and information related thereto are transmitted and received by the data flows B and C, and the manufacturing method is effectively performed. Further, it is not inevitable that one scanning electron microscope is attached to one line including the first manufacturing apparatus 1315 and the second manufacturing apparatus 1317, and a plurality of manufacturing lines and one
An electron microscope is connected, and the wafer is transferred and inspected by an automatic transfer mechanism. As described above, it goes without saying that the scanning electron microscope can be used for managing, setting, and maintaining the process conditions of each processing apparatus.

【0063】なお、上記〔実施形態 9〕および〔実施
形態 10〕において、データベース部1216,13
16には、上記各レジストの電子線照射量と形成パター
ンの寸法の対応表のみならず、現像条件と形成パターン
の寸法の対応表、フォーカス条件と形成パターンの寸法
の対応表、ベーク炉で処理するまでの引き置き時間と形
成パターン寸法の対応表、電子線描画装置での周知の近
接効果を補正するためのパラメータと形成パターン寸法
の対応表等の加工装置1215,1315の情報が含ま
れている。また、加工装置1215,1315が、光学
的転写装置の場合には、焦点設定条件と形成パターン寸
法の対応表、露光量と形成パターンの寸法の対応表等の
加工装置1215,1315に対応したプロセス条件の
情報が含まれている。
In the above [Ninth Embodiment] and [Embodiment 10], the database units 1216, 13
Reference numeral 16 shows not only a correspondence table between the electron beam irradiation amount of each resist and the size of the formed pattern, but also a correspondence table between the development conditions and the formed pattern size, a correspondence table between the focus conditions and the formed pattern size, and a baking furnace. The table includes information on the processing devices 1215 and 1315, such as a correspondence table between the lay-out time until formation and the size of the formed pattern, a correspondence table between the parameter for correcting the proximity effect known in the electron beam lithography apparatus and the formed pattern size, and the like. I have. When the processing devices 1215 and 1315 are optical transfer devices, a process corresponding to the processing devices 1215 and 1315 such as a correspondence table of focus setting conditions and formed pattern dimensions, a correspondence table of exposure amounts and formed pattern dimensions, and the like. Contains condition information.

【0064】この情報は、製造装置管理者が実験データ
に基づいてデータベース部1216,1316に蓄積さ
れる。また、加工装置1215,1315のメーカから
供給される情報を入力することにより、構築してもよ
い。また、その情報は固定されたものではなく、常に更
新可能なものであるのが望ましい。
This information is stored in the database units 1216 and 1316 by the manufacturing equipment manager based on the experimental data. Further, the information processing apparatus may be constructed by inputting information supplied from a maker of the processing apparatuses 1215 and 1315. Further, it is desirable that the information is not fixed but can always be updated.

【0065】上記の如く、従来技術において、測定対象
としては特定の長さのみを評価していたため、本発明の
実施形態に示すような高度な評価はできなかった。ま
た、上記のような情報のやり取りは、自動的に行われて
なかったために、プロセス条件の判断は、プロセス担当
者が膨大なデータを判断して、該プロセス担当者により
加工装置にフィードバックする方法が採用されていた。
このため、多大な時間を要し、生産性の向上にはつなが
らなかった。本実施形態に示す方法により、半導体装置
の製造方法において、高い生産性と高精度な加工の両立
が可能となった。
As described above, in the prior art, since only a specific length was evaluated as a measurement object, a high-level evaluation as shown in the embodiment of the present invention could not be performed. Further, since the exchange of information as described above has not been performed automatically, the process conditions are determined by a method in which a person in charge of processing determines a huge amount of data and feeds back the data to the processing apparatus by the person in charge of processing. Was adopted.
Therefore, it took a lot of time and did not lead to an improvement in productivity. According to the method described in the present embodiment, it is possible to achieve both high productivity and high-precision processing in a method for manufacturing a semiconductor device.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の構
成によれば、微細な半導体装置を形成するにあたり、加
工装置のプロセス条件を簡便に評価することに好適な走
査型荷電粒子応用装置、それを用いた半導体装置製造方
法を提供することができ、加工精度が高い半導体装置の
製造方法を実現すること、ならびに半導体装置の生産性
を高めることに大きな効果がある。また、本発明の構成
によれば、走査型荷電粒子応用装置では、加工パターン
の寸法測定にあたり、画面中の二次元方向の寸法を測定
し、また、所望のパターンと形成後のパターンを視覚的
に比較し、両者の差を定量的に評価し、プロセス条件の
調整の基礎データを収集し、さらに、加工パターンを含
む被加工基板の評価結果は、被加工基板の加工プロセス
工程にフィードバックし、製造工程の自動化を図り、高
精度な加工の実現し、生産性の向上に寄与する走査型荷
電粒子応用装置を提供する。
As described above in detail, according to the structure of the present invention, in forming a fine semiconductor device, a scanning type charged particle application apparatus suitable for easily evaluating process conditions of a processing apparatus. It is possible to provide a semiconductor device manufacturing method using the same, which has a great effect on realizing a semiconductor device manufacturing method with high processing accuracy and increasing the productivity of the semiconductor device. Further, according to the configuration of the present invention, in the scanning charged particle application apparatus, in measuring the dimension of the processing pattern, the dimension in the two-dimensional direction on the screen is measured, and the desired pattern and the formed pattern are visually checked. , Quantitatively evaluate the difference between the two, collect the basic data of the adjustment of the process conditions, furthermore, the evaluation result of the substrate to be processed including the processing pattern is fed back to the processing process of the substrate to be processed, To provide a scanning type charged particle application apparatus which automates a manufacturing process, realizes high-precision processing, and contributes to improvement in productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来における走査型荷電粒子顕微鏡のパターン
計測説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of pattern measurement by a conventional scanning charged particle microscope.

【図2】図1のパターン計測における許容誤差説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an allowable error in the pattern measurement of FIG.

【図3】本発明の一実施形態に係る走査型電子顕微鏡の
構成および表示画面の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration and a display screen of a scanning electron microscope according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3の走査型電子顕微鏡を用いた計測フローチ
ャートである。
4 is a measurement flowchart using the scanning electron microscope of FIG.

【図5】本発明の他の一実施形態に係る走査型電子顕微
鏡の計測説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型電
子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型電
子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型電
子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型電
子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型
電子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図11】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型
電子顕微鏡の計測説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of measurement by a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図12】本発明のさらに他の一実施形態に係るイーサ
ネット接続の走査型電子顕微鏡の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of an Ethernet-connected scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに他の一実施形態に係る走査型
電子顕微鏡を半導体装置の製造方法説明図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor device using a scanning electron microscope according to still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201…レジストパターン 202、502…許容最大範囲線 203、503…許容最小範囲線 202、501、601、1001…ホールパターン像 301、401、1201…電子源 302、1202、1302…電子線 303、1203、1303…レンズ系 304、1204、1304…偏向系 305、1205、1305…被加工基板 306、1206、1306…ステージ系 307、1207、1307…カセット 308、1208、1308…検出系 309、1209、1309…信号処理系 310、1210、1310…表示系 311、1211、1311…演算制御系 312、1212、1312…判断部 313、1213、1313…入出力部 314、1214、1314…ネットワーク 315、801…参照パターン像 316、802…観察パターン像 1215、1315、1317…加工装置 1216、1316…データベース部 602…重心点 603…動径 701…第一のパターン像 702…第二のパターン像 803…評価点 901、1101…所定のパターン 1002…不良パターン 1102、1103、1113、1111、1112、
1114、1115…微小領域 1120、1121、1122、1123…交差点
101, 201 ... resist pattern 202, 502 ... allowable maximum range line 203, 503 ... allowable minimum range line 202, 501, 601, 1001 ... hole pattern image 301, 401, 1201 ... electron source 302, 1202, 1302 ... electron beam 303 , 1203, 1303 ... Lens system 304, 1204, 1304 ... Deflection system 305, 1205, 1305 ... Substrate to be processed 306, 1206, 1306 ... Stage system 307, 1207, 1307 ... Cassette 308, 1208, 1308 ... Detection system 309, 1209 1309 Signal processing system 310, 1210, 1310 Display system 311, 1211, 1311 Operation control system 312, 1212, 1312 Judgment unit 313, 1213, 1313 Input / output unit 314, 1214, 1314 Network 315, 8 1 Reference pattern image 316, 802 Observation pattern image 1215, 1315, 1317 Processing device 1216, 1316 Database part 602 Center of gravity 603 Radial 701 First pattern image 702 Second pattern image 803 Evaluation points 901, 1101... Predetermined pattern 1002... Defective pattern 1102, 1103, 1113, 1111, 1112,
1114, 1115: minute area 1120, 1211, 1122, 1123 ... intersection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 治朗 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 平沼 雅幸 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 江角 真 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 大高 正 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 戸所 秀男 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 飯泉 孝 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 Fターム(参考) 2F067 AA54 AA57 BB04 CC17 EE03 EE04 EE10 HH06 JJ05 KK04 KK08 LL00 LL14 RR35 SS13 4M106 AA01 BA02 BA03 CA39 DB05 DJ18 DJ21 DJ23 5F056 BA05 BA08 BB01 BC08 CA25 CB40  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Jiro Yamamoto 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Masayuki Hiranuma 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Within the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Makoto Esumi, 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Inside the Instrumentation Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tadashi Otaka 882, Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Stock Association Inside Hitachi Measuring Instruments Division (72) Inventor Hideo Todokoro 882-mo, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Co., Ltd.Inside Hitachi Measuring Instruments Division (72) Inventor Takashi Iizumi 882-Momo, Hitachinaka-shi, Ibaraki Corporation. F-term (reference) 2F067 AA54 AA57 BB04 CC17 EE03 EE04 EE10 HH06 JJ05 KK04 KK08 LL00 LL14 RR35 SS13 4M106 AA01 BA02 BA03 CA39 DB05 DJ18 DJ21 DJ23 5F056 BA05 BA08 BB01 BC08 CA25 CB40

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工装置により設計パターンにしたがい
加工された被加工基板上の実パターンに集束荷電粒子線
を照射するためのレンズ系と、被加工基板に該荷電粒子
線を照射することによって該被加工基板上の実パターン
から発生する二次電子および/もしくは反射電子を捕獲
する検出系と、該検出信号を二次元画像信号に変換処理
する信号処理系と、該二次元画像信号を観察パターン像
として表示する表示系と、メモリ部を具備した走査型荷
電粒子線応用装置であって、 該観察パターン像が表示されている表示系に、該観察パ
ターンに基づく該実パターンの判定条件の像を表示する
手段を備えたことを特徴とする走査型荷電粒子線応用装
置。
1. A lens system for irradiating a focused charged particle beam to a real pattern on a substrate to be processed which has been processed according to a design pattern by a processing apparatus, and irradiating the substrate to be processed with the charged particle beam. A detection system that captures secondary electrons and / or reflected electrons generated from an actual pattern on a substrate to be processed, a signal processing system that converts the detection signal into a two-dimensional image signal, and an observation pattern that converts the two-dimensional image signal into an observation pattern A scanning charged particle beam application device comprising a display system for displaying as an image and a memory unit, wherein a display system on which the observation pattern image is displayed has an image of a determination condition of the actual pattern based on the observation pattern. A scanning type charged particle beam application device, comprising: means for displaying
【請求項2】 加工装置により設計パターンにしたがい
加工された被加工基板上の実パターンに集束荷電粒子線
を照射するためのレンズ系と、該荷電粒子線照射に伴っ
て該被加工基板上の実パターンから発生する二次電子お
よび/もしくは反射電子を捕獲する検出系と、該検出信
号を二次元画像信号に変換処理する信号処理系と、該二
次元画像信号を観察パターン像として表示する表示系
と、メモリ部を具備した走査型荷電粒子線応用装置であ
つて、 該観察パターン像の同一表示画面上に、前記実パターン
の判定条件の像を表示させる手段と、該加工装置と該被
加工基板に関する情報が格納されたデータベース部と該
入出力部を接続したネットワークと、該入出力部から該
ネットワークを介して該加工装置の情報および該データ
ベース部から該観察パターン像を評価するための判定条
件の像を受信する受信手段と、該観察パターン像と該判
定条件の像を比較する判断手段と、該判断結果を該入出
力部から該ネットワークを介して該加工装置へ送信する
送信手段とを具備することを特徴とする走査型荷電粒子
線応用装置。
2. A lens system for irradiating a focused charged particle beam onto an actual pattern on a substrate to be processed which has been processed according to a design pattern by a processing device, and a lens system for irradiating the charged substrate with the charged particle beam irradiation. A detection system for capturing secondary electrons and / or reflected electrons generated from an actual pattern, a signal processing system for converting the detection signal into a two-dimensional image signal, and a display for displaying the two-dimensional image signal as an observation pattern image A scanning type charged particle beam application device comprising a system and a memory unit, means for displaying the image of the judgment condition of the actual pattern on the same display screen of the observed pattern image, the processing device and the coating device. A database in which information on a processing board is stored and a network connecting the input / output unit, and information of the processing apparatus and the database from the input / output unit via the network. Receiving means for receiving an image of the determination condition for evaluating the observation pattern image, determination means for comparing the observation pattern image with the image of the determination condition, and the determination result from the input / output unit via the network A scanning charged particle beam application apparatus, comprising: a transmission unit for transmitting the data to the processing apparatus.
【請求項3】 請求項1または2記載のいずれかの走査
型荷電粒子線応用装置において、 判定条件の像として予めメモリ部に格納する判断パラメ
ータを定め、該判断パラメータを用いるようにしたこと
を特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
3. A scanning charged particle beam application apparatus according to claim 1, wherein a judgment parameter to be stored in a memory unit in advance is determined as an image of the judgment condition, and the judgment parameter is used. Scanning charged particle beam application equipment.
【請求項4】 請求項3記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、 該判断パラメータには、該観察パターン像の長さおよび
面積ならびに凹凸のうち、少なくとも一つを用いること
を特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
4. The scanning-type charged particle beam application apparatus according to claim 3, wherein at least one of a length, an area, and unevenness of the observation pattern image is used as the determination parameter. Type charged particle beam application equipment.
【請求項5】 請求項4記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、 該観察パターン像の凹凸として、該観察パターン像の所
定方向の所定領域における寸法変化値を用いることを特
徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
5. The scanning-type charged particle beam application apparatus according to claim 4, wherein a dimensional change value in a predetermined region in a predetermined direction of the observation pattern image is used as the unevenness of the observation pattern image. Charged particle beam application equipment.
【請求項6】 請求項4記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、 該観察パターン像の凹凸として、該観察パターン像がホ
ールパターンの場合には、該ホールパターンの重心から
該ホールパターンの外周部への長さの不揃いを用いるこ
とを特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
6. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 4, wherein, when the observation pattern image is a hole pattern, the outer periphery of the hole pattern is determined from the center of gravity of the hole pattern. A scanning type charged particle beam application apparatus characterized by using irregular lengths of parts.
【請求項7】 請求項4記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、 該観察パターン像の凹凸として、該観察パターン像がホ
ールパターンの場合には、該ホールパターンの重心から
該ホールパターンの内周部への長さの不揃いを用いるこ
とを特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
7. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 4, wherein, when the observation pattern image is a hole pattern, the hole pattern is determined from the center of gravity of the hole pattern. A scanning type charged particle beam application apparatus characterized by using irregular lengths in a peripheral portion.
【請求項8】 請求項4記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、 該観察パターンの長さを求める手段として、該観察パタ
ーン像上に複数の微小領域を指定する微小領域指定入力
手段と、該複数の微小領域内で、該観察パターン像で定
まる所定方向のパターンエッジ位置を求める第一の演算
手段と、該演算結果から該エッジ位置間の距離を求める
第二の演算手段とを設けたことを特徴とする走査型荷電
粒子線応用装置。
8. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 4, wherein the means for determining the length of the observation pattern includes a minute area designation input means for designating a plurality of minute areas on the observation pattern image. In the plurality of minute regions, a first calculating means for obtaining a pattern edge position in a predetermined direction defined by the observation pattern image and a second calculating means for obtaining a distance between the edge positions from the calculation result are provided. A scanning type charged particle beam application apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項9】 請求項8記載の走査型荷電粒子線応用装
置において、該微小領域指定入力手段は、表示画面上に
カーソルで指定入力させることを特徴とする走査型荷電
粒子線応用装置。
9. A scanning type charged particle beam application apparatus according to claim 8, wherein said minute area designation input means designates and inputs a minute area with a cursor on a display screen.
【請求項10】 請求項4記載の走査型荷電粒子線応用
装置において、 該観察パターンの面積は、該観察パターン像の外周部分
で囲まれる領域の二次元的な大きさであることを特徴と
する走査型荷電粒子線応用装置。
10. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 4, wherein the area of the observation pattern is a two-dimensional size of a region surrounded by an outer peripheral portion of the observation pattern image. Scanning type charged particle beam application equipment.
【請求項11】 請求項3ないし10記載のいずれかの
走査型荷電粒子線応用装置において、 該判断パラメータに基づき該観察パターン像を判断する
とき、該判断パラメータの設定された上限値および下限
値に基づき判断することを特徴とする走査型荷電粒子線
応用装置。
11. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 3, wherein when the observation pattern image is determined based on the determination parameter, an upper limit value and a lower limit value set for the determination parameter. A scanning type charged particle beam application device characterized by making a judgment based on:
【請求項12】 請求項3ないし11記載のいずれかの
走査型荷電粒子線応用装置において、該判断パラメータ
を、ポインテイングデバイスによる選択できることを特
徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
12. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 3, wherein said judgment parameter can be selected by a pointing device.
【請求項13】 加工装置により設計パターンにしたが
い加工された被加工基板上の実パターンに集束荷電粒子
線を照射するためのレンズ系と、被加工基板に該荷電粒
子線を照射することによって該被加工基板上の実パター
ンから発生する二次電子および/もしくは反射電子を捕
獲する検出系と、該検出信号を二次元画像信号に変換処
理する信号処理系と、該二次元画像信号を観察パターン
像として表示する表示系と、メモリ部を具備した走査型
荷電粒子線応用装置であって、 該観察パターン像が表示されている表示系に、参照パタ
ーン像を該観察パターンに基づく該実パターンの判定条
件の像として表示する手段を備えたことを特徴とする走
査型荷電粒子線応用装置。
13. A lens system for irradiating a focused charged particle beam to an actual pattern on a substrate to be processed which has been processed according to a design pattern by a processing apparatus, and irradiating the substrate to be processed with the charged particle beam. A detection system that captures secondary electrons and / or reflected electrons generated from an actual pattern on a substrate to be processed, a signal processing system that converts the detection signal into a two-dimensional image signal, and an observation pattern that converts the two-dimensional image signal into an observation pattern A display system for displaying as an image, and a scanning charged particle beam application device including a memory unit, wherein a display system on which the observation pattern image is displayed includes a reference pattern image of the actual pattern based on the observation pattern. A scanning type charged particle beam application apparatus, comprising: means for displaying a determination condition image.
【請求項14】 加工装置により設計パターンにしたが
い加工された被加工基板上の実パターンに集束荷電粒子
線を照射するためのレンズ系と、該荷電粒子線照射に伴
って該被加工基板上の実パターンから発生する二次電子
および/もしくは反射電子を捕獲する検出系と、該検出
信号を二次元画像信号に変換処理する信号処理系と、該
二次元画像信号を観察パターン像として表示する表示系
と、メモリ部を具備した走査型荷電粒子線応用装置であ
つて、 該観察パターン像の同一表示画面上に、該観察パターン
に基づく前記実パターンの判定条件の像として参照パタ
ーン像を表示させる手段と、該加工装置と該被加工基板
に関する情報が格納されたデータベース部と該入出力部
を接続したネットワークと、該入出力部から該ネットワ
ークを介して該加工装置の情報および該データベース部
から該観察パターン像を評価するための参照パターン像
を受信する受信手段と、該観察パターン像と該参照パタ
ーン像を比較する判断手段と、該判断結果を該入出力部
から該ネットワークを介して該加工装置へ送信する送信
手段とを具備することを特徴とする走査型荷電粒子線応
用装置。
14. A lens system for irradiating a focused charged particle beam to an actual pattern on a substrate to be processed which has been processed according to a design pattern by a processing apparatus, and a lens system for irradiating the charged substrate with the charged particle beam irradiation. A detection system for capturing secondary electrons and / or reflected electrons generated from an actual pattern, a signal processing system for converting the detection signal into a two-dimensional image signal, and a display for displaying the two-dimensional image signal as an observation pattern image A scanning type charged particle beam application device comprising a system and a memory unit, wherein a reference pattern image is displayed on the same display screen of the observation pattern image as an image of the judgment condition of the actual pattern based on the observation pattern. Means, a database unit storing information on the processing apparatus and the substrate to be processed, a network connecting the input / output unit, and a network from the input / output unit via the network. Receiving means for receiving information on the processing apparatus and a reference pattern image for evaluating the observation pattern image from the database unit; determining means for comparing the observation pattern image with the reference pattern image; A transmitting means for transmitting from the input / output unit to the processing apparatus via the network to the processing apparatus.
【請求項15】 請求項13または14記載のいずれか
の走査型荷電粒子線応用装置において、 該判定条件の像として該参照パターン像の代わりに判断
パラメータとして転写忠実度を用い、該転写忠実度は、
前記参照パターン像の外周部分に予め所定の複数の評価
点を規定し、該評価点と前記観察パターン像の外周部分
との最近接距離を求め、該複数の評価点の該最近接距離
の総和を演算し、該演算値と所定値との比とすることを
特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
15. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 13, wherein a transfer fidelity is used as a determination parameter instead of the reference pattern image as the image of the determination condition. Is
A plurality of predetermined evaluation points are defined in advance on the outer peripheral portion of the reference pattern image, a closest distance between the evaluation point and the outer peripheral portion of the observation pattern image is obtained, and a sum of the closest distances of the plurality of evaluation points is obtained. And a ratio between the calculated value and a predetermined value is calculated.
【請求項16】 請求項15記載の走査型荷電粒子線応
用装置において、 該転写忠実度として、該参照パターン像の外周部分と、
該観察パターン像の外周部分で形成される閉領域の面積
の総和を求め、該総和と所定値との比を用いることを特
徴とすることを走査型荷電粒子線応用装置。
16. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 15, wherein the transfer fidelity includes: an outer peripheral portion of the reference pattern image;
A scanning charged particle beam application apparatus, wherein a sum of areas of a closed region formed at an outer peripheral portion of the observation pattern image is obtained, and a ratio of the sum to a predetermined value is used.
【請求項17】 請求項16記載の走査型荷電粒子線応
用装置において、 該閉領域の面積の総和を求める手段として、該参照パタ
ーン像を該観察パターン像に重ね合わせて表示する表示
手段と、該重ね合わせた画面上に複数の微小領域を指定
する微小領域の指定入力手段と、該指定された複数の微
小領域内で該観察パターン像から定まるパターンエッジ
位置と該参照パターン像から定められ辺もしくは点の位
置との差を求める第一の演算手段と、該演算結果で定ま
る該観察パターン像のパターンエッジ位置と該参照パタ
ーン像の辺もしくは点の位置間で囲まれた面積値に対応
する値を求める第二の演算手段とを設けたことを特徴と
する走査型荷電粒子線応用装置。
17. The scanning-type charged particle beam application apparatus according to claim 16, wherein a display means for superimposing and displaying the reference pattern image on the observation pattern image as means for obtaining the total area of the closed area; Means for specifying a plurality of minute regions on the superimposed screen; a pattern edge position determined from the observation pattern image and a side determined from the reference pattern image within the plurality of designated minute regions Alternatively, a first calculating means for obtaining a difference from a position of a point corresponds to an area value surrounded by a pattern edge position of the observation pattern image determined by the calculation result and a position of a side or a point of the reference pattern image. A scanning type charged particle beam application apparatus, comprising: a second calculating means for obtaining a value.
【請求項18】 請求項13ないし17記載のいずれか
の走査型荷電粒子線応用装置において、該参照パターン
像は、該設計パターン値および加工方法から予測される
加工形状であることを特徴とする走査型荷電粒子線応用
装置。
18. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 13, wherein the reference pattern image is a processing shape predicted from the design pattern value and the processing method. Scanning charged particle beam application equipment.
【請求項19】 請求項13ないし17記載の走査型荷
電粒子線応用装置において、該参照パターン像は、該設
計パターン値および加工方法から予測される加工形状で
の該実パターンに対して許容される大小範囲を示したも
のであることを特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
19. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 13, wherein the reference pattern image is allowed for the actual pattern in a processing shape predicted from the design pattern value and the processing method. A scanning type charged particle beam application apparatus characterized in that it shows a large and small range.
【請求項20】 請求項2または14記載のいずれかの
走査型荷電粒子線応用装置において、 該データベース部の格納情報には、該設計パターンのC
ADデータもしくは該実パターン形成のシミュレーショ
ン結果、または該加工装置の加工条件を変更させるプロ
セス条件と加工結果の相関表のいずれかを含む記憶手段
を備えることを特徴とする走査型荷電粒子線応用装置。
20. The scanning-type charged particle beam application apparatus according to claim 2, wherein information stored in the database unit includes a C of the design pattern.
A scanning type charged particle beam application apparatus, comprising: a storage unit including one of AD data, a simulation result of the actual pattern formation, and a correlation table of a processing result and a processing result for changing a processing condition of the processing apparatus. .
【請求項21】 請求項20記載の走査型荷電粒子線応
用装置において、 該記憶手段には、該プロセス条件として少なくともエネ
ルギー線のフォーカス条件もしくは照射量またはレジス
ト処理のベーク温度および時間、引き置き時間またはエ
ネルギー線照射での近接効果パラメータのいずれかを記
憶するようにしたことを特徴とする走査型荷電粒子線応
用装置。
21. The scanning type charged particle beam application apparatus according to claim 20, wherein the storage means includes at least a focus condition or an irradiation amount of an energy beam, a bake temperature and a time of a resist process, and a holding time as the process condition. Alternatively, a scanning type charged particle beam application apparatus characterized in that any one of proximity effect parameters in energy beam irradiation is stored.
【請求項22】 請求項1ないし21もしくは記載のい
ずれかの走査型荷電粒子線応用装置において、 該加工装置は、電磁波もしくは荷電粒子線のいずれかを
照射するエネルギー線照射装置であることを特徴とする
走査型荷電粒子線応用装置。
22. The scanning charged particle beam application apparatus according to claim 1, wherein the processing device is an energy beam irradiation device that irradiates either an electromagnetic wave or a charged particle beam. Scanning charged particle beam application equipment.
【請求項23】 請求項2ないし12もしく14ないし
22記載のいずれかの走査型荷電粒子線応用装置におい
て、 該判断手段で、不良箇所とされた位置を表示系の画面上
に明示するようにしたことを特徴とする走査型荷電粒子
線応用装置。
23. The scanning-type charged particle beam application device according to claim 2, wherein the position determined to be defective is clearly displayed on a screen of a display system by the determination means. A scanning type charged particle beam application device, characterized in that:
【請求項24】 請求項3ないし12または15ないし
22記載のいずれかの走査型荷電粒子線応用装置におい
て、該観察パターン像が複数の場合には、該判断パラメ
ータを該複数の観察パターン像の相互間の距離、もしく
は該複数の観察パターン像の面積の分布、または該複数
の観察パターン像の形状のいずれかを用いることを特徴
とする走査型荷電粒子線応用装置。
24. In the scanning charged particle beam application apparatus according to any one of claims 3 to 12 or 15 to 22, when a plurality of observation pattern images are provided, the judgment parameter is set to the plurality of observation pattern images. A scanning type charged particle beam application apparatus using any one of a distance between each other, an area distribution of the plurality of observation pattern images, and a shape of the plurality of observation pattern images.
【請求項25】 レンズ系により、加工装置により設計
パターンにしたがい加工された被加工基板上の実パター
ンに集束荷電粒子線を照射し、検出系により該荷電粒子
線照射に伴って該被加工基板上の実パターンから発生す
る二次電子および/もしくは反射電子を捕獲し、信号処
理系により該検出信号を二次元画像信号に変換処理し、
表示系により該二次元画像信号を観察パターン像として
表示する走査型荷電粒子線応用装置を用いる顕微方法で
あつて、 該観察パターン像の同一表示画面上に判定条件の像を表
示させ、該加工装置と該被加工基板に関する情報が格納
されたデータベース部と該入出力部とをネットワークで
接続し、該入出力部から該ネットワークを介して該加工
装置の情報および該データベース部から該観察パターン
像に基づき該実パターンを評価するための判定条件の像
を受信し、該判定条件の像に基づき該観察パターン像を
判断し、該判断結果を該入出力部から該ネットワークを
介して該加工装置へ送信することを特徴とする走査型荷
電粒子線応用装置を用いることを特徴とする顕微方法。
25. A lens system for irradiating a focused charged particle beam on a real pattern on a processed substrate processed according to a design pattern by a processing apparatus, and a detecting system for irradiating the processed substrate with the charged particle beam irradiation. Capturing secondary electrons and / or reflected electrons generated from the actual pattern above, converting the detection signal into a two-dimensional image signal by a signal processing system,
A microscopic method using a scanning type charged particle beam application device for displaying the two-dimensional image signal as an observation pattern image by a display system, wherein an image of a judgment condition is displayed on the same display screen of the observation pattern image, and the processing is performed. A database unit storing information on the apparatus and the substrate to be processed and the input / output unit are connected via a network, and the information on the processing apparatus and the observation pattern image from the database unit are transmitted from the input / output unit via the network. Receiving an image of a determination condition for evaluating the actual pattern based on the image, determining the observation pattern image based on the image of the determination condition, and transmitting the determination result from the input / output unit via the network to the processing apparatus. A microscopic method characterized by using a scanning charged particle beam application device characterized by transmitting to a scanning electron beam.
【請求項26】 請求項25記載の顕微方法において、 該判定条件の像として、参照パターン像を用いることを
特徴とする顕微方法。
26. The microscopic method according to claim 25, wherein a reference pattern image is used as the image of the determination condition.
【請求項27】 半導体基板上に所望のパターンを複数
の加工装置により加工し、請求項1ないし24記載のい
ずれかの走査型荷電粒子線応用装置で検査し、半導体装
置を形成する半導体装置製造方法であつて、 該加工装置を動作させる情報を該入出部からネットワー
クを介して自動的に受信する工程と、該加工装置で加工
されたのち、該半導体基板上の実パターンを該走査型荷
電粒子顕微鏡で観察し、観察パターン像として該表示系
の画面に表示させ、且つ該メモリ部の設計パターンに基
づく判定条件の像を該観察パターン像と同一画面に表示
させる工程と、該加工された半導体基板に関する情報を
格納したデータベース部から該観察パターン像を診断す
る判定条件の像を該入出部から受信する工程と、該観察
パターン像と該判定条件の像とを対応させて該判断手段
で判断する判断工程と、該判断結果を該入出部から該加
工装置にネットワークを介して自動的に転送する工程
と、該判断結果に基づき該加工装置を動作させるプロセ
ス条件を変化させる工程とを含むことを特徴とする半導
体装置製造方法。
27. A semiconductor device manufacturing method wherein a desired pattern is processed on a semiconductor substrate by a plurality of processing devices, and inspected by a scanning charged particle beam application device according to any one of claims 1 to 24 to form a semiconductor device. A method of automatically receiving information for operating the processing apparatus from the input / output unit via a network, and a method of processing the actual pattern on the semiconductor substrate after processing by the processing apparatus. Observing with a particle microscope, displaying as an observed pattern image on the screen of the display system, and displaying an image of a determination condition based on the design pattern of the memory unit on the same screen as the observed pattern image, and Receiving, from the input / output unit, an image of a judgment condition for diagnosing the observation pattern image from a database unit storing information on the semiconductor substrate; A step of automatically transferring the determination result from the input / output unit to the processing apparatus via a network, and a step of operating the processing apparatus based on the determination result. And a step of changing conditions.
【請求項28】 請求項27記載の半導体装置製造方法
において、 複数の加工装置と、該走査型荷電粒子線応用装置を搬送
機構により連結し、該半導体基板を該第一の加工装置か
ら、該走査型荷電粒子線応用装置で構成する検査装置へ
搬送し、該検査装置での検査終了後、該走査型荷電粒子
線応用装置で構成する検査装置から該第二の加工装置へ
自動搬送することを特徴とする半導体装置製造方法。
28. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 27, wherein the plurality of processing devices and the scanning charged particle beam application device are connected by a transport mechanism, and the semiconductor substrate is separated from the first processing device by the first processing device. Conveying to the inspection device composed of the scanning charged particle beam application device, and after the inspection by the inspection device is completed, automatically transporting from the inspection device composed of the scanning charged particle beam application device to the second processing device. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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