JP2011119085A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置制御機能を用いて電子光学系を検査対象の正焦点位置に移動させ、画像を取得し、画像処理機能を用いて前記検査対象のパターン検索を行う荷電粒子線装置であって、前記装置制御機能を用いて移動した前記検査対象の座標と、前記画像処理機能を用いて特定した前記検査対象の座標との差分値を求める差分値算出部と、前記検査対象における前記差分値のばらつきから前記荷電粒子線装置の性能状態を読み取る差分値分析部と、前記差分分析部の結果に基づき、所定の場合には使用者に警告を行う警告発生部と、を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【選択図】図1
Description
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。
図1は、本発明の実施形態に係る半導体用荷電粒子線装置の概略構成を表す図である。
荷電粒子線装置は、電子光学系101、低倍率での観察に用いる光学顕微鏡102、ウェーハ108の持ち込み帯電電位を計測するための帯電計測器104、帯電計測器104を取り除くための除電装置106、電子光学系101とウェーハ108までの高さ方向の距離を精密に計測するためのZセンサーなどを用いた試料高さ計測器105、を試料室107に備える。高真空に保たれた試料室107内部には、試料となるウェーハ108を目的の観察位置まで移載するためのステージ109が設置され、ステージの位置を計測するためのリニアスケールなどを用いたステージ位置計測器103が、ステージの動作軸に対して設置されている。
本実施形態では、半導体製造プロセスで用いられる荷電粒子線装置が、標準的に搭載している装置制御機能と画像処理機能のそれぞれを用いて算出した、電子光学系への制御量の差分値を追跡することによって、荷電粒子線装置の性能状態を客観的に判断する。
荷電粒子線装置で頻繁に行われる画像処理機能の一つにパターン検出機能がある。この機能は予め与えられたパターン画像が、観察画像中のどこにあるかを検索して、その位置を特定する機能であり、検査対象となる半導体パターンなどの位置を検出するために用いるものである。
上述(図5)のように、時間方向にウェーハ座標の差分値を収集することで、単純に試料高さ計測器105か帯電計測器104のどちらか、もしくは両方が性能劣化を始めたことを認識することができ、非常に有効である。
まず、特徴箇所決定部1502が、差分値703上で特徴箇所901を決定する(S1401)。決定方法はいくつかの統計的処理を適用することが出来るが、単純には平均値に対して予め設定した閾値を超える差分値703を特徴箇所901とする(S1402)。もしくはもっと正確にスミルノフ・グラブス検定のような手法を用いて、外れ値を決定する方法を採用しても良い。特徴箇所決定部1502は、差分値703が閾値を超えない場合は、次の特徴箇所を決定する(S1404)。
半導体製造プロセスおよび荷電粒子線装置の性能状態の維持方法は、装置単体で行うのではなく、半導体製造プロセスごとに、検査ライン内の複数台の装置について統合的に行うことで、装置間の格差、もしくは半導体製造プロセスの変動を効率的に管理することができる。
本発明による荷電粒子線装置は、装置制御機能を用いて移動した前記半導体ウェーハ上の座標と、画像処理機能を用いて特定した前記半導体ウェーハ上の座標との差分値を求め、半導体ウェーハ上における差分値のばらつきから荷電粒子線装置の性能状態を読み取り、所定の場合には使用者に警告を行う。この処理により、使用者は、荷電粒子線装置の性能状態を高度に調整された状態に維持し続けることができ、半導体製造プロセスの変動に起因した試料の不良を直ちに発見することができる。
102・・・光学顕微鏡
103・・・ステージ位置計測器
104・・・帯電計測機器
105・・・試料高さ計測器
106・・・除電装置
107・・・試料室
108・・・試料(ウェーハ)
109・・・ステージ
110・・・ホストコンピュータ
111・・・記憶装置
112・・・制御コンピュータ
113・・・制御回路
114・・・処理手順パラメータ(レシピ)
115・・・調整データパラメータ
116・・・画像データ
501・・・パターン検出限界
601・・・マハラノビス汎距離
701・・・電位的な高さによるレンズの制御量
702・・・物理的な高さによるレンズの制御量
703・・・画像処理機能で決定した正焦点に対応するレンズの制御量との差分値
901・・・特徴箇所
1101・・・出現比率描画
1102・・・成長線
1103・・・閾値
1104・・・現在
1105・・・絶対調整必要時期
1201・・・データサーバコンピュータ
1202・・・画面表示例
1203・・・ネットワーク接続
1204・・・荷電粒子線装置
1205・・・差分データ
Claims (7)
- 装置制御機能を用いて電子光学系を検査対象の正焦点位置に移動させ、画像を取得し、画像処理機能を用いて前記検査対象のパターン検索を行う荷電粒子線装置であって、
前記装置制御機能を用いて移動した前記検査対象の座標と、前記画像処理機能を用いて特定した前記検査対象の座標との差分値を求める差分値算出部と、
前記検査対象における前記差分値のばらつきから前記荷電粒子線装置の性能状態を読み取る差分値分析部と、
前記差分分析部の結果に基づき、所定の場合には使用者に警告を行う警告発生部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 前記警告発生部は、前記差分値のばらつきが、前記画像処理機能で画像補正処理を行うことができる限界領域内を超える場合、使用者に対し早急に装置調整を促す警告を自動的に発行することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線装置。
- 前記警告発生部は、前記差分値のばらつきの重心移動の傾向および速度を時間方向に追跡することで、前記差分値のばらつきの重心が、前記画像処理機能で画像補正処理を行うことができる限界領域内を超える時期を予想し、使用者に対し前記荷電粒子線装置の絶対調整の執行猶予があとどのくらい残されているのかを示す警告を自動的に発行することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線装置。
- 前記警告発生部は、前記差分値のばらつきの重心移動の傾向および速度を時間方向に追跡することで、所定のタイミングをさかいに、前記差分値のばらつきの集合とは異なる集合を示す場合、使用者に対して、環境変化または半導体製造プロセスが適正なものであるか否かの判断を促す警告を自動的に発行することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子線装置。
- 装置制御機能を用いて電子光学系を検査対象の正焦点位置に移動させ、画像処理機能を用いて正焦点画像を取得する荷電粒子線装置であって、
前記装置制御機能を用いて物理的な高さおよび電位的な高さから決定したレンズの制御量と、前記画像処理機能を用いて正焦点画像から決定したレンズの制御量との差分値を求める差分値算出部と、
前記検査対象において前記差分値が所定値以上となる特徴箇所を決定する特徴箇所決定部と、
該特徴箇所における前記物理的な高さおよび電位的な高さから決定したレンズの制御量を計測する高さ計測部と、
前記物理的な高さ又は電位的な高さから決定したレンズの制御量が所定範囲外である場合は、エラー発生回数として計数するエラー発生カウント部と、
前記エラー発生回数の出現累積回数又は出現比率を用いて、前記荷電粒子線装置の絶対調整が必要な時期を予測し、使用者に警告を行う警告発生部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 複数の荷電粒子線装置と、データサーバコンピュータと、該データサーバコンピュータが備えるデータベースシステムと、前記複数の荷電粒子線装置と前記データサーバコンピュータとを接続するネットワーク接続と、を備え、
前記複数の荷電粒子線装置の少なくとも1つは、請求項1又は5記載の荷電粒子線装置であり、
前記請求項1又は5記載の荷電粒子線装置が算出した前記装置制御機能と前記画像処理機能の差分値が前記ネットワーク接続を経由して前記データサーバコンピュータに自動的に伝送され、
該伝送された差分値は前記データベースシステムに保管されることを特徴とするシステム。 - コンピュータを、請求項1又は5に記載の荷電粒子線装置として機能させるためのプログラム。
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