JP2012114021A - Circuit pattern evaluation method, and system for the same - Google Patents

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Chie Shishido
千絵 宍戸
Hideo Sakai
英雄 栄井
Yutaka Hojo
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve throughput without deterioration of evaluation performance of a scanning charged-particle microscope.SOLUTION: A method of evaluating shapes of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged-particle microscope, includes: acquiring an image including a plurality of evaluation patterns by performing image capturing on a semiconductor wafer which is formed such that the plurality of evaluation patterns are contained within one field of view of the scanning charged-particle microscope using the scanning charged-particle microscope; adjusting image quality of the image by controlling the scanning charged-particle microscope using a pattern different from the plurality of evaluation patterns contained within the field of view of the scanning charged-particle microscope in the acquired image containing the plurality of evaluation patterns; sequentially acquiring images of the plurality of evaluation patterns within the field of view containing the plurality of evaluation patterns due to image shift by controlling the scanning charged-particle microscope for which the image quality is adjusted; and evaluating the shapes of the plurality of circuit patterns using the images of the plurality of evaluation patterns which are sequentially acquired due to the image shift.

Description

本発明は、半導体デバイス回路パターンのレイアウト設計、ならびに半導体ウェハなどの試料上に作成した前記回路パターンを走査荷電粒子顕微鏡により撮像・評価する回路パターン評価方法及びそのシステムに関する。   The present invention relates to a layout design of a semiconductor device circuit pattern, and a circuit pattern evaluation method and system for imaging and evaluating the circuit pattern created on a sample such as a semiconductor wafer with a scanning charged particle microscope.

半導体ウェハに回路パターンを形成する方法として、半導体ウェハ上にレジストと呼ばれる塗布材を塗布し、レジストの上に回路パターンの露光用マスク(レチクル)を重ねてその上から可視光線、紫外線あるいは電子ビームを照射し、レジストを感光(露光)して現像することによって半導体ウェハ上にレジストによる回路パターンを形成し、このレジストの回路パターンをマスクとして半導体ウェハをエッチング加工することにより回路パターンを形成する方法等が採用されている。   As a method for forming a circuit pattern on a semiconductor wafer, a coating material called a resist is applied on the semiconductor wafer, and an exposure mask (reticle) for the circuit pattern is overlaid on the resist, and then visible light, ultraviolet light, or an electron beam is applied thereon. A circuit pattern is formed on a semiconductor wafer by irradiating the resist, exposing the resist to light (exposure) and developing, and etching the semiconductor wafer using the resist circuit pattern as a mask. Etc. are adopted.

近年、半導体デバイスの高速化・高集積化のニーズに応えるため、光近接効果補正(Optical Proximity Correction:OPC)、露光光源・マスク同時最適化(Source Mask Optimization:SMO)に代表される超解像度露光技術が導入され、マスクパターンの複雑化が進んでいる。特にSMOでは計算機による最適化が必須であり、計算機リソグラフィ(Computational Lithography)と呼ばれている。   In recent years, in order to meet the needs for higher speed and higher integration of semiconductor devices, optical resolution exposure (Optical Proximity Correction: OPC) and super-resolution exposure represented by exposure light source / mask simultaneous optimization (Source Mask Optimization: SMO) With the introduction of technology, mask patterns are becoming more complex. In particular, in SMO, optimization by a computer is essential, and this is called computer lithography (Computational Lithography).

半導体デバイスの設計・製造においては、回路パターン形状を評価し、評価結果を設計や製造プロセスへフィードバックする必要がある。パターンの形状評価には、走査荷電粒子顕微鏡の一つである測長用の走査電子顕微鏡(Critical Dimension Scanning Electron Microscope:CD−SEM)が広く用いられている。   In designing and manufacturing a semiconductor device, it is necessary to evaluate the circuit pattern shape and feed back the evaluation result to the design or manufacturing process. For pattern evaluation, a critical dimension scanning electron microscope (CD-SEM), which is one of scanning charged particle microscopes, is widely used.

CD−SEMは評価パターンのSEM画像を取得して、パターンをサブナノメートルオーダで測長する装置である。SEM画像を用いたパターン形状の評価方法として、(1)いわゆるCD値と呼ばれるラインパターン幅やコンタクトホール径等の寸法を計測する方法、(2)例えば特許文献1(特許第4158384号公報)に開示されたパターン形状と相関の高い画像特徴量を計算する方法、(3)例えば特許文献2(特許第4154374号公報)に開示されたパターンの二次元的な輪郭線を検出する方法等がある。
このような評価を高精度に行うためには、CD−SEMを用いて高倍率・高精細なSEM画像を取得する必要がある。すなわち、ウェハ上の任意の評価パターンに数十万倍の倍率で視野を合わせ、かつ照射する収束電子ビームのフォーカス位置をウェハ表面に調整することが求められる。これらの視野移動、画質調整を含む撮像シーケンスは撮像レシピと呼ばれるファイルを用いて指定する。一度、撮像レシピを作成すると、CD−SEMはオペレータが特に操作しなくても同種のウェハを自動撮像することができる。特許文献3(特開2007−250528号公報)には、前記撮像レシピの自動生成方法が開示されている。
The CD-SEM is a device that acquires an SEM image of an evaluation pattern and measures the pattern in the sub-nanometer order. As a pattern shape evaluation method using an SEM image, (1) a method of measuring dimensions such as a so-called CD value, such as a line pattern width and a contact hole diameter, (2) for example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 4158384) There are a method for calculating an image feature amount having a high correlation with the disclosed pattern shape, and (3) a method for detecting a two-dimensional contour line of a pattern disclosed in, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent No. 4154374). .
In order to perform such evaluation with high accuracy, it is necessary to acquire a high-magnification and high-definition SEM image using a CD-SEM. That is, it is required to align the field of view with an arbitrary evaluation pattern on the wafer at a magnification of several hundred thousand times and adjust the focus position of the converged electron beam to be irradiated on the wafer surface. An imaging sequence including these visual field movement and image quality adjustment is specified using a file called an imaging recipe. Once an imaging recipe is created, the CD-SEM can automatically image the same type of wafer without any special operation by the operator. Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-250528) discloses a method for automatically generating the imaging recipe.

CD−SEMによる評価ニーズの高いパターンとしては主に次の(a)〜(d)が挙げられ、特に(a)〜(c)においては評価パターン数が数千点に及ぶこともある。   The following patterns (a) to (d) are mainly given as patterns with high evaluation needs by CD-SEM, and in particular (a) to (c), the number of evaluation patterns may reach several thousand.

(a)EDA(Electronic Design Automation)ツール等に搭載された露光・現像シミュレーションにより出力されるホットスポットと呼ばれるデバイス不良が発生しやすい危険箇所のパターン。
(b)露光・エッチング装置の条件出しのためのテストパターンあるいは実際の量産パターン。
(c)計算機リソグラフィ等において、シミュレーションによる予想形状と実パターン形状とのキャリブレーションのためのテストパターンあるいは実際の量産パターン。
(d)デバイス量産時におけるプロセスモニタリングのため、プロセスの変動を検知し易いパターン。
(A) A pattern of a dangerous spot that is likely to cause a device failure called a hot spot output by an exposure / development simulation mounted on an EDA (Electronic Design Automation) tool or the like.
(B) A test pattern or actual mass production pattern for determining the conditions of the exposure / etching apparatus.
(C) In computer lithography or the like, a test pattern or an actual mass production pattern for calibrating an expected shape by simulation and an actual pattern shape.
(D) A pattern that makes it easy to detect process variations for process monitoring during device mass production.

特許第4158384号Japanese Patent No. 4158384 特許第4154374号Japanese Patent No. 4154374 特開2007−250528号JP 2007-250528 A 特開2000−348658号JP 2000-348658 A 特開2002−328015号JP 2002-328015 A

前述の通り、半導体デバイスの高速化・高集積化のニーズに対応して、回路パターンの微細化・高密度化が進んでいる。これに伴うマスクパターンの複雑化は転写されるパターン形状のシミュレーション予測を困難にし、特にデバイス開発時における評価パターン点数を飛躍的に増加させた。更に、民生機器の短命化によって半導体デバイスの多品種少量生産の傾向が強くなり、生産立ち上げの効率化が求められている。本発明の目的は、上記した要求に応えるために、評価性能を低下させることなく、走査荷電粒子顕微鏡の高スループット化を図ることが可能な走査荷電粒子顕微鏡の特性に基づく回路パターン評価方法及びそのシステムを提供することにある。   As described above, miniaturization and high density of circuit patterns are progressing in response to needs for higher speed and higher integration of semiconductor devices. The complication of the mask pattern has made it difficult to predict the simulation of the pattern shape to be transferred. In particular, the number of evaluation patterns during device development has been dramatically increased. Furthermore, the trend toward short-term production of consumer equipment has increased the tendency for low-volume production of various types of semiconductor devices, and there is a need for efficient production start-up. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to meet the above-mentioned demands, and to provide a circuit pattern evaluation method based on the characteristics of a scanning charged particle microscope capable of increasing the throughput of the scanning charged particle microscope without degrading the evaluation performance and its To provide a system.

上記した目的を達成するために、本発明では、以下の特徴を有する走査荷電粒子顕微鏡の特性に基づく回路パターン評価方法及びそのシステムとした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a circuit pattern evaluation method and system based on the characteristics of a scanning charged particle microscope having the following characteristics.

(1)走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを決定する評価パターン群決定ステップと、前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、前記評価パターン決定ステップにおいて決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのうち少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフト可動範囲内に含まれるように前記決定された評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップと、該レイアウト決定ステップでレイアウトが決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのうちの前記距離が前記イメージシフト可動範囲内に含まれるようにレイアウトを決定された前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の視野移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、該撮像レシピ生成ステップで撮像レシピに登録された前記撮像シーケンスに基づき前記評価パターン群決定ステップにおいて決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを撮像するステップと、該撮像するステップで撮像して得られた画像を用いて前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンの形状を評価するステップとを有することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (1) A method for acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images, the scanning charged particles An evaluation pattern group determination step for determining a plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using a microscope, an image shift movable range input step for inputting a movable range in an image shift in the scanning charged particle microscope, and the evaluation pattern A distance between at least two of the plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern determined in the determination step is included in the image shift movable range input in the image shift movable range input step. A plurality of circuits to be imaged as the determined evaluation pattern A layout determining step for determining a layout of the turn, and a layout so that the distance among the plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern for which the layout is determined in the layout determining step is included in the image shift movable range An imaging recipe generating step for registering an imaging sequence for performing visual field movement between the at least two or more evaluation patterns determined by image shift in an imaging recipe, and the imaging sequence registered in the imaging recipe in the imaging recipe generating step Imaging a plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step, and imaging as the evaluation pattern using an image captured in the imaging step Multiple circuit patterns A circuit pattern evaluation method characterized by a step of evaluating the shape.

本方法について補足する。まず、前記イメージシフトとは、ステージの移動を伴わず荷電粒子光学系によって照射する荷電粒子線を偏向し、前記荷電粒子線の試料への照射位置を変更することによって撮像位置を変更することである。他の撮像位置の変更手段としては、半導体ウェハ等の試料を載せたステージを移動させるステージシフトが挙げられるが、ステージシフトはイメージシフトに対し、一般に可動範囲は広いものの、撮像位置の位置決め精度は低いという性質がある。そのため、ステージシフト後は移動誤差を検出するためのアドレッシングを行い、評価パターンへの移動は前記移動誤差を打ち消すようにイメージシフトにより行われる。また、ステージシフト後はオートフォーカス等の画質調整処理を行うことが多い。すなわち、アドレッシング等の処理を含むステージシフトは、イメージシフトに対して多くの処理時間を要することになる。   It supplements about this method. First, the image shift means that the charged particle beam irradiated by the charged particle optical system is deflected without moving the stage, and the imaging position is changed by changing the irradiation position of the charged particle beam to the sample. is there. As another means for changing the imaging position, there is a stage shift for moving a stage on which a sample such as a semiconductor wafer is mounted. Although the stage shift generally has a wider movable range than the image shift, the positioning accuracy of the imaging position is It has the property of being low. Therefore, after the stage shift, addressing for detecting a movement error is performed, and the movement to the evaluation pattern is performed by image shift so as to cancel the movement error. Also, image quality adjustment processing such as autofocus is often performed after stage shifting. That is, the stage shift including processing such as addressing requires much processing time for the image shift.

この点に着目し、本発明はイメージシフト可動範囲を入力し、前記イメージシフト可動範囲内に多くの評価パターンが含まれるように回路パターンのレイアウトを最適化する。撮像時においてイメージシフトによる評価パターン間の視野移動回数を増やし、走査荷電粒子顕微鏡の高スループット化を実現する。   Focusing on this point, the present invention inputs an image shift movable range and optimizes the layout of the circuit pattern so that many evaluation patterns are included in the image shift movable range. The number of times of visual field movement between evaluation patterns by image shift during imaging is increased, and high throughput of the scanning charged particle microscope is realized.

イメージシフト可動範囲内に存在する評価パターン間はイメージシフトにより視野移動するが、イメージシフト可動範囲外の評価パターンへ視野移動する際は一旦ステージシフトを行うことになる。一連の撮像シーケンスにおいてステージシフトを挿まず連続してイメージシフトで視野移動する評価パターン群をイメージシフトグループ(ISグループ)と呼ぶ。すなわち、属するISグループが異なる評価パターン間の移動はステージシフトを伴う。   Although the visual field is moved by the image shift between the evaluation patterns existing in the image shift movable range, the stage shift is once performed when the visual field is moved to the evaluation pattern outside the image shift movable range. An evaluation pattern group in which a visual field is moved by image shift without inserting a stage shift in a series of imaging sequences is called an image shift group (IS group). That is, movement between evaluation patterns belonging to different IS groups is accompanied by a stage shift.

(2)前記項目(1)のレイアウトはパターン形状評価用に作成されたテストパターンであることを特徴とする回路パターン撮像・評価方法とする。また、複数の評価パターンは、前記半導体ウェハ上に格子状に配置されていることを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (2) The circuit pattern imaging / evaluation method is characterized in that the layout of the item (1) is a test pattern created for pattern shape evaluation. Further, the circuit pattern evaluation method is characterized in that the plurality of evaluation patterns are arranged in a lattice pattern on the semiconductor wafer.

上記項目(1)は任意のレイアウトに対して適用可能な方法であるが、前記テストパターンはロジックパターン等と比較してレイアウト変更の自由度が高く、本発明の効果が特に期待できる。また、前記評価パターンが格子状に配置されたレイアウトは、同様にレイアウト変更の自由度が高く、かつレイアウト変更が比較的容易であるという利点がある。   The above item (1) is a method applicable to an arbitrary layout, but the test pattern has a higher degree of freedom in changing the layout as compared with a logic pattern or the like, and the effect of the present invention can be particularly expected. In addition, the layout in which the evaluation patterns are arranged in a grid has the advantage that the degree of freedom of layout change is high and the layout change is relatively easy.

(3)前記項目(1)のレイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記走査荷電粒子顕微鏡のイメージシフト可動範囲内になるように、前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離を決定することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (3) The layout in the layout determining step of item (1) is determined in such a way that the distance between at least two or more evaluation patterns is within the image shift movable range of the scanning charged particle microscope. The circuit pattern evaluation method is characterized in that the distance between the evaluation patterns is determined.

前述の通り、ISグループ内に多くの評価パターンが含まれる程、高スループット化が可能となる。ISグループ内に多くの評価パターンを含めるためには、評価パターン間の距離を縮め、評価パターンを密集させることが有効である。   As described above, the higher the throughput, the more evaluation patterns are included in the IS group. In order to include many evaluation patterns in the IS group, it is effective to reduce the distance between the evaluation patterns and to concentrate the evaluation patterns.

しかしながら、大きく2つの評価パターン間の距離を縮めた際、前記2つの評価パターン間に存在するパターンが干渉する場合がある。このような場合、評価パターンを中心にある範囲でパターンをトリミングし(2つの評価パターン間に存在するパターンを除去し)、パターンの干渉を避けることを特徴とする。ただし、露光工程における光近接効果(Optical Proximity Effect:OPE)によって、パターンの形成は前記パターンの周囲に存在するパターンからの影響を受ける可能性がある。そのため、評価パターンの撮像視野外に存在するパターンであっても、不用意に除去することは危険である。そこで、OPEの及ぶ範囲を入力し、前記OPEの及ぶ範囲を基にパターンの除去範囲(あるいは評価パターン間の短縮距離)に制約を設けることを特徴とする。   However, when the distance between the two evaluation patterns is largely shortened, a pattern existing between the two evaluation patterns may interfere. In such a case, the pattern is trimmed within a range centered on the evaluation pattern (a pattern existing between two evaluation patterns is removed) to avoid pattern interference. However, pattern formation may be affected by patterns existing around the pattern due to an optical proximity effect (OPE) in the exposure process. Therefore, it is dangerous to inadvertently remove even a pattern that exists outside the imaging field of the evaluation pattern. Therefore, the range covered by the OPE is input, and the pattern removal range (or the shortened distance between the evaluation patterns) is limited based on the range covered by the OPE.

(4)前記項目(1)のレイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像する際の荷電粒子の走査方向が、イメージシフト可動範囲内に存在する少なくとも二つ以上の評価パターンにおいて同一方向となるように決定することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (4) The layout determination in the layout determination step of the item (1) includes at least two or more charged particle scanning directions in the image shift movable range when imaging using the scanning charged particle microscope. A circuit pattern evaluation method is characterized in that the evaluation pattern is determined so as to be in the same direction.

すなわち、ISグループ内において荷電粒子の走査方向が同一である程、走査方向の変更回数を低減することができる。   That is, the number of changes in the scanning direction can be reduced as the charged particle scanning direction is the same in the IS group.

(5)前記項目(3)で述べた評価パターンが格子状に配置されたレイアウトを対象とする場合、前記項目(1)のレイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、評価パターンの行数と列数を、イメージシフトによってそれぞれ行方向と列方向に撮像可能な評価パターン数の倍数に近くなるように決定することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (5) When the evaluation pattern described in item (3) is targeted for a layout in which the evaluation pattern is arranged in a grid pattern, the layout determination in the layout determination step of item (1) is performed by determining the number of rows and columns of the evaluation pattern. Is determined so as to be close to a multiple of the number of evaluation patterns that can be imaged in the row direction and the column direction by image shift, respectively.

すなわち、理想的な配置として、評価パターンの行数および列数がイメージシフトによって可能な評価パターン数の倍数であり、かつ格子間の間隔が等しければ、全てのISグループに含まれる評価パターン数が最大になる。一方、倍数でなければ一部のISグループに含まれる評価パターン数は少なくなり、評価パターン数に対するステージシフト回数は相対的に増えることになる。そこで前述の通り、なるべく倍数に近くなるようにレイアウトを決定することで高スループット化を図る。   That is, as an ideal arrangement, if the number of rows and the number of columns of the evaluation pattern is a multiple of the number of evaluation patterns that can be obtained by image shift and the intervals between the lattices are equal, the number of evaluation patterns included in all IS groups is Become the maximum. On the other hand, if it is not a multiple, the number of evaluation patterns included in some IS groups decreases, and the number of stage shifts relative to the number of evaluation patterns increases relatively. Therefore, as described above, the layout is determined so as to be as close to a multiple as possible to achieve high throughput.

(6)前記項目(1)のレイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、評価パターンのサンプリング方法を基に、イメージシフト可動範囲内に存在するサンプリング後の評価パターン数が多くなるように決定することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (6) The layout determination in the layout determination step of item (1) is based on the evaluation pattern sampling method so that the number of evaluation patterns after sampling existing in the image shift movable range is increased. A characteristic circuit pattern evaluation method is provided.

評価パターン数が多い場合、サンプリングにより実際に走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像する評価パターン数を減らす場合がある。また、様々な評価パターンを作成しておき、用途に応じてサンプリングする場合もある。予めどの評価パターンがサンプリングされるか既知であれば、サンプリング後の評価パターンが密集して分布するようにレイアウトを最適化することができる。しかしながら、同一のレイアウトであっても目的や許容される評価時間の違いに応じて、サンプリングの仕方(サンプリングプラン)が異なる場合がある。このようなサンプリングプランの違いに対して、常に良好なスループットを実現するため、想定されるサンプリングプランのバリエーションを基に、前記サンプリングプランのバリエーションに対してISグループに含まれるサンプリング後の評価パターン数がなるべく少なくならないようにレイアウトを決定する。   When the number of evaluation patterns is large, the number of evaluation patterns actually captured using a scanning charged particle microscope may be reduced by sampling. In addition, various evaluation patterns may be created and sampled depending on the application. If known or previously which evaluation patterns are sampled, it is possible to optimize the layout to evaluate pattern after sampling distributed densely. However, even in the same layout, the sampling method (sampling plan) may be different depending on the purpose and the difference in allowable evaluation time. In order to always achieve good throughput against such sampling plan differences, the number of evaluation patterns after sampling included in the IS group for the sampling plan variations based on the assumed sampling plan variations Determine the layout so that there is as little as possible.

(7)走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、該複数の回路パターンのうち少なくとも二つ以上の回路パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップと、前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフト可動範囲内の存在する前記少なくとも二つ以上の回路パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、該撮像レシピ生成ステップで登録した前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する評価パターン撮像ステップと、該評価パターン撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの計上を評価するステップとを有することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (7) A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope, and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images, the scanning charged particles An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in a microscope, and a plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns using the scanning charged particle microscope, at least two of the plurality of circuit patterns An evaluation pattern group determining step for determining the distance between the circuit patterns to be within the input image shift movable range, and the at least two existing image shift movable ranges input in the image shift movable range input step. Imaging sequence that moves between two or more circuit patterns by image shift An imaging recipe generation step for registering the image in the imaging recipe, an evaluation pattern imaging step for imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determination step based on the imaging recipe registered in the imaging recipe generation step, and the evaluation pattern imaging step And a step of evaluating the evaluation pattern count using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in (1).

本方法について補足する。高スループット化のためには前記イメージシフト可動範囲内に多くの評価パターンを含ませる必要がある。そのため、評価パターンの決定においては、多くの評価パターンが含まれるISグループが多く設定できるように決定する。背景技術で述べた通り、従来、評価パターンの決定は、(a)ホットスポットと呼ばれるデバイス不良が発生しやすい危険箇所であるか、(b)露光・エッチング装置の条件出しに適したパターンであるか、(b)シミュレーションによる予想形状と実パターン形状とのキャリブレーションのために適したパターンであるか、(d)プロセスの変動を検知し易いパターンであるか、等の判断基準、更に欠陥のバリエーション、面内分布等も考慮して決定されている。そのため、評価パターンの決定は、本発明における評価パターンがイメージシフト可動範囲に含まれるかというスループットに関する判断基準だけではなく、従来の判断基準も考慮しながら決定する多目的最適化問題であることを特徴とする。   It supplements about this method. In order to achieve high throughput, it is necessary to include many evaluation patterns within the image shift movable range. Therefore, in determining the evaluation pattern, it is determined so that many IS groups including many evaluation patterns can be set. As described in the background art, conventionally, the determination of the evaluation pattern is (a) a dangerous spot called a hot spot where a device failure is likely to occur, or (b) a pattern suitable for determining the conditions of the exposure / etching apparatus. (B) Judgment criteria such as whether the pattern is suitable for calibration between the predicted shape by simulation and the actual pattern shape, (d) whether the pattern is easy to detect process variations, It is determined in consideration of variations and in-plane distribution. For this reason, the determination of the evaluation pattern is a multi-objective optimization problem that is determined in consideration of not only the criterion for determining whether the evaluation pattern is included in the image shift movable range in the present invention but also the conventional criterion. And

(8)走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定する評価パターン群決定ステップと、該評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する前に前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像する評価パターン群撮像ステップと、該評価パターン群撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップとを有ことを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (8) A method for acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope, and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images, the scanning charged particles An image shift movable range input step for inputting a movable range by image shift in a microscope, and a range in which a plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns using the scanning charged particle microscope can be moved from the evaluation pattern by image shift. An evaluation pattern group determining step for determining that there is a pattern in which addressing or image quality adjustment is possible, and moving from the evaluation pattern by image shift before imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step Addressing or image quality adjustment that exists within the range An imaging recipe generation step of registering an imaging sequence for imaging an active pattern and performing addressing or image quality adjustment in an imaging recipe, an evaluation pattern group imaging step of imaging the evaluation pattern group based on the imaging recipe, and the evaluation pattern group And a step of evaluating the shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the imaging step.

本方法について補足する。評価性能を低下させることなく、走査荷電粒子顕微鏡の大幅な高スループット化を実現するためには、評価パターン撮像前に適切なアドレッシングならびに画質調整(オートフォーカス、オートスティグマ、オートブライトネス・コントラスト調整、等。詳細は後述)の一部または全てを行う必要がある。そのため、評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に、適切なアドレッシングならびに画質調整が可能なパターンが存在するかという走査荷電粒子顕微鏡の評価性能を判断基準として評価パターンを選択することを特徴とする。また、本発明は前記判断基準のみならず、前記項目(7)と同様に従来の判断基準も考慮しながら決定する多目的最適化問題であることを特徴とする。   It supplements about this method. Appropriate addressing and image quality adjustment (e.g., autofocus, autostigma, autobrightness / contrast adjustment, etc.) before imaging the evaluation pattern in order to achieve a significantly higher throughput of the scanning charged particle microscope without degrading the evaluation performance It is necessary to do part or all of the details (described later). Therefore, the evaluation pattern is selected based on the evaluation performance of the scanning charged particle microscope as to whether or not there is a pattern capable of appropriate addressing and image quality adjustment within the range that can be moved by image shift from the evaluation pattern. To do. In addition, the present invention is a multi-objective optimization problem that is determined in consideration of not only the above-mentioned criteria but also the conventional criteria as in the item (7).

(9)走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、該評価パターンからイメージシフト可動範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定、かつ/あるいは、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップと、前記評価パターン群決定ステップで決定された評価パターンに含まれる少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップと、前記評価パターン群決定ステップで決定された評価パターンを撮像する前に前記評価パターンからイメージシフト可動範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録、かつ/あるいは、イメージシフト可動範囲内に存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像する評価パターン群撮像ステップと、該評価パターン群撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップとを有することを特徴とする回路パターン評価方法とする。   (9) A method for acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope, and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images, the scanning charged particles An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in a microscope, and a plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns using the scanning charged particle microscope are addressed from the evaluation pattern within the image shift movable range. Alternatively, it is determined that there is a pattern whose image quality can be adjusted, and / or the distance between at least two evaluation patterns is determined to be within the movable range of the image shift input in the image shift movable range input step. An evaluation pattern group determination step to be performed, and the evaluation pattern group determination step A layout determining step for determining a layout of a circuit pattern so that a distance between at least two or more evaluation patterns included in the evaluation pattern determined in step is within the input image shift movable range; and the evaluation pattern group Before imaging the evaluation pattern determined in the determination step, an imaging sequence for performing addressing or image quality adjustment by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within the image shift movable range from the evaluation pattern is registered in the imaging recipe. And / or an imaging recipe generation step for registering an imaging sequence for performing movement between at least two or more evaluation patterns existing in the image shift movable range by image shift in an imaging recipe, and the evaluation pattern based on the imaging recipe Imaging a group A circuit pattern evaluation method comprising: a valence pattern group imaging step; and a step of evaluating a shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the evaluation pattern group imaging step .

すなわち、前記項目(1)(7)(8)で述べたレイアウト設計あるいは評価パターン決定は、それぞれ独立に行われるのではなく、スループットや評価性能、あるいはレイアウト変更の手間等を考慮しながら全体最適化されることを特徴とする。   That is, the layout design or the evaluation pattern determination described in the items (1), (7), and (8) is not performed independently, but the entire optimization is performed in consideration of the throughput, evaluation performance, layout change, and the like. It is characterized by being made.

前記項目(1)〜(9)で述べた通り、本発明の大きな特徴は、レイアウト設計や評価パターンの決定において、評価装置(走査荷電粒子顕微鏡)の仕様及び/又は特性を考慮する点にある。回路パターンの微細化・高密度化に伴いデバイス開発・製造において必要とされる評価要求(欠陥の検出精度/パターンの形状計測精度、スループット、評価パターンの座標等の検査・計測要求)も厳しくなっている。前記評価要求を満たすため、評価装置側の改良が進められてきたが、設計−製造−評価フローの全体最適化を考えたとき、逆に評価装置側の仕様をレイアウト設計や評価パターンの決定において考慮することにより、評価装置の大幅な性能向上を実現することができる。   As described in the items (1) to (9), the major feature of the present invention is that the specification and / or characteristics of the evaluation apparatus (scanning charged particle microscope) are taken into consideration in the layout design and determination of the evaluation pattern. . Evaluation requirements (defect detection accuracy / pattern shape measurement accuracy, throughput, inspection pattern measurement requirements for evaluation pattern coordinates, etc.) required in device development / manufacturing have become stricter as circuit patterns become finer and more dense. ing. In order to satisfy the above evaluation requirements, improvements on the evaluation device side have been promoted. However, when considering the overall optimization of the design-manufacturing-evaluation flow, the specifications on the evaluation device side are determined in layout design and evaluation pattern determination. Considering, it is possible to realize a significant performance improvement of the evaluation apparatus.

勿論、特にレイアウト決定に関しては、デバイス性能に代表される本来の仕様を満たす必要があり、またレイアウト変更の手間を考えたとき、評価装置側の仕様を強く反映することは困難な場合がある。しかしながら、評価パターン数の増加に伴い、設計−製造−評価フローにおける評価時間は無視できなくなっており、全体のバランスを考えた最適化が重要である。また、特にテストパターンにおいてはレイアウト変更の自由度が高く、更に多少のレイアウト変更であっても大きな効果が得られる場合があり、本発明が大きな効果を発揮する。   Of course, especially regarding layout determination, it is necessary to satisfy the original specifications typified by device performance, and it is sometimes difficult to strongly reflect the specifications on the evaluation apparatus side when considering the trouble of changing the layout. However, as the number of evaluation patterns increases, the evaluation time in the design-manufacturing-evaluation flow cannot be ignored, and optimization considering the overall balance is important. In particular, the test pattern has a high degree of freedom in layout change, and even if the layout is changed slightly, a large effect may be obtained, and the present invention exhibits a great effect.

回路パターンのレイアウトや評価パターンの決定に際し、走査荷電粒子顕微鏡の特性を積極的に考慮することで、スループットの大幅な向上、ならびに信頼性の高い評価が実現する。これにより、走査荷電粒子顕微鏡を用いたパターン検証時間を含むデバイス開発全体の短TAT(Turn Around Time:投入から完成までの期間)化が実現する。   By actively considering the characteristics of the scanning charged particle microscope when determining the layout and evaluation pattern of the circuit pattern, a significant improvement in throughput and highly reliable evaluation can be realized. This realizes a short TAT (Turn Around Time: period from input to completion) of the entire device development including the pattern verification time using a scanning charged particle microscope.

本発明の一実施の形態における処理全体のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the whole process in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態を実現するためのSEM装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the SEM apparatus for implement | achieving one embodiment of this invention. 半導体ウェハ上から放出される電子の信号量を画像化する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of imaging the signal amount of the electron discharge | released from on a semiconductor wafer. (a)は評価パターンを撮像するためのSEM装置における撮像シーケンスを示す図、(b)はウェハに形成されたパターンをSEMで撮像する場合のEP撮像範囲を示す図である。(A) is a figure which shows the imaging sequence in the SEM apparatus for imaging an evaluation pattern, (b) is a figure which shows the EP imaging range in the case of imaging the pattern formed in the wafer with SEM. (a)はラインパターンの線幅が側長種の場合、(b)は側長種として2本のラインパターンの間隔の場合、(c)は側長種としてラインパターンの幅とラインパターン間のギャップの場合、(d)は側長種としてコンタクトホールの直径の場合、(e)は側長種として孤立したパターンの短軸長と長軸長の場合、(f)は側長種として2本のラインパターン間のギャップの場合、(g)は側長種としてパターンのコーナー部の形状の場合、(h)はパターンコーナー部の拡大図で設計レイアウトデータとSEM画像の輪郭線とのギャップベクトルを示す図である。(A) When the line width of the line pattern is a side long type, (b) When the distance between two line patterns as the side long type, (c) As the side long type, between the line pattern width and the line pattern (D) is the diameter of the contact hole as the side long type, (e) is the short axis length and long axis length of the isolated pattern as the side long type, and (f) is the side long type. In the case of a gap between two line patterns, (g) is the shape of the corner portion of the pattern as a side long type, (h) is an enlarged view of the pattern corner portion, and the design layout data and the contour line of the SEM image It is a figure which shows a gap vector. (a)はイメージシフトにより1つの評価パターンを撮像するためのSEM装置における撮像シーケンスを示す図、(b)はイメージシフトにより4つの評価パターンを撮像するためのSEM装置における撮像シーケンスを示す図である。(A) is a figure which shows the imaging sequence in the SEM apparatus for imaging one evaluation pattern by image shift, (b) is a figure which shows the imaging sequence in the SEM apparatus for imaging four evaluation patterns by image shift. is there. (a)は隣り合うEP間の距離がイメージシフト可動範囲よりも大きい位置に8つのEPが配置されている状態を示すウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(b)は隣り合うEP間の距離がイメージシフト可動範囲よりも小さい位置に8つのEPを配置した状態を示すウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(c)は(a)に示したパターンレイアウトにおいて8つのEPを全て撮像するのに要する時間と(b)に示したパターンレイアウトにおいて8つのEPを全て撮像するのに要する時間を示す棒グラフである。(A) is a figure which shows the layout of the pattern on the wafer which shows the state by which eight EP is arrange | positioned in the position where the distance between adjacent EP is larger than an image shift movable range, (b) is between adjacent EP. The figure which shows the layout of the pattern on the wafer which shows the state which has arrange | positioned eight EP in the position where distance is smaller than an image shift movable range, (c) images all eight EP in the pattern layout shown to (a). 4 is a bar graph showing the time required for imaging and the time required for imaging all eight EPs in the pattern layout shown in FIG. (a)はEP間の距離が大きく、イメージシフト範囲内に1つのEPしか含まれない状態を示すウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(b)はイメージシフト範囲内に4つのEPが含まれる状態を示すウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(c)はイメージシフト範囲内に9つのEPが含まれる状態を示すウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(d)は(a)の領域800を拡大して示したウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(e)は(a)の領域800でOPEの及ぶ範囲でパターンをトリミングした状態を拡大して示したウェハ上のパターンのレイアウトを示す図、(f)は(a)の領域800でOPEの及ぶ範囲の間のスペース分だけEP1とEP2とを近づけた状態を拡大して示したウェハ上のパターンのレイアウトを示す図である。(A) is the figure which shows the layout of the pattern on the wafer which shows the state where the distance between EP is large and only 1 EP is included in the image shift range, (b) includes 4 EPs in the image shift range The figure which shows the layout of the pattern on the wafer which shows the state which is displayed, (c) is the figure which shows the layout of the pattern on the wafer which shows the state where nine EP is included in the image shift range, (d) is the figure of (a) The figure which shows the layout of the pattern on the wafer which expanded and showed the area | region 800, (e) of the pattern on the wafer which expanded and showed the state which trimmed the pattern in the range which OPE in the area | region 800 of (a) FIG. 6F is a diagram showing a layout, and FIG. 5F is an enlarged view of a pattern on a wafer showing a state in which EP1 and EP2 are brought close to each other by a space between the range covered by OPE in the region 800 of FIG. It is a diagram showing a layout. (a)は各イメージシフト可動範囲内に存在する4つのEPの電子線走査方向がそれぞれ異なっている状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)は各イメージシフト可動範囲内に存在する4つのEPの電子線走査方向がそろっている状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(c)はEP1内のパターンのレイアウト図、(d)はEP1内のパターンに対する電子線の走査方向を示す図、(e)はEP2内のパターンのレイアウト図、(f)はEP2内のパターンに対する電子線の走査方向を示す図である。(A) is a layout diagram of a pattern on a wafer showing a state in which the electron beam scanning directions of four EPs existing in each image shift movable range are different, and (b) is present in each image shift movable range. The layout diagram of the pattern on the wafer showing the state where the electron beam scanning directions of the four EPs are aligned, (c) is the layout diagram of the pattern in EP1, and (d) is the electron beam scanning direction for the pattern in EP1. (E) is a layout diagram of a pattern in EP2, and (f) is a diagram showing a scanning direction of an electron beam with respect to the pattern in EP2. (a)は35個のEPが5行7列の行列上に配置された状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)は(a)のEPの配置に対してイメージシフト可動範囲を示したウェハ上のパターンのレイアウト図、(c)は35個のEPを6行6列の行列上に配置した状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(d)は(c)のEPの配置に対してイメージシフト可動範囲を示したウェハ上のパターンのレイアウト図である。(A) is a layout diagram of a pattern on a wafer showing a state in which 35 EPs are arranged on a matrix of 5 rows and 7 columns, and (b) is an image shift movable range with respect to the EP arrangement of (a). The layout diagram of the pattern on the wafer shown, (c) is a layout diagram of the pattern on the wafer showing a state in which 35 EPs are arranged on a matrix of 6 rows and 6 columns, and (d) is an EP layout of (c). It is the layout figure of the pattern on the wafer which showed the image shift movable range with respect to arrangement | positioning. (a)はパターンAの線幅とOPCの大きさの関係のバリエーションを示す図、(b)はパターンBの線幅とOPCの大きさの関係のバリエーションを示す図、(c)はパターンCの線幅とOPCの大きさの関係のバリエーションを示す図、(d)はパターンDの線幅とOPCの大きさの関係のバリエーションを示す図である。(A) is a figure which shows the variation of the relationship between the line width of pattern A, and the magnitude | size of OPC, (b) is a figure which shows the variation of the relationship between the line width of pattern B, and the magnitude | size of OPC, (c) is pattern C FIG. 6D is a diagram showing variations in the relationship between the line width of the pattern and the size of the OPC, and FIG. 6D is a diagram showing variations in the relationship between the line width of the pattern D and the size of the OPC. (a)は全EPを撮像対象とする場合のイメージシフト可動範囲を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)は線幅とOPCの大きさについて1つおきにサンプリングして全てのパターン種のEPを撮像するようにしたときのイメージシフト可動範囲を示すウェハ上のパターンのレイアウト図である。(A) is a layout diagram of a pattern on a wafer showing an image shift movable range when all EPs are to be imaged, and (b) is a sample of every pattern type by sampling every other line width and OPC size. FIG. 6 is a layout diagram of a pattern on a wafer showing an image shift movable range when an image of EP is taken. (a)は全EPを撮像対象とする場合のイメージシフト可動範囲を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)は線幅とOPCの大きさについて1つおきにサンプリングして全てのパターン種のEPを撮像するようにEPのレイアウトを変更したときのイメージシフト可動範囲を示すウェハ上のパターンのレイアウト図である。(A) is a layout diagram of a pattern on a wafer showing an image shift movable range when all EPs are to be imaged, and (b) is a sample of every pattern type by sampling every other line width and OPC size. It is a layout diagram of the pattern on the wafer showing the image shift movable range when the layout of the EP is changed so as to image the EP. (a)は2種類のEPがウェハの面内に分布している状態で5点のEPを選択した場合に、イメージシフト範囲に各EPが1つしか入っていない状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)はEPの種類に偏りがある状態で5箇所のイメージシフト可動範囲内に15点のEPが含まれるように5箇所のイメージシフト可動範囲を設定した状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図、(c)はEPの種類に偏りがないようにして5箇所のイメージシフト可動範囲内に15点のEPが含まれるように5箇所のイメージシフト可動範囲を設定した状態を示すウェハ上のパターンのレイアウト図である。(A) is a pattern on the wafer showing a state in which only one EP is included in the image shift range when five EPs are selected in a state where two types of EPs are distributed in the plane of the wafer. FIG. 6B is a layout diagram showing a state in which five image shift movable ranges are set such that 15 EPs are included in five image shift movable ranges in a state where the types of EP are biased. (C) shows a state in which five image shift movable ranges are set so that 15 EPs are included in the five image shift movable ranges so that there is no bias in the type of EP. It is a layout figure of the pattern on the wafer shown. (a)はEPの決定バリエーションを示す図で、アドレッシング用のパターンは存在するがオートスティグマ調整用のパターンが存在しない場合のウェハ上のパターンのレイアウト図、(b)はEPの決定バリエーションを示す図で、アドレッシング用のパターンとオートスティグマ調整用のパターンとが存在する場合のウェハ上のパターンのレイアウト図である。(A) is a diagram showing EP decision variations, and a layout diagram of patterns on a wafer when an addressing pattern exists but no autostigma adjustment pattern exists, and (b) shows EP decision variations. In the figure, it is a layout diagram of a pattern on a wafer when an addressing pattern and an autostigma adjustment pattern exist. (a)は本発明の一実施の形態を実現するための装置システムの構成を示す図、(b)は(a)における1606、1608、1609、1610、1612〜1615を一つの装置に統合した装置システムの構成を示す図である。(A) is a figure which shows the structure of the apparatus system for implement | achieving one embodiment of this invention, (b) integrated 1606, 1608, 1609, 1610, 1612-1615 in (a) into one apparatus. It is a figure which shows the structure of an apparatus system. 本発明の一実施の形態のGUIを示す図である。It is a figure which shows GUI of one embodiment of this invention. (a)は図17に示したGUIの表示ウィンドウ1707〜1710の表示バリエーションを示す図であって、アドレッシングや画質調整用のパターンの表示を更に加えた状態を示す図、(b)はマウス等で手動によりパターンを追加する状態を示す図、(c)はマウス等で手動により追加したパターンをオートスティグマ用パターンとして利用する状態を示す図、(d)は手動で追加する複数のパターンを表示するGUI、(e)はEPを複数のセグメンテーション領域に分割した状態を示す図、(f)は(e)の表示に対してセグメンテーション領域を変更して表示した例を示す図、(g)は(e)で表示したセグメンテーション間の距離を短縮して表示した例を示す図である。(A) is a figure which shows the display variation of GUI display windows 1707-1710 shown in FIG. 17, Comprising: The figure which shows the state which added the display of the pattern for addressing and image quality adjustment, (b) is a mouse | mouth etc. The figure which shows the state which adds a pattern manually with (c) The figure which shows the state which uses the pattern added manually with the mouse etc. as a pattern for autostigma, (d) displays the several pattern added manually (E) is a diagram showing a state in which the EP is divided into a plurality of segmentation regions, (f) is a diagram showing an example in which the segmentation region is changed with respect to the display of (e), and (g) is a diagram showing It is a figure which shows the example displayed shortening the distance between the segmentations displayed by (e).

本発明は、走査荷電粒子顕微鏡を用いて、半導体ウェハなどの試料上のパターンを、評価性能を低下させることなく、高速に評価する方法を提供する。以下、本発明に係る実施の形態を、走査荷電粒子顕微鏡の一つである走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、走査型イオン顕微鏡(Scanning Ion Microscope:SIM)又は走査型透過電子顕微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope:STEM)等の走査荷電粒子顕微鏡にも応用することが可能である。また、SEMのバリエーションとして、先に述べたCD−SEM以外にも、欠陥レビューSEM(Defect Review Scanning Electron Microscope:DR−SEM)等に応用することが可能である。   The present invention provides a method for evaluating a pattern on a sample such as a semiconductor wafer at high speed using a scanning charged particle microscope without degrading the evaluation performance. Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described by taking a scanning electron microscope (SEM) which is one of scanning charged particle microscopes as an example. However, the present invention is not limited to this, and scanning is performed. The present invention can also be applied to a scanning charged particle microscope such as a scanning ion microscope (SIM) or a scanning transmission electron microscope (STEM). Further, as a variation of the SEM, in addition to the CD-SEM described above, it can be applied to a defect review SEM (Defect Review Scanning Electron Microscope: DR-SEM) or the like.

更に以降の説明では、回路パターンのレイアウトとしてテストパターンを例に説明するが、本発明はロジックやメモリ等の任意の回路パターンに適用可能である。また、本発明は半導体デバイスに限らず、多くの評価点を有する試料の高速撮像に適用することも可能である。   Further, in the following description, a test pattern is described as an example of a circuit pattern layout, but the present invention can be applied to an arbitrary circuit pattern such as a logic or a memory. Further, the present invention is not limited to a semiconductor device, and can be applied to high-speed imaging of a sample having many evaluation points.

1. 概要
図1に本発明の一実施の形態に関する処理全体のフローを示す。本実施の形態は、評価対象となる試料上の回路パターンのレイアウトデータ入力(S101)、評価装置(SEM)を用いて撮像すべき回路パターン(評価パターン)の座標入力(S102)、評価要求入力(欠陥の検出精度/パターンの形状計測精度、スループット、撮像条件等の検査・計測要求)(S103)、評価装置の仕様入力(イメージシフト可動範囲、設定可能撮像条件、各撮像条件と検出精度/計測精度の関係、撮像シーケンスとスループットの関係等)(S104)、許容レイアウト変更仕様入力(パターンの配置/サイズ/形状等に関する許容変更範囲や光近接効果(Optical Proximity Effect:OPE)の及ぶ範囲等)(S105)を行い、レイアウト・撮像ポイント・撮像シーケンスの最適化を行い(S106)、レイアウト出力(S107)、評価パターンの座標決定(S108)、撮像条件・撮像シーケンスの決定(S109)を行う。
1. Overview
FIG. 1 shows a flow of the entire processing relating to an embodiment of the present invention. In this embodiment, circuit pattern layout data input on a sample to be evaluated (S101), circuit pattern (evaluation pattern) coordinate input (S102) to be imaged using an evaluation apparatus (SEM), evaluation request input (Defect detection accuracy / pattern shape measurement accuracy, throughput, request for inspection / measurement of imaging conditions, etc.) (S103), evaluation device specification input (image shift movable range, settable imaging conditions, each imaging condition and detection accuracy / (Relationship between measurement accuracy, relationship between imaging sequence and throughput, etc.) (S104), allowable layout change specification input (allowable change range regarding pattern placement / size / shape, etc., range covered by optical proximity effect (OPE), etc. ) (S105), the layout, imaging points, and imaging sequence are optimized (S106). Power (S107), the coordinate determination of evaluation pattern (S108), the determination of the imaging conditions, the imaging sequence (S109).

ここで前記撮像条件とは、評価パターンあるいはアドレッシング/画質調整用パターンの撮像における電子顕微鏡の加速電圧(Vacc)やプローブ電流(Ip)、電子ビームの走査方向や走査範囲(撮像視野。以降、Field of view:FOVと呼ぶ)、加算フレーム数や、前記FOV内における照射電子線の走査方向等が含まれる。また、S107〜S109で決定したレイアウト/評価パターン/撮像条件・撮像シーケンスで撮像した際の、検査・計測性能(欠陥の検出精度/パターンの計測精度、スループット等)を予測して出力し(S110)、これを最適化結果とあわせてGUIに表示してユーザに提示する(S111)。ユーザはGUIに表示された前記予測された検査・計測性能を基に、S106における最適化エンジンのルール変更やS103で入力した評価要求やS105で入力した許容レイアウト変更仕様を必要に応じて変更し、再度S106で最適化を行うことができる。   Here, the imaging conditions are the electron microscope acceleration voltage (Vacc) and probe current (Ip) in the imaging of the evaluation pattern or the addressing / image quality adjustment pattern, the scanning direction and scanning range of the electron beam (imaging field of view. of view: called FOV), the number of added frames, the scanning direction of the irradiation electron beam in the FOV, and the like. In addition, the inspection / measurement performance (defect detection accuracy / pattern measurement accuracy, throughput, etc.) when imaging is performed with the layout / evaluation pattern / imaging condition / imaging sequence determined in S107 to S109 is predicted and output (S110). This is displayed on the GUI together with the optimization result and presented to the user (S111). Based on the predicted inspection / measurement performance displayed on the GUI, the user changes the optimization engine rule change in S106, the evaluation request input in S103, and the allowable layout change specification input in S105 as necessary. The optimization can be performed again in S106.

本実施の形態の大きな特徴は、レイアウト設計や評価パターンの決定において、評価装置(SEM)の仕様を考慮する点にある。回路パターンの微細化・高密度化に伴いデバイス開発・製造において必要とされる評価要求(欠陥の検出精度/パターンの形状計測精度、スループット、評価パターンの座標等の検査・計測要求)も厳しくなっている。前記評価要求を満たすため、評価装置側の改良が進められてきたが、設計−製造−評価フローの全体最適化を考えたとき、逆に評価装置側の仕様をレイアウト設計や評価パターンの決定において考慮することにより、評価装置の大幅な性能向上を実現することができる。   A major feature of the present embodiment is that the specification of the evaluation apparatus (SEM) is taken into consideration in layout design and evaluation pattern determination. Evaluation requirements (defect detection accuracy / pattern shape measurement accuracy, throughput, inspection pattern measurement requirements for evaluation pattern coordinates, etc.) required in device development / manufacturing have become stricter as circuit patterns become finer and more dense. ing. In order to satisfy the above evaluation requirements, improvements on the evaluation device side have been promoted. However, when considering the overall optimization of the design-manufacturing-evaluation flow, the specifications on the evaluation device side are determined in layout design and evaluation pattern determination. Considering, it is possible to realize a significant performance improvement of the evaluation apparatus.

勿論、特にレイアウト決定に関しては、デバイス性能に代表される本来の仕様を満たす必要があり、またレイアウト変更の手間を考えたとき、評価装置側の仕様を強く反映することは困難な場合がある。しかしながら、評価パターン数の増加に伴い、設計−製造−評価フローにおける評価時間は無視できなくなっており、全体のバランスを考えた最適化が重要である。また、特にテストパターンにおいてはレイアウト変更の自由度が高く、更に多少のレイアウト変更であっても大きな効果が得られる場合があり、本発明が大きな効果を発揮する。   Of course, especially regarding layout determination, it is necessary to satisfy the original specifications typified by device performance, and it is sometimes difficult to strongly reflect the specifications on the evaluation apparatus side when considering the trouble of changing the layout. However, as the number of evaluation patterns increases, the evaluation time in the design-manufacturing-evaluation flow cannot be ignored, and optimization considering the overall balance is important. In particular, the test pattern has a high degree of freedom in layout change, and even if the layout is changed slightly, a large effect may be obtained, and the present invention exhibits a great effect.

2. SEM
2.1 SEM構成要素
図2に試料の二次電子像(Secondary Electron:SE像)あるいは反射電子像(Backscattered Electron:BSE像)を取得するSEMの構成概要のブロック図を示す。また、SE像とBSE像を総称してSEM画像と呼ぶ。また、ここで取得される画像は測定対象を垂直方向から電子ビームを照射して得られたトップダウン画像、あるいは任意の傾斜させた方向から電子ビームを照射して得られたチルト像の一部または全てを含む。
2. SEM
2.1 SEM components
FIG. 2 shows a block diagram of a configuration outline of an SEM that acquires a secondary electron image (Secondary Electron: SE image) or a reflected electron image (Backscattered Electron: BSE image) of a sample. Further, the SE image and the BSE image are collectively referred to as an SEM image. Also, the image acquired here is a top-down image obtained by irradiating the measurement object with an electron beam from the vertical direction, or a part of a tilt image obtained by irradiating the electron beam from an arbitrary tilted direction. Or include everything.

電子光学系202は内部に電子銃203を備え、電子線204を発生する。電子銃203から発射された電子線はコンデンサレンズ205で細く絞られた後、ステージ221上におかれた試料である半導体ウェハ201上において電子線が焦点を結んで照射されるように、偏向器206および対物レンズ208により電子線の照射位置と絞りとが制御される。   The electron optical system 202 includes an electron gun 203 therein and generates an electron beam 204. The electron beam emitted from the electron gun 203 is narrowed down by the condenser lens 205 and then deflected so that the electron beam is focused and irradiated on the semiconductor wafer 201 which is a sample placed on the stage 221. The irradiation position and aperture of the electron beam are controlled by 206 and the objective lens 208.

電子線を照射された半導体ウェハ201からは、2次電子と反射電子が放出され、ExB偏向器207によって照射電子線の軌道と分離された2次電子は2次電子検出器209により検出される。   Secondary electrons and reflected electrons are emitted from the semiconductor wafer 201 irradiated with the electron beam, and the secondary electrons separated from the orbit of the irradiated electron beam by the ExB deflector 207 are detected by the secondary electron detector 209. .

一方、反射電子は反射電子検出器210および211により検出される。反射電子検出器210と211とは互いに異なる方向に設置されている。2次電子検出器209および反射電子検出器210および211で検出された2次電子および反射電子はA/D変換機212、213、214でデジタル信号に変換され、処理・制御部215に入力されて、画像メモリ217に格納され、CPU216で目的に応じた画像処理が行われる。   On the other hand, the reflected electrons are detected by the reflected electron detectors 210 and 211. The backscattered electron detectors 210 and 211 are installed in different directions. Secondary electrons and backscattered electrons detected by the secondary electron detector 209 and backscattered electron detectors 210 and 211 are converted into digital signals by the A / D converters 212, 213, and 214 and input to the processing / control unit 215. Thus, the image data is stored in the image memory 217, and the CPU 216 performs image processing according to the purpose.

図2では反射電子像の検出器を2つ備えた実施例を示したが、前記反射電子像の検出器をなくすことも、数を減らすことも、数を増やすことも可能である。   Although FIG. 2 shows an embodiment in which two detectors of reflected electron images are provided, the detector of reflected electron images can be eliminated, the number can be reduced, or the number can be increased.

図3に半導体ウェハ307上に電子線を走査して照射した際、半導体ウェハ上から放出される電子の信号量を画像化する方法を示す。電子線は、例えば図3(a)に示すようにx、y方向に301〜303又は304〜306のように走査して照射される。電子線の偏向方向を変更することによって走査方向を変化させることが可能である。x方向に走査された電子線301〜303が照射された半導体ウェハ上の場所をそれぞれG1〜G3で示す。同様にy方向に走査された電子線304〜306が照射された半導体ウェハ上の場所をそれぞれG4〜G6で示す。   FIG. 3 shows a method of imaging the signal amount of electrons emitted from the semiconductor wafer 307 when the semiconductor wafer 307 is scanned and irradiated with an electron beam. For example, as shown in FIG. 3A, the electron beam is irradiated by scanning in the x and y directions as 301 to 303 or 304 to 306. It is possible to change the scanning direction by changing the deflection direction of the electron beam. The locations on the semiconductor wafer irradiated with the electron beams 301 to 303 scanned in the x direction are denoted by G1 to G3, respectively. Similarly, locations on the semiconductor wafer irradiated with electron beams 304 to 306 scanned in the y direction are denoted by G4 to G6, respectively.

前記G1〜G6において放出された電子の信号量は、それぞれ図3(b)に示した画像309における画素H1〜H6の明度値になる(G、Hにおける添字1〜6は互いに対応する)。308は画像上のx、y方向を示す座標系である(Ix-Iy座標系と呼ぶ)。   The signal amounts of electrons emitted in G1 to G6 are the brightness values of the pixels H1 to H6 in the image 309 shown in FIG. 3B, respectively (subscripts 1 to 6 in G and H correspond to each other). Reference numeral 308 denotes a coordinate system indicating the x and y directions on the image (referred to as an Ix-Iy coordinate system).

このように視野内を電子線で走査することにより、画像フレーム309を得ることができる。また実際には同じ要領で前記視野内を電子線で何回か走査し、得られる画像フレームを加算平均することにより、高S/Nな画像を得ることができる。加算フレーム数は任意に設定可能である。   The image frame 309 can be obtained by scanning the inside of the visual field with the electron beam in this way. In practice, a high S / N image can be obtained by scanning the field of view several times with an electron beam in the same manner and averaging the obtained image frames. The number of addition frames can be set arbitrarily.

図2に示す装置を用いて測定対象を任意の傾斜角方向から観察したチルト像を得る方法としては(1)電子光学系より照射する電子線を偏向し、電子線の照射角度を傾斜させて傾斜画像を撮像する方式(ビームチルト方式と呼ぶ。例えば特許文献4(特開2000−348658号公報)参照)、(2)半導体ウェハ等の試料を移動させるステージ121自体を傾斜させる方式(ステージチルト方式と呼ぶ。図1においてはx-y-z座標系200に対してチルト角222でステージが傾斜している)、(3)電子光学系自体を機械的に傾斜させる方式(鏡筒チルト方式と呼ぶ)等がある。   As a method for obtaining a tilt image obtained by observing the measurement object from an arbitrary tilt angle direction using the apparatus shown in FIG. 2, (1) deflecting the electron beam irradiated from the electron optical system and tilting the irradiation angle of the electron beam. A method of capturing an inclined image (referred to as a beam tilt method; see, for example, Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-348658)), (2) A method of tilting a stage 121 itself for moving a sample such as a semiconductor wafer (stage tilt) 1, the stage is tilted at a tilt angle 222 with respect to the xyz coordinate system 200), and (3) a system in which the electron optical system itself is mechanically tilted (lens barrel tilt system). And so on).

図2中の処理・制御部215は、CPU216と画像メモリ217を備えたコンピュータシステムであり、撮像レシピを基に評価対象となる回路パターンを含む領域を評価パターンとして撮像するため、ステージコントローラ219や偏向制御部220に対して制御信号を送る、あるいは半導体ウェハ201上の任意の評価パターンの撮像画像に対し計測レシピを基に各種画像処理を行う等の処理・制御を行う。撮像レシピ、計測レシピの詳細については後述する。   A processing / control unit 215 in FIG. 2 is a computer system including a CPU 216 and an image memory 217, and images a region including a circuit pattern to be evaluated based on an imaging recipe as an evaluation pattern. Processing and control such as sending a control signal to the deflection control unit 220 or performing various image processing on a captured image of an arbitrary evaluation pattern on the semiconductor wafer 201 based on a measurement recipe is performed. Details of the imaging recipe and the measurement recipe will be described later.

また、処理・制御部215は処理端末218(ディスプレイ、キーボード、マウス等の入出力手段を備える)と接続されており、ユーザに対して画像等を表示する、あるいはユーザからの入力を受け付けるGUI(Graphic User Interface)を備える。   The processing / control unit 215 is connected to a processing terminal 218 (including an input / output unit such as a display, a keyboard, and a mouse), and displays a GUI or the like on the GUI (accepts input from the user). Graphic User Interface).

221はXYステージであり、半導体ウェハ201を移動させ、前記半導体ウェハの任意の位置の画像撮像を可能にしている。XYステージ221により撮像位置を変更することをステージシフト、例えば偏向器206により電子線を偏向することにより観察位置を変更することをイメージシフトと呼ぶ。一般にステージシフトは可動範囲は広いがSEMで数万倍から数十万倍の拡大倍率で試料を観察するためには撮像位置の位置決め精度が低く、逆にイメージシフトは可動範囲は狭いが撮像位置の位置決め精度が高いという性質がある。   Reference numeral 221 denotes an XY stage that moves the semiconductor wafer 201 and enables imaging of an arbitrary position of the semiconductor wafer. Changing the imaging position with the XY stage 221 is called stage shift, for example, changing the observation position by deflecting an electron beam with the deflector 206 is called image shift. In general, the stage shift has a wide movable range, but in order to observe a sample at an enlargement magnification of several tens of thousands to several hundred thousand times with an SEM, the positioning accuracy of the imaging position is low. The positioning accuracy is high.

図2中のレシピ生成部223は、撮像レシピ作成装置224、計測レシピ作成装置225を備えたコンピュータシステムである。レシピ生成部223は処理端末226と接続されており、生成したレシピをユーザに表示する、あるいはユーザからのレシピ修正を受け付けるGUIを処理端末226上に備える。   A recipe generation unit 223 in FIG. 2 is a computer system that includes an imaging recipe creation device 224 and a measurement recipe creation device 225. The recipe generation unit 223 is connected to the processing terminal 226, and includes a GUI on the processing terminal 226 that displays the generated recipe to the user or receives a recipe correction from the user.

図2中のレイアウト作成・評価パターン決定部227は、レイアウト作成装置228、評価パターン決定装置229を備えたコンピュータシステムである。レイアウト作成・評価パターン決定部227は処理端末230と接続されており、生成したレイアウトあるいは決定した評価パターンの座標をユーザに表示する、あるいはユーザからのレイアウト/評価パターン座標の修正を受け付けるGUIを備える。   A layout creation / evaluation pattern determination unit 227 in FIG. 2 is a computer system including a layout creation device 228 and an evaluation pattern determination device 229. The layout creation / evaluation pattern determination unit 227 is connected to the processing terminal 230 and includes a GUI that displays the generated layout or the coordinates of the determined evaluation pattern to the user or accepts correction of the layout / evaluation pattern coordinates from the user. .

前述の処理・制御部215、レシピ生成部223、レイアウト作成・評価パターン決定部227はネットワーク231を介して情報の送受信が可能である。ネットワークにはストレージ233を有するデータベースサーバ232が接続されており、(a)レイアウトデータ(マスク設計データ(OPCなし/あり)、ウェハ転写パターン設計データ)、(b)評価パターン群の座標値、(c)生成された撮像・計測レシピ、(d)撮像した画像、(e)評価結果(パターン測長値、画像特徴量、パターン輪郭線等)、(f)レイアウト/評価パターン/撮像・計測レシピの決定ルールの一部または全てを、品種、製造工程、日時、データ取得装置等とリンクさせて保存・共有することが可能である。215、223、227、232で行われる処理は、任意の組合せで複数台の装置に分割、あるいは統合して処理させることが可能である。また、処理端末218と226及び230は共有することも可能である。   The processing / control unit 215, the recipe generation unit 223, and the layout creation / evaluation pattern determination unit 227 described above can transmit and receive information via the network 231. A database server 232 having a storage 233 is connected to the network, and (a) layout data (mask design data (without / with OPC), wafer transfer pattern design data), (b) coordinate values of evaluation pattern groups, ( c) generated imaging / measurement recipe, (d) captured image, (e) evaluation result (pattern measurement value, image feature, pattern outline, etc.), (f) layout / evaluation pattern / imaging / measurement recipe A part or all of the determination rules can be stored and shared by linking with the product type, manufacturing process, date and time, data acquisition device, and the like. The processes performed at 215, 223, 227, and 232 can be divided into a plurality of devices or combined and processed in any combination. The processing terminals 218, 226, and 230 can also be shared.

2.2 撮像レシピ
撮像レシピと計測レシピについて詳細を説明する。
まず、撮像レシピとは、評価対象となる撮像領域を位置ずれなく、かつ高精細に撮像するための撮像シーケンスや撮像条件を指定するファイルである。
2.2 Imaging recipe
Details of the imaging recipe and the measurement recipe will be described.
First, an imaging recipe is a file that specifies an imaging sequence and imaging conditions for imaging an imaging area to be evaluated with high accuracy without positional displacement.

図4に評価パターン(以降、EPと呼ぶ)を撮像するための代表的な撮像シーケンスを示す。図4(b)ではウェハ上のパターンレイアウト409におけるEP416の位置を太枠で表示しており、これはSEMでのEP撮像範囲(FOV)を示す。   FIG. 4 shows a typical imaging sequence for imaging an evaluation pattern (hereinafter referred to as EP). In FIG. 4B, the position of the EP 416 in the pattern layout 409 on the wafer is indicated by a thick frame, which indicates the EP imaging range (FOV) in the SEM.

まず図4(a)のステップS401において試料である半導体ウェハをSEM装置のステージ221上に取り付ける。ステップS402においてSEMに取り付けられた光学顕微鏡等でウェハ上のパターンを低倍観察することにより、ウェハの大きな原点ずれやウェハの回転を補正する(グローバルアライメントと呼ばれる)。   First, in step S401 in FIG. 4A, a semiconductor wafer as a sample is attached on the stage 221 of the SEM apparatus. In step S402, the pattern on the wafer is observed at a low magnification with an optical microscope or the like attached to the SEM, thereby correcting a large origin shift of the wafer and rotation of the wafer (referred to as global alignment).

ステップS403において、処理・制御部215の制御及び処理により、電子線の垂直入射位置がウェハ上のMove座標(以降、MP)と呼ばれる座標になるようにステージ221を移動(ステージシフト)する。偏向器206により電子線を偏向することにより前記MPを中心にある範囲で電子線照射位置を移動させることができる。   In step S403, the stage 221 is moved (stage shifted) so that the vertical incident position of the electron beam becomes a coordinate called a Move coordinate (hereinafter referred to as MP) on the wafer by the control and processing of the processing / control unit 215. By deflecting the electron beam by the deflector 206, the electron beam irradiation position can be moved within a range centered on the MP.

電子光学系によっては、MPから離れた場所においても電子線をウェハに対して垂直に近い角度で照射することも可能であり、前記MPはイメージシフト可動範囲の中心と定義してもよい。図4(b)ではMPを十字マーク410、MPが410であるときのイメージシフト可動範囲を点線枠411で表現している。ちなみに、本例ではイメージシフト可動範囲を正方領域としたが、電子光学系によっては円領域等もありうる。通常、電子線照射位置がMPから離れるとウェハに対する電子線照射角が多少傾く。よって、EPをなるべく垂直方向から撮像するため、図4(b)のようにMPをEPの中心に設定することが多い。   Depending on the electron optical system, it is also possible to irradiate an electron beam at an angle close to perpendicular to the wafer even at a location away from the MP, and the MP may be defined as the center of the image shift movable range. In FIG. 4B, the image shift movable range when MP is a cross mark 410 and MP is 410 is represented by a dotted frame 411. Incidentally, in this example, the image shift movable range is a square region, but there may be a circular region or the like depending on the electron optical system. Usually, when the electron beam irradiation position is separated from the MP, the electron beam irradiation angle with respect to the wafer is slightly inclined. Therefore, in order to capture the EP from the vertical direction as much as possible, the MP is often set at the center of the EP as shown in FIG.

ステップS404において、撮像位置をイメージシフトによりアドレッシングパターン412(以降、APと呼ぶ)に移動して撮像し、撮像の位置ずれ量を推定する。ここでAPについて説明を加える。EPを観察する場合、ステージシフトにより直接EPを観察しようとすると、ステージの位置決め精度により、大きく撮像位置がすれてしまう危険性がある(前記ステップS403においてMPにステージシフトしているが、実際にはステージシフト誤差分だけずれた位置にシフトしている)。そこで、一旦位置決め用として予め撮像位置と撮像位置のパターン(テンプレート)とが与えられたAPにイメージシフトし、撮像する。前記テンプレートは撮像レシピに登録されるので、以降、登録テンプレートと呼ぶ。APはEPからイメージシフトにより移動可能な範囲(点線枠411)から選択する。   In step S <b> 404, the imaging position is moved to an addressing pattern 412 (hereinafter referred to as AP) by image shift, and imaging is performed. Here, the AP will be described. When observing the EP, if the EP is directly observed by the stage shift, there is a risk that the imaging position is greatly displaced due to the positioning accuracy of the stage (the stage is shifted to the MP in the step S403, but actually Is shifted to a position shifted by the stage shift error). Therefore, the image is shifted to an AP to which an imaging position and an imaging position pattern (template) are given in advance for positioning, and imaging is performed. Since the template is registered in the imaging recipe, it is hereinafter referred to as a registered template. The AP is selected from a range (dotted line frame 411) that can be moved by image shift from the EP.

また、APはEPに対して一般に低倍視野であるため、多少の撮像位置のずれに対しても、撮像したいパターンが全てに視野外になる危険性は低い。そこで、予め登録されたAPの登録テンプレートと、実際に撮像されたAPのSEM像とをマッチングすることにより、APにおける撮像箇所の位置ずれ量を推定することができる。   In addition, since the AP generally has a low-magnification field of view with respect to the EP, there is a low risk that the pattern to be imaged is completely out of the field of view even if there is a slight shift in the imaging position. Therefore, by matching the registered template of the AP registered in advance with the SEM image of the AP actually captured, it is possible to estimate the positional deviation amount of the imaging location in the AP.

AP、EPの座標値は既知なので、AP−EP間の相対変位量を求めることができ、かつAPにおける位置ずれ量も前述のマッチングにより推定できるため、前記相対変位量から前記位置ずれ量を差し引くことにより、位置ずれ量をキャンセルしたAP−EP間の相対変位量が分かる。前記相対変位量分だけ、位置決め精度の高いイメージシフトによって移動することにより、高い座標精度でEPを撮像することが可能となる。   Since the coordinate values of AP and EP are known, the relative displacement amount between AP and EP can be obtained, and the displacement amount at the AP can also be estimated by the above-described matching, so the displacement amount is subtracted from the relative displacement amount. Thus, the relative displacement amount between the AP and the EP in which the displacement amount is canceled can be found. By moving by an image shift with high positioning accuracy by the relative displacement amount, it is possible to image the EP with high coordinate accuracy.

そのため、登録されるAPは、(1)EPからイメージシフトにより移動可能な距離に存在するパターンであり(加えて、EPにおける電子線照射による汚染物質の付着(コンタミネーション)やパターンシュリンクの発生を抑えるためAPのFOVにEPのFOVを含まないことを条件とする場合もある)、(2)APのFOVはステージの位置決め精度を加味して前記ステージシフトの予想誤差よりも大きく、(3)APにおけるパターン形状あるいは明度パターンが特徴的であり、登録テンプレートと実際に撮像したAPのSEM像とのマッチングがし易い等の条件を満たしていることが望ましい。どの場所をAPとして選択するかに関しては、従来SEMオペレータがマニュアルで行っていたが、特許文献3では、APの選択を含む撮像シーケンスの自動生成方法が開示されている。   Therefore, the registered AP is a pattern that exists at a distance that can be moved by image shift from (1) EP (in addition, contamination of contaminants (contamination) and pattern shrinkage due to electron beam irradiation in EP) (2) The AP FOV is larger than the expected error of the stage shift in consideration of the positioning accuracy of the stage, and (3) It is desirable that the pattern shape or lightness pattern in the AP is characteristic and the conditions such as easy matching between the registered template and the SEM image of the actually captured AP are satisfied. Conventionally, an SEM operator has manually performed which location is selected as an AP. However, Patent Document 3 discloses a method for automatically generating an imaging sequence including selection of an AP.

撮像レシピに登録するAPにおけるテンプレートは設計レイアウトデータ、あるいはSEM画像、あるいは特許文献5(特開2002−328015号公報)に開示されているように画像テンプレートの登録のためだけに撮像を行うのを避けるため、一旦設計レイアウトデータをテンプレートとして登録しておき、実際の撮像時に得たAPのSEM画像をテンプレートとして再登録する等のバリエーションが考えられる。   The template in the AP to be registered in the imaging recipe should be imaged only for registration of the image layout as disclosed in the design layout data, SEM image, or Japanese Patent Laid-Open No. 2002-328015. In order to avoid this, variations such as temporarily registering the design layout data as a template and re-registering the SEM image of the AP obtained at the time of actual imaging as a template are conceivable.

次にステップS405において、処理・制御部215の制御及び処理に基づいて、イメージシフトにより撮像位置をオートフォーカスパターン413(以降、AFと呼ぶ)に移動して撮像し、オートフォーカス調整のパラメータを求め、該求められたパラメータに基づいてオートフォーカス調整を行う。   Next, in step S405, based on the control and processing of the processing / control unit 215, the imaging position is moved to an autofocus pattern 413 (hereinafter referred to as AF) by image shift, and imaging is performed to obtain autofocus adjustment parameters. Then, auto focus adjustment is performed based on the obtained parameters.

ここでAFについて説明を加えておく。撮像時には鮮明な画像を取得するためオートフォーカスを行うが、試料に電子線を長く照射するとコンタミネーションやパターンシュリンクが発生してしまう。そこで、EPにおけるコンタミネーションやパターンシュリンクを抑えるため、一旦EP周辺の座標をAFとして観察し、オートフォーカスのパラメータを求めてから前記パラメータを基にEPを観察するという手段がとられる。そのため、登録されるAFは、(1)AP、EPからイメージシフトにより移動可能な距離に存在するパターンであり、かつAFのFOVにEPのFOVは含まれない、(2)オートフォーカスをかけ易いパターン形状をもつ(フォーカスずれに起因する像のぼけを検出し易い)等の条件を満たしていることが望ましい。   Here, a description of AF will be added. Autofocus is performed to obtain a clear image at the time of imaging. However, if the sample is irradiated with an electron beam for a long time, contamination and pattern shrinkage occur. Therefore, in order to suppress contamination and pattern shrinkage in the EP, a measure is taken in which the coordinates around the EP are once observed as AF, the autofocus parameters are obtained, and then the EP is observed based on the parameters. Therefore, the registered AF is (1) a pattern that exists at a distance that can be moved by image shift from the AP and EP, and the AF FOV does not include the EP FOV. (2) It is easy to apply autofocus. It is desirable to satisfy conditions such as having a pattern shape (easy to detect image blur due to focus shift).

次にステップS406において、処理・制御部215の制御及び処理に基づいて、イメージシフトにより撮像位置をオートスティグマパターン414(以降、ASTと呼ぶ)に移動して撮像し、オートスティグマ調整のパラメータを求め、該求められたパラメータに基づいてオートスティグマ調整を行う。ここでASTについて説明を加えておく。撮像時には歪みのない画像を取得するため収束させた電子線の断面形状をスポット状になるように非点収差補正を行うが、AFと同様、試料に電子線を長く照射するとコンタミネーションやパターンシュリンクが発生してしまう。   Next, in step S406, based on the control and processing of the processing / control unit 215, the imaging position is moved to an autostigma pattern 414 (hereinafter referred to as AST) by image shift, and imaging is performed to obtain parameters for autostigma adjustment. Then, auto stigma adjustment is performed based on the obtained parameters. Here, a description of AST will be added. Astigmatism correction is performed so that the cross-sectional shape of the converged electron beam becomes a spot shape in order to acquire an image without distortion at the time of imaging. However, as with AF, if a sample is irradiated with an electron beam for a long time, contamination and pattern shrinkage are performed. Will occur.

そこで、一旦EP近くの座標をASTとして観察し、非点収差補正のパラメータを求めてから前記パラメータを基にEPを観察するという手段がとられる。そのため、登録されるASTは、(1)AP、EPからイメージシフトにより移動可能な距離に存在するパターンであり、かつASTのFOVにEPのFOVは含まれない、(2)非点収差補正をかけ易いパターン形状をもつ(非点収差に起因する像のぼけを検出し易い)等の条件を満たしていることが望ましい。   Therefore, a measure is taken in which the coordinates near the EP are once observed as AST, the parameters for correcting astigmatism are obtained, and then the EP is observed based on the parameters. Therefore, the registered AST is (1) a pattern that exists at a distance that can be moved by image shift from the AP and EP, and the FOV of the AST does not include the EP FOV. (2) Astigmatism correction It is desirable to satisfy conditions such as having a pattern shape that is easy to apply (e.g., easy detection of image blur due to astigmatism).

次にステップS407において、処理・制御部215の制御及び処理に基づいて、イメージシフトにより撮像位置をオートブライトネス&コントラストパターン415(以降、ABCCと呼ぶ)に移動して撮像し、ブライトネス・コントラスト調整のパラメータを求め、該求められたパラメータに基づいてオートブライトネス・コントラスト調整を行う。   Next, in step S407, based on the control and processing of the processing / control unit 215, the imaging position is moved to an automatic brightness & contrast pattern 415 (hereinafter referred to as ABCC) by image shift, and imaging is performed. Parameters are obtained, and auto brightness / contrast adjustment is performed based on the obtained parameters.

ここでABCCについて説明を加えておく。撮像時には適切な明度値及びコントラストをもつ鮮明な画像を取得するため、例えば二次電子検出器209におけるフォトマル(光電子増倍管)の電圧値等のパラメータを調整することよって、例えば画像信号の最も高い部分と最も低い部分とがフルコントラストあるいはそれに近いコントラストになるように設定するが、AFと同様、試料に電子線を長く照射するとコンタミネーションやパターンシュリンクが発生してしまう。   Here, a description of ABCC will be added. In order to obtain a clear image having an appropriate brightness value and contrast at the time of imaging, for example, by adjusting a parameter such as a voltage value of a photomultiplier (photomultiplier tube) in the secondary electron detector 209, for example, an image signal Although the highest part and the lowest part are set so as to have a full contrast or a contrast close thereto, as in AF, if a sample is irradiated with an electron beam for a long time, contamination and pattern shrinkage occur.

そこで、一旦EP近くの座標をABCCとして観察し、ブライトネス・コントラスト調整のパラメータを求めてから前記パラメータを基にEPを観察するという方法がとられる。
そのため、登録されるABCCは、(1)AP、EPからイメージシフトにより移動可能な距離に存在するパターンであり、かつABCCのFOVにEPのFOVは含まれない、(2)ABCCにおいて調整したパラメータを用いてEPを撮像した際に良好なブライトネス・コントラストが得られるために、ABCCはEPにおけるパターンに類似したパターンである等の条件を満たしていることが望ましい。
Therefore, a method is used in which coordinates near the EP are once observed as ABCC, and parameters for brightness / contrast adjustment are obtained, and then the EP is observed based on the parameters.
Therefore, the registered ABCC is a pattern that exists at a distance that can be moved by image shift from (1) AP and EP, and the FOV of ABCC does not include the FOV of EP. (2) Parameters adjusted in ABCC In order to obtain a good brightness / contrast when an EP is imaged using an image, it is desirable that the ABCC satisfy a condition such as a pattern similar to the pattern in the EP.

なお、前述したステップS404〜S407におけるAP、AF、AST、ABCCの撮像は場合によって、一部が省略される、あるいは順番が入れ替わる、あるいはAP、AF、AST、ABCCの座標で重複するものがある(例えばオートフォーカス、オートスティグマを同一箇所で行う)等のバリエーションがある。更に前述の撮像シーケンスの例において、例えばAFはEP撮像用であったが、AP用のAFを設定し、AP撮像前にAP用AFを撮像してオートフォーカス処理を行う場合もある。   Note that, in some cases, imaging of AP, AF, AST, and ABCC in steps S404 to S407 described above may be partially omitted, the order may be changed, or the coordinates of AP, AF, AST, and ABCC may overlap. (For example, auto focus and auto stigma are performed at the same location). Further, in the example of the imaging sequence described above, for example, AF is for EP imaging. However, there is a case where AF for AP is set, and AF for AP is captured before AP imaging to perform autofocus processing.

最後にステップS408においてイメージシフトにより撮像箇所をEP416に移動して撮像を行う。撮像レシピには前述の撮像パターン(EP、AP、AF、AST、ABCC)の座標や撮像シーケンス、撮像条件等の情報が書き込まれており、SEMは前記撮像レシピに基づきEPを観察する。   Finally, in step S408, the imaging location is moved to EP 416 by image shift and imaging is performed. In the imaging recipe, information such as the coordinates of the imaging pattern (EP, AP, AF, AST, ABCC), the imaging sequence, and imaging conditions are written, and the SEM observes the EP based on the imaging recipe.

2.3 計測レシピ
次に計測レシピとは、撮像したSEM画像から撮像対象の形状計測や欠陥検出等の評価を行う手順を指定するファイルである。形状評価方法としては、背景技術で述べた通り、(1)いわゆるCD値と呼ばれるラインパターン幅やコンタクトホール径等の寸法を計測する方法、(2)例えば特許文献1に開示されたパターン形状と相関の高い画像特徴量を計算する方法、(3)例えば特許文献2に開示されたパターンの二次元的な輪郭線を検出する方法等がある。
2.3 Measurement recipe
Next, the measurement recipe is a file that designates a procedure for performing evaluation such as shape measurement of an imaging target and defect detection from the captured SEM image. As the shape evaluation method, as described in the background art, (1) a method of measuring a dimension such as a line pattern width or a contact hole diameter called a so-called CD value, and (2) a pattern shape disclosed in, for example, Patent Document 1 There are a method for calculating an image feature amount having a high correlation, and (3) a method for detecting a two-dimensional contour line of a pattern disclosed in Patent Document 2, for example.

計測対象としては、ラインパターンの線幅計測、ラインパターン間のギャップ計測、ライン端部の後退量、コンタクトホール径の計測、光近接効果補正(Optical Proximity Correction:OPC)形状の計測等が挙げられ、以降、このような計測のバリエーションを測長種と呼ぶ。   Measurement targets include line pattern line width measurement, gap measurement between line patterns, line edge retraction, contact hole diameter measurement, optical proximity correction (OPC) shape measurement, etc. Hereinafter, such measurement variations are referred to as length measurement species.

図5に測長種の例を示す。同図において501、504、508、512、515、519、523はEPのFOVを示している。図5(a)はラインパターン502の線幅503の計測、同図(b)は2本のラインパターン505−506間のスペース507の計測、同図(c)はラインパターン509のライン端とラインパターン510間のギャップ511の計測、同図(d)はコンタクトホール513の直径514の計測、同図(e)はパターン516の短軸長517/長軸長518の計測、同図(f)は2本のラインパターン520−521間のギャップ522の計測、同図(g)はパターン524のコーナ部525の形状計測の例である。同図(h)はコーナ部525の拡大図であり、点線で示した設計レイアウトデータ526とSEM画像上のパターン輪郭線524とのギャップベクトル527を計測している。   FIG. 5 shows an example of the length measurement type. In the figure, reference numerals 501, 504, 508, 512, 515, 519, and 523 denote EP FOVs. 5A shows the measurement of the line width 503 of the line pattern 502, FIG. 5B shows the measurement of the space 507 between the two line patterns 505 to 506, and FIG. 5C shows the line end of the line pattern 509. FIG. 4D shows the measurement of the diameter 514 of the contact hole 513, FIG. 4E shows the measurement of the short axis length 517 / long axis length 518 of the pattern 516, and FIG. ) Is a measurement of the gap 522 between the two line patterns 520-521, and FIG. 5G is an example of the shape measurement of the corner portion 525 of the pattern 524. FIG. 11H is an enlarged view of the corner portion 525, and the gap vector 527 between the design layout data 526 indicated by the dotted line and the pattern outline 524 on the SEM image is measured.

このような計測値を得るためには、得られたSEM画像を画像処理し、パターンの境界位置(エッジ)を検出する必要がある。前記画像処理のアルゴリズムや処理パラメータは計測レシピに保存され、SEMは前記計測レシピに基づき、SEM画像の評価を行う。   In order to obtain such a measurement value, it is necessary to perform image processing on the obtained SEM image and detect a boundary position (edge) of the pattern. The image processing algorithm and processing parameters are stored in a measurement recipe, and the SEM evaluates the SEM image based on the measurement recipe.

本実施の形態では前述のような切り分けで撮像レシピ、計測レシピという言葉を用いる。ただし、前記撮像レシピ、計測レシピの切り分けは一実施例であり、各レシピで指定される各設定項目は、任意の組み合わせで管理することが可能である。よって前記撮像レシピ、計測レシピを特に区別しない場合、両者を合わせて単にレシピと呼ぶ。   In the present embodiment, the terms “imaging recipe” and “measurement recipe” are used as described above. However, the separation of the imaging recipe and the measurement recipe is an example, and the setting items specified in each recipe can be managed in any combination. Therefore, when the imaging recipe and the measurement recipe are not particularly distinguished, the both are simply called a recipe.

2.4 イメージシフトによる高速撮像
前述の通り、ステージシフトはイメージシフトに対し、一般に可動範囲は広いものの、撮像位置の位置決め精度は低いという性質がある。そのため、ステージシフト後は移動誤差を検出するためのアドレッシングを行い、評価パターンへの移動は前記移動誤差を打ち消すようにイメージシフトにより行われる。また、ステージシフト後はオートフォーカス等の画質調整処理を行うことが多い。すなわち、アドレッシング等の処理を含むステージシフトは、イメージシフトに対して多くの処理時間を要することになる。よって、なるべく多くの視野移動をイメージシフトで行い、ステージシフト回数を減らすことができれば、SEMのスループット向上が期待できる。
2.4 High-speed imaging by image shift
As described above, the stage shift has a characteristic that the imaging position positioning accuracy is low although the movable range is generally wider than the image shift. Therefore, after the stage shift, addressing for detecting a movement error is performed, and the movement to the evaluation pattern is performed by image shift so as to cancel the movement error. Also, image quality adjustment processing such as autofocus is often performed after stage shifting. That is, the stage shift including processing such as addressing requires much processing time for the image shift. Therefore, if as much field of view movement as possible is performed by image shift and the number of stage shifts can be reduced, an improvement in SEM throughput can be expected.

図6(a)は図4(b)と同様、EP606(斜線でハッチングされた四角で表示)を撮像する際の撮像シーケンスを示したものである。MP602(十字マークで表示)にステージシフトした後、イメージシフト可動範囲603(点線枠で表示)内に存在するAP604、AF605に順次イメージシフトし、それぞれアドレッシング、オートフォーカスを行い、最後にEP606を撮像する。   FIG. 6A shows an imaging sequence for imaging EP 606 (displayed by hatched squares) as in FIG. 4B. After stage shifting to MP602 (displayed with a cross mark), image shift is sequentially performed to AP 604 and AF 605 existing within the image shift movable range 603 (displayed with a dotted frame), addressing and autofocus are performed respectively, and finally EP 606 is imaged. To do.

本例は図4に示したオートスティグマ調整、オートブライトネス・コントラスト調整は行わない例である。図6ではx-y座標系におけるMP、AP、AF、EPの位置関係のみ示し、レイアウト(回路パターン)は省略して描画していないが、レイアウトの一部を切り出した601上には、例えば図4(b)409上に描かれたようなパターンがあり、パターン形状を基に適切なAP604、AF605が設定されているとする。本撮像シーケンスでは1つのEPに対し、1回のステージシフトが行われている。   In this example, the auto stigma adjustment and the auto brightness / contrast adjustment shown in FIG. 4 are not performed. FIG. 6 shows only the positional relationship between MP, AP, AF, and EP in the xy coordinate system, and the layout (circuit pattern) is not drawn and is not drawn. Assume that there is a pattern as depicted on FIG. 4B 409, and appropriate AP 604 and AF 605 are set based on the pattern shape. In this imaging sequence, one stage shift is performed for one EP.

図6(b)においても同様にMP608にステージシフトした後、イメージシフト可動範囲609(点線枠で表示)内に存在するAP611、AF612に順次イメージシフトし、それぞれアドレッシング、オートフォーカスを行う。しかし図6(b)においては、イメージシフト可動範囲609内には613〜616で示された4つのEP(EP1〜EP4)が含まれており、順にイメージシフトにより視野移動することが可能である。つまり、本撮像シーケンスでは4つのEPに対し、1回のステージシフトで済むことになる。   Similarly in FIG. 6B, after stage shifting to MP 608, image shift is sequentially performed to AP 611 and AF 612 existing in the image shift movable range 609 (displayed by a dotted frame), and addressing and autofocus are performed, respectively. However, in FIG. 6B, the image shift movable range 609 includes four EPs (EP1 to EP4) indicated by 613 to 616, and the visual field can be moved by image shift in order. . That is, in this imaging sequence, only one stage shift is required for four EPs.

また、イメージシフト可動範囲は撮像パターン(EP、AP、AF、AST、ABCC)毎に異なる場合がある。すなわち、最低条件としてMPからイメージシフトによる電子線照射位置の移動限界範囲(例えば609)内であればイメージシフトによる視野移動/撮像は可能であるが、画質や撮像画像を用いた各種処理の精度を考えた場合、撮像位置はMPに近い方(電子線入射角が垂直に近い方)が望ましい。特にEPにおいては精度の高いパターン形状の計測を行うために、例えばAPと比べて電子線の入射角に対する許容値が厳しい場合がある。そのため例えば図6(b)に図示するように、APに対するイメージシフト可動範囲は点線枠609で与えるが、EPに対するイメージシフト可動範囲は前記点線枠609より狭い点線枠610で与えることが可能である。   In addition, the image shift movable range may differ for each imaging pattern (EP, AP, AF, AST, ABCC). That is, as long as the minimum condition is within the movement limit range (for example, 609) of the electron beam irradiation position by the image shift from the MP, the visual field movement / imaging by the image shift is possible, but the image quality and accuracy of various processes using the captured image are possible. In view of the above, it is desirable that the imaging position is close to MP (the electron beam incident angle is close to vertical). In particular, in EP, in order to measure a pattern shape with high accuracy, for example, an allowable value for an incident angle of an electron beam may be stricter than that of AP. Therefore, for example, as shown in FIG. 6B, the image shift movable range for AP is given by a dotted frame 609, but the image shift movable range for EP can be given by a dotted frame 610 narrower than the dotted frame 609. .

EPに対するイメージシフト可動範囲を点線枠610で与えた場合、MP608へのステージシフトの後、イメージシフトにより撮像可能なEPはEP2(614)、EP3(615)の2つとなり、残るEP1(613)、EP4(616)を撮像するためには、再びステージシフトを行う必要がある。一連の撮像シーケンスにおいてステージシフトを挿まず連続してイメージシフトで視野移動する評価パターン群をイメージシフトグループ(ISグループ)と呼ぶ。すなわち、属するISグループが異なる評価パターン間の移動はステージシフトを伴う。   When the image shift movable range with respect to the EP is given by the dotted line frame 610, after the stage shift to the MP608, the two EPs that can be imaged by the image shift are EP2 (614) and EP3 (615), and the remaining EP1 (613) In order to image EP4 (616), it is necessary to perform stage shift again. An evaluation pattern group in which a visual field is moved by image shift without inserting a stage shift in a series of imaging sequences is called an image shift group (IS group). That is, movement between evaluation patterns belonging to different IS groups is accompanied by a stage shift.

図6(b)においてEPに対するイメージシフト可動範囲を点線枠609で与えた場合、EP1〜EP4は同一のISグループに属することになり、EPに対するイメージシフト可動範囲を点線枠610で与えた場合、EP2、EP3が同一のISグループに属することになる。   In FIG. 6B, when the image shift movable range for the EP is given by the dotted frame 609, EP1 to EP4 belong to the same IS group, and when the image shift movable range for the EP is given by the dotted frame 610, EP2 and EP3 belong to the same IS group.

以降の説明では、撮像パターン毎のイメージシフト可動範囲の違いはないものとするが、前述のように、撮像パターン毎にイメージシフト可動範囲が異なる場合においても本発明は適用可能である。   In the following description, it is assumed that there is no difference in the image shift movable range for each imaging pattern. However, as described above, the present invention can be applied even when the image shift movable range is different for each imaging pattern.

3. レイアウト変更
本実施の形態は、SEMを用いて撮像すべき複数の回路パターン(評価パターン)を決定する評価パターン群決定ステップ(図1中のステップS102)と、SEMにおけるイメージシフト可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップ(ステップS104)と、前記評価パターン群に含まれる少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフト可動範囲内に含まれるように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップ(ステップS106)と、イメージシフト可動範囲内の存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の視野移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像することを特徴とする。
3. Change layout
In the present embodiment, an evaluation pattern group determination step (step S102 in FIG. 1) for determining a plurality of circuit patterns (evaluation patterns) to be imaged using an SEM, and an image shift for inputting an image shift movable range in the SEM. Layout determination for determining the layout of the circuit pattern such that the movable range input step (step S104) and the distance between at least two evaluation patterns included in the evaluation pattern group are included in the input image shift movable range. A step (step S106), an imaging recipe generation step for registering in the imaging recipe an imaging sequence for performing visual field movement between at least two or more evaluation patterns existing within the image shift movable range by the image shift, and based on the imaging recipe Imaging the evaluation pattern group It is characterized by.

すなわち本実施の形態ではイメージシフト可動範囲を入力し、前記イメージシフト可動範囲内に多くの評価パターンが含まれるように回路パターンのレイアウトを最適化する。撮像時においてイメージシフトによる評価パターン間の視野移動回数を増やし、SEMの高スループット化を実現する。   That is, in this embodiment, an image shift movable range is input, and a circuit pattern layout is optimized so that many evaluation patterns are included in the image shift movable range. The number of times of visual field movement between evaluation patterns due to image shift during imaging is increased, and high throughput of the SEM is realized.

更に本実施の形態の対象となるレイアウトの一つはパターン形状評価用に作成されたテストパターンであることを特徴とする。また、同じく本実施の形態の対象となるレイアウトにおける複数の評価パターンは、半導体ウェハ上に格子状に配置されていることを特徴とする。勿論、本実施の形態は任意のレイアウト/評価パターンに対して適用可能な方法であるが、前記テストパターンはロジックパターン等と比較してレイアウト変更の自由度が高く、本発明の効果が特に期待できる。また、前記評価パターンが格子状に配置されたレイアウトは、同様にレイアウト変更の自由度が高く、かつレイアウト変更が比較的容易であるという利点がある。   Furthermore, one of the layouts targeted by this embodiment is a test pattern created for pattern shape evaluation. Similarly, the plurality of evaluation patterns in the layout that is the subject of the present embodiment is arranged in a lattice pattern on the semiconductor wafer. Of course, the present embodiment is a method applicable to any layout / evaluation pattern, but the test pattern has a higher degree of freedom of layout change than a logic pattern or the like, and the effect of the present invention is particularly expected. it can. In addition, the layout in which the evaluation patterns are arranged in a grid has the advantage that the degree of freedom of layout change is high and the layout change is relatively easy.

次に前記レイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定に関していくつかの実施例を述べる。   Next, some embodiments regarding the layout determination in the layout determination step will be described.

3.1 EP間の距離に基づくレイアウト変更
本実施の形態におけるレイアウト・撮像パターン・撮像シーケンス最適化(図1中ステップS106)におけるレイアウトの決定は、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離がSEMのイメージシフト可動範囲内になるように、前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離を決定することを特徴とする。
3.1 Layout change based on distance between EPs
Layout determination in the layout, imaging pattern, imaging sequence optimization (step S106 in FIG. 1) in this embodiment is performed so that the distance between at least two evaluation patterns is within the image shift movable range of the SEM. A distance between the at least two or more evaluation patterns is determined.

前述の通り、同じISグループ内に多くの評価パターンが含まれる程、高スループット化が可能となる。同じISグループ内に多くの評価パターンを含めるためには、評価パターン間の距離を縮め、評価パターンを密集させることが有効である。図7(a)(b)は共に8つのEP(EP1〜EP8)に対する撮像シーケンスを示している。   As described above, the higher the throughput, the more evaluation patterns are included in the same IS group. In order to include many evaluation patterns in the same IS group, it is effective to reduce the distance between the evaluation patterns and concentrate the evaluation patterns. FIGS. 7A and 7B both show an imaging sequence for eight EPs (EP1 to EP8).

図7(a)では斜線でハッチングされた8つの四角701〜708が、それぞれEP1〜EP8のFOVを示している。各FOV内には、例えば図5(a)〜(g)で示されたようなパターンが含まれている。本例は、任意の隣り合う2つのEP間の距離(2つのEPのFOVを含む範囲とする)がイメージシフト可動範囲よりも大きい例である。すなわち、例えばEP1−EP2間のX方向の距離733が、図4(b)に示したイメージシフト可動範囲411のX方向の幅417より大きく、同様にEP1−EP5間のY方向の距離734が、図4(b)に示したイメージシフト可動範囲411のY方向の幅418より大きい。そのため、任意のEP間の移動には全てステージシフトを伴うことになり、EP毎にMP、AP、AFを設定する必要がある(本例はAST、ABCCを設定しない例である)。   In FIG. 7A, eight squares 701 to 708 hatched with diagonal lines indicate the FOVs of EP1 to EP8, respectively. Each FOV includes a pattern as shown in FIGS. 5A to 5G, for example. In this example, the distance between any two adjacent EPs (the range including the FOV of two EPs) is larger than the image shift movable range. That is, for example, the distance 733 in the X direction between EP1 and EP2 is larger than the width 417 in the X direction of the image shift movable range 411 shown in FIG. 4B. Similarly, the distance 734 in the Y direction between EP1 and EP5 is the same. The width 418 in the Y direction of the image shift movable range 411 shown in FIG. For this reason, all movements between arbitrary EPs involve a stage shift, and it is necessary to set MP, AP, and AF for each EP (this example is an example in which AST and ABCC are not set).

EP1〜EP8(701〜708)を撮像するためのMP、AP、AFはそれぞれMP1〜MP8(709〜716)、AP1〜AP8(717〜724)、AF1〜AF8(725〜732)である。8つのEP(EP1〜EP8)を全て撮像するのに要する時間は簡易的に図7(c)の上段の棒グラフのように表すことができる。同グラフにはA〜Dが書かれた箱が描かれており、それぞれ、A:ステージシフト、B:アドレッシング、C:オートフォーカス、D:EP撮像に要する時間を示している。   MP, AP, and AF for imaging EP1 to EP8 (701 to 708) are MP1 to MP8 (709 to 716), AP1 to AP8 (717 to 724), and AF1 to AF8 (725 to 732), respectively. The time required to image all eight EPs (EP1 to EP8) can be simply expressed as a bar graph in the upper part of FIG. In the graph, boxes with A to D are drawn, which respectively indicate the time required for A: stage shift, B: addressing, C: autofocus, and D: EP imaging.

図7(a)の撮像シーケンスの一例として、まずEP1(701)を撮像するため、MP1(709)にステージシフトし、AP1(717)にイメージシフトしてアドレッシングを行い、AF1(725)にイメージシフトしてオートフォーカスを行い、最後にEP1(701)にイメージシフトして撮像する。本撮像シーケンスに要する時間が図7(c)の755に相当する。これを1セットとして、残るEP2〜EP8を撮像するには、前記1セットをあと7回繰り返すことになる。そのため、EP1〜EP8を全て撮像するのに要する時間は図7(c)上段の「(a)のケース」と表示した棒グラフのように1セットに要する時間755の8倍の長さで表すことができる。   As an example of the imaging sequence of FIG. 7A, first, in order to image EP1 (701), the stage is shifted to MP1 (709), the image is shifted to AP1 (717), addressing is performed, and the image is displayed on AF1 (725). Shift to perform autofocus, and finally image shift to EP1 (701) for imaging. The time required for the main imaging sequence corresponds to 755 in FIG. In order to image the remaining EP2 to EP8 with this as one set, the one set is repeated seven more times. Therefore, the time required to image all of EP1 to EP8 should be expressed by a length eight times the time 755 required for one set as shown in the bar graph labeled “Case (a)” in FIG. Can do.

イメージシフトによる移動回数を増やすため、レイアウトを変更し、EP間の距離を縮めた例が図7(b)である。本例は図7(a)と同じく斜線でハッチングされた8つの四角735〜742で表された8つのEP(EP1〜EP8)を撮像する例であるが、任意の隣り合う2つのEP間の距離がイメージシフト可動範囲よりも小さい例である。すなわち、例えばEP1−EP2間のX方向の距離751が、図4(b)に示したイメージシフト可動範囲411のX方向の幅417より小さく、同様にEP1−EP5間のY方向の距離752が、図4(b)に示したイメージシフト可動範囲411のY方向の幅418より小さい。そのため、例えばMPをMP1(743)に設定した際のイメージシフト可動範囲を示す点線枠749内にEP1(735)、EP2(736)、EP5(739)、EP6(740)が含まれる。   FIG. 7B shows an example in which the layout is changed and the distance between EPs is shortened in order to increase the number of movements by image shift. This example is an example of imaging eight EPs (EP1 to EP8) represented by eight squares 735 to 742 hatched with diagonal lines as in FIG. 7A, but between any two adjacent EPs. This is an example in which the distance is smaller than the image shift movable range. That is, for example, the distance 751 in the X direction between EP1 and EP2 is smaller than the width 417 in the X direction of the image shift movable range 411 shown in FIG. 4B. Similarly, the distance 752 in the Y direction between EP1 and EP5 is the same. The width 418 in the Y direction of the image shift movable range 411 shown in FIG. Therefore, for example, EP1 (735), EP2 (736), EP5 (739), and EP6 (740) are included in the dotted line frame 749 indicating the image shift movable range when MP is set to MP1 (743).

EP1、EP2、EP5、EP6を撮像するためのMP、AP、AFはそれぞれMP1(743)、AP1(745)、AF1(747)である。すなわち、MPをMP1に設定した場合、この4つのEPはイメージシフトによる視野移動が可能であることから同じISグループに属することになり、MP、AP、AFはISグループに対し1つでよい。   MP1, AP, and AF for imaging EP1, EP2, EP5, and EP6 are MP1 (743), AP1 (745), and AF1 (747), respectively. That is, when MP is set to MP1, the four EPs belong to the same IS group because the field of view can be moved by image shift, and one MP, AP, and AF may be provided for the IS group.

同じISクループに属するEP群で共有するMP、AP、AFという意味で、共有MP、共有AP、共有AFと呼ぶ。また、図の表記方法として、ISグループの番号は753、754のように四角枠内に数字で表す(イメージシフト可動範囲749に囲まれるEP群のISグループの番号は四角枠753内に書かれた1:ISグループ1と記す、イメージシフト可動範囲750に囲まれるEP群のISグループの番号は四角枠754内に書かれた2:ISグループ2と記す)。   In the meaning of MP, AP, and AF shared by EPs belonging to the same IS group, they are called shared MP, shared AP, and shared AF. In addition, as a notation method of the figure, the IS group number is represented by a number in a square frame such as 753 and 754 (the IS group number of the EP group surrounded by the image shift movable range 749 is written in the square frame 753. (1: IS group 1 is the IS group number of the EP group surrounded by the image shift movable range 750, and 2: IS group 2 written in the square frame 754).

ISグループ1と同様、ISグループ2の共有MP、共有AP、共有AFはそれぞれ744、746、748で与えられる。すなわち、図示の通り8つのEPは二つのISグループに分けることができる。8つのEP(EP1〜EP8)を全て撮像するのに要する時間は簡易的に図7(c)の下段の「(b)のケース」と表示した棒グラフのように表すことができる。   Similar to IS group 1, the shared MP, shared AP, and shared AF of IS group 2 are given by 744, 746, and 748, respectively. That is, as shown in the figure, the eight EPs can be divided into two IS groups. The time required to image all the eight EPs (EP1 to EP8) can be simply expressed as a bar graph displaying “case (b)” in the lower part of FIG.

図7(b)の撮像シーケンスの一例として、まずEP1(735)、EP2(736)、EP5(739)、EP6(740)を撮像するため、MP1(743)にステージシフトし、AP1(745)にイメージシフトしてアドレッシングを行い、AF1(747)にイメージシフトしてオートフォーカスを行い、その後、順にEP1(735)、EP2(736)、EP5(739)、EP6(740)にイメージシフトしてそれぞれ撮像する。本撮像シーケンスに要する時間が図7(c)の756に相当する。これを1セットとして、残るEP3(737)、EP4(738)、EP7(741)、EP8(742)を撮像するには、前記1セットをあと1回繰り返すことになる。そのため、EP1〜EP8を全て撮像するのに要する時間は図7(c)下段の棒グラフのように1セットに要する時間756の2倍の長さで表すことができる。   As an example of the imaging sequence in FIG. 7B, first, EP1 (735), EP2 (736), EP5 (739), and EP6 (740) are stage-shifted to MP1 (743) and AP1 (745). The image is shifted to 1 and then addressed, the image is shifted to AF1 (747) and autofocus is performed, and then the images are sequentially shifted to EP1 (735), EP2 (736), EP5 (739), and EP6 (740). Image each one. The time required for the main imaging sequence corresponds to 756 in FIG. In order to capture the remaining EP3 (737), EP4 (738), EP7 (741), and EP8 (742) as one set, the one set is repeated once more. Therefore, the time required to image all of EP1 to EP8 can be represented by a length twice as long as the time 756 required for one set as shown in the lower graph of FIG.

図7(a)(b)は同数のEP撮像であるが、図7(c)の上下段のグラフを比較すると、EP間の距離を短縮してISグループを形成することにより、大幅な高スループット化が実現できることが分かる。   7 (a) and 7 (b) show the same number of EP images, but when comparing the upper and lower graphs in FIG. 7 (c), the distance between the EPs is shortened to form an IS group. It can be seen that throughput can be achieved.

図8はEP間の距離短縮のバリエーションを示す図である。図8(a)〜(c)では、例えばEP1(801)、EP2(802)に代表される評価パターンが格子状に配置されている(EPは斜線でハッチングされた四角で表示)。図8(a)〜(c)は同数のEPの撮像例であるが、レイアウトに関して(a)(b)(c)の順でEP間の距離が小さくなっている点が異なる。図8(a)ではEP間の距離が大きくイメージシフト可動範囲803内に1つのEPしか含めることができない。EP間の距離を小さくするにつれ、図8(b)では2×2=4、図8(c)では3×3=9個のEPをイメージシフト可動範囲803内に含めることができ、より高速な撮像が可能となる。   FIG. 8 is a diagram showing a variation of distance reduction between EPs. In FIGS. 8A to 8C, evaluation patterns represented by, for example, EP1 (801) and EP2 (802) are arranged in a grid pattern (EP is indicated by a hatched square). FIGS. 8A to 8C are imaging examples of the same number of EPs, except that the distance between the EPs becomes smaller in the order of (a), (b), and (c) with respect to the layout. In FIG. 8A, the distance between the EPs is large, and only one EP can be included in the image shift movable range 803. As the distance between the EPs is reduced, 2 × 2 = 4 in FIG. 8B and 3 × 3 = 9 EPs in the image shift movable range 803 in FIG. Imaging is possible.

図8(b)(c)のいずれも、一つのISグループにおけるイメージシフト可動範囲しか図示していないが、残るEPについても前述の通り、図8(b)であれば2×2=4、図8(c)であれば3×3=9の単位でEPをISグループに含めることができる。勿論、各ISグループのイメージシフト可動範囲内には良好なAP、AF等のアドレッシングあるいは画質調整用のパターン(図示せず)が存在する前提である。   8B and 8C show only the image shift movable range in one IS group, but the remaining EP is 2 × 2 = 4 as shown in FIG. 8B as described above. In the case of FIG. 8C, the EP can be included in the IS group in units of 3 × 3 = 9. Of course, it is a premise that there is a good addressing or image quality adjustment pattern (not shown) such as AP and AF within the image shift movable range of each IS group.

より大幅な高スループット化を実現するには、よりEP間の距離を小さくする必要がある。ところが、大きくEP間の距離を縮めた際、前記EP間に存在するパターンが干渉する場合がある。このような場合、EPを中心にある範囲でパターンをトリミングし(EP間に存在するパターンを除去し)、パターンの干渉を避けることを特徴とする。   In order to achieve much higher throughput, it is necessary to further reduce the distance between the EPs. However, when the distance between the EPs is greatly reduced, the patterns existing between the EPs may interfere with each other. In such a case, the pattern is trimmed in a range centered on the EP (a pattern existing between the EPs is removed) to avoid pattern interference.

図8(d)(e)はEP1(801)、EP2(802)を例にパターンのトリミング方法について説明する図である。図8(d)は図8(a)における領域800を拡大表示したものであり、図8(a)では省略して描画していなかったレイアウト(回路パターン)を描画している。回路パターン例としてEP1(801)の付近に5本のラインパターン804、EP2の付近にも同じく5本のラインパターン805が存在している。EP1をFOV801でSEM撮像し、5本のラインパターン804の中央のラインパターンの線幅806を計測する。EP2についても同様に線幅807を計測する。   FIGS. 8D and 8E are diagrams illustrating a pattern trimming method using EP1 (801) and EP2 (802) as an example. FIG. 8D is an enlarged view of the area 800 in FIG. 8A, and a layout (circuit pattern) that is omitted and not drawn in FIG. 8A is drawn. As circuit pattern examples, there are five line patterns 804 near EP1 (801) and five line patterns 805 also near EP2. EP1 is imaged by SEM with FOV 801, and the line width 806 of the center line pattern of the five line patterns 804 is measured. The line width 807 is similarly measured for EP2.

EP間の距離を小さくするため、5本のラインパターン804、805間のスペースを小さくしたのが、図8(b)(c)であり、スペース810の範囲内であれば、パターン間の干渉なく、5本のラインパターン804、805間のスペースを小さくすることができる。ところがスペース810以上にラインパターン804、805を近づけるとパターンが干渉してしまう。   In order to reduce the distance between the EPs, the space between the five line patterns 804 and 805 is reduced as shown in FIGS. 8B and 8C. In addition, the space between the five line patterns 804 and 805 can be reduced. However, when the line patterns 804 and 805 are brought closer to the space 810 or more, the patterns interfere with each other.

一方、テストパターンの場合、パターンをトリミングしてもデバイス動作上の問題はないという観点から、パターンの評価を行う範囲であるEPのFOV801、802内に含まれないパターンを除去し(EPのFOV801、802でパターンをトリミングし)、EP1−EP2間のスペース811分だけEP1、EP2を近づけるレイアウト変更が考えられる。   On the other hand, in the case of a test pattern, from the viewpoint that there is no problem in device operation even if the pattern is trimmed, a pattern that is not included in the EP FOVs 801 and 802, which is a pattern evaluation range, is removed (EP FOV801). 802, the pattern is trimmed), and a layout change that brings EP1 and EP2 closer by the space 811 between EP1 and EP2 can be considered.

しかし、露光工程における光近接効果(Optical Proximity Effect:OPE)によって、パターンの形成は前記パターンの周囲に存在するパターンからの影響を受ける可能性がある。そのため、EPのFOV外に存在するパターンであっても、不用意に除去することは危険である。そこで、OPEの及ぶ範囲を入力し、前記OPEの及ぶ範囲を基にパターンの除去範囲(あるいは評価パターン間の短縮距離)に制約を設けることを特徴とする。   However, there is a possibility that the formation of a pattern is affected by a pattern existing around the pattern due to an optical proximity effect (OPE) in the exposure process. Therefore, even if the pattern exists outside the FOV of the EP, it is dangerous to remove it carelessly. Therefore, the range covered by the OPE is input, and the pattern removal range (or the shortened distance between the evaluation patterns) is limited based on the range covered by the OPE.

図8(d)では、EP1のFOV801内のパターンに対しOPEの及ぶ範囲を点線枠808、EP2のFOV802内のパターンに対しOPEの及ぶ範囲を点線枠809で示しており、前記OPEの及ぶ範囲808、809でパターンをトリミングした結果が図8(e)である。この場合。前記OPEの及ぶ範囲808、809間のスペース812分だけEP1、EP2周辺パターンを近づけるレイアウト変更が可能である。このような観点でレイアウト変更した結果を図8(f)に示す。図8(d)および(e)のパターンに対して前記OPEの及ぶ範囲808、809間のスペース812分だけEP1、EP2周辺パターンが近付けられている。   In FIG. 8D, the range covered by the OPE with respect to the pattern in the EP1 FOV 801 is indicated by a dotted line frame 808, and the range covered by the OPE with respect to the pattern within the EP2 FOV 802 is indicated by a dotted line frame 809. The result of trimming the pattern at 808 and 809 is shown in FIG. in this case. It is possible to change the layout so that the EP1 and EP2 peripheral patterns are brought closer by the space 812 between the ranges 808 and 809 covered by the OPE. The result of changing the layout from such a viewpoint is shown in FIG. The peripheral patterns EP1 and EP2 are brought closer to the pattern of FIGS. 8D and 8E by a space 812 between the ranges 808 and 809 covered by the OPE.

図8(f)は格子上の配置を保ったまま、全EP間の距離が一様に小さくなる例であったが、場所により距離の短縮幅は変えることができる。また、EPの配置もレイアウト変更の前後共に格子上である必要はない。   FIG. 8F is an example in which the distance between all the EPs is uniformly reduced while maintaining the arrangement on the lattice, but the distance reduction width can be changed depending on the location. Further, the arrangement of EPs does not need to be on the grid both before and after the layout change.

3.2 EPにおける電子線走査方向に基づくレイアウト変更
本実施の形態におけるレイアウト・撮像パターン・撮像シーケンス最適化(図1中ステップ106)におけるレイアウトの決定は、SEMを用いて撮像する際の電子線の走査方向が、イメージシフト可動範囲内に存在する少なくとも二つ以上の評価パターンにおいて同一方向となるように決定することを特徴とする。すなわち、同一のISグループ内においては電子線の走査方向が同一である程、走査方向の変更回数を低減することができ、それによりスループットの向上を図ることができる。
3.2 Layout change based on electron beam scanning direction in EP
The layout, imaging pattern, and imaging sequence optimization (step 106 in FIG. 1) in this embodiment is determined by the scanning direction of the electron beam when imaging using the SEM is within the image shift movable range. At least two or more evaluation patterns are determined so as to be in the same direction. That is, as the scanning direction of the electron beam is the same in the same IS group, the number of times of changing the scanning direction can be reduced, thereby improving the throughput.

図9(a)では、例えばイメージシフト範囲909と910で囲まれた領域にEP1〜EP8(901〜908)に代表される評価パターンが格子状に配置されている。EPは斜線でハッチングされた四角で表示しているが、その内部に電子線走査方向を示す矢印(「→」又は「↑」)が記入されている。   In FIG. 9A, for example, evaluation patterns represented by EP1 to EP8 (901 to 908) are arranged in a grid pattern in a region surrounded by image shift ranges 909 and 910. EP is indicated by a hatched square, and an arrow (“→” or “↑”) indicating an electron beam scanning direction is entered therein.

イメージシフト範囲909内のEP1(901)とEP2(902)を例に、図9(c)〜(f)を用いて電子線走査方向について説明する。図9(c)は図9(a)におけるEP1(901)を拡大表示したものであり、図9(a)では省略して描画していなかったレイアウト(回路パターン)を描画している。回路パターン例としてEP内にY方向に延びる3本のラインパターンが存在している。EP1をFOV901でSEM撮像し、3本のラインパターンの中央のラインパターンの線幅911を計測する場合、電子線の走査経路は図9(d)の912が望ましい。走査経路912は実際の走査経路を簡略化して表示したものであるが、連続的なX方向の走査をY方向に対し離散的に行うことを示している(一般にラスタースキャンと呼ばれる)。これは正確な線幅911を得るためには、ラインパターンのエッジ位置を正確に検出する必要があり、X方向の走査を連続的に行う必要があるためである。   An example of EP1 (901) and EP2 (902) in the image shift range 909 will be described with reference to FIGS. 9C to 9F in the electron beam scanning direction. FIG. 9C is an enlarged view of EP1 (901) in FIG. 9A, and a layout (circuit pattern) that is omitted and not drawn in FIG. 9A is drawn. As an example of the circuit pattern, there are three line patterns extending in the Y direction in the EP. When SEM imaging of EP1 is performed with the FOV 901 and the line width 911 of the center line pattern of the three line patterns is measured, the electron beam scanning path is preferably 912 in FIG. The scanning path 912 is a simplified display of the actual scanning path, but indicates that continuous scanning in the X direction is performed discretely in the Y direction (generally called a raster scan). This is because, in order to obtain an accurate line width 911, it is necessary to accurately detect the edge position of the line pattern, and it is necessary to continuously perform scanning in the X direction.

このような電子線走査方向をX方向の走査と呼び、「→」で表現する。同様に、図9(e)は図9(a)におけるEP2(902)を拡大表示したものであり、EP内にX方向に延びるラインパターンの線幅913の計測である。よって電子線の走査経路は図9(f)に示すように914で与えられ、これをY方向の走査と呼び、「↑」で表現する。   Such an electron beam scanning direction is called X-direction scanning, and is represented by “→”. Similarly, FIG. 9E is an enlarged view of EP2 (902) in FIG. 9A, and is a measurement of the line width 913 of a line pattern extending in the X direction within the EP. Therefore, the scanning path of the electron beam is given by 914 as shown in FIG. 9 (f), which is called Y-direction scanning and is expressed by “↑”.

図9(a)における全EPを撮像する際、同一のISグループ内で電子線の走査方向を変更する必要がある(ISグループ内に走査方向の異なるEPが混在)。そこで、図9(b)に示すように、例えば図9(a)におけるEP2(902)とEP5(905)、EP3(903)とEP8(908)周辺のパターンをそれぞれ交換するようなレイアウト変更を行うことにより、ISグループ内のEPにおける走査方向を揃えることができる。   When capturing all the EPs in FIG. 9A, it is necessary to change the scanning direction of the electron beam within the same IS group (EPs having different scanning directions are mixed in the IS group). Therefore, as shown in FIG. 9B, for example, the layout is changed so that the patterns around EP2 (902) and EP5 (905), EP3 (903) and EP8 (908) in FIG. By doing so, it is possible to align the scanning direction in the EP within the IS group.

3.3 EP配置の行列数に基づくレイアウト変更
評価パターンが格子状に配置されたレイアウトを対象とする場合、本発明におけるレイアウト・撮像パターン・撮像シーケンス最適化(図1中ステップS106)におけるレイアウトの決定は、評価パターンの行数と列数を、イメージシフトによってそれぞれ行方向と列方向に撮像可能な評価パターン数の倍数に近くなるように決定することを特徴とする。すなわち、理想的な配置として、評価パターンの行数および列数がイメージシフトによって可能な評価パターン数の倍数であり、かつ格子間の間隔が等しければ、全てのISグループに含まれる評価パターン数が最大になる。
3.3 Layout change based on the number of EP arrangement matrices
When the evaluation pattern is intended for a layout arranged in a grid pattern, layout determination in the layout / imaging pattern / imaging sequence optimization (step S106 in FIG. 1) in the present invention determines the number of rows and columns of the evaluation pattern. The image shift is determined so as to be close to a multiple of the number of evaluation patterns that can be imaged in the row direction and the column direction, respectively. That is, as an ideal arrangement, if the number of rows and the number of columns of the evaluation pattern is a multiple of the number of evaluation patterns that can be obtained by image shift and the intervals between the lattices are equal, the number of evaluation patterns included in all IS groups is Become the maximum.

一方、倍数でなければ一部のISグループに含まれる評価パターン数は少なくなり、評価パターン数に対するステージシフト回数は相対的に増えることになる。そこで前述の通り、なるべく倍数に近くなるようにレイアウトを決定することで高スループット化を図る。   On the other hand, if it is not a multiple, the number of evaluation patterns included in some IS groups decreases, and the number of stage shifts relative to the number of evaluation patterns increases relatively. Therefore, as described above, the layout is determined so as to be as close to a multiple as possible to achieve high throughput.

図10(a)は、35個(5行7列)のEPが格子状に同一間隔で配置された例である(EPは斜線でハッチングされた四角で表示)。図10(a)のEP配置を、イメージシフト可動範囲を基にISグループに分割した結果を図10(b)に示す。10(b)には、イメージシフト可動範囲を点線枠(例えば1002)で示しており、前記イメージシフト可動範囲により形成されるISグループの番号を四角枠内に数字で記入している(場所は対応するイメージシフト可動範囲の点線枠上。例えばイメージシフト可動範囲1002により形成されるISグループの番号は四角枠1003内に書かれた1)。   FIG. 10 (a) is an example in which 35 (5 rows and 7 columns) EPs are arranged in a grid at the same interval (EPs are indicated by squares hatched with diagonal lines). FIG. 10B shows the result of dividing the EP arrangement of FIG. 10A into IS groups based on the image shift movable range. In FIG. 10B, the image shift movable range is indicated by a dotted frame (for example, 1002), and the IS group number formed by the image shift movable range is numerically entered in the square frame (the place is On the dotted frame of the corresponding image shift movable range, for example, the IS group number formed by the image shift movable range 1002 is written in the square frame 1003 1).

よって本例においては35個のEPが12個のISグループに分割されている。内、番号1〜3、5〜7のISグループは属するEP数は4であるが、番号4、8、9〜11のISグループは属するEP数は2、番号12のISグループは属するEP数は1である。これは、EPの行数(本例は5)と列数(本例は7)が、イメージシフトによってそれぞれ行方向と列方向に撮像可能な評価パターン数(本例は行方向、列方向共に2)の倍数でないため、余ったEPに対しては、同一のISグループに属するEP数が少なくなるためである。属するEP数が少なくても、異なるISグループへの移動にはステージシフトを伴うため、十分な高スループット化が図れない場合がある。すなわち、この問題を考慮せず、単純にEP間の距離がイメージシフト稼動範囲内になるようにEP間の距離を縮めても、予測通りのスループットが得られない危険性がある。   Therefore, in this example, 35 EPs are divided into 12 IS groups. Among them, the number 1 to 3 and 5 to 7 IS groups belong to 4 EPs, but the number 4, 8 and 9 to 11 IS groups belong to 2 and the number 12 IS groups belong to EP numbers. Is 1. This is because the number of EP rows (5 in this example) and the number of columns (7 in this example) are the number of evaluation patterns that can be imaged in the row and column directions by image shift, respectively (in this example, both in the row and column directions) This is because the number of EPs belonging to the same IS group is reduced for the remaining EPs because it is not a multiple of 2). Even if the number of EPs belonging to a small number, movement to a different IS group is accompanied by a stage shift, so that there is a case where sufficient high throughput cannot be achieved. That is, without considering this problem, there is a risk that the throughput as predicted cannot be obtained even if the distance between the EPs is simply reduced so that the distance between the EPs is within the image shift operation range.

図10(c)は前述の行列数の問題を考慮し、なるべくEPの行数と列数が、イメージシフトによってそれぞれ行方向と列方向に撮像可能な評価パターン数の倍数に近くなるようにレイアウト変更した例である。具体的には図10(a)において枠1001で囲んだEP群を、図10(c)において枠1004で囲んだ位置に移動した。図10(d)は、図10(c)のEP配置を、イメージシフト可動範囲1002を基にISグループに分割した結果であるが、本レイアウト変更によって、ISグループは9個になり、番号1〜8のISグループは属するEP数は4、番号9のISグループに属するEP数は3に改善することができた。
3.4 EPサンプリング方法に基づくレイアウト変更
本実施の形態におけるレイアウト・撮像パターン・撮像シーケンス最適化(図1中ステップS106)におけるレイアウトの決定は、評価パターンのサンプリング方法を基に、イメージシフト可動範囲内に存在するサンプリング後の評価パターン数を基に決定することを特徴とする。
FIG. 10C considers the problem of the number of matrices described above, and the layout is such that the number of rows and columns of EP is as close as possible to the multiple of the number of evaluation patterns that can be imaged in the row and column directions by image shift. This is a modified example. Specifically, the EP group surrounded by the frame 1001 in FIG. 10A is moved to the position surrounded by the frame 1004 in FIG. FIG. 10 (d) shows the result of dividing the EP arrangement of FIG. 10 (c) into IS groups based on the image shift movable range 1002. By this layout change, the number of IS groups becomes nine. The number of EPs belonging to the IS group of ˜8 could be improved to 4 and the number of EPs belonging to the IS group of number 9 could be improved to 3.
3.4 Layout change based on EP sampling method
The layout determination in the layout, imaging pattern, and imaging sequence optimization (step S106 in FIG. 1) in the present embodiment is based on the evaluation pattern sampling method and the number of evaluation patterns after sampling existing within the image shift movable range. It is determined based on the above.

評価パターン数が多い場合、サンプリングにより実際にSEMを用いて撮像する評価パターン数を減らす場合がある。また、様々な評価パターンを作成しておき、用途に応じてサンプリングする場合もある。予めどの評価パターンがサンプリングされるか既知であれば、サンプリング後の評価パターンが密集して分布するようにレイアウトを最適化することができる。   When the number of evaluation patterns is large, the number of evaluation patterns actually captured using SEM may be reduced by sampling. In addition, various evaluation patterns may be created and sampled depending on the application. If known or previously which evaluation patterns are sampled, it is possible to optimize the layout to evaluate pattern after sampling distributed densely.

しかしながら、同一のレイアウトであっても目的や許容される評価時間の違いに応じて、サンプリングの仕方(サンプリングプラン)が異なる場合がある。このようなサンプリングプランの違いに対して、常に良好なスループットを実現するため、想定されるサンプリングプランのバリエーションを基に、前記サンプリングプランのバリエーションに対して同一のISグループに含まれるサンプリング後の評価パターン数がなるべく少なくならないようにレイアウトを決定する。   However, even in the same layout, the sampling method (sampling plan) may be different depending on the purpose and the difference in allowable evaluation time. In order to always achieve good throughput against such sampling plan differences, based on the assumed sampling plan variations, the sampling plan variations included in the same IS group for the sampling plan variations The layout is determined so that the number of patterns is not reduced as much as possible.

図11に評価パターンのバリエーションの一例を示す。同図においては、(a)〜(d)に4つのパターン種(パターンA〜D)とそれぞれのパターン種に対して、線幅とOPCの大きさのバリエーションがある。各評価パターンの直下にはA−1−1等のIDを示しており、前記IDは(パターン種のID)−(線幅のID)−(OPCの大きさのID)を示す。線幅のIDが大きい程、線幅が太く、OPCの大きさのIDが大きい程、OPCによる補正形状(ハンマーヘッド(Hummer Head)やセリフ(Serif)等)が大きい。   FIG. 11 shows an example of evaluation pattern variations. In the same figure, (a) to (d) have four pattern types (patterns A to D) and variations in line width and OPC size for each pattern type. An ID such as A-1-1 is shown immediately below each evaluation pattern, and the ID indicates (pattern type ID)-(line width ID)-(OPC size ID). The larger the line width ID is, the thicker the line width is, and the larger the OPC size ID is, the larger the correction shape by OPC (such as a hammer head or a serif).

図12は複数のEP1211が格子状に同一間隔で配置された例であり、各EP1211の枠内には図11で説明した評価パターンのバリエーションのID(A−1−1等)が記入されている。実際に撮像される(サンプリング後の)EP1211は斜線でハッチングされており、図12(a)は全EPを撮像対象とする例である(サンプリングなし)。よって点線の枠で囲んだ各イメージシフト可動範囲(例えば1201)内にはそれぞれ4つのEP1211が含まれ、図10で述べた行列数の問題がなければ、ISグループ数はEP数の1/4になる。   FIG. 12 shows an example in which a plurality of EPs 1211 are arranged at the same interval in a grid pattern, and the ID (A-1-1 etc.) of the evaluation pattern variation described in FIG. Yes. The EP 1211 that is actually imaged (after sampling) is hatched with diagonal lines, and FIG. 12A is an example in which all EPs are imaged (no sampling). Therefore, each image shift movable range (for example, 1201) surrounded by a dotted frame includes four EPs 1211. If there is no problem with the number of matrices described in FIG. 10, the number of IS groups is ¼ of the number of EPs. become.

ところが、図11において、パターン種は全て撮像するが、線幅とOPCの大きさについては1つおきにサンプリングする場合、図12(a)のEP1211の配置では、サンプリング後のEP1212の配置は図12(b)のようになる(斜線でハッチングされたEPがサンプリング後のEP1212)。よって隣り合うサンプリング後のEP1212間の距離(2つのEP1212のFOVを含む範囲とする)は例えば距離1203となり、イメージシフト可動範囲(例えば1202)よりも大きい。そのため、同一のISグループ内に複数のEP1212が含まれることはなく、図12(b)に示すようにISグループ数はサンプリング後のEP1212の数と等しくなってしまう。
このような、線幅とOPCの大きさに関するサンプリングに対して、同一のISグループに含まれるEP数がなるべく多くなるEP配置を考える。図13はそのようなEP配置の一例である。図13は図12に示したレイアウトと比べ、含まれる評価パターンのバリエーションとEP間の間隔は等しいが、EP配置のみが異なる。
However, in FIG. 11, all pattern types are imaged, but when every other line width and OPC size are sampled, in the arrangement of EP 1211 in FIG. 12 (b) (EP hatched with hatched EP1212 after sampling). Therefore, a distance between adjacent sampled EPs 1212 (a range including the FOV of two EP1212s) is, for example, a distance 1203, which is larger than an image shift movable range (for example, 1202). Therefore, a plurality of EPs 1212 are not included in the same IS group, and the number of IS groups becomes equal to the number of EPs 1212 after sampling, as shown in FIG.
Consider such an EP arrangement in which the number of EPs included in the same IS group is as large as possible with respect to the sampling related to the line width and the OPC size. FIG. 13 is an example of such an EP arrangement. FIG. 13 is different from the layout shown in FIG. 12 in the variation of the evaluation pattern included and the interval between the EPs, but only the EP arrangement is different.

図13(a)は全EP1311を撮像対象とする例であり、図12(a)と同じく、ISグループ1301は全EP1311の数の1/4になる。一方、図13(b)は図12(b)と同様、パターン種は全て撮像するが、線幅とOPCの大きさについては1つおきにサンプリングした場合のEP1312の配置である。本配置では斜線でハッチングされたサンプリング後のEP1312がばらばらになることはなく、例えばイメージシフト可動範囲1302で囲まれるように、同一のISグループ内に4つのEP1312を含めることができる。すなわちISグループ数はサンプリング後のEP1312の数の1/4になる。ちなみに本配置は、線幅とOPCの大きさに関するサンプリング間隔に依存することなく、例えば2つおき、3つおきにサンプリングしてもISグループ数はサンプリング後のEP1312の数の1/4になるため、常に高スループット化の効果が期待できる。   FIG. 13A shows an example in which all EPs 1311 are imaged, and the IS group 1301 is ¼ of the total number of EPs 1311 as in FIG. On the other hand, FIG. 13B shows an arrangement of EP1312 when all pattern types are imaged as in FIG. 12B, but every other line width and OPC size are sampled. In this arrangement, the sampled EPs 1312 hatched with diagonal lines do not vary. For example, four EPs 1312 can be included in the same IS group so as to be surrounded by the image shift movable range 1302. That is, the number of IS groups is ¼ of the number of EP1312 after sampling. Incidentally, this arrangement does not depend on the sampling interval related to the line width and the size of the OPC. For example, even if every second or third sampling is performed, the number of IS groups becomes 1/4 of the number of EP1312 after sampling. Therefore, the effect of increasing the throughput can always be expected.

このようなレイアウト変更が可能なのは、サンプリングプランのバリエーションに対する事前知識がある場合である。本例の場合、線幅とOPCの大きさについてはサンプリングする場合があり、そのサンプリング間隔は変化しうるが、パターン種に関してはサンプリングしないという事前知識があったため、図11(a)〜(d)に示すような異なる4つのパターン種(パターンA〜D)を密集させる配置にしている。本サンプリング方法は一例であるが、このように評価パターンのサンプリング方法を基にレイアウトを決定することが有効である。   Such a layout change is possible when there is prior knowledge of sampling plan variations. In the case of this example, the line width and the size of the OPC may be sampled, and the sampling interval may change. However, since there is prior knowledge that the pattern type is not sampled, FIGS. ) Such that four different pattern types (patterns A to D) are densely arranged as shown in FIG. This sampling method is an example, but it is effective to determine the layout based on the evaluation pattern sampling method.

4. 評価パターン決定
4.1 ISグループに含まれるEP数に基づく評価パターン決定
本実施の形態は、SEMにおけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップ(図1中のステップS104)と、前記SEMを用いて撮像すべき複数の回路パターン(評価パターン)を、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップ(ステップS106)と、イメージシフト可動範囲内の存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像することを特徴とする。
4). Evaluation pattern determination
4.1 Evaluation pattern determination based on the number of EPs included in the IS group
In the present embodiment, an image shift movable range input step (step S104 in FIG. 1) for inputting a movable range in image shift in the SEM, and a plurality of circuit patterns (evaluation patterns) to be imaged using the SEM. An evaluation pattern group determining step (step S106) for determining the distance between at least two or more evaluation patterns to be within the input image shift movable range, and at least two or more existing within the image shift movable range. An imaging recipe generating step of registering an imaging sequence for performing movement between the evaluation patterns by image shift in an imaging recipe, and imaging the evaluation pattern group based on the imaging recipe.

高スループット化のためには前記イメージシフト可動範囲内に多くの評価パターンを含ませる必要がある。そのため、評価パターンの決定においては、多くの評価パターンが含まれるISグループが多く設定できるように決定する。背景技術で述べた通り、従来、評価パターンの決定は、(a)ホットスポットと呼ばれるデバイス不良が発生しやすい危険箇所であるか、(b)露光・エッチング装置の条件出しに適したパターンであるか、(c)シミュレーションによる予想形状と実パターン形状とのキャリブレーションのために適したパターンであるか、(d)プロセスの変動を検知し易いパターンであるか、等の判断基準、更に欠陥のバリエーション、面内分布等も考慮して決定されている。そのため、評価パターンの決定は、本実施の形態における評価パターンがイメージシフト可動範囲に含まれるかというスループットに関する判断基準だけではなく、従来の判断基準も考慮しながら決定する多目的最適化問題であることを特徴とする。   In order to achieve high throughput, it is necessary to include many evaluation patterns within the image shift movable range. Therefore, in determining the evaluation pattern, it is determined so that many IS groups including many evaluation patterns can be set. As described in the background art, conventionally, the determination of the evaluation pattern is (a) a dangerous spot called a hot spot where a device failure is likely to occur, or (b) a pattern suitable for determining the conditions of the exposure / etching apparatus. (C) Judgment criteria such as whether the pattern is suitable for calibration between the predicted shape by simulation and the actual pattern shape, or (d) the pattern is easy to detect process variations, It is determined in consideration of variations and in-plane distribution. For this reason, the determination of the evaluation pattern is a multi-objective optimization problem that is determined in consideration of not only the criterion for determining whether the evaluation pattern is included in the image shift movable range in the present embodiment but also the conventional criterion. It is characterized by.

図14は評価パターン(EP)の決定バリエーションを説明する図である。図中に示した「○」「×」の記号はEP候補の位置を示しており、「○」と「×」の違いは欠陥種の違いを示す。前記欠陥種の例として、露光・現像シミュレーションにより発生する可能性が高いと予測されるデバイス不良の種類が挙げられ、例えばパターン間のショートやパターンの細り(ネッキング)等が挙げられる。図14(a)〜(c)に示されたEP候補の分布は同一であるが、選択されたEPが異なる。   FIG. 14 is a diagram for explaining evaluation pattern (EP) determination variations. The symbols “O” and “X” shown in the figure indicate the positions of EP candidates, and the difference between “O” and “X” indicates the difference in defect type. Examples of the defect type include a type of device failure that is predicted to be highly likely to occur by exposure / development simulation, such as a short circuit between patterns or a narrowing (necking) pattern. Although the distribution of the EP candidates shown in FIGS. 14A to 14C is the same, the selected EPs are different.

まず、図14(a)において選択されたEPはイメージシフト可動範囲を示す点線枠1401〜1405で囲まれた5点のEPである。しかしながら、選択された各EPの周辺には他のEPが存在しておらず、各ISグループに含まれるEP数は1である。一方、図14(b)において選択されたEPはイメージシフト可動範囲を示す点線枠1406〜1410で囲まれた15点のEPである。本例では、EP候補が密集した場所からEPを選択したため、各ISグループに含まれるEP数は3である。   First, the EPs selected in FIG. 14A are five EPs surrounded by dotted line frames 1401 to 1405 indicating the image shift movable range. However, there are no other EPs around each selected EP, and the number of EPs included in each IS group is one. On the other hand, the EPs selected in FIG. 14B are 15 EPs surrounded by dotted line frames 1406 to 1410 indicating the image shift movable range. In this example, since the EP is selected from a place where EP candidates are densely populated, the number of EPs included in each IS group is three.

すなわち、図14(a)と比べ、EP1点辺りの撮像時間は短くなる。しかしながら、選択されたEPの欠陥種に着目すると、「○」記号ついたEP(点線枠1406〜1408内のEP)はEP候補の分布の上部に、「×」記号ついたEP(点線枠1409、1410内のEP)はEP候補の分布の下部に偏っており、それぞれの欠陥種を分布から座標の偏りなくサンプリングしたいという場合には妥当でない。   That is, as compared with FIG. 14A, the imaging time around the point EP1 is shortened. However, paying attention to the defect type of the selected EP, EPs with “O” symbols (EPs within dotted line frames 1406 to 1408) are placed at the top of the EP candidate distribution (EPs with dotted line frames 1409). , 1410) is biased to the lower part of the distribution of EP candidates, and is not valid when it is desired to sample each defect type from the distribution without a bias in coordinates.

図14(c)において選択されたEPはイメージシフト可動範囲を示す点線枠1411〜1415で囲まれた10点のEPである。本例では、「○」「×」記号がついたEPが共にEP候補の分布に対して偏りなく選択されている。各ISグループに含まれるEP数は2であり、図14(b)の3に対しては少ないが、図14(a)の1よりは多い。考慮すべき評価項目や、各項目の重みは状況により異なるが、図14(c)のように様々な判断基準を基にEP選択を行うことによりEPの欠陥種や分布、スループットに関する要求を満たすことができる。   The selected EPs in FIG. 14C are 10 EPs surrounded by dotted line frames 1411 to 1415 indicating the image shift movable range. In this example, both EPs with “◯” and “x” symbols are selected without bias to the distribution of EP candidates. The number of EPs included in each IS group is 2, which is smaller than 3 in FIG. 14B, but larger than 1 in FIG. Although the evaluation items to be considered and the weight of each item differ depending on the situation, the requirements regarding the defect type, distribution, and throughput of the EP are satisfied by performing EP selection based on various judgment criteria as shown in FIG. be able to.

4.2 アドレッシング/画質調整パターンの有無に基づく評価パターン決定
本実施の形態は、SEMにおけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップ(図1中のステップS104)と、SEMを用いて撮像すべき複数の回路パターン(評価パターン)を、前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定する評価パターン群決定ステップ(ステップS106)と、評価パターン撮像前に前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像することを特徴とする。
4.2 Evaluation pattern determination based on presence / absence of addressing / image quality adjustment pattern
In the present embodiment, an image shift movable range input step (step S104 in FIG. 1) for inputting a movable range in image shift in the SEM, and a plurality of circuit patterns (evaluation patterns) to be imaged using the SEM, An evaluation pattern group determination step (step S106) for determining that a pattern capable of addressing or image quality adjustment exists within a range movable by image shift from the evaluation pattern, and image shift from the evaluation pattern before imaging the evaluation pattern An imaging recipe generating step for registering an imaging sequence for performing addressing or image quality adjustment by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within a movable range by the imaging recipe, and the evaluation pattern group based on the imaging recipe Imaging And features.

評価性能を低下させることなく、SEMの大幅な高スループット化を実現するためには、評価パターン撮像前に適切なアドレッシングならびに画質調整(オートフォーカス、オートスティグマ、オートブライトネス・コントラスト調整、等)の一部または全てを行う必要がある。そのため、評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に、適切なアドレッシングならびに画質調整が可能なパターンが存在するかというSEMの評価性能を判断基準として評価パターンを選択することを特徴とする。また、本実施の形態は前記判断基準のみならず、前記項目(7)と同様に従来の判断基準も考慮しながら決定する多目的最適化問題であることを特徴とする。   In order to achieve a significantly higher throughput of the SEM without degrading the evaluation performance, one of appropriate addressing and image quality adjustment (autofocus, autostigma, autobrightness / contrast adjustment, etc.) before imaging the evaluation pattern Part or all need to be done. For this reason, the evaluation pattern is selected based on the evaluation performance of the SEM as to whether or not there is a pattern capable of appropriate addressing and image quality adjustment within a range movable by image shift from the evaluation pattern. Further, the present embodiment is characterized by a multi-objective optimization problem that is determined in consideration of not only the above-mentioned determination criteria but also the conventional determination criteria as in the item (7).

図15(a)は評価パターン(EP)の決定バリエーションを説明する図である。斜線でハッチングされたパターン1510はレイアウト(回路パターン)を示す。2つのEP候補、EP1(1501)、EP2(1502)の内、一方のみをサンプリングすることを考える。もし、各EP候補における周囲のパターンからの光近接効果の影響や、ウェハ/チップ/セルにおけるEP座標の面内分布等を考慮しても両者に大きな優劣がない場合、評価性能の観点からイメージシフト可動範囲内に適切なアドレッシングあるいは画質調整用のパターンが存在するEPを選択するのが有効である。図15(a)の場合であれば、イメージシフト可動範囲を示す点線枠1505内に適切なアドレッシングパターン(AP)が存在しないEP2(1502)よりも、イメージシフト可動範囲1503内に適切なAP1(EP1用のAP。1504)が存在するEP1(1501)を選択するのが妥当である。   FIG. 15A is a diagram for explaining a determination variation of the evaluation pattern (EP). A hatched pattern 1510 indicates a layout (circuit pattern). Consider sampling only one of the two EP candidates, EP1 (1501) and EP2 (1502). If the influence of the optical proximity effect from the surrounding patterns in each EP candidate and the in-plane distribution of EP coordinates in the wafer / chip / cell are not significant, both images are considered from the viewpoint of evaluation performance. It is effective to select an EP having an appropriate addressing or image quality adjustment pattern within the shift movable range. In the case of FIG. 15A, an appropriate AP1 (in the image shift movable range 1503) is more suitable than an EP2 (1502) in which an appropriate addressing pattern (AP) does not exist in the dotted frame 1505 indicating the image shift movable range. It is reasonable to select EP1 (1501) in which AP1 for EP1 exists.

また逆に、EP周辺に適切なアドレッシングあるいは画質調整用のパターンが存在しない場合、本発明におけるレイアウト・撮像パターン・撮像シーケンス最適化(図1中ステップS106)におけるレイアウトの決定の実施例として、前記適切なアドレッシングあるいは画質調整用のパターンをレイアウトに追加することを特徴とする。図15(a)中のEP1(1501)のイメージシフト可動範囲1503には、適切なアドレッシング用のパターンであるAP1(1504)は存在するが、適切なオートスティグマ調整用のパターン(AST)が存在しない場合、図15(b)に示すように、前記ASTに適した新たなパターン1506をレイアウトに追加し、前記パターン1506を含む領域をAST1(EP1用のAST。1507)として撮像レシピに登録することができる。このようなレイアウト変更は、周囲のパターンへの光近接効果やデバイス特性への影響を考慮して行う必要がある。   Conversely, when there is no appropriate addressing or image quality adjustment pattern around the EP, as an example of layout determination in layout / imaging pattern / imaging sequence optimization (step S106 in FIG. 1) in the present invention, An appropriate addressing or image quality adjustment pattern is added to the layout. In the image shift movable range 1503 of EP1 (1501) in FIG. 15A, there is an appropriate addressing pattern AP1 (1504), but there is an appropriate autostigma adjustment pattern (AST). If not, as shown in FIG. 15B, a new pattern 1506 suitable for the AST is added to the layout, and an area including the pattern 1506 is registered in the imaging recipe as AST1 (AST for EP1 1507). be able to. Such a layout change needs to be performed in consideration of an optical proximity effect to surrounding patterns and an influence on device characteristics.

5. レイアウト変更/評価パターン決定
本実施の形態は、SEMにおけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップ(図1中のステップS101)と、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像すべき複数の回路パターン(評価パターン)を、評価パターンからイメージシフト可動範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定、かつ/あるいは、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップ(ステップS106)と、前記評価パターン群に含まれる少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップ(ステップS106)と、評価パターン撮像前に前記評価パターンからイメージシフト可動範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録、かつ/あるいは、イメージシフト可動範囲内の存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像することを特徴とする。
5. Layout change / Evaluation pattern determination
In this embodiment, an image shift movable range input step (step S101 in FIG. 1) for inputting a movable range by image shift in the SEM, and a plurality of circuit patterns (evaluation) to be imaged using the scanning charged particle microscope Pattern) is determined so that there is a pattern capable of addressing or image quality adjustment within the movable range of the image shift from the evaluation pattern, and / or the distance between at least two or more evaluation patterns is the movable of the input image shift. An evaluation pattern group determining step (step S106) for determining to be within the range, and a distance between at least two or more evaluation patterns included in the evaluation pattern group is within the movable range of the input image shift. Layout determination step (schedule for determining circuit pattern layout) S106) and registering in the imaging recipe an imaging sequence for performing addressing or image quality adjustment by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within the image shift movable range from the evaluation pattern before imaging the evaluation pattern, and / Or an imaging recipe generating step for registering an imaging sequence for performing movement between at least two or more evaluation patterns existing within an image shift movable range by image shift in an imaging recipe; and the evaluation pattern group based on the imaging recipe It is characterized by imaging.

すなわち、今までレイアウト設計、評価パターン決定、撮像条件・撮像シーケンス決定に関して様々な実施例を述べてきたが、これらの複数の処理はそれぞれ独立に行われるのではなく、図1中のステップS101〜S105に書かれた各種データ/仕様/要求、スループット(撮像シーケンス)や評価性能、あるいはレイアウト変更の手間等を考慮しながら全体最適化されることを特徴とする。前記最適化で行われる前記レイアウト設計、評価パターン決定、撮像シーケンス決定に関する複数の処理には任意の組合せがありうる。   That is, various embodiments have been described so far regarding layout design, evaluation pattern determination, imaging condition / imaging sequence determination, but these plural processes are not performed independently, but steps S101 to S101 in FIG. The overall optimization is performed in consideration of various data / specifications / requests written in S105, throughput (imaging sequence), evaluation performance, layout change, and the like. There may be any combination of the plurality of processes related to the layout design, evaluation pattern determination, and imaging sequence determination performed in the optimization.

6. システム構成
本発明におけるシステム構成の実施例を図16を用いて説明する。
図16(a)において1601はマスクパターン設計装置(マスクパターンのレイアウトデータ(OPCなし/あり)、ウェハ転写パターンのレイアウト設計を含む)、1602はマスク描画装置、1603はマスクパターンのウェハ上への露光・現像装置、1604はウェハのエッチング装置、1605および1607はSEM装置、1606および1608はそれぞれ前記SEM装置を制御するSEM制御装置、1609はEDA(Electronic Design Automation)ツールサーバ、1610はデータベースサーバ、1611はデータベースを保存するストレージ、1612はレイアウト変更ツールサーバ、1613は評価パターン決定ツールサーバ、1614は画像処理・撮像・計測レシピ作成演算装置、1615は撮像・計測レシピサーバであり、これらはネットワーク1600を介して情報の送受信が可能である。
6). System configuration
An embodiment of the system configuration in the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 16A, 1601 is a mask pattern design apparatus (including mask pattern layout data (without / with OPC), wafer transfer pattern layout design), 1602 is a mask drawing apparatus, and 1603 is a mask pattern onto the wafer. Exposure / development apparatus, 1604 is a wafer etching apparatus, 1605 and 1607 are SEM apparatuses, 1606 and 1608 are SEM control apparatuses for controlling the SEM apparatus, 1609 is an EDA (Electronic Design Automation) tool server, 1610 is a database server, Reference numeral 1611 denotes a storage for storing a database, 1612 denotes a layout change tool server, 1613 denotes an evaluation pattern determination tool server, 1614 denotes an image processing / imaging / measurement recipe creation calculation device, and 1615 denotes an imaging / measurement recipe server. These can send and receive information via the network 1600.

データベースサーバ1610にはストレージ1611が取り付けられており、(a)レイアウトデータ(マスク設計データ(OPCなし/あり)、ウェハ転写パターン設計データ)、(b)評価パターン群の座標値、(c)生成された撮像・計測レシピ、(d)撮像した画像、(e)評価結果(パターン測長値、画像特徴量、パターン輪郭線等)、(f)レイアウト/評価パターン/撮像・計測レシピの決定ルールの一部または全てを、品種、製造工程、日時、データ取得装置等とリンクさせて保存・共有することが可能である。   A storage 1611 is attached to the database server 1610. (a) Layout data (mask design data (without / with OPC), wafer transfer pattern design data), (b) coordinate values of evaluation pattern group, (c) generation Captured imaging / measurement recipe, (d) captured image, (e) evaluation result (pattern length measurement value, image feature, pattern outline, etc.), (f) layout / evaluation pattern / imaging / measurement recipe determination rule It is possible to store or share a part or all of the data by linking with a product type, a manufacturing process, a date and time, a data acquisition device, or the like.

また、同図においては例として二台のSEM装置1605、1607がネットワークに接続されているが、本実施の形態においては、任意の複数台のSEM装置において撮像・計測レシピをデータベースサーバ1610あるいは撮像・計測レシピサーバ1615により共有することが可能であり、一回の撮像・計測レシピ作成によって前記複数台のSEM装置を稼動させることができる。   In the figure, two SEM devices 1605 and 1607 are connected to the network as an example. However, in this embodiment, an imaging / measurement recipe is stored in the database server 1610 or the imaging in any of a plurality of SEM devices. It can be shared by the measurement recipe server 1615, and the plurality of SEM devices can be operated by one imaging / measurement recipe creation.

また複数台のSEM装置でデータベースを共有することにより、過去の最適化や処理、すなわちレイアウト設計あるいは評価パターン決定あるいは撮像シーケンス決定あるいは実際にSEM撮像・計測した際の成否や失敗原因の蓄積も早くなり、これを参照することにより良好な前記最適化や処理の一助とすることができる。   In addition, by sharing a database among a plurality of SEM devices, past optimization and processing, that is, layout design, evaluation pattern determination, imaging sequence determination, or success and failure cause accumulation during actual SEM imaging / measurement can be quickly performed. By referring to this, it is possible to assist in the above-described optimization and processing.

図16(b)は一例として図16(a)における1606、1608、1609、1610、1612〜1615を一つの装置1616に統合したものである。本例のように任意の機能を任意の複数台の装置に分割、あるいは統合して処理させることが可能である。   FIG. 16B shows an example in which 1606, 1608, 1609, 1610, and 1612 to 1615 in FIG. 16A are integrated into one device 1616. As in this example, it is possible to divide or integrate an arbitrary function into an arbitrary plurality of apparatuses.

7. GUI
本実施の形態における入力・最適化・出力情報の設定あるいは表示を行うGUI例を図17に示す。図17中のウィンドウ1701内に描画された各種情報は一画面中にあるいは分割してディスプレイ等に表示することができる。また、図17中の「**」はシステムに入力された、あるいは出力された任意の数値(あるいは文字列)や数値の範囲であることを示す。
7). GUI
FIG. 17 shows an example of GUI for setting or displaying input / optimization / output information in the present embodiment. Various information drawn in a window 1701 in FIG. 17 can be displayed on a display or the like in one screen or divided. Further, “**” in FIG. 17 indicates an arbitrary numerical value (or character string) or numerical value range input or output to the system.

ウィンドウ1702において入力されたあるいは最適化候補のレイアウト/評価パターン(EP)/撮像シーケンス等の一覧を表示することができる。本例ではレイアウト/EP候補としてレイアウトの異なる候補が縦方向に並んで2通り、EP選択の異なる候補が横報告に2通り表示されている(1703〜1706)(本例では表示していないが、撮像シーケンスの候補を複数表示させることもできる)。   A list of layouts / evaluation patterns (EP) / imaging sequences, etc., input in the window 1702 or optimization candidates can be displayed. In this example, there are two layout / EP candidates with different layouts arranged in the vertical direction and two candidates with different EP selections are displayed in the horizontal report (1703 to 1706) (not shown in this example) It is also possible to display a plurality of imaging sequence candidates).

各候補1703〜1706におけるレイアウト/EP位置がそれぞれ1707〜1710に、前記各候補を選択した際に予想される評価性能(スループットやアドレッシング精度等)がそれぞれ1711〜1714に表示されている。レイアウト/EP位置の表示ウィンドウ1707〜1710において、レイアウト(回路パターン)を斜線でハッチングされたパターンで、EPを太枠で、(各ISグループにおける)イメージシフト可動範囲を点線枠で示し、EPの番号を丸枠内(場所は対応するEPの近く)に、ISグループの番号を四角枠内(対応するイメージシフト可動範囲の点線枠上)にそれぞれ数字で記入している。ただし、属するEPが1つしかないISグループのイメージシフト可動範囲は省略して表示していない(1707と1708)。ユーザはこれらの情報を基に複数候補の中からレイアウト/EP/撮像シーケンスを決定(選択)することができる(本例では候補1705にチェックがつけられ選択されている)。   The layout / EP positions of the candidates 1703 to 1706 are displayed in 1707 to 1710, and the evaluation performance (throughput, addressing accuracy, etc.) expected when the candidates are selected are displayed in 1711 to 1714, respectively. In layout / EP position display windows 1707 to 1710, layouts (circuit patterns) are hatched patterns, EP is indicated by a thick frame, image shift movable range (in each IS group) is indicated by a dotted line, The number is entered in a circle (the location is near the corresponding EP), and the IS group number is entered in the square (on the dotted frame of the corresponding image shift movable range). However, the image shift movable range of the IS group that has only one EP is omitted and not displayed (1707 and 1708). The user can determine (select) a layout / EP / imaging sequence from a plurality of candidates based on these pieces of information (in this example, the candidate 1705 is checked and selected).

図18(a)〜(g)にレイアウト/EP位置の表示ウィンドウ1707〜1710の表示バリエーションを示す。   18A to 18G show display variations of the display windows 1707 to 1710 at the layout / EP position.

図18(a)は前記ウィンドウ1707〜1710に表示した情報に加え、アドレッシングや画質調整用のパターンも表示したものである。ここではAP1801やAF1802の位置が表示されている。   FIG. 18A shows a pattern for addressing and image quality adjustment in addition to the information displayed in the windows 1707 to 1710. Here, the positions of AP 1801 and AF 1802 are displayed.

また、図15(b)で説明したようにパターンの追加を行うことができる。前記追加はレイアウトの自動最適化により行うこともできるし、手動で行うこともできる。図18(b)(d)は手動によるパターン追加の例であるが、図18(d)に示すGUI画面等で追加するパターンの形状・サイズを選択した後(本例での選択パターンは十字マーク1805)、図18(b)に示すようにマウス等で前記選択パターンの追加位置を指定する(本例では1803)。図18(c)に示すように、追加した前記選択パターンは例えばオートスティグマ用パターン1804として利用することができる。   Further, as described with reference to FIG. 15B, a pattern can be added. The addition can be performed by automatic layout optimization or manually. 18B and 18D are examples of manual pattern addition. After selecting the shape and size of the pattern to be added on the GUI screen shown in FIG. 18D, the selection pattern in this example is a crosshair. Mark 1805) and an additional position of the selection pattern is designated with a mouse or the like as shown in FIG. 18B (1803 in this example). As shown in FIG. 18C, the added selection pattern can be used as an autostigma pattern 1804, for example.

図18(e)〜(g)に図8で説明したEP間の距離短縮や、図12(a)から図13(a)のようなパターン配置交換のレイアウト変更例を示す。前記追加はレイアウトの自動最適化により行うこともできるし、手動で行うこともできる。   FIGS. 18E to 18G show examples of layout changes for shortening the distance between the EPs described with reference to FIG. 8 and pattern arrangement replacement as shown in FIGS. 12A to 13A. The addition can be performed by automatic layout optimization or manually.

まず、図17における同一セグメントの最大パターン間距離の指定ボックス1720に値を代入した後、レイアウトセグメンテーションボタン1719を押すことによって、レイアウトを図18(e)に点線枠で示すいくつかのセグメンテーション領域に分割することができる。本例では、点線枠1806、1807等の計9つの点線枠に領域分割されている(1806、1807等をセグメンテーション領域と呼ぶ)。これは、レイアウト変更をサポートする機能の一つであり、前記点線枠の領域はレイアウトの移動や交換を行う単位として用いることができる。すなわち、個々のパターンを変更するのは自由度が高く労力を要するため、ここでは、パターン間の距離が離れている箇所で分割したセグメンテーション領域でレイアウト変更を行う(前記パターン間の距離のしきい値はボックス1720で与えることができる)。   First, after assigning a value to the maximum pattern distance designation box 1720 of the same segment in FIG. 17 and pressing a layout segmentation button 1719, the layout is divided into several segmentation areas indicated by dotted frames in FIG. Can be divided. In this example, the area is divided into a total of nine dotted line frames such as dotted line frames 1806 and 1807 (1806, 1807 and the like are called segmentation areas). This is one of the functions that support the layout change, and the dotted frame area can be used as a unit for moving or exchanging the layout. In other words, changing each pattern has a high degree of freedom and requires labor, so here the layout is changed in a segmentation area divided at a location where the distance between patterns is far (the threshold of the distance between the patterns). The value can be given in box 1720).

図18(e)から同図(f)は前記セグメンテーション領域の交換例である。本例では、マウス等を用いてセグメンテーション領域1806と1807の位置が交換されている。   FIG. 18 (e) to FIG. 18 (f) show an example of replacement of the segmentation area. In this example, the positions of the segmentation areas 1806 and 1807 are exchanged using a mouse or the like.

また、図18(e)から同図(g)は、前記セグメンテーション領域間の距離短縮例である。本例では3×3に配置したセグメンテーション領域の3行目に存在する3つの前記セグメンテーション領域を選択し、配置を上に移動している(セグメンテーション領域の2行目と3行目のスペースが1808から1809に短縮されている)。   FIG. 18E to FIG. 18G are examples of shortening the distance between the segmentation regions. In this example, the three segmentation areas existing in the third line of the 3 × 3 segmentation area are selected and moved upward (the spaces in the second and third lines of the segmentation area are 1808). From 1809 to 1809).

図17のウィンドウ1701では、レイアウト/EP/撮像シーケンス等の最適化候補を算出するための入力情報として、検査・計測要求(要求スループット、要求アドレッシング精度、等)、撮像条件(イメージシフト可動範囲、EP−MP間許容距離、EPのFOV、APのFOV、等)、許容レイアウト変更仕様(光近接効果範囲、レイアウトに関する変更許容項目、等)の各種要求・仕様をそれぞれウィンドウ1715、1716、1717から入力することができる。また、レイアウト入力ボタン1718を押すことによって最適化を行うレイアウトデータを読み込むことができる。ウィンドウ1717中の前記レイアウトに関する変更許容項目については、パターンの配置、サイズ、形状等の中で変更を許容する項目を指定することもできるし(図中ではパターンの配置にチェックがついている)、変更を許容する範囲を数値で指定することもできる(図示せず)。   In window 1701 of FIG. 17, as input information for calculating optimization candidates such as layout / EP / imaging sequence, inspection / measurement requests (required throughput, required addressing accuracy, etc.), imaging conditions (image shift movable range, EP / MP allowable distance, EP FOV, AP FOV, etc.) and various requirements / specifications of allowable layout change specifications (optical proximity effect range, layout change allowable items, etc.) from windows 1715, 1716, 1717, respectively. Can be entered. Further, by pressing a layout input button 1718, layout data to be optimized can be read. Regarding the change-permitted items related to the layout in the window 1717, it is possible to specify items that allow change in the pattern arrangement, size, shape, etc. (the pattern arrangement is checked in the figure) It is also possible to specify a range in which the change is allowed by a numerical value (not shown).

EP候補算出ボタン1721、レイアウト候補算出ボタン1723、撮像シーケンス候補算出ボタン1725を押すことによって、前述の入力情報を基にそれぞれ、EP候補、レイアウト候補、撮像シーケンス候補が算出される。算出された各候補の中からユーザが選択、あるいは各候補を基にユーザが決定した最終候補は、決定ボタン1722、1724、1726を押すことによってそれぞれレシピあるいはレイアウト設計データとして出力される。   By pressing an EP candidate calculation button 1721, a layout candidate calculation button 1723, and an imaging sequence candidate calculation button 1725, an EP candidate, a layout candidate, and an imaging sequence candidate are calculated based on the above-described input information, respectively. The final candidate selected by the user from the calculated candidates or determined by the user based on each candidate is output as a recipe or layout design data by pressing the determination buttons 1722, 1724, and 1726, respectively.

また、前述のEP候補、レイアウト候補、撮像シーケンス候補の算出はそれぞれ独立に行うこともできるし、全体最適化することもできる。全体最適化を行う際は、最適化に含める項目を1728で選択した後(本例ではEPとレイアウトが最適化項目として選択されている)、全体最適化ボタン1727を押す。   In addition, the calculation of the above-described EP candidate, layout candidate, and imaging sequence candidate can be performed independently or overall optimization can be performed. When total optimization is performed, items to be included in optimization are selected in 1728 (in this example, EP and layout are selected as optimization items), and then a total optimization button 1727 is pressed.

EPやISグループを含む撮像シーケンスの情報はウィンドウ1729、1730のように表示することができる。すなわち、ウィンドウ1729は選択された候補(本例では候補1705)におけるEP一覧であり、各EPについて、ID(丸枠内に書かれた数字)、座標/FOV、電子線走査方向、属するISグループID(四角枠内に書かれた数字)を表示している。ウィンドウ1730はウィンドウ1729に表示したEP群におけるISグループ一覧であり、各ISグループについて、ID(四角内に書かれた数字)、MP、アドレッシングあるいは画質調整用パターンの座標/FOVを表示している。   Information of the imaging sequence including EP and IS group can be displayed like windows 1729 and 1730. That is, the window 1729 is a list of EPs in the selected candidate (candidate 1705 in this example), and for each EP, an ID (number written in a circle), coordinates / FOV, electron beam scanning direction, and IS group to which it belongs. ID (number written in a square frame) is displayed. A window 1730 is a list of IS groups in the EP group displayed in the window 1729. For each IS group, an ID (number written in a square), MP, addressing, or coordinates / FOV of an image quality adjustment pattern is displayed. .

本実施の形態は以上の手段により、評価性能を低下させることなく、走査荷電粒子顕微鏡の大幅な高スループット化を実現する方法を提供する。これにより、走査荷電粒子顕微鏡を用いたパターン検証時間を含むデバイス開発全体の短TAT化が実現する。   The present embodiment provides a method for realizing a significant increase in throughput of the scanning charged particle microscope without lowering the evaluation performance by the above means. As a result, the entire device development including the pattern verification time using the scanning charged particle microscope can be shortened.

200・・・x-y-z座標系(電子光学系の座標系) 201・・・半導体ウェハ 202・・・電子光学系 203・・・電子銃 204・・・電子線(一次電子) 205・・・コンデンサレンズ 206・・・偏向器 207・・・ExB偏向器 208・・・対物レンズ 209・・・二次電子検出器 210、211・・・反射電子検出器 212,213、214・・・A/D変換器 215・・・処理・制御部 216・・・CPU 217・・・画像メモリ 218、226、230・・・処理端末 219・・・ステージコントローラ 220・・・偏向制御部 221・・・ステージ 222・・・ステージチルト角 223・・・レシピ生成部 224・・・撮像レシピ作成装置 225・・・計測レシピ生成装置 227・・・レイアウト作成・評価パターン決定部 228・・・レイアウト作成装置 229・・・評価パターン決定装置 232・・・データベースサーバ 233・・・データベース(ストレージ) 307・・・試料表面 308・・・Ix-Iy座標系(画像座標系) 309・・・画像 409・・・回路パターンのレイアウトデータ 410・・・MP 412・・・AP 413・・・AF 414・・・AST 415・・・ABCC 416・・・EP 604、611・・・AP 605、612・・・AF 606、613〜616・・・EP 701〜708、735〜742・・・EP 709〜716、743、744・・・MP 717〜724、745、746・・・AP 725〜732、747、748・・・AF 801、802・・・EP 804、805・・・ラインパターン 901〜908・・・EP 1504・・・AP 1506・・・追加パターン 1507・・・AST 1600・・・ネットワーク 1601・・・マスクパターン設計装置 1602・・・マスク描画装置 1603・・・露光・現像装置 1604・・・エッチング装置 1605、1607・・・SEM装置 1606、1608・・・SEM制御装置 1609・・・EDAツールサーバ 1610・・・データベースサーバ 1611・・・データベース 1612・・・レイアウト変更ツールサーバ 1613・・・評価パターン決定ツールサーバ 1614・・・画像処理・撮像・計測レシピ作成演算装置 1615・・・撮像・計測レシピサーバ 1616・・・EDAツール、データベース管理、レイアウト変更ツール、評価パターン決定ツール、画像処理、撮像・計測レシピ作成、撮像・計測レシピ管理、SEM制御用統合サーバ&演算装置 1701・・・GUIウィンドウ 1702・・・レイアウト/EP/撮像シーケンス候補一覧表示ウィンドウ 1703〜1706・・・レイアウト/EP/撮像シーケンス候補 1707〜1710・・・レイアウト/EP/撮像シーケンス候補表示ウィンドウ 1711〜1714・・・予想性能表示ウィンドウ 1715・・・検査・計測要求入力ウィンドウ 1716・・・撮像条件入力ウィンドウ 1717・・・許容レイアウト変更仕様入力ウィンドウ 1718・・・レイアウト入力ボタン 1719・・・レイアウトセグメンテーションボタン 1720・・・同一セグメントの最大パターン間距離の入力ボックス 1721・・・EP候補算出ボタン 1722・・・EP決定(レシピ出力)ボタン 1723・・・レイアウト候補算出ボタン 1724・・・レイアウト決定(設計データ出力)ボタン 1725・・・撮像シーケンス候補算出ボタン 1726・・・撮像シーケンス決定(レシピ出力) 1727・・・全体最適化ボタン 1728・・・全体最適化に含める項目選択のチェックボックス 1729・・・EP一覧ウィンドウ 1730・・・ISグループ一覧ウィンドウ 1801・・・AP 1802・・・AF 1803・・・追加パターン 1804・・・AST。 200 ... x-yz coordinate system (coordinate system of electron optical system) 201 ... semiconductor wafer 202 ... electron optical system 203 ... electron gun 204 ... electron beam (primary electron) 205 .... Condenser lens 206 ... Deflector 207 ... ExB deflector 208 ... Objective lens 209 ... Secondary electron detector 210, 211 ... Reflected electron detector 212, 213, 214 ... A / D converter 215 ... Processing / control unit 216 ... CPU 217 ... Image memory 218, 226, 230 ... Processing terminal 219 ... Stage controller 220 ... Deflection control unit 221 ... Stage 222 ... Stage tilt angle 223 ... Recipe generation unit 224 ... Imaging recipe creation device 225 ... Measurement recipe raw Formation device 227 ... Layout creation / evaluation pattern determination unit 228 ... Layout creation device 229 ... Evaluation pattern determination device 232 ... Database server 233 ... Database (storage) 307 ... Sample surface 308 .. Ix-Iy coordinate system (image coordinate system) 309... Image 409... Layout data 410 .. MP 412... AP 413 .. AF 414... AST 415. ABCC 416 ... EP 604, 611 ... AP 605, 612 ... AF 606, 613-616 ... EP 701-708, 735-742 ... EP 709-716, 743, 744 ... MP 717-724, 745, 746 ... AP 725 32, 747, 748 ... AF 801, 802 ... EP 804, 805 ... Line pattern 901-908 ... EP 1504 ... AP 1506 ... Additional pattern 1507 ... AST 1600 ... Network 1601 ... Mask pattern design device 1602 ... Mask drawing device 1603 ... Exposure / development device 1604 ... Etching device 1605, 1607 ... SEM device 1606, 1608 ... SEM control device 1609 .. EDA tool server 1610... Database server 1611... Database 1612... Layout change tool server 1613... Evaluation pattern determination tool server 1614. 1615: Imaging / measurement recipe server 1616: EDA tool, database management, layout change tool, evaluation pattern determination tool, image processing, imaging / measurement recipe creation, imaging / measurement recipe management, SEM control integrated server & calculation Apparatus 1701 ... GUI window 1702 ... Layout / EP / imaging sequence candidate list display window 1703 to 1706 ... Layout / EP / imaging sequence candidate 1707 to 1710 ... Layout / EP / imaging sequence candidate display window 1711 1714 ... Expected performance display window 1715 ... Inspection / measurement request input window 1716 ... Imaging condition input window 1717 ... Allowable layout change specification input window 1718 ... Iout input button 1719 ... Layout segmentation button 1720 ... Maximum pattern distance input box of the same segment 1721 ... EP candidate calculation button 1722 ... EP decision (recipe output) button 1723 ... Layout candidate calculation Button 1724 ... Layout determination (design data output) button 1725 ... Imaging sequence candidate calculation button 1726 ... Imaging sequence determination (recipe output) 1727 ... Overall optimization button 1728 ... Included in overall optimization Item selection check box 1729 ... EP list window 1730 ... IS group list window 1801 ... AP 1802 ... AF 1803 ... Additional pattern 1804 ... AST.

Claims (12)

走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを決定する評価パターン群決定ステップと、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、
前記評価パターン群決定ステップにおいて決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのうちの少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフト可動範囲内に含まれるように前記決定された評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップと、
該レイアウト決定ステップでレイアウトが決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのうちの前記距離が前記イメージシフト可動範囲内に含まれるようにレイアウトを決定された前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の視野移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、
該撮像レシピ生成ステップで撮像レシピに登録された前記撮像シーケンスに基づき前記評価パターン群決定ステップにおいて決定された前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを撮像するステップと、
該撮像するステップで撮像して得られた画像を用いて前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンの形状を評価するステップと
を有することを特徴とする回路パターン評価方法。
A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
An evaluation pattern group determination step for determining a plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using the scanning charged particle microscope;
An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
The distance between at least two of the plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determination step is within the image shift movable range input in the image shift movable range input step. A layout determining step for determining a layout of a plurality of circuit patterns to be imaged as the determined evaluation pattern so as to be included in
The at least two or more evaluations whose layout is determined such that the distance among the plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern whose layout has been determined in the layout determining step is included in the image shift movable range. An imaging recipe generation step of registering an imaging sequence for performing visual field movement between patterns by image shift in an imaging recipe;
Imaging a plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determination step based on the imaging sequence registered in the imaging recipe in the imaging recipe generation step;
And a step of evaluating the shape of a plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern using an image obtained by imaging in the imaging step.
前記評価パターン群決定ステップで決定する評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンは、パターン形状評価用に作成されたテストパターンであることを特徴とする請求項1記載の回路パターン評価方法。 2. The circuit pattern evaluation method according to claim 1, wherein the plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns determined in the evaluation pattern group determination step are test patterns created for pattern shape evaluation. 前記評価パターン群決定ステップで決定する評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンは、前記半導体ウェハ上に格子状に配置されていることを特徴とする請求項1記載の回路パターン評価方法。 2. The circuit pattern evaluation method according to claim 1, wherein a plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns determined in the evaluation pattern group determination step are arranged in a grid pattern on the semiconductor wafer. 前記レイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記走査荷電粒子顕微鏡のイメージシフト可動範囲内になるように、前記少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離を決定することを特徴とする請求項1記載の回路パターン評価方法。 In determining the layout in the layout determining step, the distance between the at least two evaluation patterns is set such that the distance between the at least two evaluation patterns is within an image shift movable range of the scanning charged particle microscope. 2. The circuit pattern evaluation method according to claim 1, wherein the circuit pattern evaluation method is determined. 前記レイアウト決定ステップにおけるレイアウトの決定は、前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて撮像する際の荷電粒子の走査方向が、イメージシフト可動範囲内に存在する少なくとも二つ以上の評価パターンに対して同一方向となるように決定することを特徴とする請求項1記載の回路パターン評価方法。 The layout determination in the layout determination step is performed such that the scanning direction of the charged particles when imaging using the scanning charged particle microscope is the same direction with respect to at least two or more evaluation patterns existing within the image shift movable range. 2. The circuit pattern evaluation method according to claim 1, wherein the circuit pattern evaluation method is determined as follows. 前記格子状に配置された評価パターンの行数と列数を、前記イメージシフトによってそれぞれ行方向と列方向に撮像可能な評価パターン数の倍数に近くなるように 前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのレイアウトを決定することを特徴とする請求項3記載の回路パターン評価方法。 A plurality of evaluation patterns arranged as the evaluation pattern are arranged so that the number of rows and the number of columns of the evaluation patterns arranged in a grid are close to multiples of the number of evaluation patterns that can be imaged in the row direction and the column direction by the image shift, 4. The circuit pattern evaluation method according to claim 3, wherein a layout of the circuit pattern is determined. 評価パターンのサンプリング方法を基に、イメージシフト可動範囲内に存在するサンプリング後の評価パターン数が多くなるように前記評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンのレイアウトを決定することを特徴とする請求項1記載の回路パターン評価方法。 The layout of a plurality of circuit patterns to be imaged as the evaluation pattern is determined based on a sampling method of the evaluation pattern so that the number of evaluation patterns after sampling existing within the image shift movable range is increased. Item 2. The circuit pattern evaluation method according to Item 1. 走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、該複数の回路パターンのうち少なくとも二つ以上の回路パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップと、
前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフト可動範囲内に存在する前記少なくとも二つ以上の回路パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、
該撮像レシピ生成ステップで登録した前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する評価パターン撮像ステップと、
該評価パターン撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップと
を有することを特徴とする回路パターン評価方法。
A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
A plurality of circuit patterns to be imaged as evaluation patterns using the scanning charged particle microscope are arranged such that a distance between at least two circuit patterns of the plurality of circuit patterns is within the input image shift movable range. An evaluation pattern group determination step to be determined,
An imaging recipe generating step for registering an imaging sequence for performing movement between the at least two circuit patterns existing in the image shift movable range input in the image shift movable range input step by image shift in an imaging recipe;
An evaluation pattern imaging step of imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determination step based on the imaging recipe registered in the imaging recipe generation step;
And a step of evaluating the shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the evaluation pattern imaging step.
走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定する評価パターン群決定ステップと、
該評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する前に前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、
前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像する評価パターン群撮像ステップと、該評価パターン群撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップと
を有することを特徴とする回路パターン評価方法。
A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
An evaluation pattern for determining a plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using the scanning charged particle microscope so that a pattern capable of addressing or image quality adjustment exists within a range movable by image shift from the evaluation pattern A group determination step;
Imaging in which addressing or image quality adjustment is performed by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within a range movable by image shift from the evaluation pattern before imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step An imaging recipe generation step for registering a sequence in an imaging recipe;
An evaluation pattern group imaging step of imaging the evaluation pattern group based on the imaging recipe, and a step of evaluating the shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the evaluation pattern group imaging step A circuit pattern evaluation method comprising:
走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを決定する評価パターン群決定ステップと、
該評価パターン群決定ステップで決定した前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップと、
前記評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する前に前記評価パターンからイメージシフトにより移動可能な範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、
該撮像レシピ生成ステップで撮像レシピに登録した前記撮像シーケンスに基づき前記評価パターン群決定ステップで決定した評価パターンを撮像する評価パターン群撮像ステップと、
該評価パターン群撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップと
を有することを特徴とする回路パターン評価方法。
A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
An evaluation pattern group determination step for determining a plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using the scanning charged particle microscope;
A layout determining step for determining a layout of a circuit pattern such that a pattern capable of addressing or image quality adjustment exists within a range movable by image shift from the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step;
Imaging in which addressing or image quality adjustment is performed by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within a movable range by image shift from the evaluation pattern before imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step. An imaging recipe generation step for registering a sequence in an imaging recipe;
An evaluation pattern group imaging step of imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determination step based on the imaging sequence registered in the imaging recipe in the imaging recipe generation step;
And a step of evaluating a shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the evaluation pattern group imaging step.
走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する方法であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力ステップと、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを、該評価パターンからイメージシフト可動範囲内にアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンが存在するように決定、かつ/あるいは、少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記イメージシフト可動範囲入力ステップで入力したイメージシフトの可動範囲内になるように決定する評価パターン群決定ステップと、
前記評価パターン群決定ステップで決定された評価パターンに含まれる少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定ステップと、
前記評価パターン群決定ステップで決定された評価パターンを撮像する前に前記評価パターンからイメージシフト可動範囲内に存在するアドレッシングあるいは画質調整が可能なパターンを撮像してアドレッシングあるいは画質調整を行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録、かつ/あるいは、イメージシフト可動範囲内の存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成ステップと、
前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像する評価パターン群撮像ステップと、
該評価パターン群撮像ステップで撮像して得られた評価パターンの画像を用いて前記評価パターンの形状を評価するステップと
を有することを特徴とする回路パターン評価方法。
A method of acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
An image shift movable range input step for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
A plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using the scanning charged particle microscope is determined so that a pattern capable of addressing or image quality adjustment exists within the movable range of the image shift from the evaluation pattern, and / or at least An evaluation pattern group determination step for determining a distance between two or more evaluation patterns so as to be within the movable range of the image shift input in the image shift movable range input step;
A layout determining step for determining a layout of the circuit pattern so that a distance between at least two evaluation patterns included in the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step is within the input image shift movable range; ,
An imaging sequence for performing addressing or image quality adjustment by imaging an addressable or image quality adjustable pattern existing within an image shift movable range from the evaluation pattern before imaging the evaluation pattern determined in the evaluation pattern group determining step. An imaging recipe generating step for registering an imaging sequence for registering an imaging recipe and / or moving between at least two or more evaluation patterns existing within an image shift movable range by an image shift in the imaging recipe;
An evaluation pattern group imaging step of imaging the evaluation pattern group based on the imaging recipe;
And a step of evaluating a shape of the evaluation pattern using an image of the evaluation pattern obtained by imaging in the evaluation pattern group imaging step.
走査荷電粒子顕微鏡を用いて半導体ウェハ上に形成された複数個所の回路パターンの撮像画像を取得し、前記撮像画像から前記回路パターンの形状を評価する装置であって、
前記走査荷電粒子顕微鏡を用いて評価パターンとして撮像すべき複数の回路パターンを決定する評価パターン群決定手段と、
前記走査荷電粒子顕微鏡におけるイメージシフトでの可動範囲を入力するイメージシフト可動範囲入力手段と、
前記評価パターン群決定手段で決定した評価パターン群に含まれる少なくとも二つ以上の評価パターン間の距離が前記入力したイメージシフトの可動範囲内になるように回路パターンのレイアウトを決定するレイアウト決定手段と、
該レイアウト決定手段でイメージシフト可動範囲内の存在する少なくとも二つ以上の評価パターン間の移動をイメージシフトにより行う撮像シーケンスを撮像レシピに登録する撮像レシピ生成手段と、
前記撮像レシピに基づき前記評価パターン群を撮像してSEM画像を取得する撮像手段と
を備えたことを特徴とする回路パターン評価システム。
An apparatus for acquiring captured images of a plurality of circuit patterns formed on a semiconductor wafer using a scanning charged particle microscope and evaluating the shape of the circuit pattern from the captured images,
Evaluation pattern group determining means for determining a plurality of circuit patterns to be imaged as an evaluation pattern using the scanning charged particle microscope;
Image shift movable range input means for inputting a movable range in image shift in the scanning charged particle microscope;
Layout determining means for determining a layout of a circuit pattern so that a distance between at least two evaluation patterns included in the evaluation pattern group determined by the evaluation pattern group determining means is within the input image shift movable range; ,
An imaging recipe generating means for registering in the imaging recipe an imaging sequence in which movement between at least two or more evaluation patterns existing within the image shift movable range by the layout determining means is performed by image shift;
A circuit pattern evaluation system comprising: an imaging unit that images the evaluation pattern group based on the imaging recipe and acquires an SEM image.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103545231A (en) * 2013-10-21 2014-01-29 上海华力微电子有限公司 Nickel erosion flaw on-line detection method

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CN103545231A (en) * 2013-10-21 2014-01-29 上海华力微电子有限公司 Nickel erosion flaw on-line detection method

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