JP2019178949A

JP2019178949A - Image generation method

Info

Publication number: JP2019178949A
Application number: JP2018068263A
Authority: JP
Inventors: 善茂佐藤; Yoshishige Sato
Original assignee: NGR Inc
Current assignee: Tasmit Inc
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-17
Also published as: WO2019188296A1; TW202001235A

Abstract

To provide an image generation method with which it is possible to accurately specify the position of a pattern on an image.SOLUTION: The image generation method includes: determining a reference position 210 that is a position 201A of a characteristic pattern; setting a plurality of image generation areas 221, 222, 223, 224 including at least the reference position 210 and an inspection area 203 so that two adjacent image generation areas overlap each other; sequentially moving a sample stage 121 to the plurality of image generation areas 221, 222, 223, 224; each time the sample stage 121 is moved to one of the plurality of image generation areas 221, 222, 223, 224, generating an image of the image generation area and calculating a movement error of the sample stage 121 using the image at the least; correcting the current position information of the sample stage 121 on the basis of the movement error; and generating an image of the inspection area 203.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、パターンの設計データを用いてパターン検査を行うパターン検査装置に適用可能な画像生成方法に関する。 The present invention relates to an image generation method applicable to a pattern inspection apparatus that performs pattern inspection using pattern design data.

半導体集積回路の製造工程におけるウェーハのパターン検査、あるいはそのパターン形成用のホトマスクのパターン検査には、ダイ・ツー・ダイ（die to die）比較方法を用いた光学式パターン検査装置が使われている。このダイ・ツー・ダイ比較方法は、検査対象のダイと呼ばれる半導体デバイスとその近接ダイの同じ位置から得られる画像どうしを比較することで欠陥を検出する方法である。 Optical pattern inspection equipment using a die-to-die comparison method is used for pattern inspection of wafers in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits or pattern inspection of photomasks for pattern formation. . This die-to-die comparison method is a method of detecting defects by comparing images obtained from the same position of a semiconductor device called a die to be inspected and the adjacent die.

一方、近接ダイの存在しないレチクルと呼ばれるホトマスクの検査には、ダイ・ツー・データベース（die to database）比較と呼ばれる方法が使用されている。この方法は、マスクデータを画像に変換してダイ・ツー・ダイ比較方法で用いた近接ダイの画像の代わりとし、前述同様の検査をする方法である。マスクデータとは設計データにホトマスク用の補正を施して得られるデータである。 On the other hand, a method called die-to-database comparison is used for inspection of a photomask called a reticle having no adjacent die. This method is a method in which the mask data is converted into an image to replace the image of the proximity die used in the die-to-die comparison method, and the same inspection as described above is performed. The mask data is data obtained by applying photomask correction to the design data.

しかし、ダイ・ツー・データベース比較方法をウェーハ検査に使用すると、実際にウェーハに形成されたパターンのコーナーラウンドが欠陥として検出される。ホトマスクの検査では、マスクデータから変換された画像にスムージングフィルタでコーナーラウンドをもたせる前処理でコーナーラウンドを欠陥として検出しないようにしている。しかしながら、ウェーハ検査では、この前処理によるコーナーラウンドは、ウェーハに形成されたそれぞれのパターンのコーナーラウンドに等しくないので、コーナーラウンドを欠陥として検出しないようにできないことがある。そこで、この違いを無視するように許容パターン変形量を設定すると、コーナー以外に存在する微小欠陥を検出できないという問題が発生している。 However, when the die-to-database comparison method is used for wafer inspection, a corner round of a pattern actually formed on the wafer is detected as a defect. In the inspection of the photomask, corner rounds are not detected as defects in the pre-processing in which a corner round is given to the image converted from the mask data with a smoothing filter. However, in the wafer inspection, the corner round by this pre-processing is not equal to the corner round of each pattern formed on the wafer, so that the corner round may not be detected as a defect. Therefore, if the allowable pattern deformation amount is set so as to ignore this difference, there is a problem in that minute defects existing other than corners cannot be detected.

半導体集積回路生産での問題に注目すると、ゴミなどに起因するランダム欠陥よりも繰り返し発生する欠陥が重要視されている。繰り返し発生する欠陥（システマティック欠陥）とは、ホトマスク不良などを原因としてウェーハ上の全ダイにおいて繰り返し発生する欠陥と定義される。繰り返し発生する欠陥は検査対象のダイおよびその比較対象の近接ダイの両方に発生しているため、ダイ・ツー・ダイ比較では検出できない。ゆえに、ダイ・ツー・データベース比較方式でのウェーハ検査が必要とされている。 When attention is paid to problems in the production of semiconductor integrated circuits, defects that occur repeatedly rather than random defects caused by dust or the like are regarded as important. Repeated defects (systematic defects) are defined as defects that occur repeatedly in all dies on a wafer due to a photomask defect or the like. Repeated defects occur in both the die to be inspected and the adjacent die to be compared, and cannot be detected by die-to-die comparison. Therefore, there is a need for wafer inspection using a die-to-database comparison method.

米国特許第５５６３７０２号明細書US Pat. No. 5,563,702 特開２０１５−００７５６３号公報JP2015-007563A

システマティック欠陥を対象としたダイ・ツー・データベース比較方式では、ウェーハ上の欠陥検出やパターン検査をする場合、パターンのＳＥＭ画像と、そのパターンの設計データ上のパターンとを用いて、そのパターンの位置を特定している。すなわち、ＳＥＭ画像と設計データ上のパターンとの間でパターンマッチングを実行することにより、画像上のパターンの位置が特定できる。しかしながら、同じ形状のパターンが視野内に繰り返し配列されている場合、画像上の個別のパターンを、設計データ上の対応するパターンに関連付けることは困難である。結果として、パターンマッチングでは画像上のパターンの位置を特定することは困難である。 In the die-to-database comparison method for systematic defects, when performing defect detection or pattern inspection on a wafer, the position of the pattern is determined using the SEM image of the pattern and the pattern on the design data of the pattern. Has been identified. That is, by performing pattern matching between the SEM image and the pattern on the design data, the position of the pattern on the image can be specified. However, when patterns of the same shape are repeatedly arranged in the field of view, it is difficult to associate individual patterns on the image with corresponding patterns on the design data. As a result, it is difficult to specify the position of the pattern on the image by pattern matching.

加えて、ウェーハを載せた試料ステージを目標位置に移動させたとき、目標位置と試料ステージの実際の位置との間にはある程度の誤差がある（以下、この誤差を移動誤差という）。この移動誤差の存在のために、画像上のパターンの位置を正確に特定することは難しい。特に、画像上のパターンの位置を、サブナノメートルオーダーまたはナノメートルオーダーの精度で特定することは困難である。 In addition, when the sample stage on which the wafer is placed is moved to the target position, there is a certain amount of error between the target position and the actual position of the sample stage (hereinafter, this error is referred to as a movement error). Due to the existence of this movement error, it is difficult to accurately specify the position of the pattern on the image. In particular, it is difficult to specify the position of the pattern on the image with sub-nanometer order or nanometer order accuracy.

そこで、本発明は、画像上のパターンの位置を正確に特定することができる画像生成方法を提供する。 Therefore, the present invention provides an image generation method that can accurately specify the position of a pattern on an image.

一態様では、走査電子顕微鏡を用いた画像生成方法であって、試料に形成されたパターンの設計データを用いて予め設定された検査領域から最も短い距離にある特徴的なパターンを決定し、前記決定された特徴的なパターンの位置である基準位置を決定し、前記基準位置および前記検査領域を少なくとも含む複数の画像生成領域を、隣接する２つの画像生成領域が重なり合うように設定し、前記基準位置から前記検査領域に向かう方向に、試料ステージを前記複数の画像生成領域に順次移動させ、前記試料ステージを前記複数の画像生成領域のいずれかに移動させるたびに、その画像生成領域の画像を生成し、かつ少なくとも前記画像を用いて前記試料ステージの移動誤差を算出し、前記移動誤差に基づいて、前記試料ステージの現在の位置情報を補正し、前記検査領域の画像を生成する画像生成方法が提供される。 In one aspect, an image generation method using a scanning electron microscope, wherein a characteristic pattern at the shortest distance from a preset inspection region is determined using design data of a pattern formed on a sample, Determining a reference position which is a position of the determined characteristic pattern, setting a plurality of image generation areas including at least the reference position and the inspection area so that two adjacent image generation areas overlap, and Each time the sample stage is sequentially moved to the plurality of image generation regions in the direction from the position toward the inspection region, and the sample stage is moved to any of the plurality of image generation regions, the image of the image generation region is changed. Generating and calculating a movement error of the sample stage using at least the image, and based on the movement error, a current position of the sample stage Correcting the distribution, the image generating method for generating an image of the inspection area is provided.

一態様では、前記複数の画像生成領域は、前記基準位置と前記検査領域とをつなぐことができる最小の数の複数の画像生成領域である。
一態様では、前記試料ステージの移動誤差を算出する工程は、隣接する２つの画像生成領域の２つの画像の両方に現れるパターン間の位置ずれを算出する工程を含む。
一態様では、前記試料ステージの移動誤差を算出する工程は、画像上の前記特徴的なパターンと、設計データ上の対応するパターンとの位置ずれを算出する工程をさらに含む。
一態様では、前記画像生成領域の画像は、前記画像生成領域内の第１領域の画像と、前記画像生成領域内の第２領域の画像を含み、前記第２領域は、隣接する他の画像生成領域の第１領域と重なり合っている。 In one aspect, the plurality of image generation areas are a minimum number of image generation areas that can connect the reference position and the inspection area.
In one aspect, the step of calculating the movement error of the sample stage includes a step of calculating a positional deviation between patterns appearing in both two images of two adjacent image generation regions.
In one aspect, the step of calculating the movement error of the sample stage further includes a step of calculating a positional deviation between the characteristic pattern on the image and a corresponding pattern on the design data.
In one aspect, the image of the image generation area includes an image of a first area in the image generation area and an image of a second area in the image generation area, and the second area is another adjacent image. It overlaps with the first region of the generation region.

上記態様によれば、試料ステージが移動するたびに試料ステージの現在の位置情報が補正されるので、画像上の検査領域の位置情報は、設計データ上の検査領域の位置情報に実質的に一致する。したがって、画像上のパターンの位置をサブナノメートルオーダーまたはナノメートルオーダーの精度で特定することができる。 According to the above aspect, since the current position information of the sample stage is corrected each time the sample stage moves, the position information of the inspection area on the image substantially matches the position information of the inspection area on the design data. To do. Therefore, the position of the pattern on the image can be specified with sub-nanometer order accuracy or nanometer order accuracy.

走査電子顕微鏡を備えたパターン検査装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the pattern inspection apparatus provided with the scanning electron microscope. ウェーハ上に形成されている繰り返しパターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the repeating pattern currently formed on the wafer. 検査領域から複数の特徴的なパターンまでの距離を示す図である。It is a figure which shows the distance from a test | inspection area | region to several characteristic patterns. 特徴的なパターンから定められた基準位置を示す図である。It is a figure which shows the reference position defined from the characteristic pattern. 基準位置を決定するためのフローチャートである。It is a flowchart for determining a reference position. 複数の画像生成領域を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a some image production | generation area | region. 第１画像生成領域内の第１領域と第２領域を示す図である。It is a figure which shows the 1st area | region and 2nd area | region in a 1st image generation area. 第１画像生成領域内の第１領域の画像上のパターンと、設計データ上の対応するパターンとの間でパターンマッチングを実行している様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the pattern matching is performed between the pattern on the image of the 1st area | region in a 1st image generation area, and the corresponding pattern on design data. 第２画像生成領域内の第１領域と第２領域を示す図である。It is a figure which shows the 1st area | region and 2nd area | region in a 2nd image generation area. 第１画像生成領域内の第２領域の画像上のパターンと、第２画像生成領域内の第１領域の画像上のパターンとの間でパターンマッチングを実行している様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that pattern matching is performed between the pattern on the image of the 2nd area | region in a 1st image generation area, and the pattern on the image of the 1st area | region in a 2nd image generation area. . 第２画像生成領域に重畳する第３画像生成領域を示す図である。It is a figure which shows the 3rd image generation area superimposed on a 2nd image generation area. 第３画像生成領域に重畳する第４画像生成領域を示す図である。It is a figure which shows the 4th image generation area superimposed on a 3rd image generation area. 検査領域内の繰り返しパターンの位置を基準位置に基づいて特定する工程を説明するフローチャートの前半である。It is the first half of the flowchart explaining the process of pinpointing the position of the repeating pattern in a test | inspection area | region based on a reference | standard position. 検査領域内の繰り返しパターンの位置を基準位置に基づいて特定する工程を説明するフローチャートの後半である。It is the latter half of the flowchart explaining the process of pinpointing the position of the repeating pattern in a test | inspection area | region based on a reference | standard position.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、走査電子顕微鏡を備えたパターン検査装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、パターン検査装置は、走査電子顕微鏡１００と、走査電子顕微鏡の動作を制御するコンピュータ１５０とを備えている。走査電子顕微鏡１００は、一次電子（荷電粒子）からなる電子ビームを発する電子銃１１１と、電子銃１１１から放出された電子ビームを集束する集束レンズ１１２、電子ビームをＸ方向に偏向するＸ偏向器１１３、電子ビームをＹ方向に偏向するＹ偏向器１１４、電子ビームを試料であるウェーハ１２４にフォーカスさせる対物レンズ１１５を有する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a pattern inspection apparatus provided with a scanning electron microscope. As shown in FIG. 1, the pattern inspection apparatus includes a scanning electron microscope 100 and a computer 150 that controls the operation of the scanning electron microscope. The scanning electron microscope 100 includes an electron gun 111 that emits an electron beam composed of primary electrons (charged particles), a focusing lens 112 that focuses the electron beam emitted from the electron gun 111, and an X deflector that deflects the electron beam in the X direction. 113, a Y deflector 114 that deflects the electron beam in the Y direction, and an objective lens 115 that focuses the electron beam on a wafer 124 that is a sample.

集束レンズ１１２および対物レンズ１１５はレンズ制御装置１１６に接続され、集束レンズ１１２および対物レンズ１１５の動作はレンズ制御装置１１６によって制御される。このレンズ制御装置１１６はコンピュータ１５０に接続されている。Ｘ偏向器１１３、Ｙ偏向器１１４は、偏向制御装置１１７に接続されており、Ｘ偏向器１１３、Ｙ偏向器１１４の偏向動作は偏向制御装置１１７によって制御される。この偏向制御装置１１７も同様にコンピュータ１５０に接続されている。二次電子検出器１３０と反射電子検出器１３１は画像取得装置１１８に接続されている。画像取得装置１１８は二次電子検出器１３０と反射電子検出器１３１の出力信号を画像に変換するように構成される。この画像取得装置１１８も同様にコンピュータ１５０に接続されている。 The focusing lens 112 and the objective lens 115 are connected to a lens control device 116, and the operations of the focusing lens 112 and the objective lens 115 are controlled by the lens control device 116. This lens control device 116 is connected to a computer 150. The X deflector 113 and the Y deflector 114 are connected to a deflection control device 117, and the deflection operations of the X deflector 113 and the Y deflector 114 are controlled by the deflection control device 117. This deflection control device 117 is also connected to the computer 150 in the same manner. The secondary electron detector 130 and the backscattered electron detector 131 are connected to the image acquisition device 118. The image acquisition device 118 is configured to convert the output signals of the secondary electron detector 130 and the backscattered electron detector 131 into an image. This image acquisition device 118 is similarly connected to the computer 150.

試料チャンバー１２０内に配置される試料ステージ１２１は、ステージ制御装置１２２に接続されており、試料ステージ１２１の位置はステージ制御装置１２２によって制御される。このステージ制御装置１２２はコンピュータ１５０に接続されている。 The sample stage 121 disposed in the sample chamber 120 is connected to a stage control device 122, and the position of the sample stage 121 is controlled by the stage control device 122. This stage control device 122 is connected to a computer 150.

ウェーハ１２４を、試料チャンバー１２０内の試料ステージ１２１に載置するためのウェーハ搬送装置１４０も同様にコンピュータ１５０に接続されている。コンピュータ１５０は、設計データベース１６１が格納された記憶装置１６２、およびキーボード、マウス等の入力装置１６３、画像やグラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）を表示する画面を備えた表示装置１６４を備えている。 A wafer transfer device 140 for placing the wafer 124 on the sample stage 121 in the sample chamber 120 is also connected to the computer 150. The computer 150 includes a storage device 162 in which a design database 161 is stored, an input device 163 such as a keyboard and a mouse, and a display device 164 having a screen for displaying images and a graphical user interface (GUI).

電子銃１１１から放出された電子ビームは集束レンズ１１２で集束された後に、Ｘ偏向器１１３、Ｙ偏向器１１４で偏向されつつ対物レンズ１１５により集束されてウェーハ１２４の表面に照射される。ウェーハ１２４に電子ビームの一次電子が照射されると、ウェーハ１２４からは二次電子および反射電子が放出される。二次電子は二次電子検出器１３０により検出され、反射電子は反射電子検出器１３１により検出される。検出された二次電子の信号、および反射電子の信号は、画像取得装置１１８に入力され画像データに変換される。画像データはコンピュータ１５０に送信され、ウェーハ１２４の画像はコンピュータ１５０の表示装置１６４上に表示される。 The electron beam emitted from the electron gun 111 is focused by the focusing lens 112, is then focused by the objective lens 115 while being deflected by the X deflector 113 and the Y deflector 114, and is irradiated onto the surface of the wafer 124. When the wafer 124 is irradiated with primary electrons of an electron beam, secondary electrons and reflected electrons are emitted from the wafer 124. Secondary electrons are detected by the secondary electron detector 130, and reflected electrons are detected by the reflected electron detector 131. The detected secondary electron signal and reflected electron signal are input to the image acquisition device 118 and converted into image data. The image data is transmitted to the computer 150, and the image of the wafer 124 is displayed on the display device 164 of the computer 150.

ウェーハ１２４の設計データ（パターンの寸法、パターンの位置などの設計情報などを含む）は、記憶装置１６２に予め記憶されている。記憶装置１６２には、設計データベース１６１が構築されている。ウェーハ１２４の設計データは、設計データベース１６１内に予め格納される。コンピュータ１５０は、記憶装置１６２に格納されている設計データベース１６１からウェーハ１２４の設計データを読み出すことが可能である。 Design data of the wafer 124 (including design information such as pattern dimensions and pattern positions) is stored in the storage device 162 in advance. A design database 161 is constructed in the storage device 162. The design data of the wafer 124 is stored in advance in the design database 161. The computer 150 can read the design data of the wafer 124 from the design database 161 stored in the storage device 162.

図２は、ウェーハ１２４上に形成されている繰り返しパターンの一例を示す模式図である。繰り返しパターン２０１は、実質的に同じ形状を有し、かつ規則的に配列されている。図２に示す例では、繰り返しパターン２０１はホールパターンである。符号２００は、繰り返しパターン２０１が形成されているパターン領域を表しており、このパターン領域２００の外側にはスペースが存在している。目標領域である検査領域２０３は、パターン領域２００内に設定される。一例では、ユーザーが図１に示す入力装置１６３を操作することによって検査領域２０３を設定する。検査領域２０３は、パターン領域２００内に位置しており、かつパターン領域２００に比べて小さい。検査領域２０３内には繰り返しパターン２０１のみが存在し、検査領域２０３内の繰り返しパターン２０１の位置を特定できるような特徴的なパターンは存在しない。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a repetitive pattern formed on the wafer 124. The repeating pattern 201 has substantially the same shape and is regularly arranged. In the example shown in FIG. 2, the repetitive pattern 201 is a hole pattern. Reference numeral 200 represents a pattern area where the repeated pattern 201 is formed, and a space exists outside the pattern area 200. The inspection area 203 that is the target area is set in the pattern area 200. In one example, the inspection area 203 is set by the user operating the input device 163 shown in FIG. The inspection area 203 is located in the pattern area 200 and is smaller than the pattern area 200. Only the repeated pattern 201 exists in the inspection area 203, and there is no characteristic pattern that can identify the position of the repeated pattern 201 in the inspection area 203.

本実施形態では、検査領域２０３内の繰り返しパターンの位置を特定するための基準位置を、次のようにして決定する。まず、コンピュータ１５０は、検査領域２０３の周辺に存在する特徴的なパターンを、ウェーハ１２４上のパターンの作成に用いられた設計データを用いて探索する。特徴的なパターンには、パターンの形状が特徴的であるもののみならず、パターンの位置が特徴的であるものも含まれる。形状が特徴的であるパターンの一例は、繰り返しパターン２０１とは異なる形状を持つパターンである。位置が特徴的であるパターンの一例は、位置を特定することができるパターンである。図２に示す例では、パターン領域２００の４つの角を構成する４つの繰り返しパターン２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄは、位置が特徴的なパターンである。 In the present embodiment, the reference position for specifying the position of the repeated pattern in the inspection area 203 is determined as follows. First, the computer 150 searches for a characteristic pattern existing around the inspection area 203 by using the design data used to create the pattern on the wafer 124. The characteristic pattern includes not only a pattern having a characteristic shape but also a pattern having a characteristic position. An example of a pattern having a characteristic shape is a pattern having a shape different from the repeated pattern 201. An example of the pattern whose position is characteristic is a pattern that can specify the position. In the example illustrated in FIG. 2, the four repeated patterns 201A, 201B, 201C, and 201D that form the four corners of the pattern region 200 are patterns whose positions are characteristic.

次に、コンピュータ１５０は、繰り返しパターン２０１の設計データを用いて、検査領域２０３から複数の特徴的なパターン２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄまでの距離を算出する。図３は、検査領域２０３から特徴的なパターン２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄまでの距離ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を示す図である。 Next, the computer 150 calculates distances from the inspection region 203 to the plurality of characteristic patterns 201A, 201B, 201C, and 201D using the design data of the repeated pattern 201. FIG. 3 is a diagram illustrating distances d1, d2, d3, and d4 from the inspection region 203 to the characteristic patterns 201A, 201B, 201C, and 201D.

コンピュータ１５０は、算出された距離ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のうち、最も短い距離を決定する。図３から分かるように、距離ｄ１が最も短い距離である。コンピュータ１５０は、検査領域２０３から最も短い距離ｄ１にある特徴的なパターン２０１Ａを決定する。さらに、コンピュータ１５０は、決定された特徴的なパターン２０１Ａの位置である基準位置２１０を決定する。図４は、特徴的なパターン２０１Ａから定められた基準位置２１０を示す図である。 The computer 150 determines the shortest distance among the calculated distances d1, d2, d3, and d4. As can be seen from FIG. 3, the distance d1 is the shortest distance. The computer 150 determines a characteristic pattern 201A that is at the shortest distance d1 from the inspection area 203. Further, the computer 150 determines a reference position 210 that is the position of the determined characteristic pattern 201A. FIG. 4 is a diagram showing a reference position 210 determined from the characteristic pattern 201A.

図５は、上記基準位置２１０を決定するためのフローチャートである。ステップ１では、コンピュータ１５０は、設計データを用いて、検査領域２０３の周辺に存在する特徴的なパターン２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄを探索する（図２参照）。ステップ２では、コンピュータ１５０は、設計データを用いて、検査領域２０３から複数の特徴的なパターン２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄまでの距離を算出する（図３参照）。 FIG. 5 is a flowchart for determining the reference position 210. In step 1, the computer 150 searches for characteristic patterns 201A, 201B, 201C, and 201D existing around the inspection region 203 using the design data (see FIG. 2). In step 2, the computer 150 calculates distances from the inspection region 203 to the plurality of characteristic patterns 201A, 201B, 201C, and 201D using the design data (see FIG. 3).

ステップ３では、コンピュータ１５０は、算出された距離ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のうち、最も短い距離ｄ１を決定する。ステップ４では、コンピュータ１５０は、検査領域２０３から最も短い距離ｄ１にある特徴的なパターン２０１Ａを決定する。ステップ５では、コンピュータ１５０は、決定された特徴的なパターン２０１Ａの位置である基準位置２１０を決定する（図４参照）。 In step 3, the computer 150 determines the shortest distance d1 among the calculated distances d1, d2, d3, d4. In step 4, the computer 150 determines a characteristic pattern 201 </ b> A that is at the shortest distance d <b> 1 from the inspection area 203. In step 5, the computer 150 determines a reference position 210 that is the position of the determined characteristic pattern 201A (see FIG. 4).

次に、検査領域２０３内の繰り返しパターンの位置を基準位置２１０に基づいて特定する工程について説明する。図６に示すように、コンピュータ１５０は、基準位置２１０および検査領域２０３を少なくとも含む複数の画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４を、隣接する２つの画像生成領域が重なり合うように設定する。各画像生成領域は、視野（Field of viewまたはFOV）に相当する。画像生成領域は、Ｘ方向の寸法と、Ｘ方向に垂直なＹ方向の寸法から定義される矩形状の領域である。コンピュータ１５０は、画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４の大きさ（寸法）および位置を変えることができる。 Next, a process of specifying the position of the repetitive pattern in the inspection area 203 based on the reference position 210 will be described. As illustrated in FIG. 6, the computer 150 sets a plurality of image generation areas 221, 222, 223, and 224 including at least the reference position 210 and the inspection area 203 so that two adjacent image generation areas overlap. Each image generation area corresponds to a field of view (FOV). The image generation area is a rectangular area defined by a dimension in the X direction and a dimension in the Y direction perpendicular to the X direction. The computer 150 can change the size (size) and position of the image generation areas 221, 222, 223, and 224.

後述するように、ウェーハ１２４を載せた試料ステージ１２１は、複数の画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４に順次移動される。試料ステージ１２１の移動回数を少なくするために、画像生成領域の数は最小であることが好ましい。最小の数の画像生成領域を達成するために、設定される複数の画像生成領域のうちの少なくとも１つは、走査電子顕微鏡１００の最大視野のＸ方向またはＹ方向の寸法、または各画像生成領域の外端から検査領域２０３までのＸ方向またはＹ方向の残距離に相当する寸法を有することが好ましい。図６に示す例では、一番目の画像生成領域２２１のＸ方向およびＹ方向の寸法は、走査電子顕微鏡１００の最大視野のＸ方向およびＹ方向の寸法に相当する。二番目の画像生成領域２２２のＸ方向の寸法は、走査電子顕微鏡１００の最大視野のＸ方向の寸法に相当し、画像生成領域２２２のＹ方向の寸法は、画像生成領域２２２の外端から検査領域２０３までのＹ方向の残距離に相当する寸法である。このように各画像生成領域の大きさを最適化することで、試料ステージ１２１は基準位置２１０から検査領域２０３まで最短の時間で移動することができる。 As will be described later, the sample stage 121 on which the wafer 124 is placed is sequentially moved to a plurality of image generation regions 221, 222, 223, and 224. In order to reduce the number of movements of the sample stage 121, it is preferable that the number of image generation regions is a minimum. In order to achieve the minimum number of image generation areas, at least one of the plurality of image generation areas to be set is the size of the maximum field of view of the scanning electron microscope 100 in the X or Y direction, or each image generation area It is preferable to have a dimension corresponding to the remaining distance in the X direction or the Y direction from the outer end of the inspection region 203 to the inspection region 203. In the example illustrated in FIG. 6, the dimensions of the first image generation region 221 in the X direction and the Y direction correspond to the dimensions of the maximum field of view of the scanning electron microscope 100 in the X direction and the Y direction. The dimension in the X direction of the second image generation area 222 corresponds to the dimension in the X direction of the maximum field of view of the scanning electron microscope 100, and the dimension in the Y direction of the image generation area 222 is inspected from the outer edge of the image generation area 222. This is a dimension corresponding to the remaining distance in the Y direction up to the region 203. Thus, by optimizing the size of each image generation region, the sample stage 121 can move from the reference position 210 to the inspection region 203 in the shortest time.

図６において、隣接する２つの画像生成領域が重なり合う領域（以下、重畳領域という）は、ハッチングで示されている。すなわち、各画像生成領域の端部は、隣接する他の画像生成領域の端部と重なっている。各重畳領域の大きさは、適宜設定される。画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４は、その一部が重なり合いながら、基準位置２１０から検査領域２０３まで一列につながっている。設定される画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４は、基準位置２１０と検査領域２０３とをつなぐことができる最小の数の複数の画像生成領域である。本実施形態では、４つの画像生成領域が設定されているが、基準位置２１０から検査領域２０３まで画像生成領域がつながっていれば、２つの画像生成領域のみが設定されてもよい。複数の画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４のそれぞれの幅は、基準位置２１０と検査領域２０３との距離よりも小さい。 In FIG. 6, an area where two adjacent image generation areas overlap (hereinafter referred to as an overlapping area) is indicated by hatching. That is, the end of each image generation area overlaps the end of another adjacent image generation area. The size of each overlapping region is set as appropriate. The image generation areas 221, 222, 223, and 224 are connected in a line from the reference position 210 to the inspection area 203, with some of them overlapping. The set image generation areas 221, 222, 223, and 224 are the minimum number of image generation areas that can connect the reference position 210 and the inspection area 203. In the present embodiment, four image generation areas are set. However, if the image generation areas are connected from the reference position 210 to the inspection area 203, only two image generation areas may be set. The width of each of the plurality of image generation areas 221, 222, 223, and 224 is smaller than the distance between the reference position 210 and the inspection area 203.

以下の説明では、基準位置２１０を含む画像生成領域２２１を第１画像生成領域と称し、検査領域２０３を含む画像生成領域２２４を第４画像生成領域と称し、第１画像生成領域２２１と第４画像生成領域２２４との間に位置する画像生成領域２２２，２２３を、それぞれ第２画像生成領域および第３画像生成領域と称する。 In the following description, the image generation region 221 including the reference position 210 is referred to as a first image generation region, the image generation region 224 including the inspection region 203 is referred to as a fourth image generation region, and the first image generation region 221 and the fourth image generation region 221 The image generation areas 222 and 223 located between the image generation area 224 and the image generation area 224 are referred to as a second image generation area and a third image generation area, respectively.

コンピュータ１５０は、ステージ制御装置１２２に指令を発して試料ステージ１２１を複数の画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４に順次移動させる。試料ステージ１２１を移動させる方向は、基準位置２１０から検査領域２０３に向かう方向である。図６に示す例では、試料ステージ１２１は、画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４の順に移動される。本明細書では、試料ステージ１２１の移動は、試料ステージ１２１がウェーハ（試料）を、設定された目標位置に向かう方向に移動させる動作として定義される。 The computer 150 issues a command to the stage control device 122 to sequentially move the sample stage 121 to the plurality of image generation regions 221, 222, 223, and 224. The direction in which the sample stage 121 is moved is a direction from the reference position 210 toward the inspection region 203. In the example shown in FIG. 6, the sample stage 121 is moved in the order of the image generation areas 221, 222, 223, and 224. In this specification, the movement of the sample stage 121 is defined as an operation in which the sample stage 121 moves the wafer (sample) in a direction toward the set target position.

コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１が各画像生成領域に移動するたびに、走査電子顕微鏡１００に指令を発し、その画像生成領域の画像を生成させる。具体的には、試料ステージ１２１が第１画像生成領域２２１に移動すると、走査電子顕微鏡１００は、ウェーハ１２４の第１画像生成領域２２１の画像を生成する。次に、試料ステージ１２１が第２画像生成領域２２２に移動すると、走査電子顕微鏡１００は、ウェーハ１２４の第２画像生成領域２２２の画像を生成する。同様に、試料ステージ１２１が次の画像生成領域に移動すると、走査電子顕微鏡１００は、その画像生成領域の画像を生成する。走査電子顕微鏡１００は、各画像生成領域の全体の画像を生成してもよいが、画像の生成時間を短縮するために、本実施形態では、各画像生成領域内の第１領域と第２領域の画像のみを生成する。 Each time the sample stage 121 moves to each image generation area, the computer 150 issues a command to the scanning electron microscope 100 to generate an image of the image generation area. Specifically, when the sample stage 121 moves to the first image generation region 221, the scanning electron microscope 100 generates an image of the first image generation region 221 on the wafer 124. Next, when the sample stage 121 moves to the second image generation area 222, the scanning electron microscope 100 generates an image of the second image generation area 222 of the wafer 124. Similarly, when the sample stage 121 moves to the next image generation area, the scanning electron microscope 100 generates an image of the image generation area. The scanning electron microscope 100 may generate an entire image of each image generation area. However, in order to reduce the image generation time, in the present embodiment, the first area and the second area in each image generation area. Only the image of is generated.

図７は、第１画像生成領域２２１内の第１領域２２１ａと第２領域２２１ｂを示す図である。第１領域２２１ａは、基準位置２１０を含む領域であり、第２領域２２１ｂは、第２画像生成領域２２２と重なり合う領域である。最初に、試料ステージ１２１は、初期位置から第１画像生成領域２２１に移動する。試料ステージ１２１の移動目標位置は、基準位置２１０に対応する設計データ上の位置である。試料ステージ１２１が第１画像生成領域２２１に移動すると、走査電子顕微鏡１００は、ウェーハ１２４の第１画像生成領域２２１内の第１領域２２１ａの画像と第２領域２２１ｂの画像を生成する。 FIG. 7 is a diagram showing the first area 221a and the second area 221b in the first image generation area 221. As shown in FIG. The first area 221 a is an area including the reference position 210, and the second area 221 b is an area overlapping with the second image generation area 222. First, the sample stage 121 moves from the initial position to the first image generation area 221. The target movement position of the sample stage 121 is a position on the design data corresponding to the reference position 210. When the sample stage 121 moves to the first image generation area 221, the scanning electron microscope 100 generates an image of the first area 221 a and an image of the second area 221 b in the first image generation area 221 of the wafer 124.

コンピュータ１５０は、第１領域２２１ａの画像と第２領域２２１ｂの画像を走査電子顕微鏡１００から取得する。そして、コンピュータ１５０は、第１領域２２１ａの画像上のパターンと、設計データ上の対応するパターンとの間でパターンマッチングを実行する。このパターンマッチングは、第１画像生成領域２２１内のパターンと、設計データ上の対応するパターンとの間の位置合わせ（アライメント）である。 The computer 150 acquires the image of the first area 221 a and the image of the second area 221 b from the scanning electron microscope 100. Then, the computer 150 executes pattern matching between the pattern on the image of the first region 221a and the corresponding pattern on the design data. This pattern matching is alignment (alignment) between the pattern in the first image generation region 221 and the corresponding pattern on the design data.

図８は、第１画像生成領域２２１内の第１領域２２１ａの画像上のパターンと、設計データ上の対応するパターンとの間でパターンマッチングを実行している様子を示す模式図である。第１領域２２１ａは基準位置２１０を含むので、第１領域２２１ａの画像には、基準位置２１０にある特徴的なパターン２０１Ａが現れる。したがって、コンピュータ１５０は、第１領域２２１ａの画像上の繰り返しパターン２０１（特徴的なパターン２０１Ａを含む）を、設計データ上の対応するパターン３００にそれぞれ位置合わせすることができる。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which pattern matching is executed between the pattern on the image of the first area 221a in the first image generation area 221 and the corresponding pattern on the design data. Since the first area 221a includes the reference position 210, a characteristic pattern 201A at the reference position 210 appears in the image of the first area 221a. Therefore, the computer 150 can align the repeated pattern 201 (including the characteristic pattern 201A) on the image of the first region 221a with the corresponding pattern 300 on the design data.

図８に示すように、コンピュータ１５０は、特徴的なパターン２０１Ａおよび他の繰り返しパターン２０１が、設計データ上の対応するパターン３００に一致するまで、第１画像生成領域２２１の画像（すなわち、第１画像生成領域２２１内の第１領域２２１ａの画像と第２領域２２１ｂの画像）を移動させる。このときの第１画像生成領域２２１の画像の移動距離および移動方向は、試料ステージ１２１が初期位置から第１画像生成領域２２１（すなわち基準位置２１０）まで移動するときに生じた試料ステージ１２１の移動誤差に相当する。試料ステージ１２１の移動誤差は、試料ステージ１２１の移動後の位置の、移動目標位置からの偏差に相当する。より具体的には、試料ステージ１２１の移動誤差は、画像上の特徴的なパターン２０１Ａと、設計データ上の対応するパターン３００との間の位置ずれに相当する。したがって、コンピュータ１５０は、画像上の特徴的なパターン２０１Ａと、設計データ上の対応するパターン３００との間の位置ずれを算出することで、試料ステージ１２１の移動誤差を求めることができる。 As shown in FIG. 8, the computer 150 causes the image (that is, the first image generation area 221) until the characteristic pattern 201 </ b> A and the other repeated pattern 201 match the corresponding pattern 300 on the design data. The image of the first area 221a and the image of the second area 221b in the image generation area 221 are moved. The moving distance and moving direction of the image in the first image generation area 221 at this time are the movement of the sample stage 121 that occurs when the sample stage 121 moves from the initial position to the first image generation area 221 (that is, the reference position 210). It corresponds to the error. The movement error of the sample stage 121 corresponds to a deviation of the position after the movement of the sample stage 121 from the movement target position. More specifically, the movement error of the sample stage 121 corresponds to a positional deviation between the characteristic pattern 201A on the image and the corresponding pattern 300 on the design data. Therefore, the computer 150 can obtain the movement error of the sample stage 121 by calculating the positional deviation between the characteristic pattern 201A on the image and the corresponding pattern 300 on the design data.

コンピュータ１５０は、第１画像生成領域２２１の画像の移動距離および移動方向からなる移動誤差を記憶装置１６２内に保存する。コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１の現在の位置情報を、試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて補正する。この位置情報の補正により、試料ステージ１２１の位置情報は、設計データ上の位置情報に一致する。 The computer 150 stores in the storage device 162 a movement error consisting of the movement distance and movement direction of the image in the first image generation area 221. The computer 150 corrects the current position information of the sample stage 121 based on the movement error of the sample stage 121. By correcting the position information, the position information of the sample stage 121 matches the position information on the design data.

次に、コンピュータ１５０は、ステージ制御装置１２２に指令を発して試料ステージ１２１を第１画像生成領域２２１から第２画像生成領域２２２に移動させる。試料ステージ１２１の移動目標位置は、第２画像生成領域２２２の中心に対応する設計データ上の位置である。試料ステージ１２１が第２画像生成領域２２２に移動すると、走査電子顕微鏡１００は、ウェーハ１２４の第２画像生成領域２２２内の第１領域と第２領域の画像を生成する。 Next, the computer 150 issues a command to the stage controller 122 to move the sample stage 121 from the first image generation area 221 to the second image generation area 222. The target movement position of the sample stage 121 is a position on the design data corresponding to the center of the second image generation region 222. When the sample stage 121 moves to the second image generation area 222, the scanning electron microscope 100 generates images of the first area and the second area in the second image generation area 222 of the wafer 124.

図９は、第２画像生成領域２２２内の第１領域２２２ａと第２領域２２２ｂを示す図である。第２画像生成領域２２２内の第１領域２２２ａは、第１画像生成領域２２１内の第２領域２２１ｂと重なり合う領域であり、第２画像生成領域２２２内の第２領域２２２ｂは、第３画像生成領域２２３と重なり合う領域である。コンピュータ１５０は、第１領域２２２ａの画像と第２領域２２２ｂの画像を走査電子顕微鏡１００から取得する。そして、コンピュータ１５０は、第１画像生成領域２２１内の第２領域２２１ｂの画像上のパターンと、第２画像生成領域２２２内の第１領域２２２ａの画像上のパターンとの間でパターンマッチングを実行する。このパターンマッチングは、第１画像生成領域２２１内のパターンと、第２画像生成領域２２２内のパターンとの間の位置合わせ（アライメント）である。 FIG. 9 is a diagram showing the first area 222 a and the second area 222 b in the second image generation area 222. The first area 222a in the second image generation area 222 is an area that overlaps the second area 221b in the first image generation area 221, and the second area 222b in the second image generation area 222 is the third image generation. This is an area overlapping with the area 223. The computer 150 acquires the image of the first area 222 a and the image of the second area 222 b from the scanning electron microscope 100. Then, the computer 150 performs pattern matching between the pattern on the image of the second area 221b in the first image generation area 221 and the pattern on the image of the first area 222a in the second image generation area 222. To do. This pattern matching is alignment (alignment) between the pattern in the first image generation area 221 and the pattern in the second image generation area 222.

図１０は、第１画像生成領域２２１内の第２領域２２１ｂの画像上のパターン２０１ａと、第２画像生成領域２２２内の第１領域２２２ａの画像上のパターン２０１ｂとの間でパターンマッチングを実行している様子を示す模式図である。第２領域２２１ｂの画像上のパターン２０１ａと、第１領域２２２ａの画像上のパターン２０１ｂは、ウェーハ１２４上に存在する同じパターンである。言い換えれば、隣接する２つの画像生成領域２２１，２２２の２つの画像の両方に、同じパターンが現れている。これら２つの画像の両方に現れるパターンは、隣接する２つの画像生成領域の重なり合う領域内にある。 FIG. 10 shows pattern matching between the pattern 201a on the image of the second area 221b in the first image generation area 221 and the pattern 201b on the image of the first area 222a in the second image generation area 222. It is a schematic diagram which shows a mode that is doing. The pattern 201 a on the image of the second region 221 b and the pattern 201 b on the image of the first region 222 a are the same pattern existing on the wafer 124. In other words, the same pattern appears in both of the two images in the two adjacent image generation regions 221 and 222. A pattern appearing in both of these two images is in an overlapping region of two adjacent image generation regions.

パターン２０１ａ，２０１ｂは、設計データ上の同じ形状のパターンに基づいて作成されたものであるが、図１０に示すように、パターン２０１ａ，２０１ｂの１つ１つの形状は僅かに異なっている。この形状の相違に起因して、パターン２０１ａ，２０１ｂの１つ１つの輝度プロファイルも異なっている。輝度プロファイルは、パターンを横切る線分に沿った輝度の分布である。コンピュータ１５０は、パターン間の形状または輝度プロファイルに基づいて、パターン２０１ａとパターン２０１ｂとの間でパターンマッチングをすることができる。結果として、コンピュータ１５０は、第１領域２２２ａの画像上のパターン２０１ｂを、第２領域２２１ｂの画像上のパターン２０１ａにそれぞれ位置合わせすることができる。 The patterns 201a and 201b are created based on patterns having the same shape on the design data, but the shapes of the patterns 201a and 201b are slightly different as shown in FIG. Due to the difference in shape, the luminance profiles of the patterns 201a and 201b are also different. A luminance profile is a distribution of luminance along a line segment that traverses the pattern. The computer 150 can perform pattern matching between the pattern 201a and the pattern 201b based on the shape or luminance profile between patterns. As a result, the computer 150 can align the pattern 201b on the image in the first area 222a with the pattern 201a on the image in the second area 221b.

コンピュータ１５０は、第１領域２２２ａの画像上のパターン２０１ｂが、第２領域２２１ｂの画像上の対応するパターン２０１ａにそれぞれ一致するまで、第２画像生成領域２２２の画像（すなわち、第２画像生成領域２２２内の第１領域２２２ａの画像と第２領域２２２ｂの画像）を移動させる。このときの第２画像生成領域２２２の画像の移動距離および移動方向は、試料ステージ１２１が、第１画像生成領域２２１から第２画像生成領域２２２まで移動したときに生じた試料ステージ１２１の移動誤差に相当する。より具体的には、試料ステージ１２１の移動誤差は、第１画像生成領域２２１の画像上のパターンと、第２画像生成領域２２２の画像上のパターンとの間の位置ずれに相当する。したがって、コンピュータ１５０は、第１画像生成領域２２１の画像上のパターンと、第２画像生成領域２２２の画像上のパターンとの間の位置ずれを算出することで、試料ステージ１２１の移動誤差を求めることができる。 The computer 150 determines that the image in the second image generation area 222 (that is, the second image generation area) until the pattern 201b on the image in the first area 222a matches the corresponding pattern 201a on the image in the second area 221b. The image of the first region 222a and the image of the second region 222b) in 222 are moved. The moving distance and moving direction of the image in the second image generation area 222 at this time are the movement errors of the sample stage 121 that occur when the sample stage 121 moves from the first image generation area 221 to the second image generation area 222. It corresponds to. More specifically, the movement error of the sample stage 121 corresponds to a positional deviation between the pattern on the image in the first image generation area 221 and the pattern on the image in the second image generation area 222. Therefore, the computer 150 calculates the displacement between the pattern on the image of the first image generation area 221 and the pattern on the image of the second image generation area 222, thereby obtaining the movement error of the sample stage 121. be able to.

コンピュータ１５０は、第２画像生成領域２２２の画像の移動距離および移動方向からなる移動誤差を記憶装置１６２内に保存する。コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１の現在の位置情報を、試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて補正する。この位置情報の補正により、試料ステージ１２１の位置情報は、設計データ上の位置情報に一致する。 The computer 150 stores in the storage device 162 a movement error including the movement distance and the movement direction of the image in the second image generation area 222. The computer 150 corrects the current position information of the sample stage 121 based on the movement error of the sample stage 121. By correcting the position information, the position information of the sample stage 121 matches the position information on the design data.

同様にして、図１１に示すように、試料ステージ１２１を第２画像生成領域２２２から第３画像生成領域２２３に移動させる。試料ステージ１２１の移動目標位置は、第３画像生成領域２２３の中心に対応する設計データ上の位置である。走査電子顕微鏡１００は、第３画像生成領域２２３内の第１領域２２３ａおよび第２領域２２３ｂの画像を生成する。コンピュータ１５０は、第１領域２２３ａおよび第２領域２２３ｂの画像を走査電子顕微鏡１００から取得する。そして、コンピュータ１５０は、第２画像生成領域２２２内の第２領域２２２ｂの画像上のパターンと、第３画像生成領域２２３内の第１領域２２３ａの画像上のパターンとの間でパターンマッチングを行う。パターンマッチングにより、第２画像生成領域２２２内のパターンと第３画像生成領域２２３内のパターンとの位置合わせ（アライメント）が達成される。さらに、コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１が、第２画像生成領域２２２から第３画像生成領域２２３まで移動したときに生じた試料ステージ１２１の移動誤差を算出し、試料ステージ１２１の現在の位置情報を、試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて補正する。 Similarly, as shown in FIG. 11, the sample stage 121 is moved from the second image generation area 222 to the third image generation area 223. The movement target position of the sample stage 121 is a position on the design data corresponding to the center of the third image generation region 223. The scanning electron microscope 100 generates images of the first region 223a and the second region 223b in the third image generation region 223. The computer 150 acquires images of the first area 223 a and the second area 223 b from the scanning electron microscope 100. Then, the computer 150 performs pattern matching between the pattern on the image of the second area 222b in the second image generation area 222 and the pattern on the image of the first area 223a in the third image generation area 223. . By pattern matching, alignment (alignment) between the pattern in the second image generation area 222 and the pattern in the third image generation area 223 is achieved. Further, the computer 150 calculates a movement error of the sample stage 121 that occurs when the sample stage 121 moves from the second image generation region 222 to the third image generation region 223, and obtains the current position information of the sample stage 121. The correction is made based on the movement error of the sample stage 121.

同様にして、図１２に示すように、試料ステージ１２１を第３画像生成領域２２３から第４画像生成領域２２４に移動させる。試料ステージ１２１の移動目標位置は、第４画像生成領域２２４の中心に対応する設計データ上の位置である。走査電子顕微鏡１００は、第４画像生成領域２２４内の第１領域２２４ａの画像を生成する。コンピュータ１５０は、第１領域２２４ａの画像を走査電子顕微鏡１００から取得する。そして、コンピュータ１５０は、第３画像生成領域２２２内の第２領域２２３ｂの画像上のパターンと、第４画像生成領域２２４内の第１領域２２４ａの画像上のパターンとの間でパターンマッチングを行う。パターンマッチングにより、第３画像生成領域２２３内のパターンと第４画像生成領域２２４内のパターンとの位置合わせ（アライメント）が達成される。さらに、コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１が、第３画像生成領域２２３から第４画像生成領域２２４まで移動したときに生じた試料ステージ１２１の移動誤差を算出し、試料ステージ１２１の現在の位置情報を、試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて補正する。走査電子顕微鏡１００は、検査領域２０３の画像を生成し、コンピュータ１５０は、検査領域２０３の画像を走査電子顕微鏡１００から取得する。コンピュータ１５０は、検査領域２０３の画像を用いてパターンの欠陥検査またはパターンの測定などの検査を実行する。 Similarly, as shown in FIG. 12, the sample stage 121 is moved from the third image generation area 223 to the fourth image generation area 224. The target movement position of the sample stage 121 is a position on the design data corresponding to the center of the fourth image generation region 224. The scanning electron microscope 100 generates an image of the first region 224a in the fourth image generation region 224. The computer 150 acquires an image of the first region 224a from the scanning electron microscope 100. Then, the computer 150 performs pattern matching between the pattern on the image of the second area 223b in the third image generation area 222 and the pattern on the image of the first area 224a in the fourth image generation area 224. . By pattern matching, alignment (alignment) between the pattern in the third image generation region 223 and the pattern in the fourth image generation region 224 is achieved. Further, the computer 150 calculates a movement error of the sample stage 121 that occurs when the sample stage 121 moves from the third image generation region 223 to the fourth image generation region 224, and obtains the current position information of the sample stage 121. The correction is made based on the movement error of the sample stage 121. The scanning electron microscope 100 generates an image of the inspection area 203, and the computer 150 acquires the image of the inspection area 203 from the scanning electron microscope 100. The computer 150 uses the image of the inspection area 203 to perform inspection such as pattern defect inspection or pattern measurement.

上述したように、試料ステージ１２１が移動するたびに試料ステージ１２１の現在の位置情報が補正されるので、画像上の検査領域２０３の位置情報は、設計データ上の検査領域２０３の位置情報に実質的に一致する。コンピュータ１５０は、試料ステージ１２１の補正された位置情報に基づいて、検査領域２０３内の個々のパターンの位置を算出することができる。本実施形態によれば、検査領域２０３内の個々のパターンの位置を、サブナノメートルオーダーまたはナノメートルオーダーの精度で特定することが可能である。さらに、基準位置２１０から検査領域２０３まで最短のルートで試料ステージ１２１が移動するので、速やかに検査領域２０３内のパターン検査を実行することができる。 As described above, since the current position information of the sample stage 121 is corrected each time the sample stage 121 moves, the position information of the inspection area 203 on the image is substantially the same as the position information of the inspection area 203 on the design data. Match. The computer 150 can calculate the position of each pattern in the inspection region 203 based on the corrected position information of the sample stage 121. According to this embodiment, it is possible to specify the position of each pattern in the inspection region 203 with sub-nanometer order or nanometer order accuracy. Furthermore, since the sample stage 121 moves along the shortest route from the reference position 210 to the inspection area 203, the pattern inspection in the inspection area 203 can be executed promptly.

図１３および図１４は、検査領域２０３内の繰り返しパターンの位置を基準位置２１０に基づいて特定する工程を説明するフローチャートである。ステップ１では、基準位置２１０および検査領域（目標領域）２０３を少なくとも含む複数の画像生成領域２２１，２２２，２２３，２２４を、隣接する２つの画像生成領域が重なり合うように設定する（図６参照）。ステップ２では、試料ステージ１２１を第１画像生成領域２２１（より具体的には基準位置２１０）に移動させる。ステップ３では、第１画像生成領域２２１内の第１領域２２１ａと第２領域２２１ｂの画像が生成される（図７参照）。 FIGS. 13 and 14 are flowcharts for explaining the process of specifying the position of the repetitive pattern in the inspection area 203 based on the reference position 210. In step 1, a plurality of image generation areas 221, 222, 223, and 224 including at least the reference position 210 and the inspection area (target area) 203 are set so that two adjacent image generation areas overlap (see FIG. 6). . In step 2, the sample stage 121 is moved to the first image generation region 221 (more specifically, the reference position 210). In step 3, images of the first area 221a and the second area 221b in the first image generation area 221 are generated (see FIG. 7).

ステップ４では、第１領域２２１ａの画像上のパターンと、設計データ上の対応するパターンとの間でパターンマッチングが実行される。ステップ５では、パターンマッチングの結果から得られた試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて、試料ステージ１２１の現在の位置情報が補正される。ステップ６では、画像生成領域の番号を表す“ｎ”に、初期値である２が設定される。ステップ７では、“ｎ”が設定上限か否かが判断される。設定上限は、上記ステップ１で設定された複数の画像生成領域の数に相当する。 In step 4, pattern matching is executed between the pattern on the image of the first region 221a and the corresponding pattern on the design data. In step 5, the current position information of the sample stage 121 is corrected based on the movement error of the sample stage 121 obtained from the pattern matching result. In step 6, an initial value of 2 is set to “n” representing the number of the image generation area. In step 7, it is determined whether “n” is a set upper limit. The setting upper limit corresponds to the number of the plurality of image generation areas set in step 1 above.

“ｎ”が設定上限でない場合は、ステップ８において、試料ステージ１２１を第ｎ画像生成領域に移動させる。ステップ９では、第ｎ画像生成領域内の第１領域および第２領域の画像が生成される。ステップ１０では、第ｎ−１画像生成領域内の第２領域の画像上のパターンと、第ｎ画像生成領域内の第１領域の画像上のパターンとの間でパターンマッチングが実行される。ステップ１１では、パターンマッチングの結果から得られた試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて、試料ステージ１２１の現在の位置情報が補正される。ステップ１２では、ｎに１が加算される。 If “n” is not the set upper limit, in step 8, the sample stage 121 is moved to the nth image generation region. In step 9, images of the first area and the second area in the nth image generation area are generated. In step 10, pattern matching is performed between the pattern on the image of the second area in the n−1th image generation area and the pattern on the image of the first area in the nth image generation area. In step 11, the current position information of the sample stage 121 is corrected based on the movement error of the sample stage 121 obtained from the pattern matching result. In step 12, 1 is added to n.

上記ステップ７において、“ｎ”が設定上限である場合は、ステップ１３において、試料ステージ１２１を第ｎ画像生成領域に移動させる。ステップ１４では、第ｎ画像生成領域内の第１領域の画像が生成される。ステップ１５では、第ｎ−１画像生成領域内の第２領域の画像上のパターンと、第ｎ画像生成領域内の第１領域の画像上のパターンとの間でパターンマッチングが実行される。ステップ１６では、パターンマッチングの結果から得られた試料ステージ１２１の移動誤差に基づいて、試料ステージ１２１の現在の位置情報が補正される。ステップ１７では、検査領域２０３の画像が生成される。ステップ１８では、検査領域２０３の画像を用いてパターンの欠陥検査またはパターンの測定などの検査が実行される。 If “n” is the upper limit in step 7, the sample stage 121 is moved to the nth image generation region in step 13. In step 14, an image of the first area in the nth image generation area is generated. In step 15, pattern matching is performed between the pattern on the image of the second area in the n-1st image generation area and the pattern on the image of the first area in the nth image generation area. In step 16, the current position information of the sample stage 121 is corrected based on the movement error of the sample stage 121 obtained from the pattern matching result. In step 17, an image of the inspection area 203 is generated. In step 18, inspection such as pattern defect inspection or pattern measurement is performed using the image of the inspection region 203.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

１００走査電子顕微鏡
１１１電子銃
１１２集束レンズ
１１３Ｘ偏向器
１１４Ｙ偏向器
１１５対物レンズ
１１６レンズ制御装置
１１７偏向制御装置
１１８画像取得装置
１２０試料チャンバー
１２１試料ステージ
１２２ステージ制御装置
１２４ウェーハ
１３０二次電子検出器
１３１反射電子検出器
１４０ウェーハ搬送装置
１５０コンピュータ
１６１設計データベース
１６２記憶装置
１６３入力装置
１６４表示装置
２０１繰り返しパターン
２０１Ａ特徴的なパターン
２０３検査領域
２１０基準位置
２２１，２２２，２２３，２２４画像生成領域 100 scanning electron microscope 111 electron gun 112 focusing lens 113 X deflector 114 Y deflector 115 objective lens 116 lens control device 117 deflection control device 118 image acquisition device 120 sample chamber 121 sample stage 122 stage control device 124 wafer 130 secondary electron detection Device 131 Backscattered electron detector 140 Wafer transfer device 150 Computer 161 Design database 162 Storage device 163 Input device 164 Display device 201 Repetitive pattern 201A Characteristic pattern 203 Inspection area 210 Reference positions 221, 222, 223, and 224 Image generation area

Claims

An image generation method using a scanning electron microscope,
Using the design data of the pattern formed on the sample, determine the characteristic pattern at the shortest distance from the preset inspection area,
Determining a reference position which is the position of the determined characteristic pattern;
A plurality of image generation areas including at least the reference position and the inspection area are set so that two adjacent image generation areas overlap;
In a direction from the reference position toward the inspection area, sequentially move the sample stage to the plurality of image generation areas,
Each time the sample stage is moved to one of the plurality of image generation areas, an image of the image generation area is generated, and at least the movement error of the sample stage is calculated using the image,
Based on the movement error, correct the current position information of the sample stage,
An image generation method for generating an image of the inspection area.

2. The image generation method according to claim 1, wherein the plurality of image generation areas are a minimum number of a plurality of image generation areas that can connect the reference position and the inspection area.

The image generation method according to claim 1, wherein the step of calculating the movement error of the sample stage includes a step of calculating a positional deviation between patterns appearing in both of two images in two adjacent image generation regions. .

The image generation method according to claim 3, wherein the step of calculating the movement error of the sample stage further includes a step of calculating a positional deviation between the characteristic pattern on the image and a corresponding pattern on the design data. .

The image of the image generation area includes an image of a first area in the image generation area and an image of a second area in the image generation area,
5. The image generation method according to claim 1, wherein the second area overlaps a first area of another adjacent image generation area. 6.