JP2021096939A - Multi-electron beam image acquisition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マルチ電子ビーム画像取得装置に関する。 The present invention relates to a multi-electron beam image acquisition device.
近年、大規模集積回路(LSI)の高集積化及び大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅はますます狭くなってきている。そして、多大な製造コストのかかるLSIの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。しかし、1ギガビット級のDRAM(ランダムアクセスメモリ)に代表されるように、LSIを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになっている。近年、半導体ウェハ上に形成されるLSIパターン寸法の微細化に伴って、パターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。よって、半導体ウェハ上に転写された超微細パターンの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。その他、歩留まりを低下させる大きな要因の一つとして、半導体ウェハ上に超微細パターンをフォトリソグラフィ技術で露光、転写する際に使用されるマスクのパターン欠陥があげられる。そのため、LSI製造に使用される転写用マスクの欠陥を検査するパターン検査装置の高精度化が必要とされている。 In recent years, with the increasing integration and capacity of large-scale integrated circuits (LSIs), the circuit line width required for semiconductor elements has become narrower and narrower. Further, improvement of the yield is indispensable for manufacturing an LSI, which requires a large manufacturing cost. However, as represented by 1 gigabit class DRAM (random access memory), the patterns constituting the LSI are on the order of submicron to nanometer. In recent years, with the miniaturization of LSI pattern dimensions formed on semiconductor wafers, the dimensions that must be detected as pattern defects have become extremely small. Therefore, it is necessary to improve the accuracy of the pattern inspection apparatus for inspecting the defects of the ultrafine pattern transferred on the semiconductor wafer. In addition, one of the major factors for reducing the yield is a pattern defect of a mask used when exposing and transferring an ultrafine pattern on a semiconductor wafer by photolithography technology. Therefore, it is necessary to improve the accuracy of the pattern inspection apparatus for inspecting defects in the transfer mask used in LSI manufacturing.
検査手法としては、半導体ウェハやリソグラフィマスク等の基板上に形成されているパターンを撮像した測定画像と、設計データ、あるいは基板上の同一パターンを撮像した測定画像と比較することにより検査を行う方法が知られている。例えば、パターン検査方法として、同一基板上の異なる場所の同一パターンを撮像した測定画像データ同士を比較する「die to die(ダイ−ダイ)検査」や、パターン設計された設計データをベースに設計画像データ(参照画像)を生成して、それとパターンを撮像した測定データとなる測定画像とを比較する「die to database(ダイ−データベース)検査」がある。撮像された画像は測定データとして比較回路へ送られる。比較回路では、画像同士の位置合わせの後、測定データと参照データとを適切なアルゴリズムに従って比較し、一致しない場合には、パターン欠陥有りと判定する。 As an inspection method, a method of inspecting by comparing a measurement image obtained by imaging a pattern formed on a substrate such as a semiconductor wafer or a lithography mask with design data or a measurement image obtained by imaging the same pattern on the substrate. It has been known. For example, as a pattern inspection method, "die to die inspection" in which measurement image data obtained by imaging the same pattern in different places on the same substrate are compared with each other, or a design image based on pattern-designed design data. There is a "die to database (die database) inspection" that generates data (reference image) and compares it with the measurement image that is the measurement data obtained by imaging the pattern. The captured image is sent to the comparison circuit as measurement data. In the comparison circuit, after the images are aligned with each other, the measurement data and the reference data are compared according to an appropriate algorithm, and if they do not match, it is determined that there is a pattern defect.
上述したパターン検査装置には、レーザ光を検査対象基板に照射して、その透過像或いは反射像を撮像する装置の他、検査対象基板上を電子ビームで走査(スキャン)して、電子ビームの照射に伴い検査対象基板から放出される2次電子を検出して、パターン像を取得する検査装置の開発も進んでいる。電子ビームを用いた検査装置では、さらに、マルチビームを用いた装置の開発も進んでいる。 The pattern inspection device described above includes a device that irradiates a substrate to be inspected with a laser beam to capture a transmitted image or a reflected image thereof, and scans the substrate to be inspected with an electron beam to obtain an electron beam. Development of an inspection device that acquires a pattern image by detecting secondary electrons emitted from the substrate to be inspected due to irradiation is also in progress. As for the inspection device using the electron beam, the development of the device using the multi-beam is also in progress.
しかしながら、マルチビームを用いた検査装置において、マルチビームを全体として矩形状に配置する場合、マルチビームのうちの四隅に配置されるビームは、マルチビームの中心から離れるため他のビームよりも収差が大きくなることがある。また、検査装置の光学特性の経年変化にともなって、四隅に配置されるビームの収差は更に大きくなることがある。四隅に配置されるビームの収差が大きくなり過ぎると、検査の精度が悪化してしまう。その一方で、マルチビームの収差を抑制するために単純に四隅に配置されるビームを無効にしただけでは、マルチビームによって検査領域を過不足なく走査することができない。検査領域を過不足なく走査できないことで、検査の精度および効率が悪化してしまう。 However, in an inspection device using a multi-beam, when the multi-beams are arranged in a rectangular shape as a whole, the beams arranged at the four corners of the multi-beams are separated from the center of the multi-beams and therefore have more aberrations than the other beams. It can grow. Further, as the optical characteristics of the inspection device change over time, the aberrations of the beams arranged at the four corners may become larger. If the aberrations of the beams arranged at the four corners become too large, the accuracy of the inspection will deteriorate. On the other hand, simply disabling the beams arranged at the four corners in order to suppress the aberration of the multi-beam does not allow the multi-beam to scan the inspection area in just proportion. The inability to scan the inspection area in just proportion deteriorates the accuracy and efficiency of inspection.
本発明の目的は、ビームの劣化にかかわらず良好な精度および効率で検査を行うことができるマルチ電子ビーム画像取得装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a multi-electron beam image acquisition device capable of performing inspection with good accuracy and efficiency regardless of beam deterioration.
本発明の一態様であるマルチ電子ビーム画像取得装置は、基板にマルチ1次電子ビームを照射して基板から放出されたマルチ2次電子ビームの像を取得するマルチ電子ビーム画像取得装置であって、マルチ2次電子ビームの収差を検出する収差検出部と、検出された収差に基づいてマルチ2次電子ビームの劣化の有無を判断する劣化判断部と、劣化していると判断された2次電子ビームに対応する1次電子ビームを含まず且つ基板の検査領域を過不足なく走査できる特定のビーム配置となるようにマルチ1次電子ビームのビーム配置を制御するビーム配置制御部と、を備える。 The multi-electron beam image acquisition device according to one aspect of the present invention is a multi-electron beam image acquisition device that irradiates a substrate with a multi-primary electron beam and acquires an image of a multi-secondary electron beam emitted from the substrate. , An aberration detection unit that detects the aberration of the multi-secondary electron beam, a deterioration judgment unit that determines the presence or absence of deterioration of the multi-secondary electron beam based on the detected aberration, and a secondary that is determined to be deteriorated. It is provided with a beam arrangement control unit that controls the beam arrangement of the multi-primary electron beam so as to have a specific beam arrangement that does not include the primary electron beam corresponding to the electron beam and can scan the inspection area of the substrate without excess or deficiency. ..
上述のマルチ電子ビーム画像取得装置において、特定のビーム配置は、基板が載置されるステージの第1移動方向および第1移動方向に直交する第2移動方向に沿った正方格子状のビーム配置であって、マルチ1次電子ビーム全体として見た場合に劣化していると判断された2次電子ビームに対応する1次電子ビームを含む四隅の1次電子ビームが欠落したビーム配置であってもよい。 In the above-mentioned multi-electron beam image acquisition device, the specific beam arrangement is a square grid-like beam arrangement along the first movement direction of the stage on which the substrate is placed and the second movement direction orthogonal to the first movement direction. Therefore, even if the beam arrangement is such that the primary electron beams at the four corners including the primary electron beam corresponding to the secondary electron beam judged to be deteriorated when viewed as a whole multi-primary electron beam are missing. Good.
上述のマルチ電子ビーム画像取得装置において、正方格子状のビーム配置は、第1移動方向を列方向、第2移動方向を行方向とした場合に、K行目のビーム本数とN−A+K行目のビーム本数との和がM本になるビーム配置であってもよい。但し、Mは、マルチ1次電子ビームを構成する1次電子ビームの列数、Nは、マルチ1次電子ビームを構成する1次電子ビームの行数、Aは、列方向のビーム本数がMよりも少ない行の数の1/2、Kは、1以上A以下の任意の整数である。 In the above-mentioned multi-electron beam image acquisition device, the square grid-like beam arrangement has the number of beams in the Kth row and the NA + Kth row when the first movement direction is the column direction and the second movement direction is the row direction. The beam arrangement may be such that the sum of the number of beams and the number of beams is M. However, M is the number of columns of the primary electron beam constituting the multi-primary electron beam, N is the number of rows of the primary electron beam constituting the multi-primary electron beam, and A is the number of beams in the column direction. 1/2 of the number of rows less than, K is any integer greater than or equal to 1 and less than or equal to A.
上述のマルチ電子ビーム画像取得装置において、ビーム配置制御部は、マルチ2次電子ビームの劣化状況を考慮した基板の検査を実施する第1検査モードが設定された場合に、特定のビーム配置となるようにマルチ1次電子ビームのビーム配置を制御し、検査速度を優先させる検査を実施する第2検査モードが設定された場合に、全ての1次電子ビームを含むビーム配置となるようにマルチ1次電子ビームのビーム配置を制御し、検査感度を優先させる検査を実施する第3検査モードが設定された場合に、外周部の1次電子ビームを含まないビーム配置となるようにマルチ1次電子ビームのビーム配置を制御してもよい。
In the above-mentioned multi-electron beam image acquisition device, the beam arrangement control unit has a specific beam arrangement when the first inspection mode for inspecting the substrate in consideration of the deterioration state of the multi-secondary electron beam is set. When the second inspection mode is set to control the beam arrangement of the multi-primary electron beam and perform the inspection that prioritizes the inspection speed, the
本発明によれば、ビームの劣化にかかわらず良好な精度および効率で検査を行うことができる。 According to the present invention, the inspection can be performed with good accuracy and efficiency regardless of the deterioration of the beam.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。実施形態は、本発明を限定するものではない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments are not limited to the present invention. Further, in the drawings referred to in the embodiment, the same parts or parts having the same functions are designated by the same reference numerals or similar reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
(パターン検査装置)
以下の実施形態では、マルチ電子ビーム画像取得装置の一例として、マルチ電子ビームを用いて基板に形成されたパターンを検査するパターン検査装置について説明する。
(Pattern inspection device)
In the following embodiment, as an example of the multi-electron beam image acquisition device, a pattern inspection device for inspecting a pattern formed on a substrate using the multi-electron beam will be described.
図1は、本実施形態におけるパターン検査装置1の一例を示す図である。パターン検査装置1は、画像取得機構2と制御系回路3とを備えている。画像取得機構2は、電子ビームカラム21(すなわち電子鏡筒)と、検査室22とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the
電子ビームカラム21内には、電子銃23(すなわち放出源)と、電磁レンズで構成されるコンデンサレンズ24と、アパーチャ部材の一例であるアパーチャアレイ基板25と、電磁レンズで構成される第1中間レンズ26と、ビーム配置制御部の一部を構成するビーム調整器28と、第1制限絞り29と、電磁レンズで構成される第2中間レンズ210とが配置されている。第1中間レンズ26および第2中間レンズ210のそれぞれの内側には、静電レンズが配置されていてもよい。電子ビームカラム21内には、更に、電磁レンズから構成される対物レンズ212と、対物偏向器214と、ビームセパレーター216と、ベンダー217と、電磁レンズで構成される第1投影レンズ218と、電磁レンズで構成される第2投影レンズ220と、第2制限絞り221と、電磁レンズで構成される第3投影レンズ222と、振り戻し偏向器223と、マルチ検出器224とが配置されている。第1投影レンズ218、第2投影レンズ220および第3投影レンズ222のそれぞれの内側には、静電レンズが配置されていてもよい。
Inside the
検査室22内には、少なくともXYZ方向に移動可能なステージ225が配置される。ステージ225上には、検査対象となる基板4(すなわち試料)が配置される。基板4には、露光用マスク基板、及びシリコンウェハ等の半導体基板が含まれる。基板4が半導体基板である場合、半導体基板には複数のチップパターン(すなわちウェハダイ)が形成されている。基板4が露光用マスク基板である場合、露光用マスク基板には、チップパターンが形成されている。チップパターンは、複数の図形パターンによって構成される。かかる露光用マスク基板に形成されたチップパターンが半導体基板上に複数回露光転写されることで、半導体基板には複数のチップパターンが形成されることになる。基板4は、例えば、パターン形成面を上側に向けてステージ225に配置される。また、ステージ225上には、検査室22の外部に配置されたレーザ測長システム5から照射されるレーザ測長用のレーザ光を反射するミラー226が配置されている。また、検査室22上には、基板4面の高さ位置を測定する高さ位置測定センサ(すなわちZセンサ)227が配置される。Zセンサ227は、投光器によって斜め上方から基板4面にレーザ光を照射し、照射されたレーザ光の反射光を受光器で受光し、受光された反射光を用いて基板4面の高さ位置を測定する。マルチ検出器224は、電子ビームカラム21の外部で検出回路6に接続される。検出回路6は、パターンメモリ7および収差検出部の一例である収差検出回路315に接続される。
A
制御系回路3では、パターン検査装置1全体を制御する制御計算機31が、バス32を介して位置検出回路33、比較回路34、参照画像作成回路35、ステージ制御回路36、レンズ制御回路38、偏向制御回路310、ビーム配置制御部の一部を構成するビーム配置設定回路317、磁気ディスク装置等の記憶装置311、モニタ312、メモリ313、及びプリンタ314に接続されている。
In the
偏向制御回路310には、DAC(デジタルアナログ変換)アンプ8A、8B、8Cが接続されている。DACアンプ8Aには、対物偏向器214が接続され、DACアンプ8Bには、ベンダー217が接続され、DACアンプ8Cには、振り戻し偏向器223が接続されている。偏向器214、223およびベンダー217のそれぞれは、4極以上の電極により構成され、対応するDACアンプ8A、8B、8Cを介して電極毎に偏向制御回路310によって制御される。
DAC (digital-to-analog conversion)
比較回路34には、パターンメモリ7が接続されている。ステージ制御回路36には、駆動機構9が接続されており、この駆動機構9にはステージ225が接続されている。ステージ225は、ステージ制御回路36の制御の下で駆動機構9によって駆動される。駆動機構9は、例えば、マルチ1次電子ビームの光軸に直交するステージ座標系におけるx、y方向(すなわち、水平方向)およびθ方向(すなわち、回転方向)にステージ225を駆動する3軸モータ等の駆動系を有している。3軸モータとしては、例えばステップモータを用いることができる。また、駆動機構9は、例えば、ピエゾ素子等を用いてZ方向(すなわち高さ方向)にステージ225を移動可能となっている。レーザ測長システム5は、ミラー226からの反射光を受光することによって、レーザ干渉法の原理でステージ225の位置を測定し、測定された移動位置を位置検出回路33に供給する。
A
レンズ制御回路38は、レンズ24、26、210、212、218、220、222およびビームセパレーター216をそれぞれ制御する。
The
ビーム配置設定回路317は、後述するマルチ1次電子ビーム20のビーム配置を設定する。ビーム配置設定回路317には、ビーム配置制御部の一部を構成するビーム調整制御回路318が接続されている。ビーム調整制御回路318には、ビーム配置制御部の一部を構成するビーム調整器28が接続されている。図2に示すように、ビーム調整器28は、マルチ1次電子ビーム20を個々の1次電子ビーム201毎に通過させる穴281a(すなわち開口部)が設けられた基板281と、マルチ1次電子ビーム20の入射側の基板281の表面上において穴281aを挟むように対向して配置され、ビーム調整制御回路318にそれぞれ接続された一対の電極282、283とを有する。図2には、代表的に1つの穴281aのみを図示しているが、実際は、ステージ225の第1移動方向に沿ったx方向および第1移動方向に直交するステージ225の第2移動方向に沿ったy方向に間隔を空けて正方格子状に複数の穴281aが設けられている。ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対してビーム配置設定回路317で設定されたビーム配置に応じた通電制御を行って、ビーム調整器28の電極282、283間の印加電圧すなわち電界を調整する。これにより、ビーム調整器28は、穴281aを通過する1次電子ビーム201に対して電極282、283間の印加電圧に応じた電磁力を作用させることで、1次電子ビーム201毎にマルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向を調整する。マルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向を調整することで、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置がビーム配置設定回路317で設定されたビーム配置となるように制御される。図1に示すように、ビーム配置設定回路317には、更に、劣化判断部の一例である劣化判断回路316が接続されている。劣化判断回路316には、収差検出部の一例である収差検出回路315が接続されており、この収差検出回路315には検出回路6が接続されている。
The beam
電子銃23には、図示しない高圧電源回路が接続されている。電子銃23は、内部に配置された図示しないフィラメント(すなわちカソード)と引出電極(すなわちアノード)との間に高圧電源回路から加速電圧が印加され、また、別の引出電極(すなわちウェネルト)に電圧が印加され、さらに、所定の温度でフィラメントが加熱されることで、フィラメントから放出された電子群を加速させて電子ビーム200として放出させる。
A high-voltage power supply circuit (not shown) is connected to the
アパーチャアレイ基板25には、x方向およびy方向に間隔を空けて複数の穴(開口部)251が設けられている。複数の穴251は、x方向およびy方向に沿って所定のピッチで正方格子状に並んで設けられている。
The
次に、パターン検査装置1における画像取得機構2の動作について説明する。
Next, the operation of the
電子銃23から放出された電子ビーム200は、コンデンサレンズ24によって屈折させられ、アパーチャアレイ基板25全体を照明する。そして、アパーチャアレイ基板25の複数の穴251の位置に照射された一部の電子ビーム200が複数の穴251を通過することによって、マルチ1次電子ビーム20が形成される。
The
形成されたマルチ1次電子ビーム20は、第1中間レンズ26および第2中間レンズ210によって屈折させられ、中間像およびクロスオーバーを繰り返しながら、マルチ1次電子ビーム20を構成する各1次電子ビーム201のクロスオーバー位置に配置されたビームセパレーター216を通過して対物レンズ212に進む。このとき、ビーム調整器28によってマルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向を調整することで、第1制限絞り29の中心の穴から位置が外れた1次電子ビーム201を第1制限絞り29によって遮蔽することもできる。対物レンズ212は、マルチ1次電子ビーム20を基板4にフォーカスする。対物レンズ212によって基板4面上に焦点が合わされた(すなわち合焦された)マルチ1次電子ビーム20は、対物偏向器214によって一括して偏向され、各1次電子ビーム201の基板4上のそれぞれの照射位置に照射される。
The formed
基板4の所望する位置にマルチ1次電子ビーム20が照射されると、かかるマルチ1次電子ビーム20が照射されたことに起因して、基板4から、マルチ1次電子ビーム20の各1次電子ビーム201に対応する反射電子を含む2次電子の束であるマルチ2次電子ビーム300が放出される。
When the
基板4から放出されたマルチ2次電子ビーム300は、対物レンズ212を通ってビームセパレーター216に進む。
The
ここで、ビームセパレーター216はマルチ1次電子ビーム20の中心ビームが進む方向(すなわち軌道中心軸)に直交する面上において電界と磁界を直交する方向に発生させる。電界は電子の進行方向に関わりなく同じ方向に力を及ぼす。これに対して、磁界はフレミング左手の法則に従って力を及ぼす。このため電子の侵入方向によって電子に作用する力の向きを変化させることができる。ビームセパレーター216に上側から侵入するマルチ1次電子ビーム20に対しては、電界による力と磁界による力とが打ち消し合い、マルチ1次電子ビーム20は下方に直進する。一方、ビームセパレーター216に下側から侵入してくるマルチ2次電子ビーム300に対しては、電界による力と磁界による力とが同じ方向に働き、マルチ2次電子ビーム300は斜め上方に曲げられてマルチ1次電子ビーム20から分離する。
Here, the
斜め上方に曲げられてマルチ1次電子ビーム20から分離したマルチ2次電子ビーム300は、ベンダー217によって更に曲げられ、投影レンズ218、220、222によって屈折させられながらマルチ検出器224に投影される。このとき、投影レンズ218、220による屈折によって第2制限絞り221の中心の穴から位置が外れた2次電子ビーム301を第2制限絞り221によって遮蔽することもできる。
The
マルチ検出器224は、例えば図示しないダイオード型の2次元センサを有する。マルチ検出器224は、2次元センサにマルチ2次電子ビーム300を衝突させて2次元センサから電子を発生させることで、マルチ検出器224に投影されたマルチ2次電子ビーム300を2次元電子画像データとして画素毎に検出する。これによって、マルチ2次電子ビーム300の像を取得する。マルチ検出器224は、検出された2次元電子画像データを検出回路6に出力する。
The multi-detector 224 has, for example, a diode-type two-dimensional sensor (not shown). The multi-detector 224 collides the
収差検出回路315は、検出回路6によるマルチ2次電子ビーム300の検出結果を検出回路6から取得する。収差検出回路315は、取得されたマルチ2次電子ビーム300の検出結果に基づいて、マルチ2次電子ビーム300の収差を、マルチ2次電子ビーム300を構成する2次電子ビーム301毎に検出する。収差検出回路315は、マルチ2次電子ビーム300の収差の検出結果を劣化判断回路316に出力する。
The
劣化判断回路316は、収差検出回路315から入力されたマルチ2次電子ビーム300の収差の検出結果に基づいて、マルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を2次電子ビーム301毎に判断する。劣化判断回路316は、マルチ2次電子ビーム300の劣化の有無の判断結果をビーム配置設定回路317に出力する。
The
ビーム配置設定回路317は、劣化判断回路316から入力されたマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無の判断結果に基づいて、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置を設定する。より詳しくは、ビーム配置設定回路317は、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置を、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず且つ基板4の検査領域41(図5参照)を過不足なく走査できる特定のビーム配置に設定する。ビーム配置設定回路317は、特定のビーム配置の設定結果をビーム調整制御回路318に出力する。
The beam
ビーム調整制御回路318は、ビーム配置設定回路317から入力された特定のビーム配置の設定結果に基づいて、特定のビーム配置に対応するビーム調整器28の通電制御を行って電極282、283間の印加電圧を調整する。これにより、特定のビーム配置となるように穴281aを通過するマルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向が調整されることで、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置が特定のビーム配置に制御される。
The beam
(パターン検査方法)
次に、図1のパターン検査装置1を適用したパターン検査方法について説明する。以下では、基板4として露光用マスク基板を用いる例について説明する。図3は、本実施形態によるパターン検査方法を示すフローチャートである。
(Pattern inspection method)
Next, a pattern inspection method to which the
図3に示すように、先ず、制御計算機31は、検査に先立ってユーザによる検査モードの入力操作を受け付け、入力操作に応じた検査モードを設定する(ステップS1)。本実施形態においては、検査モードとして、マルチ2次電子ビーム300の劣化状況を考慮した検査を実施するメンテナンスモード(第1検査モード)と、検査速度を優先させる検査を実施する高速検査モード(第2検査モード)と、検査感度を優先させる検査を実施する高感度検査モード(第3検査モード)の3つの検査モードを選択的に設定することができる。ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から検査モードの設定結果を取得する。
As shown in FIG. 3, first, the
ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から取得された検査モードの設定結果が高速検査モードである場合(ステップS2:高速)、高速検査モード用のビーム配置を設定する(ステップS3)。より詳しくは、ビーム配置設定回路317は、マルチ1次電子ビーム20のうちの全ての1次電子ビーム201を含むビーム配置を設定する。
When the inspection mode setting result acquired from the
高速検査モード用のビーム配置が設定された後、ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対して設定された高速検査モード用のビーム配置に対応した通電制御を行い、
ビーム調整器28は、この通電制御にしたがって全ての1次電子ビーム201を選択するビーム選択調整を行う(ステップS4)。これにより、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置が高速検査モード用のビーム配置に制御される。
After the beam arrangement for the high-speed inspection mode is set, the beam
The
このような高速検査モード用のビーム配置の下で、パターン検査装置1は、高速検査を実施する(ステップS5)。
Under such a beam arrangement for the high-speed inspection mode, the
ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から取得された検査モードの設定結果が高感度検査モードである場合(ステップS2:高感度)、高感度検査モード用のビーム配置を設定する(ステップS6)。より詳しくは、ビーム配置設定回路317は、マルチ1次電子ビーム20のうちの外周部の1次電子ビーム201を含まないビーム配置を設定する。
The beam
高感度検査モード用のビーム配置が設定された後、ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対して設定された高感度検査モード用のビーム配置に対応した通電制御を行い、ビーム調整器28は、この通電制御にしたがって外周部の1次電子ビーム201を除いた1次電子ビーム201を選択するビーム選択調整を行う(ステップS7)。これにより、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置が高感度検査モード用のビーム配置に制御される。
After the beam arrangement for the high-sensitivity inspection mode is set, the beam
このような高感度検査モード用のビーム配置の下で、パターン検査装置1は、高感度検査を実施する(ステップS8)。
Under such a beam arrangement for the high-sensitivity inspection mode, the
ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から取得された検査モードの設定結果がメンテナンスモードである場合(ステップS2:メンテナンス)、収差検出回路315にマルチ2次電子ビーム300の収差を2次電子ビーム301毎に検出させる(ステップS9)。収差を検出するマルチ2次電子ビーム300が放出される基板4上の領域すなわち収差を検出するためにマルチ1次電子ビーム20を照射する基板4上の領域は、任意の領域であってもよいし、予め決められた特定の領域であってもよい。また、収差の検出の具体的な態様は特に限定されず、例えば、予め設定された2次電子ビーム301の基準(収差ゼロの場合)の強度分布に対する検出された2次電子ビーム301の強度分布の差分を電気的に検出することによって収差を検出してもよい。
When the inspection mode setting result acquired from the
マルチ2次電子ビーム300の収差が検出された後、劣化判断回路316は、検出された収差に基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を2次電子ビーム301毎に判断する(ステップS10)。劣化判断回路316は、検出された収差が許容値より大きいか否かに基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を判断する。すなわち、劣化判断回路316は、検出された収差が許容値より大きい場合に、対応する2次電子ビーム301が劣化していると判断し、一方、検出された収差が許容値以下である場合に、対応する2次電子ビーム301が劣化していないと判断する。
After the aberration of the
少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化していると判断された場合(ステップS10:Yes)、ビーム配置設定回路317は、劣化に応じたメンテナンスモード用のビーム配置を設定する(ステップS11)。より詳しくは、ビーム配置設定回路317は、劣化していると判断された2次電子ビームに対応する1次電子ビームを含まず且つ基板4の検査領域41を過不足なく走査できる特定のビーム配置を設定する。一方、全ての2次電子ビーム301が劣化していないと判断された場合(ステップS10:No)、処理を終了する。
When it is determined that at least one secondary electron beam 301 is deteriorated (step S10: Yes), the beam
メンテナンスモード用のビーム配置が設定された後、ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対して設定されたメンテナンスモード用のビーム配置に対応した通電制御を行い、ビーム調整器28は、この通電制御にしたがって劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず且つ基板4の検査領域41を過不足なく走査できる1次電子ビーム201を選択するビーム選択調整を行う(ステップS12)。これにより、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置がメンテナンスモード用のビーム配置に制御される。
After the beam arrangement for the maintenance mode is set, the beam
このようなメンテナンスモード用のビーム配置の下で、パターン検査装置1は、メンテナンスモード検査を実施する(ステップS13)。
Under such a beam arrangement for the maintenance mode, the
次に、図4のフローチャートを参照して、図3と異なる本実施形態によるパターン検査方法について説明する。図3では、高速検査モードが設定された場合にマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を考慮せずに全ての1次電子ビーム201を用いる高速検査モード用のビーム配置を設定する例について説明した。これに対して、図4においては、マルチ2次電子ビーム300の劣化に応じた高速検査モード用のビーム配置を設定する。また、図3では、高感度検査モードが設定された場合にマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を考慮せずに外周部の1次電子ビーム201を含まない1次電子ビーム201を用いる高感度検査モード用のビーム配置を設定する例について説明した。これに対して、図4においては、マルチ2次電子ビーム300の劣化に応じた高感度検査モード用のビーム配置を設定する。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 4, a pattern inspection method according to the present embodiment different from that of FIG. 3 will be described. FIG. 3 illustrates an example of setting the beam arrangement for the high-speed inspection mode in which all the
具体的には、図4に示すように、ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から取得された検査モードの設定結果が高速検査モードである場合(ステップS2:高速)、予め設定されたマルチ2次電子ビーム300の劣化の判断時機(例えば、周期)が到来したか否かを判定する(ステップS21)。
Specifically, as shown in FIG. 4, when the inspection mode setting result acquired from the
劣化の判断時機が到来した場合(ステップS21:Yes)、ビーム配置設定回路317は、収差検出回路315にマルチ2次電子ビーム300の収差を2次電子ビーム301毎に検出させる(ステップS22)。一方、劣化の判断時機が到来していない場合(ステップS21:No)、ビーム配置設定回路317は、通常の高速検査モード用のビーム配置として、マルチ1次電子ビーム20のうちの全ての1次電子ビーム201を含むビーム配置を設定する(ステップS3)。
When the time for determining deterioration has arrived (step S21: Yes), the beam
マルチ2次電子ビーム300の収差が検出された後、劣化判断回路316は、検出された収差に基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を2次電子ビーム301毎に判断する(ステップS23)。
After the aberration of the
少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化していると判断された場合(ステップS23:Yes)、ビーム配置設定回路317は、劣化に応じた高速検査用のビーム配置を設定する(ステップS24)。
When it is determined that at least one secondary electron beam 301 is deteriorated (step S23: Yes), the beam
一方、全ての2次電子ビーム301が劣化していないと判断された場合(ステップS23:No)、ビーム配置設定回路317は、通常の高速検査モード用のビーム配置を設定する(ステップS3)。
On the other hand, when it is determined that all the secondary electron beams 301 have not deteriorated (step S23: No), the beam
ステップS24またはステップS3で高速検査モード用のビーム配置が設定された後、ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対して設定された高速検査モード用のビーム配置に対応した通電制御を行い、ビーム調整器28は、この通電制御にしたがったビーム選択調整を行う(ステップS4)。そして、高速検査モード用のビーム配置の下で、パターン検査装置1は、高速検査を実施する(ステップS5)。
After the beam arrangement for the high-speed inspection mode is set in step S24 or step S3, the beam
一方、図4に示すように、ビーム配置設定回路317は、制御計算機31から取得された検査モードの設定結果が高感度検査モードである場合(ステップS2:高感度)、予め設定されたマルチ2次電子ビーム300の劣化の判断時機が到来したか否かを判定する(ステップS31)。
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the beam
劣化の判断時機が到来した場合(ステップS31:Yes)、ビーム配置設定回路317は、収差検出回路315にマルチ2次電子ビーム300の収差を2次電子ビーム301毎に検出させる(ステップS32)。一方、劣化の判断時機が到来していない場合(ステップS31:No)、ビーム配置設定回路317は、通常の高感度検査モード用のビーム配置として、外周部の1次電子ビーム201を含まないビーム配置を設定する(ステップS6)。
When the time for determining deterioration has arrived (step S31: Yes), the beam
マルチ2次電子ビーム300の収差が検出された後、劣化判断回路316は、検出された収差に基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を2次電子ビーム301毎に判断する(ステップS33)。このとき、劣化判断回路316は、マルチ1次電子ビーム20のうちの外周部の1次電子ビーム201を除く1次電子ビーム201(後述する図16および図17における枠A内の1次電子ビーム201)に対応する少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化しているか否かを判断する。
After the aberration of the
外周部の1次電子ビーム201を除く1次電子ビーム201に対応する少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化していると判断された場合(ステップS33:Yes)、ビーム配置設定回路317は、劣化に応じた高感度検査用のビーム配置を設定する(ステップS34)。
When it is determined that at least one secondary electron beam 301 corresponding to the
一方、外周部の1次電子ビーム201を除く1次電子ビーム201に対応する全ての2次電子ビーム301が劣化していないと判断された場合(ステップS33:No)、ビーム配置設定回路317は、通常の高精度検査モード用のビーム配置を設定する(ステップS6)。
On the other hand, when it is determined that all the secondary electron beams 301 corresponding to the
ステップS34またはステップS6で高感度検査モード用のビーム配置が設定された後、ビーム調整制御回路318は、ビーム調整器28に対して設定された高感度検査モード用のビーム配置に対応した通電制御を行い、ビーム調整器28は、この通電制御にしたがったビーム選択調整を行う(ステップS7)。そして、高感度検査モード用のビーム配置の下で、パターン検査装置1は、高感度検査を実施する(ステップS8)。
After the beam arrangement for the high-sensitivity inspection mode is set in step S34 or step S6, the beam
<高速検査モード>
次に、高速検査モードの具体例について説明する。図5は、本実施形態によるパターン検査方法を示す平面図である。図6は、本実施形態によるパターン検査方法において、高速検査モードにおけるマルチ1次電子ビーム20のビーム配置、走査領域およびストライプを示す平面図である。
<High-speed inspection mode>
Next, a specific example of the high-speed inspection mode will be described. FIG. 5 is a plan view showing a pattern inspection method according to the present embodiment. FIG. 6 is a plan view showing the beam arrangement, scanning region, and stripe of the
高速検査モードにおいて、パターン検査装置1は、具体的に以下のように動作する。先ず、対物レンズ212によってマルチ1次電子ビーム20を基板4面の基準位置に合焦した状態で、ステージ制御回路36の制御の下で、駆動機構9によって基板4が載置されたステージ225を移動させる。ここで、ステージ制御回路36および偏向制御回路310は、図5の破線矢印に示すように、パターンの欠陥を検査すべき基板4の検査領域41を複数の短冊状に仮想的に分割したストライプ42に沿って検査領域41をマルチ1次電子ビーム20で走査する制御を行う。ステージ制御回路36は、ストライプ42に沿って(すなわち、x方向に沿って)検査領域41がマルチ1次電子ビーム20で走査されるように駆動機構9を駆動制御する。なお、ストライプ42に沿った方向が、ステージ225の第1移動方向であり、ストライプ42に直交する方向が、ステージ225の第2移動方向である。図6に示すように、ストライプ42は、マルチ1次電子ビーム20の1回の照射(ショット)に対応した走査領域43毎に区分される。偏向制御回路310は、ストライプ42を構成する複数の走査領域43毎に、マルチ1次電子ビーム20全体を一括偏向して各走査領域43をマルチ1次電子ビーム20で走査するように対物偏向器214を制御する。ステージ225の移動は、走査領域43を変更する毎にステージ位置が安定するまで整定時間(すなわち走査の待機時間)をとるステップアンドリピート方式によるものであってもよく、または、走査領域43の変更毎に整定時間をとらない連続移動方式によるものであってもよい。
In the high-speed inspection mode, the
図7は、本実施形態によるパターン検査方法において、高速検査モードにおけるマルチ1次電子ビームによる走査領域の走査を示す平面図である。図7には、高速検査モードにおけるマルチ1次電子ビーム20のビーム配置に対応した全ての1次電子ビーム201として、6行×6列の合計36本の1次電子ビーム201で構成されるマルチ1次電子ビーム20が示されている。
FIG. 7 is a plan view showing scanning of the scanning region by the multi-primary electron beam in the high-speed inspection mode in the pattern inspection method according to the present embodiment. In FIG. 7, as all the
走査領域43は、各1次電子ビーム201で走査可能な複数のサブ走査領域44毎に区分されている。各1次電子ビーム201は、対応するサブ走査領域44内の同じ位置を走査する。サブ走査領域44毎の1次電子ビーム201の走査は、既述したように対物偏向器214によるマルチ1次電子ビーム20全体での一括偏向によって行われる。
The
対物偏向器214によるマルチ1次電子ビーム20の一括偏向において、各1次電子ビーム201の移動方向および移動量は同一である。これにより、マルチ1次電子ビーム20は、常に正方格子状に配置された状態を維持する。言い換えれば、x方向において隣り合う1次電子ビーム201同士のy座標は同一に維持され、また、y方向において隣り合う1次電子ビーム201同士のx座標は同一に維持される。
In the batch deflection of the
また、マルチ1次電子ビーム20は、マルチ1次電子ビーム20全体として見た場合に、矩形状である。このようなマルチ1次電子ビーム20を構成する各1次電子ビーム201によって対応するサブ走査領域44の全体を走査することで、走査領域43の全体を走査する。そして、この走査を、ステージ225を移動させながらストライプ42上のすべての走査領域43に対して繰り返す。
Further, the
このような高速検査モードのビーム配置を有するマルチ1次電子ビーム20によれば、図6に示すように、検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査することができる。これにより、検査領域41を過不足少なく走査することができる。また、全ての1次電子ビーム201を用いることで、検査を迅速に行うことができる。
According to the
上述のように配置されたマルチ1次電子ビーム20が基板4の所望する位置に照射されたことに起因して、基板4から、マルチ1次電子ビーム20に対応する反射電子を含むマルチ2次電子ビーム300が放出される。基板4から放出されたマルチ2次電子ビーム300は、ビームセパレーター216に進み、斜め上方に曲げられる。斜め上方に曲げられたマルチ2次電子ビーム300は、ベンダー217で軌道を曲げられ、マルチ検出器224に投影される。マルチ検出器224は、投影されたマルチ2次電子ビーム300を2次元電子画像データとして検出する。検出された2次元電子画像データは、検出順に検出回路6に出力される。検出回路6内では、図示しないA/D変換器によって、アナログの2次元電子画像データがデジタルデータに変換され、パターンメモリ7に格納される。
Due to the fact that the
このようにして、パターン検査装置1は、基板4上に形成されたパターンの2次元電子画像データを被検査画像データとして取得する。取得された被検査画像データは、位置検出回路33からの各位置を示す情報と共に、比較回路34に転送される。比較回路34は、転送された被検査画像データを一時的に記憶する。
In this way, the
次いで、参照画像作成回路35は、被検査画像に対応する参照画像を作成する。具体的には、参照画像作成回路35は、記憶装置311から基板4にパターンを形成する基になった設計データを読み出し、読み出された設計データを2値ないしは多値の画像データに変換し、変換された画像データに適切なフィルタ処理を施すことで参照画像データを作成する。そして、参照画像作成回路35は、作成された参照画像データを比較回路34に出力する。比較回路34は、出力された参照画像データを一時的に記憶する。
Next, the reference
次いで、比較回路34は、記憶された被検査画像データと参照画像データとを読み出し、両画像データを位置合わせする。位置合わせの後、比較回路34は、位置合わせされた被検査画像データと参照画像データとを比較することで、例えば形状欠陥といった欠陥の有無を判定する。例えば、比較回路34は、被検査画像データと参照画像データとの階調値差が判定閾値よりも大きければ欠陥と判定し、判定結果を記憶装置311、モニタ312、メモリ313若しくはプリンタ314に出力する。このようにして、高速検査モードにおける検査が行われる。
Next, the
<高感度検査モード>
次に、高感度検査モードの具体例について説明する。高感度検査において、ステージ255の移動方法、マルチ1次電子ビーム20の偏向方法は既述した高速度検査と基本的に同様であるので、以下では高速度検査との相違点を中心に説明する。
<High sensitivity inspection mode>
Next, a specific example of the high-sensitivity inspection mode will be described. In the high-sensitivity inspection, the moving method of the stage 255 and the deflection method of the
図8は、本実施形態によるパターン検査方法において、高感度検査モードにおけるマルチ1次電子ビームによる走査領域の走査を示す平面図である。図8には、高感度検査モードにおけるマルチ1次電子ビーム20のビーム配置に対応した1次電子ビーム201として、4行×4列の合計16本の1次電子ビーム201で構成されるマルチ1次電子ビーム20が示されている。このマルチ1次電子ビーム20は、図6に示される高速度検査モードに対して、外周部の1次電子ビーム201が除外された図6の枠A内の1次電子ビーム201に相当する。このような高感度検査モードにおけるマルチ1次電子ビーム20は、高速検査モードにおけるマルチ1次電子ビーム20と同様に、全体として見た場合に矩形状のマルチ1次電子ビーム20である。
FIG. 8 is a plan view showing scanning of a scanning region by a multi-primary electron beam in a high-sensitivity inspection mode in the pattern inspection method according to the present embodiment. FIG. 8 shows the multi 1 composed of a total of 16
このような高感度検査モードのビーム配置を有するマルチ1次電子ビーム20によれば、図8に示すように、検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査することができる。これにより、検査領域41を過不足少なく走査することができる。また、外周部を除く1次電子ビーム201を用いることで、外周部の1次電子ビーム201が劣化した場合でも検査を高精度に行うことができる。
According to the
<メンテナンスモード>
次に、メンテナンスモードの具体例について説明する。図9は、本実施形態によるパターン検査方法において、メンテナンスモードにおけるビーム劣化に応じたビーム配置を示す平面図である。図12は、本実施形態によるパターン検査方法において、メンテナンスモードにおけるビーム配置、走査領域およびストライプを示す平面図である。図13は、本実施形態によるパターン検査方法において、ビーム配置を説明するための説明図である。
<Maintenance mode>
Next, a specific example of the maintenance mode will be described. FIG. 9 is a plan view showing a beam arrangement according to beam deterioration in the maintenance mode in the pattern inspection method according to the present embodiment. FIG. 12 is a plan view showing the beam arrangement, the scanning area, and the stripe in the maintenance mode in the pattern inspection method according to the present embodiment. FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the beam arrangement in the pattern inspection method according to the present embodiment.
図9には、メンテナンスモードにおける特定のビーム配置の一例として、マルチ2次電子ビーム300の劣化に応じたビーム配置の一例が、サブ走査領域44によって示されている。図9において、黒塗りの矩形領域は、対応する2次電子ビーム301が劣化していると判断された劣化領域であり、この劣化領域は、1次電子ビーム201すなわちサブ走査領域44を配置せずに無効とする領域である。ハッチングが施された矩形領域は、対応する2次電子ビーム301が劣化していないと判断されたが、特定のビーム配置を形成するために意図的に無効にする領域である。白色の矩形領域44は、1次電子ビーム201を配置するサブ走査領域44であり、このサブ走査領域44の集合である走査領域43が、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず且つ基板4の検査領域41を過不足なく走査できる特定のビーム配置に相当する。
In FIG. 9, as an example of a specific beam arrangement in the maintenance mode, an example of the beam arrangement according to the deterioration of the
特定のビーム配置は、ステージ225の第1移動方向(すなわちx方向)および第1移動方向に直交するステージ225の第2移動方向(すなわちy方向)に沿った正方格子状のビーム配置であって、マルチ1次電子ビーム20全体として見た場合に、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含む四隅の1次電子ビーム201が欠落したビーム配置である。言い換えれば、x方向の両端のサブ走査領域44に外接するy方向に沿った線分と、y方向の両端のサブ走査領域44に外接するx方向に沿った線分とで囲まれる矩形領域(図9の破線部参照)の四隅には、ビーム201すなわち走査領域43が配置されていない。
The specific beam arrangement is a square grid-like beam arrangement along the first moving direction (that is, x direction) of the
図12に示すように、図9に対応するストライプ42は、周期的に幅が変動した形状を有している。言い換えれば、図12のストライプ42は、第1移動方向(すなわちx方向)に沿って周期的に、ストライプ42の第2移動方向(すなわちy方向)の両端部同士がストライプ42の第2移動方向の中心Cに対して接近と離間を交互に繰り返す(すなわち、ストライプ幅の減少と増加を交互に繰り返す)形状を有している。
As shown in FIG. 12, the
なお、図12に示すように、第2移動方向において隣り合うストライプ42同士は、ストライプ42の第2移動方向の両端部同士が接近と離間を繰り返す周期は互いに同一であるが、当該接近および離間を開始する位置が、第1移動方向において互いにずれるように配置されている。すなわち、図12に示すようにストライプ42が第1移動方向(x方向)に延びている(横長である)とみた場合に、第2移動方向(y方向)において隣り合うストライプ42同士は、第2移動方向における一端(上端)と第2移動方向における他端(下端)との第2移動方向における変動の周期と形状は同じで、位相がずれる形状を有している。また、第2移動方向において隣り合うストライプ42同士は、中心C間の距離であるピッチが、ストライプ42の最大幅よりも小さくなるように配置されている。すなわち、第2移動方向において隣り合うストライプ24は、検査領域41を隙間および重複なく敷き詰めるように配置されている。すなわち、検査領域41は隙間のない形状である。
As shown in FIG. 12, the
より詳しくは、メンテナンスモードにおける特定のビーム配置は、図13に示すように、K行目のビーム本数とN−A+K行目のビーム本数との和がM本になるビーム配置である。 More specifically, as shown in FIG. 13, the specific beam arrangement in the maintenance mode is a beam arrangement in which the sum of the number of beams in the K line and the number of beams in the NA + K line is M.
ただし、マルチ1次電子ビーム20の配置における列方向は、ステージ225の第1移動方向すなわちx方向に平行な方向である。また、マルチ1次電子ビーム20の配置における行方向は、ステージ225の第2移動方向すなわちy方向に平行な方向である。また、Mは、マルチ1次電子ビーム20を構成する1次電子ビーム201の列数であり、図13の例において、Mは6である。また、Nは、マルチ1次電子ビーム20を構成する1次電子ビーム201の行数であり、図13の例において、Nは6である。また、Aは、列方向のビーム本数がMよりも少ない行の数の1/2であり、図13の例において、Aは2である。また、Kは、1以上A以下の任意の整数であり、図13の例において、Kは、1または2である。
However, the row direction in the arrangement of the
より詳しくは、図13に示すように、K=1行目のビーム本数である2本と、N−A+K=(6−2+1)=5行目のビーム本数である4本との和は、6本すなわちM本である。また、K=2行目のビーム本数である4本と、N−A+K=(6−2+2)=6行目のビーム本数である2本との和は、6本である。 More specifically, as shown in FIG. 13, the sum of two beams, which is K = the number of beams in the first row, and four beams, which is NA + K = (6-2 + 1) = the number of beams in the fifth row, is There are 6 or M. The sum of 4 beams, which is the number of beams in the second row of K =, and 2 beams, which is the number of beams in the 6th row of NA + K = (6-2 + 2), is 6.
また、図13の例において、マルチ1次電子ビーム20は、列方向および行方向における1次電子ビーム201のビーム本数が偶数本であり、また、180°回転対称になるように配置されている。
Further, in the example of FIG. 13, the
図13のように配置されたマルチ1次電子ビーム20によれば、図12に示すように、検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査することができる。これにより、検査領域41を過不足少なく走査することができるので、検査の精度および効率を向上させることができる。
According to the
なお、走査領域43で検査領域41を埋め尽くすようにするため、図12に示すように、y方向において隣接するストライプ42同士の間において、走査領域43はx方向にずれている。このように走査領域43のx方向の位置をずらす処理は、例えばステージ位置をずらすことで行うことができる。例えば、ステップアンドリピート方式であれば、ステージ225をずらした位置で走査を開始し、連続移動方式であれば、走査を開始するタイミングをずらすことで、走査領域43のx方向の位置を調整することができる。
As shown in FIG. 12, the
なお、メンテナンスモードにおける特定のビーム配置は、図9の例に限定されない。例えば、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず、最大数の1次電子ビーム201を含むビーム配置を考慮した場合、図10のように、Y方向に1行少ないシンプルな矩形状にした方がステージ225の移動がシンプルで、周期的な位相ずれ等を処理が無く、処理も複雑にならずにすむ。また、図11のように、X方向に1列少ないシンプルな矩形状にした場合は、ストライプ方向に移動する速度を微調することにより、隙間および重複なく走査することができる。
The specific beam arrangement in the maintenance mode is not limited to the example of FIG. For example, when considering the beam arrangement including the maximum number of
図14は、本実施形態によるパターン検査方法において、メンテナンスモードにおける図9と異なるビーム劣化に応じたビーム配置を示す平面図である。メンテナンスモード用の特定のビーム配置は図9に示したビーム配置に固定されるものではなく、例えば、図14に示すように、マルチ2次電子ビーム300の劣化の態様に応じて変更することができる。
FIG. 14 is a plan view showing a beam arrangement according to beam deterioration different from that in FIG. 9 in the maintenance mode in the pattern inspection method according to the present embodiment. The specific beam arrangement for the maintenance mode is not fixed to the beam arrangement shown in FIG. 9, and may be changed according to the mode of deterioration of the
以上述べたように、本実施形態によれば、マルチ2次電子ビーム300の収差を2次電子ビーム301毎に検出し、検出された収差に基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を2次電子ビーム301毎に判断することができる。そして、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず且つ基板4の検査領域41を過不足なく走査できる特定のビーム配置となるようにマルチ1次電子ビーム20のビーム配置を制御することができる。これにより、マルチ1次電子ビーム20が部分的に劣化したとしても、劣化していないマルチ1次電子ビーム20によって検査領域41を過不足なく走査することができるので、ビームの劣化にかかわらず良好な精度および効率で検査を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the aberration of the
また、本実施形態によれば、基板4が載置されるステージ225の第1移動方向および第2移動方向に沿った正方格子状のビーム配置であって、マルチ1次電子ビーム20全体として見た場合に劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含む四隅の1次電子ビーム201が欠落したビーム配置を用いることで、劣化していないマルチ1次電子ビーム20によって検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査することができる。これにより、検査領域41を過不足なく走査することができるので、検査の精度および効率を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, the beam arrangement is a square grid along the first moving direction and the second moving direction of the
また、本実施形態によれば、K行目のビーム本数とN−A+K行目のビーム本数との和がM本になるようにマルチ1次電子ビーム20を配置することで、検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を確実に走査することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、メンテナンスモードが設定された場合に特定のビーム配置を設定し、高速検査モードが設定された場合に全ての1次電子ビーム201を含むビーム配置を設定し、高感度検査モードが設定された場合に外周部の1次電子ビーム201を含まないビーム配置を設定することで、検査モードに応じた好適なビーム配置を設定することができる。
Further, according to the present embodiment, a specific beam arrangement is set when the maintenance mode is set, and a beam arrangement including all
また、本実施形態によれば、ビーム調整器28によってマルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向の少なくとも一方を1次電子ビーム201毎に調整することで、マルチ1次電子ビーム20のビーム配置を適切に制御することができる。
Further, according to the present embodiment, at least one of the focal point and the directivity of the
また、本実施形態によれば、マルチ2次電子ビーム300の収差が許容値より大きいか否かに基づいてマルチ2次電子ビーム300の劣化の有無を簡便かつ確実に判断することができる。
また、本実施形態によれば、180°回転対称になるようにマルチ1次電子ビーム20を配置することで、マルチ1次電子ビーム20を容易に配置することができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to easily and surely determine whether or not the
Further, according to the present embodiment, the
<ビーム劣化に応じた高速検査モード>
次に、マルチ2次電子ビーム300の劣化に応じた高速検査モードの具体例について説明する。図15は、図4のパターン検査方法において、ビーム劣化に応じた高速検査モードにおけるビーム配置を示す平面図である。図15に示すように、ビーム配置設定回路317は、少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化していると判断された場合(ステップS23:Yes)、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まず且つ基板4の検査領域41を過不足なく走査できる特定のビーム配置であって、最大数の1次電子ビーム201を含むビーム配置を設定する。
<High-speed inspection mode according to beam deterioration>
Next, a specific example of the high-speed inspection mode according to the deterioration of the
このように、ビーム劣化に応じた高速検査を実施することで、ビームの劣化にかかわらず良好な精度および効率で高速に検査を行うことができる。 In this way, by performing the high-speed inspection according to the deterioration of the beam, it is possible to perform the high-speed inspection with good accuracy and efficiency regardless of the deterioration of the beam.
<ビーム劣化に応じた高感度検査モード>
次に、マルチ2次電子ビーム300の劣化に応じた高感度検査の具体例について説明する。図16は、図4のパターン検査方法において、ビーム劣化に応じた高感度検査モードにおけるビーム配置を示す平面図である。図17は、図4のパターン検査方法において、ビーム劣化に応じた高感度検査モードにおける図16と異なるビーム配置を示す平面図である。例えば図16や図17に例示するように、ビーム配置設定回路317は、枠A内の1次電子ビーム201に対応する少なくとも1つの2次電子ビーム301が劣化していると判断された場合(図4のステップS33:Yes)、外周部の1次電子ビーム201を含まないビーム配置であって、劣化していると判断された2次電子ビーム301に対応する1次電子ビーム201を含まないビーム配置を設定する。なお、図16に示すように、高感度検査においても、有効なエリアはできるだけ広い方が検査効率の観点から好ましい。
<High-sensitivity inspection mode according to beam deterioration>
Next, a specific example of the high-sensitivity inspection according to the deterioration of the
このように、ビーム劣化に応じた高感度検査を実施することで、ビームの劣化にかかわらず良好な精度および効率で検査を行うことができる。 By performing the high-sensitivity inspection according to the deterioration of the beam in this way, the inspection can be performed with good accuracy and efficiency regardless of the deterioration of the beam.
(ビーム配置の変形例)
次に、マルチ1次電子ビーム20の配置の一変形例について説明する。図18(A)〜図18(K)は、マルチ1次電子ビーム20の配置の変形例を示す平面図である。なお、図18(A)〜図18(K)では、マルチ1次電子ビーム20の配置を、サブ走査領域44の配置として示している。図示はしないが、各サブ走査領域44には、マルチ1次電子ビーム20のうちの対応するビーム201が割り当てられている。
(Modified example of beam arrangement)
Next, a modification of the arrangement of the
図12では、合計24本のマルチ1次電子ビーム20について説明したが、マルチ1次電子ビーム20のビーム本数は、マルチ1次電子ビーム20によって検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査できる限りにおいて、24本には限定されない。
In FIG. 12, a total of 24
例えば、図18(A)〜図18(C)に示すように、マルチ1次電子ビーム20のビーム本数は40本であってもよい。図18(A)に示す2*SQRT(12.5)は、図18(A)内の双方向矢印で示される最も離れたビーム同士の距離を、正方形のサブ走査領域44の一辺の長さを1とした場合の相対値として示したものである(以下、同様)。この距離が大きいほど、視野(FOV)が大きいことを示している。図18(B)、図18(C)の例では、最も離れたビーム同士の距離は2*SQRT(13.5)であるため、図18(A)の方が、図18(B)、図916(C)よりも視野が小さい。
For example, as shown in FIGS. 18A to 18C, the number of beams of the
また、マルチ1次電子ビーム20のビーム本数は、図18(D)〜図18(F)に示すように60本であってもよく、図18(G)に示すように80本であってもよく、図18(H)に示すように90本であってもよく、図18(I)に示すように100本であってもよい。あるいは、マルチ1次電子ビーム20のビーム本数は、図18(J)に示すように96本であってもよく、図18(K)に示すように108本であってもよい。
The number of beams of the
図19は、マルチ1次電子ビーム20の配置の更に他の変形例を示す平面図である。また、図19に示すように、マルチ1次電子ビーム20は、検査領域41を重複および隙間なく埋め尽くす走査領域43の全体を走査することができるのであれば、180°回転対称にならないように配置されていてもよい。
FIG. 19 is a plan view showing still another modification of the arrangement of the
(パターン検査装置の変形例)
図20は、本実施形態の一変形例によるパターン検査装置を示す図である。これまでは、ビーム調整器28によるマルチ1次電子ビーム20の焦点および指向方向の調整によってマルチ1次電子ビーム20の特定のビーム配置を形成する例について説明した。これに対して、パターン検査装置1は、図20に示すように、特定のビーム配置に対応した配置の穴251が設けられたアパーチャアレイ基板25を有することで、特定の配置を形成してもよい。なお、図20におけるアパーチャアレイ基板25は、高速検査に用いるアパーチャアレイ部250Aと、高感度検査に用いるアパーチャアレイ部250Bと、メンテナンス検査に用いるアパーチャアレイ部250Cとを有する。アクチュエータによって構成される移動機構252は、制御計算機31によって設定された検査モードに応じたアパーチャアレイ部250A〜250Cを選択的に電子ビーム200の光路上に移動する。
(Modification example of pattern inspection device)
FIG. 20 is a diagram showing a pattern inspection device according to a modification of the present embodiment. So far, an example in which a specific beam arrangement of the
本変形例によれば、検査領域41を過不足少なく走査することができるマルチ1次電子ビーム20の配置をアパーチャアレイ基板25の穴251の配置によって簡便に実現することができる。
According to this modification, the arrangement of the
パターン検査装置1の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、パターン検査装置1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD−ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
At least a part of the
上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The above embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 パターン検査装置
28 ビーム調整器
315 収差検出回路
316 劣化判断回路
317 ビーム配置設定回路
318 ビーム調整制御回路
4 基板
1
Claims (4)
前記マルチ2次電子ビームの収差を検出する収差検出部と、
前記検出された収差に基づいて前記マルチ2次電子ビームの劣化の有無を判断する劣化判断部と、
劣化していると判断された2次電子ビームに対応する1次電子ビームを含まず且つ前記基板の検査領域を過不足なく走査できる特定のビーム配置となるように前記マルチ1次電子ビームのビーム配置を制御するビーム配置制御部と、を備えるマルチ電子ビーム画像取得装置。 A multi-electron beam image acquisition device that irradiates a substrate with a multi-primary electron beam and acquires an image of the multi-secondary electron beam emitted from the substrate.
An aberration detection unit that detects the aberration of the multi-secondary electron beam, and
A deterioration determination unit that determines whether or not the multi-secondary electron beam is deteriorated based on the detected aberration, and a deterioration determination unit.
The beam of the multi-primary electron beam does not include the primary electron beam corresponding to the secondary electron beam determined to be deteriorated, and has a specific beam arrangement capable of scanning the inspection area of the substrate without excess or deficiency. A multi-electron beam image acquisition device including a beam arrangement control unit for controlling arrangement.
但し、
M:マルチ1次電子ビームを構成する1次電子ビームの列数
N:マルチ1次電子ビームを構成する1次電子ビームの行数
A:列方向のビーム本数がMよりも少ない行の数の1/2
K:1以上A以下の任意の整数 In the square grid-like beam arrangement, when the first moving direction is the column direction and the second moving direction is the row direction, the sum of the number of beams in the K row and the number of beams in the NA + K row is The multi-electron beam image acquisition device according to claim 2, which has M beam arrangements.
However,
M: Number of columns of primary electron beams constituting the multi-primary electron beam N: Number of rows of primary electron beams constituting the multi-primary electron beam A: Number of rows in which the number of beams in the column direction is less than M 1/2
K: Any integer greater than or equal to 1 and less than or equal to A
前記マルチ2次電子ビームの劣化状況を考慮した前記基板の検査を実施する第1検査モードが設定された場合に、前記特定のビーム配置となるように前記マルチ1次電子ビームのビーム配置を制御し、
検査速度を優先させる前記検査を実施する第2検査モードが設定された場合に、全ての1次電子ビームを含むビーム配置となるように前記マルチ1次電子ビームのビーム配置を制御し、
検査感度を優先させる前記検査を実施する第3検査モードが設定された場合に、外周部の1次電子ビームを含まないビーム配置となるように前記マルチ1次電子ビームのビーム配置を制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマルチ電子ビーム画像取得装置。 The beam arrangement control unit
When the first inspection mode for inspecting the substrate in consideration of the deterioration state of the multi-secondary electron beam is set, the beam arrangement of the multi-primary electron beam is controlled so as to have the specific beam arrangement. And
When the second inspection mode for carrying out the inspection that prioritizes the inspection speed is set, the beam arrangement of the multi-primary electron beam is controlled so that the beam arrangement includes all the primary electron beams.
When the third inspection mode for carrying out the inspection that gives priority to the inspection sensitivity is set, the beam arrangement of the multi-primary electron beam is controlled so that the beam arrangement does not include the primary electron beam on the outer peripheral portion. The multi-electron beam image acquisition device according to any one of claims 1 to 3.
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