JP3571542B2 - 自動パターン分析方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動パターン分析方法に関し、更に詳しくはウエハプロセス評価装置にX線分析機能を付加したシステムにおける自動パターン分析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウエハプロセス評価装置において、ウエハパターン上の分析を行なう場合、ウエハプロセス評価装置上の観察モニタ上に分析点を手動で表示し、手動で位置センタリングを行ない、手動で加速電圧設定、照射電流設定、倍率の設定、焦点合わせを行ない、手動でX線分析の準備を行ない、X線分析を行ない、分析対象物(例えばウエハ上のパターン)の同定を行なっている。
また、ウエハチップ上に形成された複数の同一パターン間での対応する位置の分析を行なう場合でも、分析については手動作業で行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の方式では、分析対象物(例えばパターン)を表示した後、次の工程に進むのに手動にて工程を進める必要上、自動分析ができなかった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、パターン分析を自動化することができる自動パターン分析方法を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決する本発明は、
パターンが繰り返しになっている多数のパターンについて、そのうちの一つの代表パターン上で分析点と分析方法、分析条件を決定し、他のパターンでは、代表パターンで定めた分析点と位置関係が同じ点において、代表パターンで定めた分析方法と分析条件で自動分析することを特徴としている。
【0005】
この発明の構成によれば、チップパターンのように位置関係が繰り返しパターンの場合、代表パターンでの分析位置を設定しておくことにより、繰り返しパターンでの自動分析を行なうことができる。なお、分析点の座標位置の設定には、この種の装置が機能として備えている位置認識機能を活用する。
【0006】
更に、前記分析方法と分析条件は、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記録することを特徴としている。
この発明の構成によれば、分析方法と分析条件について、オペレータの試行錯誤した過程の中から最適な方法及び条件を選択して、自動分析を行なうことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図1は本発明方法を用いるシステムの一実施の形態例を示す構成図である。図において、10は走査電子顕微鏡(SEM)鏡体、11は電子銃、12は電子銃11から出射される電子を集束する集束レンズ、13は電子ビームを偏向させる偏向コイルである。SCは電子ビームをシフトさせるシフトコイル、14は試料から放出される2次電子を検出する2次電子検出器、15は試料から放出されるX線を検出するX線検出器である。
【0008】
16は試料(図示せず)を載置するステージ、17は電子銃11に印加する加速電圧を発生させる加速電源、18は集束レンズ12を駆動するレンズ電源、SSはシフトコイルSCを駆動するイメージシフト電源である。加速電源17にはコンピュータ(図示せず)から加速電圧設定信号cが、同じくレンズ電源18にはレンズ電源制御信号dが入力されている。
【0009】
19はステージ16を駆動するステージ駆動機構、20は走査信号を発生する走査信号発生器、21は走査信号発生器20からの走査信号の振幅を調節することによりSEM像の倍率を設定する倍率設定回路である。走査信号発生器20には、コンピュータから制御信号aが入力され、また、倍率設定回路21にはコンピュータから制御信号bが入力されている。22はフレームデータ(2次電子像、SEM像、SEMデータ)を記憶する第1のフレームメモリ、23は2次電子検出器14の出力を増幅するアンプ、24はフレームメモリ22の内容を表示する第1のCRTである。第1のフレームメモリ22からは、コンピュータにSEMデータiが通知されるようになっている。
【0010】
25はCRT24上にカーソルを表示させるためのカーソル信号を発生するカーソル発生回路、26はカーソルの位置を移動するカーソル移動器である。27はカーソル信号を受けてカーソル位置の座標を演算して求めてステージ駆動機構19に与える演算回路、28はX線検出器15の出力を増幅するアンプである。
【0011】
29はアンプ28の出力を受けて所定の信号処理を行なう(例えばマルチチャネルアナライザ(MCA)等の)信号処理回路、30は該信号処理回路29の出力を記憶する第2のフレームメモリ、31は該フレームメモリ30の出力を表示する第2のCRTである。32はフレームメモリ30の出力を記録する記録計である。信号処理回路29には、コンピュータから制御信号eが与えられ、信号処理回路29はコンピュータに信号処理データfを送る。
【0012】
33はフレームメモリ22の出力を受けて異物の座標位置を測定する異物位置測定回路、34は該異物位置測定回路33の出力を受けて所定の演算処理を行ないステージ駆動機構19に与える演算回路である。ステージ駆動機構19には、コンピュータからステージ駆動制御信号gが与えられ、位置測定回路33にはコンピュータから制御信号hが与えられている。
【0013】
以上、説明したように、本発明を実施するシステムは、通常の走査電子顕微鏡(SEM)を用いたウエハプロセス評価装置に、X線検出を用いたEDSによる元素分析機構が付加されたものである。ここで、EDS分析とは、エネルギー分散型X線分光器(EDS)を用いた分析をいう。
【0014】
図2は本発明方法を実施するシステムの一実施の形態例を示す構成図で、コンピュータ側の構成を示している。図において、40は前述したコンピュータである。該コンピュータ40からは走査信号発生器20(図1参照)に制御信号aが与えられている。該コンピュータ40において、41は座標データが記憶される座標テーブル、42は座標テーブル41と接続され、分析モードが記憶される分析シーケンステーブル、43は該分析シーケンステーブル42と接続され、図1に示すシステムに各種の制御信号を与える分析モードテーブルである。
【0015】
該分析モードテーブル43からは、前述した走査信号発生器20のための制御信号aと、倍率設定制御信号bと、加速電圧設定信号cと、レンズ電源制御信号dと、信号処理回路制御信号eが出力される。44は情報を記憶する第1のメモリ、45は情報を記憶する第2のメモリである。第1のメモリ44には信号処理回路29からのデータfが記憶され、第2のメモリ45にはフレームメモリ22からのSEMデータiが記憶される。46はコンピュータ40に各種の命令等を入力するキーボード、47はCRT24上に表示されたSEM像の中心位置の座標の値を座標テーブル41に記憶するよう指示するためのマウスである。このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
【0016】
本発明はウエハプロセス評価装置と、EDS分析装置と、これら装置を動作させるソフトウェアより構成されている。ソフトウェアの機能としては、自動位置決め機能と、スケジュールプログラムと、自動ステージ移動機能と、自動倍率設定機能と、自動焦点合わせ機能と、面スキャン分析機能と、点(スポット)分析機能と、自動定性・定量機能と、分析物の同定機能とがある。
【0017】
(1)分析モードの内容と制御の関係
分析モードとは、主として以下のようなEDS分析に係わる事項(分析条件、測定方法)を総称したものである。分析モードには、電子プローブのエネルギー即ち加速電圧及び強度即ち照射電流をどの様な値に設定するかを表すプローブ条件、電子プローブの走査をどうするかを表すスキャンモード、EDSの幾つかある機能のどれを実行するかを表す分析機能モード、EDSの分析機能の選択に伴って設定しなければならない細かなEDSの各種の付随事項がある。そして、EDSの分析では、各点毎に、これらを一つ一つ設定する必要がある。以下更に詳しく説明する。
▲1▼プローブ条件:加速電圧、照射電流を定める。加速電圧の制御は、加速電圧設定信号cによって行われ、照射電流の制御は、レンズ電源制御信号dによって行われる。但し、照射電流値を指定するとそれに伴ってレンズ電源が制御されてその照射電流値に設定するような機能を持たない装置の場合には、所望の照射電流値に対して、レンズ電源をどのように制御すればよいかは、事前に実験によって条件を見いだしておくか、後述する学習機能を用いてオペレータの試行錯誤によって決定する。
▲2▼スキャンモード:面分析、線分析、点分析のいずれかが選択される。これらの選択の制御は、制御信号aによって行われる。
【0018】
ここで、面分析とは、2次元の走査を行いながらなすX線の分析であり、2次元の元素の濃度分布を得る。線分析とは、線分析の始まりと終わりを定め、その2点間を結ぶ直線上の元素の濃度分布を得るX線の分析である。点分析とは、電子プローブを所定の1点に止めてなすX線の分析であり、その所定の部位に、どの様な種類の元素が存在するかを調べる定性分析、どの様な元素がどれ程の濃度で存在するか調べる定量分析、予め記憶された標準データの内、どれと最も似通っているかを調べる同定分析などを行うことができる。また更に、面分析が選択された場合には、その倍率を設定することが必要である。線分析では、その始まりと終わりの2点間の距離、又は2次元の走査像上の2点でその線を示す場合は、その走査像の倍率と走査像上の2点間の距離を設定するようにしてもよい。倍率の制御は、倍率設定制御信号bによって行われる。点分析では、プローブ径を設定する。プローブ径の制御は、レンズ電源制御信号dによって行われる。但し、所望のプローブ径に対して、レンズ電源をどのように制御すればよいかは、事前に実験によって条件を見いだしておく必要がある。
▲3▼分析機能:EDS分析装置に固有に備わったソフトウェアの内から定性分析、定量分析、同定分析等の分析機能を選択・設定する。面分析、線分析の場合には、ROI出力機能を選択・設定する。これらの制御は、制御信号eによって行われる。
▲4▼付随事項:定性分析、定量分析、同定分析等では、測定時間の設定。面分析、線分析の場合には、濃度分布を得る元素を指定し、ROIを設定する。ここで、ROI(Region Of Interest)はEDSによるスペクトルの注目しているエネルギー範囲をいう。ROI出力とは、上記エネルギー範囲の積分された計数値又は計数率値の出力をいう。これらの制御は、制御信号eによって行われる。
【0019】
(2)分析モードの作成と選択
実際の分析においては、上記のような分析モードを、各分析点毎に、設定して行うことになる。しかし、一般的には、あらゆる組み合わせの分析モードが考えられるので、予め、よく用いられる分析モードを用意しておくのがよい。そのためには、次のようにしておくのがよい。
▲1▼分析モードは、その内容をパターン化して複数個用意することができる。
▲2▼分析モードの内容は、自在に修正・変更できる。
▲3▼オペレータが試行錯誤により見いだした手順及び条件等を自動的にパターン化することができる。この時、必要に応じて不要な手順、条件の削除、修正ができる(学習による分析モードの生成…詳細後述)。
▲4▼実際の分析を行うプログラムであるところのスケジュールプログラムの実行に際して、オペレータは、既に記憶されている分析モードの中から選択・変更して設定するか、新たに作成・設定することができる。
【0020】
(3)分析モードの組み合わせと分析シーケンステーブルの作成
実際の分析の実行に際しては、▲1▼プローブ条件▲2▼スキャンモード▲3▼分析機能▲4▼付随事項等の分析モードが組み合わされて行われる。
【0021】
例えば次の如くである。ある座標位置(例えば、座標テーブルのi番目の座標)において、幾つかの元素(例えば、アルミニュームと鉄の2元素)の2次元的な濃度分布を得るための面分析と、その同じ座標位置における同定分析を行うこととしよう。
【0022】
そこでまず最初に、面分析のために、▲1▼プローブ条件は、面分析に適した加速電圧(例えば、12kV)と照射電流(例えば、1nA)に設定し、▲2▼スキャンモードは、面分析とし、所望の走査像倍率(例えば、1000倍)を設定し、▲3▼分析機能は、ROI出力を選択して、▲4▼付随事項として、各元素に対応したROIの範囲(例えば、1.4から1.6keVと6.2から6.6keVの二つのROI)を設定する。そして、上記の設定に従って分析が実施されれば、その座標点を中心にしたある倍率で面分析の走査を行い、指定された幾つかのROI出力を用いて、それぞれの指定された元素(上記の例では、アルミニュームと鉄の2元素)の2次元の濃度の分布像を二つ得る。
【0023】
これが完了したら、続いて、同じ座標位置においての同定分析のために、▲1▼プローブ条件は、加速電圧はそのままで、点分析に適した照射電流(例えば、0.1nA)とプローブ径(例えば、直径1μm)に変更し、▲2▼スキャンモードを面分析から点分析に切り換え、▲3▼分析機能は、同定分析を指定し、▲4▼付帯事項として、測定時間(例えば、60秒)を設定する。このようにして分析を実施すれば、その座標点で指定時間のEDSによるスペクトルの測定をし、その測定が終わったら、EDSの分析プログラムの一つである同定分析プログラムを用いて、その測定の結果のスペクトルデータと、予め記憶されている各種物質のEDSによるスペクトルであるところの標準データ群と比較して、同定分析を行い、測定データと最も近い標準データの物質が何であるかを出力する。
【0024】
この様に、一つの分析点について、幾つかの分析モードが組合わさり、かつ、異なる分析モードの異なる組合わせが、幾つか順に並ぶことになる。この様な、分析モードの組合わせと、これらの並びを、分析シーケンステーブル42にまとめて置くとよい。
【0025】
この様にしておけば、次の様に整理することができ、便利である。まず、座標テーブル41においては、座標テーブル41の各分析点毎に、分析シーケンステーブル42のどの分析シーケンスをどの様な順序で使うかを指定する。次に、分析シーケンステーブル42においては、分析シーケンステーブル42の各分析シーケンスは、分析モードテーブル43のどの分析モードと分析モードを組み合わせて使用するかを指定する。そして、分析モードテーブル43においては、各分析モードは、装置のどの機能をどの様に設定するかを指定する。
【0026】
先の分析例について、図5(A)、6、7を用いて説明する。
図5(A)において、座標テーブル41のi番目の座標は、x、y、zであり、分析シーケンス番号は、jとkが順に指定されていることを示している。次に図6の分析シーケンステーブル42を見ると、分析シーケンス番号jが示す▲1▼プローブ条件番号は、lであり、▲2▼スキャンモード番号は、mであり、▲3▼分析機能番号は、nとなっている。更に続いて、図7の分析モードテーブル43を見ると、(A)プローブ条件と(B)スキャンモードと(C)分析機能の3つの表に分かれている。図7(A)を見ると、分析シーケンス番号jが示す▲1▼プローブ条件番号lは、加速電圧が12kVに、照射電流が1nAに設定されることを示している。同じく図7(B)をみると、分析シーケンス番号jが示す▲2▼スキャンモード番号mは、面分析のモードであり、その走査像の倍率は1000倍に設定されることを示している。更に図7(C)を見ると、分析シーケンス番号jが示す▲3▼分析機能番号nは、EDSの機能は、ROIが選定され、その付随事項としてのROIの範囲は、1.4から1.6keVの範囲と6.2から6.6keVの二つの範囲が設定されることを示している。なお、前者の範囲は、アルミニュームの特性X線を検出する範囲であり、後者は、鉄の特性X線を検出する範囲である。
【0027】
更に、図5(A)の座標テーブル41には、分析シーケンス番号jに続いて、分析シーケンス番号kが指定されている。図6の分析シーケンステーブル42を見ると、分析シーケンス番号kが示す▲1▼プローブ条件番号は、pであり、▲2▼スキャンモード番号は、qであり、▲3▼分析機能番号は、rとなっている。続いて、図7の分析モードテーブル43の図7(A)を見ると、分析シーケンス番号kが示す▲1▼プローブ条件番号pは、加速電圧は12kVで変わらないが、照射電流が0.1nAに変更されて設定されることを示している。同じく図7(B)をみると、分析シーケンス番号kが示す▲2▼スキャンモード番号qは、点分析のモードに変更し、その電子プローブの直径は1μmに設定されることを示している。更に図7(C)を見ると、分析シーケンス番号kが示す▲3▼分析機能番号rは、EDSの機能は、同定分析が選定され、その付随事項としての測定時間は、60秒が設定されることを示している。
【0028】
(4)座標位置と繰り返しパターンと座標テーブル41の関係
装置のオペレータが、CRT24に表示されたSEM像を見て、カーソル移動器26を操作して、そのCRT上で、異物にカーソルを合わせれば、異物位置測定回路33は、走査像の中心位置を基準とした異物の位置を決定し、その結果を演算回路34に送る。そして、演算回路34は、その結果を基に、ステージ16をどれだけ移動すればその異物が走査像の中心に来るかを計算し、その結果をステ−ジ駆動機構19に送る。そして、ステ−ジ駆動機構19が、その結果に従って、ステージ16を駆動すると、その異物が走査像の中心に来ることになる。そこで、マウス47をクリックすれば、その異物の座標位置が、座標テーブル41に記録される。
【0029】
このようにして、分析すべき全ての座標位置を座標テーブル41に記録してもよいが、繰り返しパターンの場合は、次のようにした方がよい。即ち、代表となる一つのパターンで多数の分析すべき座標位置を記録し、他の繰り返しパターンでは、特定の1点のみを指定してその座標を記憶するようにすればよい。そして、その繰り返しパターンでの他の座標位置は、その特定の点の座標を基準にして、代表パターンでの特定の点の座標と他の多数の座標の相対関係から決定すればよい。
【0030】
上記の説明をより分かりやすくするため、図5及び図12を用いて、更に具体的に説明する。座標テーブル41は、図5に示すように(A)、(B)、(C)の3種類の座標テーブルから成る。まず、図5(A)は、既に説明した通常の座標テーブルであるが、図5(B)は各繰り返しパターン上の上記特定の1点の座標を記録するための繰り返し座標テーブルであり、図5(C)は代表パターンでの多数の分析すべき座標位置を記憶するための代表座標テーブルである。図12は、繰り返しパターンの座標を説明するための図である。
【0031】
まず、オペレータは、コンピュータ40に指示して、設計データ等を用いて繰り返しパターンの相対位置関係を決定させる。その結果が図5(B)である。図において、第1番目の繰り返しパターンの座標を示す表中の値x10、y10、z10は、その第1番目の繰り返しパターンの中のどこかの特定の位置を示しているはずである。例えば、図12の点P10である。以下、図12では、座標xij、yij、zijをPijと表す。なお、座標決定に際して、設計データと実座標とのずれ(試料の回転、装置又はウェハ上のパターンの絶対距離の誤差、平行移動等)は適宜補正されるようにする。また、図中の分析するか?の欄は、後にオペレータによって、分析する・しないが選択される。
【0032】
次に、オペレータは、例えば、第1番目の繰り返しパターンを代表パターンとして分析すべき位置の決定を行うと考えたなら、コンピュータ40に指示して、図5(B)の繰り返し座標テーブルを参照して、座標位置x10、y10、z10即ち図12の点P10に試料を移動するようにさせる。次いで、代表パターン上での座標位置決め作業を開始することをコンピュータ40に指示した後、オペレータが第1番目の分析すべき位置を探して、例えば、図12の点P11で位置決め操作を行うと、コンピュータ40は、図5(C)の座標テーブルに、座標位置x11、y11、z11と記録する。以下、次々とオペレータは座標を決定し、これを座標テーブルに記憶させる。即ち、第1の位置にはx11、y11、z11、第2の位置にはx12、y12、z12、・・・とその代表パターンでの全ての分析すべき座標位置が記憶される。なお、分析シーケンス番号の欄は、座標位置決定と同時に決定・記憶しても、後に決定・記憶するようにしてもよい。
【0033】
座標テーブル41には、この様な代表となるパターンでの多数の分析すべき座標位置と、他の各繰り返しパターンのそれぞれの特定の点の座標とが、共に記憶される。
【0034】
この様にすることによって、繰り返しパターン分析に際しては、図5(B)の繰り返し座標テーブルが、(C)の代表座標テーブルを参照して、両者の座標の値から実際の分析点を算出・決定して、その座標位置に試料を移動して、分析が行われる。例えば、図12の点P21、点P22、・・・点Ph1、点Ph2・・・等の座標位置は、直接テーブル中には現れないが、上記の如くして決定される。
【0035】
なお、各繰り返しパターンの特定の点の座標は、設計データに依らず、実際の繰り返しを観察し、距離を測定して、これを基にコンピュータ40で計算して決定するようにしてもよい。
【0036】
図3は本発明の一般的分析動作を示すフローチャートである。
先ず、装置のオペレータは、パターン画像をCRT24上に表示し、代表パターンを選択する(S1)。なお、このときの画像は、リアルタイムのSEM像であっても、事前に第2のメモリ45に記憶された画像をコンピュータ40を介して再生したSEM像の場合であってもよい。
【0037】
次に、オペレータは、その代表パターンの中の分析すべき部位を探し出し、カーソル移動器26を操作してその位置にカーソルを合わせ、その位置の座標をコンピュータ40を介して座標テーブル41に登録する。あるいは、既に、分析すべき候補となる部位の位置の座標が座標テーブル41に登録されている場合には、コンピュータ40は座標テーブル41を参照してその部位の画像と位置をCRT24上に表示し、オペレータがこれを見て、それぞれの部位について分析するかどうかを最終的に判断し、分析するかしないかを座標テーブル41に登録する(S2)。
【0038】
次に、コンピュータ40は分析シーケンステーブル42内の分析シーケンスに基づき、これを表示し、オペレータはこの中から最適な分析シーケンスを選択し、決定する(S3)。なお、ここでは、分析に必要な分析シーケンス及び分析モードは、分析シーケンステーブル42及び分析モードテーブル43に既に準備されているものとする。
【0039】
次に、コンピュータ40は、位置決めの作業が完了したかどうかの問いを表示し、オペレータは、更に分析すべき部位があるかどうかをチェックし、コンピュータ40に回答する(S4)、完了していない場合にはステップS2に戻って、次の分析すべき部位を探す。
【0040】
位置決めの作業が完了している場合には、コンピュータ40は全ての繰り返しパターンで分析するかどうかの問いを表示し、オペレータは、適宜判断し、コンピュータ40に回答する(S5)。全てのパターンではなく特定のパターンのみについて分析する場合には、オペレータは、そのパターンの選別を行ない、分析するかしないかを次々と座標テーブル41に登録する(S6)。なお、ここでは、各繰り返しパターンの特定の点の座標は、コンピュータ40で自動的に計算して決定したものが、予め記憶されているものとして説明した。
【0041】
続いて、実際に分析が次の様に行われる。
全てのパターン若しくは選別されたパターンの分析を行なう場合、コンピュータ40は座標テーブル41を参照して分析位置へステージ16の移動を行なう(S7)。
【0042】
その後、コンピュータ40は、座標テーブル41の指定に従って、分析シーケンステーブル42を参照し、分析シーケンステーブル42の指定に従って、分析モードテーブル43を参照して分析条件を設定する(S8)。
【0043】
その後、X線分析(例えばEDS分析)を行なう(S9)。
X線分析が終了したら、コンピュータ40は当該パターンでの分析が完了したかどうかチェックする(S10)。完了していない場合にはステップS7に戻り、次の分析すべき部位の座標にステージ16を移動する。
【0044】
当該パターンでの分析が完了した場合には、当該ウエハでの分析が完了したかどうかチェックする(S11)。完了していない場合にはステップS7に戻り、次の分析すべき繰り返しパターンの座標にステージ16を移動する。完了した場合には処理を終了する。
【0045】
この実施の形態例によれば、チップパターンのように位置関係が繰り返しパターンの場合、代表パターンでの分析位置を設定しておくことにより、繰り返しパターンでの自動分析を行なうことができる。
【0046】
尚、上記説明では、座標テーブル、分析シーケンステーブル、分析モードテーブルの3重の階層構造を有するテーブルを用いたが、例えば、後者2つのテーブルを一つにまとめて2重にしても良く、逆に4重以上の構造にしたり、内容によって細かに分割したテーブルにしても良い。
【0047】
本発明によれば、X線分析に学習機能を持たせることができる。図4は本発明の学習動作を示すフローチャートである。先ず、オペレータが学習の開始をコンピュータ40にキーボード46から指示する(S1)。その後は、オペレータによる分析作業が、コンピュータ40を介して行なわれる(S2)。そして、この間の分析の操作の過程が逐一所定の記憶場所に記憶される。オペレータは分析を終了したら、コンピュータ40に対してキーボード46より学習終了の指示を出す(S3)。
【0048】
学習終了の指示を受けたコンピュータ40は、CRT31に、先に記憶した分析過程を表示する(S4)。オペレータは、それまでに得られた操作過程の表示を参照して、修正するかどうか(不要な操作の削除や、変更した方がよいと思われる条件があるかどうか)をチェックする(S5)。修正する必要がある場合には、オペレータは、不要な操作の削除や、変更した方がよいと思われる条件を修正する(S6)。
【0049】
修正する必要がなかった場合、テスト分析を行なうかどうかチェックし(S7)、テストの必要がある場合には、テスト分析を行ない(S8)、CRT31に結果の表示を行なう(S9)。オペレータは、その結果を参照して結果が良好であるかどうかチェックする(S10)。良好でない場合には、オペレータはキーボード46からの指示によりステップS5に戻り、修正をやりなおす。
【0050】
テスト結果が良好であった場合には、コンピュータ40は学習処理が完了かどうかチェックし、オペレータからの結果良好の指示を受け取るとそれまでの分析シーケンスと分析モードを分析シーケンステーブル42と分析モードテーブル41に登録する(S12)。なお、学習で用いた分析点の座標についても、必要なら座標テーブル41に登録する。
【0051】
更に、前記した所定の記憶場所への、学習の操作の過程を記録する方法等について、図8、9、10を用いて説明する。これらの図は、それぞれ図5の座標テーブル、図6の分析シーケンステーブル、図7の分析モードテーブルと殆ど同じ形態のテーブルである。これらのテーブルをそれぞれ、学習用座標テーブル、学習用分析シーケンステーブル、学習用分析モードテーブルと呼ぶことにする。また、図11は、学習終了後の分析過程を表示した例である。
【0052】
まず、オペレータによって、学習の開始が指示されると、コンピュータ40は自動的に、学習用座標テーブルの番号の最初の欄に、0001と記入し、座標の欄には、現在位置の座標の値x、y、zと記入し、分析シーケンス番号の欄には、0001と記入する(図8(1))。一方、学習用分析シーケンステーブルにも番号の最初の欄に、0001と記入する(図9(1))。但し、その他の▲1▼プローブ条件、▲2▼スキャンモード、▲3▼分析機能の欄は、まだ記入されない空欄のままである。同じく、学習用分析モードテーブルの各欄も未記入のままである。
【0053】
オペレータが、最初の操作を、例えば、加速電圧を10kV、照射電流を0.1nAに設定するようコンピュータ40に指示すると、コンピュータ40は、加速電圧を10kV、照射電流を0.1nAに設定すると共に、学習用分析シーケンステーブルの▲1▼プローブ条件の最初の欄に、0001と記入し(図9(2))、学習用分析モードテーブルのプローブ条件番号の最初の欄にも0001と記入し、加速電圧と照射電流の最初の各欄に、それぞれ10kV、0.1nAと記入する(図10(A−1))。
【0054】
次に、オペレータが、スキャンモードを例えば、500倍の面分析に設定するよう指示すれば、コンピュータ40は、500倍の面分析に設定すると共に、学習用分析シーケンステーブルの、まだ空欄であった▲2▼スキャンモードの最初の欄に、0002と記入し(図9(3))、学習用分析モードテーブルのスキャンモード番号の最初の欄にも0002と記入し、これに対応させて、スキャンモードの欄に面分析、倍率その他の欄に×500と記入する(図10(B−1))。
【0055】
次に、もしここでオペレータが、コンピュータ40を介して、試料の位置を移動させると、コンピュータ40は、学習用座標テーブルの番号の次の欄に、0002と1だけインクレメントした値を記入し、座標の欄には、今更新した現在位置の座標の値x、y、zを記入し、分析シーケンス番号の欄も、0002と1だけインクレメントした値を記入する(図8(2))。更に、学習用分析シーケンステーブルの番号も、0002と記入し、分析モード番号は、前の番号の欄、即ち0001の欄の分析モード番号をそのままコピーする(図9(4))。
【0056】
更に、もしこの後オペレータが、照射電流を0.3nAに変更するようコンピュータ40に指示すれば、コンピュータ40は、学習用座標テーブルの分析シーケンス番号の欄に、1だけインクレメントした値0003を追加記入する(図8(3))。更に、学習用分析シーケンステーブルの番号も、0003と記入し、分析モード番号は、▲1▼プローブ条件の欄のみ1だけインクレメントした値0003を記入し、他の欄は、前の番号の欄、即ち0002の欄の分析モード番号をそのままコピーする(図9(5))。そして更に、学習用分析モードテーブルのプローブ条件番号の欄にも0003と記入し、加速電圧は前の欄の10kVをそのままコピーし、照射電流は0.3nAと記入する(図10(A−2))。
【0057】
次に、オペレータが、コンピュータ40を介して、10μφのプローブでのEDSの60秒の定性分析を設定すると、コンピュータ40は、電子プローブを10μφに、EDSの分析機能を定性分析に、そのその測定時間を60秒に設定すると共に、学習用座標テーブルの分析シーケンス番号の欄に、1だけインクレメントした値0004を追加記入する(図8(4))。更に、学習用分析シーケンステーブルの番号も、0004と記入し、分析モード番号は、▲1▼プローブ条件の欄は前の番号の欄、即ち0003のプローブ条件番号をそのままコピーし、▲2▼スキャンモード番号は、1だけインクレメントした値0004を記入し、▲3▼分析機能番号は、更に1だけインクレメントした値0005を記入する(図9(6))。そして更に、学習用分析モードテーブルのスキャンモード番号の欄は0004、スキャンモードは点分析、倍率その他は10μφとそれぞれ記入し(図10(B−2))、同じく分析機能番号の欄は0005、分析機能は定性分析、付随事項は60秒と記入する(図10(C))。
【0058】
このようにして、オペレータが、次々と分析方法、分析条件の設定を指示すれば、コンピュータ40は、これらを設定すると共に、各テーブルの各欄が、参照番号を対応させながら、埋めて行く。図11は、学習終了後、上記の分析過程を表示した例である。なお、説明の都合で、学習用の3つのテーブルを用意したが、必ずしもこのようなテーブルは無くとも、同様な処理は可能である。
【0059】
この実施の形態例によれば、分析方法と分析条件につき、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記録することをにより、分析方法と分析条件について、オペレータの試行錯誤した過程の中から最適な方法及び条件を選択して、自動分析を行なうことができる。
【0060】
尚、上述では説明の都合で、学習の開始と終了をオペレータが指示しているが、コンピュータは常に操作過程を記録しておき、オペレータは必要に応じて過去の操作過程を表示させ、これを見ながら任意の操作過程から任意の操作過程までを抜き出して、これを基にして編集作業を行うようにすると、オペレータの不注意による学習開始の指示忘れを防ぐことができる。また同じ理由で、上述では学習用のテーブルを用意したが、必ずしも用いなくとも良く、既にある座標テーブル41、分析シーケンステーブル42、分析モードテーブル43を利用しても良い。
【0061】
上述の実施の形態例によれば、X線分析の方法としてEDS法を用いた場合を例にとったが本発明はこれに限るものではなく、他の種類のX線分析方法、例えばWDS(波長分散型X線分光器)等にも同様に適用することができる。
【0062】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、
パターンが繰り返しになっている多数のパターンについて、そのうちの一つの代表パターン上で分析点と分析方法・分析条件を決定し、他のパターンでは、代表パターンで定めた分析点と位置関係が同じ点において、代表パターンで定めた分析方法と分析条件で自動分析することにより、
【0063】
チップパターンのように位置関係が繰り返しパターンの場合、代表パターンでの分析位置を設定し、繰り返しパターンでの自動分析を行なうことができる。
この場合において、前記分析方法と分析条件は、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記録することにより、分析方法と分析条件について、オペレータの試行錯誤した過程の中から最適な方法及び条件を選択して、自動分析を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を用いるシステムの一実施の形態例を示す構成図である。
【図2】本発明方法を用いるシステムの一実施の形態例を示す構成図である。
【図3】本発明の一般的分析動作を示すフローチャートである。
【図4】学習動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の座標テーブルの実施の形態例を示す表である。
【図6】本発明の分析シーケンステーブルの実施の形態例を示す表である。
【図7】本発明の分析モードテーブルの実施の形態例を示す表である。
【図8】本発明の学習用の座標テーブルの実施の形態例を示す表である。
【図9】本発明の学習用の分析シーケンステーブルの実施の形態例を示す表である。
【図10】本発明の学習用の分析モードテーブルの実施の形態例を示す表である。
【図11】本発明の学習結果の過程の表示の実施の形態例を示す表である。
【図12】繰り返しパターンの座標を説明する図である。
【符号の説明】
10 走査電子顕微鏡鏡体
11 電子銃
12 集束レンズ
13 偏向コイル
14 2次電子検出器
15 X線検出器
16 ステージ
17 加速電源
18 レンズ電源
19 ステージ駆動機構
20 走査信号発生器
21 倍率設定回路
22 フレームメモリ
23 アンプ
24 CRT
25 カーソル発生回路
26 カーソル移動器
27 演算回路
28 アンプ
29 信号処理回路
30 フレームメモリ
31 CRT
32 記録計
33 異物位置測定回路
34 演算回路
SC シフトコイル
SS イメージシフト電源

Claims (9)

  1. 表面に基本パターンが繰り返し形成されているウェハについて、細束電子ビームを照射し、ウェハ表面から発生するX線を検出してX線分析を行うパターン分析であって、ウェハ上の一つの基本パターンを代表パターンとして選択し、この代表パターン上で分析点と分析方法、分析条件を決定・記憶し、他のパターンでは、代表パターンで定めた分析点と位置関係が同じ点において、代表パターンで定めた分析方法と分析条件で自動分析することを特徴とする自動パターン分析方法。
  2. 前記代表パターン上で決定した分析点の座標と分析方法、分析条件は、テーブルとして記憶することを特徴とする請求項1記載の自動パターン分析方法。
  3. 前記分析方法と分析条件は、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記憶することを特徴とする請求項1又は2記載の自動パターン分析方法。
  4. 前記テーブルは、少なくとも2重の階層構造を有するテーブルであることを特徴とする請求項2記載の自動パターン分析方法。
  5. 前記2重の階層構造を有するテーブルは、第1の階層のテーブルには、第2の階層のテーブルを引用するための引用番号を記録し、第2の階層のテーブルには、各分析点の座標と分析方法、分析条件を記録することを特徴とする請求項4記載の自動パターン分析方法。
  6. 前記2重の階層構造を有するテーブルは、第1の階層のテーブルには、各分析点の座標と第2の階層のテーブルを引用するための引用番号を記録し、第2の階層のテーブルには、分析方法、分析条件を記録することを特徴とする請求項4記載の自動パターン分析方法。
  7. 前記分析方法と分析条件は、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記録することを特徴とする請求項4又は5又は6記載の自動パターン分析方法。
  8. 前記テーブルは、少なくとも3重の階層構造を有するテーブルであり、第1の階層のテーブルには、各分析点の座標と第2の階層のテーブルを引用するための引用番号を記録し、第2の階層のテーブルには、第3の階層のテーブルを引用するための引用番号を記録し、第3の階層のテーブルには、装置を制御するための分析方法、分析条件を記録することを特徴とする請求項2記載の自動パターン分析方法。
  9. 前記分析方法と分析条件は、オペレータが試行錯誤した過程を自動的に記録して、これを基に修正、確認の上、確定して記録することを特徴とする請求項8記載の自動パターン分析方法
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