JP4133458B2 - パターン検査方法及びパターン検査装置 - Google Patents
パターン検査方法及びパターン検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4133458B2 JP4133458B2 JP2003059978A JP2003059978A JP4133458B2 JP 4133458 B2 JP4133458 B2 JP 4133458B2 JP 2003059978 A JP2003059978 A JP 2003059978A JP 2003059978 A JP2003059978 A JP 2003059978A JP 4133458 B2 JP4133458 B2 JP 4133458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- image
- pattern
- electron beam
- defect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子などの試料の検査、測長を行う走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等に用いられるパターン検査方法及びパターン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等を用いて、試料のパターンの検査が行われ、半導体素子等の検査を行う技術分野では、試料の欠陥を検査するために各種のパターン検査方法、検査装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、従来から、試料のパターンの輪郭（エッジ）に沿って限定された微小走査領域について２次元的に走査するいわゆるベクタ走査を行い、パターンを検査するパターン検査方法が知られている。
【０００４】
また、電子顕微鏡の偏向コイルを制御して、電子線（電子ビーム）の走査方向を配線パターンのラインの延びる方向に対して斜めにして被測定半導体デバイスに電子線を走査し、配線パターンの画像を取得するようにしたパターン検査方法及びパターン検査装置も知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
更に、半導体デバイスのパターン画像と、そのパターンの設計ＣＡＤ画像とを重ね合わせて表示するようにしたパターン検査方法及びパターン検査装置も知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−２１０６０６号公報（図３、図４）
【特許文献２】
特開平９−３１２３１８号公報（段落番号００１７、図３）
【特許文献３】
特開平９−２６５９３１号公報
【特許文献４】
特開平１０−３８７６号公報
【特許文献５】
特開２００２−３５３２８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等では、電子線の走査方向（スキャン方向）と平行なパターンの輪郭ラインが延びる方向については、解像度が低いことが知られている。
【０００８】
従来の測長ＳＥＭでは、スキャンの方向に対して垂直な線分に注目して測定を行っていたが、新しく取得した２次元画像データをＣＡＤデータと比較して欠陥検査を行う場合、スキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度が低いので測定誤差の原因となっている。
【０００９】
ベクタ走査によるパターン検査方法は、そのスキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度が低いという問題点を解決することはできるが、このベクタ走査によるパターン検査方法は、パターンの輪郭（エッジ）ラインに沿って微小領域を検査する方法であるので、非常に手間と時間とがかかり、大領域の試料のパターンを検査するパターン検査方法には不向きである。
【００１０】
また、試料のパターンの試料像データを単にＣＡＤデータと重ね合わせるパターン検査方法では、そのスキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度の低下を克服できないので、パターンの欠陥を見落とすおそれがある。
【００１１】
更に、電子ビームの走査方向を配線パターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜めにして試料画像を取得するパターン検査方法では、パターンの輪郭ライン部分の欠陥を見落とす不都合がある。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、大領域の試料のパターンの欠陥検査を行う場合であっても、簡便、迅速、確実に欠陥検査を行うことができるパターン検査方法及びパターン検査装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のパターン検査方法は、試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャン方向を第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なる第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とするパターン検査方法。
【００１５】
請求項２に記載のパターン検査方法は、請求項１に記載のパターン検査方法において、前記電子線のスキャン領域を前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度が自動的に求められることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載のパターン検査装置は、試料を載置する試料載置手段と、試料上に前記電子線をスキャンさせながら照射するための電子線照射手段と、前記試料から発生する荷電粒子により試料像を形成するための試料像形成手段と、前記試料の参照画像を予め記憶させた記憶手段とを有し、得られた試料像のパターンと前記参照画像とを比較して前記試料のパターンを検査するための演算制御手段とを有するパターン検査装置において、
前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向と前記試料像のパターンのライン方向を回転させてずらすために前記電子線照射手段又は前記試料載置手段を制御し、ずらした第１方向でスキャンして第１試料像を取得し、前記参照画像と比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１方向とは異なる第２方向でスキャンして第２試料像を取得し、前記参照画像と比較して第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載のパターン検査装置は、請求項３に記載のパターン検査装置において、前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向を設定するために前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度を自動的に求めることを特徴とする。
請求項５に記載のパターン検査方法は、試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャンにスキューが与えられてスキャン方向を前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対して長方形状を除く平行四辺形状にスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なりかつ前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〈実施の形態１〉
図１は本発明に係わるパターン検査方法に用いるパターン検査装置の全体構成を示している。
【００２０】
その図１において、符号１０は半導体用のウェハ、チップ等の試料１１を載置する試料載置手段としての円盤状の移動台である。このパターン検査装置は、走査型電子顕微鏡１２、ホストコンピュータ（演算制御手段）１３、モニタ１４から大略構成されている。
【００２１】
走査型電子顕微鏡１２は、鏡筒１５の上部に設けられた電子銃１６、コンデンサレンズコイル１７、Ｘ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９、検出器（荷電粒子検出手段）２０、対物レンズコイル２１から大略構成されている。
【００２２】
電子レンズ１６、コンデンサレンズコイル１７、Ｘ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９、対物レンズコイル２１は電子線照射手段を構成し、電子銃１６から放射された電子ビーム１６ａは、コンデンサレンズコイル１７、対物レンズコイル２１を通って試料１１に照射される。また、電子ビーム１６ａはＸ方向スキャン制御回路１８Ａ、Ｙ方向スキャン制御回路１９Ａを介してＸ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９によって適宜偏向される。
【００２３】
そして、電子ビーム１６ａの照射により発生した試料１１からの２次電子ビーム等は検出器２０により検出される。その検出信号はホストコンピュータ１３に入力され、ホストコンピュータ１３はその検出信号を適宜画像処理して試料像を形成する試料像形成手段として機能し、その画像処理結果はモニタ１４に出力され、モニタ１４の画面１４Ａに試料像として表示される。
【００２４】
移動台１０は真空状態の試料室２２内に設置される。この移動台１０は互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能とされている。このＸ方向、Ｙ方向への移動は図２に示すようにＸ方向アクチュエータ２３、Ｘ方向送りネジ２４、Ｘ方向ガイドバー２５、Ｙ方向アクチュエータ２６、Ｙ方向送りネジ２７、Ｙ方向ガイドバー２８によって行われる。Ｘ方向アクチュエータ２３はＸ方向アクチュエータ制御回路２９によって制御され、Ｙ方向アクチュエータ２６はＹ方向アクチュエータ駆動制御回路３０によって制御される。
【００２５】
そのＸ方向アクチュエータ駆動制御回路２９にはＸ方向移動指令値設定器３１が接続され、Ｙ方向アクチュエータ駆動制御３０にはＹ方向移動指令値設定器３２が接続されている。Ｘ方向移動指令値設定器３１、Ｙ方向移動指令値設定器３２にはホストコンピュータ１３から制御信号が入力される。
【００２６】
移動台１０を試料の測定したい位置に移動させ、測定したい視野領域１１’への荷電粒子への照射、例えば１００００倍の視野領域１１’の照射により、その試料像１１ａがモニタ１４の画面１４Ａに表示される。
【００２７】
ホストコンピュータ１３には、キャドデータ格納装置１３ａが接続されている。このキャドデータ格納装置１３ａには例えば試料１１としてのウェハに形成すべきパターンを示す設計図面としてのＣＡＤデータが格納されている。
【００２８】
ここでは、ウェハに形成されるパターンは、図３に示すように、階段型パターン４０であり、このウェハには図４に示すようにこの階段型パターン４０が繰り返し形成されている。その階段型パターン４０は、試料１１に形成されているパターンの欠陥検査を行う際にキャドデータ格納装置１３ａから呼び出されて参照画像４２（図５（Ｆ）参照）として用いられる。
【００２９】
ホストコンピュータ１３は欠陥検査を行う際に、電子ビーム１６ａのスキャンの方向をＣＡＤデータに基づく試料１１のパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる方向から自動的に取得する。
【００３０】
ついで、ホストコンピュータ１３はＣＡＤデータから輪郭ライン４０ａの延びる方向に対するラスタスキャンの角度θを演算により自動的に求める。ホストコンピュータ１３は、この角度θを用いて偏向コイル１８、１９を制御する。
【００３１】
これにより、偏向コイル１８、１９の走査電源により発生した鋸歯状波電流ＳＸ、ＳＹがsinθ、cosθの関数値に分割され、この電流信号を加算器で加算して、偏向コイル１８、１９に供給され、試料１１に対する電子ビーム１６ａの走査方向（ラスタスキャン方向）が輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θ回転される。
【００３２】
この関係式を以下に示す。
Ｘ＝ＳＸsinθ＋ＳＹcosθ
Ｙ＝−ＳＸcosθ＋ＳＹsinθ
これにより、電子ビーム１６ａは、図５（Ａ）に示すように、輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θとなる第１方向Ｄ１に設定して試料１１のパターン４０をラスタスキャンする。
【００３３】
その結果、図５（Ｂ）に示す第１試料像としてのパターン像４０’が得られる。その図５（Ｂ）において、符号４０ｂ’はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００３４】
ついで、ホストコンピュータ１３は、その第１方向Ｄ１に対して９０度となる第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのスキャン方向がなるように偏向コイル１８、１９を制御する。これにより、電子ビーム１６ａは、図５（Ｃ）に示すように、第１方向に対して直交する第２方向Ｄ２に設定して試料１１のパターン４０をラスタスキャンする。
【００３５】
その結果、図５（Ｄ）に示す第２試料像としてのパターン像４０”が得られる。その図５（Ｄ）において、符号４０ｂ”はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００３６】
ホストコンピュータ１３は画像合成部として機能し、第１試料像としてのパターン像４０’と第２試料像としてのパターン像４０”とを重ね合わせて、図５（Ｅ）に示すように合成画像としてのパターン像４１を作成する。その図５（Ｅ）において、符号４１ｂはパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂを示している。
【００３７】
この第１試料像と第２試料像との合成により、パターン４０に欠陥部４０ｂがある場合、その欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂが明瞭化される。
【００３８】
ホストコンピュータ１３はついでそのパターン像４１を設計図面としての階段型のパターン４０としての参照画像４２と比較し、パターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かを判定する。
【００３９】
ホストコンピュータ１３は、一個の視野領域１１’についての欠陥検査が終わると、図４に示す矢印Ａ１ないし矢印Ａ４方向に移動台１０を制御し、順次次の視野領域１１’に移行して、同様の欠陥検査を実行する。
【００４０】
また、図６（A’）に符号４０ｃで示す角部分、図６（C’）に符号４０ｄで示す角部分は、電子線によるスキャンにより、図６（B’）に符号４０ｃ’で示すように丸みを帯びた欠陥部像、図６（D’）に符号４０ｄ’のように見え、真の欠陥部像か否か判別がつかないことがある。
【００４１】
そこで、まず、電子線のスキャン領域を第１方向に設定して第１試料像としてのパターン像４０’を取得し、これと参照画像４２（図６（E’）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、次に、電子線のスキャン領域を第２方向に設定して第２試料像としてのパターン像４０”を取得し、これと参照画像４２（図６（E”）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、その後に、これらの試料欠陥画像を合成して、パターン像４１（図６（F’）参照）を求める。
【００４２】
これにより、欠陥部像４１ｂが明瞭化され試料１１のパターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かが明瞭化される。
【００４３】
ここでは、電子ビーム１６ａのラスタスキャンの方向をパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θだけ傾けることにしたが、図７（Ａ）に示すように、電子ビーム１６ａをパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる水平方向を第１方向Ｄ１としてラスタスキャンして第１試料像を取得し、ついで、図７（Ｂ）に示すように、この第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのラスタスキャン方向を設定し、試料１１の同一の視野領域１１’をラスタスキャンして第２試料像を取得し、第１試料像と第２試料像とを合成して、図７（Ｃ）に示す合成画像としてのパターン像４１を取得し、このパターン像４１を図７（Ｄ）に示す参照画像４２と比較してパターンの欠陥検査を行ってもよい。
【００４４】
この発明の実施の形態１では、輪郭ライン４０ａの延びる第１方向Ｄ１とこれに直交する第２方向Ｄ２とを設定して、試料１１をスキャンして２枚の試料画像を取得し、この２枚の試料画像を合成して試料１１の欠陥を検査するようにしたが、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との為す角度は９０度以下であっても良い。
【００４５】
以上、発明の実施の形態１では、試料１１に対するラスタスキャンの角度をホストコンピュータ１３が偏向コイル１８、１９制御することにより設定することにしたが、試料台１０を機械的に回転させ、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とにラスタスキャンし、パターン像４０’、４０”を得て試料のパターン４０の欠陥の検査を行うこともできる。
【００４６】
〈実施の形態２〉
ここでは、視野領域１１’を直交する方向ではなく、スキャンにスキュー角度を与えて長方形を除く平行四辺形状にスキャンする。
【００４７】
スキュー角度が加えられたスキャンローテーションは、
Ｘ＝ＳＸsin（θ＋φ）＋ＳＹcosθ
Ｙ＝−ＳＸcos（θ＋φ）＋ＳＹsinθ
と表され、スキャン角度φの重ね合わせにより、電子ビーム１６ａのスキャンは試料１１に対して平行四辺形状となる。
【００４８】
これにより、試料１１の各視野領域１１’は図８に示すように平行四辺形状にスキャンされることになる。
【００４９】
例えば、スキュースキャンローテンションでは、視野領域１１’図９（Ａ）、（Ｃ）に示すようにスキャンされる。
【００５０】
ホストコンピュータ１３は、図９（Ａ）に示すように、輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度φとなる第１方向Ｄ１に試料１１のパターン４０に対して電子ビーム１６ａをスキュースキャンさせる。
【００５１】
その結果、図９（Ｂ）に示す第１試料像としてのパターン像４０’が得られる。その図９（Ｂ）において、符号４０ｂ’はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００５２】
ついで、ホストコンピュータ１３は、その第１方向Ｄ１に対して９０度となる第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのスキャン方向がなるように偏向コイル１８、１９を制御する。これにより、電子ビーム１６ａは、図９（Ｃ）に示すように、第１方向に対して直交する第２方向Ｄ２に試料１１のパターン４０をスキュースキャンする。
【００５３】
その結果、図９（Ｄ）に示す第２試料像としてのパターン像４０”が得られる。その図９（Ｄ）において、符号４０Ｂ”はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００５４】
図９（Ｂ）、図９（Ｄ）により得られたパターン像４０’、４０”は、観察者が設計上予期する画像とは異なる。そこで、ホストコンピュータ１３はそのメモリ上で回転変換、歪み変換を行って、図９（Ｅ）、図９（Ｆ）に示す整形画像４１’、４１”を画面１４Ａ上に表示させる。
【００５５】
ホストコンピュータ１３は画像合成部として機能し、第１試料像としての整形画像４１’と第２試料像としての整形画像４１”とを重ね合わせて、図９（Ｇ）に示すように合成画像としてのパターン像４１を作成する。その図９（Ｇ）において、符号４１ｂはパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂを示している。
【００５６】
この第１試料像と第２試料像との合成により、パターン４０に欠陥部４０ｂがある場合、その欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂが明瞭化される。
【００５７】
ホストコンピュータ１３はついでそのパターン像４１を設計図面としての階段型のパターン４０としての参照画像４２（図９（Ｈ）参照）と比較し、パターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かを判定する。
【００５８】
また、図１０（A’）に符号４０ｃで示す角部分、図１０（C’）に符号４０ｄで示す角部分は、電子線によるスキャンにより、図１０（B’）に符号４０ｃ’で示すように丸みを帯びた欠陥部像、図１０（D’）に符号４０ｄ’のように見え、真の欠陥部像か否か判別がつかないことがある。
【００５９】
そこで、まず、電子線のスキャン領域を第１方向に設定して第１試料像としてのパターン像４０’を取得し、これを整形して整形画像４１’（図１０（E’）参照）を得た後、この整形画像４１’と参照画像４２（図１０（G’）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、次に、電子線のスキャン領域を第２方向に設定して第２試料像としてのパターン像４０”を取得し、これを整形して整形画像４１”（図１０（F’）参照）を得た後、この整形画像４１”と参照画像４２（図１０（G”）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、その後に、これらの試料欠陥画像を合成して、パターン像４１（図１０（H’）参照）を求める。
【００６０】
これにより、欠陥部像４１ｂが明瞭化され試料１１のパターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かが明瞭化される。
【００６１】
ホストコンピュータ１３は、一個の視野領域１１’についての欠陥検査が終わると、図４に示す矢印Ａ１ないし矢印Ａ４方向に移動台１０を制御し、順次次の視野領域１１’に移行して、同様の欠陥検査を実行する。
【００６２】
この発明の実施の形態２では、輪郭ライン４０ａの延びる第１方向Ｄ１とこれに直交する第２方向Ｄ２とを設定して、試料１１をスキュースキャンして２枚の試料画像を取得し、この２枚の試料画像を合成して試料１１の欠陥を検査するようにしたが、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との為す角度は９０度以下であっても良い。
【００６３】
この発明の実施の形態２によれば、水平ラインに対して角度をもってスキャンできるので、水平方向の輪郭ライン４０ａの解像度の劣化を防止できる。
【００６４】
また、試料台１０を移動させて試料の大領域の検査を行う場合でも、平行四辺形状の視野領域を重ね合わせてスキャンできるのでスキャンに無駄な領域が生じるのを防止できる。
【００６５】
なお、試料台１０を機械的に回転させ、パターン４０の輪郭線ライン４０ａの延びる方向に対してラスタスキャンが斜めとなるようにパターンとスキャンとを相対回転させてずらした後、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とにスキュースキャンし、パターン像４０’、４０”を得て試料のパターン４０の欠陥の検査を行うこともできる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、大領域の試料のパターンの欠陥検査を行う場合であっても、簡便、迅速、確実に欠陥検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるパターン検査装置の概要図である。
【図２】 図１に示す試料載置台の一例を示す図である。
【図３】 試料に形成されるパターンの一例を示す図である。
【図４】 試料に形成された繰り返しパターンと視野領域との関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の一例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜め第１方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示すラスタスキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｄ）は（Ｂ）に示すラスタスキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｆ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図６】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の他の例を示す説明図であって、（Ａ’）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜め第１方向（第１領域）に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ’）は（Ａ’）に示すラスタスキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ’）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｄ’）は（Ｂ’）に示すラスタスキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ’）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｆ’）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図７】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の更に他の例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｃ）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｄ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図８】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の一例を示す図であって、視野領域を平行四辺形状にスキュースキャンしている状態を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の一例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示すスキュースキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ）は第１方向と直交する第２方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｄ）は（Ｂ）に示すスキュースキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ）は第１試料像の整形画像を示し、（Ｆ）は第２試料像の整形画像を示し、（Ｇ）は第１試料像の整形画像と第２試料像の整形画像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｈ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図１０】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の他の例を示す説明図であって、（Ａ’）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｂ’）は（Ａ’）に示すスキュースキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ’）は第１方向と直交する第２方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｄ’）は（Ｂ’）に示すスキュースキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ’）は第１試料像の整形画像を示し、（Ｆ’）は第２試料像の整形画像を示し、（Ｇ’）は第１試料像の整形画像と第２試料像の整形画像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｈ’）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【符号の説明】
１１…試料
１１’…視野領域
４０…パターン
４０’…パターン像（第１試料像）
４０”…パターン像（第２試料像）
４２…参照画像
Ｄ１…第１方向（第１領域）
Ｄ２…第２方向（第２領域）
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子などの試料の検査、測長を行う走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等に用いられるパターン検査方法及びパターン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等を用いて、試料のパターンの検査が行われ、半導体素子等の検査を行う技術分野では、試料の欠陥を検査するために各種のパターン検査方法、検査装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
例えば、従来から、試料のパターンの輪郭（エッジ）に沿って限定された微小走査領域について２次元的に走査するいわゆるベクタ走査を行い、パターンを検査するパターン検査方法が知られている。
【０００４】
また、電子顕微鏡の偏向コイルを制御して、電子線（電子ビーム）の走査方向を配線パターンのラインの延びる方向に対して斜めにして被測定半導体デバイスに電子線を走査し、配線パターンの画像を取得するようにしたパターン検査方法及びパターン検査装置も知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
更に、半導体デバイスのパターン画像と、そのパターンの設計ＣＡＤ画像とを重ね合わせて表示するようにしたパターン検査方法及びパターン検査装置も知られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−２１０６０６号公報（図３、図４）
【特許文献２】
特開平９−３１２３１８号公報（段落番号００１７、図３）
【特許文献３】
特開平９−２６５９３１号公報
【特許文献４】
特開平１０−３８７６号公報
【特許文献５】
特開２００２−３５３２８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、走査型電子顕微鏡や測長ＳＥＭ等では、電子線の走査方向（スキャン方向）と平行なパターンの輪郭ラインが延びる方向については、解像度が低いことが知られている。
【０００８】
従来の測長ＳＥＭでは、スキャンの方向に対して垂直な線分に注目して測定を行っていたが、新しく取得した２次元画像データをＣＡＤデータと比較して欠陥検査を行う場合、スキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度が低いので測定誤差の原因となっている。
【０００９】
ベクタ走査によるパターン検査方法は、そのスキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度が低いという問題点を解決することはできるが、このベクタ走査によるパターン検査方法は、パターンの輪郭（エッジ）ラインに沿って微小領域を検査する方法であるので、非常に手間と時間とがかかり、大領域の試料のパターンを検査するパターン検査方法には不向きである。
【００１０】
また、試料のパターンの試料像データを単にＣＡＤデータと重ね合わせるパターン検査方法では、そのスキャンと平行な輪郭ラインの延びる方向の解像度の低下を克服できないので、パターンの欠陥を見落とすおそれがある。
【００１１】
更に、電子ビームの走査方向を配線パターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜めにして試料画像を取得するパターン検査方法では、パターンの輪郭ライン部分の欠陥を見落とす不都合がある。
【００１２】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、大領域の試料のパターンの欠陥検査を行う場合であっても、簡便、迅速、確実に欠陥検査を行うことができるパターン検査方法及びパターン検査装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のパターン検査方法は、試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャン方向を第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なる第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とするパターン検査方法。
【００１５】
請求項２に記載のパターン検査方法は、請求項１に記載のパターン検査方法において、前記電子線のスキャン領域を前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度が自動的に求められることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載のパターン検査装置は、試料を載置する試料載置手段と、試料上に前記電子線をスキャンさせながら照射するための電子線照射手段と、前記試料から発生する荷電粒子により試料像を形成するための試料像形成手段と、前記試料の参照画像を予め記憶させた記憶手段とを有し、得られた試料像のパターンと前記参照画像とを比較して前記試料のパターンを検査するための演算制御手段とを有するパターン検査装置において、
前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向と前記試料像のパターンのライン方向を回転させてずらすために前記電子線照射手段又は前記試料載置手段を制御し、ずらした第１方向でスキャンして第１試料像を取得し、前記参照画像と比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１方向とは異なる第２方向でスキャンして第２試料像を取得し、前記参照画像と比較して第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載のパターン検査装置は、請求項３に記載のパターン検査装置において、前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向を設定するために前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度を自動的に求めることを特徴とする。
請求項５に記載のパターン検査方法は、試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャンにスキューが与えられてスキャン方向を前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対して長方形状を除く平行四辺形状にスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なりかつ前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〈実施の形態１〉
図１は本発明に係わるパターン検査方法に用いるパターン検査装置の全体構成を示している。
【００２０】
その図１において、符号１０は半導体用のウェハ、チップ等の試料１１を載置する試料載置手段としての円盤状の移動台である。このパターン検査装置は、走査型電子顕微鏡１２、ホストコンピュータ（演算制御手段）１３、モニタ１４から大略構成されている。
【００２１】
走査型電子顕微鏡１２は、鏡筒１５の上部に設けられた電子銃１６、コンデンサレンズコイル１７、Ｘ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９、検出器（荷電粒子検出手段）２０、対物レンズコイル２１から大略構成されている。
【００２２】
電子レンズ１６、コンデンサレンズコイル１７、Ｘ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９、対物レンズコイル２１は電子線照射手段を構成し、電子銃１６から放射された電子ビーム１６ａは、コンデンサレンズコイル１７、対物レンズコイル２１を通って試料１１に照射される。また、電子ビーム１６ａはＸ方向スキャン制御回路１８Ａ、Ｙ方向スキャン制御回路１９Ａを介してＸ方向偏向コイル１８、Ｙ方向偏向コイル１９によって適宜偏向される。
【００２３】
そして、電子ビーム１６ａの照射により発生した試料１１からの２次電子ビーム等は検出器２０により検出される。その検出信号はホストコンピュータ１３に入力され、ホストコンピュータ１３はその検出信号を適宜画像処理して試料像を形成する試料像形成手段として機能し、その画像処理結果はモニタ１４に出力され、モニタ１４の画面１４Ａに試料像として表示される。
【００２４】
移動台１０は真空状態の試料室２２内に設置される。この移動台１０は互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能とされている。このＸ方向、Ｙ方向への移動は図２に示すようにＸ方向アクチュエータ２３、Ｘ方向送りネジ２４、Ｘ方向ガイドバー２５、Ｙ方向アクチュエータ２６、Ｙ方向送りネジ２７、Ｙ方向ガイドバー２８によって行われる。Ｘ方向アクチュエータ２３はＸ方向アクチュエータ制御回路２９によって制御され、Ｙ方向アクチュエータ２６はＹ方向アクチュエータ駆動制御回路３０によって制御される。
【００２５】
そのＸ方向アクチュエータ駆動制御回路２９にはＸ方向移動指令値設定器３１が接続され、Ｙ方向アクチュエータ駆動制御３０にはＹ方向移動指令値設定器３２が接続されている。Ｘ方向移動指令値設定器３１、Ｙ方向移動指令値設定器３２にはホストコンピュータ１３から制御信号が入力される。
【００２６】
移動台１０を試料の測定したい位置に移動させ、測定したい視野領域１１’への荷電粒子への照射、例えば１００００倍の視野領域１１’の照射により、その試料像１１ａがモニタ１４の画面１４Ａに表示される。
【００２７】
ホストコンピュータ１３には、キャドデータ格納装置１３ａが接続されている。このキャドデータ格納装置１３ａには例えば試料１１としてのウェハに形成すべきパターンを示す設計図面としてのＣＡＤデータが格納されている。
【００２８】
ここでは、ウェハに形成されるパターンは、図３に示すように、階段型パターン４０であり、このウェハには図４に示すようにこの階段型パターン４０が繰り返し形成されている。その階段型パターン４０は、試料１１に形成されているパターンの欠陥検査を行う際にキャドデータ格納装置１３ａから呼び出されて参照画像４２（図５（Ｆ）参照）として用いられる。
【００２９】
ホストコンピュータ１３は欠陥検査を行う際に、電子ビーム１６ａのスキャンの方向をＣＡＤデータに基づく試料１１のパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる方向から自動的に取得する。
【００３０】
ついで、ホストコンピュータ１３はＣＡＤデータから輪郭ライン４０ａの延びる方向に対するラスタスキャンの角度θを演算により自動的に求める。ホストコンピュータ１３は、この角度θを用いて偏向コイル１８、１９を制御する。
【００３１】
これにより、偏向コイル１８、１９の走査電源により発生した鋸歯状波電流ＳＸ、ＳＹがsinθ、cosθの関数値に分割され、この電流信号を加算器で加算して、偏向コイル１８、１９に供給され、試料１１に対する電子ビーム１６ａの走査方向（ラスタスキャン方向）が輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θ回転される。
【００３２】
この関係式を以下に示す。
Ｘ＝ＳＸsinθ＋ＳＹcosθ
Ｙ＝−ＳＸcosθ＋ＳＹsinθ
これにより、電子ビーム１６ａは、図５（Ａ）に示すように、輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θとなる第１方向Ｄ１に設定して試料１１のパターン４０をラスタスキャンする。
【００３３】
その結果、図５（Ｂ）に示す第１試料像としてのパターン像４０’が得られる。その図５（Ｂ）において、符号４０ｂ’はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００３４】
ついで、ホストコンピュータ１３は、その第１方向Ｄ１に対して９０度となる第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのスキャン方向がなるように偏向コイル１８、１９を制御する。これにより、電子ビーム１６ａは、図５（Ｃ）に示すように、第１方向に対して直交する第２方向Ｄ２に設定して試料１１のパターン４０をラスタスキャンする。
【００３５】
その結果、図５（Ｄ）に示す第２試料像としてのパターン像４０”が得られる。その図５（Ｄ）において、符号４０ｂ”はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００３６】
ホストコンピュータ１３は画像合成部として機能し、第１試料像としてのパターン像４０’と第２試料像としてのパターン像４０”とを重ね合わせて、図５（Ｅ）に示すように合成画像としてのパターン像４１を作成する。その図５（Ｅ）において、符号４１ｂはパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂを示している。
【００３７】
この第１試料像と第２試料像との合成により、パターン４０に欠陥部４０ｂがある場合、その欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂが明瞭化される。
【００３８】
ホストコンピュータ１３はついでそのパターン像４１を設計図面としての階段型のパターン４０としての参照画像４２と比較し、パターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かを判定する。
【００３９】
ホストコンピュータ１３は、一個の視野領域１１’についての欠陥検査が終わると、図４に示す矢印Ａ１ないし矢印Ａ４方向に移動台１０を制御し、順次次の視野領域１１’に移行して、同様の欠陥検査を実行する。
【００４０】
また、図６（A’）に符号４０ｃで示す角部分、図６（C’）に符号４０ｄで示す角部分は、電子線によるスキャンにより、図６（B’）に符号４０ｃ’で示すように丸みを帯びた欠陥部像、図６（D’）に符号４０ｄ’のように見え、真の欠陥部像か否か判別がつかないことがある。
【００４１】
そこで、まず、電子線のスキャン領域を第１方向に設定して第１試料像としてのパターン像４０’を取得し、これと参照画像４２（図６（E’）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、次に、電子線のスキャン領域を第２方向に設定して第２試料像としてのパターン像４０”を取得し、これと参照画像４２（図６（E”）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、その後に、これらの試料欠陥画像を合成して、パターン像４１（図６（F’）参照）を求める。
【００４２】
これにより、欠陥部像４１ｂが明瞭化され試料１１のパターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かが明瞭化される。
【００４３】
ここでは、電子ビーム１６ａのラスタスキャンの方向をパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度θだけ傾けることにしたが、図７（Ａ）に示すように、電子ビーム１６ａをパターン４０の輪郭ライン４０ａの延びる水平方向を第１方向Ｄ１としてラスタスキャンして第１試料像を取得し、ついで、図７（Ｂ）に示すように、この第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのラスタスキャン方向を設定し、試料１１の同一の視野領域１１’をラスタスキャンして第２試料像を取得し、第１試料像と第２試料像とを合成して、図７（Ｃ）に示す合成画像としてのパターン像４１を取得し、このパターン像４１を図７（Ｄ）に示す参照画像４２と比較してパターンの欠陥検査を行ってもよい。
【００４４】
この発明の実施の形態１では、輪郭ライン４０ａの延びる第１方向Ｄ１とこれに直交する第２方向Ｄ２とを設定して、試料１１をスキャンして２枚の試料画像を取得し、この２枚の試料画像を合成して試料１１の欠陥を検査するようにしたが、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との為す角度は９０度以下であっても良い。
【００４５】
以上、発明の実施の形態１では、試料１１に対するラスタスキャンの角度をホストコンピュータ１３が偏向コイル１８、１９制御することにより設定することにしたが、試料台１０を機械的に回転させ、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とにラスタスキャンし、パターン像４０’、４０”を得て試料のパターン４０の欠陥の検査を行うこともできる。
【００４６】
〈実施の形態２〉
ここでは、視野領域１１’を直交する方向ではなく、スキャンにスキュー角度を与えて長方形を除く平行四辺形状にスキャンする。
【００４７】
スキュー角度が加えられたスキャンローテーションは、
Ｘ＝ＳＸsin（θ＋φ）＋ＳＹcosθ
Ｙ＝−ＳＸcos（θ＋φ）＋ＳＹsinθ
と表され、スキャン角度φの重ね合わせにより、電子ビーム１６ａのスキャンは試料１１に対して平行四辺形状となる。
【００４８】
これにより、試料１１の各視野領域１１’は図８に示すように平行四辺形状にスキャンされることになる。
【００４９】
例えば、スキュースキャンローテンションでは、視野領域１１’図９（Ａ）、（Ｃ）に示すようにスキャンされる。
【００５０】
ホストコンピュータ１３は、図９（Ａ）に示すように、輪郭ライン４０ａの延びる方向に対して角度φとなる第１方向Ｄ１に試料１１のパターン４０に対して電子ビーム１６ａをスキュースキャンさせる。
【００５１】
その結果、図９（Ｂ）に示す第１試料像としてのパターン像４０’が得られる。その図９（Ｂ）において、符号４０ｂ’はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００５２】
ついで、ホストコンピュータ１３は、その第１方向Ｄ１に対して９０度となる第２方向Ｄ２に電子ビーム１６ａのスキャン方向がなるように偏向コイル１８、１９を制御する。これにより、電子ビーム１６ａは、図９（Ｃ）に示すように、第１方向に対して直交する第２方向Ｄ２に試料１１のパターン４０をスキュースキャンする。
【００５３】
その結果、図９（Ｄ）に示す第２試料像としてのパターン像４０”が得られる。その図９（Ｄ）において、符号４０Ｂ”はパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像を示している。
【００５４】
図９（Ｂ）、図９（Ｄ）により得られたパターン像４０’、４０”は、観察者が設計上予期する画像とは異なる。そこで、ホストコンピュータ１３はそのメモリ上で回転変換、歪み変換を行って、図９（Ｅ）、図９（Ｆ）に示す整形画像４１’、４１”を画面１４Ａ上に表示させる。
【００５５】
ホストコンピュータ１３は画像合成部として機能し、第１試料像としての整形画像４１’と第２試料像としての整形画像４１”とを重ね合わせて、図９（Ｇ）に示すように合成画像としてのパターン像４１を作成する。その図９（Ｇ）において、符号４１ｂはパターン４０の欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂを示している。
【００５６】
この第１試料像と第２試料像との合成により、パターン４０に欠陥部４０ｂがある場合、その欠陥部４０ｂに対応する欠陥部像４１ｂが明瞭化される。
【００５７】
ホストコンピュータ１３はついでそのパターン像４１を設計図面としての階段型のパターン４０としての参照画像４２（図９（Ｈ）参照）と比較し、パターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かを判定する。
【００５８】
また、図１０（A’）に符号４０ｃで示す角部分、図１０（C’）に符号４０ｄで示す角部分は、電子線によるスキャンにより、図１０（B’）に符号４０ｃ’で示すように丸みを帯びた欠陥部像、図１０（D’）に符号４０ｄ’のように見え、真の欠陥部像か否か判別がつかないことがある。
【００５９】
そこで、まず、電子線のスキャン領域を第１方向に設定して第１試料像としてのパターン像４０’を取得し、これを整形して整形画像４１’（図１０（E’）参照）を得た後、この整形画像４１’と参照画像４２（図１０（G’）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、次に、電子線のスキャン領域を第２方向に設定して第２試料像としてのパターン像４０”を取得し、これを整形して整形画像４１”（図１０（F’）参照）を得た後、この整形画像４１”と参照画像４２（図１０（G”）参照）とを比較して試料欠陥画像を求め、その後に、これらの試料欠陥画像を合成して、パターン像４１（図１０（H’）参照）を求める。
【００６０】
これにより、欠陥部像４１ｂが明瞭化され試料１１のパターン４０に欠陥部４０ｂがあるか否かが明瞭化される。
【００６１】
ホストコンピュータ１３は、一個の視野領域１１’についての欠陥検査が終わると、図４に示す矢印Ａ１ないし矢印Ａ４方向に移動台１０を制御し、順次次の視野領域１１’に移行して、同様の欠陥検査を実行する。
【００６２】
この発明の実施の形態２では、輪郭ライン４０ａの延びる第１方向Ｄ１とこれに直交する第２方向Ｄ２とを設定して、試料１１をスキュースキャンして２枚の試料画像を取得し、この２枚の試料画像を合成して試料１１の欠陥を検査するようにしたが、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との為す角度は９０度以下であっても良い。
【００６３】
この発明の実施の形態２によれば、水平ラインに対して角度をもってスキャンできるので、水平方向の輪郭ライン４０ａの解像度の劣化を防止できる。
【００６４】
また、試料台１０を移動させて試料の大領域の検査を行う場合でも、平行四辺形状の視野領域を重ね合わせてスキャンできるのでスキャンに無駄な領域が生じるのを防止できる。
【００６５】
なお、試料台１０を機械的に回転させ、パターン４０の輪郭線ライン４０ａの延びる方向に対してラスタスキャンが斜めとなるようにパターンとスキャンとを相対回転させてずらした後、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とにスキュースキャンし、パターン像４０’、４０”を得て試料のパターン４０の欠陥の検査を行うこともできる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、大領域の試料のパターンの欠陥検査を行う場合であっても、簡便、迅速、確実に欠陥検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるパターン検査装置の概要図である。
【図２】 図１に示す試料載置台の一例を示す図である。
【図３】 試料に形成されるパターンの一例を示す図である。
【図４】 試料に形成された繰り返しパターンと視野領域との関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の一例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜め第１方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示すラスタスキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｄ）は（Ｂ）に示すラスタスキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｆ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図６】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の他の例を示す説明図であって、（Ａ’）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して斜め第１方向（第１領域）に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ’）は（Ａ’）に示すラスタスキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ’）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｄ’）は（Ｂ’）に示すラスタスキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ’）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｆ’）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図７】 本発明の実施の形態１に係わるパターン検査方法の更に他の例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｂ）は第１方向と直交する第２方向に試料をラスタスキャンしている状態を示し、（Ｃ）は第１試料像と第２試料像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｄ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図８】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の一例を示す図であって、視野領域を平行四辺形状にスキュースキャンしている状態を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の一例を示す説明図であって、（Ａ）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｂ）は（Ａ）に示すスキュースキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ）は第１方向と直交する第２方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｄ）は（Ｂ）に示すスキュースキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ）は第１試料像の整形画像を示し、（Ｆ）は第２試料像の整形画像を示し、（Ｇ）は第１試料像の整形画像と第２試料像の整形画像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｈ）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【図１０】 本発明の実施の形態２に係わるパターン検査方法の他の例を示す説明図であって、（Ａ’）はパターンの輪郭ラインの延びる方向に対して第１方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｂ’）は（Ａ’）に示すスキュースキャンにより得られた第１試料像を示し、（Ｃ’）は第１方向と直交する第２方向に試料をスキュースキャンしている状態を示し、（Ｄ’）は（Ｂ’）に示すスキュースキャンにより得られた第２試料像を示し、（Ｅ’）は第１試料像の整形画像を示し、（Ｆ’）は第２試料像の整形画像を示し、（Ｇ’）は第１試料像の整形画像と第２試料像の整形画像とを合成して得られた合成画像を示し、（Ｈ’）は合成画像と比較すべき参照画像を示している。
【符号の説明】
１１…試料
１１’…視野領域
４０…パターン
４０’…パターン像（第１試料像）
４０”…パターン像（第２試料像）
４２…参照画像
Ｄ１…第１方向（第１領域）
Ｄ２…第２方向（第２領域）
Claims (5)
- 試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャン方向を第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なる第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とするパターン検査方法。 - 請求項１に記載のパターン検査方法において、前記電子線のスキャン領域を前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度が自動的に求められることを特徴とするパターン検査方法。
- 試料を載置する試料載置手段と、試料上に前記電子線をスキャンさせながら照射するための電子線照射手段と、前記試料から発生する荷電粒子により試料像を形成するための試料像形成手段と、前記試料の参照画像を予め記憶させた記憶手段とを有し、得られた試料像のパターンと前記参照画像とを比較して前記試料のパターンを検査するための演算制御手段とを有するパターン検査装置において、
前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向と前記試料像のパターンのライン方向を回転させてずらすために前記電子線照射手段又は前記試料載置手段を制御し、ずらした第１方向でスキャンして第１試料像を取得し、前記参照画像と比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１方向とは異なる第２方向でスキャンして第２試料像を取得し、前記参照画像と比較して第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とするパターン検査装置。 - 請求項３に記載のパターン検査装置において、前記演算制御手段は、前記電子線のスキャン方向を設定するために前記試料像のパターンのライン方向に対してずらす角度を自動的に求めることを特徴とするパターン検査装置。
- 試料に電子線をスキャンさせながら照射することにより前記試料から発生する荷電粒子に基づき試料像を形成し、得られた試料像に基づき試料のパターンを検査するパターン検査方法において、
前記電子線のスキャンにスキューが与えられてスキャン方向を前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第１方向に設定して前記電子線を前記試料に対して長方形状を除く平行四辺形状にスキャンさせて第１試料像を取得し、予め記憶された試料の参照画像と前記第１試料像とを比較して前記第１試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記電子線のスキャン方向を前記第１方向とは異なりかつ前記試料のパターンの輪郭ラインの延びる方向に相対回転されてずらされた第２方向に設定して前記電子線を前記試料に対してスキャンさせて第２試料像を取得し、前記参照画像と前記第２試料像とを比較して前記第２試料像に基づく試料欠陥画像を求め、前記第１試料像に基づく試料欠陥画像と前記第２試料像に基づく試料欠陥画像とを合成して、前記試料の欠陥検査を行うことを特徴とするパターン検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003059978A JP4133458B2 (ja) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | パターン検査方法及びパターン検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003059978A JP4133458B2 (ja) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | パターン検査方法及びパターン検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004271269A JP2004271269A (ja) | 2004-09-30 |
| JP4133458B2 true JP4133458B2 (ja) | 2008-08-13 |
Family
ID=33122655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003059978A Expired - Fee Related JP4133458B2 (ja) | 2003-03-06 | 2003-03-06 | パターン検査方法及びパターン検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4133458B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4711263B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-06-29 | 株式会社トプコン | 画像データ処理方法、画像データ処理装置、画像表示方法、画像表示装置、及び、荷電粒子ビーム装置 |
| JP5530601B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2014-06-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡を用いた回路パターンの寸法計測装置およびその方法 |
| SG158782A1 (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-26 | Chan Sok Leng | Method and system for detecting micro-cracks in wafers |
| JP5396350B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2014-01-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 画像形成装置、及びコンピュータプログラム |
| EP2584362A1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | FEI Company | Scanning method for scanning a sample with a probe |
| DE112015006822T5 (de) | 2015-09-29 | 2018-05-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Ladungsträgerstrahlvorrichtung |
| JP6548542B2 (ja) * | 2015-09-29 | 2019-07-24 | 株式会社ホロン | Ｓｅｍ画像取得装置およびｓｅｍ画像取得方法 |
| JP7299206B2 (ja) * | 2017-02-16 | 2023-06-27 | 株式会社荏原製作所 | 電子ビームの照射エリア調整方法および同調整システム、電子ビームの照射領域補正方法、ならびに、電子ビーム照射装置 |
-
2003
- 2003-03-06 JP JP2003059978A patent/JP4133458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004271269A (ja) | 2004-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7834317B2 (en) | Scanning electron microscope and system for inspecting semiconductor device | |
| US8330104B2 (en) | Pattern measurement apparatus and pattern measurement method | |
| WO2010079657A1 (ja) | Ｓｅｍを用いた欠陥観察方法及びその装置 | |
| KR20200012947A (ko) | 경사 각도량 산출 장치, 시료대, 하전 입자선 장치 및 프로그램 | |
| JP2011150146A (ja) | 荷電粒子線装置によって得られた画像データの輪郭線抽出方法、及び輪郭線抽出装置 | |
| JP2008256541A (ja) | 荷電粒子システム | |
| US7956324B2 (en) | Charged particle beam apparatus for forming a specimen image | |
| JP4133458B2 (ja) | パターン検査方法及びパターン検査装置 | |
| JP3970656B2 (ja) | 透過電子顕微鏡による試料観察方法 | |
| JP3836735B2 (ja) | 回路パターンの検査装置 | |
| US20110249885A1 (en) | Mask inspection apparatus and image generation method | |
| US20110279143A1 (en) | Semiconductor wafer testing apparatus | |
| JP2004271270A (ja) | パターン検査方法及びパターン検査装置 | |
| US20140312224A1 (en) | Pattern inspection method and pattern inspection apparatus | |
| JP2010078478A (ja) | 欠陥検査装置および欠陥検査方法 | |
| JP2006331825A (ja) | 回路パターンの検査装置および検査方法 | |
| JP2010272398A (ja) | 荷電粒子線応用装置 | |
| JP6021764B2 (ja) | 検査装置および検査方法 | |
| US20140061456A1 (en) | Coordinate correcting method, defect image acquiring method and electron microscope | |
| JP4431624B2 (ja) | 荷電粒子線調整方法、及び荷電粒子線装置 | |
| JP6770482B2 (ja) | 荷電粒子線装置および走査像の歪み補正方法 | |
| JP2009016356A (ja) | 荷電粒子線を用いた検査方法および検査装置 | |
| KR102515771B1 (ko) | 화상 취득 방법 및 이온 빔 장치 | |
| JP2007121082A (ja) | Ｘ線画像出力装置、ｘ線画像出力方法およびｘ線画像出力プログラム | |
| JP2003045925A (ja) | 基体検査方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050801 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071023 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071112 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080520 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080602 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |