JP5002395B2 - 荷電粒子線装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体の測定、或いは検査を行う荷電粒子線装置の制御装置に係り、特に予め設定されたレシピに従って、荷電粒子線装置を動作させる制御装置に関する。

従来から、デバイスメーカーでは半導体の製造工程において、回路の配線幅やトランジスタのゲート幅、コンタクトホールの直径を始めとする集積回路の寸法計測にＣＤ−ＳＥＭ（Critical Dimension-Scanning Electron Microscope）や、欠陥検査のために、ＤＲ−ＳＥＭ（Defect Review-Scanning Electron Microscope）等が利用されている。その集積回路パターンの微細化ならびに高精度化に伴い、例えばそのパターン寸法計測を行うＣＤ−ＳＥＭにおいては、高分解能化と測定再現性の向上が常に求められている。近年ではこれに加えて、装置稼働率の向上とオペレーションの省力化によるコスト低減を図るために、測長の自動化率の向上が望まれている。

例えばＣＤ−ＳＥＭ等では測長の自動化を行うため、試料の搬送，アライメント，測定点のパターン検出，フォーカス調整，測長の実行等の一連の手順をプログラムとしたレシピが用いられている。しかしながら、そのレシピの設定が最適でないと、レシピ実行時にエラーが発生し、オペレータのアシストが必要となり、その間、装置の稼動が停止してしまう。自動化率向上のためには、いち早くエラー原因を特定し、レシピを適切に設定することが必要である。

特許文献１には、ユーザーが新たに生じたエラーの原因について、それまでの自動観察処理の中で発生した全てのエラーの中に参考となりそうな同様のエラーが生じていないかを確認するエラーログ表示画面が説明されている。

特開２００６−２３６７００号公報

デバイスメーカーでは半導体製造工程においてウエハ上に形成されたパターンの寸法が設計通りとなっているかを検査する場合、ＣＤ−ＳＥＭを用い、これによりパターンの幅やパターンの間隔を計測し、それらの計測結果に基づいて仕上がったパターンの評価を行っているが、近年のパターンの微細化により、ＣＤ−ＳＥＭによるパターンの観察，評価に要する手間が多大なものとなってきている。

そこで、ＣＤ−ＳＥＭにて測定するパターン位置を、実際の製品となるウエハを用いてＣＤ−ＳＥＭ上で位置決めし、自動計測のためのレシピ情報を作成し、この作成されたレシピ情報に従って所要のパターンを計測する自動測長を行っている。しかしながら、その測長レシピの設定が最適でない場合、レシピ実行時にエラーが発生し、オペレータのアシストが必要となり、その間装置の稼動が停止してしまう。よって、これらのエラーの原因を解析，対策することが自動化率向上のためには必要となる。

自動測長レシピはデバイス製品，工程毎に存在し、製造ラインにおける製品数にも依るものの、総レシピ数は数百におよぶ場合が多い。全体の自動化率を効率よく向上させるためには、そのような数多くのレシピの中から、エラー発生頻度が高く、且つ実行頻度の高いレシピから優先的にエラー解析，対策を行う必要があるが、特許文献１に説明されているように、単にエラーの履歴を表示するだけでは、エラー発生の頻度やその対策のための優先順位を効率良く把握することは困難であり、熟練したオペレータであっても相当の時間を要する。

また、当然ながらエラー発生時のアシスト操作ミスなどによる同一箇所での繰返しエラーも履歴として残り、真のエラー発生頻度を計る上での障害となっていた。さらに、エラー履歴からではレシピの実行頻度は解らないため、エラー発生率の算出は不可能であった。したがって、従来はどのレシピから最適化を図れば効率良く自動化率を向上させることが出来るか不明であった。

本発明は、エラーの履歴から、対策の優先順位が高いエラーを効率良く見出すことが可能な表示を行う荷電粒子線装置の制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、設定されたレシピに基づいて荷電粒子線装置を制御する制御装置において、試料上の同一座標にて同一種類のエラーが所定時間間隔で、或いは所定時間間隔内に複数回発生した場合に、当該エラーを１回として表示装置に表示する制御装置を提供する。このような構成によれば、同じエラー原因に基づいて連続的に発生しているだけなのに、恰も同種のエラーが他のレシピや違うタイミングで多発しているかのような誤解を与えることなく、適正なエラー数の判断に基づいて、レシピの最適化を行うことが可能となる。

上記構成によれば、本来解決すべきエラーをオペレータが目視にて容易に確認できるようになるため、効率良く、エラーの解析と、レシピの最適化を図ることが可能となる。

以下に、エラー解析の優先度を目視で確認するのに好適な表示形態について、図面を用いて詳細に説明する。

エラー解析の優先度を決定するためには、一般的に図２に示したような単純なエラー履歴から、エラー発生頻度を調査しているため、その作業に多大な時間を要する。また、当然ながらエラー発生時のアシスト操作ミスなどによる同一箇所での繰返しエラーも履歴として残り、真のエラー発生頻度を計る上での障害となる。さらに、エラー履歴からではレシピの実行頻度は解らないため、エラー発生率の算出は不可能であった。

したがって、従来はどのレシピから最適化を図れば効率良く自動化率を向上させることが出来るか不明であった。

これを解決するために、図４に示したような装置本体の情報をネットワークを介してパーソナルコンピューターに収集できるシステムを使用する。

本説明では、図４に図示するようにＣＤ−ＳＥＭ鏡体１０１とＣＤ−ＳＥＭを制御する制御装置１０２からなるＣＤ−ＳＥＭ本体１０３と、当該ＣＤ−ＳＥＭ本体１０３とネットワーク１０４を介して接続されるターミナルＰＣ１０５からなるシステムを例にとって説明するが、本形態に限られることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の形態のシステムに適用可能であることは言うまでもない。

また、ターミナルＰＣ１０５に備えられた表示装置は、制御装置１０２内に内蔵された記憶媒体に記憶されたエラーログが一覧表示される。なお、記憶媒体はターミナルＰＣ１０５内に内蔵されていても良く、この場合はターミナルＰＣ１０５が制御装置となる。

図１は、エラーログの一覧表示の一例であり、レシピ名，エラーコード、及びエラーのカウント数が対応付けて表示されるようになっている。エラーコードは、エラーの種類を示すものであり、エラー発生時に所定のルールに従って付与される。また、本例の場合、異なる座標にて発生したエラーは、エラーの種類（例えばフォーカス調整失敗，パターンマッチング失敗等）が同じであっても、発生した座標（試料上の位置）が異なる場合には、異なるエラーコードが付与される。制御装置１０２では、エラー情報を自動でデータ処理し、例えば、図１のようにレシピごとにエラーコードとエラーカウント数を一覧表示できるようにする。

これにより、一目でエラー発生件数が多いレシピが判断できる。さらにレシピ実行回数もデータとして収集すればエラー発生率も判断できる。またこのリストは複数回ほぼ同じ時間に同一位置でエラーが発生している場合、そのエラーを１回としてカウントできるようにすれば、真のエラー発生率を計ることが可能となる。

図３は、エラー発生数のカウントを行う際のシーケンスを説明するためのフローチャートである。まず、レシピが実行（Ｓ２０１）されると、エラー発生等の情報は、ターミナルＰＣ１０５に常時転送される（Ｓ２０２）ようになっている。このような状態において、エラーが発生（Ｓ２０３）した場合、同じエラーが同じ座標で所定の時間間隔で発生しているか否かを判断（Ｓ２０４）する。

仮に所定時間を１５秒としたときに、１５秒間隔で複数回、同じ座標で同じエラーが発生している場合、そのカウントを１回とする（Ｓ２０６）。例えば同じ時間間隔で発生するエラーとは、１回失敗してしまった行程をリトライしているために、同じ時間間隔である可能性がある。よって、同じ時間間隔で発生したエラーを１回とカウントするようにしても良い。なお、所定時間は例えば上限値を設定するようにしても良く、例えば上限を１０秒としたときに、同じエラーの間隔が４秒と計測された場合には、その発生回数を１回とカウントするようにしても良い。

また、同一エラーであっても、所定時間を越えて、或いは所定時間とは異なる時間間隔で発生するような場合は、その発生回数をカウント数とする（Ｓ２０５）。また、同一エラーが例えば３回以上発生したときに、Ｓ２０６に進み、２回以下のときはＳ２０５に進むようにしても良い。同一時間間隔で発生するエラーを漏れなく１回とカウントするようにすることも可能である。

同一のエラーが断続的に発生しているような場合を特定可能な回数や時間間隔を設定することが望ましい。

以上のようなアルゴリズムに基づいて、計測されたエラー数を図１に示すようなエラーログ表にレシピごとに表示する（Ｓ２０７）ことによって、早期に対策する必要のあるエラーを即座に認識することが可能となる。

同一座標で同一エラーが数秒間隔で発生している場合は、その複数回のエラーを１回としてカウントする。数秒間隔でも測定座標が異なっている場合は、従来通り１回ずつエラーをカウントする。これにより、真のエラーカウントが得られ効率良く自動化率を向上させることが出来る。これによりエラー発生件数が多いレシピが一目で判断出来、効率よくエラー解析およびレシピ最適化を活用出来る。

エラーログの一覧表示の一例を示す図。 エラーログの一覧表示の一例を示す図。 エラー発生数のカウントを行う際のシーケンスを説明するためのフローチャート。 ＣＤ−ＳＥＭと外部ＰＣからなるシステムの一例を説明する図。

符号の説明

１０１ ＣＤ−ＳＥＭ鏡体
１０２ 制御装置
１０３ ＣＤ−ＳＥＭ本体
１０４ ネットワーク
１０５ ターミナルＰＣ

Claims (3)

1. 試料への荷電粒子線の走査によって、放出される荷電粒子を検出し、当該検出された荷電粒子に基づいて、前記試料の検査、或いは測定を行う荷電粒子線装置を、設定されたレシピに基づいて制御する制御装置において、
   当該制御装置は、前記レシピに従って前記荷電粒子線装置を動作させるときに、前記荷電粒子線装置にて発生するエラーを、エラーログとして記憶する記憶媒体を備え、
   前記試料上の同一座標にて同一種類のエラーが所定時間間隔で、或いは所定時間間隔内に複数回発生した場合に、当該エラーを１回として表示装置に表示することを特徴とする制御装置。
2. 請求項１において、
   前記表示装置は、前記エラーの種類に対する発生回数を表示することを特徴とする制御装置。
3. 請求項１において、
   前記制御装置は、前記同一種類のエラーが、所定時間間隔を超えて発生した場合、或いは所定時間間隔内に複数回発生しなかった場合に、当該エラーをその発生回数として前記表示装置に表示することを特徴とする制御装置。

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