JP7173937B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子線装置に関する。

電子顕微鏡やイオン顕微鏡等の荷電粒子線装置は、微細な構造を持つ様々な試料の観察に用いられている。例えば、半導体デバイスの製造工程におけるプロセス管理を目的として、荷電粒子線装置の一つである走査電子顕微鏡が、試料である半導体ウェーハ上に形成された半導体デバイスパターンの寸法計測や欠陥検査等の測定に応用されている。

電子顕微鏡を用いた試料解析法の１つに、電子ビームを試料に照射することで得られる二次電子等に基づいて電位コントラスト像を形成し、電位コントラスト像の解析に基づいて、試料上に形成された素子の電気抵抗を評価する手法が知られている。

例えば、特許文献１には、電位コントラストから電気抵抗値を算出し、欠陥を判別する方法が開示されている。特許文献２には、電位コントラストから回路素子の電気的特性及び接続情報を含む情報を記述するネットリストを等価回路として作成することで、電気抵抗値等の欠陥の特性を予測する方法が開示されている。

特開２００３－１００８２３号公報 特開２００８－１３０５８２号公報

半導体デバイスの検査計測においては、製造工程におけるデバイスの電気特性の不良を検出することが求められる。しかし、特許文献に開示された技術では、設計データと検査計測データとを利用した複数デバイス間の相互作用を考慮した電気特性の推定は困難である。また、設計データに対するデータ変換に手間が掛かり、電気特性の推定にも長い時間が掛かるといった問題があった。

そこで、本発明の目的は、複数デバイス間の相互作用を考慮した電気特性の推定を短時間で行う荷電粒子線装置を提供することを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態による荷電粒子線装置は、試料の回路を推定するための計算用デバイスモデル及び試料に照射される荷電粒子線の光学条件を格納するデータベースと、光学条件に基づき試料に照射する荷電粒子線を制御する荷電粒子線光学系と、荷電粒子線の照射により試料から放出される二次電子を検出し、二次電子に基づく検出信号を出力する検出器と、計算用デバイスモデルに基づき演算用ネットリストを生成し、演算用ネットリスト及び光学条件に基づき荷電粒子線が試料に照射されたときの第１の照射結果を推定し、第１の照射結果と光学条件に基づき試料に荷電粒子線が照射されたときの第２の照射結果とを比較する演算器と、を備える。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、複数デバイス間の相互作用を考慮した電気特性の推定を短時間で行うことが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る荷電粒子線装置の構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る荷電粒子線装置の構成の一例を示すブロック図である。 データベースに格納される計算用デバイスモデルを例示する図である。 データベースに格納される光学条件を例示する図である。 試料に対する回路の推定方法の一例を示すフロー図である。 計算用デバイスモデルの選択画面の一例を示す図である。 光学条件の選択画面の一例を示す図である。 回路推定後の結果表示画面の一例を示す図である。 回路推定後の結果表示画面の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する各実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明の技術範囲を限定するものではない。なお、実施例において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は、特に必要な場合を除き省略する。

（実施の形態１）
＜荷電粒子線装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る荷電粒子線装置の構成の一例を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る荷電粒子線装置の構成の一例を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、荷電粒子線装置１は、荷電粒子線装置本体１０、計算機３０、入出力器５０を備えている。

〈荷電粒子線装置本体〉
荷電粒子線装置本体１０は、検査用の試料２３が収容される試料室１０Ｂに、鏡筒１０Ａが載置され、鏡筒１０Ａ及び試料室１０Ｂの外側に制御部１１が配置された構成となっている。鏡筒１０Ａには、電子線（荷電粒子線）を照射する電子源（荷電粒子源）１２、電子線のパルス化を行うパルス電子発生器１９、照射された電子線の照射電流の調整を行う絞り１３、電子線の照射方向を制御する偏向器１４、電子線を集光する対物レンズ１８等が収容される。また、図示は省略しているが、鏡筒１０Ａには、コンデンサレンズが設けられる。なお、電子線のパルス化を行わないのであれば、パルス電子発生器１９はなくてもよい。

また、鏡筒１０Ａには、電子線の照射により試料２３から放出される二次電子を検出し、二次電子に基づく検出信号を出力する検出器２５等が収容される。検出信号は、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscopy）画像の生成、試料２３のサイズの測定、電気特性の計測等に利用される。

試料室１０Ｂには、ステージ２１、試料２３等が収容される。試料２３は、ステージ２１上に載置される。試料２３は、例えば複数の半導体デバイスを含む半導体ウェーハや、個別の半導体デバイス等である。ステージ２１には、図示しないステージ駆動機構が設けられ、制御部１１の制御により試料室１０Ｂ内を移動可能である。

制御部１１は、荷電粒子線装置本体１０の構成要素の制御を行う機能ブロックである。制御部１１は、例えば、計算機３０から入力される光学条件等に基づき、電子源１２、パルス電子発生器１９、絞り１３、偏向器１４、対物レンズ１８等の動作制御を行う。このように、制御部１１、電子源１２、パルス電子発生器１９、絞り１３、偏向器１４、対物レンズ１８等は、電子線を制御する荷電粒子線光学系ＢＳを構成する。

また、制御部１１は、例えば計算機３０から入力される光学条件等に基づき、ステージ駆動機構の制御を行うことで、試料２３を所定の位置へ移動させる。また、制御部１１は、検出器２５に対する電力供給や制御信号の供給等の制御を行うことで、検出器２５による二次電子の検出処理の制御を行う。

制御部１１は、例えばＣＰＵ等のプロセッサで実行されるプロクラムにより実現される。また、制御部１１は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等で構成されてもよい。

〈計算機〉
計算機３０は、図１に示すように、演算器３１及び記憶装置４１を備えている。演算器３１は、試料２３の回路（あるいは等価回路）の推定を行う機能ブロックである。演算器３１は、例えば図２に示すように、演算用ネットリスト生成部３２、電子線照射結果推定演算器３３、比較器３４を有する。演算用ネットリスト生成部３２は、後述する計算用デバイスモデル及び光学条件に基づいて、試料２３に対応する演算用ネットリストの生成を行う。また、演算用ネットリスト生成部３２は、比較器３４における比較結果に基づく演算用ネットリストの更新も行う。

電子線照射結果推定演算器３３は、演算用ネットリスト生成部３２で生成された演算用ネットリストに基づく電子線照射結果の推定を行う。比較器３４は、電子線照射結果推定演算器３３で推定された電子線照射結果（第１の照射結果）と、実際に測定した電子線照射結果（第２の照射結果）との比較を行う。

演算器３１は、これらの処理のほか、推定した電子線照射結果、測定された電子線照射結果、及び試料２３に対し同定したネットリスト（以下、「推定ネットリスト」とも呼ぶ）の表示に関わる処理、検出信号に基づく試料２３の検査画像（ＳＥＭ画像等）の生成、試料２３のサイズの測定、試料２３の電気特性の計測等に関わる処理を行う。

演算器３１は、制御部１１と同様に、ＣＰＵ等のプロセッサで実行されるプロクラムにより実現されてもよいし、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等で構成されてもよい。

記憶装置４１は、データベース４２、光学条件記憶部４３、演算用ネットリスト記憶部４４、電子線照射結果記憶部４５、推定照射結果記憶部４６を含む。データベース４２は、演算用ネットリストの生成に用いられる計算用デバイスモデル（例えばＤＭ１、ＤＭ２）及び光学条件（例えばＬＣ１、ＬＣ２）を格納する。なお、計算用デバイスモデルには、試料を含むデバイスの欠陥を示すモデルが含まれる。

これら計算用デバイスモデル及び光学条件の登録は、入出力器５０を操作してユーザによる登録作業が行われてもよいし、計算機３０を外部装置と接続し、外部装置から計算用デバイスモデルを受信することにより行われてもよい。データベース４２は、計算用デバイスモデル及び光学条件を、例えばＬＵＴ（Look Up Table）として格納する。

図３は、データベースに格納される計算用デバイスモデルを例示する図である。計算用デバイスモデルにはそれぞれ固有のＩＤ４２ａ（例えばＤＭ１、ＤＭ２）が付され、ＩＤ４２ａによりそれぞれの計算用デバイスモデルが識別される。それぞれの計算用デバイスモデルには、例えば、モデル４２ｂ、数式４２ｃ、パラメータ種別４２ｄ、パラメータ値４２ｅ、その他データ４２ｆ等の情報が含まれる。なお、それぞれの計算用デバイスモデルでは、これらの中の一部の情報のみが規定されていてもよい。

モデル４２ｂは、デバイスの回路を規定する情報である。例えばＲＣ並列回路等の回路を規定する情報が、モデル４２ｂとして登録される。また、デバイスの波形モデル等がモデル４２ｂとして登録されてもよい。数式４２ｃは、回路では表現できないデバイスの電気特性を規定する情報が含まれる。パラメータ種別４２ｄは、例えば抵抗（Ｒ）や容量（Ｃ）等、デバイスに含まれる回路素子の種別を規定する情報である。パラメータ値４２ｅは、パラメータ種別４２ｄの各要素と対応しており、パラメータ種別４２ｄに対応する回路素子の値を規定する情報である。例えば、抵抗（Ｒ）、容量（Ｃ）がパラメータ種別として登録されていれば、対応するパラメータ値は抵抗値、容量値である。その他データ４２ｆには、例えば、デバイスの形状、デバイスの物性等の情報が含まれる。

図４は、データベースに格納される光学条件を例示する図である。光学条件にはそれぞれ固有のＩＤ４２ｇ（例えばＬＣ１、ＬＣ２）が付され、ＩＤ４２ｇによりそれぞれの光学条件が識別される。それぞれの光学条件には、例えば、照射エネルギ４２ｈ、照射電流４２ｉ、スキャン条件４２ｊ、パラメータ値４２ｋ、その他データ４２ｌ等の情報が含まれる。なお、それぞれの光学条件では、これらの中の一部の情報のみが規定されていてもよい。

照射エネルギ４２ｈは、試料に照射される荷電電子線のエネルギを規定する情報である。照射エネルギには、例えば、電子の加速電圧やリターディング電圧等が含まれる。ここで、リターディング電圧とは、試料に電圧を印加することで、試料直前で電子線（荷電粒子線）の速度を減速させる電圧のことをいう。照射電流４２ｉは、電子線の電流を規定する情報である。なお、照射電流は、プローブ電流と呼ばれることもある。

スキャン条件４２ｊは、電子線の照射方法を規定する情報である。スキャン条件４２ｊには、例えば、スキャン速度（走査速度）、走査間隔等の情報が含まれる。パラメータ値４２ｋは、電子線の照射に関わるパラメータを規定する情報である。パラメータ値４２ｋには、例えば、倍率、開き角、ワーキングディスタンス等の情報が含まれる。その他データ４２ｌには、光学条件に関わるこれら以外の情報が含まれる。また、その他データ４２ｌには、電子線パルス化条件（変調条件）が格納されてもよい。

電子線パルス化条件には、例えば、パルス幅、デューティ比、周波数、パルス幅やデューティ比が時間的に変化する任意のパタン等が含まれる。

なお、光学条件は、電子光学条件等と呼ばれることがある。

光学条件記憶部４３は、選択された電子線の光学条件を格納する。演算用ネットリスト記憶部４４は、演算用ネットリスト生成部３２で生成又は更新された演算用ネットリストを格納する。電子線照射結果記憶部４５は、検出器２５から出力される検出信号に基づき、実際に測定した試料２３に対する電子線照射結果を格納する。電子線照射結果記憶部４５に格納される電子線照射結果は、検出器２５から出力される検出信号でもよいし、検出信号に基づくＳＥＭ画像等でもよい。推定照射結果記憶部４６は、電子線照射結果推定演算器３３で推定された試料２３に対する電子線照射結果を格納する。

記憶装置４１は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。また、記憶装置４１に含まれる各記憶部の一部は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリで構成されてもよい。記憶装置４１に含まれる各記憶部は、それぞれ別個のデバイスとして設けられてもよいし、１つの記憶装置の中にそれぞれの記憶領域が設けられた構成でもよい。

〈入出力器〉
入出力器５０は、荷電粒子線装置１に対する操作、計算用デバイスモデルや光学条件の選択、試料２３に対する電子線照射結果、推定照射結果、及び推定ネットリストの表示等を行う機能ブロックである。入出力器５０は、例えばタッチパネル方式のディスプレイ６０を備えている。ディスプレイ６０には、例えば、荷電粒子線装置１の操作パネル、計算用デバイスモデルや光学条件の選択を選択する選択部５１、推定ネットリスト等５２、推定照射結果５３、電子線照射結果５４等が表示される。

＜試料に対する回路推定方法＞
次に、試料２３に対する回路推定方法について説明する。本実施の形態では、計算用デバイスモデルから生成した演算用ネットリスト、及び光学条件を用いて推定した電子線照射結果と、光学条件に基づく実際の電子線照射結果とを比較することにより、試料のネットリストの推定が行われる。図５は、試料に対する回路の推定方法の一例を示すフロー図である。図５の例では、ステップＳ１０～Ｓ１３０により試料に対する回路の推定が行われる。

回路推定処理が開始されると、計算用デバイスモデルの選択が行われる（ステップＳ１０）。図６は、計算用デバイスモデルの選択画面の一例を示す図である。図６の計算用デバイスモデル選択画面６１には、例えば、データベース４２に登録されている計算用デバイスモデルの一覧表６１ａと、選択決定ボタン６１ｅが示される。一覧表６１ａには、登録されている計算用デバイスモデルのＩＤ表示欄６１ｂ、計算用デバイスモデルの選択欄６１ｃ、各計算用デバイスモデルの詳細表示欄６１ｄが示される。

ユーザは、ディスプレイ６０に表示される計算用デバイスモデル選択画面６１から、測定対象の試料２３と同一又は類似する回路を有する計算用デバイスモデルを選択する。本実施の形態では、１つの計算用デバイスモデルが選択される。具体的に述べると、ユーザは、選択する計算用デバイスモデルのチェックボックスにチェックを入れた後、選択決定ボタン６１ｅをタッチすることにより、計算用デバイスモデルの選択が完了する。図６では、ＩＤがＤＭ１の計算用デバイスモデルが選択された場合が示されている。選択された計算用デバイスモデルは、図２の演算用ネットリスト生成部３２に送信される。

ステップＳ２０では、演算用ネットリスト生成部３２は、ユーザが選択した計算用デバイスモデルに基づき演算用ネットリストの生成を行う。例えば、演算用ネットリスト生成部３２は、選択された計算用デバイスモデルに含まれるモデル４２ｂ、パラメータ種別４２ｄ、デバイスの形状、デバイスの物性等のいずれかと、パラメータ値４２ｅとを組み合わせて演算用ネットリストの生成を行う演算用ネットリストの生成方法は、これに限定されるものではない。

ステップＳ３０では、光学条件の選択が行われる。図７は、光学条件の選択画面の一例を示す図である。図７の光学条件選択画面６２には、例えば、データベース４２に登録されている光学条件の一覧表６２ａと、選択決定ボタン６２ｅが示される。一覧表６２ａには、登録されている光学条件のＩＤ表示欄６２ｂ、光学条件の選択欄６２ｃ、各光学条件の詳細表示欄６２ｄが示される。

ユーザは、ディスプレイ６０に表示される光学条件選択画面６２から、任意の光学条件を選択する。具体的に述べると、ユーザは、選択する光学条件のチェックボックスにチェックを入れた後、選択決定ボタン６２ｅをタッチすることにより、光学条件の選択が完了する。図７では、ＩＤがＬＣ２の光学条件が選択された場合が示されている。選択された光学条件は、図２の光学条件記憶部４３に格納される。

なお、ステップＳ１０において、選択決定ボタン６１ｅがタッチされ、計算用デバイスモデルの選択が完了すると、計算用デバイスモデル選択画面６１が消去され、光学条件選択画面６２が表示されてもよい。また、計算用デバイスモデルの選択が完了すると、計算用デバイスモデル選択画面６１に重畳して光学条件選択画面６２が表示されてもよい。光学条件選択画面６２に計算用デバイスモデル選択画面６１を再表示させるボタンが設けられてもよい。

また、光学条件の設定においては、必要に応じて電子線パルス化条件（変調条件）も併せて用いられる。電子線パルス化条件は、光学条件と併用されてもよいし、電子線パルス化条件単独で光学条件として設定されてもよい。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０で選択された光学条件で、試料２３に対する電子線の照射が行われる。光学条件記憶部４３に記憶された光学条件は、荷電粒子線装置本体１０の制御部１１へ送信される。制御部１１は、受信した光学条件に基づき、荷電粒子線光学系ＢＳを構成する各部を制御し、試料２３に対し電子線を照射させる。電子線が照射されると、試料２３から二次電子が放出される。検出器２５は、試料２３から放出された二次電子を検出すると、二次電子の個数や照射エネルギ等に応じた所定の検出信号を計算機３０（演算器３１）へ出力する。

ステップＳ５０では、試料２３に対する実際の電子線照射結果が格納される。演算器３１は、例えば、検出器２５から出力された検出信号（信号波形）を電子線照射結果として電子線照射結果記憶部４５に格納してもよい。また、演算器３１は、検出信号に基づき検査画像（ＳＥＭ画像等）を生成し、検査画像を電子線照射結果として電子線照射結果記憶部４５に格納してもよい。また、演算器３１は、検出信号に基づく試料２３の帯電量を測定し、測定した帯電量を電子線照射結果記憶部４５に格納してもよい。また、演算器３１は、検査画像の明るさ、あるいはピクセルごとの明るさを検出し、検出した明るさを電子線照射結果記憶部４５に格納してもよい。

ステップＳ６０では、ステップＳ２０において生成された演算用ネットリストが、演算用ネットリスト記憶部４４に格納される。なお、図５では、ステップＳ２０とステップＳ６０とを区別しているが、ステップＳ６０の処理は、ステップＳ２０において行われてもよい。

ステップＳ７０では、電子線照射結果の推定が行われる。電子線照射結果推定演算器３３は、演算用ネットリスト記憶部４４に格納された演算用ネットリスト、及び光学条件記憶部４３に格納された光学条件に基づき、試料２３に対する電子線照射結果の推定を行う。ここで推定される電子線照射結果の項目は、ステップＳ５０の測定項目と対応しており、例えば、検出器２５から出力された検出信号（信号波形）、帯電量、検査画像、検査画像の明るさ、検査画像におけるピクセルごとの明るさ等である。

ステップＳ８０では、ステップＳ７０において推定された電子線照射結果が推定照射結果記憶部４６に格納される。

ステップＳ９０では、実際の電子線照射結果と、推定された電子線照射結果とが比較される。比較器３４は、電子線照射結果の項目ごとに、実際の電子線照射結果と、推定された電子線照射結果とを比較する。比較器３４は、例えば、電子線の照射領域ごと、あるいは検出画像のピクセルごとに検出信号の比較を行う。また、比較器３４は、例えば、帯電量、検査画像、検査画像の明るさ、検査画像におけるピクセルごとの明るさ等の比較を行う。比較器３４は、例えば、これらの照射結果を数値化し、項目ごとに実際の電子線照射結果と推定された電子線照射結果との差分の大きさを算出することで比較結果を生成する。なお、比較器３４は、これらすべての項目についての比較を行ってもよいし、一部の項目の比較のみを行ってもよい。

ステップＳ１００では、ステップＳ９０で算出した比較結果に基づき、実際の電子線照射結果と推定された電子線照射結果とが一致するか否かが判定される。例えば、比較結果の値が「０」であれば、比較器３４は、これらの照射結果は一致すると判断する。一方、比較結果の値が「０」でなければ、比較器３４は、これらの比較結果は一致しないと判断する。ただし、実際には、これらの照射結果が完全に一致することはほとんどないため、所定の範囲内での測定誤差を考慮する必要がある。

そこで、比較器３４は、比較結果の値が所定の閾値以下であれば、これらの照射結果は一致すると判断してもよい。所定の閾値は、項目ごとにそれぞれ設定される。なお、複数項目について比較を行う場合、比較器３４は、比較したすべての項目について比較結果が閾値以下となる場合のみ、これらの照射結果が一致すると判断してもよいし、所定の割合以上の項目において比較結果が閾値以下となる場合には、これらの照射結果が一致すると判断してもよい。

ステップＳ１００において、比較器３４がこれらの電子線照射結果は一致しないと判断した場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１０の処理が行われる。

ステップＳ１１０では、演算用ネットリストの更新が行われる。比較器３４は、例えば、比較結果を演算用ネットリスト生成部３２へ送信し、演算用ネットリスト生成部３２において演算用ネットリストの更新が行われる。演算用ネットリスト生成部３２は、例えば、比較結果に基づき、直前の演算用ネットリストの生成に用いられたパラメータ値を変更し、変更後のパラメータ値を用いて演算用ネットリストを生成する。このように、演算用ネットリスト生成部３２は、演算用ネットリストの更新を行う。その際、演算用ネットリスト生成部３２は、複数項目の比較結果に基づきパラメータ値の変更を行ってもよい。また、演算用ネットリスト生成部３２は、パラメータ値の変更が可能なパラメータを予め設定しておき、変更可能なパラメータのみパラメータ値を変更しながら演算用ネットリストを更新してもよい。

更新された演算用ネットリストは、演算用ネットリスト記憶部４４に格納される（ステップＳ６０）。更新された演算用ネットリスト及び光学条件を用いて、電子線照射結果の推定が再度行われ（ステップＳ７０）、推定された電子線照射結果が推定照射結果記憶部４６に格納される（ステップＳ８０）。そして、更新された演算用ネットリストを用いて推定された電子線照射結果と、実際の電子線照射結果との比較が再度行われる（ステップＳ９０）。

ステップＳ６０～Ｓ１１０の処理は、推定された電子線照射結果と、実際の電子線照射結果とが一致するまで繰り返し実行される。なお、演算用ネットリストの更新は、演算用ネットリスト記憶部４４において行われてもよい。この場合、推定された電子線照射結果と、実際の電子線照射結果とが一致するまで、ステップＳ７０～Ｓ１１０の処理が繰り返し実行される。

一方、ステップＳ１００において、比較器３４がこれらの電子線照射結果は一致すると判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０の処理が行われる。ステップＳ１２０では、演算器３１（比較器３４）は、演算用ネットリスト記憶部４４に格納されている演算用ネットリストが、試料２３の回路を記述するネットリストであると同定できると判断し、この演算用ネットリストを推定ネットリストとして推定ネットリスト記憶部４７へ格納する。また、推定ネットリストと併せて、検査画像におけるプラグ電極の位置と推定ネットリストの各ノードとを対応させた対応表も推定ネットリスト記憶部４７に格納されてもよい。

ステップＳ１３０では、推定結果及び測定結果が入出力器５０へ出力される。例えば、推定ネットリスト記憶部４７に格納された推定ネットリスト、推定照射結果記憶部４６に格納されている推定された電子線照射結果、電子線照射結果記憶部４５に格納された実際の電子線照射結果は入出力器５０へ出力され、ディスプレイ６０に表示される。

図８は、回路推定後の結果表示画面の一例を示す図である。図８には、結果表示画面７０として、計算用デバイスモデル指定部７１、推定結果表示部７２、推定電子線照射結果表示部７３、電子線照射結果表示部７４が示されている。

計算用デバイスモデル指定部７１には、選択された計算用デバイスモデルの内容や、選択された光学条件等が示されている。例えば、ユーザは、計算用デバイスモデル指定部７１をタッチすることで、選択した計算用デバイスモデルや光学条件の内容を確認することができる。推定結果表示部７２には、推定ネットリストの生成に用いられたそれぞれのパラメータ値が表示される。また、推定結果表示部７２には、パラメータ値と併せて、パラメータが変更可能であるか否かの情報が表示されてもよい。

推定電子線照射結果表示部７３には、推定された電子線照射結果が表示される。推定電子線照射結果表示部７３には、横軸が電子線の照射条件（光学条件）及び縦軸が明度（明るさ）のグラフが示されている。具体的に述べると、推定電子線照射結果表示部７３には、複数のノード（プラグ電極）に対して推定された電子線照射結果が表示される。なお、推定電子線照射結果表示部７３には、推定ネットリストを用いた推定結果だけでなく、同定される前の演算用ネットリストを用いた推定結果も併せて表示されてもよい。

電子線照射結果表示部７４には、実際に測定された電子線照射結果が表示される。電子線照射結果表示部７４にも、横軸が電子線の照射条件及び縦軸が明度（明るさ）のグラフが示されている。電子線照射結果表示部７４には、複数のノードに対する電子線照射結果が表示される。

なお、推定電子線照射結果表示部７３、電子線照射結果表示部７４のグラフは任意に設定可能である。例えば、縦軸を二次電子検出量としたグラフが示されてもよい。また、推定電子線照射結果表示部７３、電子線照射結果表示部７４には、検出信号の波形や検査画像等がそれぞれ示されてもよい。

また、推定電子線照射結果表示部７３及び電子線照射結果表示部７４を合わせて、推定結果と測定結果とを重ねて表示してもよい。

図９は、回路推定後の結果表示画面の他の例を示す図である。結果表示画面７０には、図８の他にも、例えば図９に示す画像がそれぞれ表示されてもよい。図９（Ａ）は、検査画像にプラグ電極の座標を挿入した画像である。図９（Ｂ）は、推定ネットリストである。図９（Ｃ）は、検査画像におけるプラグ電極の位置と推定ネットリストの各ノードとを対応させた対応表である。また、推定ネットリストに基づく回路図が、結果表示画面７０に表示されてもよい。

なお、図５では、演算用ネットリストの生成、電子線の照射による測定、電子線照射結果の推定等の処理を順に説明したが、これらの処理が並行して行われてもよい。例えば、演算用ネットリストの生成及び電子線照射結果の推定の処理を行いつつ、電子線の照射による測定が行われてもよい。

また、ステップＳ７０における電子線照射結果の推定、ステップＳ１１０における演算用ネットリストの更新等の処理には、機械学習やディープラーニング等の手法によるＡＩ(Artificial Intelligence)が用いられてもよい。

＜本実施の形態による主な効果＞
本実施の形態によれば、計算用デバイスモデルに基づき演算用ネットリストが生成され、演算用ネットリスト及び光学条件に基づき電子線が試料に照射されたときの電子線照射結果が推定される。また、推定された電子線照射結果と、光学条件に基づき試料２３に電子線が照射されたときの電子線照射結果とが比較される。

この構成によれば、外部から入力される外部ネットリストを演算用ネットリストを変換しなくてもよいので、試料２３に対する電気特性の推定を短時間で行うことが可能であり、スループットを向上させることが可能となる。また、外部ネットリストの構成に影響されることなく、試料２３の電気特性や回路の推定を自在に行うことが可能となり、複数デバイス間の相互作用を考慮した電気特性の推定が可能となる。

また、本実施の形態によれば、推定した電子線照射結果と実際の電子線照射結果とが異なる場合、計算用デバイスモデルの更新が行われる。具体的には、演算器３１は、計算用デバイスモデルに含まれるパラメータ値を変更し、変更したパラメータ値を用いて演算用ネットリストを再度作成することにより、演算用ネットリストの更新を行う。この構成によれば、演算量を抑えつつ演算用ネットリストの更新が可能となり、演算器３１の負荷を抑えることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、電子線照射結果は、検出信号、検出信号に基づく検査画像、検査画像の明るさ、検査画像におけるピクセルごとの明るさのいずれかを含む。この構成によれば、検出信号を基にした様々な形態により照射結果を照合することが可能である。

また、本実施の形態によれば、計算用デバイスモデルは、試料２３の欠陥を示すモデルが含まれる。この構成によれば、試料２３の欠陥（製造不良）を容易に検出することが可能であり、回路推定の精度を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、計算用デバイスモデルは、デバイスの回路を規定するモデル、デバイスの電気特性を規定する数式、デバイスの形状、及びデバイスの物性のいずれかを含む。この構成によれば、回路構成だけでなく、電気特性、形状、物性等から試料２３の回路を推定することが可能であり、回路推定の精度を向上させることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、演算器３１は、検査画像におけるプラグ電極の位置と、同定された演算用ネットリスト（推定ネットリスト）の各ノードとを対応させた対応表を生成する。この構成によれば、ネットリストと検査画像との対応が関係の把握が容易になる。

また、本実施の形態によれば、光学条件及び電子線パルス化条件に基づき電子線照射結果が推定される。この構成によれば、複雑に変化する電子線により、試料２３の電気特性の推定精度を向上させることが可能となる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、複数の計算用デバイスモデルと、１つの光学条件とを用い、計算用デバイスモデルごとに照射結果が比較される。本実施の形態の装置構成は、図１－図４と同様であるので説明は省略する。

＜試料に対する回路推定方法＞
次に、本実施の形態における回路推定方法について説明する。本実施の形態においても、図５のフローに沿って回路推定の推定が行われる。以下では、主に実施の形態１と異なる処理について説明する。

ステップＳ１０では、複数の計算用デバイスモデルの選択が行われる。例えば、ユーザは、図６の計算用デバイスモデル選択画面６１で、複数の計算用デバイスモデルのチェックボックスにチェックを入れ、選択決定ボタン６１ｅをタッチすることにより、複数の計算用デバイスモデルが選択される。

ステップＳ２０では、選択された複数の計算用デバイスモデルのそれぞれに対する演算用ネットリストが生成される。そして、ステップＳ６０では、ステップＳ２０で生成されたそれぞれの演算用ネットリストが、演算用ネットリスト生成部３２に格納される。

ステップＳ７０では、演算用ネットリスト生成部３２に格納されたそれぞれの演算用ネットリストを用いた電子線照射結果の推定が行われる。ステップＳ８０では、ステップＳ７０で推定された複数の電子線照射結果が、推定照射結果記憶部４６に格納される。

ステップＳ９０では、実際の電子線照射結果と、推定された複数の電子線照射結果とが比較される。比較器３４は、推定された電子線照射結果ごとに比較結果を生成する。ステップＳ１００では、実際の電子線照射結果と推定されたそれぞれの電子線照射結果とが一致するか否かが判定される。

ステップＳ１００において、実際の電子線照射結果と推定されたすべての電子線照射結果とが一致しないと判定された場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１０において、すべての演算用ネットリストの更新が行われる。一方、実際の電子線照射結果と推定されたいずれかの電子線照射結果とが一致すると判定された場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０の処理が行われる。

ステップＳ１２０では、実際の電子線照射結果と一致する、推定された電子線照射結果に対応する演算用ネットリストが、試料２３を記述するネットリストであると同定される。同定された演算用ネットリストは、推定ネットリストとして推定ネットリスト記憶部４７に格納される。

ステップＳ１３０では、複数の計算用デバイスモデルに対する推定結果が結果表示画面７０に表示されてもよい。

＜本実施の形態による主な効果＞
本実施の形態によれば、前述の実施の形態による各効果に加え、以下の効果が得られる。本実施の形態によれば、複数の計算用デバイスモデルと、１つの光学条件とを用い、計算用デバイスモデルごとに、推定された電子線照射結果と実際の電子線照射結果とが比較される。この構成によれば、複雑な構成を有する試料２３に対する回路や電気特性の推定を短時間に行うことが可能となる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、１つの計算用デバイスモデルと、複数の光学条件とを用い、光学条件ごとに照射結果が比較される。本実施の形態においても、装置構成は図１－図４と同様である。

＜試料に対する回路推定方法＞
次に、本実施の形態における回路推定方法について説明する。本実施の形態においても、図５のフローに沿って回路推定の推定が行われる。以下では、主に実施の形態１と異なる処理について説明する。

ステップＳ３０では、複数の光学条件の選択が行われる。例えば、ユーザは、図７の光学条件選択画面６２で、複数の光学条件のチェックボックスにチェックを入れ、選択決定ボタン６２ｅをタッチすることにより、複数の光学条件が選択される。

ステップＳ４０では、選択された複数の光学条件で、試料２３に対する電子線の照射が順次行われる。ステップＳ５０では、光学条件ごとに、試料２３に対する実際の電子線照射結果が電子線照射結果記憶部４５に格納される。

ステップＳ９０では、光学条件ごとの実際の電子線照射結果と、推定された電子線照射結果とが比較される。比較器３４は、光学条件ごとに比較結果を生成する。ステップＳ１００では、それぞれの電子線照射結果と推定された電子線照射結果とが一致するか否かが判定される。

ステップＳ１００において、複数の電子線照射結果と推定された電子線照射結果とが一致しないと判定された場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１０において、演算用ネットリストの更新が行われる。一方、いずれかの電子線照射結果と推定されたいずれかの電子線照射結果とが一致すると判定された場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０の処理が行われる。

ステップＳ１２０では、演算用ネットリスト記憶部４４に格納されている演算用ネットリストが、推定ネットリストとして推定ネットリスト記憶部４７に格納される。このとき、実際の電子線照射結果と推定された電子線照射結果とが一致したときの光学条件も併せて格納されてもよい。

ステップＳ１３０では、複数の光学条件に対する測定結果が結果表示画面７０に表示されてもよい。

＜本実施の形態による主な効果＞
本獅子の形態によれば、１つの計算用デバイスモデルと、複数の光学条件とを用い、光学条件ごとに、推定された電子線照射結果と実際の電子線照射結果とが比較される。この構成によれば、電気特性の推定精度を向上させることが可能となる。

［変形例］
なお、本実施の形態は、例えば実施の形態１で同定された推定ネットリストに対し、複数の光学条件で実行される場合にも応用可能である。この場合、計算用デバイスモデルの選択、演算用ネットリストの生成・更新、演算用ネットリストの同定等のステップは適宜省略可能である。

これにより、ネットリストが同定された試料の電気特性の推定が容易になり、推定精度を向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる場合がある。

１…荷電粒子線装置、１０…荷電粒子線装置本体、２３…試料、２５…検出器、３０…計算機、３１…演算器、４１…記憶装置、４２…データベース、５０…入出力器、６０…ディスプレイ、ＢＳ…荷電粒子線光学系

Claims (11)

1. 試料の回路を推定するための計算用デバイスモデル及び前記試料に照射される荷電粒子線の光学条件を格納するデータベースと、
   前記光学条件に基づき前記試料に照射する前記荷電粒子線を制御する荷電粒子線光学系と、
   前記荷電粒子線の照射により前記試料から放出される二次電子を検出し、前記二次電子に基づく検出信号を出力する検出器と、
   前記計算用デバイスモデルに基づき演算用ネットリストを生成し、前記演算用ネットリスト及び前記光学条件に基づき前記荷電粒子線が前記試料に照射されたときの第１の照射結果を推定し、前記第１の照射結果と前記光学条件に基づき前記試料に前記荷電粒子線が照射されたときの第２の照射結果とを比較する演算器と、
   を備える、
   荷電粒子線装置。
2. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記演算器は、前記第１の照射結果と前記第２の照射結果とが異なる場合、前記計算用デバイスモデルの更新を行い、前記第１の照射結果と前記第２の照射結果とが一致する場合、前記演算用ネットリストが前記試料の回路を記述するネットリストであると同定する、
   荷電粒子線装置。
3. 請求項２に記載の荷電粒子線装置において、
   前記演算器は、前記計算用デバイスモデルに含まれるパラメータ値を変更し、変更した前記パラメータ値を用いて前記演算用ネットリストの更新を行う、
   荷電粒子線装置。
4. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記第２の照射結果は、前記検出信号、前記検出信号に基づく検査画像、前記検査画像の明るさ、前記検査画像におけるピクセルごとの明るさのいずれかを含む、
   荷電粒子線装置。
5. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記計算用デバイスモデルは、デバイスの欠陥を示すモデルを含む、
   荷電粒子線装置。
6. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記計算用デバイスモデルは、デバイスの回路を規定するモデル、前記デバイスの電気特性を規定する数式、前記デバイスの形状、及び前記デバイスの物性のいずれかを含む、
   荷電粒子線装置。
7. 請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
   前記計算用デバイスモデルは、前記デバイスの前記回路に含まれる回路素子のパラメータ値を含む、
   荷電粒子線装置。
8. 請求項２に記載の荷電粒子線装置において、
   前記演算器は、前記検出信号に基づき検査画像を生成し、前記検査画像におけるプラグ電極の位置と、同定された前記演算用ネットリストの各ノードとを対応させた対応表を生成する、
   荷電粒子線装置。
9. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
   前記データベースは、前記荷電粒子線のパルス化条件を格納し、
   前記荷電粒子線光学系は、前記光学条件及び前記パルス化条件に基づき前記試料に照射する前記荷電粒子線を制御し、
   前記演算器は、前記光学条件及び前記パルス化条件に基づき前記第１の照射結果を推定する、
   荷電粒子線装置。
10. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    前記演算器は、複数の前記計算用デバイスモデルと、１つの前記光学条件とを用い、前記計算用デバイスモデルごとに前記第１の照射結果と前記第２の照射結果とを比較する、
    荷電粒子線装置。
11. 請求項１に記載の荷電粒子線装置において、
    前記演算器は、１つの前記計算用デバイスモデルと、複数の前記光学条件とを用い、前記光学条件ごとに前記第１の照射結果と前記第２の照射結果とを比較する、
    荷電粒子線装置。

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