JPH0375507A - Method and apparatus for inspecting pattern - Google Patents

Method and apparatus for inspecting pattern

Info

Publication number
JPH0375507A
JPH0375507A JP1211887A JP21188789A JPH0375507A JP H0375507 A JPH0375507 A JP H0375507A JP 1211887 A JP1211887 A JP 1211887A JP 21188789 A JP21188789 A JP 21188789A JP H0375507 A JPH0375507 A JP H0375507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
image
coordinate system
sample stage
sample
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.)
Pending
Application number
JP1211887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yozo Ouchi
大内 洋三
Yutaka Sako
裕 酒匂
Haruo Yoda
晴夫 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1211887A priority Critical patent/JPH0375507A/en
Publication of JPH0375507A publication Critical patent/JPH0375507A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform high-magnification inspection at high positioning accuracy by moving a sample stage and a photographing position so that the position of a pattern to be inspected appears at the intended position on a screen. CONSTITUTION:An electron beam emitted from an electron source 1 is projected on a sample 5 through a conversion lens 2, a deflection coil 3 and an objective lens 4. Then, the secondary electrons generated in the surface of the sample 5 are converted into an electric signal in a detector 11. The signal is detected in a secondary-electron detection circuit 14. The result is stored in an image memory 15. The data in the memory 15 are displayed on a CRT display 17 by the control of an electronic computer 16. The expanded image of the surface of a pattern to be inspected is observed. Furthermore, a deflection-signal setting device 12 is actuated by the control of the computer 16. A voltage is applied to the coil 3, and a beam-scanning starting position is freely set. The computer 16 controls driving devices 7 and 8, and a sample stage 6 is two-dimensionnally moved. The intended position of the pattern to be inspected can be observed at the intended position on the display 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、微細なパターンの高倍率像を所望の位置で検
査するためのパターン検査方法および装置に関し、特に
半導体パターンを煩雑なマニュアル操作なしに自動的に
検査することが可能な外観検査方法とその検査装置に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a pattern inspection method and apparatus for inspecting a high-magnification image of a fine pattern at a desired position, and in particular to a pattern inspection method and apparatus for inspecting a semiconductor pattern without complicated manual operations. The present invention relates to an external appearance inspection method and an inspection device that can automatically inspect the appearance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

走査型電子顕微鏡(以下、SEMと呼ぶ)は、電子銃か
ら放射された電子ビームをレンズ系で細く収束し、試料
上を走査することにより、試料表面から発生した2次電
子をシンチレータや光電倍増管により検出して、それを
映像信号として同期して走査するCRTデイスプレィ上
に像を描かせるようにしたものである。この場合の、倍
像率は、電子ビームの試料上の走査長とCRTデイスプ
レィ画面の対応する長さの比で決定される。
A scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) uses a lens system to narrowly focus the electron beam emitted from an electron gun and scans the electron beam over the sample.The scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) uses a scintillator or photomultiplier to collect secondary electrons generated from the sample surface. The image is detected by a tube and an image is drawn on a CRT display which is scanned synchronously as a video signal. In this case, the magnification is determined by the ratio between the scanning length of the electron beam on the sample and the corresponding length of the CRT display screen.

SEMでは、主として固体試料の表面形状を観察するの
に適しており、焦点深度が深いという特質を持っている
SEM is mainly suitable for observing the surface shape of solid samples, and has a characteristic of having a deep depth of focus.

(x、y)およびSEMを用いて被検査パターンの所望
位置を検査する場合には、その所望位置がSEMの走査
領域に含まれるように被検査パターンを正しく位置決め
する必要がある。
When inspecting a desired position of a pattern to be inspected using (x, y) and an SEM, it is necessary to correctly position the pattern to be inspected so that the desired position is included in the scanning area of the SEM.

従来より、一般に用いられている位置決め方法としては
、検査に先立ち、被検査パターン内の特定パターンを用
いて、SEM走査領域の基準位置と方向、および被検査
パターンの基準位置と方向の関係を求めて、これらの関
係に基づいてパターンの所望位置がSEMの走査領域に
含まれるように被検査パターンを載置した試料台を移動
する方法が用いられていた。
Conventionally, a commonly used positioning method involves determining the relationship between the reference position and direction of the SEM scanning area and the reference position and direction of the pattern to be inspected using a specific pattern within the pattern to be inspected prior to inspection. Based on these relationships, a method has been used in which a sample stage on which a pattern to be inspected is placed is moved so that a desired position of the pattern is included in the scanning area of the SEM.

しかしながら、上記の方法では、必ずしも高い位置決め
精度を得ることはできないため、検査の度毎に使用者が
マニュアルで試料台位置やビームの走査開始位置を変更
するようにしている。
However, with the above method, it is not always possible to obtain high positioning accuracy, so the user manually changes the sample stage position and beam scanning start position every time an inspection is performed.

(x、y)および例えば、特開昭62−62207号公
報に記載されているように、先ず、SEMの拡大率を下
げて、走査領域を広くすることによりその走査領域内に
所望のパターンを引き込み、その二次電子像からパター
ン基準位置のずれを検出した後、そのずれ分を補正して
、高倍率に上げ、検査を行う方法が提案されている。し
かし、この方法では、(イ)場所毎に拡大率を下げた後
に所望パターンを引き込み、再度拡大率を上げて検査を
するので、全体的な調整が不可能であること、および(
ロ)被検査パターンの位置ずれが大きいときには対応で
きないこと、さらに(ハ)被検査パターンが複雑なとき
や、近傍に所望パターンと類似したパターンが存在して
いるときには、所望パターンの位置を正しく検出できな
いこと、等の問題があった。
(x, y) and, for example, as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-62207, first, by lowering the magnification of the SEM and widening the scanning area, a desired pattern is formed within the scanning area. A method has been proposed in which a deviation of the pattern reference position is detected from the secondary electron image, the deviation is corrected, the magnification is increased to a high magnification, and the inspection is performed. However, with this method, (a) the desired pattern is drawn in after lowering the magnification for each location, and the magnification is increased again for inspection, so overall adjustment is impossible;
(b) It cannot be used when the positional deviation of the pattern to be inspected is large; and (c) the position of the desired pattern cannot be detected correctly when the pattern to be inspected is complex or when a pattern similar to the desired pattern exists in the vicinity. There were problems such as things that could not be done.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このように、被検査パターンの所望位置をSEMの走査
領域内の所望位置に位置決めするためには、被検査パタ
ーンを載置した試料台を正しく位置決めする必要がある
。しかしながら、試料台を移動する場合には、摩擦やガ
タが発生するため、必ずしも希望通りの位置に移動する
ことができない。さらに、試料台の移動には歪を伴うと
ともに、その歪は温度や経時変化等の影響により時間と
ともに変動するという問題がある。
In this way, in order to position the desired pattern of the pattern to be inspected at the desired position within the scanning area of the SEM, it is necessary to correctly position the sample stage on which the pattern to be inspected is placed. However, when moving the sample stage, friction and backlash occur, so it is not always possible to move it to the desired position. Furthermore, there is a problem in that the movement of the sample stage is accompanied by distortion, and the distortion changes over time due to the effects of temperature, changes over time, and the like.

(x、y)およびSEMでは、前述のように試料表面か
ら発生した2次電子をシンチレータや光電倍増管により
検出して、それを映像信号として同期して走査するCR
Tデイスプレィ上に像を描かせるが、被検査パターンの
所望位置をSEM取得画像上の所望位置に位置決めする
場合、SEMビーム走査に伴う歪が、位置決め精度劣化
の原因になる。
(x, y) and SEM, as mentioned above, detects secondary electrons generated from the sample surface using a scintillator or photomultiplier, and scans them synchronously as a video signal.
An image is drawn on the T-display, but when positioning the desired position of the pattern to be inspected at the desired position on the SEM acquired image, distortion associated with SEM beam scanning causes deterioration in positioning accuracy.

さらに、このビーム走査に伴う歪は、SEMの拡大率お
よび加速電圧に依存して変動する。
Furthermore, the distortion associated with this beam scanning varies depending on the magnification of the SEM and the accelerating voltage.

本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、被検
査パターンの所望位置をSEM取得画像上の所望位置に
、自動的に位置決めすることが可能なパターン検査方法
およびその装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a pattern inspection method and an apparatus therefor that can solve such conventional problems and automatically position a desired position of a pattern to be inspected on a SEM acquired image. There is a particular thing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため、本発明のパターン検査方法は
、試料台を検出し、かつ移動する際の位置情報と、画像
上のパターン特定位置を検出し、かつ撮像する位置を移
動する際の位置情報を用いて、パターン位置に関する座
標系、試料台位置に関する座標系、撮像位置を移動する
ための操作量に関する撮像位置移動座標系、および画像
上に2次元配列された画像データの画素位置に関する画
像座標系の4つの座標系の関係を求め、座標系間の関係
から、パターン座標系で与えられた検査すべきパターン
位置、画像座標系で与えられた該パターン位置を表示す
べき画像位置、該パターン位置と画像位置を得るための
試料台位置、および撮像位置を移動するための操作量を
、それぞれ決定し、検査すべきパターン位置が画面上の
所望位置に出現するように、試料台および撮像位置を移
動することに特徴がある。(x、y)および本発明のパ
ターン検査装置は、試料台を移動する手段と、試料台の
位置を検出する手段と、走査型電子顕微鏡の走査領域を
移動する手段と、走査により試料から発生する2次電子
像を画像として記憶し、画像データ上でパターン特定位
置を検出する手段とを設け、被検査パターンの所望位置
が走査型電子顕微鏡が取得した画像上の所望位置に位置
決めされるように、被検査パターンを載置した試料台お
よび走査型電子顕微鏡の走査領域を移動することに特徴
がある。
In order to achieve the above object, the pattern inspection method of the present invention detects the sample stage, detects the position information when moving, and detects the pattern specific position on the image, and the position when moving the imaging position. The information is used to create a coordinate system related to the pattern position, a coordinate system related to the sample stage position, an imaging position movement coordinate system related to the operation amount for moving the imaging position, and an image related to the pixel position of image data arranged two-dimensionally on the image. The relationship between the four coordinate systems of the coordinate system is determined, and from the relationship between the coordinate systems, the pattern position to be inspected given in the pattern coordinate system, the image position to display the pattern position given in the image coordinate system, and the Determine the sample stage position for obtaining the pattern position and image position, and the operation amount for moving the imaging position, respectively, and move the sample stage and imaging position so that the pattern position to be inspected appears at the desired position on the screen. It is characterized by moving position. (x, y) and the pattern inspection apparatus of the present invention includes means for moving the sample stage, means for detecting the position of the sample stage, means for moving the scanning area of a scanning electron microscope, and A means for storing a secondary electron image to be detected as an image and detecting a specific position of the pattern on the image data is provided, so that the desired position of the pattern to be inspected is positioned at the desired position on the image acquired by the scanning electron microscope. Another feature is that the sample stage on which the pattern to be inspected is placed and the scanning area of the scanning electron microscope are moved.

〔作  用] 本発明においては、試料台を移動できるようにして、か
つ試料台の位置も検出できるようにし、またSEMの走
査領域を移動できるようにする(以下、SEM視野移動
と呼ぶ)。さらに、走査により試料から発生する2次電
子像を画像として記憶し、その画像データを処理するこ
とにより、画像データ上でパターン特定位置を検出する
[Function] In the present invention, the sample stage is made movable, the position of the sample stage is also detected, and the scanning area of the SEM is made movable (hereinafter referred to as SEM field of view movement). Further, a secondary electron image generated from the sample by scanning is stored as an image, and the image data is processed to detect a pattern specific position on the image data.

先ず、位置キャリブレーションとして、上記移動時に与
える操作量と検出時に与える観測量とに基づいて、パタ
ーン座標系、試料台位置座標系、視野移動座標系および
画像データ表示画面座標系の4つの座標系の関係を求め
る。(x、y)およびパターンの位置決めでは1.上記
キャリブレーションの結果に基づいて、被検査パターン
の所望位置が、画像上の所望位置に位置決めされるよう
に試料台位置を算出し、その位置まで試料台を移動する
。さらに、移動後の試料台位置の位置ずれ量を位置検出
値から求めて、ずれ量に対応したSEM視野移動量を設
定してずれ補正処理を行う、さらに、SEM像を画像入
力し、画像データ上でパターン検査位置を検出すること
により、所望位置とのずれ量を求めて、SEM視野移動
量を修正する。これらの移動時に与える操作量と検出時
に得られる観測量を組み合わせることにより、被検査パ
ターンの所望位置をSEM取得画像上で高精度に位置決
めすることができる。
First, as a position calibration, four coordinate systems: pattern coordinate system, sample stage position coordinate system, visual field movement coordinate system, and image data display screen coordinate system are created based on the operation amount given during movement and the observation amount given during detection. Find the relationship between (x, y) and pattern positioning 1. Based on the result of the above calibration, the sample stage position is calculated so that the desired position of the pattern to be inspected is positioned at the desired position on the image, and the sample stage is moved to that position. Furthermore, the amount of positional deviation of the sample table position after movement is determined from the position detection value, and the amount of movement of the SEM field of view corresponding to the amount of deviation is set to perform deviation correction processing.Further, the SEM image is input as an image, and the image data is By detecting the pattern inspection position above, the amount of deviation from the desired position is determined, and the amount of movement of the SEM field of view is corrected. By combining the manipulated variables given during these movements and the observed quantities obtained during detection, the desired position of the pattern to be inspected can be positioned with high precision on the SEM acquired image.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示すパターン検査装置の
全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pattern inspection apparatus showing an embodiment of the present invention.

第1図において、1は電子ビームを発生する電子源、2
は電子ビームを収束する収束レンズ、3は電子ビームの
偏向コイル、4は対物レンズ、5は表面に被検査パター
ンを形成した試料、6は移動可能な試料台、7および8
は試料台を2次元的に移動するための駆動装置、9およ
び10は試料台の位置を検出するための位置検出装置、
11は電子レンズ照射によって発生する2次電子を検出
する検出器、12は偏向基準量を設定する偏向信号設定
器、13は偏向コイルの偏向信号を発生する偏向発生器
、14は2次電子検出回路、15は偏向コイル3の同期
信号に従って2次電子信号列を格納する画像メモリ、1
6は偏向基準量の設定、画像メモリ15のデータ処理等
を実行する電子計算機、17は画像メモリ15のデータ
を表示するCRTデイスプレィである。
In FIG. 1, 1 is an electron source that generates an electron beam; 2 is an electron source that generates an electron beam;
is a converging lens that converges the electron beam, 3 is a deflection coil for the electron beam, 4 is an objective lens, 5 is a sample with a pattern to be inspected formed on its surface, 6 is a movable sample stage, 7 and 8
9 and 10 are position detection devices for detecting the position of the sample table;
11 is a detector that detects secondary electrons generated by electron lens irradiation, 12 is a deflection signal setting device that sets a deflection reference amount, 13 is a deflection generator that generates a deflection signal for the deflection coil, and 14 is a secondary electron detector The circuit 15 is an image memory 1 that stores a secondary electron signal train according to the synchronization signal of the deflection coil 3.
6 is an electronic computer for setting the deflection reference amount, processing data in the image memory 15, etc., and 17 is a CRT display for displaying data in the image memory 15.

電子源1から放射された電子ビームは、走行途中で収束
レンズ2により収束されて走行し、偏向コイル3によっ
て偏向された後、対物レンズ4を通過して試料5に到達
する。電子ビームは、試料5の表面を走査するが、その
際に試料5の表面から2次電子が発生する。、2次電子
は検出器11により電気信号に変換された後、2次電子
検出回路14により検出されて、画像メモリ15に格納
される。電子計算機16の制御により、画像メモリ15
のデータをCRTデイスプレィ17に表示することによ
って、被検査パターン表面の拡大像を観察することが可
能である。
An electron beam emitted from an electron source 1 is converged by a converging lens 2 while traveling, is deflected by a deflection coil 3, and then passes through an objective lens 4 to reach a sample 5. The electron beam scans the surface of the sample 5, and at this time, secondary electrons are generated from the surface of the sample 5. , the secondary electrons are converted into electrical signals by the detector 11, and then detected by the secondary electron detection circuit 14 and stored in the image memory 15. Under the control of the electronic computer 16, the image memory 15
By displaying the data on the CRT display 17, it is possible to observe an enlarged image of the surface of the pattern to be inspected.

さらに、電子計算機16の制御により、偏向信号設定器
12を起動して偏向コイル3に電圧を印加することによ
って、ビーム走査開始位置(以下、視野移動量と呼ぶ)
を自由に設定することができる。(x、y)および電子
計算機16は、駆動装置7および8を制御することによ
り、試料台6を2次元的に自由に移動することができる
Furthermore, under the control of the electronic computer 16, the deflection signal setter 12 is started and a voltage is applied to the deflection coil 3, thereby determining the beam scanning start position (hereinafter referred to as the amount of field of view movement).
can be set freely. (x, y) and the electronic computer 16 can freely move the sample stage 6 two-dimensionally by controlling the drive devices 7 and 8.

その結果、これら2つの操作量を適切に設定することに
より、被検査パターンの所望の位置をデイスプレィ上の
所望位置で観察することができる。
As a result, by appropriately setting these two manipulated variables, it is possible to observe the desired position of the pattern to be inspected at the desired position on the display.

本発明においては、第1図に示す装置により、これら2
つの操作量を設定する方法を与える。
In the present invention, these two
Provides a method for setting two manipulated variables.

本発明のパターン検査装置は、試料台を移動する駆動装
置7,8と、試料台位置検出装置9. 10とを設ける
とともに、SEMの走査領域を移動する(SEM視野移
動)偏向信号設定器12.偏向発生器13.および偏向
コイル3と、走査により試料から発生する2次電子像を
画像として記憶し、画像データを処理することにより画
像データ上でパターン特定位置を検出するための2次電
子検出器11.2次電子検出回路14、画像メモリ15
およびCRTデイスプレィ17とを設けている。
The pattern inspection apparatus of the present invention includes driving devices 7 and 8 for moving the sample stage, and a sample stage position detection device 9. 10 and a deflection signal setting device 12 for moving the scanning area of the SEM (SEM field of view movement). Deflection generator 13. and a deflection coil 3, and a secondary electron detector 11 for storing a secondary electron image generated from the sample by scanning as an image and detecting a pattern specific position on the image data by processing the image data. Electronic detection circuit 14, image memory 15
and a CRT display 17.

そして、高精度な位置決めを行うために、パターン座標
系と試料台位置座標系と視野移動系と画像データ表示画
面座標系の4つの座標系を設定して、座標系間の関係演
算により移動装置に設定すべき操作量を算出する。この
位置合わせの手順は、先ず、位置キャリブレーションと
して、これらの移動装置に与える操作量と、検出器から
得られる観測量に基づいて、これら4種類の座標系間の
関係を求める。
In order to perform highly accurate positioning, we set four coordinate systems: the pattern coordinate system, the sample stage position coordinate system, the field of view movement system, and the image data display screen coordinate system, and calculated the relationship between the coordinate systems to move the moving device. Calculate the amount of operation that should be set. In this alignment procedure, first, as a position calibration, the relationship between these four types of coordinate systems is determined based on the manipulated variables given to these moving devices and the observed quantities obtained from the detector.

(x、y)およびパターンの位置決めを行うために、上
記キャリブレーションの結果に基づいて、被検査パター
ンの所望位置が画像上の所望位置に位置決めされるよう
に、試料台位置を算出して、その位置まで試料台を移動
させる。さらに、移動後の試料台位置の位置ずれ量を位
置検出器の検出値から求め、ずれ量に対応したSEM視
野移動量を設定して、ずれ補正を行う。さらに、SEM
像を画像入力して、画像データ上でパターン検査位置を
検出することにより、所望位置とのずれ量を求め、SE
M視野移動量を修正するのである。
In order to position (x, y) and the pattern, calculate the sample stage position based on the above calibration results so that the desired position of the pattern to be inspected is positioned at the desired position on the image, Move the sample stage to that position. Further, the amount of displacement of the sample table position after the movement is determined from the detected value of the position detector, and the amount of movement of the SEM field of view corresponding to the amount of displacement is set to correct the displacement. Furthermore, SEM
By inputting the image and detecting the pattern inspection position on the image data, the amount of deviation from the desired position is determined, and SE
The amount of movement of the M field of view is corrected.

このようにして、試料台移動装置とSEM視野移動装置
に与える操作量を設定し、被検査パターンの所望位置が
SEM取得画像上の所望位置に位置決めする。
In this way, the amount of operation applied to the sample stage moving device and the SEM field of view moving device is set, and the desired position of the pattern to be inspected is positioned at the desired position on the SEM acquired image.

第2図は、本発明の位置キャリブレーションの動作フロ
ーチャートである。
FIG. 2 is an operation flowchart of position calibration according to the present invention.

本発明では、パターン座標系CUミC(U、V)、モニ
タ画面座標系”xミ”(x+y)、視野移動座標系CR
ミ”(R,S)、および試料台座標系CX=C(X。
In the present invention, the pattern coordinate system CUmiC (U, V), the monitor screen coordinate system "xmi" (x+y), the visual field movement coordinate system CR
Mi”(R,S), and sample stage coordinate system CX=C(X.

Y)の4つの座標系を導入する。なお、Cはco−or
dinateの略字である。ここで、パターン座標系は
、試料5にパターンが載置されており、そのパターンの
中の観察したい特定のパターンの位置を決定するために
必要な座標系である。(x、y)およびモニタ画面座標
系は、ビーム走査による2次電子放射を検出し、それを
メモリに格納じて画像上で観測する場合に、画像上の特
定位置に位置付けるときに必要な座標系である。(x、
y)および視野移動座標系は、視点を固定しておき、光
軸の所に観測したいパターンを移動させるために必要な
座標系である。さらに、試料台座標系は、試料台上の特
定パターンを観測するために、その位置を見ながら試料
台を制御する際に必要な座標系である。
We introduce four coordinate systems of Y). In addition, C is co-or
It is an abbreviation of ``dinate''. Here, the pattern coordinate system is a coordinate system in which a pattern is placed on the sample 5 and is necessary for determining the position of a specific pattern to be observed among the patterns. (x, y) and the monitor screen coordinate system are the coordinates required to locate at a specific position on the image when detecting secondary electron radiation due to beam scanning, storing it in memory, and observing it on the image. It is a system. (x,
y) and the visual field movement coordinate system are coordinate systems necessary to keep the viewpoint fixed and move the pattern to be observed to the optical axis. Further, the sample stage coordinate system is a coordinate system necessary for controlling the sample stage while observing the position in order to observe a specific pattern on the sample stage.

なお、試料台座標とモータ駆動量との関係、試料台座標
とリニアエンコーダ検出値との関係、視野移動設定値と
実際の移動量との関係は、上述した座標系間の関係中に
吸収されてしまうため、別個に考慮する必要はない。上
記4つの座標系間では、具体的に次の変換関係を利用す
る。
Note that the relationship between the sample table coordinates and the motor drive amount, the relationship between the sample table coordinates and the linear encoder detection value, and the relationship between the field of view movement setting value and the actual movement amount are absorbed into the relationship between the coordinate systems described above. Therefore, there is no need to consider it separately. Specifically, the following transformation relationships are used between the four coordinate systems mentioned above.

(1)パターン座標系とモニタ画面座標系との関係 (ΔR,Δ5)=(0、0)におけるパターン位置を基
準としたパターン相対位置であり、k、1〜に3sは変
換係数である。
(1) Relationship between pattern coordinate system and monitor screen coordinate system (ΔR, Δ5) = pattern relative position based on the pattern position at (0, 0), k, 1 to 3s are conversion coefficients.

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
 ・ (1)ここで、(ΔU、ΔV)は、ビーム走査中
心位置(原像原点)におけるパターン位置を基準とした
パターン相対位置であり、Δは基準に対する誤差を表わ
しており、x、yはモニタ画面の座標であり、bl 〜
b1.は変換係数である。
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
・ (1) Here, (ΔU, ΔV) is the pattern relative position with respect to the pattern position at the beam scanning center position (original image origin), Δ represents the error with respect to the reference, and x and y are These are the coordinates of the monitor screen, and bl ~
b1. is the conversion coefficient.

(U)視野移動座標系とパターン座標系との関係ここで
、(ΔU、ΔV)は、変動前の視野移動量・ ・ ・ 
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3)ここで、
(U、V)は、ビームが振動する際のパターン座標位置
であり、Δがない値であって相対的な量ではなく絶対的
な量を表わしている。X。
(U) Relationship between visual field movement coordinate system and pattern coordinate system Here, (ΔU, ΔV) is the visual field movement amount before variation.
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (3) Here,
(U, V) is the pattern coordinate position when the beam vibrates, and is a value without Δ, representing an absolute amount rather than a relative amount. X.

Yは試料台が移動する試料台座標であり、J II〜j
□は変換係数であり、1は定数である。
Y is the sample stage coordinates where the sample stage moves, and J II ~ j
□ is a conversion coefficient, and 1 is a constant.

上記(i)と(iji)の関係では、それぞれ画面歪、
試料台移動に伴う歪を考慮している。(x、y)および
(ii)については、一般に「画像歪は、SEM動的歪
に起因し、偏向走査領域位置には依存しない。」という
仮定が成立するために、線形とする。
In the relationships (i) and (iji) above, screen distortion and
Distortion due to sample stage movement is taken into account. (x, y) and (ii) are assumed to be linear because the assumption that "image distortion is caused by SEM dynamic distortion and does not depend on the position of the deflection scanning area" generally holds true.

実際の位置決めに先立ち、上述の座標系間の関係を求め
るための位置キャリブレーション(更正)を行う。第2
図は、その更正処理の手順を示すものである。
Prior to actual positioning, position calibration is performed to determine the relationship between the coordinate systems described above. Second
The figure shows the procedure for the correction process.

位置キャリブレーションが開始されると、先ず、各座標
変換係数の初期値を設定する。ステップ201−1では
、パターン座標系”(U、V)と画面数初期値に、を求
める。
When position calibration is started, first, initial values of each coordinate transformation coefficient are set. In step 201-1, the pattern coordinate system "(U, V)" and the initial value of the number of screens are determined.

ここで、Kx、に、はずれ量/設定量の論理値である。Here, Kx is the logical value of deviation amount/setting amount.

次に、ステップ201−3では、パターン座標系’(U
、V)と試料台座標系’(x、y)の変換係数初期値J
、を求める。
Next, in step 201-3, the pattern coordinate system '(U
, V) and the conversion coefficient initial value J of the sample stage coordinate system '(x, y)
, find.

・ ・ ・ ・ ・ (4) 二こで、(LX、Ly)は画面寸法、(nXl ny)
は表示画面素数、Mは倍率である。
・ ・ ・ ・ ・ (4) Two lines, (LX, Ly) are screen dimensions, (nXl ny)
is the display screen prime number, and M is the magnification.

次に、ステップ201−2では、視野移動座標系C(R
,S)とパターン座標系C(U、V)の変換体・ ・ 
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (6)ここ
で、(U、、 V、)は、試料台座標原点位置における
パターン位置である。
Next, in step 201-2, the visual field moving coordinate system C(R
, S) and the transformer of the pattern coordinate system C(U, V)...
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (6) Here, (U,, V,) is the pattern position at the sample stage coordinate origin position.

次に、ステップ201−4では、ステップ201−1〜
201−3で求めた変換係数初期値B、。
Next, in step 201-4, steps 201-1 to
201-3, the conversion coefficient initial value B, obtained in step 201-3.

に、、 J、を設定する。, J, is set.

次に、ステップ202では、視野移動座標系とパターン
座標系との関係Kを求める。すなわち、視野の相対移動
量(ΔR1,ΔSt)に対するパターン特徴位置座標変
動量(ΔUi、△Vf)。
Next, in step 202, a relationship K between the visual field movement coordinate system and the pattern coordinate system is determined. That is, the pattern feature position coordinate variation amount (ΔUi, ΔVf) with respect to the relative movement amount (ΔR1, ΔSt) of the visual field.

(ここで、i=1〜N、)を、次の各式に代入すること
により、Kを求める。
K is obtained by substituting (here, i=1 to N) into each of the following equations.

ΔU=にΔR ΔU=[ΔU、ΔV]T ΔR=(ΔR1ΔSAT を表わしている。ΔR to ΔU= ΔU=[ΔU, ΔV]T ΔR=(ΔR1ΔSAT It represents.

次に、ステップ203では、上記係数Kを用いて、パタ
ーン座標系とモニタ画面座標系との関係Bを求める。す
なわち、パターン特徴位置画面座標(xi、yi)に対
する画面座標原点のパターン位置を基準としたパターン
相対位置(ΔUi、ΔVi)、(ここで、i=1〜N8
を表わす)を次の各式に代入して、関係Bを求める。
Next, in step 203, the relationship B between the pattern coordinate system and the monitor screen coordinate system is determined using the coefficient K described above. That is, the pattern relative position (ΔUi, ΔVi) with respect to the pattern position of the screen coordinate origin with respect to the pattern feature position screen coordinates (xi, yi), (where i=1 to N8
) into the following equations to find relationship B.

ΔU=Bx ΔU=(ΔU、ΔVAT Δx =  (x y +  X +  y ’J  
r次に、ステップ204では、上記にとBを用いて、パ
ターン座標系と試料台座標系との関係Jを求める。
ΔU=Bx ΔU=(ΔU, ΔVAT Δx = (x y + X + y 'J
r Next, in step 204, the relationship J between the pattern coordinate system and the sample table coordinate system is determined using the above and B.

すなわち、試料台座標(Xi、Yi)に対するパターン
位置座標(Ui、Vi)、  (ここで、i=1〜Nヨ
)を次の各式に代入して、関係Jを求める。
That is, the relationship J is determined by substituting the pattern position coordinates (Ui, Vi), (here, i=1 to N) with respect to the sample stage coordinates (Xi, Yi) into the following equations.

U=JX U= (U、V′JT X= (XY、X、Y、1)? 以上のような手順で、位置キャリブレーションは単純な
ものから逐次、変換係数を決定していく。
U=JX U= (U, V'JT X= (XY,

以下、上記各手順をさらに詳細に説明する。Each of the above steps will be explained in more detail below.

第3図は、第2図における視野移動座標系とパターン座
標系の関係を求めるキャリブレーションの処理フローチ
ャートである。
FIG. 3 is a process flowchart of calibration for determining the relationship between the visual field movement coordinate system and the pattern coordinate system in FIG. 2.

先ず、ステップ301−1では、コーナ部のような特徴
パターンを含む被検査パターン領域を、複数の異なる視
野移動量によりビーム走査する。
First, in step 301-1, a pattern area to be inspected including a characteristic pattern such as a corner portion is scanned with a beam using a plurality of different visual field movement amounts.

次に、ステップ301−2では、電子計算機16により
偏向信号設定器12に設定した各視野移動設定値(ΔR
i、ΔSi)、(i=l〜N)に対する2次電子像を画
像メモリ15に格納して、デイスプレィ17の表示rI
i面上で特徴位置をカーソル指示したり、または計算機
16を用いて画像処理を行うことにより、パターン特徴
位置の画面座標(x r r y i )1 (z =
 1−N)を検出する。
Next, in step 301-2, each visual field movement setting value (ΔR
i, ΔSi), (i=l~N) is stored in the image memory 15 and displayed on the display 17.
Screen coordinates (x r y i )1 (z =
1-N) is detected.

次に、ステップ302では、視野移動設定値(ΔRi、
ΔSt)、検出画面座標(x l+ y i)(ここで
、i=1〜N)を次の式に代入して、変換係数Cを計算
機16により求める。
Next, in step 302, the visual field movement setting value (ΔRi,
ΔSt) and detected screen coordinates (x l + y i) (where i=1 to N) are substituted into the following equation to obtain the conversion coefficient C using the calculator 16.

次に、ステップ303では、次式により視野移動座標系
とパターン座標系との関係Kを、計算機16によって求
める。
Next, in step 303, the computer 16 calculates the relationship K between the visual field movement coordinate system and the pattern coordinate system using the following equation.

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
(8)このようにして、係数Kが求められる。
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
(8) In this way, the coefficient K is obtained.

第4図は、第2図におけるパターン座標系と画面座標系
との関係Bを求める手順のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of the procedure for determining the relationship B between the pattern coordinate system and the screen coordinate system in FIG.

パターン座標系と画面座標系との関係Bについては1画
面上の複数点の画面位置とパターン位置を計測すること
により、求めることが可能である。
The relationship B between the pattern coordinate system and the screen coordinate system can be determined by measuring the screen position and pattern position at multiple points on one screen.

しかしながら、このためには、寸法が既に知られている
複数の点を持ったパターンを用いる必要がある上、計測
点が画面内に適切に分散している必要があるので、倍率
に応じて被検査パターンを変えなければならない。本実
施例では、複数点の視野移動を行って、その際の視野移
動量と画面座標との関係から変換係数を求めており、こ
れによって上述の問題を回避することができる。
However, to do this, it is necessary to use a pattern with multiple points whose dimensions are already known, and the measurement points must be appropriately distributed within the screen, so the Inspection patterns must be changed. In this embodiment, the field of view is moved at a plurality of points, and the conversion coefficient is obtained from the relationship between the amount of field of view movement and the screen coordinates at that time, thereby making it possible to avoid the above-mentioned problem.

先ず、ステップ401−1では、特徴パターンを含む被
検査パターン領域を、複数の異なる視野移動量によりビ
ーム走査する。次に、ステップ401−2では、計算機
16により偏向信号設定器12に設定した各視野移動設
定値(ΔRi、ΔSi)、(ここで、1=1〜N)に対
する2次電子像を画像メモリ15に格納する。そして、
ステップ401−3では、デイスプレィ17の表示画面
上で、特徴位置をカーソル指示したり、計算機16を用
いて画像処理する等により、パターン特徴位置の画面座
標(xi、yi)=1〜Nを検出する。
First, in step 401-1, a pattern area to be inspected including a characteristic pattern is scanned with a beam using a plurality of different visual field movement amounts. Next, in step 401-2, the secondary electron image for each visual field movement setting value (ΔRi, ΔSi) (here, 1=1 to N) set in the deflection signal setter 12 by the computer 16 is stored in the image memory 15. Store in. and,
In step 401-3, the screen coordinates (xi, yi) = 1 to N of the pattern feature position are detected by pointing the feature position with a cursor on the display screen of the display 17 or by performing image processing using the computer 16. do.

次に、ステップ402では、ステップ302と同じ演算
を行い、視野移動設定値(ΔRi、ΔSl)、検出画面
座標(xi、yi)(ここで、i=1〜N)を次の式に
代入して、変換係数Cを計算機16により求める。
Next, in step 402, the same calculation as in step 302 is performed, and the field of view movement setting values (ΔRi, ΔSl) and detection screen coordinates (xi, yi) (here, i=1 to N) are substituted into the following equation. Then, the conversion coefficient C is determined by the calculator 16.

次に、ステップ403では、ステップ202で求めた視
野移動座標系とパターン座標系変換係数Kを用いて、次
の式により関係Bを算出する。
Next, in step 403, relationship B is calculated using the following equation using the visual field movement coordinate system and pattern coordinate system conversion coefficient K obtained in step 202.

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (
10)第5図は、第2図におけるパターン座標系と試料
台座標系との関係を求めるキャリブレーションの処理フ
ローチャートである。
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (
10) FIG. 5 is a process flowchart of calibration for determining the relationship between the pattern coordinate system and the sample stage coordinate system in FIG. 2.

先ず、ステップ501では、被検査パターン内に複数の
パターン位置(試料台目標位置)(Ui。
First, in step 501, there are a plurality of pattern positions (sample stage target positions) (Ui) within the pattern to be inspected.

Vi)(ここで、i=1,2.  ・・・、N)を設定
する。
Vi) (here, i=1, 2. . . , N).

次に、各目標値に対して、次のステップを実行する。Next, perform the following steps for each target value.

すなわち、ステップ502では、試料台目標値(Xi、
Yi)を次式により算出する。
That is, in step 502, the sample stage target value (Xi,
Yi) is calculated using the following formula.

X1=(J、IJ、)−’J、lUi  ・ ・ ・ 
・ (II)ココテ、Xi= [X1Yi、Xi、Yi
、1]7(x、y)およびUi= [Ui、Vilアで
あり、また〔木〕アは、〔*〕の転置行列である。
X1=(J, IJ,)-'J, lUi ・ ・ ・
・ (II) Kokote, Xi = [X1Yi, Xi, Yi
, 1]7(x, y) and Ui=[Ui, Vila, and [tree]a is the transposed matrix of [*].

次に、ステップ503では、駆動装置7.8により試料
台を移動して、移動終了後の試料台停止位置を位置検出
装置9,10により検出する。試料台停止位置(Xci
、Yci)を入力する。
Next, in step 503, the sample stage is moved by the drive device 7.8, and the position where the sample stage stops after the movement is completed is detected by the position detection devices 9, 10. Sample stage stop position (Xci
, Yci).

次に、ステップ504では、パターン座標のずれ量(U
Ri、VRi)を次式により算出する。
Next, in step 504, the pattern coordinate shift amount (U
Ri, VRi) are calculated using the following formula.

URi=J、(Xc 1−Xi)  ・・・・・ (+
2)ここで、URi= [URi、VRi)7Xci=
 [*、Xci、Yci、1]Tなお、*は任意の値で
ある。
URi=J, (Xc 1-Xi) ・・・・・・ (+
2) Here, URi= [URi, VRi)7Xci=
[*, Xci, Yci, 1]T Note that * is an arbitrary value.

次に、ステップ505では、停止誤差補正のための視野
移動量(ΔR1,ΔSi)を、次式から算出する。
Next, in step 505, the visual field movement amount (ΔR1, ΔSi) for stopping error correction is calculated from the following equation.

ΔRi =に一1URi  ・・・・・・・・ (13
)ここで、ΔRi= (ΔRi、Δ5inT次に、ステ
ップ506では、視野移動補正のために、偏向発生器1
3に上記視野移動量を設定して、視野移動により停止誤
差を補正する。
ΔRi = 1 URi (13
) Here, ΔRi=(ΔRi, Δ5inT) Next, in step 506, the deflection generator 1 is
3, the above-mentioned visual field movement amount is set, and the stopping error is corrected by the visual field movement.

次に、ステップ507では、2次電子検出器11を介し
て、SEM画像を画像メモリ15に入力し、電子計算機
16で画像処理を行うことによって、画像上での指定パ
ターン位置画面座標(XCi、yci)を検出する。
Next, in step 507, the SEM image is input to the image memory 15 via the secondary electron detector 11, and the computer 16 performs image processing to determine the specified pattern position screen coordinates (XCi, yci) is detected.

次に、ステップ508では、目標画面位置とのずれ(U
Gl、VGi)を次式により求める。
Next, in step 508, the deviation from the target screen position (U
Gl, VGi) are determined by the following formula.

UGi=Bxci−Bxi  −・・・・−(14)こ
こで、UG i = (UG i 、 VG i )ア
x=〔xy、x、y、*〕アである。
UGi=Bxci-Bxi-...-(14) Here, UGi=(UGi, VGi)ax=[xy, x, y, *]a.

さらに、ステップ509では、ステップ504で得た(
URi、VRi)およびステップ508で得た(UGi
、VGi)を用い、停止試料台位置(Xci、Yci)
に対する真のパターン座標(U* i、V* 1)=(
U−UG i −URi、V−VG 1−VRi)を算
出する。
Furthermore, in step 509, the (
URi, VRi) and (UGi
, VGi), and stop sample stage position (Xci, Yci).
True pattern coordinates for (U*i, V*1) = (
U-UG i -URi, V-VG 1-VRi) are calculated.

そして、ステップ510では、ステップ509で算出さ
れた停止試料台位置(Xc t、 Yc i)および真
のパターン座標(u*i、V*i)を、市民(3)に代
入することにより、パターン座標系と試料台座標系との
関係Jを求める。
Then, in step 510, the pattern is determined by substituting the stopped sample stage position (Xc t, Yc i) and the true pattern coordinates (u*i, V*i) calculated in step 509 into citizen (3). Find the relationship J between the coordinate system and the sample stage coordinate system.

なお、(3)式を再記すると、次の通りである。Note that formula (3) can be rewritten as follows.

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (15
)ここで、mi、ni≧Oかつi1≠i。
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (15
) where mi, ni≧O and i1≠i.

1、  ll、  12E CL  2+・・・・、N
l(x、y)および なお、上述の方法は、市民(1)および市民(3)の関
係を次式のように拡張して、より高次の非線形性に対応
することも可能である。
1, ll, 12E CL 2+...,N
l(x, y) and the method described above can also accommodate higher-order nonlinearity by extending the relationship between citizen (1) and citizen (3) as shown below.

・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (
16)ここで、mi、ni≧Oかツi、≠i。
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (
16) Here, mi, ni≧O or i, ≠i.

i、il、i2ε[1,2,・・、NlU′ = 〔U
′ 、V′ 〕7 x= (xy+ xt y1丁 第6図は、上記位置キャリブレーションで得た各座標系
間の関係を用いて、パターンを位置決めする手順を示す
フローチャートである。
i, il, i2ε[1, 2,..., NlU′ = [U
' , V']7 x= (xy+xt y1 Figure 6 is a flowchart showing the procedure for positioning a pattern using the relationship between each coordinate system obtained in the above position calibration.

先ず、ステップ601では、検査したい位置(U、V)
の座標、および表、示したい画面座標(x +y)を指
定する。
First, in step 601, the position (U, V) to be inspected is
Specify the coordinates of the screen and the screen coordinates (x + y) you want to display.

次に、ステップ602では、以下の2つのステップで試
料台移動目標座標(X、Y)を求める。
Next, in step 602, the sample stage movement target coordinates (X, Y) are determined in the following two steps.

ステップ6021では、パターン座標の修正を行う。す
なわち、設計座標系と画面座標系変換係数Bを用いて、
画面表示位置(x+y)と画面原点(0、0)間の距離
に対応するパターン位置移動量を求め、この量だけ修正
したパターン位置を試料台に対する目標値(U’ 、V
’ )とする。
In step 6021, pattern coordinates are corrected. That is, using the design coordinate system and the screen coordinate system conversion coefficient B,
Find the pattern position movement amount corresponding to the distance between the screen display position (x+y) and the screen origin (0, 0), and set the pattern position corrected by this amount to the target value (U', V
).

すなわち、 U′ =U−B′ x・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
 ・ ・ (17)ここで、U= [U、Vl r。
That is, U' = U-B' x・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
・ ・ (17) Here, U= [U, Vl r.

次に、ステップ6022では、試料台目標値の算出を行
う。目標値(U’ 、V”)を次式により試料台座標に
変換する。
Next, in step 6022, a sample stage target value is calculated. The target values (U', V'') are converted into sample stage coordinates using the following equation.

X=(JIJ)−1JIU’   ・−・・・−−(+
8)ココテ、X= [XY、X、Y、11 TUt =
 〔u/ 、V’ ] r ステップ603では、ステップ602で求めた試料台座
標を目標値として、駆動装置7,8により試料台を移動
し、停止位置(Xc、Yc)を位置検出装置9,10で
検出する。
X=(JIJ)-1JIU' ・−・・・−−(+
8) Kokote, X = [XY, X, Y, 11 TUt =
[u/, V']r In step 603, the sample stage is moved by the drive devices 7 and 8 using the sample stage coordinates obtained in step 602 as a target value, and the stop position (Xc, Yc) is determined by the position detection devices 9, Detected at 10.

次に、ステップ604では、停止位置補正のための視野
移動量(ΔR9ΔS)を、次式で算出する。
Next, in step 604, the visual field movement amount (ΔR9ΔS) for correcting the stop position is calculated using the following equation.

ΔR=に−1(J’  Xc−J’  X)  ・ ・
 ・ 119)ここで、ΔR=[ΔR1ΔS]↑ X=  [XY、X、Yl ア。
ΔR=-1(J'Xc-J'X) ・ ・
・119) Here, ΔR=[ΔR1ΔS]↑ X= [XY, X, Yl A.

xc= 〔xcYC9XC1Yc〕7 次に、ステップ606では、2次電子検出器11を介し
て、SEM画像を画像メモリ15に入力し、電子計算機
16で画像処理することにより、画像上での指定パター
ン位置画面座標を検出する。
xc= [xcYC9XC1Yc]7 Next, in step 606, the SEM image is input to the image memory 15 via the secondary electron detector 11, and the image is processed by the computer 16, thereby determining the specified pattern position on the image. Detect screen coordinates.

次に、ステップ607では、目標位置(x、y)と検出
位置(XC1yc)から、次式により第2の視野移動補
正量を算出する。
Next, in step 607, a second visual field movement correction amount is calculated from the target position (x, y) and the detected position (XC1yc) using the following equation.

ΔR=に−1(B’  x(、−B’  x、)  ・
・・・ (20)ここで、X=〔xy、x、13丁。
ΔR=−1(B' x (, -B' x,) ・
... (20) Here, X = [xy, x, 13th.

X*=CXmVa+ xm+ y*]丁次に、ステップ
605では、上記視野移動量(ΔR2ΔS)を偏向発生
器13に設定して、視野移動を実行する。
X*=CXmVa+xm+y*] Next, in step 605, the visual field movement amount (ΔR2ΔS) is set in the deflection generator 13, and the visual field movement is executed.

次に、ステップ608では、ステップ607で算出した
補正量を設定して、視野移動を実行する。
Next, in step 608, the correction amount calculated in step 607 is set, and the field of view is moved.

次にステップ609では、視野再移動後に、SEM画像
を再入力する。
Next, in step 609, the SEM image is input again after the field of view has been moved again.

このように、本実施例においては、SEMを使用した高
倍率の検査を行う場合に、高い位置決め精度を自動的に
保持することができ、その際に煩雑なマニュアル操作を
する必要がない。(x、y)および位置のキャリブレー
ションに特殊なパターンを使用する必要はないので、適
用範囲が広い。
As described above, in this embodiment, when performing a high-magnification inspection using an SEM, high positioning accuracy can be automatically maintained, and there is no need for complicated manual operations at that time. There is no need to use special patterns for (x, y) and position calibration, so it has a wide range of applicability.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、入力画像に歪が
ある場合や、試料台の移動時に非線型のずれが生じた場
合や、試料台のガタ等の影響により停止精度が不十分な
場合でも、高い位置決め精度で高倍率検査を自動的に行
うことが可能である。
As explained above, according to the present invention, if there is a distortion in the input image, if a nonlinear shift occurs when the sample stage is moved, or if stopping accuracy is insufficient due to the influence of backlash of the sample stage, etc. Even in cases where high-magnification inspection can be performed automatically with high positioning accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すパターン検査装置の全
体構成図、第2図は本発明による位置キャリブレーショ
ンの処理フローチャート、第3図は第2図における視野
移動座標系とパターン座標系の関係を求めるキャリブレ
ーション処理のフローチャート、第4図は第2図におけ
るパターン座標系とモニタ表示画面座標系の関係を求め
るキャリブレーション処理のフローチャート、第5図は
第2図におけるパターン座標系と試料台座標系の関係を
求めるキャリブレーション処理のフローチャート、第6
図は本発明におけるパターンの位置決め処理のフローチ
ャートである。 l:電子源、2:収束レンズ、3:偏向コイル、4:対
物レンズ、5:試料、6:試料台、7,8:試料台駆動
装置、9,10:試料台位置検出装置、11:2次電子
検出器、I2:偏向信号設定器、13:偏向信号発生器
、14:2次電子検出回路、15:画像メモリ、16:
電子計算機、17:CRTデイスプレィモニタ。 第 1 図 第 図(その2) 第 図(その1) 第 図 第 4 図 第 図(そのl)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a pattern inspection device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a processing flowchart of position calibration according to the present invention, and FIG. 3 is a visual field movement coordinate system and a pattern coordinate system in FIG. 2. Figure 4 is a flowchart of calibration processing to determine the relationship between the pattern coordinate system in Figure 2 and the monitor display screen coordinate system. Figure 5 is a flowchart of the calibration process to determine the relationship between the pattern coordinate system and the sample in Figure 2. Flowchart of calibration processing for determining the relationship between platform coordinate systems, No. 6
The figure is a flowchart of pattern positioning processing in the present invention. l: Electron source, 2: Converging lens, 3: Deflection coil, 4: Objective lens, 5: Sample, 6: Sample stage, 7, 8: Sample stage driving device, 9, 10: Sample stage position detection device, 11: Secondary electron detector, I2: Deflection signal setter, 13: Deflection signal generator, 14: Secondary electron detection circuit, 15: Image memory, 16:
Electronic computer, 17: CRT display monitor. Figure 1 Figure (Part 2) Figure (Part 1) Figure 4 Figure (Part 1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、試料台に載置された試料表面のパターンを撮像して
、該パターンを画像上で検査するパターン検査方法にお
いて、上記試料台を検出し、かつ移動する際の位置情報
と、上記画像上のパターン特定位置を検出し、かつ撮像
する位置を移動する際の位置情報を用いて、上記パター
ン位置に関する座標系、上記試料台位置に関する座標系
、上記撮像位置を移動するための操作量に関する撮像位
置移動座標系、および上記画像上に2次元配列された画
像データの画素位置に関する画像座標系の4つの座標系
の関係を求め、上記座標系間の関係から、上記パターン
座標系で与えられた検査すべきパターン位置、上記画像
座標系で与えられた該パターン位置を表示すべき画像位
置、該パターン位置と画像位置を得るための試料台位置
、および上記撮像位置を移動するための操作量を、それ
ぞれ決定し、上記検査すべきパターン位置が画面上の所
望位置に出現するように、上記試料台および撮像位置を
移動することを特徴とするパターン検査方法。 2、上記パターン座標系と試料台位置座標系との関係を
求める場合に、予め試料の表面にN箇所のパターン位置
(Ui、Vi)(ここで、i=1、2、・・・、N)を
指定し、各指定位置について、パターン座標系と試料台
座標系間の変換係数として予め設定した初期値を用い、
パターン座標を試料台位置座標に変換し、試料台を目標
位置まで移動する第1のステップと、上記試料台の移動
終了時の試料台の位置(Xi、Yi)を検出することに
より、指定パターン座標に対するずれ(URi、VRi
)を算出して、該ずれを撮像位置移動座標に変換して、
撮像位置を移動する第2のステップと、被検査パターン
を撮像して、指定パターン位置の画像座標を検出し、目
標画像位置とのずれを求め、さらに該ずれに対応したパ
ターン座標値(UGi、VGi)を求める第3のステッ
プと、上記第2のステップで得たずれ(URi、VRi
)および上記第3のステップで得たパターン座標値(U
Gi、VGi)を用いて、停止時の試料台位置(Xi、
Yi)に対する真のパターン設計座標(U*i、V*i
)≡(U−UGi−URi、V−VGi−VRi)を算
出する第4のステップとを順次実行して、各指定位置で
の試料台位置(Xi、Yi)および真のパターン設計座
標(U*i、V*i)を求め、求められたデータを用い
てパターン座標系と試料台位置座標系との関係を求める
ことを特徴とする請求項1に記載のパターン検査方法。 3、上記検査すべきパターン位置が画面上の所望位置に
出現するように、上記試料台および撮像位置を移動する
場合、パターン座標系と画像座標系の変換係数を用いて
、着目する画像位置(x、y)と画像の原点位置(0、
0)間の距離に対応するパターン位置移動量を求め、該
移動量だけ修正したパターン位置に対して試料台位置(
X、Y)を算出する第1のステップと、上記第1のステ
ップにより算出した試料台位置と実際の試料台停止位置
との誤差から撮像位置移動座標(ΔR_1、ΔS_1)
を求める第2のステップと、被検査パターンを撮像して
、画像上で目標位置とのずれ量(Δx、Δy)を検出し
、該ずれ量に相当する撮像位置移動座標(ΔR_2、Δ
S_2)を求める第3のステップとを順次実行すること
を特徴とする請求項1に記載のパターン検査方法。 4、上記パターン座標系と画面座標系との関係を求める
場合、撮像時の歪を考慮して 画面座標 (x、y)およびパターン座標(U、V)に対し▲数式
、化学式、表等があります▼ ここで、mi、ni≧0かつi_1≠i_2i、i1、
i2∈〔1、・・・、N〕 と定義し、 また、パターン座標系と撮像位置移動座標系との関係を
、撮像位置の相対系動量(ΔR、ΔS)に対するパター
ン位置の変動量を(ΔU、ΔV)としたとき、両者の閏
には線形関係が成立するものと仮定して、 ▲数式、化学式、表等があります▼ と定義し、 パターン座標系と試料台位置座標系との関係ついて、試
料台移動に伴う歪を考慮して、パーツ座標(U、V)と
試料台移動座標(X、に対して、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、mi、ni≧0かつi_1≠i_2i、ii、
i2∈[1、・・・・N】 と定義したことを特徴とする請求項1に記載のパターン
検査方法。 5、試料台に載置された試料表面のパターンを撮像し、
該パターンを画像上で検査する走査型電子顕微鏡を用い
たパターン検査装置において、該試料台を移動する手段
と、該試料台の位置を検出する手段と、該走査型電子顕
微鏡の走査領域を移動する手段と、走査により試料から
発生する2次電子像を画像として記憶し、画像データ上
でパターン特定位置を検出する手段とを設け、被検査パ
ターンの所望位置が走査型電子顕微鏡が取得した画像上
の所望位置に位置決めされるように、該被検査パターン
を載置した試料台および該走査型電子顕微鏡の走査領域
を移動することを特徴とするパターン検査装置。 6、上記試料は半導体ウェハであり、該半導体ウェハの
表面に荷電粒子ビームをラスタ走査に従って照射し、そ
の反射電子ないし2次電子を検出器により検出する場合
、該検出器を撮像装置とし、かつ上記荷電粒子ビームの
走査領域を移動する手段を撮像位置移動手段とすること
を特徴とする請求項5に記載のパターン検査装置。
[Claims] 1. In a pattern inspection method in which a pattern on the surface of a sample placed on a sample stage is imaged and the pattern is inspected on the image, a position when detecting and moving the sample stage; Detecting the pattern specific position on the image and using the position information when moving the imaging position, moving the coordinate system regarding the pattern position, the coordinate system regarding the sample stage position, and the imaging position. The relationship between the four coordinate systems of the imaging position movement coordinate system regarding the operation amount for the image data and the image coordinate system regarding the pixel position of the image data two-dimensionally arranged on the image is determined, and from the relationship between the coordinate systems, the above pattern is determined. Move the pattern position to be inspected given in the coordinate system, the image position where the pattern position given in the image coordinate system should be displayed, the sample stage position for obtaining the pattern position and image position, and the imaging position. A pattern inspection method characterized in that the sample stage and the imaging position are moved so that the pattern position to be inspected appears at a desired position on a screen. 2. When determining the relationship between the pattern coordinate system and the sample stage position coordinate system, N pattern positions (Ui, Vi) (here, i = 1, 2, ..., N) are determined in advance on the surface of the sample. ), and for each specified position, use the initial value set in advance as the conversion coefficient between the pattern coordinate system and the sample stage coordinate system,
By converting the pattern coordinates into sample stand position coordinates, the first step of moving the sample stand to the target position, and detecting the position (Xi, Yi) of the sample stand at the end of the movement of the sample stand, the specified pattern is Discrepancies with respect to coordinates (URi, VRi
), and converting the deviation into imaging position movement coordinates,
A second step of moving the imaging position, imaging the pattern to be inspected, detecting the image coordinates of the specified pattern position, determining the deviation from the target image position, and further determining the pattern coordinate values (UGi, The third step is to calculate the difference (URi, VRi) obtained in the second step.
) and the pattern coordinate value (U
Gi, VGi) to determine the sample stage position (Xi,
true pattern design coordinates (U*i, V*i
)≡(U-UGi-URi, V-VGi-VRi) and the fourth step to calculate the sample table position (Xi, Yi) and true pattern design coordinates (U 2. The pattern inspection method according to claim 1, characterized in that the relationship between the pattern coordinate system and the sample stage position coordinate system is determined using the determined data. 3. When moving the sample stage and imaging position so that the pattern position to be inspected appears at the desired position on the screen, the image position of interest ( x, y) and the origin position of the image (0,
0), and calculate the amount of pattern position movement corresponding to the distance between 0) and change the sample stage position (
X, Y) and the imaging position movement coordinates (ΔR_1, ΔS_1) from the error between the sample stage position calculated in the first step and the actual sample stage stop position.
The second step is to image the pattern to be inspected, detect the amount of deviation (Δx, Δy) from the target position on the image, and calculate the imaging position movement coordinates (ΔR_2, Δ
2. The pattern inspection method according to claim 1, wherein the third step of determining S_2) is sequentially executed. 4. When determining the relationship between the pattern coordinate system and the screen coordinate system, consider the distortion at the time of imaging and calculate ▲ mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. for the screen coordinates (x, y) and pattern coordinates (U, V). Yes▼ Here, mi, ni≧0 and i_1≠i_2i, i1,
Define i2∈[1,...,N], and the relationship between the pattern coordinate system and the imaging position moving coordinate system is expressed as ( ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, assuming that there is a linear relationship between the two leaps (ΔU, ΔV), and the relationship between the pattern coordinate system and sample stage position coordinate system Therefore, considering the distortion caused by the sample table movement, there are ▲mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. for the part coordinates (U, V) and the sample table movement coordinates (X)▼ where mi, ni≧0 and i_1≠i_2i, ii,
The pattern inspection method according to claim 1, characterized in that i2∈[1,...N]. 5. Image the pattern on the surface of the sample placed on the sample stage,
In a pattern inspection apparatus using a scanning electron microscope that inspects the pattern on an image, a means for moving the sample stage, a means for detecting the position of the sample stage, and a means for moving the scanning area of the scanning electron microscope are provided. and a means for storing a secondary electron image generated from a sample by scanning as an image and detecting a pattern specific position on the image data, so that the desired position of the pattern to be inspected can be detected in the image acquired by the scanning electron microscope. A pattern inspection apparatus characterized by moving a sample stage on which the pattern to be inspected is placed and a scanning area of the scanning electron microscope so that the pattern is positioned at a desired position. 6. The sample is a semiconductor wafer, and when the surface of the semiconductor wafer is irradiated with a charged particle beam according to raster scanning and the reflected electrons or secondary electrons are detected by a detector, the detector is used as an imaging device, and 6. The pattern inspection apparatus according to claim 5, wherein the means for moving the scanning area of the charged particle beam is an imaging position moving means.
JP1211887A 1989-08-17 1989-08-17 Method and apparatus for inspecting pattern Pending JPH0375507A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1211887A JPH0375507A (en) 1989-08-17 1989-08-17 Method and apparatus for inspecting pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1211887A JPH0375507A (en) 1989-08-17 1989-08-17 Method and apparatus for inspecting pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0375507A true JPH0375507A (en) 1991-03-29

Family

ID=16613280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1211887A Pending JPH0375507A (en) 1989-08-17 1989-08-17 Method and apparatus for inspecting pattern

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0375507A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349848A (en) * 2000-06-12 2001-12-21 Sony Corp Inspection apparatus and method
WO2004109793A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Ebara Corporation Sample inspection device and method, and device manufacturing method using the sample inspection device and method
JP2005017270A (en) * 2003-06-06 2005-01-20 Ebara Corp Defect inspection method and device manufacturing method
KR101106855B1 (en) * 2009-06-17 2012-01-19 한일이화주식회사 Cellular phone charging device with a seat
JP2012177697A (en) * 2003-12-19 2012-09-13 Sri Internatl Conversion method from scanner image coordinates of rare cell into microscope coordinates using reticle mark on sample medium
WO2018131102A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Charged-particle beam device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001349848A (en) * 2000-06-12 2001-12-21 Sony Corp Inspection apparatus and method
WO2004109793A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Ebara Corporation Sample inspection device and method, and device manufacturing method using the sample inspection device and method
US7248353B2 (en) 2003-05-30 2007-07-24 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting samples, and method for manufacturing devices using method and apparatus for inspecting samples
US7408643B2 (en) 2003-05-30 2008-08-05 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting samples, and method for manufacturing devices using method and apparatus for inspecting samples
JP2005017270A (en) * 2003-06-06 2005-01-20 Ebara Corp Defect inspection method and device manufacturing method
JP2012177697A (en) * 2003-12-19 2012-09-13 Sri Internatl Conversion method from scanner image coordinates of rare cell into microscope coordinates using reticle mark on sample medium
KR101106855B1 (en) * 2009-06-17 2012-01-19 한일이화주식회사 Cellular phone charging device with a seat
WO2018131102A1 (en) * 2017-01-12 2018-07-19 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Charged-particle beam device
JPWO2018131102A1 (en) * 2017-01-12 2019-11-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam equipment
US11056310B2 (en) 2017-01-12 2021-07-06 Hitachi High-Tech Corporation Charged-particle beam device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4801518B2 (en) Charged particle beam microscopic method and charged particle beam apparatus
US8304722B2 (en) Charged particle beam equipment and charged particle microscopy
US7888638B2 (en) Method and apparatus for measuring dimension of circuit pattern formed on substrate by using scanning electron microscope
US7164127B2 (en) Scanning electron microscope and a method for evaluating accuracy of repeated measurement using the same
US7241996B2 (en) Charged particle beam apparatus
US20060219907A1 (en) Charged particle beam apparatus, method of displaying sample image, and method of measuring image shift sensitivity
JPWO2003021186A1 (en) Sample size measurement method and scanning electron microscope
US7288763B2 (en) Method of measurement accuracy improvement by control of pattern shrinkage
JP6088803B2 (en) Image processing apparatus, pattern generation method using self-organized lithography technology, and computer program
WO2017033591A1 (en) Charged particle beam device and sample stage alignment adjustment method
JPH1027833A (en) Foreign substance analytical method
JPH0375507A (en) Method and apparatus for inspecting pattern
JP6207893B2 (en) Template creation device for sample observation equipment
US10937628B2 (en) Charged particle beam device
WO2020141071A1 (en) Method for calibrating a scanning charged particle microscope
JP2564359B2 (en) Pattern inspection method, pattern length measuring method, and inspection device
JP6078356B2 (en) Template matching condition setting device and charged particle beam device
KR101156214B1 (en) Calibration method for free magnification in scanning electron microscope
JP2007324467A (en) Pattern inspection method and its device
JP2521964B2 (en) Measuring method of electron microscope
JPH1050779A (en) Electron beam device and method of using the same
JPH04209453A (en) Optical axis adjusting method for electron beam apparatus
JP2007101551A (en) Scanning electron microscope
JPS6262538A (en) Positioning apparatus
JPH08227680A (en) Beam device