JPS63284747A - 試料像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、走査型電子顕微鏡等の装置に用いられる試料
像表示装置に関する。

（従来の技術） 従来、ＣＡＤ等を使用して設計されたＩＣのパターンと
その設計値を基に半導体ウェハー上に形成されたＩＣの
実パターンとの対応をとって比較したい場合には、走査
型電子顕微鏡等の装置でまず試料の写真を躍り、その写
真上に設計パターンを書込むか、あるいは試料の写真と
別の用紙に描かれた設計パターンを見比べるようにして
いる。

また、走査型電子顕微鏡を用いて半導体ウェハー上に形
成された特定のパターンを観察しようとして、そのパタ
ーンがみつからない場合にあっては、ｖＡ察に使う電子
顕微鏡の倍率をさげ、ＩＣの設計パターン図と、ＣＲＴ
に表示される試料像を常に見比べながらステージを動か
し、徐々に顕微鏡の倍率を上げ、ＩＣの非常に込入った
複雑なパターン群の中から１！察したいパターンを探し
出していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の試Ｆ４像の検査にあっ
ては、電子顕微鏡等で撮影された試料の写真の上に設計
パターンを書込むには、写真の印画紙上の倍率を正確に
測定しなければならず、その倍率に合せて複雑な形状を
した設計パターンを拡大あるいは縮小して書込むこと自
体が大変な作業であり、また設計パターンの絶対位置ま
で正確に記入しようとすると写真囮彰した試料のチップ
原点からの位置をステージの移動量等から予め求めてお
かなければならない。

このように躍彰された試料の写真の上に設計パターンを
皇込む作業は、高度な熟練者が行っても細心の注意と相
当な時間を要する困難な作業である。

また、設計パターンが描かれた図面とＣＲＴ上に写し出
される試料像を見比べながらステージを移動させて目的
のパターンを探す作業も視点の位置を何度も変えねばな
らず、オペレータの労力負担が大きいという問題がめっ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、設計値に基づく理想パターン（設計パターン）と
実際の試料像との比較観察を容易にして作業性の向上を
図るようにした試料像表示装置を提供することを目的と
する。

この目的を達成するため本発明にあっては、電子ビーム
等の荷電粒子線で試料面上の領域を２次元的に走査する
電子光学系と、荷電粒子線の照射により試料から得られ
る２次電子あるいは反射電子等の信号に基づき前記荷電
粒子線による試料面上の走査と同期あるいは等価的に同
期して陰極線管等（ＣＲＴ）上に試料像を掃引表示する
表示器とを備えた走査型電子顕微鏡等の装置に於いて、
前記観察試料の設計値に基づいて試料面に形成される理
想パターンを作成するパターン作成手段（２１）と：前
記表示器の画面上に前記試料像と重畳あるいは画面上の
別の位置に前記パターン作成手段（２１）で得られた理
想パターン像を表示するパターン表示手段（２３，１８
＞と：を設けるようにしたものである。

（作用） このような構成を備えた本発明の試料像表示装置にあっ
ては、試料の設計値から得られた線画等でなる理想パタ
ーン像（設計パターン像）がＣＲＴ上の試料像に重ね合
わせて、あるいは別の位置に表示され、その結果、観察
者は必要な時いつても試料像に対応した理想パターン像
を簡単且つ容易にＣＲ７画面上に表示して試料像と比較
することが出来る。

（実施例） 第１図は走査型電子顕微鏡を例にとって本発明の一実施
例を示した説明図である。

第１図に於いて、１は電子銃、２，４は電子ビーム制限
用のアパーチャ、３はプランカー、５はＸ方向用偏向器
、６はＹ方向用偏向器、７は対物レンズ、８はディテク
ター、９は観察試料、１０はステージ、１１は電子銃制
御回路、１２はブランキング制御回路、１３はＸＹ走査
信号発生回路、１４はＸ方向走査信号増幅回路、１５は
Ｙ方向走査信号増幅回路、１６は対物レンズ制御回路、
１７は画像信号増幅回路、１８はＣＲＴ表示器、１９は
ステージ駆動回路、２０はジョイスティックレバーやト
ラックボール等を用いた視野移動指示器、２４は前記の
いくつかの電気回路を総合的に制御する中央制御回路で
ある。

このような構成で成る走査型電子顕微鏡の構成をその作
用と共に更に詳細に説明すると次のようになる。

電子銃１から射出され、アパーチャ２，４を通り扱けた
電子ビームはＸ方向及びＹ方向用偏向器５．６でＸ、Ｙ
方向に偏向された後、対物レンズ７で収束されて観察試
料９に当たる。このとき観察試料９から発生する２次電
子あるいは反射電子はディテクター８に入って電気信号
に変換される。

ディテクター８からの検出信号は画像信号増幅回路１７
でＣＲＴ表示器１８の入力に必要なレベルまで増幅され
、ＸＹ走査信号発生回路１３から出力された水平、垂直
１吊引信号によりＣＲＴ表示器１８に於いてＣＲＴ上に
試料像が掃引表示される。

一方、ＸＹ走査信号発生回路１３はＣＲＴ表示器１８内
の水平、垂直方向偏向器をドライブする２種類の鋸歯状
波掃引信号で成る水平、垂直走査信＠Ｈ，Ｖと、電子顕
微鏡のＸ、Ｙ方向偏向器５゜６をドライブする走査信号
Ｘ、Ｙを発生し、それぞれＣＲＴ表示器１８及びＸ、Ｙ
方向走査信号増幅回路１４．１５に送っている。

ＸＹ走査信号発生回路１３からの走査信号Ｘ。

Ｙは、Ｘ、Ｙ方向走査信号増幅回路１４．１５で電子顕
微鏡の観察倍率に応じた振幅に増幅され、Ｘ方向、Ｙ方
向偏向器５．６を駆動する。これらの電子回路のうち、
いくつかは電子銃の加速電圧や観察倍率等に応じて最適
制御を行うように中央制御回路２４より必要なデータを
受は取る。

このような構成を有する走査型電子顕微鏡に加えて本発
明にあっては、設計パターン作成手段２１と、設計パタ
ーン作成手段２１で得られた理想パターン（設計パター
ン）をＣＲＴ表示器１８に表示させるための７１ノーム
メモリ２３を有する。

設計パターン作成手段２１は、観察試料９に実パターン
を形成するために用いられた磁気テープ２２等に格納さ
れている設計データの入力を受け、この設計データから
観察試料９上に形成される理想パターンとしての設計パ
ターンを作成する。

即ち、設計パターン作成手段２１に対しては、視野移動
指示器２０からのステージ駆動信号、ステージの絶対位
置座標、更にはＸ方向、Ｙ方向走査信号増幅回路１４．
１５に設定された増幅率で定まる倍率の情報等の設計パ
ターンを表示するのに必要なデータが中央制御回路２４
から与えられており、その結果、設計パターン作成手段
２１は磁気テープ２２から得られた設計データを電子顕
微鏡の観察倍率やウェハー上の観察位置等の設定パラメ
ータに従った演算を行い、ＣＲ７表示器１８上の試料像
と同じ倍率及び位置の線画として設計パターンのイメー
ジデータを作成し、フレームメモリ２３にビットパター
ンとして書き込む。

フレームメモリ２３にはＸＹ走査信号発生回路１３より
水平及び垂直同期信号Ｈ，Ｖが与えられており、フレー
ムメモリ２３に書き込まれた設計パターンを表わすビッ
トパターンは水平、及び垂直同期信号Ｈ，Ｖに同期して
読み出されてＣＲＴ表示器１８に供給され、例えば第２
図に示すように試料像としての実パターン３０に重畳し
て股δ１パターン４０を表示するようになる。

この第２図の表示例から明らかなように、ＣＲＴ表示器
１８の表示画面には走査型電子顕微鏡で得られた試料像
としての実パターン３０に重ね合せて、設計データに基
づいて得られた理想パターンとしての設計パターン４０
が表示されるため、観察者は実パターン３０と設計パタ
ーン４０との関係が直ちに分かり、両者の比較観察を極
めて容易に行うことができる。

また設計パターン４０の表示は操作パネル上のスイッチ
によりいつでもオン、オフすることができ、必要ない時
はスイッチオフにより試料像だけを１［することができ
る。更に、視野移動指示器２０の操作により試料像を移
動したときに、この試料像の移動に連動して設計パター
ンも自動的に移動する連動モードと、試料像の移動に関
係なく常に同じ位置に設計パターンを表示しておく固定
モードのモード選択機能を設けることで、試料像と設計
パターンの視覚観察をより行い易くすることができる。

即ち、固定モードにあっては、観察したい設計パターン
を表示させておき、この状態で視野移動指示器２０によ
り試料像だけを次々に移動して設計パターンと同じ試料
像を見つけることができるようになり、観察したい試料
像を探し出す操作が容易になる。

更に固定モードの状態で実パターンを設計パターンに重
ねるように移動して位置合せした後、連動モードに切換
えて試料像、及び設計パターンを同じｍだけ移動し、別
のパターンとの重ね具合を見ることによる長寸法に於け
る位置ずれを確認することができるため、測長機能をも
つ走査型電子顕微鏡に応用した場合、非常に有効である
。

尚、上記の実施例は試料像（実パターン）に重ね合せて
設計パターンを表示する場合を例にとるものであったが
、設計パターンを試料像に重ね合せずに表示画面の試料
像とは別の位置に表示させるようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、観察試料のパ
ターン形成に用いた設計データに基づいて試料面に形成
される理想パターン（設計パターン）を作成し、画面上
の試料像に重畳あるいは画面上の別の位置に理想パター
ン像（設計パターン像）を表示するようにしたため、観
察者は必要に応じてＣＲ７画面上で設計パターンと半導
体ウェハー上に形成された実パターンとを比較すること
ができ、その結果、パターン形成のプロセス中に生じる
歪みや欠陥等も両者の比較から容易に観察することがで
き、実パターンの写真撮影による比較あるいは写真撮影
された実パターンに設計パターンを書き込む等の作業を
必要としないことから、設計パターンと実パターンを比
較する観察作業が極めて容易となり、作業性の向上と同
時にオペレータの疲労を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を走査型電子顕微鏡を例にと
って示した説明図、第２図は本発明による実パターン（
試料像〉と設計パターン（理想パターン）の表示例を示
した説明図である。 １：電子銃 ２．４ニアパーチヤ ３ニブランカー ５：ｘ方向用偏向器 ６：Ｙ方向用偏向器 ７：対物レンズ ８：ディテクター ９：観察試料 １０：ステージ １１：電子銃制御回路 １２ニブランキング制御回路 １ａ：ｘ？走査信号発生回路 １４：Ｘ方向走査信号造服回路 １５：Ｙ方向走査信号増幅回路 １６二対物レンズ制御回路 １７：画像信号増幅回路 １９：ステージ駆動回路 ２０：視野移動指示器 ２１：設計パターン作成手段 ２２：磁気テープ ２３：フレームメモリ ２４：中央制御回路 ３０：実パターン（試料像）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビーム等の荷電粒子線で試料面上の領域を２次元的
   に走査する電子光学系と、荷電粒子線の照射により試料
   から得られる２次電子あるいは反射電子等の信号に基づ
   き前記荷電粒子線による試料面上の走査と同期あるいは
   等価的に同期して陰極線管等（ＣＲＴ）上に試料像を掃
   引表示する表示器とを備えた走査型電子顕微鏡等の装置
   に於いて、 前記観察試料の設計値に基づいて試料面に形成される理
   想パターンを作成するパターン作成手段と； 前記表示器の画面上に前記試料像に重畳あるいは画面上
   の別の位置に前記パターン作成手段で得られた理想パタ
   ーン像を表示するパターン表示手段と； を備えたことを特徴とする試料像表示装置。