KR101615843B1 - 반도체 계측 장치 및 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 패턴 변형 요인이 혼재되어 있었다고 해도, 적정하게 패턴의 변형을 반영한 측정 결과를 얻는 것이 가능한 반도체 계측 장치의 제공을 목적으로 한다. 상기 목적을 달성하기 위해, 기준 패턴의 복수의 위치에서의 복수의 계측점과, 전자 디바이스의 회로 패턴의 상기 복수의 계측점에 대응하는 복수의 대응점 사이의 치수를 계측하는 반도체 계측 장치로서, 소정의 계측 영역 내에 존재하는 회로 패턴과 기준 패턴의 거리를 계측하고, 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 소정의 샘플링 조건에 기초하여, 제2 계측값군을 선택하고, 제2 계측값군에 기초하여 상기 측정값을 구하는 반도체 계측 장치를 제안한다.

Description

반도체 계측 장치 및 기록 매체{SEMICONDUCTOR MEASUREMENT DEVICE AND RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 전자 디바이스의 회로 패턴과 기준 패턴의 비교 검사나 어긋남의 측정에 의해, 상기 회로 패턴의 측정값이나 검사 결과를 생성하는 반도체 계측 장치에 관한 것으로, 특히 전자 디바이스의 촬상 데이터에 기초하여 얻어지는 엣지와, 기준 패턴의 엣지 사이의 치수를 측정하는 반도체 계측 장치에 관한 것이다.

최근 반도체는 미세화, 다층화가 진행되고, 논리도 번잡화되어 있으므로, 그 제조가 매우 곤란한 상황에 있다. 그 결과로서, 제조 프로세스에 기인하는 결함이 다발하는 경향이 있고, 그 결함을 정확하게 검사하는 것이 중요하게 되고 있다. 상위의 결함 검사 장치에 의해 얻어진 결함의 좌표 정보에 기초하여, 결함을 리뷰하는 리뷰 SEM(Defect Review-Scanning Electron Microscope:DR-SEM)이나 패턴 치수를 측정하는 CD-SEM(Critical Dimension-SEM)은 이들 결함의 상세한 검사나 측정에 사용된다. 이들의 장치는, 광학 시뮬레이션에 기초하는 검사 좌표나, 광학 검사 장치의 검사 결과에 기초하는 검사 좌표에 대응하는 회로 패턴의 검사나 측정을 실행한다.

특허문헌 1, 2에는, 예를 들어 광 근접 효과(Optical Proximity Effect:OPE)에 의한 결함의 상태를 정확하게 파악하는 목적으로, 기준 패턴과의 형상 비교(예를 들어 양자간의 어긋남의 측정)를 행하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2004-163420호 공보(대응 미국 특허 USP7, 796, 801) 일본 특허 공개 제2007-248087호 공보(대응 미국 특허 USP8, 019, 161)

OPE 등에 의해 발생하는 패턴의 변형 등을 적정하게 평가하기 위해서는, 그 변형이 생기는 위치를 적정하게 선택해서 측정을 행할 필요가 있다. 또한, 촬상 데이터에 기초하여 얻어지는 엣지와, 기준 패턴의 엣지 사이의 어긋남을 구하는 경우, 복수의 대응점 사이의 측정을 행하고, 이 복수의 측정 결과의 통계값(예를 들어 평균값)을 구하고, 이 통계값을 양쪽 엣지 사이의 어긋남으로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 하나의 측정값뿐이면 노이즈 등의 영향에 의해, 적정한 측정을 할 수 없게 될 가능성이 있기 때문이다. 또한, 어느 부분의 측정값을 선택적으로 취득하는 경우라도, 측정해야 할 부위를 사전에 파악하는 것은 곤란하다.

즉, 적정한 패턴 평가를 행하기 위해서는, 적정한 측정 위치(영역)에 복수의 측정 위치를 설정할 필요가 있다. 혹은 패턴의 형성 상태에 따른 적정한 위치에 측정 위치를 설정할 필요가 있다.

한편, 상기 특허문헌에는, 패턴의 부위(예를 들어 패턴의 코너부나 라인 엔드 등)마다의 측정값을, 부위마다의 복수의 측정값의 평균을 구함으로써 출력하는 방법이 설명되어 있다. 패턴의 부위마다 변형의 요인이 다른 경우가 있으므로, 이와 같은 방법을 채용함으로써, 패턴의 변형 요인에 따른 적정한 측정 결과를 얻을 수 있다.

그러나, 최근 패턴의 가일층의 미세화에 수반하여, 복수의 요인이 혼재된 패턴 변형이 인정되도록 되어 왔다. 예를 들어, 평균 연산의 대상으로 되는 패턴 부위에, 패턴의 수축과, 패턴의 팽창 양쪽 변형이 포함되어 있는 경우, 이들 측정값의 평균값을 구하면, 실제는 크게 변형되어 있음에도 불구하고, 수축부의 측정 결과와 팽창부의 측정 결과가 상쇄하여, 적정한 측정 결과로부터 크게 괴리되어 버리는 경우가 있다. 또한, 동일한 팽창이어도, 국소적으로 발생 요인의 차이로부터 정도가 다른 경우도 있다. 상기 특허문헌에 개시되어 있는 바와 같이, 패턴의 특정 부위마다 측정 영역을 분할하는 것만으로는, 적정한 측정 결과를 얻을 수 없는 경우가 있다.

이하에, 복수의 요인이 혼재되어 있었다고 해도, 적정하게 패턴의 변형을 반영한 측정 결과를 얻는 것을 목적으로 하는 반도체 계측 장치 및 컴퓨터 프로그램을 설명한다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 형태로서, 기준 패턴의 복수의 위치에서의 복수의 계측점과, 전자 디바이스의 회로 패턴의 상기 복수의 계측점에 대응하는 복수의 대응점 사이의 치수를 계측하는 반도체 계측 장치로서, 소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 소정의 샘플링 조건에 기초하여, 제2 계측값군을 선택하고, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 측정값을 구하는 반도체 계측 장치 및 컴퓨터 프로그램을 제안한다.

상기 구성에 의하면, 패턴의 변형 요인이 복수 혼재되어 있었다고 해도, 적정하게 패턴의 변형을 반영한 측정 결과를 얻는 것이 가능하게 된다.

도 1은 기준 패턴과 계측 대상 패턴(회로 패턴) 사이의 거리를 측정하는 공정을 나타내는 흐름도.
도 2는 반도체 계측 시스템의 개요를 도시하는 도면.
도 3은 기준 패턴과 계측 대상 패턴 사이의 거리를 측정하는 측정 원리를 도시하는 도면.
도 4는 소정의 조건을 갖는 계측점을 선택적으로 샘플링하는 공정을 나타내는 흐름도.
도 5는 계측점의 샘플링 개요를 도시하는 도면(그 1).
도 6은 계측점의 샘플링 개요를 도시하는 도면(그 2).
도 7은 계측점의 샘플링 개요를 도시하는 도면(그 3).
도 8은 반도체 계측 공정을 나타내는 흐름도.
도 9는 회로 패턴의 유형을 도시하는 도면.
도 10은 측정 파라미터의 설정 화면을 도시하는 도면.
도 11은 측정 결과의 표시 화면을 도시하는 도면.
도 12는 평가 패턴(회로 패턴)의 형상에 의해, 계측 결과에 다른 식별 정보가 부가되는 예를 나타내는 도면.
도 13은 결함의 유형을 도시하는 도면.
도 14는 기준 패턴과 회로 패턴 사이에 복수의 측정 위치를 설정한 예를 나타내는 도면.
도 15는 기준 패턴 데이터의 각 영역에 다른 식별 정보를 부가한 예를 나타내는 도면.
도 16은 다른 샘플링 레이트로 측정을 행했을 때의 측정 결과의 일람을 도시하는 도면.
도 17은 제1 계측값군의 결과에 기초하여 제2 계측값군을 선택하는 공정을 나타내는 흐름도.
도 18은 영역마다 다른 식별 정보가 부가된 기준 패턴을 사용해서 패턴의 상태를 판정하는 공정을 나타내는 흐름도.
도 19는 설계 데이터와 회로 데이터의 대응 검출에 기초하여, 회로 데이터의 각 선분에 식별 정보를 부가하는 방법의 개요를 도시하는 도면.

이하, 기준 패턴과 촬상 화상으로부터 추출되는 패턴과의 비교, 혹은 어긋남의 평가를 행하는 반도체 계측 장치 및 컴퓨터 프로그램에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, 기준 패턴과 촬상 화상에 의해 추출되는 패턴과의 비교, 혹은 어긋남의 평가를 이하와 같이 하여 실행한다. 먼저, 검사 오퍼레이터가 바람직한 형상의 회로 패턴을 기준 패턴으로서 정의한다. 기준 패턴으로서는, 설계 데이터에 기초하여 형성되는 패턴의 윤곽선을 나타내는 도형이나 실제로 제조되는 회로 패턴을 시뮬레이션에 의해 생성한 회로 패턴이나, 제조한 회로 패턴 중으로부터 검사 오퍼레이터가 선택한 골든 패턴 등을 이용한다. 다음에 엣지 검출 처리 등을 사용하여, 촬영 화상으로부터 회로 패턴을 추출한다. 다음에 기준 패턴과 회로 패턴을 중첩한다. 중첩은 수동 조정이나 패턴 매칭에 의한 자동 조정에 의해 행한다.

회로 패턴의 형상은 반도체의 제조 조건이나 회로 레이아웃에 의해 다양한 형태로 변형되므로, 그들 변형의 정도를 적확하게 파악하는 목적으로, 검사 좌표를 포함하는 2차원의 영역에 계측 영역을 설정하고, 계측 영역에 포함된 기준 패턴과 회로 패턴의 엣지 사이의 거리를 소정의 간격으로 망라적으로 계측한다. 다음에 계측 영역으로부터 얻은 복수의 계측값의 평균화를 행하여, 그 결과를 계측 영역의 측정값으로 한다.

그러나, 복수의 계측값의 평균값을 계측 영역의 측정값으로 하면, 계측 영역의 사이즈에 대해 현저하게 작은 결함의 정보가 측정값에 반영되지 않고, 측정값을 사용한 결함의 판정이 곤란하게 되는 경우가 있다. 결함의 발생 상태를 사전에 정확하게 추측하는 것이 어려우므로, 계측 영역은 여유가 있는 사이즈로 설정하는 것이 바람직하지만, 그만큼, 부분적으로 발생하는 결함이나 패턴의 변형을 정확하게 측정하는 것이 곤란하게 된다.

본 실시예에서는, 결함이나 패턴의 변형을 적정하게 평가하기 위한 일 형태로서, 전자 디바이스의 회로 패턴과 기준 패턴의 비교에 의해, 상기 회로 패턴의 측정값을 생성하는 반도체 계측 장치로서, 소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 소정의 샘플링 조건에 기초하여, 제2 계측값군을 선택하고, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 측정값을 구하는 반도체 계측 장치, 그 계측을 컴퓨터에 실행시키는 컴퓨터 프로그램 및 그 컴퓨터 프로그램을 기억하는 기억 매체를 제안한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는, 상기 측정값과 소정의 임계값을 비교하고, 상기 회로 패턴의 결함을 판정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 상기 제2 계측값군의 수를 제한하기 위한 데이터에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 상기 제1 계측값군의 상대 비교에 의해, 제2 계측값군의 후보가 되는 계측값의 우선 순위 부여를 하기 위한 데이터에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 측정값의 생성에 이용하는 계측 방향에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 제1 계측값군으로부터, 회로 패턴의 계측값을 망라적으로 선택하기 위한 데이터에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 회로 패턴의 종류를 특정하기 위한 데이터에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는 상기 샘플링 조건을, 상기 기준 패턴에 대한 상기 회로 패턴의 팽창 부위의 계측값, 혹은, 상기 기준 패턴에 대한 상기 회로 패턴의 수축 부위의 계측값, 혹은, 상기 팽창 부위의 계측값과 상기 수축 부위의 계측값 대소 관계에 기초하여 계측값을 특정하기 위한 데이터에 기초하여 설정하는 예에 대해서도 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는, 전자 빔을 전자 디바이스 상에 주사함으로써 얻어지는 전자에 기초하여, 화상 데이터를 형성하는 주사 전자 현미경을 구비한 반도체 계측 장치에 대해 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예에서는, 상기 측정값이나 결함 판정 결과를 표시하는 화면을 갖는 표시 장치를 구비한 반도체 계측 장치에 대해 설명한다.

또한, 상기 표시 장치에 상기 측정값이나 결함 판정 결과를 표시하는 예를 설명한다.

또한, 상기 화면으로부터 상기 기재된 데이터를 1개 이상 입력할 수 있는 표시 장치에 대해 설명한다.

또한, 상기 화면으로부터 상기 기재된 샘플링 조건에 관계되는 데이터를 1개 이상 입력하는 표시 장치를 구비한 반도체 계측 시스템에 대해 설명한다.

또한, 그 밖에도 기준 패턴의 엣지와, 촬상 화상으로부터 추출되는 패턴의 엣지 사이의 다른 복수의 위치의 측정 결과에 기초하여, 양쪽 엣지 사이의 치수 측정에 제공하는 측정 결과를 선택, 혹은 새롭게 측정해야 할 위치를 선택하고, 그 선택된 측정 결과, 혹은 새롭게 선택된 측정 위치의 측정 결과에 기초하여, 양쪽 엣지 사이의 어긋남을 구하는 예에 대해 설명한다.

소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 소정의 샘플링 조건에 기초하여, 제2 계측값군을 선택하고, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 측정값을 구함으로써, 계측 영역의 사이즈로 의존하지 않고, 회로 패턴의 이상, 결함을 정확하게 반영한 측정값을 구할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 기준 패턴과 촬상 화상으로부터 추출되는 패턴과의 비교, 혹은 어긋남의 평가를 행하는 반도체 계측 장치 및 컴퓨터 프로그램에 대해 설명한다.

도 2는, 반도체 계측 시스템의 개략 구성도이다. 반도체 계측 시스템은 회로 패턴의 화상 데이터를 취득하는 주사형 전자 현미경(201)(Scanning Electron Microscope:이하, SEM)과 화상 데이터의 분석에 의해 회로 패턴을 검사하는 제어 장치(220)로 구성되어 있다.

SEM(201)은 전자 디바이스가 제조된 웨이퍼 등의 시료(203)에 전자선(202)을 조사하고, 시료(203)로부터 방출된 전자를 2차 전자 검출기(204)나 반사 전자 검출기(205, 206)로 포착하고, A/D 변환기(207)에 의해 디지털 신호로 변환한다. 디지털 신호는 제어 장치(220)에 입력되어 메모리(208)에 저장되고, CPU(209)나 ASIC이나 FPGA 등의 화상 처리 하드웨어(210)로 목적에 따른 화상 처리가 행해져, 회로 패턴이 검사된다.

또한 제어 장치(연산 장치)(220)는 입력 수단을 구비한 디스플레이(211)와 접속되고, 유저에 대해 화상이나 검사 결과 등을 표시하는 GUI(Graphical User Interface) 등의 기능을 갖는다. 또한, 제어 장치(220)에 있어서의 제어의 일부 또는 모두를, CPU나 화상의 축적이 가능한 메모리를 탑재한 전자 계산기 등으로 할당되어 처리ㆍ제어하는 것도 가능하다. 또한, 제어 장치(220)는, 검사에 필요해지는 전자 디바이스의 좌표, 검사 위치 결정에 이용하는 패턴 매칭용의 템플릿, 촬영 조건 등을 포함하는 촬상 레시피를 수동, 혹은, 전자 디바이스의 설계 데이터(213)를 활용해서 작성하는 촬상 레시피 작성 장치(212)와 네트워크 또는 버스 등을 통하여 접속된다.

도 8은 반도체 패턴의 계측 공정을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 오퍼레이터가 촬상 레시피 작성 장치(212)를 이용해서 검사(측정) 조건을 설정한다(스텝 801). 검사 조건이란, SEM(201)의 촬영 배율이나 회로 패턴의 좌표(이하, 검사 좌표로 함), 계측 영역, 검사 방법(후술하는 검사법이나, 치수의 계측 등), 검사에 필요한 파라미터 등이며, 검사 대상의 회로 패턴의 촬영 화상을 SEM(201)으로 취득하고, 검사하기 위한 정보이다. 검사 좌표란, 광학 시뮬레이션에 의해 구한 결함의 발생이 예측되는 레티클이나 웨이퍼의 좌표나, 외관 검사 장치 등에서 결함의 발생이 인정된 레티클이나 웨이퍼의 좌표이다. 이와 같은 검사 좌표는, 광학 시뮬레이션을 사용해서 결함의 예측을 행하는 장치(214)(EDA 시스템)나 웨이퍼의 외관 검사 장치(215) 등으로부터 촬상 레시피 작성 장치(212)에 공급된다. 계측 영역은 검사 좌표를 둘러싸도록 설정된 2차원 영역의 좌표 정보이며, 검사 오퍼레이터가 결정한다.

다음에 촬영 레시피를 생성한다(스텝 802). 촬영 레시피는 SEM(201)을 제어하기 위한 데이터이며, 검사 오퍼레이터 등이 설정한 검사 조건이나, 촬영 화상으로부터 검사 포인트를 특정하기 위한 템플릿이 정의된다.

다음에 레시피에 기초하여, SEM(201)으로 회로 패턴을 촬영한다(스텝 803). 다음에 패턴 매칭을 행하여, 촬영 화상 내의 검사 포인트를 특정한다(스텝 804). 다음에 후술하는 방법을 사용한 계측을 행한다(스텝 805). 마지막으로 측정값을 사용해서 회로 패턴의 불량을 판정한다(스텝 806). 양품의 판정은, 본 발명의 검사에 의한 측정값과 검사 오퍼레이터가 결정한 소정의 임계값을 비교함으로써 행해진다.

도 11에 검사 결과의 GUI 화면(1100)을 나타낸다. 이 GUI 화면(1100)은 디스플레이(211)이나, 촬상 레시피 작성 장치(212)나, 제어 장치(220)에 있어서의 제어의 일부 또는 모두가 할당된 CPU나 화상의 축적이 가능한 메모리를 탑재한 전자 계산기의 화면에 GUI 프로그램을 사용해서 표시된다. GUI 프로그램은 반도체 계측 장치의 메모리에 저장되어 있고, 반도체 계측 장치의 CPU에 의한 처리로 실행된다.

반도체 계측 장치는 검사 결과에 기초하여, GUI 화면(1100)의 회로 패턴 표시 윈도우(1101)에 기준 패턴(1102), 회로 패턴(1103), 계측 영역(1104)을 표시한다. 또한, 검사 결과 표시 윈도우(1105)에 측정값이나 판정 결과를 표시한다.

도 1 및 도 3을 사용해서 보다 상세한 회로 패턴의 계측 수순을 설명한다. 도 1은 그 계측 수순을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 기준 패턴과 회로 패턴의 중첩을 행한다(스텝 101). 기준 패턴은 제조 목표가 되는 형상의 회로 패턴이며, 예를 들어 설계 데이터나, 실제로 제조되는 회로 패턴을 시뮬레이션에 의해 생성한 회로 패턴이나, 제조한 회로 패턴 중으로부터 검사 오퍼레이터가 선택한 골든 패턴이다. 기준 패턴은 촬영 레시피나, 반도체 계측 장치 내에 설치된 메모리에 저장되어 있는 것으로 한다. 기준 패턴과 촬영된 화상에 포함되는 회로 패턴의 형상을 비교하기 위해, 양자의 중첩을 행한다. 도 3에 기준 패턴(301)과 회로 패턴(302)을 중첩한 결과를 나타낸다. 중첩 위치는 검사 전단에서 실시한 패턴 매칭의 결과를 이용해서 결정한다.

다음에, 계측 영역(303) 내에 위치하는 기준 패턴(301)과 회로 패턴(302)의 거리(304)를 계측한다(스텝 102). 다양한 형상 변형을 적확하게 파악하기 위해, 픽셀 단위나 서브 픽셀 단위의 간격으로 계측점(305)을 기준 패턴 상(혹은 회로 패턴 상)에 설정하고, 양자의 거리를 망라적으로 계측한다.

이상과 같은 패턴 매칭이나 측정 처리 등은, 전용의 하드웨어에 의해 실행하도록 해도 좋고, 범용의 컴퓨터에 상술, 혹은 후술하는 바와 같은 처리를 실행시키도록 해도 좋다.

또한, 계측점(305)은 소정, 혹은 임의의 간격으로 설정되어 있고, 그 계측점(305)으로부터 소정의 방향[예를 들어 일정 방향, 패턴의 부위마다 할당된 방향, 기준 패턴(301)의 엣지에 대해 수직인 방향 등]이나, 계측점(305)에 가장 가까운 회로 패턴(302) 상의 점, 또는 계측점(305)으로부터 가장 가까운 회로 패턴(302) 상의 점이며, 다른 계측점과 그 대응점 사이를 연결하는 직선에 교차하지 않도록 설정되는 대응점을 향해 측정 방향을 설정한다. 또한, 측정 방향은 상기의 것으로 한정되지 않고, 상기와는 다른 소정의 조건에 따라서 측정 방향을 설정하도록 해도 좋다. 측정 방향의 설정은 상기 조건 등에 따라서 자동으로 설정할 수 있다.

또한, 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리를 측정하는 목적 중 하나는, 양자의 형상 차를 구하는 것에 있으므로, 변형 전후의 대응점 사이의 거리를 구하는 것이 바람직하고, 그를 위해서는, 기준 패턴(301)에 설치된 계측점(305)에 가장 가까운 회로 패턴(302) 상의 점을 대응점으로서 측정 방향을 설정하는 것이 바람직하다. 단, 예기치 않은 회로 패턴의 변형이나 노이즈의 영향에 의해, 잘못된 대응점을 검출하는 일이 없도록, 소정의 제약(예를 들어 측정 방향이 소정의 각도 범위 내에 포함되도록 설정)을 설정하여 측정 방향을 설정할 수도 있다.

다음에 계측 영역(303) 내의 복수 개소 거리 계측에 의해 얻어진 제1 계측값군으로부터, 후술하는 샘플링 조건에 기초하여 측정값의 생성에 사용하는 제2 계측값군을 선택한다(스텝 103). 샘플링 조건은 검사 파라미터로 하여 검사 오퍼레이터가 촬영 레시피에 등록해도 좋고, 계측 샘플링 시에 지정하는 검사 파라미터로 해도 좋다.

도 4를 사용해서 다양한 샘플링 조건에 기초하는 샘플링 방법을 설명한다. 또한, 샘플링 방법도 검사 파라미터로 하여 지정할 수 있는 것으로 한다.

(1) 계측값의 크기에 기초하는 샘플링

본 샘플링에서는, 샘플링 조건의 검사 파라미터로서, 샘플링 수, 계측값의 우선 정보, 노이즈 판정 임계값을 사용한다.

도 4의 (a)는 제1 계측값군에 대해, 각각의 계측값을 비교하고, 그 대소 관계에 기초하여 제2 계측값군이 되는 소정수의 계측값을 선택하는 수순을 나타낸 것이다. 도 5는 계측 영역(501)과 기준 패턴(502)과 회로 패턴(503)의 일례를 나타낸 것이다. 회로 패턴(503)의 일부에 작은 결함(504)이 포함되어 있다. 계측 영역(501) 내에 도시한 s점으로부터 기준 패턴(402)과 회로 패턴(403)의 거리를 반시계 방향으로 계측하고, 그 계측값을 그래프화한 것이 도 5의 (a)이다. 이것이 제1 계측값군이다.

이들 제1 계측값군에 존재하는 일부의 결함에 의한 계측값을 측정값에 반영시키므로, 먼저, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 계측값군에 대해, 각각의 계측값을 비교하고, 도 5의 (b)와 같이 제1 계측값군의 계측값을 큰 순서대로 재배열한 데이터를 생성한다(스텝 401). 이 재배열의 우선 순위는, 검사 파라미터(계측값의 우선 정보)로서 설정된다. 다음에 검사 파라미터로서 설정된 샘플링 수에 기초하여, 제2 계측값군(505)을 작성한다(스텝 402).

이와 같이, 계측값의 크기 정보(소정의 조건을 만족하는 계측값 정보의 1개)를 이용해서 샘플링함으로써, 예를 들어 계측 영역이 도 5와 같이 회로 패턴 전체에 설정되어 있는 경우나, 결함(504)만을 둘러싸도록 설정되어 있는 경우에서도, 거의 동일한 결과를 측정값으로서 산출할 수 있다. 또한, 계측값에 큰 노이즈가 포함되는 케이스에서는, 예를 들어 제1 계측값군의 계측값을 큰 순서대로 재배열한 데이터의 상위 M(노이즈 판정 임계값의 검사 파라미터)개를 제외하고 제2 계측값군의 계측값을 선택한다고 하는 것도 가능하다.

2) 계측 방향에 기초하는 샘플링

본 샘플링에서는, 샘플링 조건의 검사 파라미터로서, 샘플링 수, 계측값의 우선 정보, 계측 방향의 정보를 사용한다.

도 4의 (b)는 제1 계측값군에 대해, 각각의 계측값의 산출에 사용한 기준 패턴과 회로 패턴의 계측 방향에 기초하여, 제2 계측값군이 되는 소정수의 계측값을 선택하는 수순을 나타낸 것이다. 도 6은 계측 영역(601)과 기준 패턴(602)과 배선의 종단부 회로 패턴(603)의 일례를 나타낸 것이다. 배선의 종단부는 후퇴 결함이 생기기 쉽다. 이로 인해, 라인 엔드의 후퇴 방향으로 기준 패턴(602)과 회로 패턴(603)의 거리를 계측한 값을 측정값에 반영함으로써, 라인 엔드의 후퇴량을 정확하게 수치화할 수 있다. 도 6의 예에서는, 라인 엔드의 후퇴 방향은 세로 방향이므로, 도 6의 (b)에 도시한, 0도 +/-α(임의) 방향으로 계측된 값의 집단 g1이 아니라, 90도 +/-α(임의) 방향으로 계측된 값의 집단 g2를 측정값의 생성 대상으로 한다. 이와 같이, 먼저, 제1 계측군으로부터, 계측 방향마다 계측값의 그룹을 만든다(스텝 403). 이상과 같이, 회로 패턴 상의 대응점의 위치에 따라서 변화하는 계측 방향에 따라서, 계측값을 분류한다. 즉 계측값의 종류(본 예의 경우, 방향)에 따라서 계측값을 분류한다.

다음에 검사 파라미터로서 설정된 계측 방향에 대응하는 계측값의 그룹을 선택한다(스텝 404). 다음에 검사 파라미터로서 설정된 샘플링 수에 기초하여, 예를 들어 계측값이 큰 쪽으로부터 샘플링 수분의 계측값을 선택하고, 제2 계측값군을 작성한다(스텝 405). 이에 의해, 검사 대상의 회로 패턴에 생길 수 있는 결함의 발생 방향이 추측 가능한 것인 경우는, 계측 방향의 정보를 이용해서 계측값을 샘플링함으로써, 정확한 결함의 상태를 측정값으로서 산출할 수 있다. 또한, 설명에서는 계측점 수의 제약으로 샘플링 수를 사용했지만, 검사 파라미터로서 설정되는 정보는, 회로 패턴의 길이나 면적 등, 계측점 수의 제약으로 이용 가능한 정보이면 좋다.

이상과 같이, 회로 패턴 상의 대응점의 위치에 따라서 변화하는 계측 방향에 따라서, 계측값을 분류한다. 즉 계측값의 종류(본 예의 경우, 방향)에 따라서 계측값을 분류하면, 특정한 경향을 갖는 어긋남을 선택적으로 추출하는 것이 가능하게 된다.

(3) 계측점의 간격에 기초하는 샘플링

본 샘플링에서는, 샘플링 조건의 검사 파라미터로서, 샘플링 간격을 결정하기 위한 샘플링 수, 계측값의 우선 정보, 계측수의 정보를 사용한다.

도 4의 (c)는 제1 계측값군에 대해, 제1 계측값군의 수와 계측 순서에 기초하여, 제2 계측값군이 되는 소정수의 계측값을 선택하는 수순을 나타낸 것이다. 도 7은 계측 영역(701)과 기준 패턴(702)과 홀의 회로 패턴(703)의 예를 나타낸 것이다. 홀 패턴에 대해서는 전체적인 형상의 수축이나 왜곡의 검사가 요망되므로, 홀의 전체 주위의 계측값을 완전히 채용해서 측정값을 생성한다. 이로 인해, 먼저, 도 7의 계측 영역(701)에 도시한 계측점 s로부터 반시계 방향으로 계측점 s까지의 계측점 수를 카운트한다(스텝 406). 또한, 도 7의 (a), (b)는 계측점 수 s로부터 반시계 방향으로 계측점 s점까지의 계측값을 그래프화한 것이다.

다음에 검사 파라미터로서 설정된 샘플링 수와 계측점 수에 기초하여, 계측점을 그룹 분류한다(스텝 407). 예를 들어, 도 7에 도시한 홀 패턴의 측정값을 샘플링 수 5점으로 생성하는 경우, 제1 계측점군의 수를 5 분할하고, 그룹을 결정한다. 도 7의 (a)의 (0) 내지 (4)가 그룹 분류된 제1 계측점군이다. 다음에 각각의 그룹 중으로부터 예를 들어 가장 계측값이 큰 값을 선택하고, 제2 계측값군을 작성한다(스텝 408). 이와 같이 계측수, 계측 순서의 정보를 이용해서 샘플링을 행함으로써, 계측 영역 내의 계측값을 완전히 이용한 측정값을 생성할 수 있다.

또한 도 7의 (b)와 같이 (0) (2) (4)에 대해서는 각 그룹 내의 최소의 계측값을 선택하고, (1) (3)에 대해서는 각 그룹의 최대의 계측값을 선택한다고 했을 수도 있다. 예를 들어, 홀 패턴의 왜곡을 검사하고자 하는 경우는, 이 수순으로 얻어진 제2 계측값군의 표준 편차를 측정값으로 한다. 이에 의해, 제1 계측값군에 포함된 왜곡 평가에 유효한 정보를 이용한 측정값의 생성이 가능해진다.

(4) 회로 패턴종에 기초하는 샘플링

도 4의 (d)는 제1 계측값군에 대해, 계측 대상의 회로 패턴의 종류에 따라서, 제2 계측값군이 되는 소정수의 계측값을 선택하는 수순을 나타낸 것이다. 전술한 샘플링 조건 (2) (3)과 같이, 검사 대상으로 되는 회로 패턴의 정보가 기지에서, 회로 패턴의 종별이 검사 파라미터로서 설정된 경우는, 예를 들어 배선의 종단부이면 전술한 (2)의 샘플링을 실시하고, 홀이면 (3)의 샘플링을 실시하여, 각각의 제2 계측값군을 작성한다(스텝 409). 이에 의해, 회로 패턴에 적절한 조건의 측정값을 생성할 수 있다.

(5) 회로 패턴의 수축/팽창/전체 변화의 정보에 기초하는 샘플링

본 샘플링에서는, 샘플링 조건의 검사 파라미터로서, 회로 패턴의 수축/팽창/전체 변화량에 관한 정보를 사용한다. 회로 패턴은 제조 조건의 변화에 수반하여 도 12와 같이 수축[도 12의 (a)], 팽창[도 12의 (b)], 변형[도 12의 (c)]되므로, 이 상태를 식별할 수 있는 측정값을 생성하는 것이 요망된다. 이로 인해, 기준 패턴과 회로 패턴의 오차를 계측할 때에 도 12의 (c)에서 도시한 바와 같이 측정 부위가 기준 패턴의 제거부에 존재하는 경우와 잔여부에 존재하는 경우에서 다른 식별 정보를 계측값에 부가해서 제1 계측값군을 생성한다.

다음에, 제2 계측값군의 샘플링 시에 식별 정보를 참조하고, 검사 파라미터(수축량/팽창량/전체 변화량)에 따라서 제2 계측값군을 결정한다. 구체적으로는, 도 4의 (e)에 도시한 바와 같이, 제1 계측값군으로부터 제2 계측값군을 샘플링할 때에, 상기 식별 정보를 참조하고, 검사 파라미터로서 수축량이 지정되어 있는 경우에는, 잔여부에서 측정된 계측값군을 제2 계측값군으로서 선택한다. 또한, 검사 파라미터로서 팽창량이 지정되어 있는 경우에는, 제거부에서 측정된 계측값군을 제2 계측값군으로서 선택한다. 또한, 검사 파라미터로서 전체 변화량이 지정되어 있는 경우에는, 도 4의 (f)에 도시한 바와 같이 제2 계측값군을 선택한다. 먼저, 제거부에서 측정된 계측값군의 평균값을 산출한다(스텝 411). 다음에 잔여부에서 측정된 계측값군의 평균값을 산출한다(스텝 412). 다음에 제거부와 잔여부의 평균값을 비교하고(스텝 413), 큰 쪽의 계측값군을 제2 계측값군으로서 선택한다(스텝 414). 이에 의해, 도 12의 (c)와 같이 계측 영역에 팽창 부위와 수축 부위가 혼재되어 있는 경우에도 변형이 큰 부위의 변화량에 포커스한 측정값을 생성할 수 있다. 이 평균값이 큰 측의 부위는, 당해 영역의 대표적인 결함의 정도로 간주할 수 있으므로, 다른 변동 요인에 의하지 않고, 가장 본질적인 결함의 동정이 가능하게 된다. 이와 같이, 패턴 내부의 계측값의 통계량과 패턴 외부의 계측값의 통계량의 대소를 비교하고, 큰 쪽을 계측값으로 함으로써, 복수의 요인이 혼합되는 변형 요인 중으로부터, 가장 주시해야 할 어긋남을 선택적으로 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 통계량 연산은 단순한 가산 평균이 아니라, 필요에 따라서 가중치 부여 평균과 같은 다른 통계량 연산을 적용하는 것도 가능하다.

또한, 기준 패턴에 대한 회로 패턴 상의 대응점이, 제거부(기준 패턴의 엣지 외부)에 속하는지, 잔여부(기준 패턴의 엣지 내부)에 속하는지를 판정하기 위해, 예를 들어 도 15에 예시하는 바와 같은 기준 패턴 화상의 각 영역에 속성 데이터를 부가해 두고, 그 기준 패턴과 회로 패턴의 중첩 후, 회로 패턴 상의 대응점이 위치하는 영역의 속성 데이터를 참조함으로써, 측정 결과에 그 속성 데이터를 부가하도록 해도 좋다. 도 15의 예에서는, 영역(1501)에는 패턴 내부인 것을 나타내는 속성 데이터가 부가되어 있고, 영역(1502)에는 패턴 외부인 것을 나타내는 속성 데이터가 부가되어 있다. 이와 같이 기준 패턴 데이터에 미리 속성 데이터를 부가해 두면, 용이하게 측정 결과의 분류를 행할 수 있다.

또한, 도 15에 예시하는 기준 패턴 데이터에는, 기준 패턴의 각 선분에 식별 정보가 더 부가되어 있다. 구체적으로는, 볼록부의 속성 데이터 영역(1503)과, 평탄부의 속성 데이터 영역(1504, 1505)이 기준 패턴 데이터에 부가되어 있다. 이와 같이 기준 패턴 데이터에, 각 선분 정보와 패턴의 내부 외부의 정보를 더불어 갖게 함으로써, 보다 상세한 분류를 행할 수 있다.

이와 같이 복수의 속성 데이터를 중첩하고, 측정 결과를 식별 가능하게 함으로써, 그 측정 결과가 갖는 의미를 정확하게 특정하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 어떤 조합(예를 들어 볼록부이며 패턴 내부에 대응점이 존재함)의 어긋남의 측정 결과가 소정값 이상으로 되었을 때에, 결함이라고 판정하는 등의 판정을 행하는 알고리즘을 설정해 두면, 경험적으로 결함이라고 판단할 수 있는 대상을 선택적으로 추출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 예를 들어 평탄부의 속성 데이터 영역(1504, 1505)에 속하는 계측점의 측정 결과가, 기준 패턴의 내부 방향을 향해 소정값 이상이며, 볼록부의 속성 데이터 영역(1503)에 속하는 계측점의 측정 결과가, 패턴 외부를 향해 소정값 이상인 경우, 회로 패턴 전체로서는 수축 방향에 있음에도 불구하고, 볼록부를 돌출시키는 작용만이 현저하게 작용하고 있게 된다. 이와 같은 조합이 검출되었을 때에 결함, 혹은 다른 측정 결과와 식별 가능한 식별 정보를 부가하는 알고리즘을 설정함으로써, 효율적으로 원하는 측정 결과를 선택하는 것이 가능하게 된다.

또한, 기준 패턴의 각 선분에 속성 데이터를 부가하는데 반도체 패턴의 설계 데이터(예를 들어 GDS 데이터)를 사용할 수 있다. 설계 데이터는, 예를 들어 폐쇄 도형을 형성하는 선분마다 식별 정보를 갖고 있으므로, 윤곽선과의 대응을 검출함으로써, 윤곽선의 선분에 식별 정보를 부가할 수 있다. 도 19는 그 일례를 나타내는 도면이며, 설계 데이터에 기초하는 엣지(1901)와, 윤곽선(1902) 사이에서, 패턴 매칭을 행함으로써, 양자의 대응점을 검출하는 예를 나타내고 있다. 이와 같이 대응점을 검출함으로써, 설계 데이터에 기초하는 엣지(1291)가 갖는 식별 정보(도 19에서는, 선분 정보 L1 내지 L6)를 윤곽선(1902)에 부가한다. 예를 들어, 영역(1903)에 포함되는 윤곽선의 대응점에는, L2라고 하는 식별 정보가 부가되고, 영역(1903)에 포함되는 대응점에는 L5라고 하는 식별 정보가 부가된다. 또한, 식별 정보는 선분 단위의 식별 정보이어도 좋고, Top, Right, Left, Bottom과 같은 선분이 속하는 위치 정보와 같은 것이어도 좋다.

마지막으로 샘플링에 의해 선택된 제2 계측값군으로부터 측정값을 생성한다(스텝 104). 또한, 제2 계측값군이 2개 이상인 경우에는 평균이나 표준 편차 등의 통계 연산 처리에 의해 측정값을 생성하지만, 측정값의 생성 처리에 대해 이를 한정하는 것은 아니다.

또한, 측정값의 출력에 기초하여 결함의 종류를 동정(同定)하도록 해도 좋다. 예를 들어, 도 13에 예시한 바와 같이, 볼록형 패턴의 변형 유형은 크게 구별하면, 도 13의 (a) 내지 (d)로 분류할 수 있다. 특히, 도 13의 (c)는 「볼록부 축소, 주변부 팽창」이며, 도 13의 (d)는 「볼록부 팽창, 주변부 축소」라고 정의할 수 있다. 미리 결함의 유형과 측정값의 대응 관계를 데이터베이스화해 두고, 그 데이터베이스에 기초하여 결함을 분류함과 함께, 상술한 「변형이 큰 부위의 변화량에 포커스한 측정값」과 더불어 측정 결과로서 기억하고, 그 결과를 표시 가능하게 해 둠으로써, 출력된 측정 결과가 갖는 의미를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하게 된다.

도 10에 샘플링 조건을 설정하는 GUI 화면(1000)을 나타낸다. 이 GUI 화면(1000)은 디스플레이(211)나, 촬상 레시피 작성 장치(212)나, 제어 장치(220)에 있어서의 제어의 일부 또는 모두가 할당된 CPU나 화상의 축적이 가능한 메모리를 탑재한 전자 계산기의 화면에 GUI 프로그램을 사용해서 표시된다. GUI 프로그램은 반도체 계측 장치의 메모리에 저장되어 있고, 반도체 계측 장치의 CPU에 의한 처리로 실행된다.

반도체 계측 장치는 검사 오퍼레이터의 지시에 따라서 GUI 화면(1000)의 기준 패턴 표시 윈도우(1001)에 기준 패턴(1002)을 표시한다. 기준 패턴의 표시는 검사 포인트 1점이라도 좋고, 도 9의 (a), (b), (c)와 같은 복수의 검사 포인트를 표시시킬 수도 있다. 다음에 검사 포인트마다, 혹은 복수의 검사 포인트마다 계측 영역(1003)과, 전술한 샘플링에 필요한 검사 파라미터(샘플링 수, 샘플링 점의 선택 방법)을 검사 파라미터 설정 윈도우(1004)에 입력한다. 반도체 계측 장치는, 입력된 계측 영역(1003)이나 검사 파라미터를 사용해서 반도체 계측을 행한다.

도 18은 계측 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다. 먼저, 촬상 레시피 작성 장치(212)에 의해 작성된 레시피에 따라서, 원하는 위치의 화상을 취득(스텝 1801)하도록, 제어 장치(220)는 SEM(201)을 제어한다. 다음에 화상으로부터 회로 패턴의 윤곽선을 추출하고, 필요에 따라서 윤곽선의 각 선분과 설계 데이터의 대응을 검출함으로써, 윤곽선의 각 선분에 식별 정보를 부가한다(스텝 1802). 다음에, 회로 패턴과 기준 패턴 사이에서 패턴 매칭을 실행한다(스텝 1803). 다음에, 기준 패턴에 미리 설정된 계측점에 대한 대응점을, 회로 패턴 상에서 검출한다(스텝 1804).

여기서 각 대응점이 위치하는 영역의 정보(예를 들어 패턴의 내부, 혹은 외부의 어느 쪽에 속할지)를 각 대응점에 부가함과 함께, 대응점과 계측점 사이의 거리를 측정한다(스텝 1805). 마지막으로 측정 결과와 대응점의 속성 정보에 기초하여, 패턴의 상태를 판정한다(스텝 1806). 이 판정은 예를 들어 원하는 정보의 조합을 검출할 수 있었을 때에, 결함, 혹은 재평가점으로서 선택하는 알고리즘에 기초하여 판정을 행한다. 마지막으로 이들 정보를 등록한다(스텝 1807).

이와 같은 공정에 의하면, 복수의 요인이 복합되는 패턴 변형이어도, 적정한 평가를 행하는 것이 가능하게 된다.

상기 실시예에 따르면, 소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하는 수단과, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 소정의 샘플링 조건에 기초하여, 제2 계측값군을 선택하는 수단과, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 측정값을 구하는 수단에 의해, 계측 영역의 사이즈에 의존하지 않고, 회로 패턴의 이상, 결함을 정확하게 반영한 측정값을 구할 수 있다.

다음에, 제1 계측값군에 기초하여 제2 계측값군을 선택하는 다른 예를 설명한다. 도 14는 기준 패턴의 엣지(1401)와, 회로 패턴의 엣지(1402) 사이의 어긋남 측정에 기초하여, 결함을 동정하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 14의 예에서는, 기준 패턴의 엣지(1401)에, 복수의 계측점(1403, 1405, 1408)이 설정되어 있고, 기준 패턴의 엣지(1401)에 대해, 수직인 방향이며, 회로 패턴의 엣지(1402) 상에, 복수의 계측점에 대응하는 대응점(1404, 1406, 1409)이 설정되어 있다.

도 17은 측정 공정을 나타내는 흐름도이다. 우선, 촬상 레시피 작성 장치(212)에 의해 작성된 레시피에 따라서, 원하는 위치의 화상을 취득(스텝 1701)하도록, 제어 장치(220)는 SEM(201)을 제어한다. 다음에 화상으로부터 회로 패턴의 윤곽선을 추출하고, 필요에 따라서 윤곽선의 각 선분과 설계 데이터의 대응을 검출함으로써, 윤곽선의 각 선분에 식별 정보를 부가한다(스텝 1702). 다음에, 회로 패턴과 기준 패턴 사이에서 패턴 매칭을 실행한다(스텝 1703). 매칭이 행해진 회로 패턴과 기준 패턴 사이의 거리를 측정하기 위해, 샘플링을 실행한다(스텝 1704). 본 예에서는 먼저, 도 14의 동그라미 표시 계측점과 대응점 사이의 거리를 측정한다. 도 16의 (a)는 그때의 계측값을 플롯한 그래프이며, 도 14의 지면 상부를 시점으로서, 하부를 향해 순서대로 측정했을 때의 측정 결과를 나타내는 것이다. 이 복수의 측정 결과 중, 소정의 임계값(1604)을 초과하는 계측점이 존재하는지 여부를 판정(스텝 1705)하고, 존재하지 않는 경우는 그 취지의 정보를 계측 정보에 부가하고, 데이터 등록을 행한다(스텝 1708, 1709).

한편, 소정의 임계값(1604)을 초과하는 계측 결과가 얻어진 경우에는, 추출된 샘플링 점의 근방(예를 들어 소정 범위, 혹은 소정의 샘플링 수와 간격)에 대해, 보다 좁은 간격으로 샘플링을 실행한다(스텝 1706). 예를 들어 도 16의 2배의 샘플링 레이트로 샘플링을 행하면, 도 16의 (c)와 같은 측정 결과(동그라미, 사각)가 얻어지고, 4배의 샘플링 레이트로 샘플링을 행하면, 도 16의 (e)와 같은 측정 결과(동그라미, 사각, 삼각)가 얻어진다. 또한, 최대값을 나타내는 샘플링 점의 근방(예를 들어 소정수의 샘플링 점)의 계측값의 평균값이, 「샘플링 점이 많은 경우>샘플링 점이 적은 경우」가 되는 경우(혹은 「샘플링 점이 많은 경우의 평균값이, 샘플링 점이 적은 경우의 평균값보다 크고, 또한 소정값 이상의 괴리가 있는 경우」), 도 14에 예시한 바와 같이, 부분적으로 패턴이 잘록하게 형성되어 있는 경우가 있어, 결함일 가능성이 있으므로, 그 취지의 식별 정보를 부가하여, 데이터 등록을 행한다.

도 16의 (b), (d), (f)에 예시한 바와 같이, 회로 패턴에 잘록부가 존재하는 경우, 상위 n점의 계측점의 계측값(1601, 1602, 1603)을 비교하면, 샘플링 점이 많은 쪽이 n점의 가산값, 평균값, 혹은 적분값 등이 증가하는 것을 알 수 있다. 즉 잘록부가 발생했다고 생각되는 부위에 대해, 샘플링 점을 증감시킴으로써 얻어지는 값이 소정의 조건을 만족시키는 경우에, 그 부분의 결함 종류를 동정하는 것이 가능하게 된다. 본 예의 경우, 부분적으로 크게 발생하는 어긋남이 국소적으로 발생하는 노이즈에 기인하는 것인지, 소정의 크기를 갖는 잘록한 것인지를 식별하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이와 같은 알고리즘에 기초하면, 최초 낮은 샘플링 레이트로 계측한 제1 계측값군에 기초하여, 높은 샘플링 레이트의 제2 계측값군의 취득 영역을 선택할 수 있으므로, 샘플링 점의 증가를 억제하면서, 필요한 정보를 높은 샘플링 레이트에 기초하여 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 최초로부터 높은 샘플링 레이트로 측정을 행하고, 결함의 식별에만 상기의 알고리즘을 적용하도록 해도 좋다. 이 경우라도, 복수의 정보의 앤드 조건에 기초하여, 결함 혹은 패턴 변형 상태를 판정하는 것이 가능하게 되므로, 고정밀도의 분류를 행하는 것이 가능하게 된다.

201 : SEM
202 : 전자선
203 : 시료
204 : 2차 전자 검출기
205 : 반사 전자 검출기 1
206 : 반사 전자 검출기 2
207 : A/D 변환기
208 : 메모리
209 : CPU
210 : 하드웨어
211 : 디스플레이
212 : 촬상 레시피 작성 장치
213 : 설계 데이터
214 : 결함의 예측을 행하는 장치
215 : 외관 검사 장치
301, 502, 602, 702, 1002, 1102 : 기준 패턴
302, 503, 603, 703, 1103 : 회로 패턴
303, 501, 601, 701, 1003, 1104 : 계측 영역
304 : 거리
305 : 계측점
504 : 결함
505 : 제2 계측값군
604 : 계측값
1000, 1100 : GUI 화면
1001 : 기준 패턴 표시 윈도우
1004 : 검사 파라미터 설정 윈도우
1101 : 회로 패턴 표시 윈도우
1105 : 검사 결과 표시 윈도우

Claims (15)

1. 기준 패턴의 복수의 위치에서의 복수의 계측점과, 전자 디바이스의 회로 패턴의 상기 복수의 계측점에 대응하는 복수의 대응점 사이의 거리를 계측하는 반도체 계측 장치로서,
   소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 상기 계측점에 대한 대응점의 방향에 따라서, 상기 제1 계측값군을 분류하고, 그 분류된 제1 계측값군 중에서, 소정수의 제2 계측값군을 선택하고, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리를 구하는 연산 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연산 장치는, 상기 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리와 소정의 임계값을 비교하고, 상기 회로 패턴의 결함을 판정하는 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연산 장치는, 상기 계측점에 대한 대응점의 방향에 따라 분류된 계측값으로부터 그 계측값이 큰 소정수의 계측값을 상기 제2 계측값군으로서 선택하는 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 연산 장치는, 상기 제1 계측값군의 계측값 중, 상위의 소정수의 계측값을 선택하여, 제2 계측값군의 후보로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 연산 장치는, 상기 계측점이, 상기 기준 패턴의 내부, 혹은 외부에 존재하는지에 따라서, 상기 계측값에 식별 정보를 부가하는 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
6. 제1항의 반도체 계측 장치와, 주사 전자 현미경을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 계측 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리, 및 그 거리에 기초하여 얻어지는 결함 판정 결과를 표시하는 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 계측 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 계측값군을 선택하기 위한 샘플링 조건을 입력하는 입력 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
9. 기준 패턴의 복수의 위치에서의 복수의 계측점과, 전자 디바이스의 회로 패턴의 상기 복수의 계측점에 대응하는 복수의 대응점 사이의 거리를 계측하는 반도체 계측 장치로서,
   소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 상기 기준 패턴의 내부에 위치하는 대응점의 계측값에 기초한 제1 통계량과, 상기 기준 패턴의 외부에 위치하는 대응점의 계측값에 기초한 제2 통계량을 구하고, 그 제1 통계량과 제2 통계량 중 큰 쪽을, 상기 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리로 하는 연산 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 계측 장치.
10. 컴퓨터에, 기준 패턴의 복수의 계측점과, 전자 디바이스의 회로 패턴의 상기 복수의 계측점에 대응하는 대응점 사이의 거리를 계측시키는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서,
    상기 프로그램은, 상기 컴퓨터에, 소정의 계측 영역 내에 존재하는 상기 회로 패턴과 상기 기준 패턴의 거리를 계측하게 하고, 상기 계측 영역 내의 복수 개소의 계측값을 포함하는 제1 계측값군으로부터, 상기 계측점에 대한 대응점의 방향에 따라서, 상기 제1 계측값군을 분류하고, 그 분류된 제1 계측값군 중에서, 소정수의 제2 계측값군을 선택하게 하고, 상기 제2 계측값군에 기초하여 상기 기준 패턴과 회로 패턴 사이의 거리를 구하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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