KR20150002851A

KR20150002851A - 패턴 평가 장치 및 패턴 평가 방법

Info

Publication number: KR20150002851A
Application number: KR20147032298A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 미야모토; 도시카즈 가와하라; 아키히로 오니자와; 유타카 호조
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2015-01-07
Also published as: JP5783953B2; WO2013179825A1; TW201403651A; TWI474363B; US20150146967A1; JP2013247104A; KR101623135B1

Abstract

본 발명은, 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 회로의 패턴을 평가할 때의, 촬상 영역의 설정 방법에 관한 것이다.
실제 화상 또는 설계 데이터 위에서 평가해야 하는 회로 패턴을 결정하며, 상기 평가해야 하는 회로 패턴의 일부를 시야에 포함하도록 복수개의 촬상 영역을 설정하고, 상기 복수개의 촬상 영역의 화상을 취득한다. 촬상 영역을 설정할 때에는, 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 간의 거리 허용값을 설정하고, 상기 거리 허용값을 가능한 한 만족시키도록 촬상 영역의 위치를 최적화한다. 이에 따라, 주사 하전 입자 현미경의 시야에 들어가지 않는 광역의 검사 영역의 화상 취득의 스루풋(throughput)을 향상시키는 것, 전기 불량의 원인이 될 수 있는 검사 영역의 결정을 효율적으로 행하는 것이 가능하게 되었다.

Description

패턴 평가 장치 및 패턴 평가 방법{PATTERN EVALUATION DEVICE AND PATTERN EVALUATION METHOD}

회로 패턴을 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 효율적으로 검사하는 방법 및 장치를 제공한다.

반도체 웨이퍼에 회로 패턴을 형성할 때에는, 반도체 웨이퍼 위에 레지스트라 불리는 도포재를 도포하고, 레지스트 위에 회로 패턴의 노광용 마스크(레티클(reticle))를 겹쳐서 그 위에서 가시광선, 자외선 혹은 전자빔을 조사(照射)하여, 레지스트를 감광(노광)해서 현상함으로써 반도체 웨이퍼 위에 레지스트에 의한 회로 패턴을 형성하고, 이 레지스트의 회로 패턴을 마스크로 해서 반도체 웨이퍼를 에칭 가공함으로써 회로 패턴을 형성하는 방법 등이 채용되어 있다.

반도체 디바이스의 설계·제조에서는, 노광·에칭 장치 등의 제조 장치에 있어서의 발진(發塵) 관리나, 웨이퍼 위에 형성된 회로 패턴 형상 평가가 중요하지만, 회로 패턴은 미세하기 때문에, 촬상 배율이 높은 주사 하전 입자 현미경을 사용한 화상 촬상 및 검사가 행해진다.

주사 하전 입자 현미경으로서는, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM), 주사형 이온 현미경(Scanning Ion Microscope: SIM) 등을 들 수 있다. 또한, SEM식 화상 촬상 장치로서는, 측장(測長)용 주사 전자 현미경(Critical Dimension Scanning Electron Microscope: CD-SEM)이나 결함 리뷰용 주사 전자 현미경(Defect Review Scanning Electron Microscope: DR-SEM)을 들 수 있다.

패턴 형상의 평가를 위해서, 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 촬상을 행하는 영역을 평가 포인트라 하고, 이후에, EP(Evaluation Point)라고 약기한다. EP를 적은 촬상 어긋남량으로, 또한 고화질로 촬상하기 위해서, 어드레싱 포인트(addressing point)(이후, AP라 함) 또는 오토 포커스 포인트(autofocus point)(이후, AF라 함) 또는 오토 스티그마 포인트(auto-stigma point)(이후, AST라 함) 또는 오토 브라이트니스·콘트라스트 포인트(auto-brightness contrast point)(이후, ABCC라 함)의 일부 또는 모든 조정 포인트를 필요에 따라 설정하고, 각각의 조정 포인트에서, 어드레싱, 오토포커스 조정, 오토 스티그마 조정, 오토 브라이트니스·콘트라스트 조정을 행한 후, EP를 촬상한다. 상기 어드레싱에 있어서의 촬상 어긋남량은, 사전에 등록 템플레이트(template)로서 등록된 좌표 기지(旣知)의 AP에 있어서의 SEM 화상과, 실제 촬상 시퀀스에서 관찰된 SEM 화상을 매칭하고, 상기 매칭의 어긋남량을 촬상 위치의 어긋남량으로 해서 보정하고 있다. 상기 평가 포인트(EP), 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC)를 통합해서 촬상 포인트라 한다. EP의 사이즈·좌표, 촬상 조건 및 각 조정 포인트의 촬상 조건, 조정 방법 그리고 각 촬상 포인트의 촬상 순서 및 상기 등록 템플레이트는 촬상 레시피로서 관리되며, 주사 하전 입자 현미경은 상기 촬상 레시피에 의거하여, EP의 촬상을 행한다.

종래, 촬상 레시피의 생성은 오퍼레이터가 매뉴얼에 의해 행하고 있고, 노력과 시간을 요하는 작업이었다. 이에 대해서, 예를 들면 GDSII형식으로 기술된 반도체의 회로 패턴의 설계 데이터를 기초로 AP를 결정하고, 또한 설계 데이터로부터 AP에 있어서의 데이터를 추출하여 상기 등록 템플레이트로서 촬상 레시피에 등록 함으로써 촬상 레시피 생성의 부담을 경감시키는 반도체 검사 시스템이 개시되어 있다(특허문헌 1: 일본국 특개 2002-328015호 공보).

또한, 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 넓은 시야의 화상을 얻는 수단으로서, 분할해서 촬상한 복수매의 화상을 서로 연결시켜서 한장의 심리스(seamless)한 화상을 생성하는 「파노라마 합성 기술」이 개시되어 있다(특허문헌 2: 일본국 특개 2010-067516호 공보).

일본국 특개 2002-328015호 공보 일본국 특개 2010-067516호 공보

종래, 정점(定點) 검사에 의해 웨이퍼 위의 어느 영역을 평가 포인트(EP)로 해서 촬상하여, 상기 EP에 있어서의 회로 패턴의 결과물을 평가하고 있었다. 그러나, EP 좌표가 정점으로 부여되지 않는 경우에, 전기 불량을 야기할 가능성이 있는 회로 패턴의 단선(斷線)이나 형상 불량을, 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 효율적으로 검사하는 것은 용이하지 않았다. 예를 들면, 어느 2개소의 회로 패턴에 프로버(prober)를 대고 통전 시험을 행하여, 단선 등의 전기적 불량이 판명되어도, 그 사이의 어디에서 문제가 발생하고 있는 것인지 엄밀하게 문제 개소를 특정하는 것은 용이하지 않았다. 또는, 불량의 유무는 불분명하지만, 어느 동(同) 전위의 회로 패턴에 대해서, 불량이 없는지 검사하고 싶은 경우도 동일하다. 이것은, 전기 불량의 원인이 될 수 있는 검사 영역의 결정이 곤란한 것, 검사 영역은 일반적으로 광역이어서, 주사 하전 입자 현미경의 시야에 들어오지 않는 것에 의한다. 후자에 대해서는, 특허문헌 1에서 설명한 파노라마 합성 기술에 의해 시야의 확대는 기대할 수 있지만, 촬상 횟수의 관점에서 효율적인 검사를 행하는 것은 곤란하다. 또한, 낮은 촬상 배율로 촬상함으로써, 어느 정도, 시야를 확대할 수는 있지만, 화상 분해능은 낮아지기 때문에, 검사 성능이 저하될 위험성이 있다.

본 발명은, 전기 불량을 야기할 가능성이 있는 회로 패턴의 단선이나 형상 불량을 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 효율적으로, 또한 자동으로 검사하는 방법을 제공한다. 본 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 이하의 특징을 갖는 회로 패턴 평가 방법 및 그 장치로 했다.

평가 패턴을 촬상해서 얻은 복수의 화상에 포함되는, 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 사이의 거리의 허용값인 거리 허용값을 지정하는 거리 허용값 지정 스텝과, 적어도 당해 평가 패턴의 일부를 포함하며, 또한, 인접하는 화상끼리가 상기 거리 허용값 지정 스텝에서 지정한 거리 허용값보다 작아지는 촬상 영역을 결정하는 촬상 영역 결정 스텝과, 상기 촬상 영역 결정 스텝에서 결정한 촬상 영역에서 당해 평가 패턴을 촬상하여, 복수의 화상을 취득하는 촬상 스텝을 구비하는 회로 패턴 평가 방법이다.

본 발명에 의하면, 회로 패턴의 검사하는 스루풋(throughput)을 향상시키는 패턴 검사 장치 및 패턴 검사 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 촬상 시퀀스의 대표예를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명을 실현하기 위한 SEM 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 반도체 웨이퍼 위로부터 방출되는 전자의 신호량을 화상화하는 방법을 나타내는 도면.
도 4는 SEM 장치에 있어서의 촬상 시퀀스를 나타내는 도면.
도 5는 평가 포인트(EP) 간의 거리의 베리에이션(variation)을 나타내는 도면.
도 6은 오프라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스의 결정을 포함하는 본 발명의 처리 시퀀스를 나타내는 도면.
도 7은 촬상 시퀀스의 베리에이션을 나타내는 도면.
도 8은 분기를 갖는 패턴의 촬상 방법과 EP 촬상 범위의 베리에이션을 나타내는 도면.
도 9는 다층 배선에서 전기적 패스(path)의 추적 촬상을 나타내는 도면.
도 10은 다층 배선에서 전기적 패스의 추적 촬상을 나타내는 도면.
도 11은 속성 정보를 가미한 촬상 시퀀스의 결정 방법을 나타내는 도면.
도 12는 온라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스의 결정을 포함하는 본 발명의 처리 시퀀스를 나타내는 도면.
도 13은 온라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스의 결정 방법을 나타내는 도면.
도 14는 혼합 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스의 결정 방법을 나타내는 도면.
도 15는 본 발명을 실현하기 위한 장치 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 GUI를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 GUI를 나타내는 도면.

본 발명은, 반도체 디바이스의 설계 또는 제조 과정에서, 웨이퍼 위에 형성된 회로 패턴을 화상 촬상 장치인 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 촬상하고, 전기 불량을 야기할 가능성이 있는 회로 패턴의 단선이나 형상 불량을 효율적으로 검사하는 장치 및 방법을 제공한다. 이하에, 본 발명에 따른 실시형태를, 상기 주사 하전 입자 현미경의 하나인 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 주사형 이온 현미경(Scanning Ion Microscope: SIM) 등의 주사 하전 입자 현미경에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 반도체 디바이스에 한정되지 않고, 촬상·평가가 필요한 패턴을 갖는 시료의 검사에 적용하는 것이 가능하다.

1. 화상 촬상 장치

1.1 SEM 구성 요소

본 발명에 있어서의 검사 시스템의 일례를 도 2에 나타낸다. 도 2는 검사를 행하는 시료를 촬상하는 주사 하전 입자 현미경의 예로서 SEM을 사용한 실시예이며, 시료의 2차 전자상(電子像)(Secondary Electron: SE상) 또는 반사 전자상(Backscattered Electron: BSE상)을 취득하는 SEM의 구성 개요의 블록도를 나타낸다. 또한, SE상과 BSE상을 총칭해서 SEM 화상이라 한다. 또한, 여기에서 취득되는 화상은 측정 대상을 수직 방향에서 전자빔을 조사해서 얻어진 탑다운 화상 또는 임의의 경사지게 한 방향에서 전자빔을 조사해서 얻어진 틸트(tilt)상의 일부 또는 모두를 포함한다.

전자 광학계(202)는 내부에 전자총(203)을 구비하며, 전자선(204)을 발생시킨다. 전자총(203)으로부터 발사된 전자선은 콘덴서 렌즈(205)에 의해 가늘게 좁혀진 후, 스테이지(221) 위에 놓인 시료인 반도체 웨이퍼(201) 위에서 전자선이 초점을 맞춰 조사되도록, 편향기(206) 및 대물 렌즈(208)에 의해 전자선의 조사 위치와 수축이 제어된다. 전자선이 조사된 반도체 웨이퍼(201)로부터는, 2차 전자와 반사 전자가 방출되고, ExB 편향기(207)에 의해 조사 전자선의 궤도와 분리된 2차 전자는 2차 전자 검출기(209)에 의해 검출된다. 한편, 반사 전자는 반사 전자검출기(210 및 211)에 의해 검출된다. 반사 전자 검출기(210)와 반사 전자 검출기(211)는 서로 다른 방향으로 설치되어 있다. 2차 전자 검출기(209) 및 반사 전자검출기(210 및 211)에 의해 검출된 2차 전자 및 반사 전자는 A/D 변환기(212, 213, 214)에 의해 디지털 신호로 변환되어, 처리·제어부(215)에 입력되고, 화상 메모리(217)에 저장되며, CPU(216)에 의해 목적에 따른 화상 처리가 행해진다. 도 2에서는 반사 전자상의 검출기를 2개 구비한 실시예를 나타냈지만, 상기 반사 전자상의 검출기를 없애는 것도, 수를 줄이는 것도, 수를 늘리는 것도, 검출 방향을 바꾸는 것도 가능하다.

도 3에 반도체 웨이퍼(307) 위에 전자선을 주사해서 조사했을 때, 반도체 웨이퍼 위로부터 방출되는 전자의 신호량을 화상화하는 방법을 나타낸다. 전자선은, 예를 들면 도 3의 좌측에 나타내는 바와 같이, x, y방향으로 301~303 또는 304~306과 같이 주사해서 조사된다. 전자선의 편향 방향을 변경함으로써 주사(走査) 방향을 변화시키는 것이 가능하다. x방향으로 주사된 전자선(301~303)이 조사된 반도체 웨이퍼 위의 장소를 각각 G1~G3으로 나타낸다. 마찬가지로 y방향으로 주사된 전자선(304~306)이 조사된 반도체 웨이퍼 위의 장소를 각각 G4~G6으로 나타낸다. 상기 G1~G6에서 방출된 전자의 신호량은, 각각 도 3의 우측에 나타낸 화상(309)에 있어서의 화소(H1~H6)의 명도값이 된다(G, H에 있어서의 첨자 1~6은 서로 대응함). 308은 화상 위의 x, y방향을 나타내는 좌표계이다(Ix-Iy 좌표계라 함). 이렇게 시야 내를 전자선으로 주사함으로써, 화상 프레임(309)을 얻을 수 있다. 또한 실제로는 동일한 요령으로 상기 시야 내를 전자선으로 몇 회 조사하여, 얻어지는 화상 프레임을 가산 평균함으로써, 고S/N의 화상을 얻을 수 있다. 가산 프레임수는 임의로 설정 가능하다.

도 2 중의 처리·제어부(215)는, CPU(216)와 화상 메모리(217)를 구비한 컴퓨터 시스템이며, 촬상 레시피를 기초로 평가 대상이 되는 회로 패턴을 포함하는 영역을 평가 패턴으로 해서 촬상하기 때문에, 스테이지 컨트롤러(219)나 편향 제어부(220)에 대해서 제어 신호를 보내거나 또는 반도체 웨이퍼(201) 위의 임의의 평가 패턴의 촬상 화상에 대해서 계측 레시피를 기초로 각종 화상 처리를 행하는 등의 처리·제어를 행한다.

상기 촬상 레시피의 상세에 대해서는 후술한다. 상기 계측 레시피란, 촬상한 SEM 화상에 있어서의 결함 검출, 패턴 형상 계측 등의 평가를 행하기 위한 화상처리 알고리즘이나 처리 파라미터를 지정하는 파일이며, SEM은 상기 계측 레시피에 의거하여 SEM 화상을 처리함으로써, 검사 결과를 얻는다. 구체적으로는, 평가 패턴의 부위마다의 패턴 형상의 측장값, 패턴 윤곽선, 패턴을 평가하는 화상 특징량, 패턴 형상의 변형량, 이들에 의거하는 패턴 형상의 정상도 혹은 이상도(異常度) 등의 산출 방법이다. 노광 조건의 변화나 광근접 효과(Optical Proximity Effect: OPE), 일렉트로마이그레이션(Electromigration) 등에 따른 패턴의 형상 혹은 텍스처의 변화, 제조 장치 등으로부터 발진한 이물의 부착 유무나 부착 위치(부착 위치에 따라 패턴 변형이나 단선, 배선 간의 쇼트를 야기함) 등을 파악함으로써 전기 불량의 유무나, 전기 불량에 이르지는 않더라도 그 위험의 정도를 정량적으로 파악할 수 있다.

또한, 처리·제어부(215)는 처리 단말(218)(디스플레이, 키보드, 마우스 등의 입출력 수단을 구비함)과 접속되어 있고, 유저에 대해서 화상 등을 표시하거나 또는 유저로부터의 입력을 수신하는 GUI(Graphic User Interface)를 구비한다. 221은 XY스테이지이며, 반도체 웨이퍼(201)를 이동시켜, 상기 반도체 웨이퍼의 임의의 위치의 화상 촬상을 가능하게 하고 있다. XY스테이지(221)에 의해 촬상 위치를 변경하는 것을 스테이지 시프트, 예를 들면, 편향기(206)에 의해 전자선을 편향함으로써 관찰 위치를 변경하는 것을 이미지 시프트라 한다. 일반적으로 스테이지 시프트는 가동 범위는 넓지만 촬상 위치의 위치 결정 정밀도가 낮고, 반대로 이미지 시프트는 가동 범위는 좁지만 촬상 위치의 위치 결정 정밀도가 높다는 성질이 있다.

도 2 중의 레시피 생성부(222)는, 촬상 레시피 작성 장치(223), 계측 레시피 작성 장치(224)를 구비한 컴퓨터 시스템이다. 레시피 생성부(222)는 처리 단말(225)과 접속되어 있고, 생성된 레시피를 유저에게 표시하거나 또는 유저로부터의 촬상이나 레시피 생성에 관한 설정을 수신하는 GUI를 구비한다. 전술의 처리·제어부(215), 레시피 생성부(222)는 네트워크(228)를 통해 정보의 송수신이 가능하다. 네트워크에는 스토리지(227)를 갖는 데이터베이스 서버(226)가 접속되어 있고, (a) 설계 데이터(마스크용 설계 데이터(광근접 효과 보정(Optical Proximity Correction: OPC) 없음/있음), 웨이퍼 전사 패턴의 설계 데이터), (b) 상기 마스크용 설계 데이터로부터 리소 시뮬레이션(litho-simulation) 등에 의해 추정한 실제 패턴의 시뮬레이션 형상, (c) 생성한 촬상·계측 레시피, (d) 촬상한 화상(OM상, SEM 화상), (e) 촬상·검사 결과(평가 패턴의 부위마다의 패턴 형상의 측장값, 패턴 윤곽선, 패턴을 평가하는 화상 특징량, 패턴 형상의 변형량, 패턴 형상의 정상도 또는 이상도 등), (f) 촬상·계측 레시피의 결정룰(rule)의 일부 또는 전부를 품종, 제조 공정, 일시, 데이터 취득 장치 등과 링크시켜서 보존·공유 하는 것이 가능하다. 215, 222, 226에서 행해지는 처리는, 임의의 조합으로 복수대의 장치에 분할, 또는 통합해서 처리시키는 것이 가능하다.

1.2 촬상 레시피

촬상 레시피란, SEM의 촬상 시퀀스를 지정하는 파일(file)이다. 즉, 평가 대상으로서 촬상해야 하는 촬상 영역(평가 포인트(EP)라 함)의 좌표나, 상기 EP를 위치 어긋남 없이, 또한 고정세(高精細)하게 촬상하기 위한 촬상 순서를 지정한다. EP는 한 웨이퍼 위에 복수 존재하는 경우도 있고, 웨이퍼의 전체면 검사이면 EP가 웨이퍼를 다 채우게 된다. 도 4의 (a)에 EP를 촬상하기 위한 대표적인 촬상 시퀀스의 플로도, 도 4의 (b)에 상기 대표적인 촬상 시퀀스에 대응하는 촬상 개소를 나타낸다. 이후, 도 4의 (a), (b)를 대응시키면서, 촬상 시퀀스에 대해서 설명한다.

우선 도 4의 (a)의 스텝 401에서 시료인 반도체 웨이퍼(도 2에서는 201, 도 4의 (b)에서는 416)를 SEM 장치의 스테이지(221) 위에 부착한다. 도 4의 (b)에서 웨이퍼(416) 내에 그려진 417~420으로 대표되는 사각 프레임은 칩을 나타내고 있으며, 421은 칩(418)을 확대한 것이다. 또한, 425는 칩(421)의 일부를 어느 EP(433)를 중심으로 확대한 것이다. 스텝 402에서 스테이지 시프트에 의해, 미리 지정한 웨이퍼 위의 얼라인먼트 패턴에 SEM에 부착된 광학 현미경(도 2에 도시 생략)의 시야를 이동하고, 상기 웨이퍼 위의 얼라인먼트 패턴을 상기 광학 현미경에 의해 관찰하여 OM상을 얻는다. 미리 준비한 상기 얼라인먼트 패턴에 있어서의 매칭용 데이터(템플레이트)와 상기 OM상을 매칭함으로써 웨이퍼의 어긋남량을 계산한다. 도 4의 (b)에서 상기 얼라인먼트 패턴의 촬상 범위를 굵은 프레임(422)으로 나타낸다.

스텝 402에 있어서의 OM상의 촬상 배율은 저배율이기 때문에, 매칭에 의해 구한 어긋남량의 정밀도가 충분하지 않은 경우가 있다. 그래서, 스텝 403에서 전자선(204)의 조사에 의한 SEM 화상의 촬상을 행하고, 상기 SEM 화상을 사용한 얼라인먼트를 행한다. SEM의 FOV는 광학 현미경의 FOV에 비해서 작고, 웨이퍼의 어긋남량에 따라서는 촬상하고자 하는 패턴이 FOV 외로 되어버릴 위험성이 있지만, 스텝 402에 의해 대략의 어긋남량은 알고 있기 때문에, 상기 어긋남량을 고려해서 전자선(204)의 조사 위치를 이동한다. 구체적으로 우선, 스텝 404에서 SEM의 촬상 위치를 얼라인먼트 패턴 촬상용 오토 포커스 패턴(423)으로 이동해서 촬상하여, 오토 포커스 조정의 파라미터를 구하고, 당해 구해진 파라미터에 의거하여 오토 포커스 조정을 행한다. 다음으로, 스텝 405에서 SEM의 촬상 위치를 얼라인먼트 패턴(424)으로 이동해서 촬상하고, 미리 준비한 상기 얼라인먼트 패턴(424)에 있어서의 매칭용 데이터(템플레이트)와 SEM 화상을 매칭함으로써, 보다 정확한 웨이퍼의 어긋남량을 계산한다. 도 4의 (b)에 광학 현미경용 얼라인먼트 패턴(422), SEM용 얼라인먼트 패턴 촬상용 오토 포커스 패턴(423), SEM용 얼라인먼트 패턴(424)의 촬상 위치의 일례를 나타낸다. 이들 촬상 위치의 선택에서는 얼라인먼트 또는 오토 포커스를 행하는데에 적합한 패턴이 포함되는지 고려할 필요가 있다.

스텝 402, 403의 광학 현미경과 SEM을 사용한 얼라인먼트를 웨이퍼 위의 복수 개소에서 행하고, 상기 복수 개소에서 구한 위치 어긋남량을 기초로 웨이퍼의 큰 원점 어긋남이나 웨이퍼의 회전을 계산한다(글로벌 얼라인먼트). 도 4의 (a)에서 얼라인먼트는 Na 개소에서 행하고 있고(스텝 402~406), 도 4의 (b)에서는 칩(417~420)의 4개소에서 행하는 예를 나타내고 있다. 이후, 원하는 좌표로 시야이동할 때에는, 여기에서 구한 원점 어긋남·회전을 캔슬(cancel)하도록 이동을 행한다.

웨이퍼 레벨에서의 얼라인먼트가 끝나면, 스텝 407에서 평가 패턴(EP)마다 추가로 정밀도 높은 위치 결정(어드레싱)이나 화질 조정을 행하여, EP를 촬상한다. 상기 어드레싱은 각 EP로의 시야 이동시에 발생하는 스테이지 시프트 오차를 캔슬하기 위해서 행한다. 구체적으로는, 우선 EP(433)로 스테이지 시프트한다. 즉, 전자선(204)의 수직 입사 위치가 EP 중심이 되도록 스테이지(221)를 이동한다. 전자선의 수직 입사 위치는 Move 좌표(이후, MP)라 불리며, 십자 마크(426)로 나타내고 있다. 여기에서는 MP를 EP의 중심 위치로 설정하는 예로 설명하지만, MP를 EP 주위로 설정하는 경우도 있다. MP(426)가 결정되면, 거기에서 스테이지를 이동시키지 않고, 이미지 시프트만으로 시야 이동 가능한 범위(427)(점선 프레임)를 결정한다. 물론, MP로 스테이지 시프트해도, 실제로는 스테이지 시프트의 정지 오차분만큼 어긋나 있다. 다음으로, 스텝 408에서 SEM의 촬상 위치를 어드레싱 패턴 촬상용 오토 포커스 패턴(428)(이후, AF)으로 이미지 시프트해서 촬상하여, 오토 포커스 조정의 파라미터를 구하고, 당해 구해진 파라미터에 의거하여 오토 포커스 조정을 행한다. 다음으로, 스텝 409에서 SEM의 촬상 위치를 어드레싱 패턴(429)(이후, AP)으로 이동해서 촬상하고, 미리 준비한 상기 AP(424)에 있어서의 매칭용 데이터(템플레이트)와 SEM 화상을 매칭함으로써, 스테이지 시프트 오차를 계산한다. 이후의 이미지 시프트에서는, 상기 계산한 스테이지 시프트 오차를 캔슬하도록 시야 이동한다. 다음으로, 스텝 410에서 SEM의 촬상 위치를 EP 촬상용 AF(430)로 이미지 시프트해서 촬상하여, 오토 포커스 조정의 파라미터를 구하고, 당해 구해진 파라미터에 의거하여 오토 포커스 조정을 행한다. 다음으로, 스텝 411에서 SEM의 촬상 위치를 오토 스티그마 패턴(431)(이후, AST)으로 이미지 시프트해서 촬상하여, 오토 스티그마 조정의 파라미터를 구하고, 당해 구해진 파라미터에 의거하여 오토 스티그마 조정을 행한다. 상기 오토 스티그마란, SEM 촬상시에 변형이 없는 화상을 취득하기 위해서, 수속(收束)시킨 전자선의 단면(斷面) 형상을 스폿 형상이 되도록 비점수차 보정하는 것을 가리킨다. 다음으로, 스텝 412에서 SEM의 촬상 위치를 오토 브라이트니스 & 콘트라스트 패턴(432)(이후, ABCC)로 이미지 시프트해서 촬상하여, 오토 브라이트니스 & 콘트라스트 조정의 파라미터를 구하고, 당해 구해진 파라미터에 의거하여 오토 브라이트니스 & 콘트라스트 조정을 행한다. 상기 오토 브라이트니스 & 콘트라스트란, EP 촬상시에 적절한 명도값 및 콘트라스트를 갖는 선명한 화상을 취득하기 위해, 예를 들면 2차 전자 검출기(209)에 있어서의 광전자 증배관의 전압값 등의 파라미터를 조정함으로써, 예를 들면 화상 신호가 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분이 풀 콘트라스트 또는 그것에 가까운 콘트라스트가 되도록 설정하는 것을 가리킨다. 상기 AP용 AF나, EP용 AP, AF, AST, ABCC로의 시야 이동은 이미지 시프트에 의해 행하기 때문에, 상기 이미지 시프트 가능 범위(427) 내에서 설정할 필요가 있다.

스텝 407에 있어서의 어드레싱이나 화질 조정을 행한 후, 스텝 413에서 이미지 시프트에 의해 촬상 개소를 EP로 이동해서 촬상을 행한다.

Nb개 있는 EP 모두의 촬상이 끝나면(스텝 414), 스텝 415에서 웨이퍼를 SEM 장치로부터 취출한다.

또, 전술한 스텝 404, 405, 408~412에 있어서의 얼라인먼트나 화질 조정은 경우에 따라, 일부가 생략되거나 혹은 순서가 교체되는 경우가 있다.

또, 전자선 조사에 의한 시료 위에의 오염 물질의 부착(컨태미네이션(contamination))의 문제로부터, 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC)는 일반적으로 EP와 촬상 영역이 중복되지 않도록 설정한다. 동일한 영역을 2회 촬상하면, 2회째의 화상에서는 컨태미네이션의 영향에 의해, 화상이 거무스름해지거나, 패턴의 선폭이 변화되는 것과 같은 현상이 보다 강하게 나타나는 경우가 있다. 그 때문에, 평가 패턴의 평가에 사용하는 EP에서의 패턴 형상 정밀도를 유지하기 위해서, 각종조정은 EP 주변의 패턴을 사용해서 행하고, 조정 후 파라미터로 EP를 촬상함으로써, EP로의 전자선 조사를 최소한으로 억제한다.

이렇게 촬상 시퀀스에는, 각종 촬상 패턴(EP, AP, AF, AST, ABCC)의 좌표, 사이즈(시야 혹은 촬상 배율), 촬상 순서(각 촬상 패턴으로의 시야 이동 수단(스테이지 시프트 혹은 이미지 시프트)를 포함함), 촬상 조건(프로브 전류, 가속 전압, 전자빔의 주사 방향 등)이 포함된다. 촬상 시퀀스는 촬상 레시피에 의해 지정한다. 또한, 얼라인먼트나 어드레싱에 사용한 매칭용 데이터(템플레이트)도 촬상 레시피에 등록된다. 또한, 얼라인먼트나 어드레싱에 있어서의 매칭 알고리즘(화상 처리 방법이나 화상 처리 파라미터)도 촬상 레시피에 등록할 수 있다. SEM은 상기 촬상 레시피에 의거하여 EP를 촬상한다.

2. 회로 패턴의 촬상·평가 방법

2.1 개요

도 1에 본 발명에 있어서의 촬상 방법의 개요를 나타낸다. 본 발명은 SEM을 사용해서 반도체 웨이퍼 위에 형성된 특정의 회로 패턴(평가 패턴)을 촬상 위치를 어긋나게 하면서 복수회로 나눠서 촬상한 화상군을 사용해서 상기 평가 패턴을 평가하는 방법으로서, 회로 패턴 중에서 상기 평가 패턴을 결정하는 평가 패턴 결정 스텝과, 상기 화상군에 포함되는 임의의 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 사이의 거리의 허용값(거리 허용값)을 지정하는 거리 허용값 지정 스텝과, 촬상 영역 내에 적어도 상기 평가 패턴의 일부를 포함하며, 또한 인접하는 화상끼리가 상기 거리 허용값을 만족시키도록 상기 화상군의 촬상 영역을 결정하는 촬상 영역 결정 스텝과, 상기 결정한 화상군의 촬상 영역을 촬상해서 평가 패턴의 화상군을 취득하는 촬상 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1의 (a)는 웨이퍼 위에 형성된 복수의 회로 패턴 중에서 평가해야 하는 회로 패턴(100)(평가 패턴)을 결정하는 상태를 나타낸다. 평가 패턴 이외의 회로 패턴은 도시하고 있지 않지만, 일반적으로 평가 패턴 주위에도 회로 패턴은 존재한다. 평가 패턴으로서 선택되는 패턴은, (1) 통전 시험 등에 의해 판명된 전기적 불량이 발생하고 있는 패턴, (2) 리소 시뮬레이션 등에 의해 불량이 발생할 가능성이 높다고 추측되는 패턴, (3) 회로적으로 중요한 배선이며, 결과물에 대해서 특히 신중하게 검사해야 하는 패턴 등을 들 수 있고, 이들 기준에 의거하여 평가 패턴을 자동으로 결정할 수도, 유저가 지정할 수도 있다. 유저의 지정 방법으로서는 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 화면에 표시된 회로 패턴의 설계 데이터나 촬상 화상(광학 현미경의 화상 또는 SEM을 사용해서 저배율 또는 고배율로 촬상한 화상)에 대해서, 마우스 등의 입력 수단을 사용해서 마우스 커서(101)와 같이 평가 패턴으로 하고 싶은 패턴(100)을 지정한다. 또한, 평가 패턴은 패턴 윤곽선에 의해 표현되는 폐쇄 도형 전부가 아니라, 그 일부여도 된다. 즉, 평가 패턴으로 하고 싶은 패턴의 일부를 가리켜서 그 패턴 전부를 평가 패턴으로 해도 되고, 평가 패턴으로 하고 싶은 부위의 시점, 종점을 각각 마우스 커서(101, 102)와 같이 지정해서, 그 사이를 평가 패턴으로 해도 된다(후자의 경우, 패턴(100)으로부터 부위 120을 제외한 부분만이 평가 패턴이 된다).

회로 패턴을 효율적으로 검사하기 위해서, 전술한 바와 같이 평가 패턴을 결정함으로써 상기 평가 패턴의 위치나 형상을 인식하고, 적어도 상기 평가 패턴의 일부를 시야에 포함하도록 복수회로 나눠서 화상 촬상을 행한다. 이 때, 임의의 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 사이의 거리 허용값을 설정함으로써 효율적인 촬상을 행할 수 있다.

인접 화상 간의 거리에 대해서 설명한다. 화상 간의 거리는, 예를 들면, 인접 화상 중심 간의 거리로 해도 되며, 인접 화상 끝 간의 거리로 해도 되고, 인접 화상 간의 중복 영역 또는 인접 화상 간의 스페이스에 포함되는 평가 패턴의 길이로 해도 된다. 도 5의 (a)~(e)를 사용해서 복수 존재하는 거리의 정의에 대해서 설명한다.

도 5의 (a)는 2개의 EP(500, 501) 사이의 거리를, 각각의 촬상 범위의 중심(502, 503) 사이의 거리로 해서 부여한 경우이다. 중심 간의 X, Y방향의 거리 Ax, Ay는 각각 504, 505로 부여되고, 예를 들면 거리 Ax, Ay, MAX(Ax,Ay), MIN(Ax,Ay), SQRT(Ax^2+Ay^2) 등이 상기 거리 허용값을 만족시키도록 EP를 결정한다. 단, MAX(a,b), MIN(a,b)는 각각 a, b의 최대값, 최소값, SQRT(a)는 a의 제곱근을 반환하는 함수이다.

도 5의 (b)는 EP(506, 507) 사이의 거리를, 양자의 촬상 영역의 중복 영역의 폭으로서 부여한 경우이다. 상기 중복 영역의 X, Y방향의 폭 Bx, By는 각각 508, 509로 부여된다. 도 5의 (b)는 2개의 EP가 중복되는 경우이지만, 중복되지 않는 경우는 도 5의 (c)와 같이 EP(510, 511) 사이의 거리를, 양자의 어긋남 폭으로 해서 부여할 수도 있다. X, Y방향의 어긋남 폭 Cx, Cy는 각각 512, 513로 부여된다.

도 5의 (d)는 EP(514, 515) 사이의 거리를, 양자의 촬상 영역의 중복 영역에 포함되는 평가 패턴(516)의 길이 D(517)로 부여한 경우이다. 도 5의 (d)는 2개의 EP가 중복되는 경우이지만, 중복되지 않는 경우는 도 5의 (e)와 같이 EP(518, 519) 사이의 거리를, 양자의 촬상 영역 간의 스페이스에 포함되는 평가 패턴(520)의 길이 E(521)로 부여할 수 있다.

평가 패턴을 효율적으로 촬상하기 위해서는, 도 5의 (a)~(e)에 나타내는 바와 같은 거리가 상기 거리 허용값으로 부여하는 조건을 만족시키며, 평가 패턴을 적절한 간격으로 촬상하는 것이 유효하다. 예를 들면 EP끼리를 근접시키고 싶은 경우, EP간의 거리를 전술의 MAX(Ax,Ay)(도 5의 (a)의 경우, 505)로 부여하는 것이면, 그 거리 허용값을 작게 설정할 필요가 있고, MIN(Bx,By)(도 5의 (b)의 경우, 509)로 부여하는 것이면, 그 거리 허용값을 크게 설정할 필요가 있다. 거리의 정의는 어느 것을 사용하는 것도 가능하지만, 정의의 방법에 따라 값의 대소의 의미가 바뀐다. 그래서, 이후의 설명에서 EP간의 거리는 화상 중심 간의 거리SQRT(Ax^2+Ay^2)(도 5의 (a)의 522)로 해서 설명한다. 이 거리에서는, 값이 작을수록 EP끼리가 근접하고, 값이 클수록 EP끼리가 멀어진다.

인접 화상 간의 거리의 허용값(거리 허용값)에 대해서 설명한다. 상기 거리 허용값은 하나의 값으로 부여해도 되고, 범위(최소값, 최대값)로 부여해도 된다. 상기 거리 허용값은, 그 크기에 따라 다음의 2가지로 대별된다.

(조건 1) 상기 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상의 촬상 영역이 중복되는 거리 허용값

(조건 2) 상기 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상의 촬상 영역이 중복되지 않는 거리 허용값

도 1의 (b)는, 평가 패턴(패턴(100)에서 부위 120을 제외한 부분)에 대해서 인접 화상 간의 거리가 (조건 1)의 거리 허용값을 만족시키도록 EP를 결정한 예이다. 동 도면에는 점선 프레임(103~111)으로 나타나는 9개의 EP(순서대로 EP1~EP9라 함)가 배치되어 있고, 예를 들면 EP1(103)과 EP2(104)의 중심 좌표(십자 마크로 표시) 간의 거리(112)로 대표되는 임의의 인접 EP간의 거리가 (조건 1)의 거리 허용값을 만족시키고, 인접 EP간에 중복 영역이 생기도록 EP 좌표나 EP 수가 결정되어 있다. (조건 1)의 경우의 거리 허용값으로서, 인접 화상 간의 거리의 최소값을 마련한 경우, 상기 최소값보다 인접 화상끼리가 근접하는 경우는 없으므로, 중복해서 촬상되는 평가 패턴의 길이도 어느 정도로 억제되어, 효율적으로 평가 패턴을 촬상할 수 있다. 또한, 최대값을 마련한 경우, 적어도 인접 화상 간에는 중복 영역이 존재하기 때문에, 평가 패턴의 임의의 부위는 어느 하나의 촬상 화상에 포함될 가능성이 높아, 검사 누락을 막을 수 있다.

도 1의 (c)는, 평가 패턴(패턴(100)에서 부위 120을 제외한 부분)에 대해서 인접 화상 간의 거리가 (조건 2)의 거리 허용값을 만족시키도록 EP를 결정한 예이다. 동 도면에는 점선 프레임(113~118)으로 나타나는 6개의 EP(순서대로 EP1~EP6이라 함)가 배치되어 있고, 예를 들면 EP1(113)과 EP2(114)의 중심 좌표(십자 마크로 표시) 간의 거리(119)로 대표되는 임의의 인접 EP간의 거리가 (조건 2)의 거리 허용값을 만족시키고, 인접 EP간에 스페이스가 생기도록 EP 좌표나 EP 수가 결정되어 있다. (조건 2)의 경우, 인접 화상 간에 스페이스가 생기기 때문에, 그 스페이스에 존재하는 촬상되지 않은 평가 패턴의 부위에서 검사 누락이 발생할 위험성이 있다. 그러나, 거리 허용값으로서 인접 화상 간의 거리의 최소값이나 최대값을 마련함으로써, 평가 패턴을 일정한 비율로 샘플링하여 검사할 수 있어, 검사 개소의 치우침 없이, 결과물의 전체 경향을 파악할 수 있다.

(조건 1), (조건 2)에서, 최대값, 최소값은 어느 한쪽을 마련해도 되고, 양쪽 다 마련해도 된다.

또한, (조건 1), (조건 2)를 모두 포함하는 실시예로서, 거리 허용값을 범위(최소값, 최대값)로 해서 부여하여, 최소값은 인접 화상이 중복되는 거리, 최대값은 인접 화상 간에 스페이스가 생기는 거리로 해도 된다.

이렇게 해서 부여한 거리 허용값을 가능한 한 만족시키도록 복수의 평가 포인트(EP)의 위치를 최적화하고, 촬상한 EP의 화상군을 기초로 상기 평가 패턴을 검사할 수 있다.

본 발명에 있어서의 촬상 시퀀스의 결정의 베리에이션은, 다음의 3개의 모드로 대별된다.

(모드 1) 설계 데이터 등을 사용해서 사전에 평가 패턴의 위치나 형상을 인식해서 촬상 전에 촬상 시퀀스를 결정(오프라인 결정 모드라 함).

(모드 2) 촬상을 반복하는 중에, 촬상한 화상을 기초로 촬상 시퀀스를 결정(온라인 결정 모드라 함).

(모드 3) 상기 오프라인 결정 모드와 상기 온라인 결정 모드를 양쪽 다 사용(혼합 결정 모드라 함).

이들 3개의 모드는 GUI 등에 의해 전환하여 실행할 수 있다. 이하에, 순차적으로 상세를 설명한다.

2.2 촬상 시퀀스의 오프라인 결정 모드(모드 1)

2.2.1 평가 패턴 결정 및 촬상 시퀀스 결정

도 6에 오프라인 결정 모드의 전체 처리 플로를 나타낸다. 사각 프레임(600~604)은 처리 내용, 모서리가 둥근 프레임(605~612)은 상기 처리에 사용되는 정보를 나타낸다. 우선, 평가 패턴을 결정하기 위해서는 웨이퍼 위의 패턴의 레이아웃 정보를 사용하는 것이 유효하다. 또한, 평가 패턴을 포함하도록 촬상 영역(EP)을 결정하기 위해서는, 상기 평가 패턴의 위치나 형상을 인식해야 한다. 또한, 촬상 시퀀스의 결정에서는, EP나 각종 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC)의 촬상 위치, 촬상 조건, 촬상 순서, 각종 조정 방법 등의 일부 또는 전부를 결정할 필요가 있으며, 평가 패턴 주변의 패턴 정보도 필요하다. 그 때문에, 평가 패턴 결정(스텝 600), 촬상 시퀀스 결정(스텝 601)은, 적어도 평가 패턴을 포함하는 회로 패턴의 설계 데이터(605)를 기초로 행하는 것을 특징으로 한다. 상기 설계 데이터로서는, 마스크용 설계 데이터(광근접 효과 보정(Optical Proximity Correction: OPC) 없음/있음), 웨이퍼 전사 패턴의 설계 데이터 등을 사용해도 되고, 이들은 실제 패턴 형상과의 괴리가 큰 경우가 있기 때문에, 상기 마스크용 설계 데이터로부터 리소 시뮬레이션 등에 의해 추정한 실제 패턴의 시뮬레이션 형상을 사용해도 된다.

혹은 설계 데이터 대신에, 사전에 주사 하전 입자 현미경 또는 광학 현미경을 사용해서 적어도 평가 패턴을 포함하는 광역을 EP의 촬상 배율보다 저배율로 촬상한 저배율상을 취득하고, 상기 저배율상을 기초로 스텝 600, 601을 행하는(606) 것을 특징으로 한다. 검사 누락을 막기 위해서, 평가 패턴의 검사에 사용하는 EP 화상에는 높은 화상 분해능이 요구된다. 한편, 평가 패턴의 인식에 사용하는 것이면, 어느 정도의 화상 분해능이 있으면 충분하다. 또한, 저배율상은 일반적으로 시야가 넓어, 평가 패턴의 인식에는 적합하다.

스텝 600, 601에서는 설계 데이터, 저배율상 또는 그 양쪽을 사용하는 것이 가능하지만, 이하의 설명에서는 특히 설계 데이터를 사용한 경우에 대해서 설명한다. 스텝 600에서는, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 설계 데이터를 화면에 표시하여, 평가 패턴을 지정할 수 있다.

스텝 601에서는, 설계 데이터 등으로부터 얻어지는 패턴의 레이아웃 정보 외에, 인접 화상(EP) 간의 거리 허용값(607), EP의 시야 또는 촬상 배율(608), EP의 허용 촬상 어긋남량(609)을 입력으로 해서, 촬상 시퀀스를 결정한다. 촬상 조건의 하나인 상기 EP의 시야 또는 촬상 배율은 예를 들면 1um~2um와 같이 범위로 부여할 수도 있다. EP간의 거리, EP의 시야, EP의 허용 촬상 어긋남량 등에 관한 제약 조건을 만족시키도록 계산기 내에서 촬상 시퀀스를 최적화하고, 자동으로 촬상 시퀀스를 결정할 수 있다.

도 7을 사용해서 촬상 시퀀스의 일례를 설명한다. 도 7의 (a)는 평가 패턴(700)을 촬상하기 위한 촬상 시퀀스이며, 허용 촬상 어긋남량을 고려하지 않고 결정한 촬상 시퀀스와 그 때문에 어드레싱을 행하지 않고 촬상한 촬상 위치를 나타낸다. 본 예는 어느 EP간의 거리 허용값을 만족시키도록 배치한 4개의 EP(EP1~EP4)를 번호순으로 촬상하는 상태를 나타낸다. 촬상 위치의 이동은 스테이지 시프트 또는 이미지 시프트에 의해 행해지지만, 모두 위치 결정 정밀도에는 한계가 있기 때문에, 촬상 시퀀스 결정시에 정한 EP1~EP4의 설정 촬상 위치(701~704)에 대해서, 실제 촬상 위치는 예를 들면 굵은 프레임(717~720)과 같이 어긋날 가능성이 있다. 스테이지 시프트, 이미지 시프트 각각에서 발생할 수 있는 최대의 촬상 어긋남량(최대 촬상 어긋남량)은 추측할 수 있다. 그래서, 각 EP로의 시야 이동 수단(스테이지 시프트, 이미지 시프트)을 기초로, EP1~EP4에서 발생할 수 있는 최대의 촬상 어긋남 범위(최대 촬상 어긋남 범위)를 예상해서 표시한 것이 점선 프레임(705~708)이다. 설정 촬상 위치(701~704)로부터의 X방향의 최대 촬상 어긋남량 Gx는 각각 709~712, Y방향의 최대 촬상 어긋남량 Gy는 각각 713~716으로 표시된다. 즉, 설정 촬상 위치로부터 실제 촬상 위치는 ±Gx, ±Gy만큼 어긋날 가능성이 있고, 실제 촬상 위치(717~720)는 대응하는 점선 프레임(705~708) 내에는 들어가지만, 그 어디가 될지는 알 수 없다. 시야 이동을 반복할 때마다 촬상 어긋남은 적산되기 때문에, 최대 촬상 어긋남 범위는 EP 촬상 횟수에 따라 커지고 있어, EP의 허용 촬상 어긋남량을 만족시키지 않게 될 가능성이 높아진다. EP4에 대한 실제 촬상 위치(720)는 일례이지만, 설정 촬상 위치(704)로부터 크게 어긋나 있어, 평가 패턴을 화상 중심 부근으로 할 수 없다.

그래서 동일하게 평가 패턴(700)을 촬상하기 위해서, 허용 촬상 어긋남량(609)을 고려해서 결정한 촬상 시퀀스와 어드레싱을 행한 촬상 위치를 도 7의 (b)에 나타낸다. EP1~EP4에 대응하는 설정 촬상 위치는 722~725, 최대 촬상 어긋남의 범위는 727~730, X방향의 최대 촬상 어긋남량 Gx는 732~735, Y방향의 최대 촬상 어긋남량 Gy는 737~740, 실제 촬상 위치는 742~745이다. EP의 촬상 어긋남을 작게 하기 위한 방법으로서, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 EP 촬상 전에 위치 결정용 패턴인 어드레싱 포인트(AP)(429)를 촬상하여, 위치 어긋남을 보정하는 것을 생각할 수 있지만, 이러한 어드레싱에는 이하의 과제가 있다.

(a) AP를 미리 부여할 필요가 있다. (b) EP 주위에 적절한 AP가 있다고는 할 수 없다. (c) AP의 촬상과 촬상 어긋남의 추정에 시간을 요하는 만큼, 스루풋이 저하된다.

그래서 본 발명에서는, EP군 중에서 m번째로 촬상한 EP를 기초로 상기 m번째로 촬상한 EP의 실제 촬상 위치를 추정하고, 상기 추정한 실제 촬상 위치를 기초로 n번째(n＞m)로 촬상하는 EP의 촬상 위치로의 스테이지 시프트량 또는 이미지 시프트량을 조정하는 것을 특징으로 한다. 즉, EP 화상으로부터, 상기 EP에서 발생한 촬상 어긋남량을 추정하고, 다음으로 촬상하는 EP로의 스테이지 시프트량 또는 이미지 시프트량을 상기 촬상 어긋남량을 캔슬하도록 결정한다. 이에 따라, 시야 이동을 반복할 때마다, 촬상 어긋남량이 적산되는 것을 막을 수 있다. 또한, 어드레싱만을 위해 AP와 같은 화상 촬상을 행할 필요가 없다. EP에서의 촬상 어긋남은, 실제로 촬상한 EP 화상과, EP의 설정 촬상 위치에 있어서의 설계 데이터나 저배율상을 매칭함으로써 추정할 수 있다. 또한, 촬상 시퀀스의 결정에서 평가 패턴이 EP 화상의 시야의 중심으로 오는 등의 배치룰에 따라 EP를 결정하고 있는 경우, 실제로 촬상한 EP 화상 중에 있어서의 평가 패턴의 위치를 인식하고, 상기 평가 패턴의 화상 중심으로부터 어긋남을 검출함으로써 촬상 어긋남을 추정할 수 있다. 도 7의 (b)에서는 우선 설정 촬상 위치가 722로 부여되는 EP1을 촬상하고, EP1 화상을 사용해서 전술의 방법에 의해 EP1에서 발생한 촬상 어긋남량을 추정한다. EP1 화상(742)에서는 X, Y 양방향으로 변화되는 패턴 에지를 포함하기 때문에, X, Y 양방향의 위치 어긋남량을 추정할 수 있다. 다음으로, EP1의 촬상 어긋남량을 캔슬하도록 EP2로 시야 이동해서, 촬상한다. EP2로의 시야 이동에서도 촬상 어긋남이 발생하기 때문에, 예상되는 최대 촬상 어긋남 범위(728)는 어떤 폭을 갖지만, EP1에 있어서의 촬상 어긋남이 적산되는 경우는 없으므로, 도 7의 (a)에 있어서의 EP2의 최대 촬상 어긋남 범위(706)에 대해서는 작게 할 수 있다. 마찬가지로 EP2 화상을 사용해서 EP2에서 발생한 촬상 어긋남량을 추정한다. 단, EP2 화상(743)에서는 Y방향으로 변화되는 패턴 에지만 포함하기 때문에, Y방향의 위치 어긋남량만 추정할 수 있다. 그 때문에, EP2의 Y방향의 촬상 어긋남량만 캔슬하도록 EP3으로 시야 이동할 수 밖에 없고, X방향에 대해서는 촬상 어긋남이 적산되어, EP3의 최대 촬상 어긋남 범위(729)는 X방향으로 퍼진 범위가 된다(Gx(734)>Gy(739)). EP3 화상(744)에서도 Y방향으로 변화되는 패턴 에지만 포함하기 때문에, 이대로는 다음 EP4 촬상시에는 X방향의 촬상 어긋남이 더욱 늘어난다. 만약, 조건으로서 부여한 허용 촬상 어긋남량(609)과 EP3에 있어서의 X방향의 최대 촬상 어긋남량(734)이 가까운 값인 경우, 이 이상 촬상 어긋남이 커지면 요구를 만족시키지 않게 되어버린다. 이러한 경우는, 종래의 AP를 사용한 어드레싱을 조합할 수 있다. 즉, EP3 촬상 후에, 위치 어긋남량을 추정할 수 있는 특이적인 패턴을 AP로서 촬상해서 촬상 어긋남량을 추정한 후, AP에 있어서의 촬상 어긋남량을 캔슬하도록 EP4로 시야 이동한다. 도 7의 (b)의 예에서는 상기 특이적인 패턴으로서 721을 선택하고, 패턴(721)을 포함하는 AP(726)를 설정하고 있다. AP의 최대 촬상 어긋남 범위(731)는 EP3의 최대 촬상 어긋남 범위(729)에 대해서 추가로 X방향의 촬상 어긋남이 적산되어 크게 되어 있지만, 예를 들면 X방향의 최대 촬상 어긋남량 Gx(736)분만큼 촬상 위치가 어긋나도 촬상 범위 내에 위치 맞춤에 필요한 패턴 에지를 포함하기 때문에, 어드레싱에 실패하는 경우는 없다. 또한, 그렇게 되도록, AP의 위치나 사이즈를 결정한다. AP에서의 어드레싱에 의해, EP4의 최대 촬상 어긋남 범위(730)는 작아져, 허용 촬상 어긋남량을 만족시킬 수 있다. 이렇게 AP를 마련함으로써 전술한 바와 같이 다소 스루풋은 저하되지만, 최대 촬상 어긋남량의 추정 및 EP에서의 어드레싱과 조합함으로써, 그 횟수는 필요 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 이러한 촬상 어긋남을 고려해서 EP의 위치나 사이즈를 결정할 수도 있다. 도 7의 (c)는 평가 패턴(747)을 촬상하기 위한 EP군의 하나인 EP1(748)을 나타내고 있다(다른 EP는 도시 생략). EP1은 평가 패턴의 형상이나 다른 EP와의 거리 허용값 등을 가미해서 결정되었지만, EP1에서는 Y방향으로 변화되는 패턴 에지만 포함하기 때문에, X방향의 위치 맞춤이 곤란하다. 만약, EP1 다음에 촬상되는 EP2(도시 생략)에서 발생할 수 있는 X방향의 촬상 어긋남이 허용 촬상 어긋남량을 만족시키지 않는 경우, 상기 EP2 촬상 전에 X방향의 어드레싱을 행할 필요가 있다. 그 수단으로서, 도 7의 (b) 중의 AP(726)와 같이 주위에 존재하는 패턴으로 어드레싱을 행한다는 선택지 외에, 다음 2개의 선택지를 사용할 수 있다. 하나는, 만약 EP1 근방에 X방향으로 위치 맞춤 가능한 패턴이 존재하고 있는 경우, EP1을 어긋나게 해서, 상기 위치 맞춤 가능한 패턴을 포함하는 영역을 EP1로서 재설정한다 (EP1-2라 하며, 749로 부여됨). 그 경우, 예를 들면 EP간의 거리 허용값을 만족시키기 위해서 필요에 따라 다른 EP의 촬상 위치도 어긋나게 해도 된다. 다른 하나는, 동일하게 EP1 근방에 X방향으로 위치 맞춤 가능한 패턴이 존재하고 있으며, 또한 촬상 조건의 하나인 EP의 시야 또는 촬상 배율(608)이 1um~2um와 같이 범위로 부여되어 있는 경우, 상기 범위 내에서 EP1의 시야를 확대하여, 상기 위치 맞춤 가능한 패턴을 포함하는 영역을 EP1로서 재설정한다(EP1-3이라 하며, 750으로 부여됨). EP1-2, EP1-3 모두 각각 EP1-2, EP1-3에 있어서의 최대 촬상 어긋남 범위를 고려해서, 촬상 어긋남에 대해서도 상기 위치 맞춤 가능한 패턴이 시야 내에 포함되도록 EP의 위치나 사이즈를 결정할 필요가 있다.

도 7에 나타낸 것은 촬상 시퀀스의 일례이다. 이렇게 EP에 있어서의 촬상 어긋남을 추측하고, EP간의 거리, EP의 시야, EP의 허용 촬상 어긋남량 등에 관한 제약 조건을 가능한 한 만족시키도록 계산기 내에서 촬상 시퀀스를 최적화하고, 자동으로 촬상 시퀀스를 결정하는 것을 특징으로 한다. 이 촬상 시퀀스 결정에서는 AP의 삽입 타이밍·위치·사이즈나 EP 위치·사이즈의 최적화도 포함된다. 또한, 도 7에서는 나타내지 않았지만, AP 이외의 조정 포인트(AF, AST, ABCC)의 삽입 타이밍·위치·사이즈의 최적화도 필요에 따라 포함된다. 또한, 결정한 촬상 시퀀스에 있어서의 각 EP에서의 최대 촬상 어긋남량이나 상기 제약 조건의 만족도를 유저에게 제시할 수 있다. 조건에 따라서는 이론적으로 모든 제약 조건을 만족시키는 촬상 시퀀스가 존재하지 않는 경우도 있기 때문에, 예를 들면 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있는 복수의 촬상 시퀀스의 선택이나 촬상 시퀀스의 수정을 유저에게 재촉하는 GUI가 유효하다.

2.2.2 촬상 레시피 생성 및 촬상·검사

도 6의 스텝 602에서는, 전술한 바와 같이 스텝 601에서 결정한 촬상 시퀀스로부터 촬상 레시피를 생성하여 보존하는 것을 특징으로 한다. 일단, 촬상 레시피를 생성하면, 동일한 회로 패턴의 웨이퍼에 대해서는 몇번이나 검사를 자동으로 행할 수 있다. 또한, 복수대의 주사 하전 입자 현미경에서 상기 레시피를 공유함으로써, 복수의 웨이퍼를 병행해서 검사할 수 있다. 또한, 유사한 웨이퍼에 대해서는 상기 촬상 레시피를 다소 수정함으로써, 단시간에 촬상 레시피(610)를 생성할 수 있다. 또, 스텝 602에서는, 촬상한 EP 화상에 있어서의 결함 검출, 패턴 형상 계측 등의 평가를 행하기 위한 화상 처리 알고리즘이나 처리 파라미터를 지정하는 계측 레시피를 생성하고, 마찬가지로 보존할 수 있다. 본 명세서에서는 전술한 바와 같이 나눠서 촬상 레시피, 계측 레시피를 설명했지만, 상기 촬상 레시피, 계측 레시피에서의 설정 항목은 일 실시예이며, 각 레시피에서 지정되는 각 설정 항목은, 임의의 조합으로 관리할 수 있다. 또, 상기 촬상 레시피, 계측 레시피를 특별히 구별하지 않고, 양자를 합쳐서 하나의 레시피로서 관리할 수도 있다.

스텝 603에서는, 상기 촬상 레시피(610)에 따라 화상을 촬상하여, EP에서의 촬상 화상(611)을 얻는다. 스텝 604에서는 상기 계측 레시피에 의거하여 촬상 화상을 화상 처리함으로써 평가 패턴의 검사 결과(612)를 얻는다. 검사 결과에는, 평가 패턴의 부위마다의 패턴 형상의 측장값, 패턴 윤곽선, 패턴을 평가하는 화상 특징량, 패턴 형상의 변형량의 일부 또는 모두가 포함된다. 또한, 이들 정보에 의거하는 패턴 형상의 정상도 혹은 이상도가 포함된다. 이들을 바탕으로 유저는, 평가 패턴에 있어서의 결함 발생 개소나 위험 개소의 특정 혹은 평가 패턴의 결과물에 대해서 모니터링할 수 있다. 또, EP의 촬상이 복수회 행해지는 경우, 스텝 603의 화상 촬상과 스텝 604의 평가 패턴 검사의 타이밍은 임의로 변경할 수 있다. 즉, 예를 들면 EP1을 촬상한 후 바로 EP1에 있어서의 평가 패턴의 검사를 행하고, 그 사이에 다음 EP2를 촬상한다는 것과 같이 촬상과 검사를 번갈아 행해도 되고, 전체 EP를 촬상한 후, 전체 EP에서의 평가 패턴의 검사를 행하여 통합해서 행해도 된다.

2.2.3 베리에이션 1: 패턴의 분기, 촬상 범위

도 8의 (a)를 사용해서 패턴이 분기되어 있는 경우의 처리에 대해서 설명한다. 동 도면은 분기된 패턴 중, 평가할 필요가 없는 부위를 지정하여, 상기 부위를 평가 패턴에서 제외하는 예이다. 상기 평가할 필요가 없는 부위의 지정 방법의 하나로서, 예를 들면 마우스 커서(801, 802)에 의해, 평가 패턴에서 제외하고 싶은 패턴(800)의 부위 803, 804(검게 칠해진 부위)를 지정하고, 해칭(hatching)된 영역만을 평가 패턴으로 한다. 또는, 평가 패턴의 시점, 종점을 각각 마우스 커서(820, 821)와 같이 지정해서, 그 사이를 평가 패턴으로서 해도 된다. 이 경우도 마찬가지로 해칭된 영역만이 평가 패턴이 된다. 지정한 평가 패턴에 대해서, 거리 허용값을 EP간에 스페이스가 약간 생기도록 설정하면, 예를 들면 5개의 EP(EP1(805)~EP5(809))가 배치된다.

이에 대해서, 부위 803, 804와 같이 평가 패턴에서 제외하는 부위를 지정하지 않고, 패턴(800) 전부를 평가 패턴으로 하는 실시예에 대해서 도 8의 (b)에 나타낸다. 거리 허용값을 EP간에 스페이스가 약간 생기도록 설정하면, 분기된 패턴을 포함시키며, 예를 들면 7개의 EP(EP1(810)~EP7(816))가 배치된다.

또한, 도 8의 (c)에 EP 촬상 영역 형상의 베리에이션을 나타낸다. 동 도면에서 평가 패턴은 도 8의 (a)와 마찬가지로 해칭된 영역으로 한다. SEM에는 EP에 있어서의 전자빔의 주사 범위를 장방형 영역으로 확대하는 「Rectangular 스캔 모드」가 탑재되어 있는 것이 있다. 지금까지의 설명에서 EP의 촬상 영역은 정방 영역이었지만(예를 들면, 도 8의 (a)에서의 점선 프레임(805)), 이것을 장방형 영역으로 할 수도 있다(예를 들면, 도 8의 (c)에서의 점선 프레임(817)). 거리 허용값을 EP끼리를 약간 중복시키도록 설정하며, 또한 EP의 촬상 모드를 Rectangular 스캔 모드로 해서 EP를 결정하면, 예를 들면 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이, 3개의 EP(EP1(817)~EP3(819))가 배치된다.

2.2.4 베리에이션 2: 전기적 패스의 추적

본 발명에서는, 컨택트홀의 위치를 기초로 전기적 관계가 있는 복수의 패턴을 특정하고, 상기 복수의 패턴을 평가 패턴으로 하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 단선 등의 전기적 불량이 판명되었을 때의 문제 개소의 특정에서는, 단순히 하나의 폐쇄 도형으로서 표현되는 회로 패턴만을 평가 패턴으로서 검사하는 것이 아니라, 상기 회로 패턴과 전기적 관계가 있는 패턴도 평가 패턴에 포함시켜 검사하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 웨이퍼에서의 회로 패턴의 적층 레이어에 관해서, 각각 다른 레이어에 존재하는 2개의 패턴 간의 전기적인 연결 관계는 판정이 곤란하다. 그래서, 레이어 간의 패턴을 연결하는 컨택트홀의 위치를 기초로 상기연결 관계를 판정한다. 컨택트홀의 위치는, 설계 데이터 또는 촬영한 화상 등으로부터 판단할 수 있다.

도 9의 (a)에, Z축 방향으로 적층된 적층 레이어 중에서 2층(상층, 하층이라 함)에 걸친 전기적 패스를 검사하는 구체예를 나타낸다. 동 도면에서는 2개의 상층 패턴(900, 901)(오른쪽 위에서 왼쪽 아래로의 해칭 패턴으로 표시), 2개의 하층 패턴(902, 903)(왼쪽 위에서 오른쪽 아래로의 해칭 패턴으로 표시), 상층과 하층을 전기적으로 연결하는 2개의 컨택트홀(904, 905)(흰 사각형으로 표시)이 존재하고 있다. 이들 표시는 예를 들면 설계 데이터를 묘화함으로써 행한다. 이에 대해서, 마우스 커서(906, 907)로 지정한 개소를 시점, 종점으로 해서, 이 사이의 전기적 패스를 평가 패턴으로서 검사하는 것을 생각한다. 예를 들면, 상층 패턴(900)과 하층 패턴(902)은 XY평면에서는 교차해서 보이지만, 컨택트홀은 존재하지 않는다는 점에서, 층간은 절연되어 있어 전기적인 관계는 없다. 한편, 예를 들면 상층 패턴(900)과 하층 패턴(903)은 컨택트홀(904)에 의해 접속되어 있고, 전기적인 관계가 있다. 이상을 근거로 하면, 시점(906)에서 종점(907)까지의 전기적 패스는 굵은 화살표(930)로 특정되며, 상기 굵은 화살표(930)가 통과하는 패턴의 부위를 평가 패턴으로서 설정한다. 거리 허용값을 EP끼리를 약간 중복시키도록 설정하며, 또한 EP의 촬상 모드를 Rectangular 스캔 모드로 해서 EP를 결정하면, 상기 평가 패턴을 검사하기 위한 EP는 예를 들면, 9개의 EP(EP1(908)~EP9(916))와 같이 배치된다. 도 9의 (b)는 도 9의 (a)에서 결정한 EP1~EP9를 SEM을 사용해서 실제로 촬상한 촬상 화상(순서대로 921~929)을 대응하는 위치에 배치해서 표시한 것이다. 표시상, 상층 패턴을 옅은 회색, 하층 패턴을 짙은 회색으로 나타내고 있다. 설계 데이터에서의 패턴(900~903)에 대응하는 촬상 화상 위의 패턴은 순서대로 917~920이 된다. 촬상 화상에서의 패턴의 윤곽은 라인 에지 러프니스(Line Edge Roughness: LER)나 광근접 효과(Optical Proximity Effect: OPE) 등에 의해 도 9의 (a)에 나타낸 설계 데이터에 대해서 요철이 있거나, 모서리가 둥글게 되어 있지만, 촬상 화상에 있어서의 이러한 형상을 평가함으로써, 전기적 패스에 있어서의 패턴의 위험도를 평가할 수 있다.

도 9는 SEM 촬상에서 하층 패턴도 관찰할 수 있는 경우에 있어서의 실시예였다. 그러나, 레이어의 막두께나 재질, SEM의 촬상 조건 등에 따라서는 하층 패턴이 SEM 화상에서 관찰할 수 없는 경우가 있고, 이 경우는 SEM에서 관찰 가능한 패턴만을 평가 패턴으로 할 수도 있다. 이 경우의 실시예를 도 10에 나타낸다. 도 10의 (a)는 도 9의 (a)와 동일하게 패턴군(900~903)에 대해서 시점(906), 종점(907)을 부여한 예이며, 전기적 패스는 동일하다. 그러나, 본 예에서는 SEM 화상에서 하층 패턴을 관찰할 수 없는 것으로 한다. 이 경우, 도 9의 (a) 중의 930으로 부여된 전기적 패스에서 하층 패턴(903) 위의 패스를 제외한 굵은 화살표(1015 및 1016)를 검사해야 하는 전기적 패스로 하고, 상기 굵은 화살표(1015, 1016)가 통과하는 패턴의 부위만을 평가 패턴으로서 설정할 수 있다. 상기 평가 패턴을 검사하기 위한 EP는 예를 들면, 7개의 EP(EP1(1001)~EP7(1007))와 같이 배치된다. 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에서 결정한 EP1~EP7을 SEM을 사용해서 실제로 촬상한 촬상 화상(순서대로 1008~1014)을 대응하는 위치에 배치해서 표시한 것이다. 물론, 상기 촬상 화상에서 하층 패턴은 관찰되지 않기 때문에 하층 패턴에 대해서는 평가를 행할 수 없다. 한편, 이러한 수단에 의해 관측 가능한 패턴에 대해서는 모두 평가할 수 있으며, 또한 촬상해도 평가해야 하는 패턴이 찍혀 있지 않은 필요없는 화상의 촬상을 생략할 수 있다. 도 9, 10과 같이 설계 데이터와 시점, 종점을 입력으로 해서, 전기적 패스 및 평가 패턴 그리고 EP 배치를 계산기에 의해 자동으로 결정하는 것이 가능하다. 또한, SEM 화상에서의 패턴의 관찰 가부(可否)에 대해서는 유저가 부여할 수도 있고, SEM 화상으로부터 자동으로 판정할 수도 있다. 또한, 평가 패턴의 지정에서 마우스 커서(906)에 의해 시점만 지정하여, 전기적 패스를 추적시킬 수도 있다. 그 때, 예를 들면 컨택트홀(906)로부터 하층 패턴(903) 위를 좌우 어느 쪽으로 추적할 것인지, 혹은 양쪽을 추적할 것인지는 분기마다 지정할 수 있다.

2.2.5 베리에이션 3: 속성 정보를 고려한 EP 결정

본 발명에서는, 평가 패턴의 각 부위에 있어서의 속성 정보를 고려해서 촬상 영역(EP)을 결정하는 것을 특징으로 한다. 상기 속성 정보란, 패턴의 변형성 등, 검사의 우선도를 판단하는 정보이다. 즉, EP의 결정 기준으로서는, 앞서 설명한 바와 같이, 평가 패턴의 위치나 형상, EP간의 거리, EP의 시야, EP의 허용 촬상 어긋남량 등에 관한 제약 조건을 들 수 있지만, 이들 기준에 추가해서, EP 내의 평가 패턴에 대해서 예를 들면 패턴의 변형성 등의 속성 정보를 가미할 수 있다. 상기 패턴의 변형성은, 예를 들면 EDA(Electronic Design Automation) 툴에 탑재된 회로 패턴 형상의 리소 시뮬레이션 등에 의해 예측할 수 있다. 또한, 「패턴의 코너는 둥글게 될 위험이 있다」「고립 패턴은 가늘어질 위험이 있다」「라인 엔드(line end)는 후퇴할 위험이 있다」 등, 패턴 형상 변형에 관한 지식을 도입해서, 패턴 형상으로부터 패턴의 변형성에 관한 속성 정보를 산출할 수도 있다. 예를 들면 도 6 중의 607에서 입력한 인접 EP간의 거리 허용값으로 부여되는 EP 결정 기준은, 지나치게 중복되어 필요없는 촬상을 행하지 않는, 촬상 개소에 치우침을 갖지 못하게 하는 등의 관점이다. 한편, 여기에서 설명한 평가 패턴의 변형성 등의 속성 정보에 의거하는 EP 결정 기준은, 결함이 발생할 가능성이 높은 장소를 우선적으로 촬상한다는 관점이다. EP 결정에서는, 이들 기준 중 어느 하나를 사용해도 되고, 양자를 사용해도 된다.

도 11을 사용해서 속성 정보를 가미한 EP의 결정에 대해서 구체예를 설명한다. 동 도면에는 3개의 패턴(1100~1102)이 표시되어 있으며, 평가 패턴은 패턴(1101)으로 한다. EP간의 거리 허용값만 고려해서 EP를 결정한 결과를 도 11의 (b)에 나타낸다. 거리 허용값을 EP간에 스페이스가 약간 생기도록 설정하고 있고, 8개의 EP(EP1(1109)~EP8(1116))가 배치되어 있다. 각 EP의 중심을 십자 마크로 나타내고 있으며, 인접하는 EP에 대해서 중심 간의 거리(1117~1123)가 상기 거리 허용값에 근접하도록 EP 배치가 결정되어 있다.

여기에서, 도 11의 (a)를 사용해서 평가 패턴(1101)에 대해서 전술의 패턴 형상 변형에 관한 지식의 예를 설명한다. 점선 프레임(1103, 1104) 등으로 부여되는 코너부는 일반적으로 패턴 형상의 변형이 발생하기 쉽다. 또한, 마찬가지로 길게 연장된 직선부(1107, 1108)를 비교하면, 직선부(1107)는 주위에 패턴(1100, 1102)이 존재하지만, 1108은 고립 패턴이며, 점선 프레임(1105) 등에서 가늘어짐이 발생하기 쉬운 것이 예상된다. 또한 라인 엔드(1106)는 후퇴할 우려도 있다. 이렇게 패턴의 변형성을 정량화하고, 속성 정보로서 부위마다 산출한다.

도 11의 (c)에 이 속성 정보도 가미한 EP의 결정예를 나타낸다. 동 도면에는 7개의 EP(EP1(1124)~EP7(1130))가 배치되어 있지만, 패턴 변형이 비교적 발생하기 어려운 속성 정보가 얻어진 도 11의 (a) 중의 부위 1107에 있어서의 EP간의 간격(1131, 1132)은 넓다. 한편, 패턴 변형이 비교적 발생하기 쉬운 속성 정보가 얻어진 도 11의 (a) 중의 부위 1103, 1104, 1106, 1108에 있어서의 EP간의 간격(1133~1136)은 좁다. 이렇게 패턴이 변형되기 어려운 부위에서는 성기게, 변형되기 쉬운 부위에서는 조밀하게 EP를 샘플링함으로써, 검사의 효율화를 도모할 수 있다. 또한, 이러한 속성 정보에 따라 서로 다른 거리 허용값을 단계적으로 부여할 수도 있다.

2.3 촬상 시퀀스의 온라인 결정 모드(모드 2)

설계 데이터 등의 정보를 이용할 수 없어, 사전에 평가 패턴의 위치나 형상을 인식할 수 없을 경우의 실시예로서, 제 1 촬상 영역을 촬상해서 얻어진 제 1 화상을 기초로 제 1 촬상 영역 외에 존재하는 평가 패턴의 위치를 추정하고, 상기 추정한 평가 패턴을 촬상하도록 제 2 촬상 영역을 설정하는 것을 특징으로 한다. 즉, 촬상한 화상으로부터, 상기 화상 내에 포함되는 평가 패턴을 인식하고, 상기 평가 패턴이 화상 외에 계속되고 있다고 판단되는 경우는, 화상 외의 평가 패턴이 시야에 포함되도록, 다음 촬상 위치를 결정하고, 촬상한다. 이것을 반복함으로써 평가 패턴을 추적하면서 촬상할 수 있다. 또한, 여기에서 촬상하면서 결정한 촬상 시퀀스는 기록 가능하며, 상기 촬상 시퀀스는 촬상 레시피로서 보존할 수 있다. 이러한 촬상 시퀀스의 결정 모드를 온라인 결정 모드라 한다.

도 12에 온라인 결정 모드의 전체 처리 플로를 나타낸다. 사각 프레임(1201~1204)은 처리 내용, 모서리가 둥근 프레임(1205~1210)은 상기 처리에 사용되는 정보를 나타낸다. 이후에, 도 12와 도 13을 사용해서 온라인 결정 모드에 대해서 설명한다. 본 모드에서도 오프라인 결정 모드와 마찬가지로 인접 화상(EP) 간의 거리 허용값(1205), EP의 시야 혹은 촬상 배율(1206), EP의 허용 촬상 어긋남량(1207)을 입력으로 해서, 촬상 시퀀스를 결정할 수 있다(도 6에서는 각각 607~609에 대응). 이하에, 상기 거리 허용값을 EP간에 스페이스가 약간 생기도록 EP 사이즈의 1.5배로 부여한 경우를 예로 들어 설명한다. 오프라인 결정 모드에서는 사전에 설계 데이터 등으로부터 얻어지는 패턴의 레이아웃 정보로부터 촬상 시퀀스를 결정하여, 촬상 레시피를 준비할 수 있었다. 온라인 결정 모드에서는 사전에 패턴의 레이아웃 정보를 부여하지 않기 때문에, 촬상하면서 촬상 시퀀스를 결정하게 된다. 여기에서 결정한 촬상 시퀀스는, 촬상 레시피(1208)로서 보존할 수 있다. 우선 EP의 일련 번호 m을 1로 해서, m=1에서의 스텝 1201에서 촬상 개시점의 촬상 위치를 결정한다(m=1의 EP를 EP1로 표기함).

m=1에서의 스텝 1202에서 EP1을 촬상한다. 구체예를 도 13에 나타낸다. 도 13의 (a)는 평가 패턴(1300) 전체, 도 13의 (b)~(d)는 상기 평가 패턴(1300)을 촬상한 몇개의 EP의 촬상 화상을 나타낸다. EP1 화상 중에서 평가 패턴으로 하는 패턴을 지정하고, 이후, 상기 평가 패턴을 추적하면서 촬상해 간다. 구체적인 예로서 도 13의 (b)의 EP1에는 도 13의 (a)에 나타낸 패턴(1300)의 일부인 패턴(1310)이 찍혀 있고, 1310을 평가 패턴의 일부로서 지정함으로써, 이후, 평가 패턴(1300) 전체를 추적하면서 촬상해 간다. 평가 패턴의 결정은, EP1 화상 중의 패턴을 자동으로 인식해서 평가 패턴으로 해도 되고, EP1 화상 중의 패턴으로부터 평가 패턴을 유저가 지정해도 된다. 본 예는 EP1 화상 내에 패턴이 하나만 존재하는 예이지만, 복수의 패턴이 찍혀 있는 경우는 상기 복수의 패턴 중에서 평가 패턴으로 해야 하는 패턴을 1개 혹은 복수 선택할 수 있다.

m=1에서의 스텝 1203에서 화상을 계측 레시피에 의거하여 EP1 화상을 처리함으로써 평가 패턴의 검사 결과(1210)를 얻는다(오프라인 결정 모드에 있어서의 스텝 604, 검사 결과(612)와 마찬가지임). 또, 오프라인 결정 모드의 스텝 603, 604와 마찬가지로, EP의 촬상이 복수회 행해지는 경우, 스텝 1202의 화상 촬상과 스텝 1203의 평가 패턴 검사의 타이밍은 임의로 변경할 수 있다. 즉, EP 촬상마다 상기 EP에 있어서의 평가 패턴의 검사를 행해도 되고(도 12는 그 예를 도시), 전체 EP를 촬상한 후, 전체 EP에 있어서의 평가 패턴의 검사를 행하여 통합해서 행해도 된다.

m=1에서의 스텝 1204에서, EP1 화상 중의 평가 패턴을 인식하고, 만약 평가 패턴의 전체 영역의 촬상을 끝냈다고 판단된 경우는 처리를 종료한다. 도 13의 (b)에 나타낸 EP1 화상(1301)에는 평가 패턴의 일부인 라인 엔드가 촬상 범위의 중앙 부근에 찍혀 있지만, 촬상 범위하에서 평가 패턴이 화상의 하단까지 와 있다. 그 때문에, 평가 패턴은 화살표(1311) 방향으로 계속되고 있다고 예측할 수 있다. 그래서 m=2로 해서 스텝 1201로 재차 진행하고, 다음 EP(EP2)의 촬상 위치를 결정한다. 이 경우, 평가 패턴은 화살표(1311) 방향으로 계속되고 있다고 예측되므로, EP2는 화살표(1311) 방향으로 거리 허용값(1309)만큼 진행한 장소(1302)로 설정할 수 있다.

이후, 스텝 1201~1204를 상기 거리 허용값의 간격으로 평가 패턴 전체를 촬상이 끝날 때까지 반복한다.

다음으로, m번째의 EP로부터 m+1번째의 촬상 영역을 결정하는 방법에 대해서 몇가지 예를 더 나타낸다.

도 13에서 EP2(1302)로부터 EP3(1303)을 추정하는 방법을 나타낸다. 도 13의 (c)에서 EP2에는 평가 패턴(1300)의 일부인 패턴(1312)이 찍혀 있다. 평가 패턴은 화상의 상단과 하단에서 끊어져 있지만, EP1로부터 EP2로의 이동 벡터는 1313이기 때문에, 아직 촬상하고 있지 않은 평가 패턴은 화살표(1314) 방향으로 계속되고 있다고 예측할 수 있다. 그 때문에 EP3은 화살표(1314) 방향으로 거리 허용값만큼 진행한 장소(1303)로 설정할 수 있다. 이러한 촬상 완료된 EP1, EP2로부터의 평가 패턴 형상 예측에 의해 EP3이 잘 설정되는 경우도 있지만, 어차피, 촬상하고 있지 않은 평가 패턴의 형상은 미지이며, EP3의 촬상 위치가 최적이지 않은 경우도 있을 수 있다. 도 13의 (d)는 그 일례이며, EP3 화상(1303)에서 평가 패턴(1315)은 화상 끝에 위치하고 있어 선폭 등의 평가 패턴의 형상 평가가 곤란하다. 또한, 평가 패턴이 계속되는 방향의 추정도 다소 곤란하다. 이 경우, EP3 부근에서 촬상 위치를 조금 어긋나게 한 장소를 EP4로 해서 촬상해도 되고, EP3으로부터 평가 패턴이 계속되는 방향을 가능한 범위에서 추측해서 촬상을 계속해도 된다. 전자의 경우, EP3 화상에 찍힌 평가 패턴(1315)으로부터, EP3의 촬상 위치가 약간 지나치게 아래인 것, 패턴은 우측으로 계속되고 있을 것 같은 것이 추측되기 때문에, 예를 들면 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이 촬상 위치(1304)를 EP4로 설정해서 다음에 촬상한다. 이 경우, 예외적으로 EP간의 거리 허용값을 무효 또는 변경할 수 있다. EP4에 찍힌 평가 패턴으로부터, 평가 패턴은 우측으로 계속되고 있다고 추측되기 때문에, EP5의 촬상 위치는 1305로 설정된다. 후자의 경우, EP3 화상에 찍힌 평가 패턴(1315)으로부터, 평가 패턴을 화상 중앙으로 하기 위해서는 촬상 범위를 좀 더 윗쪽으로 하는 편이 좋은 것, 평가 패턴은 우측으로 계속되고 있을 것 같은 것이 추측되기 때문에, 도 13의 (d)의 화살표(1317)에 거리 허용값만큼 진행된 장소(1305)를 EP4로 설정할 수 있다(도 13의 (a)에서 1305는 EP5라고 기재되어 있지만, 본 실시예에서는 1304를 촬상하지 않기 때문에, 1305가 EP4로 된다).

도 13에서 EP7(1307)로부터 다음 촬상 시퀀스에 대해서 설명한다. EP6(1306)보다 평가 패턴은 아래쪽으로 계속되고 있다고 추측하고, EP7을 촬상했지만, 실제 평가 패턴은 EP6-EP7 사이에서 라인 엔드로 되어 있어, EP7에 평가 패턴은 찍혀 있지 않다. 이 경우, EP7을 촬상한 시점에서 평가 패턴 전체의 촬상을 끝냈다고 판단해서 처리를 종료해도 되고(스텝 1204의 판정을 Yes로 함), 예를 들면 EP6과 EP7 사이에 EP8(1308)을 설정해서 촬상을 계속해도 된다. 후자의 목적은 두가지이다. 하나는, 평가 패턴의 추적에 실패하는 것을 피하기 위해서이다. 만약 EP6과 EP7 사이에서 평가 패턴이 우측으로 구부러져서 더 계속되고 있는 경우, 평가 패턴의 추적을 도중에 중단해버리게 된다. 다른 하나는, 가령 EP6과 EP7 사이에서 평가 패턴이 라인 엔드로 되어 있었다고 해도(도 13은 그 예를 도시), 일반적으로 형상 변형되기 쉬운 라인 엔드의 형상 평가를 스킵하지 않기 위해서이다.

또, 온라인 결정 모드에서도 오프라인 결정 모드와 마찬가지로 이하의 처리(A)~(D)를 행할 수 있다.

(A) 도 7에 나타낸 바와 같이, EP에서의 어드레싱(EP에서의 촬상 어긋남 추정, 다음 EP에서의 최대 촬상 어긋남량의 추측, 촬상 어긋남량을 캔슬하도록 다음 EP로의 시야 이동량 결정)을 행할 수 있다. 온라인 결정 모드의 경우, 평가 패턴이 EP 화상의 시야의 중심에 온 경우에 촬상 어긋남이 없다는 등의 룰에 따라 촬상 어긋남을 추정할 수 있다. 또한, 촬상 시퀀스 도중에 필요에 따라 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC)를 삽입해도 된다. 예를 들면, EP에서의 어드레싱만으로는, 어떻게 해도 촬상 어긋남이 허용 촬상 어긋남량 이상으로 되어버릴 때는, AP를 삽입한다. AP의 위치는 EP 화상에 찍힌 주위 패턴에서 선택해도 되고, 적절한 AP를 탐색할 필요가 발생했을 때에, 도중에 평가 패턴의 주위를 저배율로 화상 촬상하고, 얻어진 화상에 포함되는 패턴에서 AP를 선택해도 된다.

(B) 촬상한 EP에서 평가 패턴이 분기되어 있는 경우에는, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 추적하는 패턴을 선택적으로 지정해도 되고, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 모든 패턴을 추적해도 된다.

(C) 도 9에 나타낸 바와 같이, 적층 레이어 사이에 걸쳐 전기적 패스가 존재하고 있으며, 또한 SEM 화상에서 패턴을 관찰할 수 있는 경우, 적층 레이어 사이에 걸쳐 전기적 패스를 추적해도 된다.

(D) 도 11에 나타낸 바와 같이, 촬상 화상으로부터 패턴의 속성 정보를 산출하고, 이것을 기초로 다음 EP 촬상 위치를 제어해도 된다.

2.4 촬상 시퀀스의 혼합 결정 모드(모드 3)

상기 오프라인 결정 모드와 상기 온라인 결정 모드를 양쪽 다 사용하는 실시 예에 대해서 설명한다. 이러한 촬상 시퀀스의 결정 모드를 혼합 결정 모드라 한다. 본 모드에서는, 우선 오프라인 결정 모드에 따라, 설계 데이터 등으로부터 얻어지는 패턴의 레이아웃 정보를 사용해서 오프라인에서 촬상 시퀀스를 결정하지만, 설계 데이터 등은 실제 패턴 형상과 괴리되는 경우가 있어, 반드시 오프라인에서 결정한대로 잘 되지 않는 경우가 있을 수 있다. 이러한 형상 괴리에 대해서 옳은 촬상 시퀀스를 결정하기 위해서, 상기 레이아웃 정보로서 설계 데이터로부터 리소 시뮬레이션 등에 의해 추정한 실제 패턴의 시뮬레이션 형상을 사용해도 되지만, 그래도 추정 정밀도가 충분하지 않은 경우도 있을 수 있다. 그래서, 오프라인에서 결정한 촬상 시퀀스에 따라 촬상을 행하지만, 촬상 중의 화상을 기초로 판단하고, 필요에 따라 촬상 시퀀스를 변경한다.

도 14를 사용해서 구체예를 설명한다. 도 14의 (a)는 평가 패턴(1401)에 대해서, 설계 데이터 등으로부터 얻어지는 패턴의 레이아웃 정보에 의거하여 오프라인 결정 모드에 의해 결정한 촬상 시퀀스이다. 패턴(1401, 1402)은 설계 데이터를 표시한 것이며, 동 도면에서는 8개의 EP(EP1(1403)~EP8(1410))와 1개의 AP(1411)가 배치되어 있다. 촬상 시퀀스로서는 EP에서의 어드레싱을 행하면서, 순차적으로 EP1에서 EP6까지 촬상한다. 다음으로 AP(1411)에서 어드레싱을 행한 후, EP7, EP8을 촬상한다. 이것은, EP5, EP6에서는 y방향의 어드레싱이 어렵기 때문에, 만약 AP(1411)에서의 어드레싱을 행하지 않은 경우, EP7에서는 y방향의 촬상 어긋남이 적산되어서 커지는 것이 예상되기 때문이다. 예를 들면, 평가 패턴의 주위에 패턴(1402)이 존재하고 있는 것은, 별도로 주위의 패턴을 촬상하지 않는 한 온라인 결정 모드에서는 알 수는 없다. 그 때문에, 사전에 레이아웃 정보가 부여되는 케이스에서는 오프라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스 결정은 유효하다. 그 때문에, 혼합 결정 모드에서도 오프라인 결정 모드에 의해 결정한 촬상 시퀀스를 초기값으로 한다. 도 14의 (b)에, 실제 웨이퍼 위에 형성된 패턴(1412, 1413)에 대해서, 오프라인 결정 모드에 의해 결정한 촬상 위치를 겹쳐서 표시한다. 도 14의 (b) 중의 실제 패턴(1412, 1413)은 도 14의 (a) 중의 설계 데이터의 패턴(1401, 1402)에 각각 대응하지만, 패턴(1401, 1402)은 어디까지나 설계 데이터이며, 실제 패턴(1412, 1413)과는 형상 괴리되어 있다. 그 때문에, EP3(1405), EP4(1406), EP8(1410)에서 평가 패턴(1412)을 시야에 잘 수용할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 혼합 결정 모드에서는 촬상 화상을 기초로 오프라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스를 온라인에서 변경한다. 혼합 결정 모드에서의 촬상 시퀀스의 예를 도 14의 (c)에 나타낸다. 동 도면에서는 8개의 EP(EP1'(1414)~EP8'(1421))와 1개의 AP'(1422)가 배치되어 있고, 상기 AP'에서의 어드레싱은 EP5'와 EP6' 사이에서 행해진다. 우선, EP1(1403), EP2(1404)와 동일한 촬상 위치인 EP1'(1414), EP2'(1415)를 순차적으로 촬상한다. EP2'(1415)의 촬상 화상보다, 패턴(1412)이 화상 아래쪽에서 오른쪽으로 구부러져 있어, 패턴 형상이 설계 데이터로부터 괴리되기 시작하고 있는 것을 알 수 있다. 그래서, EP2' 화상으로부터 패턴이 계속되고 있는 방향을 화살표(1423)라고 추측하고, 다음 EP를 오프라인 결정 모드에서 결정한 EP3(1405)에서 EP3'(1416)으로 변경한다. 마찬가지로 EP3' 화상으로부터 패턴이 계속되고 있는 방향을 화살표(1424)라고 추측하고, 다음 EP를 EP4'(1417)로 한다. EP4'(1417)의 촬상 위치는 오프라인 결정 모드에서 결정한 EP5(1407)와 동일하며, 또한 EP4' 화상으로부터 패턴이 계속되고 있는 방향은 설계 데이터와 마찬가지로 화살표(1425)라고 추측되기 때문에, 다음 EP인 EP5'(1418)는 EP6(1408)과 동일하게 한다. 그 후, AP'(1422), EP6'(1419), EP7'(1420)로 순차적으로 촬상하지만, EP7' 화상에서 평가 패턴이 찍혀 있지 않기 때문에, 촬상 위치를 EP6'측으로 약간 되돌려, EP8'(1421)로서 촬상할 수도 있다.

3. 시스템 구성

본 발명에 있어서의 시스템 구성의 실시예를 도 15를 사용해서 설명한다.

도 15의 (a)에서 1501은 마스크 패턴 설계 장치, 1502는 마스크 묘화 장치, 1503은 마스크 패턴의 웨이퍼 위에의 노광·현상 장치, 1504는 웨이퍼의 에칭 장치, 1505 및 1507은 SEM 장치, 1506 및 1508은 각각 상기 SEM 장치를 제어하는 SEM 제어 장치, 1509는 EDA(Electronic Design Automation) 툴 서버, 1510은 데이터베이스 서버, 1511은 데이터베이스를 보존하는 스토리지, 1512는 촬상·계측 레시피 작성 장치, 1513은 촬상·계측 레시피 서버, 1514는 패턴 형상의 계측·평가를 행하는 화상 처리 서버이며, 이들은 네트워크(1515)를 통해 정보의 송수신이 가능하다. 데이터베이스 서버(1510)에는 스토리지(1511)가 부착되어 있고, (a) 설계 데이터(마스크용 설계 데이터(광근접 효과 보정(Optical Proximity Correction: OPC) 없음/있음), 웨이퍼 전사 패턴의 설계 데이터), (b) 상기 마스크용 설계 데이터로부터 리소 시뮬레이션 등에 의해 추정한 실제 패턴의 시뮬레이션 형상, (c) 생성한 촬상·계측 레시피, (d) 촬상한 화상(OM상, SEM 화상), (e) 촬상·검사 결과(평가 패턴의 부위마다의 패턴 형상의 측장값, 패턴 윤곽선, 패턴을 평가하는 화상 특징량, 패턴 형상의 변형량, 패턴 형상의 정상도 혹은 이상도 등), (f) 촬상·계측 레시피의 결정룰의 일부 또는 전부를, 품종, 제조 공정, 일시, 데이터 취득 장치 등과 링크시켜서 보존·공유하는 것이 가능하다. 또한, 동 도면에서는 예로서 2대의 SEM 장치(1505, 1507)가 네트워크에 접속되어 있지만, 본 발명에서는, 임의의 복수대의 SEM 장치에서 촬상·계측 레시피를 데이터베이스 서버(1511) 또는 촬상·계측 레시피 서버(1513)에 의해 공유하는 것이 가능하며, 1회의 촬상·계측 레시피 작성에 의해 상기 복수대의 SEM 장치를 가동시킬 수 있다. 또한 복수대의 SEM 장치에서 데이터베이스를 공유함으로써, 과거의 상기 촬상 혹은 계측의 성부(成否)나 실패 원인의 축적도 빨라지고, 이것을 참조함으로써 양호한 촬상·계측 레시피 생성에 일조할 수 있다.

도 15의 (b)는 일례로서 도 15의 (a)에 있어서의 1506, 1508, 1509, 1510, 1512~1514를 하나의 장치(1516)에 통합한 것이다. 본 예와 같이 임의의 기능을 임의의 복수대의 장치에 분할, 혹은 통합해서 처리시키는 것이 가능하다.

4. GUI

본 발명에 있어서의 각종 정보의 입력, 촬상 레시피 생성·출력의 설정 혹은 표시, SEM 장치의 제어를 행하는 GUI예를 도 16에 나타낸다. 도 16 중의 윈도우(1601) 내에 묘화된 각종 정보는 일 화면 중, 또는 분할해서 디스플레이 등에 표시할 수 있다.

윈도우(1602)는 촬상 시퀀스의 생성·확인용 표시이다. 윈도우(1605) 내의 체크 박스에서 선택함으로써, 설계 데이터나 상기 설계 데이터로부터 리소 시뮬레이션 등에 의해 추정한 실제 패턴의 시뮬레이션 형상, 회로도 등을 겹쳐서 표시할 수 있다. 도면 예에서는 설계 데이터를 표시하고 있다. 윈도우(1602) 위에서 유저는 평가 패턴을 마우스, 키보드 등을 사용해서 지정할 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 오프라인 결정 모드, 온라인 결정 모드, 혼합 결정 모드에 의해 결정한 촬상 시퀀스를 표시할 수 있다.

윈도우(1607)는 오프라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스 결정을 위한 설정 화면이다. 촬상 시퀀스 결정에서는 평가 패턴 또는 그 주변 패턴의 레이아웃 정보가 필요하며, 상기 레이아웃 정보로서 사용하는 정보를 윈도우(1608)에서 지정한다. 선택지로서는, 설계 데이터나 리소 시뮬레이션 데이터, SEM 혹은 광학 현미경에 의한 저배율상 등을 들 수 있다. 윈도우(1609)는 촬상 시퀀스 결정을 위한 처리 파라미터의 지정 화면이다. 처리 파라미터의 예인 거리 허용값, EP 사이즈, 허용 촬상 어긋남을 각각 1610, 1611, 1612에서 지정한다. EP간의 거리는 도 5에서 설명한 바와 같이 복수의 정의가 존재하기 때문에, 상기 거리 허용값에 대해서는 상기 복수의 정의 중에서 희망하는 정의를 거리 지정 방법으로서 선택할 수 있다. 또한, 상기 EP 사이즈에 대해서는 복수의 선택지를 부여할 수 있다. 또한 EP 사이즈는 촬상 배율로 부여해도 된다. 이러한 처리 파라미터를 설정한 후, 버튼(1613)을 누름으로써, 촬상 시퀀스를 계산기 내에서 자동 생성할 수 있다. 또한, 생성한 촬상 레시피는 버튼(1614)을 누름으로써, 윈도우(1602)에 표시할 수 있으며, 유저는 동 화면에서 필요에 따라, 촬상 시퀀스를 수정할 수도 있다. 윈도우(1602)에는 레이아웃 정보에 겹쳐서, EP(예를 들면, EP1(1603))나 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC 등. 도시 생략)를 표시할 수 있다. 또한, 윈도우(1619) 내의 체크 박스 「촬상 어긋남 예상 범위」에 체크함으로써, EP나 조정 포인트에서 예상되는 최대의 촬상 어긋남 범위(도 7의 점선 프레임(705) 등)를 표시할 수도 있다(도시 생략). 촬상 시퀀스가 결정되면 버튼(1615)을 누름으로써, 상기 촬상 시퀀스의 정보를 촬상 레시피로서 보존할 수 있다.

윈도우(1621)는 SEM을 사용한 촬상 방법의 설정 화면이다. 촬상 방법 윈도우(1622)의 라디오 버튼에서 「촬상 방법 1」을 선택하고, 박스(1623)에서 촬상 레시피를 지정함으로써, 상기 레시피에 의거한 촬상을 행할 수 있다. 박스(1623)에, 버튼(1615)을 눌러 생성한 촬상 레시피를 지정한 경우는 오프라인 결정 모드에 의한 촬상 시퀀스에 의해 촬상할 수 있다. 또한, 체크 박스(1624)에 체크함으로써, 도 14의 (c)에서 설명한 촬상 시퀀스의 혼합 결정 모드에서 촬상할 수 있다. 또, 촬상 방법 윈도우(1622)의 라디오 버튼에서 「촬상 방법 2」를 선택함으로써, 도 13에서 설명한 촬상 시퀀스의 온라인 결정 모드에서 촬상할 수 있다. 이 때의 처리 파라미터는 윈도우(1625)에서 지정할 수 있다(윈도우(1625)의 설정 항목은 윈도우(1609) 내에서의 설정 항목과 마찬가지임). 촬상 방법을 지정한 후에 버튼(1626)을 누름으로써 촬상이 개시되며, 버튼(1627)을 누름으로써 실제로 SEM으로 촬상했을 때의 촬상 시퀀스를 촬상 레시피로서 보존할 수 있다.

윈도우(1616)는 촬상 화상의 표시 화면이며, EP군의 촬상 화상을 표시할 수 있다(예를 들면, EP1(1617)). 또한, 조정 포인트의 화상도 표시할 수 있다(도시 생략). 표시 방법을 지정하는 윈도우(1620) 내의 항목의 하나인 「화상 간의 위치맞춤을 행함」에 체크함으로써 EP 화상군을 중복 영역에서 서로 연결시켜서 표시할 수 있다. 또한, 본 도면에 있어서의 표시예는 설계 데이터 등의 레이아웃 정보와 촬상 화상을, 각각 다른 윈도우(1602, 1616)에서 나열하여 표시하고 있지만, 표시 방법을 지정하는 윈도우(1606) 내의 라디오 박스를 「나열해서 표시」로부터 「겹쳐서 표시」로 전환하면 양 윈도우를 겹쳐서 표시할 수 있다. 겹쳐서 표시함으로써, 예를 들면 설계 데이터와 실제 패턴의 형상 괴리를 알기 쉽게 가시화할 수 있다. 또한 본 도면에 있어서의 표시예와 같이 윈도우(1602, 1616)를 「나열해서 표시」한 경우, 윈도우(1606) 내의 체크 박스 「촬상 화상과 표시 위치를 동기(同期)」에 체크함으로써, 윈도우(1602 혹은 1616)의 세로·가로 스크롤바를 움직였을 때, 다른 한쪽의 윈도우의 스크롤바도 동기해서 움직여, 대응하는 화상을 표시할 수 있다. 또한, 온라인 결정 모드에 의한 촬상시에는, 촬상한 화상을 점차, 윈도우(1621)에 표시할 수 있고, 필요에 따라 유저로부터의 평가 패턴의 지정, 분기 패턴을 촬상했을 때의 추적 패턴의 지정, EP의 촬상 영역을 포함하는 촬상 시퀀스의 지정 등을 수신하여, 촬상에 반영할 수 있다.

또한, 윈도우(1619) 내의 체크 박스 「결함 후보」에 체크함으로써, 프레임 (1604나 1618)과 같이 평가 패턴에서 결함인 개소, 혹은 결함이 될 것 같은 개소를 표시할 수 있다. 이것은 계측 레시피에 의한 패턴 평가 결과에 의거한다. 프레임(1618) 내의 평가 패턴은 프레임(1604) 내의 평가 패턴에 대해서 크게 가늘어져 있고, 결함으로 될 가능성이 높은 것을 유저에게 나타낼 수 있다. 또한, 윈도우(1619) 내의 체크 박스 「패턴 형상 변형 추정량」에 체크함으로써, 평가 패턴 윤곽선 위의 각 점에서 설계 데이터와의 괴리 벡터를 계산하고, 표시할 수 있다.

윈도우(1616)에 있어서의 패턴 형상 평가 결과의 표시 베리에이션을 도 17에 나타낸다. 평가 패턴의 부위마다의 패턴 형상의 측장값, 패턴 윤곽선, 패턴을 평가하는 화상 특징량, 패턴 형상의 변형량 등을 기초로 평가 패턴의 각 부위에 있어서의 정상도 혹은 이상도를 계산하고, 농담 혹은 수치로 표시할 수 있다. 도 17은 평가 패턴(1700)의 부위마다의 평가 결과를 전자의 농담으로 표시한 예이며, 게이지(gauge; 1701)에 나타내는 바와 같이, 패턴 형상의 정상도가 높으면 밝게, 이상도가 높으면 어둡게 표시하고 있다. 특히 점선 프레임(1702)으로 둘러싸인 부위는 어둡게 되어 있지만, 패턴이 가늘어질 위험도가 높은 것을 알 수 있다.

본 발명은 이상의 수단에 의해, 화상 촬상 장치를 사용해서, 전기 불량을 야기할 가능성이 있는 회로 패턴의 단선이나 형상 불량을 효율적으로 검사할 수 있다. 이에 따라, 전기 테스트 등에 의해 판명된 불량 원인의 특정, 또는 전기 불량에 이르지는 않더라도 패턴 형상의 변형 등에 의해 프로세스 윈도우에 영향을 주는 개소의 특정을 신속하게 행할 수 있다. 또한, 이 검사를 위한 촬상 레시피를, 자동으로, 또한 고속으로 생성할 수 있어, 검사 준비 시간(레시피 작성 시간)의 단축이나, 오퍼레이터 스킬의 불필요화를 기대할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명은 이하의 내용을 특징으로 하는 것이다.

(1) 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 반도체 웨이퍼 위에 형성된 특정의 회로 패턴(평가 패턴)을 촬상 위치를 어긋나게 하면서 복수회로 나눠서 촬상한 화상군을 사용해서 상기 평가 패턴을 평가하는 방법으로서, 회로 패턴 중에서 상기 평가 패턴을 결정하는 평가 패턴 결정 스텝과, 상기 화상군에 포함되는 임의의 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 간의 거리의 허용값(거리 허용값)을 지정하는 거리 허용값 지정 스텝과, 촬상 영역 내에 적어도 상기 평가 패턴의 일부를 포함하며, 또한 인접하는 화상끼리가 상기 거리 허용값을 만족시키도록 상기 화상군의 촬상 영역을 결정하는 촬상 영역 결정 스텝과, 상기 결정한 화상군의 촬상 영역을 촬상해서 평가 패턴의 화상군을 취득하는 촬상 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 특징에 대해서 보충한다. 회로 패턴을 효율적으로 검사하기 위해서, 단순히 시야를 확대하는 것은 아니며, 검사해야 하는 회로 패턴을 평가 패턴으로서 특정하고, 적어도 상기 평가 패턴의 일부를 시야에 포함하도록 복수회로 나눠서 화상 촬상을 행한다. 이 때, 임의의 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 간의 거리 허용값을 설정함으로써 효율적인 촬상을 행할 수 있다.

상기 거리 허용값은 하나의 값으로 부여해도 되고, 범위(최소값, 최대값)으로 부여해도 된다. 또한, 상기 거리 허용값은, 그 크기에 따라 다음 2가지로 대별된다.

(a) 상기 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상의 촬상 영역이 중복되는 거리 허용값

(b) 상기 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상의 촬상 영역이 중복되지 않는 거리 허용값

상기 화상 간의 거리는, 예를 들면, 인접 화상 중심 간의 거리로 해도 되며, 인접 화상 끝 간의 거리로 해도 되고, 인접 화상 간의 중복 영역((a)의 경우) 혹은 인접 화상 간의 스페이스((b)의 경우)에 포함되는 평가 패턴의 길이로 해도 된다. 인접 화상 간의 거리의 정의는 어느 것이나 채용할 수도 있지만, 이후의 설명에서는 화상 중심 간의 거리로 부여된 경우에 대해서 설명한다.

우선 (a)의 경우의 거리 허용값으로서, 인접 화상 간의 거리의 최소값을 마련한 경우, 상기 최소값보다 인접 화상끼리가 근접하지 않으므로, 중복해서 촬상되는 평가 패턴의 길이도 어느 정도로 억제되어, 효율적으로 평가 패턴을 촬상할 수 있다. 또한, 최대값을 마련한 경우, 적어도 인접 화상 간에는 중복 영역이 존재하기 때문에, 평가 패턴의 임의의 부위는 어느 하나의 촬상 화상에 포함될 가능성이 높아, 검사 누락을 막을 수 있다.

(b)의 경우, 인접 화상 간에 스페이스가 생기기 때문에, 그 스페이스에 존재하는 촬상되지 않은 평가 패턴의 부위에서 검사 누락이 발생할 위험성이 있다. 그러나, 거리 허용값으로서 인접 화상 간의 거리의 최소값이나 최대값을 마련함으로써, 평가 패턴을 일정한 비율로 샘플링해서 검사할 수 있어, 검사 개소의 치우침 없이, 결과물의 전체 경향을 파악할 수 있다.

(a), (b)에서, 최대값, 최소값은, 어느 한쪽을 마련해도 되고, 양쪽 다 마련해도 된다.

또한, (a), (b)를 모두 포함하는 실시예로서, 거리 허용값을 범위(최소값, 최대값)로 해서 부여하고, 최소값은 인접 화상이 중복되는 거리, 최대값은 인접 화상 간에 스페이스가 생기는 거리로 해도 된다.

(2) 항목 (1)에 기재된 촬상 영역 결정 스텝에서는, 적어도 평가 패턴을 포함하는 회로 패턴의 설계 데이터를 기초로 평가 패턴의 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 한다.

평가 패턴을 포함하도록 촬상 영역(EP)을 결정하기 위해서는, 우선 상기 평가 패턴의 위치나 형상을 인식해야 한다. 이를 위한 실시예로서, 웨이퍼 위에 형성된 회로 패턴의 레이아웃 정보인 설계 데이터를 사용함으로써 평가 패턴을 인식한다. 또한, 설계 데이터를 사용함으로써 촬상 시퀀스를 결정하는 것 특징으로 한다. 촬상 시퀀스에는 적어도 전술한 EP의 촬상 위치가 포함되지만, 그 밖에도 EP나 각종 조정 포인트(AP, AF, AST, ABCC)의 촬상 위치, 촬상 조건, 촬상 순서, 각종 조정 방법 등의 일부 또는 전부가 포함된다.

(3) 항목 (1)에 기재된 촬상 영역 결정 스텝에서는, 사전에 주사 하전 입자 현미경 또는 광학 현미경을 사용해서 적어도 평가 패턴을 포함하는 광역을, 항목 (1)에 기재된 촬상 스텝에 있어서의 촬상 배율보다 저배율로 촬상한 저배율상을 취득하고, 상기 저배율상을 기초로 평가 패턴의 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 한다. (2)와 마찬가지로, 평가 패턴의 위치나 형상을 인식하기 위한 실시예로서, 상기 저배율 화상을 사용한다. 검사 누락을 막기 위해서, 평가 패턴의 검사에 사용하는 화상에는 높은 화상 분해능이 요구된다. 한편, 평가 패턴의 인식에 사용하는 것이면, 어느 정도의 화상 분해능이 있으면 충분하다. 또한, 저배율상은 일반적으로 시야가 넓어, 평가 패턴의 인식에는 적합하다. 또한, (2)와 마찬가지로 상기 저배율 화상을 사용함으로써 촬상 시퀀스를 결정하는 것을 특징으로 한다.

(4) 항목 (1)에 기재된 촬상 스텝에서는, 상기 화상군 중에서 m번째로 촬상한 화상을 기초로 상기 m번째로 촬상한 화상의 실제 촬상 위치를 추정하고, 상기 추정한 실제 촬상 위치를 기초로 n번째(n＞m)로 촬상하는 화상의 촬상 위치로의 스테이지 시프트량 또는 이미지 시프트량을 조정하는 것을 특징으로 한다.

주사 하전 입자 현미경에서 임의의 EP로 촬상 위치를 변경하는 수단으로서, 웨이퍼를 부착한 스테이지를 이동시킴으로써 하전 입자의 조사 위치를 변경하는 스테이지 시프트와, 편향기에 의해 하전 입자의 궤도를 변경함으로써 하전 입자의 조사 위치를 변경하는 이미지 시프트를 들 수 있다. 양자 모두 위치 결정 정밀도에는 한계가 있어, 촬상 어긋남이 발생한다. 통상, EP에 있어서의 촬상 어긋남을 저감시키기 위해서는, 어드레싱 포인트(AP)라 하는 좌표와 템플레이트가 부여된 위치 결정용 패턴을 일단 촬상해서 위치 어긋남량을 추정할 필요가 있다. 그러나, 이러한 어드레싱에는 이하의 과제가 있다. (a) AP를 미리 부여할 필요가 있다. (b) EP 주위에 적절한 AP가 있다고는 할 수 없다. 적절한 AP란, 촬상 어긋남을 추정하기 위해서 패턴 형상에 유니크성이 있는 것을 가리킨다. 또한, 하전 입자의 조사에 의한 시료 손상을 저감시키기 위해서, 일반적으로 AP는 EP와 중복되지 않는 영역에서 선택할 필요가 있다. (c) AP의 촬상과 촬상 어긋남의 추정에 시간을 요하는 만큼, 스루풋이 저하된다. 특히, 본 발명에서는 복수의 EP를 촬상하기 위해서, AP의 촬상 횟수도 많아진다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 복수의 EP를 촬상하는 것을 이용해서, AP 촬상을 불필요로 하거나, 혹은 AP 촬상 횟수를 저감한다. 즉, EP 화상으로부터, 상기 EP에서 발생한 촬상 어긋남량을 추정하고, 다음에 촬상하는 EP로의 스테이지 시프트량 또는 이미지 시프트량을 상기 촬상 어긋남량을 캔슬하도록 결정한다. 이에 따라, 시야 이동을 반복할 때마다, 촬상 어긋남량이 적산되는 것을 막을 수 있다. 또, 어드레싱만을 위해 AP와 같은 화상 촬상을 행할 필요가 없다.

(5) 항목 (1)에 기재된 촬상 영역 결정 스텝에서는, 상기 촬상 영역을 주사 하전 입자 현미경을 사용해서 촬상하기 위한 촬상 시퀀스를 결정하고, 촬상 레시피로서 보존하는 것을 특징으로 한다.

촬상 레시피란, EP를 위치 어긋남 없이, 또한 고정세하게 촬상하기 위한 촬상 시퀀스를 지정하는 파일이며, 주사 하전 입자 현미경은 상기 촬상 레시피에 의거하여 동작한다. 일단, 촬상 레시피를 생성하면, 동일한 회로 패턴의 웨이퍼에 대해서는 몇번이나 검사를 자동으로 행할 수 있다. 또한 복수대의 주사 하전 입자 현미경에서 상기 레시피를 공유함으로써, 복수의 웨이퍼를 병행해서 검사할 수 있다. 또한, 유사한 웨이퍼에 대해서는 상기 촬상 레시피를 다소 수정함으로써, 단시간에 촬상 레시피를 생성할 수 있다.

(6) 항목 (1)에 기재된 평가 패턴 결정 스텝에서는, 컨택트홀의 위치를 기초로 전기적 관계가 있는 복수의 패턴을 특정하고, 상기 복수의 패턴을 평가 패턴으로 하는 것을 특징으로 한다.

예를 들면, 단선 등의 전기적 불량이 판명되었 때의 문제 개소의 특정에서는, 단순히 하나의 폐쇄 도형으로서 표현되는 회로 패턴만을 평가 패턴으로서 검사하는 것이 아니라, 상기 회로 패턴과 전기적 관계가 있는 패턴도 평가 패턴에 포함시켜서 검사하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 웨이퍼에 있어서의 회로 패턴의 적층 레이어에 관해서, 각각 다른 레이어에 존재하는 2개의 패턴 간의 전기적인 연결 관계는 판정이 곤란하다. 그래서, 레이어 간의 패턴을 연결하는 컨택트홀의 위치를 기초로 상기 연결 관계를 판정한다. 컨택트홀의 위치는, 설계 데이터, 혹은 촬상한 화상 등으로부터 판단할 수 있다.

(7) 항목 (1)에 기재된 촬상 영역 결정 스텝에서는, 평가 패턴의 각 부위에 있어서의 속성 정보를 고려해서 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하고, 상기 속성 정보란, 패턴의 변형성 등, 검사의 우선도를 판단하는 정보이다. 즉, 항목 (1)에서 설명한 인접 EP간의 거리가 지정한 거리 허용값을 만족시킨다는 EP의 결정 기준에 추가해서, EP 내의 평가 패턴에 대해서 예를 들면 패턴의 변형성을 포함하는 속성 정보를 가미할 수 있다. 상기 패턴의 변형성은, 예를 들면 EDA(Electronic Design Automation) 툴에 탑재된 회로 패턴 형상의 리소 시뮬레이션 등에 의해 예측할 수 있다. 또, 「패턴의 코너는 둥글게 될 위험이 있다」「고립 패턴은 가늘어질 위험이 있다」「라인 엔드는 후퇴할 위험이 있다」 등, 패턴 형상 변형에 관한 지식을 도입해서, 패턴 형상으로부터 패턴 변형의 용의함에 관한 속성 정보를 산출할 수도 있다.

항목 (1)에서 설명한 인접 EP간의 거리가 지정한 거리 허용값을 만족시킨다는 EP 결정 기준은, 지나치게 중복되어 필요없는 촬상을 행하지 않는, 촬상 개소에 치우침을 갖지 못하게 하는 등의 관점이다. 한편, 항목 (7)에서 설명한 평가 패턴의 변형성 등의 속성 정보에 의거하는 EP 결정 기준은, 결함이 발생할 가능성이 높은 장소를 우선적으로 촬상한다는 관점이다. EP 결정에서는, 이들 기준 중 어느 하나를 사용해도 되고, 양자를 사용해도 된다.

(8) 항목 (1)에 기재된 촬상 영역 결정 스텝과 촬상 스텝에서는, 제 1 촬상 영역을 촬상해서 얻어진 제 1 화상을 기초로 제 1 촬상 영역 외에 존재하는 평가 패턴의 위치를 추정하고, 상기 추정한 평가 패턴을 촬상하도록 제 2 촬상 영역을 설정하는 것을 특징으로 한다.

설계 데이터 등의 정보를 이용할 수 없어, 사전에 평가 패턴의 위치나 형상을 인식할 수 없는 경우의 실시예로서, 촬상한 화상으로부터, 상기 화상 내에 포함되는 평가 패턴을 인식하고, 상기 평가 패턴이 화상 외에 계속되고 있다고 판단되는 경우에는, 화상 외의 평가 패턴이 시야에 포함되도록, 다음 촬상 위치를 결정하고, 촬상한다. 이것을 반복함으로써 평가 패턴을 추적하면서 촬상할 수 있다. 또한, 여기에서 촬상하면서 결정한 촬상 시퀀스는 기록 가능하며, 상기 촬상 시퀀스는 촬상 레시피로서 보존할 수 있다.

촬상 시퀀스의 결정 모드는, 항목 (2), (3)에 설명한 바와 같이, 설계 데이터 등을 사용해서 사전에 평가 패턴의 위치나 형상을 인식해서 촬상 전에 촬상 시퀀스를 결정하는 오프라인 결정 모드와, 항목 (8)에 설명한 바와 같이, 촬상을 반복하는 중에, 촬상한 화상을 기초로 촬상 시퀀스를 결정해 가는 온라인 결정 모드, 또한 상기 오프라인 결정 모드와 상기 온라인 결정 모드를 양쪽 다 사용하는 혼합 결정 모드의 3가지로 대별된다. 마지막의 혼합 결정 모드에 대해서 보충한다. 본 모드에서는, 우선 오프라인 결정 모드에 따라, 설계 데이터 등을 사용해서 오프라인에서 촬상 시퀀스를 결정하지만, 설계 데이터 등은 실제 패턴 형상과 괴리되는 경우가 있어, 반드시 오프라인에서 결정한대로 잘 되지 않는 경우가 있을 수 있다. 그래서, 오프라인에서 결정한 촬상 시퀀스에 따라 촬상을 행하지만, 촬상 중의 화상을 기초로 판단하고, 필요에 따라 촬상 시퀀스를 변경한다. 이들 3개의 모드는 GUI 등에서 전환하여 실행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 전기 테스트 등에 의해 판명된 불량 원인의 특정, 혹은 전기 불량에 이르지는 않더라도 패턴 형상의 변형 등에 의해 프로세스 윈도우에 영향을 주는 개소의 특정을 신속하게 행할 수 있다. 또한, 이 검사를 위한 촬상 레시피를, 자동으로, 또한 고속으로 생성할 수 있어, 검사 준비 시간(레시피 작성 시간)의 단축이나, 오퍼레이터 스킬의 불필요화를 기대할 수 있다. 또, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 행하는 것이 가능하다.

또한, 상기 각 구성, 기능, 처리부, 처리 수단 등은, 이들의 일부 또는 전부를, 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 된다. 또, 상기 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하고, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다. 각 기능을 실현하는 프로그램, 테이블, 파일 등의 정보는, 메모리나, 하드디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기록 장치 또는 IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기록 매체에 둘 수 있다.

또한, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 생각되는 것을 나타내고 있으며, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 실제로는 거의 모든 구성이 서로 접속되어 있다고 생각해도 된다.

100…회로 패턴, 101, 102…마우스 커서, 103~111, 113~118…평가 포인트(EP)의 촬상 범위, 112, 119…EP간의 거리, 120…패턴(100)의 부위, 200…x-y-z좌표계(전자 광학계의 좌표계), 201…반도체 웨이퍼, 202…전자 광학계, 203…전자총, 204…전자선(1차 전자), 205…콘덴서 렌즈, 206…편향기, 207…ExB 편향기, 208…대물 렌즈, 209…2차 전자 검출기, 210, 211…반사 전자 검출기, 212~214, 215…처리·제어부, 216…CPU, 217…화상 메모리, 218, 225…처리 단말, 219…스테이지 컨트롤러, 220…편향 제어부, 221…스테이지, 222…레시피 작성부, 223…촬상 레시피 생성 장치, 224…계측 레시피 생성 장치, 226…데이터베이스 서버, 227…데이터베이스(스토리지), 301~306…수속 전자선의 입사 방향, 307…시료 표면, 308…Ix-Iy좌표계(화상 좌표계), 309…화상, 416…웨이퍼, 417~420…얼라인먼트를 행하는 칩, 421…칩, 422…OM 얼라인먼트 패턴 촬상 범위, 423…SEM 얼라인먼트 패턴 촬상용 오토 포커스 패턴 촬상 범위, 424…SEM 얼라인먼트 패턴 촬상 범위, 425…설계 데이터의 일부 확대 범위, 426…MP, 427…MP로부터의 이미지 시프트 가동 범위, 428…AF, 429…AP, 430…AF, 431…AST, 432…ABCC, 433…EP, 500, 501, 506, 507, 510, 511, 514, 515, 518, 519…EP, 502, 503…EP 중심, 504, 505, 508, 509, 512, 513, 517, 521, 522…EP간의 거리, 516, 520…평가 패턴, 700, 747…평가 패턴, 701~704, 722~725, 748~750…EP(설정 위치), 705~708, 727~730, 731…최대 촬상 어긋남 범위, 709~712, 732~735, 736…x방향의 최대 촬상 어긋남량, 713~716, 737~740, 741…y방향의 최대 촬상 어긋남량, 717~720, 742~745…실제로 촬상한 EP 위치, 726…AP(설정 위치), 746…실제로 촬상한 AP 위치, 800…패턴, 801, 802, 821…마우스 커서, 803, 804…패턴(800)의 부위, 805~819…EP, 900, 901, 917, 918…상층 패턴, 902, 903, 919, 920…하층 패턴, 904, 905…컨택트홀, 906, 907…마우스 커서, 908~916, 921~929…EP, 930…마우스 커서 위치(906)로부터 마우스 커서(907) 사이의 전기적 패스, 1001~1014…EP, 1015, 1016…마우스 커서 위치(906)로부터 마우스 커서(907) 사이의 전기적 패스, 1100~1102…패턴, 1103~1108…패턴(1101)의 부위, 1109~1116, 1124~1130…EP, 1117~1123, 1131~1136…EP간의 거리, 1300, 1310, 1312, 1315…패턴, 1301~1308…EP, 1309…EP간의 거리, 1314, 1317…예상되는 패턴이 계속되는 방향, 1313, 1316…EP간의 이동 벡터, 1401, 1402…패턴, 1403~1410, 1414~1421…EP, 1411, 1422…AP, 1423~1425…예상되는 패턴이 계속되는 방향, 1501…마스크 패턴 설계 장치, 1502…마스크 묘화 장치, 1503…노광·현상 장치, 1504…에칭 장치, 1505, 1507…SEM 장치, 1506, 1508…SEM 제어 장치, 1509…EDA 툴 서버, 1510…데이터베이스 서버, 1511…데이터베이스, 1512…촬상·계측 레시피 작성 연산 장치, 1513…촬상·계측 레시피 서버, 1514…화상 처리 서버(형상 계측·평가), 1515…네트워크, 1516…EDA 툴, 데이터베이스 관리, 촬상·계측 레시피 작성, 화상 처리(형상 계측·평가), 촬상·계측 레시피 관리, SEM 제어용 통합 서버 & 연산 장치, 1601…GUI 윈도우, 1602…패턴 레이아웃, 촬상 시퀀스 표시 윈도우, 1603, 1617…EP, 1604, 1618…평가 패턴 위험 개소, 1605, 1619…표시 데이터 선택 윈도우, 1606, 1620…표시 방법 선택 윈도우, 1607…오프라인 결정 모드 설정 윈도우, 1608…처리 데이터 선택 윈도우, 1609, 1625…처리 파라미터 설정 윈도우, 1610…거리 허용값 설정 윈도우, 1611…EP 사이즈 설정 박스, 1612…허용 촬상 어긋남량 설정 박스, 1613…촬상 시퀀스 최적화 실행 버튼, 1614…촬상 시퀀스 확인 버튼, 1615, 1627…촬상 레시피 보존 버튼, 1616…촬상 화상 표시 윈도우, 1621…촬상 제어 설정 윈도우, 1622…촬상 방법 설정 윈도우, 1623…촬상 레시피 설정 박스, 1624…혼합 결정 모드 선택 체크 박스, 1626…촬상 개시 버튼, 1700…패턴 정상도, 이상도를 농담차로 표시한 평가 패턴, 1701…농담값의 게이지, 1702…위험 개소

Claims

평가 패턴을 촬상해서 얻은 복수의 화상에 포함되는, 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 사이의 거리의 허용값인 거리 허용값을 지정하는 거리 허용값 지정 스텝과,
적어도 당해 평가 패턴의 일부를 포함하며, 또한, 인접하는 화상끼리가 상기 거리 허용값 지정 스텝에서 지정한 거리 허용값을 만족시키도록 촬상 영역을 결정하는 촬상 영역 결정 스텝과,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서 결정한 촬상 영역에서 당해 평가 패턴을 촬상하고, 복수의 화상을 취득하는 촬상 스텝을 구비하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
반도체 웨이퍼 위에 형성된 회로 패턴으로부터, 특정의 회로 패턴인 평가 패턴을 결정하는 평가 패턴 결정 스텝을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서는, 적어도 당해 평가 패턴을 포함하는 회로 패턴의 설계 데이터를 기초로 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서는, 미리 주사 하전 입자 현미경 또는 광학 현미경을 사용해서 적어도 당해 평가 패턴을 포함하는 영역을, 상기 촬상 스텝에 있어서의 촬상 배율보다 낮은 촬상 배율로 촬상한 저배율상(像)을 취득하고, 당해 저배율상을 기초로 당해 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 스텝에서는, m번째로 촬상한 화상을 기초로 당해 m번째로 촬상한 화상의 촬상 위치를 추정하고, 당해 추정한 촬상 위치를 기초로 n번째(n＞m)로 촬상하는 화상의 촬상 위치로의 스테이지 시프트(stage shift)량 또는 이미지 시프트(image shift)량을 조정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서는, 당해 촬상 영역을 촬상하기 위한 촬상 시퀀스를 결정하고, 당해 촬상 시퀀스를 촬상 레시피로서 보존하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 평가 패턴 결정 스텝에서는, 당해 반도체 웨이퍼에 형성된 컨택트홀의 위치를 기초로 전기적 관계가 있는 복수의 패턴을 특정하고, 당해 복수의 패턴을 평가 패턴으로 하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서는, 당해 평가 패턴의 각 부위에 있어서의 속성 정보를 고려해서 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 8 항에 있어서,
당해 속성 정보에는 패턴의 변형성을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상 스텝에서는, 당해 반도체 웨이퍼의 제 1 촬상 영역을 촬상해서 얻어진 제 1 화상을 기초로 당해 제 1 촬상 영역 이외의 영역에 존재하는 평가 패턴의 위치를 추정하고,
상기 촬상 영역 결정 스텝에서는, 당해 추정한 평가 패턴을 촬상하도록 제 2 촬상 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 방법.
평가 패턴을 촬상해서 얻은 복수의 화상에 포함되는, 인접하는 제 1 화상과 제 2 화상 사이의 거리의 허용값인 거리 허용값을 지정하는 거리 허용값 지정부와,
적어도 당해 평가 패턴의 일부를 포함하며, 또한, 인접하는 화상끼리가 상기거리 허용값 지정부에서 지정한 거리 허용값을 만족시키도록 촬상 영역을 결정하는 촬상 영역 결정부와,
상기 촬상 영역 결정부에서 결정한 촬상 영역에서 당해 평가 패턴을 촬상하고, 복수의 화상을 취득하는 촬상부를 구비하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
반도체 웨이퍼 위에 형성된 회로 패턴으로부터, 특정의 회로 패턴인 평가 패턴을 결정하는 평가 패턴 결정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정부에서는, 적어도 당해 평가 패턴을 포함하는 회로 패턴의 설계 데이터를 기초로 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정부에서는, 미리 주사 하전 입자 현미경 또는 광학 현미경을 사용해서 적어도 당해 평가 패턴을 포함하는 영역을, 상기 촬상부에 있어서의 촬상 배율보다 낮은 촬상 배율로 촬상한 저배율상을 취득하고, 당해 저배율상을 기초로 당해 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상부에서는, m번째로 촬상한 화상을 기초로 당해 m번째로 촬상한 화상의 촬상 위치를 추정하고, 당해 추정한 촬상 위치를 기초로 n번째(n>m)로 촬상하는 화상의 촬상 위치로의 스테이지 시프트량 또는 이미지 시프트량을 조정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정부에서는, 당해 촬상 영역을 촬상하기 위한 촬상 시퀀스를 결정하고, 당해 촬상 시퀀스를 촬상 레시피로서 보존하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 평가 패턴 결정부에서는, 당해 반도체 웨이퍼에 형성된 컨택트홀의 위치를 기초로 전기적 관계가 있는 복수의 패턴을 특정하고, 당해 복수의 패턴을 평가 패턴으로 하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상 영역 결정부에서는, 당해 평가 패턴의 각 부위에 있어서의 속성 정보를 고려해서 촬상 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 18 항에 있어서,
당해 속성 정보에는 패턴의 변형성을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 촬상부에서는, 당해 반도체 웨이퍼의 제 1 촬상 영역을 촬상해서 얻어진 제 1 화상을 기초로 당해 제 1 촬상 영역 이외의 영역에 존재하는 평가 패턴의 위치를 추정하고,
상기 촬상 영역 결정부에서는, 당해 추정한 평가 패턴을 촬상하도록 제 2 촬상 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 회로 패턴 평가 장치.