KR20210147022A - 검사 장치 조정 시스템 및 검사 장치 조정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사 대상인 웨이퍼의 광학 조건을 신속하게 특정하는 것이며, 특히 고객 웨이퍼를 입수 후에, 광학 조건 설정을 신속화하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 따른 검사 장치 자동 조정 시스템은, 해석 조건을 입력하는 해석 조건 설정 IF(102)와, 해석을 행하는 해석 실행부(103)와, 해석에 사용하는 검사 장치 모델과 모델 DB(101)와, 해석 결과를 축적한 해석 결과 DB(104)와, 웨이퍼 패턴과 포커스 포인트와 최적화 지표와 우선도를 입력하는 관찰 조건 설정 IF(105)와, 입력한 웨이퍼 패턴과 유사한 웨이퍼 패턴을 검색하는 웨이퍼 패턴 검색부(106)와, 유사 웨이퍼 패턴과 포커스 포인트에 있어서 최적의 광학 조건을 해석 결과 DB(104)로부터 추출하는 광학 조건 추출부(107)와, 광학 조건에 대응한 제어 신호를 생성하고 검사 장치에 송신하는 광학 조건 설정부(108)를 갖는다.

Description

검사 장치 조정 시스템 및 검사 장치 조정 방법
본 발명은, 시료의 검사 장치를 자동 조정하는 기술에 관한 것이다. 또한, 시료에는 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고도 칭함)가 포함된다. 또한, 검사 장치에는, 관측 장치도 포함된다.
전자선을 시료에 조사(1차 전자)하고, 시료로부터 이차적으로 발생하는 신호 전자(2차 전자)를 검출하여 화상을 얻는 검사 장치로서, SEM(Scanning Electron Microscope)이 있다. 반도체 웨이퍼를 검사하는 검사 장치에는 SEM을 사용한 것이 있고, 그 하나에 CD-SEM(Critical Dimension SEM)이 있다. 반도체는 해마다 미세화가 진행되고 있고, CD-SEM에 대해서는, 분해능이나 계측 재현성의 향상, 검사 장치간의 계측 오차의 저감 등의 요구가 높아지고 있다. 고분해능의 SEM 화상을 얻기 위해서는, 전자선을 웨이퍼에 조사할 때의 광학 조건을 정확하게 설정할 필요가 있다. 광학 조건이란, 예를 들어, 전자선의 가속 전압, 렌즈의 여자 전류, 각종 전극의 전압 등이다. 이들의 조건의 최적값은, 웨이퍼의 사양이나 관찰 위치인 포커스 포인트에 따라 다르다. 웨이퍼는 재질이나 패턴 형상이 다양하고, 검사하는 웨이퍼의 종류가 크게 다른 경우에는 최적의 광학 조건을 다시 조정할 필요가 있다. 또한, 조정 작업은 복수의 광학 조건을 취급하는 복잡한 작업 때문에, 대상이 되는 CD-SEM의 구조를 상세하게 이해하고 있는 사람 이외는 실시가 곤란하다. 즉, CD-SEM을 고객에게 납품한 후에도, 검사 웨이퍼가 크게 변경되는 경우는, 전문 업자가 고객처에서 광학 조건을 조정할 필요가 있다. CD-SEM은 생산 라인에 내장되어 있으므로, 조정을 위해 CD-SEM을 멈추면, 웨이퍼의 생산 효율이 저하된다. 이 때문에, CD-SEM에 대하여 광학 조건 설정의 자동화와 신속화가 요구되고 있다.
특허문헌 1에는, 해석과 웨이퍼의 관찰 화상을 사용하여 광학 조건을 자동 최적화하는 방법이 개시되어 있다. 이것은, 해석 결과와 관찰 화상을 비교하고, 해석 모델을 보정함으로써, 검사 장치에 최적의 광학 조건을 얻는 방법이다. 웨이퍼 표면에 미소한 파형이 있는 경우, 관찰 위치가 바뀌면 높이가 변화되므로 최적의 광학 조건이 바뀌지만, 보정된 해석 모델이 있으면 높이에 대하여 최적의 광학 조건을 예측할 수 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 미리 촬영한 웨이퍼의 특징적인 화상을 모델로서 사용하고, 웨이퍼의 관찰 위치를 자동 탐색하는 방법이 개시되어 있다. 이것은, 특정한 관찰 위치를 찾을 때, 미리 촬영한 화상에 일치하는 장소를, 패턴 인식을 사용하여 검출함과 함께, 촬영했을 때의 광학 조건을 기억해 두고, 관찰 위치를 검출했을 때에 광학 조건을 자동적으로 설정하는 것이다.
일본 특허 공개 제2006-32202호 공보 일본 특허 공개 평09-245709호 공보
특허문헌 1에서는, 웨이퍼의 관찰 화상을 사용하여 해석 모델을 보정하고 최적의 광학 조건을 예측한다. 그러나, 이 방법은 관찰 화상이 필요해지므로, 웨이퍼를 입수하지 않으면 적용할 수 없다.
특허문헌 2에 있어서도, 마찬가지로 웨이퍼의 화상이 필요해지고, 웨이퍼를 입수하지 않으면 적용할 수 없다. 또한, 화상 촬영에 사용한 한정된 광학 조건밖에 기억하고 있지 않으므로, 촬영한 위치 이외에서는, 최적의 광학 조건이 얻어진다고는 할 수 없다.
본 발명은, 반도체 개발의 트렌드나 고객 정보로부터 예측하고, 웨이퍼의 해석 모델을 작성하여, 광학 조건을 해석에 의해 예측해 두고, 고객 웨이퍼의 사양을 파악할 수 있는 대로, 광학 조건에 우선도를 부여하여 제시함으로써, 신속하게 광학 조건의 설정을 실시하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 검사 장치의 모델을 나타내는 검사 장치 모델, 시료의 모델을 나타내는 시료 모델 및 포커스 포인트가 대응지어져 있는 해석 결과를 기억하는 데이터베이스를 이용하여, 검사 장치에서의 시료에 대한 검사ㆍ촬상에 있어서의 광학 조건을 특정한다. 보다 구체적으로는, 해석 결과에는 대응하는 화상 데이터(패턴)를 기억해 두고, 검사 장치에 의해 촬상된 화상 데이터(패턴)에 유사하지만 화상을 검색하고, 검색된 화상의 해석 결과를 나타내는 광학 조건을 특정한다.
또한, 본 발명에는, 지정된 우선 순위에 따른 광학 조건의 후보를 추출하는 것도 포함된다.
본 발명에 따르면, 보다 효율적으로 광학 조건을 설정할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 구성도이다.
도 2는 CD-SEM의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 이용 시의 플로를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 입력 화면의 일례이다.
도 5는 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 해석 결과 DB(104)의 일례이다.
도 6은 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 이용 시의 플로를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 입력 화면의 일례이다.
도 8은 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 최적 광학 조건 추출의 플로를 도시하는 도면이다.
도 9는 실시예 2에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 구성도이다.
도 10은 실시예 3에 관한 치수의 변동에 대응하기 위한 플로를 도시하는 도면이다.
고객 웨이퍼를 입수 후, 신속하게 최적의 광학 조건을 설정하기 위해서는, 미리 웨이퍼의 재질이나 패턴의 예측에 기초한 웨이퍼의 해석 모델을 작성하고, 해석에 의해 광학 조건을 구해 두는 것이 유효하다. 그래서, 검사 장치의 설계 중 혹은 설계 후, 고객 웨이퍼를 입수하기 전에 해석을 실행하고 해석 결과 DB를 작성해 둔다. 또한, 해석 모델에는 시료에 관한 시료 모델과, 검사 장치에 대한 검사 장치 모델이 포함된다. 또한, 시료 모델에는, 반도체 웨이퍼에 대한 웨이퍼 모델이 포함된다. 또한, 본 명세서에서의 「최적」이란, 소정 조건(지표)에 합치하는 것을 포함하고, 반드시 가장 적절하다는 의미에 한정되는 용어는 아니다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해서, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복된 설명을 생략한다.
실시예 1
도 1에, 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템을 나타낸다. 검사 장치 자동 조정 시스템은, 모델 DB(101), 해석 조건 설정 IF(102), 해석 실행부(103), 해석 결과 DB(104), 관찰 조건 설정 IF(105), 웨이퍼 패턴 검색부(106), 광학 조건 추출부(107), 광학 조건 설정부(108)에 의해 구성된다. 모델 DB(101), 해석 조건 설정 IF(102), 해석 실행부(103), 해석 결과 DB(104)를 해석 결과 DB 작성부(109)로 하고, 관찰 조건 설정 IF(105), 웨이퍼 패턴 검색부(106), 광학 조건 추출부(107), 광학 조건 설정부(108)를 최적 광학 조건 추출부(110)로 한다.
해석 결과 DB 작성부(109)의 구성에 대해서 설명한다. 해석 결과 DB 작성부(109)에서는, 모델 DB(101)의 검사 장치의 해석 모델과 웨이퍼의 해석 모델을 사용하여 해석 조건 설정 IF(102)에서 해석 조건을 설정하고, 해석 실행부(103)에서 해석을 실행하고 결과를 해석 결과 DB(104)에 축적한다. 모델 DB(101)는, 해석에 사용하는 검사 장치의 해석 모델이나 웨이퍼의 해석 모델을 미리 작성해 두고 축적하는 DB이다. 검사 장치의 모델은, 검사 장치 메이커가 설계하고 고객에게 납품하는 검사 장치의 해석 모델이다. 검사 장치의 해석 모델은, 예를 들어, 설계 시에 설계자가 활용한 광학계나 기계계의 해석 모델이며, 근사식으로 나타낸 심플한 모델이나 유한 요소법 등의 방법을 사용한 대규모인 모델이다. 검사 장치의 설계 단계에서는, 고객 웨이퍼의 사양을 완전히 파악하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 웨이퍼의 모델은 반도체 디바이스의 동향이나 고객 정보에 기초하여, 복수 종류 작성한다. 해석 조건 설정 IF(102)는, 광학 조건, 포커스 포인트, 해석에 사용하는 검사 장치의 모델인 검사 장치 모델, 웨이퍼의 모델인 웨이퍼 모델을 해석 조건으로서 입력하는 화면이다. 나중에 상세를 설명한다. 해석 실행부(103)는 해석 조건 설정 IF에 입력한 검사 장치 모델과 웨이퍼 모델을 모델 DB(101)로부터 추출하고, 광학 조건과 포커스 포인트를 입력으로서 해석을 실행한다. 해석 결과 DB(104)는 해석 실행부(103)로부터 얻어진 해석 결과와, 해석 조건, 해석 모델을 관련지어서 보존한다.
최적 광학 조건 추출부(110)의 구성에 대해서 설명한다. 관찰 조건 설정 IF(105)는, 관찰하는 웨이퍼 사양과, 관찰 위치인 포커스 포인트, 관찰할 때에 최적화하는 성능의 지표와 각각의 우선도를 입력하는 화면이다. 나중에 상세를 설명한다. 웨이퍼 패턴 검색부(106)는 해석 결과 DB(104)로부터, 관찰하는 웨이퍼 패턴과 유사한 웨이퍼의 웨이퍼 패턴을 검색한다. 광학 조건 추출부(107)는 검색된 유사한 웨이퍼 패턴과 포커스 포인트에 대응한 최적 광학 조건을 추출한다. 최적 광학 조건의 추출 처리에 대해서는, 나중에 상세를 설명한다. 광학 조건 설정부(108)는 광학 조건 추출부(107)에 의해 추출된 광학 조건을 출력한다. 이 출력에는, 광학 조건에 대응한 장치 제어 신호를 생성하고 검사 장치에 설정하는 것이나, 광학 조건을 표시 화면에 표시하는 것도 포함된다. 후자의 경우, 표시 화면의 표시 내용을 참조한 유저의 입력에 의해 광학 조건을 검사 장치에 설정된다. 또한, 도시하지 않지만, 최적 광학 조건 추출부(110)는 검사 장치에 설치되거나, 접속되어 있다. 또한, 해석 결과 DB 작성부(109) 및 최적 광학 조건 추출부(110)는 정보 처리 장치로 실현되는 것이며, 각 기능은 프로그램에 따라서 연산을 행하는 CPU와 같은 처리 장치로 실행된다.
이상과 같이, 본 실시예는, 고객 웨이퍼의 입수 전에 고객 웨이퍼 패턴을 예측하고 해석 모델을 작성하고, 최적의 광학 조건을 해석에 의해 예측해 두는 것이 가능해진다. 이 점에서, 신속하게 최적의 광학 조건을 발견할 수 있다. 예를 들어, 고객 웨이퍼 패턴이 밝혀지는 대로 광학 조건을 발견하는 것이 가능해진다.
이하는, 도 2에 도시하는 CD-SEM을, 검사 장치로서, 실시예 1에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템의 처리 방법을 구체적으로 나타낸다. 도 2는 CD-SEM의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다. CD-SEM은, 내부가 진공으로 유지된 칼럼(201)을 구비한다. 칼럼(201) 내부에는, 전자원(202)과, 전자선을 집속시키는 제1 집광 렌즈(203)와, 제2 집광 렌즈(204)와, 전자선을 편향하는 편향기(205)와, 전자선을 시료(207)에 집속시키는 대물 렌즈(206)와, 시료를 고정하는 스테이지(208)와, 전자를 검출하는 검출기(209)를 구비한다. 전자원(202)으로부터 조사된 1차 전자(210)는 집광 렌즈로 상면 C1, C2에 집속하면서 전류값 등이 제어되고, 대물 렌즈로 시료 상에 집속된다. 시료로부터 반사한 2차 전자(211)는 검출기(209)로 검출되고 화상으로 되어서 표시된다.
고분해능의 화상을 얻기 위한 광학 조건으로서는, 예를 들어, 전자원으로부터의 전자선을 가속하는 가속 전압, 집광 렌즈나 대물 렌즈의 여자 전류, 편향기의 전류나 전압을 들 수 있다. 또한, 고분해능의 화상을 얻기 위해 검사 장치에 요구되는 성능의 지표로서는, 수차나 억셉턴스를 들 수 있다. 수차란, 렌즈 등에 의해 전자선이 집속하는 경우, 완전하게는 1점에 모이지 않는 것이며, 값이 크면 상의 변형이나 흐려짐으로 연결된다. 억셉턴스란, 2차 전자가 검출기에 회수되는 비율을 나타내고, 값이 작으면 선명한 화상을 얻을 수 없다. 종래는 웨이퍼를 입수 후, 화상을 보면서 최적의 광학 조건을 탐색하고 있다.
도 3에, 해석 결과 DB 작성부(109)에서 해석 결과 DB(104)를 작성할 때의 유저의 이용 수순과 처리 플로를 나타낸다. 유저는, 고객 웨이퍼를 입수하기 전에, 웨이퍼의 모델을 반도체 디바이스의 동향이나 고객 정보에 기초하여 작성하고, 해석을 행하고, 해석 결과 DB(104)를 작성한다. 먼저, 해석에 사용하는 검사 장치 모델, 웨이퍼 모델을 준비하고 모델 DB(101)에 등록한다(스텝 301). 다음에, 해석 조건 설정 IF(102)에 모델, 포커스 포인트, 광학 조건을 설정한다(스텝 302).
유저가, 도 4의 해석 조건 설정 IF를 조작한다. 이것은 최적 광학 조건 추출부(110)가 갖는 표시 화면 내지 CD-SEM에 접속된 표시 화면에 표시되는 것이다. 해석 조건 설정 IF의 화면(401)은 모델 설정부(402), 포커스 포인트 선택부(403), 광학 조건 입력 설정부(404), 해석 실행 버튼(405)으로 구성된다. 모델 설정부(402)에는, 모델 DB에 등록되어 있는 검사 장치 모델과 웨이퍼 모델의 기호를 입력함으로써, 해석에 사용하는 모델을 선택한다. 포커스 포인트 선택부(403)에는, 표면, 혹은 홈 바닥과 같은 미리 웨이퍼 모델과 관련지어져 있는 포커스 포인트를 선택한다. 또는, 임의의 포커스 포인트를 입력해도 된다. 광학 조건 입력 설정부(404)에는, 가속 전압, 전극 전압, 여자 전류 등의 조건을 입력한다. 또한, 효율적으로 해석을 행하는 것을 상정하고, 각각의 조건의 최댓값과 최솟값과 간격 폭을 입력하고, 각 조합 조건을 자동적으로 생성해도 된다. 그리고, 화면 상에 마련된 해석 실행 버튼(405)을 누름으로써, 해석 실행부(103)에서 해석을 실행하고 억셉턴스나 수차 등의 성능이나, 관찰 화상을 구한다(스텝 303).
다음에 해석에 사용한 모델, 해석 조건인 광학 조건, 해석 결과를 관련지은 각 해석 결과로 구성되는 해석 결과 DB(104)를 작성한다(스텝 304). 도 5에 해석 결과 DB(104)의 일례를 나타낸다. 하나의 행에 해석에 사용한 검사 장치 모델, 웨이퍼 모델과, 해석의 입력 조건인 포커스 포인트와 광학 조건, 해석의 출력 결과 성능, 화상을 통합하여 하나의 결과를 저장한다. 모델이나 광학 조건이 다른 경우는, 행을 새롭게 추가하고 결과를 저장한다.
도 6에 최적 광학 조건 추출부(110)에서, 최적 광학 조건을 추출할 때의 유저의 이용 수순과 당해 최적 광학 조건 추출부(110)의 처리 플로를 나타낸다. 본 처리에서는, 유저가 이용 수순으로서 도 7의 관찰 조건 설정 IF를 조작하고, 최적 광학 조건 추출부(110)는 본 조작에 따른 처리를 행한다. 이용 수순으로 사용되는 관찰 조건 설정 IF의 화면(701)은 웨이퍼 사양 설정부(702), 등록 웨이퍼 모델 선택부(703), 포커스 포인트 선택부(704), 최적화 지표ㆍ우선도 설정부(705), 최적 조건 추출 버튼(706)으로 구성된다. 이 관찰 조건 설정 IF는, 도 4와 마찬가지로 최적 광학 조건 추출부(110)가 갖는 표시 화면 내지 CD-SEM에 접속된 표시 화면에 표시되는 것이다. 또한, 포커스 포인트 선택부(704)는, 도 4에 도시하는 포커스 포인트 선택부(403)와 마찬가지의 기능을 갖는다.
이하, 이용 수순 및 처리 수순의 각각을 설명한다. 먼저, 유저는 고객 웨이퍼의 사양을 입력하거나, 미리 등록되어 있는 웨이퍼 모델로부터 고객 웨이퍼에 가까운 웨이퍼를 선택한다. 유저는, 웨이퍼 사양 설정부(702)를 사용하여, 고객 웨이퍼의 사양을 입력한다. 고객 웨이퍼의 사양은, 저배율로 촬영한 SEM 화상의 표면이나 단면의 화상 파일, 홈 폭이나 홈 깊이 등의 기하학 형상을 웨이퍼의 사양으로서 입력된다. 이들 사양에 관해서는, 네트워크나 기억 매체를 개재하여 고객측으로부터 송부되는 데이터이며, 도시하지 않은 인터페이스를 개재하여 최적 광학 조건 추출부(110)가 접수된다. 또한, 고객으로부터 표준 웨이퍼로서 제공된 것을 검사 장치에 의해 촬상하고, 이를 사양으로서 사용해도 된다.
또한, 등록 웨이퍼 모델 선택부(703)는, 예를 들어, 웨이퍼의 표면 패턴 형상으로부터 유사한 것을 선택하기 위해 사용된다. 그 내용, 등록 웨이퍼 모델 선택부(703)에 표시된 각 모델과, 사양에 포함되는 화상을 육안으로 비교하여, 유사한 모델을 유저가 선택한다.
또한, 유저는, 포커스 포인트 선택부(704)에, 표면, 혹은 홈 바닥과 같은 포커스 포인트, 즉 검사 장치가 시료에 대하여 핀트를 맞추는 장소를 나타내는 포커스 포인트를 입력한다.
즉, 최적 광학 조건 추출부(110)의 관찰 조건 설정 IF(105)에서는, 이들 각 입력ㆍ선택을 접수한다(스텝 601).
다음에, 유저는, 최적화 지표ㆍ우선도 설정부(705)에 대하여, 웨이퍼를 관찰할 때에 우선하는 지표와 그 수치와 우선도를 입력한다. 예를 들어, 수차나 억셉턴스의 목적으로 하는 수치나, 우선도이다. 즉, 관찰 조건 설정 IF(105)에서는, 이들 각 입력을 접수한다(스텝 602).
그리고, 화면 상에 마련된 최적 조건 추출 버튼(706)을 유저가 누름으로써, 최적 광학 조건 추출부(110)의 웨이퍼 패턴 검색부(106)가 패턴이 유사한 웨이퍼에 서 포커스 포인트가 일치하는 웨이퍼 패턴을 검색한다(스텝 603). 이 검색의 상세는, 이하와 같다. 먼저, 스텝 601에서 등록 웨이퍼 모델 선택부(703)를 이용하여 선택된 모델에 대응하는 「웨이퍼 모델」을 포함하는 해석 결과를 해석 결과 DB(104)로부터 1차 추출한다. 그리고, CD-SEM에 의해 검출된 화상(관찰된 화상)을 접수하고, 이에 유사한 화상을, 1차 추출된 해석 결과로부터 2차 추출, 즉 검색을 행한다. 즉, 화상 검색에 의해 소정 이상의 유사도를 갖는 등 미리 정한 기준을 충족하는 화상을 검색한다. 이 검색은 예를 들어 기계 학습을 이용하고, 유사한 화상을 검색함으로써 실현해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 1차 추출을 행했지만 이를 생략해도 된다. 이 경우, 스텝 601의 등록 웨이퍼 모델 선택부(703)를 이용한 선택이나 웨이퍼 사양 설정부(702)를 사용한 사양의 입력을 생략해도 된다.
다음에, 검색한 웨이퍼에 있어서의 최적 광학 조건이 추출된다(스텝 604). 즉, 광학 조건 추출부(107)가 스텝 603에서 검색된 화상을 갖는 해석 결과에 포함되는 광학 조건을, 최적 광학 조건으로서 추출한다.
여기서, 유사 웨이퍼에 있어서의 최적 광학 조건을 추출하는 스텝 604의 상세한 처리를 도 8에 도시한다. 이 처리는, 광학 조건 추출부(107)에서 행해진다. 먼저, 해석 결과 DB(104)로부터 유사한 웨이퍼에 있어서 포커스 포인트가 일치하는 해석 결과를 추출한다(스텝 801). 즉, 스텝 603에서 검색된 화상을 포함하는 데이터의 포커스 포인트가, 스텝 601에서 포커스 포인트 선택부(704)를 개재하여 입력된 포커스 포인트와 일치하는 포커스 포인트를 갖는 해석 결과를 특정한다. 또한, 해석 결과가 소정수(예를 들어, 1개)인 경우, 이하의 처리를 생략하고, 본 스텝에서 추출된 해석 결과에 포함되는 광학 조건을 추출하고, 처리를 종료해도 된다. 이 경우, 특정된 광학 조건을 출력한다. 출력처는, 최적 광학 조건 추출부(110)가 갖는 표시 화면이어도 되고, 도 2의 CD-SEM이어도 된다. 도 2의 CD-SEM의 경우, CD-SEM에서는 광학 조건을 접수하고, 이에 따라서 광학 조건이 조정된다.
다음에, 관찰 조건 설정 IF(105)에 설정한 성능의 지표와 우선도에 맞춰서 해석 결과의 추출 조건을 작성한다(스텝 802). 즉, 스텝 602에 있어서, 최적화 지표ㆍ우선도 설정부(705)를 개재하여 입력된 지표와 그 수치의 우선 순위를 충족하는 추출 조건을 작성한다.
여기서, 스텝 602에 있어서 우선도가 설정되어 있는지를 판단한다(스텝 803).
우선도가 설정되어 있는 경우는, 우선도에 맞춘 조건을 작성하고, 충족하는 결과를 추출한다. 예를 들어, 수차가 1㎛ 이하인 것의 우선도가 1, 억셉턴스가 0.8 이상인 것의 우선도가 2인 경우는, 조건은 수차와 억셉턴스에 대해서 2개 작성된다. 즉, 수차가 1㎛ 이하가 되는 광학 조건과, 억셉턴스가 0.8 이상인 광학 조건이 따로따로 추출된다(스텝 804).
한편, 우선도가 설정되어 있지 않은 경우는, 각 조건을 충족하는 광학 조건을 다목적 최적화나 기계 학습을 사용하여 추출한다(스텝 805). 다목적 최적화에 대해서는, 대표적인 해석 결과를 샘플링하고 응답 곡면을 작성하고, 유전적 알고리즘을 사용하는 방법이나, 기계 학습에 대해서는, 신경망이나 결정목 등을 사용하는 방법이 있다.
또한, 여기까지 나타낸 방법은, 최적 광학 조건의 추출의 일례이며, 본 발명은 이들의 방법에 한정되는 것은 아니다.
실시예 2
다음에, 도 9에 실시예 2에 관한 검사 장치 자동 조정 시스템을 나타낸다. 실시예 2에서는, 해석 결과 DB 작성부(109)가 네트워크(901)를 통하여, 다양한 장치, 데이터베이스가 접속된다. 그리고, 네트워크(901)를 통하여, 사양을 수신하거나, 해석 결과 DB(104)를 복수의 검사 장치에서 공용 가능하게 한다. 즉, 해석 결과 DB 작성부(109)의 클라우드화를 실현한 것이다.
예를 들어, 검사 장치를 납품 후도, 검사하는 웨이퍼의 사양이 크게 다른 경우는, 다시, 광학 조건을 설정할 필요가 있지만, 모델 DB에 웨이퍼의 모델이 없는 경우가 상정된다. 그래서, 검사 장치 자동 조정 시스템의 해석 결과 DB 작성부(109)는 검사 장치 메이커 내의 PC에 구축하고, 최적 광학 조건 추출부(110)는 검사 장치 본체 내에 마련하고 인터넷 등의 네트워크(901)로 연결한다. 이와 같이 함으로써, 모델 DB의 웨이퍼 모델뿐만 아니라, 검사 장치를 개량했을 때에 검사 장치 모델을 갱신하는 등, 웨이퍼나 검사 장치의 최신 상태에 맞춰서 해석 결과 DB(104)를 축적할 수 있다.
이상의 구성에 의해, 납품 후의 검사 장치의 개조나 웨이퍼 패턴의 갱신에 대응한 최적의 광학 조건을 추출할 수 있다.
실시예 3
도 8에 도시한 최적 광학 조건의 추출 방법의 다른 예를 도 10에 나타낸다. 이것은 심공(深孔) 바닥의 폭을 측정하는 경우를 상정한 최적 광학 조건의 추출 플로이다. 고정밀도로 폭을 측정하기 위해서는, 바닥에 포커스를 맞출 필요가 있지만, 실제의 웨이퍼에 있어서는, 깊이가 변동되는 경우가 있다. 이를 해결하기 위한 광학 조건 추출부(107)에서 행하는 처리를 이하에서 설명한다.
먼저, 깊이의 변동의 추정값을 설정한다(스텝 1001). 이것은, 과거의 실적 값이나, 고객으로부터의 정보에 기초하여 설정한다. 예를 들어, 관찰 조건 설정 IF(105)를 개재하여 입력되는 과거의 검사에 있어서의 깊이 실적값이나 고객으로부터의 정보에 포함되는 깊이의 편차를 산출하고, 추정값으로 한다.
다음에, 추정값에 따라서, 깊이를 수 패턴 바꾼 해석 모델(웨이퍼 모델, 검사 장치 모델)로부터 얻어진 최적 광학 조건을 추출한다(스텝 1002). 이것은, 추정값(편차)의 범위에서, 깊이의 차가 평준화하도록 복수의 해석 모델을, 해석 결과 DB(104)로부터 추출함으로써 실현한다.
추출된 해석 모델을 포함하는 해석 결과를 특정하고, 이 해석 결과가 갖는 광학 조건을 검사 장치에 설정하고, 패턴을 계측한다(스텝 1003).
그리고, 계측 결과가 가장 양호한 것을 선택한다(스텝 1004). 이 선택은, 계측 결과를 미리 정한 조건을 가장 충족하는 것을 선택하거나, 최적 광학 조건 추출부(110) 등의 화면에 표시된 계측 결과로부터 유저가 선택하거나 함으로써 실현된다.
마지막으로, 계측 정밀도가 충분할지를 판정한다(스텝 1005). 충분하면, 종료된다. 충분하지 않으면, 스텝 1004에서 얻은 가장 양호한 광학 조건의 해석 모델의 깊이를 중심으로, 깊이의 변동 폭을 좁혀서 설정한다(즉, 스텝 1001로 복귀함). 그리고, 장치에 설정하고 계측한다. 이 플로를 반복한다. 또한, 스텝 1005의 판단은, 미리 설정된 조건을 충족하는지로 판단해도 되고, 최적 광학 조건 추출부(110) 등의 화면에 표시된 내용을 유저가 확인해도 된다.
이와 같이, 장치에서의 계측 결과와 조합하여, 최선의 광학 조건을 선택해 감으로써, 고객 웨이퍼의 사양에 대한 정보가 적은 경우라도 최적의 광학 조건을 추출할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 「심공 바닥의 폭」을 예로 들어 설명했지만, 웨이퍼를 포함하는 시료의 검사 대상의 치수에 적용 가능하며, 「심공(深孔) 바닥의 폭」에 적용 가능하다. 치수로서는, 심공 바닥의 깊이 등이 포함된다. 또한, 본 실시예는, 도 1 및 9에 도시되는 어느 구성에도 적용 가능하다.
101 : 모델 DB
102 : 해석 조건 설정 IF
103 : 해석 실행부
104 : 해석 결과 DB
105 : 관찰 조건 설정 IF
106 : 웨이퍼 패턴 검색부
107 : 광학 조건 추출부
108 : 광학 조건 설정부
109 : 해석 결과 DB 작성부
110 : 최적 광학 조건 추출부
201 : 칼럼
202 : 전자원
203 : 제1 집광 렌즈
204 : 제2 집광 렌즈
205 : 편향기
206 : 대물 렌즈
207 : 시료
208 : 스테이지
209 : 검출기
210 : 1차 전자
211 : 2차 전자
401 : 해석 조건 설정 IF의 화면
402 : 모델 설정부
403 : 포커스 포인트 선택부
404 : 광학 조건 입력 설정부
405 : 해석 실행 버튼
701 : 관찰 조건 설정 IF의 화면
702 : 웨이퍼 사양 설정부
703 : 등록 웨이퍼 모델 선택부
704 : 포커스 포인트 선택부
705 : 최적화 지표ㆍ우선도 설정부
706 : 최적 조건 추출 버튼
901 : 네트워크

Claims (15)

  1. 시료의 검사를 행하는 검사 장치의 조정을 실시하는 검사 장치 조정 시스템에 있어서,
    시료마다, 검사 장치의 모델을 나타내는 검사 장치 모델, 시료의 모델을 나타내는 시료 모델, 상기 검사 장치가 상기 시료에 대하여 핀트를 맞추는 장소를 나타내는 포커스 포인트, 상기 시료의 시료 화상 및 당해 시료의 상기 검사 장치에서의 광학 조건을 포함하는 해석 결과를 기억하는 해석 결과 데이터베이스를 이용 가능하고,
    상기 검사 장치로부터 검사 대상의 시료 화상을 나타내는 검사 시료 화상을 접수하는 수단과,
    상기 해석 결과 데이터베이스로부터, 접수된 검사 시료 화상에 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 검색하는 수단과,
    검색된 상기 해석 결과에 포함되는 광학 조건을 추출하는 수단과,
    추출된 상기 광학 조건을 출력하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 수단은, 복수의 해석 결과를 상기 해석 결과 데이터베이스로부터 검색하고,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은, 검색된 상기 복수의 해석 결과로부터, 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 해석 결과 데이터베이스에는, 또한 검사에 있어서의 성능이 기억되어 있고,
    검사 장치 모델, 시료 모델 및 포커스 포인트의 지정을 접수하는 수단과,
    우선도가 부여된 검사에 있어서의 성능의 지정을 접수하는 수단을 더 갖고,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은, 접수된 상기 우선도에 따라서, 상기 복수의 해석 결과로부터 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 수단은, 상기 우선도에 따라 다목적 최적화 혹은 기계 학습을 사용하여, 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은,
    상기 시료의 검사 대상인 치수의 변동을 추정한 복수의 추정값을 설정하고,
    설정된 상기 복수의 추정값 각각에 따른 복수의 광학 조건을 추출하고,
    추출된 복수의 광학 조건의 1개를 특정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 시스템.
  6. 시료의 검사를 행하는 검사 장치의 조정을 실시하는 검사 장치 조정 시스템을 사용한 검사 장치 조정 방법에 있어서,
    상기 검사 장치 조정 시스템은, 시료마다, 검사 장치의 모델을 나타내는 검사 장치 모델, 시료의 모델을 나타내는 시료 모델, 상기 검사 장치가 상기 시료에 대하여 핀트를 맞추는 장소를 나타내는 포커스 포인트, 상기 시료의 시료 화상 및 당해 시료의 상기 검사 장치에서의 광학 조건을 포함하는 해석 결과를 기억하는 해석 결과 데이터베이스와 접속 가능하고,
    상기 검사 장치로부터 검사 대상의 시료 화상을 나타내는 검사 시료 화상을 접수하는 스텝과,
    상기 해석 결과 데이터베이스로부터, 접수된 검사 시료 화상에 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 검색하는 스텝과,
    검색된 상기 해석 결과에 포함되는 광학 조건을 추출하는 스텝과,
    추출된 상기 광학 조건을 출력하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 스텝은, 복수의 해석 결과를 상기 해석 결과 데이터베이스로부터 검색하고,
    상기 광학 조건을 추출하는 스텝은, 검색된 상기 복수의 해석 결과로부터, 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 해석 결과 데이터베이스에는, 또한 검사에 있어서의 성능이 기억되어 있고,
    검사 장치 모델, 시료 모델 및 포커스 포인트의 지정을 접수하는 스텝과,
    우선도가 부여된 검사에 있어서의 성능의 지정을 접수하는 스텝을 더 갖고,
    상기 광학 조건을 추출하는 스텝은, 접수된 상기 우선도에 따라서, 상기 복수의 해석 결과로부터 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 스텝은, 상기 우선도에 따라 다목적 최적화 혹은 기계 학습을 사용하여, 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 조건을 추출하는 스텝은,
    상기 시료의 검사 대상인 치수의 변동을 추정한 복수의 추정값을 설정하고,
    설정된 상기 복수의 추정값 각각에 따른 복수의 광학 조건을 추출하고,
    추출된 복수의 광학 조건의 1개를 특정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치 조정 방법.
  11. 시료의 검사를 행하는 검사 장치에 있어서,
    시료마다, 검사 장치의 모델을 나타내는 검사 장치 모델, 시료의 모델을 나타내는 시료 모델, 상기 검사 장치가 상기 시료에 대하여 핀트를 맞추는 장소를 나타내는 포커스 포인트, 상기 시료의 시료 화상 및 당해 시료의 상기 검사 장치에서의 광학 조건을 포함하는 해석 결과를 기억하는 해석 결과 데이터베이스를 이용 가능하고,
    상기 검사 장치로부터 검사 대상의 시료 화상을 나타내는 검사 시료 화상을 촬상하는 수단과,
    상기 해석 결과 데이터베이스로부터, 촬상된 상기 검사 시료 화상에 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 검색하는 수단과,
    검색된 상기 해석 결과에 포함되는 광학 조건을 추출하는 수단과,
    추출된 상기 광학 조건을 출력하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 수단은, 복수의 해석 결과를 상기 해석 결과 데이터베이스로부터 검색하고,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은, 검색된 상기 복수의 해석 결과로부터, 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 해석 결과 데이터베이스에는, 또한 검사에 있어서의 성능이 기억되어 있고,
    검사 장치 모델, 시료 모델 및 포커스 포인트의 지정을 접수하는 수단과,
    우선도가 부여된 검사에 있어서의 성능의 지정을 접수하는 수단을 더 갖고,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은, 접수된 상기 우선도에 따라서, 상기 복수의 해석 결과로부터 상기 유사한 시료 화상을 갖는 해석 결과를 특정하고, 특정된 상기 해석 결과로부터 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 해석 결과를 검색하는 수단은, 상기 우선도에 따라 다목적 최적화 혹은 기계 학습을 사용하여, 상기 광학 조건을 추출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 조건을 추출하는 수단은,
    상기 시료의 검사 대상인 치수의 변동을 추정한 복수의 추정값을 설정하고,
    설정된 상기 복수의 추정값 각각에 따른 복수의 광학 조건을 추출하고,
    추출된 복수의 광학 조건의 1개를 특정하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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