KR20230141597A

KR20230141597A - 하전 입자빔 시스템

Info

Publication number: KR20230141597A
Application number: KR1020230040938A
Authority: KR
Inventors: 유토 가와시마; 사토루 야마구치; 야스노리 다카스기
Original assignee: 주식회사 히타치하이테크
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2023-03-29
Publication date: 2023-10-10
Also published as: JP2023150997A; US20230317406A1; TW202341214A

Abstract

본 발명의 과제는 실측 대상의 웨이퍼를 사용해서 작성한 근사식을 적용하여, 스루풋의 향상을 실현하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 개시에 따른 하전 입자빔 시스템은, 시료에 하전 입자빔을 조사함으로써 얻어지는 신호 입자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는 하전 입자빔 장치와, 하전 입자빔 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 시스템을 구비하고, 컴퓨터 시스템은, 시료 내부이며 측정 에어리어의 외부에 설정된 복수의 주변 AF 포인트의 각각에 대해 오토 포커스하여, 복수의 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 처리와, 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보에 기초하여, 측정 에어리어 내의 포커스 분포를 근사하는 처리와, 근사된 포커스 분포를 사용해서, 포커스 정보를 취득한 시료와 동일한 시료의 상기 측정 에어리어 내의 각 측정점을 측정하는 처리를 실행한다.

Description

하전 입자빔 시스템{CHARGED PARTICLE BEAM SYSTEM}

본 개시는, 하전 입자빔 시스템에 관한 것이다.

일반적인 측장 SEM에서는, 측정 에어리어에 있어서의 오토 포커스(AF) 처리를 실행할 때에 미리 근사식(포커스 분포)을 작성하고, 그에 기초하여 AF 처리를 실행하고 있다. 당해 근사식은, 통상, 근사용 웨이퍼를 측장 SEM으로 측장함으로써 작성된다. 실제 측장 처리 시에는, 미리 작성한 근사식에 따른 근사값(근사식에 측장점의 좌표를 적용하여 산출됨)을 포커스 파라미터로 설정하고, 그에 기초하여 AF 처리를 실행한 후에 측정 동작이 실행된다.

일본국 특개2012-146581호 공보

그러나, 최근에는, 측장 SEM에 있어서의 다점 계측 처리의 스루풋 향상이 강하게 요구되고 있다. 이 때문에, 발명자들이 측장 1점당 처리 시간을 정밀 조사한 결과, 오토 포커스(AF) 처리에 걸리는 시간이 지배적임을 알았다. AF 처리는 초점 위치를 제어하는 값을 바꾸면서 패턴에 전자선을 주사하고, 얻어진 화상마다 화상 평가값을 산출하고, 평가값이 최대가 되는 부근을 합초점(合焦点) 위치로서 검출하여 제어값을 설정하기 때문에, 처리 시간을 요한다.

상술한 일반적인 측장 SEM에서는, 측정 에어리어의 각 측장점(수만점)의 계측을 행할 때에, 측장점에서 AF 처리를 행하지 않으면 안되며, 방대한 시간이 이 AF 처리에 의해 소비되어 버린다. 따라서, AF 처리가 스루풋 향상을 방해하는 요인이 되고 있다. AF 처리를 각 측장점에서 다시 실행하지 않으면 안되는 이유는, 미리 작성한 근사식의 정밀도 부족이나 근사식을 작성하기 위해 사용하는 웨이퍼와 실측 대상의 웨이퍼가 다르기 때문이다.

본 개시는 이러한 상황을 감안하여, 실측 대상의 웨이퍼를 사용해서 작성한 근사식을 적용하여, 스루풋의 향상을 실현하는 기술을 제안한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시는, 일례로서, 시료에 하전 입자빔을 조사함으로써 얻어지는 신호 입자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는 하전 입자빔 장치와, 하전 입자빔 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 시스템을 구비하고, 컴퓨터 시스템은, 시료 내부이며 측정 에어리어의 외부에 설정된 복수의 주변 AF 포인트의 각각에 대해 오토 포커스하여, 복수의 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 처리와, 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보에 기초하여, 측정 에어리어 내의 포커스 분포를 근사하는 처리와, 근사된 포커스 분포를 사용해서, 포커스 정보를 취득한 시료와 동일한 시료의 상기 측정 에어리어 내의 각 측정점을 측정하는 처리를 실행하는 하전 입자빔 시스템을 제안한다.

본 개시에 관련된 추가적인 특징은, 본 명세서의 기술, 첨부 도면으로부터 명확해질 것이다. 또한, 본 개시의 양태는, 요소 및 다양한 요소의 조합 및 이후의 상세한 기술과 첨부되는 특허청구범위의 양태에 의해 달성되어 실현된다.

본 명세서의 기술은 전형적인 예시에 불과하며, 본 개시의 특허청구범위 또는 적용예를 어떠한 의미에 있어서도 한정하는 것이 아님을 이해할 필요가 있다.

본 개시의 기술에 따르면, 스루풋을 극적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 따른 측장 시스템(100)의 개략 구성예를 나타내는 도면.
도 2는 본 실시형태에 따른 측장 처리의 원리 및 개요를 설명하기 위한 도면.
도 3a는 4개의 AF 포인트를 설정하는 AF 포인트 설정 모드(4점 모드)를 예시하는 도면.
도 3b는 5개의 AF 포인트를 설정하는 AF 포인트 설정 모드(5점 모드)를 예시하는 도면.
도 3c는 8개의 AF 포인트를 설정하는 AF 포인트 설정 모드(8점 모드)를 예시하는 도면.
도 3d는 9개의 AF 포인트를 설정하는 AF 포인트 설정 모드(9점 모드)를 예시하는 도면.
도 4는 4점 모드 내지 9점 모드의 내용을 정리한 테이블을 나타내는 도면.
도 5는 오퍼레이터에 의해 설정(선택)된 AF 포인트에 있어서 AF 처리(포커스 정보 취득 처리)에 실패한 경우의 처리에 대해 설명하기 위한 도면.
도 6은 AF 포인트의 처리 순서의 예(9점 모드의 경우)를 나타내는 도면.
도 7은 웨이퍼 내의 포커스 분포와 근사식의 차수(1차, 2차, 혹은 고차)의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 웨이퍼를 측장 SEM에 투입하여 AF 처리를 실행함으로써 근사식을 작성하고, 그대로 당해 웨이퍼를 측장(측정)하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리의 전체를 설명하기 위한 플로 차트.
도 9는 도 8의 스텝 802에 나타내는 측정 에어리어 외 AF 처리의 상세를 설명하기 위한 플로 차트.
도 10은 포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리를 설명하기 위한 플로 차트.
도 11은 본 실시형태에 따른, 측정 에어리어 외 AF 처리를 실행하는 AF 포인트를 설정하기 위한 AF 포인트 설정 GUI(Graphical User Interface)(1100)의 구성 예를 나타내는 도면.
도 12는 도 10과는 다른 통상 레시피 처리 중에 포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리를 설명하기 위한 플로 차트.

본 실시형태는, 측정 대상의 웨이퍼(숏, 칩, 셀, 매트 등)의 설정 포인트(수개소)에 대해 AF 처리하여 취득한 설정 포인트의 포커스 정보를 사용해서 상기 웨이퍼의 측정 에어리어 내의 포커스 분포(근사식)를 산출하고, 당해 근사식에 각 측정점의 좌표값을 적용함으로써, 각 측정점을 측정하는 기술을 개시한다. 이와 같이 함으로써, 극적으로 스루풋을 향상시킬 수 있다. 이하, 본 실시형태의 상세에 대해 설명한다.

<측장 시스템의 구성예>

도 1은, 본 실시형태에 따른 측장 시스템(100)의 개략 구성예를 나타내는 도면이다.

측장 시스템(100)은, 컴퓨터 시스템(50)과, 측장 SEM 장치(51)를 구비한다. 컴퓨터 시스템(50)은, 전체 제어부(52)와, 신호 처리부(53)와, 편향기 제어 처리부(54)와, 입출력부(55)와, 기억부(56)를 구비한다. 측장 SEM 장치(51)는, 전자원(1)과, 콘덴서 렌즈(21)와, 상단 1차 전자 편향기(22)와, 하단 1차 전자 편향기(23)와, 상단 주사 편향기(24)와, 하단 주사 편향기(25)와, 후단 가속 전극(26)과, 대물 렌즈(27)와, 하부 2차 전자 편향기(31)와, 상부 2차 전자 편향기(32)와, 2차 전자 조리개(33)와, 상부 검출기(34)와, 하부 검출기(35)와, 스테이지(42)와, 스테이지 반송대(43)와, 위치 검출부(44)를 구비한다.

측장 SEM 장치(51)에서는, 전자원(1)으로부터 1차 전자(11)가 발생한다. 1차 전자(11)는, 콘덴서 렌즈(21)에 의해 집속되고, 상단 주사 편향기(24), 하단 주사 편향기(25)에 의해 시료(41) 상을 2차원 주사하도록 편향된다. 편향된 1차 전자(11)는, 후단 가속 전극(26)에 의해 가속된 후에 대물 렌즈(27)에 의해 시료(41) 상에 집속된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 대물 렌즈(27)는 여자 전류에 의해 포커스를 제어하는 전자기 렌즈인 예를 나타내지만, 정전 렌즈 또는 전자기 렌즈와 정전 렌즈의 복합이어도 된다.

시료(41)의 1차 전자(11)의 조사 위치로부터는 2차 전자가 발생한다. 이 2차 전자에는 시료(41)의 표면 정보 등이 포함되어 있다. 그 때문에, 시료(41) 상의 임의의 위치에 1차 전자(11)를 조사하여, 그 2차 전자의 정보를 검출함으로써 시료(41) 표면의 정보를 얻을 수 있다.

발생한 2차 전자 중, 앙각이 90°에 가까운 고앙각 2차 전자(12)는 2차 전자 조리개(33)를 빠져나간 후에 상부 2차 전자 편향기(32)에서 편향되고, 상부 검출기(34)에서 전기 신호로 변환된다. 한편, 이보다 앙각이 작은 저앙각 2차 전자(13)는, 2차 전자 조리개(33)에 충돌한다. 그러면, 2차 전자 조리개(33)로부터는 3차 전자(14)가 발생하고, 이를 하부 검출기(35)에서 검출하여 전기 신호로 변환한다.

상부 검출기(34) 및 하부 검출기(35)로부터의 전기 신호는, 신호 처리부(53)로 보내진다. 신호 처리부(53)는, 2차원 주사에 동기하여 신호 강도를 적산하고, 각 신호 강도를 매핑한 화상을 생성하는, 당해 화상은, 전체 제어부(52)를 통해 입출력부(55)에 출력된다.

시료(41)는, 2차원 방향으로 동작 가능한 스테이지(42)에 재치(載置)된다. 시료(41) 상의 임의의 좌표에 1차 전자(11)를 조사하기 위해서이다. 스테이지(42)의 위치는, 스테이지 반송대(43)에 설치된 위치 검출부(44)의 레이저 간섭계에 의한 위치 검출 레이저(45)로 실시간으로 측정된다. 위치 검출부(44)에서의 위치 방법은, 상기와 같은 레이저 간섭계에 한정되는 것이 아니라, 리니어 스케일에서도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 스테이지(42)를 동작시킴으로써 임의의 좌표로의 1차 전자(11) 조사를 실현한다.

또한, 상단 1차 전자 편향기(22), 하단 1차 전자 편향기(23)에 의해 1차 전자(11)를 편향시킴으로써 목표 위치에 1차 전자(11)를 조사시키는 제어도 할 수 있다. 상단 1차 전자 편향기(22), 하단 1차 전자 편향기(23)는 정전 편향기여도 되고 전자기 편향기여도 된다. 또한, 상단 주사 편향기(24)와 상단 1차 전자 편향기(22), 하단 주사 편향기(25)와 하단 1차 전자 편향기(23)를 각각 하나의 편향기로서 제어할 수도 있다.

일반적으로, 스테이지 동작은 광범위를 이동할 수 있으나 위치 맞춤 정밀도가 나쁘고, 1차 전자 편향 제어는 이동 범위가 좁지만 위치 맞춤 정밀도가 높다. 그 때문에, 유저가 지정한 시료 상의 목표 위치 좌표에 1차 전자(11)를 조사시키기 위해서는 이들 양쪽의 제어를 조합한 제어를 행하고 있다. 이 때, 스테이지(42)의 진동이나 드리프트로 1차 전자 조사 위치가 변동하는 것을 막기 위해, 위치 검출부(44)로부터 얻은 스테이지 위치 정보를 편향기 제어 처리부(54)에 인풋한다. 편향기 제어 처리부(54)는, 시료(41) 상의 1차 전자 조사 위치가 변화하지 않는 1차 전자 편향량을 계산하여, 상단 1차 전자 편향기(22), 하단 1차 전자 편향기(23)를 제어한다. 이 제어는, 상단 주사 편향기(24), 하단 주사 편향기(25)에서도 마찬가지로 행할 수 있다.

AF 처리는, 대물 렌즈(27)의 여자 전류값을 바꾸면서 시료(41)에 전자선을 주사하고, 얻어진 화상마다 신호 처리부(53)에서 화상 평가값을 산출하여, 평가값이 최대가 되는 부근을 합초점 위치로서 대응하는 여자 전류값을 대물 렌즈(27)에 피드백하는 처리이다.

<본 실시형태에 따른 측장 처리의 원리 및 개요>

도 2는, 본 실시형태에 따른 측장 처리의 원리 및 개요를 설명하기 위한 도면이다.

(i) 측정 에어리어 주변의 오토 포커스(AF) 처리 (도 2의 상단)

유저(오퍼레이터)는, 우선, (1) 측정 에어리어(200)의 주변, 혹은 (2) 측정 에어리어(200)의 주변 및 측정 에어리어(200) 내에, 복수의 AF 포인트를 설정한다. 이 AF 포인트란, 실제로 오토 포커스 처리를 행해, 포커스 정보(높이나 전위: 포커스 파라미터)를 취득하는 것을 의미한다.

(ii) 포커스 분포(근사맵)의 작성 (도 2의 중단)

각 AF 포인트의 포커스 정보(포커스 파라미터)를 사용해서, 포커스 분포(근사식)가 작성된다. 당해 포커스 분포는, AF 포인트의 설정 개수에 따라, 다항식의 차수가 다르다. 예를 들면, AF 포인트가 4개 혹은 5개이면 1차식(근사식=a*x+b*y+c), AF 포인트가 8개 혹은 9개이면 1차식 혹은 2차식(근사식=a+b*x+c*y+d*x²+e*x*y+f*y²)으로 할 수 있다.

근사식은 AF 점의 개수에 따라 n차식의 선형 회귀 모델을 사용할 수도 있고, 각 AF 포인트의 포커스 정보가 가우스 과정을 따른다고 가정하여, 베이즈 최적화 알고리즘을 사용할 수도 있다.

(iii) 측정 에어리어 내에서의 측장 처리의 실행 (도 2의 하단: 설명만)

측정 에어리어(200) 내에서는, 각 측정 포인트(측장점과 마찬가지)에 있어서 AF 처리는 실행되지 않고, 포커스 분포(근사식/근사맵)를 참조하여 포커스 파라미터가 설정된다. 즉, 측정 포인트의 좌표값을 근사식에 적용함으로써 산출된 포커스 파라미터에 기초하여, 각 편향기에 주어지는 전압값이나 전류값이 설정된다. 이에 의해, 수만개에도 이르는 측정 에어리어(200) 내의 각 측정 포인트의 실측 시에 AF 처리를 행할 필요가 없게 되어(AF 처리는 포커스 분포 작성의 몇 점에 대해서만 실행하면 됨), 모든 측정 포인트에서 AF 처리를 행하지 않으면 안되는 종래 기술에 비해 압도적으로 단시간에 측장 처리를 실행할 수 있게 된다(스루풋의 향상).

<측정 에어리어 외 AF 처리에 있어서의 AF 포인트 설정 모드>

도 3은, 본 실시형태에 따른 AF 처리를 실행하는 AF 포인트 설정 모드를 예시하는 도면이다. 도 3a는 4개의 AF 포인트를 설정하는 4점 모드, 도 3b는 5개의 AF 포인트를 설정하는 5점 모드, 도 3c는 8개의 AF 포인트를 설정하는 8점 모드, 도 3d는 9개의 AF 포인트를 설정하는 9점 모드의 각각의 예를 나타내는 도면이다. 또한, 여기에서는 4개 내지 9개의 AF 포인트를 설정하는 모드를 나타내지만, 이들 설정 개수에 한하지 않고, 웨이퍼의 종류, 측장 조건, 허용되는 스루풋 등에 의해 AF 포인트 수를 늘릴 수도 있다(늘릴수록 근사 정밀도는 향상됨).

(i) 4점 모드 (도 3a)

4점 모드는, 예를 들면, 웨이퍼의 셀 단위로 사용되며, 측정 에어리어(300)의 주위에 4개의 AF 포인트(301 내지 304)를 설정하는 모드이다. 또한, 이 4점 모드는, 하전 입자빔(예를 들면, 전자빔)의 영향을 받기 쉬운(전자빔에 의해 대전되기 쉬운) 웨이퍼에 대해 적용할 수 있다. 4점 모드로 작성할 수 있는 근사식은 1차식이며, 상술한 바와 같이 포커스 분포(근사식)는, a*x+b*y+c로 나타난다.

또한, 웨이퍼가 하전 입자빔의 영향을 받기 쉬운지 받기 어려운지는 시스템 측에서는 판정할 수 없기 때문에, 4점 모드 혹은 5점 모드(도 3b) 중 어느 쪽으로 포커스 분포를 구할지는 유저(오퍼레이터)에 의해 선택된다(후술하는 8점 모드(도 3c)와 9점 모드(도 3d)의 선택도 마찬가지임).

(ii) 5점 모드 (도 3b)

5점 모드는, 예를 들면, 웨이퍼의 셀 단위로 사용되며, 측정 에어리어(300)의 주위에 4개의 AF 포인트(301 내지 304), 및 측정 에어리어(300) 내에 1개의 AF 포인트(310)를 설정하는 모드이다. 또한, 이 5점 모드는, 하전 입자빔(예를 들면, 전자빔)의 영향을 받기 어려운(전자빔에 의해 대전되기 어려운) 웨이퍼에 대해 적용할 수 있다. 측정 에어리어(300) 내에 AF 포인트를 설정할 수 있으므로, 4점 모드보다 고정밀도의 포커스 분포(근사식)를 작성할 수 있다. 5점 모드로 작성할 수 있는 근사식도, 4점 모드와 마찬가지로, 1차식이며, 상술한 바와 같이 포커스 분포(근사식)는, a*x+b*y+c로 나타난다.

(iii) 8점 모드 (도 3c)

8점 모드는, 예를 들면, 웨이퍼의 칩 단위로 사용되며, 측정 에어리어(300)의 주위에 8개의 AF 포인트(301 내지 308)를 설정하는 모드이다. 또한, 이 8점 모드는, 하전 입자빔(예를 들면, 전자빔)의 영향을 받기 쉬운(전자빔에 의해 대전되기 쉬운) 웨이퍼에 대해 적용할 수 있다. 8점 모드로 작성할 수 있는 근사식은 1차식 혹은 2차식이며, 상술한 바와 같이 포커스 분포(근사식)는, a*x+b*y+c 혹은 a+b*x+c*y+d*x²+e*x*y+f*y²로 나타난다.

(iv) 9점 모드 (도 3d)

9점 모드는, 예를 들면, 웨이퍼의 칩 단위로 사용되며, 측정 에어리어(300)의 주위에 8개의 AF 포인트(301 내지 308), 및 측정 에어리어(300) 내에 1개의 AF 포인트(310)를 설정하는 모드이다. 또한, 이 9점 모드는, 하전 입자빔(예를 들면, 전자빔)의 영향을 받기 어려운(전자빔에 의해 대전되기 어려운) 웨이퍼에 대해 적용할 수 있다. 측정 에어리어(300) 내에 AF 포인트를 설정할 수 있으므로, 8점 모드보다 고정밀도의 포커스 분포(근사식)를 작성할 수 있다. 9점 모드로 작성할 수 있는 근사식도, 9점 모드와 마찬가지로, 1차식 혹은 2차식이며, 상술한 바와 같이 포커스 분포(근사식)는, a*x+b*y+c 혹은 a+b*x+c*y+d*x²+e*x*y+f*y²로 나타난다.

(v) AF 포인트 설정 모드의 정리

도 4는, 상술한 4점 모드 내지 9점 모드의 내용을 정리한 테이블을 나타내는 도면이다.

도 4에 나타나는 바와 같이, 셀 단위로 AF 포인트를 설정하여 당해 셀을 측장하는 경우에는, 웨이퍼의 성질(대전의 용이성)에 따라 4점 모드 혹은 5점 모드가 사용된다. 5점 모드는, 4점 모드로 설정되는 측정 에어리어(300)의 주위의 4개의 AF 포인트에 더해, 측정 에어리어(300)의 중앙(반드시 중앙이 아니어도 됨)에 AF 포인트가 설정된다. 여기에서는, 측정 에어리어(300) 내에 설정되는 AF 포인트를 1개로 하고 있지만, 스루풋과 측장 정밀도의 트레이드 오프에 의해 2개 이상으로 해도 된다. 셀의 경우, 측정 영역(300)이 칩보다 작기 때문에, 설정되는 AF 포인트 수는 적고, 근사식은 1차식만 가능해진다.

또한, 칩 단위로 AF 포인트를 설정하여 당해 칩을 측장하는 경우에는, 웨이퍼의 성질(대전의 용이성)에 따라 8점 모드 혹은 9점 모드가 사용된다. 9점 모드는, 8점 모드로 설정되는 측정 에어리어(300)의 주위의 8개의 AF 포인트에 더해, 측정 에어리어(300)의 중앙(반드시 중앙이 아니어도 됨)에 AF 포인트가 설정된다. 여기에서는, 측정 에어리어(300) 내에 설정되는 AF 포인트를 1개로 하고 있지만, 스루풋과 측장 정밀도의 트레이드 오프에 의해 2개 이상으로 해도 된다. 칩의 경우, 측정 영역(300)이 셀보다 크기 때문에, 설정되는 AF 포인트 수를 많게 할 수 있고, 근사식은 1차식 혹은 2차식으로 할 수 있다.

도 5는, 오퍼레이터에 의해 설정(선택)된 AF 포인트에 있어서 AF 처리(포커스 정보 취득 처리)에 실패한 경우의 처리에 대해 설명하기 위한 도면이다.

측정 에어리어(500)의 주변에서 설정된 복수의 AF 포인트(501 내지 504)에 있어서 AF 처리 가능한 패턴이 존재하지 않는 등의 이유에 의해 AF 처리가 실패한 경우(예를 들면, AF 포인트(502)에서 AF 처리가 실패한 경우)에는, 전체 제어부(52)는, 당해 실패한 AF 포인트(502)의 근변 영역(505)(예를 들면, 측정 에어리어(500) 외이며, 당해 실패한 AF 포인트(502)로부터 10픽셀 이내에 있는 포인트)에서 AF 처리를 실행한다. 그리고, 전체 제어부(52)는, 취득한 포커스값으로부터 측정 에어리어(500) 내부에 적용하는 근사식을 작성한다. 또한, 근변 영역(505)에서 다시 실행한 AF 처리에 의해서도 포커스 정보를 취득할 수 없는 경우에는, AF 처리가 성공할 때까지 근변 영역(505)을 더 확장해도 된다.

또한, 측정 에어리어(500) 내에 설정된 AF 포인트에 있어서 AF 처리가 실패한 경우도 마찬가지로, 당해 실패한 AF 포인트의 근변 영역(예를 들면, 실패한 AF 포인트의 주변 10픽셀 이내에 있는 포인트)에서 AF 처리가 실행되어, 포커스값이 취득된다(도 5에는 도시하지 않음).

도 6은, AF 포인트의 처리 순서의 예(9점 모드의 경우)를 나타내는 도면이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, AF 처리의 순번은, 예를 들면, 가장 왼쪽 위에 설정된 AF 포인트로부터 시계 방향으로 측정 에어리어 주변의 각 AF 포인트에 대해 순차 AF 처리를 실행하고, 마지막으로 측정 에어리어 내의 AF 포인트에 대해 AF 처리를 실행하도록 설정할 수 있다. 단, 이 처리 순서로 한정되는 것이 아니라, 기본적으로 임의의 순번으로 AF 처리를 할 수 있지만, 가급적 이동 거리가 짧아지도록 처리 순서를 설정하는 편이 효율적이다(단시간에 AF 처리가 완료됨).

<웨이퍼 내의 포커스 분포와 근사식의 차수의 관계>

도 7은, 웨이퍼 내의 포커스 분포와 근사식의 차수(1차, 2차, 혹은 고차)의 관계를 나타내는 도면이다.

웨이퍼 내의 포커스 정보(높이나 전위)의 분포를 나타내는 포커스 분포는, 웨이퍼의 종류에 따라 측장 전에 어느 정도 알 수는 있다. 즉, 웨이퍼의 종류에 따라, 미리, 포커스 분포의 변화가 균일한지(1차 근사식이 적당한지), 변화에 일정한 규칙성이 있는지(2차 근사식이 적당한지), 변화가 랜덤인지(고차 근사식이 적당한지)를 알 수 있다.

도 7의 상단에 나타나는 바와 같이, 웨이퍼 내의 포커스 분포의 변화가 일정(단조)한 경우에는, 근사식의 차수를 1차로 할 수 있다. 이와 같이 포커스 분포의 변화가 일정할 경우, 상술한 바와 같이, 4점 모드 혹은 5점 모드를 선택할 수 있다.

또한, 도 7의 중단에 나타나는 바와 같이, 웨이퍼 내의 포커스 분포의 변화에 일정한 규칙성이 있는 경우에는, 근사식의 차수를 2차로 할 수 있다. 이와 같이 포커스 분포의 변화에 규칙성이 있는 경우, 상술한 바와 같이, 8점 모드 혹은 9점 모드를 선택할 수 있다.

또한, 도 7의 하단에 나타나는 바와 같이, 웨이퍼 내의 포커스 분포의 변화가 비교적 랜덤한 경우에는, 근사식의 차수를 고차로 할 수 있다. 이와 같이 포커스 분포의 변화에 규칙성이 있는 경우, 8점 모드 혹은 9점 모드보다 많은 AF 포인트를 설정하는 다점 모드를 선택할 수 있다.

<측정 에어리어 외 AF 레시피 처리: 전체 처리>

도 8은, 웨이퍼를 측장 SEM에 투입하여 AF 처리를 실행함으로써 근사식을 작성하고, 그대로 당해 웨이퍼를 측장(측정)하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리의 전체를 설명하기 위한 플로 차트이다. 이하의 각 스텝의 처리의 설명에서는, 전체 제어부(52)를 동작 주체로 하고 있지만, 컴퓨터 시스템(50)을 동작 주체로 해도 된다.

(i) 스텝 801

오퍼레이터(유저)가 웨이퍼를 측장 SEM(51)에 투입하면, 전체 제어부(52)는, 당해 웨이퍼의 투입을 검지하고, 레시피 처리를 개시한다.

(ii) 스텝 802

전체 제어부(52)는, 측정 에어리어 외 AF 처리를 실행한다(설정된 각 AF 포인트에 대해 AF 처리를 실행함). 유저에 의해 설정된 각 AF 포인트에 초점이 맞춰져, 당해 포인트의 포커스 정보 및 화상 정보가 취득된다. 또한, 스텝 802의 상세는, 도 9를 사용해서 후술한다.

(iii) 스텝 803

전체 제어부(52)는, 스텝 802에서 취득한, 측정 에어리어(300) 주위에 설정된 AF 포인트(5점 모드 혹은 9점 모드 등의 경우에는 측정 에어리어(300) 내의 AF 포인트도 포함함)의 포커스 정보(각 AF 포인트의 포커스값, 좌표값 등을 포함함)에 기초하여, 측정 에어리어(300) 내의 포커스 분포(근사식)를 작성한다.

구체적으로는, 전체 제어부(52)는, 근사식의 차수(유저가 지정해도 되고, 측정 에어리어 외 AF의 모드(4점 모드 내지 9점 모드 등)에 대응해서 미리 정해져 있어도 됨)에 따라 포커스 분포식(템플릿), 즉, f(x,y)=a*x+b*y+c, 혹은 f(x,y)=a+b*x+c*y+d*x²+e*x*y+f*y² 등을 세팅한다. 다음으로, 전체 제어부(52)는, 스텝 802에서 취득한 각 AF 포인트의 포커스 정보 및 화상 정보를 상기 포커스 분포식(템플릿)에 적용하여, 당해 분포식의 각 계수를 산출하고, 금회의 측정 에어리어(300)에 대한 측장 처리에서 사용하는 포커스 분포(근사식)를 작성한다.

(iv) 스텝 804

전체 제어부(52)는, 상단 1차 전자 편향기(22) 및/또는 하단 1차 전자 편향기(23)(편향기 제어 처리부(54)를 통해), 및/또는 스테이지(42)를 제어하여, 측정 에어리어(300) 내에 있어서의 측정 대상의 측정점(첫회 처리 시에는 최초의 측정점)으로 하전 입자빔(예를 들면, 전자선) 조사 위치를 이동한다.

(v) 스텝 805

전체 제어부(52)는, 스텝 803에서 작성한 근사식에 측정점의 좌표를 적용하여, 당해 측정점에 있어서의 포커스 파라미터(전압값이나 전류값)를 설정한다.

(vi) 스텝 806

전체 제어부(52)는, 편향기 제어 처리부(54)를 통해, 상단 1차 전자 편향기(22) 및/또는 하단 1차 전자 편향기(23)에, 스텝 805에서 설정된 포커스 파라미터를 적용하여, 당해 측정점을 측정한다.

(vii) 스텝 807

전체 제어부(52)는, 측정 에어리어(300) 내의 모든 측정점에 대한 측정 처리가 종료되었는지 판단한다. 모든 측정점에 대해 측정 처리가 종료되어 있는 경우(스텝 807에서 Yes인 경우), 처리는 스텝 808로 이행한다. 측정 에어리어(300) 내에 미측정의 측정점이 남아 있는 경우(스텝 807에서 No인 경우), 처리는 스텝 804로 이행한다.

(viii) 스텝 808

전체 제어부(52)는, 예를 들면, 컴퓨터 시스템(50)의 입출력부(55)에 소정의 표시를 출력하고, 오퍼레이터에게 측정 에어리어(300)의 측정(측장)이 완료되었음을 통지한다. 이 통지를 받은 오퍼레이터는, 측장 SEM(51)으로부터 측정이 끝난 웨이퍼를 취출할 수 있게 된다.

<스텝 802: 측정 에어리어 외 AF 처리의 상세>

도 9는, 도 8의 스텝 802에 나타내는 측정 에어리어 외 AF 처리의 상세를 설명하기 위한 플로 차트이다.

(i) 스텝 8021

예를 들면, 오퍼레이터는, 표시 화면 상에 표시된 GUI에 있어서, 측정 에어리어(300)의 외측의 주위에 복수의 AF 포인트를 설정한다. 측정 대상의 웨이퍼가 대전의 영향을 받기 쉬운 것일 때에는 측정 에어리어(300) 내에는 AF 포인트는 설정되지 않는다(4점 모드, 8점 모드 등). 한편, 측정 대상의 웨이퍼가 대전의 영향을 받기 어려운 것일 때에는 측정 에어리어(300) 내에 AF 포인트를 설정할 수 있다(5점 모드, 9점 모드 등). 측정 대상이 웨이퍼 칩이면 8점 모드 혹은 9점 모드가 적용된다. 측정 대상이 웨이퍼 셀이면 4점 모드 혹은 5점 모드가 적용된다.

전체 제어부(52)는, 오퍼레이터에 의해 설정된 AF 포인트에 의해 둘러싸이는 영역의 사이즈(예를 들면, 모서리부의 4점에 의해 사이즈 판정)를 산출하여, 측정 대상이 칩인지 셀인지 판정한다.

또한, 전체 제어부(52)는, 예를 들면, 오퍼레이터에 의해 최초에 설정된 AF 포인트(측정 에어리어(300)의 외측 주위의 모서리부의 4점)로부터 판정한 영역의 사이즈를 판정하고, 상기 AF 포인트의 설정 수가 당해 영역의 사이즈에 대해 적절한지(설정 수가 충분한지) 판정해도 된다. 예를 들면, 각 사이즈에 대해 각각 설정 수의 역치를 마련하고, 설정 수가 당해 역치보다 큰 경우에는 AF 포인트의 설정 수는 적절하다고 판정할 수 있다. 그리고, 전체 제어부(52)는, 설정 수가 충분하지 않다고 판단한 경우에는, 더 AF 포인트를 설정하도록 촉구하기 위한 통지(알람)를 입출력부(55)에 출력(표시)할 수 있다.

(ii) 스텝 8022

전체 제어부(52)는, 측정 에어리어(300)의 중앙 부근(측정 에어리어(300) 내이면 반드시 중앙이 아니어도 됨)에 AF 포인트가 오퍼레이터에 의해 설정되어 있는지 판정한다. 측정 에어리어(300) 내에 AF 포인트가 설정되어 있는 경우에는, 측정 에어리어(300) 내이더라도 당해 포인트는 AF 처리의 대상이 된다.

(iii) 스텝 8023

전체 제어부(52)는, 편향기 제어 처리부(54)를 통해, 상단 1차 전자 편향기(22) 및/또는 하단 1차 전자 편향기(23)를 제어하여, 설정된 AF 포인트(첫회 AF 처리 시에는 최초의 AF 포인트)에 하전 입자빔(예를 들면, 전자선)을 이동한다(조사 위치 맞춤).

(iv) 스텝 8024

전체 제어부(52)는, 스텝 8023에서 조사 위치 맞춤을 행한 AF 포인트에 대해 오토 포커스 처리(AF 처리)를 행하여, 당해 포인트의 포커스 정보를 취득한다.

(v) 스텝 8025

전체 제어부(52)는, 설정된 모든 AF 포인트에 대해 AF 처리가 완료되었는지 판단한다. 모든 AF 포인트에 대해 AF 처리가 완료되어 있는 경우(스텝 8025에서 Yes인 경우), 측정 에어리어 외 AF 처리는 종료한다. 한편, AF 처리가 미완료된 AF 포인트가 있는 경우(스텝 8025에서 No인 경우), 처리는 스텝 8023으로 이행한다.

<포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리>

도 10은, 포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다. 보다 구체적으로는, 도 10의 처리는, 도 8의 전체 처리에 있어서, 측정 에어리어 외 AF 처리에 의해 취득한 각 AF 포인트의 포커스 정보를 사용해서 일단 작성한 포커스 분포(근사식)를 측정 에어리어(300) 내의 측정점의 측정 결과에 기초하여 필요에 따라 갱신하면서 전체 측정점을 측정하는 처리이다.

(i) 스텝 801 내지 스텝 808

스텝 801 내지 스텝 808은, 도 8의 스텝 801 내지 스텝 808과 동일하므로, 설명은 생략한다.

(ii) 스텝 1001

전체 제어부(52)는, 현 시점에서의 포커스 분포(근사식)를 사용해서 취득한 측정값(화상)을 사용해서, 당해 처리 중의 측정점의 화상 평가값(예를 들면, 휘도값) 및 계측값(예를 들면, 측장값)을 산출한다.

(iii) 스텝 1002

전체 제어부(52)는, 스텝 1001에서 산출한 화상 평가값 및 계측값의 각각이, 대응하는 역치 1 및 역치 2보다 큰지의 여부를 판단한다. 즉, 당해 스텝에서는, 취득한 화상의 화질이 충분히 양호한 것인지 판단된다.

화상 평가값이 역치 1보다 크고, 또한 계측값이 역치 2보다 큰 경우(스텝 1002에서 Yes인 경우), 처리는 스텝 807로 이행한다. 한편, 화상 평가값이 역치 1 이하이거나, 혹은, 계측값이 역치 2 이하인 경우(스텝 1002에서 No인 경우), 처리는 스텝 1003으로 이행한다.

(iii) 스텝 1003

전체 제어부(52)는, 현재 측정 중의 측정점에 대해 AF 처리를 실행하여, 새로운 포커스 정보를 취득한다.

(iv) 스텝 1004

전체 제어부(52)는, 스텝 1003에서 취득한 당해 측정 중의 측정점의 포커스 정보(포커스값, 좌표값 등을 포함함)를 사용해서, 이전에 작성한 포커스 분포(근사식)를 갱신한다. 포커스 분포의 갱신은, 예를 들면, 새롭게 취득한 당해 포커스 정보와 이전에 취득한 AF 포인트 및 포커스 분포 갱신에 사용한 과거의 측정점(존재하는 경우)을 사용해서 행해도 되고, AF 포인트와 금회의 AF 처리에 의해 취득한 당해 측정점의 포커스 정보만을 사용해서 행해도 된다.

이상과 같이, 포커스 분포를 갱신하면서 측정 처리를 실행하므로, 최적의 포커스 분포에 의해 고정밀도의 화상을 취득할 수 있고, 또한 스루풋의 향상도 실현할 수 있다.

도 11은, 본 실시형태에 따른, 측정 에어리어 외 AF 처리를 실행하는 AF 포인트를 설정하기 위한 AF 포인트 설정 GUI(Graphical User Interface)(1100)의 구성예를 나타내는 도면이다.

AF 포인트 설정 GUI(1100)는, 예를 들면, 배율 설정란(1101)과, 오토 포커스 방법 설정란(1102)과, AF 포인트 수를 입력하는 AF 포인트 수 설정란(1103)과, 높이 검출 센서의 동작을 ON/OFF하기 위한 Forced_Z_Sensor(강제 Z 센서) 설정란(1104)과, AF 처리 순서 표시란(1105)과, AF 포인트 좌표 설정란(1106)과, OK 버튼(1107)과, Cancel(취소) 버튼(1108)을 구성 항목으로서 포함한다.

AF 포인트 설정 GUI(1100)에 있어서, AF 포인트 좌표 설정란(1106)에 입력할 수 있는 좌표 수는, AF 포인트 수 설정란(1103)에 입력된 수치와 동일해지도록 구성된다. 즉, AF 포인트 수 설정란(1103)의 수치가 「8」인 경우, AF 포인트 좌표 설정란(1106)에는 9개째의 좌표를 입력할 수 없고, 또한 7개 이하의 좌표밖에 설정되어 있지 않은 경우에는 OK 버튼(1107)을 누르지 못하고(액티브가 되지 않고), AF 처리가 개시될 수 없도록 구성된다. 또한, AF 포인트 좌표 설정란(1106)에 표시되는 번호는, AF 처리 순서 표시란(1105)의 번호에 대응하고 있다.

오퍼레이터는, AF 포인트 설정 GUI(1100)에 필요한 항목을 모순 없이(예를 들면, 수치에 부정합이 없음) 입력하면, OK 버튼(1107)을 누를 수 있다. 또한, Cancel 버튼(1108)은 항상 누를 수 있어, 오퍼레이터는, 항목이 입력 도중이라도 그때까지 입력한 내용을 취소할 수 있다.

<통상 레시피 처리 중에 포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리>

도 12는, 도 10과는 다른 통상 레시피 처리 중에 포커스 분포의 갱신을 수반하는 측정 에어리어 외 AF 레시피 처리를 설명하기 위한 플로 차트이다. 또한, 각 스텝의 동작 주체는, 도 10의 처리와 마찬가지로 전체 제어부(52)로 할 수 있다.

스텝 1201에서 측정점으로 이동하고, 미리 등록되어 있는 측정 에어리어 외 AF 처리를 실행하는 AF 포인트인지 판정한다. AF 포인트이면 AF 처리를 실행한다(스텝 1203). AF 실행으로 얻어진 포커스 정보를 취득하고(스텝 1204), 계측용의 화상을 취득한다(스텝 1205). 취득한 화상의 화상 평가값과 목적의 패턴 폭을 계측한다(스텝 1206). 이들 처리를, 측정 에어리어 외 AF 처리를 실행하는 AF 포인트만큼 반복하여(스텝 1202), 얻어진 포커스 정보로부터 포커스 분포를 계산한다(스텝 1207). 또한, 복수점만큼의 화상 평가값과 계측값으로부터 각각 역치 1과 역치 2를 계산해 둔다(스텝 1208). 이 이후의 처리는 포커스 분포의 갱신을 하면서 레시피 처리가 실행된다. 다음 측정점으로 이동하고(스텝 1201), 위치 정보와 스텝 1207에서 계산한 포커스 분포를 사용해서 포커스 제어값을 계산하여 설정한다(스텝 1209). 화상 취득하고(스텝 1205), 화상 평가값과 패턴 폭을 계측한다(스텝 1206). 만약 여기에서 계산한 화상 평가값이나 계측값이 스텝 1208에서 계산한 역치 1이나 역치 2보다 작을 경우에는 AF 처리를 실행하여, 포커스 정보를 기초로 다시 F 포커스 분포를 계산한다(스텝 1203→1207). 모든 점 계측하면 종료한다(스텝 1210).

<정리>

(i) 본 실시형태에 따르면, 측정 에어리어(300)의 외부에 설정된 복수의 주변 AF 포인트(예를 들면, AF 포인트(301 내지 304))의 각각에 대해 오토 포커스하여, 복수의 AF 포인트의 포커스 정보가 취득된다. 그리고, 이들 포커스 정보에 기초하여, 측정 에어리어(300) 내의 포커스 분포를 근사하고, 당해 근사된 포커스 분포를 사용해서, 포커스 정보를 취득한 시료와 동일한 시료의 측정 에어리어 내의 각 측정점이 측정된다. 그리고, 측정 대상의 시료가 바뀌면, 다시 복수의 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하고, 측정 에어리어(300) 내의 포커스 분포(근사식)가 다시 산출되어, 당해 측정 대상의 시료가 측정된다. 이와 같이, 측정 대상의 시료와 동일한 시료를 사용해서 포커스 분포(근사식)를 작성하여 측정 에어리어를 측정하므로, 측정 에어리어에서 오토 포커스 처리를 실행할 필요가 없어, 측정 처리의 스루풋을 극적으로 향상시키며, 또한 높은 측정 정밀도를 유지할 수 있다.

(ii) 본 실시형태에서는, 웨이퍼의 종류(대전의 영향을 받기 쉬운지의 여부)에 따라, 측정 에어리어(300) 내에 AF 포인트를 설정할지 결정할 수 있다. 측정 에어리어(300) 내(예를 들면, 측정 에어리어 중앙 부근)에 AF 포인트를 설정함으로써, 또한 측정 에어리어(300) 내의 포커스 분포를 정밀하게 근사하는 것이 가능해진다.

또한, 오퍼레이터에 의해 복수의 AF 포인트가 측정 에어리어(300)의 외측 주위에 설정되면, 복수의 AF 포인트에 의해 둘러싸이는 설정 영역의 사이즈가 산출된다. 그리고, AF 포인트의 설정 수가 측정 에어리어(300)를 측정하기 위한 포커스 분포를 근사하기에 충분한지 판단된다. AF 포인트의 설정 수가 적당하지 않을 때, 추가적인 AF 포인트의 설정을 오퍼레이터에 촉구하는 통지(화면 상)를 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 고정밀도의 포커스 분포(근사식)를 산출할 수 있도록 하고 있다.

(iii) 포커스 정보를 취득할 수 없는 AF 포인트가 있었을 때에는, 당해 AF 포인트의 소정 픽셀 범위 내에 있어서의 새로운 AF 포인트(자동적으로 패턴이 있는 개소를 탐색함)에 대해 AF 처리를 실행하여 포커스 정보를 취득하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 측정 에어리어(300) 내의 포커스 분포를 근사할 수 없는 사태를 회피할 수 있다.

(iv) 측정 에어리어(300) 내의 측정점의 측정 결과에 기초하여, 근사된 포커스 분포를 갱신하고, 당해 갱신된 포커스 분포를 당해 측정점 후의 측정점의 측정에 사용하도록 해도 된다. 보다 상세하게는, 갱신 전의 근사된 포커스 분포에 의해 측정점의 화상을 취득하고, 이 화상으로부터 화상 평가값 및 계측값이 산출된다. 그리고, 화상 평가값과 미리 설정된 제1 역치의 비교, 및 계측값과 미리 설정된 제2 역치의 비교를 각각 행하고, 당해 2개의 비교 결과에 따라 포커스 분포가 갱신된다. 포커스 분포의 갱신은, 측정점을 오토 포커스하여 포커스 정보를 취득하고, 측정점의 포커스 정보를 사용함으로써, 실행된다. 이와 같이, 갱신 전의 포커스 분포가 현 시점의 측정점을 측정하기에 적합하지 않은 경우에 포커스 분포를 갱신하므로, 항상 최적의 포커스 분포(근사식)를 사용해서 정밀하게 실측할 수 있다. 또한, AF 처리의 실행 횟수도 최소한으로 억제할 수 있으므로, 스루풋의 향상을 저해하는 일도 없다.

(v) 본 실시형태의 기능은, 소프트웨어의 프로그램 코드에 의해서도 실현할 수 있다. 이 경우, 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를 시스템 혹은 장치에 제공하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터(또는 CPU나 MPU)가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독한다. 이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 전술한 실시형태의 기능을 실현하게 되며, 그 프로그램 코드 자체, 및 그것을 기억한 기억 매체는 본 개시를 구성하게 된다. 이러한 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예를 들면, 플렉시블 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 하드디스크, 광 디스크, 광 자기 디스크, CD-R, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 카드, ROM 등이 사용된다.

또한, 프로그램 코드의 지시에 기초하여, 컴퓨터 상에서 가동하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 전술한 실시형태의 기능이 실현되도록 해도 된다. 또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터 상의 메모리에 기입된 후, 그 프로그램 코드의 지시에 기초하여, 컴퓨터의 CPU 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 전술한 실시형태의 기능이 실현되도록 해도 된다.

또한, 실시형태의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를, 네트워크를 통해 배신(配信)함으로써, 그것을 시스템 또는 장치의 하드디스크나 메모리 등의 기억 수단 또는 CD-RW, CD-R 등의 기억 매체에 저장하고, 사용 시에 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 CPU나 MPU)가 당해 기억 수단이나 당해 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여 실행하도록 해도 된다.

또한, 여기에서 기술한 프로세스 및 기술은 본질적으로 어떠한 특정의 장치에 관련되지 않고, 상응하는 구성 요소의 조합에 의해서도 실장할 수 있다. 또한, 여기에서 기술한 방법의 스텝을 실행하기 위해, 전용 장치를 구축해도 된다. 또한, 본 실시형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합함으로써, 다양한 기술 요소를 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 된다. 본 개시는, 구체예와 관련하여 기술하였지만, 이들은, 모두 한정을 위한 것이 아니라 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는, 본 개시의 기술을 실시하는데 상응하는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어의 다수의 조합이 있음을 용이하게 알 수 있는 것이다. 예를 들면, 기술한 소프트웨어는, 어셈블러, C/C++, perl, Shell, PHP, Java(등록 상표) 등의 광범위한 프로그램 또는 스크립트 언어로 본 개시의 기술을 실장할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서, 제어선이나 정보선은 설명상 필요하다고 여겨지는 것을 나타내고 있어, 제품상 반드시 모든 제어선이나 정보선을 나타내고 있다고는 할 수 없다. 모든 구성이 서로 접속되어 있어도 된다.

또한, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는, 본 개시의 그 밖의 실장이 여기에 개시된 본 개시의 명세서 및 실시형태의 고찰로부터 명확하게 이해할 수 있는 것이다. 명세서의 기술 내용과 구체예는 전형적인 것에 불과하며, 본 개시의 범위와 정신은 후속하는 특허청구범위에서 나타난다.

1 전자원, 11 1차 전자, 12 고앙각 2차 전자, 13 저앙각 2차 전자, 14 3차 전자, 21 콘덴서 렌즈, 22 상단 1차 전자 편향기, 23 하단 1차 전자 편향기, 24 상단 주사 편향기, 25 하단 주사 편향기, 26 후단 가속 전극, 27 대물 렌즈, 31 하부 2차 전자 편향기, 32 상부 2차 전자 편향기, 33 2차 전자 조리개, 34 상부 검출기, 35 하부 검출기, 41 시료, 42 스테이지, 43 스테이지 반송대, 44 위치 검출부, 45 위치 검출 레이저, 51 측장 SEM 장치, 52 전체 제어부, 53 신호 처리부, 54 편향기 제어 처리부, 55 입출력부, 56 기억부

Claims

시료에 하전 입자빔을 조사함으로써 얻어지는 신호 입자를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는 하전 입자빔 장치와,
상기 하전 입자빔 장치의 동작을 제어하는 컴퓨터 시스템을 구비하고,
상기 컴퓨터 시스템은,
상기 시료 내부이며 측정 에어리어의 외부에 설정된 복수의 주변 AF(오토 포커스) 포인트의 각각에 대해 오토 포커스하여, 상기 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 처리와,
상기 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보에 기초하여, 상기 측정 에어리어의 포커스 분포를 근사하는 처리와,
상기 근사된 포커스 분포를 사용해서, 상기 포커스 정보를 취득한 상기 시료와 동일한 시료의 상기 측정 에어리어 내의 각 측정점을 측정하는 처리
를 실행하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 또한, 상기 측정 에어리어 내에 설정된 적어도 1개의 내부 AF 포인트에 대해 오토 포커스하여, 당해 적어도 1개의 내부 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 처리를 실행하고,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 근사하는 처리에 있어서, 상기 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보와 상기 적어도 1개의 내부 AF 포인트의 포커스 정보에 기초하여, 상기 측정 에어리어 내의 포커스 분포를 근사하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 측정 대상의 시료가 바뀔 때마다, 상기 복수의 주변 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 처리와, 상기 측정 에어리어 내의 포커스 분포를 근사하는 처리를 실행하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하전 입자빔 장치는, 상기 하전 입자빔을 편향하도록 구성된 제1 편향기를 구비하고,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 근사된 포커스 분포에 상기 측정점의 좌표를 적용하여 포커스 파라미터를 산출하고, 당해 포커스 파라미터를 상기 제1 편향기에 적용함으로써, 상기 측정점을 측정하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 복수의 주변 AF 포인트에 의해 둘러싸이는 설정 영역의 사이즈를 산출하고, 당해 설정 영역의 사이즈에 기초하여, 상기 주변 AF 포인트의 설정 수가 적당한지의 여부를 판단하는 하전 입자빔 시스템.
제5항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 주변 AF 포인트의 설정 수가 적당하지 않을 때, 추가적인 주변 AF 포인트의 설정을 촉구하는 통지를 출력하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 포커스 정보를 취득하는 처리가 실패한 AF 포인트가 있었을 때, 당해 실패한 AF 포인트의 소정 픽셀 범위 내에 있어서의 AF 포인트의 포커스 정보를 취득하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 측정 에어리어 내의 측정점의 측정 결과에 기초하여, 상기 근사된 포커스 분포를 갱신하고, 당해 갱신된 포커스 분포를 당해 측정점 후의 측정점의 측정에 사용하는 하전 입자빔 시스템.
제8항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은,
갱신 전의 상기 근사된 포커스 분포에 의해 상기 측정점의 화상을 취득하는 처리와,
상기 취득한 화상으로부터 화상 평가값 및 계측값을 산출하는 처리와,
상기 화상 평가값과 제1 역치의 비교, 및 상기 계측값과 제2 역치의 비교를 각각 행하고, 당해 2개의 비교 결과에 따라 상기 포커스 분포를 갱신하는 처리
를 실행하는 하전 입자빔 시스템.
제9항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 상기 포커스 분포를 갱신하는 처리에 있어서, 상기 측정점을 오토 포커스하여 포커스 정보를 취득하고, 상기 측정점의 포커스 정보를 사용해서 상기 포커스 분포를 갱신하는 하전 입자빔 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 오퍼레이터가 상기 주변 AF 포인트를 설정 입력하기 위한 유저 인터페이스를 표시부의 화면 상에 표시하는 하전 입자빔 시스템.
제2항에 있어서,
상기 컴퓨터 시스템은, 오퍼레이터가 상기 주변 AF 포인트 및 상기 내부 AF 포인트를 설정 입력하기 위한 유저 인터페이스를 표시부의 화면 상에 표시하는 하전 입자빔 시스템.