KR20230141863A - 검사 시스템 - Google Patents
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Abstract
시료의 전기 특성을 웨이퍼의 초기 대전 상황에 관계없이 고정밀도로 추정 가능한 검사 시스템을 제공한다. 하전 입자선 장치와 컴퓨터 시스템을 구비하여, 시료의 전기 특성을 검사하는 검사 시스템이며, 복수의 펄스 조건에서 펄스 하전 입자선을 검사 패턴과 동일한 전기 특성을 갖고, 시료의 방전 시상수에 따라서 방출되지 않는 전하에 기인하는 초기 대전을 무시할 수 있는 기준 패턴에 조사해서 얻어진, 복수의 펄스 조건에 대응하는 기준 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 기준 데이터를 바탕으로, 검사 패턴을 포함하는 검사 영역의 초기 대전을 평가한다.
Description
본 발명은, 하전 입자선을 사용해서 시료의 전기 특성을 추정하는 검사 시스템에 관한 것이다.
전자 현미경을 사용한 시료 해석법의 하나로, 전자 빔을 시료에 조사함으로써 얻어지는 2차 전자 등의 검출에 기초하여, 전위 콘트라스트상을 형성하고, 당해 전위 콘트라스트상의 해석에 기초하여, 시료 상에 형성된 소자의 전기 특성을 평가하는 방법이 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 전위 콘트라스트로부터 전기 저항값을 산출하여, 결함을 판별하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는 펄스화된 전자 빔의 조사 인터벌에 따른 전위 콘트라스트의 과도 응답을 이용해서 용량값을 산출하여, 결함을 판별하는 방법이 개시되어 있다.
반도체의 인라인 검사에 있어서는, 공정 중의 플라스마 처리 등에 의해 웨이퍼에 국소적인 대전이 발생하는 경우가 있다. 웨이퍼 표면의 절연막이나 재료 계면 등에 포획된 전하는 용이하게 방전되지 않는다. 특허문헌 2에는 전자선 조사의 인터벌 시간에 대한 디바이스의 대전 변화량과 대전에 의해 발생하는 전위 콘트라스트상을 이용해서 디바이스의 검사를 행하는 방법이 개시되어 있지만, 웨이퍼 내에 초기 대전이 존재하면 디바이스의 특성에 의한 대전의 변화에 초기 대전이 중첩되어버려, 검사 정밀도가 열화 또는 검사가 불가능하게 된다. 웨이퍼 상의 대전 측정 기술로서 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같이 표면 전위계를 사용하여 측정하는 방법이 있지만, 특정 영역을 측정하기 위해서는 공간 분해능이 부족한 점이 과제가 된다. 또한, 웨이퍼의 대전 제어 기술로서 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같은 대전 제어 전극을 사용하는 방법이나, 특허문헌 5에 개시되어 있는 바와 같은 자외광의 조사에 의해 표면 전위를 안정화시키는 기술이 있지만, 웨이퍼의 대전이 적절하게 제전되어 있는 것을 평가하는 방법이 없는 것이 과제이다.
본 발명은, 이러한 것을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적의 하나는 시료의 전기 특성을 웨이퍼의 초기 대전 상황에 관계없이 고정밀도로 추정 가능한 검사 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 양태인 검사 시스템은, 하전 입자선 장치와 컴퓨터 시스템을 구비하여, 시료의 전기 특성을 검사하는 검사 시스템이며, 시료에는 복수의 검사 영역이 설정되어 있고, 검사 영역에 포함되는 복수의 특정 검사 패턴 각각에 대하여 검사점이 설정되어 있고,
하전 입자선 장치는, 펄스 하전 입자선을 시료에 조사하는 하전 입자 광학계와, 펄스 하전 입자선이 시료에 조사됨으로써 방출되는 2차 하전 입자를 검출하고, 검출한 2차 하전 입자량에 따른 2차 하전 입자 신호를 출력하는 검출계와, 복수의 펄스 조건에서 펄스 하전 입자선을 시료에 조사하도록 하전 입자 광학계를 제어하는 제어부를 구비하고,
컴퓨터 시스템은, 검사 영역에 포함되는 복수의 검사점마다의, 복수의 펄스 조건에서 펄스 하전 입자선을 검사 패턴에 조사해서 얻어진, 복수의 펄스 조건에 대응하는 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 측정 데이터에 기초하여, 복수의 펄스 조건에 대응하는 검사 영역에 포함되는 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 판정용 데이터를 구하고, 판정용 데이터와 기준 데이터의 오차가 소정의 역치 이상일 경우에는, 제어부에 대하여 검사 영역의 대전을 제거하는 제전 시퀀스의 실행을 지시하고,
기준 데이터는, 복수의 펄스 조건에서 펄스 하전 입자선을 기준 패턴에 조사해서 얻어진, 복수의 펄스 조건에 대응하는 기준 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 데이터이며, 기준 패턴은, 검사 패턴과 동일한 전기 특성을 갖고, 시료의 방전 시상수에 따라서 방출되지 않는 전하에 기인하는 초기 대전을 무시할 수 있는 패턴이다.
시료의 전기 특성을 웨이퍼의 초기 대전 상황에 관계없이 고정밀도로 추정 가능한 검사 시스템을 제공한다.
기타 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
도 1은 검사 시스템의 일 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2a는 시료 대전의 과도 응답에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 시료 대전의 과도 응답에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 전자선의 차단 시간(인터벌 시간)을 바꾸었을 때의 2차 전자 신호량의 변화를 도시하는 도면이다.
도 3b는 전자선의 충전 시간을 바꾸었을 때의 2차 전자 신호량의 변화를 도시하는 도면이다.
도 4는 초기 대전의 유무에 의해 얻어지는 검사 영역의 화상의 차이를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시예 1의 흐름도이다.
도 6은 실시예 1의 플로에 의해 얻어지는 검사 데이터의 일례이다.
도 7a는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7c는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7d는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제전 시퀀스를 설정하기 위한 유저 인터페이스의 일례이다.
도 9는 검사 영역의 초기 대전 상황을 확인하기 위한 유저 인터페이스의 일례이다.
도 10은 실시예 2의 흐름도이다.
도 11a는 기준 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 기준 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12c는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 초기 대전 데이터베이스의 일례이다.
도 2a는 시료 대전의 과도 응답에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 시료 대전의 과도 응답에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 전자선의 차단 시간(인터벌 시간)을 바꾸었을 때의 2차 전자 신호량의 변화를 도시하는 도면이다.
도 3b는 전자선의 충전 시간을 바꾸었을 때의 2차 전자 신호량의 변화를 도시하는 도면이다.
도 4는 초기 대전의 유무에 의해 얻어지는 검사 영역의 화상의 차이를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시예 1의 흐름도이다.
도 6은 실시예 1의 플로에 의해 얻어지는 검사 데이터의 일례이다.
도 7a는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7c는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 7d는 제전 시퀀스에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제전 시퀀스를 설정하기 위한 유저 인터페이스의 일례이다.
도 9는 검사 영역의 초기 대전 상황을 확인하기 위한 유저 인터페이스의 일례이다.
도 10은 실시예 2의 흐름도이다.
도 11a는 기준 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11b는 기준 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 12c는 대전 모델에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 초기 대전 데이터베이스의 일례이다.
도 1에 검사 시스템의 일 구성예를 나타낸다. 전자 현미경 본체(100)는, 그 주요한 구성으로서, 전자 광학계, 스테이지 기구계, 제어계, 검출계와 같은 일반적인 전자 현미경을 구성하는 요소에 더하여, 시료 상에 광을 조사하기 위한 광 조사계를 갖는다.
전자 광학계는 하전 입자원이 되는 전자총(101), 블랭커(102), 조리개(103), 편향기(104), 대물 렌즈(105)를 포함한다. 전자총(101)으로부터 방출된 전자는 블랭커(102)와 조리개(103)에 의해 펄스화되어, 대물 렌즈(105)에 의해 시료(106) 상에 집속된다. 펄스 전자선은, 편향기(104)에 의해 시료(106) 상을 2차원적으로 스캔된다.
스테이지 기구계는 XYZ축으로 이동 가능한 스테이지(107)와 스테이지(107) 상의 시료대(108)를 갖고, 시료(106)는 시료대(108) 상에 설치된다. 도시되어 있지 않지만, 시료(106)에 전압을 인가하기 위한 리타딩 전원이 접속되어 있어도 된다. 스테이지(107)에는, 교정 시료대(121)가 마련되고, 교정 시료대(121) 상에는, 교정 시료(120)가 설치된다.
광 조사계는, 광원(109), 광로 차단기(110), 광로(111)를 포함한다. 광원(109)으로부터 사출된 연속 광 또는 펄스 광은 광로 차단기(110)에 의해 게이팅됨으로써, 시료(106)에의 조사가 제어된다. 광원(109)으로부터의 광은, 광로(111)에 의해 시료(106) 상에 집속된다. 광로(111)는, 미러, 렌즈, 스플리터 등의 일반적인 광학 소자나 광 파이버 등을 포함해서 구성되어 있어도 된다.
제어부(112)는, 전자 광학계와 접속되어, 전자선의 가속 전압, 조사 전류의 제어나 편향 위치의 제어를 행하고, 광 조사계와 접속되어, 광의 파장, 강도의 제어나 집속 위치의 제어를 행한다. 또한, 제어부(112)는, 블랭커(102), 광로 차단기(110), 검출기(113)에 접속되어, 전자선의 펄스화 타이밍, 광의 ON/OFF 타이밍, 및 2차 전자의 샘플링 타이밍을 동기시키는 제어를 행하도록 구성되어 있다.
계산 장치(114)는, 검출기(113)에 의해 취득된 2차 전자 신호를 바탕으로 화상의 생성, 결함의 분류, 전기 특성의 측정 등을 행하여, 입출력 장치(115)에 출력한다. 입출력 장치(115)는, 디스플레이, 키보드, 마우스, 제어 패널 상의 스위치 등으로 실장된다. 또한, 계산 장치(114)는, 제어부(112)에 지시함으로써, 전자 현미경 본체(100)에 처리를 실행시킨다. 계산 장치(114)는 단체의 정보 처리 장치이어도 되지만, 네트워크(130)를 통해서, 다른 계산 장치(131), 데이터 스토리지(132)에 접속하여, 연산 부하를 분산시켜도 된다. 후술하는 실시예 1, 실시예 2에서의 계산 장치(114)의 처리는, 계산 장치(114)가 실행해도 되고, 계산 장치(114)에 접속되는 계산 장치에서 실행해도 되고, 여러 데이터를 계산 장치(114)의 기억 장치에 저장해도 되고, 외부의 데이터 스토리지(132)에 저장해도 된다. 여기에서는, 단체로의 계산 장치, 및 연산 부하를 분산시켜 실행 가능한 복수의 계산 장치를 총칭하여, 컴퓨터 시스템이라고 칭한다.
또한, 시료가 반도체 웨이퍼일 경우, 하전 입자선 장치는 웨이퍼 반송계를 포함해도 된다. 이 경우, 웨이퍼를 설치하는 웨이퍼 카세트(116), 웨이퍼를 전자 현미경 내부에 도입하는 웨이퍼 로더(117), 웨이퍼를 시료실(119)에 도입하기 전에 웨이퍼를 설치하는 준비실(118) 등이 마련된다.
도 2a 내지 b를 사용해서 전자선의 조사에 의한 시료 대전의 과도 응답에 대해서 설명한다. 전자 현미경이 시료 상에 일정 가속 전압을 부여해서 전자선을 조사하면, 시료로부터 2차 전자가 방출된다. 방출된 2차 전자를 검출기에 의해 검출하여, 전자선의 스캔과 동기시킴으로써 2차 전자상이 형성된다. 여기서, 시료에 입사하는 전자선의 전류, 가속 전압, 시료 표면의 재질, 요철 구조, 혹은 표면의 대전 등에 따라서, 시료로부터 방출되는 2차 전자의 양은 변화한다. 가속 전압에 따라서는, 시료로부터 방출되는 2차 전자의 양이 입사 전자수보다 많은 플러스 대전의 상태나, 반대로 방출되는 2차 전자의 양이 입사 전자수보다 적은 마이너스 대전의 상태가 발생한다. 이하의 설명에서는, 전자선의 조사에 의해 플러스 대전이 생기는 상태의 예에서 설명하지만, 마이너스 대전이 생기는 상태이어도 시료의 표면 전위의 변화가 다를 뿐이며, 마찬가지이다.
도 2a는, 시료(106)의 일례의 단면도이다. 기판(201) 상에 절연막(202)이 형성되고, 그 위에 부유 도체(203)가 형성되어 있다. 절연막(202)은 예를 들어 SiO2나 Si3N4 등이다. 이때, 부유 도체(203)와 기판(201)의 사이에는, 도면에 도시하는 바와 같은 등가 저항(R), 등가 용량(C)이 존재하고 있다.
도 2a의 시료에 펄스 전자선을 조사했을 때의 부유 도체(203)의 표면 전위의 변화를 도 2b에 도시한다. 입사 전자선이 플러스 대전을 생기게 하는 경우, 펄스 전자선의 조사 기간은 시료의 표면 전위가 증가하는 한편, 펄스 전자선의 차단 기간은 상술한 등가 저항(R)과 등가 용량(C)의 곱으로부터 결정되는 방전 시상수에 따라서, 웨이퍼 기판에 전류가 흐름으로써, 시료의 표면 전위는 저하된다. 또한, 시료의 표면 전위가 증가하면 시료 바로 위의 전계가 변화해서 전위 장벽이 발생함으로써, 일단 시료로부터 방출된 2차 전자 중, 에너지가 낮은 2차 전자가 다시 시료로 되돌려진다. 따라서, 표면 전위가 높을수록, 검출기에서 검출되는 2차 전자 신호량은 저하되고, 표면 전위가 낮을수록, 검출기에서 검출되는 2차 전자 신호량은 증대한다. 이러한 표면 전위의 변화에 따라 화상에 발생하는 콘트라스트를 전위 콘트라스트라고 칭한다. 전위 콘트라스트에 의해 간접적으로 시료의 대전 변화를 파악하는 것이 가능하다.
도 3a를 사용하여, 웨이퍼에 초기 대전이 존재한 경우의 검사에 미치는 영향에 대해서 설명한다. 도 3a에는 전자선의 차단 시간(인터벌 시간)(IT)을 바꾸었을 때의 2차 전자 신호량의 변화를 나타내고 있다. 시료 상에 초기 대전이 존재하지 않는 경우, 1차 조사 전자에 대한 2차 전자 신호량의 비율은 시료 형상 및 재료 특성에 따라 결정되는 값을 취한다. 이것을 참된 2차 전자 신호량(S0)으로 한다. 여기서부터 1차 전자선의 조사를 계속하면, 전자선의 조사 조건이 플러스 대전 조건이었을 경우, 전자선의 조사 시간 경과와 함께 대전량이 증가함으로써, 2차 전자 신호는 감소한다. 또한 조사를 계속하면 1차 전자선의 조사량과 시료로부터의 2차 전자 방출량이 일치한 시점에서, 대전의 진행은 정지되고, 2차 전자 신호량은 그 이후 일정(포화 상태)하게 된다. 이 값을 도면 중에서는 Sinf로 하고 있다. 포화 상태로부터 일정 차단 시간(IT)이 경과한 후, 다시 전자선을 조사한다. 전자선의 차단 기간 중에 있어서는 전자선의 주입이 행해지지 않기 때문에, 등가 저항(R)과 등가 용량(C)의 곱으로부터 결정되는 방전 시상수에 따라서 시료의 표면 전위는 저하되어 있다. 또한, 도 3a에서 2차 전자 방출량을 검출하는 타이밍(샘플링 타이밍)을 흑색 원으로 나타내고 있으며, 도 3a의 예에서는, 샘플링 타이밍은, 1차 전자선의 조사 개시 직후의 타이밍으로 설정되어 있다.
여기서, 시료의 방전 시상수에 대하여 충분히 짧은 차단 시간(IT1) 경과 후에 다시 전자선을 조사하면, 시료 전하는 끝까지 방전되지 않고 대전이 잔류하고 있기 때문에, 2차 전자 신호량(S(IT1))은 참된 2차 전자 신호량(S0)보다도 적은 값이 된다. 차단 시간을 연장시켜서 2차 전자 신호량(S(IT2), S(IT3))(단, IT1<IT2<IT3)을 취득하면, 차단 시간의 증가와 함께 방전량이 증가한다. 이상의 계측에 의해, 2차 전자 신호의 차단 시간 응답 곡선(301)이 얻어진다. 차단 시간 응답 곡선(301)의 절댓값 및 변화율(ΔS)은, 시료의 전기 특성인 등가 저항(R) 및 등가 용량(C)의 값을 반영하기 때문에, 이 곡선을 해석함으로써 간접적으로 시료의 전기 특성을 추정할 수 있다.
이에 대해, 시료 표면의 절연막이나 재료 계면 등에 포획된 전하는, 시료의 방전 시상수에 따라서 방출되지 않는다. 이렇게, 통상의 정치 상태에서는 용이하게 방전되지 않는 초기 대전이 존재하는 경우, 시료에 1차 전자선의 조사를 개시했을 때 대전이 이미 존재하기 때문에, 2차 전자 신호(S0')는 참된 2차 전자 신호량(S0)보다도 작아진다. 또한, 충분한 차단 시간(수십μs)을 마련한 후라도 2차 전자 신호량은 참된 2차 전자 신호량(S0)까지 돌아가지 않고, 2차 전자 신호량(S0')에 그친다. 그 결과, 초기 대전이 있을 경우의 2차 전자 신호의 차단 시간 응답 곡선(302)은, 초기 대전이 없을 경우의 차단 시간 응답 곡선(302)과는 다른 형상을 나타낸다. 따라서, 차단 시간 응답 곡선을 이용해서 시료의 전기 특성을 추정, 또는 결함을 판별하면, 초기 대전의 유무와 정도에 따라서, 판별 결과의 값이 달라져버리는 경우가 생긴다.
2차 전자 신호량의 변화는, 특정 검사 영역에 전자선을 조사했을 때의 검출기(113)로부터의 신호 파형으로부터 취득해도 되고, 화상의 휘도로서 취득해도 된다. 2차 전자 신호량의 변화를 화상의 휘도로부터 취득하는 경우에는, 계산 장치(114)에서 실행되는 화상 처리도 검출계의 처리에 포함하는 것으로 한다. 도 4에는, 검사 대상 웨이퍼(400)에 대하여, 초기 대전이 없는 영역(401)에 포함되는 검사 영역의 화상(411)(모식도)과, 초기 대전이 있는 영역(402)에 포함되는 검사 영역의 화상(412)(모식도)을 나타내고 있다. 화상(411), 화상(412)에 포함되는 5×5로 배열된 원 표시가 검사 패턴의 상이다. 또한, 화상(411), 화상(412)으로서, 각각 차단 시간을 마찬가지로 변화시켜서 취득한 4매의 상을 나타내고 있다.
초기 대전이 없는 경우, 차단 시간이 길어짐에 따라서 검사 패턴의 명도가 증가하는 것에 반해, 초기 대전이 있는 경우에는, 차단 시간이 길어져도 검사 패턴의 명도의 증가량이 적다. 2차 전자 신호를 검사 패턴의 명도로 하고, 차단 시간에 대응시켜서 플롯함으로써, 차단 시간 응답 곡선(421(초기 대전 없음), 422(초기 대전 있음))을 얻을 수 있다.
이상에서는 설명을 단순화하기 위해서, 펄스 전자선의 조사 시간을 대전이 포화하는 정도로 해서, 차단 시간의 개시 타이밍에 시료 대전이 포화 상태에 있는 예를 나타내고 있었지만, 시료 대전이 포화하기 전의 상태로부터 차단 시간을 개시했다고 해도, 차단 시간의 개시 타이밍에 항상 시료 대전 상태가 동일 정도라면, 마찬가지의 논의가 성립된다. 또한, 동일하게 설명을 단순화하기 위해서, 2차 전자 신호의 샘플링 타이밍을 1차 전자선의 조사 개시 직후, 즉 차단 시간 직후인 예를 나타냈지만, 차단 시간 종료부터 샘플링 타이밍까지 일정 지연 시간을 마련했다고 해도 마찬가지의 논의가 성립한다.
이하에서는, 도 3a에 도시한 차단 시간(IT)을 변화시켜서 응답 곡선을 얻는 예에 기초하여 실시예를 설명하지만, 시료의 전기 특성을 추정하기 위한 응답 곡선은 차단 시간 응답 곡선에 한정되지는 않는다. 도 3b에 충전 시간(CT)을 변화시켜서 응답 곡선을 얻는 예를 나타낸다. 충전 시간은, 1차 전자선의 조사 개시부터 검출계의 샘플링 타이밍까지의 시간으로서 정의할 수 있다. 충전 시간을 변화시킴으로써도, 마찬가지로 충전 시간 응답 곡선(311, 312)이 얻어진다. 차단 시간 응답 곡선은, 시료 대전의 방전 시간을 제어해서 얻어지는 응답 곡선인 것에 반해, 충전 시간 응답 곡선은, 시료 대전의 충전 시간을 제어해서 얻어지는 응답 곡선이다. 어느 경우든, 마찬가지로 시료의 전기 특성에 관한 정보가 얻어진다.
실시예 1
도 5는, 도 1에 도시한 검사 시스템에 있어서 계산 장치(114)가 실행하는, 초기 대전을 평가해서 제거하는 실시예 1의 흐름도이다.
먼저, 웨이퍼(106) 내의 기준 패턴 혹은 교정 시료대(121) 상의 교정 시료(120) 상의 기준 패턴에 대해서, 복수의 펄스 조건(예를 들어, 차단 시간(ITi, i는 정수)에서의 2차 전자 신호를 취득하여, 기준 데이터(Sr(ITi))로 한다(S501). 펄스 조건 이외의 1차 전자선 조사 조건(가속 전압, 프로브 전류량 등)은, 검사 패턴의 검사에 사용하는 조건과 동일하게 한다. 여기서, 기준 패턴은 검사 패턴과 동일한 전기 특성을 갖는 패턴이다. 이 때문에, 기준 패턴은 검사 패턴과 표면 구조는 동일하지만, 전기 특성의 차이를 무시할 수 있는 범위라면, 단면 구조가 달라도 된다. 후술하는 제전 방법에 의해 초기 대전을 제거한 당해 웨이퍼 상의 검사 패턴을 기준 패턴으로 해도 되고, 다른 웨이퍼로부터 잘라내져, 초기 대전이 방전된 칩을 교정 시료(120)로 해서, 교정 시료(120) 상의 검사 패턴을 기준 패턴으로 해도 된다. 초기 대전이 완전히 제거되어 있지 않아도, 무시할 수 있는 정도로까지 작게 되어 있으면 된다. 기준 데이터(Sr(ITi))는, 복수의 펄스 조건에 대응하는 기준 패턴으로부터의 2차 전자 신호를 나타내는 데이터이다. 기준 데이터(Sr(ITi))를 차단 시간(IT)으로 플롯하면, 차단 시간 응답 곡선(301)이 얻어진다.
이어서 웨이퍼(106) 내의 검사 영역으로 이동하여(S502), 검사 영역 내의 각 검사점에서의 검사 패턴에 대해서, 기준 패턴과 동일한 복수의 펄스 조건에서의 2차 전자 신호를 취득한다(S503). 여기서, 검사 영역 내의 검사 패턴(p)(단, p는 정수이며, 검사점을 나타냄)에 있어서 펄스 조사 조건(ITi)을 사용해서 취득한 2차 전자 신호를 측정 데이터(S(p, ITi))로 한다. 측정 데이터(S(p, ITi))는, 복수의 펄스 조건에 대응하는, 검사점(p)에서의 검사 패턴으로부터의 2차 전자 신호를 나타내는 데이터이다. 검사 영역 내의 검사 패턴(p)(p=1, 2…)에서 취득된 2차 전자 신호(S(1, ITi), S(2, ITi) …)의 값을 평균화해서 판정용 데이터(Sm(ITi))로 한다(S504). 또한, 판정용 데이터(Sm(ITi))는, 검사 영역 내의 검사 패턴(p)에 대해서 취득된 측정 데이터의 대푯값이며, 산출 방법은 평균화에 한정되는 것은 아니다.
이어서 기준 데이터(Sr(ITi))와 검사 영역마다 취득된 판정용 데이터(Sm(ITi))의 초기 대전 오차(E)(이하, 오차라고 칭함)를 계산한다(S505). 오차의 계산 방법의 예로서, 다음에 나타내는 바와 같은 제곱 오차를 사용할 수 있다.
[수학식 1]
오차(E)의 값이 작을수록, 차단 시간(ITi)에 관한 차단 시간 응답 곡선(Sr)과 차단 시간 응답 곡선(Sm)의 유사성이 높은 것으로 한다. 또한, 오차의 계산 방법은 (수학식 1)에 한정되지 않고, 2차 전자 신호량의 최댓값과 최솟값의 차를 사용한 (수학식 2)를 사용하는 것도 가능하다.
[수학식 2]
여기서, ITmax, ITmin은 각각 취할 수 있는 차단 시간(ITi)의 값의 최댓값과 최솟값이다. 차단 시간 응답 곡선은 단조 증가 함수이므로, 이러한 계산 방법에 의해서도, 마찬가지로 오차(E)의 값이 작을수록 기준 데이터(Sr)와 판정용 데이터(Sm)의 유사성이 높다고 판정하는 것이 가능하다.
스텝 S506에서는 오차(E)가 미리 정해 놓은 역치 이하인지를 판정하고, 역치를 초과한 경우에는, 제어부(112)에 제전 시퀀스를 실행시킨다. 또한, 역치가 지나치게 낮으면 제전 시퀀스의 실행 횟수가 증가해서 검사 스루풋을 저하시키는 요인이 되기 때문에, 역치는 검사에서 검출하고자 하는 전기 특성 불량의 정도에 따라서 정해 둔다.
제전 시퀀스에서는 미리 제전 시퀀스의 실행 횟수가 규정 최댓값을 초과하지 않았음을 확인하고(S507), 규정값 이내이었을 경우에는 제전 시퀀스를 실행한다(S508). 제전 시퀀스 후에는 동일한 검사 영역의 2차 전자 신호를 취득하는 스텝 S503으로 이행하고, 스텝 S506에서 오차(E)가 역치 이내로 될 때까지 반복한다. 오차(E)가 역치 이하로 되었을 경우, 또는 제전 실행 횟수가 규정 최댓값을 초과한 경우, 측정 결과를 기록하고, 당해 검사 영역에의 전자선 조사를 종료한다(S509). 아직, 미검사인 검사 영역이 남아있을 경우(S510에서 "아니오")에는 다음 검사 영역으로 이동하여(S502), 이후의 스텝을 반복해서 실행한다. 모든 검사 영역에 대한 전자선의 조사와 2차 전자 신호의 취득이 완료된 경우(S510에서 "예")는, 각 검사점에 대하여, 펄스 조건(여기서는 차단 시간(IT))에 의존한 2차 전자 신호 데이터(측정 데이터)에 기초하여 전기 특성의 추정을 행한다(S511).
전기 특성의 추정은, 계산 장치(114)가, 예를 들어 차단 시간 응답 특성과 대응하는 전기 특성값(등가 저항(R), 등가 용량(C) 등), 결함의 분류를 대응지어서 보존한 데이터베이스를 참조함으로써 행할 수 있다. 차단 시간 응답 특성은, 실측하여 얻어진 차단 시간 응답 곡선이어도 되고, 시뮬레이션에 의해 얻은 차단 시간 응답 곡선이어도 된다. 이때, 오차(E)가 역치를 초과한 검사점에 대해서는, 전기 특성의 추정 에러를 출력한다.
도 6은 도 5의 플로에 의해 얻어지는 검사 데이터의 일례이다. 각 검사 영역에 대하여, G1, G2 등의 영역 번호가 할당되고, 검사 영역 내의 각 검사점에는 P1, P2 등의 검사점 번호가 할당되어 있다. 또한, 각 검사점 번호에 있어서 실행된 복수의 펄스 조건(여기서는 차단 시간)과, 각각의 펄스 조건에서 측정한 2차 전자 신호가 대응지어져서 보존되어 있다. 검사점마다의 측정 데이터(S)로부터 추정된 전기 특성 지표(여기서는, 등가 저항(R), 등가 용량(C))가 검사점마다 보존된다. 또한, 검사 영역마다 계산된 초기 대전 오차, 제전 실행 횟수도 보존되어 있다. 제전 시퀀스를 규정 최대 횟수 실행해도 오차(E)가 역치 이내에 들어가지 않았을 경우는, 초기 대전의 제거에 실패한 것을 초기 대전 판정으로서 기록하고, 전기 특성 지표에는 에러가 출력된다(검사 영역(G2)의 경우).
도 6에서는, 초기 대전의 제전 종료 후의 측정 데이터만을 보존하고 있는 예를 나타내고 있지만, 제전 시퀀스의 실행 전후의 측정 데이터를 모두 보존해도 된다. 또한, 제전 실행 전의 측정 데이터에 기초하여 전기 특성 지표를 추정하여, 그때의 오차(E)의 값과 함께 보존하고 있어도 된다. 오차(E)의 값이 보존됨으로써, 추정된 전기 특성 지표의 값의 타당성을 판단하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 도 5의 플로에서는, 초기 대전이 없는 기준 패턴에 기초해서 얻어진 기준 데이터에 기초하여, 검사 영역의 대전 상황을 평가하고, 검사 영역에 무시할 수 없는 초기 대전이 존재한다고 획인될 경우에는, 초기 대전을 제거하는 제전 시퀀스를 실행한다. 초기 대전의 유무에 의해, 도 4에 도시한 차단 시간 응답 곡선(421)과 차단 시간 응답 곡선(422)과 같이, 괴리가 발생한다. 제전 시퀀스에서는, 시료 중의 고정 전하를 여기함으로써, 시료 표면의 대전을 제거한다. 이에 의해, 차단 시간 응답 곡선(421)과 차단 시간 응답 곡선(422)의 괴리가 작아진다. 1회의 제전 시퀀스에 의한 제전량이 부족했을 경우에는, 제전 시퀀스를 반복함으로써, 허용 범위의 대전량으로까지 조정한다.
도 7a 내지 d를 사용하여, 제전 시퀀스에 대해서 설명한다. 검사 패턴(701)은 예를 들어 전극이며, 검사 영역(702)에 포함되는 25의 검사 패턴(701) 각각에 대하여, 검사점 번호가 할당되어 있다. 도 7a는, 검사 영역(702)을 포함하는 광 조사 영역(703)에 자외광 등의 제전광을 조사하는 예이다. 본 예는 검사 영역 내의 절연막 계면이나, PN 접합 등의 계면에 포착되어 있는 초기 대전을 제거하는 경우 등에 사용한다.
도 7b는 검사 패턴(701)을 포함하는 검사 영역(702)과는 다른 영역에 있는 관련 패턴(704)을 포함하는 광 조사 영역(703)에 제전광을 조사하는 예이다. 본 예는, 예를 들어 도 7c와 같은 구조를 갖는 디바이스의 검사에 유효하다. 도 7c의 디바이스는, 기판(706) 상에 형성된 확산층(707), 절연막(708), 게이트 전극(709)을 갖는 MOS 구조이며, 검사 패턴인 전극(검사 패턴)(701)은 확산층(707)에, 관련 전극(관련 패턴)(704)은 게이트 전극(709)에 접속되어 있는 것으로 한다. 게이트 전극(709)에 초기 대전이 있었을 경우, 확산층(707)으로부터 게이트 바로 아래를 흐르는 전류량이 게이트 전극(709)에 초기 대전이 없는 경우와 다른 값으로 됨으로써, 전극(701)에 대하여 검사에 의해 추정되는 저항값이 변동하게 된다. 그래서, 관련 전극(관련 패턴)(704)에 대하여 제전광을 조사하고, 게이트 전극(709)의 초기 대전을 광 조사에 의해 일정 상태로 초기화함으로써, 게이트 전압 기인에 의한 추정 오차를 억제하는 것이 가능해진다.
도 7d는, 검사 영역(702)에 대하여, 검사 영역(702)을 포함하고, 검사 영역(702)보다도 넓은 대전 제어 영역(710)에 대하여 전자선을 조사하는 예이다. 가속 전압이나 조사 전자선량에 따라서는, 전자선의 조사 영역을 확장함으로써, 더 강한 대전이 발생하는 것을 이용한다. 이 예에서는 광범위한 영역에 전자선을 조사함으로써, 강도의 대전을 발생시켜, 그것에 의한 전계를 사용해서 검사 영역(702)의 내측에 포획된 전하를 리셋한다. 대전 제어 영역(710)을 주사할 때의 1차 전자선의 가속 전압이나 전류값 등은, 검사 시에 검사 영역을 주사하는 1차 전자선의 가속 전압이나 전류값 등과는 다른 값을 설정해도 된다.
도 8은 제전 시퀀스를 설정하기 위한 유저 인터페이스의 일례를 나타낸 것이다. 오차 계산 방법 입력부(801)에서는, 도 5의 스텝 S505에서, 기준 데이터와 판정용 데이터의 초기 대전 오차(E)를 계산하는 방법을 미리 준비된 복수의 선택지에서 지정한다. 초기 대전 오차 역치 입력부(802)는 스텝 S506에서의 오차(E)에 대한 역치를 입력한다. 최대 제전 실행수 입력부(803)는 스텝 S507에서의 제전 시퀀스의 최대 실행수를 입력한다. 제전 시퀀스 설정 입력부(804)는 스텝 S508에서의 제전 시퀀스에서의 하나 또는 복수의 동작의 실행 순서를 지정한다. 각각의 동작에서의 동작 조건은 동작 조건 지정부(805)에서 지정된다.
도 8에는 첫번째로 전자선 조사, 두번째로 광 조사를 설정한 예가 표시되어 있다. 동작 조건 지정부(805a)는 전자선 조사 시의 조건을 설정하는 항목이 표시되어 있고, 모드 지정부(806), 가속 전압 지정부(807), 프로브 전류 지정부(808), 배율 지정부(809), 프레임수 지정부(810) 등을 포함한다. 프레임수란, 전자선으로 대전 제어 영역(710)을 주사시키는 횟수를 나타낸다. 또한, 도 7d와 같이, 제전 시에 광범위하게 전자선을 조사하는 경우는, 배율 지정부(809)의 값을 조정함으로써 실현된다. 동작 조건 지정부(805b)는 광 조사 시의 조건을 설정하는 항목이 표시되어 있고, 모드 지정부(806), 파장 지정부(813), 강도 지정부(814), 조사 시간 지정부(815), 조사 상대 좌표 입력부(816) 등을 포함한다. 도 7a와 같이 검사 영역에 제전 광을 조사할 경우에는, 조사 상대 좌표 입력부(816)에 X=0, Y=0을 입력함으로써 실현되며, 도 7b와 같이 검사 영역과 제전 영역이 다른 경우는, 검사 영역에 대한 제전 영역의 상대 좌표를 조사 상대 좌표 입력부(816)에 입력함으로써 실현된다. 모드 지정부(806)에서 전자선 조사나 광 조사 등을 선택함으로써, 제전 시퀀스 설정 입력부(804)에서 설정되는 제전 동작의 조합이나 실행 유무가 결정된다.
도 9는 검사 영역의 초기 대전 상황을 확인하기 위한 유저 인터페이스의 일례이다. 초기 대전 분포 표시부(901)는 웨이퍼 내나 구획 내에서의 각 검사 영역에서 계산된 초기 대전 오차(E)의 값을 컬러 맵 표시한 것이며, 웨이퍼 내, 구획 내에서의 초기 대전의 상황이 가시화된다. 초기 대전 상황 표시부(902)는 초기 대전 분포 표시부(901)에서 선택된 특정 검사 영역에 있어서, 측정된 2차 전자 신호량(휘도)을 표시하여, 기준값과 비교 가능하게 표시한다. 제전 시퀀스가 실행 전후인 휘도값이 표시되어 있어, 제전 시퀀스에 의해 어느 정도 기준값에 가까워졌는지를 확인할 수 있다. 또한, 제전 시퀀스의 반복에 있어서 상정 외의 거동을 나타냈을 경우의 확인에도 사용된다.
실시예 2
도 10은, 도 1에 도시한 검사 시스템에 있어서 계산 장치(114)가 실행하는, 초기 대전의 측정 결과를 이용해서 전기 특성의 검사를 행하는 실시예 2의 흐름도이다.
먼저, 기준 패턴에 대해서, 복수의 펄스 조건에서의 2차 전자 신호를 취득하여, 기준 데이터로 한다(S1001). 스텝 S1001의 처리는 실시예 1의 스텝 S501의 처리와 동일하다. 이어서 기준 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트를 사용한 시뮬레이션 결과와 기준 데이터가 정합하도록 등가 회로 네트리스트의 전기 특성 파라미터(저항(R)·용량(C) 등)를 조정하고, 등가 회로 네트리스트와 조정된 전기 특성 파라미터 세트를 기준 모델로 한다(S1002). 이어서, 초기 대전을 표현하는 소자로서, 전압원 또는 전하가 충전된 용량 소자를 기준 모델에 추가해서 대전 모델을 작성한다. 대전 모델의 초기 대전 전압을 파라미터로 해서 시뮬레이션을 행하고, 초기 대전량에 대한 2차 전자 신호량의 차단 시간 응답 특성을 데이터베이스로서 작성·보존하여, 이것을 초기 대전 데이터베이스로 한다(S1003).
이어서 웨이퍼(106) 내의 검사 영역으로 이동하여(S1004), 검사 영역 내의 검사 패턴에 대해서, 기준 패턴과 동일한 복수의 펄스 조건에서의 2차 전자 신호량을 취득한다(S1005). 검사 영역 내의 검사 패턴에 있어서 취득된 2차 전자 신호량(S)의 값(측정 데이터)을 평균화해서 판정용 데이터(Sm)로 한다(S1006). 스텝 S1004 내지 스텝 S1006의 처리는, 실시예 1의 스텝 S502 내지 S504의 처리와 동일하다.
이어서 판정용 데이터(Sm)를 초기 대전 데이터베이스와 비교하여, 초기 대전량을 구하고, 구한 초기 대전량을 검사 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트에 반영하여, 검사 모델로 한다(S1007). 이어서 검사 모델에서의 전기 특성 파라미터(저항(R)· 용량(C) 등)를 변수로 해서 시뮬레이션을 행하고(S1008), 검사점에서의 측정 데이터가 시뮬레이션 결과와 가장 잘 정합하는 전기 특성 파라미터를 검사점에서의 검사 패턴의 전기 특성값의 추정값으로 한다(S1009). 이것을 모든 검사 영역에 대하여 반복하고(S1010), 모든 검사 영역에 대한 2차 전자 신호량의 취득과 전기 특성의 추정이 완료된 시점에서 검사를 종료한다.
도 11a 내지 b를 사용해서 기준 모델에 대해서 설명한다. 도 11a에 도시하는 디바이스에서는, 기판(1101) 상에 절연막(1102)을 개재해서 전극(1103)이 형성되어 있다. 이때 전극(1103)이 대전되었을 때의 누설 전류를 나타내는 저항(1104), 용량(1105)이 존재한다고 간주할 수 있으며, 도 11b에 도시하는 모델로 표현하는 것이 가능하다. 서로 병렬 접속된 저항(1104)과 용량(1105)에 대하여, 펄스 전자선 모델(1106) 및 2차 전자 방출 모델(1107)이 접속되어 있다. 펄스 전자선 모델(1106)은, 설정된 시료에 조사하는 펄스 조건(차단 시간을 포함하는 1차 전자선의 조사 조건)에 있어서 1차 전자선으로부터 시료에 입사되는 전하량을 나타낸다. 2차 전자 방출 모델(1107)은, 표면 전위에 의존해서 시료로부터 방출되는 전하량을 나타낸다. 웨이퍼에 조사되는 복수의 펄스 조건을 펄스 전자선 모델(1106)에 설정하고, 시뮬레이션을 행하여, 등가 회로 네트리스트에 있어서, 기준 데이터와 시뮬레이션 결과가 정합하는 저항(1104)의 값, 용량(1105)의 값을 각각, Rp, Cp로서 정한 것이 기준 모델이다.
한편, 도 12a는, 도 11a에 도시한 디바이스에 있어서, 전극(1103)과 절연막(1102)의 계면에 초기 대전 전하(1108)가 포획된 모습을 나타낸다. 이 모습을 반영한 대전 모델을 도 12b, c에 도시한다. 도 12b는 기준 모델의 절연막 용량(1005)과 전극(1103)의 사이에 용량(Cb)을 추가하고, 초기 대전을 용량(Cb)과 용량(Cp)의 사이에 끼워진 전하(Qb)로서 표현하는 모델이다. 도 12c는 기준 모델에 전압원(1110)을 추가하고, 초기 대전을 모의적으로 기판에 바이어스 전압이 인가된 것으로 해서 표현하는 모델이다. 이것이 대전 모델이며, 스텝 S1003에서는 대전 모델 내의 Qb, 또는 바이어스 전압(Vb)을 변수로 해서 2차 전자 신호량의 시뮬레이션을 행하여, 그 결과를 초기 대전 데이터베이스로서 보존한다.
도 13은 도 12b의 대전 모델을 사용해서 작성한 초기 대전 데이터베이스의 일례를 나타내는 것이다. 초기 대전량(Qb1, Qb2 …)에 대하여, 각각 펄스 조건을 IT1, IT2, IT3 …으로 했을 때의 2차 전자 신호(휘도)가 Sb(Qb1, IT1), S(Qb1, IT2) …와 같이 대응지어져서 보존되어 있다.
스텝 S1007에서는 이 중에서 판정용 데이터에 가장 가까운 초기 대전량(Qb)을 선택함으로써, 검사 영역의 초기 대전량(Qb)을 추정한다. 검사 영역의 초기 대전량(Qb)의 값이 정해지면, 검사 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트에 초기 대전량을 나타내는 소자를 추가한 검사 모델에 대해서, 등가 저항(R), 등가 용량(C)을 변수로 해서 시뮬레이션을 행하여, 각 검사점에 대해서 얻어진 2차 전자 신호량과 비교했을 때, 가장 가까운 2차 전자 신호를 부여하는 저항(R), 용량(C)을 검사점에서의 검사 패턴의 저항·용량으로서 구하는 것이 가능하다.
이상과 같이 하여, 실시예 2에서는 복수의 펄스 조건으로부터 초기 대전량을 추정하고, 각 검사점에서의 전기 특성값을 초기 대전의 영향을 고려한 시뮬레이션을 행함으로써, 측정 시의 초기 대전량에 구애되지 않고 전기 특성을 추정하는 것이 가능하게 된다.
100: 전자 현미경 본체
101: 전자총(하전 입자원)
102: 블랭커 103: 조리개
104: 편향기 105: 대물 렌즈
106: 시료 107: 스테이지
108: 시료대 109: 광원
110: 광로 차단기 111: 광로
112: 제어부 113: 검출기
114, 131: 계산 장치 115: 입출력 장치
116: 웨이퍼 카세트 117: 웨이퍼 로더
118: 준비실 119: 시료실
120: 교정 시료 121: 교정 시료대
130: 네트워크 132: 데이터 스토리지
201: 기판 202: 절연막
203: 부유 도체 301, 302, 421, 422: 차단 시간 응답 곡선
311, 312: 충전 시간 응답 곡선
400: 검사 대상 웨이퍼 401, 402: 영역
411, 412: 화상 701: 검사 패턴
702: 검사 영역 703: 광 조사 영역
704: 관련 전극 706: 기판
707: 확산층 708: 절연막
709: 게이트 전극 710: 대전 제어 영역
801: 오차 계산 방법 입력부 802: 초기 대전 오차 역치 입력부
803: 최대 제전 실행수 입력부 804: 제전 시퀀스 설정 입력부
805: 동작 조건 지정부 806: 모드 지정부
807: 가속 전압 지정부 808: 프로브 전류 지정부
809: 배율 지정부 810: 프레임수 지정부
813: 파장 지정부 814: 강도 지정부
815: 조사 시간 지정부 816: 조사 상대 좌표 입력부
901: 초기 대전 분포 표시부 902: 초기 대전 상황 표시부
1101: 기판 1102: 절연막
1103: 전극 1104: 저항
1105: 용량 1106: 펄스 전자선 모델
1107: 2차 전자 방출 모델 1108: 초기 대전 전하
1110: 전압원
102: 블랭커 103: 조리개
104: 편향기 105: 대물 렌즈
106: 시료 107: 스테이지
108: 시료대 109: 광원
110: 광로 차단기 111: 광로
112: 제어부 113: 검출기
114, 131: 계산 장치 115: 입출력 장치
116: 웨이퍼 카세트 117: 웨이퍼 로더
118: 준비실 119: 시료실
120: 교정 시료 121: 교정 시료대
130: 네트워크 132: 데이터 스토리지
201: 기판 202: 절연막
203: 부유 도체 301, 302, 421, 422: 차단 시간 응답 곡선
311, 312: 충전 시간 응답 곡선
400: 검사 대상 웨이퍼 401, 402: 영역
411, 412: 화상 701: 검사 패턴
702: 검사 영역 703: 광 조사 영역
704: 관련 전극 706: 기판
707: 확산층 708: 절연막
709: 게이트 전극 710: 대전 제어 영역
801: 오차 계산 방법 입력부 802: 초기 대전 오차 역치 입력부
803: 최대 제전 실행수 입력부 804: 제전 시퀀스 설정 입력부
805: 동작 조건 지정부 806: 모드 지정부
807: 가속 전압 지정부 808: 프로브 전류 지정부
809: 배율 지정부 810: 프레임수 지정부
813: 파장 지정부 814: 강도 지정부
815: 조사 시간 지정부 816: 조사 상대 좌표 입력부
901: 초기 대전 분포 표시부 902: 초기 대전 상황 표시부
1101: 기판 1102: 절연막
1103: 전극 1104: 저항
1105: 용량 1106: 펄스 전자선 모델
1107: 2차 전자 방출 모델 1108: 초기 대전 전하
1110: 전압원
Claims (14)
- 하전 입자선 장치와 컴퓨터 시스템을 구비하여, 시료의 전기 특성을 검사하는 검사 시스템이며,
상기 시료에는 복수의 검사 영역이 설정되어 있고, 상기 검사 영역에 포함되는 복수의 특정의 검사 패턴 각각에 대하여 검사점이 설정되어 있고,
상기 하전 입자선 장치는,
펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하는 하전 입자 광학계와,
상기 펄스 하전 입자선이 상기 시료에 조사됨으로써 방출되는 2차 하전 입자를 검출하고, 검출한 2차 하전 입자량에 따른 2차 하전 입자 신호를 출력하는 검출계와,
복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하도록 상기 하전 입자 광학계를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 컴퓨터 시스템은,
상기 검사 영역에 포함되는 복수의 상기 검사점마다의, 상기 복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 상기 검사 패턴에 조사해서 얻어진, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 측정 데이터에 기초하여, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 검사 영역에 포함되는 상기 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 판정용 데이터를 구하고,
상기 판정용 데이터와 기준 데이터의 오차가 소정의 역치 이상일 경우에는, 상기 제어부에 대하여 상기 검사 영역의 대전을 제거하는 제전 시퀀스의 실행을 지시하고,
상기 기준 데이터는, 상기 복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 기준 패턴에 조사해서 얻어진, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 기준 패턴으로부터의 상기 2차 하전 입자 신호를 나타내는 데이터이며,
상기 기준 패턴은, 상기 검사 패턴과 동일한 전기 특성을 갖고, 상기 시료의 방전 시상수에 따라서 방출되지 않는 전하에 기인하는 초기 대전을 무시할 수 있는 패턴인, 검사 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 펄스 조건은, 상기 하전 입자 광학계가 상기 펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하지 않고 있는 차단 시간이 다른 조건이거나, 또는, 상기 하전 입자 광학계가 상기 펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하고 나서 상기 검출계의 샘플링 타이밍까지의 충전 시간이 다른 조건인, 검사 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 하전 입자선 장치는, 광을 상기 시료에 조사하는 광학계를 구비하고,
상기 하전 입자선 장치의 상기 제어부는, 상기 컴퓨터 시스템으로부터 상기 제전 시퀀스의 실행 지시를 받아, 소정의 광 조사 조건에서 상기 광을 상기 검사 영역의 광 조사 영역에 조사하도록 상기 광학계를 제어하는, 검사 시스템. - 제3항에 있어서, 상기 광 조사 영역은, 상기 검사 패턴 또는 상기 검사 패턴에 관련된 관련 패턴의 적어도 어느 것을 포함해서 설정되는, 검사 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 하전 입자선 장치의 상기 제어부는, 상기 컴퓨터 시스템으로부터 상기 제전 시퀀스의 실행 지시를 받아, 소정의 하전 입자선 조사 조건에서 상기 검사 영역의 대전 제어 영역을 하전 입자선으로 주사하도록 상기 하전 입자 광학계를 제어하고,
상기 대전 제어 영역은, 상기 검사 영역을 포함해서 설정되는, 검사 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은,
상기 제전 시퀀스를 소정 횟수 실행해도, 상기 판정용 데이터와 상기 기준 데이터의 오차가 소정의 역치 이상일 경우에는, 당해 검사 영역의 검사 결과를 에러로서 출력하는, 검사 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은,
상기 판정용 데이터와 상기 기준 데이터의 오차가 소정의 역치 미만일 경우에는, 상기 검사점마다의 상기 측정 데이터에 기초하여, 당해 검사 영역의 검사 결과로서 상기 검사점에서의 상기 검사 패턴의 전기 특성을 추정하는, 검사 시스템. - 제7항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은,
상기 검사 영역의 검사 결과에, 상기 검사점에서의 상기 검사 패턴의 전기 특성을 추정하기 위해서 사용한 상기 측정 데이터를 취득했을 때의 상기 판정용 데이터와 상기 기준 데이터의 오차를 포함해서 출력하는, 검사 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은,
상기 판정용 데이터를, 상기 검사 영역에서의 상기 검사점마다의 상기 측정 데이터의 평균값으로서 산출하는, 검사 시스템. - 하전 입자선 장치와 컴퓨터 시스템을 구비하여, 시료의 전기 특성을 검사하는 검사 시스템이며,
상기 시료에는 복수의 검사 영역이 설정되어 있고, 상기 검사 영역에 포함되는 복수의 특정 검사 패턴 각각에 대하여 검사점이 설정되어 있고,
상기 하전 입자선 장치는,
펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하는 하전 입자 광학계와,
상기 펄스 하전 입자선이 상기 시료에 조사됨으로써 방출되는 2차 하전 입자를 검출하고, 검출한 2차 하전 입자량에 따른 2차 하전 입자 신호를 출력하는 검출계와,
복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 상기 시료에 조사하도록 상기 하전 입자 광학계를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 컴퓨터 시스템은,
상기 검사 패턴과 동일한 전기 특성을 갖고, 상기 시료의 방전 시상수에 따라서 방출되지 않는 전하에 기인하는 초기 대전을 무시할 수 있는 기준 패턴에, 상기 복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 조사해서 얻어진, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 기준 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 기준 데이터에 정합하도록, 상기 기준 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트의 전기 특성 파라미터를 조정해서 기준 모델을 작성하고,
상기 기준 모델에 상기 초기 대전을 나타내는 소자를 추가한 대전 모델에 대해서, 초기 대전량을 변수로 하여, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 기준 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 시뮬레이션해서 초기 대전 데이터베이스로서 보존하고,
상기 검사 영역에 포함되는 복수의 상기 검사점마다의, 상기 복수의 펄스 조건에서 상기 펄스 하전 입자선을 상기 검사 패턴에 조사해서 얻어진, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 측정 데이터에 기초하여, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 검사 영역에 포함되는 상기 검사 패턴으로부터의 2차 하전 입자 신호를 나타내는 판정용 데이터를 구하고,
상기 판정용 데이터와 상기 초기 대전 데이터베이스를 참조하여, 상기 검사 영역의 초기 대전량을 추정하는, 검사 시스템. - 제10항에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은,
상기 검사 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트에 상기 초기 대전량을 나타내는 소자를 추가한 검사 모델에 대해서, 상기 검사 모델의 전기 특성 파라미터를 변수로 하여, 상기 복수의 펄스 조건에 대응하는 상기 검사 패턴으로부터의 상기 2차 하전 입자 신호를 시뮬레이션하고,
상기 검사점마다의 상기 측정 데이터와 상기 검사 모델에 관한 시뮬레이션 결과를 참조하여, 상기 검사점에서의 상기 검사 패턴의 전기 특성을 추정하는, 검사 시스템. - 제10항에 있어서, 상기 기준 모델은, 상기 기준 패턴의 대전을 표현하는 등가 회로 네트리스트에 대하여, 상기 펄스 조건이 반영되어, 상기 시료에 입사되는 전하량을 나타내는 펄스 하전 입자선 모델과, 상기 시료로부터 방출되는 전하량을 나타내는 2차 하전 입자 방출 모델이 접속된 모델인, 검사 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 대전 모델에 있어서, 상기 초기 대전을 나타내는 소자는, 상기 기준 패턴의 등가 용량을 나타내는 제1 용량과 접속되는 제2 용량이며, 상기 제1 용량과 상기 제2 용량의 사이에, 상기 초기 대전량에 따른 전하가 보유되어 있는, 검사 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 대전 모델에 있어서, 상기 초기 대전을 나타내는 소자는, 상기 초기 대전량에 따른 바이어스 전압을 발생시키는 전압원인, 검사 시스템.
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