WO2007102421A1

WO2007102421A1 - パターン検査システム及びパターン検査方法

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Publication number: WO2007102421A1
Application number: PCT/JP2007/054015
Authority: WO
Inventors: Soichi Shida
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2008-09-06

Abstract

【課題】試料に形成したパターンの検査時間を短縮するとともに、正確な検査をすることのできるパターン検査システム及びパターン検査方法を提供すること。【解決手段】パターン検査システムは相互に通信可能なＣＡＤ装置とパターン測長装置とで構成される。ＣＡＤ装置は、ＣＡＤ記憶部と、情報入力部と、指定された検査対象範囲に含まれるのパターンのパターン設計情報をＣＡＤ記憶部から抽出してセットアップデータを生成するデータ生成部と、ＣＡＤ制御部と、ＣＡＤ通信部とにより構成される。パターン測長装置は、記憶部と、自動測定を行うための自動測定データを生成する自動測定データ生成部と、自動焦点合わせ及びパターンの自動測長を行う測長実行部と、制御部と、通信部とにより構成され、制御部は、測長実行部に前記自動測定データによって指定された範囲の自動焦点合わせを行わせ、その後、パターンの自動測長を行わせる。

Description

明細書

パターン検査システム及びパターン検査方法

技術分野

[0001] 本発明は、パターン検査システム及びパターン検査方法に関し、特に、適切な自動焦点合わせを行うパターン検査システム及びパターン検査方法に関する。

背景技術

[0002] 半導体装置の製造工程において、電子顕微鏡等の電子ビーム装置による試料の観察や、ノターンの検査が行われている。電子ビーム装置による試料の観察や検査では、試料の該当箇所に電子ビームを照射させながら走査して、検出した二次電子等の電子量を輝度に変換して表示装置に画像として表示して、る。

[0003] 従来、試料上に形成したパターンの検査を行うために、設計パターンの位置や形状を表す CAD(Computer Aided Design)データから生成された測定座標データを元にして、オペレータによる寸法測定が行われていた。具体的には、測定座標や測定点形状 (ライン、ホール等）のデータを CADデータ力も生成し、オペレータが測定装置を操作して測定座標位置が視野内に入るように移動させた後、走査型電子顕微鏡 (SEM)の自動焦点合わせを実行していた。その後、測定点を視野の中央に移動させ、 SEM像を取得し、測定する範囲を設定して測定を実行していた。

[0004] このようなパターンの検査にお!、て、 SEMの自動焦点合わせによってユーザの負担が軽減されるが、パターンが正確に測定されるために、適切な自動焦点合わせが行われることが要求される。

[0005] 自動焦点合わせに関する技術として、特許文献 1では、ビーム走査方向がパターンのエッジに直角になるように調整して、自動焦点合わせの精度向上を図る方法が開示されている。

[0006] また、特許文献 2では、焦点合わせの評価を X方向と y方向に分け、試料内のエッジの分布に偏りがあっても合焦点位置を求めることができる方法が開示されている。

[0007] また、特許文献 3では、低倍率画像から焦点合わせ用の部分領域を設定して、焦点合わせに要する時間を短縮する方法が開示されている。 [0008] 上記したように、従来のパターンの検査では、オペレータが試料上の測定座標位置を SEMの視野内に移動させ、その後、自動焦点合わせを実行しているため、試料の検査を行うまでの準備に手間が力かっていた。

[0009] また、自動焦点合わせを行った後、ノターンの寸法測定を行った場合、設計値通りにパターンが形成されていても、あるパターンは実測値が設計値と一致する力別のあるパターンでは実測値が設計値と一致しな、と、う現象が発生して、た。この要因として、自動焦点合わせ力すべてのパターンに対して焦点が合うように焦点合わせがされてヽなヽと、うことが考えられる。

特許文献 1：特開平 5 - 190132号公報

特許文献 2：特開 2000 - 277046号公報

特許文献 3：特開 2005 - 285746号公報

発明の開示

[0010] 本発明は、カゝかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、目的は、試料に形成したパターンの検査時間を短縮するとともに、正確な検査をすることのできるパターン検査システム及びパターン検査方法を提供することである。

[0011] 上記した課題は、相互に通信可能な CAD装置とパターン測長装置とで構成されるパターン検査システムであって、前記 CAD装置は、パターン設計情報が格納された CAD記憶部と、ユーザが指定する情報を入力する情報入力部と、前記パターン設計情報のうち、前記情報入力部を介して指定された検査対象範囲に含まれるパターンのパターン設計情報を CAD記憶部力抽出してセットアップデータを生成するデータ生成部と、前記情報入力部及びデータ生成部を制御する CAD制御部と、前記 CAD制御部により制御され、パターン測長装置と通信接続する CAD通信部とにより構成され、前記パターン測長装置は、自動焦点合わせを行うための測定条件が格納された記憶部と、前記セットアップデータ及び測定条件を基に自動測定を行うための自動測定データを生成する自動測定データ生成部と、自動焦点合わせ及びパターンの自動測長を行う測長実行部と、前記自動測定データ生成部及び測長実行部を制御する制御部と、前記制御部により制御され、 CAD装置と通信接続する通信部とにより構成され、前記制御部は、前記測長実行部に前記自動測定データによって指定された範囲の自動焦点合わせを行わせ、その後、パターンの自動測長を行わせることを特徴とするパターン検査システムにより解決する。

[0012] また、上記したパターン検査システムにお、て、前記制御部は、前記検査対象範囲のうち、電子ビームの走査方向に直角な方向の範囲が予め設定した割合で縮小される範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせてもよいし、前記検査対象範囲にパターンの一部が含まれているとき、該パターンのすべてを含む範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせてもよい。

[0013] また、上記した課題は、 CAD装置がパターン設計情報のうち、指定された検査対象範囲内のパターン設計情報を CAD記憶部力抽出してセットアップデータを生成するステップと、 CAD装置の制御部が前記セットアップデータを、 CAD通信部を介してパターン測長装置に送信するステップと、前記パターン測長装置が前記セットァップデータ及び記憶部に格納された自動焦点合わせを行うための測定条件を基に自動測定を行うための自動測定データを生成するステップと、前記パターン測長装置の制御部が前記自動測定データを基に測長実行部に自動焦点合わせを行わせるステップと、前記自動焦点合わせを行った後、前記制御部が前記自動測定データを基に前記測長実行部に検査対象範囲内のノターンの測長を行わせるステップとを含むことを特徴とするパターン検査方法により解決する。

[0014] 本発明では、試料上に形成したパターンの設計情報を用いて、指定されたパターンの検査対象範囲を対象に自動焦点合わせ (オートフォーカス)を実行するようにしている。これにより、視野内の全範囲を対象に自動焦点合わせをする場合に比べて焦点合わせの時間が短縮される。また、検査をするパターンについて焦点が合うことになり、パターンを正確に測定することができ、検査の精度を高めることができる。

[0015] また、本発明では、指定された検査対象範囲のうち、パターンに応じて自動焦点合わせの対象範囲を規定し、自動焦点合わせを実行するようにしている。例えば、ラインパターンの一部が検査対象範囲として選択された場合には、選択されたラインバターンのすべてが含まれる範囲を自動焦点合わせの範囲としている。これにより、選択されたパターンの全体について焦点が合うことになり、ノターンを精度良く測定することがでさる。

[0016] さらに、本発明では、指定された検査対象範囲のうち、一部に対して自動焦点合わせを実行することもできるようにしている。これにより、同じパターンに対して指定範囲 (検査対象範囲）が異なる場合であっても、パターンが形成されて！、る範囲を自動焦点合わせの対象範囲とすることができ、ノターンを精度良く測定することができる。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、本発明の実施形態で使用されるパターン検査システムの構成図である

[図 2]図 2は、本発明の実施形態で使用される測長実行部の構成図である。

[図 3]図 3 (a)、（b)は、自動測定シーケンスファイルの一例を示す図である。

[図 4]図 4 (a)〜(c)は、合焦度の違いを説明する図である。

[図 5]図 5 (a)、（b)は、パターン形状に依存した自動焦点合わせ範囲を説明する図である。

[図 6]図 6 (a)、（b)は、不適切な指定範囲に対する処理を説明する図である。

[図 7]図 7 (a)〜 (c)は、自動焦点合わせ範囲の指定を説明する図である。

[図 8]図 8は、パターン検査処理のフローチャートである。

[図 9]図 9は、自動焦点合わせ処理のフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

[0019] はじめに、パターン検査システムの構成について説明する。次に、パターン検査システムの動作について説明する。次に、パターン検査システムにおける自動焦点合わせの対象範囲について説明する。最後に、パターン検査システムを用いたパターン検査方法につ!、て説明する。

(パターン検査システムの構成）

図 1は、本実施形態に係るパターン検査システム 100の構成図である。

[0020] パターン検査システム 100は、 CAD装置 200とパターン測長装置 300とに大別される。

[0021] CAD装置 200は、表示部 201と、情報入力部 202と、記憶部（CAD記憶部） 203と、送受信部（CAD通信部） 205と、指定範囲データ生成部（データ生成部） 206及び制御部 204とを含んで、る。

[0022] 表示部 201は、パターンの設計情報 (設計図）を表示する。

[0023] 記憶部 203は、例えばハードディスクで構成され、パターン設計情報 (例えば、バターンの位置や形状、材質を示す情報）が格納されている。パターンの位置は、例えば、試料を 2次元 (x、 y)座標で表したとき、パターンの輪郭を 2次元座標値の集合として表される。

[0024] 指定範囲データ生成部 206では、記憶部 203に格納されているパターン設計情報のうち、検査対象範囲として指定された範囲内に含まれるパターンの設計情報を、セットアップデータとして生成する。また、制御部 204が記憶部 203から読み出してデータ処理を行、、検査対象範囲に該当するパターン設計情報をセットアップデータとして生成して、指定範囲データ生成部 206へ供給してょ、。

[0025] 作成されたセットアップデータは、送受信部 205を介して、パターン測長装置 300 に送信される。

[0026] 制御部 204は、例えばマイクロコンピュータで構成され、検査対象範囲の指定からセットアップデータをパターン測長装置 300に送信するまでの上記各部の処理を制御する。

[0027] 一方、パターン測長装置 300は、送受信部 (通信部） 301と、自動測定データ生成部 302と、表示部 303と、記憶部 304と、測長実行部 400と、信号処理部 307及び制御部 305により構成されている。

[0028] 送受信部 301は CAD装置 200とパターン設計データ等の送受信を行う。

[0029] 記憶部 304は、例えばハードディスクで構成され、パターン形状に応じた自動焦点合わせのための条件を規定した測定テンプレート (測定条件）が格納されて、る。

[0030] 自動測定データ生成部 302は、 CAD装置 200の指定範囲データ生成部 206で作成されたセットアップデータ及び記憶部 304に格納されている測定テンプレートを基に自動測定を行うための自動測定データを生成する。生成する自動測定データは、セットアップデータ及び測定テンプレートから生成可能な、パターンの凹凸形状情報、パターンの厚み情報、各パターンの材質情報、各パターンの 2次元座標情報、を生成してよい。測定テンプレートには、例えば、パターンの形状に応じて、自動焦点合わせを行うために必要な対象範囲が予め設定されている。また、フォトマスクのタイプにより SEM条件、例えば、材質に応じて、照射量を変更する等の条件が含まれている。

[0031] 測長実行部 400は、制御部 305の指示に従って、自動測定データによって指定された範囲について自動焦点合わせを行い、その後、自動測定データによって指定された範囲のパターンの寸法を自動測定する。

[0032] 信号処理部 307は、自動焦点合わせまたは自動測定にお!、て、試料から放出される二次電子を基に画像信号に変換し、表示部 303に試料表面を画像として表示する

[0033] 制御部 305は、 CAD装置 200からセットアップデータを受信してから、自動焦点合わせのためのデータを作成し、自動焦点合わせを行った後、自動測定をするまでの上記各部の処理を制御する。

[0034] 図 2は、測長実行部 400の一例を示した構成図である。測長実行部 400は、電子鏡筒部 15と試料室 16とで構成される。電子鏡筒部 15は、電子銃 1とコンデンサレンズ 2と偏向コイル 3と対物レンズ 4とを有し、試料室 16は、 XYZステージ移動部 5と XY Zステージ 6とを有して!/、る。試料室 16は XYZステージ 6を移動させるためのモータ一 (不図示）、及び試料室 16内を所定の減圧雰囲気に保持するための真空排気ポンプ (不図示）がそれぞれ接続されて、る。

[0035] 電子銃 1から照射された電子ビーム 9をコンデンサレンズ 2、偏向コイル 3、対物レンズ 4を通して XYZステージ 6上の試料 7に照射するようになって!/、る。

[0036] 電子ビーム 9が照射されて試料 7から出た二次電子の量は、シンチレータ等で構成される電子検出器 8によって検出され、信号処理部 307においてその検出量が AD 変^^によってデジタル量に変換され、さらに輝度信号に変換されて表示部 303で表示される。

[0037] 偏向コイル 3の電子偏向量と表示部 303の画像スキャン量は制御部 305によって制御される。

[0038] 制御部 305には、測長を実行するためのプログラムが格納されて、る。また、制御部 305は電子ビーム 9の加速電圧を決定し、電気的に接続されている電子銃 1に対して加速電圧を印加する。

[0039] 以上のように構成されたパターン検査システム 100において、パターンの自動検査は次のようにして行われる。

[0040] まず、ユーザが CAD装置 200の情報入力部 202を介して、検査対象とする範囲を指定する。範囲の指定は、例えば CAD装置 200に用意されている矩形の枠で指定し、指定された範囲は、測定 ROKRegion Of Interest)と呼ぶ。情報入力部 202は、 C AD装置 200に格納されている CADデータにおいて、ユーザが測定したい位置、範囲又はパターン形状の少なくとも 1つを指定してよい。

[0041] 次に、 CAD装置 200のデータ生成部 206は指定された測定 ROIに対応する座標位置データ、測定 ROI内に含まれるパターンの形状、測定 ROI内に含まれる試料の材質のデータを CAD記憶部 203から抽出する。抽出したデータを、セットアップデータとして生成し、 CAD記憶部 203に格納する。なお、セットアップデータは試料の指定範囲を対象とした自動焦点合わせの実行や、パターンの検査に必要な情報が含まれている。例えば、セットアップデータとしては、指定された検査対象範囲の測定座標データ、指定された検査対象範囲に含まれる測定点の形状等がある。測定点の形状としては、ラインパターン、スペースパターン、ホールパターン等がある。

[0042] 次に、 CAD装置 200の制御部 204は、記憶部 203に格納されたセットアップデータを、送受信部 205を介してパターン測長装置 300に送信する。

[0043] なお、 CAD装置 200で生成されたセットアップデータは、パターン測長装置 300の制御部 305が送受信部 301を介してセットアップデータを要求する信号を CAD装置 200に送信した後、 CAD装置 200からセットアップデータを受信するようにしてもよい

[0044] 次に、パターン測長装置 300の制御部 305は、送受信部 301を介して受信したセットアップデータを解析し、パターンの形状情報、材質情報に応じて、記憶部 304に格納されて、る測定テンプレート (測定条件)から自動焦点合わせのための条件を抽出し、自動測定データ生成部 302に自動測定シーケンスファイルを作成させる。

[0045] 自動測定データ生成部 302は、セットアップデータ力ユーザによって指定された測定範囲内のパターンを抽出し、ユーザが指定した測定範囲よりも狭ぐかつ、バターンのエッジを含む範囲を自動焦点合わせの対象範囲とする。

[0046] 図 3は自動測定シーケンスファイルの一部の概念図である。自動測定シーケンスフアイルは、ユーザが指定した検査対象範囲の座標 (指定範囲座標）、指定した範囲内のパターンの形状 (指定範囲パターン形状)、パターン形状に応じた自動焦点合わせのための対象範囲等が含まれる。

[0047] 図 3 (a)は、ユーザが指定した検査対象範囲と異なる範囲を自動焦点合わせの範囲とする場合であって、ユーザが所定のパターンにつ、て予め設定した場合である。図 3 (a)では、ユーザが設定した条件がユーザ設定対象範囲条件として設定され、例えば、指定範囲の何％を自動焦点合わせの対象範囲とするかが指定される。

[0048] 図 3 (b)は、ユーザが指定した検査対象範囲と異なる範囲を自動焦点合わせの対象範囲とする場合であって、所定のパターンにつ、て予め対象範囲が決められて!/ヽる場合である。図 3 (b)では、予め決められた対象範囲がパターン固有対象範囲条件として設定され、例えば、ラインパターンの一部が選択された場合であっても、ラインパターンのすべてを対象範囲とするように指定される。

[0049] 次に、制御部 305は、自動測定データ生成部 302で生成した自動測定シーケンスファイルを読み取り、測定点を視野の中央に移動させる。測定点を視野の中央に移動させるには、測定点の座標値を CAD装置 200の記憶部 203から抽出し、その座標値が視野の中央になるように XYZステージ 6を移動する。また、座標値がずれてパターンが形成される場合もあるため、測定点を視野の中央に移動させる際に、 CAD データのテンプレート画像とパターンマッチングをして位置を合わせるようにしても良い。

[0050] なお、 CADデータのテンプレート画像は、指定された検査対象範囲に含まれるパターンの画像であり、 CAD装置 200のデータ生成部 206によって、セットアップデータを生成する際に作成される。

[0051] 測定点を視野の中央に移動させた後、制御部 305は自動測定シーケンスファイルに定義された条件に基づいて、測長実行部 400に、指定された範囲について自動焦点合わせを実行させる。 [0052] 自動焦点合わせは例えば次のようにして行う。対物レンズ 4の励磁を段階的に変化させ、各段階ごとに試料の対象範囲を電子ビームを照射しながら走査する。検出器 8 によって 2次電子を検出し、各励磁状態ごとに検出信号力焦点合わせの程度を表す情報を求める。焦点合わせの程度を表す情報としては、変化量の絶対値の積算値 (合焦度）を用いる。例えば、試料上の全体のエッジ強度値を合計した値または平均値が合焦度として採用される。各励磁状態で得た合焦度を比較し、最大の合焦度のときの励磁状態を焦点が合った位置と判断する。なお、エッジ強度値は、例えば 2次電子検出信号を基に得られる画像信号に微分フィルタをかけることによって得られる

[0053] 図 4は合焦度によって画像信号が異なる例を示している。図 4 (a)に示すようなラインパターン 41に対して、画像の焦点が合っている場合は、図 4 (b)に示すように境界部分 42のエッジが急峻に立ち上がり、焦点が合っていない場合は、図 4 (c)に示すように境界部分 43のエッジの立ち上がりが緩やかになる。焦点が合っている図 4 (b)の場合のエッジ強度値は大きぐ焦点が合って、ない図 4 (c)のエッジ強度値は小さくなる。

[0054] 次に、パターン測長装置 300の制御部 305は、測長実行部 400に、ユーザが指定した範囲のパターンの自動測長を行わせる。

[0055] 以上説明したように、ユーザは CAD装置 200を用いて容易に検査対象範囲を指定することができ、ユーザ自身がパターン測長装置 300を操作して測長位置を合わせる手間を省くことができる。また、ユーザが指定した検査対象範囲よりも狭ぐかつ、検査対象範囲内のパターンのエッジを含む範囲を対象に自動焦点合わせを行うため、視野内の全範囲を対象に自動焦点合わせする場合に比べて焦点合わせの時間が短縮される。また、測定対象のパターンに焦点が合うため、パターンの検査を精度良く行うことができる。

(パターン検査システムにおける自動焦点合わせの対象範囲）

本実施形態では、基本的に、ユーザが指定した検査対象範囲内のパターンのエツジを含み、検査対象範囲より狭!、範囲を対象に自動焦点合わせを行うようにしてヽる。そのため、試料の視野内の全範囲を対象として自動焦点合わせをする場合に比べ、精度を向上させることができる。

[0056] しかし、ユーザが CAD装置 200を用いて指定する検査対象範囲が、最適な範囲であるとは限らない。例えば、検査したいパターンがドットパターンやホールパターンのように電子ビームの走査方向に対して直角方向のエッジが途中で切れてしまう場合は、エッジが存在しない範囲も含まれるため、最適な合焦位置が得られなくなつてしまつ。

[0057] また、検査した!/、パターンがラインパターンの場合であって、電子ビームの走査方向に対して直角方向のエッジが途中力斜めになる場合も、ラインパターンのエッジが電子ビームの走査方向と直角にならない範囲が含まれるため、最適な合焦位置が得られなくなってしまう。

[0058] そこで、選択されたパターンの形状によって自動焦点合わせの対象範囲を設定するようにしている。以下に、（1)パターンの一部が選択された場合、及び（2)指定範囲が不適切な場合の処理につ!、て説明する。

(1)パターンの一部が選択された場合

ラインを指定する際にラインのすべてが含まれるように指定することはユーザに負担がかかる。そこで、ラインパターンの場合には、その一部を指定することによって、ラインパターン全体の測長を行うようにしている。ラインパターン全体を測長するとき、指定された部分だけを対象に自動焦点合わせをすると、そのラインパターンの自動焦点合わせの対象とならな力つた部分が最適に焦点合わせがされるとは限らず、指定されて、な、部分の測長値が不正確になる可能性がある。

[0059] 図 5はラインパターンの一部が選択された場合の処理を説明している。図 5 (a)に示すように、ラインパターン 51の一部が測定 ROI52として選択されたとする。この場合、図 5 (b)に示すように、自動焦点合わせの範囲 54は、そのラインパターン 51の全範囲が含まれるように設定される。このように自動焦点合わせの範囲を調整することにより、ラインパターン全体の焦点が合い、正確な測長が行われる。

[0060] なお、上記の条件は、パターン測長装置 300の記憶部 304に格納された測定テンプレート (測定条件）に定義される。

(2)指定範囲が不適切な場合本実施形態では、同一のパターンに対して測定 ROIの指定範囲が異なった場合であっても測定精度に変動が生じないようにしている。図 6を参照して、測定 ROIの指定範囲が適切な場合及び不適切な場合の処理について説明する。なお、図 6においては、測定 ROIで指定された範囲を焦点合わせの対象範囲として説明する。

[0061] 図 6 (a)は、指定範囲が適切な場合を示して!/、る。図 6 (a)のようにホールパターン 6 0に対して検査対象範囲を測定 ROI61のように指定した場合、自動焦点合わせのための対象範囲は、走査方向に直角な方向（y方向）の距離が h+ « 1 + « 2となる。ここで、 α ΐ及び α 2は小さい値であり、ほぼ測定対象を選択したものとする。この場合には、エッジ強度はほぼ測定対象のパターンのエッジ強度となり、適切に焦点を合わせることが可能となる。

[0062] 一方、図 6 (b)のように、同じ測定対象パターン 60に対して、測定 ROI62の範囲を大きく指定した場合、自動焦点合わせのための対象範囲は、 y方向の距離が h+ β 1 + β 2となる。この場合には、エッジ強度はエッジの存在しない j8 1及び j8 2の部分も含めて平均されるため、図 6 (a)に示した測定 ROI61に比べてエッジ強度の値が小さくなる。このため、最適な焦点位置力のずれが大きぐ測定結果の誤差が大きくなる

[0063] そこで、予め、測定 ROI (検査対象範囲）のうちの何割の範囲を自動焦点合わせの対象とするかを設定しておく。具体的には、測定 ROIの y方向の長さの何％を、自動焦点合わせを実施するための走査範囲とするかを決めておく。例えば、測定 ROIの y 方向の長さの 30%を対象範囲とすると、図 6 (a)の場合は、 y方向の距離が h'となり、図 6 (b)の場合は y方向の距離が h"となる。よって、図 6 (a)の場合であっても、図 6 (b )の場合であっても共にパターンの部分が自動焦点合わせの範囲となり、観察対象としたパターンについて自動焦点合わせを行うことになる。これにより、同一の測定パターンに対して測定 ROIの範囲指定が異なっていても、自動焦点合わせは同じ条件で行われるので、測定結果に変動を生じることが無くなる。

[0064] 図 7は、ラインパターンの終端が走査方向に平行になっていない場合の例を示している。すなわち、図 7 (a)のラインパターン 70の左側のエッジの長さが L1であり、右側のエッジの長さが L2となっている。このようなラインパターンについては、図 5で説明したラインパターンの場合と異なり、ラインパターンの一部が検査対象範囲として選択された場合に、電子ビームの走査方向に直角な範囲（ラインパターン 70では、左側のエッジと右側のエッジが平行な部分)を自動焦点合わせの対象範囲として、る。ラインパターン 70の全範囲を自動焦点合わせの範囲とすると、走査方向に直角になつていないエッジの範囲も走査することになり、適切な合焦位置が求められなくなるからである。

[0065] 図 7 (a)のラインパターン 70に対して、検査対象範囲を測定 ROI71のように指定した場合、 72の破線で示される範囲が自動焦点合わせの対象範囲となる。この場合、ラインパターン以外の部分も含まれるため、適切な焦点合わせが行われるとは限らない。

[0066] そこで、図 6のホールパターンの場合と同様に、測定 ROIの y方向の長さの何％を、自動焦点合わせを実施するための対象範囲とするかを決めておく。例えば、測定 R OIの y方向の長さの 30%を対象範囲とすると、図 7 (c)に示すように y方向の対象範囲が L3となる。よって、パターンが含まれる部分だけが自動焦点合わせの対象範囲となり、観察対象としたパターンについて自動焦点合わせを行うことになる。

[0067] このように、指定された検査対象範囲のうちの何割を自動焦点合わせの対象範囲とする力を予め規定することにより、検査対象範囲が正確に指定されない場合であっても、パターンが形成されて、る範囲を自動焦点合わせの対象範囲とすることができ、適切な自動焦点合わせを行うことができる。これにより、測長の精度が向上し、パターンの検査の精度を向上させることが可能となる。

(パターン検査方法）

次に、本実施形態のパターン検査システム 100を用いてパターンを検査する方法について図 8及び図 9のフローチャートを用いて説明する。

[0068] 図 8は、パターン検査システム 100を用いてパターンを検査する方法の全体の流れについて示したフローチャートであり、図 9は、自動測定データに基づき自動焦点合わせを行う処理を示したフローチャートである。

[0069] まず、ステップ S 11において、パターン測長装置 300は CAD装置 200からユーザの指定した測定範囲に対応した指定範囲データを取得する。この指定範囲データには、指定範囲の座標値や、測定箇所のパターン形状が含まれている。

[0070] 次に、ステップ S12において、パターン形状のうち焦点合わせを行うための対象範囲を決定する。ステップ S 11で指定された範囲内にパターン形状の全体が含まれる場合や、パターン形状の一部が含まれる場合がある。それぞれの場合について、対象範囲を決定する。

[0071] 次に、ステップ S13において、自動測定データ生成部 302は、ステップ S12で取得した自動焦点合わせの対象範囲を自動測定シーケンスファイルに設定する。

[0072] 次のステップ S 14では、制御部 305がステップ S 13で作成された自動測定シーケンスファイルを読み込み、測長実行部 400に自動焦点合わせを実行させる。

[0073] ステップ S14で指定範囲の自動焦点合わせが行われた後、次のステップ S15で、指定された範囲のパターンの寸法測定を自動的に行、、パターンの検査を実行する

[0074] 次に、図 9のフローチャートに従って、自動焦点合わせ処理について説明する。

[0075] まず、ステップ S21では、自動測定データ力もパターンの形状を取得する。

[0076] 次のステップ S22では、取得したパターンがホールパターンやドットパターンの BO

Xパターンか否かを判定する。 BOXパターンであると判定された場合は、ステップ S2

3に移行する。

[0077] ステップ S23では、自動焦点合わせのための対象範囲にユーザが範囲指定したものと異なる条件が付加されている力否かを判定する。特定の条件が付加されていれば、ステップ S24に移行し、条件に従って自動焦点合わせを行う。対象範囲に特定の条件が付加されて、なければ、ユーザが指定した範囲につ!、て自動焦点合わせを行う。

[0078] ステップ S22において、取得したパターンが BOXパターンでないと判定された場合、次のステップ S26においてパターンがラインパターンに該当するパターンか否かを判定する。ラインパターンに該当するパターンとは、図 5 (a)に示したラインパターン 5 1だけでなぐ例えば、図 7に示したようなラインの一部が変形したパターン 70が含まれる。ラインパターンに該当すると判定された場合は、次のステップ S27に移行し、自動焦点合わせのための対象範囲にユーザが範囲指定したものと異なる条件が付カロされている力否かを判定する。特定の条件が付加されていれば、ステップ S28に移行し、条件に従って自動焦点合わせを行う。対象範囲に特定の条件が付加されていなければ、ステップ S29に移行する。

[0079] ステップ S29では、ラインパターンに該当するパターンの全範囲含む範囲について自動焦点合わせを行う。

[0080] ステップ S26において、取得したパターンがラインパターンに該当しないと判定された場合は、ステップ S30に移行し、ユーザの指定した範囲について自動焦点合わせを行う。

[0081] 以上説明したように、本実施形態のパターン検査システムを用いたパターン検査方法では、パターンの検査に先立って、検査する試料上の範囲 (検査対象範囲）を指定している。この指定した範囲内のパターンのエッジを含む範囲について自動焦点合わせを実行するようにしているため、焦点合わせの時間を短縮することができる。また、検査対象のパターンに焦点を合わせることができるため、検査しょうとするパターンを精度良く検査することが可能となる。

[0082] また、検査対象範囲内のパターンの形状によって調整した範囲について自動焦点合わせを行うようにしている。これにより、適切な自動焦点合わせを行うことができ、パターンの検査の精度を向上させることが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 相互に通信可能な CAD装置とパターン測長装置とで構成されるパターン検査システムであって、

前記 CAD装置は、

パターン設計情報が格納された CAD記憶部と、

ユーザが指定する情報を入力する情報入力部と、

前記パターン設計情報のうち、前記情報入力部を介して指定された検査対象範囲に含まれるパターンのパターン設計情報を CAD記憶部力抽出してセットアップデータを生成するデータ生成部と、

前記情報入力部及びデータ生成部を制御する CAD制御部と、

前記 CAD制御部により制御され、パターン測長装置と通信接続する CAD通信部とにより構成され、

前記パターン測長装置は、

自動焦点合わせを行うための測定条件が格納された記憶部と、

前記セットアップデータ及び測定条件を基に自動測定を行うための自動測定データを生成する自動測定データ生成部と、

自動焦点合わせ及びパターンの自動測長を行う測長実行部と、

前記自動測定データ生成部及び測長実行部を制御する制御部と、

前記制御部により制御され、 CAD装置と通信接続する通信部とにより構成され、前記制御部は、前記測長実行部に前記自動測定データによって指定された範囲の自動焦点合わせを行わせ、その後、パターンの自動測長を行わせることを特徴とするパターン検査システム。

[2] 前記自動測定データ生成部は、前記セットアップデータから前記検査対象範囲内のパターンを抽出し、当該パターンのうちエッジが含まれ、かつ、当該検査対象範囲よりも狭!、範囲を自動焦点合わせの対象範囲とすることを特徴とする請求項 1に記載のパターン検査システム。

[3] 前記パターン設計情報は、少なくとも、パターンの座標、パターンの形状、パターンの材質のうちのいずれかであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載のパターン検查システム。

[4] 前記制御部は、前記検査対象範囲のうち、電子ビームの走査方向に直角な方向の範囲が予め設定した割合で縮小される範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載のパターン検査システム。

[5] 前記制御部は、前記検査対象範隨こパターンの一部が含まれているとき、該パターンのすベてを含む範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載のパターン検查システム。

[6] 前記制御部は、前記検査対象範隨こパターンの一部が含まれているとき、該パターンのうち、電子ビームの走査方向に直角な方向の 2つのエッジが平行な範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載のパターン検査システム。

[7] CAD装置力 Sパターン設計情報のうち、指定された検査対象範囲内のパターン設計情報を CAD記憶部力抽出してセットアップデータを生成するステップと、

CAD装置の制御部が前記セットアップデータを、 CAD通信部を介してパターン測長装置に送信するステップと、

前記パターン測長装置が前記セットアップデータ及び記憶部に格納された自動焦点合わせを行うための測定条件を基に自動測定を行うための自動測定データを生成するステップと、

前記パターン測長装置の制御部が前記自動測定データを基に測長実行部に自動焦点合わせを行わせるステップと、

前記自動焦点合わせを行った後、前記制御部が前記自動測定データを基に前記測長実行部に検査対象範囲内のパターンの測長を行わせるステップと

を含むことを特徴とするパターン検査方法。

[8] 前記自動測定データを生成するステップにお、て、

前記セットアップデータ力も前記検査対象範囲内のパターンを抽出し、当該パターンのうちエッジが含まれ、かつ、当該検査対象範囲よりも狭い範囲を自動焦点合わせの対象範囲とするステップを含むことを特徴とする請求項 7に記載のパターン検査方法。

[9] 前記パターン設計情報は、少なくとも、パターンの座標、パターンの形状、パターンの材質のうちのいずれかであることを特徴とする請求項 7に記載のパターン検査方法

[10] 前記制御部は、前記検査対象範囲のうち、電子ビームの走査方向に直角な方向の範囲が予め設定した割合で縮小される範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 7から 9のいずれか一項に記載のパターン検査方法。

[11] 前記制御部は、前記検査対象範隨こパターンの一部が含まれているとき、該パターンのすベてを含む範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 7から 9のいずれか一項に記載のパターン検査方法。

[12] 前記制御部は、前記検査対象範隨こパターンの一部が含まれているとき、該パターンのうち、電子ビームの走査方向に直角な方向の 2つのエッジが平行な範囲を自動焦点合わせの対象として前記測長実行部に自動焦点合わせを行わせることを特徴とする請求項 7から 9のいずれか一項に記載のパターン検査方法。