WO2024069737A1 - 検査方法および荷電粒子線装置 - Google Patents

検査方法および荷電粒子線装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2024069737A1
WO2024069737A1 PCT/JP2022/035887 JP2022035887W WO2024069737A1 WO 2024069737 A1 WO2024069737 A1 WO 2024069737A1 JP 2022035887 W JP2022035887 W JP 2022035887W WO 2024069737 A1 WO2024069737 A1 WO 2024069737A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
region
charged particle
sample
secondary electron
particle beam
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035887
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
美南 内保
哲 高田
慎 榊原
将太 三次
保宏 白崎
夏規 津野
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立ハイテク filed Critical 株式会社日立ハイテク
Priority to PCT/JP2022/035887 priority Critical patent/WO2024069737A1/ja
Publication of WO2024069737A1 publication Critical patent/WO2024069737A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam device that irradiates a sample with a charged particle beam, and in particular to an inspection method and charged particle beam device that inspects the electrical and material properties of a sample.
  • Voltage contrast is a contrast that reflects the difference in the surface potential of a sample, and reflects the conductivity of the sample.
  • a technology that uses this voltage contrast method to inspect electrical characteristic defects in semiconductor devices has been put to practical use.
  • defective parts are identified using the difference in brightness of the pattern in the SEM image.
  • brightness refers to the degree of brightness of the image or pixel signal acquired by the charged particle beam device, and is also called lightness.
  • Patent Document 1 discloses a method of setting an area for analyzing brightness in a sample containing multiple patterns, and improving the detection sensitivity of electrical characteristic defects.
  • the brightness of an SEM image depends on the amount of secondary electrons emitted from the sample, and the amount of secondary electrons emitted depends on the material.
  • the material of the pattern for evaluating conductivity is often metal or semiconductor, and these materials generally emit a small amount of secondary electrons. For this reason, the brightness of metal and semiconductor patterns is low, and the change in brightness in response to changes in potential is also small, making it difficult to detect electrical property defects with high sensitivity.
  • the present invention was made to solve these problems, and aims to provide a technology that can inspect the electrical and material properties of patterns made of metals or semiconductors with high sensitivity.
  • An inspection method is an inspection method for inspecting the electrical characteristics of a pattern formed in a dielectric region of a sample, in which a charged particle beam is scanned over the sample to obtain a secondary electron image, a feature value is calculated based on the luminance value of a third region in the secondary electron image that is brighter than the second region and that extends toward the first region from the boundary between a first region corresponding to the dielectric region and a second region corresponding to the pattern, and the electrical characteristics of the pattern are inspected based on the feature value.
  • FIG. 1 is an example of a pattern of an observation sample.
  • FIG. 2 is a SEM image (schematic diagram) of the pattern shown in FIG. 1 .
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a mechanism by which a third region is generated; 1 is a flowchart illustrating an example of an inspection method.
  • 1 is an example of an SE image (schematic diagram).
  • 1 is an example of a BSE image (schematic diagram).
  • 1 is a brightness profile of a BSE image.
  • a first region and a second region are extracted from a BSE image.
  • 13 is an example of an extraction of a third region. 13 is an example in which an SE image and a third region are superimposed and displayed.
  • 1 is an example of the configuration of a charged particle beam device according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is an example of a GUI.
  • 13 is an example of a method for displaying the test results.
  • 13 is an example of a method for displaying the test results.
  • 11 is a flowchart showing an example of a method for determining an electron beam condition.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a method of determining electron beam conditions by changing focusing conditions.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a method of determining electron beam conditions by changing focusing conditions.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a method of determining electron beam conditions by changing focusing conditions.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a method of determining electron beam conditions by changing focusing conditions.
  • 13 is an example of the configuration of a charged particle beam device according to a third embodiment.
  • 11A and 11B are examples of SE images (schematic diagrams) acquired under different on-off conditions of an electron beam.
  • 13A and 13B are diagrams for explaining a method of extracting a third region segmentation from SE images (schematic diagrams) acquired under different on-off conditions of an electron beam.
  • 13 is an example of a method for displaying the test results.
  • 13 is an example of the configuration of a charged particle beam device according to a fourth embodiment.
  • 11 shows examples of SE images (schematic diagrams) acquired under different light irradiation conditions.
  • 13A to 13C are diagrams for explaining a method of extracting a third region segmentation from SE images (schematic diagrams) acquired under different light irradiation conditions.
  • 13 is an example of a method for displaying the test results.
  • Semiconductor devices are composed of conductive metal or semiconductor patterns and electrically insulated dielectric regions.
  • the boundary of the dielectric region in contact with the metal or semiconductor pattern is at the same potential as the pattern, so a potential gradient is generated in the dielectric region.
  • the potential of the pattern is also reflected in the dielectric region in contact with the metal or semiconductor pattern.
  • dielectrics emit more secondary electrons than metals or semiconductors, and are also highly sensitive to potential. Therefore, when inspecting the electrical properties of metal or semiconductor patterns, the sensitivity of the electrical property inspection can be increased by analyzing the change in brightness of the dielectric region in contact with the metal or semiconductor pattern.
  • FIG. 1 shows an example of a sample pattern to be inspected.
  • a normal pattern 100N and a defective pattern 100D are shown in cross-sectional views and top views, respectively.
  • the cross-sectional views show the cross sections taken along line AA' in the top views.
  • a contact plug 102 made of tungsten is formed so as to be surrounded by an interlayer film 101 on which SiO 2 is formed.
  • the contact plug 102 is connected to the lower wiring 103, whereas in the defective pattern 100D, the contact plug 102 is not connected to the lower wiring 103, resulting in an electrical connection failure.
  • FIG. 2 shows SEM images (secondary electron (SE) images) 110N, 110D obtained for normal pattern 100N and defective pattern 100D, along with cross-sectional views.
  • Normal pattern 100N and defective pattern 100D are the same as those shown in FIG. 1.
  • the first region 111 indicating the interlayer film 101 and the second region indicating the contact plug 102 can be identified.
  • the third region 113 there is a region with a higher brightness than the second region 112, which is called the third region 113.
  • the third region 113 As can be seen by comparing with the cross-sectional view, there is no actual pattern corresponding to the third region 113.
  • pass/fail judgment is determined by the difference in brightness. Therefore, the greater the difference in brightness between pass/fail, the higher the defect detection sensitivity.
  • the brightness of the second region 112 in the SEM image 110D of the defective pattern is only slightly lower than the brightness of the second region 112 in the SEM image 110N of the normal pattern, so it is difficult to detect this difference and determine whether the pattern is good or bad.
  • the brightness of the third region 113 in the SEM image 110D of the defective pattern is significantly reduced compared to the brightness of the third region 113 in the SEM image 110N of the normal pattern.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view, brightness distribution, and potential distribution for each of the normal pattern 100N and the defective pattern 100D.
  • the contact plug 102 is electrically connected to the lower wiring 103 and is not charged, so its potential is low.
  • the interlayer film 101 which is a dielectric, becomes high in potential due to charging by the electron beam.
  • a potential gradient occurs in the interlayer film 101 as it moves away from the contact plug 102.
  • the region where this potential gradient occurs is the third region 113.
  • the magnitude of the potential gradient occurring in the interlayer film 101 depends on the potential of the contact plug 102.
  • the contact plug 102 is not in contact with the lower wiring 103 and is therefore electrically floating.
  • the interlayer film 101 which is a dielectric, has a high potential due to charging, just as in the case of the normal pattern 100N.
  • the potential of the contact plug 102 also rises due to the charging of the interlayer film 101.
  • the principle of defect inspection based on the difference in SEM brightness distribution reflecting the difference in potential distribution will be described.
  • the amount of secondary electrons emitted from tungsten which is the material of a general contact plug 102, is low. Therefore, the amount of emission hardly changes depending on the difference in potential of the contact plug 102, so the change in brightness of the obtained SEM image is also small. Therefore, the difference in brightness between the second region 112 of the SEM image 110N of the normal pattern and the second region 112 of the SEM image 110D of the defective pattern is small, and the detection sensitivity is low.
  • SiO 2 which is the material of the interlayer film 101, emits a high amount of secondary electrons, and the amount of emission changes greatly depending on the difference in potential.
  • the magnitude of the potential gradient of the interlayer film 101 that appears as the third region 113 reflects the difference in potential of the contact plug 102. Therefore, by analyzing the difference in brightness of the third region 113, it is possible to inspect the electrical characteristics of the contact plug 102 with high sensitivity.
  • Step 100 The electron beam is irradiated onto the sample according to the electron beam conditions (charged particle beam conditions) set by the user.
  • Step 101 Secondary electrons emitted from the sample 8 by the electron beam irradiation are detected by the electron detector 5 and imaged.
  • the SEM image imaged based on the detection signal of the secondary electrons is called an SE image.
  • An example of an SE image (schematic diagram) is shown in FIG. 5A.
  • Step 102 The structural information corresponding to the SE image 200 (FIG. 5A) is referred to from the region storage unit 38, and the first region and the second region of the SE image 200 are extracted.
  • the first region is a region occupied by a dielectric such as an interlayer film
  • the second region is a region occupied by a conductor or semiconductor such as a contact plug.
  • a BSE image is used as structural information used for extraction.
  • a BSE image backscattered electron image
  • SEM image imaged based on a detection signal of BSE backscattered electrons, reflected electrons.
  • An example (schematic diagram) of a BSE image used for region extraction is shown in FIG. 5B.
  • a BSE image acquired by the BSE detector at the same time as the SE image 200 when Step 101 is executed may be used, or a BSE image acquired separately may be used. Since the BSE emission rate of semiconductors and conductors is higher than that of dielectrics, the contact plug is displayed brighter in the BSE image than the interlayer film, and the difference in material can be clearly observed, so that it is easy to determine the boundary between the interlayer film (dielectric region) and the contact plug (conductor or semiconductor pattern). Therefore, as shown in Fig. 5C, the bright frequency distribution is set as the second region and the dark frequency distribution is set as the first region from the brightness profile of the BSE image 210. In this way, the boundary between the first region and the second region (the outline of the contact plug) is extracted as shown in Fig. 5D. In this example, contact plugs 201 and 202 with different shapes are extracted within the same field of view.
  • X-ray images that can distinguish between different material types may be used, or CAD data may be used.
  • the user may specify any region from the acquired SE image.
  • Step 103 In Step 103, based on the first and second regions extracted in Step 102, a third region (a region where a potential gradient occurs in the dielectric region (first region)) is set in the image (SE image) acquired in Step 101.
  • FIG. 6A shows the extraction results of the third regions 203 and 204 extracted based on the first and second regions extracted in Step 102.
  • the third region can be defined to have a width of 10 pixels on the inside (second region side) and 20 pixels on the outside (first region side) from the boundary between the first and second regions shown in FIG. 5D.
  • the third region is defined to include a certain amount of the inside of the boundary specified by the structural information. For this reason, as shown in Fig. 6B, it is preferable to display the SE image 200 (see Fig. 5A) and the defined third regions 203, 204 (see Fig. 6A) in a superimposed manner, so that the user can check whether the third region defined based on the structural information actually covers the bright region of the SE image appropriately. In this way, the user can adjust the definition of the third region on the superimposed image, so that an appropriate third region can be extracted reliably.
  • the size of the third region may be specified in pixels or in actual dimensions.
  • the size of the third region can be defined separately. That is, for contact plug 201 and contact plug 202, different pixel sizes inside and outside the boundary can be defined as the third region. If the shape or material of the contact plug differs, the potential gradient generated in the interlayer film also differs, so it is preferable to define the third region for each contact plug with a different shape or material. It is preferable to automatically classify the second regions based on the brightness value of the BSE image, the brightness difference of the SE image, material differences based on the X-rays emitted during electron beam irradiation, CAD data, etc., or differences in the area and peripheral size of the SEM image, and define the third region for each classification.
  • Step 104 From the SE image acquired in Step 101, the brightness value of the third region defined in Step 103 is extracted.
  • Figure 7A shows the device configuration of a charged particle beam device (electron beam device) 1, which is an inspection device.
  • the charged particle beam device 1 is equipped with a charged particle optical system (electron optical system), a stage mechanism system, a beam control system, an image processing system, and an input/output system.
  • the charged particle optical system includes an electron gun 2, a deflector 3, an electron lens 4, and an electron detector 5.
  • the stage mechanism system includes an XYZ stage (sample stage) 6 on which a sample 8 to be inspected is placed.
  • the inside of a housing 9 is controlled to a high vacuum, and the charged particle optical system and the stage mechanism system are installed.
  • the beam control system includes a charged particle beam control unit 30, a charged particle beam output unit 31, a charged particle beam scanning unit 32, a charged particle beam focusing unit 33, and a detection unit 34.
  • the image processing system includes an image generation unit 35, an area storage unit 38, an area extraction unit 39, and a feature extraction unit 40.
  • the input/output system includes an observation condition setting unit 36 and an input/display unit 37, which further includes a condition input unit 41 and an image display unit 42.
  • the observation condition setting unit 36 writes and controls control values to the charged particle beam control unit 30 based on the observation conditions of the electron beam set by the condition input unit 41. In accordance with the written control values, the electron gun 2, deflector 3, electron lens 4, and electron detector 5 are controlled by set operations via the charged particle beam output unit 31, charged particle beam scanning unit 32, charged particle beam focusing unit 33, and detection unit 34.
  • the information processing device 10 includes a processor (CPU) 11, a memory 12, a storage device 13, an input/output port 14, a network interface 15, and a bus 16 as shown in FIG. 7B.
  • the processor 11 functions as a functional unit that provides a predetermined function by executing processing according to a program loaded in the memory 12.
  • the storage device 13 stores data and programs used in the functional units.
  • a non-volatile storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) is used.
  • the input/output port 14 is connected to input devices such as a keyboard and a pointing device and output devices such as a display (display device) (collectively referred to as input/output devices), and executes the exchange of signals between the information processing device 10 and the input/output devices.
  • the network interface 15 enables communication with other information processing devices via a network. These components of the information processing device 10 are connected to each other so that they can communicate with each other via the bus 16.
  • the electron beam accelerated by the electron gun 2 is focused by the electron lens 4 and irradiated onto the sample 8.
  • the electron lens 4 controls the spot size of the electron beam focused on the sample surface.
  • the irradiation position and irradiation range (ex. magnification) on the sample are controlled by the deflector 3.
  • the electron beam is controlled by the electron beam conditions of acceleration voltage, irradiation current, irradiation position, magnification, irradiation range, and focus size set in the observation condition setting unit 36. Electrons emitted from the sample 8 by electron beam irradiation are detected by the electron detector 5 and become detection signals, which are then imaged by the image generation unit 35.
  • the area storage unit 38 stores structural information of the sample being observed (such as the size and material of the conductor or semiconductor pattern).
  • the pattern data of the sample may be input and saved from an SEM image, or CAD data may be input from an external device and saved. Furthermore, an SEM image may be captured and specified by the user.
  • the region extraction unit 39 extracts the first and second regions from the SEM image (SE image) generated by the image generation unit 35 and the structural information in the region storage unit 38, and extracts the third region according to the region size setting value of the third region set by the condition input unit 41.
  • the feature extraction unit 40 extracts the brightness of the third region extracted by the region extraction unit 39 from the SEM image and outputs it to the input/display unit 37.
  • Figure 8 shows an example of a GUI output to a display device.
  • basic observation conditions such as acceleration voltage, irradiation current, scanning speed, magnification, and focus size can be set.
  • the observed SEM image is displayed on the image display section 301.
  • the pull-down menu it is possible to select and display the acquired SEM image, such as an SE image derived from a secondary electron signal or a BSE image derived from BSE.
  • the region setting unit 320 separates the acquired SE image into a first region and a second region, and sets conditions for extracting the third region.
  • Structural information for extracting the first region and the second region is read into the region selection unit 321.
  • a BSE image acquired at the same time as acquiring a secondary electron image in the image display unit 301 is used as structural information.
  • the first region and the second region are extracted from the BSE image displayed in the region selection unit 321. It is assumed that the boundary extraction between the first region and the second region is performed automatically from the brightness profile of the BSE image, but the first region and the second region may also be separated manually from the manual setting unit 325.
  • the range of the third region is set by the range region setting unit 323, with the regions inside and outside the boundary. In this example, it is set by the pixel size from the boundary. Note that, when there are plugs (second regions) of different sizes or plugs (second regions) made of different materials within the same field of view, a plug type setting unit 324 is provided so that the size of the third region can be defined for each.
  • the third region extracted according to the conditions set in the range region setting unit 323 is displayed in the third region extraction unit 322.
  • the third region confirmation section 327 displays the secondary electron image displayed on the image display section 301 superimposed on the extracted third region.
  • the layer selection section 326 can be set to confirm the secondary electron image and the third region alternately or superimposed. As a result, for example, if the set third region includes a sufficiently dark region of the first region or the second region, the definition of the third region is corrected so that it does not include them.
  • the feature extraction unit 40 extracts the brightness value of the third region from the secondary electron image and outputs a brightness profile 329.
  • the brightness region of the third region can be specified in the display profile region specification 328, and an image of the third region (SE image) of the specified brightness region is displayed in the extracted region brightness display unit 330.
  • FIG. 9A is an example of a GUI created by the input/display unit 37 to present to the user the luminance trend of the third region acquired by implementing the inspection flow of Example 1 within the wafer surface.
  • the average luminance value of the third region observed for each chip formed within the wafer is calculated, and the average luminance of the third region is divided into six groups.
  • the wafer surface distribution is shown in FIG. 9A, and the frequency distribution in FIG. 9B.
  • the horizontal axis is the average luminance value
  • the vertical axis is the frequency.
  • a pass/fail judgment can be made based on the luminance value, and the threshold for judging pass/fail may be set arbitrarily by the user, or may be determined from electrical features acquired by another device such as a prober or TEM.
  • Example 1 it is possible to distinguish between a first region (a dielectric region such as an interlayer film) and a second region (a conductor or semiconductor pattern such as a contact plug) and extract a third region, and obtain the luminance value of the third region, thereby inspecting the electrical characteristics of the second region with high sensitivity.
  • a first region a dielectric region such as an interlayer film
  • a second region a conductor or semiconductor pattern such as a contact plug
  • Example 2 an inspection method is described in which the brightness values of the third region obtained by irradiating an electron beam under a plurality of charged particle beam conditions are compared, and the charged particle beam conditions (electron beam conditions) that result in the highest brightness value of the third region are determined.
  • FIG. 10 shows an inspection flow for determining the electron beam conditions that will increase the brightness value of the third region.
  • Step 110 sets multiple electron beam conditions. For example, electron beam conditions with different focus conditions are set. Multiple electron beam conditions can be set in the charged particle beam condition setting unit 310 on the GUI shown in FIG. 8.
  • Step 111 an SEM image (SE image) is acquired for each electron beam condition set in Step 110.
  • Step 112 similar to Step 102 of the flowchart in FIG. 4, the first and second regions are extracted from the SE image under each electron beam condition using structural information.
  • Step 113 a third region is defined for each SE image acquired under each electron beam condition. The method of defining the third region for each SE image is the same as Step 103 of the flowchart in FIG. 4.
  • the third region is defined for each classification of the second region.
  • Step 114 the brightness value of the third region extracted in Step 113 is extracted.
  • step 115 the brightness values of the third region under each electron beam condition are compared.
  • step 116 the electron beam condition with the highest brightness value of the third region among the electron beam conditions compared in step 115 is determined to be the optimal electron beam condition (charged particle beam condition).
  • FIG. 11A is a cross-sectional view of a sample 51 to be observed.
  • a TEOS film 55 which is a dielectric, is formed on a Si substrate 53, and a poly-Si line 54 is embedded in the TEOS film 55.
  • Two types of electron beam conditions with different focusing conditions are used.
  • FIG. 11B shows the observation results for sample 51 under focusing conditions A and B.
  • Focusing condition A is a focusing condition (just focus condition) that provides the sharpest outline of the sample surface, and a secondary electron image 220 (schematic diagram) is obtained.
  • Focusing condition B is a focusing condition (defocus condition) that provides a larger focusing diameter than focusing condition A, and a secondary electron image 230 (schematic diagram) is obtained.
  • the focusing condition of the electron beam is changed, the area of the third region generated in the second region changes depending on the electron beam condition, so the width of the third region is set for each electron beam condition.
  • a third region 221 is extracted from the SE image 220, and a third region 231 is extracted from the SE image 230. Comparing the luminance profiles of the third region under focusing condition A (SE image 220) and focusing condition B (SE image 230), profile 232 under electron beam conditions with a larger focusing diameter has a higher luminance value than profile 222 under electron beam conditions with a smaller focusing diameter.
  • focusing condition B reflects the potential gradient with higher sensitivity, so focusing condition B can be determined as the optimal condition.
  • Figure 12A is a cross-sectional view of a sample 52 to be observed.
  • the basic structure is the same as that of the sample 51 shown in Figure 11A, but of the four linear poly-Si lines 54, only one poly-Si line 54a is shallow.
  • Fig. 12B shows the observation results for the sample 52 under focusing conditions A and B.
  • the focusing conditions A and B are the same as the electron beam conditions when the secondary electron image shown in Fig. 11B was acquired.
  • the SE image 223 under focusing condition A and the SE image 233 under focusing condition B provide brightness profiles 226 and 236 for the third region, respectively.
  • the profiles 224 and 234 are frequency distributions representing the Poly-Si line 54a, and the profiles 225 and 235 are frequency distributions representing the other three Poly-Si lines, respectively.
  • the brightness variation in the third region is greater under focusing condition B than under focusing condition A.
  • the potential state of the Poly-Si line (second region) can be detected with higher sensitivity under focusing condition B than under focusing condition A.
  • the electron beam conditions may be determined so that the variation in brightness values is greater within the same field of view or within the wafer.
  • Example 2 it is possible to extract the luminance of the third region obtained under multiple electron beam conditions, and determine the electron beam conditions that will increase the difference in luminance between good and bad.
  • a pulsed charged particle beam device capable of irradiating a sample with a pulsed electron beam is used as the charged particle beam device.
  • the sample is irradiated with a pulsed electron beam, and the signal electrons emitted from the sample are detected by an electron detector in synchronization with the pulsed electron beam to form an image.
  • the charge of the sample decays to different degrees depending on the time constant based on the capacitance and resistance components of the pattern.
  • the pulsed charged particle beam device makes it possible to quantitatively grasp the transient phenomenon of charging.
  • the region for measuring the brightness change needs to be common to the multiple SE images obtained by changing the intermittent conditions.
  • the region that is set commonly for multiple SE images is called the third region segmentation.
  • the third region segmentation is set so that the brightness difference between the SE images is as large as possible.
  • Figure 13 shows the device configuration of the pulsed charged particle beam device (pulsed electron beam device) 1b, which is an inspection device. It has the same configuration as the inspection device shown in Figure 7A, but a beam interrupter 7 is added to the charged particle optical system and an intermittent irradiation unit 43 is added to the beam control system as a mechanism for intermittently irradiating the electron beam.
  • the observation condition setting unit 36 writes and controls control values to the charged particle beam control unit 30 based on the intermittent conditions of the electron beam set by the condition input unit 41.
  • the intermittent irradiation unit 43 controls the beam interrupter 7 so that the electron beam is irradiated to the sample 8 at the set intermittent irradiation time and timing according to the control value.
  • the detection unit 34 detects secondary electrons using the electron detector 5 in synchronization with the pulsed electron beam controlled by the intermittent irradiation unit 43.
  • Example 3 the difference in brightness of the SE images under a series of intermittent conditions of the electron beam is calculated, and the region where the brightness difference is large is set as the third region segmentation.
  • Figure 14A shows secondary electron images (schematic diagrams) acquired for each electron beam irradiation interval (intermittent condition).
  • the intermittent conditions of the electron beam are 10 ⁇ sec and 100 ⁇ sec
  • the SE image under the intermittent condition of 10 ⁇ sec is SE image 241
  • the SE image under the intermittent condition of 100 ⁇ sec is SE image 242.
  • a difference image is an image whose brightness value is the brightness difference between the two images, and the larger the brightness difference, the brighter the image becomes (the brightness of the difference image becomes higher).
  • the brightness difference due to the difference in intermittent conditions in the third region of the SE image is larger than the brightness difference due to the difference in intermittent conditions in the first and second regions of the SE image, so that a difference image 243 whose brightness value is the brightness difference also shows a pattern similar to that of the SE image.
  • a third region segmentation 245 is extracted from a brightness profile 244 in the difference image 243 based on the profile on the high brightness side. For example, as shown in FIG. 14B, a threshold value (region threshold) for the extracted brightness may be set, and a brightness region above this threshold may be set as the third region segmentation.
  • the threshold value can be set by the user.
  • third region segmentations may be extracted so that each of them has a larger luminance change under the intermittent condition.
  • multiple types of third region segmentations may be extracted within the same field of view. An example of extracting multiple third region segmentations will be shown in Example 4 described below.
  • Example 3 it is possible to extract a third region segmentation that exhibits large luminance changes across multiple intermittent conditions, enabling highly sensitive quantitative testing.
  • Example 4 an example is shown in which a charged particle beam device is used that performs observation by controlling the charged state by irradiating the sample with, for example, ultraviolet light.
  • a charged particle beam device is used that performs observation by controlling the charged state by irradiating the sample with, for example, ultraviolet light.
  • a pulsed charged particle beam device (pulsed electron beam device) 1c, which is an inspection device.
  • a light source 44 for irradiating a laser, an irradiation optical system 45, and a laser control unit 46 are added.
  • a single-wavelength light source is used as the light source 44.
  • the laser may be a tunable laser whose wavelength can be selected by parametric oscillation.
  • a wavelength conversion unit that generates harmonics of light may also be used. Since an image with uniform image contrast can be obtained, it is desirable that the irradiation area of the light be wider than the deflection area of the electron beam controlled by the deflector 3.
  • the light may be a continuous oscillation light source or a pulsed light source, and a continuous light source may be pulsed by an electro-optical modulator or an acousto-optical modulator.
  • the light and the electron beam may be irradiated simultaneously in time or at different times in time.
  • the secondary electrons emitted when the electron beam is irradiated to the sample 8 irradiated with light are detected by the electron detector 5.
  • the detection signal detected by the electron detector 5 forms an SEM image in the image generation unit 35 and is displayed on the image display unit 42.
  • a charged particle beam device by adding a light source 44 for irradiating laser, an irradiation optical system 45, and a laser control unit 46 to the device configuration and functions of the inspection device in FIG. 7A. In this case, a continuous charged particle beam is irradiated onto the sample.
  • Figure 16A shows an example of a secondary electron image acquired under electron beam observation conditions and light irradiation conditions arbitrarily set by the user.
  • the electron beam observation conditions are the same, and examples are shown in which the light irradiation conditions were 10 mW, 300 mW, 500 mW, and 1000 mW.
  • a difference image is created between the secondary electron images under these four light irradiation conditions. For example, if difference images are created in a brute-force manner for the four SE images, six difference images will be created.
  • the method of extracting the third region segmentation that increases the brightness value of the difference image can be performed in the same way as in Example 3, as shown in Figure 16B. That is, a threshold value (region threshold) for the extracted brightness is set, and a brightness region with a brightness profile with a brightness higher than this is set as the third region segmentation.
  • third region segmentations may be extracted so that the luminance change is greater for each intermittent condition.
  • FIG. 16B four types of third region segmentations are extracted. The differences in the types are indicated by the suffixes A to D of the symbols. For each type of third region segmentation, a third region segmentation may be extracted based on a different difference image.
  • the brightness values in the third region segmentation extracted from the secondary electron image shown in FIG. 16A are obtained.
  • An example output is shown in FIG. 16C.
  • Example 4 in addition to electron beam observation, it is possible to extract a third region segmentation in which the luminance change is large based on the change in luminance of the third region when light is irradiated under each light irradiation condition, making it possible to perform highly sensitive quantitative inspection.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to make the present invention easier to understand, and the present invention is not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
  • 1, 1b, 1c charged particle beam device, 2: electron gun, 3: deflector, 4: electron lens, 5: electron detector, 6: XYZ stage, 7: beam interrupter, 8: sample, 10: information processing device, 11: processor (CPU), 12: memory, 13: storage device, 14: input/output port, 15: network interface, 16: bus, 31: charged particle beam output unit, 32: charged particle beam scanning unit, 33: charged particle beam focusing unit, 34: detection unit, 35: Image generating section, 36: observation condition setting section, 37: input/display section, 38: area saving section, 39: area extraction section, 40: feature extraction section, 41: condition input section, 42: image display section, 43: intermittent irradiation section, 44: light source, 45: irradiation optical system, 46: laser control section, 51, 52: sample, 53: Si substrate, 54: Poly-Si line, 55: TEOS film, 100N: normal pattern, 100D: defective pattern, 101: interlayer film, 102: contact plug, 103

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

誘電体領域１０１に導体または半導体からなるパターン１０２が形成された試料について、パターンの電気的特性を検査する検査方法であって、試料上で荷電粒子ビームを走査させて二次電子像を取得し、二次電子像における誘電体領域に対応する第１領域１１１とパターンに対応する第２領域１１２との境界から第１領域側に広がる第２領域よりも高輝度な第３領域１１３の輝度値に基づく特徴量を算出し、特徴量に基づきパターンの電気的特性を検査する。

Description

検査方法および荷電粒子線装置
　本発明は、試料に対して荷電粒子ビームを照射する荷電粒子線装置に係り、特に、試料の電気的、材料的特性を検査する検査方法及び荷電粒子線装置に関する。
　荷電粒子線装置、例えば走査電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、以下ＳＥＭと略す）は、集束した電子ビームによってナノメートルオーダの微細パターンが識別できる。ＳＥＭの観察法の一つに電位コントラスト法がある。電位コントラストは試料の表面電位の差を反映したコントラストであり、試料の導電性を反映している。この電位コントラスト法を用いた半導体デバイスの電気特性不良を検査する技術が実用化されている。電気特性不良の検査では、ＳＥＭ画像のパターンの輝度の差を用いて不良個所を特定する。ここで、輝度とは荷電粒子線装置で取得した画像または画素の信号の明るさの程度のことを表し、明度ということもある。例えば、導電性が高いパターンでは電位が低くなるため、輝度は高くなり、導電性が低いパターンでは電位が高くなるため、輝度は低くなる。よって画像の輝度の差から導電性の異なる欠陥部を検出できる。電位コントラスト法による電気特性不良の検査感度を向上する技術として、特許文献１には、複数のパターンを含む試料において輝度を解析する領域を設定し、電気特性欠陥の検出感度を高める方法が開示されている。
特開２０１６－７０９１２号公報
　試料の電気特性欠陥の検出感度を高めるためには、検査する領域やパターンの電位の変化に対する画像の輝度の変化を大きくすることが重要である。ＳＥＭ画像の輝度は、試料から放出される二次電子の放出量に依存しており、二次電子の放出量は材料に依存している。半導体の電気特性検査において、導電性を評価するパターンの材料は金属や半導体であることが多く、これらの材料は一般的に二次電子の放出量が少ない。このため、金属や半導体のパターンの輝度は低く、これにともなって電位の変化に対する輝度の変化も小さくなってしまうため、電気特性欠陥を高感度に検出することが困難であった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、金属や半導体で構成されたパターンの電気的特性や材料特性を高感度に検査する技術を提供することを目的とする。
　本発明の一実施の形態である検査方法は、誘電体領域に導体または半導体からなるパターンが形成された試料について、パターンの電気的特性を検査する検査方法であって、試料上で荷電粒子ビームを走査させて二次電子像を取得し、二次電子像における誘電体領域に対応する第１領域とパターンに対応する第２領域との境界から第１領域側に広がる第２領域よりも高輝度な第３領域の輝度値に基づく特徴量を算出し、特徴量に基づきパターンの電気的特性を検査する。
　パターンの電気的特性を高感度に検査できる。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
観察試料のパターンの例である。 図１に示すパターンのＳＥＭ画像（模式図）である。 第３領域が生じるメカニズムを説明するための図である。 検査方法の一例を示すフローチャートである。 ＳＥ像（模式図）の例である。 ＢＳＥ像（模式図）の例である。 ＢＳＥ像の輝度プロファイルである。 ＢＳＥ像から抽出される第１領域及び第２領域である。 第３領域の抽出例である。 ＳＥ像と第３領域とを重畳表示した例である。 実施例１の荷電粒子線装置の装置構成例である。 情報処理装置のハードウェア構成例である。 ＧＵＩの例である。 検査結果の表示方法の一例である。 検査結果の表示方法の一例である。 電子ビーム条件の決定方法の一例を示すフローチャートである。 集束条件を変えて電子ビーム条件を決定する方法を説明するための図である。 集束条件を変えて電子ビーム条件を決定する方法を説明するための図である。 集束条件を変えて電子ビーム条件を決定する方法を説明するための図である。 集束条件を変えて電子ビーム条件を決定する方法を説明するための図である。 実施例３の荷電粒子線装置の装置構成例である。 電子ビームの断続条件を異ならせて取得したＳＥ像（模式図）の例である。 電子ビームの断続条件を異ならせて取得したＳＥ像（模式図）から第３領域セグメンテーションを抽出する方法を説明するための図である。 検査結果の表示方法の一例である。 実施例４の荷電粒子線装置の装置構成例である。 光照射条件を異ならせて取得したＳＥ像（模式図）の例である。 光照射条件を異ならせて取得したＳＥ像（模式図）から第３領域セグメンテーションを抽出する方法を説明するための図である。 検査結果の表示方法の一例である。
　半導体デバイスは、導電性を持つ金属や半導体のパターンと電気的に絶縁された誘電体領域で構成されている。金属や半導体のパターンと接する誘電体領域の境界はパターンの電位と同電位であるから誘電体領域に電位勾配を生じる。すなわち、パターンの電位は、金属や半導体のパターンと接する誘電体領域にも反映される。一般的に誘電体の二次電子の放出量は金属や半導体よりも多く、電位に対する感度も高い。したがって、金属や半導体のパターンの電気的特性の検査において、金属や半導体のパターンと接する誘電体領域の輝度の変化を解析することで、電気的特性の検査を高感度化できる。
　以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面において、同一の部分には同一の参照番号を付し、その重複説明は適宜省略する。添付の図面は、それぞれ発明の説明とその理解を促すためのものであり、各図における形状や寸法、比などは実際の装置と異なる箇所がある点に留意されたい。
　以下の実施例では荷電粒子ビームとして電子ビームを用いる例を示す。ただし、帯電を試料に形成可能な荷電粒子ビームであれば電子ビームに限られない。電子ビームの試料への照射によって試料から信号電子が放出される。ＳＥＭは、電子ビームを試料上で走査させ、試料からの信号電子を検出することで試料表面を画像化する。これによって得られる画像をＳＥＭ画像と呼ぶ。図１に検査する試料パターンの例を示す。正常パターン１００Ｎ、不良パターン１００Ｄにつき、それぞれ断面図と上面図とを示している。なお、断面図は上面図のＡＡ’線に沿った断面を示している。タングステンで構成されたコンタクトプラグ１０２が、SiO2が成膜された層間膜１０１に囲まれるように形成されている。正常パターン１００Ｎは、コンタクトプラグ１０２が下層配線１０３とつながっているのに対して、不良パターン１００Ｄでは、コンタクトプラグ１０２が下層配線１０３とつながっておらず、電気的な接続不良が生じている。
　図２に、正常パターン１００Ｎと不良パターン１００Ｄについて取得したＳＥＭ画像（二次電子（ＳＥ）像）１１０Ｎ，１１０Ｄを断面図とともに示す。正常パターン１００Ｎ及び不良パターン１００Ｄは図１に示したものと同一である。ＳＥＭ画像における輝度の差から、層間膜１０１を示す第１領域１１１とコンタクトプラグ１０２を示す第２領域とを識別できる。ここで、第１領域１１１と第２領域１１２の境界には第２領域１１２よりも輝度の高い領域が存在し、これを第３領域１１３と呼ぶ。断面図と比較してわかるように、第３領域１１３に対応する実パターンは存在しない。ＳＥＭ画像を用いた電位コントラスト法による欠陥検査においては、良／不良の判定を輝度の差で判断する。したがって、良／不良による輝度の差が大きい程、欠陥検出感度は高くなる。不良パターンのＳＥＭ画像１１０Ｄの第２領域１１２の輝度は、正常パターンのＳＥＭ画像１１０Ｎの第２領域１１２の輝度に対し、わずかに輝度が低くなる程度であるため、この違いを検出して良／不良を判断することは困難である。
　これに対して、不良パターンのＳＥＭ画像１１０Ｄの第３領域１１３の輝度は、正常パターンのＳＥＭ画像１１０Ｎの第３領域１１３の輝度に対して大きく減少している。
　ここで、図３を用いてＳＥＭ画像において第３領域１１３が生じるメカニズムを説明する。図３には、正常パターン１００Ｎと不良パターン１００Ｄのそれぞれについて、断面図と輝度分布及び電位分布とを示している。正常パターン１００Ｎの電位分布に示すように、コンタクトプラグ１０２は下層配線１０３と電気的に接続されており、帯電しないため電位が低い。一方、誘電体である層間膜１０１は電子ビームによる帯電によって電位が高くなる。しかし、コンタクトプラグ１０２が接する境界はコンタクトプラグ１０２と同電位であるため、層間膜１０１にはコンタクトプラグ１０２から離れるに従い電位勾配が生じる。この電位勾配が生じている領域が第３領域１１３である。層間膜１０１に生じる電位勾配の大きさはコンタクトプラグ１０２の電位に依存する。
　不良パターン１００Ｄの電位分布に示すように、不良パターン１００Ｄではコンタクトプラグ１０２は下層配線１０３と接していないため、電気的に浮遊している。誘電体である層間膜１０１は正常パターン１００Ｎの場合と同様に帯電によって電位が高くなっている。コンタクトプラグ１０２も、層間膜１０１の帯電によって電位が上昇する。
　この電位分布の違いを反映したＳＥＭの輝度分布の違いに基づく欠陥検査の原理について説明する。一般的なコンタクトプラグ１０２の材料であるタングステンから放出される二次電子の放出量は低い。そのため、コンタクトプラグ１０２の電位の違いに応じてほとんど放出量が変化しないため、得られるＳＥＭ画像の輝度の変化も小さくなってしまう。このため、正常パターンのＳＥＭ画像１１０Ｎの第２領域１１２の輝度と不良パターンのＳＥＭ画像１１０Ｄの第２領域１１２の輝度の違いは小さく、検出感度が低い。これに対して、層間膜１０１の材料であるSiO2は二次電子の放出量が高く、電位の違いに応じて大きく放出量が変化する。前述したように第３領域１１３として表れる層間膜１０１の電位勾配の大きさはコンタクトプラグ１０２の電位の違いを反映している。したがって、第３領域１１３の輝度の違いを解析することで、コンタクトプラグ１０２の電気的な特性を高感度に検査することが可能になる。
　≪フローチャートの説明≫
　実施の一形態である検査方法について、図４のフローチャートに沿って説明する。なお、この検査方法を実施する荷電粒子線装置の装置構成の一例を図７Ａに示し、その詳細については後述する。
　（Step１００）
　ユーザが設定した電子ビーム条件（荷電粒子ビーム条件）に従い、電子ビームを試料に照射する。
　（Step１０１）
　電子ビーム照射によって試料８より放出された二次電子を、電子検出器５で検出し、画像化する。二次電子の検出信号に基づいて画像化されたＳＥＭ画像をＳＥ像という。ＳＥ像の例（模式図）を図５Ａに示す。
　（Step１０２）
　ＳＥ像２００（図５Ａ）に対応する構造情報を領域保存部３８から参照し、ＳＥ像２００の第１領域及び第２領域を抽出する。第１領域が層間膜のような誘電体の占める領域であり、第２領域がコンタクトプラグのような導体または半導体の占める領域である。抽出に使用する構造情報として、ここではＢＳＥ像を用いる例を示す。ＢＳＥ像（後方散乱電子像）は、ＢＳＥ（後方散乱電子、反射電子）の検出信号に基づいて画像化されたＳＥＭ画像である。領域抽出に使用するＢＳＥ像の例（模式図）を図５Ｂに示す。ＢＳＥ像２１０は、Step１０１実行時にＢＳＥ検出器でＳＥ像２００と同時に取得したＢＳＥ像を使用してもよいし、別途取得したＢＳＥ像を用いてもよい。誘電体と比較して半導体や導体のＢＳＥ放出率が高いため、ＢＳＥ像では層間膜と比較してコンタクトプラグが明るく表示され、また、材料の差が明確に観察できるため、層間膜（誘電体領域）とコンタクトプラグ（導体または半導体パターン）との境界の判断が分かりやすい。そこで、図５Ｃに示すようにＢＳＥ像２１０の輝度のプロファイルから明るい度数分布を第２領域、暗い度数分布を第１領域と設定する。これにより、図５Ｄに示すように、第１領域と第２領域の境界（コンタクトプラグの輪郭線）を抽出する。この例では、同一視野内に形状の異なるコンタクトプラグ２０１，２０２が抽出されている。
　構造情報としては、材料種の違いを判別可能なＸ線像を用いてもよいし、ＣＡＤデータを用いてもよい。取得されたＳＥ像からユーザが任意に領域を指定してもよい。
　（Step１０３）
　Step１０３では、Step１０２で抽出した第１領域及び第２領域をもとに、Step１０１で取得した画像（ＳＥ像）に対して第３領域（誘電体領域（第１領域）において電位勾配が生じている領域）を設定する。図６ＡにStep１０２で抽出した第１領域及び第２領域をもとにして抽出した第３領域２０３，２０４の抽出結果を示す。第３領域の設定方法としては、例えば、図５Ｄに示した第１領域及び第２領域の境界から、内側（第２領域側）に１０pixel、外側（第１領域側）に２０pixelの幅を第３領域とする、というように定義することができる。第３領域のＳＥ像における表れ方は電子線装置における二次電子の軌道に影響されるため、構造情報によって特定された境界よりも内側をある程度含むように第３領域を定義している。このため、図６Ｂに示すように、ＳＥ像２００（図５Ａ参照）と定義した第３領域２０３，２０４（図６Ａ参照）とを重畳させて表示し、ユーザが構造情報に基づき定義した第３領域が実際にＳＥ像の明るい領域を適切にカバーしているか確認できるようにするとよい。このようにユーザが第３領域の定義を重畳像上で調整することで、適切な第３領域を確実に抽出することが可能になる。なお、第３領域のサイズ指定方法は、pixelでもよいし、実際の寸法としてもよい。
　また、サイズが異なるコンタクトプラグ２０１とコンタクトプラグ２０２では、夫々で第３領域の大きさを定義可能である。すなわち、コンタクトプラグ２０１とコンタクトプラグ２０２とは、境界内外の異なるピクセルサイズを第３領域として定義することができる。コンタクトプラグの形状や材料が異なると、層間膜において生じる電位勾配も異なるため、形状あるいは材料の異なるコンタクトプラグごとに第３領域の定義を行うことが好ましい。ＢＳＥ像の輝度値やＳＥ像の輝度差、電子線照射時に放出されるＸ線に基づく材料差、ＣＡＤデータ等、あるいはＳＥＭ画像の面積や外周サイズ等の違いから第２領域を自動的に分類し、分類ごとに第３領域を定義するとよい。
　（Step１０４）
　Step１０１で取得したＳＥ像から、Step１０３で定義した第３領域の輝度値を抽出する。
　図７Ａに、検査装置である荷電粒子線装置（電子線装置）１の装置構成を示す。荷電粒子線装置１は、荷電粒子光学系（電子光学系）、ステージ機構系、ビーム制御系、画像処理系、入出力系を備えている。荷電粒子光学系は、電子銃２、偏向器３、電子レンズ４、電子検出器５を含む。ステージ機構系は検査対象である試料８が載置されるＸＹＺステージ（試料ステージ）６を含む。筐体９の内部は高真空に制御され、荷電粒子光学系とステージ機構系とが設置される。ビーム制御系は、荷電粒子ビーム制御部３０、荷電粒子ビーム出力部３１、荷電粒子ビーム走査部３２、荷電粒子ビーム集束部３３、検出部３４を含む。画像処理系は、画像生成部３５、領域保存部３８、領域抽出部３９、特徴量抽出部４０を含む。入出力系は、観察条件設定部３６、入力・表示部３７を含み、入力・表示部３７はさらに条件入力部４１と画像表示部４２とを含む。観察条件設定部３６は、条件入力部４１で設定された電子ビームの観察条件に基づき荷電粒子ビーム制御部３０へ制御値を書き込み制御する。書き込まれた制御値に従って、荷電粒子ビーム出力部３１、荷電粒子ビーム走査部３２、荷電粒子ビーム集束部３３、検出部３４を介して、電子銃２、偏向器３、電子レンズ４、電子検出器５が設定された動作で制御される。
　なお、図７Ａにおいて点線の矩形に囲まれたブロック（機能部）は、情報処理装置１０によって実行される機能部であることを示している。情報処理装置１０は、図７Ｂに示すようなプロセッサ（ＣＰＵ）１１、メモリ１２、ストレージ装置１３、入出力ポート１４、ネットワークインタフェース１５、バス１６を含む。プロセッサ１１は、メモリ１２にロードされたプログラムに従って処理を実行することによって、所定の機能を提供する機能部として機能する。ストレージ装置１３は、機能部で使用するデータやプログラムを格納する。ストレージ装置１３には、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）のような不揮発性記憶媒体が用いられる。入出力ポート１４は、キーボードやポインティングデバイスのような入力装置やディスプレイ（表示装置）のような出力装置（これらを総称して入出力装置という）と接続され、情報処理装置１０と入出力装置との間の信号のやり取りを実行する。ネットワークインタフェース１５は、ネットワークを介して他の情報処理装置と通信を可能にする。情報処理装置１０のこれらの構成要素はバス１６により互いに通信可能に接続されている。
　電子銃２より加速された電子線は、電子レンズ４で集束され、試料８に照射される。電子レンズ４は試料面に集束される電子ビームの集束径のスポットサイズを制御する。試料上の照射位置および照射範囲（ex.倍率）は、偏向器３で制御する。電子線は観察条件設定部３６にて設定した加速電圧、照射電流、照射位置、倍率、照射範囲、集束サイズの電子ビーム条件で制御される。電子ビーム照射によって、試料８から放出された電子は電子検出器５で検出されて検出信号になり、画像生成部３５で画像化される。領域保存部３８には、観察している試料の構造情報（導体または半導体パターンのサイズや材料など）が保存されている。ＳＥＭ画像から試料のパターンデータを入力・保存してもいいし、外部からＣＡＤデータを入力して保存してもよい。さらには、ＳＥＭ画像を撮像して自身で指定してもよい。領域抽出部３９は、画像生成部３５で生成されたＳＥＭ画像（ＳＥ像）と領域保存部３８の構造情報とから、第１領域と第２領域の領域を抽出し、条件入力部４１で設定された第３領域の領域サイズ設定値にしたがって第３領域を抽出する。特徴量抽出部４０は、ＳＥＭ画像から領域抽出部３９で抽出された第３領域の輝度を抽出し、入力・表示部３７に出力する。
　図８に表示装置に出力するＧＵＩの例を示す。荷電粒子線条件設定部３１０において、基本的な観察条件である加速電圧、照射電流、走査速度、倍率、集束サイズなどが設定できる。観察したＳＥＭ画像は画像表示部３０１に表示される。プルダウンにより、二次電子信号由来のＳＥ像やＢＳＥ由来のＢＳＥ像等、取得したＳＥＭ画像を選択して表示させることができる。
　領域設定部３２０では、取得したＳＥ像について、第１領域と第２領域を分別し、第３領域を抽出する条件を設定する。領域選定部３２１に第１領域と第２領域とを抽出するための構造情報を読み込む。ここでは、構造情報として、画像表示部３０１の二次電子像を取得するときに、同時に取得したＢＳＥ像を用いる例を示している。領域選定部３２１に表示されたＢＳＥ像から、第１領域と第２領域を抽出する。第１領域と第２領域との境界抽出はＢＳＥ像の輝度プロファイルから自動で実施することを想定しているが、手動設定部３２５から手動で第１領域と第２領域とを分別してもよい。
　つぎに、第１領域と第２領域の境界に発生する第３領域を抽出する。このために、第３領域の範囲として、範囲領域設定部３２３により境界の内側と外側の領域を設定する。この例では、境界からのpixelサイズで設定する。なお、同一視野内に異なるサイズのプラグ（第２領域）や異なる材料で構成されたプラグ（第２領域）がある場合、それぞれに対して第３領域の大きさが定義できるよう、プラグ種類別設定部３２４が設けられている。範囲領域設定部３２３に設定された条件により抽出された第３領域が第３領域抽出部３２２に表示される。
　さらに、第３領域確認部３２７は、画像表示部３０１に表示される二次電子像と抽出された第３領域とを重ね合わせて表示している。レイヤ選択部３２６で、二次電子像と第３領域を交互もしくは重畳して確認するよう設定できる。これにより、例えば、設定された第３領域が第１領域の十分暗い領域や第２領域を含むようであれば、それらを含まないように第３領域の定義を訂正する。
　つぎに、特徴量抽出部４０は二次電子像から第３領域の輝度値を抽出して、輝度プロファイル３２９を出力する。ここで、表示プロファイル領域指定３２８で第３領域の輝度領域を指定することができ、指定された輝度領域の第３領域の画像（ＳＥ像）が抽出領域輝度表示部３３０に表示される。
　図９Ａは、ウェーハ面内で実施例１の検査フローを実施して取得された第３領域の輝度傾向をユーザに提示するため、入力・表示部３７が作成するＧＵＩの例である。例えば、ウェーハ内に形成されたチップごとに観察された第３領域の輝度の平均値を求め、第３領域の平均輝度を６グループに区別する。ウェーハ面内分布を図９Ａに、度数分布を図９Ｂに示す。横軸が平均輝度値、縦軸が度数である。輝度値より正常及び不良の判定を行うことができ、正常と不良とを判定する閾値はユーザが任意で設定してもよいし、プローバやＴＥＭといった別装置で取得した電気的な特徴量から決定してもよい。
　実施例１を用いれば、第１領域（層間膜などの誘電体領域）と第２領域（コンタクトプラグなどの導体または半導体パターン）とを識別して第３領域を抽出し、第３領域の輝度値を取得することで、第２領域の電気的な特徴量を高感度に検査することができる。
　実施例２では、複数の荷電粒子線条件で電子ビームを照射して得られる第３領域の輝度値を比較し、第３領域の輝度値が高くなる荷電粒子線条件（電子ビーム条件）を決定する検査方法について述べる。
　図１０に、第３領域の輝度値が高くなる電子ビーム条件を決定する検査フローについて示す。Step１１０は、複数の電子ビーム条件を設定する。例えば、フォーカス条件をそれぞれ異ならせた電子ビーム条件を設定する。図８に示したＧＵＩ上の荷電粒子線条件設定部３１０で複数の電子ビーム条件が設定可能である。つぎに、Step１１１では、Step１１０で設定した電子ビーム条件ごとのＳＥＭ画像（ＳＥ像）を取得する。Step１１２では、図４のフローチャートStep１０２と同様に、構造情報を用いて各電子ビーム条件でのＳＥ像から第１領域および第２領域を抽出する。Step１１３では、各電子ビーム条件で取得したＳＥ像ごとに第３領域を定義する。各ＳＥ像についての第３領域の定義方法は、図４のフローチャートStep１０３と同様である。同一視野内に面積や材料の異なる第２領域が存在する場合には、第２領域の分類ごとに第３領域を定義する。Step１１４では、Step１１３で抽出した第３領域の輝度値を抽出する。Step１１５では、各電子ビーム条件での第３領域の輝度値を比較する。Step１１６では、Step１１５で比較した電子ビーム条件のうち、第３領域の輝度値が高いものを最適な電子ビーム条件（荷電粒子線条件）に決定する。
　図１０のフローにより最適な電子ビーム条件を決定する例について説明する。図１１Ａは、観察対象である試料５１の断面図である。Si基板５３上に、誘電体であるTEOS膜５５が形成され、TEOS膜５５にはPoly-Siライン５４が埋め込まれている。集束条件が異なる２種類の電子ビーム条件を用いる。図１１Ｂに試料５１についての集束条件Ａ，Ｂによる観察結果を示す。集束条件Ａは試料面の輪郭が最もシャープになる集束条件（ジャストフォーカス条件）であり、二次電子像２２０（模式図）が取得される。集束条件Ｂは、集束条件Ａよりも集束径が大きくなる集束条件（デフォーカス条件）であり、二次電子像２３０（模式図）が取得される。電子ビームの集束条件を変更した場合には電子ビーム条件に応じて第２領域に発生する第３領域の面積が変化するため、電子ビーム条件ごとに第３領域の幅を設定する。ＳＥ像２２０からは第３領域２２１が、ＳＥ像２３０からは第３領域２３１が抽出される。集束条件Ａ（ＳＥ像２２０）および集束条件Ｂ（ＳＥ像２３０）の第３領域の輝度プロファイルを比較すると、集束径のより大きな電子ビーム条件でのプロファイル２３２の方が、集束径のより小さな電子ビーム条件でのプロファイル２２２よりも輝度値が高い。すなわち、集束条件Ｂの方が高感度に電位勾配を反映させているため、集束条件Ｂを最適条件として決定することができる。
　電子ビーム条件の決定方法の変形例について説明する。図１２Ａは、観察対象である試料５２の断面図である。図１１Ａに示した試料５１と基本構造は同じであるが、ライン状に存在する４本のPoly-Siライン５４のうち、１本のPoly-Siライン５４ａのみが浅くなっている。これにより、Poly-Siライン５４とSi基板５３との間のTEOS膜５５の膜厚が厚くなるため、容量および抵抗が大きくなり、放電量が減る。そのため、他の３本のPoly-Siライン５４よりも帯電しやすくなる。したがって、他の３本のPoly-Siラインと比較して電位勾配が小さくなるため、第３領域の輝度値が小さくなる。
　図１２Ｂに試料５２についての集束条件Ａ，Ｂによる観察結果を示す。集束条件Ａ，Ｂはそれぞれ図１１Ｂに示した二次電子像の取得時の電子ビーム条件と同じである。集束条件ＡによるＳＥ像２２３、集束条件ＢによるＳＥ像２３３より、それぞれ第３領域の輝度プロファイル２２６，２３６が得られる。プロファイル２２４，２３４はそれぞれPoly-Siライン５４ａを表す度数分布であり、プロファイル２２５，２３５はそれぞれ他の３本のPoly-Siラインを表す度数分布である。図１２Ｂに示されるように、第３領域の輝度ばらつきは、集束条件Ｂの方が集束条件Ａよりも大きくなっている。すなわち、集束条件Ｂの方が集束条件ＡよりもPoly-Siライン（第２領域）の電位状態を高感度に検出できるということになる。このように、同一視野内もしくはウェーハ内で輝度値のばらつきが大きくなるように電子ビーム条件を決定してもよい。
　実施例２を用いれば、複数の電子ビーム条件で得られる第３領域の輝度を抽出し、良／不良の輝度差が多くなるような電子ビーム条件を決定することができる。
　実施例３では、荷電粒子線装置として、パルス電子ビームを試料に照射可能なパルス荷電粒子線装置を用いる例を示す。試料にパルス電子ビームを照射し、試料から放出される信号電子をパルス電子ビームと同期させて電子検出器により検出することで画像化する。試料の帯電は、パターンのもつ容量成分と抵抗成分に基づく時定数に応じて減衰の程度が異なる。パルス荷電粒子線装置は帯電の過渡現象を定量的に把握することを可能にする。すなわち、断続（インターバル）時間が異なる電子ビーム条件での第３領域の輝度値の違いに基づき、欠陥／正常の判定に加えて、抵抗値や容量値といった電気的特性を定量的に高感度に計測することができる。電気的特性の定量的な計測には、断続条件を変えて複数のＳＥ像を取得し、取得したＳＥ像における輝度変化を利用する必要がある。したがって、実施例１、２の場合はＳＥ像ごとに第３領域を定義すればよかったのに対して、実施例３において定量分析を行う場合には、輝度変化を計測する領域は、断続条件を変えて取得した複数のＳＥ像に対して共通である必要がある。ＳＥ像ごとの第３領域と区別するため、複数のＳＥ像に対して共通に設定する領域を第３領域セグメンテーションと呼ぶ。検査感度を高めるため、第３領域セグメンテーションは、ＳＥ像の輝度差ができるだけ大きくなるように設定する。
　図１３に検査装置であるパルス荷電粒子線装置（パルス電子線装置）１ｂの装置構成を示す。図７Ａに示した検査装置と同様の構成であるが、電子ビームを断続的に照射する機構として、荷電粒子光学系にビーム遮断器７、ビーム制御系に断続照射部４３が追加されている。観察条件設定部３６は、条件入力部４１で設定された電子ビームの断続条件に基づき荷電粒子ビーム制御部３０へ制御値を書き込み制御する。断続照射部４３は制御値にしたがって、設定された断続照射時間やタイミングで試料８に電子ビームが照射されるよう、ビーム遮断器７を制御する。検出部３４は断続照射部４３が制御するパルス電子ビームと同期して、電子検出器５による二次電子の検出を行う。
　実施例３では、電子ビームの一連の断続条件でのＳＥ像の輝度の差分を算出し、その輝度差が大きくなる領域を第３領域セグメンテーションとして設定する。図１４Ａに電子ビームの照射間隔（断続条件）ごとに取得された二次電子像（模式図）を示す。ここでは、電子線の断続条件を10μsecと100μsecとし、断続条件10μsecのときのＳＥ像がＳＥ像２４１、断続条件100μsecのときのＳＥ像がＳＥ像２４２である。
　つづいて、これらの２つのＳＥ像から第３領域セグメンテーションを抽出する方法について図１４Ｂを用いて説明する。まず、２つの断続条件での二次電子像の差画像を作成する。差画像とは２つの画像の輝度差を輝度値とする画像であり、輝度差が大きい程、明るくなる（差画像の輝度が高くなる）。ここで、ＳＥ像の第１領域、第２領域における断続条件の違いによる輝度差に対して、ＳＥ像の第３領域における断続条件の違いによる輝度差が大きいことから、輝度差を輝度値とする差画像２４３もＳＥ像に似たパターンが表れる。差画像２４３における輝度プロファイル２４４から、高輝度側のプロファイルに基づき第３領域セグメンテーション２４５を抽出する。例えば、図１４Ｂに示すように、抽出輝度の閾値（領域閾値）を設定し、それ以上の輝度領域を第３領域セグメンテーションとして設定するとよい。閾値はユーザが任意に設定できる。
　つぎに、抽出した第３領域セグメンテーション２４５について、ＳＥ像２４１（断続条件を10μsec）の輝度値、ＳＥ像２４２（断続条件を100μsec）の輝度値を取得する。図１４Ｃに、その出力例を示す。
　なお、同一視野内に断続条件に対して異なる輝度変化をもつ第３領域が存在する場合は、夫々が断続条件に対して輝度変化が大きくなるように、第３領域セグメンテーションを抽出してよい。つまり、同一視野内で、複数種類の第３領域セグメンテーションを抽出してもよい。後述する実施例４について、複数の第３領域セグメンテーションを抽出する例を示す。
　実施例３によれば、複数の断続条件を通じて輝度変化が大きくなるように第３領域セグメンテーションを抽出することが可能になり、高感度な定量的検査が可能になる。
　実施例４では、荷電粒子線装置として、試料に例えば紫外光を照射することにより帯電状態を制御して観察を行う荷電粒子線装置を用いる例を示す。この場合、電子ビーム条件に加え、光照射条件ごとの第３領域の輝度変化が大きくなるような、複数のＳＥ像に共通の第３領域セグメンテーションを抽出する必要がある。
　図１５に検査装置であるパルス荷電粒子線装置（パルス電子線装置）１ｃの装置構成を示す。図１３の検査装置の装置構成および機能に加えて、レーザ照射するための光源４４、照射光学系４５及びレーザ制御部４６が追加されている。光源４４は単一波長の光源を用いる。レーザはパラメトリック発振によって波長が選択可能な波長可変レーザでもよい。また、光の高調波を発生させる波長変換ユニットを用いても構わない。光の照射領域は、均一な像コントラストの画像が得られるため、偏向器３で制御された電子線の偏向領域より広いほうが望ましい。光は、連続発振する光源でもいいし、パルス光源でもよく、また、電気光学変調器や音響光学変調器で連続光源をパルス化してもよい。光と電子線とは、時間的に同時に照射しても、時間的に異なるタイミングで照射しても構わない。光が照射された試料８に電子線を照射したときに放出される二次電子は、電子検出器５で検出される。電子検出器５で検出した検出信号は画像生成部３５でＳＥＭ画像を形成し、画像表示部４２に表示される。なお、図７Ａの検査装置の装置構成および機能に、レーザ照射するための光源４４、照射光学系４５及びレーザ制御部４６が追加する荷電粒子線装置の構成も可能である。この場合は、連続荷電粒子ビームが試料に照射されることになる。
　試料８に異なる照射条件の光を照射することで、試料８のＳＥ像の第３領域の輝度が変化する。以下に、光照射条件に対する輝度変化が大きくなる第３領域セグメンテーションを決定する手順を説明する。図１６Ａに、ユーザが任意で設定した電子ビーム観察条件と光照射条件で取得した二次電子像の例を示す。ここでは電子ビーム観察条件は同一として、光照射条件を10mW、300mW、500mW、1000mWとして取得した例を示している。
　実施例３と同様に、これら４つの光照射条件での二次電子像の差画像を作成する。例えば、４つのＳＥ像に対して総当たり式に差画像を作成するものとすると６つの差画像が作成されることになる。差画像の輝度値が大きくなるような第３領域セグメンテーションの抽出方法は、図１６Ｂに示すように、実施例３と同様に行える。すなわち、抽出輝度の閾値（領域閾値）を設定し、それ以上の高輝度の輝度プロファイルをもつ輝度領域を第３領域セグメンテーションとして設定している。
　また、同一視野内に光照射条件に対して異なる輝度変化をもつ第３領域が存在する場合には、夫々が断続条件に対して輝度変化が大きくなるように第３領域セグメンテーションを抽出してよい。図１６Ｂでは、４種類の第３領域セグメンテーションが抽出されている。種類の違いは符号の添え字Ａ～Ｄにより示している。第３領域セグメンテーションの種類ごとに、異なる差画像に基づき第３領域セグメンテーションを抽出してよい。
　抽出した第３領域セグメンテーション２５１Ａ～Ｄについて、図１６Ａに示した二次電子像から抽出した第３領域セグメンテーションにおける輝度値を取得する。図１６Ｃに、その出力例を示す。
　実施例４によれば、電子ビーム観察に加えて、各光照射条件で光を照射したときの第３領域の輝度変化から輝度変化が大きくなるような第３領域セグメンテーションを抽出することが可能になり、高感度な定量的検査が可能になる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１，１ｂ，１ｃ：荷電粒子線装置、２：電子銃、３：偏向器、４：電子レンズ、５：電子検出器、６：ＸＹＺステージ、７：ビーム遮断器、８：試料、１０：情報処理装置、１１：プロセッサ（ＣＰＵ）、１２：メモリ、１３：ストレージ装置、１４：入出力ポート、１５：ネットワークインタフェース、１６：バス、３１：荷電粒子ビーム出力部、３２：荷電粒子ビーム走査部、３３：荷電粒子ビーム集束部、３４：検出部、３５：画像生成部、３６：観察条件設定部、３７：入力・表示部、３８：領域保存部、３９：領域抽出部、４０：特徴量抽出部、４１：条件入力部、４２：画像表示部、４３：断続照射部、４４：光源、４５：照射光学系、４６：レーザ制御部、５１，５２：試料、５３：Si基板、５４：Poly-Siライン、５５：TEOS膜、１００Ｎ：正常パターン、１００Ｄ：不良パターン、１０１：層間膜、１０２：コンタクトプラグ、１０３：下層配線、１１０：ＳＥＭ画像、１１１：第１領域、１１２：第２領域、１１３：第３領域、２００：ＳＥ像、２０１，２０２：コンタクトプラグ、２０３，２０４：第３領域、２１０：ＢＳＥ像、２２０，２３０，２２３，２３３：二次電子像、２２１，２３１：第３領域、２２２，２３２：プロファイル、２２４，２２５，２３４，２３５：プロファイル、２２６，２３６：輝度プロファイル、２４１，２４２：ＳＥ像、２４３：差画像、２４４：輝度プロファイル、２４５，２５１：第３領域セグメンテーション、３０１：画像表示部、３１０：荷電粒子線条件設定部、３２０：領域設定部、３２１：領域選定部、３２２：第３領域抽出部、３２３：範囲領域設定部、３２４：プラグ種類別設定部、３２５：手動設定部、３２６：レイヤ選択部、３２７：第３領域確認部、３２８：表示プロファイル領域指定、３２９：輝度プロファイル、３３０：抽出領域輝度表示部。

Claims (15)

  1. 　誘電体領域に導体または半導体からなるパターンが形成された試料について、前記パターンの電気的特性を検査する検査方法であって、
    　前記試料上で荷電粒子ビームを走査させて二次電子像を取得し、
    　前記二次電子像における前記誘電体領域に対応する第１領域と前記パターンに対応する第２領域との境界から前記第１領域側に広がる前記第２領域よりも高輝度な第３領域の輝度値に基づく特徴量を算出し、
    　前記特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査することを特徴とする検査方法。
  2. 　請求項１において、
    　前記第３領域は、前記試料の前記誘電体領域における電位勾配により生じることを特徴とする検査方法。
  3. 　請求項１において、
    　前記境界を前記試料の構造情報に基づいて抽出することを特徴とする検査方法。
  4. 　請求項３において、
    　前記試料の構造情報として、前記試料上に荷電粒子ビームを走査させて取得した後方散乱電子像あるいはＸ線像、または前記試料のＣＡＤデータを用いることを特徴とする検査方法。
  5. 　請求項１において、
    　前記試料上で第１の荷電粒子線条件の荷電粒子ビームを走査させて第１の二次電子像を取得し、
    　前記試料上で第２の荷電粒子線条件の荷電粒子ビームを走査させて第２の二次電子像を取得し、
    　前記第１の二次電子像の前記第３領域の輝度プロファイルと前記第２の二次電子像の前記第３領域の輝度プロファイルとの比較に基づき、前記二次電子像を取得するときの荷電粒子ビームの荷電粒子線条件を決定することを特徴とする検査方法。
  6. 　請求項５において、
    　前記第１の荷電粒子線条件の荷電粒子ビームの前記試料上での集束径と前記第２の荷電粒子線条件の荷電粒子ビームの前記試料上での集束径とが異なることを特徴とする検査方法。
  7. 　請求項１において、
    　前記二次電子像を取得するときの荷電粒子ビームの荷電粒子線条件はデフォーカス条件であることを特徴とする検査方法。
  8. 　誘電体領域に導体または半導体からなるパターンが形成された試料について、前記パターンの電気的特性を検査する検査方法であって、
    　前記試料上で第１の断続条件のパルス荷電粒子ビームを走査させて第１の二次電子像を取得し、
    　前記試料上で第２の断続条件のパルス荷電粒子ビームを走査させて第２の二次電子像を取得し、
    　前記第１の二次電子像と前記第２の二次電子像との差画像における高輝度側の輝度プロファイルに基づき第１の第３領域セグメンテーションを抽出し、
    　前記第１の二次電子像及び前記第２の二次電子像における前記第３領域セグメンテーションの輝度値に基づく特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査することを特徴とする検査方法。
  9. 　誘電体領域に導体または半導体からなるパターンが形成された試料について、前記パターンの電気的特性を検査する検査方法であって、
    　第１の光照射条件の光を照射した前記試料上で荷電粒子ビームを走査させて第１の二次電子像を取得し、
    　第２の光照射条件の光を照射した前記試料上で荷電粒子ビームを走査させて第２の二次電子像を取得し、
    　前記第１の二次電子像と前記第２の二次電子像との差画像における高輝度側の輝度プロファイルに基づき第３領域セグメンテーションを抽出し、
    　前記第１の二次電子像及び前記第２の二次電子像における前記第３領域セグメンテーションの輝度値に基づく特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査することを特徴とする検査方法。
  10. 　請求項８または請求項９において、
    　前記第３領域セグメンテーションは、前記第１の二次電子像及び前記第２の二次電子像における前記試料の前記誘電体領域における電位勾配により生じる高輝度領域に含まれることを特徴とする検査方法。
  11. 　誘電体領域に導体または半導体からなるパターンが形成された試料が載置される試料ステージと、
    　前記試料に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子光学系と、
    　前記試料上で前記荷電粒子ビームを走査させて取得した二次電子像から前記パターンの電気的特性を検査する情報処理装置とを備え、
    　前記情報処理装置は、前記二次電子像における前記誘電体領域に対応する第１領域と前記パターンに対応する第２領域との境界から前記第１領域側に広がる前記第２領域よりも高輝度な第３領域の輝度値に基づく特徴量を算出し、前記特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査する荷電粒子線装置。
  12. 　請求項１１において、
    　前記第３領域は、前記試料の前記誘電体領域における電位勾配により生じる荷電粒子線装置。
  13. 　請求項１１において、
    　前記二次電子像は、前記荷電粒子光学系がデフォーカス条件の前記荷電粒子ビームを前記試料上で走査させて取得した二次電子像である荷電粒子線装置。
  14. 　請求項１１において、
    　前記荷電粒子光学系はパルス荷電粒子ビームを前記試料に照射し、
    　前記情報処理装置は、前記試料上で第１の断続条件のパルス荷電粒子ビームを走査させて取得した第１の二次電子像と、前記試料上で第２の断続条件のパルス荷電粒子ビームを走査させて取得した第２の二次電子像との差画像における高輝度側の輝度プロファイルに基づき第１の第３領域セグメンテーションを抽出し、前記第１の二次電子像及び前記第２の二次電子像における前記第３領域セグメンテーションの輝度値に基づく特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査する荷電粒子線装置。
  15. 　請求項１１において、
    　前記荷電粒子光学系は光を前記試料に照射し、
    　前記情報処理装置は、第１の光照射条件の光を照射した前記試料上で荷電粒子ビームを走査させて取得した第１の二次電子像と、第２の光照射条件の光を照射した前記試料上で荷電粒子ビームを走査させて取得した第２の二次電子像との差画像における高輝度側の輝度プロファイルに基づき第３領域セグメンテーションを抽出し、前記第１の二次電子像及び前記第２の二次電子像における前記第３領域セグメンテーションの輝度値に基づく特徴量に基づき前記パターンの電気的特性を検査する荷電粒子線装置。
PCT/JP2022/035887 2022-09-27 2022-09-27 検査方法および荷電粒子線装置 WO2024069737A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/035887 WO2024069737A1 (ja) 2022-09-27 2022-09-27 検査方法および荷電粒子線装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/035887 WO2024069737A1 (ja) 2022-09-27 2022-09-27 検査方法および荷電粒子線装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024069737A1 true WO2024069737A1 (ja) 2024-04-04

Family

ID=90476629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/035887 WO2024069737A1 (ja) 2022-09-27 2022-09-27 検査方法および荷電粒子線装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024069737A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000357483A (ja) * 1999-06-11 2000-12-26 Hitachi Ltd 荷電粒子線画像に基づく検査または計測方法およびその装置並びに荷電粒子線装置
JP2004266069A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Sharp Corp 半導体集積回路の不良箇所特定用試料の作成方法及び不良箇所特定方法
JP2005181246A (ja) * 2003-12-24 2005-07-07 Hitachi Ltd パターン欠陥検査方法及び検査装置
WO2011004534A1 (ja) * 2009-07-09 2011-01-13 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 半導体欠陥分類方法，半導体欠陥分類装置，半導体欠陥分類プログラム
WO2020095531A1 (ja) * 2018-11-08 2020-05-14 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置の調整方法及び荷電粒子線装置システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000357483A (ja) * 1999-06-11 2000-12-26 Hitachi Ltd 荷電粒子線画像に基づく検査または計測方法およびその装置並びに荷電粒子線装置
JP2004266069A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Sharp Corp 半導体集積回路の不良箇所特定用試料の作成方法及び不良箇所特定方法
JP2005181246A (ja) * 2003-12-24 2005-07-07 Hitachi Ltd パターン欠陥検査方法及び検査装置
WO2011004534A1 (ja) * 2009-07-09 2011-01-13 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 半導体欠陥分類方法，半導体欠陥分類装置，半導体欠陥分類プログラム
WO2020095531A1 (ja) * 2018-11-08 2020-05-14 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置の調整方法及び荷電粒子線装置システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101425541B1 (ko) 시료면 관찰방법
JP4206192B2 (ja) パターン検査方法及び装置
JP4163344B2 (ja) 基板検査方法および基板検査システム
US7602197B2 (en) High current electron beam inspection
US7626163B2 (en) Defect review method and device for semiconductor device
KR101685274B1 (ko) 하전 입자선 장치
WO2010029700A1 (ja) 荷電粒子線装置
JP2002083849A (ja) 半導体デバイス検査装置
US8853628B2 (en) Defect inspection method, and device thereof
TWI484169B (zh) Charged particle line device
WO2014175150A1 (ja) 試料観察装置
TWI407127B (zh) 以帶電粒子顯微鏡影像辨識導電柱塞短路的方法與裝置
US20100225905A1 (en) Inspection method and inspection apparatus for semiconductor substrate
US20110293167A1 (en) Defect inspecting method, defect inspecting apparatus, and recording medium
US6797955B1 (en) Filtered e-beam inspection and review
WO2024069737A1 (ja) 検査方法および荷電粒子線装置
US10802073B2 (en) Pattern defect detection method
JP5712073B2 (ja) 試料の検査条件・測定条件の自動判定方法及び走査型顕微鏡
US6979824B1 (en) Filtered e-beam inspection and review
TW202413938A (zh) 檢查方法及帶電粒子線裝置
JP5131105B2 (ja) パターン検査方法及び装置
WO2024127586A1 (ja) 荷電粒子線装置及び試料の特性を推定する方法
JP2003133379A (ja) 半導体装置の検査装置及び半導体装置の製造方法
US20180330494A1 (en) Method of detecting defect of contact hole
JP2004227886A (ja) 走査電子顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22960801

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1