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技術 電子ビーム装置及びそのステージのナビゲーション方法

出願人 富士通株式会社
発明者 安部貴之大窪和生
出願日 1997年10月8日 (24年2ヶ月経過) 出願番号 1997-275927
公開日 1999年4月23日 (22年8ヶ月経過) 公開番号 1999-111207
状態 特許登録済
技術分野 電子顕微鏡2 電子顕微鏡1
主要キーワード 比較ライン 異物存在 異物検出位置 同一処理内容 補正間隔 移動手順 比較パターン 異物位置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年4月23日)のものです。
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図面 (11)

課題

基本パターン配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージ目標位置へ正確に移動させ、また、SEM像上の位置を誤りなく容易に検出する。

解決手段

メモリセル配列中の小領域A0のSEM像を参照パターンとして取得し、ステージを、移動誤差セル配列ピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、小領域A0に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして取得し、比較パターンと参照パターンとのパターンマッチングを行うことによりステージ位置ずれ量を検出し、ステージ移動誤差補正する。マッチング度設定値未満であれば異物が存在すると判定し、マッチング度が設定値以上になるところまで比較領域を戻らせ観察点へのステージ移動経路を変更し、又は、マッチング度が設定値以上になるまでその周辺部へ比較領域を移動させ、該周辺部でのパターンマッチングにより補正された位置に基づいて異物位置補間法で求める。

概要

背景

LDIの設計検証故障解析においては、この種の電子ビーム装置を用いて観察が行われる。この場合、現在位置と観察位置とを入力すると、試料を搭載したステージが移動し、観察点で停止する。ステージ移動精度は通常数μm程度であり、良い場合でも2〜3μ程度であるので、この停止位置でSEM像を取得し、これとCADデータであるレイアウトパターンとのパターンマッチングを行って、ステージの位置ずれを検出し、その位置を補正している。

概要

基本パターン配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージを目標位置へ正確に移動させ、また、SEM像上の位置を誤りなく容易に検出する。

メモリセル配列中の小領域A0のSEM像を参照パターンとして取得し、ステージを、移動誤差セル配列ピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、小領域A0に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして取得し、比較パターンと参照パターンとのパターンマッチングを行うことによりステージ位置ずれ量を検出し、ステージ移動誤差を補正する。マッチング度設定値未満であれば異物が存在すると判定し、マッチング度が設定値以上になるところまで比較領域を戻らせ観察点へのステージ移動経路を変更し、又は、マッチング度が設定値以上になるまでその周辺部へ比較領域を移動させ、該周辺部でのパターンマッチングにより補正された位置に基づいて異物位置補間法で求める。

目的

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、基本パターンが配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージを目標位置へ正確に移動させることが可能な電子ビーム装置及びそのステージのナビゲーション方法を提供することにある。本発明の他の目的は、基本パターンが配列形成された試料に対し、SEM像上の位置を誤りなく容易に検出することが可能な電子ビーム装置及びそのステージのナビゲーション方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

試料が搭載されたステージを現在位置から目標位置まで移動させ、SEM像メモリ内に取得して表示装置に表示させる電子ビーム装置において、該試料上に基本パターン規則的に配列形成された配列パターンの一部領域に対応したパターン参照パターンとして取得し、該ステージを、移動誤差が該基本パターンの配列のピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、該参照領域に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして該メモリ内に取得し、該比較パターンと該参照パターンとのパターンマッチングを行うことにより該参照パターンに対する該比較パターンのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて該ステージの移動量を補正する制御装置、を有することを特徴とする電子ビーム装置。

請求項2

上記制御装置は、上記パターンマッチングのマッチング度所定値より小さい位置へ上記ステージが移動したときには、該マッチング度が所定値以上になるところまで上記比較領域を戻らせ、上記目標位置へのステージ移動経路を変更することを特徴とする請求項1記載の電子ビーム装置。

請求項3

上記制御装置は、上記パターンマッチングのマッチング度が所定値より小さい位置へ上記ステージが移動しときには、マッチング度が所定値以上となるまでその周辺部へ上記比較領域を移動させ、該周辺部でのパターンマッチングにより補正された位置に基づいて該マッチング度が所定値より小さい位置を補間法で求めることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム装置。

請求項4

記憶装置を有し、上記制御装置は、上記マッチング度が所定値より小さい位置及びそのSEM画像を該記憶装置に格納させる、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の電子ビーム装置。

請求項5

上記制御装置は、ピッチが上記基本パターンの配列のピッチの整数倍グリッドを上記SEM像と共に上記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の電子ビーム装置。

請求項6

上記制御装置は、上記補正に対応して上記グリッドの位置を補正することを特徴とする請求項5記載の電子ビーム装置。

請求項7

上記メモリは、上記比較領域のSEM像が格納される記憶部と、該比較領域よりも広く且つ上記表示装置への表示に対応したSEM像が格納される記憶部とを有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の電子ビーム装置。

請求項8

上記参照パターンは、上記試料上の一部領域のSEM像であることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム装置。

請求項9

上記パターンマッチングは、X−Y直交座標系におけるX軸上へのSEM像投影値とY軸上へのSEM像投影値とに基づいて行われることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム装置。

請求項10

試料が搭載されたステージを現在位置から目標位置へ移動させる電子ビーム装置のステージナビゲーション方法において、該試料上に基本パターンが規則的に配列形成された配列パターンの一部領域に対応したパターンを参照パターンとして取得しておき、該ステージを、移動誤差が該基本パターンの配列のピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、該参照領域に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして取得し、該比較パターンと該参照パターンとのパターンマッチングを行うことにより該参照パターンに対する該比較パターンのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて該ステージの移動量を補正する、ことを特徴とする電子ビーム装置のステージナビゲーション方法。

技術分野

背景技術

0002

LDIの設計検証故障解析においては、この種の電子ビーム装置を用いて観察が行われる。この場合、現在位置と観察位置とを入力すると、試料を搭載したステージが移動し、観察点で停止する。ステージ移動精度は通常数μm程度であり、良い場合でも2〜3μ程度であるので、この停止位置でSEM像を取得し、これとCADデータであるレイアウトパターンとのパターンマッチングを行って、ステージの位置ずれを検出し、その位置を補正している。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、メモリデバイスのように、基本パターン多数配列形成され、かつ、基本パターン配列のピッチがステージ移動精度以下、例えば1〜2μmである場合には、ステージ位置ずれ検出値がこのピッチの整数倍だけ不定になる。この問題は、レーザ干渉測長器を備えてステージ位置を測定することにより解決されるが、これを備えることにより装置が大型かつ高価になる。

0004

また、故障の原因となるチップ上の異物の位置を検出する場合、オペレータがSEM像を観察しながらステージを少しずつ動かし、メモリデバイスのように基本パターンが多数配列形成されている場合にはオペレータが基本パターンの数を数えて異物の位置を検出しているが、同一パターンの繰り返しであるため、位置検出誤りが生じやすい。

0005

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、基本パターンが配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージを目標位置へ正確に移動させることが可能な電子ビーム装置及びそのステージのナビゲーション方法を提供することにある。本発明の他の目的は、基本パターンが配列形成された試料に対し、SEM像上の位置を誤りなく容易に検出することが可能な電子ビーム装置及びそのステージのナビゲーション方法を提供することにある。

0006

請求項1では、試料が搭載されたステージを現在位置から目標位置まで移動させ、SEM像をメモリ内に取得して表示装置に表示させる電子ビーム装置において、該試料上に基本パターンが規則的に配列形成された配列パターンの一部領域に対応したパターン参照パターンとして取得し、該ステージを、移動誤差が該基本パターンの配列のピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、該参照領域に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして該メモリ内に取得し、該比較パターンと該参照パターンとのパターンマッチングを行うことにより該参照パターンに対する該比較パターンのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて該ステージの移動量を補正する制御装置を有する。

0007

この電子ビーム装置によれば、ステージ移動誤差が基本パターンの配列のピッチ以下と考えられる所定距離だけステージを移動させる毎に位置ずれが補正されるので、基本パターンが配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージを目標位置へ正確に移動させることが可能となるという効果を奏する。また、この位置ずれは、比較的狭い領域のパターンマッチングを行うことにより検出できるので、処理速度の低下が防止される。

0008

請求項2の電子ビーム装置では、請求項1において、上記制御装置は、上記パターンマッチングのマッチング度所定値より小さい位置へ上記ステージが移動したときには、該マッチング度が所定値以上になるところまで上記比較領域を戻らせ、上記目標位置へのステージ移動経路を変更する。この電子ビーム装置によれば、この経路変更により、ステージ移動途中に異物に出会ってその位置の比較パターンを位置ずれ検出に用いることができなくても、目標位置までの途中の位置ずれ補正が可能になるという効果を奏する。

0009

請求項3の電子ビーム装置では、請求項1において、上記制御装置は、上記パターンマッチングのマッチング度が所定値より小さい位置へ上記ステージが移動しときには、マッチング度が所定値以上となるまでその周辺部へ上記比較領域を移動させ、該周辺部でのパターンマッチングにより補正された位置に基づいて該マッチング度が所定値より小さい位置を補間法で求める。

0010

この電子ビーム装置によれば、補間により異物位置を正確に検出することができ、かつ、移動途中に異物に出会ってその位置の比較パターンを位置ずれ検出に用いることができなくても、目標位置までの途中の位置ずれ補正が可能になるという効果を奏する。請求項4の電子ビーム装置では、請求項1乃至3のいずれか1つにおいて、記憶装置を有し、上記制御装置は、上記マッチング度が所定値より小さい位置及びそのSEM画像を該記憶装置に格納させる。

0011

この電子ビーム装置によれば、デバイス信頼性向上ための情報が得られるという効果を奏する。請求項5の電子ビーム装置では、請求項1乃至4のいずれか1つにおいて、上記制御装置は、ピッチが上記基本パターンの配列のピッチの整数倍のグリッドを上記SEM像と共に上記表示装置に表示させる。

0012

この電子ビーム装置によれば、基本パターンが配列形成された試料に対し、SEM像上の位置を誤りなく検出することが可能になるという効果を奏する。請求項6の電子ビーム装置では、請求項5において、上記制御装置は、上記補正に対応して上記グリッドの位置を補正する。この電子ビーム装置によれば、グリッドに目盛りを付した場合に、この目盛りが整数ピッチずれるのを防止することができ、異物検出位置が正確になるという効果を奏する。

0013

請求項7の電子ビーム装置では、請求項1乃至6のいずれか1つにおいて、上記メモリは、上記比較領域のSEM像が格納される記憶部と、該比較領域よりも広く且つ上記表示装置への表示に対応したSEM像が格納される記憶部とを有する。この電子ビーム装置によれば、SEM像を表示させながら、非表示のパターンマッチング用SEMをメモリに格納させることができるという効果を奏する。

0014

請求項8の電子ビーム装置では、請求項1において、上記参照パターンは、上記試料上の一部領域のSEM像である。この電子ビーム装置によれば、同一レイアウトデータに対しプロセス条件が異なることにより参照パターンが異なっても、より正確なマッチング度を算出することができるという効果を奏する。

0015

請求項9の電子ビーム装置では、請求項1において、上記パターンマッチングは、X−Y直交座標系におけるX軸上へのSEM像投影値とY軸上へのSEM像投影値とに基づいて行われる。この電子ビーム装置によれば、2次元パターンマッチングが1次元パターンのマッチングに置き換えられるので、処理が高速化されるという効果を奏する。

0016

請求項10では、試料が搭載されたステージを現在位置から目標位置へ移動させる電子ビーム装置のステージナビゲーション方法において、該試料上に基本パターンが規則的に配列形成された配列パターンの一部領域に対応したパターンを参照パターンとして取得しておき、該ステージを、移動誤差が該基本パターンの配列のピッチ以下と考えられる所定距離移動させる毎に、該参照領域に対応した比較領域のSEM像を比較パターンとして取得し、該比較パターンと該参照パターンとのパターンマッチングを行うことにより該参照パターンに対する該比較パターンのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて該ステージの移動量を補正する。

発明を実施するための最良の形態

0017

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
[第1実施形態]図1は、本発明の第1実施形態の電子ビーム装置概略構成を示す。電子ビーム装置本体10は、例えばSEM像取得機能を備えた電子ビームテスタ本体であり、ステージ11に搭載された試料12に対し、電子銃13から放射された電子ビームEBが走査される。この走査は偏向器14で行われ、対物レンズ15で電子ビームEBが試料12上に収束される。試料12上の電子ビーム照射点から放出された2次電子SEは、2次電子検出器18で検出される。2次電子検出器18の出力は、増幅回路19で増幅され、A/D変換回路20でデジタル化されてフレームメモリ21に格納され、フレームメモリ21内にSEM像が得られる。この像は、表示装置22に表示される。

0018

試料12は、例えばメモリデバイスの半導体チップであり、その表面には図4に示す如く、基本パターンである略矩形メモリセルがX方向及びY方向にそれぞれピッチPX及びPYで配列形成されている。ステージ11を現在位置SPから観察位置EPまで、すなわち無偏向の電子ビームEBの試料12上照射点が、点SPから点EPになるまで移動させる場合を考える。現在位置SPから観察位置EPへのベクトルにより、ステージ11をX方向及びY方向へ駆動する各々のパルスモータへのパルス数が定まる。この数のパルスでステージ11を移動させた場合、各種原因により、数μm、良い場合でも2〜3μmの移動誤差が生ずる。これに対し、ピッチPX及びPYは1〜2μm程度である。

0019

したがって、ステージ11を観察位置EPまで移動させて停止させた後にSEM像とレイアウトパターンとのマッチングを行っても、このような繰り返しパターンの場合には、X方向及びY方向について位置ずれ検出値がそれぞれピッチPX及びPYの整数倍だけ不定になる。そこで、ステージ11のX方向駆動用パルスモータに、補正間隔CDXに相当する数のパルスを供給する毎に、その位置で取得した小領域(比較領域)のSEM像と最初に取得した小領域(参照領域)のSEM像とのパターンマッチングを行って位置ずれ量を検出し、その位置を補正する。ここにCDX=k・PXであり、kは1≦k≦mを満たす任意の値であり、mは次の条件を満たす。すなわち、ステージ11のX方向駆動用パルスモータに、mピッチ移動量に相当する数のパルスを供給したときステージ11の移動誤差が1ピッチ未満になるが、(m+1)ピッチ移動量に相当する数のパルスを供給したときステージ11の移動誤差が1ピッチ以上になるという条件を満たす。

0020

Y方向についても前記同様であり、CDXに相当するものをCDYで表す。本第1実施形態によれば、ステージ移動誤差が基本パターンの配列ピッチ以下と考えられる所定距離だけステージを移動させる毎に位置ずれが補正されるので、基本パターンが配列形成されている試料に対し、レーザ干渉測長器を備えることなくステージを目標位置へ正確に移動させることが可能となる。

0021

また、SEM像が参照パターンとして用いられるので、同一レイアウトデータに対しプロセス条件が異なることにより参照パターンが異なっても、より正確なマッチング度を算出することができる。上記「小領域」は、狭いほどパターンマッチング計算を高速に行うことが可能であるが、上記補正が可能な広さを必要とし、これはパターンマッチング方法にも依存する。この第1実施形態では、例えばセル配列単位領域が「小領域」であり、図4において、現在位置SPの小領域A0は、セル配列の角の4つのメモリセルC00、C01、C11及びC10の各中点を結んだ領域である。

0022

図1において、制御装置23は、ドライバ24に走査制御指令を供給し、ドライバ24はこれに基づいて偏向器14に、SEM像を得るための走査用駆動信号を供給する。制御装置23は、入力装置25から供給される入力データ及び外部記憶装置26に格納されているセルピッチPX及びPYのデータに基づき、ステージ11を現在位置SPから観察位置EPまで移動させる。

0023

制御装置23は、ステージ11の移動途中でマッチング度が設定値以下の場合、異物が存在すると判定し、その位置及びSEM像を異物データとして外部記憶装置27に格納する。例えば100μm×100μmの「大領域」を走査してそのSEM像を表示装置22に表示させながら、非表示のパターンマッチング用「小領域」を走査してそのSEMをフレームメモリ21に格納させるために、フレームメモリ21は図2に示す如く構成されている。すなわち、フレームメモリ21は、「大領域」のSEM像格納用VRAM210と、「小領域」のSEM像格納用VRAM211とを備え、入力値セレクタ212で選択されてVRAM210又はVRAM211へ格納される。VRAM210に格納されたSEM像は、表示インタフェ−ス213を介して表示装置22へ供給され、VRAM211に格納されたSEM像は、制御装置23へ供給される。

0024

図3は、試料12上の現在位置SPから観察位置EPへステージ11を移動させる手順を示す。
(S1)ステージ11を初期位置へ移動させる。例えば、操作モードを自動にして、セルアレイの周囲に形成された非配列パターンの所定位置までステージ11を移動させ、この位置のSEM像と、外部記憶装置26に格納された該所定位置のレイアウトパターンとのパターンマッチングを行って位置ずれを補正し、この位置から位置SPまでに相当する数のパルスを上記パルスモータに供給し、次に操作モードを手動にして、SEM像を観察しながらステージ11の位置をSPに一致させる。

0025

入力装置25から現在位置SP及び補正間隔CDX、CDYを取得し、外部記憶装置26からピッチPX及びPYを取得する。
(S2)図4の小領域A0のSEM像が参照領域の参照パターンとして図2のVRAM211に格納され、そのX軸及びY軸への投影データ参照投影データPX0(X)及びPY0(Y)として取得する。図5(A)は、参照パターンを示しており、図5(C)は、X軸参照投影データPX0(X)、すなわち参照パターンの各XについてY方向の画素値を積算したものを示している。

0026

(S3)入力装置25から入力された観察位置EPを取得する。観察位置EPは、例えば故障解析により検出された不良ビットの位置である。
(S4)現在位置が略EP(位置ずれ補正前のEP)でなければステップS5へ進む。
(S5)X方向へ進む場合には補正間隔CDXに相当する数のパルスをステージ11のX軸駆動用パルスモータに供給し、Y方向へ進む場合には補正間隔CDYに相当する数のパルスをステージ11のY軸駆動用パルスモータに供給する。図3では補正間隔CDX及びCDYをまとめてCDで表しており、X成分及びY成分を有する他の符号についても以下同様である。

0027

(S6)「小領域」のSEM像を比較領域の比較パターンとしてVRAM211内に取得し、そのX軸及びY軸への投影データを比較投影データPXi(X)及びPYi(Y)として作成する。図5(B)はこの比較パターンを示しており、図5(D)は比較投影データを示している。
(S7)次の相関値
CFX(ΔX)=∫PX0(X−ΔX)・PXi(X)dX
CFY(ΔY)=∫PY0(Y−ΔY)・PYi(Y)dY
の各々の最大値CFXmax及びCFYmaxをマッチング度MCX及びMCYとして求め、このときのΔX及びΔYをステージ11の位置ずれ量として求める。積分範囲全範囲であり、比較投影データ等の関数は「小領域」外で0である。

0028

このように2次元パターンのマッチングを1次元パターンのマッチングに置き換えることにより、処理が高速化される。マッチング度MCXm及びMCYmとしては、相関係数であってもよく、この場合、ステージ11の位置ずれ量ΔX及びΔYは例えば次の平均値差、
ΔX=∫X・PXi(X)dx/∫PXi(X)dX
−∫X・PX0(X)dx/∫PX0(X)dX
ΔY=∫Y・PYi(Y)dx/∫PYi(Y)dY
−∫Y・PY0(Y)dx/∫PY0(Y)dY
又は、比較投影データのピーク位置と参照投影データのピーク位置との差である。

0029

(S8)MCXm≧MCX0かつMCYm≧MCY0であれば次のステップS9へ進む。ここにMCX0及びMCY0は予め設定された値である。
(S9)X方向へ進む場合には、CDX←CDX−ΔXとしてステップS5での補正間隔CDXを補正し、Y方向へ進む場合には、CDY←CDY−ΔYとしてステップS5での補正間隔CDYを補正する。次にステップS4へ戻る。

0030

図6に示すような異物Mがステージ移動経路中に存在する場合には、ステージ11が位置P3のとき上記ステップS8においてMCXm<MCX0又はMCYm<MCY0と判定され、ステップS10へ進む。
(S10)図4に示す初期経路から、図6に示すような異物Mを迂回する経路に変更する。図6では、位置P3から位置P2及びP1へと2ピッチだけ逆進し、進行方向をY方向に変換し、Y方向位置が観察位置EPのそれに一致したところでX方向へ進行方向を変更する経路に変更している。このステップS10では、経路変更のみであり、ステージ11は図6のP3に位置している。

0031

この経路変更により、ステージ移動途中に異物Mに出会ってその位置の比較パターンを位置ずれ検出に用いることができなくても、観察位置EPまでの途中の位置ずれ補正が可能となる。
(S11)この位置P3の座標及びVRAM211に格納されたSEM像を、異物データとして外部記憶装置27に格納する。これにより、デバイスの信頼性向上ための情報が得られる。次に上記ステップS5へ戻る。ステージ11は、例えばステップS11において図6の位置P3であれば、次のステップS5により図6の位置P2へ移動することになる。

0032

(S12)上記ステップS4で観察位置EPへ略到達したと判定された場合には、1つ前のステップS9で求めた補正量−ΔX又は−ΔYだけステージ11を移動させる。これにより、ステージ11が観察位置EPに一致する。次にステップS3へ戻り、ステップS3以降の以上の処理が繰り返される。なお、現在位置SP及び観察位置EP又はこれらと異物位置P3のみにおいて、「大領域」のSEM像を表示装置22に表示する構成であってもよい。この場合、VRAM211及びセレクタ212は不要であり、制御装置23はVRAM210に格納された小領域のSEM像を処理する。

0033

[第2実施形態]ステージ11を少しずつ移動させながらSEM像を観察して異物検査をすることが主目的である場合には、セルパターンが繰り返し配置されているので、異物の位置座標検出が容易でない。そこで、この第2実施形態では、図8に示す如く、ピッチがセル配列のそれに等しいグリッドGをSEM像と重ねあわせ、SEM像表示ウインドの縁部(又はグリッドの交点付近)に、セルピッチを単位とする位置座標の目盛りを表示することにより、異物位置座標を誤りなく容易に検出できるようにしている。

0034

図7は、図3に対応した第2実施形態の試料上観察位置EPへの移動手順を示す。図3同一処理内容のステップについては、同一符号を付してその説明を省略する。
(20)ステップS2AとステップS3Aとの間のステップ20において、制御装置23は、フレームメモリ21内のVRAM210に格納されたSEM像に対しグリッドGのパターンを上書きする。これにより、図8(B)に示すような画像が得られる。

0035

ステップS5での移動中には、ステージ11を駆動するパルスモータへのパルス数に比例した量だけシフトさせたグリッドGをSEM像に対し上書きする。このシフトにはステージ位置ずれに等しい位置ずれがある。このため、ステップS5で補正間隔CDだけ移動させた後には、例えば図8(A)に示す如く、グリッドGの交点がセル中心からずれている。

0036

(21)そこで、ステップS9とステップS4との間のステップS21において、グリッドGの位置をベクトルC=(−ΔX,−ΔY)だけ補正して、図8(B)に示すような画像を得る。これにより、グリッドに付した目盛りが整数ピッチずれるのを防止することができ、異物検出位置が正確になる。
(S2A、S6A)ステップS2Aにおいて、図5(C)に示す参照投影データを取得する替わりに、図9(A)に示す小領域(参照領域)B0内のX軸方向中央線CLXに沿った、図9(B)に示すような2次電子SE信号量(画素列値)を参照ラインプロファイルとして取得し、同様に、図9(A)に示す小領域B0内のY軸方向中央線CLYに沿った、図9(C)に示すような2次電子SE信号量をラインプロファイルとして取得する。ステップS6Aにおいては、同様にその位置での小領域(比較領域)内のX軸方向中央線及びY軸方向中央線に沿った2次電子SE信号量を比較ラインプロファイルとして取得する。ラインプロファイルは上記第1実施形態の投影データに対応しており、ステップS7ではこれを用いて第1実施形態と同様にマッチング度が算出される。ラインプロファイルは、2次元走査SEM像から抽出しても、電子ビームEBをクロス走査して直接取得(この場合もSEM像の一種みなす)してもよい。

0037

投影データを作成する必要がないので、ステップS2A及びS6Aでの処理時間が図3のステップS2及びS6での処理時間よりも短縮されよりて、処理が高速化される。
(S3A)ステップ3Aでは、図3のステップ3での処理、又は、観察位置の簡易入力としてスクロール方向キーを押す操作が行われる。

0038

(S10A)図10で位置P1、P2及びP3へと進み、位置P3でステップS8からステップS10Aに進んだ場合、ステップS10Aにおいて、マッチング度MCmが設定値MC0以上となるまで位置P5の周辺部へ比較領域を移動させ、該周辺部においてステップS9と同じ処理で補正された位置P4、P5及びP6に基づいて、位置P3を補間法により求める。比較領域の該周辺部への移動は、偏向器14のみで行うことができる。

0039

このような補間により、異物M位置を正確に検出することができ、かつ、移動途中に異物Mに出会ってその位置の比較パターンを位置ずれ検出に用いることができなくても、観察位置EPまでの途中の位置ずれ補正が可能となる。他の点は上記第1実施形態の場合と同一である。なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。

0040

例えば、ステージ11を移動させて観察位置EPの近くまで(目標位置まで)進んだ時、ステージ11を停止させ、電子ビームEBの走査範囲を偏向器14で観察位置まで移動させてSEM像を得るようにしてもよいことは勿論である。また、上記第1実施形態において、偏向器14のみで比較領域をCDだけ移動させて上記マッチング度を算出し、これが設定値以上であれば偏向器14でのこの移動を戻してステージ11をCDだけ移動させ、設定値未満であれば偏向器14でのこの移動を戻しステージ移動経路を変更することにより、図6の位置P3から位置P2又はP1までのステージ逆進を行わないようにしてもよい。

0041

さらに、参照パターンはSEM像でなくてもよく、レイアウトパターン中の「小領域」のパターンであってもよい。

図面の簡単な説明

0042

図1本発明の第1実施形態の電子ビーム装置概略構成を示す図である。
図2図1中のフレームメモリの概略構成を示す図である。
図3本発明の第1実施形態の試料上観察位置への移動手順を示すフローチャートである。
図4試料上移動説明図である。
図5パターンマッチング及び補正量の説明図である。
図6ステージ移動中に異物に出会った場合の経路変更説明図である。
図7本発明の第2実施形態の試料上観察位置への移動手順を示すフローチャートである。
図8グリッド補正説明図である。
図9本発明の第2実施形態のパターンマッチングに用いられるラインプロファイルの説明図である。
図10異物存在部分のセル位置検出説明図である。

--

0043

10電子ビーム装置本体
11ステージ
12試料
13電子銃
14偏向器
15対物レンズ
182次電子検出器
21フレームメモリ
22表示装置
23制御装置
25入力装置
26、27外部記憶装置
EB電子ビーム
SE 2次電子
SP 現在位置
EP 観察位置
M異物
Gグリッド
CLX、CLY 中央線

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