JP2008204775A - Charged particle beam device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は荷電粒子ビーム装置に関し、更に詳しくは試料の配線パターンの不良箇所を特定するようにした荷電粒子ビーム装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus that specifies a defective portion of a wiring pattern of a sample.
図１３は従来装置の構成例を示す図である。鏡筒１から照射される電子ビーム２は、走査コイル３０によりステージ７に載置された試料６に面走査される。試料６に電子ビーム２が照射されると、試料内部に吸収電流１２が流れ、試料６からは２次電子３が放出される。試料６に流れる吸収電流１２は、配線パターン５に接触させた１本以上のプローブ８によって取得することができ、電流／電圧変換器９に入力される。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of a conventional apparatus. The
そして、電流／電圧変換器９に入力された信号は増幅され、同期装置１０に入力される。同期装置１０で走査信号と重畳され、走査電子顕微鏡のモニタであるディスプレイ１１に表示される。また、試料６から放出された２次電子３は、試料室２９に設けられた２次電子検出器４により捕獲される。この２次電子信号も同期装置１０に入力され、走査信号と重畳され、ディスプレイ１１に表示される。
The signal input to the current /
従来のこの種の装置としては、配線の一端或いは両端に探針を接触させた状態で電子ビームを照射し、探針に流れる電流をモニタし、この電流を画像として表示するようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、配線の両端にプローブを接触させた状態で荷電粒子ビームを照射し、各プローブに流れる電流を検出して、その差信号を画像として表示し、欠陥箇所を特定するようにした技術が知られている（例えば特許文献２参照）。 As a conventional device of this type, there is a technique in which an electron beam is irradiated with a probe in contact with one end or both ends of a wiring, the current flowing through the probe is monitored, and this current is displayed as an image. It is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, a technology is known that irradiates a charged particle beam with the probe in contact with both ends of the wiring, detects the current flowing through each probe, displays the difference signal as an image, and identifies the defect location. (See, for example, Patent Document 2).
また、基板から浮いた配線パターンが形成された試料に対して、所定の配線の一端或いは両端に探針を接触させた状態で電子ビームを照射し、最低一つの探針に流れる電流をモニタし、断線箇所を特定するようにした技術が知られている（例えば特許文献３参照）。
荷電粒子ビーム装置を用いた半導体デバイスの故障解析では、１本以上のプローブを配線パターンに当て、配線を流れる吸収電流を利用することにより、配線上の不良箇所を特定している。しかしながら、目視であったため、不良箇所を特定することができないという問題があった。 In a failure analysis of a semiconductor device using a charged particle beam apparatus, one or more probes are placed on a wiring pattern, and an absorption current flowing through the wiring is used to identify a defective portion on the wiring. However, since it was visually, there was a problem that a defective part could not be specified.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、目視で判別不可能であった不良箇所を目視又は自動で特定することができる荷電粒子ビーム装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of visually or automatically specifying a defective portion that cannot be visually identified.
本発明は荷電粒子ビームを試料に照射及び走査し、試料から発生する２次電子等の信号を検出して表面或いは内部情報を得る走査電子顕微鏡において、１本以上のプローブを用いてプローブで検出した吸収電流又は電位分布を増幅回路に入力し、走査信号と重畳させて吸収電流像又は電位分布像を表示するものである。 The present invention irradiates and scans a sample with a charged particle beam, and detects a surface or internal information by detecting signals such as secondary electrons generated from the sample, and is detected by the probe using one or more probes. The absorbed current or potential distribution is input to an amplifier circuit and superimposed on the scanning signal to display an absorbed current image or potential distribution image.
配線の輝度変調を画像処理装置で処理し、輝度変調が大きな箇所を不良候補として認識し、その不良候補を吸収電流像又は電位分布像の画面上、及びリストとして表示し、試料の不良箇所を特定するものである。また、吸収電流像又は電位分布像と設計データと照合することで精度よく不良箇所を認識することが可能となる。
（１）請求項１記載の発明は、荷電粒子ビームを試料に照射及び走査し、試料から発生する２次電子等の信号を検出して試料の表面或いは内部の情報を得る荷電粒子ビーム装置において、試料の任意の箇所に接触させ、吸収電流を検出するための少なくとも１つのプローブと、該プローブにより検出された吸収電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換器と、該電流／電圧変換器の出力と、前記２次電子等の信号とを重畳して表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、荷電粒子ビームを試料に照射及び走査し、試料から発生する２次電子等の信号を検出して試料の表面或いは内部の情報を得る荷電粒子ビーム装置において、試料の任意の箇所に接触させ、試料の電位分布を検出するための少なくとも１つのプローブと、該プローブにより検出された電位分布信号を増幅する電圧増幅器と、該電圧増幅器の出力と、前記２次電子等の信号とを走査信号に重畳して表示する表示手段と、を有することを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記表示手段により表示される吸収電流像又は電位分布像から配線パターンが認識されるようにしたことを特徴とする。
（４）請求項４記載の発明は、前記吸収電流像と設計データとを照合し、配線パターンを抽出し、配線パターンが認識されることを特徴とする。
（５）請求項５記載の発明は、前記電位分布像と設計データとを照合し、配線パターンを抽出し、配線パターンが認識されることを特徴とする。
（６）請求項記載の発明は、前記吸収電流像、２次電子像から認識される配線パターンの輝度プロファイルを求め、輝度プロファイルが識別されるようにしたことを特徴とする。
（７）請求項７記載の発明は、前記電位分布像、２次電子像から認識される配線パターンの輝度プロファイルを求め、輝度プロファイルが識別されるようにしたことを特徴とする。（８）請求項８記載の発明は、前記表示される吸収電流像の輝度変調と設計データとを照合し、抽出された配線パターンの輝度プロファイルを求め、輝度プロファイルが識別されるようにしたことを特徴とする。
（９）請求項９記載の発明は、前記表示される電位分布像の輝度変調と設計データとを照合し、抽出された配線パターンの輝度プロファイルを求め、輝度プロファイルが識別されるようにしたことを特徴とする。
（１０）請求項１０記載の発明は、前記配線パターンの輝度プロファイルの傾きから輝度変調の大きな箇所を特定し、表示し、リストアップすることを特徴とする。
（１１）請求項１１記載の発明は、前記配線パターンの輝度プロファイルと抵抗の測定値とをマッチングし、配線パターンの任意の点の抵抗値を予測するようにしたことを特徴とする。
The luminance modulation of the wiring is processed by the image processing apparatus, the part where the luminance modulation is large is recognized as a defect candidate, the defect candidate is displayed on the screen of the absorption current image or the potential distribution image and as a list, It is something to identify. Further, it is possible to recognize a defective portion with high accuracy by comparing the absorption current image or the potential distribution image with the design data.
(1) The invention according to
(2) The invention according to
(3) The invention according to claim 3 is characterized in that a wiring pattern is recognized from an absorption current image or a potential distribution image displayed by the display means.
(4) The invention according to claim 4 is characterized in that the absorption current image and design data are collated, a wiring pattern is extracted, and the wiring pattern is recognized.
(5) The invention according to
(6) The invention described in claim is characterized in that a luminance profile of a wiring pattern recognized from the absorption current image and the secondary electron image is obtained, and the luminance profile is identified.
(7) The invention according to
(9) The invention according to
(10) The invention according to
(11) The invention according to claim 11 is characterized in that a resistance value at an arbitrary point of the wiring pattern is predicted by matching a luminance profile of the wiring pattern with a measured value of resistance.
（１）請求項１記載の発明によれば、吸収電流像と２次電子像等の信号が重畳して表示されるので、目視で不可能であった不良箇所の特定が可能になる。
（２）請求項２記載の発明によれば、電位分布像と２次電子像等の信号が重畳して表示されるので、目視で不可能であった不良箇所の特定が可能になる。
（３）請求項３記載の発明によれば、表示される吸収電流像又は電位分布像から配線パターンを認識することができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、吸収電流像と設計データとを照合することにより、配線パターンを抽出することができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、電位分布像と設計データとを照合することにより、配線パターンを抽出することができる。
（６）請求項６記載の発明によれば、吸収電流像と２次電子像から配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。
（７）請求項７記載の発明によれば、電位分布像と２次電子像から配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。
（８）請求項８記載の発明によれば、吸収電流像の輝度変調と設計データとを照合することにより配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。
（９）請求項９記載の発明によれば、電位分布像の輝度変調と設計データとを照合するすことにより配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。
（１０）請求項１０記載の発明によれば、輝度プロファイルの傾きから配線パターンの不良箇所を特定し、表示し、リストアップすることができる。
（１１）請求項１１記載の発明によれば、配線パターンの輝度プロファイルと抵抗の測定値とをマッチングすることで、配線パターンの任意の点の抵抗値を予測することができる。
(1) According to the first aspect of the present invention, since signals such as an absorption current image and a secondary electron image are superimposed and displayed, it is possible to identify a defective portion that was impossible with the naked eye.
(2) According to the second aspect of the present invention, since signals such as a potential distribution image and a secondary electron image are superimposed and displayed, it is possible to identify a defective portion that was impossible with the naked eye.
(3) According to the invention described in claim 3, the wiring pattern can be recognized from the displayed absorption current image or potential distribution image.
(4) According to the invention described in claim 4, the wiring pattern can be extracted by collating the absorption current image with the design data.
(5) According to the invention described in
(6) According to the invention described in claim 6, the brightness profile of the wiring pattern can be identified from the absorption current image and the secondary electron image.
(7) According to the invention described in
(8) According to the invention described in claim 8, the luminance profile of the wiring pattern can be identified by comparing the luminance modulation of the absorption current image with the design data.
(9) According to the ninth aspect of the invention, the luminance profile of the wiring pattern can be identified by comparing the luminance modulation of the potential distribution image with the design data.
(10) According to the invention described in
(11) According to the eleventh aspect of the present invention, the resistance value at an arbitrary point of the wiring pattern can be predicted by matching the luminance profile of the wiring pattern with the measured value of resistance.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す構成図である。図１３と同一のものは、同一の符号を付して示す。ここでは、荷電粒子ビーム装置として、走査電子顕微鏡の構成を示している。走査電子顕微鏡は、走査電子顕微鏡鏡筒１と、２次電子検出器４と、試料ステージ７と、プローブ８と、電流／電圧変換器９と、同期装置１０と、画像処理装置１３と、ディスプレイ１１と、試料室２９と、２次電子３と、図示されていない真空排気系と、試料交換室より構成されている。２は電子ビーム、６は試料、５は配線パターン、１２は吸収電流である。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals. Here, the structure of a scanning electron microscope is shown as a charged particle beam apparatus. The scanning electron microscope includes a scanning
２本のプローブ８を試料６表面の配線パターン５の両端に接触させる。プローブ８は、ＸＹＺの３軸方向に駆動するためのＸＹＺ駆動機構を有している。これにより、プローブ８は、試料６の任意の位置に移動でき、配線パターン５に接触させることが可能となる。プローブ８を試料６に接触させた状態で、電子ビーム２を試料６表面の検査対象の配線パターン５の箇所へ照射する。
Two probes 8 are brought into contact with both ends of the
電子ビーム２を照射することにより、試料表面から２次電子３が発生すると同時に、配線パターン５には吸収電流１２が流れる。この電流は、配線パターン５に接触している２本のプローブ８に入力され、該プローブ８に接続された電流／電圧変換器９で増幅された後に、同期装置１０に入力される。そして、ディスプレイ１１に表示される。
By irradiating the
通常、電子線描画を表示する際には、２次電子検出器４で検出された信号が途中で増幅され、同期装置１０によりディスプレイ１１に表示されるが、この実施の形態では、２次電子信号とプローブ８に流れる電流信号を同時に同期装置１０に送る。該同期装置１０は、電子ビーム走査と同期してこれら画像をディスプレイ１１に表示する。それにより、同一箇所で電子ビーム２を走査しながら、２次電子像とプローブ８に流れる吸収電流像を同時に表示し、観察することが可能となる。
Normally, when displaying an electron beam drawing, a signal detected by the secondary electron detector 4 is amplified halfway and displayed on the display 11 by the
同時に、同期装置１０から画像処理装置１３に画像が転送され、画像処理装置１３で配線パターンの抽出、配線輝度プロファイル、不良位置認識等の処理を行ない、同期装置１０にそれらの情報を送り返す。同期装置１０はこれらの情報をディスプレイ１１に表示する。この実施の形態によれば、吸収電流像と２次電子像等の信号が重畳して表示されるので、目視で不可能であった不良箇所の特定が可能となる。
At the same time, the image is transferred from the
次に、走査電子顕微鏡を用いた解析手順について説明する。先ず、解析対象である試料６を試料交換室２９内の試料ステージ７上に載置する。これには、真空排気系により試料交換室（図示せず）内を所定の真空度になるまで排気した後、試料６を試料室２９内の試料ステージ７に搬入する。次に、試料６の表面の解析箇所（配線パターン５）を走査電子顕微鏡鏡筒１の下部へ移動させた後、検査対象の配線パターン５に電子ビーム２を照射する。
Next, an analysis procedure using a scanning electron microscope will be described. First, the sample 6 to be analyzed is placed on the
この時、配線パターン５から発生する２次電子３を２次電子検出器４により検出し、同期装置１０でスキャン信号と同期し、画像を形成し観察する。配線不良（抵抗異常）箇所を有する配線系の両側にある配線（パッド）パターン５に２本のプローブ８を接触させる。次いで、試料６の表面に電子ビーム２を照射及び走査することで、配線パターン５に電子ビーム２を吸収させる。
At this time, the secondary electrons 3 generated from the
配線パターン５に吸収された電子ビームが吸収されることで生じる吸収電流は、配線パターン５に接触させた２つのプローブ８からの吸収電流信号を電流／電圧変換器９により入力電流信号を電圧信号に変換して増幅し、同期装置１０に入力させる。該同期装置１０は、この吸収電流像とスキャン信号とを同期させ、ディスプレイ１１に吸収電流画像３７として表示することができる。
The absorption current generated by the absorption of the electron beam absorbed by the
取得された吸収電流像、２次電子像は、画像処理装置１３に転送される。これら吸収電流像、２次電子像は、画像処理装置１３で配線パターンの抽出、配線輝度プロファイル、不良位置認識等の処理を行ない、同期装置１０にそれらの情報を送り返し、ディスプレイ１１にそれらの情報を表示する。
The acquired absorption current image and secondary electron image are transferred to the
これにより、配線パターン５に吸収された電流の電流値より吸収電流像３７を形成しているので、２次電子３を基に形成された画像と同時に不良箇所３８の特定が可能となり、配線パターン５における断線や高抵抗接続とを含む断線系欠陥を検出することが可能となる。
Thereby, since the absorption current image 37 is formed from the current value of the current absorbed in the
次に、同一の試料６の表面において、別の解析場所がある場合には、その解析箇所を走査電子顕微鏡鏡筒１の下部へ移動し、上記不良箇所３８の検出工程と同様の工程により解析を行なう。別の解析箇所がない場合には、試料室２９内の試料交換位置へ試料ステージ７を移動した後、試料室２９及び試料交換室内の真空度を確認する。続いて、真空排気系により試料交換室内を所定の真空度になるまで排気した後、試料６を試料交換室へ搬出する。その後、試料交換室を大気圧にリークした後、上記解析の終了した試料６を試料交換室より取り出すことができる。
（ａ）実施の形態１
図１を用いて説明する。鏡筒１から照射される電子ビーム２は、走査コイル３０によりステージ７に乗った試料６に面走査される。試料６に電子ビーム２が照射されると、試料６内部には吸収電流１２が流れ、試料６からは２次電子３が放出される。試料６に流れる吸収電流１２は、配線パターン５に接触させた１本以上のプローブ８によって取得することができる。
Next, when there is another analysis place on the surface of the same sample 6, the analysis place is moved to the lower part of the scanning
(A)
This will be described with reference to FIG. The
プローブ８によって取得された吸収電流１２は、続く電流／電圧変換器９によって電圧信号に変換され、増幅される。電流／電圧変換器９の出力は同期装置１０に入力される。同期装置１０に入力された吸収電流信号は、走査信号と重畳され、吸収電流像としてディスプレイ１１に表示される。また、試料６から放出された２次電子３は、試料室２９に設けられた２次電子検出器４により捕獲される。この２次電子検出信号も同期装置１０に入力され、走査信号と重畳され、２次電子像としてディスプレイ１１に表示される。
The absorption current 12 acquired by the probe 8 is converted into a voltage signal by a subsequent current /
この結果、吸収電流像と２次電子像は、同時表示が可能で、かつ重ね合わせて表示することも可能である。並行して、同期装置１０で得られた吸収電流像は、画像処理装置１３に転送され、該画像処理装置１３は、パターン認識した後、配線パターン５の輝度分布を求め、不良点を抽出した後、同期装置１０に不良点抽出データを戻し、ディスプレイ１１に表示される吸収電流像、２次電子像などに重畳されて表示される。そして、不良箇所の座標データも出力することが可能である。電子ビームの位置は、スキャン信号により予め分かっているので、不良点位置の座標データを認識することができる。
（吸収電流像の配線パターンを抽出する方法）
ここで、吸収電流像の配線パターンを抽出する方法について説明する。吸収電流像は、吸収電流の強度に合わせて輝度で表示される。そのため、配線上にプローブを当て、プローブより吸収電流を取得する際には、電子ビームが配線パターンを走査した時に吸収電流が増加することにより配線パターンが明るくなる。
As a result, the absorption current image and the secondary electron image can be displayed at the same time and can be displayed in a superimposed manner. In parallel, the absorption current image obtained by the
(Method of extracting the wiring pattern of the absorption current image)
Here, a method for extracting the wiring pattern of the absorption current image will be described. The absorption current image is displayed in luminance according to the intensity of the absorption current. Therefore, when the probe is placed on the wiring and the absorption current is obtained from the probe, the wiring pattern becomes brighter by increasing the absorption current when the electron beam scans the wiring pattern.
このことから、得られた図２の（ａ）の画像１４の垂直方向数ｎの水平方向輝度プロファイルを求める。図２は吸収電流像と輝度プロファイルを示す図である。（ａ）は吸収電流像、（ｂ）は輝度プロファイルである。このことにより、配線パターンを抽出することが可能となる。（ａ）に示すように、配線パターン１４を図に示すような走査線Ｌ１〜Ｌｎで走査すると、（ｂ）に示すような走査位置に応じた輝度プロファイル（輝度強度）が得られる。
From this, the horizontal luminance profile of the number n in the vertical direction of the obtained
配線パターンの輝度も種々の理由によって変化するため、水平方向の輝度の最低レベルＸからＹ値以上の輝度を持った箇所を配線として認識させる。この結果、図３に示すように表すことが可能となり、図３の１７に示すように配線パターンを抽出することが可能となる。なお、他の方法として、垂直方向のプロファイルを求め、配線パターンを抽出することも可能である。このように、この実施の形態によれば表示される吸収電流像から配線パターンを認識することが可能となる。
（抽出した配線パターンから不良箇所を特定する方法）
次に、抽出した配線から不良箇所を特定する方法について説明する。図４は抽出した画像とその画像を拡大して示した図である。（ｂ）に示すように、抽出された配線パターン１７の配線幅Ｚを求め、配線中心１８を抽出する。抽出された配線中心１８の輝度プロファイルを求めると、図５に示すようなものとなる。図５は配線パターンの輝度中心の輝度プロファイルを示す図である。図の縦軸は輝度強度、横軸は位置である。図４に示す１，ａ，ｂ，２と、図５の１，ａ，ｂ，２はそれぞれ対応している。（ａ）の２０が輝度プロファイルである。
Since the luminance of the wiring pattern also changes for various reasons, a portion having a luminance of Y level or more from the lowest horizontal luminance level X is recognized as the wiring. As a result, it can be expressed as shown in FIG. 3, and a wiring pattern can be extracted as shown at 17 in FIG. As another method, a profile in the vertical direction can be obtained and a wiring pattern can be extracted. Thus, according to this embodiment, the wiring pattern can be recognized from the displayed absorption current image.
(Method to identify defective part from extracted wiring pattern)
Next, a method for identifying a defective portion from the extracted wiring will be described. FIG. 4 is an enlarged view of the extracted image and the image. As shown in (b), the wiring width Z of the extracted
ここで、求められた輝度プロファイルからの傾きを抽出し、（ｂ）に示すように傾きの閾値を超えた箇所を抽出する。これにより、ａ点、ｂ点を輝度異常箇所として認識することが可能であり、不良箇所として認識することが可能である。輝度プロファイル輝度強度（傾き）違いは、試料の状態によっても発生するため、傾きの閾値を設定することで、擬似不良の発生を防止することが可能である。（ｂ）のαがその閾値である。この実施の形態によれば、吸収電流像から配線パターンの輝度プロファイルを識別することが可能となり、不良箇所を特定することができる。また、輝度プロファイルの傾きから配線パターンの不良箇所を特定し、表示することができる。或いは、リストアップすることができる。
（抽出された不良箇所を表示する方法）
次に、抽出された不良箇所を表示する方法について説明する。図５の（ａ）に示すように、不良箇所として認識されたａ点、ｂ点の座標は画面の画素数から認識することが可能である。画面中心位置のステージ座標、画面の表示距離（倍率）は同期装置１０で認識されているので、このデータから１画素当たりの距離が求められる。例えば、画面表示距離ＸＹ方向共に１００μｍであり、画素数がＸＹ共に１０００ピクセルとすると、１ピクセル当たりの距離は、０．１μｍとなる。
Here, the inclination from the obtained luminance profile is extracted, and a portion exceeding the inclination threshold is extracted as shown in FIG. As a result, the points a and b can be recognized as luminance abnormal places, and can be recognized as defective places. Since the difference in luminance profile luminance intensity (tilt) also occurs depending on the state of the sample, it is possible to prevent the occurrence of a pseudo defect by setting a threshold value for the tilt. Α in (b) is the threshold value. According to this embodiment, the luminance profile of the wiring pattern can be identified from the absorption current image, and the defective portion can be specified. Further, a defective portion of the wiring pattern can be specified from the inclination of the luminance profile and displayed. Alternatively, it can be listed.
(Method of displaying the extracted defective part)
Next, a method for displaying the extracted defective portion will be described. As shown in FIG. 5A, the coordinates of the points a and b recognized as defective portions can be recognized from the number of pixels on the screen. Since the synchronizing
すると、ａ点、ｂ点は画面中心からの画素数を求めることで座標位置を認識することが可能となる。不良座標位置は、以下の式で表すことができる。
不良座標＝中心座標＋（中心からの画素数×（画面表示距離／表示画素数）） （１）
図６は不良箇所の座標位置を求める説明図である。不良箇所ａ点の座標は（Ｘａ，Ｙａ），（Ｘｂ，Ｙｂ）で表される。求まった不良座標から、同期装置１０により走査電子顕微鏡のディスプレイ１１に表示される２次電子像等に不良位置を丸や矩形表示等を用いて重畳して表示することが可能となる。図７は吸収電流像に不良位置表示を重畳する説明図である。図では、不良箇所２４が２点示されている。
（ｂ）実施の形態２
図８は本発明の他の実施の形態を示す構成図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。鏡筒１から照射される電子ビーム２は、走査コイル３０によりステージ７に乗った試料６に面走査される。試料６に電子ビーム２が照射されると、試料内部には吸収電流２が流れ、試料６から２次電子３が放出される。
Then, the coordinates of the points a and b can be recognized by obtaining the number of pixels from the center of the screen. The defective coordinate position can be expressed by the following equation.
Defect coordinates = center coordinates + (number of pixels from center × (screen display distance / number of display pixels)) (1)
FIG. 6 is an explanatory diagram for obtaining the coordinate position of the defective portion. The coordinates of the defective point a are represented by (Xa, Ya) and (Xb, Yb). From the obtained defect coordinates, it becomes possible to superimpose and display the defect position on the secondary electron image or the like displayed on the display 11 of the scanning electron microscope by the
(B)
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The
試料６の配線パターン５で発生した電位分布は、配線パターン５に接触させた１本以上のプローブ８によって取得することができ、この電位分布は電圧増幅器２５に入力される。電圧増幅器２５で増幅された信号は、同期装置１０に入力され、走査信号と重畳され、電位分布像としてディスプレイ１１に表示される。
The potential distribution generated in the
また、試料６から放出された２次電子３は、試料室２９内に設けられた２次電子検出器４により捕獲され、同期装置１０に入力される。そして、走査信号と重畳され、２次電子像としてディスプレイ１１に表示される。なお、電位分布像と２次電子像は同時表示が可能であり、かつ重ね合わせて表示することも可能である。
The secondary electrons 3 emitted from the sample 6 are captured by the secondary electron detector 4 provided in the sample chamber 29 and input to the
並行して、同期装置１０で得られた電位分布像は、画像処理装置１３に転送され、パターン認識した後、配線パターン５の輝度分布を求め、不良点が抽出される。その後、これらの情報は、同期装置１０に不良点抽出データとして戻される。同期装置１０は、ディスプレイ１１に表示される電位分布像、２次電子像等に重畳されて表示される。この際に、不良点の座標データも出力することが可能である。このように、この実施の形態によれば、電位分布像と２次電子像等の信号が重畳して表示されるので、目視で不可能であった不良箇所の特定が可能になる。配線部の抽出方法、不良箇所特定方法、不良箇所表示方法は実施の形態１と同じである。
（ｃ）実施の形態３
ここでは、吸収電流像と設計データとの照合について説明する。図９は吸収電流像と設計データとの照合の説明図である。（ａ）は吸収電流像である。１，ａ，ｂ，ｃ，２は位置を示している。（ｂ）は設計データである。（ｂ）に示すように設計データである配線図を用いて配線パターンを抽出する（２６）。前記した実施の形態１，２で取得された画像２７（ここでは吸収電流像とする）、電位分布像、２次電子像と、配線部を抽出した設計データである配線パターンを重ね合わせる。重ね合わせて、配線となる吸収電流像の箇所の輝度プロファイル２８を抽出する。（ｃ）は輝度プロファイル、（ｄ）は傾きの閾値を超えた箇所３１を示している。（ｃ）において、横軸は（ａ）に対応した位置、縦軸は輝度強度である。（ｄ）において、横軸は（ａ）に対応した位置、縦軸は傾きである。
In parallel, the potential distribution image obtained by the
(C) Embodiment 3
Here, collation between the absorption current image and the design data will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram of collation between the absorption current image and the design data. (A) is an absorption current image.
不良箇所特定方法、不良箇所表示方法は、実施の形態１と同じである。この実施の形態によれば、吸収電流像と設計データとを照合することにより、配線パターンを抽出することができ、吸収電流像の輝度変化として認識できない箇所を確認することが可能となる。同じことは、吸収電流像の代わりに電位分布像を用いた場合にも言える。また、この実施の形態によれば、吸収電流像の輝度変調と設計データとを照合することにより、配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。同様に、電位分布像の輝度変調と設計データとを照合することにより、配線パターンの輝度プロファイルを識別することができる。
（実施の形態４）
図１０は本発明の他の実施の形態を示す構成図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。鏡筒１から照射される電子ビーム２は、走査コイル３０によりステージ７に乗った試料６に面走査される。試料６に電子ビーム２が照射されると、試料内部には吸収電流１２が流れ、試料６からは２次電子３が放出される。
The defective part identification method and the defective part display method are the same as those in the first embodiment. According to this embodiment, it is possible to extract the wiring pattern by collating the absorption current image with the design data, and it is possible to confirm a portion that cannot be recognized as a luminance change of the absorption current image. The same can be said when a potential distribution image is used instead of the absorption current image. Further, according to this embodiment, the brightness profile of the wiring pattern can be identified by comparing the brightness modulation of the absorption current image with the design data. Similarly, the luminance profile of the wiring pattern can be identified by collating the luminance modulation of the potential distribution image with the design data.
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The
試料６に流れる吸収電流１２は、配線パターン５に接触させた１本以上のプローブ８によって取得でき、外部出力機能を持った増幅器３２に入力される。外部出力の選択は、同期装置１０で可能である。増幅器３２で増幅された信号は、同期装置１０に入力され、走査信号と重畳され、吸収電流像としてディスプレイ１１に表示される。また、試料６から放出された２次電子３は、試料室２９に設けられた２次電子検出器４により捕獲され、２次電子信号も同期装置１０に入力される。
The absorption current 12 flowing through the sample 6 can be acquired by one or more probes 8 brought into contact with the
そして、２次電子像は走査信号と重畳され、ディスプレイ１１に表示される。ここで、吸収電流像と２次電子像は、同時表示が可能で、かつ重ね合わせて表示することも可能である。並行して、同期装置１０で得られた吸収電流像は、画像処理装置１３に転送され、パターン認識した後、配線パターン５の輝度プロファイルを求めることができる。
The secondary electron image is superimposed on the scanning signal and displayed on the display 11. Here, the absorption current image and the secondary electron image can be displayed at the same time, and can also be displayed in a superimposed manner. In parallel, the absorption current image obtained by the
また、抵抗値測定時には、同期装置１０から増幅器３２に指令を送り、リレーにより外部出力が可能になる。外部出力先には電気測定装置３３が接続されており、電気特性を取得することが可能になっている。この電気測定装置３３により測定地点間の抵抗値が測定できる。
Further, when the resistance value is measured, a command is sent from the
図１１は配線パターンの例を示す図である。１と２はプローブが接触される地点、３４は配線パターン、３５はマウスである。このような配線パターンの輝度プロファイルと抵抗値を図に表すと図１２に示すようなものとなる。この図から明らかなように、抵抗値の値に比例して輝度強度が変化している。即ち、抵抗値が増加すると、輝度強度も増加しており、図１２に示す曲線は１次曲線（直線）に近似することが可能となる。 FIG. 11 shows an example of a wiring pattern. 1 and 2 are points where the probe comes into contact, 34 is a wiring pattern, and 35 is a mouse. FIG. 12 shows the luminance profile and resistance value of such a wiring pattern. As is apparent from this figure, the luminance intensity changes in proportion to the resistance value. That is, as the resistance value increases, the luminance intensity also increases, and the curve shown in FIG. 12 can be approximated to a primary curve (straight line).
よって、電気測定装置３３での抵抗値測定結果Ａ，Ｂと吸収電流像（又は電位分布像）で抵抗値測定箇所の輝度Ｃ，Ｄから、配線パターンの任意の箇所の抵抗値Ｆは、吸収電流像（又は電位分布像）の輝度をＥとして、以下の式のように算出することができる。
Therefore, the resistance value F at an arbitrary portion of the wiring pattern is absorbed from the luminance values C and D of the resistance value measurement location in the resistance value measurement results A and B and the absorption current image (or potential distribution image) in the
Ｆ＝（（Ｅ−Ｃ）／（Ｄ−Ｃ）×（Ｂ−Ａ））＋Ａ （２）
よって、抵抗値を測定したい箇所をディスプレイ１１からマウス３５で選択することにより、その箇所のＡ点、Ｂ点からの抵抗値Ｆ（３６）を予測することが可能になる。また、例えば図９の（ａ）のａ点のような輝度が大きく異なる箇所の前後をクリックし、抵抗値を求め、差分をとることで抵抗不良箇所の抵抗値を予測することが可能になる。このように、本発明によれば、配線パターンの輝度プロファイルと抵抗の測定値とをマッチングすることで、配線パターンの任意の点の抵抗値を予測することができる。
F = ((E−C) / (D−C) × (B−A)) + A (2)
Therefore, by selecting the location where the resistance value is to be measured with the mouse 35 from the display 11, it is possible to predict the resistance value F (36) from the points A and B of that location. In addition, for example, the resistance value can be predicted by clicking on the front and back of a place where the brightness is greatly different, such as the point a in FIG. 9A, obtaining the resistance value, and taking the difference. . As described above, according to the present invention, the resistance value at an arbitrary point of the wiring pattern can be predicted by matching the luminance profile of the wiring pattern with the measured value of the resistance.
上述の実施の形態では、荷電粒子ビーム装置として走査電子顕微鏡を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、その他の荷電粒子ビームを用いた装置にも同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the scanning electron microscope is used as the charged particle beam apparatus is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and is similarly applied to apparatuses using other charged particle beams. can do.
１ 鏡筒
２ 電子ビームポーリング処理部
３ ２次電子
４ ２次電子検出器
５ 配線パターン
６ 試料
７ ステージ
８ プローブ
９ 電流／電圧変換器
１０ 同期装置
１１ ディスプレイ
１３ 画像処理装置
３０ 走査コイル
３７ 吸収電流画像
３８ 不良箇所
DESCRIPTION OF
Claims (11)
試料の任意の箇所に接触させ、吸収電流を検出するための少なくとも１つのプローブと、
該プローブにより検出された吸収電流を電圧信号に変換する電流／電圧変換器と、
該電流／電圧変換器の出力と、前記２次電子等の信号とを重畳して表示する表示手段と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 In a charged particle beam apparatus that irradiates and scans a sample with a charged particle beam, detects signals such as secondary electrons generated from the sample, and obtains information on the surface or inside of the sample.
At least one probe for contacting an arbitrary portion of the sample and detecting the absorbed current;
A current / voltage converter that converts the absorbed current detected by the probe into a voltage signal;
Display means for superimposing and displaying the output of the current / voltage converter and the signal of the secondary electrons, etc .;
A charged particle beam apparatus comprising:
試料の任意の箇所に接触させ、試料の電位分布を検出するための少なくとも１つのプローブと、
該プローブにより検出された電位分布信号を増幅する電圧増幅器と、
該電圧増幅器の出力と、前記２次電子等の信号とを走査信号に重畳して表示する表示手段と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 In a charged particle beam apparatus that irradiates and scans a sample with a charged particle beam, detects signals such as secondary electrons generated from the sample, and obtains information on the surface or inside of the sample.
At least one probe for contacting any part of the sample and detecting the potential distribution of the sample;
A voltage amplifier that amplifies the potential distribution signal detected by the probe;
Display means for displaying an output of the voltage amplifier and a signal of the secondary electrons superimposed on a scanning signal;
A charged particle beam apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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