JP2010199037A - Charged particle beam device - Google Patents
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Description
微細なパターンを有する半導体装置や基板、ホトマスク（露光マスク）、液晶等を観察、検査及び測長に用いることのできる荷電粒子ビーム装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam apparatus that can be used for observation, inspection, and length measurement of semiconductor devices, substrates, photomasks (exposure masks), liquid crystals, and the like having fine patterns.
近年、半導体集積回路の微細化、高集積化が進む中で、半導体集積回路の製造工程における異常や不良発生を早期に、あるいは事前に検知するため、各製造工程の終了時に半導体ウエハ上のパターンを観測し測長及び検査が行われる。これらは荷電粒子ビーム技術、取分け電子ビーム技術を応用した走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下ＳＥＭと略す）を用いて検査対象領域の画像情報を取得することで行われる。 In recent years, with the progress of miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, the pattern on the semiconductor wafer is detected at the end of each manufacturing process in order to detect abnormalities and defects in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit early or in advance. Measurements and inspections are conducted. These are performed by acquiring image information of a region to be inspected using a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM) using a charged particle beam technique, particularly an electron beam technique.
半導体集積回路の製造におけるプロセスパターンの寸法管理においても、ＳＥＭを半導体専用に特化した測長ＳＥＭ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ＳＥＭ、ＣＤ−ＳＥＭと略す）が用いられる。ＣＤ−ＳＥＭはプロセスパターンの観察や、精度の高い寸法測定を行うものである。 In dimension management of a process pattern in the manufacture of a semiconductor integrated circuit, a length-measuring SEM (Critical-Dimension SEM, abbreviated as CD-SEM) specializing in SEM is also used. The CD-SEM performs process pattern observation and high-accuracy dimension measurement.
また、半導体集積回路の歩留り等のプロセス管理においても、ＳＥＭによりチップの素子パターン上の欠陥を検出するために、例えば欠陥検査ＳＥＭ（Ｄｅｆｅｃｔ Ｒｅｖｉｅｗ ＳＥＭ、ＤＲ−ＳＥＭ）が使用されている。 Also, in process management such as the yield of semiconductor integrated circuits, for example, a defect inspection SEM (Defect Review SEM, DR-SEM) is used to detect defects on a chip element pattern by SEM.
これらＳＥＭを用いた装置においては、半導体ウエハ上の検査対象領域を、複数の走査ラインに沿って所定の加速電圧で順次電子ビームを走査（スキャン）しながら照射し、放出される二次電子を検出して検査対象領域の画像情報を取得し、取得された画像情報に基づいて検査対象領域の観測を行っている。従来の荷電粒子ビーム装置に関しては、例えば特許文献１に記載されている。 In the apparatus using these SEMs, an inspection target region on a semiconductor wafer is irradiated while scanning (scanning) an electron beam sequentially with a predetermined acceleration voltage along a plurality of scanning lines, and emitted secondary electrons are emitted. The image information of the inspection target area is acquired by detection, and the inspection target area is observed based on the acquired image information. A conventional charged particle beam apparatus is described in Patent Document 1, for example.
近年の半導体ウエハの大口径化と回路パターンの微細化に追随して装置の高スループット化が求められている。高スループット化では、荷電粒子ビーム（電子ビーム）を走査（スキャン）するためのスキャン制御の高速化と、取得した画像情報を演算する画像処理の高速化が必須である。 Following the recent increase in the diameter of semiconductor wafers and the miniaturization of circuit patterns, higher throughput of the apparatus is required. In order to increase the throughput, it is essential to increase the speed of scan control for scanning a charged particle beam (electron beam) and to increase the speed of image processing for calculating acquired image information.
一方、電子ビームを用いて画像取得を行う装置においては、電子ビームの試料への照射による影響、例えば、帯電（チャージアップ）現象による影響が問題となっており、これにより高精度な画像情報を取得することが難しくなっている。帯電現象とは、電子ビームを試料に照射した場合に、試料に入射した電子はエネルギーを失って試料中に吸収される。試料が導体であれば、電子はそのまま試料ステージに流れるが、非導電性試料の場合は試料中に止まり、帯電が起こる。 On the other hand, in an apparatus that acquires an image using an electron beam, the influence of irradiation of the electron beam on the sample, for example, the influence of charging (charge-up) phenomenon has become a problem, which enables high-accuracy image information to be obtained. It's getting harder to get. In the charging phenomenon, when an electron beam is irradiated on a sample, electrons incident on the sample lose energy and are absorbed into the sample. If the sample is a conductor, electrons flow to the sample stage as it is, but in the case of a non-conductive sample, it stops in the sample and charging occurs.
帯電が起こると、電子ビームを試料に照射した際に帯電した電荷の反発を受けて曲げられ、本来の照射位置からずれてしまい、この結果、取得した画像が歪んでしまう。また帯電によって二次電子の発生量が変化するため、二次電子の検出効率の違いや、軌道の乱れによって取得した画像が部分的に明るくなったり暗くなったりする、いわゆる電位コントラストが生じる。 When charging occurs, the sample is bent due to the repulsion of the charged charges when the sample is irradiated with an electron beam, and the acquired image is distorted. As a result, the acquired image is distorted. In addition, since the amount of secondary electrons generated changes due to charging, a so-called potential contrast occurs in which an acquired image is partially brightened or darkened due to a difference in detection efficiency of secondary electrons or a disturbance in the orbit.
特許文献１には、水平方向に飛び越し走査を行い帯電の影響を少なくする技術が開示されている。しかしながら、垂直方向については飛び越し走査を行っていないため、帯電の影響が十分に低下されない。また、飛び越し走査を行う場合、電子ビームの照射位置の移動が大きくなると、ずれ量が大きくなり分解能が低下する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique for performing the interlaced scanning in the horizontal direction to reduce the influence of charging. However, since the interlaced scanning is not performed in the vertical direction, the influence of charging is not sufficiently reduced. Further, when performing interlaced scanning, if the movement of the irradiation position of the electron beam increases, the amount of deviation increases and the resolution decreases.
本発明の目的は、荷電粒子ビーム照射による影響(帯電等)のない、また影響が低減されたスキャンが可能な荷電粒子ビーム装置を提供することにある。また、荷電粒子ビーム照射による影響(帯電等)のない、また影響が低減されたスキャンが行なわれることが確認できる荷電粒子ビーム装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of performing scanning with no influence (charge or the like) due to charged particle beam irradiation and with reduced influence. It is another object of the present invention to provide a charged particle beam apparatus that can confirm that a scan that is not affected by charged particle beam irradiation (charging, etc.) and that the effect is reduced is performed.
上記目的を達成するための一形態として、荷電粒子ビームを被対象物に照射し、前記被対象物からの検出信号を画像データに変換し画面上に表示して前記被対象物を観察する荷電粒子ビーム装置であって、前記荷電粒子ビームを任意の方向に走査し、被対象物上の離散的な位置に照射する荷電粒子ビーム制御部と、前記荷電粒子ビームを前記被対象物上の離散的な位置に照射することにより、前記被対象物から得られる検出信号が変換された前記画像データを並び替える画像データ並び替え部を含む画像処理システムと、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置とする。 As one form for achieving the above object, a charged particle beam is applied to an object, and a detection signal from the object is converted into image data and displayed on a screen to observe the object A particle beam apparatus, comprising: a charged particle beam control unit that scans the charged particle beam in an arbitrary direction and irradiates a discrete position on the object; and a discrete operation of the charged particle beam on the object. And an image processing system including an image data rearrangement unit that rearranges the image data obtained by converting the detection signal obtained from the object by irradiating a target position. A device.
また、荷電粒子ビームを荷電粒子ビーム制御部により走査しながら被対象物に照射し、前記被対象物からの検出信号を画像データに変換し、表示部に表示する荷電粒子ビーム装置であって、前記表示部は、ＧＵＩ画面を表示する機能を有し、前記ＧＵＩ画面により前記荷電粒子ビーム制御部は、前記荷電粒子ビームを常に一定方向に走査するモードと、前記荷電粒子ビームを任意の方向に走査し、被対象物上の離散的な位置に照射するモードとが、被対象物の帯電特性に応じて切り替えられるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置とする。 A charged particle beam device that irradiates an object while scanning a charged particle beam with a charged particle beam control unit, converts a detection signal from the object into image data, and displays the image data on a display unit; The display unit has a function of displaying a GUI screen, and the charged particle beam control unit uses the GUI screen to constantly scan the charged particle beam in a certain direction, and the charged particle beam in an arbitrary direction. A charged particle beam apparatus is characterized in that the mode for scanning and irradiating discrete positions on the object is switched according to the charging characteristics of the object.
荷電粒子ビーム照射による影響(帯電等)のない、また影響が低減されたスキャンが可能な荷電粒子ビーム装置を提供することができる。また、荷電粒子ビーム照射による影響(帯電等)のない、また影響が低減されたスキャンが行なわれることが確認できる荷電粒子ビーム装置を提供することができる。 It is possible to provide a charged particle beam apparatus capable of performing scanning with no influence (charging or the like) caused by charged particle beam irradiation and with reduced influence. In addition, it is possible to provide a charged particle beam apparatus that can confirm that a scan that is not affected by charged particle beam irradiation (charging or the like) and that the effect is reduced is performed.
以下、実施例により説明する。 Hereinafter, an example explains.
第１の実施例について図１及び図２を用いて説明する。
まず、スキャン制御部及び画像処理システムを備えた、本実施例に係る走査電子顕微鏡の基本構成について図１を用いて説明する。
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, a basic configuration of a scanning electron microscope according to the present embodiment including a scan control unit and an image processing system will be described with reference to FIG.
図１において、走査電子顕微鏡は、鏡体１、画像生成部２、電子ビーム制御部３、画像処理システム１３、及び表示部であるディスプレイを有するパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す）などの全体制御部１４で構成される。画像処理システム１３は、ＡＤ変換器４、画像データ並び替え部５、画像演算部６、及びスキャン制御部１２で構成され、スキャン座標を生成する座標生成部として機能するスキャン制御部１２は、出力部７、Ｘ座標変換部８、Ｙ座標変換部９、基本座標生成部１０、制御回路１１、ずれ量取得・補正演算部１６から構成される。
In FIG. 1, the scanning electron microscope controls the entire body 1, the
鏡体１は、電子銃１０１と、電子銃から出射された電子ビーム１０２の照射位置を制御する走査コイル１０３と、電子ビーム１０２の照射により試料台１０４に搭載された試料（被対象物）１０５から放出される二次電子１０６を検出する二次電子検出部１０７などから構成される。半導体集積回路の製造工程における異常や不良発生を早期に、あるいは事前に検知するため、各製造工程の終了時に電子ビーム装置を使用して半導体集積回路の観測が行われるが、観測方法としては、複数のラインに沿って電子ビームを走査しながら被対象物に照射して対象領域の画像情報を取得することで行う。
The mirror body 1 includes an
画像情報の取得は、所定の単位で行う。例えば、半導体集積回路のウエハを観察する場合、一度にウエハ全体の画像を取得することができないため、５１２×５１２等の画像サイズに分割して画像を取得する。分割された画像サイズを一つの単位とし、この範囲、即ち対象領域で電子ビームを走査（スキャン）させて画像を取得する。分割された単位の基準点へは、鏡体１内部のステージ（試料台）１０４を移動することで行われる。画像サイズは、対象となる半導体集積回路の微細化に伴い、５１２×５１２から４０９６×４０９６のサイズへと拡大している。 Image information is acquired in predetermined units. For example, when observing a wafer of a semiconductor integrated circuit, an image of the entire wafer cannot be acquired at one time, and the image is acquired by dividing it into an image size such as 512 × 512. The divided image size is used as one unit, and an image is acquired by scanning (scanning) the electron beam in this range, that is, the target region. This is performed by moving the stage (sample stage) 104 inside the mirror body 1 to the reference point of the divided unit. The image size has increased from 512 × 512 to 4096 × 4096 with the miniaturization of the target semiconductor integrated circuit.
以下、分割された単位である、一つの画像サイズ内で行われる走査について説明する。 Hereinafter, scanning performed within one image size, which is a divided unit, will be described.
まず、スキャン制御部１２の基本座標生成部１０にて、取得する画像サイズの基本となるＸ・Ｙ座標データを生成する。例えば画像サイズが５１２×５１２の場合、基本座標データは、まず、Ｙ座標を０とし、Ｘ座標を０から５１１まで順番に生成する。次にＹを１とし、同様にＸ座標を０から５１１まで順番に生成する。これを繰り返してＹ座標が５１１になるまで座標を生成する。通常ではこの基本座標データをそのまま使用して電子ビーム制御部３にスキャン座標を入力して電子ビームを走査させる。
First, the basic
ここで、任意の方向にスキャンさせる場合には、Ｘ座標変換部８及びＹ座標変換部９を使用して基本座標を任意のスキャンのためのＸ・Ｙ座標に変換し、出力部７を介して電子ビーム制御部３にスキャン座標制御信号を入力して電子ビームを走査させる。なお、通常の水平または垂直方向のみに直線的に行なうスキャンに対し、斜め方向や、座標点毎に離散的に任意の方向にスキャンさせる場合を、フラットスキャンと呼ぶ。画像処理システム１３の出力部７に、任意の方向にスキャンさせるフラットスキャンの一例を模式的に図示した。ここで、実線は電子ビームが連続して照射される部分であり、破線は電子ビームが遮断されている部分を示す。
Here, when scanning in an arbitrary direction, the X
このように既照射部分での帯電等の影響のない位置に電子ビームを離散的に照射し、時間的に連続しない間隔をあけてから既に照射した位置の近傍に照射を行うことで、帯電の影響を抑え、且つすべての対象領域の観測ができるため、分解能のよい観察をすることができる。 In this way, by irradiating an electron beam discretely to a position where there is no influence of charging or the like in the irradiated part, and by irradiating in the vicinity of the already irradiated position after a non-continuous interval, Since the influence can be suppressed and all target regions can be observed, observation with good resolution can be performed.
ここで、スキャン座標のディジタル値を電子ビーム制御部３においてアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を用いて電子ビームを被対象物(試料)に照射する。アナログ信号はノイズの影響を受けやすいため、電子ビーム制御部へのノイズ混入及び、ステージの振動の影響等により、スキャン座標と実際の電子ビーム照射位置にずれが生じる場合がある。図２にスキャン座標と電子ビーム照射位置とのずれ概要を示す。ここで、（Ｘ，Ｙ）はスキャン座標、（Ｘ１，Ｙ１）は電子ビーム照射座標を示す。
Here, the digital value of the scan coordinates is converted into an analog signal in the electron
前述したように、スキャン座標のディジタル値（Ｘ、Ｙ）をアナログ信号に変換し、電子ビームを被対象物に照射するため、ノイズ混入により、スキャン座標と実際の電子ビーム照射位置にずれが生じることがある。このときのずれ量は、電子ビーム照射位置をＸ１、Ｙ１とすると、水平（Ｘ）方向はＸ１−Ｘ、垂直方向（Ｙ）はＹ１−Ｙで表すことができる。このようにずれが生じると正確に画像を取得することができなくなり、半導体の微細化に伴いこれら問題が顕在化する。 As described above, the digital values (X, Y) of the scan coordinates are converted into analog signals and the target object is irradiated with the electron beam. Therefore, a shift occurs between the scan coordinates and the actual electron beam irradiation position due to noise mixing. Sometimes. The amount of deviation at this time can be expressed as X1-X in the horizontal (X) direction and Y1-Y in the vertical direction (Y), where X1 and Y1 are the electron beam irradiation positions. When such a shift occurs, it is impossible to accurately acquire an image, and these problems become apparent as semiconductors become finer.
そのため、ずれ量取得・補正演算部１６によりスキャン座標と実際の電子ビームの照射座標との差分を検出し、ずれ量を取得後、ずれ量を補正演算しながらスキャンを行う。このずれ量の取得及び補正演算方法については、後で説明する。
Therefore, the deviation amount acquisition /
図１の鏡体１では電子ビーム制御部３からのスキャン座標制御信号に基づき、半導体ウエハ等の被対象物１０５に電子ビーム１０２を照射し、被対象物１０５から出射された二次電子１０６を検出し、検出信号を画像生成部２に出力する。画像生成部２では、検出信号を画像情報としての画像信号に変換して画像処理システム１３に入力する。画像処理システム１３では、入力された画像信号がアナログ信号であるため、まずＡＤ変換器４によりディジタル信号に変換して画像データとする。
In the mirror 1 of FIG. 1, based on a scan coordinate control signal from the electron
変換された画像情報である画像データは画像データ並び替え部５によって並び替えられる。ここで、通常のスキャン（インターレス走査等）では入力された画像データを並び替える必要がないため、そのまま画像演算部６に出力するが、任意の方向にスキャン（フラットスキャン）した場合、スキャン制御部１２で生成されたスキャン座標に基づいて通常の順番に並び替えを行う。すなわち、フラットスキャンで得られるスキャン位置に対する画像データを、通常のスキャンで得られるスキャン位置に対する画像データとなるように画像データを並び替える。画像演算部６では、入力された画像データを演算して画像処理を行い、全体制御部１４にデータを転送する。全体制御部１４では、画像処理された画像データを表示部であるディスプレイ画面上に表示して、異常や不良発生の検知、プロセスパターン寸法測定等、取得された画像情報に基づいて観察を行う。
The image data that is the converted image information is rearranged by the image
本実施例によれば、スキャン制御部１２にＸ座標変換部８、Ｙ座標変換部９をそれぞれ備え、電子ビームを任意の方向に離散的にスキャン（フラットスキャン）させることが可能となる。前述したように帯電現象が起こると、電子ビームを被対象物に照射した際に帯電した電荷の反発を受けて曲げられ、本来の照射位置からずれてしまい、この結果、取得した画像が歪んでしまうが、スキャン制御部１２を用いてスキャン制御を用い、フラットスキャンすることで帯電の影響を抑え、取得した画像の歪みを低減することが可能となり、被対象物を高精度に観察することができる。さらに、ずれ量取得・補正演算部１６を備えることで、取得した画像データに基づき座標のずれ量を補正して被対象物を観察することにより、仮にアナログ値に変換されたスキャン座標データにノイズ混入が生じたとしても位置ずれを低減することができる。また、分解能を向上することができる。本実施例の走査電子顕微鏡を用いることにより、被検査物表面の所定パターンの寸法を高精度に測定することができる。また、被検査物表面の所定パターンの形状異常や異物付着の検査を高精度に行なうことができる。
According to the present embodiment, the
第２の実施例について図８を用いて説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の事項は実施例１と同様である。 A second embodiment will be described with reference to FIG. The matters described in the first embodiment and not described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
図８は、電子ビーム装置の全体制御部１４の表示部（ディスプレイ）に表示されるＧＵＩ（グラフィックユーザインタフェース）画面１５の概略を示した図である。本実施例における検査装置では、電子ビームを常に一定方向で走査しながら画像取得するモード（通常スキャンモード）と、電子ビームを任意の方向で走査しながら画像取得するモード（フラットスキャンモード）とを備え、画像取得モード、即ちスキャンモードを試料１０５の帯電特性に応じて切替え、全体制御部１４の表示部に表示されるＧＵＩ画面１５にて走査モードを確認する。
FIG. 8 is a diagram showing an outline of a GUI (graphic user interface)
なお、先に述べたように全体制御部１４はＰＣなどで構成されるため、内部の中央処理部（以下、ＣＰＵと略す。）で動作するプログラムで表示部上のＧＵＩ画面を制御することができることは言うまでもない。
As described above, since the
例えば、半導体集積回路の所定検査対象領域の観察を行うに際し、ユーザが検査装置におけるこのＧＵＩ画面を用い、任意方向にスキャン（フラットスキャン）するモードに設定することで、半導体集積回路上で帯電の影響を抑え、取得した画像の歪みを低減し、観測の精度向上を図ることが可能となる。なお、フラットモードスキャンのスキャンパターンを事前に複数登録しておき、選択して指定することも可能である。 For example, when observing a predetermined inspection target area of the semiconductor integrated circuit, the user uses this GUI screen in the inspection apparatus to set a mode in which scanning is performed in an arbitrary direction (flat scan). It is possible to suppress the influence, reduce the distortion of the acquired image, and improve the observation accuracy. It is also possible to register a plurality of scan patterns for flat mode scanning in advance and select and specify them.
本実施例によれば、実施例１と同様の効果がある。さらに、電子ビーム照射の影響が低減されたスキャン（フラットモードスキャン）が行なわれることが確認できる荷電粒子ビーム装置を提供することができる。 According to the present embodiment, there are the same effects as in the first embodiment. Furthermore, it is possible to provide a charged particle beam apparatus capable of confirming that a scan with reduced influence of electron beam irradiation (flat mode scan) is performed.
第３の実施例いついて、図３、図４、図５を用いて説明する。なお、実施例１、２に記載され、本実施例に未記載の事項は実施例１、２と同様である。 The third embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. The matters described in the first and second embodiments and not described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments.
図３は、ずれ量取得・補正演算部１６の構成を示した図である。ずれ量取得・補正演算部１６は、ずれ取得用座標生成部２４、２５、期待値画像格納部２３、画像比較部２２、ずれ量格納部２０、２１、補正演算部１８、１９、セレクタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄで構成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the deviation amount acquisition /
以下、図４を用いてずれ量取得・補正動作の概要について説明する。まず、ずれ取得用座標生成部２４、２５よりずれ取得用スキャン座標を電子ビーム制御部３へ出力し、スキャン座標に基づいた取得領域の画像を取得する（Ｓ４０１）。取得した画像は画像比較部２２により、期待値画像格納部２３に格納された期待値画像と比較する（Ｓ４０２）。
Hereinafter, the outline of the shift amount acquisition / correction operation will be described with reference to FIG. First, the deviation acquisition scan coordinates are output from the deviation acquisition coordinate
ここで、画像比較は図５に示すような配線３１、３１ａまたはマーカ部分３２、３２ａの画像を使用することにより画像比較が可能である。図５（ａ）は期待値画像、図５（ｂ）は取得画像、図５（ｃ）は画像比較の概念図を示す。比較の結果、画像が不一致であった場合は、取得画像が期待値画像と一致するように水平（Ｘ）及び垂直（Ｙ）毎のずれ量を算出し（Ｓ４０３）、ずれ量格納部２０、２１に格納する（Ｓ４０４）。
Here, the image comparison can be performed by using the images of the
図５（ｃ）の破線矢印がずれを示す。なお、電子ビーム照射でパターン形状が変化しない、又は変化が微少である場合には、スキャン座標を可変させて、電子ビームを照射し、再度画像を取得して画像比較を行い、これらスキャン座標の可変と画像比較を画像が一致するまで繰り返し行い、期待値画像からの水平（Ｘ）及び垂直（Ｙ）毎のずれ量を求め、ずれ量格納部２０、２１に格納してもよい。これにより、より正確なずれ量を求めることができる。
A broken line arrow in FIG. If the pattern shape does not change or the change is slight due to electron beam irradiation, the scan coordinates are varied, the electron beam is irradiated, images are acquired again, image comparison is performed, and these scan coordinates are compared. The variable and the image comparison may be repeated until the images match, and the shift amount for each horizontal (X) and vertical (Y) from the expected value image may be obtained and stored in the shift
その後、このずれ量を用いて通常の検査や測長のための電子ビームのスキャンを行なう（Ｓ４０５）。なお、検査や測長のための電子ビームスキャンの観察領域はずれ量取得時の観察領域を一部含み、同一とすることもできる。 Thereafter, scanning of the electron beam for normal inspection and length measurement is performed using this deviation amount (S405). Note that the observation region of the electron beam scan for inspection and length measurement includes a part of the observation region at the time of obtaining the shift amount, and may be the same.
本実施例によれば、実施例１、２と同様の効果がある。さらに、ずれ量取得・補正演算部に画像比較部を有することにより、簡単な構成でずれ量を求めることができる。 According to the present embodiment, there are the same effects as in the first and second embodiments. Furthermore, since the deviation amount acquisition / correction calculation unit includes the image comparison unit, the deviation amount can be obtained with a simple configuration.
第４の実施例いついて、図６及び図７を用いて説明する。なお、実施例１〜３に記載され、本実施例に未記載の事項は実施例１〜３と同様である。 The fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, it describes in Examples 1-3, and the matter which is not described in a present Example is the same as that of Examples 1-3.
図６は、ずれ量取得・補正演算部の他の構成を示した図である。この構成は、期待値を水平（Ｘ）及び垂直（Ｙ）の毎の画像データとして格納している構成である。 FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration of the deviation amount acquisition / correction calculation unit. In this configuration, the expected value is stored as image data for each of the horizontal (X) and vertical (Y).
この場合の動作概要を、図７を用いて説明する。まず、垂直（Ｙ）方向の座標を固定とし、水平（Ｘ）方向のずれ取得用スキャン座標を出力し（Ｓ７０１）、スキャン座標に基づき入力された画像データを座標ずれ検出部２７、２８により期待値格納部２９、３０に格納されている期待値と比較する（Ｓ７０２）。第一の構成と同様に水平（Ｘ）方向のずれ量を算出し、Ｘずれ量格納部２０に格納する（Ｓ７０３）。水平（Ｘ）方向のずれ量を算出後、垂直（Ｙ）方向についても同様にスキャン座標に基づき入力された画像データを期待値と比較し（Ｓ７０５）、垂直（Ｙ）方向のずれ量を算出して格納する（Ｓ７０６）。
An outline of the operation in this case will be described with reference to FIG. First, the vertical (Y) direction coordinates are fixed, horizontal (X) direction shift acquisition scan coordinates are output (S701), and image data input based on the scan coordinates is expected by the coordinate
以上によりずれ量の取得を行った後、通常の検査や測長のためのスキャンを開始し、ずれ量格納部２０、２１からのずれ量を補正演算部１８、１９にて補正演算しながらスキャンを行う（Ｓ７０７）。ここで、補正演算はスキャン座標のディジタル値に対し、加算または減算を行うため、高速に補正演算をすることができる。
After acquiring the deviation amount as described above, scanning for normal inspection and length measurement is started, and the deviation amount from the deviation
以上説明した、ずれ量取得・補正演算部の構成により、スキャン座標と実際の電子ビームの照射座標との差分を検出し、ずれ量を取得後、ずれ量を補正演算しながらスキャンを行うことが可能となる。 With the configuration of the deviation amount acquisition / correction calculation unit described above, the difference between the scan coordinates and the actual electron beam irradiation coordinates can be detected, and after obtaining the deviation amount, scanning can be performed while correcting the deviation amount. It becomes possible.
本実施例によれば、実施例１、２と同様の効果が得られる。さらに、補正演算はスキャン座標のディジタル値に対し、加算または減算を行うため、高速に補正演算をすることができる。
According to this embodiment, the same effects as those of
以上、実施例１〜４では、電子ビームを用いたＳＥＭを例示して説明してきたが、本発明は、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた装置にも適用できることは言うまでもない。 As described above, in the first to fourth embodiments, the SEM using the electron beam has been described as an example. However, it is needless to say that the present invention can be applied to an apparatus using other charged particle beams such as an ion beam.
１…走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）鏡体、２…画像生成部、３…電子ビーム制御部、４…ＡＤ変換器、５…画像データ並び替え部、６…画像演算部、７…出力部、８…Ｘ座標変換部、９…Ｙ座標変換部、１０…基本座標生成部、１１…制御回路、１２…スキャン制御部、１３…画像処理システム、１４…表示部を有する全体制御部、１５…表示部のＧＵＩ画面、１６…ずれ量取得・補正演算部、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ…セレクタ、１８…Ｘ補正演算部、１９…Ｙ補正演算部、２０…Ｘずれ量格納部、２１…Ｙずれ量格納部、２２…画像比較部、２３…期待値画像格納部、２４…ずれ取得用Ｘ座標生成部、２５…ずれ取得用Ｙ座標生成部、２６…モードレジスタ、２７…Ｘ座標ずれ検出部、２８…Ｙ座標ずれ検出部、２９…Ｘ期待値格納部、３０…Ｙ期待値格納部、３１…配線、３２…マーカ、１０１…電子銃、１０２…電子ビーム、１０３…走査コイル、１０４…試料台、１０５…試料（被対象物）、１０６…二次電子、１０７…二次電子検出部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Scanning electron microscope (SEM) mirror body, 2 ... Image generation part, 3 ... Electron beam control part, 4 ... AD converter, 5 ... Image data rearrangement part, 6 ... Image operation part, 7 ... Output part, 8 DESCRIPTION OF SYMBOLS X coordinate
Claims (10)
前記荷電粒子ビームを任意の方向に走査し、被対象物上の離散的な位置に照射する荷電粒子ビーム制御部と、
前記荷電粒子ビームを前記被対象物上の離散的な位置に照射することにより、前記被対象物から得られる検出信号が変換された前記画像データを並び替える画像データ並び替え部を含む画像処理システムと、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 A charged particle beam device that irradiates a target with a charged particle beam, converts a detection signal from the target into image data, displays the image on a screen, and observes the target;
A charged particle beam control unit that scans the charged particle beam in an arbitrary direction and irradiates discrete positions on an object; and
An image processing system including an image data rearrangement unit that rearranges the image data obtained by converting the detection signal obtained from the object by irradiating the charged particle beam to discrete positions on the object. And a charged particle beam device.
前記画像処理システムは、前記荷電粒子ビーム制御部に対してスキャン座標を出力するスキャン制御部を更に含むことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1.
The image processing system further includes a scan control unit that outputs scan coordinates to the charged particle beam control unit.
前記スキャン制御部は、荷電粒子ビームをスキャンするときの基本となる座標を生成する基本座標生成部と、生成された基本座標を水平（Ｘ）方向及び垂直（Ｙ）方向毎に個別に座標変換するＸ座標変換部手段及びＹ座標変換部と、を有し、
前記画像データ並び替え部は、前記Ｘ座標変換部及び前記Ｙ座標変換部で変換されたＸ座標及びＹ座標を用いて前記画像データを並び替えるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 2.
The scan control unit generates a basic coordinate generating unit that generates a basic coordinate when scanning a charged particle beam, and individually converts the generated basic coordinate for each horizontal (X) direction and vertical (Y) direction. X coordinate conversion unit means and Y coordinate conversion unit to perform,
The charged particle beam apparatus, wherein the image data rearrangement unit rearranges the image data using the X coordinate and the Y coordinate converted by the X coordinate conversion unit and the Y coordinate conversion unit.
前記スキャン制御部は、前記Ｘ座標変換部及び前記Ｙ座標変換部で変換されたＸ座標及びＹ座標と、前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標に対応して得られる画像データのＸ座標及びＹ座標とに基づきずれ量を求め、前記ずれ量を補正するずれ量取得・補正演算部とを更に有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 3.
The scan control unit includes an X coordinate and a Y coordinate converted by the X coordinate conversion unit and the Y coordinate conversion unit, and an X coordinate and a Y coordinate of image data obtained corresponding to the X coordinate and the Y coordinate. A charged particle beam apparatus further comprising: a shift amount acquisition / correction calculation unit that calculates a shift amount based on the correction amount and corrects the shift amount.
前記ずれ量取得・補正演算部は、
前記Ｘ座標変換部及び前記Ｙ座標変換部で変換されたＸ座標及びＹ座標と、前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標に対応して得られる画像データのＸ座標及びＹ座標とのずれ量を取得するための座標を生成するずれ取得用Ｘ座標生成部及びずれ取得用Ｙ座標生成部と、
期待値を格納する期待値格納部と、
取得した前記画像データと前記期待値格納部に格納された期待値を比較する画像比較部と、
前記画像比較部での比較結果に基づいた座標のずれ量を格納するＸずれ量格納部及びＹずれ量格納部と、
前記Ｘずれ量格納部及び前記Ｙずれ量格納部からのずれ量に基づき座標を補正するＸ補正演算部及びＹ補正演算部と、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 4.
The deviation amount acquisition / correction calculation unit
A shift amount between the X coordinate and the Y coordinate converted by the X coordinate conversion unit and the Y coordinate conversion unit and the X coordinate and the Y coordinate of the image data obtained corresponding to the X coordinate and the Y coordinate is acquired. A shift acquisition X coordinate generation unit and a shift acquisition Y coordinate generation unit for generating coordinates for
An expected value storage for storing the expected value;
An image comparison unit that compares the acquired image data with the expected value stored in the expected value storage unit;
An X shift amount storage unit and a Y shift amount storage unit for storing a shift amount of coordinates based on a comparison result in the image comparison unit;
A charged particle beam apparatus comprising: an X correction calculation unit and a Y correction calculation unit that correct coordinates based on a shift amount from the X shift amount storage unit and the Y shift amount storage unit.
前記ずれ量取得・補正演算部は、
前記Ｘ座標変換部及び前記Ｙ座標変換部で変換されたＸ座標及びＹ座標と、前記Ｘ座標及び前記Ｙ座標に対応して得られる画像データのＸ座標及びＹ座標とのずれ量を取得するための座標を生成するずれ取得用Ｘ座標生成部及びずれ取得用Ｙ座標生成部と、
Ｘ座標の期待値及びＹ座標の期待値を格納するＸ座標期待値格納部及びＹ座標期待値格納部と、
取得した前記画像データと、前記Ｘ座標期待値格納部及びＹ座標期待値格納部に格納されたＸ座標の期待値及びＹ座標の期待値とをそれぞれ比較するＸ座標ずれ検出部及びＹ座標ずれ検出部と、
前記画像比較部での比較結果に基づいた座標のずれ量を格納するＸずれ量格納部及びＹずれ量格納部と、
前記Ｘずれ量格納部及び前記Ｙずれ量格納部からのずれ量に基づき座標を補正するＸ補正演算部及びＹ補正演算部と、を有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 4.
The deviation amount acquisition / correction calculation unit
A shift amount between the X coordinate and the Y coordinate converted by the X coordinate conversion unit and the Y coordinate conversion unit and the X coordinate and the Y coordinate of the image data obtained corresponding to the X coordinate and the Y coordinate is acquired. A shift acquisition X coordinate generation unit and a shift acquisition Y coordinate generation unit for generating coordinates for
An X coordinate expected value storage unit and an Y coordinate expected value storage unit for storing an X coordinate expected value and an Y coordinate expected value;
X coordinate deviation detection unit and Y coordinate deviation for comparing the acquired image data with the expected value of the X coordinate and the expected value of the Y coordinate stored in the X coordinate expected value storage unit and the Y coordinate expected value storage unit, respectively. A detection unit;
An X shift amount storage unit and a Y shift amount storage unit for storing a shift amount of coordinates based on a comparison result in the image comparison unit;
A charged particle beam apparatus comprising: an X correction calculation unit and a Y correction calculation unit that correct coordinates based on a shift amount from the X shift amount storage unit and the Y shift amount storage unit.
取得された前記画像データは、所定パターンの寸法測定に用いられることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 6,
The acquired image data is used for measuring a dimension of a predetermined pattern.
取得された前記画像データは、所定パターンの形状異常や異物付着の検査に用いられることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 6,
The acquired image data is used for inspection of shape abnormality of a predetermined pattern and foreign matter adhesion.
前記表示部は、ＧＵＩ画面を表示する機能を有し、
前記ＧＵＩ画面により、前記荷電粒子ビーム制御部は、前記荷電粒子ビームを常に一定方向に走査するモードと、前記荷電粒子ビームを任意の方向に走査し、被対象物上の離散的な位置に照射するモードとが、被対象物の帯電特性に応じて切り替えられるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 A charged particle beam device that irradiates an object while scanning a charged particle beam with a charged particle beam control unit, converts a detection signal from the object into image data, and displays the image data on a display unit,
The display unit has a function of displaying a GUI screen,
By the GUI screen, the charged particle beam control unit always scans the charged particle beam in a certain direction and scans the charged particle beam in an arbitrary direction to irradiate discrete positions on the object. A charged particle beam device characterized in that the mode to be switched is switched according to the charging characteristics of the object.
前記表示部は、荷電粒子ビームが前記被対象物に照射される際、前記荷電粒子ビームを常に一定方向に走査するモードか、前記荷電粒子ビームを任意の方向に走査し、被対象物上の離散的な位置に照射するモードかが表示されるものであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 9.
When the charged particle beam is irradiated onto the object, the display unit always scans the charged particle beam in a certain direction, or scans the charged particle beam in an arbitrary direction, and A charged particle beam apparatus characterized by displaying a mode for irradiating discrete positions.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009045869A JP2010199037A (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Charged particle beam device |
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-
2009
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