JP4955242B2

JP4955242B2 - Charged particle beam equipment

Info

Publication number: JP4955242B2
Application number: JP2005267555A
Authority: JP
Inventors: 貢北澤
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2025-09-14
Also published as: JP2007080695A

Description

本発明は、荷電粒子線装置に関し、特にＣＡＤ装置とのステージリンク精度を向上させた荷電粒子線装置に関するものである。 The present invention relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus having improved stage link accuracy with a CAD apparatus.

電子顕微鏡において、ＣＡＤデータとステージ移動をリンクさせることが行われている。そこでは、観察中の試料に関するＣＡＤデータを移動した場合、新しいＣＡＤデータを表示すると共に、電子顕微鏡のステージを移動してそのＣＡＤデータに対応する試料の画像を表示させる、又は、電子顕微鏡のステージを移動して新しい試料像を表示した場合、ステージの移動量に相当するＣＡＤデータの移動を行い、試料像に対応するＣＡＤデータを表示させることを行うが、ＣＡＤデータとステージとのリンク精度が常に問題となっている。 In an electron microscope, CAD data and stage movement are linked. In this case, when CAD data relating to a sample under observation is moved, new CAD data is displayed and the stage of the electron microscope is moved to display an image of the sample corresponding to the CAD data, or the stage of the electron microscope Is moved to display a new sample image, the CAD data corresponding to the moving amount of the stage is moved and the CAD data corresponding to the sample image is displayed. However, the link accuracy between the CAD data and the stage is high. It has always been a problem.

ステージリンク精度の妨げとなる要素は、ステージの歪であり、要因として機構の寸法誤差、左右が均一でないために起こる台形歪／局部歪、モータの回転を直進運動に変換する機構の送り誤差、組立て段階で起こるネジの締め付け誤差等である。これら歪の要因を取り除く方法として、機構（モータ、ネジ、その他）そのものの寸法精度を上げる方法と、調整によって精度を上げる方法がある。また、ステージ完成後は、予め定められた位置をアライメント点として登録（３点アライメントが代表的である）して、操作開始の初期段階で一回のみアライメントを行う方法が一般的である。 Factors that hinder stage link accuracy are stage distortions, which include dimensional errors in the mechanism, trapezoidal distortion / local distortion that occurs because the left and right are not uniform, and feed errors in the mechanism that converts motor rotation into linear motion, This is the screw tightening error that occurs in the assembly stage. As a method of removing these distortion factors, there are a method of increasing the dimensional accuracy of the mechanism (motor, screw, etc.) itself and a method of increasing the accuracy by adjustment. In addition, after the stage is completed, a method is generally employed in which a predetermined position is registered as an alignment point (three-point alignment is typical), and alignment is performed only once at an initial stage of operation start.

特開2000-058410号公報JP 2000-058410 A

従来の方法でステージリンク精度を向上させるには、ステージの製作段階で機差（個人差）を無くすため膨大な組立て時間が必要であり、又は、高価な機構（ハード）を採用する必要があり、製品価格が上がるという問題がある。また、ステージ製作後の調整・検査にも多大な時間と労力を要していた。 In order to improve the stage link accuracy with the conventional method, it takes a lot of assembly time to eliminate machine differences (individual differences) at the stage production stage, or it is necessary to adopt expensive mechanisms (hardware) There is a problem that the product price goes up. In addition, adjustment and inspection after stage production required a lot of time and labor.

本発明は、特別な機構を採用することなく、また、膨大な製作・調整・検査時間を必要とすることなく、ステージリンク精度を向上した荷電粒子線装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus with improved stage link accuracy without employing a special mechanism and without requiring enormous production, adjustment, and inspection time.

上記目的を達成するために、本発明では、予め複数のアライメントポイントを記憶しておき、ステージ移動に伴い、現在のステージ位置に見合った、適切な局部領域のアライメントポイントの組を自動的に選択する。そして、その選択したアライメントポイントの組を用いてアライメント補正値を更新することで、ステージリンク精度を向上する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of alignment points are stored in advance, and a set of alignment points in an appropriate local area corresponding to the current stage position is automatically selected as the stage moves. To do. Then, the stage link accuracy is improved by updating the alignment correction value using the selected set of alignment points.

すなわち、本発明による荷電粒子線装置は、試料を保持して移動するステージと、ステージの移動を制御するステージ制御部と、ステージに保持された試料に電子線を照射する電子線照射部と、電子線照射によって試料から放出された試料信号を検出する検出器と、検出器の出力から試料像を形成する像形成部と、試料のＣＡＤデータを保持する記憶部と、像形成部によって形成された試料像及び／又はＣＡＤデータを表示する表示部と、ステージの座標とＣＡＤデータの座標とを対応付けたアライメントポイントを複数記憶したアライメントポイント記憶手段と、アライメント記憶手段に記憶された複数のアライメントポイントの中からアライメント補正値計算用のアライメントポイントの組を選択し、選択したアライメントポイントの組を用いてアライメント補正値を計算する制御部とを備え、制御部は、新たなステージ位置にステージ移動した時、あるいはＣＡＤデータ上の新たな座標位置に移動したとき、アライメントポイントの組を再選択し、再選択したアライメントポイントの組を用いてアライメント補正値を更新することを特徴とする。 That is, the charged particle beam apparatus according to the present invention includes a stage that holds and moves the sample, a stage control unit that controls movement of the stage, an electron beam irradiation unit that irradiates the sample held on the stage with an electron beam, A detector that detects a sample signal emitted from a sample by electron beam irradiation, an image forming unit that forms a sample image from the output of the detector, a storage unit that holds CAD data of the sample, and an image forming unit. A display unit that displays the sample image and / or CAD data, an alignment point storage unit that stores a plurality of alignment points that associate the coordinates of the stage and the coordinates of the CAD data, and a plurality of alignments that are stored in the alignment storage unit Select a set of alignment points for alignment correction value calculation from the points, and select the set of alignment points. And a control unit that calculates alignment correction values using the control unit. When the stage moves to a new stage position or moves to a new coordinate position on the CAD data, the control unit reselects a set of alignment points. The alignment correction value is updated using the re-selected set of alignment points.

制御部は、アライメントポイントの組の再選択に当たり、直線的に整列するようなアライメントポイントの組を避ける。また、新たなステージ位置あるいはＣＡＤデータ上の新たな座標位置に対して一方向に偏ったアライメントポイントの組を避ける。更に、相互に予め定めた距離以上離れたアライメントポイントの組を選択するのが好ましい。 In reselecting the alignment point set, the control unit avoids a set of alignment points that are aligned linearly. Also, a set of alignment points that are biased in one direction with respect to a new stage position or a new coordinate position on CAD data is avoided. Furthermore, it is preferable to select a set of alignment points that are separated from each other by a predetermined distance or more.

本発明によれば、高価なステージ機構を採用する必要もなく、また、ステージの組立て・調整・検査に膨大な時間をかけることなく、ステージリンク精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is not necessary to employ an expensive stage mechanism, and it is possible to improve the stage link accuracy without taking a huge amount of time for assembly, adjustment, and inspection of the stage.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、荷電粒子線装置の例として走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を例にとって説明するが、本発明は、ＳＥＭ以外にも、電子線を用いた外観検査装置、集束イオンビーム装置等、ＣＡＤデータが存在する試料に対して計測、検査、加工を行う荷電粒子線装置一般に対して適用することができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Hereinafter, a scanning electron microscope (SEM) will be described as an example of the charged particle beam apparatus. However, in addition to the SEM, the present invention is not limited to CAD data such as an appearance inspection apparatus, a focused ion beam apparatus, and the like using an electron beam. The present invention can be applied to a general charged particle beam apparatus that measures, inspects, and processes an existing sample.

図１は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）とＣＡＤシステム装置とを組み合せた場合の、本発明のシステム構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration example of the present invention when an electron microscope (SEM) and a CAD system apparatus are combined.

本システムは、ＳＥＭの鏡体部１、ＳＥＭとＣＡＤデータのリンクを行う必須機器であるモータドライブステージ２、制御部３、画像表示部４、マン・マシン・インターフェースとなるＰＣ又はＷＳ５を備える。ＣＡＤシステム装置を構成する機器としては、ＣＡＤデータを記憶し、ＣＡＤデータから所望のデータを取り出すＣＡＤデータ制御部（ＰＣ又はＷＳ）６及びＣＡＤデータ表示部７を備える。ＳＥＭ及びＣＡＤシステムは、ネットワーク接続機器（ＨＵＢ等）８等を用いて接続される。なお、大規模なシステムになると、外部ネットワーク９経由で大型サーバからＣＡＤデータのリンクを行うケースもある。 This system includes an SEM body 1, a motor drive stage 2, which is an essential device for linking SEM and CAD data, a control unit 3, an image display unit 4, and a PC or WS 5 serving as a man-machine interface. The equipment constituting the CAD system apparatus includes a CAD data control unit (PC or WS) 6 and a CAD data display unit 7 that store CAD data and extract desired data from the CAD data. The SEM and CAD system are connected using a network connection device (HUB or the like) 8 or the like. In a large-scale system, CAD data may be linked from a large server via the external network 9.

図２は、荷電粒子線装置としてのＳＥＭの構成例を示す図である。電子銃５１より放出された一次電子線５４は、アノード５２により制御・加速され、コンデンサレンズ５３および対物レンズ５６によって試料ステージ５７上に保持された半導体ウェーハ等の試料５８に収束・照射される。一次電子線５４の経路には、偏向器５５が設けてあり、一次電子線５４は偏向器５５の作用によって試料の表面を二次元的に走査する。ステージ制御部５９によって試料ステージ５７を制御することで、試料上の任意の領域を観察することができる。試料に電子線を照射することで発生した二次電子６０は、二次電子検出器６１によって検出される。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an SEM as a charged particle beam apparatus. The primary electron beam 54 emitted from the electron gun 51 is controlled and accelerated by the anode 52, and converges and irradiates the sample 58 such as a semiconductor wafer held on the sample stage 57 by the condenser lens 53 and the objective lens 56. A deflector 55 is provided in the path of the primary electron beam 54, and the primary electron beam 54 scans the surface of the sample two-dimensionally by the action of the deflector 55. By controlling the sample stage 57 by the stage controller 59, an arbitrary region on the sample can be observed. Secondary electrons 60 generated by irradiating the sample with an electron beam are detected by a secondary electron detector 61.

電子銃５１、コンデンサレンズ５３、対物レンズ５６、偏向器５５、ステージ制御部５９など、ＳＥＭの各部は制御部３によって制御される。また、制御部３は、ＳＥＭの検出器から出力された情報信号をデジタル信号に変換したのち画像データとして記憶するフレームメモリ、画像データをモニタ４に表示する表示回路を備える。ＣＡＤデータにはＩＣ・ＬＳＩを作成する回路図、レイアウトデータ、ネットリストデータ、スケマティックデータ、ウェーハデータ、ＥＢ露光データ等がある。ＣＡＤデータは座標値を持ち、ＳＥＭのステージ座標を介して、ＣＡＤデータとＳＥＭ画像データをリンクさせることが可能である。ＣＡＤデータは、専用のＣＡＤデータ表示器７へ表示したり、ＳＥＭの画像表示器４にＳＥＭ像と重ね合わせて表示したりＳＥＭ像と並べて表示したりすることができる。 Each part of the SEM such as the electron gun 51, the condenser lens 53, the objective lens 56, the deflector 55, and the stage controller 59 is controlled by the controller 3. Further, the control unit 3 includes a frame memory that stores information data output from the detector of the SEM into a digital signal and then stores it as image data, and a display circuit that displays the image data on the monitor 4. CAD data includes a circuit diagram for creating an IC / LSI, layout data, netlist data, schematic data, wafer data, EB exposure data, and the like. CAD data has coordinate values, and CAD data and SEM image data can be linked via the SEM stage coordinates. The CAD data can be displayed on a dedicated CAD data display 7 or can be displayed on the SEM image display 4 so as to be superimposed on the SEM image or displayed side by side with the SEM image.

本システムは、ＩＣ・ＬＳＩの不良箇所等、試料上の目的とする位置を簡単に素早く特定し観察可能とするために、ＣＡＤデータとＳＥＭの画像データとの相互リンクを行い、ＣＡＤ図面上で指示することにより、その座標位置に対応したＳＥＭ画像を表示することができる。あるいは、その逆に、ＳＥＭの画像データからＣＡＤ図面上の位置を特定することも可能である。よって、ＣＡＤデータとＳＥＭの画像データとの相互リンク精度は、本システムの重要な要素であり、リンク精度がシステムの性能を決めるポイントとなる。ＣＡＤデータとＳＥＭの画像データとの相互リンクは、ＣＡＤデータの座標とＳＥＭのステージ座標とを対応付けることにより可能となる。 This system links CAD data and SEM image data in order to enable easy and quick identification and observation of the target position on the sample, such as a defective part of IC / LSI. By instructing, an SEM image corresponding to the coordinate position can be displayed. Or conversely, the position on the CAD drawing can be specified from the image data of the SEM. Therefore, the mutual link accuracy between the CAD data and the SEM image data is an important element of the present system, and the link accuracy is a point that determines the performance of the system. The CAD data and the SEM image data can be linked to each other by associating the coordinates of the CAD data with the stage coordinates of the SEM.

ＣＡＤデータとＳＥＭの画像データのリンク処理に関して、図３を用いて説明する。ＣＡＤデータの絶対座標値１０に対して、ＳＥＭのステージの絶対座標値１１は、同一倍率であれば理論上は一対一となるはずであるが、ステージの製作精度・組立て精度・材質の精度等により、必ずしも一対一とはならない。よって、相互の互換性を保つために、予め決められた位置（オリフィス等）のアライメントを行う、又は初期段階で数点のアライメントポイントを用いる基本アライメント処理を行い、相互の距離関係を補正する定数（アライメント補正値）を求める。図３は、３点アライメントの例を示している。すなわち、ＣＡＤデータの基本１アライメント位置１２とＳＥＭの基本１アライメント位置１３、ＣＡＤデータの基本２アライメント位置１４とＳＥＭの基本２アライメント位置１５、ＣＡＤデータの基本３アライメント位置１６とＳＥＭの基本３アライメント位置１７を対応させる。 A link process between CAD data and SEM image data will be described with reference to FIG. In contrast to the absolute coordinate value 10 of CAD data, the absolute coordinate value 11 of the SEM stage should theoretically be one-to-one for the same magnification, but the stage manufacturing accuracy, assembly accuracy, material accuracy, etc. Therefore, it is not necessarily one-to-one. Therefore, in order to maintain mutual compatibility, constants that align a predetermined position (orifice, etc.) or perform basic alignment processing using several alignment points in the initial stage, and correct the mutual distance relationship. (Alignment correction value) is obtained. FIG. 3 shows an example of three-point alignment. That is, the basic 1 alignment position 12 of CAD data and the basic 1 alignment position 13 of SEM, the basic 2 alignment position 14 of CAD data and the basic 2 alignment position 15 of SEM, the basic 3 alignment position 16 of CAD data and the basic 3 alignment of SEM Position 17 is made to correspond.

本発明では、ＣＡＤデータの座標とＳＥＭのステージ座標とを対応付けるためのアライメントポイントを複数設定し、各アライメントポイントにおけるＣＡＤデータの座標とＳＥＭのステージ座標との対応関係を予め計測して登録しておく。図４は、予め登録されてメモリに記憶されている複数のアライメントポイントを一覧表示した例を示す図である。図中のSEM:X，SEM:YはＳＥＭのステージ座標を表し、CAD:X，CAD:YはＣＡＤデータ上の座標を表す。一覧表中の各行の（SEM:X，SEM:Y）と（CAD:X，CAD:Y）は、同一のアライメントポイントに対応するＳＥＭのステージ座標とＣＡＤデータ上の座標を表している。 In the present invention, a plurality of alignment points for associating the coordinates of the CAD data with the stage coordinates of the SEM are set, and the correspondence between the coordinates of the CAD data and the stage coordinates of the SEM at each alignment point is measured and registered in advance. deep. FIG. 4 is a diagram showing an example in which a plurality of alignment points registered in advance and stored in the memory are displayed as a list. In the figure, SEM: X and SEM: Y represent stage coordinates of the SEM, and CAD: X and CAD: Y represent coordinates on CAD data. (SEM: X, SEM: Y) and (CAD: X, CAD: Y) of each line in the list represent the SEM stage coordinates and the coordinates on the CAD data corresponding to the same alignment point.

本発明では、図５に示すように、ＳＥＭのステージが動作中でも、現在ステージ位置１８へ移動した場合、予め登録されている複数のアライメントポイントの中から現在ステージ位置１８の近くのアライメントポイント１９，２０，２１を最適なアライメントポイントとして自動的に選択し、それまでのアライメント補正値を廃棄し、新たなアライメント補正値を自動的に算出して変更を行うことで、より精度の高いステージリンクを実現するものである。同様に、ステージ位置２２へ移動した場合には、予め登録されている複数のアライメントポイントの中からステージ位置２２に近いアライメントポイント２３，２４，２５を最適アライメントポイントとして自動的に選択し、そのアライメントポイント２３，２４，２５を用いてアライメント補正値を算出し直す。 In the present invention, as shown in FIG. 5, even when the SEM stage is operating, if the stage moves to the current stage position 18, an alignment point 19 near the current stage position 18 among a plurality of pre-registered alignment points, 20 and 21 are automatically selected as the optimum alignment points, the previous alignment correction values are discarded, new alignment correction values are automatically calculated and changed, and a more accurate stage link can be obtained. It is realized. Similarly, when moving to the stage position 22, the alignment points 23, 24, 25 close to the stage position 22 are automatically selected as the optimum alignment points from a plurality of pre-registered alignment points, and the alignment is performed. The alignment correction value is recalculated using the points 23, 24 and 25.

アライメントポイント自動更新（アライメント補正値自動算出）に当たっては、ステージリンク精度を高めるために、現在ステージ位置の近傍のアライメントポイントを単純に採用するのではなく、アライメントポイントの選択チェック処理を行う。その一例を図６、図７を用いて説明する。 In the automatic alignment point update (alignment correction value automatic calculation), in order to improve the stage link accuracy, an alignment point in the vicinity of the current stage position is not simply adopted, but an alignment point selection check process is performed. One example will be described with reference to FIGS.

ＣＡＤデータを移動した場合、予め登録されている複数のアライメントポイントの中から移動後の位置に最も近い順に３ポイントを選択し、そのアライメントポイントを用いてアライメント補正値を計算し直す。そして、再計算されたアライメント補正値を用いてＣＡＤデータの座標に対応するＳＥＭのステージ座標を計算する。このとき、図６に示すように、現在のＣＡＤデータ中心２６に対して、選択しようとする３点のアライメントポイント２７，２８，３０が直線状又は、直線に近い並びにある場合には、採用をやめ（図の場合、ＣＡＤデータの不採用アライメントポイント３０）、別のアライメントポイント２９を選択する。このときＣＡＤデータ中心の座標と比較する座標は、アライメントポイントのＣＡＤ座標値である。なお、ＳＥＭのステージを移動した場合には、ＳＥＭの現在ステージ位置をもとにアライメントポイントを選択する。その時、現在のステージ座標と比較されるのは、アライメントポイントのステージ座標である。 When the CAD data is moved, three points are selected from the plurality of alignment points registered in advance in the order closest to the moved position, and the alignment correction value is recalculated using the alignment points. Then, the SEM stage coordinates corresponding to the CAD data coordinates are calculated using the recalculated alignment correction values. At this time, as shown in FIG. 6, when the three alignment points 27, 28 and 30 to be selected are linear or close to a straight line with respect to the current CAD data center 26, the adoption is adopted. Stop (in the case of the figure, CAD data non-adopted alignment point 30), another alignment point 29 is selected. At this time, the coordinates to be compared with the coordinates of the CAD data center are CAD coordinate values of the alignment points. When the SEM stage is moved, an alignment point is selected based on the current stage position of the SEM. At that time, the stage coordinates of the alignment point are compared with the current stage coordinates.

図８のフローチャートを参照して、この直線上データの不採用処理について説明する。本処理では、同一ライン上に位置するようなアライメントポイントを採用しても、正しいアライメント補正値を算出することが不可能であることから、直線上データの不採用処理を行う。ステップ１１では、登録されているアライメントポイントの中から現在のステージ位置に最も近い３つのアライメントポイントを選択する。図６の例の場合、現在のステージ位置２６に最も近い３つのアライメントポイントとして、ポイント２７，２８，３０が選択されることになる。次に、ステップ１２において、選択した３つのポイントが一直線上にあるかどうかを判定する。その方法としては、例えば、選択した３つのアライメントポイントのうち相互の距離が最も遠い２点を結ぶ直線を引き、第３のポイントからその直線に降ろした垂線の長さを計算する。第３のポイントからその直線に降ろした垂線の長さが予め定めた閾値α以下であれば、選択した３つのポイントは一直線上にあるとみなす。アライメントポイントが一直線上にある場合には、ステップ１３に進み、別のアライメントポイントを選択する。図の例では、ポイント３０に代えてポイント２９を選択する。その後、ステップ１２に進んで再度チェックを実施し、アライメントポイントが一直線上に位置しないようにする。 With reference to the flowchart of FIG. 8, the straight line data non-adopting process will be described. In this process, even if an alignment point that is located on the same line is employed, it is impossible to calculate a correct alignment correction value, so the process for rejecting data on a straight line is performed. In step 11, three alignment points closest to the current stage position are selected from the registered alignment points. In the case of the example in FIG. 6, the points 27, 28, and 30 are selected as the three alignment points closest to the current stage position 26. Next, in step 12, it is determined whether or not the three selected points are on a straight line. As the method, for example, a straight line connecting the two farthest distances among the three selected alignment points is drawn, and the length of the perpendicular drawn from the third point to the straight line is calculated. If the length of the perpendicular drawn from the third point to the straight line is equal to or less than a predetermined threshold value α, the selected three points are considered to be on a straight line. If the alignment point is on a straight line, proceed to step 13 to select another alignment point. In the example shown in the figure, a point 29 is selected instead of the point 30. Then, it progresses to step 12 and a check is performed again so that an alignment point may not be located on a straight line.

別の選択チェックの例として、図７は３点間の相互距離による比率の制限を示している。本例では、現在ステージ位置３１に対して、登録されている複数のアライメントポイントの中では、アライメントポイント３２，３５，３６が最も近傍に存在するが、相互間の距離が所定の比率以下で接近しているため、例えばアライメントポイント３５，３６を不採用とし、代わりにアライメントポイント３３，３４を採用することでステージリンク精度の向上を図る。 As an example of another selection check, FIG. 7 shows the ratio limitation due to the mutual distance between the three points. In this example, the alignment points 32, 35, and 36 are closest to the current stage position 31 among a plurality of registered alignment points, but the distance between them is close to a predetermined ratio. For this reason, for example, the alignment points 35 and 36 are not employed, and the alignment points 33 and 34 are employed instead to improve the stage link accuracy.

次に、図７及び図９のフローチャートを参照して、一方向に偏ったデータの不採用処理の例について説明する。現在のステージ位置から偏った方向（図７の場合には左方向）のアライメントポイントばかりを選択すると、逆方向のリンク精度が劣るため、片方向データ不採用処理を行う。ステップ２１において、登録されたアライメントポイントのうち現在のステージ位置に最も近い３つのアライメントポイントを選択する。次に、ステップ２２において、現在のステージ位置と選択した第1のアライメントポイントのＸ軸座標値とを比較する。現在のステージ位置のＸ軸座標値が大きければワーク定数Ａを１とし（ステップ２３）、小さければワーク定数Ａを０とする（ステップ２４）。ステップ２５では、現在のステージ位置と、選択した第２のアライメントポイントのＸ軸座標値とを比較する。現在のステージ位置のＸ軸座標値が大きければワーク定数Ｂを１とし（ステップ２６）、小さければワーク定数Ｂを０とする（ステップ２７）。同様に、ステップ２８では、現在のステージ位置と選択した第３のアライメントポイントのＸ軸座標値とを比較する。現在のステージ位置のＸ軸座標値が大きければワーク定数Ｃを１とし（ステップ２９）、小さければワーク定数Ｃを０とする（ステップ３０）。 Next, an example of non-recruitment processing for data biased in one direction will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 7 and 9. If only the alignment points in the direction deviated from the current stage position (leftward in the case of FIG. 7) are selected, the link accuracy in the reverse direction is inferior, so the one-way data non-adopting process is performed. In step 21, the three alignment points closest to the current stage position are selected from the registered alignment points. Next, in step 22, the current stage position is compared with the X-axis coordinate value of the selected first alignment point. If the X-axis coordinate value of the current stage position is large, the work constant A is set to 1 (step 23), and if small, the work constant A is set to 0 (step 24). In step 25, the current stage position is compared with the X-axis coordinate value of the selected second alignment point. If the X-axis coordinate value of the current stage position is large, the work constant B is set to 1 (step 26), and if small, the work constant B is set to 0 (step 27). Similarly, in step 28, the current stage position is compared with the X-axis coordinate value of the selected third alignment point. If the X-axis coordinate value of the current stage position is large, the work constant C is set to 1 (step 29), and if it is small, the work constant C is set to 0 (step 30).

次に、ステップ３１において、ワーク定数Ａ，Ｂ，Ｃを比較し、Ａ＝Ｂ＝Ｃであれば、選択したアライメントポイントが全てステージ位置に対して一方向に偏っていると判断し、ステップ３２において別のアライメントポイントを選択し、ステップ２２に戻って再度同じチェックを実行する。Ｙ軸方向についても同様にチェックを行い、ステージ位置に対して一方向に偏ったアライメントポイントの採用を避ける。 Next, in step 31, workpiece constants A, B, and C are compared. If A = B = C, it is determined that all selected alignment points are biased in one direction with respect to the stage position. In step, another alignment point is selected, and the process returns to step 22 to execute the same check again. The same check is performed in the Y-axis direction to avoid using an alignment point that is biased in one direction with respect to the stage position.

図１０は、近傍データの不採用処理の例を示したフローチャートである。現在のステージ位置に対して近傍のアライメントポイントを採用した場合、補正値が少なく、ステージリンクが正しく行われない。よって、現在のステージ位置に対して近傍のデータを避ける処理を行う。ステップ４１において、登録されている複数のアライメントポイントの中から現在のステージ位置に最も近い３つのアライメントポイントを選択する。図７の例の場合、ステージ位置３１に対して、３つのアライメントポイント３２，３５，３６が選択される。次に、ステップ４２において、現在のステージ位置のＸ座標値と選択したアライメントポイントのステージ座標のＸ座標値の差、及び現在のステージ位置のＹ座標値と選択したアライメントポイントのステージ座標のＹ座標値の差がいずれも閾値（±α）内であるかどうか判定し、閾値内であれば、ステップ４３に進んで不採用とし、別のアライメントポイントを選択する。現在のステージ位置と選択したアライメントポイントのステージ座標が、Ｘ座標値の差とＹ座標値の差の少なくとも一方が閾値を越えていれば、そのアライメントポイントは現在のステージ位置の近傍にはないため、ステップ４４に進んで採用する。この処理を、ステップ４５で３つのアライメントポイントが選択されたと判定されるまで続ける。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the neighborhood data non-adopting process. When the alignment point near the current stage position is adopted, the correction value is small and the stage link is not performed correctly. Therefore, a process for avoiding data near the current stage position is performed. In step 41, three alignment points closest to the current stage position are selected from a plurality of registered alignment points. In the case of the example of FIG. 7, three alignment points 32, 35, and 36 are selected for the stage position 31. Next, in step 42, the difference between the X coordinate value of the current stage position and the X coordinate value of the stage coordinate of the selected alignment point, and the Y coordinate value of the current stage position and the stage coordinate of the selected alignment point. It is determined whether or not all the value differences are within the threshold value (± α). If the difference is within the threshold value, the process proceeds to step 43 and is not adopted, and another alignment point is selected. If the stage coordinate of the current stage position and the selected alignment point is at least one of the difference between the X coordinate value and the Y coordinate value exceeds the threshold value, the alignment point is not in the vicinity of the current stage position. , Go to step 44 and adopt. This process continues until it is determined in step 45 that three alignment points have been selected.

以上、ＳＥＭのステージを移動した場合の例を主に説明したがＣＡＤデータを移動した場合も同様な判断を行い、より精度の高いアライメントポイントを自動選択する。なお、アライメントポイントの選択方法は、以上に例示した方法以外の方法によってもよい。 The example in the case of moving the SEM stage has been mainly described above, but the same determination is made when the CAD data is moved, and an alignment point with higher accuracy is automatically selected. The alignment point selection method may be a method other than the method exemplified above.

また、算出したアライメント補正値が予め設定した閾値を越えている場合には、精度の悪いアライメントポイントが登録されていると判断される。この場合の対応としては、登録されているアライメントポイントの中から別のアライメントポイントを選択する方法と、使用者に適切なアライメントポイントの登録を促す方法とがある。 If the calculated alignment correction value exceeds a preset threshold value, it is determined that an inaccurate alignment point is registered. In this case, there are a method of selecting another alignment point from registered alignment points and a method of prompting the user to register an appropriate alignment point.

図１１、図１２を用いて、操作方法の一例を説明する。図１１はＳＥＭの表示部４における表示例を示し、図１２は操作ウインドウ３９の詳細図である。 An example of the operation method will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows a display example on the display unit 4 of the SEM, and FIG. 12 is a detailed view of the operation window 39.

図１１の例では、ＳＥＭの表示部４には、ＳＥＭ像表示ウインドウ３８とアライメントシステム操作ウインドウ３９とが表示されている。ＳＥＭ像表示ウインドウ３８は通常はＳＥＭ像表示のために使われるが、ＳＥＭ像の表示に代えてＣＡＤデータ（レイアウトデータ）の表示、あるいはＳＥＭ像とＣＡＤデータの同時表示も行うことができる。図では、ＳＥＭ像表示ウインドウ３８に、ＳＥＭ像とそれに対応するＣＡＤデータ（レイアウトデータ）を重ねて表示した例を示している。 In the example of FIG. 11, an SEM image display window 38 and an alignment system operation window 39 are displayed on the display unit 4 of the SEM. The SEM image display window 38 is normally used for displaying an SEM image, but can display CAD data (layout data) instead of displaying an SEM image, or can simultaneously display an SEM image and CAD data. In the figure, an example is shown in which an SEM image and CAD data (layout data) corresponding to the SEM image are displayed in an overlapping manner on the SEM image display window 38.

アライメントポイント自動選択機能は、図１２に示すアライメントシステム操作ウインドウ３９において、アライメントポイント自動更新のＯＮ／ＯＦＦボタン４０をＯＮにすることで有効になる。通常はＯＮ状態で良いが、アライメント精度が悪い場合（ＳＥＭのアライメント位置とＣＡＤデータのアライメント位置の関係が大幅にずれている場合）は、このボタン４０をＯＦＦにすれば補正を行わないことも可能となる。アライメントポイント自動更新メッセージ表示ボタン４１は、操作者にアライメントポイントが自動選択機能により変更されたことを知らしめるメッセージ表示をするか否かを決めるボタンである。このボタンをＯＮにしておくと、アライメントポイントが自動選択機能により変更されたとき、表示部４にメッセージダイアログを表示することにより、あるいはブザー等により操作者に報知する。この機能は、アライメントに敏感な操作者への対応として、より操作性の良いシステムの構築に有効である。なお、上記メッセージ表示後、アライメント補正値を更新する場合には更新ボタン４２を押することで、半自動的な更新操作を実現する。ボタン４５を押すと、閾値の設定等を行うメニューが表示される。ボタン４３，４４を押すと、図４に示すアライメントポイントの一覧表４６が表示され、そこでアライメントポイントの追加、修正、削除を行うことができる。アライメントポイント一覧表４６を用いて、本発明の前提となる基本アライメントポイントに加え、複数点のアライメントポイントの登録・修正を行うことができる。なお、基本アライメントは安全のため削除できないように、プロテクトをかけるのも効果がある。更に、現在用いられているアライメントポイントには“＊”等のマークが表示される。それによって、操作者は、使用中のアライメントポイントの座標値を確認することができる。 The alignment point automatic selection function is enabled by turning ON the ON / OFF button 40 for automatic alignment point update in the alignment system operation window 39 shown in FIG. Normally, it may be in the ON state, but if the alignment accuracy is poor (the relationship between the SEM alignment position and the CAD data alignment position is greatly shifted), correction may not be performed if this button 40 is turned OFF. It becomes possible. The alignment point automatic update message display button 41 is a button for determining whether or not to display a message for notifying the operator that the alignment point has been changed by the automatic selection function. When this button is turned on, when the alignment point is changed by the automatic selection function, a message dialog is displayed on the display unit 4 or the operator is notified by a buzzer or the like. This function is effective in constructing a system with better operability as a response to an operator who is sensitive to alignment. When the alignment correction value is updated after the message is displayed, a semi-automatic update operation is realized by pressing the update button 42. When the button 45 is pressed, a menu for setting a threshold value or the like is displayed. When the buttons 43 and 44 are pressed, a list 46 of alignment points shown in FIG. 4 is displayed, where alignment points can be added, corrected, and deleted. Using the alignment point list 46, in addition to the basic alignment points that are the premise of the present invention, a plurality of alignment points can be registered and corrected. It is also effective to protect the basic alignment so that it cannot be deleted for safety. Furthermore, a mark such as “*” is displayed at the alignment point currently used. Thereby, the operator can confirm the coordinate value of the alignment point in use.

図１３は、ステージが移動したとき、アライメントポイントを更新（アライメント補正値自動算出）する処理の概要を示したフローチャートである。ステージ移動を行い、目的位置で停止すると、本発明の自動アライメント機能がＯＮ状態であるかどうかをチェックをする（ステップ５１）。自動アライメント機能がＯＮ状態であれば、複数のアライメントポイントデータが登録されているかをチェックする（ステップ５２）。複数のアライメントポイントデータが登録されていれば、適切なアライメントポイントを、前述した手順に従って選択し、アライメント補正値を算出する（ステップ５３）。その後、操作者へのメッセージ表示機能がＯＮかどうかを判定し（ステップ５４）、ＯＮであれば、アライメントポイントが変更されたことを通知して（ステップ５５）、アライメントポイント（アライメント補正値）の更新を行う（ステップ５６）。メッセージ表示機能がＯＦＦであれば、ステップ５５のメッセージ表示をスキップしてステップ５６に進み、アライメントポイント（アライメント補正値）の更新を行う。また、ステップ５１の判定で自動アライメント機能がＯＦＦの場合には、ベースアライメントを使用した通常のアライメントを行う。図１３はステージが移動したときの処理であるが、ＣＡＤデータが移動したときにも同様の処理を実行してアライメント補正値を更新することができる。 FIG. 13 is a flowchart showing an outline of a process for updating the alignment point (automatic calculation of the alignment correction value) when the stage moves. When the stage is moved and stopped at the target position, it is checked whether or not the automatic alignment function of the present invention is ON (step 51). If the automatic alignment function is ON, it is checked whether a plurality of alignment point data is registered (step 52). If a plurality of alignment point data are registered, an appropriate alignment point is selected according to the above-described procedure, and an alignment correction value is calculated (step 53). Thereafter, it is determined whether the message display function for the operator is ON (step 54). If ON, the fact that the alignment point has been changed is notified (step 55), and the alignment point (alignment correction value) is updated. Update is performed (step 56). If the message display function is OFF, the message display in step 55 is skipped and the process proceeds to step 56 to update the alignment point (alignment correction value). If the automatic alignment function is OFF in step 51, normal alignment using base alignment is performed. FIG. 13 shows the processing when the stage is moved, but the alignment correction value can be updated by executing the same processing when the CAD data is moved.

ＳＥＭとＣＡＤシステム装置を組み合せた場合のシステム構成例を示す図。The figure which shows the system structural example at the time of combining SEM and a CAD system apparatus. ＳＥＭの構成例を示す図。The figure which shows the structural example of SEM. ＣＡＤデータの絶対座標値とＳＥＭステージの絶対座標値の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the absolute coordinate value of CAD data, and the absolute coordinate value of a SEM stage. アライメントポイントの一覧表を示す図。The figure which shows the list of alignment points. ステージ位置に基づいて局部領域のアライメントポイントを選択する様子を示す図。The figure which shows a mode that the alignment point of a local area | region is selected based on a stage position. アライメントポイントの選択チェック処理の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the selection check process of an alignment point. アライメントポイントの選択チェック処理の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the selection check process of an alignment point. 直線上データの不採用処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the non-adoption process of data on a straight line. 片方向データの不採用処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the non-employment process of one-way data. 近傍データの不採用処理の例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of the non-adoption process of neighborhood data. ＳＥＭの表示部における表示例を示す図。The figure which shows the example of a display in the display part of SEM. 操作ウインドウの詳細図。Detailed view of the operation window. アライメントポイント更新処理の概要を示すフローチャート。The flowchart which shows the outline | summary of an alignment point update process.

符号の説明Explanation of symbols

１：ＳＥＭの鏡体部
２：モータドライブステージ
３：制御部
４：ＳＥＭの画像表示部
５：ＰＣ又はＷＳ
６：ＣＡＤデータ制御部
７：ＣＡＤデータ表示部
８：ネットワーク接続機器
９：外部ネットワーク
１０：ＣＡＤデータの絶対座標値
１１：ＳＥＭのステージの絶対座標値
１８：現在ステージ位置
２２：現在ステージ位置
２６：現在ステージ位置
３１：現在ステージ位置
３８：ＳＥＭ像表示ウインドウ
３９：操作ウインドウ
５１：電子銃
５２：アノード
５３：コンデンサレンズ
５４：一次電子線
５５：偏向器
５６：対物レンズ
５７：試料ステージ
５８：試料
５９：ステージ制御部
６０：二次電子
６１：二次電子検出器 1: SEM body part 2: Motor drive stage 3: Control part 4: SEM image display part 5: PC or WS
6: CAD data control unit 7: CAD data display unit 8: Network connection device 9: External network 10: Absolute coordinate value of CAD data 11: Absolute coordinate value of SEM stage 18: Current stage position 22: Current stage position 26: Current stage position 31: Current stage position 38: SEM image display window 39: Operation window 51: Electron gun 52: Anode 53: Condenser lens 54: Primary electron beam 55: Deflector 56: Objective lens 57: Sample stage 58: Sample 59 : Stage controller 60: Secondary electron 61: Secondary electron detector

Claims

試料を保持して移動するステージと、
前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、
前記ステージに保持された前記試料に電子線を照射する電子線照射部と、
電子線照射によって前記試料から放出された試料信号を検出する検出器と、
前記検出器の出力から試料像を形成する像形成部と、
前記試料のＣＡＤデータを保持する記憶部と、
前記像形成部によって形成された試料像及び／又は前記ＣＡＤデータを表示する表示部と、
前記ステージの座標と前記ＣＡＤデータの座標とが対応付けられたアライメントポイントを複数記憶したアライメントポイント記憶手段と、
前記アライメント記憶手段に記憶された複数のアライメントポイントの中からアライメント補正値計算に用いるアライメントポイントの組を選択し、前記選択したアライメントポイントの組を用いて、前記試料像における前記アライメントポイントの座標値と前記ＣＡＤデータ上におけるアライメントポイントの座標値に基づき前記試料像と前記ＣＡＤデータの距離関係を補正するアライメント補正値を求める処理を行う制御部とを備え、
前記制御部は、新たなステージ位置にステージ移動したとき、あるいはＣＡＤデータ上の新たな座標位置に移動したとき、前記アライメントポイントの組を再選択し、当該再選択したアライメントポイントの組を用いて前記アライメント補正値を更新するものであって、
前記制御部は、前記ステージの位置または前記ＣＡＤデータ上の座標位置と、当該アライメントポイントの組に含まれるアライメントポイントとの相対的位置関係に基づいて、前記アライメントポイントの組を選択することを特徴とする荷電粒子線装置。 A stage for holding and moving the sample;
A stage controller for controlling movement of the stage;
An electron beam irradiation unit for irradiating an electron beam onto the sample held on the stage,
A detector for detecting the sample signal emitted from the sample by electron beam irradiation,
An image forming unit for forming a sample image from the output of the detector;
A storage unit for holding the CAD data of the sample,
A display unit for displaying the sample image formed by the image forming unit and / or the CAD data;
An alignment point storage means and the coordinates of the coordinate and the CAD data of the stage is stores a plurality of alignment points are correlated,
Wherein selecting a set of alignment points are use from among a plurality of alignment points stored in the alignment storage means the alignment correction value calculated, using a set of alignment points and the selected coordinate of the alignment point in the sample image A control unit that performs processing for obtaining an alignment correction value for correcting a distance relationship between the sample image and the CAD data based on a value and a coordinate value of an alignment point on the CAD data;
When the control unit and the stage moves to a new stage position, or when it moves to a new coordinate position on the CAD data, and re-select a set of alignment points, using a set of the reselected alignment point Updating the alignment correction value ,
The control unit selects the set of alignment points based on a relative positional relationship between the position of the stage or a coordinate position on the CAD data and an alignment point included in the set of alignment points. A charged particle beam device.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記制御部は、前記アライメントポイントの組の再選択に当たり、直線的に整列するようなアライメントポイントの組を避けることを特徴とする荷電粒子線装置。 2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein the control unit avoids a set of alignment points that are linearly aligned when re-selecting the set of alignment points. 3.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記制御部は、前記アライメントポイントの組の再選択に当たり、前記新たなステージ位置あるいはＣＡＤデータ上の新たな座標位置に対して一方向に偏ったアライメントポイントの組を避けることを特徴とする荷電粒子線装置。 2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein the control unit realigns the alignment point set in one direction with respect to the new stage position or a new coordinate position on CAD data when re-selecting the set of alignment points. A charged particle beam apparatus characterized by avoiding a set of points.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記制御部は、前記アライメントポイントの組の再選択に当たり、相互に予め定めた距離以上離れたアライメントポイントの組を選択することを特徴とする荷電粒子線装置。 2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein the control unit selects a set of alignment points that are separated from each other by a predetermined distance when re-selecting the set of alignment points. 3. Wire device.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、アライメント補正値計算に用いるアライメントポイントの組が変更されたとき、報知する報知手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 The charged particle beam apparatus according to claim 1, when a set of alignment points are use in alignment correction value calculated is changed, the charged particle beam apparatus characterized in that it comprises a notifying means for notifying.

請求項５に記載の荷電粒子線装置において、前記報知手段による報知の後、変更されたアライメントポイントの組を許容するか否かの入力を受け付けることを特徴とする荷電粒子線装置。 6. The charged particle beam apparatus according to claim 5, wherein after the notification by the notification means, an input as to whether or not to allow a changed set of alignment points is accepted.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記制御部によるアライメント補正値の更新を行わせるか否かを選択する選択手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 The charged particle beam apparatus according to claim 1, further comprising a selection unit that selects whether or not to update the alignment correction value by the control unit.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記制御部は、前記更新したアライメント補正値が予め設定した閾値を超えているとき、別のアライメントポイントの組を選択してアライメント補正値の更新をやり直すことを特徴とする荷電粒子線装置。 2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein when the updated alignment correction value exceeds a preset threshold value, the control unit selects another alignment point set and updates the alignment correction value. A charged particle beam device characterized by starting over.

請求項１に記載の荷電粒子線装置において、前記アライメントポイント記憶手段に記憶したアライメントポイントの一覧を、現在選択されているアライメントポイントにマークを付して表示する手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, further comprising means for displaying a list of alignment points stored in the alignment point storage means with a mark added to the currently selected alignment point. Particle beam device.