荷電粒子線装置、走査電子顕微鏡、および試料検査方法
【課題】数の検査レシピのなかから試料に適した検査レシピを容易且つ迅速に選択できるようにする。
【解決手段】演算装置１４は、ＧＵＩ１６に複数の検査レシピを表示する。検査レシピは、試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムを制御するための設定値と、複数の特性値とを含む。複数の検査レシピは、互いにトレードオフの関係にある特性値（帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等）を持つ複数の軸により特定される座標系上に配置されて表示される。
【解決手段】演算装置１４は、ＧＵＩ１６に複数の検査レシピを表示する。検査レシピは、試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムを制御するための設定値と、複数の特性値とを含む。複数の検査レシピは、互いにトレードオフの関係にある特性値（帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等）を持つ複数の軸により特定される座標系上に配置されて表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置および走査電子顕微鏡に関し、特に荷電粒子線装置および走査電子顕微鏡の検査レシピの選択を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの微小構造形成における欠陥検出のために、種々の検査システムが使われている。例えば、光学式の検査システムでは、微小回路の光学像を生成し、その画像を異常検出のために検査する。しかし、光学像では、微小な形状特徴を特定するには解像度が不足しており、このため、回路形成上で有害な欠陥と無害な欠陥との区別が困難である。一方、帯電粒子線を用いた検査システムは、コンタクト孔、ゲート、および配線などの微小な形状特徴と、微小欠陥の形状特徴とを画像化するのに十分な解像度を有する。また、欠陥形状の陰影像コントラストに基づく重度の欠陥の分類検出に利用できる。したがって、荷電粒子線システムは、最小臨界寸法９０ｎｍ以下で製造した微小回路を検査に用いる場合、光学式の検査システムに比べてはるかに有利である。
【０００３】
２次電子の検出方位角、仰角を調整することにより、欠陥の陰影像を強調して効率的に欠陥を検出する荷電粒子線システムがある。しかし、ＬＳＩ形成過程の塗布・現像後のレジスト膜や、絶縁膜などの検査を行うと、画像形成のための荷電粒子照射により帯電が発生する。この帯電により、２次電子の軌道が変化して、観察像に輝度斑（シェーディング）が発生することがある。欠陥検出感度の向上のために陰影像を強調すると、２次電子の軌道変化の観察像への影響が増大し、シェーディングがさらに発生しやすくなる。したがって、効率的に欠陥を検出するためには、シェーディングがなく且つ検出感度および検出速度が高くなるように、荷電粒子線システムを設定することが重要である。
【０００４】
一般に、荷電粒子線システムは、ビーム電流、ランディング電位、ブースティング電位、像倍率、走査パターン、走査速度、および走査回数などの光学条件の設定を調節することにより帯電量を制御することができる。また、プリドーズ、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャントなどの帯電抑制技術もある。荷電粒子線システムにおいて、この光学条件の設定と帯電抑制技術とを組合わせて、帯電を抑制することが従来より行われている。しかし、光学条件の設定と帯電抑制技術との組合わせ内容（検査レシピと呼ぶ）によって、荷電粒子線システムの欠陥検出効率（欠陥検出精度および欠陥検出速度）が大きく変化する。帯電ロバスト性（帯電のしやすさを示す性質、帯電ロバスト性が弱いものほど帯電抑制される）は、試料に依存する。このため、最適な検査レシピが試料毎に異なる。検査レシピは設定項目が多く、このため、検査レシピの作成には、高度な知識が必要である。
【０００５】
特許文献１には、検査レシピを試料名、試料構造、あるいは検査レシピ名に対応付けてデータベースに登録しておくことで、試料に最適な検査レシピをデータベースから検索する技術が開示されている。この技術によれば、試料名などから試料に最適な検査レシピを検索できるので、オペレータは検査レシピを作成するための高度な知識を要求されない。
【０００６】
また、特許文献２には、試料の観察像から帯電を判定し表示する技術が開示されている。この技術によれば、オペレータは試料の帯電状態を視認することができ、これにより検査レシピが適切か否かを判断できる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１４７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特許文献１に記載の技術によれば、試料名などから試料に最適な検査レシピを検索できるので、オペレータは検査レシピを作成するための高度な知識を要求されない。しかし、データベースに登録されていない試料については、これに適した検査レシピを検索することができない。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術によれば、オペレータは試料の帯電状態を視認することで検査レシピが適切か否かを判断できる。しかし、この技術は帯電を判定する技術であり、試料に最適な検査レシピを選択できるようにするものではない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複数の検査レシピのなかから試料に適した検査レシピを容易且つ迅速に選択できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の制御パラメータ（検査レシピ）を表示する。制御パラメータは、試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムを制御するための設定値と、複数の特性値とを含む。複数の制御パラメータは、各々が例えばオペレータより指定され特性値（帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等）を持つ複数の軸により特定される座標系上に配置されて表示される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の制御パラメータが帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等の特性値を軸とする座標系上に配置されて表示される。これらの特性値はトレードオフの関係を有しているので、オペレータは、座標系上に配置された複数の制御オペレータの中から試料に適した検査レシピを、容易且つ迅速に選択できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の概略図である。
【００１５】
図示するように、本実施形態の荷電粒子線装置は、試料４に電子線を照射する電子光学系１と、試料室２と、試料室２に設置されたステージ３と、試料室２のステージ３上に試料４を搬送する搬送機構５と、制御装置６と、を備えている。
【００１６】
電子光学系１は、電子ビームを生成する電子銃７と、電子ビームを集束する集束レンズ８と、電子ビームを偏向する偏向レンズ９と、試料４から２次的に放出される電子を検出する検出器１１と、を有する。電子銃７および偏向レンズ９がＳＥＭカラムを形成し、集束レンズ８が結像光学系を形成する。
【００１７】
制御装置６は、電子ビームを減速してステージ３の試料４に照射するステージ電源１０と、検出器１１から出力された検出信号をＡ/Ｄ変換するＡ/Ｄ変換器１２と、ステージ３の座標制御を行うステージコントローラ１３と、演算装置１４と、記憶装置１５と、ＧＵＩ（Graphical User Interface）１６と、演算装置１５から出力された電子光学系１の制御信号をＤ/Ａ変換するＤ/Ａ変換器１７と、を有する。
【００１８】
記憶装置１４は、画像記憶部１５１と、レシピ記憶部１５２と、マップ記憶部１５３と、欠陥記憶部１５４と、検査プログラム１５５と、を有する。
【００１９】
画像記憶部１５１には、試料４に荷電粒子線を走査することで得られた観察像の画像データが記憶される。レシピ記憶部１５２には、荷電粒子線装置による観察像の取得条件を定める検査レシピが検査レシピを識別するためのレシピＩＤに対応付けられて複数記憶されている。検査レシピについては後述する。マップ記憶部１５３には、検査に用いる複数の試料４各々のウエハマップデータが試料４を識別する試料ＩＤに対応付けられて記憶されている。なお、本実施形態では、試料４に半導体ウエハを用いている。欠陥記憶部１５４には、検査に用いる複数の試料４各々の欠陥箇所を示す欠陥ファイルデータが試料ＩＤに対応付けられて記憶されている。
【００２０】
そして、検査プログラム１５４は、試料４の検査を行うためのプログラムである。演算装置１５は、検査プログラム１５４に従い、オペレータに、マップ記憶部１５３および欠陥記憶部１５から検査対象の試料４のウエハマップデータおよび欠陥ファイルデータを選択させると共に、レシピ記憶部１５２から試料４の検査に用いる検査レシピを選択させる。そして、選択したウエハマップデータにより特定される試料４に、検査レシピに示された観察像の取得条件で荷電粒子線を走査するように、Ｄ/Ａ変器器１７を介して荷電粒子線装置の各部に制御信号を出力する。そして、検出器１１の検出信号をＡ/Ｄ変換器１２を介して取得し、これに画像解析処理を行って観察像（ＳＥＭ像）生成し、画像記憶部１５４に記憶する。また、この観察像にパターンマッチング処理を行って欠陥を検出し、検出した欠陥を、選択した欠陥ファイルデータが示す欠陥箇所と比較することで検査の特性情報を算出し、その結果をＧＵＩ１６に表示する。
【００２１】
図２は検査レシピを模式的に表した図である。図示するように、検査レシピは、プリドーズ設定値５１と、観察像取得設定値７１と、検査特性値９１と、を有する。
【００２２】
プリドーズ設定値５１は、観察像の取得に先立って試料１４を予め帯電させるための荷電粒子線の照射量および照射時間を定めるための設定情報である。プリドーズ設定値５１は、例えば、電子銃７およびステージ３の電位を設定するためのランディング電位５２と、ビーム電流５３と、集束レンズ８を設定するためのスティグマ設定５５、レンズ設定５６、およびブースティング電位５７と、偏向レンズ９を設定するためのビームアライメント５８と、ビーム走査方法を設定するための走査領域５９、走査パターン６０、走査周期６１、ビーム滞在時間６２、フレーム数６３と、検出器１１を設定するためのブライトネス６４、およびコントラスト６５と、を有する。
【００２３】
本実施形態では、電子光学系１を用いてプリドーズを実施している。しかし、別の電子光学系を設けてプリドーズしてもよい。また、プリドーズの実施方法に合わせてプリドーズ設定値５１の項目を絞り込むことができる。なお、プリドーズが不要な場合、プリドーズ設定値５１を別段設けなくてもよい。また、プリドーズ設定値５１を、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャント等の帯電を抑制する帯電抑制技術の設定値に置き換えてもよい。
【００２４】
観察像取得設定値７１は、試料４の観察像を取得するために走査する荷電粒子線の照射量および照射時間を定めるための設定情報である。観察像取得設定値７１は、例えば、電子銃７およびステージ３の電位を設定するためのランディング電位７２と、ビーム電流７３と、集束レンズ８を設定するためのスティグマ設定７５、レンズ設定７６、およびブースティング電位７７と、偏向レンズ９を設定するためのビームアライメント７８と、ビーム走査方法を設定するための走査領域７９、走査パターン８０、走査周期８１、ビーム滞在時間８２、およびフレーム数８３と、検出器１１を設定するためのブライトネス８４およびコントラスト８５と、を有する。
【００２５】
検査特性値９１は、プリドーズ設定値５１および観察像取得設定値７１に基づいて取得した観察像に対する検査の特性情報である。検査特性値９１は、例えば、観察像に含まれている欠陥の欠陥検出速度９２および欠陥検出精度９３と、試料４の帯電ロバスト性９４と、観察像から検出可能な最小欠陥サイズ９５と、を有する。
【００２６】
図３は欠陥検出速度９２のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。荷電粒子線装置で、連続して短時間に試料４の観察像を取得し、観察像から欠陥を抽出する速度が欠陥検出速度９２である。図示するように、ビーム電流７３のみを変更すると、欠陥検出速度９２がビーム電流７３とともに増大する。欠陥検出速度９２がより大きな値(例えば、２０００〜３０００個／時間（ＤＰＨ））となる検査レシピがより効率的な検査レシピといえる。
【００２７】
図４は帯電ロバスト性９４のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。帯電ロバスト性９４は、試料の帯電により発生する観察像の劣化の指標である。例えば、帯電ロバスト性９４として観察像に発生するシェーディングを用いることができる。シェーディングの発生を抑制することにより、効率的な検査を連続して進めることができる。図示するように、ビーム電流７３のみを増大させると、帯電ロバスト性７３が低下し、シェーディングが発生しやすくなる。これはビーム電流７３の増大により試料４の帯電が増大し、観察像取得の際にシェーディングが発生しやすくなるためである。帯電ロバスト性９４がより強い検査レシピがより効率的な検査レシピといえる。なお、帯電ロバスト性９４は、観察像に発生する問題に合わせて数値化しておくとよい。例えば、シェーディング発生の抑制の度合いを定量化する。
【００２８】
図３および図４から理解されるように、観察像取得設定値７１のビーム電流７３を増大すると、欠陥検出速度９２を速くすることができる一方、帯電ロバスト性９４が弱くなりシェーディングが発生しやすくなる。すなわち、欠陥検出速度９２と帯電ロバスト性９４とは、トレードオフの関係にある。このトレードオフ関係は、プリドーズ設定値５１のビーム電流５３に対しても同様に成り立つ。このトレードオフ関係のために、検査特性値９１の１つの構成要素のみを参照したのでは、最適な検査レシピを選択することができない。検査特性値９１の複数の要素を同時に参照することで、最適な検査レシピの選択が可能となる。そこで、本実施形態では、レシピ記憶部１５２に記憶されている各検査レシピの欠陥検出速度９２と帯電ロバスト性９３とをオペレータに同時参照させることで、オペレータに適切な検査レシピを選択させるようにしている。
【００２９】
図５は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の動作フローを説明するための図である。この動作フローは、演算装置１４が検査プログラム１５３を実行することにより実施される。
【００３０】
先ず、演算装置１４は、マップ記憶部１５４および欠陥記憶部１５５のそれぞれにデータが記憶されている試料４各々の試料ＩＤをＧＵＩ１６に表示して、オペレータに検査対象の試料ＩＤを選択させる。そして、選択された試料ＩＤに対応付けられてマップ記憶部１５４、欠陥記憶部１５５に記憶されているウエハマップ、欠陥ファイルを検査対象のウエハマップ、欠陥ファイルに設定する（Ｓ１０１）。
【００３１】
次に、演算装置１４は、オペレータが搬送機構５を操作して検査対象を試料室２に搬入して、試料室２内に設置されたステージ３上に載置し、それから、位置合わせの指示をＧＵＩ１６に入力するのを待つ（Ｓ１０２）。
【００３２】
次に、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより受け付けた操作内容に従い、ステージコントローラ１３を介してステージ３の位置を調節する。これにより、ステージ３に載置された検査対象と電子光学系１との位置合わせを行う（Ｓ１０３）。
【００３３】
次に、演算装置１４は、検査対象の欠陥ファイルによって特定される検査対象の複数の欠陥箇所をＧＵＩ１６に表示し、オペレータに検査対象の欠陥箇所を少なくとも一つ選択させる（Ｓ１０４）。それから、演算装置１４は、後述する検査レシピの選択処理を行って、オペレータに検査対象の検査に用いる検査レシピを選択させる（Ｓ１０５）。
【００３４】
さて、演算装置１４は、以上のようにして、検査対象のウエハマップ、欠陥ファイルの選択処理、位置合わせ処理、欠陥箇所の選択処理、および検査レシピの選択処理が終了し、ＧＵＩ１６を介してオペレータより検査開始の指示が入力されたならば、検査対象の検査を開始する（Ｓ１０８）。
【００３５】
先ず、演算装置４は、Ｄ/Ａ変換器１７を介して電子光学系１の各部に制御信号を出力することで、電子光学系１に、ステージ３上に載置された検査対象に検査レシピのプリドーズ設定値５１に従った荷電粒子線を照射させると共に（Ｓ１１０）、ウエハマップおよび欠陥ファイルに従ってステージコントローラ１３にステージ３を移動させる（Ｓ１０９）。これにより、検査対象の試料４の欠陥箇所を含むエリアに荷電粒子線を走査して試料４を帯電させる。
【００３６】
次に、演算装置４は、Ｄ/Ａ変換器１７を介して電子光学系１の各部に制御信号を出力することで、電子光学系１に、ステージ３上に載置された検査対象に、検査レシピの観察像取得設定値７１に従った荷電粒子線を照射させると共に、ウエハマップおよび欠陥ファイルに従ってステージコントローラ１３にステージ３を移動させる。これにより、検査対象の欠陥箇所を含むエリアに荷電粒子線を走査する。そして、検出器１１が検査対象の２次電子を検出する。演算装置４は、この検出信号をＡ/Ｄ変換器１２を介して取得し、これに画像解析処理を施して観察像（ＳＥＭ像）データを生成して画像記憶部１５１に記憶する（Ｓ１１１）。
【００３７】
次に、演算装置４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより検査を続行するか否かの指示を受け付ける。この指示が検査続行ならばＳ１０８に戻って検査を再度行う。一方、検査終了ならば、後述する検査特性値の算出・表示（Ｓ１１４）が終了した後、オペレータからの更なる指示待ち状態となる。
【００３８】
検査対象の試料４の検査終了後、オペレータは、搬送機構５を操作して検査対象の試料４を試料室２から搬出する（Ｓ１１５）。
【００３９】
また、演算装置４は、観察像が画像記憶部１５１に記憶されると、例えば記憶装置１５に予め登録されている検査対象パターンを用いて、この観察像に対してパターンマッチング処理を行い、観察像から欠陥を検出する（Ｓ１１３）。次に、この欠陥の検出結果を用いて検査特性値を算出し、ＧＵＩ１６に表示する（Ｓ１１４）。本実施形態では、検査特性値として、欠陥検出速度および欠陥検出精度を算出している。ここで、欠陥検出速度は検査での単位時間当たりの欠陥検出個数であり、Ｓ１１３で検出した欠陥の個数を、検査開始（Ｓ１０８）から検査終了（Ｓ１１２）までの時間で割り算することで算出される。また、欠陥検出精度は、Ｓ１０４で選択された検査対象の欠陥のうちのＳ１１３で実際に検出できた欠陥の割合（確率）を示す値である。
【００４０】
なお、上記のフローにおいて、ウエハマップおよび欠陥ファイルの選択処理（Ｓ１０１）と、試料４の搬入処理（Ｓ１０２）はその順番を入れ替えてもよい。また、試料４の位置合わせ処理（Ｓ１０３）、検査欠陥の選択処理（Ｓ１０４）、および検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）も同様に順番を入れ替えることができる。
【００４１】
また、プリドーズが不要な場合は、ステージ移動（Ｓ１０９）およびプリドーズ処理（Ｓ１１０）を省略してもよい。また、ステージ移動（Ｓ１０９）およびプリドーズ処理（Ｓ１１０）の代わりに、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャント等の帯電を抑制する帯電抑制技術を用いてもよい。
【００４２】
図６は図５に示す検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）を説明するための図である。
【００４３】
先ず、演算装置１４は、横軸に帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度とする２次元座標系を生成し、これをＧＵＩ１６に表示する（Ｓ１７０１）。次に、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２から検査レシピを１つ読み出し、この検査レシピのレシピＩＤを、ＧＵＩ１６に表示されている２次元座標系上の、この検査レシピの帯電ロバスト性９４および欠陥検出速度９２により定まる座標位置にプロットする（Ｓ１７０２）。
【００４４】
次に、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２に記憶されている全ての検査レシピのレシピＩＤがＧＵＩ１６に表示されている２次元座標系上にプロットされているか否かを判断する（Ｓ１７０３）。プロットされていない検査レシピがあるならば（Ｓ１７０３でＮＯ）、Ｓ１７０２に戻ってこの検査レシピをプロットする。一方、全ての検査レシピをプロットした場合（Ｓ１７０３でＹＥＳ）、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより２次元座標上の座標位置が選択されるのを待つ（Ｓ１７０４）。
【００４５】
さて、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより２次元座標上の座標位置が選択されたならば（Ｓ１７０４でＹＥＳ）、選択された座標位置上に表示されているレシピＩＤを特定する（Ｓ１７０５）。そして、特定したレシピＩＤを持つ検査レシピの詳細（プリドーズ設定値５１、観察像取得設定値７１、および検査特性値９１の詳細）をＧＵＩ１６に別ウインドウ等で表示する（Ｓ１７０６）。
【００４６】
次に、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより、ＧＵＩ１６に詳細を表示中の検査レシピを検査対象に用いる検査レシピに決定するか、それとも、別の検査レシピを再選択するかの指示を受け付ける（Ｓ１７０７）。別の検査レシピを再選択する旨の指示を受け付けた場合はＳ１７０４に戻る。一方、検査対象に用いる検査レシピに決定する旨の指示を受け付けた場合は、この検査レシピを検査対象に用いる検査レシピに決定する（Ｓ１７０８）。
【００４７】
なお、Ｓ１０７１において、横軸を欠陥検出速度とし、縦軸を帯電ロバスト性とする２次元座標系を生成してＧＵＩ１６に表示してもよい。
【００４８】
図７は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の一例を示す図である。この例では、横軸を帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの帯電ロバスト性９４および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、図示していないカーソルを操作するなどして所望のレシピＩＤ１６０１を選択すると、選択されたレシピＩＤ１６０１を持つ検査レシピの詳細が別ウインドウ等で表示される。オペレータは、この帯電ロバスト性-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した欠陥検査速度および帯電ロバスト性に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００４９】
図８は図６のＳ１０７６で表示される検査レシピの詳細の一例を示す図である。図示するように、検査レシピに含まれているプリドーズ設定値５１、観察像取得設定値７１、検査特性値９１が表示される。オペレータは、検査レシピの選択に際して検査レシピの詳細情報を参照することができるので、より効率的に検査レシピの選択を行うことができる。なお、検査レシピを構成する各項目の値（設定値、特性値）は、数値の範囲で示すようにしてもよい。
【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００５１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５２】
例えば、本実施形態において、検査レシピの選択処理（図５のＳ１０７）の際に、観察像の像質を判断できるようにしてもよい。例えば検査レシピのそれぞれについて、検査レシピを用いて所定の試料４に荷電粒子線を走査することで取得した観察像データを、この検査レシピのレシピＩＤに対応付けてレシピ記憶部１５２に予め記憶しておく。そして、図６のＳ１０７６において、検査レシピの詳細に代えて、もしくは検査レシピの詳細と共に、この検査レシピの観察像をＧＵＩ１６に表示する。
【００５３】
図９は図６に示すフローにおいて検査レシピの選択画面と共に表示される観察像の一例を示す図である。この例では、図７に示す検査レシピの選択画面において、オペレータが選択した検索レシピのレシピＩＤが強調表示されると共に、この検索レシピによる観察像データ１６０２が別ウインドウで表示されている。オペレータは、検索した検査レシピによる観察像の像質を判断するこにより、検査ニーズから極端に離れた検査レシピを選択してしまう可能性をさらに低減できる。なお、図６のＳ１０７７において、上述の特許文献２に記載の技術を用いて像質の判断を自動化し、オペレータより受け付けた要求値を満たす像質でない場合はＳ１０７４に戻り、要求値を満たす像質である場合にＳ１０７８へ進むようにすることで、検査レシピの選択処理をオペレータの選択操作を介在させることなしで実行することが可能となる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、図６のＳ１０７１において、演算装置１４が、横軸に帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度とする２次元座標系を生成し、これをＧＵＩ１６に表示している。そして、図６のＳ１０７２において、この帯電ロバスト性-欠陥検出速度座標系上に検査レシピのレシピＩＤをプロットしている。しかし、本発明はこれに限定されない。互いのトレードオフの関係にある検査特性値を縦横の軸にして座標系を生成し、この座標系上に検査レシピのレシピＩＤをプロットするものであればよい。ここで、例えば図６のＳ１０７１において、互いにトレードオフの関係にある検査特性値９１の組合わせのリストを予め記憶装置１５に記憶しておき、これをＧＵＩ１６に表示してオペレータに選択させるようにしてもよい。そして、選択された検査特性値９１の組合わせを用いて座標系を生成するようにしてもかまわない。
【００５５】
図１０は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。この例では、横軸を欠陥検出精度とし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの欠陥検出精度９３および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、この欠陥検出精度-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した欠陥検査速度および欠陥検出精度に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００５６】
図１１は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の他の変形例を示す図である。この例では、横軸を検出可能な最小欠陥サイズとし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの検出可能な最小欠陥サイズ９５および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、この検出可能な最小欠陥サイズ-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した検出可能な最小欠陥サイズおよび欠陥検出精度に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００５７】
また、検査レシピに含まれる設定値および特性値は、図２に示すものに限定されない。図１２は検査レシピの変形例を示す図である。この図に示す検査レシピでは、図２に示す検査レシピにおいて、検査特性値９１に、検査レシピの実用性に関する抽出条件（欠陥検出速度２５、欠陥検出精度９３、帯電ロバスト性９４、および検出可能な最小欠陥サイズ９５）に加えて、試料に関する抽出条件（試料名９６、工程名９７、化学式９８、誘電率９９、膜厚１００、および帯電傾向１０１）を含めている。図８に示す検査レシピの詳細には、この試料に関する抽出条件も含めて表示する。オペレータは、検査レシピの選択に際して試料に関する抽出条件も参照することができるので、さらにより効率的に検査レシピの選択を行うことができる。
【００５８】
また、上記の実施形態において、図６のＳ１０６２で座標系上にプロットするレシピＩＤ１６０１の大きさを、例えば図１３に示すように、検査レシピの採用回数の多いものものほど大きくするようにしてもよい。また、レシピＩＤ１６０１アイコン内に検査特性値９１を表示するようにしてもよい。具体的には、レシピ記憶部１５２に記憶されている各検査レシピに採用回数を含める。そして、図６のＳ１０７２において、レシピＩＤ１６０１のアイコンの大きさを、このレシピＩＤ１６０１を持つ検査レシピの採用回数に比例した大きさとし、このアイコン内に検査レシピの検査特性値９１を記載し座標系上にプロットする。また、図６のＳ１０７８において、演算装置１４は、検査レシピが選択されると、レシピ記憶部１５２に記憶されているこの検査レシピの採用回数を１つインクリメントする。このようにするこで、採用回数の多い検査レシピに、オペレータの注意が向くように検査レシピを表示することができる。
【００５９】
また、上記の実施形態において、試料４の検査結果を検査レシピに反映させるようにしてもよい。図１４は図５に示す荷電粒子線装置の動作フローの変形例を説明するための図である。この図の動作フローは、図５に示す動作フローにＳ１１６が追加されたものである。Ｓ１１６において、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２に記憶されている、Ｓ１０７で選択された検査レシピの検査特性値９１を、Ｓ１１４で計算した検査特性値９１に更新する。このようにするこで、検査レシピの検査特性値９１が検査毎に更新され、より正確な検査レシピをレシピ記憶部１５２に記憶することができる。また、Ｓ１０７で選択された検査レシピの検査特性値９１の更新を基に、学習機能により他の検査レシピの検査特性値９１を自動更新することも可能である。
【００６０】
本発明は、複数の設定パラメータを持つ装置において、前もって設定パラメータの効果を正確に予想できない場合に、既知の効果の情報より設定パラメータを抽出し、効果的に選択する技術に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の概略図である。
【図２】図２は検査レシピを模式的に表した図である。
【図３】図３は欠陥検出速度９２のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。
【図４】図４は帯電ロバスト性９４のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の動作フローを説明するための図である。
【図６】図６は図５に示す検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）を説明するための図である。
【図７】図７は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の一例を示す図である。
【図８】図８は図６のＳ１０７６で表示される検査レシピの詳細の一例を示す図である。
【図９】図９は図６に示すフローにおいて検査レシピの選択画面と共に表示される観察像の一例を示す図である。
【図１０】図１０は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は検査レシピの変形例を示す図である。
【図１３】図１３は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は図５に示す荷電粒子線装置の動作フローの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子光学系、２…試料室２、３…ステージ、４…試料、５…搬送機構、６…制御装置、７…電子銃、８…集束レンズ、９…偏向レンズ、１０…ステージ電源、１１…検出器、１２…Ａ/Ｄ変換器、１３…ステージコントローラ、１４…演算装置、１５…記憶装置、１６…ＧＵＩ、１７…Ｄ/Ａ変換器、１５１…画像記憶部、１５２…レシピ記憶部、１５３…検査プログラム、１５４…マップ記憶部、１５５…欠陥記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置および走査電子顕微鏡に関し、特に荷電粒子線装置および走査電子顕微鏡の検査レシピの選択を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの微小構造形成における欠陥検出のために、種々の検査システムが使われている。例えば、光学式の検査システムでは、微小回路の光学像を生成し、その画像を異常検出のために検査する。しかし、光学像では、微小な形状特徴を特定するには解像度が不足しており、このため、回路形成上で有害な欠陥と無害な欠陥との区別が困難である。一方、帯電粒子線を用いた検査システムは、コンタクト孔、ゲート、および配線などの微小な形状特徴と、微小欠陥の形状特徴とを画像化するのに十分な解像度を有する。また、欠陥形状の陰影像コントラストに基づく重度の欠陥の分類検出に利用できる。したがって、荷電粒子線システムは、最小臨界寸法９０ｎｍ以下で製造した微小回路を検査に用いる場合、光学式の検査システムに比べてはるかに有利である。
【０００３】
２次電子の検出方位角、仰角を調整することにより、欠陥の陰影像を強調して効率的に欠陥を検出する荷電粒子線システムがある。しかし、ＬＳＩ形成過程の塗布・現像後のレジスト膜や、絶縁膜などの検査を行うと、画像形成のための荷電粒子照射により帯電が発生する。この帯電により、２次電子の軌道が変化して、観察像に輝度斑（シェーディング）が発生することがある。欠陥検出感度の向上のために陰影像を強調すると、２次電子の軌道変化の観察像への影響が増大し、シェーディングがさらに発生しやすくなる。したがって、効率的に欠陥を検出するためには、シェーディングがなく且つ検出感度および検出速度が高くなるように、荷電粒子線システムを設定することが重要である。
【０００４】
一般に、荷電粒子線システムは、ビーム電流、ランディング電位、ブースティング電位、像倍率、走査パターン、走査速度、および走査回数などの光学条件の設定を調節することにより帯電量を制御することができる。また、プリドーズ、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャントなどの帯電抑制技術もある。荷電粒子線システムにおいて、この光学条件の設定と帯電抑制技術とを組合わせて、帯電を抑制することが従来より行われている。しかし、光学条件の設定と帯電抑制技術との組合わせ内容（検査レシピと呼ぶ）によって、荷電粒子線システムの欠陥検出効率（欠陥検出精度および欠陥検出速度）が大きく変化する。帯電ロバスト性（帯電のしやすさを示す性質、帯電ロバスト性が弱いものほど帯電抑制される）は、試料に依存する。このため、最適な検査レシピが試料毎に異なる。検査レシピは設定項目が多く、このため、検査レシピの作成には、高度な知識が必要である。
【０００５】
特許文献１には、検査レシピを試料名、試料構造、あるいは検査レシピ名に対応付けてデータベースに登録しておくことで、試料に最適な検査レシピをデータベースから検索する技術が開示されている。この技術によれば、試料名などから試料に最適な検査レシピを検索できるので、オペレータは検査レシピを作成するための高度な知識を要求されない。
【０００６】
また、特許文献２には、試料の観察像から帯電を判定し表示する技術が開示されている。この技術によれば、オペレータは試料の帯電状態を視認することができ、これにより検査レシピが適切か否かを判断できる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１４７１０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特許文献１に記載の技術によれば、試料名などから試料に最適な検査レシピを検索できるので、オペレータは検査レシピを作成するための高度な知識を要求されない。しかし、データベースに登録されていない試料については、これに適した検査レシピを検索することができない。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術によれば、オペレータは試料の帯電状態を視認することで検査レシピが適切か否かを判断できる。しかし、この技術は帯電を判定する技術であり、試料に最適な検査レシピを選択できるようにするものではない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複数の検査レシピのなかから試料に適した検査レシピを容易且つ迅速に選択できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の制御パラメータ（検査レシピ）を表示する。制御パラメータは、試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムを制御するための設定値と、複数の特性値とを含む。複数の制御パラメータは、各々が例えばオペレータより指定され特性値（帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等）を持つ複数の軸により特定される座標系上に配置されて表示される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の制御パラメータが帯電ロバスト性、欠陥検出速度、欠陥検出精度等の特性値を軸とする座標系上に配置されて表示される。これらの特性値はトレードオフの関係を有しているので、オペレータは、座標系上に配置された複数の制御オペレータの中から試料に適した検査レシピを、容易且つ迅速に選択できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の概略図である。
【００１５】
図示するように、本実施形態の荷電粒子線装置は、試料４に電子線を照射する電子光学系１と、試料室２と、試料室２に設置されたステージ３と、試料室２のステージ３上に試料４を搬送する搬送機構５と、制御装置６と、を備えている。
【００１６】
電子光学系１は、電子ビームを生成する電子銃７と、電子ビームを集束する集束レンズ８と、電子ビームを偏向する偏向レンズ９と、試料４から２次的に放出される電子を検出する検出器１１と、を有する。電子銃７および偏向レンズ９がＳＥＭカラムを形成し、集束レンズ８が結像光学系を形成する。
【００１７】
制御装置６は、電子ビームを減速してステージ３の試料４に照射するステージ電源１０と、検出器１１から出力された検出信号をＡ/Ｄ変換するＡ/Ｄ変換器１２と、ステージ３の座標制御を行うステージコントローラ１３と、演算装置１４と、記憶装置１５と、ＧＵＩ（Graphical User Interface）１６と、演算装置１５から出力された電子光学系１の制御信号をＤ/Ａ変換するＤ/Ａ変換器１７と、を有する。
【００１８】
記憶装置１４は、画像記憶部１５１と、レシピ記憶部１５２と、マップ記憶部１５３と、欠陥記憶部１５４と、検査プログラム１５５と、を有する。
【００１９】
画像記憶部１５１には、試料４に荷電粒子線を走査することで得られた観察像の画像データが記憶される。レシピ記憶部１５２には、荷電粒子線装置による観察像の取得条件を定める検査レシピが検査レシピを識別するためのレシピＩＤに対応付けられて複数記憶されている。検査レシピについては後述する。マップ記憶部１５３には、検査に用いる複数の試料４各々のウエハマップデータが試料４を識別する試料ＩＤに対応付けられて記憶されている。なお、本実施形態では、試料４に半導体ウエハを用いている。欠陥記憶部１５４には、検査に用いる複数の試料４各々の欠陥箇所を示す欠陥ファイルデータが試料ＩＤに対応付けられて記憶されている。
【００２０】
そして、検査プログラム１５４は、試料４の検査を行うためのプログラムである。演算装置１５は、検査プログラム１５４に従い、オペレータに、マップ記憶部１５３および欠陥記憶部１５から検査対象の試料４のウエハマップデータおよび欠陥ファイルデータを選択させると共に、レシピ記憶部１５２から試料４の検査に用いる検査レシピを選択させる。そして、選択したウエハマップデータにより特定される試料４に、検査レシピに示された観察像の取得条件で荷電粒子線を走査するように、Ｄ/Ａ変器器１７を介して荷電粒子線装置の各部に制御信号を出力する。そして、検出器１１の検出信号をＡ/Ｄ変換器１２を介して取得し、これに画像解析処理を行って観察像（ＳＥＭ像）生成し、画像記憶部１５４に記憶する。また、この観察像にパターンマッチング処理を行って欠陥を検出し、検出した欠陥を、選択した欠陥ファイルデータが示す欠陥箇所と比較することで検査の特性情報を算出し、その結果をＧＵＩ１６に表示する。
【００２１】
図２は検査レシピを模式的に表した図である。図示するように、検査レシピは、プリドーズ設定値５１と、観察像取得設定値７１と、検査特性値９１と、を有する。
【００２２】
プリドーズ設定値５１は、観察像の取得に先立って試料１４を予め帯電させるための荷電粒子線の照射量および照射時間を定めるための設定情報である。プリドーズ設定値５１は、例えば、電子銃７およびステージ３の電位を設定するためのランディング電位５２と、ビーム電流５３と、集束レンズ８を設定するためのスティグマ設定５５、レンズ設定５６、およびブースティング電位５７と、偏向レンズ９を設定するためのビームアライメント５８と、ビーム走査方法を設定するための走査領域５９、走査パターン６０、走査周期６１、ビーム滞在時間６２、フレーム数６３と、検出器１１を設定するためのブライトネス６４、およびコントラスト６５と、を有する。
【００２３】
本実施形態では、電子光学系１を用いてプリドーズを実施している。しかし、別の電子光学系を設けてプリドーズしてもよい。また、プリドーズの実施方法に合わせてプリドーズ設定値５１の項目を絞り込むことができる。なお、プリドーズが不要な場合、プリドーズ設定値５１を別段設けなくてもよい。また、プリドーズ設定値５１を、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャント等の帯電を抑制する帯電抑制技術の設定値に置き換えてもよい。
【００２４】
観察像取得設定値７１は、試料４の観察像を取得するために走査する荷電粒子線の照射量および照射時間を定めるための設定情報である。観察像取得設定値７１は、例えば、電子銃７およびステージ３の電位を設定するためのランディング電位７２と、ビーム電流７３と、集束レンズ８を設定するためのスティグマ設定７５、レンズ設定７６、およびブースティング電位７７と、偏向レンズ９を設定するためのビームアライメント７８と、ビーム走査方法を設定するための走査領域７９、走査パターン８０、走査周期８１、ビーム滞在時間８２、およびフレーム数８３と、検出器１１を設定するためのブライトネス８４およびコントラスト８５と、を有する。
【００２５】
検査特性値９１は、プリドーズ設定値５１および観察像取得設定値７１に基づいて取得した観察像に対する検査の特性情報である。検査特性値９１は、例えば、観察像に含まれている欠陥の欠陥検出速度９２および欠陥検出精度９３と、試料４の帯電ロバスト性９４と、観察像から検出可能な最小欠陥サイズ９５と、を有する。
【００２６】
図３は欠陥検出速度９２のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。荷電粒子線装置で、連続して短時間に試料４の観察像を取得し、観察像から欠陥を抽出する速度が欠陥検出速度９２である。図示するように、ビーム電流７３のみを変更すると、欠陥検出速度９２がビーム電流７３とともに増大する。欠陥検出速度９２がより大きな値(例えば、２０００〜３０００個／時間（ＤＰＨ））となる検査レシピがより効率的な検査レシピといえる。
【００２７】
図４は帯電ロバスト性９４のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。帯電ロバスト性９４は、試料の帯電により発生する観察像の劣化の指標である。例えば、帯電ロバスト性９４として観察像に発生するシェーディングを用いることができる。シェーディングの発生を抑制することにより、効率的な検査を連続して進めることができる。図示するように、ビーム電流７３のみを増大させると、帯電ロバスト性７３が低下し、シェーディングが発生しやすくなる。これはビーム電流７３の増大により試料４の帯電が増大し、観察像取得の際にシェーディングが発生しやすくなるためである。帯電ロバスト性９４がより強い検査レシピがより効率的な検査レシピといえる。なお、帯電ロバスト性９４は、観察像に発生する問題に合わせて数値化しておくとよい。例えば、シェーディング発生の抑制の度合いを定量化する。
【００２８】
図３および図４から理解されるように、観察像取得設定値７１のビーム電流７３を増大すると、欠陥検出速度９２を速くすることができる一方、帯電ロバスト性９４が弱くなりシェーディングが発生しやすくなる。すなわち、欠陥検出速度９２と帯電ロバスト性９４とは、トレードオフの関係にある。このトレードオフ関係は、プリドーズ設定値５１のビーム電流５３に対しても同様に成り立つ。このトレードオフ関係のために、検査特性値９１の１つの構成要素のみを参照したのでは、最適な検査レシピを選択することができない。検査特性値９１の複数の要素を同時に参照することで、最適な検査レシピの選択が可能となる。そこで、本実施形態では、レシピ記憶部１５２に記憶されている各検査レシピの欠陥検出速度９２と帯電ロバスト性９３とをオペレータに同時参照させることで、オペレータに適切な検査レシピを選択させるようにしている。
【００２９】
図５は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の動作フローを説明するための図である。この動作フローは、演算装置１４が検査プログラム１５３を実行することにより実施される。
【００３０】
先ず、演算装置１４は、マップ記憶部１５４および欠陥記憶部１５５のそれぞれにデータが記憶されている試料４各々の試料ＩＤをＧＵＩ１６に表示して、オペレータに検査対象の試料ＩＤを選択させる。そして、選択された試料ＩＤに対応付けられてマップ記憶部１５４、欠陥記憶部１５５に記憶されているウエハマップ、欠陥ファイルを検査対象のウエハマップ、欠陥ファイルに設定する（Ｓ１０１）。
【００３１】
次に、演算装置１４は、オペレータが搬送機構５を操作して検査対象を試料室２に搬入して、試料室２内に設置されたステージ３上に載置し、それから、位置合わせの指示をＧＵＩ１６に入力するのを待つ（Ｓ１０２）。
【００３２】
次に、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより受け付けた操作内容に従い、ステージコントローラ１３を介してステージ３の位置を調節する。これにより、ステージ３に載置された検査対象と電子光学系１との位置合わせを行う（Ｓ１０３）。
【００３３】
次に、演算装置１４は、検査対象の欠陥ファイルによって特定される検査対象の複数の欠陥箇所をＧＵＩ１６に表示し、オペレータに検査対象の欠陥箇所を少なくとも一つ選択させる（Ｓ１０４）。それから、演算装置１４は、後述する検査レシピの選択処理を行って、オペレータに検査対象の検査に用いる検査レシピを選択させる（Ｓ１０５）。
【００３４】
さて、演算装置１４は、以上のようにして、検査対象のウエハマップ、欠陥ファイルの選択処理、位置合わせ処理、欠陥箇所の選択処理、および検査レシピの選択処理が終了し、ＧＵＩ１６を介してオペレータより検査開始の指示が入力されたならば、検査対象の検査を開始する（Ｓ１０８）。
【００３５】
先ず、演算装置４は、Ｄ/Ａ変換器１７を介して電子光学系１の各部に制御信号を出力することで、電子光学系１に、ステージ３上に載置された検査対象に検査レシピのプリドーズ設定値５１に従った荷電粒子線を照射させると共に（Ｓ１１０）、ウエハマップおよび欠陥ファイルに従ってステージコントローラ１３にステージ３を移動させる（Ｓ１０９）。これにより、検査対象の試料４の欠陥箇所を含むエリアに荷電粒子線を走査して試料４を帯電させる。
【００３６】
次に、演算装置４は、Ｄ/Ａ変換器１７を介して電子光学系１の各部に制御信号を出力することで、電子光学系１に、ステージ３上に載置された検査対象に、検査レシピの観察像取得設定値７１に従った荷電粒子線を照射させると共に、ウエハマップおよび欠陥ファイルに従ってステージコントローラ１３にステージ３を移動させる。これにより、検査対象の欠陥箇所を含むエリアに荷電粒子線を走査する。そして、検出器１１が検査対象の２次電子を検出する。演算装置４は、この検出信号をＡ/Ｄ変換器１２を介して取得し、これに画像解析処理を施して観察像（ＳＥＭ像）データを生成して画像記憶部１５１に記憶する（Ｓ１１１）。
【００３７】
次に、演算装置４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより検査を続行するか否かの指示を受け付ける。この指示が検査続行ならばＳ１０８に戻って検査を再度行う。一方、検査終了ならば、後述する検査特性値の算出・表示（Ｓ１１４）が終了した後、オペレータからの更なる指示待ち状態となる。
【００３８】
検査対象の試料４の検査終了後、オペレータは、搬送機構５を操作して検査対象の試料４を試料室２から搬出する（Ｓ１１５）。
【００３９】
また、演算装置４は、観察像が画像記憶部１５１に記憶されると、例えば記憶装置１５に予め登録されている検査対象パターンを用いて、この観察像に対してパターンマッチング処理を行い、観察像から欠陥を検出する（Ｓ１１３）。次に、この欠陥の検出結果を用いて検査特性値を算出し、ＧＵＩ１６に表示する（Ｓ１１４）。本実施形態では、検査特性値として、欠陥検出速度および欠陥検出精度を算出している。ここで、欠陥検出速度は検査での単位時間当たりの欠陥検出個数であり、Ｓ１１３で検出した欠陥の個数を、検査開始（Ｓ１０８）から検査終了（Ｓ１１２）までの時間で割り算することで算出される。また、欠陥検出精度は、Ｓ１０４で選択された検査対象の欠陥のうちのＳ１１３で実際に検出できた欠陥の割合（確率）を示す値である。
【００４０】
なお、上記のフローにおいて、ウエハマップおよび欠陥ファイルの選択処理（Ｓ１０１）と、試料４の搬入処理（Ｓ１０２）はその順番を入れ替えてもよい。また、試料４の位置合わせ処理（Ｓ１０３）、検査欠陥の選択処理（Ｓ１０４）、および検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）も同様に順番を入れ替えることができる。
【００４１】
また、プリドーズが不要な場合は、ステージ移動（Ｓ１０９）およびプリドーズ処理（Ｓ１１０）を省略してもよい。また、ステージ移動（Ｓ１０９）およびプリドーズ処理（Ｓ１１０）の代わりに、ニュートライザ、ＵＶ照射、Ｈ２Ｏガス、フラットガン、プローブシャント等の帯電を抑制する帯電抑制技術を用いてもよい。
【００４２】
図６は図５に示す検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）を説明するための図である。
【００４３】
先ず、演算装置１４は、横軸に帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度とする２次元座標系を生成し、これをＧＵＩ１６に表示する（Ｓ１７０１）。次に、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２から検査レシピを１つ読み出し、この検査レシピのレシピＩＤを、ＧＵＩ１６に表示されている２次元座標系上の、この検査レシピの帯電ロバスト性９４および欠陥検出速度９２により定まる座標位置にプロットする（Ｓ１７０２）。
【００４４】
次に、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２に記憶されている全ての検査レシピのレシピＩＤがＧＵＩ１６に表示されている２次元座標系上にプロットされているか否かを判断する（Ｓ１７０３）。プロットされていない検査レシピがあるならば（Ｓ１７０３でＮＯ）、Ｓ１７０２に戻ってこの検査レシピをプロットする。一方、全ての検査レシピをプロットした場合（Ｓ１７０３でＹＥＳ）、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより２次元座標上の座標位置が選択されるのを待つ（Ｓ１７０４）。
【００４５】
さて、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより２次元座標上の座標位置が選択されたならば（Ｓ１７０４でＹＥＳ）、選択された座標位置上に表示されているレシピＩＤを特定する（Ｓ１７０５）。そして、特定したレシピＩＤを持つ検査レシピの詳細（プリドーズ設定値５１、観察像取得設定値７１、および検査特性値９１の詳細）をＧＵＩ１６に別ウインドウ等で表示する（Ｓ１７０６）。
【００４６】
次に、演算装置１４は、ＧＵＩ１６を介してオペレータより、ＧＵＩ１６に詳細を表示中の検査レシピを検査対象に用いる検査レシピに決定するか、それとも、別の検査レシピを再選択するかの指示を受け付ける（Ｓ１７０７）。別の検査レシピを再選択する旨の指示を受け付けた場合はＳ１７０４に戻る。一方、検査対象に用いる検査レシピに決定する旨の指示を受け付けた場合は、この検査レシピを検査対象に用いる検査レシピに決定する（Ｓ１７０８）。
【００４７】
なお、Ｓ１０７１において、横軸を欠陥検出速度とし、縦軸を帯電ロバスト性とする２次元座標系を生成してＧＵＩ１６に表示してもよい。
【００４８】
図７は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の一例を示す図である。この例では、横軸を帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの帯電ロバスト性９４および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、図示していないカーソルを操作するなどして所望のレシピＩＤ１６０１を選択すると、選択されたレシピＩＤ１６０１を持つ検査レシピの詳細が別ウインドウ等で表示される。オペレータは、この帯電ロバスト性-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した欠陥検査速度および帯電ロバスト性に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００４９】
図８は図６のＳ１０７６で表示される検査レシピの詳細の一例を示す図である。図示するように、検査レシピに含まれているプリドーズ設定値５１、観察像取得設定値７１、検査特性値９１が表示される。オペレータは、検査レシピの選択に際して検査レシピの詳細情報を参照することができるので、より効率的に検査レシピの選択を行うことができる。なお、検査レシピを構成する各項目の値（設定値、特性値）は、数値の範囲で示すようにしてもよい。
【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００５１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５２】
例えば、本実施形態において、検査レシピの選択処理（図５のＳ１０７）の際に、観察像の像質を判断できるようにしてもよい。例えば検査レシピのそれぞれについて、検査レシピを用いて所定の試料４に荷電粒子線を走査することで取得した観察像データを、この検査レシピのレシピＩＤに対応付けてレシピ記憶部１５２に予め記憶しておく。そして、図６のＳ１０７６において、検査レシピの詳細に代えて、もしくは検査レシピの詳細と共に、この検査レシピの観察像をＧＵＩ１６に表示する。
【００５３】
図９は図６に示すフローにおいて検査レシピの選択画面と共に表示される観察像の一例を示す図である。この例では、図７に示す検査レシピの選択画面において、オペレータが選択した検索レシピのレシピＩＤが強調表示されると共に、この検索レシピによる観察像データ１６０２が別ウインドウで表示されている。オペレータは、検索した検査レシピによる観察像の像質を判断するこにより、検査ニーズから極端に離れた検査レシピを選択してしまう可能性をさらに低減できる。なお、図６のＳ１０７７において、上述の特許文献２に記載の技術を用いて像質の判断を自動化し、オペレータより受け付けた要求値を満たす像質でない場合はＳ１０７４に戻り、要求値を満たす像質である場合にＳ１０７８へ進むようにすることで、検査レシピの選択処理をオペレータの選択操作を介在させることなしで実行することが可能となる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、図６のＳ１０７１において、演算装置１４が、横軸に帯電ロバスト性とし、縦軸を欠陥検出速度とする２次元座標系を生成し、これをＧＵＩ１６に表示している。そして、図６のＳ１０７２において、この帯電ロバスト性-欠陥検出速度座標系上に検査レシピのレシピＩＤをプロットしている。しかし、本発明はこれに限定されない。互いのトレードオフの関係にある検査特性値を縦横の軸にして座標系を生成し、この座標系上に検査レシピのレシピＩＤをプロットするものであればよい。ここで、例えば図６のＳ１０７１において、互いにトレードオフの関係にある検査特性値９１の組合わせのリストを予め記憶装置１５に記憶しておき、これをＧＵＩ１６に表示してオペレータに選択させるようにしてもよい。そして、選択された検査特性値９１の組合わせを用いて座標系を生成するようにしてもかまわない。
【００５５】
図１０は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。この例では、横軸を欠陥検出精度とし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの欠陥検出精度９３および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、この欠陥検出精度-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した欠陥検査速度および欠陥検出精度に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００５６】
図１１は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の他の変形例を示す図である。この例では、横軸を検出可能な最小欠陥サイズとし、縦軸を欠陥検出速度としている。図示するように、各検査レシピのレシピＩＤ１６０１が、このレシピＩＤを持つ検査レシピの検出可能な最小欠陥サイズ９５および欠陥検査速度９２により特定される座標位置にプロットされている。オペレータは、この検出可能な最小欠陥サイズ-欠陥検出速度座標系に表示されている各レシピＩＤ１６０１から、検査ニーズに対応した検出可能な最小欠陥サイズおよび欠陥検出精度に近い検査レシピを容易に把握することが可能となる。
【００５７】
また、検査レシピに含まれる設定値および特性値は、図２に示すものに限定されない。図１２は検査レシピの変形例を示す図である。この図に示す検査レシピでは、図２に示す検査レシピにおいて、検査特性値９１に、検査レシピの実用性に関する抽出条件（欠陥検出速度２５、欠陥検出精度９３、帯電ロバスト性９４、および検出可能な最小欠陥サイズ９５）に加えて、試料に関する抽出条件（試料名９６、工程名９７、化学式９８、誘電率９９、膜厚１００、および帯電傾向１０１）を含めている。図８に示す検査レシピの詳細には、この試料に関する抽出条件も含めて表示する。オペレータは、検査レシピの選択に際して試料に関する抽出条件も参照することができるので、さらにより効率的に検査レシピの選択を行うことができる。
【００５８】
また、上記の実施形態において、図６のＳ１０６２で座標系上にプロットするレシピＩＤ１６０１の大きさを、例えば図１３に示すように、検査レシピの採用回数の多いものものほど大きくするようにしてもよい。また、レシピＩＤ１６０１アイコン内に検査特性値９１を表示するようにしてもよい。具体的には、レシピ記憶部１５２に記憶されている各検査レシピに採用回数を含める。そして、図６のＳ１０７２において、レシピＩＤ１６０１のアイコンの大きさを、このレシピＩＤ１６０１を持つ検査レシピの採用回数に比例した大きさとし、このアイコン内に検査レシピの検査特性値９１を記載し座標系上にプロットする。また、図６のＳ１０７８において、演算装置１４は、検査レシピが選択されると、レシピ記憶部１５２に記憶されているこの検査レシピの採用回数を１つインクリメントする。このようにするこで、採用回数の多い検査レシピに、オペレータの注意が向くように検査レシピを表示することができる。
【００５９】
また、上記の実施形態において、試料４の検査結果を検査レシピに反映させるようにしてもよい。図１４は図５に示す荷電粒子線装置の動作フローの変形例を説明するための図である。この図の動作フローは、図５に示す動作フローにＳ１１６が追加されたものである。Ｓ１１６において、演算装置１４は、レシピ記憶部１５２に記憶されている、Ｓ１０７で選択された検査レシピの検査特性値９１を、Ｓ１１４で計算した検査特性値９１に更新する。このようにするこで、検査レシピの検査特性値９１が検査毎に更新され、より正確な検査レシピをレシピ記憶部１５２に記憶することができる。また、Ｓ１０７で選択された検査レシピの検査特性値９１の更新を基に、学習機能により他の検査レシピの検査特性値９１を自動更新することも可能である。
【００６０】
本発明は、複数の設定パラメータを持つ装置において、前もって設定パラメータの効果を正確に予想できない場合に、既知の効果の情報より設定パラメータを抽出し、効果的に選択する技術に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の概略図である。
【図２】図２は検査レシピを模式的に表した図である。
【図３】図３は欠陥検出速度９２のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。
【図４】図４は帯電ロバスト性９４のビーム電流７３に対する依存性を模式的に表した図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態が適用された荷電粒子線装置の動作フローを説明するための図である。
【図６】図６は図５に示す検査レシピの選択処理（Ｓ１０７）を説明するための図である。
【図７】図７は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の一例を示す図である。
【図８】図８は図６のＳ１０７６で表示される検査レシピの詳細の一例を示す図である。
【図９】図９は図６に示すフローにおいて検査レシピの選択画面と共に表示される観察像の一例を示す図である。
【図１０】図１０は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は検査レシピの変形例を示す図である。
【図１３】図１３は図６に示すフローにより作成される検査レシピの選択画面の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は図５に示す荷電粒子線装置の動作フローの変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子光学系、２…試料室２、３…ステージ、４…試料、５…搬送機構、６…制御装置、７…電子銃、８…集束レンズ、９…偏向レンズ、１０…ステージ電源、１１…検出器、１２…Ａ/Ｄ変換器、１３…ステージコントローラ、１４…演算装置、１５…記憶装置、１６…ＧＵＩ、１７…Ｄ/Ａ変換器、１５１…画像記憶部、１５２…レシピ記憶部、１５３…検査プログラム、１５４…マップ記憶部、１５５…欠陥記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムと、
前記試料を載置するステージと、
前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生する粒子を検出する検出器と、
前記荷電粒子カラムを制御する荷電粒子制御手段と、
複数の特性値を持つ前記荷電粒子制御手段の制御パラメータをモニタに表示する表示制御手段と、
複数の軸の各々が採る特性値を指定する入力手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
各々が前記入力手段により指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、複数の前記制御パラメータを配置して前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記検出器の検出信号に画像解析処理を行って画像データを生成する画像解析手段と、
前記画像解析手段により生成された画像データにパターンマッチング処理を行って欠陥を検出する検査手段と、をさらに有すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子線装置であって、
制御パラメータは、前記荷電粒子制御手段の設定値、前記画像解析手段の設定値、および、前記複数の特性値として前記検査手段の検査特性値を含むこと
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子制御手段の設定値とは、プリドーズ設定値であり、
前記画像解析手段の設定値とは、ＳＥＭ（scanning electron microscope）像取得設定値であること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御パラメータは、前記検査特性値として、欠陥検出速度、欠陥検出精度、および帯電ロバスト性のうちの少なくとも２つを含むこと
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記入力手段は、
複数の軸の各々が採る特性値を選択させるための選択画面を前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
複数の前記制御パラメータが記憶された記憶手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている複数の前記制御パラメータを前記座標系上に配置して前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
試料を載置するステージと、
前記ステージに載置された試料に一次電子線を走査するＳＥＭ（scanning electron microscope）カラムと、
前記走査により試料から発生する電子を結像して検出する結像光学系と、
前記結像光学系により検出される信号を画像化して表示する画像表示システムと、
前記ＳＥＭカラムを制御するＳＥＭカラム制御装置と、
複数の特性値を持つ前記ＳＥＭカラム制御装置の制御情報を複数記憶する記憶手段と、
複数の軸の各々が採る特性値を指定する入力手段と、を備え、
前記画像表示システムは、
各々が前記入力手段により指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報を配置して表示すること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１１】
請求項１０に記載の走査電子顕微鏡であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１２】
請求項１１に記載の走査電子顕微鏡であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１３】
試料に荷電粒子線を走査することで得られる２次電子信号を用いた試料検査方法であって、
それぞれ複数の特性値を持つ複数の検査レシピを表示するための座標系を構成する複数の軸の各々が採る特性値の指定を要求する情報を表示し、
前記要求に応答して指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、前記複数の検査レシピを配置して表示して、検査レシピの選択を受付け、
前記選択された検査レシピに従い前記荷電粒子線の走査条件を調整し、
前記試料に前記調整された荷電粒子線を走査して前記２次電子信号を検出し、
前記検出した信号を処理することにより、前記試料の検査を行うこと
を特徴とする試料検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の試料検査方法であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする試料検査方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の試料検査方法であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする試料検査方法。
【請求項１】
試料に荷電粒子線を照射する荷電粒子カラムと、
前記試料を載置するステージと、
前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生する粒子を検出する検出器と、
前記荷電粒子カラムを制御する荷電粒子制御手段と、
複数の特性値を持つ前記荷電粒子制御手段の制御パラメータをモニタに表示する表示制御手段と、
複数の軸の各々が採る特性値を指定する入力手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
各々が前記入力手段により指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、複数の前記制御パラメータを配置して前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記検出器の検出信号に画像解析処理を行って画像データを生成する画像解析手段と、
前記画像解析手段により生成された画像データにパターンマッチング処理を行って欠陥を検出する検査手段と、をさらに有すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子線装置であって、
制御パラメータは、前記荷電粒子制御手段の設定値、前記画像解析手段の設定値、および、前記複数の特性値として前記検査手段の検査特性値を含むこと
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記荷電粒子制御手段の設定値とは、プリドーズ設定値であり、
前記画像解析手段の設定値とは、ＳＥＭ（scanning electron microscope）像取得設定値であること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の荷電粒子線装置であって、
前記制御パラメータは、前記検査特性値として、欠陥検出速度、欠陥検出精度、および帯電ロバスト性のうちの少なくとも２つを含むこと
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
前記入力手段は、
複数の軸の各々が採る特性値を選択させるための選択画面を前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置であって、
複数の前記制御パラメータが記憶された記憶手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、
前記記憶手段に記憶されている複数の前記制御パラメータを前記座標系上に配置して前記モニタに表示すること
を特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
試料を載置するステージと、
前記ステージに載置された試料に一次電子線を走査するＳＥＭ（scanning electron microscope）カラムと、
前記走査により試料から発生する電子を結像して検出する結像光学系と、
前記結像光学系により検出される信号を画像化して表示する画像表示システムと、
前記ＳＥＭカラムを制御するＳＥＭカラム制御装置と、
複数の特性値を持つ前記ＳＥＭカラム制御装置の制御情報を複数記憶する記憶手段と、
複数の軸の各々が採る特性値を指定する入力手段と、を備え、
前記画像表示システムは、
各々が前記入力手段により指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報を配置して表示すること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１１】
請求項１０に記載の走査電子顕微鏡であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１２】
請求項１１に記載の走査電子顕微鏡であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項１３】
試料に荷電粒子線を走査することで得られる２次電子信号を用いた試料検査方法であって、
それぞれ複数の特性値を持つ複数の検査レシピを表示するための座標系を構成する複数の軸の各々が採る特性値の指定を要求する情報を表示し、
前記要求に応答して指定された特性値を持つ複数の軸により特定される座標系上に、前記複数の検査レシピを配置して表示して、検査レシピの選択を受付け、
前記選択された検査レシピに従い前記荷電粒子線の走査条件を調整し、
前記試料に前記調整された荷電粒子線を走査して前記２次電子信号を検出し、
前記検出した信号を処理することにより、前記試料の検査を行うこと
を特徴とする試料検査方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の試料検査方法であって、
前記複数の軸は、縦軸と横軸であり、
前記座標系は、前記縦軸および横軸より特定される２次元座標系であること
を特徴とする試料検査方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の試料検査方法であって、
前記縦軸を採る特性値および前記横軸を採る特性値は、前記制御パラメータの特性値として互いにトレードオフの関係にあること
を特徴とする試料検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−２０８２０２（Ｐ２００７−２０８２０２Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７２０（Ｐ２００６−２８７２０）
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月６日（２００６．２．６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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