(57)【要約】【課題】多数の領域ごとに描画されたパターンの領域境界部における接続精度を高い精度で高速に検査することができるパターン接続精度検査方法を実現する。【解決手段】基準画像に関して、ＸもしくはＹの内一方の測定のみが可能なパターンについては、その方向を基準領域のパターン画像の属性として持たせるようにしている。また、Ｘ、Ｙの両方向の測定が可能なパターンについては、両方向を基準領域のパターン画像の属性として持たせる。各検査領域（Ｘ方向の測定が可能な属性データを有した領域）での電子ビームの走査により検出された２次電子信号は、検査画像としてその属性データ（位置座標と測定可能な方向等）と共に画像メモリー４４に保存される。検査箇所に対応した基準画像と検査画像とが、画像比較され、その結果、Ｘ方向のフィールド接続部のずれの量が検出される。【選択図】　　　図４
2004128197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ステージ上に載置された被描画材料の描画領域を仮想的に分割し、各分割領域にステージの移動あるいはビームの偏向条件を変化させて、ビームにより所定のパターンを描画し、その結果形成された描画パターンの隣り合った領域間の接続精度の測定を行う方法であって、次のステップより成るパターン接続精度検査方法。
仮想的に分割された多数の分割領域の内、隣り合った分割領域の境界をまたいだ測定領域でビームを２次元走査し、この走査に基づいて得られた信号に基づいて、測定領域の画像データを取得するステップ、
前記測定領域に対応した領域であって、接続ずれのないパターンに基づいた基準画像データを取得するステップ、
基準画像データに、属性データとして少なくとも当該基準画像によって正確に測定可能な方向を含めるステップ、
ずれ量を求める方向に基づき、当該方向のずれ量を測定可能な基準画像を選択するステップ、
選択された基準画像データと、基準画像に対応した測定画像データとを比較して、特定方向におけるすれ量を測定するステップ。
【請求項２】
基準画像データの属性データとして、基準画像の座標値が含まれており、基準画像データを取得する際には、該座標値に基づいてステージを制御し、基準画像領域を画像信号取得位置に配置するステップを有した請求項１記載のパターン接続精度検査方法。
【請求項３】
基準画像データの属性データとして、接続境界の方向が含まれており、パターンの接続ずれの方向と量と共に、接続境界の方向も併せて表示あるいは記録するステップを有した請求項１〜２の何れかに記載のパターン接続精度検査方法。
【請求項４】
測定可能な方向が同じである基準領域を複数選択し、選択した各基準領域に対応した各測定領域と、基準領域データとを比較して、それぞれのパターンの接続ずれ量を測定し、得られた複数のずれ量の平均値を得るステップを有した請求項１〜３の何れかに記載のパターン接続精度検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造過程等において、仮想的に区切られた領域に電子ビーム等によってパターンを形成し、区切られた領域に描画されたパターンの領域間の接続精度を検査するためのパターン接続精度検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置では、描画パターンに応じて電子ビームを偏向し、所望のパターンの描画を行うようにしている。この電子ビーム描画装置の一つとして、可変面積型電子ビーム描画装置が用いられているが、この装置では、２枚の矩形スリットと、２枚の矩形スリットの間に設けられた偏向器によって電子ビームの断面が矩形に成形されている。
【０００３】
すなわち、第１の矩形スリットの像を第２の矩形スリット上に投影すると共に、第１の矩形スリットを透過した電子ビームを偏向して第２の矩形スリット上の投射位置を変え、異なった断面積の電子ビームを成形し、成形された電子ビームを被描画材料にショットする。
【０００４】
図１はこの可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示している。１は電子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃１から発生した電子ビームＥＢは、照射レンズ２を介して第１成形アパーチャ３上に照射される。
【０００５】
第１成形アパーチャの開口像は、成形レンズ４により、第２成形アパーチャ５上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器６により変えることができる。第２成形アパーチャ５により成形された像は、縮小レンズ７、対物レンズ８を経て描画材料９上に照射される。描画材料９への照射位置は、位置決め偏向器１０により変えることができる。
【０００６】
１１は制御ＣＰＵであり、制御ＣＰＵ１１はパターンデータメモリー１２からのパターンデータをデータ転送回路１３に転送する。データ転送回路１３からのパターンデータは、成形偏向器６を制御する制御回路１４、位置決め偏向器１０を制御する制御回路１５、対物レンズ８の励磁を制御する制御回路１６、電子銃１から発生した電子ビームのブランキングを行うブランカー（ブランキング電極）１７を制御するブランキングコントロール回路１８に供給される。
【０００７】
ブランキングコントロール回路１８にはショット時間補正メモリ１９が接続されており、ブランキングコントロール回路１８からのブランキング信号は、ショット時間補正メモリ１９からの値に応じて補正される。更に、制御ＣＰＵ１１は、材料９のフィールド毎の移動のために、材料９が載せられたステージ２０の駆動回路２１を制御する。このような構成の動作を次に説明する。
【０００８】
まず、基本的な描画動作について説明する。パターンデータメモリ１２に格納されたパターンデータは、逐次読み出され、データ転送回路１３に供給される。
このデータ転送回路１３からのデータに基づき、偏向制御回路１４は成形偏向器６を制御し、また、制御回路１５は位置決め偏向器１０を制御する。
【０００９】
この結果、各パターンデータに基づき、成形偏向器６により電子ビームの断面が単位パターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料９上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ブランキングコントロール回路１８からブランカー１７へのブランキング信号により、材料９への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。
【００１０】
更に、材料９上の異なった領域への描画の際には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動回路２１への指令により、ステージ２０は所定の距離移動させられる。なお、ステージ２０の移動距離は、図示していないが、レーザー測長器により監視されており、測長器からの測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御される。
【００１１】
さて、上述したような電子ビーム描画装置やその他の方式の装置であっても、被描画材料であるウェハやマスク基板上のレジストに描画を行い、ＬＳＩパターンを形成する場合、１個のダイ（＝チップ（２０〜３０ｍｍ））に対して、装置の有する電子ビーム偏向範囲は、最大５ｍｍ角程度であって小さい。ＬＳＩのゲートチェーンのような構造のパターンを形成する場合、チップ全体につながったパターンを形成することが必要である。
【００１２】
したがって、このようなパターンを形成するには、５ｍｍごとにパターンを接続するようにウェハを載せたステージと電気的偏向系が制御される。このため、図１の装置では、位置決め偏向器１０として、単一の偏向系を図示しているが、実際には５ｍｍの偏向のためのメイン偏向器、５ｍｍ以下の範囲に対してはサブあるいはサブサブ偏向系を備えている。たとえば、サブ偏向系は５００μｍ、サブサブ偏向形は５０μｍの偏向範囲となっている。
【００１３】
図１に示した可変面積型電子ビーム描画装置以外の描画方式として、セルプロジェクション方式の描画装置も開発が進められている。この方式では、電子ビーム通路上に数十種類のパターンが作り込まれたアパーチャ（図形絞り）が設けられている。このアパーチャを通過した電子ビームが１／５に縮小されてウエハに塗布されたレジストに照射され、最大５μｍの領域にパターンが描画される。このような構成により、０．１μｍの小さな図形からチップ全体につながるような大きな図形まで、所望のパターンを自由自在に描画することができる。
【００１４】
上述した各種の電子ビーム描画装置で描画した１０ｍｍ角チップでは、フィールド接続部は４万箇所、セル同士の接続箇所は４００万箇所にもなる。この様子を図２に示す。図２でＷはウェハであり、ウェハＷ内には多数のチップＴが形成される。各チップＴはメインフィールドＦ１に仮想的に分割される。各メインフィールドＦ１は、サブフィールドＦ２に仮想的に分割される。サブフィールドＦ２は、サブサブフィールドＦ３に仮想的に分割される。
【００１５】
チップＴの大きさは、例えば、２０ｍｍ×２０ｍｍであり、メインフィールドＦ１の大きさは、例えば、５００μｍ×５００μｍである。また、サブフィールドＦ２の大きさは、例えば、５０μｍ×５０μｍであり、サブサブフィールドＦ３の大きさは、例えば、５μｍ×５μｍである。
【００１６】
このように、電子ビーム描画装置では、描画領域を仮想的に分割し、分割領域ごとにパターンの描画を行っている。すなわち、特定の領域の描画を行った後、ステージを移動させたり、メイン偏向系やサブあるいはサブサブ偏向系の制御を切り替え、隣り合った領域の描画におけるパターンの描画を行う。この結果、隣接する異なった領域の境界部（フィールド境界部等）Ｂで、描画されたパターンのずれやパターン間の間隔誤差が生じる。
【００１７】
図３はフィールド境界部Ｂにおけるパターンのずれを例示したもので、パターンは本来図３（ａ）のように形成されるべきものが、図３（ｂ）のようにＹ方向にずれたり、図３（ｃ）のようにＸ方向にずれてパターンが分割されてしまったりする。なお、図３で点線が境界部Ｂである。
【００１８】
このようなパターンのフィールド境界部におけるずれが、ＬＳＩの性能上許容される大きさは、設計寸法の１／１０であり、例えば、０．１μｍのパターン幅では、１０ｎｍ以下となる。このずれの量が許容値以上の場合、電子ビーム描画装置のどこかに異常があることになり、この異常を発見し、装置の再調整を行う必要がある。
【００１９】
電子ビーム描画装置のどの箇所に異常が存在するかを発見するためには、ウェハ全面のチップにパターンを描画し、各チップ内の多数の接続部を検査し、各接続部におけるパターンの接続ずれの量と方向を測定する必要がある。この測定された結果により、電子ビーム描画装置の異常箇所を経験的に推定することができる。異常箇所が発見できれば、電子ビーム描画装置の調整・修理を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
この多数の領域ごとに描画されたパターンの領域境界部における接続ずれ量を高い精度で高速に検査するため、各検査領域での電子ビームの走査により検出された２次電子信号を、検査画像としてその位置座標と共に画像メモリーに保存し、すべての検査箇所の画像の取り込みが終了した後、検査箇所の座標に対応した基準画像と検査画像とを、画像処理ユニットで画像比較し、フィールド接続部等のずれを検出することが行われている（例えば特許文献１参照）。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００２―５０５７２号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、描画フィールド接続境界上の描画パターンに現れたＸＹ方向の折れ曲がり等の特徴をパターンマッチングさせることにより、ＸＹ方向のフィールド接続ずれ量を測定している。この場合、パターンが複雑なほど特徴が増すため、測定が容易になる。
【００２３】
しかしながら、実際のデバイスバターンでは、接続境界上の描画パターンの多くが単純直線となる場合が考えられる。これは、描画ずれの生じやすい接続境界上に複雑なパターンを配置することはリスクが大きいため、デバイスパターンの描画データの作成段階で、できる限り単純なパターンを接続境界上に配置するか、もしくは接続境界上にパターンを配置しない方がメリットが大きいからである。
【００２４】
図４（ａ）は接続ずれが生じなかった４つの隣接描画フィールドＦ１〜Ｆ４を示しており、点線はフィールド境界である。また、領域Ａ、Ｂは実際に画像が取得される測定個所（基準領域）である。この図４（ａ）に対し、図４（ｂ）は、接続ずれが発生した４つの隣接描画フィールドＦ１〜Ｆ４を示しており、点線はフィールド領域である。また、領域Ａ’、Ｂ’は実際に画像が取得される測定個所（基準領域）である。
【００２５】
ここで、描画フィールド接続境界上の単純直線パターンの画像を図５に示す。
図５（ａ）は、図４（ａ）における測定個所Ａの拡大画像であり、図５（ｂ）は、図４（ａ）における測定個所Ｂの拡大画像である。同様に、図５（ｃ）は、図４（ｂ）における測定個所Ａ’の拡大画像であり、図５（ｄ）は、図４（ｂ）における測定個所Ｂ’の拡大画像である。
【００２６】
図４，図５に示した単純直線パターンの場合、画像パターンマッチングを用いても、一方向のずれしか測定できない。描画ずれ量を（ΔＸ、ΔＹ）とすると、図４（ａ）と図４（ｂ）で示された被測定画像ＡとＡ’との比較では、ΔＸのみ、図４（ｂ）と図４（ｄ）で示された被測定画像ＢとＢ’との比較では、ΔＹのみが正しい測定値を示し、それ以外の方向の測定値は、不正確な値が出力される。
【００２７】
また、別の例としては、図６に示すように、接続境界と平行な直線パターンを考慮した場合、図６（ａ）と図６（ｃ）で示された被測定画像ＡとＡ’からΔＹのみ、図６（ｃ）と図６（ｄ）で示された被測定画像ＢとＢ’からΔＸのみが正しい計測値を示す場合も考えられる。
【００２８】
従来技術では、これらのように、ΔＸとΔＹとが同時に測定できないパターンについては、あらかじめ描画データやＣＡＤデータ等の設計データを参照することによって、測定対象から除外し、測定可能なパターンの存在する領域の座標のみを抽出して測定を行うことが考えられていた。
【００２９】
その理由としては、ΔＸとΔＹの内正確な測定値が片方だけであるにもかかわらず、パターンマッチングの原理から、マッチングの類似度（すなわちスコア）は、ΔＸもΔＹも同様に高いため、どちらが正しい測定値か分からないためである。言い換えれば、これらのパターンでは、片方の方向が「測定できない」のではなく、「測定可能だが測定値が不正確」である。したがって、デバイスパターンの種類によっては、測定個所の選択が手間のかかるものとなり、また測定個所に制限があることから、対象となる測定個所が少なくなり、測定精度が下がるという問題が生じる。
【００３０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、多数の領域ごとに描画されたパターンの領域境界部における接続精度を高い精度で高速に検査することができるパターン接続精度検査方法を実現するにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づくパターン接続精度検査方法は、仮想的に分割された多数の分割領域の内、隣り合った分割領域の境界をまたいだ測定領域でビームを２次元走査し、この走査に基づいて得られた信号に基づいて、測定領域の画像データを取得し、前記測定領域に対応した領域であって、接続ずれのないパターンに基づいた基準画像データを取得し、基準画像データに、属性データとして少なくとも当該基準画像によって正確に測定可能な方向を含め、ずれ量を求める方向に基づき、当該方向のずれ量を測定可能な基準画像を選択し、選択された基準画像データと、基準画像に対応した測定画像データとを比較して特定方向におけるずれ量を測定することにより、仮想的に分割された領域間の接続精度を検査することを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図７は本発明に基づく検査方法を実施するための基本システム構成の一例を示している。図中３１は、例えば、図１の電子ビーム描画装置で描画すべきパターンデータが格納されているメモリーである。このメモリー３１内のデータは、検査システムの一部を構成する制御処理ユニット３２に伝えられる。
【００３３】
制御処理ユニット３２は、検査システムに含まれるＳＥＭを制御する。ＳＥＭは、電子銃３３、コンデンサレンズ３４、対物レンズ３５、偏向器３６、試料３７を載置する移動ステージ３８より構成されている。
【００３４】
電子銃３３より発生し加速された電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ３４、対物レンズ３５によってウェハ試料３７上に細く収束される。試料３７上の電子ビームの照射位置は、偏向器３６によって２次元的に走査される。また、移動ステージ３８をＸ，Ｙ方向に任意に移動させることにより、試料上の電子ビーム照射領域を移動させることができる。偏向器３６の駆動回路３９、移動ステージ３８の駆動回路４０は、制御処理ユニット３２によって制御される。
【００３５】
試料３７への電子ビームＥＢの照射によって発生した、例えば２次電子は、２次電子検出器４１によって検出される。検出器４１の検出信号は、試料表面形状を現す画像データとして、増幅器４２、ＡＤ変換器４３を介して制御処理ユニット３２に供給される。
【００３６】
制御処理ユニット３２に供給された画像データは、画像メモリー４４に供給されて記憶される。画像メモリー４４に記憶されたデータは、読み出されて画像処理ユニット４５に供給され、画像データに基づいてパターンの接続精度の測定が行われる。このような構成の動作を次に説明する。
【００３７】
まず、試料３７として、図１に示した電子ビーム描画装置で各チップＴの全面にパターンが描画されたウェハ試料が用いられる。この図１の装置でパターンの描画を行う場合、特定のチップＴａ（図２参照）については、ＬＳＩデバイスの性能を左右するゲートやコンタクトホールのようなパターンに対して、接続部が発生しないよう一つの偏向系のみで描画されたパターンを作り込み、これを基準チップとする。
【００３８】
この基準チップＴａのフィールド接続部の座標は、あらかじめ描画時に分かっているため、この座標に基づき、制御処理ユニット３２の制御によりステージ３８と偏向器３６が制御され、ウェハ試料３７の基準チップＴａに含まれる接続部において電子ビームを走査し、その結果検出器４１で検出された２次電子信号を画像信号として、増幅器４２，ＡＤ変換器４３、制御処理ユニット３２を介して画像メモリー４４に取り込む。この際、各基準画像は、座標を付して保存される。更に、画像メモリーに取り込まれた各基準画像に関して、ＸもしくはＹの内一方の測定のみが可能なパターンについては、その方向を基準領域のパターン画像の属性として持たせるようにしている。また、Ｘ、Ｙの両方向の測定が可能なパターンについては、両方向を基準領域のパターン画像の属性として持たせる。
【００３９】
なお、基準画像の撮影倍率は、他の検査対象のチップを検査するときの倍率と同じか、あるいは、それよりも低い倍率（例えば、最大１／８）で行われる。これは、基準画像にはずれがないことから、生画像が低倍率であっても画像補間などの処理で検査倍率まで図形の膨張を行っても、基準画像としての性質を失わないことが実験により確かめられていることによる。逆に、検査時より大きな倍率で基準画像を撮影してもよいが、視野が狭くなるので基準画像の枚数が増えるため、得策ではない。
【００４０】
また、基準画像の取り込みにおいて、視野の中に同じ形状の繰り返しパターンが存在する場合には、視野全体を基準画像として取り込む必要はなく、パターン１個、あるいは、複数個を含む領域を基準画像として取り込み保存するようにしてもよい。図８、図９は取り込まれた基準画像の一例を示している。この場合、３本の線を含む領域を基準画像としているが、そのうちの１本の線のみを基準画像としても良い。
【００４１】
さて、図７の検査システムにおいて、検査条件にしたがって、検査対象チップの画像が自動で順次取り込まれ、座標と測定可能な方向が共に画像メモリー４４に保存される。すなわち、例えば、Ｘ方向の接続ずれ量を測定する場合には、制御処理ユニット３２は、Ｘ方向の測定が可能である属性データを有した検査領域の座標に基づいて、ステージ３８の駆動回路４０を制御し、ウェハ試料３７の検査対象領域を電子ビーム光軸上に位置させ、駆動回路３９を介して偏向器３６を制御し、検査対象領域で電子ビームの走査を行う。
【００４２】
各検査領域（「Ｘ方向の測定が可能」な属性データを有した領域）での電子ビームの走査により検出された２次電子信号は、検査画像としてその属性データ（位置座標と測定可能な方向等）と共に画像メモリー４４に保存される。すべての検査箇所の画像の取り込みが終了した後、検査箇所の座標に対応した基準画像（属性としてＸ方向の測定が可能が含まれている）と検査画像とが、画像処理ユニット４５で画像比較され、その結果、Ｘ方向のフィールド接続部のずれの量とその方向とが検出される。
【００４３】
このようにしてＸ方向のフィールド接続ずれ量が測定されるが、同様なステップにより、Ｙ方向のフィールド接続ずれ量が測定される。更に、「Ｘ、Ｙ両方向の測定が可能」の属性データを有した画像は、Ｘ方向のフィールド接続ずれ量の測定のときも、Ｙ方向のフィールド接続ずれ量の測定のときも用いることができる。もちろん、「Ｘ、Ｙ両方向の測定が可能」の属性データを有した基準画像と検査画像を用いれば、一度に両方向の接続量が測定できる。
【００４４】
なお、描画フィールド接続境界の方向、すなわち、接続境界の方向が水平方向（Ｈ）か垂直方向（Ｖ）かも設計データから既知であり、この接続境界の方向も基準画像の属性としてメモリー４４に記憶されている。従って、図１０として示された表の（１）〜（６）のようなパターンについては、それぞれ測定可能方向についてそれぞれ正しい測定値が得られる。
【００４５】
このことは、フィールド測定ずれを複数の測定点の平均値として求める場合に有利に働く。図１１、図１２に、フィールド横方向境界および縦方向境界の解析例を示す。
【００４６】
まず、一つのフィールド境界に沿って何点かの測定（画像の取得）を行なう。
図１３の例では、フィールドＦ１からフィールドＦ４が示されており、フィールド縦方向境界の一辺につき、ｍ個の測定箇所（ＰＶ１，ＰＶ２，・・・，ＰＶｍ）で画像が取得される。また、フィールド横方向境界の一辺につき、ｎ個の測定箇所（ＰＨ１，ＰＨ２，・・・，ＰＨｎ）で画像が取得される。
【００４７】
このように、一つのフィールド境界に沿って何点かの測定（画像の取得に基づくパターンのずれの方向とその量の測定）を行い、平均化によって測定精度を上げることができる。測定点でのパターン形状を図１０に示した表の（１）〜（６）のように類型化すると、従来技術では、（５）と（６）しか利用できないか、または、（２）と（４）について変形形状解析等の別のアルゴリズムにより、測定する必要があった。
【００４８】
従って、被測定パターンが（５）と（６）である測定点を探す手間が大きい上、（１）〜（４）のように測定不可能なパターンが多いと測定点数が少なくなり、平均化して求めたΔＸとΔＹの精度が低くなる。
【００４９】
これに対して、本発明の一実施の形態では、（１）〜（６）まで全ての測定箇所が利用できるため、測定点を探す手間が従来方法よりも簡便となり、かつ平均化して求めたΔＸとΔＹの精度がより高くなる。
【００５０】
すなわち、Ｘ方向のずれ量を求める場合には、図１１の例では、従来方法によるとＰＨ３（パターン形状（５））の測定データが使用できるのに対し、本発明に基づくと、測定個所がＰＨ１（パターン形状（１））の測定データと、ＰＨ３（パターン形状（５））の測定データを使用することができる。
【００５１】
また、Ｙ方向のずれ量を求める場合には、図１２の例では、従来方法によるとＰＨ３（パターン形状（５））の測定データが使用できるのに対し、本発明に基づくと、測定個所がＰＨ１（パターン形状（１））の測定データと、ＰＨ３（パターン形状（５））の測定データを使用することができる。
【００５２】
上記したＸ方向のずれ量ΔＸ、Ｙ方向のずれ量ΔＹを求める場合の従来方法と本発明に基づく方法との比較表を図１４に示す。
【００５３】
また、従来手法では、誤って（１）〜（４）の測定箇所について測定を指定した場合、測定はできるがその結果、他方の方向の測定結果は不正確になるという理由から、測定値に誤りが生じる。また、測定値に誤りがあることを判別する手段がなかった。本発明の一実施の形態では、基準画像の属性情報として、不正確な方向が明示されている（言い換えれば、正確な方向が明示されている）ため、測定結果の統計解析時にパターンの属性情報を組みあわせること、すなわち、正確に測定できる方向のみのデータを使用することにより、誤った測定値を除外した解析が可能となる。
【００５４】
なお、上述したずれの量と方向の検出は、高度なテクニックによる各種の特徴抽出アルゴリズムを用いた画像処理によって正確に行うことができる。検出された箇所の画像には、矩形または円形でマーキングがなされ、この領域の中心座標が算出されると同時に、ずれ量も測定される。
【００５５】
これらのずれ量の測定がすべて終了したら、視覚的にその様子を捉えやすくするため、ずれ量がグラフ表示あるいはマップ表示される。マップ表示には、ウェハマップ、チップマップ、フィールドマップ等があるが、その表示をするにあたっては、ずれの大きさと方向を表すベクトル図形で表示を行うと、理解しやすい。ベクトル図形で行ったウェハマップの一例を図１５に示す。図１５において、実線が測定に基づいて表示されたベクトル図形であり、細線が理想的なベクトル図形を表している。
【００５６】
なお、ウェハマップを表示する場合は、チップのＸ、Ｙ各辺の複数個のずれの平均値をベクトル表示し、チップマップを表示する場合は、メインフィールドの複数個の接続部のずれの平均値をベクトル表示すれば、よりずれの状態を的確に把握することができる。このようなマップから、パターンの接続ずれの傾向が把握でき、この傾向から、電子ビーム描画装置の再調整箇所の判断を的確に行うことができる。
【００５７】
ここで、接続ずれの検出法について付記すると、この方法はコンピュータ画像処理技術に負うところが大であるが、直接的に接続部の両側のパターンのずれを測定する方法と相対的にずれを測定する方法とが用いられる。前者は、正しい形状が直線であるとか、円形であるとかが判明している場合、それらを想定した情報をコンピュータに入力しておくことによって、パターン認識手法からずれが検出される。
【００５８】
後者は、接続部の境界に対して一方の側の画像を基準画像のそれと比較し、パターン認識で一致した位置ｘ、ｙを読みとる。もう片方の側の画像についても、同様に位置を読みとり、この両者の相対差を求めることによってずれの検出とずれ量を測定できる。この場合、２つの基準画像を持つことになるが、接続部の境界の両側に繰り返しパターンが存在する場合には、片側のパターンのみを基準画像として持つだけで、検査画像の両側パターンの各々の位置をパターン認識法で上述したと同様に、検出・測定ができる。
【００５９】
ここで、基準画像の取得のステップについて、改めてまとめて記載する。まず、第１ステップとして、基準画像を電子ビーム描画装置で実際に形成されたパターンから取得するか、ＣＡＤデータから取得するかを選択する。
【００６０】
第１ステップで電子ビーム描画パターンが選択された場合、第２ステップとして、接続部を含まないように作り込まれた基準チップから基準画像を取得するか、実チップ（実パターン）から取得するかの選択を行う。
【００６１】
第２ステップで作り込まれた基準チップを選択した場合、第３ステップとして、検査対象パターンが繰り返しパターンかどうかの判定を行う。繰り返しパターンでない場合、基準チップのフィールド接続部を適当な間隔で取得した画像を基準画像として保存する。
【００６２】
第３ステップの判定で、繰り返しパターンの場合、繰り返しの特定パターンの１個または複数個を含む領域を枠で特定して、その画像を基準画像として保存する。ただし、繰り返しパターンの場合であっても、繰り返しパターンがない場合と同様な処理が選択できるようにする。
【００６３】
第２ステップで実チップを選択した場合、第４ステップとして、検査対象パターンが繰り返しパターンかどうかの判定を行う。繰り返しパターンでない場合、フィールド接続部近傍あるいは別の領域で接続部を含まない箇所の同一形状のパターンを取得して、基準画像として保存する。
【００６４】
第４ステップで、繰り返しパターンである場合、繰り返し図形の接続部を含まない部分から一部を切り取って、接続部を含む画像に貼った合成画像を基準画像として保存する。この作業は、レタッチ機能を使用する。あるいは、コンピュータ上で画像の輪郭をなぞって、接続部を人工的に正しい形状にした図形を作成し、これを基準画像として保存する。ただし、繰り返しパターンの場合であっても、繰り返しパターンがない場合と同様な処理が選択できるようにする。
【００６５】
第１ステップで、ＣＡＤデータから基準画像を取得するを選択した場合、ＣＡＤのパターン図形を専用のコンピュータにダウンロードして、モニター上でパターン図形を観察し、接続部をまたぐ左右のパターンを含むような領域を特定し、この領域の図形を基準画像として保存する。
【００６６】
以上本発明の実施の態様を説明したが、本発明はこの実施の態様に限定されず他の変形も可能である。例えば、検査箇所の全ての画像を取り込んだ後、接続ずれを検出・測定するようにしたが、各検査箇所の画像を取得するごとに、接続ずれを検出・測定し、中心座標を求めるように構成してもよい。
【００６７】
また、ウェハの特定のチップに対して、接続部がない基準パターンを作り込む場合、同じ品種のウェハに対しては、必ずしも全てのウェハに特定のチップを作る必要はない。
【００６８】
更に、検査対象は、電子ビーム直接描画器で描画されたウェハだけではなく、電子ビーム描画装置で作成されたＬＳＩパターン露光用マスクの検査・測定も同様に行うことができる。露光用マスクとは、厚い石英ガラス上にパターンが描かれたものであり、検査段階は、パターンの材質がレジストのままである場合や、マスク製作工程が進んだ段階のクロムパターン等の場合がある。更には、ガラスではなくシリコンウェハを母材とした、ステンシルマスクやＸ線マスクも検査対象とすることができる。また、描画や検査のためのビームは、電子ビームにかぎらずイオンビームやレーザー光であっても良い。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、描画パターンの接続精度を測定するため、基準領域のパターン画像と検査領域のパターン画像との比較によってパターンの接続ずれを測定することを基本とし、Ｘ方向もしくはＹ方向の内一方の方向の測定のみが正確に行うことができるパターンについて、その方向を基準領域のパターン画像の属性として持たせるようにした。
【００７０】
その結果、一方向の測定値だけであるが、正しいずれ量の値が得られる。また、本発明により、測定個所の選択の幅が広がることになる。具体的には、従来はＸ−Ｙ２方向の接続ずれを測定できるパターン以外は除外するという手間が少なくなる。
【００７１】
更に、本発明では、測定個所を多く取れるようになり、測定値の統計上の精度を高くすることができる。更にまた、測定領域ごとに測定できない方向が明確になるので、その測定領域での測定できない方向の測定結果を排除することにより、測定値の信頼性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変面積型電子ビーム描画装置を示す図である。
【図２】ウェハとウェハ上に形成されるチップやフィールドの関係を概略的に示した図である。
【図３】フィールド境界部におけるパターンのずれを示す図である。
【図４】接続ずれが生じなかった４つの隣接描画フィールドと、接続ずれが発生した４つの隣接描画フィールドを示す図である。
【図５】描画フィールド接続境界上の単純直線パターンの画像を示す図である。
【図６】描画フィールド接続境界上の単純直線パターンの画像を示す図である。
【図７】本発明に基づく検査方法を実施するための基本システム構成の一例を示す図である。
【図８】取り込まれた基準画像の一例を示す図である。
【図９】取り込まれた基準画像の一例を示す図である。
【図１０】▲１▼〜▲６▼のパターンについての属性データを示す表である。
【図１１】フィールド横境界の解析例を示す表である。
【図１２】フィールド縦方向の解析例を示す表である。
【図１３】４つのフィールド境界における測定個所を示す図である。
【図１４】Ｘ方向のずれ量ΔＸ、Ｙ方向のずれ量ΔＹを求める場合の従来方法と本発明に基づく方法との比較表である。
【図１５】接続精度のずれの表示をベクトル図形で行ったウェハマップの一例を示す図である。
【符号の説明】
３１…データメモリー
３２…制御処理ユニット
３３…電子銃
３４…コンデンサレンズ
３５…対物レンズ
３６…偏向器
３７…ウェハ試料
３８…移動ステージ
３９…偏向器駆動回路
４０…ステージ駆動回路
４１…２次電子検出器
４２…増幅器
４３…ＡＤ変換器
４４…画像メモリー
４５…画像処理ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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