(57)【要約】【課題】レシピを実行する際にCADデータとパターン検査装置間のずれ量を求め、それを記憶することで、以後実行、作成するレシピを自動化する。【解決手段】CADデータからレシピを作成する際に、グローバルアライメント点のマッチング用パターンとして、優先度をつけた複数のパターンをレシピに登録する。作成したレシピを最初にパターン検査装置で実行する際、グローバルアライメント点へ移動した後、優先度順にマッチング用パターンを使用してパターンマッチングを行う（801〜803）。パターンマッチングが成功すれば、パターンが見つかった位置の座標と、CADデータから指定された座標を使用してグローバルアライメントを行い、ずれ量と回転量を求める。用意したマッチング用パターン全てで、パターンマッチングが失敗した場合は、レシピを一時停止し、オペレータがレシピに保存されている座標にあるべきパターンを撮像した画像上で指定し（804-806）、指定した位置の座標とCADデータから指定された座標を使用して、グローバルアライメントを行う。【選択図】図８
2007103645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハに形成されたパターンをパターン検査装置にて検査するパターン検査方法において、
前記パターン検査装置が、
被検半導体ウェーハのグローバルアライメント点のマッチング用パターンとして半導体チップ内のパターンのCADデータから作成した複数のマッチング用パターンとその座標が優先度をつけて登録されているレシピを読み込む工程と、
視野を前記レシピに登録された複数のグローバルアライメント点へ移動し、前記登録された複数のマッチング用パターンを優先度順に使用して被検半導体ウェーハ上のパターンとパターンマッチングを行う工程と、
前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標とCADデータ上の座標とを用いてグローバルアライメントを行い、CADデータの座標と当該パターン装置の座標間のずれ量と回転量を求める工程と、
を実行することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
請求項１記載のパターン検査方法において、１つのグローバルアライメント点に対して登録されている全てのマッチング用パターンでパターンマッチングが失敗したとき、
前記CADデータから作成したマッチング用パターンと当該パターン検査装置が撮像した画像を並べて表示する工程と、
前記撮像した画像上でマッチング用パターンに対応するパターンを指示する入力を受け付ける工程と、
前記指示されたパターンの座標を取得する工程とを実行し、
前記取得した座標を前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標として用いることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項３】
請求項１記載のパターン検査方法において、
前記求めたずれ量と回転量を前記レシピに登録する工程を実行し、
次回前記レシピを読み込んで、視野を前記レシピに登録されたグローバルアライメント点へ移動する際に、前記登録した前記ずれ量と回転量を反映した点に移動することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項４】
請求項１記載のパターン検査方法において、前記求めたずれ量と回転量を記憶し、次回レシピを作成する際に、前記グローバルアライメント点の座標に前記記憶したずれ量と回転量を反映させることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項５】
請求項１記載のパターン検査方法において、前記レシピに、１つのグローバルアライメント点に対して優先度をつけて登録されている複数のマッチング用パターンの情報を、前記パターンマッチングによって検出されたパターンに対応する１つのマッチング用パターンの情報で置き換える工程を有することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項６】
半導体ウェーハ上に形成された半導体チップ内のパターンのCADデータからグローバルアライメント点のマッチング用パターンとして複数のパターンを選択し、優先度をつけてレシピに登録する工程と、
パターン検査装置によって前記レシピを実行し、パターン検査装置の視野を前記レシピに登録されたグローバルアライメント点へ移動し、前記登録されたマッチング用パターンを優先度順に使用してパターンマッチングを行う工程と、
前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標とCADデータ上の座標を用いてグローバルアライメントを行う工程と、
を有することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項７】
請求項６記載のパターン検査方法において、１つのグローバルアライメント点に対して登録されている全てのマッチング用パターンでパターンマッチングが失敗したとき、
前記CADデータから作成したマッチング用パターンと当該パターン検査装置が撮像した画像を並べて表示する工程と、
前記撮像した画像上でマッチング用パターンに対応するパターンを指示する入力を受け付ける工程と、
前記指示されたパターンの座標を取得する工程とを有し、
前記取得した座標を前記パターンマッチングによって検出されたパターンの座標として用いることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項８】
請求項６記載のパターン検査方法において、前記レシピに、１つのグローバルアライメント点に対して優先度をつけて登録されている複数のマッチング用パターンの情報を、前記パターンマッチングによって検出されたパターンに対応する１つのマッチング用パターンの情報で置き換える工程を有することを特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、CADデータを基に作成したレシピに従って、半導体ウェーハ上に形成された半導体チップ内のパターンの検査を行うパターン検査装置に関わり、レシピ実行時のグローバルアライメントを自動化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、CADデータとパターン検査装置間の座標のずれを補正するために、レシピ作成前又はレシピ作成時に、測定対象の半導体ウェーハをパターン検査装置で観察し、ずれ量をあらかじめ計測しておかなければならなかった。
【特許文献１】特開平５−４７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に、CADデータ上の座標と、パターン検査装置上の座標の関係を示す。CADデータでは理想的な座標101を形成しているのに対し、パターン検査装置では、測定対象の試料であるウェーハが正確に試料台上へ載せられるわけではなく、パターン検査装置の座標系102でみたウェーハ上のパターンは、通常XY方向へのオフセット103や、回転104を伴っている。パターン検査装置では、グローバルアライメントを行うことで、このオフセットや回転を補正することができる。グローバルアライメントとは、試料上の任意のパターン（グローバルアライメント点）の理想的な座標とパターン検査装置上でそのパターンが存在する実際の座標を用いて、理想的な座標から実際の座標及び実際の座標から理想的な座標を求めるための、オフセットや回転などの係数を求める手法である。
【０００４】
パターン検査装置では、検査ジョブを自動で行うためにレシピと呼ばれるデータを作成する。図２に示すようにレシピには、ジョブの実行条件やシーケンスがパラメータとして含まれており、グローバルアライメントに使用するパターンやその理想的な座標もその一部である。CADデータからレシピを作成する場合には、CADデータから算出した理想的な座標をグローバルアライメント点や検査対象パターンの座標としてレシピに登録する。このレシピを実行すると、オフセットや回転に対する先見情報が無いため、グローバルアライメント点の座標へ移動したとしても、期待したパターンが移動先の視野内に見つからない。その結果、レシピを自動化するために、グローバルアライメント点のパターンの検出をパターンマッチングにより自動化したとしても、パターンのマッチングに失敗するため、レシピの自動化が困難になっている。
【０００５】
本発明の目的は、レシピを実行する際にCADデータとパターン検査装置間のずれ量を求め、それを記憶することで、以後のレシピを自動化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明ではCADデータからレシピを作成する際に、グローバルアライメント点のマッチング用パターンとして、優先度をつけた複数のパターンをレシピに登録する。作成したレシピを最初にパターン検査装置で実行する際、グローバルアライメント点へ移動した後、優先度順にマッチング用パターンを使用してパターンマッチングを行う。このとき、パターンマッチングが成功すれば、そのときのパターンが見つかった位置の座標と、CADデータから指定された座標を使用してグローバルアライメントを行い、ずれ量と回転量を求める。
【０００７】
用意したマッチング用パターン全てでパターンマッチングが失敗した場合は、レシピを一時停止し、オペレータがレシピに保存されている座標にあるべきパターンを、パターン検査装置で撮像した画像上で指定することで、指定した位置の座標と、CADデータから指定された座標を使用して、グローバルアライメントを行うことで、ずれ量及び回転量の算出を可能とする。
【０００８】
また、求めたずれ量や回転量は記憶しておき、次回レシピを実行する際や、新たにCADデータからレシピを作成するときに、そのずれ量や回転量を使用することで、レシピを自動化する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レシピ実行によるグローバルアライメントを自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明では、CADデータから作成したレシピを実行する過程において、CADデータとパターン検査装置の座標のずれ量及び回転量を求め、それを記憶することにより、以後のレシピの自動化及び新たに作成するレシピの自動化を実現した。
【００１１】
図３に、グローバルアライメント点のパターンマッチング用に選択した複数のパターンの例を示す。
【００１２】
CADデータからレシピを作成する際に、グローバルアライメント点用のパターンとして、複数のパターンを選択し、それぞれを、マッチング用パターン候補１（301）、マッチング用パターン候補２（302）、マッチング用パターン候補３（303）と優先度をつけてレシピにパターンマッチング用の情報と、CADデータから求められるそのパターンの座標を登録する。ここで、例では3つのパターンを選択しているが、選択するマッチング用パターン候補は、3つ以上でも3つ未満でも良い。
【００１３】
このとき、各マッチング用パターン候補のCADデータから画像データを作成し、これもレシピに登録する。図４は、作成した画像データの例である。それぞれの画像401，402，403には、パターンマッチング用の情報と共に登録されたパターンの座標が示す位置を示すマーク404を付加しておく。
【００１４】
図５は、パターン検査装置でレシピを使用して、検査を行う際の処理フローの一例である。最初にステップ501で測定対象となるウェーハを観察可能な位置へ搬入し、その後ステップ502でグローバルアライメントを実施して座標の補正を行った後、ステップ503でレシピに登録された座標へ移動し、パターンの検査を行う。全てのパターンの検査が完了すると、ステップ504に進んでその検査結果を保存し、ステップ505にてウェーハをもとの位置へ搬出してレシピを終了する。
【００１５】
図６は、グローバルアライメント時の処理フローである。最初にステップ601でレシピに登録されているグローバルアライメント点の座標へ移動する。その後、ステップ602で移動先の視野を撮像した後、ステップ603で撮像した画像とCADデータから作成したパターンマッチング情報を使用してパターンマッチングを行う。ここで、パターンマッチングが成功すると、ステップ604で検出した位置の座標を取得する。これを、ステップ605の判定を介してグローバルアライメント点の数だけ繰り返した後、ステップ606でCADデータから得たグローバルアライメント点のパターンの座標と、実際にそのパターンを検出した座標の組合せを使用して、ずれ量（オフセット）と、回転量を求める。
【００１６】
CADデータから作成したレシピでのグローバルアライメントの際には、CADデータの座標と、パターン検査装置のステージに保持されたウェーハのパターン座標との間に図1に示すようなずれ704が生じている。そのため、図７に示すように、レシピでグローバルアライメント点として指定された座標701へ移動して、撮像しても、パターン検査装置の撮像範囲702には目的のパターン703が存在しない場合がある。
【００１７】
そこで、本発明では、図８の複数の候補を用いたグローバルアライメントの処理フローを用いて、グローバルアライメントを行う。
【００１８】
まず最初に、ステップ801でパターン検査装置のステージ移動によりグローバルアライメント点の最初のマッチング用パターン候補の座標へ移動し、そこで撮像を行い（802）、ステップ803でCADデータから作成したマッチング情報を使用してパターンマッチングを行う。ここで、パターンマッチングが成功すれば、パターン検査装置からマッチング位置の座標を取得する。
【００１９】
パターンマッチングが失敗した場合は、ステップ801で次のマッチング用パターン候補の座標へ移動し、そこで撮像（802）、パターンマッチング（803）を実施する。以上のステップ801からステップ803の処理は、パターンマッチングが成功するか、最大マッチング用パターン候補の数だけ繰り返される。
【００２０】
あるグローバルアライメント点において、全てのマッチング用パターン候補で、パターンマッチングが失敗した場合は、ステップ804でレシピを一時停止して、オペレータのパターン指定待ちとする。このとき、図１０に示すようにCADデータから作成したマッチング用パターンの画像1001と、撮像した画像1002を並べて表示する。ここで、表示するマッチング用パターンの画像は、何番目の候補のパターンの画像でも良い。
【００２１】
オペレータは、表示されたマッチング用パターンの画像を参照しながら、撮像画像上で、パターンを目視検索する。撮像画像上に目的のパターンが存在しない場合は、パターン検査装置の入力デバイスを使用して、撮像位置を移動する。目的のパターンが撮像画像内に見つかると、オペレータは、パターン検査装置のポインティングデバイスに連動するカーソル1003を使用して、マッチング用パターンの画像上のマーク1004に相当する位置を、撮像画像上で指定する。指定後、ステップ807でパターン検査装置は撮像画像上で指定された位置の座標を取得する。
【００２２】
いずれかのマッチング用パターン候補で、パターンマッチングが成功した場合は、そのマッチング位置の座標を取得する。以上の、ステップ801からステップ807の処理は、グローバルアライメント点の数だけ繰り返される。
【００２３】
1点目のグローバルアライメント点で、マッチング用パターン候補でのパターンマッチングが成功している場合は、2点目以降のグローバルアライメント点で、ステップ801からステップ803の処理を繰り返さず、1点目のグローバルアライメント点でマッチングが成功したマッチング用パターン候補でのマッチングのみを行うことで、グローバルアライメントの処理を短縮することができる。
【００２４】
全てのグローバルアライメント点でのマッチングもしくは、オペレータのパターン指定が完了したら、ステップ809に進み、マッチングに成功したパターンもしくは、オペレータが指定したパターンのCADデータから得た座標と、実際にパターンが存在した位置のパターン検査装置の座標を使用して、ずれ量と、回転量を求める。
【００２５】
このとき、全てのグローバルアライメント点の座標を使用せず、1点目のグローバルアライメント点の座標のみを使用してずれ量のみを求めても良い。回転量がごく微小である場合は、ずれ量のみを補正するだけで十分である。
【００２６】
求めたずれ量、回転量及び、パターンマッチングに成功したマッチング用パターン候補は、レシピ内あるいはパターン検査装置に記憶しておく。
【００２７】
図８の処理フローでは、各グローバルアライメント点毎に、マッチング用パターンの候補を優先度順にマッチングを行う処理となっているが、図９の処理フローのように、最初に、マッチング用パターン候補１を使用して、全グローバルアライメント点でのマッチングを実行し、成功すれば、ずれ量と回転量の補正行い、失敗すれば次のマッチング用パターン候補を使用して、全グローバルアライメント点でのマッチングを実行するというシーケンスでも、同様の効果を得ることが可能である。図９の処理フローにおいて、ステップ901からステップ903の処理は図８のステップ801からステップ803の処理に対応し、ステップ904からステップ909の処理は図８のステップ904からステップ909の処理に対応する。
【００２８】
次にこのレシピを実行する際には、このずれ量を使用してグローバルアライメント点へ移動する。これにより、グローバルアライメント点が移動先の撮像範囲に入るため、パターンマッチングが成功しやすくなり、レシピの自動化が可能となる。パターンマッチングにおいては、図８、図９のフローでパターンマッチングに成功したマッチング用パターンのみを使用してパターンマッチングを実行すればよい。例えば図１１のようにパターンマッチング用のパターンが存在した場合、図８、図９のフローにより、パターン1101でパターンマッチングに成功し、パターン1102でパターンマッチングに失敗した場合、次にこのレシピを実行する際には、パターン1101でのみパターンマッチングを実行すればよい。これにより、グローバルアライメント処理の処理時間を短縮することが可能となる。この処理は、レシピに登録してあるグローバルアライメントの実行条件を変更することで可能になる。すなわち、１つのグローバルアライメント点に対して、優先度を持たせて登録してある複数のアライメント用パターンの情報を、パターンマッチングに成功した１つのパターンの情報（パターン画像と座標）に置き換えればよい。この置き換えは自動的に行うようにしてもよいし、オペレータの確認を求める工程を介在させて半自動的に行ってもよい。
【００２９】
また、図１２に示すように、レシピ実行時に求めたずれ量と回転量をパターン検査装置などCADデータからレシピを作成する機能を有する装置に記憶しておき、次にその装置でCADデータからレシピを作成する際に、CADデータからグローバルアライメント点や検査対象パターンの座標を算出するときの係数として使用することで、図６のフローによる簡潔なグローバルアライメントを自動化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】CADデータ上の座標とパターン検査装置の座標のずれを示す図。
【図２】レシピとそれに含まれるパラメータの説明図。
【図３】グローバルアライメント点のパターンマッチング用パターンの例を示す図。
【図４】マッチング用パターン画像の例を示す図。
【図５】パターン検査装置でのレシピの処理フロー図。
【図６】グローバルアライメントの処理フローを示す図。
【図７】レシピで指定されたグローバルアライメント点の座標と実際にパターン存在する位置の関係の一例を示す図。
【図８】複数の候補を用いたグローバルアライメントの処理フロー図。
【図９】複数の候補を用いたグローバルアライメントの処理フロー図。
【図１０】マッチング用パターンの画像と撮像画像を並べて表示した例を示す図。
【図１１】検査対象試料上のパターンマッチング用パターンの説明図。
【図１２】ずれ量と回転量のデータフロー図。
【符号の説明】
【００３１】
１０１    CADデータの座標系
１０２    パターン検査装置の座標系
１０３    101で示す座標系と102で示す座標系のずれ量
１０４    101で示す座標系と102で示す座標系の間の回転量
３０１    マッチング用パターン候補１
３０２    マッチング用パターン候補２
３０３    マッチング用パターン候補３
４０１    マッチング用パターン候補１用の表示画像
４０２    マッチング用パターン候補２用の表示画像
４０３    マッチング用パターン候補３用の表示画像
４０４    座標が示す位置を示すマーク
７０１    レシピ内のグローバルアライメント点の座標で指定された位置
７０２    撮像範囲
７０３    実際にパターンが存在する位置
７０４    レシピで指定された座標と、実際にパターンが存在する座標間のずれ量
１００１    CADデータから作成したマッチング用パターン画像の例
１００２    パターン検査装置上で撮像した画像の例
１００３    ポインティングデバイスに連動したカーソル
１００４    マッチング用パターン画像上のマーク
１１０１    パターンマッチングに成功したパターン
１１０２    パターンマッチングに失敗したパターン
【図１】
2007103645.tif 000003
【図２】
2007103645.tif 000004
【図３】
2007103645.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007103645.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007103645.tif 000009
【図８】
2007103645.tif 000010
【図９】
2007103645.tif 000011
【図１０】
2007103645.tif 000012
【図１１】
2007103645.tif 000013
【図１２】
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