JP2005236061A - Evaluating method of resist pattern or finished wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子ビーム描画装置により描画されたレジスト・パターンやArF、F2エキシマレーザ・ステッパで露光されたレジスト・パターンのリソグラフィ・マージンを高精度で且つ迅速に評価することが可能なレジスト・パターン又はその後の仕上がりウェーハの評価方法に関する。 The present invention provides a resist pattern that can accurately and quickly evaluate a lithography margin of a resist pattern drawn by an electron beam drawing apparatus or a resist pattern exposed by an ArF or F 2 excimer laser stepper. The present invention relates to a method for evaluating a pattern or a finished wafer thereafter.
リソグラフィー・マージンの評価や、光近接効果補正が適切に行われているか等の評価は、従来は、光を用いた欠陥検査装置により行われていた。しかし、リソグラフィ装置が電子ビーム直描型の描画装置やArF、F2エキシマレーザ・ステッパになると、検出しなければいけない欠陥の寸法が100nmあるいはそれ以下の寸法となるため、光を用いた欠陥検査装置では解像力が不足するという問題点があった。 Conventionally, evaluation of lithography margin and evaluation of whether optical proximity effect correction is appropriately performed have been performed by a defect inspection apparatus using light. However, when the lithography apparatus becomes an electron beam direct-drawing type drawing apparatus or ArF, F 2 excimer laser stepper, the defect size to be detected is 100 nm or less, so that defect inspection using light is performed. There was a problem that the resolution of the device was insufficient.
そこで、光ではなく電子線を用いて解像度を上げた欠陥検査装置が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。 In view of this, a defect inspection apparatus having an increased resolution using an electron beam instead of light has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
本発明は上記の課題を解決するために提案されたものであり、100nm以下の欠陥検出最小寸法を有する欠陥検査装置を用いてリソグラフィ・マージンを高解像度で短時間に測定することができるレジスト・パターン又はその後の仕上がりウェーハの評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problem, and a resist film capable of measuring a lithography margin in a short time with high resolution using a defect inspection apparatus having a defect detection minimum dimension of 100 nm or less. An object is to provide a method for evaluating a pattern or a finished wafer thereafter.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、
電子線直接描画装置やエキシマレーザ・ステッパ等の露光装置によって形成されたレジスト・パターン又はその後の仕上がりウェーハの評価を行う評価方法であって、
ウェーハにマトリックス状に配列された複数のダイに対して、行方向にはドーズをステップ的に変化させ、列方向には焦点条件をステップ的に変化させることでドーズと焦点条件を2次元的マトリックス的に変化させて露光を行ったウェーハを準備するステップと、
上記複数のダイについて、予め決められた場所での線幅を各ダイ当たり予め決められた数だけ測定するステップと、
前記測定により、線幅が予め決められた範囲内に入っているダイと入っていないダイとを決定するステップと、
線幅が上記範囲内に入っている前記ダイについて欠陥検査を行うステップと、
前記ステップで得られた、欠陥の発生分布からリソグラフィマージンを評価するステップと、
を備えることを特徴とする評価方法、
を提供する。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1
An evaluation method for evaluating a resist pattern formed by an exposure apparatus such as an electron beam direct writing apparatus or an excimer laser stepper or a subsequent finished wafer,
For a plurality of dies arranged in a matrix on a wafer, the dose and focus conditions are changed stepwise in the row direction, and the focus conditions are changed stepwise in the column direction so that the dose and focus conditions are two-dimensionally matrixed. Preparing a wafer that has been subjected to exposure by varying the pattern,
Measuring the line width at a predetermined location for the plurality of dies by a predetermined number for each die; and
Determining, by the measurement, dies whose line width is within a predetermined range and dies that are not.
Performing a defect inspection on the die whose line width is within the range; and
Evaluating the lithography margin from the defect distribution obtained in the step;
An evaluation method characterized by comprising:
I will provide a.
請求項2の発明は、欠陥検査を行う前記ステップが、
前記ウェーハ上で、複数のピクセルからなる領域に電子ビームを照射するステップと、
前記ウェーハ上の前記領域から放出された二次電子又は反射電子を光学系で拡大して二次元画像を得るステップと、
を備えることを特徴とする。
The invention of claim 2 is characterized in that the step of performing the defect inspection comprises:
Irradiating a region of a plurality of pixels on the wafer with an electron beam;
Enlarging secondary electrons or reflected electrons emitted from the region on the wafer with an optical system to obtain a two-dimensional image;
It is characterized by providing.
請求項3の発明は、前記検出された欠陥がリソグラフィに起因する欠陥か否かを判断することを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、前記のリソグラフィに起因する欠陥が近接効果の補正の過剰又は不足による欠陥であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the defect caused by lithography is a defect due to excessive or insufficient correction of the proximity effect.
請求項5の発明は、欠陥検査を行う前記ステップが、前記ウェーハを一軸方向に連続移動させながら電子ビームを該一軸方向と直角な方向に走査して前記ダイの欠陥検出を行うステップを備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the step of performing the defect inspection includes a step of performing defect detection of the die by scanning the electron beam in a direction perpendicular to the uniaxial direction while continuously moving the wafer in the uniaxial direction. It is characterized by.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一つの発明を半導体デバイス製造方法に用いることを特徴とする。 A sixth aspect of the invention is characterized in that any one of the first to fifth aspects of the invention is used in a semiconductor device manufacturing method.
以下、図1〜図4を用いて、本発明に係るレジスト・パターン又はその後の仕上がりウェーハの評価方法の実施の形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for evaluating a resist pattern or a subsequent finished wafer according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明においては、電子線直接描画装置あるいはエキシマレーザ・ステッパ等の露光装置でウェーハ上に形成されたパターンの評価を行うために、まず、ウェーハに行列方向に並んだダイに対して、行方向にはドーズをステップ的に変化させ、列方向には焦点条件をステップ的に変化させて、ドーズと焦点条件とをウェーハ上で2次元マトリックス的に変化させ、ダイの露光及び現像を行ったウェーハを準備する。 In the present invention, in order to evaluate a pattern formed on a wafer with an exposure apparatus such as an electron beam direct writing apparatus or an excimer laser stepper, first, in the row direction, the dies arranged in the matrix direction on the wafer. The dose is changed stepwise, the focus condition is changed stepwise in the column direction, the dose and focus condition are changed in a two-dimensional matrix on the wafer, and the die is exposed and developed. Prepare.
即ち、図1は、上記のようにドーズとフォーカスの条件を2次元マトリックス的に変化させて電子ビーム描画装置(図示せず)によって作成された12インチ・ウェーハの一例を示している。例えば、ウェーハ1には、電子ビーム描画装置によって行方向にはドーズを0.9、0.95、1.00、1.05、1.10、1.15(×10−6クローン/cm2)と変化させ、列方向には0.7μmだけオーバーフォーカスした状態から順に0.1μm刻みで0.6μmアンダーフォーカスの状態まで変化させて形成した20mm×40mmのサイズの多数のダイが形成される。 That is, FIG. 1 shows an example of a 12-inch wafer produced by an electron beam drawing apparatus (not shown) by changing the dose and focus conditions in a two-dimensional matrix as described above. For example, a dose of 0.9, 0.95, 1.00, 1.05, 1.10, 1.15 (× 10 −6 clones / cm 2) is applied to the wafer 1 in the row direction by an electron beam drawing apparatus. ), And a large number of dies having a size of 20 mm × 40 mm are formed by changing from the overfocused state by 0.7 μm in the column direction to the 0.6 μm underfocused state in increments of 0.1 μm. .
例えば、図1のウェーハ11の一番上の列に配列されたダイ12は、ドーズが0.90(×10−6クローン/cm2)であり、焦点条件は図の左側のダイから右側のダイへ順に−0.4μmから+0.3μmまで0.1μmずつ対物レンズ電流を変化させて変化させられている。同様に、ウェーハ11の上から二番目の列に配列されたダイは、ドーズが0.95(×10−6クローン/cm2)であり、焦点条件は図の左側のダイから右側のダイへ順に−0.6μmから+0.5μmまで0.1μmずつ変化させられている。
For example, the
こうして作成されたウェーハ11において、各ダイについて、あらかじめ決められた場所での線幅をダイ当たり所定の数だけ、CD測定器で線幅を測定する。即ち、ウェーハ11を露光、現像した後、例えばCDSEMによって、全ダイの予め決められたパターンの線幅について、それぞれのダイにおいて5個所ずつ測定を行う。その結果、右下がりの斜線で示すダイ12は設計寸法100nmである筈の線幅(露光部幅)が90nm未満しかなく、設計仕様を満たしていないことが判明したとする。また、右上がりの斜線で示すダイ13は設計寸法100nmである筈の線幅(露光部幅)が110nm以上もあり、設計仕様を満たしていないことが判明したとする。その結果、ハッチングが施されていないダイについては、そのような線幅不良は測定されず、欠陥検査を行う価値のあるダイであることが決まる。そこで、このようなダイについて次に示す欠陥検査を行い、欠陥を検出する。
In the
リソグラフィ・マージンの評価にあったっては、メモリ・セル22と周辺パターン部23との境界付近で最も近接効果が問題となる。これらの領域を電子線で検査することが効率的である。本発明では、それぞれのダイ21は、図2に示すように、中央のメモリ・セル22とそれに隣接する周辺パターン部23とを有しているので、こうしたパターン密度が変化している境界の領域を欠陥検査装置によって優先的に検査するのが効率的である。当該境界領域を含む細長い走査領域24、25がメモリ・セル23の両側に設定される。各走査領域24、25は、一つのストライプの半分はメモリ・セル部22、他の半分は周辺パターン部23となるよう設定される。
In evaluating the lithography margin, the proximity effect is most problematic near the boundary between the
実際には、欠陥検査のため、それぞれのダイ21を、走査領域24、25を含み且つこれら走査領域に相当する幅の複数のストライプに分け、各ストライプ毎に走査が行われる。図2に示すように、それぞれの走査領域24、25の長さ方向をy方向とし、このy方向に直角な方向をx方向とすると、ウェーハ11の欠陥検査を行うために、欠陥検査装置は、矩形断面の電子ビームをx方向に1ストライプの幅に相当する長さだけ照射しながらウェーハ11をy方向に連続移動させることによって、1つのストライプについての走査を終了し、次いで、その隣のストライプについて同様の走査を行う。これを反復することによって、各走査領域24、25の走査を完了し、欠陥の有無を検査する。
Actually, for defect inspection, each die 21 is divided into a plurality of stripes including
図3は、上記の評価を行うために本発明のレジスト・パターン又は仕上がりウェーハの評価方法で用いることができる欠陥検査装置の一例の構造を示している。LaB6カソードを有する電子銃31から放出された一次ビーム32をコンデンサ・レンズ33で収束し、NA開口35上にクロスオーバを形成する。このとき、コンデンサ・レンズ33の直下に設けられた長方形のビーム成形開口34によって、視野外の電子線は除去される。コンデンサ・レンズ33を通過した一次ビーム32は、照射レンズ36によって、ウェーハWのダブレット型対物レンズ39、40による共役面41に長方形ビームを形成する。
FIG. 3 shows an example of the structure of a defect inspection apparatus that can be used in the resist pattern or finished wafer evaluation method of the present invention to perform the above evaluation. The L a B 6
この長方形ビームはE×B分離器38でウェーハWの法線方向へ曲げられ、対物レンズ39、40でウェーハWの面に合焦される。このとき、一次ビームの軌道42は、二次ビーム43の軌道とは離れた場所を通るので、一次ビーム32の持つ空間電荷の影響によって二次ビーム43のボケが増加することはない。
The rectangular beam is bent in the normal direction of the wafer W by the E ×
こうして一次電子光学系で成形された一次ビーム32は、ウェーハWの面上の例えば51.2μm×25.6μmの領域よりも10μm程度広い領域を照射する。一次ビーム32は8極の静電偏向器37によって紙面に直角の方向で長方形の短辺方向に例えば205μの幅で走査され、同時に、ウェーハWを載置する台(図示せず)はこれと直角の方向に連続的に移動される。
The
ウェーハWには−4kVが印加されている。そのため、ウェーハWの走査された面から放出された二次ビーム43はウェーハWの法線方向に加速され、収束されて対物レンズ40、39を通過し、E×B分離器38の偏向支点に拡大像を作る。対物レンズ39、40は対称ダブレットに近い形に設計されているので、歪と倍率色収差は低減されて小さい。E×B分離器38で曲げられることなく通過した二次ビーム43は拡大レンズ45、46、48で拡大され、MCP(マルチチャンネル・プレート)49の前面にウェーハWの拡大像を作る。
A −4 kV voltage is applied to the wafer W. Therefore, the
この二次電子光学系においては、一次ビーム32の走査に同期して、偏向器44によって、二次ビーム43が拡大レンズ45の中心近くを通るように二次ビーム43の経路の補正が行われ、さらに、偏向器47よって収差が小さくなるよう偏向補正が行われる。このため、二次ビーム43に生じる収差はほとんどが最初の二段のレンズ39、40による収差に制限されるので、二次電子光学系は低収差にされる。
In this secondary electron optical system, in synchronization with the scanning of the
二次ビーム43は、MCP49により、その像の各ピクセルでの電子数が104倍程度に増倍された後、シンチレータ板50で光の像に変えられる。このとき、MCP49の後面とシンチレータ板50との間には加速電圧が印加されるが、MCP49の後面とシンチレータ板50の前面との間には500μm程度のギャップが設けられるため、デルタ関数的な電子数分布を持つ二次ビームがMCP49の前面に入射したときでも、シンチレータ50の前面では30μ程度にビームが広がってしまう。したがって、二次電子光学系の倍率を、ウェーハWの面上で例えば100nmのピクセルがシンチレータ板50の前面において60μm以上に拡大されるような倍率、即ち600倍以上に選定することが好ましい。
シンチレータ板50で形成された光の像は光のリレー・レンズ51でTDIカメラ52の受光面に合焦される。なお、TDIカメラ52のピクセルとシンチレータ板50のピクセルとの寸法の相違も、リレー・レンズ51の倍率を適切に選ぶことによって一致させることができる。
The light image formed by the
次に、図4を用いて、本発明に係るレジスト・パターン又は仕上がりウェーハの評価方法に従ってウェーハの欠陥検査を行うためのステップについて説明する。図2について説明したとおり、1個のダイ61の走査は、x方向の幅が100〜200μmの複数のストライプ62のそれぞれに対して行われる。図3に示す欠陥検査装置によって形成される電子ビームの断面形状63は、ウェーハ11の面上においてほぼ矩形である。この断面形状63のうちy方向の辺64とx方向の辺65とで囲まれる矩形の照射域66の中では、一次電子ビームは十分に一様な強度を持つ。図4は、この照射域66の中に複数のピクセル67、68、69、70、・・・が含まれることを示している。
Next, with reference to FIG. 4, steps for performing a wafer defect inspection according to the method for evaluating a resist pattern or a finished wafer according to the present invention will be described. As described with reference to FIG. 2, the scanning of one die 61 is performed on each of the plurality of
欠陥検査装置は、ウェーハ11を+y方向に連続的に移動させながら、電子ビームを+x方向に1個のストライプ62の一端から1個のピクセルの幅ずつ移動させていき、他端に達するると元の端までフライバックさせる。具体的には、照射域66の図に向かって右側の辺71が1個のストライプ62の左端に達すると、欠陥検査装置は二次電子の検出を開始する。この開始時点からストライプ上の1ピクセル分だけ右へ電子ビームが、したがって照射域66が移動すると、TDIカメラ52(図3)の第1の画素列に、ストライプ62の一番左側にy方向に並ぶピクセルのうち照射域66内に入るピクセルから検出された二次電子を表す二次電子信号が入力される。
The defect inspection apparatus moves the electron beam in the + x direction from one end of one
更に電子ビームがストライプ62上を1ピクセル分だけ右へ進むと、TDIカメラ52の第1の画素列に保持されていた二次電子信号は左へ転送され、第1の画素列には、ストライプ62の一番左側にy方向に並ぶピクセルのうち照射域66内に入るピクセルから検出された二次電子を表す二次電子信号が入力され、第2の画素列には、ストライプ62の左から2番目にy方向に並ぶピクセルのうち照射域66内に入るピクセルからの二次電子信号が入力される。
When the electron beam further advances to the right on the
こうして電子ビームを1ピクセルに相当する幅ずつストライプ62上を右へ移動させていく毎に、ストライプ62の一番左側にy方向に並んだピクセルのうち照射域66内に入るピクセルからの二次電子信号は、TDIカメラ52において左へ転送されて加算されていく。そして、矩形66の左端の辺64がストライプ62の一番左側にy方向に並ぶピクセルを通過すると、TDIカメラ52の画素から、ストライプ62の一番左側に並ぶ画素からの二次電子信号に相当する信号が出力される。
Thus, every time the electron beam is moved to the right on the
以下、同様の動作が繰り返され、照射域66の左側の辺64がストライプ62の右端72を通過すると、ストライプ62の一番右側にy方向に並ぶピクセルのうち照射域66内に入るピクセルからの二次電子信号が出力されて1回の+x方向の走査が終了する。一走査が終了すると、欠陥検査装置は電子ビームをストライプ62の左端にフライバックさせる。ステージはy方向に連続移動しているので、ダイ61は+y方向に辺64の長さに相当する距離だけ移動している。この後、上に述べたのと同様の走査が始まる。
Thereafter, the same operation is repeated, and when the
実際には、各回の走査の期間においてウェーハ11したがってダイ61は+y方向に連続的に移動させられているので、電子ビームはダイ61の+y方向の移動速度を補正するように−y方向にも走査されることになる。しかし、電子ビームの断面形状63は縦横に配列された所定数のピクセルを余裕を持ってカバーするに足るサイズの照射域66を有するので、あまり高精度な走査を行う必要は無い。ウェーハ11の振動やy方向の移動速度の速度ムラが検出されると、ストライプ上の被測定位置がMCP49に正しく像を作るよう、二次電子光学系において位置補正が行われる。
Actually, since the
図4において、1個のダイ61について走査が完了すると、続いて走査はダイ61にy方向に隣接するダイ73に対して行われ、こうして1個のストライプ62をウェーハ11の+y方向の端のダイまで走査が終了すると、今度は欠陥検査装置はウェーハ11を−y方向に機械的に移動させながら、ストライプ62に隣接するストライプ74の走査を行う。
In FIG. 4, when the scanning for one
こうして検出された欠陥がリソグラフィに起因する欠陥かゴミ等のそのほかの欠陥かを判断し、その結果としてゴミ等のリソグラフィ条件とは無関係な欠陥は除去され、過剰な近接効果補正によるパターン異常や不足の近接効果補正によるパターン異常等の、リソグラフィに関係する欠陥のみを選別し、リソグラフィに起因する欠陥の発生分布を調べてリソグラフィ・マージンを評価する。この結果、○印を付したダイ14はリソグラフィに起因する欠陥がなかったダイである。 It is judged whether the defect detected in this way is a defect caused by lithography or other defects such as dust, and as a result, defects such as dust that are not related to lithography conditions are removed, and pattern anomalies or shortages due to excessive proximity effect correction are removed. Only defects related to lithography, such as pattern anomalies due to proximity effect correction, are selected, and the occurrence distribution of defects caused by lithography is examined to evaluate the lithography margin. As a result, the die 14 marked with a circle is a die having no defect caused by lithography.
こうした場合、以上の評価から、リソグラフィ・マージンは、0.1μmオーバフォーカスから0.2μmアンダーフォーカスの間であり、且つ、ドーズが1.0〜1.10μc/m2の範囲であると言える。 In such a case, from the above evaluation, it can be said that the lithography margin is between 0.1 μm overfocus and 0.2 μm underfocus, and the dose is in the range of 1.0 to 1.10 μc / m 2 .
本発明に係るレジスト・パターン又は仕上がりウェーハの評価方法は、例えば図5及び図6に示す半導体デバイス製造方法において実施すると有効である。図5に示す製造方法は次の各主工程を含む。なお、各主工程は幾つかのサブ工程からなる。 The method for evaluating a resist pattern or a finished wafer according to the present invention is effective when implemented, for example, in the semiconductor device manufacturing method shown in FIGS. The manufacturing method shown in FIG. 5 includes the following main steps. Each main process consists of several sub-processes.
(1)ウェーハP12を製造する(又はウエハを準備する)工程P11、
(2)露光に使用するマスク(レチクル)P22を製造するマスク製造工程(又は、マスクを準備するマスク準備工程)P21、
(3)必要な加工処理をウェーハP12に対して行うウェーハ・プロセッシング工程P13、
(4)ウェーハP12に形成されたチップP15を1個ずつ切り出して動作可能にするチップ組み立て工程P14、
(5)チップ組み立て工程P14で作られたチップP15を検査し、検査に合格したチップを製品P17とするチップ検査工程P16。
(1) Process P11 for manufacturing wafer P12 (or preparing a wafer),
(2) A mask manufacturing process for manufacturing a mask (reticle) P22 used for exposure (or a mask preparing process for preparing a mask) P21,
(3) Wafer processing step P13 for performing necessary processing on wafer P12;
(4) Chip assembling process P14 that enables the chip P15 formed on the wafer P12 to be cut and operated one by one,
(5) A chip inspection process P16 in which the chip P15 made in the chip assembly process P14 is inspected and a chip that has passed the inspection is a product P17.
これらの主工程の中で、半導体デバイスの性能に決定的な影響を及ぼす主工程が、ウェーハ・プロセッシング工程P13である。この工程は、設計された回路パターンをウエーハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動作するチップを多数形成する。ウェーハ・プロセッシング工程P13は次の工程を含む。 Among these main processes, the main process that has a decisive influence on the performance of the semiconductor device is the wafer processing process P13. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs. The wafer processing process P13 includes the following processes.
(イ)絶縁層となる誘電体薄膜や、配線部又は電極部を形成する金属薄膜を形成する薄膜形成工程(CVDやスパッタリング等を用いる)、
(ロ)薄膜層やウェーハ基板を酸化する酸化工程、
(ハ)薄膜層やウェーハ基板等を選択的に加工するためのマスク(レチクル)P22を用いてレジストのパターンを形成するリソグラフィー工程P23、
(ニ)イオン・不純物注入・拡散工程、
(ホ)レジスト剥離工程、
(ヘ)さらに加工されたウェーハを検査する検査工程。
なお、ウェーハ・プロセッシング工程P13は必要な層数だけ繰り返し実施され、設計どおり動作する製品(半導体デバイス)P17が製造される。
(A) A thin film forming step (using CVD, sputtering, or the like) for forming a dielectric thin film to be an insulating layer or a metal thin film for forming a wiring portion or an electrode portion,
(B) oxidation process for oxidizing thin film layers and wafer substrates,
(C) a lithography process P23 for forming a resist pattern using a mask (reticle) P22 for selectively processing a thin film layer, a wafer substrate, and the like;
(D) Ion / impurity implantation / diffusion process,
(E) resist stripping step,
(F) An inspection process for inspecting a further processed wafer.
The wafer processing step P13 is repeatedly performed for the required number of layers, and a product (semiconductor device) P17 that operates as designed is manufactured.
図5のウェーハ・プロセシング工程P13の中核をなすのはリソグラフィー工程P23であり、図6はリソグラフィー工程P23で実施される工程を示している。すなわち、リソグラフィー工程P23は、
(a)前段の工程で回路パターンが形成されたウェーハ上にレジストをコーティングするレジスト塗布工程P31、
(b)レジストを露光する露光工程P32、
(c)露光されたレジストを現像してレジストのパターンを得る現像工程P33、
(d)現像されたレジスト・パターンを安定化させるためのアニール工程P34、
を含む。
The core of the wafer processing step P13 in FIG. 5 is the lithography step P23, and FIG. 6 shows the steps performed in the lithography step P23. That is, the lithography process P23
(A) a resist coating step P31 for coating a resist on the wafer on which the circuit pattern is formed in the previous step;
(B) an exposure step P32 for exposing the resist;
(C) Development step P33 for developing the exposed resist to obtain a resist pattern;
(D) An annealing step P34 for stabilizing the developed resist pattern;
including.
以上説明した半導体デバイス製造工程、ウェーハ・プロセッシング工程P13、リソグラフィー工程P23は周知のものであり、それらの工程についての詳細な説明は省略する。 The semiconductor device manufacturing process, the wafer processing process P13, and the lithography process P23 described above are well known, and detailed descriptions thereof are omitted.
本発明に係るレジスト・パターン評価方法をチップ検査工程P16に対して用いて欠陥検査を行うと、微細なパターンを有する半導体デバイスでも、スループット良く検査を行うことができ、全数検査が可能となるばかりでなく、製品の歩留まりを向上させ、欠陥製品の出荷を防止することが可能になる。 When the defect inspection is performed by using the resist pattern evaluation method according to the present invention for the chip inspection step P16, even a semiconductor device having a fine pattern can be inspected with a high throughput, and only 100% inspection is possible. In addition, it is possible to improve the yield of products and prevent shipment of defective products.
以上説明したところから理解されるように、光では0.1μm以上の解像度しか得られないのに対して、電子線では0.1μm以下の解像度も実現可能であるので、従来の光方式の欠陥検査に比べて、本発明は高解像度でリソグラフィ・マージンを測定することができるという格別の効果を奏する。また、本発明は、全部のダイについて欠陥検査を行うのではなく、線幅が正常なダイのみについて欠陥検査を行うので、欠陥検査の時間を短縮することができる。 As can be understood from the above description, the resolution of 0.1 μm or more can be obtained with light, whereas the resolution of 0.1 μm or less can be realized with an electron beam. Compared to inspection, the present invention has a special effect that the lithography margin can be measured with high resolution. Further, according to the present invention, the defect inspection is not performed for all the dies but only for the dies having a normal line width, so that the time for the defect inspection can be shortened.
11:ウェーハ、 12:線幅が細く形成されたダイ、 13:線幅が太すぎるダイ、 14:リソグラフィに起因する欠陥が無いダイ、 21:ダイ、 22:周辺回路部、 23:メモリ・セル部、 24、25:走査領域、 31:電子銃、 32:一次電子ビーム 33:コンデンサレンズ、 34:ビーム成形開口、 35:NA開口、 36:照射レンズ、 37:走査偏向器、 38:E×B分離器、 39、40:ダブレット型対物レンズ、 42、43:軌道、 44、47:偏向器、 45、46、48:拡大レンズ、 49:MCP、 50:シンチレータ板、 51:リレー・レンズ、 52:TDIカメラ、 W:ウェーハ、 61:ダイ、 62:ストライプ、 63:電子ビームの断面形状、 66:照射域、 67〜70:ピクセル、 71:画像形成に使われる電子ビームの端、 72:ストライプの端、 73:隣のダイ、 74:隣のストライプ 11: Wafer, 12: Die with a narrow line width, 13: Die with a too wide line width, 14: Die without defects caused by lithography, 21: Die, 22: Peripheral circuit section, 23: Memory cell Part, 24, 25: scanning region, 31: electron gun, 32: primary electron beam 33: condenser lens, 34: beam shaping aperture, 35: NA aperture, 36: irradiation lens, 37: scanning deflector, 38: E × B separator, 39, 40: Doublet type objective lens, 42, 43: Orbit, 44, 47: Deflector, 45, 46, 48: Magnifying lens, 49: MCP, 50: Scintillator plate, 51: Relay lens, 52: TDI camera, W: Wafer, 61: Die, 62: Stripe, 63: Cross section of electron beam, 66: Irradiation area, 67-70: Pic Le, 71: end of the electron beam used for image formation, 72: end of the stripe, 73: next to the die, 74: next stripe
Claims (6)
ウェーハにマトリックス状に配列された複数のダイに対して、一軸方向にはドーズをステップ的に変化させ、他軸方向には焦点条件をステップ的に変化させることによりドーズと焦点条件を2次元的マトリックス的に変化させて露光を行ったウェーハを準備するステップと、
前記複数のダイについて、予め決められた場所での線幅を各ダイ当たり予め決められた数だけ測定するステップと、
前記の測定により、線幅が予め決められた範囲内に入っているダイと入っていないダイとを決定するステップと、
線幅が上記範囲内に入っている前記ダイについて欠陥検査を行うステップと、
前記ステップで得られた、欠陥の発生からリソグラフィマージンを評価するステップと、
を備えることを特徴とする評価方法。 An evaluation method for evaluating a resist pattern formed by an exposure apparatus such as an electron beam direct writing apparatus or an excimer laser stepper or a subsequent finished wafer,
For a plurality of dies arranged in a matrix on a wafer, the dose and focus condition are two-dimensionally changed by stepwise changing the dose in one axis direction and stepping the focus condition in the other axis direction. Preparing a wafer subjected to exposure by changing in a matrix; and
Measuring the line width at a predetermined location for the plurality of dies by a predetermined number for each die; and
Determining the die whose line width falls within a predetermined range and the die that does not enter by the measurement;
Performing a defect inspection on the die whose line width is within the range; and
Evaluating the lithography margin from the occurrence of defects obtained in the step;
An evaluation method comprising:
前記ウェーハ上で、複数のピクセルからなる領域に電子ビームを照射するステップと、
前記ウェーハ上の上記領域から放出された二次電子又は反射電子を光学系で拡大して二次元画像を得るステップと、
を備えることを特徴とする評価方法。 The evaluation method according to claim 1, wherein the step of performing a defect inspection includes:
Irradiating a region of a plurality of pixels on the wafer with an electron beam;
Enlarging secondary electrons or reflected electrons emitted from the region on the wafer with an optical system to obtain a two-dimensional image;
An evaluation method comprising:
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