JP2006138864A - 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】荷電粒子線を試料上で走査し、試料より放出された二次電子に基づいて、試料上に形成されたパターン等の線幅等を測長する荷電粒子線装置において、試料の物性に基づいて決定される照射密度を上回らないように前記荷電粒子線の走査線間隔を設定する。或いは予め記憶された近似関数に基づいて測長値を演算する。
【選択図】図1
Description
1)走査領域と像領域共に矩形とし、それぞれ矩形の一辺を長さとする同一本数の走査線で構成する。
2)走査領域と像領域では走査線長と走査線間距離の比を一致させることが一般に行われている。
28内の画像メモリに蓄積されるようになっている。なお、本実施例装置は二次電子検出器12を備えているが、これに限られることはなく、反射電子を検出する反射電子検出器や光,電磁波,X線を検出する検出器を二次電子検出器に替えて、或いは一緒に備えることも可能である。
ArFレジストパターンのシュリンクはレジストに入射する収束電子線のエネルギーによる化学反応が原因であると考えられる。そこで収束電子線のパターンへの加速電圧
Vacc ,電子線電流密度Ipd,とシュリンク量の関係を実験的に求めると、ライン形状のパターンにおけるシュリンク量2S(片側のエッジでのシュリンク量をSとして、両エッジでのシュリンク量)は、発明者の実験では(1)の実験式に従った。
2S=K1・Vacc K2・{1−exp(−(Ipd 0.5・n/K3))} (1) ここで、2S:シュリンク量(両側)、Vacc:加速電圧(V)、K1,K2,K3:レジストによって決まるパラメータ、n:測定回数である。従って、電子線の照射によるArFレジストのシュリンク量を抑えるためには、電子線の照射密度を下げることが有効であることがわかる。
(a)はパターンが直線形状のラインパターンの場合である。従来の技術では、試料像の観察や測定の場合、試料像の縦方向と横方向の倍率が高い精度で同じ倍率になるように走査線の長さと間隔が制御されるため、図中にaで示す正方領域で走査されていた。しかし、この電子線の走査方法ではパターンが微細になると、測定精度を維持するために像倍率を上げざるを得ず、結果として電子線を走査する正方領域が小さくなって、単位面積あたりの電子線の照射密度が高くなる。このため、電子線の照射によって物理的・化学的な変化を引き起こすような試料、例えばArFレジストのように収縮をする試料の場合、前述の(1)式に従い、電子線の照射によってパターンに寸法変化が生じ、寸法値を精度よく安定して測定できない問題がある。
図中(1)にて、一次電子線がArFレジストに進入し、飛程Rの距離の間レジスト分子と衝突・散乱を繰り返して停止する。図中(2)で電子線が次々と進入すると、電子線の影響を受けたレジスト領域にシュリンクが発生する。ただし、電子線の影響を受けた部分全てがシュリンクするのではなく、レジストによって定まるパラメータK1の割合だけシュリンクする。新たに進入した電子は、シュリンクしたレジスト、前の電子の影響を受けたがシュリンクしなかったレジスト、前の電子の影響を受けなかった新しいレジストに影響して新たにレジストのシュリンクを引き起こす。図中の破線はシュリンク前のレジストの位置を表している。図中(3)でシュリンクを引き起こした領域と電子線の飛程が一致してシュリンクが終了する。
32,…については設定を受け付けないようになっている。本実施例装置の場合、予め所定の許容シュリンク量が設定されており、(1)式に従って少なくとも1つの光学パラメータが設定されると、他のパラメータの許容値が算出され、その許容値を超える設定を禁止するようなシーケンスが組み込まれている。以上のような構成によればシュリンクを極力少なくした状態で、適正な観察条件を設定することが可能となる。
半導体素子ではその設計性能を実現するために、回路パターンの形状・寸法を厳しく管理することが必要であり、そのため、検査工程では微細な寸法を測長できる測長電子顕微鏡が使われている。しかし、観察・測定過程において、測長のための電子線照射で図4
(1)〜(3)に示すようにパターン形状が変化してしまう。ラインパターンであれば図8(a)に示すように測長値が測定前の寸法より小さく現れ、ホールパターンであれば逆に図8(b)に示すように測長値が測定前の寸法より大きく現れてしまい、シュリンクが生じる前の寸法が判らないという問題がある。
(図9(b))。この近似関数はパターン寸法の変化(減少)の推移を示す関数である。
ここで、ばらつきの評価に用いるゼロ回値の数は、任意の回数とし、選択できるようにしても良い。
M0,2=Fit(M1,M2,・・・,Mm,Mm+1)
・ ・ ・ (2) ・ ・ ・
・ ・ ・
M0,n=Fit(M1,M2,・・・,Mm,・・・,Mm+n-1)
ここで、M0,nはn個目のゼロ回値、Mmはm回目の測長値を示し、Fit( ) は選択された測長値にフィットした近似関数を示している。
このときの値は、図9(a)中の1回目の測定点(M1 )として記憶される。引続き同じ測定点で測定を行い、それぞれ測長値M2,M3,・・・,Mm として記憶し、測長回m回でm個の測長点から図9(b)に示すように、制御演算装置30で測定回数に対する測長値の近似関数を算出し(図9(b)は4次式で近似した場合の例を示す。また、図14ではm=3としている。)、次いで図9(c)のごとく測定回数ゼロ回に外挿してゼロ回値M0,1を算出・記憶する。引続き測長を行ったとき、順次フロー1413にて、(m+1)個,(m+2)個,・・・,(m+n−1)個の測長点からそれぞれ近似関数を算出し、ゼロ回値の算出・記憶を行う。フロー1414にて測長が終了したら、フロー1415にて、ゼロ回値の標準偏差σを算出し、フロー1416にて表示装置26上にn個のゼロ回値および近似関数,データのばらつき(3σ)などを表示する。
M0,1を算出・記憶する。
1806にて、算出した3σが所定値以下になるか、もしくはΔn の値がフロー1501にて入力したXを超えないか(5)式または(11)式を用いて判断する。
(10)式を用いて直線成分補正後の試料の変化量Δ″の算出、および直線成分補正後のゼロ回値M0,n″ のばらつき3σ″を算出し、フロー1908にて、直線成分補正後のゼロ回値M0,n″ ,ばらつき3σ″,試料の変化量Δ″、および近似関数などを表示装置
26に表示する。以上のような構成によれば、コンタミネーションの付着があっても正確な近似関数を求めることが可能になる。
Claims (5)
- 電子源と、当該電子源から放出される電子線を、X方向が前記電子線の走査線方向として、且つY方向が前記走査線方向とは直交する方向として走査する偏向器と、前記電子線の走査によって試料から放出される電子を検出する検出器と、当該検出器の出力に基づいて前記試料上のパターン寸法を測定する制御プロセッサを備えた走査電子顕微鏡において、
前記制御プロセッサは、前記X方向に10万倍以上の倍率を設定する設定手段を備え、当該設定されたX方向の倍率に基づいて、当該X方向が短辺であり、前記Y方向が長辺となるように、前記設定されたX方向の倍率に基づく走査幅を維持しつつ、前記走査線間の間隔を拡張することによって長方形状に前記電子線を走査するよう前記偏向器を制御し、
前記検出器によって検出された電子に基づいて、前記Y方向の倍率を前記X方向の倍率より低倍率となるように、前記X方向に対し、相対的にY方向に狭めて画像を形成すると共に、当該形成された画像に基づいて、前記試料上のパターンのX方向の寸法を測定することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 請求項1において、
前記設定手段は、前記X方向の倍率とY方向の倍率の組み合わせを複数備え、前記制御プロセッサは、当該複数のY方向の倍率の設定に応じて、前記走査線間の間隔を変化させるように、前記偏向器を制御することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 試料に電子線をX−Y方向に、前記X方向が前記電子線の走査線方向として、且つ前記Y方向が前記走査線方向とは直交する方向として、走査させ、当該走査領域から放出される電子を検出して当該領域の画像を形成し、当該形成された画像に基づいて、前記試料上のパターンの寸法を測定する試料寸法測定方法において、
線幅が0.1μm 以下であって、前記Y方向に長手方向を持つラインパターンに対し、前記X方向が短辺であり、Y方向が長辺となるように、前記走査線間間隔を拡張して長方形状に、前記電子線を走査し、当該走査領域から放出された電子に基づいて、前記X方向の倍率が10万倍以下であり、前記Y方向の倍率が、前記X方向の倍率より低倍率となるように、前記Y方向に狭めて画像を形成し、当該形成された画像に基づいて、前記ラインパターンの線幅を測定することを特徴とする試料寸法測定方法。 - 請求項3において、
前記試料は、フッ化アルゴン(ArF)エキシマレーザ光に反応するフォトレジストであることを特徴とする試料寸法測定方法。 - 電子源と、当該電子源から放出される電子線を、X方向が前記電子線の走査線方向として、且つY方向が前記走査線方向とは直交する方向として走査する偏向器と、前記電子線の走査によって試料から放出される電子を検出する検出器と、当該検出器の出力に基づいて前記試料上のパターン寸法を測定する制御プロセッサを備えた走査電子顕微鏡において、
前記制御プロセッサは、前記電子線の加速電圧,電流,倍率、及び走査回数の少なくとも1つを設定する設定手段を備え、当該設定手段によって設定された電子線の加速電圧,電流,倍率及び走査回数の少なくとも1つと、前記パターンに電子線を照射したときの減少量との関係に基づいて、前記電子線の加速電圧,電流,倍率及び走査回数の少なくとも他の1つの許容値を決定することを特徴とする走査電子顕微鏡。
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---|---|---|---|
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---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006505093A (ja) * | 2002-02-04 | 2006-02-09 | アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド | 荷電粒子感応性レジストの為のシステム及び方法 |
JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2011113776A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線顕微鏡および当該荷電粒子顕微鏡の制御方法 |
JP2013068864A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Fujitsu Semiconductor Ltd | マスクパターン補正装置、マスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラム |
US9830524B2 (en) | 2011-08-22 | 2017-11-28 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for estimating shape before shrink and CD-SEM apparatus |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5330865A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Hitachi Ltd | Electron microscope provided with sample irradiating electron beam quantity measuring unit |
JPS59150155U (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-06 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
JPS59201351A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-14 | Shimadzu Corp | 走査型電子顕微鏡 |
JPS59214151A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置等における二次元画像デ−タの表示方法 |
JPS61148312A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-07 | Hitachi Ltd | 検査方法 |
JPS62192609A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Fuji Electric Co Ltd | 微小凹凸の深さ測定方法 |
JPS6376252A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Toshiba Corp | 位置決め装置 |
JPH02159508A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビームを用いた測定装置における照射条件決定方法およびそれに用いる評価パタン |
JPH0574399A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-26 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
JPH0950778A (ja) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡 |
JPH1050245A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法 |
JP2001147112A (ja) * | 1999-11-22 | 2001-05-29 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
JP2001273865A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Fujitsu Ltd | 走査型電子顕微鏡装置とその制御方法 |
WO2003021186A1 (fr) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Hitachi, Ltd. | Procede pour mesurer les dimensions d'un echantillon et microscope electronique a balayage |
JP2003142018A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Fujitsu Ltd | 走査型表面観測装置 |
JP2005331524A (ja) * | 2001-08-29 | 2005-12-02 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
-
2005
- 2005-12-19 JP JP2005364195A patent/JP2006138864A/ja active Pending
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5330865A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Hitachi Ltd | Electron microscope provided with sample irradiating electron beam quantity measuring unit |
JPS59150155U (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-06 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
JPS59201351A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-14 | Shimadzu Corp | 走査型電子顕微鏡 |
JPS59214151A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置等における二次元画像デ−タの表示方法 |
JPS61148312A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-07 | Hitachi Ltd | 検査方法 |
JPS62192609A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-24 | Fuji Electric Co Ltd | 微小凹凸の深さ測定方法 |
JPS6376252A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Toshiba Corp | 位置決め装置 |
JPH02159508A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビームを用いた測定装置における照射条件決定方法およびそれに用いる評価パタン |
JPH0574399A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-26 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
JPH0950778A (ja) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡 |
JPH1050245A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法 |
JP2001147112A (ja) * | 1999-11-22 | 2001-05-29 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
JP2001273865A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Fujitsu Ltd | 走査型電子顕微鏡装置とその制御方法 |
WO2003021186A1 (fr) * | 2001-08-29 | 2003-03-13 | Hitachi, Ltd. | Procede pour mesurer les dimensions d'un echantillon et microscope electronique a balayage |
JP2005331524A (ja) * | 2001-08-29 | 2005-12-02 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2003142018A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Fujitsu Ltd | 走査型表面観測装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CHUNG-HSI J. WU, ET AL.: ""Investigation on the Mechanism of the 193nm Resist Linewidth Reduction During the SEM Measurement", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 4345, JPN6008028380, 26 February 2001 (2001-02-26), pages 190 - 199, XP001149963, ISSN: 0001548015 * |
TAKANORI KUDO, ET AL.: ""CD Changes Of 193nm Resists During SEM Measurement"", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 4345, JPN6008028390, 26 February 2001 (2001-02-26), pages 179 - 189, ISSN: 0001548014 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007003535A (ja) * | 2001-08-29 | 2007-01-11 | Hitachi Ltd | 試料寸法測定方法及び走査型電子顕微鏡 |
JP2006505093A (ja) * | 2002-02-04 | 2006-02-09 | アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド | 荷電粒子感応性レジストの為のシステム及び方法 |
JP2011113776A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線顕微鏡および当該荷電粒子顕微鏡の制御方法 |
US9830524B2 (en) | 2011-08-22 | 2017-11-28 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for estimating shape before shrink and CD-SEM apparatus |
JP2013068864A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Fujitsu Semiconductor Ltd | マスクパターン補正装置、マスクパターン補正方法及びマスクパターン補正プログラム |
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