JP2007187538A - 荷電粒子線装置及びそれを用いた画像取得方法 - Google Patents
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Abstract
半導体装置等の微少寸法(CD値)を計測するのに用いられる荷電粒子線装置において,試料への電子ビームのランディング角がばらつきことに起因するCD値ばらつきを低減する方法,及び,装置間の電子ビームランディング角の差違に起因する機差を低減する方法を提供する。
【解決手段】
結晶異方性エッチングの技術により作製した各面のなす角が既知の多面体構造物が視野内に複数含まれるように配置した較正用サンプルを用い,各多面体構造物の画像上での幾何学的な変形をもとに,視野内の各位置のビームランディング角を算出し,視野内の各位置のビームランディング角が等しくするビーム制御パラメータを予め登録しておき,寸法計測を行う際は,計測対象パターンの視野内での位置に応じて,上記登録したビーム制御パラメータを適用することにより,等しいビームランディング角にて,計測用の画像を取得する。
【選択図】 図1
Description
半導体パターンの微細化により,測長SEMの計測精度に対する要求は年々厳しさを増しており,従来からの装置単体の計測再現性に対する要求に加え,その処理能力と半導体生産量との関係から複数台の装置が併用されることが多いことから,装置間の計測寸法差(機差)低減も重要な課題となっている。
(a)較正:結晶異方性エッチングの技術により作製した各面のなす角が既知の多面体構造物が視野内に複数含まれるように配置した較正用サンプルを用い,各多面体構造物の画像上での幾何学的な変形をもとに,視野内の各位置のビームランディング角を算出し,視野内の各位置のビームランディング角が等しくするビーム制御パラメータを予め登録する。
(b)計測:計測対象パターンの視野内での位置に応じて,上記登録したビーム制御パラメータを適用することにより,等しいビームランディング角にて,計測用の画像を取得する。
また,上記(a)の較正と(b)の計測を各装置にて実施することにより,実質的に各装置のビームランディング角が等しくなるため,置間の電子ビームランディング角の差違によって生じていた機差をなくすことが可能となる。
〔変形例1〕
図11に第1の変形例に係る,較正のフローチャート200’と計測のフローチャート300’を示す(ぞれぞれ,図11(a),(b))。図11(a)および(b)のフローチャートにおいて、図1のフローチャートと同じ番号の箇所は、図1で説明したのと同じ処理を行う。上記に説明した実施例では、較正のフロー200におけるステップ209において,図5におけるパラメータP,Q,dx,dyを求めたが,本変形例1では,単純に視野上の各ピラミッドの位置(x,y)にて計算したビームランディング角を記述したテーブルを作成する(ステップ209’)。そして,各位置ごとに,必要なビーム制御パラメータ(対物レンズに対するビームの入射条件,及び,収差を補正するための,集束レンズの設定条件)を記述したテーブルを作成し,これを登録する(ステップ210’)。
〔変形例2〕
図12に変形例2に係る,較正のフローチャート400と計測のフローチャート500を示す(ぞれぞれ,図12(a),(b))。上記した実施例及び変形例1は,イメージシフト量によらずビームランディング角を垂直にすることを意図した実施例であるが,イメージシフト量によらず,所定のビームランディング角による傾斜像取得を意図したのが本実施例である。図12(a)および(b)のフローチャートにおいて、図1のフローチャートと同じ番号の箇所は、図1で説明したのと同じ処理を行う。
〔変形例3〕
ビームランディング角較正用試料上の多面体構造物のバリエーションについて述べる。
〔変形例4〕
較正用試料上のピラミッドの大きさと配置について述べる。
〔変形例5〕
較正用試料の形態及び利用形態について述べる。
〔変形例6〕
ビームランディング角較正のためのユーザインターフェースについて述べる。
Claims (10)
- 荷電粒子線装置を用いて試料を撮像する方法であって、
形状が既知の多面体のパターンが形成された試験試料に荷電粒子線を照射し走査して該試験試料から発生する2次荷電粒子を検出することにより該試験試料を撮像し、
該撮像して得た前記試験試料のパターンの画像から前記荷電粒子線の前期試験試料表面へのビームランディング角を算出し、
該算出したビームランディング角の情報に基づいて該ビームランディング角が所望の角度になるような前記荷電粒子線の制御量を求め、
該求めた制御量に基づいて前記荷電粒子線を制御しながら表面にパターンが形成された試料に照射し走査して該試料を撮像する
ことを特徴とする荷電粒子線装置を用いた撮像方法。 - 荷電粒子線装置を用いて試料を撮像する方法であって、
形状が既知の多面体のパターンが形成された試験試料に荷電粒子線を照射し走査して該試験試料から発生する2次荷電粒子を検出することにより該試験試料を撮像し、
該撮像して得た前記形状が既知の多面体のパターンが形成された試験試料の画像から前記荷電粒子線の照射位置と複数の方向のビームランディング角との関係を求め、
該求めた荷電粒子線の照射位置と複数の方向のビームランディング角との関係に基づいて前記荷電粒子線を制御しながら表面にパターンが形成された試料に照射し走査して該試料を撮像する
ことを特徴とする荷電粒子線装置を用いた撮像方法。 - 前記試験試料の形状が既知の多面体のパターンが、四角錐または四角錐台または上面が曲面でほぼ四角錐の形状を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の荷電粒子線装置を用いた撮像方法。
- 前記試験試料には形状が既知の多面体のパターンが複数形成されており、前記試験試料の複数の多面体のパターンの画像から前記荷電粒子線のビームランディング角を制御するための制御量を求めることを特徴とする請求項1または2に記載の荷電粒子線装置を用いた撮像方法。
- 前記荷電粒子線を制御しながら表面にパターンが形成された試料に照射し走査して該試料を撮像して得た画像を用いて前記表面にパターンが形成された試料の該パターンの寸法を求めることを特徴とする請求項1または2に記載の荷電粒子線装置を用いた撮像方法。
- 平面内で移動可能なテーブル手段と、
該テーブル手段に載置した試料に集束させた荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、
該荷電粒子線照射手段により荷電粒子さんが照射された前記試料から発生した二次荷電粒子を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した前記二次荷電粒子の検出信号を処理して前記試料の画像を取得する信号処理手段と、
該信号処理手段で処理して得た前記試料の画像を表示する表示手段と
前記テーブル手段と前記荷電粒子線照射手段と前記検出手段と前記信号処理手段と前記表示手段とを制御する制御手段と
を備えた荷電粒子線装置であって、
前記信号処理手段は、前記テーブル手段に載置した形状が既知の多面体のパターンが形成された試験試料に前記荷電粒子線照射手段で荷電粒子線を照射して走査することにより前記検出手段で検出された二次荷電粒子の検出信号を処理して前記荷電粒子線照射手段で前記試料に照射する荷電粒子線のビームランディング角の情報を得、前記制御手段は、前記信号処理手段で得た荷電粒子線のビームランディング角の情報に基づいて前記荷電粒子線照射手段を制御して前記荷電粒子線のビームランディング角を所望の角度の設定することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 試料に集束させた荷電粒子線を照射して走査する荷電粒子線照射手段と、
該荷電粒子線照射手段により荷電粒子さんが照射された前記試料から発生した二次荷電粒子を検出して前記試料の画像を取得する画像取得手段と、
該画像取得手段で取得した画像を処理する画像処理手段と、
前記画像取得手段で取得した前記試料の画像を表示する表示手段と
前記荷電粒子線照射手段と前記画像取得手段と前記画像処理手段と前記表示手段とを制御する制御手段と
を備えた荷電粒子線装置であって、
前記画像処理手段は、形状が既知の多面体のパターンが形成された試験試料に前記荷電粒子線照射手段で荷電粒子線を照射し走査して前記画像取得手段で取得された画像を処理することにより前記荷電粒子線の照射位置と複数の方向のビームランディング角の関係の情報を得、前記制御手段は、前記画像処理手段で得た荷電粒子線の照射位置と複数の方向のビームランディング角の関係の情報に基づいて前記荷電粒子線照射手段を制御することを特徴とする荷電粒子線装置。 - 前記試験試料として四角錐または四角錐台または上面が曲面でほぼ四角錐の形状が既知の多面体のパターンが複数形成された試料を用いることを特徴とする請求項6または7に記載の荷電粒子線装置。
- 前記信号処理手段で処理して得た表面にパターンが形成された試料の画像を用いて該パターンの寸法を求めるパターン寸法算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項6記載の荷電粒子線装置。
- 前記画像処理手段は、表面にパターンが形成された試料を用いて前記画像取得手段で取得した画像を処理して該試料のパターンの寸法を求めることを特徴とする請求項7記載の荷電粒子線装置。
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