JP2008118033A - 荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】二重露光または二重転写するリソグラフィ技術により形成されたパターン間のずれを超精密に計測する。
【解決手段】複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンから、1回目の露光又は転写により得られたパターン画像を抽出して、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
【選択図】図2
【解決手段】複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンから、1回目の露光又は転写により得られたパターン画像を抽出して、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
【選択図】図2
Description
本発明は、二重露光又は二重転写のような複数回の露光又は転写により形成されたパターン間のずれを計測する荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法に関する。
従来から、例えば特許文献1のパターンマッチング方法、すなわち、設計データを利用してLSIチップの内部を解析する電子ビーム装置において、LSIの設計マスク図とSEM(走査型電子顕微鏡)像との位置合わせを行うパターンマッチング方法が知られている(特許文献1の段落0001)。また、特許文献2の検査装置、すなわち、CAD設計データを受けて所定の画像処理を経て補正レイアウト画像を作成する画像補正部と、この補正レイアウト画像と、SEM画像とのマッチングを行う画像対比手段であるマッチング部と、メモリとを備えた画像照合部を備えた検査装置が知られている(特許文献2の段落0019及び図1)。
また、一方で、基板上に形成したレジスト膜に半導体装置を製造するのに必要なパターンを投影光学系を用いて露光し且つ現像を行って前記パターンを転写するリソグラフィ工程に於いて、2枚のマスクを同一の領域に重ねて露光することで所望のパターンを形成する方法(二重露光法)が知られている(特許文献3の段落0002及び図4参照)。
さらに、非特許文献1の第2頁の左欄Figure5:Gate shrink PSM lithograpyのDesign(設計データ)とTrim mask、pahse mask、ResultとExposure1、Exposure2や、非特許文献2の第102頁の「2重露光による延命も視野に」以降の説明にあるように、2重露光または2重転写するリソグラフィ技術が報告されている。
特開平6−104320号公報
特開2000−266706号公報
特開2004−95683号公報
「Layout Design Methodologies for Sub−Wavelength Manufacturing」,Michael L. Rieger,Jeffrey P.Mayhew,Sridhar Panchapakesan,Avantl Corporation
「本命で斬る プロセス装置技術総覧 第3回リソグラフィ技術 装置から回路レイアウトまで 総合技術で高解像度化」William H.Arnold,オランダASM Lithography社(ASML)Chief Scientist and Vice President Technology Development Center,日経マイクロデバイス,96頁〜103頁,4月号,2006
最近の二重露光または二重転写するリソグラフィ技術により形成されたパターン間のずれを超精密に計測することは重要な課題であるが、上述した特許文献1や特許文献2における設計データとSEM画像とをパターンマッチングする方法では、このようなずれを超精密に計測することは困難であった。とくに、設計データでのパターン間のすき間がきわめて狭い領域では、二重露光または二重転写の工程後のパターンが過度に接近しすぎて露光又は転写されてしまう可能性があり、超精密にパターン間のずれを計測することが困難であった。
従来は、例えば図1(A)に示すように、矩形の繰り返しパターン(周期的なパターン)を二重露光または二重転写する場合、一回目に露光または転写するパターンと、二回目に露光または転写するパターン(斜線)とをウェハ上に各々露光または転写し、その露光後のパターンをSEMで観察したSEM画像のパターンがあるときに、図1(B)に示すように、左右方向の一方向(P.L.S.)のみしか測定できず、しかも形状が同一パターンの繰り返しのような形状が単純な場合にのみしか対応することができず、汎用性、実用性が乏しかった。
そこで、本発明は、例えば二重露光又は二重転写のような複数回の露光又は転写により形成されたパターン間のずれを超精密に計測することができる荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を特徴とする。
(1)複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンから、1回目の露光又は転写により得られたパターン画像を抽出して、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(2)複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像と、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
前記SEM画像と、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(3)複数回の露光又は転写により形成された試料のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(4)請求項3に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(5)請求項3に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記評価値は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(6)請求項1〜5のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データを、マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータに置き換えることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(7)複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
予め記憶された複数回の露光又は転写によって最終的に得られる試料上の描画データを、前記1回目の露光又は転写により得られるパターンEと、前記2回目の露光又は転写により形成されたパターンFに対応した形状に分割し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンEとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの2回目の露光又は転写により得られるパターンDと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンFとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
予め記憶された複数回の露光又は転写によって最終的に得られる試料上の描画データを、前記1回目の露光又は転写により得られるパターンEと、前記2回目の露光又は転写により形成されたパターンFに対応した形状に分割し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンEとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの2回目の露光又は転写により得られるパターンDと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンFとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(8)複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
得られたSEM画像のパターンCと、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンDと、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
得られたSEM画像のパターンCと、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンDと、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(9)複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により形成されたパターンと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンに分割し、
分割された各々のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(10)請求項9に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(11)請求項9に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(12)請求項7〜11のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データは、前記マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
(13)試料に積層された多層膜のうちの下層のパターンに対する、1回目の露光又は転写により得られたパターンのずれ、又は、前記下層のパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンのずれを算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
本発明によれば、二重露光または二重転写するリソグラフィ技術により形成されたパターン間のずれ、上層・下層に露光または転写されたパターン間のずれを超精密に計測することができる。
本発明に係る方法を適用したパターン間のずれ測定装置は、露光装置1、走査型電子顕微鏡2(SEM)及びパターンマッチング装置3を組み合わせたものである。
パターンマッチング装置3は、図2に示すように、記憶手段4、演算制御手段5および表示手段6を有する。記憶手段4、演算制御手段5および表示手段6は、電気的に接続されている。また、マスクの設計データや、1回目の露光、2回目の露光または1回目の転写、2回目の転写により形成される各々の試料(ウェハ)上の描画データ(露光後に形成されるシミュレーション上の形状データ)を記憶するデータベースが備え付けられており、演算制御手段5でパターンがずれていたと判断した場合に、露光装置1のパラメータを調整するためのデータをデータベースで記憶保存するようになっており、同時に、露光装置1にも調整すべきパラメータの情報が伝達されるようになっている。伝達された調整すべきパラメータは、露光装置1からSEM(走査型電子顕微鏡)2に伝達され、調整すべきパラメータに応じたSEM像が観察撮像できるように調整される。
演算制御手段5は、データベースからマスクの設計データや、1回目の露光、2回目の露光または1回目の転写、2回目の転写により形成される各々の試料(ウェハ)上の描画データを呼び出し、そのデータを露光装置1へ送り、1回目の露光または転写が行われ、2回目の露光または転写が行われる。上述したように、演算制御手段5でパターンがずれていたと判断した場合に、露光装置1のパラメータを調整するためのデータを記憶保存するために、データベースにデータを送る。
パターンマッチング装置3は、図2に示すように、露光装置1(リソグラフィ装置)、走査型電子顕微鏡(SEM)と別体に設けても良いし、図には示されていないが、露光装置1の内部に設けてもよいし、走査型電子顕微鏡2の内部に設けても良い。また、パターンマッチング装置3は、走査型電子顕微鏡2の機能を備えた露光装置1(リソグラフィ装置)の内部に設けても良い。
図3(A)に示すように、1回目に露光または転写するパターン1st Ex(斜線を施したパターン)と、2回目に露光または転写するパターン2nd Exからなる設計データを用いて、露光装置1(リソグラフィ装置)で2回露光または2回転写を行い、その結果、図3(B)に示すように、1回目に露光または転写するパターン1st Ex(斜線を施したパターン)のSEM画像と、2回目に露光または転写するパターン2nd ExのSEM画像の各々のパターンの画像のずれを計測する。
その場合に、1回目に露光または転写するパターン1st Ex(斜線を施したパターン)に用いる設計データのパターンと、1回目に露光または転写するパターン1st Ex(斜線を施したパターン)のSEM画像のパターンとをパターンマッチングして、1回目のずれを計測し、2回目に露光または転写するパターン2nd Exに用いる設計データのパターンと、2回目に露光または転写するパターンのSEM画像のパターンとをパターンマッチングして、2回目のずれを計測し、複数回露光または転写したパターンのSEM画像のパターンのずれを、パターンマッチング装置3に内蔵された演算制御手段5(演算制御回路)により求める。
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察して得られたSEM画像のパターンを用いる。
まず、1回目の露光又は転写により得られたパターン画像を抽出して、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
次は、前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
また、複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
前記SEM画像と、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
また、複数回の露光又は転写により形成された試料のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値(偏差)を求め、当該評価値(偏差)が最小になる変換を算出する。
次に、1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出する。
好ましくは、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小である。
また、前記評価値は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値である。
さらに、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データは、前記マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータに置き換えることが好ましい。
また、図4は、非特許文献1の第2頁の左欄の図5、すなわちGate shrink PSM lithograpyのDesign(設計データ)とTrim mask、pahse mask、ResultとExposure1、Exposure2の図である。図4に示すようなTrim maskの設計データのパターンと、その設計データのパターンを露光または転写した1回目のパターン1(Exposure1)とをパターンマッチングして、ずれを計測し、pahse maskの設計データのパターンと、その設計データのパターンを露光または転写した2回目のパターン2(Exposure2)をパターンマッチングして、ずれを計測し、それらのずれから、露光または転写したSEM画像のパターン間のずれを計測する。
また、図5(A)に示すように、最終パターンデータがあって、そのパターンの設計データを分割し、図5(B)に示すように、部分部分に分割し、各々の部分の設計パターンと、露光または転写したパターンのSEM画像のパターンの部分部分に分割したSEM画像の部分のパターンとをパターンマッチングし、ずれを各々計測し、SEM画像のパターンのずれを計測する。
また、図6は、図3に示した設計データのパターンと、そのパターンをX方向およびY方向にシフト(平行移動)した変換データを施した設計データのパターンと、その変換データを施した設計データに基づいて複数回露光または転写したパターンのSEM画像のパターンを夫々示す。
たとえば、1回露光または転写するのに用いる設計データのパターンをX方向及びY方向に0.5(μm)シフトし、その変換データを施した設計データに基づいて1回露光または転写したパターンのSEM画像のパターンと、基になった0.5(μm)シフト変換データを施した設計データのパターンとをパターンマッチングした結果、偏差がかなり大きいことがわかる。
つぎに、1回露光または転写するのに用いる設計データのパターンをX方向及びY方向に4.0(μm)シフトし、その変換データを施した設計データに基づいて1回露光または転写したパターンのSEM画像のパターンと、基になった4.5(μm)シフト変換データを施した設計データのパターンとをパターンマッチングした結果、偏差がかなり小さいことがわかる。
以上から、複数回の露光又は転写により形成された試料のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値(偏差)を求め、当該評価値(偏差)が最小になる変換を算出し、1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することができる。
前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小である。
前記評価値は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値である。
さらに、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データは、前記マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータに置き換える。
つぎに、図7に示すように、設計データを右斜め方向にシフト(平行移動)し、各々の移動に伴うベクトルの二乗和を求め、その大きさを評価値として、ずれの大きさを評価する。上述した変換データを変えて、評価値が最小になる値を、非線形最小二乗法を用いることにより演算制御手段5(演算制御回路)を用いることにより求める。
評価値は、たとえば、各ベクトルの2乗和とする。
変換データを変えて、評価値が最小になるところを探す。非線形最小2乗問題になる。
上述した実施例では、おおよそ、繰り返しの周期的な略同一パターン間のずれ測定について説明したが、これに限定されず、図4のような全く形状の異なるパターン間のずれ測定であってもよいことは言うまでもなく、繰り返しの非周期的なパターン間のずれ測定であってもよい。
また、図8(A)(B)に示すように、積層するパターンは多層に試料(ウェハ)に形成され、SEM画像を観察した場合、下層のパターンを観察撮像することができる。そこで、下層のパターンと、上層のパターンとのSEM画像のパターンのずれを測定することができる。
例えば、図8(C)においては、薄くパターン像がみえる。その上に、上層に露光または転写されたパターンがみえる。
試料に積層された多層膜のうちの下層のパターンに対する、1回目の露光又は転写により得られたパターンのずれ、又は、前記下層のパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンのずれを算出することができる。
なお、本願発明の前述の実施例における荷電粒子ビーム装置に用いる荷電粒子ビームは、電子ビームであったが、本発明は、電子ビームに限定されず、X線、陽子線、中性子線、α線、γ線、β線等であってもよい。
本発明方法は、次に示す装置により実施できる。
(1)複数回の露光又は転写に用いられるマスクの設計データを記憶する記憶手段と、
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
予め記憶された複数回の露光又は転写によって最終的に得られる試料上の描画データを、前記1回目の露光又は転写により得られるパターンEと、前記2回目の露光又は転写により形成されたパターンFに対応した形状に分割し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンEとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの2回目の露光又は転写により得られるパターンDと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンFとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
予め記憶された複数回の露光又は転写によって最終的に得られる試料上の描画データを、前記1回目の露光又は転写により得られるパターンEと、前記2回目の露光又は転写により形成されたパターンFに対応した形状に分割し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンEとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの2回目の露光又は転写により得られるパターンDと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンFとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(2)複数回の露光又は転写に用いられるマスクの設計データを記憶する記憶手段と、
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
得られたSEM画像のパターンCと、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンDと、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
得られたSEM画像のパターンCと、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンDと、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(3)複数回の露光又は転写に用いられるマスクの設計データを記憶する記憶手段と、
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により形成されたパターンと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンに分割し、
分割された各々のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンと、記憶手段に予め記憶されたマスクの設計データとを表示する表示手段と、
記憶手段と表示手段に電気的に接続された演算制御手段を有し、
複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により形成されたパターンと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンに分割し、
分割された各々のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(4)前述の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置において、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(5)前述の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置において、前記変換は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(6)前述の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置において、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データは、前記マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
(7)試料に積層された多層膜のうちの下層のパターンに対する、1回目の露光又は転写により得られたパターンのずれ、又は、前記下層のパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンのずれを算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング装置。
1 露光装置
2 走査型電子顕微鏡
3 パターンマッチング装置
4 記憶手段
5 演算制御手段
6 表示手段
2 走査型電子顕微鏡
3 パターンマッチング装置
4 記憶手段
5 演算制御手段
6 表示手段
Claims (13)
- 複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像のパターンから、1回目の露光又は転写により得られたパターン画像を抽出して、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンから、2回目の露光又は転写により得られたパターンを抽出して、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 複数回の露光又は転写により形成された試料をSEMで観察し得られたSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた設計データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像と、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた設計データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 複数回の露光又は転写により形成された試料のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 請求項3に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 請求項3に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記評価値は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いたマスクの設計データを、マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータに置き換えることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
予め記憶された複数回の露光又は転写によって最終的に得られる試料上の描画データを、前記1回目の露光又は転写により得られるパターンEと、前記2回目の露光又は転写により形成されたパターンFに対応した形状に分割し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンEとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記最終のパターンのSEM画像のうちの2回目の露光又は転写により得られるパターンDと、前記最終的に得られる試料上の描画データから分割したパターンFとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により得られるパターンCと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンDに分割し、
得られたSEM画像のパターンCと、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する1回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
前記SEM画像のパターンDと、予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データとをパターンマッチングし、2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに対する2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 複数回の露光又は転写によって得られる最終のパターンのSEM画像を、1回目の露光又は転写により形成されたパターンと、2回目の露光又は転写により形成されたパターンに分割し、
分割された各々のSEM画像と、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データに変換を施したデータとをパターンマッチングし、評価値を求め、当該評価値が最小になる変換を算出し、
1回目の露光又は転写により得られたパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンとのずれ量を算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。 - 請求項9に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、x方向又はy方向の平行移動、回転移動、拡大もしくは縮小であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 請求項9に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、前記変換は、SEM画像と、変換を施したデータとのバイアスの2乗和または絶対値または絶対値の平均値であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 請求項7〜11のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法において、予め記憶された1回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データ及び予め記憶された2回目の露光又は転写に用いた試料上の描画データは、前記マスクのパターンを縮小投影レンズによって予想されるシミュレーションデータであることを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
- 試料に積層された多層膜のうちの下層のパターンに対する、1回目の露光又は転写により得られたパターンのずれ、又は、前記下層のパターンに対する、2回目の露光又は転写により得られたパターンのずれを算出することを特徴とする荷電粒子ビーム装置のパターンマッチング方法。
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- 2006-11-07 JP JP2006301587A patent/JP2008118033A/ja active Pending
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