JP2014187195A - パターンの重ね合わせずれ計測方法 - Google Patents
パターンの重ね合わせずれ計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014187195A JP2014187195A JP2013061122A JP2013061122A JP2014187195A JP 2014187195 A JP2014187195 A JP 2014187195A JP 2013061122 A JP2013061122 A JP 2013061122A JP 2013061122 A JP2013061122 A JP 2013061122A JP 2014187195 A JP2014187195 A JP 2014187195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- contour line
- design
- image
- image data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10056—Microscopic image
- G06T2207/10061—Microscopic image from scanning electron microscope
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
Abstract
【課題】計測の精度が向上したパターンの重ね合わせずれ計測方法を提供する。
【解決手段】パターンの重ね合わせずれ計測方法は、パターンマッチングにより、第1のパターン8の設計データ7のうち第1の基準領域7a内の部分が、画像データ4のうちの計測領域4a内の第1のパターンの画像6に係る部分と最もよく重なったときの、X−Y座標系における第1の基準領域7aの第1のシフト量を算出する。計測領域4a内の第1のパターンの画像6に係る部分の第1の輪郭線と、第1の基準領域7a内の第1のパターン8の第1の設計輪郭線と、の間隔の第1の分布をとり、第1の分布の第1の標準偏差を算出する。計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る第1の標準偏差が安定したときに、最後の実施に係る第1のシフト量(x1、y1)を第1のパターンの合わせずれとする。
【選択図】図5
【解決手段】パターンの重ね合わせずれ計測方法は、パターンマッチングにより、第1のパターン8の設計データ7のうち第1の基準領域7a内の部分が、画像データ4のうちの計測領域4a内の第1のパターンの画像6に係る部分と最もよく重なったときの、X−Y座標系における第1の基準領域7aの第1のシフト量を算出する。計測領域4a内の第1のパターンの画像6に係る部分の第1の輪郭線と、第1の基準領域7a内の第1のパターン8の第1の設計輪郭線と、の間隔の第1の分布をとり、第1の分布の第1の標準偏差を算出する。計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る第1の標準偏差が安定したときに、最後の実施に係る第1のシフト量(x1、y1)を第1のパターンの合わせずれとする。
【選択図】図5
Description
マスクパターンの合わせずれを計測する方法に関する。
半導体装置の製造工程には、半導体層に絶縁膜の開口部を介して電気的に接続する電極を形成する工程、または、多層配線構造の各配線層の配線に絶縁膜の開口部を介して電気的に接続する導電性ビアを形成する工程等がある。これらの工程では、下層のパターンに重ね合わせて合わせて上層のパターンを形成することが必要である。上層のパターンが下層のパターンに対してずれて形成されると、配線不良または配線抵抗の増大などの問題が発生する。このため、上層のパターン形成終了後、下層パターンに対する上層パターンの合わせずれを計測するための検査工程が必要となる。予め重ね合わせずれ検出のための専用マークが、下層と上層のそれぞれの層の半導体チップを分離するためのスクライブライン上に配置される。重ね合わせずれ検査の工程では、これらの下層に設けられたマークと上層に設けられたマークのずれが、光学式計測装置で計測される。この光学式計測方法は、計測スループットが短く、容易に上層の膜を透過して下層のマークを見ることができるので、高頻度に任意の工程で重ね合わせずれを計測することができる。しかしながら、重ね合わせ計測用のパターンが、半導体装置のパターンに比べて大きく形成される必要があり、さらに、半導体装置内の本体パターンを直接計測していないという問題を有する。これに対して、重ね合わせずれを計測するために、走査型電子顕微鏡(SEM)の二次電子像(以下、SEM画像)の利用が検討されている。SEMによる計測方法の方が、光学式計測方法に比べて、空間分解能が高く、半導体装置の本体パターンの重ね合わせずれを直接計測することができるという利点がある。しかしながら、SEMの画像は局所的な領域の情報であるため、パターンの斑や、上層パターンの下層パターンへの重なり具合等により、パターンの重ね合わせずれの計測精度が低下する虞が大きい。
パターン重ね合わせずれ計測の精度が向上したパターンの重ね合わせずれ計測方法を提供する。
本発明の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法は、第1の工程、第2の工程、第3の工程、第4の工程、第5の工程、第6の工程、第7の工程、第8の工程、第9の工程、及び第10の工程を備える。被測定基板は、第1のパターンを有する第1の層と、第1の層上に設けられ、第2のパターンを有する第2の層と、を表面上に有する。第1の工程では、被測定基板の表面側から、第1のパターンの画像及び第2のパターンの画像を含む表面画像の、X−Y座標系で表された画像データを取得する。第2の工程では、画像データ中に計測領域を指定し、第1のパターンのX−Y座標系で表された設計データ中に計測領域に対応する第1の基準領域を指定する。第3の工程では、パターンマッチングの手法を用いて、第1のパターンの設計データのうち第1の基準領域内の部分が、画像データのうちの計測領域内の第1のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、X−Y座標系における第1の基準領域の第1のシフト量(x1、y1)を算出する。第4の工程では、第1のシフト量を算出した後に、画像データのうち計測領域内の第1のパターンの画像に係る部分の第1の輪郭線と、第1のパターンの設計データのうちの第1の基準領域内の部分の第1の設計輪郭線と、の間隔の第1の分布をとり、第1の分布の第1の標準偏差を算出する。第5の工程では、第2の工程の計測領域を拡大しながら、第2の工程、第3の工程、及び第4の工程を複数回実施した後に、最後の実施に係る第1の標準偏差が安定したと判断されたときに、最後の実施に係る前記第1のシフト量(x1、y1)を第1のパターンの合わせずれとする。第6の工程では、画像データ中に計測領域を指定し、第2のパターンのX−Y座標系で表された設計データ中に計測領域に対応する第2の基準領域を指定する。第7の工程では、パターンマッチングの手法を用いて、第2のパターンの設計データのうち第2の基準領域内の部分が、画像データのうちの計測領域内の第2のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、X−Y座標系における第2の基準領域の第2のシフト量(x2、y2)を算出する。第8の工程では、第2のシフト量を算出した後に、画像データのうち計測領域内の第2のパターンの画像に係る部分の第2の輪郭線と、第2のパターンの設計データのうちの第2の基準領域内の部分の第2の設計輪郭線と、の間隔の第2の分布をとり、第2の分布の第2の標準偏差を算出する。第9の工程では、第6の工程、第7の工程、及び第8の工程を、第6の工程の計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る第2の標準偏差の値が安定したと判断されたときに、最後の実施に係る第2のシフト量を第2のパターンの合わせずれ(x2,y2)とする。第10の工程では、第2のパターンの合わせずれと第1のパターンの合わせずれとの差(x2−x1、y2−y1)を、第2のパターンの第1のパターンに対する合わせずれとして算出する。
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。実施形態中の説明で使用する図は、説明を容易にするための模式的なものであり、図中の各要素の形状、寸法、大小関係などは、実際の実施においては必ずしも図に示されたとおりとは限らず、本発明の効果が得られる範囲内で適宜変更可能である。
(第1の実施形態)
図1〜図11を用いて、本発明の第1の実施形態に係るパターン重ね合わせずれ計測方法について説明する。図1は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程のフローチャートである。図2及び図3は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。図4は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程のフローチャートである。図5〜8は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。図9は、設計データの設計輪郭線とSEM画像データの輪郭線との間隔のバラツキと計測領域中のパターンの繰り返し要素数との関係を示す図である。図10は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程のフローチャートである。図11は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。
図1〜図11を用いて、本発明の第1の実施形態に係るパターン重ね合わせずれ計測方法について説明する。図1は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程のフローチャートである。図2及び図3は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。図4は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程のフローチャートである。図5〜8は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。図9は、設計データの設計輪郭線とSEM画像データの輪郭線との間隔のバラツキと計測領域中のパターンの繰り返し要素数との関係を示す図である。図10は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程のフローチャートである。図11は、第1の実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせ計測工程の中の一工程を示す図である。
図1に示したように、本実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法を用いたパターンの重ね合わせずれ計測工程は、ウエーハロード工程(S100)、ウエーハアライメント工程(S200)、指定座標へ移動する工程(S300)、SEM画像データを取得する工程(S400、第1の工程)、SEM画像データに下層設計データをマッチングする工程(S500)、SEM画像データに上層設計データをマッチングする工程(S600)、及び重ね合わせずれを算出する工程(S700)を備える。
ウエーハロード工程(S100)により、被測定基板1は、図示しないSEM内の測定ステージにセットされる。被測定基板1は、表面上に下層パターン(第1のパターン)を有する下層(第1の層)と、下層上に形成された、上層パターン(第2のパターン)を有する上層(第2の層)と、を有する。例えば、多層配線層を形成する場合は、下層は上層の配線に電気的に接続されるビアを複数含んだ絶縁層であり、上層はビアの上部に配線が配置されるように溝が複数形成された絶縁層である。多層配線層は、上記下層及び上層を繰り返し有する。
次に、図2に示したように、ウエーハアライメント工程(S200)により、被測定基板1の原点がSEMの測定座標系(X−Y座標系)の原点に一致するように、被測定基板1が位置合わせされる。具体的には、被測定基板1の表面上に位置合わせマーカー2が形成されており、この位置合わせマーカー2が測定座標系の所定の位置に来るように、光学顕微鏡などを用いて被測定基板1の位置が調整される。
次に、図3に示したように、電子銃からの電子線が照射される位置が、指定された計測座標3に配置されるように被測定基板1のステージを移動させる(S300)。その後、電子線が被処理基板1の表面上に照射されて、X−Y座標系で表されたSEM画像データ4が取得される(S400)。SEM画像データ4は、下層パターンの製造プロセスで下層に形成された仕上がり下層パターン5の画像及び上層パターンの製造プロセスで上層に形成された仕上がり上層パターン6の画像を有するSEM画像をX−Y座標系で表したものである。
次に、SEM画像データに下層設計データをマッチングする工程(S500)が実施される。SEM画像データに下層設計データをマッチングする工程(S500)は、図4に示したように、SEM画像データに計測領域を指定及び下層パターンの設計データに第1の基準領域を指定する工程(S510、第2の工程)、第1のシフト量を算出する工程(S520、第3の工程)、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S530、第4の工程)、及び第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S540、第5の工程)を有する。
SEM画像データに計測領域を指定及び下層パターンの設計データに第1の基準領域を指定する工程(S510)では、図5に破線で示したように、計測領域4aがSEM画像データ4中に指定される。第1の基準領域7aが下層パターン設計データ7中に設けられ、SEM画像データ4中の計測領域4aに対応して同じ四角形状の領域である。下層パターン設計データ7は、X−Y座標系で表された設計下層パターン8の輪郭線(以下、第1の設計輪郭線)のデータを有する。SEM画像データ4中の仕上がり下層パターン5の輪郭線(以下、第1の輪郭線)は、上記設計下層パターン8の第1の設計輪郭線に基づいて、リソグラフィ工程により形成されたものである。
第1のシフト量を算出する工程(S520)では、SEM画像データ4の計測領域4aに下層パターン設計データ7の第1の基準領域7aを重ね合わせる。パターンマッチングの手法、例えば、テンプレートマッチング法により、下層パターン設計データ7の第1の基準領域7a中の設計下層パターン8が、SEM画像データ4の計測領域4a中の仕上がり下層パターン5に最もよく重なるように、第1の基準領域7aを計測領域4aにX−Y座標系においてシフトさせる。このときのシフト量を第1のシフト量(x1、y1)として算出する。パターンマッチングの手法は、テンプレートマッチング法以外に他の方法とすることも可能である。
次に、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S530)が実施される。この工程では、上記の第1の基準領域7aの設計下層パターン8が計測領域4aの仕上がり下層パターン5に最もよく重なったときの、設計下層パターン8の第1の設計輪郭線と仕上がり下層パターン5の第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する。
具体的には、図7に示したように、設計下層パターン8の繰り返し要素の1つとこれに重なっている仕上がり下層パターン5の繰り返し要素の1つに着目する。設計下層パターン8の上記繰り返し要素の第1の設計輪郭線の所定の点から、仕上がり下層パターン5の上記繰り返し要素の第1の輪郭線に達する法線を引き、この法線の長さを設計下層パターン8の第1の設計輪郭線と仕上がり下層パターン5の第1の輪郭線との間隔とする。設計下層パターン8の1つの繰り返し要素の第1の設計輪郭線の複数点において、上記の法線の長さをそれぞれ算出する。この法線の長さの算出を、第1の基準領域7a内の設計下層パターン8のそれぞれの繰り返し要素に対して実施する。これにより、第1の基準領域7a内に占める設計下層パターン8の繰り返し要素の数に対して、設計下層パターン8の第1の設計輪郭線と仕上がり下層パターン5の第1の輪郭線との間隔の第1の分布を取得する。この第1の分布の標準偏差σを算出して第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキとする。
第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S540)では、図8に示したように、計測領域4a及びこれに対応する第1の基準領域7aを拡大しながら、SEM画像データに計測領域を指定及び下層パターンの設計データに第1の基準領域を指定する工程(S510)、第1のシフト量を算出する工程(S520)、及び第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S530)を複数回実施する。ここで、計測領域4aの拡大及び第1の基準領域7aの拡大は、第1の基準領域7a内の設計下層パラメータ8の繰り返し要素の数の増加を意味する。
図9に、計測領域4aを拡大しながら、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキ(図9中では、単に、輪郭線間隔のバラツキと表記)を算出した結果を示す。輪郭線間隔のバラツキを3σで表し、計測領域4aの大きさを計測領域4aまたは第1の基準領域7a中に含まれる下層設計パターン8の繰り返し要素の数で表した。輪郭線の間隔は、画像処理装置の画素数で表し、実際の数値は省略した。
輪郭線間隔のバラツキは、計測領域4a及び第1の基準領域7aを拡大していくと、大きく減少した後に、増加し始め、繰り返し要素の数が200個以上で安定する。輪郭線間隔のバラツキが安定していない領域で、パターンマッチングの手法により算出された第1の基準領域7aのシフト量は、計測精度の信頼性が低い。そのため、輪郭線間隔のバラツキが安定した状態でパターンマッチングの手法により算出された第1のシフト量(x1、y1)を算出し、これを、第1のパターンの合わせずれ(x1、y1)とする。
輪郭線間隔のバラツキが安定したかどうかの判断は、例えば、以下のように実施する。上記工程を複数回実施後の最後の実施に係る第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔の第1の標準偏差の値と、直近の複数回の実施に係る第1の標準偏差の平均値と、の差が、所定の値以下となった時に、第1の標準偏差は安定したと判断する。図9の場合では、繰り返し要素の数が200個の時の第1の標準偏差と、繰り返し要素の数が195〜199個の時の第1の標準偏差の平均値との差が、0.1画素以下であり、第1の標準偏差は安定したと判断した。
次に、SEM画像データに上層設計データをマッチングする工程(S600)が実施される。SEM画像データに上層設計データをマッチングする工程(S600)は、図10に示したように、SEM画像データに計測領域を指定及び上層パターンの設計データに第2の基準領域を指定する工程(S610、第6の工程)、第2のシフト量を算出する工程(S620、第7の工程)、第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S630、第8の工程)、及び第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S640、第9の工程)を有する。これらの各工程は、SEM画像データに下層設計データをマッチングする工程(S500)が有する、SEM画像データに計測領域を指定及び下層パターンの設計データに第1の基準領域を指定する工程(S510、第2の工程)、第1のシフト量を算出する工程(S520、第3の工程)、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S530、第4の工程)、及び第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S540、第5の工程)と同じ作業を実施する。
SEM画像データに計測領域を指定及び下層パターンの設計データに第2の基準領域を指定する工程(S610)では、図11に破線で示したように、計測領域4aがSEM画像データ4中に指定される。第2の基準領域9aが上層パターン設計データ9中に設けられ、SEM画像データ4中の計測領域4aに対応して同じ四角形状の領域である。上層パターン設計データ9は、X−Y座標系で表された設計上層パターン10の輪郭線(以下、第2の設計輪郭線)のデータを有する。SEM画像データ4中の仕上がり上層パターン6の輪郭線(以下、第2の輪郭線)は、上記設計上層パターン10の第2の設計輪郭線に基づいて、リソグラフィ工程により形成されたものである。
第2のシフト量を算出する工程(S720)では、SEM画像データ4の計測領域4aに上層パターン設計データ9aを重ね合わせる。パターンマッチングの手法、例えば、テンプレートマッチング法により、上層パターン設計データ9の第2の基準領域9a中の設計上層パターン10が、SEM画像データ4の計測領域4a中の仕上がり上層パターン6に最もよく重なるように、第2の基準領域9aを計測領域4aにX−Y座標系においてシフトさせる。このときのシフト量を第2のシフト量(x2、y2)として算出する。パターンマッチングの手法は、テンプレートマッチング法以外に他の方法とすることも可能である。
次に、第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S630)が実施される。この工程では、上記の第2の基準領域9aの設計上層パターン10が計測領域4aの仕上がり上層パターン6に最もよく重なったときの、設計上層パターン10の第2の設計輪郭線と仕上がり上層パターン6の第2の輪郭線との間隔のバラツキを算出する。具体的な算出方法は、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキを算出する工程(S530)と同じなので説明は省略する。本工程により、第2の基準領域9a内に占める設計上層パターン10の繰り返し要素の数に対して、設計上層パターン10の第2の設計輪郭線と仕上がり上層パターン6の第2の輪郭線との間隔の第2の分布を取得する。この第2の分布の標準偏差σを算出して第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキとする。
次に、第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S640)が実施されるが、第1の設計輪郭線と第1の輪郭線との間隔のバラツキが安定かどうか判断する工程(S540)と同様に実施されるので、その説明を省略する。本工程により、第2の設計輪郭線と第2の輪郭線との間隔のバラツキが安定した状態で、パターンマッチングの手法により算出された第2のシフト量(x2、y2)を算出し、これを、第2のパターンの合わせずれ(x2、y2)とする。
次に、重ね合わせずれを算出する工程(S700)が実施される。本工程では、SEM画像データに上層設計データをマッチングする工程(S600)により算出された第2のパターンの合わせずれ(x2、y2)と、SEM画像データに下層設計データをマッチングする工程(S500)により算出された第1のパターンの合わせずれ(x1、y1)と、の差(x2−x1、y2−y1)を、上層パターン(第2のパターン)の下層パターン(第1のパターン)に対する合わせずれとして算出する。
本実施形態に係るパターンの重ね合わせずれ計測方法では、直接半導体装置の本体パターンをSEMにより観察している。このため、重ね合わせずれ計測の空間分解が高く、リソグラフィ工程の重ね合わせずれに対する補正をかけやすい。さらに、パターンマッチングにおいて、パターンの輪郭線間隔のバラツキが安定した状態でパターンずれを計測しているため、計測の信頼性が向上している。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 半導体基板
2 位置合わせマーカー
3 指定された計測座標
4 SEM画像
4a SEM画像の計測領域
5 仕上がり下層パターン
6 仕上がり上層パターン
7 下層パターン設計データ
7a 下層パターン設計データ基準領域
8 設計下層パターン
9 上層パターン設計データ
9a 上層パターン設計データ基準領域
10 設計上層パターン
2 位置合わせマーカー
3 指定された計測座標
4 SEM画像
4a SEM画像の計測領域
5 仕上がり下層パターン
6 仕上がり上層パターン
7 下層パターン設計データ
7a 下層パターン設計データ基準領域
8 設計下層パターン
9 上層パターン設計データ
9a 上層パターン設計データ基準領域
10 設計上層パターン
Claims (7)
- 第1のパターンを有する第1の層と、前記第1の層上に設けられ、第2のパターンを有する第2の層と、を表面上に有する被測定基板の、前記表面側から、前記第1のパターンの画像及び前記第2のパターンの画像を含む表面画像の、X−Y座標系で表された画像データを取得する第1の工程と、
前記画像データ中に計測領域を指定し、及び前記第1のパターンの前記X−Y座標系で表された設計データ中に前記計測領域に対応する第1の基準領域を指定する第2の工程と、
パターンマッチングの手法を用いて、前記第1のパターンの前記設計データのうち前記第1の基準領域内の部分が、前記画像データのうちの前記計測領域内の前記第1のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、前記X−Y座標系における前記第1の基準領域の第1のシフト量(x1、y1)を算出する第3の工程と、
前記第1のシフト量を算出した後に、前記画像データのうち前記計測領域内の前記第1のパターンの画像に係る部分の第1の輪郭線と、前記第1のパターンの前記設計データのうちの前記第1の基準領域内の部分の第1の設計輪郭線と、の間隔の第1の分布をとり、前記第1の分布の第1の標準偏差を算出する第4の工程と、
前記第2の工程、前記第3の工程、及び前記第4の工程を、前記第2の工程の前記計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る前記第1の標準偏差が安定したと判断されたときに、前記最後の実施に係る前記第1のシフト量(x1、y1)を第1のパターンの合わせずれとする第5の工程と、
前記画像データ中に計測領域を指定し、及び前記第2のパターンの前記X−Y座標系で表された設計データ中に前記計測領域に対応する第2の基準領域を指定する第6の工程と、
パターンマッチングの手法を用いて、前記第2のパターンの前記設計データのうち前記第2の基準領域内の部分が、前記画像データのうちの前記計測領域内の前記第2のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、前記X−Y座標系における前記第2の基準領域の第2のシフト量(x2、y2)を算出する第7の工程と、
前記第2のシフト量を算出した後に、前記画像データのうち前記計測領域内の前記第2のパターンの画像に係る部分の第2の輪郭線と、前記第2のパターンの前記設計データのうちの前記第2の基準領域内の部分の第2の設計輪郭線と、の間隔の第2の分布をとり、前記第2の分布の第2の標準偏差を算出する第8の工程と、
前記第6の工程、前記第7の工程、及び前記第8の工程を、前記第6の工程の前記計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値が安定したと判断されたときに、前記最後の実施に係る前記第2のシフト量を第2のパターンの合わせずれ(x2,y2)とする第9の工程と、
前記第2のパターンの合わせずれと前記第1のパターンの合わせずれとの差(x2−x1、y2−y1)を、前記第2のパターンの前記第1のパターンに対する合わせずれとして算出する第10の工程と、を備え、
前記画像データは、走査型電子顕微鏡による二次電子像であり、
前記第5の工程における前記最後の実施に係る前記第1の標準偏差の値と、直近の複数回の実施に係る前記第1の標準偏差の平均値と、の差が、所定の値以下となったときに、前記最後の実施に係る前記第1の標準偏差の値が安定したと判断し、
前記第9の工程における前記最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値と、直近の複数回の実施に係る前記第2の標準偏差の平均値と、の差が、所定の値以下となったときに、前記最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値が安定したと判断し、
前記第4の工程において前記第1の分布をとる際に、前記第1の輪郭線と前記第1の設計輪郭線との前記間隔は、前記第1の設計輪郭線における一点から前記第1の輪郭線に達する法線の長さであり、
前記第8の工程において前記第2の分布をとる際に、前記第2の輪郭線と前記第2の設計輪郭線との前記間隔は、前記第2の設計輪郭線における一点から前記第2の輪郭線に達する法線の長さであり、
前記第3の工程及び前記第7の工程におけるパターンマッチングの手法は、テンプレートマッチング法であり、
前記第1のパターンは第1の繰り返し要素により構成され、前記第4の工程において前記第1の分布をとる際に、前記第1の繰り返し要素のそれぞれにおいて、所定の複数の位置で前記第1の輪郭線と前記第1の設計輪郭線との前記間隔を取得し、
前記第2のパターンは第2の繰り返し要素により構成され、前記第8の工程において前記第2の分布をとる際に、前記第2の繰り返し要素のそれぞれにおいて、所定の複数の位置で前記第2の輪郭線と前記第2の設計輪郭線との前記間隔を取得する、パターンの重ね合わせずれ計測方法。 - 第1のパターンを有する第1の層と、前記第1の層上に設けられ、第2のパターンを有する第2の層と、を表面上に有する被測定基板の、前記表面側から、前記第1のパターンの画像及び前記第2のパターンの画像を含む表面画像の、X−Y座標系で表された画像データを取得する第1の工程と、
前記画像データ中に計測領域を指定し、及び前記第1のパターンの前記X−Y座標系で表された設計データ中に前記計測領域に対応する第1の基準領域を指定する第2の工程と、
パターンマッチングの手法を用いて、前記第1のパターンの前記設計データのうち前記第1の基準領域内の部分が、前記画像データのうちの前記計測領域内の前記第1のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、前記X−Y座標系における前記第1の基準領域の第1のシフト量(x1、y1)を算出する第3の工程と、
前記第1のシフト量を算出した後に、前記画像データのうち前記計測領域内の前記第1のパターンの画像に係る部分の第1の輪郭線と、前記第1のパターンの前記設計データのうちの前記第1の基準領域内の部分の第1の設計輪郭線と、の間隔の第1の分布をとり、前記第1の分布の第1の標準偏差を算出する第4の工程と、
前記第2の工程、前記第3の工程、及び前記第4の工程を、前記第2の工程の前記計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る前記第1の標準偏差が安定したと判断されたときに、前記最後の実施に係る前記第1のシフト量(x1、y1)を第1のパターンの合わせずれとする第5の工程と、
前記画像データ中に計測領域を指定し、及び前記第2のパターンの前記X−Y座標系で表された設計データ中に前記計測領域に対応する第2の基準領域を指定する第6の工程と、
パターンマッチングの手法を用いて、前記第2のパターンの前記設計データのうち前記第2の基準領域内の部分が、前記画像データのうちの前記計測領域内の前記第2のパターンの画像に係る部分と最もよく重なったときの、前記X−Y座標系における前記第2の基準領域の第2のシフト量(x2、y2)を算出する第7の工程と、
前記第2のシフト量を算出した後に、前記画像データのうち前記計測領域内の前記第2のパターンの画像に係る部分の第2の輪郭線と、前記第2のパターンの前記設計データのうちの前記第2の基準領域内の部分の第2の設計輪郭線と、の間隔の第2の分布をとり、前記第2の分布の第2の標準偏差を算出する第8の工程と、
前記第6の工程、前記第7の工程、及び前記第8の工程を、前記第6の工程の前記計測領域を拡大しながら、複数回実施した後に、最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値が安定したと判断されたときに、前記最後の実施に係る前記第2のシフト量を第2のパターンの合わせずれ(x2,y2)とする第9の工程と、
前記第2のパターンの合わせずれと前記第1のパターンの合わせずれとの差(x2−x1、y2−y1)を、前記第2のパターンの前記第1のパターンに対する合わせずれとして算出する第10の工程と、を備えるパターンの重ね合わせずれ計測方法。 - 前記画像データは、走査型電子顕微鏡による二次電子像である請求項2記載のパターンの重ね合わせずれ計測方法。
- 前記第5の工程における前記最後の実施に係る前記第1の標準偏差の値と、直近の複数回の実施に係る前記第1の標準偏差の平均値と、の差が、所定の値以下となったときに、前記最後の実施に係る前記第1の標準偏差の値が安定したと判断し、
前記第9の工程における前記最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値と、直近の複数回の実施に係る前記第2の標準偏差の平均値と、の差が、所定の値以下となったときに、前記最後の実施に係る前記第2の標準偏差の値が安定したと判断する、請求項2または3に記載のパターンの重ね合わせずれ計測方法。 - 前記第4の工程において前記第1の分布をとる際に、前記第1の輪郭線と前記第1の設計輪郭線との前記間隔は、前記第1の設計輪郭線における一点から前記第1の輪郭線に達する法線の長さであり、
前記第8の工程において前記第2の分布をとる際に、前記第2の輪郭線と前記第2の設計輪郭線との前記間隔は、前記第2の設計輪郭線における一点から前記第2の輪郭線に達する法線の長さである、請求項2〜4のいずれか1つに記載のパターンの重ね合わせずれ計測方法。 - 前記第3の工程及び前記第7の工程におけるパターンマッチングの手法は、テンプレートマッチング法である、請求項2〜5のいずれか1つに記載のパターンの重ね合わせずれ計測方法。
- 前記第1のパターンは第1の繰り返し要素により構成され、前記第4の工程において前記第1の分布をとる際に、前記第1の繰り返し要素のそれぞれにおいて、所定の複数の位置で前記第1の輪郭線と前記第1の設計輪郭線との前記間隔を取得し、
前記第2のパターンは第2の繰り返し要素により構成され、前記第8の工程において前記第2の分布をとる際に、前記第2の繰り返し要素のそれぞれにおいて、所定の複数の位置で前記第2の輪郭線と前記第2の設計輪郭線との前記間隔を取得する、請求項2〜6のいずれか1つに記載のパターンの重ね合わせずれ計測方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013061122A JP2014187195A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | パターンの重ね合わせずれ計測方法 |
US13/952,943 US9244365B2 (en) | 2013-03-22 | 2013-07-29 | Method for measuring pattern misalignment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013061122A JP2014187195A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | パターンの重ね合わせずれ計測方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014187195A true JP2014187195A (ja) | 2014-10-02 |
Family
ID=51568870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013061122A Pending JP2014187195A (ja) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | パターンの重ね合わせずれ計測方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9244365B2 (ja) |
JP (1) | JP2014187195A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113724178A (zh) * | 2020-05-12 | 2021-11-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 单侧刻蚀偏差测量方法及设备 |
KR102431984B1 (ko) * | 2021-02-24 | 2022-08-12 | (주)엠브이텍 | 이미지를 활용한 패턴 매칭방법 및 이를 이용한 패턴 매칭장치 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102154075B1 (ko) * | 2013-10-21 | 2020-09-09 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자의 검사 방법 및 반도체 검사 시스템 |
CN105093856A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-11-25 | 合肥芯碁微电子装备有限公司 | 一种激光直接成像设备成像位置误差的检测方法 |
KR102582665B1 (ko) | 2016-10-07 | 2023-09-25 | 삼성전자주식회사 | 집적 회로의 패턴들을 평가하는 시스템 및 방법 |
CN108226179B (zh) * | 2018-01-10 | 2021-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 自动光学检测设备的校准方法及自动修复系统 |
CN110308620A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-08 | 合肥芯碁微电子装备有限公司 | 一种激光直接成像设备对准相机位置关系自动标定方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05324836A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Fujitsu Ltd | パターンマッチング方法 |
JP2009194051A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン生成装置およびパターン形状評価装置 |
JP2009216503A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Ihi Corp | 三次元位置姿勢計測方法および装置 |
JP2010177500A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | パターンの重ね合わせ評価方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100500199B1 (ko) * | 1995-05-29 | 2005-11-01 | 가부시키가이샤 니콘 | 마스크패턴을겹쳐서노광하는노광방법 |
JP2001133955A (ja) | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Nec Corp | ウェハパターンの設計マージン設定方法、パターン精度設定方法およびマスクパターンの設計マージン設定方法 |
JP3881521B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2007-02-14 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造プロセス評価方法 |
JP2003224061A (ja) | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Sony Corp | 合わせずれ測定方法 |
US7190823B2 (en) * | 2002-03-17 | 2007-03-13 | United Microelectronics Corp. | Overlay vernier pattern for measuring multi-layer overlay alignment accuracy and method for measuring the same |
JP3953355B2 (ja) * | 2002-04-12 | 2007-08-08 | Necエレクトロニクス株式会社 | 画像処理アライメント方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2004259909A (ja) | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Renesas Technology Corp | 重ね合わせ検査方法および重ね合わせ検査装置 |
US8148682B2 (en) * | 2009-12-29 | 2012-04-03 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for pattern position and overlay measurement |
-
2013
- 2013-03-22 JP JP2013061122A patent/JP2014187195A/ja active Pending
- 2013-07-29 US US13/952,943 patent/US9244365B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05324836A (ja) * | 1992-05-19 | 1993-12-10 | Fujitsu Ltd | パターンマッチング方法 |
JP2009194051A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン生成装置およびパターン形状評価装置 |
JP2009216503A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Ihi Corp | 三次元位置姿勢計測方法および装置 |
JP2010177500A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | パターンの重ね合わせ評価方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113724178A (zh) * | 2020-05-12 | 2021-11-30 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 单侧刻蚀偏差测量方法及设备 |
CN113724178B (zh) * | 2020-05-12 | 2024-03-15 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 单侧刻蚀偏差测量方法及设备 |
KR102431984B1 (ko) * | 2021-02-24 | 2022-08-12 | (주)엠브이텍 | 이미지를 활용한 패턴 매칭방법 및 이를 이용한 패턴 매칭장치 |
WO2022181945A1 (ko) * | 2021-02-24 | 2022-09-01 | (주)엠브이텍 | 이미지를 활용한 패턴 매칭방법 및 이를 이용한 패턴 매칭장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140285652A1 (en) | 2014-09-25 |
US9244365B2 (en) | 2016-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014187195A (ja) | パターンの重ね合わせずれ計測方法 | |
KR101730917B1 (ko) | 오버레이 오차 측정 장치 및 컴퓨터 프로그램 | |
JP2007248087A (ja) | 試料寸法測定方法、及び試料寸法測定装置 | |
US9007571B2 (en) | Measurement method of overlay mark | |
CN109884862B (zh) | 三维存储器曝光系统中套刻偏差的补偿装置及方法 | |
US9098894B2 (en) | Defect determination in integrated circuit manufacturing process | |
US20170262975A1 (en) | Wafer inspection method for manufacturing semiconductor device | |
TWI412068B (zh) | 對準標記及缺陷檢測方法 | |
JP2008139688A (ja) | 半導体集積回路の製造方法、マスクの製造方法、半導体マスクデータ製造装置、マスクパターンの修正方法、及び設計レイアウトの修正方法 | |
TWI732657B (zh) | 半導體晶圓檢測方法及其系統 | |
CN111128829B (zh) | 对准方法及校准方法 | |
JP2009270988A (ja) | 重ね合わせずれ量算出方法及び半導体装置の製造方法 | |
JP4916116B2 (ja) | パターン特定方法およびパターン特定装置 | |
US8930011B2 (en) | Method of measuring an overlay of an object | |
TW201526131A (zh) | 影像關鍵尺寸量測校正方法及系統 | |
JP2006332177A (ja) | 半導体ウエハ、その製造方法及びマスク | |
JP6362827B2 (ja) | アライメント測定装置およびアライメント測定方法 | |
CN110690162B (zh) | 基于叠对偏移量的补偿方法 | |
JP2009076863A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2010103438A (ja) | パターニング方法、露光システム、プログラム及びデバイス製造方法 | |
US9410902B1 (en) | Overlay measurement method | |
US11776112B2 (en) | Misalignment measuring apparatus and misalignment measuring method | |
CN104752251B (zh) | 采用cdsem测试图形的方法 | |
KR20120048904A (ko) | 오버레이 측정 방법 | |
JPWO2018138874A1 (ja) | 荷電粒子線装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150521 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150924 |