JP2020041991A

JP2020041991A - 形状計測方法および形状計測装置

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Publication number: JP2020041991A
Application number: JP2018171860A
Authority: JP
Inventors: 一希萩原; Kazuki Hagiwara
Original assignee: Kioxia Corp
Current assignee: Kioxia Corp
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-19
Also published as: US10837768B2; US20200088516A1

Abstract

【課題】周期的に配置された微小パターンの形状を方位に依らず、従来に比して高精度に計測することができる形状計測方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、形状計測方法では、まず、所定の入射方位角の測定範囲で、パターンを有する基板に電磁波を照射し、前記基板から散乱される電磁波の散乱強度を測定する。ついで、前記電磁波の散乱強度に基づいて前記パターン中の単位構造の形状情報を算出する。そして、前記散乱強度の測定では、前記測定範囲を複数の領域に分け、隣接する領域間では異なる測定条件が設定される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、形状計測方法および形状計測装置に関する。

半導体製造プロセスにおいて、二次元的に周期的に配置された微小なホールパターンの形状を計測する技術として、微小角入射Ｘ線小角散乱法（Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering；以下、ＧＩＳＡＸＳという）が提案されている。

ＧＩＳＡＸＳで、微小なパターンの３次元形状を計測する場合には、入射方位角を一定の速度で変化させて、どの入射方位角でも同じ条件で計測を行っている。しかしながら、同じ条件で計測を行う方法では、微小パターンの方位によって、断面形状測定精度が異なってしまう。

特開２０１５−１１０２４号公報

本発明の一つの実施形態は、周期的に配置された微小パターンの形状を方位に依らず、従来に比して高精度に計測することができる形状計測方法および形状計測装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、形状計測方法では、まず、所定の入射方位角の測定範囲で、パターンを有する基板に電磁波を照射し、前記基板から散乱される電磁波の散乱強度を測定する。ついで、前記電磁波の散乱強度に基づいて前記パターン中の単位構造の形状情報を算出する。そして、前記散乱強度の測定では、前記測定範囲を複数の領域に分け、隣接する領域間では異なる測定条件が設定される。

図１は、実施形態による形状計測装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。図２は、測定対象の一例を示す上面図である。図３は、形状計測装置での二次元検出器による散乱Ｘ線の検出の概要を示す図である。図４は、実施形態による測定条件の一例を示す図である。図５は、シミュレーションで使用されるメモリホールの形状モデルの一例を示す図である。図６は、実施形態による形状計測方法の手順の一例を示すフローチャートである。図７は、実施形態による形状計測方法の手順を模式的に示す図である。図８は、演算部および制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる形状計測方法および形状計測装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態による形状計測装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。なお、以下の説明では、形状計測装置１として、ＧＩＳＡＸＳを例に挙げる。

形状計測装置１は、ステージ１１と、Ｘ線管球１２と、発散スリット１３と、二次元検出器１４と、制御部２０と、演算部３０と、を備える。

ステージ１１は、計測対象の基板１００を載置する。ステージ１１は、図示しない駆動機構によって基板載置面に平行な方向に移動可能に構成されるとともに、基板載置面に平行な面内で回転可能に構成される。計測対象の基板１００には、所定の形状を有する構造部（パターン）が二次元的に周期的に配置されている。構造部は、周期構造を構成する単位構造である。構造部として、メモリホールなどのホールパターン、ピラーパターンなどが例示される。

図２は、測定対象の一例を示す上面図である。図２では、構造部がメモリホール１１０である場合を示している。また、メモリホール１１０は、長径と短径とを有する矩形状を有している。ただし、矩形状は一例であり、楕円状等との他の形状であってもよい。ここで、メモリホール１１０の長径方向をＸ軸とし、短径方向をＹ軸としている。Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交している。メモリホール１１０は、Ｘ方向にピッチ長Ｐｘで周期的に配置され、Ｙ方向にピッチ長Ｐｙで配置されている。ここでは、Ｐｘ＞Ｐｙであるとする。このように、基板１００には、メモリホール１１０が二次元的に周期的に配置された周期構造が設けられている。

Ｘ線管球１２は、所定の波長のＸ線を発生させる光源と、図示しない凹面鏡と、を含む。光源は、Ｘ線を生成するものであれば特に限定されないが、例えばＣｕのＫα線を光源として用いることができる。Ｘ線管球１２は、光源制御部２２から制御信号を与えられて、例えば１ｎｍ以下の波長のＸ線（以下、入射Ｘ線という）Ｌｉを生成する。入射Ｘ線Ｌｉは、Ｘ線管球１２内の凹面鏡によって光路が調整され、所望の斜入射角αで基板１００内の周期構造へと照射される。

発散スリット１３は、基板１００に照射される入射Ｘ線Ｌｉの幅を調整するためのスリットである。入射Ｘ線Ｌｉの強度を上げたい場合には、発散スリット１３の幅が広くされる。

二次元検出器１４は、基板１００に配置された周期構造から十分に離れた位置に配置され、入射Ｘ線Ｌｉが照射された周期構造によって散乱および回折されたＸ線（以下、散乱Ｘ線という）Ｌｏを受光素子で検出し、その強度を測定する。二次元検出器１４は、受光素子が二次元に配置された受光部を有する。各受光素子は、周期構造により散乱および回折された散乱Ｘ線Ｌｏの強度を測定し、測定した強度を自身の位置に対応付けることにより、受光部全体として散乱Ｘ線の強度（以下、Ｘ線散乱強度という）の二次元画像を作成する。二次元検出器１４は、作成したＸ線散乱強度の二次元画像をデータ処理部３１に出力する。

図３は、形状計測装置での二次元検出器による散乱Ｘ線の検出の概要を示す図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は上面図を示している。図３（ａ）に示されるように、側面から見た場合には、入射Ｘ線Ｌｉは、斜入射角αで基板１００に入射し、入射Ｘ線Ｌｉの光路を含む面内で、種々の出射角βで散乱される。二次元検出器１４の各位置では、この種々の出射角βで散乱された散乱Ｘ線Ｌｏの強度が検出される。なお、斜入射角αは、略水平に近い角度であり、通常は、０．２°前後の角度とされる。

図３（ｂ）に示されるように、上面から見た場合には、入射Ｘ線Ｌｉは入射方位角φで基板１００に入射し、種々の回折角２θで回折される。二次元検出器１４の各位置では、この種々の回折角２θで散乱された散乱Ｘ線Ｌｏの強度が検出される。ここで、図２に示されるように、周期構造を構成する１つのメモリホール１１０での特定の方向（基準方向）と、入射Ｘ線Ｌｉの入射方向と、がなす角度を入射方位角φとする。例えば、図２では、メモリホール１１０の長径の方向、すなわちＸ方向を基準方向としている。メモリホール１１０の長径（Ｘ方向）と入射Ｘ線Ｌｉの入射方向とが平行な場合に入射方位角φは０°となり、メモリホール１１０の長径（Ｘ方向）と入射Ｘ線Ｌｉの入射方向とがと垂直になる場合に入射方位角φは９０°となる。図では、入射Ｘ線Ｌｉの位置を変えているが、ステージ１１をＸＹ面内方向で回転させることによっても、入射方位角φを変えることができる。

制御部２０は、ステージ制御部２１と、光源制御部２２と、スリット幅制御部２３と、条件設定部２４と、を有する。ステージ制御部２１は、ステージ１１を移動して基板１００に入射Ｘ線Ｌｉが入射される位置（基板１００の並進動作）と入射方位角φ（基板１００の回転動作）と、を制御する。

光源制御部２２は、基板１００に対する入射Ｘ線Ｌｉの角度（斜入射角）および光源（Ｘ線管球１２）からの入射Ｘ線Ｌｉの出力を制御する。

スリット幅制御部２３は、入射Ｘ線Ｌｉの照射面積を決めるための発散スリット１３の幅を制御する。

条件設定部２４は、ステージ制御部２１、光源制御部２２、スリット幅制御部２３および後述する演算部３０の形状算出部３３に、基板１００を計測する際の測定条件を設定する。本実施形態では、形状計測を行う際に、斜入射角α、スリット幅およびステージ１１の回転速度を一定として測定を行うのではなく、入射方位角φに応じて、斜入射角α、スリット幅およびステージ１１の回転速度を変えて測定を行う。

例えば、メモリホールについて、短径方向の形状情報（長径に垂直な面内の形状情報）を高精度で取得する条件と、長径方向の形状情報（短径に垂直な面内の形状情報）を高精度で取得する条件と、が異なることが実験によってわかっている場合には、メモリホールの形状計測を行う場合に、それぞれの方向で測定条件が変えられる。また、予め実験によって入射方位角φによる望ましい測定条件がわかっている場合には、メモリホールを製造するための設計データに基づいて条件を設定することもできる。例えば、ピッチが長くなるほど斜入射角αを小さくした方が測定精度が上がること、あるいは、メモリホールの短径および長径に平行な方向以外の入射方位角φ（図２においては０°と９０°近傍）では高精度に測定をしなくてもよいこと、がわかっているものとする。この場合には、ピッチが長くなるほど斜入射角を小さくしたり、メモリホールの短径および長径に平行な入射方位角の照射時間は長く、それ以外の照射時間は短くしたりすることが望ましい。

図４は、実施形態による測定条件の一例を示す図である。ここでは、図２で、入射方位角が−５°〜５°の範囲の領域をＲ１とし、入射方位角が５°〜８５°の範囲の領域をＲ２とし、入射方位角が８５°〜９５°の範囲の領域をＲ３としている。また、測定条件として、斜入射角α、回転速度およびスリット幅を例示している。

領域Ｒ１では、主にメモリホール１１０の短径方向の形状情報を取得するための測定が行われる。斜入射角αは０．２４°に設定され、回転速度は１，０００秒／１０°に設定され、スリット幅は０．０９ｍｍに設定される。これによって、メモリホール１１０の短径方向の形状情報を高精度で取得可能な測定を行うことができる。

領域Ｒ３では、主にメモリホール１１０の長径方向の形状情報を取得するための測定が行われる。斜入射角αは０．２５°に設定され、回転速度は１，５００秒／１０°に設定され、スリット幅は０．１５ｍｍに設定される。これによって、メモリホール１１０の長径方向の形状情報を高精度で取得可能な測定を行うことができる。

領域Ｒ２では、例えばメモリホール１１０の平面形状における曲率などの短径方向および長径方向の形状情報以外の形状情報を取得するための計測が行われる。そのため、領域Ｒ１，Ｒ３に比して重要度は低く、なるべく測定に時間をかけない方が望ましい。そこで、斜入射角は０．２４°に設定され、回転速度は３００秒／１０°に設定され、スリット幅は０．１５ｍｍに設定される。

このように測定を行う入射方位角φの範囲を複数の領域に分け、隣接する領域間で異なる測定条件が設定される。なお、図４に示される測定条件は一例である。このような測定条件として、例えば、メモリホールの各断面形状を計測する上で、散乱Ｘ線Ｌｏのコントラストおよび強度が最適化された状態で波形を取得することができる条件が選択される。これによって、測定精度を向上ることができる。

演算部３０は、データ処理部３１と、シミュレーション部３２と、形状算出部３３と、を有する。データ処理部３１は、二次元検出器１４で検出された二次元画像から散乱プロファイルを算出し、散乱プロファイルを形状算出部３３に出力する。なお、本実施形態では、図４に示されるように、領域Ｒ１〜Ｒ３で回転速度は異なる。これは、入射方位角φによって測定対象への入射Ｘ線の照射時間、すなわち露光時間が異なることを意味する。そのため、それぞれの領域Ｒ１〜Ｒ３で検出された散乱データから算出した散乱プロファイルのＸ線強度同士を比較することはできない。露光時間の異なる領域Ｒ１〜Ｒ３で算出されたＸ線強度を比較するには、算出されたＸ線強度を、各入射方位角における露光時間で割ることによって、単位時間当たりのＸ線強度として規格化すればよい。データ処理部３１によって算出される散乱プロファイルのＸ線強度は、単位時間当たりのＸ線強度に規格化されたものになる。

シミュレーション部３３は設計データに基づき、複数の形状パラメータから成る形状モデルを用いて、形状モデルが二次元的に周期的に配置された周期構造に入射Ｘ線を照射して得られる予想散乱プロファイルをシミュレーションする。シミュレーション部３３は予想散乱プロファイルを形状算出部３２に出力する。

図５は、シミュレーションで使用されるメモリホールの形状モデルの一例を示す図であり、（ａ）は平面形状モデルであり、（ｂ）は長径方向の断面形状モデルであり、（ｃ）は短径方向の断面形状モデルである。これらの平面形状モデルおよび断面形状モデルに示されるように、形状パラメータとして、長径Ｌｘ、短径Ｌｙ、パターンの輪郭がＸ軸およびＹ軸と交わる位置でのそれぞれの曲率半径Ｒｘ，Ｒｙ、深さＤ、メモリホールの側壁が底面となす側壁角θｓ、Ｘ方向（長径方向）のピッチＰｘ、Ｙ方向（短径方向）のピッチＰｙなどが用いられる。なお、ここで示した形状パラメータは一例であり、これらに加えて他の形状パラメータを用いることも可能である。

モデル形状に形状パラメータを設定して得られる仮想的なメモリホールに、測定条件にしたがって入射Ｘ線を照射した時の散乱Ｘ線の各位置での強度がシミュレーションによって計算され、予想散乱プロファイルが得られる。

形状算出部３３は、散乱プロファイルと予想散乱プロファイルとをフィッティングさせて三次元形状を算出する。具体的には、形状算出部３３は、複数の予想散乱プロファイルの中から１つの予想散乱プロファイルを取得し、散乱プロファイルと取得した予想散乱プロファイルとの差異が所定の範囲内であるかを判定するフィッティング処理を行う。形状算出部３３は、差異が所定の範囲内に収まる予想散乱プロファイルが得られるまで、異なる予想散乱プロファイルを取得してフィッティング処理を行う。形状算出部３３は、差異が所定の範囲内となる予想散乱プロファイルが得られた場合には、この予想散乱プロファイルを作成するのに使用された形状パラメータを、測定したメモリホールの形状情報とする。

つぎに、このような形状計測装置１における形状計測方法について説明する。図６は、実施形態による形状計測方法の手順の一例を示すフローチャートである。まず、測定対象の基板１００をステージ１１上に載置する（ステップＳ１１）。この時、基板１００に設けられるメモリホール１１０の基準方向が形状計測装置１の入射Ｘ線Ｌｉの入射方向と一致するように配置位置が調整される。例えば、図２の場合では、メモリホール１１０の長径方向（Ｘ方向）が入射Ｘ線Ｌｉの入射方向と一致するように調整される。

ついで、条件設定部２４は、測定対象の設計データに基づいた測定条件を取得し（ステップＳ１２）、ステージ制御部２１は、測定条件中の測定範囲の最初の入射角方位φを設定する（ステップＳ１３）。例えば、図４の場合には、測定範囲が−５°〜９５°であるので、入射方位角φは−５°に設定される。

その後、ステージ制御部２１、光源制御部２２およびスリット幅制御部２３は、設定した入射方位角φに応じた測定条件を取得し（ステップＳ１４）、測定条件に基づいて制御を行う。例えば、図４の場合には、斜入射角α、回転速度およびスリット幅が測定条件にしたがってステージ制御部２１はステージ１１を制御し、光源制御部２２はＸ線管球１２を制御し、スリット幅制御部２３は、発散スリット１３を制御する。

ついで、Ｘ線管球１２で発生された入射Ｘ線Ｌｉが、発散スリット１３を介して基板１００表面に照射され（ステップＳ１５）、基板１００からの散乱Ｘ線Ｌｏが二次元検出器１４で検出される（ステップＳ１６）。現在の入射方位角φに入射Ｘ線Ｌｉが照射されてから測定条件で規定される露光時間だけ経過すると、現在の入射方位角φは測定範囲の最後であるかが判定される（ステップＳ１７）。現在の入射方位角φが測定範囲の最後の角度ではない場合（ステップＳ１７でＮｏの場合）には、つぎの入射方位角φが設定され（ステップＳ１８）、ステップＳ１４へと処理が戻る。そして、ステップＳ１４〜Ｓ１８の処理が入射方位角φが測定範囲の最後の角度となるまで繰り返し実行される。

入射方位角φが測定範囲の最後の角度である場合（ステップＳ１７でＹｅｓの場合）には、データ処理部３１は、二次元検出器１４で検出された散乱Ｘ線Ｌｏの検出結果から散乱プロファイルを算出する（ステップＳ１９）。一方、シミュレーション部３２は、形状パラメータを設定した形状モデルを用いて予想散乱プロファイルを算出する（ステップＳ２０）。その後、形状算出部３３は、散乱プロファイルと予想散乱プロファイルとをフィッティングし（ステップＳ２１）、散乱プロファイルと予想散乱プロファイルとの差異が所定の範囲内であるかを判定する（ステップＳ２２）。

差異が所定の範囲内ではない場合（ステップＳ２２でＮｏの場合）には、シミュレーション部３２は、ステップＳ２０とは異なる形状パラメータを設定した形状モデルを用いて予想散乱プロファイルを算出し（ステップＳ２３）、ステップＳ２１へと処理が戻る。そして、ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理が、散乱プロファイルと予想散乱プロファイルとの差異が所定の範囲内となるまで繰り返し実行される。換言すると、予想散乱プロファイルと散乱プロファイルがある一定の差以下に収束するまで、シミュレーション部３３は、形状パラメータを変えた予想散乱プロファイルを作成し続ける。

また、差異が所定の範囲内である場合（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）には、形状算出部３３は、予想散乱プロファイルの算出に用いた形状パラメータを測定対象の形状情報として出力し（ステップＳ２４）、形状計測処理が終了する。

図７は、実施形態による形状計測方法の手順を模式的に示す図である。ステージ１１に基板１００が載置され、入射方位角φ１〜φＮで計測が行われる。このうち、入射方位角φ１は、図２の領域Ｒ１に含まれ、入射方位角φ２〜φＮ−１は領域Ｒ２に含まれ、入射方位角φＮは領域Ｒ３に含まれるものとする。また、図４に例示されるように、領域Ｒ１〜Ｒ３毎に異なる測定条件が設定されている。

Ｘ線による測定は、入射方位角φ１，φ２，・・・，φＮ−１，φＮの順に行われる。それぞれの入射方位角φｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）では、その入射方位角φｉごとに定められる測定条件での測定が行われる。そして、入射角方位φ１，φ２，・・・，φＮでの測定結果からそれぞれ散乱プロファイルが、Ｐ１，Ｐ２，・・・，ＰＮが算出される。

短径方向の形状を取得する場合には、短径方向の断面形状モデルＭ１に、ある形状パラメータを設定してＸ線の散乱をシミュレーションした結果である予想散乱プロファイルと、散乱プロファイルＰ１とがフィッティングされる。また、長径方向の形状を取得する場合には、長径方向の断面形状モデルＭ２に、ある形状パラメータを設定してＸ線の散乱をシミュレーションした結果である予想散乱プロファイルと、散乱プロファイルＰＮとがフィッティングされる。さらに、平面形状を取得する場合には、平面形状モデルＭ３に、ある形状パラメータを設定してＸ線の散乱をシミュレーションした結果である予想散乱プロファイルと、散乱プロファイルＰ１〜ＰＮとがフィッティングされる。そして、これらのフィッティングの結果、差異が所定の範囲内に収まる予想散乱プロファイルを取得し、この予想散乱プロファイルに設定された形状パラメータを測定対象の形状情報２００として出力する。例えば、短径方向の散乱プロファイルＰ１からは、短径（Ｌｙ）と深さ（Ｄ）とが求められ、長径方向の散乱プロファイルＰＮからは、長径（Ｌｘ）と深さ（Ｄ）とが求められる。また、散乱プロファイルＰ１〜ＰＮからは、曲率（Ｒｘ，Ｒｙ）などが求められる。

なお、上記した説明では、構造部としてメモリホールの形状を計測する場合を例に挙げたが、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、構造部としてメモリホール以外のホール、ピラーなど二次元的に周期的に配置されるものであれば、形状を計測することができる。また、平面形状は、矩形状だけではなく、楕円形状、真円形状、正方形状など他の形状を有する構造部であってもよい。

また、上記した説明では、形状計測装置１としてＧＩＳＡＸＳを例に挙げたが、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、可視光領域の光など他の電磁波を用いて形状計測を行うＯＣＤ（Optical Critical Dimension）にも本実施形態を適用することができる。

上記した制御部２０および演算部３０は、情報処理装置によって構成される。図８は、演算部および制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。制御部２０および演算部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１２と、主記憶装置であるＲＡＭ（Random Access Memory）２１３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）またはＣＤ（Compact Disc）ドライブ装置などの外部記憶装置２１４と、ディスプレイ装置などの表示部２１５と、キーボードまたはマウスなどの入力部２１６と、を備えており、これらがバスライン２１７を介して接続された、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

本実施形態の制御部２０で実行されるプログラムは、図６のステップＳ１２〜Ｓ１８に示される形状計測方法を実行するものであり、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の演算部３０で実行されるプログラムは、図６のステップＳ１９〜Ｓ２４に示される形状計測方法を実行するものであり、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の制御部２０および演算部３０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の制御部２０および演算部３０で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

また、本実施形態のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

図１では、制御部２０と演算部３０とがそれぞれ独立に設けられる場合を示したが、制御部２０と演算部３０とを１つの情報処理装置で構成してもよい。

実施形態では、二次元的に周期的に配置された構造部の形状を計測する場合に、構造部のある特定の方位と、その他の方位とで、斜入射角α、基板１００の回転速度、スリット幅などの測定条件を変えて、測定を行う。そして、測定の結果得られる散乱プロファイルと、形状パラメータを設定したモデル形状を用いてシミュレーションした結果得られる予想散乱プロファイルと、をフィッティングして、両者の差異が最も小さい予想散乱プロファイルに用いた形状パラメータを、計測対象の形状情報とした。これによって、構造部の特徴となる特定の方位で、断面形状を高精度に取得することができ、その結果、実際の３次元構造に近い形状情報を得ることができるという効果を有する。すなわち、周期的に配置された微小パターンの形状を方位に依らず、高精度に計測することができる。

一方、構造部のある方位で散乱プロファイルを取得するのに適した測定条件で、すべての方位の測定を行う場合には、他の方位で得られる散乱プロファイルは最適ではない場合もある。これによって得られる構造部の３次元構造の形状情報は、実際の３次元構造の形状情報からずれてしまう可能性がある。本実施形態では、このような場合に比して、実際の３次元構造の形状情報からのずれを少なくすることができる。

また、実施形態では、形状情報を取得するのに重要な方位の測定では電磁波の照射時間を長くし、それほど重要でない方位の測定では照射時間を短くするように測定条件が設定される。その結果、どの方位も同じ回転速度で測定を行う場合に比して、測定に要する時間が短縮され、測定スループットを向上させることができるという効果も有する。

さらに、照射時間を短くする場合には、スリット幅を広げて、散乱される電磁波の強度を上げるようにした。これによって、照射時間が短くても、散乱される電磁波について十分な強度が得られるので、解析精度を向上させることができるという効果を有する。

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形状計測装置、１１ステージ、１２Ｘ線管球、１３発散スリット、１４二次元検出器、２０制御部、２１ステージ制御部、２２光源制御部、２３スリット幅制御部、２４条件設定部、３０演算部、３１データ処理部、３２シミュレーション部、３３形状算出部、１００基板、１１０メモリホール

Claims

所定の入射方位角の測定範囲で、パターンを有する基板に電磁波を照射し、前記基板から散乱される電磁波の散乱強度を測定し、
前記電磁波の散乱強度に基づいて前記パターン中の単位構造の形状情報を算出し、
前記散乱強度の測定では、前記測定範囲を複数の領域に分け、隣接する領域間では異なる測定条件が設定される形状計測方法。
前記測定条件は、前記基板の表面への前記電磁波の入射角および前記電磁波の前記基板への照射量を定めるスリット幅のうち少なくとも一方を含む請求項１に記載の形状計測方法。
前記測定条件は、前記入射方位角での前記電磁波の照射時間を含む請求項１または２に記載の形状計測方法。
前記形状情報の算出では、前記電磁波の散乱強度を前記照射時間を用いて規格化し、規格化した前記電磁波の散乱強度に基づいて、前記単位構造の形状情報を算出する請求項３に記載の形状計測方法。
パターンを有する基板を、前記基板の載置面に平行な面内で回転可能に載置するステージと、
前記基板に電磁波を照射する光源と、
前記基板で散乱された電磁波の散乱強度を検出する検出器と、
前記基板の特定の方位と前記光源からの前記電磁波の入射方向との角度である入射方位角を所定の入射方位角の測定範囲内で制御する制御部と、
前記検出器で検出された前記電磁波の散乱強度に基づいて前記パターン中の単位構造の形状情報を算出する演算部と、
を備え、
前記制御部は、前記測定範囲を複数の領域に分け、隣接する領域間では、異なる測定条件を設定する形状計測装置。