JP4908099B2 - 荷電粒子線照射方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
Y. Ose, M. Ezumi, H. Todokoro, "Improved CD-SEM Optics with Retarding and Boosting Electric Field", Proc. SPIE 3677, pp. 930-939 (1999)
図1は、第1の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図である。
まず、検査の対象となる対象パターン1を含む試料に対して、対象パターン1を含む観察領域(倍率、視野など)2を設定する。本実施形態では、対象パターン1は穴パターンとして説明する。そのために、穴底の観察および測定となる対象の対象パターン1が含まれる設計データ(CADデータ)を用意し、設計データ上で対象パターン1の位置と観察領域2を設定する。
次に、試料に対して、低倍率での照射条件(照射時間など)で電子ビームが照射される照射領域4を設定する。照射領域4および照射時間などの電子ビームの照射条件は、対象パターン1の穴径やアスペクト比、材質などにより決定される。照射領域4は、観察領域2よりも広範囲である必要がある。
次に、低倍率で照射領域を電子ビームで照射する。
次に、観察領域のSEM像6(観察パターンの寸法)の取得を行う。そのために、予め設定した低倍率での照射条件が完了した後、観察領域2内を電子ビームで照射して対象パターンを観察して、対象パターンの寸法を取得する。
図4は、第2の実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法の流れを示す図である。
まず、第1の実施形態と同様に、対象パターン1を含む観察領域2を設定する。
次に、第1の実施形態と同様に、照射領域4、非照射領域(第1の非照射領域)3を設定する。
次に、非照射領域(第2の非照射領域)の追加を行う。そのために、ステップS2で設定した非照射領域3の配置位置および大きさ(XおよびYの長さ、面積など)から、照射領域全体に電子ビームを照射した場合の照射量の均一性および対称性を計算する。
次に、第1の実施形態と同様に、低倍率で照射領域(第1および第2の非照射領域以外の領域)を電子ビームで照射する。このとき、対象パターン位置を中心に照射量が均一かつ対称性になるように第2の非照射領域3’が設定されているため、照射領域内における電子ビームの均一性および対称性は、第2の非照射領域3’に電子ビームを照射しない場合よりも高くなる。
次に、第1の非照射領域と同様に、観察領域のSEM像(対象パターンの寸法)の取得を行う。
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。本実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体製造プロセス内のパターン寸法測定工程に、上記実施形態の電子ビーム照射方法を含む処理方法(EB照射パターン測定方法)を、適用した例である。
まず、測定の対象(ここではパターン寸法測定の対象)となるパターン(測定対象パターン)を含む試料を用意する。
次に、実施形態のEB照射パターン測定方法により、所望のホールパターンを含むウェハ(試料)にEBを照射し、上記所望のホールパターンの底からの二次電子信号を検出して、ホール底の状態を観察し、ホールパターンの寸法(対象パターンの良否の判断に使用される測定項目)を測定する。これは、ホールパターンの特徴量(例えば、ホールパターンの直径や面積、長径、短径など)を算出するシステムが搭載されたCD−SEMを用いて行われる。
CD−SEMを用いたホールパターンの測定完了後に、測定結果(パターン寸法)を製造プロセス内の工程管理システムに送信する。
工程管理システムには予めパターン寸法の許容範囲が設定されている。工程管理システムは、CD−SEMから送られた測定結果がパターン寸法の許容範囲内か否かを判断する。
判断の結果、パターン寸法が許容範囲内ならば、ホールパターンの寸法は問題なしと判断され、次の製造プロセス(次工程)に進む。次工程は、例えば、ホールパターンがレジスト膜のホールパターンの場合であれば、上記ホールパターンを有するレジスト膜をマスクに用いたエッチングプロセスである。
一方、判断の結果、パターン寸法が許容範囲外ならば、寸法異常を有するホールパターンと判断され、次の製造プロセスに進めずに処理を止める。
Claims (5)
- 観察の対象となる対象パターンを含む試料に対して、前記対象パターンを含む観察領域を設定する工程と、
前記試料に対して、前記観察領域を含み、かつ、前記観察領域よりも広い、帯電用荷電粒子線が照射される照射領域を設定する工程と、
前記照射領域内に前記帯電用荷電粒子線を照射しない非照射領域を設定する工程、
前記非照射領域以外の前記照射領域に前記帯電用荷電粒子線を照射する工程と、
前記照射領域に前記帯電用荷電粒子線を照射する工程の後に、前記観察領域に観察用荷電粒子線を照射する工程と
を含むことを特徴とする荷電粒子線照射方法。 - 前記非照射領域は、第2の領域をさらに含み、
前記第2の領域は、前記非照射領域以外の前記照射領域に前記帯電用荷電粒子線を照射する工程において、前記照射領域内における前記帯電用荷電粒子線の均一性および対称性が、前記第2の領域に前記帯電用荷電粒子線を照射する場合よりも高くなるように選ばれることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子線照射方法。 - 前記非照射領域は前記帯電用荷電粒子線を照射しない非照射パターンを含み、前記非照射領域を設定する工程において、前記非照射パターンの形状の特徴を規定する特徴量を設定する工程と、前記照射領域内に存在する前記対象パターン以外のパターンの中から、前記特徴量を有するパターンを抽出する工程とを含む工程により、前記非照射パターンを抽出す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照射方法。
- 前記観察領域に前記観察用荷電粒子線を照射する工程における前記観察用荷電粒子線の照射条件は、前記照射領域に前記帯電用荷電粒子線を照射する工程における前記帯電用荷電粒子線の照射条件よりも高倍率であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の荷電粒子線照射方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項の荷電粒子線照射方法を用いて、対象パターンを含む試料に観察用荷電粒子線を照射した後、前記対象パターンを観察することにより、前記対象パターンの良否の判断に使用される測定項目を測定する工程と、
前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっているか否かを判断する工程と、
前記測定項目の測定値が所定の範囲内に収まっている場合には次の工程に進み、前記観察測定値が所定の範囲内に収まっていない場合には前記対象パターンを修復するかまたは前記試料を処分する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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