JP5707299B2 - 半導体パターン計測方法、半導体パターン計測装置、半導体パターン計測プログラムおよび半導体パターン計測プログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents
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(1)半導体ウェーハ上に形成されたパターンを撮像し、撮像画像に基づいてパターン寸法を計測する方法であって、画像上のパターンの両側のエッジ位置を特定するステップと、パターンの第1のエッジ上にある第1の点と、その反対側のエッジである第2のエッジ上にある第2の点において、該第1の点と該第2の点を結ぶ線分と、該第1の点における該第1エッジの第1の接線と、該第2の点における該第2エッジの第2の接線に基づいて計測を行うステップと、該線分の距離を計測するステップを有することを特徴とする半導体パターン計測方法である。
S803で左エッジ303上y=Yの点L[Y]の定義対応点R[Y]を探索する。図11を用いて定義対応点の探索方法を説明する。図11は図3で示したパターンの一部を拡大したものである。左エッジ303上y=Yにおける点L[Y]に対し、対応点定義で定められるL[Y]の対応点R[Y]を探索する。α1、α2、α3は、点L[Y]と点R1,点R2、点R3を結ぶ線分L[Y]R1、L[Y]R2、L[Y]R3と、点L[Y]における左エッジ303の接線1100がなす各々の角度である。β1は、線分L[Y]R1と、点R1における右エッジ302の接線1101がなす角度、β2は、線分L[Y]R2と、点R2における右エッジ302の接線1102がなす角度、β3は、線分L[Y]R3と、点R3における右エッジ302の接線1103がなす角度である。図11ではR2がL[Y]の定義対応点R[Y]である。図11からも明らかなように、R2の前後の点ではα1<β1、α3>β3であり、L[Y]に対応する定義対応点であるR2をはさんで大小関係は逆転する。この逆転する性質を利用して定義対応点を探索する。
右エッジ304のy=yyの点R[yy]における右エッジ304の接線R[yy]−tanを導出する(S1202)。次に線分L[Y]R[yy]と接線L[Y]−tanのなす角度α、線分L[Y]R[yy]と接線R[yy]−tanのなす角度βを計算する(S1203)。yyがYSでなければ。(αーβ)×(α1-β1)<0かどうかを確認する(S1205)。α1、β1はS1201aとS1201bで示されるループで1回前に計算されたα、βがS1206で代入されているので、(αーβ)×(α1-β1)の正負の確認は、αとβの大小関係の逆転の判定にあたる。(αーβ)×(α1-β1)≧0であればαをα1に、βをβ1に代入したうえで(S1206)ループを続行する。(αーβ)×(α1-β1)<0であればループを抜け、S1207に示すように、例えば内分比の関係に基づきR[Y]を決定する。このように決定されたL[Y]、R[Y]が与えるα、βは、実際には有限桁数の計算のため計算誤差が含まれ正確には一致しないが、計測上は問題ない。
本発明によれば、半導体ウェーハ上に形成されたパターンで、その両辺が直線乃至は曲線で構成され、かつ両辺が非平行なパターンを、一意に決まる幅で計測できるので安定に計測可能となり、その結果、計測再現性の高い高精度な計測が可能となる。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記パターン寸法をパターンそのものの寸法、あるいはパターンとパターンの間隙であるスペースの寸法とする半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記線分と前記第1の接線のなす角度と、前記線分と前記第2の接線のなす角度を比較し、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を計測するステップを有する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記等しい角度を、前記第1の角度と前記第2の角度の差として表れる計算誤差と、前記撮像画像に重畳して表示される前記線分と前記第1の接線で表される角度と、記線分と前記第2の接線で表される角度の表示の差として表れる表示誤差の片方、あるいは両方を含む状態である半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、予め定められた画像上の範囲で複数の線分の距離を計測する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記複数の線分の中点が前記予め定められた画像上の範囲内にある半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、複数の線分の予め定められた方向の端点が前記予め定められた画像上の範囲内にある半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記複数の線分の距離の計測結果である複数の計測値から、最小値、若しくは最小値を与える近傍の位置の計測値の平均値、若しくは最大値、若しくは最大値を与える近傍の位置の計測値の平均値、若しくは予め定められた位置に基づいた計測値、若しくは予め定められた位置に基づいた計測値を与える近傍の位置の計測値の平均値、を計測結果とする半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記線分を前記撮像画像に重畳して表示する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記予め定められた画像上の範囲を基準に、前記検出された複数の線分を前記撮像画像に重畳して表示する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、計測に用いた前記第1の接線、もしくは前記第2の接線、もしくは前記第1の接線と前記第2の接線を前記撮像画像に重畳して表示する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記線分の中点、もしくは前記線分の中点を通過する線を前記撮像画像に重畳して表示する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記予め定められた画像上の範囲を基準に、前記検出された複数の線分の距離を前記撮像画像に重畳して表示する、若しくは複数の線分の距離を記録する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、前記予め定められた画像上の範囲を基準に、異なる時間に計測された計測対象パターンから検出されたパターンごとの複数の線分の距離を重畳して出力する、あるいは重畳可能な結果を記録する半導体パターン寸法計測方法とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測方法は、電子線顕微鏡による撮像ステップを有する半導体パターン寸法計測方法とした。
また上記目的を達成するために本発明の半導体パターン寸法計測装置は、半導体ウェーハ上に形成されたパターンを撮像し、撮像画像に基づいてパターン寸法を計測する装置であって、該パターンを撮像する電子光学系と、該パターンより得られる電子の受信部と、該受信信号をデジタル信号に変換する変換部と、該デジタル信号をデジタル画像として記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該パターンの情報に基づき、該パターンの両側のエッジ位置の特定、および、該パターンの第1のエッジ上にある第1の点と、その反対側のエッジである第2のエッジ上にある第2の点の対であって、該第1の点と該第2の点を結ぶ線分と、該第1の点における該第1エッジの接線と、該線分と該第2の点における該第2エッジの接線とに基づき該第1の点と、該第2の点の距離を演算する演算部とを有する半導体パターン寸法計測手装置とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測装置における演算部とは、前記線分と前記第1の接線のなす角度と、前記線分と前記第2の接線のなす角度と比較し、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を演算する機能をもつ半導体パターン寸法計測手装置とした。
また、本発明の半導体パターン寸法計測装置は、さらに、前記点の対を複数検出する範囲を定める画像上の範囲を入力する入力部と、該複数検出した点対のうち、最小距離を有する点対間を結ぶ線分、あるいは最大距離を有する点対間を結ぶ線分、あるいは予め定められた位置の点対間を結ぶ線分、あるいは該複数検出した全て、あるいは一部の点対間を結ぶ線分を前記画像に重畳して表示する表示部とを有する半導体パターン寸法計測手装置とした。
また上記目的を達成するために本発明の半導体パターン計測プログラムを記憶した記憶媒体は、上記の半導体パターン計測方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な半導体パターン計測プログラムを記憶した記憶媒体とした。
Claims (20)
- 半導体メモリデバイスのウェーハ上に形成されたパターンを撮像し、撮像画像に基づいてパターン寸法を計測する方法であって、
画像上のパターンの両側のエッジ位置を特定するステップと、
パターンの第1のエッジ上にある第1の点と、その反対側のエッジである第2のエッジ上にある第2の点において、該第1の点と該第2の点を結ぶ線分と、該第1の点における該第1エッジの第1の接線と、該第2の点における該第2エッジの第2の接線に基づいて計測を行うステップと、
該線分の距離を計測するステップを有し、
前記線分と前記第1の接線のなす第1の角度と、前記線分と前記第2の接線のなす第2の角度が等しい角度である、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を計測するステップを有することを特徴とする半導体パターン計測方法。 - 前記パターンは、両側エッジが非平行な関係にあるパターンであって、両側とも曲線、あるいは両側とも直線、あるいは片側が直線かつその反対側が曲線であることを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 請求項1記載のパターン計測方法であって、前記線分と前記第1の接線のなす角度と、前記線分と前記第2の接線のなす角度を比較し、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を計測するステップを有することを特徴とする半導体パターン計測方法。
- 予め定められた画像上の範囲で複数の線分の距離を計測することを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 複数の線分の中点が前記予め定められた画像上の範囲内にあることを特徴とする請求項4記載の半導体パターン計測方法。
- 複数の線分の予め定められた方向の端点が前記予め定められた画像上の範囲内にあることを特徴とする請求項4記載の半導体パターン計測方法。
- 前記複数の線分の距離の計測結果である複数の計測値から、最小値、若しくは最小値を与える近傍の位置の計測値の平均値、若しくは最大値、若しくは最大値を与える近傍の位置の計測値の平均値、若しくは予め定められた位置に基づいた計測値、若しくは予め定められた位置に基づいた計測値を与える近傍の位置の計測値の平均値、を計測結果とする請求項4乃至6のいずれかに記載の半導体パターン計測方法。
- 前記線分を前記撮像画像に重畳して表示することを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 前記予め定められた画像上の範囲を基準に、前記検出された複数の線分を前記撮像画像に重畳して表示することを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の半導体パターン計測方法。
- 計測に用いた前記第1の接線、もしくは前記第2の接線、もしくは前記第1の接線と前記第2の接線を前記撮像画像に重畳して表示することを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 前記線分の中点、もしくは前記線分の中点を通過する線を前記撮像画像に重畳して表示することを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 前記予め定められた画像上の範囲を基準に、前記検出された複数の線分の距離を前記撮像画像に重畳して表示する、若しくは複数の線分の距離を記録することを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の半導体パターン計測方法。
- 前記予め定められた画像上の範囲を基準に、異なる時間に計測された計測対象パターンから検出されたパターンごとの複数の線分の距離を重畳して出力する、あるいは重畳可能な結果を記録することを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の半導体パターン計測方法。
- 前記エッジ位置を特定するステップにおいて、さらに検出されたエッジ点列を平滑化するステップを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 前記撮像とは、電子線顕微鏡による撮像であることを特徴とする請求項1記載の半導体パターン計測方法。
- 半導体メモリデバイスのウェーハ上に形成されたパターンを撮像し、撮像画像に基づいてパターン寸法を計測する装置であって、
該パターンを撮像する電子光学系と、
該パターンより得られる電子の受信部と、
該受信信号をデジタル信号に変換する変換部と、
該デジタル信号をデジタル画像として記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された該パターンの情報に基づき、該パターンの両側のエッジ位置の特定、および、該パターンの第1のエッジ上にある第1の点と、その反対側のエッジである第2のエッジ上にある第2の点の対であって、該第1の点と該第2の点を結ぶ線分と、該第1の点における該第1エッジの接線と、該線分と該第2の点における該第2エッジの接線とに基づき該第1の点と、該第2の点の距離を演算する演算部、を有し、
前記線分と前記第1の接線のなす第1の角度と、前記線分と前記第2の接線のなす第2の角度が等しい角度である、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を計測するることを特徴とする
ことを特徴とする半導体パターン計測装置。 - 前記演算部は、前記線分と前記第1の接線のなす角度と、前記線分と前記第2の接線のなす角度と比較し、前記第1の点と、前記第2の点で定義される線分の距離を演算する機能をもつ演算部であることを特徴とする請求項16記載の半導体パターン計測装置。
- さらに、前記点の対を複数検出する範囲を定める画像上の範囲を入力する入力部と、
該複数検出した点対のうち、最小距離を有する点対間を結ぶ線分、あるいは最大距離を有する点対間を結ぶ線分、あるいは予め定められた位置の点対間を結ぶ線分、あるいは該複数検出した全て、あるいは一部の点対間を結ぶ線分を前記画像に重畳して表示する表示部、を有することを特徴とする請求項16記載の半導体パターン計測装置。 - 請求項1乃至15のいずれかに記載の半導体パターン計測方法をコンピュータに実行させることを特徴とした半導体パターン計測プログラム。
- 請求項1乃至15のいずれかに記載の半導体パターン計測方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な半導体パターン計測プログラムを記憶した記憶媒体。
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