JP6581835B2 - 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置 - Google Patents

半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6581835B2
JP6581835B2 JP2015151452A JP2015151452A JP6581835B2 JP 6581835 B2 JP6581835 B2 JP 6581835B2 JP 2015151452 A JP2015151452 A JP 2015151452A JP 2015151452 A JP2015151452 A JP 2015151452A JP 6581835 B2 JP6581835 B2 JP 6581835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
process window
exposure
condition setting
measurement
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.)
Active
Application number
JP2015151452A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017032733A (ja
Inventor
新藤 博之
博之 新藤
郁 深谷
郁 深谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2015151452A priority Critical patent/JP6581835B2/ja
Priority to US15/215,888 priority patent/US9947088B2/en
Publication of JP2017032733A publication Critical patent/JP2017032733A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6581835B2 publication Critical patent/JP6581835B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004Industrial image inspection
    • G06T7/001Industrial image inspection using an image reference approach
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/22Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10056Microscopic image
    • G06T2207/10061Microscopic image from scanning electron microscope
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10141Special mode during image acquisition
    • G06T2207/10144Varying exposure
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20021Dividing image into blocks, subimages or windows
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108Industrial image inspection
    • G06T2207/30148Semiconductor; IC; Wafer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28Scanning microscopes
    • H01J2237/2803Scanning microscopes characterised by the imaging method
    • H01J2237/2806Secondary charged particle
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28Scanning microscopes
    • H01J2237/2813Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817Pattern inspection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Description

本発明は、半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置に係り、特に縮小投影露光装置等による露光に基づいて生成されるパターンの評価条件を設定する設定方法、及び装置に関する。
半導体回路を生成するプロセスの一部であるリソグラフィ工程では、半導体ウェハ等の基板上に感光性受光樹脂(以下「レジスト」という)を所定の厚さで塗布し、露光装置を用いてマスクパターンを縮小露光した後に現像することでレジストパターンを生成する。生成されたパターンは種々のプロセス変動により形状が変化するため、寸法測定機能付きの走査型電子顕微鏡(以下「測長SEM」)等を用いてパターン寸法を計測することで管理している。
しかしながら、昨今の半導体デバイスの細線化および高密度化に伴いパターンの変動許容量が小さくなりつつある。よって、単なる寸法管理では不十分になり、プロセス変動要因の一部である露光装置のフォーカス値および露光量の変動を高精度に管理する必要が出てきた。
露光装置のフォーカス値および露光量の変動を管理する手法として、特許文献1には、ショット(1回の露光単位)ごとに露光条件(フォーカス、露光量)を変えてパターンを焼き付けたFEM(Focus Exposure Matrix)ウェハを使って、各露光条件におけるパターンサイズの測定や形状評価を実施し、パターンの変動許容範囲に入る露光条件を算出するプロセスウィンドウ解析手法が開示されている。このような解析手法を用いることによって、露光条件の変動を適正に評価し、製造条件の管理を行うことができる。また、特許文献2には、FEMウェハを用いて取得した各露光条件のパターン形状から種々の特徴量を抽出し、その特徴量を用いて推定モデルを作成した後、撮像された管理対象パターンから抽出した特徴量と上記推定モデルを用いて管理対象パターンの露光条件を推定する手法が提案されている。
特開2013−179105号公報(対応米国特許公開公報US2015/0012243) 特開2005−286095号公報(対応米国特許USP7,685,560)
一方、露光装置における露光条件の変動をより高精度に管理するためには、ショット単位だけではなく、ショット内の複数部位での露光条件の変動を管理することが望ましい。露光装置はショット内における任意の場所の露光条件を調整し、各部位の露光条件が変動許容量を超えないように調整することでパターン変動を一定の範囲に抑えることが可能になる。
特許文献1、2に開示の手法は、ショット内の色々な部位のパターン評価を行うことができる。しかしながら、ショット内の複数部位のそれぞれの露光条件を調整することを前提とした評価を行うことについての開示はない。仮に、ショット内の複数部位のそれぞれの露光条件を調整するための評価を行うことを前提として、評価点の設定を行う場合、調整可能な領域毎に、評価点を設定するとその数は膨大なものとなる。また、量産工程の評価対象とするのではなく、もともとが不良パターンであり、修正対象として分類すべき場合も考えられる。測定効率と露光装置の評価を高精度の両立を実現するためには、適切な評価対象パターンの選択を行う必要がある。
また、特許文献2の手法においては推定モデル作成のために必要な特徴量を有するパターンがショット内の所定の部位に用意しておく必要があり、製品用の半導体ウェハで露光条件管理を実施したい場合に適用が困難である。
以下に、高精度な露光条件管理のための適正な評価パターンを選択することを目的とする半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置を説明する。
上記目的を達成するための一態様として、荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する評価条件設定法、或いは装置であって、試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さいプロセスウィンドウ範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外する評価条件設定法、或いは装置を提案する。
また、上記目的を達成するための他の一態様として、荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する評価条件設定法、或いは装置であって、試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、当該複数のプロセスウィンドウチャートに含まれる共通領域を抽出し、当該共通領域を形成するプロセスウィンドウチャート、或いは当該共通領域を基準とした所定の範囲のプロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象として選択する評価条件設定法、或いは装置を提案する。
上記構成によれば、高精度な露光条件感知のための適正な評価パターンの選択が可能となる。
露光条件管理パターン選択処理の流れを示すフローチャート。 走査電子顕微鏡の概略構成例を示す図。 露光のフォーカス値またはドーズ量と測長値との関係を示すグラフ。 プロセスウィンドウチャートの作成例。 ショット内対象領域別最小パターン選択の詳細を示すフローチャート。 ショット領域毎の共通プロセスウィンドウ算出例を示す図。 不良パターンを含むプロセスウィンドウチャート例を示す図。 共通ウィンドウ生成に寄与しないパターンを含むプロセスウィンドウチャート例を示す図。 ショット間対象領域別最小パターン選択の詳細を示すフローチャート。 露光装置の1ショット内に含まれる複数の近接ショット領域と、各近接ショット領域のプロセスウィンドウを例示する図。 測定システムの構成の一例を示す図。 近接ショット領域の共通領域の抽出に基づいて、近接ショット領域、或いは近接ショット領域に含まれるパターンを選択する手法を説明する図。
以下に説明する実施例では、主に荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する演算装置を備えた測定条件設定装置において、前記演算装置は、試料上に形成された異なるパターンに対する前記荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートを評価し、当該複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲(最悪変動量)より小さい範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートを選択し、当該選択されたプロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外して、前記測定対象となるパターンを選択する測定条件設定装置を、図面を用いて説明する。
後述する実施例によれば、プロセスウィンドウ解析手法を用いて露光装置における露光条件の変動を管理するためにショット内の必要最低限のパターン群を自動で選択でき、これを用いることで高精度なプロセス管理を最短時間で実施することができる。
(1)評価用ウェハの生成から測定対象パターンの選択に至るまでの処理の流れ
図1は、露光装置評価用ウエハ(FEMウエハ)の生成から測定対象パターンの選択に至るまでの処理工程を示すフローチャートである。まず露光条件管理を行いたい半導体回路パターンを生成するための任意のリソグラフィ工程を決定し、プロセスウィンドウが算出できるようにショットごとに露光条件を変えたFEMウェハを作成する(101)。次に露光条件管理に用いるパターン候補を各ショットで撮像する(102)。この段階で選択されるパターン候補は該当の半導体回路パターン全体からパターン変動の許容量が狭いもの、いわゆるホットスポットパターンが好ましい。ホットスポットパターンの抽出に関しては様々な手法が提案されているが、例えば半導体回路の設計データから露光シミュレーションを実施することで露光条件の変化に対し、変動量の多いパターンを抽出する手法や、FEMウェハを作成し半導体欠陥検査装置を用いてプロセスウィンドウ周辺を検査することで露光条件の変動で欠陥になり得るパターンを抽出する手法等を適用することができる。次に102の工程で撮像されたパターンの寸法測定あるいは形状の測定を行う(103)。なお、パターンが崩れているようなSEM画像は後述のプロセスウィンドウチャート算出に適さない。このため、この時点で、パターンが崩れたSEM画像は予め除いておいても良い。103の測定結果をパターンごとに分類し、プロセスウィドウチャートを算出する(104)。
高精度露光条件管理のために、露光装置が調整可能な単位にショット領域を分割する。
パターン選択はまず各ショット領域に所属するパターンごとに算出したプロセスウィドウチャートを用いてショット領域単位で露光条件管理に必要な最小パターン選択を行う(105)。次にショット領域単位の最小パターン選択結果と各パターンのプロセスウィンドウチャート選出結果を用いてショット内の各領域のうち露光条件管理に必要な最小パターン選択を行う(106)。このフローにより最初に選択された露光条件管理パターン候補のなかから露光条件管理に必要な最小パターンの選択を行うことができる。
(2)測長SEM、及び測長SEMを含む測定システムの構成
ここでは測長SEMおよび,それをとりまく装置の構成について述べる。
以下の説明では、画像データを取得する装置として荷電粒子線装置を例示すると共に、その一態様としてSEMを用いる例を説明するが、例えば試料上にイオンビームを走査して画像を取得する集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)装置を荷電粒子線装置として採用しても良い。ただし、微細化が進むパターンを高精度に測定するためには、極めて高い倍率が要求されるため、一般的に分解能の面でFIB装置に勝るSEMを用いることが望ましい。
図2に、実施形態で用いる測長SEMの概略構成例を示す。電子ビーム203は、電子源201から引出電極202によって引き出され、不図示の加速電極により加速される。加速された電子ビーム203は、集束レンズの一形態であるコンデンサレンズ204により絞られた後、走査偏向器205により偏向される。これにより、電子ビーム203は、試料209上を一次元的又は二次元的に走査する。試料209に入射する電子ビーム203は、試料台208に内蔵された電極に印加された負電圧により減速されると共に、対物レンズ206のレンズ作用により集束されて試料209の表面を照射する。
試料209上の照射箇所からは電子210(二次電子、後方散乱電子等)が放出される。放出された電子210は、試料台208に内蔵された前記電極に印加された負電圧に基づく加速作用により、電子源201の方向に加速される。加速された電子210は変換電極212に衝突し、二次電子211を発生させる。変換電極212から放出された二次電子211は、検出器213により捕捉され、捕捉された二次電子量により検出器213の出力Iが変化する。この出力Iの変化に応じ、不図示の表示装置の輝度が変化する。例えば二次元像を形成する場合には、走査偏向器205への偏向信号と、検出器213の出力Iとを同期させ、走査領域の画像を形成する。なお、図2の走査電子顕微鏡では、対物レンズ206内に二次電子216を検出する電子検出器215が配置されている。
なお、図2の構成例の場合には、試料209から放出された電子210を変換電極212において二次電子211に一端変換して検出する例を示しているが、無論このような構成に限られることはなく、例えば加速された電子の軌道上に、電子倍像管や検出器の検出面を配置する構成を採用しても良い。
次に検出器213で検出された信号はA/D変換器217によってディジタル信号に変換され、画像処理部218に送られる。
画像処理部218はディジタル画像を一時記憶するための画像メモリ記憶媒体である220と、画像メモリ上の画像から寸法特徴量の算出を行うCPU219を有する。さらにまた、各パターンの計測値やプロセスウィンドウ情報を保存する記憶媒体221を有する。全体制御はワークステーション222によって行われる、必要な装置の操作、検出結果の確認等がグラフィカルユーザーインタフェース(以下、GUIと表記する)によって実現できるようになっている。
また、後述するように、ワークステーション222は、走査電子顕微鏡による測定条件を設定する測定条件(評価条件)設定装置として機能する。より具体的には、走査電子顕微鏡を制御する撮像レシピを生成し、その際、測定対象個所(座標)や走査電子顕微鏡の光学条件の設定に基づいて、所望の個所で所望の評価条件による測定を自動で実行するためのプログラム(撮像レシピ)を生成する。また、ワークステーション222は外部の設計データ記憶媒体やシミュレータ等にも接続可能に構成され、例えば設計データから読み出されたレイアウトデータに基づいて、測定対象個所を選択したり、シミュレータから得られるホットスポット情報に基づいて、測定対象個所を選択する機能が備えられている。
図11は、走査電子顕微鏡1101と測定条件設定装置1102(図2のワークステーションに相当)がネットワークを介して接続されている測定システムの構成の一例を示す図である。図11に例示するシステムには、SEM1101、半導体デバイスの設計データ、或いは設計データに基づいて生成されるレイアウトデータが記憶される設計データ記憶媒体1103、設計データ1103に記憶された情報に基づいた製造シミュレーションを行うシミュレータ1104、及びシミュレータ1104から出力されるホットスポット情報や設計データ記憶媒体1103に記憶されている情報に基づいて、レシピを作成する測定条件設定装置が1102含まれている。
測定条件設定装置205は、走査電子顕微鏡1101、設計データ記憶媒体1103、及びシミュレータ1104にアクセス可能に構成されている。また、測定条件設定装置1102には、レシピ作成のための演算処理装置1105、及び必要な情報を記憶するためのメモリ1106が内蔵されている。演算処理装置1105には、設計データ記憶媒体1103から出力された縮小投影露光装置の露光条件と、走査電子顕微鏡1101によって得られた測定結果に基づいてプロセスウィンドウを生成するプロセスウィンドウ生成部1107、プロセスウィンドウ生成部1107にて生成されたプロセスウィンドウを評価するプロセスウィンドウ評価部1108、プロセスウィンドウ評価部1108の評価結果に基づいて、所定の条件を持つパターンや露光条件を分類するパターン分類部1109、プロセスウィンドウ評価部1108の評価結果に基づいて、測定対象となるパターンを選択するパターン選択部1110、及び入力装置1111の入力情報やパターン選択部1110によって選択されたパターン情報に基づいて、走査電子顕微鏡の撮像レシピを生成する撮像レシピ生成部1112が備えられている。
(3)プロセスウィンドウチャート生成手法
ここでは図1の“プロセスウィンドウチャート算出”ステップ(104)におけるプロセスウィンドウチャート算出手法について説明する。
プロセスウィンドウ生成部1107で生成されるプロセスウィンドウチャートは、所定のパターン変動許容量を満たすフォーカス値とドーズ量の範囲をグラフで明確化(可視化)することができる。プロセスウィンドウチャートを作成するに当たり、まず図1のステップ(103)で示した対象パターンの測定を行う。測定はFEMウェハから取得した対象パターンごとにFEMウェハから取得した各露光条件で生成されたパターンに対して行う。測定方法としては、例えば対象パターンがLineのような単純なパターンであれば、測長SEMの機能であるパターンのラインプロファイルを用いた寸法計測値を用いればよい。また、対象パターンが複雑な形状を含む場は形状の変化量を測定すればよい。形状変化量の計測には、例えば特開平10−312461号公報や特開2009−190451号公報に開示された手法を適用する。これらの手法は、まず取得したパターンから輪郭線を高精度に抽出し、次に参照パターンを指定又は生成し、最後に計測対象パターンの輪郭データと参照パターンの間隔を計測する方法である。
対象パターンの測定が終了すると、次に露光のフォーカス値またはドーズ量と測定値との関係を示すグラフを作成する。
図3に露光のフォーカス値またはドーズ量と測長値との関係を示すグラフ作成例を示す。グラフ上の黒丸等はショット毎の測定値を示している。FEMウェハ上のドーズ量毎のライン305はグラフの301と対応しており、FEMウェハ上のドーズ量毎のライン306、307、308もドーズ量毎のライン305同様に、グラフの302、303、304と夫々対応している。因みに、各測定値はプロセス変動によるパターン変形やエッジラフネス等により理想的な値とならない。理想的な値とは、一般的に知られている物理特性に則した形状変化量のことである。例えばドーズ量が等しく、フォーカス値のみを変化させた場合、形状評価値は2次曲線に適合するように変化する。また、フォーカス値が等しく、ドーズ量のみを変化させた場合、形状評価値は線形又は対数近似曲線上に適合するように変化する(310)。このフォーカス値とドーズ量の関係を定式化したものを変化量モデルと呼ぶ。変化量モデルを作成することで測定していない部位であっても任意のフォーカス値、ドーズ量に対する理想的な測定値を算出することが可能になる。
図4にプロセスウィンドウチャートの作成例を示す。プロセスウィンドウチャートは前述した変化量モデルとパターン変動許容量に対応する測定上限値および下限値を用いて作成する。変化量モデルを用いて、測定上限値を満たす各フォーカス値からドーズ量上限値(401)を算出し、測定下限値を満たす各フォーカス値からドーズ量下限値(403)を算出する。このドーズ量上限値およびドーズ量下限値に挟まれる領域が対象パターンの変動許容量を満たすドーズ量とフォーカス値を示す。
(4)ショット内対象領域別最小パターン選択手法
ここでは図1の“ショット内対象領域別最小パターン選択”ステップ(105)について説明する。
図5にショット内対象領域別最小パターン選択手法の詳細フローを示す。まずショット領域を管理したいサイズの領域に分割する。この分割サイズを小さく設定するとショット内の露光条件の変動を詳細に管理することが可能になるが、評価するための取得データが膨大になる。ここで露光条件の変動が許容範囲を超えた場合、算出されたフォーカス値およびドーズ量のずれ量を用いて露光装置を補正することになる。そのため、露光装置が調整可能な領域より細かい領域における露光条件の変動を管理する必要はないため、ショット領域の最小分割サイズは露光装置の調整可能な領域に設定するのが良い。
次にショット領域毎の共通プロセスウィンドウの算出を行う(502)。共通プロセスウィンドウの算出は、プロセスウィンドウ評価部1108にて行われる。このステップでは、まず分割したショット領域ごとに図1の(102)ステップで選択されたパターン候補を分類していく。例えばショット領域601の所定の分割領域602内に含まれるパターン候補は603および604の2つになる。次に分割されたショット領域毎に分類されたパターンによる共通プロセスウィンドウを算出する。例えば図6の605がパターン605のプロセスウィンドウチャートに該当し、図6の606がパターン604のプロセスウィンドウに該当するとする。この際二つのプロセスウィンドウチャートが示す共通領域のうち矩形あるいは楕円で表現される最大領域が共通プロセスウィンドウ(607)となる。ショット領域毎に共通プロセスウィンドウを算出した後不良パターンの除外を行う(503)。例えば図7に示す701、702、703、704の4つのパターンのプロセスウィンドウチャートから共通プロセスウィンドウ705を算出する。算出された共通プロセスウィンドウ705が露光装置の最悪変動量より小さいと判定された場合、その領域では良品パターンを製造出来ない。そのため、プロセスウィンドウを最も小さくするパターンによって作成されたプロセスウィンドウチャート704を除外し、再度プロセスウィンドウ算出を行う。この処理はパターン分類部1109にて行われ、共通プロセスリン銅が露光装置の最悪変動量を満たすまで繰り返される。なお、除外されたパターンは不良として修正対象として分類され、残りのパターンが露光条件変動管理用パターンとして登録される。
全ての不良パターンが除外された後、再度共通プロセスウィンドウ算出を行う(504)。図8に図7における不良パターンである704のプロセスウィンドウチャートを生成するパターン除外後の共通プロセスウィンドウ算出結果を示す。この段階で共通プロセスウィンドウ804を生成するのに使用されるプロセスウィンドウチャートは801および803となり、プロセスウィンドウチャート802は不要となるため除外する。このように、パターン選択部1110では、共通プロセスウィンドウ生成に寄与するパターンのみを抽出して露光状態管理に必要な最小パターンを抽出する(505)。抽出されたパターンは露光状態の変動管理パターンとしてメモリ上あるいは記憶媒体に登録される(506)。
撮像レシピ生成部1112では、パターン選択部1110によって抽出(選択)されたパターン情報(座標情報、パターンの大きさ情報等)に基づいて、撮像レシピを自動生成する。
(5)ショット内対象領域間最小パターン選択手法
ここでは図1の“ショット内対象領域間最小パターン選択”ステップ(106)について説明する。この処理では前述したショット領域ごとの最小パターン選出を実施した後にさらに露光条件変動管理に評価にひつようなショット領域の絞込みを行う。
図9にショット間対象領域別最小パターン選択手法の詳細フローを示す。また、図10に複数の近接ショット領域が含まれる露光装置の1ショット領域(左図)と、複数の近接ショット領域の共通プロセスウィンドウ(右図)を例示する。
まず、ショット領域ごとの共通プロセスウィンドウを算出する(901)。ここで隣接するショット領域の露光条件が大きくずれることがない、また、露光装置の調整量を隣接領域で大きく変化させることができないため、ショット間の隣接領域で共通プロセスウィンドウの評価を行う(902)。例えば近接ショット領域1001、1002、1003、1004に対し、それぞれの共通プロセスウィンドウ領域が1010、1012、1013、1014であるとする。
次に例えばショット領域1001の露光条件を固定にした際にその他領域の露光条件変動範囲を考慮して共通プロセスウィンドウ領域1012,1013,1014の領域を狭める。最後に生成された共通領域1015を作成するのに寄与しない共通ウィンドウを持つ領域1002は露光条件管理に用いる必要がないため除外する。このようの領域ごとに評価を行い評価対象ショット領域の絞込みを行う(903)。絞り込みの結果、共通プロセスウィンドウ領域1011、1013、1014が選択され、対応する近接ショット領域1010、1013、1014が露光条件管理領域として選択される。このように算出された露光条件管理領域に所属するパターンをメモリ上あるいは記憶媒体に登録する(904)。
撮像レシピ生成部1112では、ホットスポット抽出等に基づいて選択された測定対象候補パターンが含まれる近接ショット領域1001、1002、1003、1004の中から、1001、1003、1004に含まれる測定対象候補を、選択的に測定対象とする撮像レシピを自動生成する。
なお、上記の説明では、共通領域1015の輪郭を生成するショット領域を選択的に評価対象ショットとする例について説明したが、例えばプロセスウィンドウ生成部1107にて、共通領域1015を生成し、当該共通領域1015から所定の範囲にある共通プロセスウィンドウに対応する近接ショット領域を評価対象とするようにしても良い。より具体的には、図12に例示するように、共通領域1015を抽出した後、当該共通領域1015の中心や重心(起点1201)を求め、当該起点1201を基準とした所定の範囲1202に、その輪郭が含まれる共通プロセスウィンドウ領域に対応するショット領域を選択する。図12の例の場合、共通領域1015を生成する共通プロセスウィンドウ領域1011、1013、1014の他に、共通プロセスウィンドウ領域1203が選択され、当該領域に含まれるパターンも測定対象として選択される。
所定の範囲1202の任意の調整を可能とすることによって、測定効率と測定精度の両立を鑑みた適切な測定条件の設定を行うことが可能となる。
(6)まとめ
以上の通り、本実施例によれば、プロセスウィンドウ解析手法を用いて露光装置における露光条件の変動を管理するためにショット内の必要最低限のパターン群を自動で選択できる。
(7)他の実施例
なお、本明細書にて説明した測定条件設定法は上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば上述した実施例は、一部の実施例について詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成や処理を実装する必要は無い。また、前述した実施例に対して他の構成や処理を追加し、又は、実施例の一部の構成や処理を削除若しくは置換しても良い。
また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。
また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。
201…電子源
202…引出電極
203…電子ビーム
204…コンデンサレンズ
205…走査偏向器
206…対物レンズ
207…ステージ
208…試料台
209…試料
210…放出された電子
211…二次電子
212…変換電極
213…検出器
214…制御装置
215…電子検出器
216…二次電子

Claims (3)

  1. 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する評価条件設定方法において、
    フォーカス値とドーズ量の少なくとも1つが異なる複数の露光条件で生成されたパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる測定値により作成される複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さいプロセスウィンドウ範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外することを特徴とする評価条件設定方法。
  2. 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する演算装置を備えた評価条件設定装置において、
    前記演算装置は、フォーカス値とドーズ量の少なくとも1つが異なる複数の露光条件で生成されたパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる測定値により作成される複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さいプロセスウィンドウ範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外することを特徴とする評価条件設定装置
  3. 請求項2において、
    前記演算装置は、露光装置の1ショット内の複数の位置について得られたパターンの測定結果に基づいて、露光条件を変化させたときのプロセスウィンドウチャートを生成することを特徴とする評価条件設定装置。
JP2015151452A 2015-07-31 2015-07-31 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置 Active JP6581835B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015151452A JP6581835B2 (ja) 2015-07-31 2015-07-31 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置
US15/215,888 US9947088B2 (en) 2015-07-31 2016-07-21 Evaluation condition setting method of semiconductor device, and evaluation condition setting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015151452A JP6581835B2 (ja) 2015-07-31 2015-07-31 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017032733A JP2017032733A (ja) 2017-02-09
JP6581835B2 true JP6581835B2 (ja) 2019-09-25

Family

ID=57882691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015151452A Active JP6581835B2 (ja) 2015-07-31 2015-07-31 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9947088B2 (ja)
JP (1) JP6581835B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111149063B (zh) 2017-09-27 2022-04-22 Asml荷兰有限公司 确定器件制造工艺的控制参数的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003257838A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Hitachi Ltd 露光方法およびそのシステム
JP2004079911A (ja) * 2002-08-21 2004-03-11 Fujitsu Ltd 線幅管理方法
JP4512395B2 (ja) 2004-03-30 2010-07-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 露光プロセスモニタ方法及びその装置
US7695876B2 (en) * 2005-08-31 2010-04-13 Brion Technologies, Inc. Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control
JP5988615B2 (ja) 2012-02-28 2016-09-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 半導体評価装置、及びコンピュータープログラム
NL2011706A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for determining lithographic quality of a structure.
CN105074896B (zh) * 2013-02-20 2018-04-27 株式会社日立高新技术 图案测定装置以及半导体测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017032733A (ja) 2017-02-09
US9947088B2 (en) 2018-04-17
US20170032212A1 (en) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5604067B2 (ja) マッチング用テンプレートの作成方法、及びテンプレート作成装置
JP5966087B2 (ja) パターン形状評価装置及び方法
US20090238443A1 (en) Pattern measurement methods and pattern measurement equipment
WO2018042581A1 (ja) パターン計測装置、及びコンピュータープログラム
JP6286544B2 (ja) パターン測定条件設定装置、及びパターン測定装置
JP2011137901A (ja) パターン計測条件設定装置
KR101808470B1 (ko) 패턴 측정 장치 및 컴퓨터 프로그램
TWI644289B (zh) 圖案量測裝置及記憶媒體
US10558127B2 (en) Exposure condition evaluation device
JP5868462B2 (ja) パターン形状評価装置
JP7390486B2 (ja) 画像処理方法、形状検査方法、画像処理システム及び形状検査システム
JP6581835B2 (ja) 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置
JP2013200319A (ja) 電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン寸法計測方法
JP6207893B2 (ja) 試料観察装置用のテンプレート作成装置
JP5604208B2 (ja) 欠陥検出装置及びコンピュータプログラム
JP2011179819A (ja) パターン測定方法及びコンピュータプログラム
JP2013250106A (ja) 計測方法、画像処理装置、及び荷電粒子線装置
JP6702127B2 (ja) 荷電粒子ビームの分解能測定方法及び荷電粒子ビーム描画装置
JP5389840B2 (ja) パターン形状評価方法及びパターン形状評価装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150803

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170119

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170125

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170803

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170804

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180720

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6581835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350