KR101057554B1 - 입자빔으로 임계 치수를 측정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

입자빔으로 임계 치수를 측정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정된다. 상기 방법은: (a) 적어도 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도(tilt angle)로 틸팅(tilt)된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계; (b) 제 1 파라미터에 응답하여, (1) 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지, 또는 (2) 적어도 상기 상부 섹션 및 상기 제 2 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지 여부를 선택하는 단계; 및 (c) 상기 선택에 응답하여 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

입자빔으로 임계 치수를 측정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING CRITICAL DIMENSIONS WITH A PARTICLE BEAM}
본원은 2002년 7월 11일에 출원된 미국 가출원 제 60/394864호의 "CD 측정을 위하여 틸팅(tilt)된 SEM 뷰를 사용하는 방법"을 기초로 우선권 주장을 한다.
본 발명은, 제조 중에, 반도체 웨이퍼들, 레티클(reticle)들과 같은 객체들(이에 제한되지 않음)을 검사하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 특히, 라인들, 콘택들, 트렌치들 등과 같은 구조적 엘리먼트들을 검사하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
집적 회로들은 다중층들을 포함하는 매우 복잡한 디바이스들이다. 각 층은 도전성 재료, 절연성 재료를 포함할 수 있는 반면, 다른 층들은 반도체 재료들을 포함할 수 있다. 이러한 다양한 재료들은, 대체로 원하는 집적 회로의 기능에 따라 패턴으로 배열된다. 패턴들은 또한 집적 회로들의 제조 공정을 반영한다.
집적 회로들은 복잡한 다단계 제조 공정들에 의하여 제조된다. 이러한 다단계 공정 중 저항성 재료는 (1) 기판/층 상에 증착되고 (2) 포토리소그래피 공정에 의해 노광되고 (3) 추후 에칭되어질 소정을 영역들을 한정하는 패턴들을 형성하도록 전사된다.
제조 공정과 공동으로("인 라인(in line) 검사 기술들이라 불림) 또는 제조 공정과 무관하게("오프 라인(off line)" 검사 기술이라 불림), 연속 제조 단계들 사이 및 제조 단계중에 집적 회로를 검사하기 위한 목적으로 다양한 검사 및 장애 분석 기술들 발전되었다. 하전 입자 빔 검사 도구들과 조사 도구들 뿐만 아니라 여러 광학적 검사 도구들과 조사 도구들이 당업계에 공지되는데, 그 예로는 캘리포니아 산타 클라라의 어플라이드 머티리얼사의 VerSEMTM, ComplussTM 및 SEMVisionTM을 들 수 있다.
제조 장애들은 집적 회로들의 전기 특성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 장애들 중 몇몇은 원하는 패턴들의 치수의 원치 않은 오차로부터 야기된다. "임계 치수(critical dimension)"는 통상적으로 패턴화된 라인의 폭, 2개의 패턴화된 라인들 사이의 거리, 콘택의 폭 등이다.
검사 공정의 목적 중 하나는 검사된 객체들이 이러한 임계 치수로부터의 오차를 갖는지 여부를 결정하는 것이다. 통상적으로 이 검사는 상기 오차들을 측정하는데 요구되는 고해상도를 제공하는 하전입자빔 이미지화(charged particles beam imaging)에 의하여 이루어진다.
검사되는 통상적 구조적 엘리먼트는 2개의 대향 측벽들을 갖는 라인이다. 라인의 저부(低部)폭을 측정하는 것은 그 측벽들을 측정하는 것 뿐만 아니라 라인의 상부폭을 측정하는 것 역시 포함한다.
단지 탑 뷰(top view)(이 경우, 라인을 주사하는 전자빔이 기판에 수직함)만을 사용하여 구조적 엘리먼트인 라인의 임계 치수를 측정하는 것은 잘못된 결과를 야기하는데, 특히 측벽들 중 어느 하나가 음(negative)의 측벽각(sidewall angle)을 가져서 측벽의 상부 단부가 그 측벽의 하부 단부를 가리는 경우 그러하다.
상기 부정확성을 해결하기 위하여, 전자빔의 전자적 틸트(electronic tilt)를 가능하게 하는 CD-SEM 도구들이 도입되었다. 산타클라라 소재 어플라이드 머티리얼즈의 NamoSem 3D는, 여러 방향으로부터 다양한 틸트 각도(tilt angle)로 웨이퍼 표면을 주사하도록 주사 전자빔의 기계적 틸팅(mechanical tilting) 뿐만 아니라 전자적 틸팅을 가능하게 하는 칼럼(column)을 갖는 완전히 자동화된 CD-SEM이다.
임계 치수 측정은 다수의 틸팅된 빔(multiple tilted beam)들에 의하여 테스트 객체를 조사(照射)하고 임계 치수를 정하기 위하여 검출된 파형들을 처리하는 것을 포함한다.
다수 측정(multiple measurements)은 몇 가지 단점들을 갖는다. 우선, 다수 측정은 검사 시스템의 쓰루풋(throughput)을 감소시키는데, 특히 측정이 주사 전자빔의 틸트를 변화시키는 것을 포함하는 경우 그러하다. 그러한 변화는 전자빔 안정화 단계 뿐만 아니라 디-가우스(de-gauess) 단계를 필요로 할 수 있다. 다수 측정의 또하나의 단점은 측정된 구조적 엘리먼트의 바람직하지 않은 변화 뿐만 아니라 측정된 구조적 엘리먼트의 악화(예를 들어, 수축과 탄화(carbonization))로부터 야기된다.
본 발명은 구조적 엘리먼트들의 횡단면 형태들을 결정하는데 요구되는 측정양을 선택적으로 감소시킬 수 있는 여러 주사 방법을 제공한다.
본 발명은 1 미크론 미만의 횡단면(횡단면 치수들 중 적어도 하나가 1 미크론 미만)을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법을 제공하는바, 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들에 사이에 위치하는 중간 섹션에 의해 한정된다. 이 방법은: (a) 적어도 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射; illuminate)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도(tilt angle)로 틸팅(tilt)된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계; (b) 제 1 파라미터에 응답하여, (1) 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지, 또는 (2) 적어도 상기 상부 섹션 및 상기 제 2 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지 여부를 선택하는 단계; 및 (c) 상기 선택에 응답하여 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 틸팅된 각도들 중 하나는 실질적으로 0일 수 있고, 정확히 0일 수 있다.
본 발명의 또하나의 측면에 따라, 틸트 각도는 전기적 틸트 및/또는 기계적 틸트 또는 양자의 조합에 의하여 성취될 수 있다. 기계적 틸트는 검사된 객체 및/또는 전자빔 칼럼(또는 상기 칼럼의 일부)을 틸팅함으로써, 또는 양자의 조합에 의하여 성취될 수 있다.
본 발명은 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법을 제공하는바, 상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정된다. 상기 방법은 : (a) 제 1 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인(imaginary line)에 대하여 제 1 양각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계; (b) 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 2 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 2 양각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계; (c) 적어도 상기 제 1 데이터 세트에 응답하여 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계; 그리고 (d) 제 1 파라미터가 소정의 값을 갖는 경우에는 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하며, (e) 상기 제 1 파라미터가 다른 값을 갖는 경우에는: (e.1) 제 3 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 1 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계; (e.2) 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 4 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 2 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계; 및 (e.3)적어도 상기 제 3 데이터 세트에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명은 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 시스템을 제공하는바, 상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정되며, 상기 시스템은: (a) 전자빔을 발생시키기 위한 제 1 수단; (b) 프로세서에 결합되며 상기 프로세서에 의해 제어되며 측정된 객체의 구조적 엘리먼트를 가로질러 상기 전자빔을 주사하고 상기 전자빔의 틸트 각도를 결정하기 위한 제 2 수단; (c) 상기 프로세서에 결합되며 상기 전자빔과의 상호 작용 결과 상기 구조적 엘리먼트로부터 방출되는 전자들을 검출하도록 배치되는 검출기를 포함한다. 상기 프로세서는 : (d.1) 적어도 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하고; (d.2) 제 1 파라미터에 응답하여 (1) 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지, 또는 (2) 적어도 상기 상부 섹션 및 상기 제 2 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 적어도 하나의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지 여부를 선택하고; 그리고 (d.3) 상기 선택에 응답하여 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능하다.
본 발명을 이해하고 그 발명이 실제 어떻게 실시될 수 있는지를 이해하기 위하여, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예가 비한정적인 예들로 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른, 임계 치수 주사 전자현미경을 개략적으로 도시한다.
도 1b는 본 발명의 또하나의 실시예에 따른, 대물 렌즈의 사시도이다.
도 2a는 라인의 사시도 및 횡단면도이다.
도 2b는 상부 섹션, 양으로 배향되는 제 1 횡단 섹션 및 음으로 배향된 제 2 횡단 섹션을 갖는 또하나의 라인의 횡단면도이다.
도 3a - 3c는 상대적으로 넓은 양으로 배향된 횡단 섹션, 상대적으로 좁은 횡단 섹션 및 음으로 배향된 횡단 섹션을 나타내는 파형들을 도시한다
도 4-5는 본 발명의 실시예에 따른, 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법에 대한 흐름도이다.
도 6a는 2개의 전자빔(제 1 및 제 2 양각(positive angle)으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트 사이의 예시적 관계를 도시하는 횡단면도이다.
도 6b는 2개의 전자빔(제 1 및 제 2 음각(negative angle)으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트 사이의 예시적 관계를 도시하는 횡단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 측면에 따라 틸팅된 빔으로 횡단면을 주사함으로써 측정되는 소정의 형태들과 횡단면을 도시한다.
통상적인 CD-SEM은 전자빔을 발생시키기 위한 전자총, 여러 수차(aberration) 및 부정렬(misalignment)을 감소시키면서 소정의 틸트 조건일 수 있는 전자빔으로 표본을 주사하는 것을 가능하게 하기 위한 포커싱 렌즈, 편향 및 틸트 유닛들을 포함한다. 표본과 전자빔 사이의 상호작용 결과 생략되는 2차 전자들과 같은 전자들은 프로세싱 유닛에 의하여 처리되는 검출 신호들을 제공하는 검출기로 끌어당겨진다. 검출 신호들은 검사된 표본의 이미지를 형성할 뿐만 아니라 표면의 여러 형태(feature)들을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 상기 아키텍처들은 그들의 부분들의 양 및 그 부분들의 배치에 의하여 서로 구별될 수 있는 여러 아키텍처들의 CD-SEM들 상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 각 유닛의 정확한 구조 및 편향 유닛들의 양 역시 변동될 수 있다. CD-SEM은 인-렌즈(in-lens) 및 아웃 오브 렌즈(out of lens) 검출기 또는 양자의 조합을 포함할 수 있다.
임계 치수 주사 전자현미경(CD-SEM)(100)의 블록 다이어그램이 도 1a에 도시된다. CD-SEM(100)은 애노드(104)에 의해 추출되는 전자빔(101)을 방출하는 전자총(103)을 포함한다. 대물 렌즈(112)는 표본 표면(105a) 상에 전자빔을 포커싱한다. 주사 편향 유닛(102)을 사용하여 빔이 표본에 대하여 주사된다. 애퍼처(aperture)(106) 또는 원하는 광축에 대하여 각각 빔을 정렬시키는 것은 편향 유닛들(108 내지 111)에 의하여 가능해진다. 편향 유닛 코일들로, 하전판(charged plate) 형태의 정전 모듈(electrostatic module) 또는 코일들과 정전 편향기들의 조합이 사용될 수 있다.
검출기(16)는 상대적으로 낮은 에너지(3 내지 50eV)의 에너지를 가지며 여러 각도로 표본(105)으로부터 나오는 2차 전자들을 검출할 수 있다. 표본으로부터의 스캐터링된 또는 2차 입자(corpuscle)들을 측정하는 것은 광전(자) 증배관 (photomultiplier tube) 등에 연결된 신틸레이터(scintillator) 형태의 검출들에 의하여 수행된다. 신호들을 측정하는 방법은 일반적으로 발명적 착상에 영향을 미치지 않기 때문에, 본 발명을 제한하지 않는 것으로 이해될 것이다.
검출 신호들은 이미지 처리 능력을 가질 수 있으며 여러 방법으로 검출 신호들을 처리할 수 있는 프로세싱 유닛(제어기(33)의 일부일 수 있으나 필수적인 것은 아님)에 의하여 처리된다. 통상적인 처리 방법은 주사 방향에 대한 검출 신호의 진폭을 반영하는 파형을 발생시키는 것을 포함한다. 적어도 하나의 에지 및 검사된 구조적 엘리먼트의 다른 횡단면 형태들의 위치들을 결정하도록 파형이 추가적으로 처리된다.
시스템의 다른 부분들은 여러 제어 유닛들(설명을 간략화하기 위하여 그 유닛들의 대부분은 도면에서 생략됨)에 의하여 제어되는 대응 공급 유닛들(예를 들어 전압 공급 유닛(21))에 연결된다. 제어 유닛들은 전압 및 소정의 부분에 공급된 전류를 결정할 수 있다.
CD-SEM(100)은 편향 유닛들(110, 111)을 포함하는 이중 편향 시스템을 포함한다. 따라서, 제 1 편향 유닛(11)에 의한 빔 틸트는 제 2 편향 유닛(111)에서 보상될 수 있다. 이러한 이중 편향 시스템에 의하여, 광축에 대한 전자빔의 빔 틸트를 야기하지 않고도 전자빔이 하나의 방향으로 변위될 수 있다.
도 1b는 본 발명의 또하나의 실시예에 따른 대물 렌즈(120)의 사시도이다. 도 1b에서, 틸트 편향은 대물 렌즈의 아래(다운스트림(downstream) 방향)에서 수행된다. 전자빔의 틸트 조건을 제어하기 위하여 4중 구조로 배열되며 대물 렌즈와 표본 사이에 배치되는 자극편(pole-piece)를 갖는다는 점에서 대물 렌즈는 대물렌즈(102)와 구별된다. 자극편들은 전기적으로 링과 코어에 접속되는데, 상기 코어는 전자빔이 통과하는 자극편들 사이의 공간에 자속이 집중되도록 배치되는 추가적인 코일들(미도시)을 갖는다.
최근의 CD-SEM들은 1 미크론 미만의 치수를 갖는 횡단면들을 갖는 구조적 엘리먼트들을 수 나노미터의 정확도로 측정할 수 있다. 제조 공정 및 검사 공정들이 계속해서 발전함에 따라 장래에 이러한 횡단면의 크기가 감소될 것으로 기대된다.
횡단면의 여러 형태들이 관심 대상이다. 이러한 형태는, 예를 들어, 횡단면의 형상, 횡단면의 1이상의 섹션들의 형상, 횡단면 섹션들의 폭 및/또는 높이 및/또는 각배향, 및 횡단면 섹션들간의 관계를 포함할 수 있다. 형태는 통상적인 값들 및 최대 및/또는 최소값들을 반영할 수 있다. 통상적으로 라인의 저부폭이 관심대상이지만, 이는 필수적인 것은 아니며 다른 형태들이 관심대상일 수 있다.
도 2a는 라인(210)의 단면도 및 사시도이다. 라인(210)은 상부 섹션(224)과 실질적으로 대향하는 2개의 횡단 섹션들(222, 226)(라인(210)의 상부 섹션(224) 및 2개의 측벽들(212, 214)에 대응됨)을 포함하는데, 상기 횡단 섹션들은 모두 실질적으로 대향하는 각도로 양으로 배향되어, 라인의 저부가 상부 섹션(210)에 의해 가려지지 않는다. 도 2b는 상부 섹션(234), 양으로 배향된 제 1 횡단 섹션(232) 및 음으로 배향된 제 2 횡단 섹션(236)을 갖는 또다른 라인의 횡단면(230)을 도시한다. 도 2b는 또한 양각, 음각 및 영각(zero angle)에 대한 관례를 도시한다.
비록 도 2a - 2b가 라인에 관한 것이지만, 콘택들, 리세스들 등과 같은 여러 구조적 엘리먼트들의 횡단면 형태들(예를 들어, 상부 CD, 저부 CD, 최대 CD 등)을 결정하는데 그 방법 및 시스템이 적용가능하다.
도 3a - 3c는 상대적으로 넓은 양으로 배향된 횡단 섹션, 상대적으로 좁은 횡단 섹션 및 음으로 배향된 횡단 섹션을 나타내는 파형들(250 - 252)을 도시한다. 이 도면들에서 볼 수 있듯이, 가파른 측벽들 및 음으로 배향된 측벽들과 관련된 파형 부분은 상대적으로 좁으며 주사 전자빔의 폭에 대응된다.
도 4는 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법(400)의 흐름도이며, 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정된다.
적어도 상부 섹션과 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계(420)로부터 방법(400)이 시작된다. 본 발명의 실시예에 따라, 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지거나 추산된다면 한번의 틸팅된 주사로도 충분하다. 그렇지 않다면, 적어도 2번의 주사(서로 다른 틸트 조건으로)가 요구된다. 높이 캘리브레이션(height calibration) 공정 및/또는 측정된 객체의 제조자에 의하여 제공된 정보에 응답하여 구조적 엘리먼트의 높이가 추산될 수 있다. 캘리브레이션 공정은 테스트된 객체에 대하여 구조적 엘리먼트의 높이를 여러번 측정하는 것을 포함할 수 있다. 이 공정은 테스트된 객체의 서로 다른 영역 내에서 구조적 엘리먼트들의 높이를 맵핑(map)하는 것을 포함할 수 있다. 상기 측정은 주사 전자 현미경에 의해 구현될 수 있으나 필수적인 것은 아니며, 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope), 다중초점현미경(Confocal Microscope)과 같은 다른 도구들이 사용될 수 있다.
단계(420) 이후에, 제 1 파라미터의 값이 무엇인지 체크하는 질문 단계(430)가 후속하는데, 이는 미리 정해진 제 1 조건이 충족되었는지 여부를 체크하는 것 또는 제 1 파라미터의 값이 미리 정해진 범위 또는 범위들 내에 있는지 여부를 체크하는 것과 같다. 통상적으로, 제 1 파라미터는, 횡단면 형태를 결정하기 위하여 요구되는 주사의 양을 감소시키기 위하여, 단계(420)의 결과가 제 2 섹션의 형태를 추산하는데 사용될 수 있는지 여부를 결정한다.
간략하게, 횡단 섹션들이 대칭적인 경우에는 제 1 조건이 충족된다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 가파른 횡단 섹션 및 음으로 배향된 횡단 섹션들이 소정의 파형들과 관련되기 때문에, 제 1 파라미터는 또한 주목되는 횡단 섹션 측정에 응답한다. 본 발명자들은 횡단 섹션의 폭이 전자빔 폭과 실질적으로 동일한 경우에는 그 횡단 섹션이 주목됨을 발견하였다.
제 1 조건이 충족되면, 단계(430)에 이어, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계(440)가 후속한다. 그렇지 않다면, 단계(430)에 이어, 적어도 상부 섹션과 제 2 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 구조적 엘리먼트에 대한 적어도 한번의 주사에 응답하여, 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계(450)가 후속하게 된다. 많은 경우, 구조적 엘리먼트의 높이가 단계(420)의 결과들로부터 알려지기 때문에(그들이 추산되지 않거나 미리 알려지지 않은 경우) 한번의 틸팅된 주사만으로 충분하다는 것이 주목된다.
제 1 파라미터의 값들이 다음의 방법들 및/또는 그 방법들의 결합과 같은 여러 방법으로 결정될 수 있으나, 다음의 방법들에 제한되는 것은 아니다: (1) 예비 캘리브레이션 공정에 의한 결정; (2) 단계(420)중에 얻어진 파형의 대칭성에 응답한 결정; (3) 횡단 섹션들과 관련된 파형 섹션 사이의 상관관계에 응답한 결정; (4) 미리 기록된 파형들의 저장소로부터 최상으로 매칭되거나 또는 실질적으로 매칭되는 파형을 찾아내는 것에 의한 결정. 파형은 틸팅된 전자빔 및/또는 틸팅되지 않은 전자빔에 의한 주사에 응답하여 발생될 수 있음이 주목된다. 대칭성은 최종 사용자에 의하여 CD-SEM에 제공될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 따라, 대칭성은, 구조적 형태(또는 다중 구조적 형태들)를 측정하고, 검사된 객체를 회전시키고, 이미 측정된 구조적 객체를 위치시키고 "반대" 방향으로부터 그 구조적 형태를 측정함으로써 측정될 수 있다.
캘리브레이션 공정은 다중 구조적 엘리먼트들의 양 측면들에 대한 다수 측정 및 제 1 조건이 충족되었는지 여부의 결정을 포함할 수 있다. 제 1 조건은 또한 횡단면 형태 측정에 대해 요구되는 정확도에 응답할 수 있다.
제 1 파라미터의 값은, 대안적으로 또는 추가적으로, 전자빔의 폭과 제 1 또는 제 2 횡단 부분들과 관련된 파형의 폭 사이의 관계에 응답하는 반면, 파형은 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계 중에 획득된다.
통상적인 제 1 파라미터 값은 참 또는 거짓일 수 있지만, 이는 필수적인 것은 아니며 확실성의 정도를 나타내는 값들의 범위를 가질 수 있다. 그 값들의 범 위가 제공되는 경우, 제 1 조건이 충족되는 것은 전체 측정에 대해 요구되는 정확도 등과 같은 추가적인 파라미터들에 추가적으로 응답할 수 있다.
단계들(440, 450)에 이어, 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하는 단계(460)가 후속한다. 상부/중간 섹션의 횡단면 형태들이 단계(420) 및/또는 단계(440)로부터 알려지며 제 1 및 제 2 횡단 섹션들의 제 1 및 제 2 형태들이 또한 알려지기 때문에, 구조적 엘리먼트의 여러 형태들이 계산될 수 있다. 예를 들어, 제 1 조건이 충족되었다고 가정하면, 라인의 저부 임계 치수는 상부 섹션의 폭에 제 1 측벽의 수평 투영의 두배를 더한 것이 된다.
도 5는 1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법(500)의 흐름도인데, 여기서 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정된다.
제 1 데이터 세트를 제공하기 위하여 구조적 엘리먼트에 수직인 가상 라인에 대하여 제 1 양각으로 틸팅되는 전자빔으로 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계(510)로부터 방법(500)이 시작된다. 전자빔(600)(제 1 양각으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트(210) 사이의 예시적 관계가 도 6a에 도시된다.
단계(510)에 이어서, 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지는지(구조적 엘리먼트의 높이가 미리 측정된 경우) 또는 추산되는지(예를 들어, 높이 캘리브레이션 공정중 다른 구조적 엘리먼트들의 측정들로부터) 여부를 물어보는 질문 단계(520)가 후속한다. 만일 답이 부정적이라면 단계(530)가 후속하고, 그렇지 않다면 단계(540)가 후속한다.
단계(530)는, 제 2 데이터 세트를 제공하기 위하여 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 2 양각으로 틸팅된 전자빔으로 구조적 엘리먼트를 주사하는 것을 포함한다. 전자빔(610)(제 2 양각으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트(210) 사이의 예시적인 관계가 도 6a에서 도시된다. 단계(530)에 이어서, 단계(540)이 후속한다.
단계(540)는 적어도 제 1 데이터 세트에 응답하여 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 것을 포함한다. 편의상, 단계(530)가 생략된 경우에는 형태가 제 1 데이터 세트에 따라 결정되는 반면, 단계(530)이 수행된 경우에는 형태는 양 데이터 세트들 모두에 따라 결정된다. 데이터 세트들 모두가 파형으로서 그래프로 도시될 수 있음이 주목된다.
단계(540)에 이어서, 제 1 파라미터의 값이 무엇이지를 체크하는 질문 단계(550)가 후속한다. 당업자는, 이 단계가 제 1 파라미터의 값이 소정의 범위(또는 범위들) 내에 있는지 여부를 묻는 것과 유사하다는 것을 이해할 것이다. 제 1 파라미터의 값은 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태가 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태로부터 파악될 수 있는지 여부를 결정하는데 사용된다. 이전 페이지들에서 보다 상세하게 설명되었듯이, 그 결정은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이의 추산된 대칭성 및/또는 이러한 횡단 섹션들의 폭에 응답한다.
제 2 횡단 섹션 횡단면 형태가 단계(550)에서 측정되는 것이 틀림없는 경우에는 단계(550)에 이어서 단계(560)이 후속되며, 그렇지 않은 경우에는 단계(550)에 이어서 단계(601)이 후속한다.
단계(601)는 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 것을 포함한다. 통상적으로, 단계(580) 및 단계(601)에 이어서, 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하는 추가적인 단계가 후속한다.
단계(560)는, 제 3 데이터 세트를 제공하기 위하여, 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 1 음각으로 틸팅된 전자빔으로 그 구조적 엘리먼트를 주사하는 것을 포함한다. 전자빔(620)(제 1 음각으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트 사이의 예시적인 관계가 도 6b에서 도시된다.
단계(560)에 이어서, 구조적 엘리먼트의 높이가 알려졌는지(구조적 엘리먼트의 높이가 미리 측정된 경우) 또는 추산되는지(예를 들어, 높이 캘리브레이션 공정중 다른 구조적 엘리먼트들에 대한 측정들로부터) 여부를 질문하는 질문 단계(570)가 후속한다. 그에 대한 답이 부정적이면 단계(580)가 후속하며, 그렇지 않다면 단계(590)가 후속하게 된다.
단계(580)는, 제 4 데이터 세트를 제공하기 위하여, 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대하여 제 2 음각으로 틸팅된 전자빔으로 그 구조적 엘리먼트를 주사하는 것을 포함한다. 전자빔(630)(제 1 음각으로 틸팅됨)과 구조적 엘리먼트 사이의 예시적인 관계가 도 6b에서 도시된다. 단계(580)에 이어서, 단계(590)가 후속한다.
단계(590)는 적어도 제 3 데이터 세트에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 것을 포함한다. 편의상, 단계(580)가 생략되는 경우에는 형태가 제 3 데이터 세트에 응답하여 결정되지만 단계(580)가 수행되는 경우에는 제 3 및 제 4 데이터 세트 모두에 응답하여 형태가 결정된다. 데이터 세트들 양자 모두가 파형으로서 그래프로 도시될 수 있음이 주목된다.
상승형 구조적 엘리먼트의 경우 상부 섹션일 수도 있는 중간 섹션이 주사 단계들 각각으로부터 결정될 수 있음이 주목된다. 또한, 제 1 및 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태들이 주어진다면 구조적 엘리먼트의 횡단면 및 상기 횡단면의 임의의 형태(예를 들어, 상부 CD, 저부 CD, 최대 CD; 단, 이에 제한되지 않음)가 결정될 수 있음이 주목된다. 통상적인 횡단면 형태는 횡단 섹션의 수평 투영이다. 틸트 각도가 상대적으로 작은 경우에는, 그 틸트 각도가 그 각도의 탄젠트와 거의 같다고 가정된다.
측정들 중 몇몇은 반복될 수 있으며, 통계적 노이즈(statistical noise)를 평균화하는 것과 같은 여러 이유로, 구조적 엘리먼트에 대하여 추가적으로 틸팅된 주사를 하는 것(동일한 및/또는 다른 틸트 각도로)이 수행될 수 있다. 따라서, 구조적 엘리먼트들의 높이가 알려지거나 추산되는 경우 및 소정의 횡단면 형태가 측정되었던 경우에서도, 방법들(400, 500)은 1이상의 횡단면 형태들에 대한 다수 측정을 포함할 수 있다.
도 7은 횡단면과 본 발명의 한 측면에 따라 틸팅된 빔으로 그 횡단면을 주사함으로써 측정되는 소정의 형태들을 도시한다.
도 7을 참조하면, 다음의 변수들은 다음의 의미를 갖는다:
Z = 라인 높이; XT - 라인 상부 폭("상부 임계 치수"); XER - 우측벽의 수평 투영; XEL - 좌측벽의 수평 투영; XB - 라인 저부의 수평 투영("저부 임계 치수"); α- 양의 틸트 각도; EE - 틸트 각도 α에서 측벽의 측정된 치수.
2개의 서로 다른 양각들(αL1, αL2) 및 2개의 서로 다른 음각들(αR1, αR2)에서 동일한 면에 대하여 두번의 측정이 이루어지는 경우, EER1 - 틸트 각도(αR1)에서 우측벽에 대한 측정 치수; EER2 - 틸트 각도(αR2)에서 우측벽에 대한 측정 치수; EEL1 - 틸트 각도(αL1)에서 우측벽에 대한 측정 치수; EEL2 - 틸트 각도(α L2)에서 우측벽에 대한 측정 치수. 또한, 틸트 각도(α)가 작아서 α= Tangent(α)가 된다고 가정된다.
상기 변수들이 주어진 경우, 다음의 방정식 세트들 중 적어도 하나를 사용함으로써 저부 임계 치수가 계산될 수 있다.
제 1 세트(제 1 조건이 충족되는 경우) :
Figure 112005001213411-pct00001
Figure 112005001213411-pct00002
Figure 112005001213411-pct00003
제 2 세트(제 1 조건이 충족되지 않는 경우) :
Figure 112005001213411-pct00004
Figure 112005001213411-pct00005
Figure 112005001213411-pct00006
Figure 112005001213411-pct00007
Figure 112005001213411-pct00008
본 발명은 통상적인 도구들, 방법 및 컴포넌트들을 채택함으로서 실시될 수 있다. 따라서, 상기 도구들, 컴포넌트 및 방법들의 세부 사항들은 본 명세서에서 상세하게 설명하지 않는다. 앞서의 설명에서, 본 발명에 대한 완전한 이해를 위하여, 통상적인 라인들의 횡단면 형상, 편향 유닛들의 갯수 등과 같은 다수의 구체적인 세부 사항들이 설명되었다. 그러나, 본 발명은 구체적으로 설명된 세부 사항들에 응답하지 않고도 실시될 수 있음이 인지되어야 한다.
본 발명의 단지 예시적인 실시예들과 그 다양성에 대한 몇몇 예들이 본 명세서에서 도시되고 설명된다. 본 발명이 여러 다른 결합들이나 환경들에서 사용될 수 있으며 본 명세서에서 개시된 바와 같은 발명 사상의 범위 내에서 변형되고 수정될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (64)

1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태(cross sectional feature)를 결정하기 위한 방법으로서,
상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들(traverse sections) 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정되며,
상기 방법은:
상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도(tilt angle)로 틸팅(tilt)된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 한번 이상의 주사에 응답하여, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계;
(1) 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지, 또는 (2) 상부 섹션 및 제 2 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 한번 이상의 주사에 응답하여, 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지 여부를, 제 1 파라미터에 응답하여, 선택하는 단계; 및
상기 선택에 응답하여 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계
를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 제 1 및 제 2 횡단 섹션들의 추산된(estimated) 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 캘리브레이션(calibration) 공정 중에 결정되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 3 항에 있어서,
테스트된 객체는 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트 및 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들을 포함하며; 상기 캘리브레이션 공정은 상기 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들 중 2개 이상의 제 1 및 제 2 횡단면을 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트를 포함하는 테스트 객체에 수직하는 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 제 1 횡단 섹션과 관련되는 제 1 파형 부분과 상기 제 2 횡단 섹션과 관련되는 제 2 파형 부분 사이의 상관 관계(correlation)에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은,
상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형을 획득하는 단계;
미리 계산된 제 1 파라미터 값들과 관련되는 다수의 미리 기록된 파형들로부터 미리 기록된 최상 매칭 파형을 찾아내는 단계(locating); 및
상기 미리 기록된 최상 매칭 파형의 미리 계산된 상관계수(correlation factor)에 응답하여 상기 제 1 파라미터를 결정하는 단계
에 의해 결정되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 전자빔의 폭과 상기 제 1 또는 제 2 횡단 부분들과 관련된 파형 부분의 폭 사이의 관계에 응답하며, 상기 파형은 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계 중에 얻어지는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계는, 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 추산되지 않는 경우 다수의 대응 틸트 각도들에서 다수 주사(multiple scan)하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트의 높이는 높이 캘리브레이션 공정에 응답하여 추산되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 높이 캘리브레이션 공정은, 동일한 높이를 갖는 테스트 객체의 다중 구조적 엘리먼트 높이를 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 상부 섹션 및 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 라인인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 콘택(contact)인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 리세스(recess)인, 횡단면 형태 결정 방법.
1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 방법으로서,
상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정되며,
상기 방법은:
제 1 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인(imaginary line)에 대해 제 1 양각(positive angle)으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계;
상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 2 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 2 양각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계;
상기 제 1 데이터 세트에 응답하여 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계; 및
제 1 파라미터가 소정의 값을 갖는 경우에는, 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계,
상기 제 1 파라미터가 다른 값을 갖는 경우에는,
제 3 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 1 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계;
상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 4 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 2 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하는 단계; 및
상기 제 3 데이터 세트에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계를 수행하는 단계
를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 제 1 및 제 2 횡단 섹션들의 추산된 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 캘리브레이션 공정 중에 결정되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 18 항에 있어서,
테스트되는 객체는 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트 및 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들을 포함하며; 상기 캘리브레이션 공정은 상기 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들 중에서 2개 이상의 제 1 및 제 2 횡단면을 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트를 포함하는 테스트 객체에 수직하는 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 제 1 횡단 섹션과 관련되는 제 1 파형 부분과 상기 제 2 횡단 섹션과 관련되는 제 2 파형 부분 사이의 상관 관계에 응답하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은,
상부 섹션과 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사에 의하여 파형을 획득하는 단계;
미리 계산된 제 1 파라미터 값들과 관련되는 다수의 미리 기록된 파형들로부터 미리 기록된 최상 매칭 파형을 찾아내는 단계(locating); 및
상기 미리 기록된 최상 매칭 파형의 미리 계산된 상관계수에 응답하여 상기 제 1 파라미터를 결정하는 단계
에 의해 결정되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 전자빔의 폭과 상기 제 1 또는 제 2 횡단 부분들과 관련된 파형 부분의 폭 사이의 관계에 응답하며, 상기 파형은 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계 중에 얻어지는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 단계는, 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 추산되지 않는 경우 다수의 대응 틸트 각도들에서 다수 주사(multiple scan)하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 25 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트의 높이는 높이 캘리브레이션 공정에 응답하여 추산되는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 높이 캘리브레이션 공정은, 동일한 높이를 갖는 테스트 객체의 다중 구조적 엘리먼트 높이를 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 상부 섹션 및 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 라인인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 콘택인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 리세스인, 횡단면 형태 결정 방법.
1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 시스템으로서,
상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정되며,
상기 시스템은:
전자빔을 발생시키기 위한 제 1 수단;
측정된 객체의 구조적 엘리먼트를 가로질러 상기 전자빔을 주사하고 상기 전자빔의 틸트 각도를 결정하기 위한 제 2 수단 - 상기 제 2 수단은 프로세서에 결합되고 상기 프로세서에 의해 제어됨 - ;
상기 프로세서에 결합되는 검출기 - 상기 검출기는 상기 전자빔과의 상호 작용의 결과로써 상기 구조적 엘리먼트로부터 방출되는 전자들을 검출할 수 있도록 배치됨 -
를 포함하며, 상기 프로세서는
상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 한번 이상의 주사에 응답하여, 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하고;
(1) 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지, 또는 (2) 상기 상부 섹션 및 상기 제 2 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 하나 이상의 대응 틸트 각도로 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 한번 이상의 주사에 응답하여, 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정할 것인지 여부를, 제 1 파라미터에 응답하여, 선택하고;
상기 선택에 응답하여 상기 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 제 1 및 제 2 횡단 섹션들의 추산된 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 캘리브레이션 공정중에 결정되는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 33 항에 있어서,
테스트되는 객체는 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트 및 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들을 포함하며; 상기 캘리브레이션 공정은 상기 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들 중에서 2개 이상의 제 1 및 제 2 횡단면을 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트를 포함하는 테스트 객체에 수직하는 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 제 1 횡단 섹션과 관련되는 제 1 파형 부분과 상기 제 2 횡단 섹션과 관련되는 제 2 파형 부분 사이의 상관 관계에 응답하여 상기 제 1 파라미터의 값을 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 시스템은,
상부 섹션과 제 1 횡단 섹션을 조사할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사에 의하여 파형을 얻고;
미리 계산된 제 1 파라미터 값들과 관련되는 다수의 미리 기록된 파형들로부터 미리 기록된 최상 매칭 파형을 찾아내고;
상기 미리 기록된 최상 매칭 파형의 미리 계산된 상관계수에 응답하여 상기 제 1 파라미터를 결정함으로써, 상기 제 1 파라미터 값을 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 전자빔의 폭과 상기 제 1 또는 제 2 횡단 부분들과 관련된 파형 부분의 폭 사이의 관계에 응답하며, 상기 파형은 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 도중에 얻어지는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 추산되지 않는 경우 다수의 대응 틸트 각도들에서의 다수 주사(multiple scans)에 의해 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 40 항에 있어서,
상기 시스템은 높이 캘리브레이션 공정에 응답하여 상기 구조적 엘리먼트의 높이를 추산하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 41 항에 있어서,
상기 높이 캘리브레이션 공정은, 동일한 높이를 갖는 테스트 객체의 다중 구조적 엘리먼트 높이를 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 상부 섹션 및 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 라인인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 콘택인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 리세스인, 횡단면 형태 결정 시스템.
1 미크론 미만의 횡단면을 갖는 구조적 엘리먼트의 횡단면 형태를 결정하기 위한 시스템으로서,
상기 횡단면은 제 1 및 제 2 횡단 섹션들 사이에 위치하는 중간 섹션에 의하여 한정되며,
상기 시스템은:
전자빔을 발생시키기 위한 제 1 수단;
측정된 객체의 구조적 엘리먼트를 가로질러 상기 전자빔을 주사하고 상기 전자빔의 틸트 각도를 결정하기 위한 제 2 수단 - 상기 제 2 수단은 프로세서에 결합되고 상기 프로세서에 의해 제어됨 - ;
상기 프로세서에 결합되는 검출기 - 상기 검출기는 상기 전자빔과의 상호 작용의 결과로써 상기 구조적 엘리먼트로부터 방출되는 전자들을 검출할 수 있도록 배치됨 -
를 포함하며, 상기 프로세서는
제 1 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 1 양각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하도록 상기 제 2 수단을 제어하고;
상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 2 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 2 양각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하도록 상기 제 2 수단을 제어하고;
상기 제 1 데이터 세트에 응답하여 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하고;
제 1 파라미터가 소정의 값을 갖는 경우에는, 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능하며,
상기 제 1 파라미터가 다른 값을 갖는 경우에는,
제 3 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 1 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하도록 상기 제 2 수단을 제어하고;
상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 또는 추산되지 않은 경우, 제 4 데이터 세트를 제공하기 위하여, 상기 구조적 엘리먼트에 수직한 가상 라인에 대해 제 2 음각으로 틸팅된 전자빔으로 상기 구조적 엘리먼트를 주사하도록 상기 제 2 수단을 제어하고;
상기 제 3 데이터 세트에 응답하여 제 2 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 제 1 및 제 2 횡단 섹션들의 추산된 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 캘리브레이션 공정중에 결정되는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 48 항에 있어서,
테스트되는 객체는 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트 및 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들을 포함하며; 상기 캘리브레이션 공정은 상기 다른 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트들 중에서 2개 이상의 제 1 및 제 2 횡단면을 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상부 섹션 및 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은, 상기 1 미크론 미만의 구조적 엘리먼트를 포함하는 테스트 객체에 수직하는 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사의 결과로써 얻어지는 파형의 대칭성에 응답하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 제 1 횡단 섹션과 관련되는 제 1 파형 부분과 상기 제 2 횡단 섹션과 관련되는 제 2 파형 부분 사이의 상관 관계에 응답하여 상기 제 1 파라미터의 값을 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 시스템은,
상부 섹션과 제 1 횡단 섹션을 조사(照射)할 수 있도록 틸팅된 전자빔을 이용한 상기 구조적 엘리먼트에 대한 주사에 의하여 파형을 얻고;
미리 계산된 제 1 파라미터 값들과 관련되는 다수의 미리 기록된 파형들로부터 미리 기록된 최상 매칭 파형을 찾아내고;
상기 미리 기록된 최상 매칭 파형의 미리 계산된 상관계수에 응답하여 상기 제 1 파라미터를 결정함으로써, 상기 제 1 파라미터 값을 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 파라미터 값은 상기 전자빔의 폭과 상기 제 1 또는 제 2 횡단 부분들과 관련된 파형 부분의 폭 사이의 관계에 응답하며, 상기 파형은 상기 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하는 도중에 얻어지는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 시스템은 상기 구조적 엘리먼트의 높이가 알려지지 않거나 추산되지 않는 경우 다수의 대응 틸트 각도들에서의 다수 주사(multiple scans)에 의해 제 1 횡단 섹션 횡단면 형태를 결정하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 55 항에 있어서,
상기 시스템은 높이 캘리브레이션 공정에 응답하여 상기 구조적 엘리먼트의 높이를 추산하도록 작동가능한, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 56 항에 있어서,
상기 높이 캘리브레이션 공정은, 동일한 높이를 갖는 테스트 객체의 다중 구조적 엘리먼트 높이를 측정하는 단계를 포함하는, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 상부 섹션 및 대향하는 2개의 측벽들을 갖는 라인인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 콘택인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 구조적 엘리먼트는 리세스인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 1 항에 있어서,
하나의 틸트 각도는 0인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 양각 및 상기 제 1 음각 중 하나의 틸트는 0인, 횡단면 형태 결정 방법.
제 31 항에 있어서,
하나의 틸트 각도는 0인, 횡단면 형태 결정 시스템.
제 46 항에 있어서,
상기 제 1 양각 및 상기 제 1 음각 중 하나의 틸트는 0인, 횡단면 형태 결정 시스템.
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