TW201535555A - 圖案測定裝置及電腦程式 - Google Patents

圖案測定裝置及電腦程式 Download PDF

Info

Publication number
TW201535555A
TW201535555A TW103134236A TW103134236A TW201535555A TW 201535555 A TW201535555 A TW 201535555A TW 103134236 A TW103134236 A TW 103134236A TW 103134236 A TW103134236 A TW 103134236A TW 201535555 A TW201535555 A TW 201535555A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pattern
line
edge
measuring device
type
Prior art date
Application number
TW103134236A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI683379B (zh
Inventor
Hitoshi Namai
Tomoaki Yamazaki
Original Assignee
Hitachi High Tech 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 Tech Corp filed Critical Hitachi High Tech Corp
Publication of TW201535555A publication Critical patent/TW201535555A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI683379B publication Critical patent/TWI683379B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
    • H01J2237/24578—Spatial variables, e.g. position, distance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
    • H01J2237/2817—Pattern inspection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本發明之目的係提供不因圖案之微細化或偏移等，可正確且安定地進行圖案或邊緣之判定，或根據邊緣之界定的測定的圖案測定裝置及電腦程式。 在本發明中，為了達成上述目的，提供因應圖案部位之位置分類以特定之間隔重複配列之圖案部位(G1、G2、G3、G4)，根據該分類之圖案部位，和與圖案之邊緣之種類有關的資訊，或與圖案之種類有關之資訊的對應關連，實行圖案之邊緣之種類的界定、圖案之種類的界定，或特定之圖案部位間之尺寸測定的圖案測定裝置及使電腦實行上述處理之電腦程式。

Description

圖案測定裝置及電腦程式
本發明係與圖案測定裝置及電腦程式有關，尤其關於實行藉由SADP、SAQP、SAOP等之多圖案化法而形成在半導體晶圓上之圖案之識別、選擇及界定圖案之選擇測定的至少1個。
掃描電子顯微鏡等之帶電粒子束裝置係適合於進行被形成在朝微細化之半導體晶圓上之圖案的測定或觀察之裝置。以往，就以在帶電粒子束裝置取得三次元資訊，尤其係試料之凹凸資訊的方法而言，在專利文獻1中，藉由算出輪廓和特定高度所構成之面積中，該輪廓低於該特定高度之部分的面積，並藉由特定之方法將該些面積分類成面積大之群組和小的群組之兩個群組時，其兩個群組具有充分的顯著差異之情況下，將對應於面積大的群組之部分判定成凹部，將除此之外之部分判定成凸部，於兩群組無充分的顯著差異之情況下，將對應於該些兩個群組之部分判定成凹部，將除此之外之部分判定成凸部，而取得凹凸資訊。
再者，對以雙圖案化所產生之線，在專利文獻2中，將從與成為對象之行鄰接之左右的所持有之兩個峰值之亮度差或從線中央部之最小亮度值到接近空間之線波峰的距離、平均亮度等當作特徵量，識別核心行或間隙行。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開號碼WO2012/056639(對應美國專利公開公報US2013/0270463)
[專利文獻2]日本特表2012-519391號公報(對應美國專利USP8,538,130)
藉由掃描電子顯微鏡，於進行試料上之線或空間之圖案測長之情況下，難以正確地辨識線和空間。尤其，變得更加難以正確地辨識或識別以多圖案化所生成之線。例如在藉由SADP(Self Aligned Double Patterning)法所形成之圖案中，當在其圖案工程中所形成之薄膜無被適當塗佈之時，則有圖案位置偏離之情形。
圖2為以雙圖案化所生成之線之一例。201表示SEM畫像，202表示剖面之輪廓。例如，在SADP中， 由於薄型化或沉積等之工程中之控制不足，有以理想等間隔配列之線之位置偏離之情形。
在專利文獻1中，算出輪廓和特定高度所構成之面積中，該輪廓低於該特定高度之部分的面積，並將該些面積藉由特定方法分類成面積大之群組和小的群組之兩個群組之時，藉由檢定出該兩個群組之顯著差異，判定線之凹凸。
但是，如圖2之例所示般，於線偏離之情況下，因群組1和群組2產生顯著差異，故將兩條線判定成1條線，有難以進行正確的凹凸判定之情形。
在專利文獻2中，將從與成為對象之空間鄰接之左右的所持有之兩個波峰之亮度差或從線中央部之最小亮度值至接近空間之線波峰當作特徵量，識別核心空間或間隙空間。
但是，由於以往的圖案微細化，核心空間側之特徵量和間隙空間側之特徵量之不同漸漸消失。即是，難以進行根據特徵量之不同的識別。再者，如上述般，當圖案偏離被形成時，則有難以藉由特徵量進行判別之情形。
以下，針對以不因圖案之微細化或偏離等，可正確並安定地根據圖案或邊緣之判定或邊緣之特定而進行測定為目的之圖案測定裝置及電腦程式進行說明。
以達成上述目的之一態樣而言，提案一種圖案測定裝置及使電腦實行上述處理之電腦程式，其係使用藉由對圖案進行帶電粒子束之掃描而取得之波形訊號來測定上述測定對象圖案之時，根據波形訊號，將以特定之間隔重覆配列之上述圖案部位，因應該圖案部位之位置而進行分類，並根據該被分類之圖案部位，和與上述圖案之邊緣之種類有關之資訊，或者跟與圖案之種類有關之資訊的對應關連，實行上述圖案之邊緣之種類的界定、上述圖案之種類的界定或特定圖案部位間之尺寸測定。
若藉由上述構成，可以不會因圖案之微細化或偏離等，可正確且安定地進行根據圖案或邊緣之判定或邊緣之特定的測定。
101‧‧‧電子顯微鏡之框體部
102‧‧‧電子槍
103‧‧‧電子線
104‧‧‧偏轉器
105‧‧‧試料
106‧‧‧電子檢測器
107‧‧‧放大器
108‧‧‧控制訊號
109‧‧‧畫像處理器
109‧‧‧畫像處理器
110‧‧‧控制計算機
111‧‧‧顯示裝置
112‧‧‧輸入手段
201‧‧‧SEM畫像
202‧‧‧線圖案之輪廓
301‧‧‧輪廓生成處理
302‧‧‧線後補、空間後補抽出處理
303‧‧‧雜訊線後補刪除處理
304‧‧‧藉由線位置之群組化處理
305‧‧‧藉由線特徵量之群組化處理
306‧‧‧重覆部分檢測處理
307‧‧‧疑似空間判定處理
308‧‧‧賦予線構造對應關連處理
401‧‧‧射影處理
402‧‧‧平滑化處理
403‧‧‧微分運算處理
404‧‧‧微分運算處理
601‧‧‧平滑化輪廓
602‧‧‧1次微分輪廓
603‧‧‧2次微分輪廓
1301‧‧‧線圖案之剖面圖(線寬寬之情況)
1302‧‧‧線圖案之剖面圖(線寬窄之情況)
1303‧‧‧相對於1301之線圖案的平滑化輪廓
1304‧‧‧相對於1302之線圖案的平滑化輪廓
1305‧‧‧相對於1301之線圖案的2次微分輪廓
1306‧‧‧相對於1302之線圖案的2次微分輪廓
1901‧‧‧線位置算出處理
圖1為表示掃描型電子顯微鏡系統之一構成例之圖示。(實施例1)
圖2為表示以雙圖案化所生成之線之一例的圖示。(實施例1)
圖3為表示多圖案化部分判定處理之概要圖。(實施例1)
圖4為表示輪廓生成處理之概要之圖示。(實施例 1)
圖5為說明射影處理之概要的圖示。(實施例1)
圖6為表示藉由輪廓生成處理所生成之各輪廓之例的圖示。(實施例1)
圖7為藉由線後補、空間後補抽出處理所抽出之線後補及空間後補之結果。(實施例1)
圖8為表示雜訊線後補刪除處理之概要的圖示。(實施例1)
圖9為表示SADP處理之概要之圖示(a：理想之情況，b：過於薄型化之情況)。(實施例1)
圖10為表示藉由線位置所進行之群組化處理之概要的圖示。(實施例1)
圖11為表示類似度之概要的圖示。(實施例1)
圖12為表示重覆部分檢測處理之概要的圖示。(實施例1)
圖13為表示線圖案之剖面圖及其輪廓之圖示。(實施例1)
圖14為表示疑似空間判定處理之例的圖示。(實施例1)
圖15為表示疑似空間判定所使用之特徵量之一例的圖示。(實施例1)
圖16為表示疑似空間判定所使用之特徵量之一例的圖示。(實施例1)
圖17為表示圖15適用疑似空間判定之結果例的圖 示。(實施例1)
圖18表示在圖14中對應關連多圖案化之各部位的結果例之圖示。(實施例1)
圖19為表示多圖案化部分判定處理之概要的圖示。(實施例2)
圖20為表示使用圖10之線圖案之例，進行藉由線位置之群組化處理(步驟304)之結果的圖示。(實施例2)
圖21表示對圖20之結果進行藉由線特徵量之群組化處理(步驟305)之結果的圖示。(實施例2)
圖22表示對圖21之結果進行重覆部分檢測處理(步驟305)之結果的圖示。(實施例2)
圖23表示對圖22之結果進行藉由賦予線構造對應關連處理(步驟308)之結果的圖示。(實施例2)
圖24為說明根據藉由邊緣座標之設計間距的除算，進行邊緣之識別之原理的圖示。
圖25為表示包含掃描電子顯微鏡之圖案測定系統之概要的圖示。
圖26為表示用以設定圖案之測定條件之GUI(Graphical User Interface)畫面之一例的圖示。
在以下說明之實施例中，針對例如即使在圖2之例所示般，線偏離被形成，或由於微細化使得特徵量之 抽出本身變得困難之情況下，判定被適當形成在試料上之圖案之凹凸等，並且識別相當於多圖案化之哪個部分之方法及裝置進行說明。
在以下說明之實施例中，主要係針對從藉由對試料進行帶電粒子束之掃描而所取得之檢測訊號所形成之輪廓，根據特定間隔對線後補或邊緣之位置進行分類，藉由從被分類之該線後補或邊緣檢測出重覆部分，判定上述試料之多圖案化部分之裝置及電腦程式進行說明。
並且，針對檢測出非上述重覆部分之境界位置，並使多圖案化之各部位對應的裝置及電腦程式進行說明。
並且，對根據特定間隔使線後補或邊緣之位置進行分類之各群組，又根據線特徵量進行分類之裝置及電腦程式進行說明。
又，針對比較上述重覆部分之線後補或邊緣之個數與假設之線數，從該線後補或邊緣以線後補間或邊緣間之特徵量為依據判定凹凸之裝置及電腦程式進行說明。
若藉由上述般之構成，可以容易實現以多圖案化被生成之試料上之凹凸判定及部位之識別。
以下，使用圖面，針對對通常使用帶電粒子束之基板不變更垂直方向之入射，根據從該掃描處被釋放出之帶電粒子之檢測，導出該帶電粒子強度之輪廓，並不隨入射帶電粒子之傾斜或基板之保持平台之傾斜之光學性 或機械性之動作，根據其輪廓判定凹凸，或識別部位之方法及其裝置進行說明。
若藉由本實施例，容易進行帶電粒子束內之凹凸判定或部位之識別，容易進行線和空間之圖案般之相同圖案連續之圖案之凹凸狀態之判定及部位的識別。
再者，因不需隨著入射帶電粒子之傾斜或基板之保持平台之傾斜的光學性或機械性之動作，故幾乎不會影響生產量，尤其即使在重視生產量之自動化的生產工程中也有效果。
再者，在本實施例中所述的垂直方法係表示在帶電粒子光學系統中，與不受偏轉之帶電粒子之照射方向相同之方向，或與使試料在X-Y方向移動之試料平台之移動方向呈垂直之方向。但是，帶電粒子束裝置係使帶電粒子束進行一次元或二次元掃描之裝置，此時之偏轉狀態不含在本實施例中所述的傾斜照射。即是，在本實施例中，以掃描偏轉器一次元或二次元地掃描通過帶電粒子束之光軸(不受偏轉器之偏轉的帶電粒子束軌道)而被照射之帶電粒子束。換言之，在不藉由其他偏轉器進行的偏轉之狀態下(垂直入射狀態)，照射帶電粒子束。
圖1為表示掃描型電子顯微鏡系統之一構成例。並且，在以下之說明中，雖然以掃描電子顯微鏡為例而進行說明，但是並不限定於此，可適用於聚焦離子束裝置等之其他帶電粒子束裝置。101為電子顯微鏡之框體部，從電子槍102被發射之電子線103藉由在圖中無描繪 之電子透鏡被收束，被照射至試料105。藉由電子線照射，藉由電子檢測器106檢測出從試料表面產生之二次電子或反射電子之強度，在放大器107被放大。104為使電子線之位置移動之偏轉器，藉由控制計算機110之控制訊號108使電子線103在試料表面上逐線掃描。
在畫像處理器109內對從放大器107被輸出之訊號進行AD轉換，並製作數位畫像資料。111為表示其畫像資料之顯示裝置。再者，畫像處理器109係持有儲存數位畫像資料之畫像記憶體和進行各種畫像處理之畫像處理電路、進行顯示控制之顯示控制電路。控制計算機110連接鍵盤或滑鼠等之輸入手段112。
上述畫像處理器109或控制計算機110當作後述邊緣位置抽出用之邊緣檢測部而發揮功能。
並且，與畫像記憶體之記憶體位置對應之位址訊號，在控制計算機110內被生成，於類比轉換之後，經由掃描係線圈控制電源(無圖示)，而被供給至偏轉器104。X方向之位址訊號係於例如畫像記憶體為512×512畫素之情況下，重覆0至511之數位訊號，Y方向之位址訊號係從0到達至511之時，被加1的重覆0至511的數位訊號。該被轉換至類比訊號。
因畫像用以掃描畫像記憶體之位址和電子線之偏轉訊號之位址對應，故在畫像記憶體記錄有藉由偏轉器104進行的電子線之偏轉區域的二次元圖像。並且，畫像記憶體內之訊號係可以藉由在讀出時脈被同步之讀出位 址生成電路(無圖示)，時間序列地依序讀出對應於位址而被讀出之訊號被類比轉換，成為顯示裝置111之亮度調製訊號。
畫像記憶體具備有重疊(合成)用以改善S/N之畫像(畫像資料)而予以記憶之功能。例如，藉由重疊記憶以8次二次元掃描所取得之畫像，形成一片完成之圖像。即是，合成1次或其以上之X-Y掃描單位所形成之畫像而形成最終的畫像。用以形成一片完成的圖像之畫像數(圖框積算數)可設定任意，鑒於二次電子產生效率等之條件設定適當之值。再者，藉由又將積算複數片而形成的畫像重疊複數片，亦可以形成最終欲取得之畫像。即使在記憶期待之畫像數之時點或之後實行一次電子束之空白，並中斷對畫像記憶體輸入資訊亦可。
試料105被配置在無圖示之平台上，可以在與試料105電子束垂直之面內之2方向(X方向、Y方向)移動。
再者，本實施例裝置具備根據被檢測出之二次電子或反射電子等而形成線輪廓之功能。線輪廓係根據對一次電子線進行一次元或二次元掃描之時的電子檢測量或試料圖像之亮度資訊等而形成者，所取得之輪廓被使用在形成在例如半導體晶圓上之圖案之尺寸測定等。
並且，圖1之說明雖然係以控制計算機與掃描電子顯微鏡一體或以與此類似者來做說明，當然不限於此，即使以與掃描電子顯微鏡鏡體個別地設置控制處理器 進行下述說明之處理亦可。此時，需要將以電子檢測器106所檢測出之檢測訊號傳達至控制處理器，或將訊號從控制處理器傳達至掃描電子顯微鏡之透鏡或偏轉器等之傳達媒體，和對經由該傳達媒體被傳達之訊號進行輸入輸出之輸入輸出端子。
圖25表示具備有運算處理裝置2503之圖案測定系統之一例。本系統包含由SEM本體2501、該SEM本體之控制裝置2502及運算處理裝置2503所構成之掃描電子顯微鏡系統。運算處理裝置2503內藏有對控制裝置2502供給特定之控制訊號，及實行在SEM本體2501所取得之訊號之訊號處理的運算處理部2504，和記憶所取得之畫像資訊或配方資訊之記憶體2505。並且，在本實施例中，雖然控制裝置2502和運算處理裝置2503以非一體之形式進行說明，但是即使為一體型之控制裝置亦可。
藉由偏轉器所進行的光束掃描，從試料釋放出之電子，或在轉換電壓產生的電子，被檢測器2506被捕捉，以內藏在控制裝置2502之A/D轉換器轉換成數位訊號。藉由內藏在運算處理裝置2503之CPU、ASIC、FPGA等之畫像處理硬體，進行因應目的之畫像處理。
運算處理部2504內藏有根據藉由檢測器2506所檢測出之訊號，作成波形輪廓之輪廓作成部2507、對藉由輪廓作成部2507所作成之波形輪廓進行微分或2次微分之微分處理實行部2508、根據特定之臨界值設定而檢測出波形之特徵的臨界值判定部2509、根據特定之判 斷基準使出現在波形輪廓之各位置的特徵予以群組化之群組化實行部2510、評估波形輪廓之一部分和該波形輪廓之其他部分之類似度的類似判定部2511、界定欲界定的邊緣或圖案之邊緣/圖案界定部2512，及實行將藉由邊緣/圖案界定部2512所界定之邊緣當作測定起點或測定終點之測定，或界定之圖案之邊緣間之測定的測定處理實行部2513。
運算處理裝置2503係根據藉由輸入裝置2515被輸入之測定條件等，實行邊緣或圖案之界定或測定。再者，運算處理部2504內藏有依據以輸入裝置2515被輸入之條件，從設計資料記憶媒體2514讀出設計資料，並因應所需，從向量資料轉換至佈局資料之設計資料抽出部2516，在設計資料抽出部2516中，從設計資料抽出後述測定所需之資訊。
並且，被設置在運算處理裝置2503和經網路被連接的輸入裝置2515之顯示裝置中，顯示對操作者顯示畫像或檢查結果等之GUI。
並且，亦可將運算處理裝置2503中之控制或處理之一部分或全部分配給搭載CPU或可進行畫像之蓄積的記憶體的電子計算機等而進行處理、控制。再者，輸入裝置2515也當作攝像配方作成裝置發揮功能，該攝像配方作成裝置係將包含測定或檢查等所需之電子裝置之座標、圖案之種類、攝影條件(光學條件或平台之移動條件)之測定條件，當作攝像配方而予以設定。再者，輸入 裝置2515也具備有將被輸入之座標資訊，或與圖案之種類有關之資訊與設計資料之層別資訊或圖案之識別資訊進行核對，將所需之資訊從設計資料記憶媒體2514讀出之功能。
被記憶在設計資料記憶媒體2514之設計資料，係以GDS格式或OASI格式等來表現，以特定形式被記憶。再者，設計資料係顯示設計資料之軟體可以顯示其格式形式，若當作圖形資料處理，則不管其種類。再者，圖形資料即使為藉由施予曝光模擬取代表示根據設計資料所形成之圖案之理想形狀的線分畫像資訊，施予使接近實際圖案之變形處理的線分畫像資訊亦可。
再者，即使在記憶媒體登錄進行以下說明之處理的程式，藉由具有畫像記憶體之掃描電子顯微鏡且對掃描電子顯微鏡供給所需之訊號的控制處理器，實行該程式亦可。
[實施例1]
圖2為以雙圖案化所生成之線之一例。201表示SEM畫像，202表示線圖案之輪廓。例如，在SADP中，由於薄型化或沉積等之工程中之控制不足，有在原本生成等間隔之線之處產生偏離之虞。
本實施例中，針對即使由於製程條件或圖案之微細化，使得難以進行不同種類之圖案間之特徵量之差量的界定之時，亦可適性並且安定地進行圖案之識別的手 法予以說明。
圖3為表示多圖案化部分判定處理之工程的流程圖。首先，以輪廓作成部2507，生成為了在輪廓生成處理(步驟301)進行線之凹凸判定所需之輪廓。藉由該處理，生成平滑化輪廓、1次微分輪廓、2次微分輪廓。圖4為輪廓生成處理之概要。首先，在射影處理(步驟401)，如圖5所示般，將畫像之畫素值射影在與線呈垂直之軸(在此為i軸)上，並在線之線分方向取得加算平均，依此謀求S/N之改善。當將畫像尺寸設為(M、N)時，射影處理可以以式1表示。在此，I(i、j)為畫像座標(i、j)上之畫素值。
接著，輪廓作成部2507係在滑化處理(步驟402)中，藉由施予如式2所示之移動平均的平滑化(平滑)，求出謀求S/N改善之平滑化輪廓。
並且，在微分理實行部2508以微分處理(步驟403)，藉由算出訊號之變化量，求出1次微分輪廓。
對在微分處理(步驟403)求出之1次微分輪廓，再次施予微分處理(步驟404)，依此求出2次微分輪廓。
圖6為藉由輪廓生成處理所生成之各輪廓之例。601為平滑化輪廓，602為1次微分輪廓，603為2次微分輪廓。在線後補、空間後補抽出處理(步驟302)中，以臨界值判定部2509，從輪廓抽出凸部(線部分)和凹部(空間部分)。
在2次微分輪廓中，藉由臨界值0和2次微分輪廓所構成之形狀中，將較0下側之部分當作線後補，將較0上側之部分當作空間後補。
圖7係對圖6之2次微分輪廓，藉由線後補、空間後補抽出處理所抽出之線後補及空間後補之結果。
因2次微分輪廓即使為微小變化也非常有感，故如圖8所示般，有在空間部分或線之頂部分，被抽出因雜訊所引起之雜訊位準的線後補。
於是，藉由雜訊後補刪除處理(步驟303)，刪除較雜訊臨界值低之雜訊位準之線後補。在此，雜訊位準臨界值即使由使用者直接提供亦可，即使從線後補之波 峰值算出亦可。例如，於將線後補波峰值從大的波峰值順序排列之時，考慮含有雜訊或對象外之線，而將上位X%和下位Y%之外的線後補波峰值之平均值設為100%之時，亦可以設為其Z%。
在藉由線位置所進行的群組處理(步驟304)中，以線後補之座標位置和該Design Pitch資訊微基準而分類線後補。藉由SADP或SAQP(Self Aligned Quadruple Patterning)、SAOP(Self Aligned Octuple Patterning)等之多圖案化所生成之線的Design Pitch間隔幾乎相等。並且，Design Pitch係設計上之特定圖案間之理想的間隔。例如，於SADP之時，被形成在圖9所例示之特定層的圖案901間之間隔資訊。該資訊可以從例如設計資料記憶媒體讀出。
圖9表示SADP之製造工程。圖9(a)為理想之情況，圖9(b)為在半導體之製程中，薄型化過大之情況的例。在圖9(b)中，與圖9(a)之例做比較，因圖案902之寬度變窄，故如圖9之最下段所示般，圖案間尺寸產生偏差。另外，在圖9(a)和圖9(b)中，鄰接線之間隔雖然散亂，但是可知Design Pitch間隔(圖案901間之間隔和圖案902間之間隔)相同。
利用該Design Pitch資訊，進行群組化。在此，Design Pitch資訊即使使用者直接輸入亦可，即使從設計資料取得亦可。並且，對在步驟301求出之該平滑化輪廓進行自相關，並求出接近於被指定之Design Pitch之 波峰間隔，依此可以精度佳地求出該Design Pitch。
群組實行部2510係將各線後補之座標位置除以該Design Pitch，描繪其餘數。在此，作為各線後補之畫像座標位置，雖然設為線後補之左右之零交叉點之中點，但是即使為線後補之重心位置亦可。
圖10表示SADP之線後補之畫像座標位置除以Design Pitch，描繪其餘數之例。橫軸為畫像座標位置，縱軸為頻率之直方圖。若觀看圖可知，難以從線後補之畫像座標位置找出規則性，但是藉由除Design Pitch，描繪其餘數，SADP之各線後補集中在大致相同之位置。更具體而言，雖然從例如波形輪廓所取得之波峰值位置(畫像座標)G11、G12、G13、G14之X方向之座標位置(從X座標零之距離)不同，但是當進行以Design Pitch2401為分母之除算時，如圖24例示般，因應其位置之除算結果和相同餘數2402被輸出。當該餘數描繪在橫軸時，可以求出同種之邊緣之頻率。在本例之情形，可以取得持有4個相同餘數2402之輸出結果。藉由對各邊緣進行如此之運算，作成圖10所例示的直方圖。
以該直方圖為基準，在群組實行部2510中，進行群組化。就以群組化之手法，可以使用例如K-Means法等。
如上述般，藉由因應畫像上之座標位置的邊緣之產生頻率，可識別持有產生頻率高之座標資訊的邊緣。更具體而言，本例之時，G1為間隔物間隙側之邊緣 (右)，G2為核心間隙之邊緣(左)，G3為核心間隙側之邊緣(右)，及G4為間隔物間隙側之邊緣(左)。首先，藉由進行出現頻率之評估，可抑制由於雜訊混入產生誤判定的可能性，並且進行屬於測定對象之線圖案之邊緣的界定。在該階段，無法識別測定對象之哪個線圖案的邊緣。於識別測定對象之哪個線圖案之邊緣之情況下，當4個頻率或成為測定對象之圖案邊緣之頻率為特定值以上之時，可考慮根據4個頻率之位置或個頻率之位置資訊，識別其邊緣之種類。將相對於屬於G1、G2、G3、G4之各邊緣的畫像座標為最小者設為各群組之代表值。G1、G2、G3、G4群組代表值中，最小者成為間隔物間隙側之邊緣(右)、第2小者成為核心間隙側之邊緣(左)，第3小者成為核心間隙之邊緣(右)，第4小者成為間隔物間隙側之邊緣(左)。依此，可知G1為間隔物間隙側之邊緣(右)，G2為核心間隙之邊緣(左)，G3為核心間隙側之邊緣(右)，及G4為間隔物間隙側之邊緣(左)。
在邊緣/圖案界定部2511中，藉由記憶有被記憶在記憶體2505之邊緣位置(邊緣之產生順序)，和邊緣或圖案之種類之關係的關係資訊，參照上述邊緣之位置或順序之資訊，界定圖案邊緣或圖案之種類。在測定處理實行部2513中，以被界定之期待之測定對象邊緣為測定起點，及/或測定終點，實行圖案寬或圖案之間距等之測定。
於特定核心間隙之時，應界定被G2和G3夾 持之區域，選擇在圖10所例示之直方圖中，成為特定值以上之頻率之內，從小的頻率到第2和第3的頻率，並界定位於表示該頻率之邊緣間的部分。再者，測定對象為間隔物間隙側之邊緣(右)間之間距之時，識別視野內之複數的G1，並測定其間的尺寸，求出其平均。
並且，在本實施例中，應進行高精度之圖案或邊緣之識別，實行圖3之步驟305之後的處理。在藉由線特徵量之群組化處理(步驟305)中，對在步驟304被群組化(分類)之各群組，使用線特徵量又進行群組化。此係原本為了群組化區別多圖案化之線和偶爾被分類在相同的群組之線之故。
在此，作為線特徵量，相對於各線後補之2次微分輪廓，使用進行輪廓匹配之時之類似度。
類似度係以類似度判定部2511所求出，如圖11所示般，將線1之輪廓之面積設為S1，將線2之輪廓之面積設為S2之時，可以式4表示。
在本實施例中，雖然使用2次微分輪廓算出類似度，但是即使使用平滑化輪廓或1次微分輪廓亦可。
在此，類似度在某特定臨界值Eval_Th以上時，分組在線1和線2相同群組，於低於Eval_Th之時，分組在與線1和線2不同之群組。
使用該類似度，以相同群組之任意之兩個線後補之類似度成為Eval_Th以上之方式，分組在一個或複數之群組。
雖然以下表示群組運算法，但是若滿足上述要件，即使以除此之外之方法進群組化亦可。
1.對群組化對象之所有線之組，求出類似度。將Eval_Th以上且最大之組設為初期群組(Group1)。於無Eval_Th以上之組之時，使所有之線成為分別不同之群組而結束。
2.將與Group1之各線的類似度所有為Line Similarity以上，且類似度之合計為最大者追加至Group1。
3.重覆2.至無追加的線。
4.將Group1排除群組化對象外。若無群組化對象之線則結束。若是則返回1.。
在重覆部分檢測處理(步驟306)中，對在步驟304、步驟305被群組化之各群組之線後補附加ID，再次在畫像座標系上整列。
圖12為在圖10之樣本附加線ID之例。當注目於藉由SADP所生成之線部分時，可知重覆如0、1、2、3之圖案。在此，檢測出重覆圖案，並且該重覆圖案從哪持續至哪，藉由檢測出重覆部分，決定多圖案化部分。藉由檢測出如此重覆狀態，可識別多圖案化區域和除此之外的區域。
在疑似空間判定處理(步驟307)中，邊緣/ 圖案界定部2512係對在該重覆部分檢測處理(步驟306)所決定之多圖案化部分，進行考慮由於線之形狀而產生不同的線空間判定。
圖13為線圖案之剖面圖及其輪廓。如1301般，於線寬充分大時，因如1303及1305般在線和空間之境界附近產生波峰，故以該線後補(波峰)成為一個線。但是，當如1302般線寬變窄時，如1304及13065般，左右波峰成為一個，一個線後補(波峰)成為一個線。
首先，判定多圖案化部分之線以兩個後補成為一個線，或以一個線後補成為一個線。
從重覆部分使用Design Pitch和Patterning，求出式5所式之推定線數，即使與實際之線後補數比較亦可，即使比較重覆之圖案之要素數和Patterning亦可。
在此，Patterning表示Design Pitch內所含之線數(曝光次數)，若為雙圖案化時成為2，若為三圖案化成為3，若為四圖案化時成為4。即使使用者直接輸入Patterning亦可，即使從設計資料取得亦可。
於圖14表示例。因相對於推定線數之8，線後補數成為16的接近倍之數值，故可知以兩個線後補成為一個線。
再者，從相對於重覆圖案之要素數為4， Patterning為2之情形，也可以同樣進行判定。
於一個線後補對應於一個線之情況下，因不需要線間之判定，故在此結束。
於以兩個後補形成一個線之情況下，需要判定哪個的後補之組成為線。
首先，在各線ID間之每個空間進行群組化。於圖15表示對圖14之重覆部分進行疑似空間判定之例。因重覆部分以0、1、2、3順序重覆，故空間後補可以分組成以下之4個。
Space1：0和1之間
Space2：1和2之間
Space3：2和3之間
Space4：3和0之間
算出用以從Space1至Spec4之各群組內用以判定空間之特徵量，並將其平均值設為其群組化之空間評估值。
就以特徵量而言，例如如圖15所示般，可舉出2次微分輪廓中之空間後補之面積，或如圖16所示般相當於1次微分輪廓之空間後補之部分的波峰間之高度等。
從所算出之各群組之評估值，由小數值起依序將Patterning數分之群組判定成疑似空間。
從圖15及圖16之例可知Space1和Space3成為疑似空間。
再者，即使利用疑似空間和空間一定會產生交替，將Space1和Space3、Space2和Space4分別匯集於Space1'、Space2'一個群組，從該些評估值判定疑似空間亦可。藉由將夾著屬於被判定成疑似空間之群組的空間後補的兩個線後補合併使成為一個線後補，如圖17所示般，可以進行多圖案化部分之線之凹凸判定。
在賦予線構造對應關連處理(步驟308)中，檢測出非重覆圖案之部分之境界位置，而對多圖案化中之線構造之各部位賦予對應關連。圖18表示雙圖案化之例。雙圖案化中之線構造通常被分類成線部分(Left Line、Right Line)和空間部分(Core Gap、Spacer Gap)。在左側具有境界之時，從重覆部分之左端之線依序以Left Line、Core Gap、Right Line、Spacer Gap之順序進行賦予對應關連。在一方右側具有境界之時，從重覆部分之右端之線依序以Right Line、Core Gap、Left Line、Spacer Gap之順序進行賦予對應關連。在圖18之例中，因在重覆部分之左右之兩測具有境界位置，故即使從哪一側進行賦予對應關連亦可。
再者，在本實施例中，表示雙圖案化之例，即使對與四雙圖案化或八圖案化之圖案，若可以取得與Design Pitch及Patterning有關之適當之資訊時，同樣可以進行現凹凸判定及線構造的對應關連。
再者，在本實施例中，雖然以多圖案化為前提進行說明，但是藉由Design Pitch指定鄰接線之間隔， Patterning指定1，亦可對應於單圖案化。
圖26為表示設定掃描電子顯微鏡之測定條件之GUI畫面之一例的圖示。如此之GUI畫面被顯示在例如輸入裝置2515之顯示裝置。製程設定窗2601、層別設定窗2602係為了輸入成為測定對象之圖案之製造工程或層別資訊而設置。並且，座標輸入窗2603、視野尺寸設定輸入窗2604分別係為了輸入掃描電子顯微鏡之視野(Field Of View：FOV)位置、掃描電子顯微鏡之掃描範圍之大小而設置。因藉由該些窗部之設定，可以界定光束對成為測定對象之圖案進行掃描之掃描範圍內所含之圖案之資訊，故在運算處理裝置2503中，根據該些資訊之設定，從設計資料記憶媒體2514，讀出視野所含之圖案資訊。
再者，圖案資訊設定窗2605係為了選擇成為測定對象之圖案之種類，測定對象選擇窗2606係為了選擇測定對象圖案(或成為測定對象之圖案之邊緣)而被設置。在此，為了測定被選擇之測定對象圖案，進行使用上述般之運算法之對象圖案或邊緣之界定。
若藉由使用如此之GHI之測定條件之設定時，僅選擇與測定對象有關之資訊，可進行根據適當之圖案特定的圖案測定。
[實施例2]
在實施例1中，從SEM畫像生成輪廓而抽出 線後補，判定多圖案化部分，並且求出線和空間。另外，相對於已經以任何方法檢測出之線，藉由適用上述般之運算法，以可以判定多圖案化部分。
圖19表示多圖案化部分判定處理之概要。在線位置算出處理(步驟1901)中，對藉由任何方法所檢測出之線，算出線位置。即使於求出線位置之情況下，使用其值亦可，例如即使將從左右之邊緣位置至其中心位置設為線位置亦可。再者，如實施例1所述般，即使設為相當於線之線後補之左右之零交叉點之中點，或線後補之重心位置亦可。
藉由線位置之群組化處理(步驟304)係與實施例1相同之處理。Design Pitch資訊即使使用者直接輸入亦可，即使從設計資料取得亦可。並且，對在步驟301求出之該平滑化輪廓進行自相關，並求出接近於被指定之Design Pitch之波峰間隔，依此可以精度佳地求出該Design Pitch。
圖20表示使用圖10之線圖案之例，進行藉由線位置之群組化處理(步驟304)之結果。在實施例1中，因使用線後補，故與圖20之結果不同。L8和L10因線位置間隔接近於Design Pitch，故在該時點被分類成相同群組。
藉由線特徵量之群組化處理(步驟305)係與實施例1相同之處理。圖21表示對圖20之結果進行藉由線特徵量之群組化處理(步驟305)之結果。在此，L10 因其他群組2之線和特徵量不同，故被分類成不同群組。
重覆部分檢測處理(步驟306)係與實施例1相同之處理。圖22表示對圖21之結果進行重覆部分檢測處理(步驟305)之結果。在此，L2至L9為重覆之部分，可知為多圖案化部分。
在此，藉由比較多圖案化部分之線數和從數4算出之推定線數一致，異可以進行妥當性蝕刻。
賦予線構造對應關連處理(步驟308)係與實施例1相同之處理。圖23表示對圖22之結果進行賦予線構造對應關連處理(步驟308)之結果。從左側以Left Line、Core Gap、Right Line、Spacer Gap之順序賦予對應關連。

Claims (15)

  1. 一種圖案測定裝置，具備使用藉由對圖案進行帶電粒子束之掃描而取得之波形訊號來測定上述測定對象圖案之運算裝置，該圖案測定裝置之特徵在於：上述運算裝置係根據上述波形訊號，將以特定之間隔重覆配列之上述圖案部位，因應該圖案部位之位置而進行分類，並根據該被分類之圖案部位，和與上述圖案之邊緣之種類有關之資訊，或者跟與圖案之種類有關之資訊的對應關連，實行上述圖案之邊緣之種類的界定、上述圖案之種類的界定或特定圖案部位間之尺寸測定。
  2. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置係藉由將上述圖案部位之座標值除以特定圖案間隔，來實行上述圖案部位之分類。
  3. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置係以對藉由將上述圖案部位之座標值除以特定圖案間隔而取得之餘數為相同之圖案部位進行群組化，來實行上述分類。
  4. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置係根據上述波形訊號之該圖案部位之特徵，又對對被分類之上述圖案部位進行分類。
  5. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置辨識以上述特定間隔重覆配列圖案之區域，和除此之外的區域。
  6. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中 上述運算裝置係使用用以形成該區域所含之圖案之曝光次數，進行以上述特定間隔重覆配列圖案之區域所含之各圖案具有一個波峰，或具有兩個波峰的判定。
  7. 如請求項6所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置根據上述各圖案具有一個波峰，或具有兩個波峰之判定，判定上述區域所含之空間。
  8. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置檢測出上述重覆部分和非重覆部分之境界位置，並使多圖案化之各部位對應。
  9. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置係對根據特定間隔使線後補或邊緣之位置分類後的各群組，又根據線特徵量進行分類。
  10. 如請求項9所記載之圖案測定裝置，其中上述線特徵量設為相當於該線後補或邊緣之部分的兩個2次微分輪廓中之重疊部分。
  11. 如請求項9所記載之圖案測定裝置，其中上述線特徵量設為相當於該線後補或邊緣之部分的兩個2次平滑化輪廓中之重疊部分。
  12. 如請求項1所記載之圖案測定裝置，其中上述運算裝置係比較上述重覆部分之線後補或邊緣之個數和假設的線數，從該線後補或邊緣以線後補間或邊緣間之特徵量為根據，判定上述圖案之邊緣的種類或上述圖案之種類。
  13. 如請求項12所記載之圖案測定裝置，其中 上述特徵量設為相當於該線後補間或邊緣間之部分之2次微分輪廓的面積。
  14. 如請求項12所記載之圖案測定裝置，其中上述特徵量設為相當於該線後補間或邊緣間之部分之1次微分之上側波峰和下側波峰之高度的和。
  15. 一種電腦程式，使用藉由對圖案進行帶電粒子之掃描而取得的波形訊號，使電腦測定上述測定對象圖案，該電腦程式之特徵在於：該程式係在上述電腦，根據上述波形訊號，將以特定之間隔重覆配列之上述圖案部位，因應該圖案部位之位置而進行分類，並根據該被分類之圖案部位，和與上述圖案之邊緣之種類有關之資訊，或者跟與圖案之種類有關之資訊的對應關連，實行上述圖案之邊緣之種類的界定、上述圖案之種類的界定或特定圖案部位間之尺寸測定。
TW103134236A 2013-12-05 2014-10-01 圖案測定裝置及電腦程式 TWI683379B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-251611 2013-12-05
JP2013251611 2013-12-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201535555A true TW201535555A (zh) 2015-09-16
TWI683379B TWI683379B (zh) 2020-01-21

Family

ID=53273437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103134236A TWI683379B (zh) 2013-12-05 2014-10-01 圖案測定裝置及電腦程式

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10096451B2 (zh)
JP (1) JP6147868B2 (zh)
KR (1) KR101808470B1 (zh)
TW (1) TWI683379B (zh)
WO (1) WO2015083675A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019184354A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡装置、電子顕微鏡装置を用いた検査システム及び電子顕微鏡装置を用いた検査方法
JP2019185972A (ja) 2018-04-06 2019-10-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡システム及びパターンの深さ計測方法
JP7149906B2 (ja) 2019-08-07 2022-10-07 株式会社日立ハイテク 走査電子顕微鏡及びパタン計測方法
JP2021132159A (ja) * 2020-02-20 2021-09-09 東京エレクトロン株式会社 特徴量測定方法及び特徴量測定装置
US11443825B2 (en) 2020-12-02 2022-09-13 Winbond Electronics Corp. Failure mode analysis method for memory device
CN113206020B (zh) * 2021-04-08 2023-02-14 深圳市时代速信科技有限公司 一种蒸发台的蒸发偏移量测量方法及系统

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287275A (en) * 1988-08-20 1994-02-15 Fujitsu Limited Image recognition apparatus and method for recognizing a pattern within an image
JP3971937B2 (ja) * 2002-02-18 2007-09-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 露光条件監視方法およびその装置並びに半導体デバイスの製造方法
JP3841024B2 (ja) * 2002-06-13 2006-11-01 株式会社日立製作所 立体形状測定装置及びエッチングの条件出し方法
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
JP4695857B2 (ja) * 2004-08-25 2011-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 半導体検査方法および半導体検査装置
WO2007094439A1 (ja) * 2006-02-17 2007-08-23 Hitachi High-Technologies Corporation 試料寸法検査・測定方法、及び試料寸法検査・測定装置
JP2009222454A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Hitachi High-Technologies Corp パターン測定方法及びパターン測定装置
JP5238465B2 (ja) * 2008-11-25 2013-07-17 株式会社東芝 パターン形状の評価方法及びこれを利用したパターン形状の評価装置
JP4862096B2 (ja) * 2008-12-26 2012-01-25 株式会社アドバンテスト パターン測定装置及びパターン測定方法
JP5543984B2 (ja) * 2009-03-02 2014-07-09 アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド 類似構造要素を分類するｃｄ計測システム及び方法
JP5500858B2 (ja) * 2009-04-14 2014-05-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置
JP5500974B2 (ja) * 2009-12-25 2014-05-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置
CN103201819B (zh) * 2010-10-27 2015-09-02 株式会社日立高新技术 图案判定装置以及凹凸判定方法
US8980651B2 (en) * 2011-09-30 2015-03-17 Tokyo Electron Limited Overlay measurement for a double patterning
TWI475597B (zh) * 2012-02-08 2015-03-01 Hitachi High Tech Corp Pattern evaluation method and pattern evaluation device
US9786468B2 (en) * 2013-02-26 2017-10-10 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam device
JP2017067442A (ja) * 2013-12-27 2017-04-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置、及びパターン測定のためのコンピュータープログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160082530A (ko) 2016-07-08
US10096451B2 (en) 2018-10-09
JPWO2015083675A1 (ja) 2017-03-16
TWI683379B (zh) 2020-01-21
JP6147868B2 (ja) 2017-06-14
WO2015083675A1 (ja) 2015-06-11
US20160307730A1 (en) 2016-10-20
KR101808470B1 (ko) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5319931B2 (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
KR101727950B1 (ko) 패턴 형상 평가 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 패턴 형상 평가 장치
TW201535555A (zh) 圖案測定裝置及電腦程式
JP4627782B2 (ja) エッジ検出方法、及び荷電粒子線装置
JP2016139467A (ja) 試料観察方法および試料観察装置
WO2017130365A1 (ja) オーバーレイ誤差計測装置、及びコンピュータープログラム
TWI709155B (zh) 帶電粒子線裝置，截面形狀推定程式
JP3959379B2 (ja) 形状測定装置及び形状測定方法
WO2021140823A1 (ja) パターンエッジ検出方法、パターンエッジ検出装置、パターンエッジ検出をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体
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
JP5589089B2 (ja) パターンの判定装置、及びコンピュータプログラム
JP6207893B2 (ja) 試料観察装置用のテンプレート作成装置
JP6224467B2 (ja) パターン評価装置および走査型電子顕微鏡
WO2021210505A1 (ja) パターンマッチング方法
WO2024053043A1 (ja) 寸法計測システム、推定システム、および寸法計測方法
JP2014182117A (ja) 電子顕微鏡システム及びそれを用いたパターン計測方法
WO2020225876A1 (ja) パターン計測装置および計測方法
JP2021111365A (ja) パターンエッジ検出方法、パターンエッジ検出装置、パターンエッジ検出をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録された記録媒体
JP2024047481A (ja) 半導体観察システムおよびオーバーレイ計測方法
TW201939565A (zh) 帶電粒子線裝置，截面形狀推定程式
JP2020123034A (ja) 画像マッチング支援方法、画像マッチング支援装置、および画像マッチング支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体