TWI476367B

TWI476367B - A measurement method, a data processing device, and an electron microscope using the method and apparatus

Info

Publication number: TWI476367B
Application number: TW101134284A
Authority: TW
Inventors: 大橋健良; 田中潤一; 關口智子; 川田洋揮
Original assignee: 日立全球先端科技股份有限公司
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2015-03-11
Also published as: JP5859795B2; JP2013083466A; WO2013051456A1; KR20140053406A; TW201329420A; US20140246585A1; US9305744B2; KR101623283B1

Description

計測方法、資料處理裝置、及使用該方法、裝置之電子顯微鏡

本發明係有關於細微圖案的計測方法、資料處理裝置、及使用該方法、裝置之電子顯微鏡。

於半導體製造工程之形成細微圖案方面，使用有利用ArF準分子雷射來作為光源之光刻技術。在發展圖案微細化的一方面，因為更短波長的次世代曝光光源EUV(Extreme Ultraviolet lithography，極紫外光)遲遲未能實用化的緣故，導致像是使用ArF光刻技術來形成波長的數分之1尺寸的細微圖案那樣，來進行在解像極限附近的光刻。在解像極限附近的光刻方面，考慮到光的近接效應來補正遮罩圖案形狀或曝光光源形狀的OPC(Optical Proximity Correction，光學鄰近修正)技術是有必要的。在OPC補正的最佳化方面，實際上是有必要計測具有轉寫遮罩圖案所做成的細微阻材圖案的試料(以下，稱為細微阻材試料或是阻材試料)，並評估與設計的偏差，來修正遮罩或光源形狀。

在細微阻材試料的計測方面，使用有掃瞄型電子顯微鏡(SEM)。但是，使用SEM計測ArF阻材試料之際，產生起因於電子線的照射所致阻材試料的圖案收縮(shrink)，遺憾有尺寸、形狀發生變化。因此，為了正確地計測細微阻材試料的圖案的尺寸或形狀，是有必要正確地推斷判定阻材圖案的收縮量以進行補正。又，阻材試料為通常絕緣體的緣故，起因於電子線的照射是有在試料表面產生帶電的情況。在產生了帶電的情況下，改變射入電子線的軌道，或是藉由試料表面的帶正電拉回產生自試料的訊號電子的一部份讓局部的SEM畫像變暗。其結果，是有在從所得的SEM畫像所求到的尺寸或形狀上發生誤差的情況。因此，為了正確地計測細微阻材試料的圖案的尺寸或形狀，也有必要補正起因於帶電的誤差。

作為推斷判定阻材的收縮量的方法，在專利文獻1中，揭示著下述的方法。該方法為，以SEM多數次計測阻材試料，利用所得到之測定次數與阻材試料的圖案尺寸的變化量的關係(收縮曲線)，推斷判定收縮量的方法。

又，作為在2維圖案的SEM觀察中補正阻材的收縮量的方法，在專利文獻2中，揭示著下述的方法。該方法為，在計測已取得的圖案形狀與基準形狀的邊緣位置的偏差之際，為了補正進行過多數次計測的情況下收縮的影響，把固定值加到在第2次以後的計測的邊緣位置的偏移量，用以讓邊緣點的偏移量的平均值與第1次的計測一致之方法。

又，作為其他的方法，在專利文獻3，揭示有對應到試料的圖案形狀來對照資料庫，決定因收縮所致尺寸或形狀的變化以及因帶電所致誤差，並進行補正輪廓的方法，以及，計算試料的圖案部分彼此之間的應力，來補正試料圖案位置的變化之方法。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2007-003535號專利公報

〔專利文獻2〕日本特開2008-164593號專利公報

〔專利文獻3〕日本特開2010-012747號專利公報

在OPC補正的最佳化處理方面，是有必要多次計測具有各式各樣的圖案形狀之阻材試料，追求有針對任意的圖案形狀的阻材試料也可以高精度地推斷判定起因於收縮量或帶電的誤差，來計測收縮前的尺寸或輪廓。根據發明者等的實驗，清楚到在因阻材試料的收縮所致形狀變化方面，不僅關連到阻材材料或形狀，也影響到基底材料。因此，在為了高精度推斷判定收縮量方面，是有必要考慮基底材料來推斷判定收縮量的方法。又，補正起因於帶電所致尺寸或輪廓的誤差的方法是有必要的。

在專利文獻1所記載的方法中，以進行多數次的畫像取得來近似收縮量的測定次數相依性，並記憶近似函數的方式，可以推斷判定收縮前的尺寸。但是，作為對象的圖案，是被限定在尺寸一定的線圖案或孔圖案，無法對應到複雜的2維形狀。又，因為不考慮基底的影響，所以對基底材料不同的圖案，是無法正確推斷判定收縮量。

在專利文獻2所記載的方法中，成為補正的對象的是從第1次的計測開始到第2次以後的計測之間的收縮量；導出收縮前的輪廓的方法是沒記載的。又，沒有考慮到收縮量的圖案形狀相依性或基底相依性，是沒有辦法進行高精度的收縮量推斷判定。

專利文獻3所記載的方法，以事先製作資料庫的方式，以僅進行1次的畫像取得就可以推斷判定收縮量；又，也包含收縮的圖案形狀相依性，可以推斷判定收縮量。但是，沒有考慮基底材料的影響的緣故，進行高精度的收縮量推斷判定是困難的。作為不做成資料庫的方法，也記載有進行應力計算來推斷判定收縮的方法，但是有關應力計算方面是沒有考慮到基底的影響。又，作為補正起因於帶電所致誤差的方法，記載有做出事先做成的資料庫來進行補正，但是在資料庫的構築方面，是有費時費工的困難點。

因此，在為了進行高精度計測收縮前的尺寸或輪廓方面，考慮了基底的影響的收縮量的推斷判定方法，以及簡便的起因於帶電所致誤差的補正方法是有必要的。

本發明的目的在於，也在計測對象因電子線等的帶電粒子線照射導致收縮的情況下，提供有可以高精度地求得圖案輪廓或尺寸之計測方法、資料處理裝置以及使用其之電子顯微鏡。

作為用以達成上述目之一實施型態，提供一種計測方法，係對在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案的試料，照射帶電粒子線並計測前述圖案；其特徵為具有：準備於對前述試料照射前述帶電粒子線時，或是於照射後所取得之包含前述試料的圖案形狀的資料之步驟；準備有關於前述試料的圖案部的收縮的參數之步驟；準備有關於前述試料的基底部的收縮的參數之步驟；準備照射前述帶電粒子線到前述試料時的線束條件之步驟；及使用包含前述圖案形狀的資料、有關前述圖案部的收縮的參數、有關前述基底部的收縮的參數、及前述線束條件，算出對前述試料照射前述帶電粒子線前的前述試料的圖案形狀、或是尺寸的步驟。

又，提供一種資料處理裝置，係處理包含在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案的試料的前述圖案形狀的資訊之資料；其特徵為：具備畫像保存手段、材料參數保存手段、與收縮演算部；前述畫像保存手段，係保存已攝影前述試料之畫像資料；前述材料參數保存手段，係保存前述試料的圖案部的收縮參數及前述試料的基底部的收縮參數；前述收縮演算部，係使用前述畫像資料、前述圖案部的收縮參數、及前述基底部的收縮參數，算出對前述試料照射帶電粒子線前的圖案形狀、或是，對前述試料照射帶電粒子線後的圖案形狀。

又，提供一種電子顯微鏡，具備：前述資料處理裝置、電子源、用以照射從前述電子源放出的電子到前述試料之光學系統、檢測從前述試料所放出的電子之檢測器、及控制該些之裝置控制部；前述資料處理裝置，係算出對前述試料照射電子線前的圖案形狀、或是，對前述試料照射電子線後的圖案形狀。

又，提供一種計測方法，係計測在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案之試料的圖案；其特徵為具有：準備前述試料的帶電粒子線照射前的圖案資料之步驟；準備有關於前述試料圖案部的收縮的參數之步驟；準備有關於前述試料基底部的收縮的參數之步驟；準備對前述試料使用帶電粒子線並計測前述圖案時的線束條件之步驟；及使用前述帶電粒子線照射前的圖案資料、有關前述圖案部的收縮的參數、有關前述基底部的收縮的參數、及前述線束條件，算出在對前述試料照射前述線束條件的帶電粒子線並計測之際所得到的圖案形狀、或是尺寸的步驟。

也在計測對象因電子線等的帶電粒子線照射導致收縮的情況下，可以提供有可以高精度地求得圖案輪廓或尺寸之計測方法、資料處理裝置以及使用其之電子顯微鏡。

作為用以解決上述課題之實施型態，針對藉由掃瞄型電子顯微鏡(SEM)所取得的SEM畫像施以畫像處理，進行有考慮到基底的影響的收縮補正以及起因於帶電所致誤差的補正方法，說明輸出收縮前的圖案輪廓之畫像處理方法。

在此，所謂的圖案，乃是成形在試料表面的凸出形狀的部分；所謂的基底，乃是從試料上方看來，不是圖案的部分。還有，在基底的材料也存在在圖案的下部的情況下，這個也包含到基底。圖1A、圖1B係表示線形狀及孔形狀的試料之圖案以及基底之例。圖1A(1)、圖1B(1)係從試料上方所見時的模式圖；圖1A(2)、圖1B(2)係剖面的模式圖。在線形狀的情況下，範圍105、107為圖案部，範圍106、108為基底部；在孔形狀的情況下，範圍109、111為圖案部，範圍110、112為基底部。不限於線形狀、孔形狀，例如，試料上方所見時的模式圖為像圖1C那樣之一般的形狀也是同樣。範圍113為凸部的情況下，範圍113為圖案部，範圍114為基底部。更進一步，如圖1D的剖面圖所示，試料表面為平坦，但是在利用2種類以上的材料所構成，在某一材料的凹部埋入其他材料的構造所做出的試料方面，持有凹部的部分116為基底部，埋入的部分115為圖案部。

圖案，乃是例如：各種ArF阻材圖案；基底，乃是例如：反射防止膜、氧化膜、氮膜、矽基板等。

又，所謂的基底的影響，是相對於圖案部分基底部分所涉及應力的影響，也包含藉由因電子線照射所致基底部分的收縮或彈性係數的變化使得應力變化的效果。

又，在以後所記述的實施例中，以對SEM畫像的畫像處理為例進行說明，但是為包含有試料的形狀資訊的資料的話，也對SEM畫像以外的畫像資料或是不為畫像形式的資料，可以進行同樣的處理。

以下，利用實施例詳細說明。

〔實施例1〕

有關本發明之第1實施例，乃是從SEM畫像，求得收縮前的圖案輪廓線之實施例。

在本實施例中，使用圖2~7進行說明。

圖2為有關本實施例的畫像處理(推斷判定收縮前輪廓)的流程之一例。

圖3為實施該流程之際所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例。本裝置，係利用畫像保存部301、材料參數保存部302、輪廓抽出演算部303、收縮演算部304所構成。在輪廓抽出演算部303、收縮演算部304中，個別具備有保存使用在演算的資料之記憶體305、306。前述的構成，係亦可作為各自獨立的裝置來實現構成，也可以以1台或是複數台計算機來實現。尚且，同一元件符號表示為同一構成要素。

以下，根據圖2的流程進行說明。

在步驟S201，輸入拍攝了欲計測的阻材試料的SEM畫像檔案，保存到畫像保存部301。SEM畫像檔案，係在檢測出SEM訊號電子的畫像資料之外，最好是以包含有合併試料的圖案部的資訊、基底部的資訊、以及SEM畫像取得時的SEM的線束條件的資訊的檔案來保存。所謂圖案部、以及基底部的資訊，乃是各個材料的種類與高度。

又，在畫像檔案沒有包含到這些資訊的話，也可以隨附在畫像檔案，先準備好包含前述資訊的檔案，來配合畫像檔案輸入。又，如後述那樣，亦可在後面的步驟讓操作者來輸入。尚且，試料的圖案部或基底部的資訊等被保存到材料參數保存部302。

在步驟S202，於輪廓抽出演算部303的記憶體305，收納有被保存在畫像保存部301之SEM畫像資料，使用該資料，並經由輪廓抽出演算部303抽出試料的輪廓。已抽出的輪廓資料，係收納到收縮演算部304內的記憶體306。輪廓的抽出，係以在畫像中抽出亮度變強的畫素的方式來進行。更進一步，如圖4所示，以前述的方法所抽出的輪廓附近，做成抽出與亮度的輪廓線正交的方向的位置相依性之設定檔401，求得亮度的最大值402與基底部的亮度的最小值403的平均亮度並將該平均亮度作為亮度的基準值404，亦可把亮度成為基準值的位置作為輪廓檢測位置405來檢測。也不限於平均亮度，亦可以事先定的比例，把最大值402的值分配到亮度403的值之值作為基準值。

此時，在判定圖4中亮度最大的點的左右任一側是否為基底部之際，亦可把單純亮度較低的地方作為基底；如圖5A所示亦可顯示SEM畫像到另外連接到裝置的監視器307，讓操作者輸入哪個部分為基底，或是為圖案；如圖5B所示在另外連接到裝置的設計資料的資料庫308上紀錄著欲計測的試料圖案的設計資料的情況下，亦可參考這個(資料)來做判定。或者是，在有針對同樣的圖案所取得複數個SEM畫像的情況下，也可以從輪廓線的移動方向來判定圖案部與基底部。在該情況下，針對之前已取得的SEM畫像與之後已取得的SEM畫像，之前所述，對以抽出在畫像中亮度變強的畫素的方式所得到的輪廓進行比較，判定輪廓線移動的側為圖案部。此時，以各輪廓點的移動方向判定圖案部與基底部，以藉由更多的輪廓點判定為圖案部的側作為圖案部的方式，可以提升精度。在使用3片以上的SEM畫像的情況下，第1片與第2片、第1片與第3片等等與複數個2片的SEM畫像的組合中，以前述的方法判定圖案部，以把更多的組合判定為圖案部的部分作為圖案部的方式，可以更進一步提升精度。尚且，在比較複數個畫像之際，把任意一個畫像作為基準畫像進行圖案匹配，計測在SEM畫像內的圖案的位置偏差，在畫像中使圖案移動來補正這個(偏差)後，進行比較，以此，補正在各拍攝處所產生的畫像取得位置的誤差，可以進行更高精度的圖案部與基底部的判定。其他，可以使用從畫像抽出輪廓之任意的方法，以及判別圖案與基底部之任意的方法。

在步驟S203中，指定圖案材料參數，亦即圖案部的收縮參數與高度。有關收縮參數方面，於步驟S206說明之。在步驟S201，在配合畫像資料輸入圖案的材料與高度的資訊的情況下，從被保存在材料參數保存部302的各種材料的收縮參數之中，對應到已輸入的資訊，把圖案部的材料的收縮參數收納到收縮演算部304內的記憶體306，還有，高度也同樣收納到記憶體306。尚且，取代在步驟S201配合畫像資料輸入圖案材料的資訊，在該步驟中，亦可於如圖5A所示另外連接到裝置的監視器307，進行如圖6A所示般的圖案部的資訊輸入用的顯示，讓操作者輸入圖案部的材料與高度。或者是，亦可不使用材料參數保存部302，讓操作者直接輸入收縮參數。

在步驟S204中，指定基底材料參數，亦即基底部的收縮參數與高度。具體的方法，係與步驟S203同樣。尚且，圖6B係表示使用監視器307讓操作者輸入的情況之例。

在步驟S205中，指定SEM畫像取得時的SEM的線束條件。在此，所謂的線束條件，例如，為射入電子的加速電壓、探針電流、SEM畫像的倍率、反覆掃描次數(畫框累計次數)等。因應其必要，亦可為掃描的速度(取得SEM畫像時的電子線照射位置的移動速度)、SEM畫像的畫素數等，也可以是每單位面積的電子線照射量。在步驟S201配合畫像資料輸入線束條件的情況下，把這個讀入到收縮演算部304內的記憶體306。尚且，SEM畫像並不是電子線照射後的試料，因為考慮到了觀察電子線照射中的試料，作為對試料的掃描次數或電子線照射量，並不是使用在畫像取得之全部掃描次數或電子線照射量，最好是比該些更小的值，例如讀入一半的值。又，取代在步驟S201配合畫像資料輸入線束條件，在該步驟中，亦可於如圖5A所示另外連接到裝置的監視器307，進行如圖6C所示般的線束條件輸入用的顯示，讓操作者輸入。

在步驟S206中，使用收納在收縮演算部304內的記憶體306之輪廓資料、圖案部的收縮參數、圖案部的高度、基底部的收縮參數、基底部的高度、線束條件，算出收縮前的輪廓，進行輸出。作為用在該演算的演算法，若是考慮到基底材料的影響並推斷判定收縮前的輪廓的演算法的話，是可以使用任意的演算法，以下記述有期望的例子。

其中一例，為使用彈性體模擬之方法。在該演算法中，作為圖案部及基底部的收縮參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與彈性係數。首先，從輪廓資料、與圖案及基底的高度資料，做成包含基底的試料形狀之網目資料 (mesh data)。接著，從線束條件資料，計算對各網目的電子線照射量，對每單位體積的電子線照射量之體積變化率求出因收縮所致的體積變化。在復原該體積變化份的情況下，亦即回到收縮前的體積的情況，使用彈性係數計算產生在各網目的彈性能。之後，最佳化各網目位置，讓整體的彈性能的總和為最小。最佳化後的圖案輪廓，為收縮前輪廓。

又，作為別的例子，是有使用剛體的模型之方法。在該演算法中，作為材料參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與收縮量的累計範圍。與前述的例子同樣，首先，做成包含基底的試料形狀的網目資料。接著，針對各網目，算出因收縮所致體積變化，求出網目尺寸的變化量。之後，累計包含在收縮量的累計範圍之網目的尺寸變化量，求出在圖案的各處之推斷判定收縮量，加上推斷判定收縮量到輪廓資料，求出收縮前輪廓。

更進一步，既使為相同的阻材圖案，在曝光時的光強度為不同的情況下，因為考慮到了針對相同的電子線照射量所產生的收縮量為不同，在可以根據光刻模擬器的計算結果得到阻材內部曝光時的光強度分布的情況下，亦可使用在上述的例子對應到各個網目的光強度，加上補正到對電子線照射量之體積變化率。在實施這個(例子)之際，連接有保存了光刻模擬器的計算結果之資料庫並參考這個(資料)等，最好有讀入光刻模擬器的計算結果之手段。

尚且，在如圖5A所示連接監視器307到裝置的情況下，最好顯示出算出結果。作為顯示的例子，如圖7A所示，亦可配合收縮後輪廓702顯示收縮前輪廓701。或者是，亦可配合SEM畫像來顯示。還有，求出與收縮後的輪廓資料的差分之收縮補正量，亦即正負反轉收縮量的量，亦可如圖7B所示與輪廓資料配合表示在向量上。在該表示方法中，在收縮補正量為小的情況下，最好把箭頭的長度以一定的比例來拉長來做淺顯易懂的表示。或者是，如圖7C所示關於特定的輪廓線，亦可把從某一輪廓點的輪廓線之端開始的距離作為橫軸，把該輪廓點之收縮量作為縱軸，進行作圖。在該情況下縱軸亦可為收縮量的絕對值，亦可僅表示輪廓線的法線部分等、某一一定的方向的部分。

又，在已求出的收縮量超過事先定的容許值的情況下，亦可使警告顯示在監視器307。

以上的方法，為從SEM畫像高精度地推斷判定收縮前的輪廓線的方法之其中一例，在此所示的流程之中，取代在步驟S201及步驟S202從SEM畫像求出輪廓線資料的工程，亦可以收納其他的裝置所輸出的輪廓線資料到收縮演算部304內的記憶體306之步驟來代替。在該情況下，在圖3之裝置構成圖所示之輪廓抽出演算部是有必要的。

又，以上的方法，對1張的SEM畫像是可以適用，但是為了進行更高精度的收縮前輪廓推斷判定，拍攝同樣的地方之複數張SEM畫像、或類似形狀的圖案之某個不同的地方，例如，亦可使用拍攝在不同晶片內之相同圖案的地方之複數張的SEM畫像。這個是，可以在相同試料上的不同地方，亦可在不同的試料上。在使用複數張SEM畫像的情況下，以取得從各畫像推斷判定出的收縮前輪廓的平均的方式，可以進行更高精度的收縮前輪廓推斷判定。又，從該偏差，可以評量已推斷判定之收縮前輪廓的精度。在使用不同的地方之SEM畫像的情況下，首先，作成平均化各畫像之畫像，針對該平均畫像，亦可適用本實施例之方法。尚且，在平均化畫像之際，亦可單純地平均化各畫素的亮度，把任意一個畫像作為基準畫像進行圖案匹配，計測在SEM畫像內的圖案的位置偏差，在畫像中使圖案移動來補正這個(偏差)後，以平均化各畫素的亮度的方式，補正在各拍攝處所產生的畫像取得位置的誤差，可以得到更高精度的輪廓。

經由使用以上的方法，在從SEM畫像求出圖案輪廓之際，可以進行考慮到了基底的材料的影響之高精度的收縮補正，可以高精度地推斷判定收縮前的輪廓線。

〔實施例2〕

有關本發明之第2實施例，乃是從SEM畫像，求得收縮前的圖案尺寸之實施例。尚且，記載在實施例1而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

在本實施例中，使用圖8~9進行說明。

圖8為有關本實施例的畫像處理的流程之一例。

圖9為實施本實施例之際所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例。在實施例1中，有關與圖3所示的裝置重疊之構成要件，使用相同編號來表示並省略說明。在本裝置中，加上圖3的構成要件，利用具備記憶體310之尺寸計測演算部309來構成。

以下，根據圖8的流程進行說明。

從步驟S801至S805，係與步驟S201至S205同樣。

在步驟S806中，以與步驟S206同樣的方法算出收縮前輪廓，代替輸出這個，收納到尺寸計測演算部309內的記憶體310。

在步驟S807中，利用尺寸計測演算部309，使用收納到記憶體310之收縮前輪廓，求出圖案的設定的部分的輪廓線間的距離，因應其必要進行平均化等地統計處理，把這個作為尺寸來輸出。

以上的方法，為從SEM畫像高精度地推斷判定收縮前的尺寸的方法之其中一例，但是藉由使用在步驟S802之輪廓抽出的方法，是有得不到高的精度的尺寸值的情況。在這樣的情況下，亦可把步驟S806及步驟S807置換成接著所述之方法。

在步驟S806中，以與步驟S206同樣的方法算出收縮前輪廓，但是代替輸出這個，各輪廓點的收縮量、亦即求出收縮前輪廓與收縮後輪廓的差分，收納到尺寸計測演算部309內的記憶體310。

在步驟S807中，從畫像保存部301讀入畫像資料，收納到尺寸計測演算部309內的記憶體310。接著，利用尺寸計測演算部309，對畫像資料內之設定的圖案部，求出尺寸值。由SEM畫像求出尺寸的演算法係可以使用公知的演算法。之後，從收納到記憶體310之各輪廓點的收縮量，求出欲求得尺寸之圖案的收縮量。例如，在試料為如圖1A所示之線形狀的情況下，亦可求出在構成線的輪廓線之收縮量的平均值，在如圖1B所示為孔形狀的情況下，亦可求出在構成孔的輪廓線之收縮量的平均值。接著，以從利用SEM畫像所求出的尺寸值減去收縮量的方式求出收縮前的尺寸值，進行輸出。但是，欲求得的尺寸，例如如圖1B的孔形狀的直徑的情況那樣，在基底部的尺寸的場合，以利用SEM畫像所求出的尺寸值加上收縮量的方式求出收縮前的尺寸值，進行輸出。

經由使用以上的方法，在從SEM畫像求出圖案的尺寸之際，可以進行考慮到了基底的材料的影響之高精度的收縮補正，可以高精度地推斷判定收縮前的尺寸。

〔實施例3〕

有關本發明之第3實施例，乃是進行起因於帶電所致誤差的補正，從SEM畫像求出試料的圖案輪廓線之實施例。尚且，記載在實施例1或2而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

在本實施例中，使用圖10~12進行說明。

首先，使用圖10，說明起因於帶電所致誤差。

為了取得SEM畫像，於照射電子線到試料之際，與使電子線照射位置移動在與輪廓線的方向正交之接近方向上所取得的SEM畫像相比，使電子線照射位置移動在與輪廓線的方向平行之接近方向上所取得的SEM畫像方面，是有在輪廓線的附近畫像亮度下降的狀況。圖10A、圖10B，係有關於線形狀的圖案部1001的輪廓線1002，針對在各個場合的電子線照射位置的移動方向以箭頭1003、1004來格式地表示，所以圖10A為在與輪廓線的方向垂直之接近方向上、圖10B為在與輪廓線的方向平行之接近方向上，使電子線照射位置移動的場合。

電子線碰到了圖案的輪廓部分，此時，多個訊號電子從試料放出的結果，於試料產生正的帶電。該帶電，係因藉由之後的電子線照射所產生的訊號電子而中和，或是因時間經過而緩和等，進而衰減。但是，如圖10B所示，在與輪廓線的方向平行之接近方向上使電子線照射位置移動的場合，變成在連續在圖案的輪廓部分照射電子線，會產生大量的帶正電。其結果，藉由緊接著的電子線照射，由試料所放出的訊號電子的一部分，因為試料上的帶正電而被拉回到試料。該情況下，所得到的SEM畫像的明度(brightness)在輪廓線附近的單側下降。

圖11，係表示有關於以圖10A、圖10B所示的方法所取得的SEM畫像之相同位置，抽出亮度之與輪廓線正交的方向之位置相依性的設定檔之例的模式圖。個別地，圖10A、圖10B各自對應到虛線1101、實線1102。如實線1102所示，在與輪廓線的方向平行之靠近方向上使電子線照射位置移動的場合，產生亮度的下降。

在實施例1中，如使用圖4所說明般地，對圖11的設定檔1102，從畫像亮度的設定檔的最大值1103與在基底部的最小值1104來決定基準值1105，以決定輪廓點的位置的方法所得到的輪廓點的輪廓檢測位置1106，係與從設定檔1101所得到之本來的位置相異。此為起因於帶電的誤差。

有關於補正這樣的誤差之本實施例中，使用圖2及圖12來說明。

本實施例的流程，是與圖2相同，但是有關於步驟S202的輪廓抽出的演算法方面，使用以下說明。又，圖12為實施本實施例所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例。在實施例1中，有關與圖3所示的裝置重疊之構成要件，使用相同編號來表示並省略說明。在本裝置中，加上圖3的構成要件，利用帶電補正資料保存部311來構成。

在本實施例的演算法中，作為表示因帶電所致設定檔的變化之指標，使用表示設定檔的非對稱性之指標A。令亮度的最大值1103與基底部的亮度的最小值1104的差為R，令亮度的最大值1103與圖案部的亮度的最小值1107的差為L，以下式賦予指標A。

A=L/(L+R)

事先把指標A與起因於帶電所致誤差的關係保存到帶電補正資料保存部311的話，於從設定檔1102求出輪廓點之際，以在圖4所說明的方法求取輪廓點的同時，求出指標A後參閱前述的關係求出起因於帶電的誤差，可以以補正該個的方式決定正確的輪廓點。

作為求出指標A與起因於帶電所致誤差的關係之方法，例如，可以從以對輪廓線的電子線照射位置的移動為不同的條件所取得的複數個SEM畫像，求出各個設定檔，求出起因於帶電所致誤差與表示非對稱性的指標A之關係。又，亦可使用以電子線照射位置的移動速度或電子線照射位置的軌跡相異的條件所取得之複數個SEM畫像，求出起因於帶電所致誤差與表示非對稱性的指標A之關係。此時，亦可使用設計資料或剖面SEM、剖面TEM(Transmission Electron Microscope，穿透式電子顯微鏡)等其他的手段來決定本來的輪廓點位置，把來自於此的偏差不視為起因於帶電所致誤差，亦可假設使電子線照射位置移動在與輪廓線正交的方向上的情況下沒有因帶電所致誤差，把把來自於此的偏差不視為起因於帶電所致誤差。

保存在帶電補正資料保存部311的指標A與起因於帶電所致誤差的關係，係亦可以前述的方法所得到的關係以表格形式來保持，亦可以近似於1次函數或2次函數等所得到的近似函數的方式。

以使用上述的方法作為步驟S202的輪廓抽出的演算法的方式，在從SEM畫像求出圖案的尺寸之際，進行起因於帶電所致誤差的補正，可以高精度地推斷判定圖案的輪廓。

〔實施例4〕

有關本發明之第4實施例，係為裝入實施例1所示的畫像處理裝置之SEM。尚且，記載在實施例1至3中任一實施例而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

有關本實施例，使用圖13進行說明。

圖13係本實施例的SEM之全體構成外部概略圖之其中一例；由電子源1301所發出的電子線束1302，係利用偏向器1303來偏向，利用對物透鏡1304來收縮，照射平台1305上的試料1306的表面。利用電子線束的照射從試料表面所發出的二次電子1307，係利用檢測器1308來檢測。這些部分，係以藉由裝置控制部1309來控制，把來自檢測器的訊號強度，表示作為對應到畫像上的偏向器所為的偏向量的位置的畫素的亮度的方式，生成SEM畫像。針對該SEM畫像，使用輪廓補正演算部1310進行輪廓補正。該輪廓補正演算部1310，為圖3所示之畫像處理裝置。

針對SEM所得的畫像，利用適用於實施例1所示的處理的方式，可以取得收縮前的輪廓。

又，亦可以使用實施例2所示的裝置作為輪廓補正演算部1310的方式，可以取得收縮前的尺寸。

或者是，亦可以使用實施例3所示的裝置作為輪廓補正演算部1310的方式，可以取得補正了起因於帶電所致誤差的輪廓。

〔實施例5〕

有關本發明之第5實施例，係不是從SEM畫像而是從圖案的設計資料，算出收縮量，收縮後的輪廓，亦即以SEM取得SEM畫像之際推斷判定從SEM畫像所得的輪廓之實施例。尚且，記載在實施例1至4中任一實施例而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

在本實施例中，使用圖14~15進行說明。

實施本實施例所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例，是與圖3同樣。

圖14為有關本實施例的畫像處理(推斷判定收縮後輪廓)的流程之一例。

在步驟S1401中，輸入欲求出收縮後的輪廓之阻材試料之收縮前的輪廓，收納到收縮演算部304內的記憶體306。所謂的收縮前的輪廓，亦可為設計上的圖案部的輪廓資料，或者是，亦可從光刻模擬器等所輸出的曝光予想結果所得到圖案部輪廓資料。

步驟S1402、S1403、S1404，係各自與步驟S203、S204、S205同樣，指定圖案部的收縮參數與高度、基底部的收縮參數與高度、線束條件，收納到收縮演算部304內的記憶體306。但是，實際上一定要進行試料的SEM觀察的緣故，所以進行輸入的是，想像訂定的試料的條件、或線束照射的條件。在步驟S1401於輸入設計資料之際的設計資料檔案上使用也包含有圖案部或基底部的材料或高度的資訊的資料形式，最好配合這些資訊進行輸入。又，隨附到設計資料，亦可輸入具有圖案部或基底部的材料或高度的資訊之檔案。又，如在實施例1所記述，亦可讓操作者輸入。又，取代在步驟S1404指定線束照射條件，亦可指定標準的條件。

在步驟S1405中，使用收納在收縮演算部304內的記憶體306之輪廓資料、圖案部的收縮參數、圖案部的高度、基底部的收縮參數、基底部的高度、線束條件，算出收縮後的輪廓，進行輸出。作為用在該演算的演算法，若是考慮到基底材料的影響並推斷判定收縮後的輪廓的演算法的話，是可以使用任意的演算法。以下記述有與在實施例1所例示的演算法同樣的例子。

其中一例，為使用彈性體模擬之方法。在該演算法中，作為圖案部及基底部的收縮參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與彈性係數。首先，從輪廓資料、與圖案及基底的高度資料，做成包含基底的試料形狀之網目資料(mesh data)。接著，從線束條件資料，計算對各網目的電子線照射量，對每單位體積的電子線照射量之體積變化率求出因收縮所致的體積變化。產生該體積變化的結果，使用彈性係數計算在各網目所產生的彈性能。之後，最佳化各網目位置，讓整體的彈性能的總和為最小。最佳化後的圖案輪廓，為收縮後的輪廓。

又，作為別的例子，是有使用剛體的模型之方法。在該演算法中，作為材料參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與收縮量的累計範圍。與前述的例子同樣，首先，做成包含基底的試料形狀的網目資料。接著，針對各網目，算出因收縮所致體積變化，求出網目尺寸的變化量。之後，累計包含在收縮量的累計範圍之網目的尺寸變化量，求出在圖案的各處之推斷判定收縮量，從輪廓資料減去推斷判定收縮量，求出收縮後的輪廓。

尚且，在如圖5A所示連接監視器307到裝置的情況下，最好顯示出算出結果。作為顯示的例子，如圖15A所示，亦可配合從設計上的圖案輪廓或是光刻模擬器的輸出結果所得的圖案輪廓1501、以及算出的收縮後的輪廓1502，來進行顯示。還有，求出與收縮後的輪廓資料的差分之收縮補正量，亦可如圖15B所示與輪廓資料配合表示在向量上。在該表示方法中，在收縮補正量為小的情況下，最好把箭頭的長度以一定的比例來拉長來做淺顯易懂的表示。或者是，如圖15C所示關於特定的輪廓線，亦可把從某一輪廓點的輪廓線之端開始的距離作為橫軸，把該輪廓點之收縮量作為縱軸，進行作圖。在該情況下縱軸亦可為收縮量的絕對值，亦可僅表示輪廓線的法線部分等、某一一定的方向的部分。

又，在已求出的收縮量超過事先定的容許值的情況下，亦可使警告顯示在監視器307。更進一步，亦可探索收縮量為容許值以下那樣的線束條件，來進行輸出。

經由使用以上的方法，可以不用實際上取得SEM畫像的方式來求出已取得SEM畫像情況下的圖案輪廓或收縮量，可以事前掌握大的收縮的風險，或是進行迴避。又，針對所得到的SEM畫像，在進行求出特定的圖案的位置之匹配處理等的畫像處理的情況下，因為可以事先想像訂定正確的圖案形狀，所以可以構築高精度的畫像處理演算法。

〔實施例6〕

有關本發明的第6實施例，係推斷判定因收縮所致剖面形狀的變化來進行補正之實施例。尚且，記載在實施例1至5中任一實施例而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

有關本實施例，使用圖16進行說明。

該實施例，係取代如使用在實施例1、5的圖1A(1)、圖1B(1)所示的圖案輪廓資料，使用如圖1A(2)、圖1B(2)所示的剖面形狀資料。經此，可以由收縮後的剖面形狀資料復原收縮前剖面形狀、或是由收縮前剖面形狀資料預測收縮後的剖面形狀。圖16，係收縮前後的剖面形狀的模式圖；元件符號1601為收縮後剖面形狀，元件符號1602為收縮前剖面形狀。

作為剖面形狀資料，亦可使用由剖面TEM、剖面STEM(Scanning Transmission Electron Microscope)、剖面SEM、AFM(Atomic Force Microscope)等所得實測結果，也可使用光刻模擬器等的計算結果。

尚且，在本實施例，使用在試料內的射入電子線的散亂的模擬等，考慮到因電子線所致在試料的哪個部分、哪種程度所產生的損害，來計算收縮量的話，可以更好好地推斷判定精度。

〔實施例7〕

有關本發明之第7實施例，係在從SEM畫像抽出輪廓之際，考慮到因收縮所致剖面形狀的變化，修正輪廓抽出的演算法之實施例。尚且，記載在實施例1至6中任一實施例而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

在本實施例中，使用圖17~19進行說明。

圖17為有關本實施例的資訊處理的流程之一例。

圖18為實施該流程之際所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例。在實施例1中，有關與圖3所示的裝置重疊之構成要件，使用相同編號來表示並省略說明。在本裝置中，除了圖3的構成要件，還有利用具備記憶體313之最佳輪廓抽出條件演算部312來構成。

以下，根據圖17的流程進行說明。

在步驟S1701中，輸入欲計測的試料之收縮前立體形狀資料，收納到收縮演算部304內的記憶體306。立體形狀資料，為欲進行SEM觀察的試料的3維形狀資料是有必要的，最好是使用藉由光刻模擬器所預測的形狀。或者是，亦可使用AFM、剖面TEM、剖面SEM等所計測出的立體形狀、或組合計算、實測結果所推斷判定出的立體形狀。

步驟S1702、S1703、S1704，係與在實施例1所說明的步驟S203、S204、S205，或是在實施例5所說明的S1402、S1403、S1404是同樣的。但是，圖案部或基底部的高度，因為包含了在步驟S1701所讀入的立體形狀資料的緣故，亦可不指定這些步驟。

在步驟S1705中，使用收納到收縮演算部304內的記憶體306、收縮前立體形狀資料、圖案部的收縮參數、基底部的收縮參數、線束條件，算出收縮後的立體形狀，收納到最佳輪廓抽出條件演算部312內的記憶體313。作為用在該演算的演算法，若是考慮到基底材料的影響並推斷判定收縮後的立體形狀的演算法的話，是可以使用任意的演算法，以下記述有與在實施例1、5所例示之演算法同樣的例子。

其中一例，為使用彈性體模擬之方法。在該演算法中，作為圖案部及基底部的收縮參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與彈性係數。首先，由立體形狀資料，做成包含基底的試料形狀的網目資料。接著，從線束條件資料，計算對各網目的電子線照射量，對每單位體積的電子線照射量之體積變化率求出因收縮所致的體積變化。產生該體積變化的結果，使用彈性係數計算在各網目所產生的彈性能。之後，最佳化各網目位置，讓整體的彈性能的總和為最小。最佳化後的圖案的立體形狀，為收縮後的立體形狀。

又，作為別的例子，是有使用剛體的模型之方法。在該演算法中，作為材料參數，使用有對電子線照射量的體積變化率與收縮量的累計範圍。與前述的例子同樣，首先，做成包含基底的試料形狀的網目資料。接著，針對各網目，算出因收縮所致體積變化，求出網目尺寸的變化量。之後，累計包含在收縮量的累計範圍之網目的尺寸變化量，求出在圖案的各處之推斷判定收縮量，從立體形狀資料減去推斷判定收縮量，求出收縮後的立體形狀。

在步驟S1706中，利用最佳輪廓抽出條件演算部312，使用收納在記憶體313之收縮後的立體形狀，決定輪廓抽出時的最佳參數，收納到輪廓抽出演算部303內的記憶體305。

有關決定輪廓抽出時的最佳參數的方法，以下記述有該方法之其中一例。

在如圖4所說明那樣通常所用的輪廓點抽出方法方面，畫素的亮度為成為亮度的基準值404的位置作為輪廓檢測位置405而被檢測出，但是圖案的剖面形狀不同的話，以該方法所檢測出的輪廓點位置的實際的圖案之高度是不同的。亦即，在把欲求出之一定的圖案高度的等高線作為輪廓線的情況下，以前述的方法是求不出正確的輪廓線。

在本步驟中，如圖19所示，從收納在記憶體313之收縮後的立體形狀，求出進行輪廓點抽出之處的剖面形狀1901，使用電子線的散亂模擬等算出對該剖面形狀取得SEM畫像的情況下的訊號電子的強度的分佈，推斷判定在畫像的亮度的設定檔1902。經此，得知在實際的圖案中對應到欲計測輪廓線的高度之剖面形狀的位置1903之在亮度的設定檔上的位置1904。把該位置的亮度成為基準值那樣，基底部的亮度的最小值與最大值的分配比例，為最佳輪廓抽出條件。用這樣的最佳輪廓抽出條件，決定各個計測輪廓之處。

在步驟S1707中，輸入已拍攝之欲計測的試料之SEM畫像資料，收納到輪廓抽出演算部303內的記憶體305。

在步驟S1708，使用被收納到記憶體305之最佳輪廓抽出條件與SEM畫像資料，利用輪廓抽出演算部303抽出試料的輪廓，進行輸出。圖20，係最佳輪廓抽出條件為20：80，亦即亮度設定檔2001之亮度的最大值2002的值與基底部的亮度的最小值2003的值得分配比例為20：80的值成為基準值的情況之例；在該情況下，把亮度基準值2004的位置作為輪廓檢測位置2005來檢測。在各計測處，利用使用同樣的方法的方式，可以抽出欲求出的圖案高度位置的輪廓。

經由以上的方法，可以考慮到也因收縮所致剖面變形的輪廓抽出，可以得到再所期望的圖案高度的輪廓線。

尚且，以該方法所得到的輪廓線，為收縮後的輪廓線，以繼續實施實施例1、2的方式，可以高精度地求得收縮前的輪廓線。

〔實施例8〕

有關本發明之第8實施例，係求出使用在實施例1~7的材料參數之實施例。在該實施例中，對複數個圖案實際計測收縮量，調整材料參數，讓收縮量推斷判定中得到與實測一致的值。尚且，記載在實施例1至7中任一實施例而未記載在本實施例的事項除非是特別的事情，否則也是可以適用本實施例。

所謂複數個圖案，例如，線寬不同的線形狀或孔形狀，或者是，以不同的週期配置出的線形狀或孔形狀的圖案，期望決定出精度佳的參數，也是可以適用在複數個任意的形狀的圖案。

在本實施例中，使用圖21~22進行說明。

圖21，為有關本實施例的資訊處理(材料參數的調整、登錄)的流程之一例。

圖22為實施該流程之際所期望之畫像處理裝置(資料處理裝置)的概略全體構成圖之一例。在實施例1中，有關與圖3所示的裝置重疊之構成要件，使用相同編號來表示並省略說明。於本裝置，除了圖3的構成要件，是利用具備記憶體315之收縮計測演算部314、以及具備記憶體317之收縮比較演算部316所構成。

以下，根據圖21的流程進行說明。

在步驟S2101中，有關於利用欲決定材料參數的材料所構成的圖案之相同處，連續並讀入複數張SEM畫像，保存到畫像保存部301，又，收納到收縮計測演算部314的記憶體315。尚且，為了決定更好的精度的參數，最好減少取得1張SEM畫像時的電子線照射量。又，拍攝具有類似形狀的圖案之相異處，以使用平均化SEM畫像的方式，可以更提升精度。

在步驟S2102中，利用收縮計測演算部314，比較收納在記憶體315之SEM畫像彼此，計測收縮量，收納所得到的收縮實測值到收縮比較演算部316的記憶體317。收縮計測方法，係為比較收縮前後的計測資料，來算出圖案的收縮量的演算法的話可以適用任意的方法，例如，有接著記述之方法。有關抽出輪廓線，計測有關各輪廓點在收縮前後的輪廓線的間隔之方法、線圖案或孔圖案等的情況方面，是有求出尺寸值的變化量的方法。又，有關使用3張以上的SEM畫像的情況方面，亦可使用近似畫像拍攝次數或線束照射量、與收縮量的變化量之關係的方法。

在步驟S2103中，有關拍攝了事先設定之各式各樣的形狀或圖案之全部SEM畫像，判定是否結束收縮量實測，在尚未結束的情況下回到步驟S2101。

在步驟S2104，把初始參數作為材料與基底的收縮參數，收納到收縮演算部304內的記憶體306。初始參數，亦可為事先已設定的固定值，亦可如圖5所示在連接監視器307的情況下，於此顯示輸入畫面讓操作者輸入。或者是，從在步驟S2102所得的收縮量可以推斷判定的情況下，亦可使用該推斷判定值。

在步驟S2105，針對保存在畫像保存部301的SEM畫像之中的一個，推斷判定收縮量，收納收縮推斷判定值到收縮比較演算部316的記憶體317。具體的收縮量的推斷判定方法，係記述於以下。

首先，針對作為對象的SEM畫像，實行實施例1的步驟S202並算出輪廓資料，收納到收縮演算部304內的記憶體306。又，指定圖案部與基底部的高度、及線束條件，收納到記憶體306。這邊亦可進行與記述在實施例1的步驟S203、S204、S205的方法同樣的方法。但是，有關線束條件，指定在步驟S2102所比較之SEM畫像的線束條件的差分。例如，比較過的畫像，為在同樣場所連續拍攝之第1張的SEM畫像與第2張的SEM畫像的情況下，指定該差分，亦即1張的SEM畫像取得份的線束條件。

之後，使用收納在收縮演算部304內的記憶體306之輪廓資料、圖案部的收縮參數、圖案部的高度、基底部的收縮參數、基底部的高度、線束條件，算出收縮前的輪廓，根據與收縮後的輪廓資料的差，求出各輪廓點之收縮量。

或者是，於在步驟S2102從尺寸值的變化量計測了收縮量的情況下，關於各個已算出的收縮前輪廓與收縮後輪廓，使用記述在實施例2的步驟S807的方法等來求出尺寸值，把該差作為收縮量。

在步驟S2106中，有關拍攝了事先設定之各式各樣的形狀或圖案之全部SEM畫像，判定是否結束收縮量的推斷判定，在尚未結束的情況下回到步驟S2105。

在步驟S2107中，使用收縮比較演算部316，把收納在記憶體317的收縮實測值與收縮推斷判定值，跟事先設定好的各式各樣的形狀的圖案做全盤比較，若誤差為事先訂好的臨限值以下的話，前進到步驟S2109，在超過臨限值的情況下前進到步驟S2108。在此，作為誤差，亦可使用各圖案之各輪廓點的誤差的平均值，亦可藉由其他的統計處理所得到的值。

在步驟S2108中，修正收縮參數。修正的演算法，係可用牛頓法等之既有的方法。

在步驟S2109中，把所得到的收縮參數紀錄到材料參數保存部302。

經由以上的方法，可以決定使用在實施例1~7的材料參數。

尚且，亦可以上述的方法決定圖案材料、基底材料之兩者的參數，亦可其中一方的參數使用已經登錄的參數並重新決定另一方的參數。

尚且，本發明並不限定於上述的實施例，包含有各式各樣的變形例。例如，上述的實施例係為了容易理解地說明本發明而詳細說明，未必會限定在具備已說明之全部的構成。又，可以把某一實施例的構成的一部分置換到另一實施例的構成，還有，亦可在某一實施例的構成加上另一實施例的構成。又，有關各實施例的構成的一部分，是可以追加、刪除、置換其他的構成。

105‧‧‧圖案部

106‧‧‧基底部

107‧‧‧圖案部

108‧‧‧基底部

109‧‧‧圖案部

110‧‧‧基底部

111‧‧‧圖案部

112‧‧‧基底部

113‧‧‧圖案部

114‧‧‧基底部

115‧‧‧圖案部

116‧‧‧基底部

301‧‧‧畫像保存部

302‧‧‧材料參數保存部

303‧‧‧輪廓抽出演算部

304‧‧‧收縮演算部

305‧‧‧記憶體

306‧‧‧記憶體

307‧‧‧監視器

308‧‧‧設計資料的資料庫

309‧‧‧尺寸計測演算部

310‧‧‧記憶體

311‧‧‧帶電補正資料保存部

312‧‧‧最佳輪廓抽出條件演算部

313‧‧‧記憶體

314‧‧‧收縮計測演算部

315‧‧‧記憶體

316‧‧‧收縮比較演算部

317‧‧‧記憶體

401‧‧‧亮度設定檔

402‧‧‧亮度的最大值

403‧‧‧基底部的亮度的最小值

404‧‧‧亮度的基準值

405‧‧‧輪廓檢測位置

701‧‧‧收縮前輪廓

702‧‧‧收縮後輪廓

1001‧‧‧圖案部

1002‧‧‧輪廓線

1003‧‧‧電子線照射位置的移動方向

1004‧‧‧電子線照射位置的移動方向

1101‧‧‧沒有帶電影響的情況之亮度設定檔

1102‧‧‧具有帶電影響的情況之亮度設定檔

1103‧‧‧亮度的最大值

1104‧‧‧基底部的亮度的最小值

1105‧‧‧亮度的基準值

1106‧‧‧輪廓檢測位置

1107‧‧‧圖案部的亮度的最小值

1301‧‧‧電子源

1302‧‧‧電子線束

1303‧‧‧偏向器

1304‧‧‧對物透鏡

1305‧‧‧平台

1306‧‧‧試料

1307‧‧‧二次電子

1308‧‧‧檢測器

1309‧‧‧裝置控制部

1310‧‧‧輪廓補正演算部

1501‧‧‧設計上的圖案輪廓等

1502‧‧‧收縮後的輪廓

1601‧‧‧收縮後剖面形狀

1602‧‧‧收縮前剖面形狀

1901‧‧‧剖面形狀

1902‧‧‧亮度設定檔

1903‧‧‧剖面形狀之位置

1904‧‧‧在亮度設定檔上之位置

2001‧‧‧亮度設定檔

2002‧‧‧亮度的最大值

2003‧‧‧基底部的亮度的最小值

2004‧‧‧亮度基準值

2005‧‧‧輪廓檢測位置

〔圖1A〕為有關實施例1~7之試料的模式圖；上部(圖1A(1))為表示形成線圖案之試料的俯視圖；下部(圖1A(2))為表示剖面圖。

〔圖1B〕為有關實施例1~7之試料的模式圖；上部(圖1B(1))為表示形成孔圖案之試料的俯視圖；下部(圖1B(2))為表示剖面圖。

〔圖1C〕為有關實施例1~7之試料的模式圖，表示形成任意圖案之試料的俯視圖。

〔圖1D〕為有關實施例1~7之試料的模式圖，表示形成埋入圖案之試料的剖面圖。

〔圖2〕為有關實施例1的畫像處理(推斷判定收縮前輪廓)的流程之一例。

〔圖3〕為有關實施例1的畫像處理裝置的概略全體構成圖之一例。

〔圖4〕為在實施例1中，用以說明畫像亮度的設定檔之模式圖。

〔圖5A〕為有關實施例1的畫像處理裝置的概略全體構成圖之其他例。

〔圖5B〕為有關實施例1的畫像處理裝置的概略全體構成圖之其他例。

〔圖6A〕為有關實施例1的畫像處理裝置的輸入用顯示畫像之一例。

〔圖6B〕為有關實施例1的畫像處理裝置的輸入用顯示畫像之其他例。

〔圖6C〕為有關實施例1的畫像處理裝置的輸入用顯示畫像之其他例。

〔圖7A〕為有關實施例1的畫像處理裝置的結果顯示畫像之一例。

〔圖7B〕為有關實施例1的畫像處理裝置的結果顯示畫像之其他例。

〔圖7C〕為有關實施例1的畫像處理裝置的結果顯示畫像之其他例。

〔圖8〕為有關實施例2的畫像處理(推斷判定收縮前尺寸)的流程之一例。

〔圖9〕為有關實施例2的畫像處理裝置的概略全體構成圖之一例。

〔圖10A〕為在實施例3中，用以說明電子線照射位置的移動方向與帶電的關係之模式圖，表示有其移動方向與圖案輪廓線正交的情況。

〔圖10B〕為在實施例3中，用以說明電子線照射位置的移動方向與帶電的關係之模式圖，表示有其移動方向與圖案輪廓線平行的情況。

〔圖11〕為在實施例3中，用以說明對帶電的畫像亮度的設定檔的影響之模式圖。

〔圖12〕為有關實施例3的畫像處理裝置的概略全體構成圖之一例。

〔圖13〕為有關實施例4的SEM的概略全體構成圖之一例。

〔圖14〕為有關實施例5的畫像處理(推斷判定收縮後輪廓)的流程之一例。

〔圖15A〕為有關實施例5的畫像處理裝置的結果顯示畫像之一例。

〔圖15B〕為有關實施例5的畫像處理裝置的結果顯示畫像之其他例。

〔圖15C〕為有關實施例5的畫像處理裝置的結果顯示畫像之其他例。

〔圖16〕為在實施例6中，用以說明收縮前後的圖案剖面形狀之模式圖。

〔圖17〕為有關實施例7的畫像處理(推斷判定收縮後輪廓)的流程之一例。

〔圖18〕為有關實施例7的畫像處理裝置的概略全體構成圖之一例。

〔圖19〕為在實施例7中，用以說明剖面形狀與畫像亮度的設定檔的對應之模式圖。

〔圖20〕為在實施例7中，用以說明畫像亮度的設定檔之模式圖。

〔圖21〕為有關實施例8的資訊處理(材料參數的調整、登錄)的流程之一例。

〔圖22〕為有關實施例8的畫像處理裝置的概略全體構成圖之一例。

Claims

一種計測方法，係對在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案的試料，照射帶電粒子線並計測前述圖案；其特徵為具有：準備於對前述試料照射前述帶電粒子線時，或是於照射後所取得之包含前述試料的圖案形狀的資料之步驟；準備有關於前述試料的圖案部的收縮的參數之步驟；準備有關於前述試料的基底部的收縮的參數之步驟；準備照射前述帶電粒子線到前述試料時的線束條件之步驟；及使用包含前述圖案形狀的資料、有關前述圖案部的收縮的參數、有關前述基底部的收縮的參數、及前述線束條件，算出對前述試料照射前述帶電粒子線前的前述試料的圖案形狀、或是尺寸的步驟。
如請求項1之計測方法，其中，前述圖案，為利用阻材所形成之圖案；對前述試料照射前述帶電粒子線前的前述試料的圖案形狀、或是尺寸，為前述圖案之收縮前的形狀、或是尺寸。
如請求項2之計測方法，其中，更具有表示前述圖案的收縮量之步驟。
如請求項3之計測方法，其中，更具有判定前述圖案的收縮量是否超過規定的值之步驟。
如請求項1之計測方法，其中，準備有關於前述圖案部或前述基底部的收縮的參數之步驟，係利用保存了有關複數個材料的收縮參數之資料庫。
如請求項1之計測方法，其中，於對前述試料照射前述帶電粒子線時，或是於照射後所取得之包含試料的圖案形狀的資料，係對前述試料使用電子顯微鏡所取得的電子顯微鏡畫像，或者是，從前述電子顯微鏡畫像所抽出的輪廓線資料。
如請求項1之計測方法，其中，前述圖案形狀，為前述圖案的剖面形狀。
如請求項1之計測方法，其中，準備包含前述試料的圖案形狀的資料之步驟，係包含補正起因於前述試料的帶電所致前述圖案形狀、或尺寸的誤差之步驟。
如請求項8之計測方法，其中，在補正起因於前述試料的帶電所致形狀、或尺寸的誤差之步驟中，使用利用畫像亮度的設定檔的非對稱性之演算法。
如請求項1之方法，其中，有關前述圖案部的收縮之參數與有關前述基底部的收縮之參數，係從複數個線寬相異的線圖案的收縮量來決定之參數。
一種資料處理裝置，係處理包含在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案的試料的前述圖案形狀的資訊之資料；其特徵為：具備畫像保存手段、材料參數保存手段、與收縮演算部；前述畫像保存手段，係保存已攝影前述試料之畫像資料；前述材料參數保存手段，係保存前述試料的圖案部的收縮參數及前述試料的基底部的收縮參數；前述收縮演算部，係使用前述畫像資料、前述圖案部的收縮參數、及前述基底部的收縮參數，算出對前述試料照射帶電粒子線前的圖案形狀、或是，對前述試料照射帶電粒子線後的圖案形狀。
一種電子顯微鏡，具備：如請求項11所記載之資料處理裝置、電子源、用以照射從前述電子源放出的電子到前述試料之光學系統、檢測從前述試料所放出的電子之檢測器、及控制該些之裝置控制部；前述資料處理裝置，係算出對前述試料照射電子線前的圖案形狀、或是，對前述試料照射電子線後的圖案形狀。
如請求項12之電子顯微鏡，其中，前述畫像資料，係利用藉由電子線顯微鏡觀察前述試料來取得電子顯微鏡的畫像資料；前述資料處理裝置，係更具有從前述電子顯微鏡的畫像資料抽出輪廓資料之手段；前述收縮演算部，係取代前述畫像資料，使用前述輪廓資料來算出利用前述電子顯微鏡來觀察之前的圖案形狀。
一種計測方法，係計測在基底的上方以與前述基底的材料相異的材料所形成圖案之試料的圖案；其特徵為具有：準備前述試料的帶電粒子線照射前的圖案資料之步驟；準備有關於前述試料圖案部的收縮的參數之步驟；準備有關於前述試料基底部的收縮的參數之步驟；準備對前述試料使用前述帶電粒子線並計測前述圖案時的線束條件之步驟；及使用前述帶電粒子線照射前的圖案資料、有關前述圖案部的收縮的參數、有關前述基底部的收縮的參數、及前述線束條件，算出在對前述試料照射前述線束條件的帶電粒子線並計測之際所得到的圖案形狀、或是尺寸的步驟。
如請求項14之計測方法，其中，更具有表示對前述試料照射前述線束條件的帶電粒子線並計測之際所產生的前述圖案的收縮量之步驟。
如請求項14之計測方法，其中，更具有對前述試料照射前述線束條件的帶電粒子線並計測之際所產生的圖案的收縮量，探索成為規定的值以下那樣般的線束條件之步驟。
如請求項14之計測方法，其中，前述圖案資料，為前述圖案的剖面形狀的資料。
如請求項14之方法，其中，所謂對前述試料照射前述線束條件的帶電粒子線並計測時所得到的圖案形狀，為前述圖案的立體形狀；具有：輸入對前述試料使用電子顯微鏡所取得的電子顯微鏡畫像之步驟；及利用前述圖案的立體形狀，從前述電子顯微鏡畫像抽出前述圖案的形狀之步驟。