TWI809319B - 圖像調整方法及帶電粒子束系統 - Google Patents
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Abstract
提供一種帶電粒子束裝置所做的圖像調整方法及帶電粒子束系統，即使當試料中的計測區域的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域適當地調整對比度及亮度以及焦點。
一種電腦系統控制帶電粒子束裝置而執行之圖像調整方法，電腦系統，具備：從試料的拍攝圖像辨明計測區域；及基於辨明的計測區域而進行置中(centering)處理；及抽出進行了置中處理的視野內或進行了置中處理的圖像內中的計測區域；及對抽出的計測區域調整對比度及亮度；及對調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
Description
本揭示係圖像調整方法及帶電粒子束系統，特別有關調整對比度及亮度、以及焦點者。
微細的電路圖樣存在於表面上、存在於深孔內部、及存在於深溝內部之半導體記憶體等的功能元件製品的製造及檢查工程中，於被加工的圖樣寬度的測定及外觀檢查中，係廣泛使用掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，以下或略記為「SEM」)。SEM為在試料上掃描電子束，檢測從試料放出的二次電子或反射電子等(以下或統稱而稱為「二次帶電粒子」)，藉此形成掃描區域的圖像之裝置。SEM能夠拍攝測定的試料的圖樣的圖像，從獲得的圖像演算任意2點間的距離。此演算一般叫做「測長」，具有此演算機能的掃描電子顯微鏡叫做測長電子顯微鏡(Critical Dimension SEM: CD-SEM)。CD-SEM這樣的帶電粒子束裝置，於專利文獻1中，執行對比度及亮度的自動調整(Auto Brightness and Contrast Control，以下或略記為「ABCC」)、以及焦點的自動調整(Auto Focus Control，以下或略記為「AFC」)。為了正確地測長，必須使用藉由該些自動調整機能而狀態被整備好的圖像。
這樣的帶電粒子束裝置中的圖像調整技術的例子，揭示於專利文獻1~3。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2005-327578號公報
[專利文獻2] 日本特開2014-139543號公報
[專利文獻3] 日本特開2016-025048號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，習知技術中，有著無法清晰地拍攝存在於試料的深部的圖樣這一待解問題。
近年來，隨著形成於試料上的圖樣的層積化進展，而有欲計測存在於深部的圖樣的寬度這一需求。然而，一般而言比起來自存在於深部的圖樣的二次帶電粒子的訊號量，來自存在於表面的圖樣的二次帶電粒子的訊號量會較多，因此若執行ABCC及AFC，則會被調整成僅圖樣的表面變得清晰，而無法清晰地拍攝存在於深部的圖樣，其結果無法做正確的測長。雖然也能將焦點對合於表面的圖樣後，於深度方向指定補償(offset)來調整焦點，但這樣的方法中需要有關深度的正確資訊，當深度不明確的情形下，無法使圖像變得清晰。
鑑此，本揭示之目的在於提供一種圖像調整方法及帶電粒子束系統，即使當試料中的計測區域的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域適當地調整對比度及亮度以及焦點，藉此獲得清晰的圖像。
[解決問題之技術手段]
本揭示之圖像調整方法一例，為電腦系統控制帶電粒子束裝置而執行之圖像調整方法，
前述電腦系統，具備：
從試料的拍攝圖像辨明計測區域；及
基於前述辨明的計測區域而進行置中(centering)處理；及
抽出進行了前述置中處理的視野內或進行了前述置中處理的圖像內中的計測區域；及
對前述抽出的計測區域調整對比度及亮度；及
對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
此外，本揭示之帶電粒子束系統的一例，為具備帶電粒子束裝置及電腦系統之帶電粒子束系統，
前述電腦系統，控制前述帶電粒子束裝置，藉此
從試料的拍攝圖像辨明計測區域，
基於前述辨明的計測區域而進行置中處理；及
抽出進行了前述置中處理的視野內或進行了前述置中處理的圖像內中的計測區域；及
對前述抽出的計測區域調整對比度及亮度，
對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
[發明之效果]
按照本揭示之圖像調整方法及帶電粒子束系統，即使當試料中的計測區域的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域適當地調整對比度及亮度以及焦點。
以下參照所附圖面說明本實施形態。所附圖面中，機能上相同的要素亦可能以相同編號或相對應的編號表示。另，所附圖面雖示意依循本揭示的原理之實施形態或建置例，但它們是用來理解本揭示，絕非用來限定性地解釋本揭示。本說明書的記述僅是典型的示例，未以任何意義限定本揭示之申請專利範圍或適用例。
本實施形態中，雖充分詳細地撰寫其說明以便所屬技術領域者實施本揭示，但其他建置、形態亦為可能，應當理解可不脫離本揭示的技術思想之範圍與精神而做構成、構造的變更或多樣要素的置換。是故，以下的記述不得限定解釋其字面。
以下實施形態的說明中，示意將本揭示適用於由使用了電子束的掃描電子顯微鏡(SEM)與電腦系統所構成的帶電粒子束系統(圖樣計測系統)的例子。但，此實施形態不應被限定性地解釋，例如對於使用離子束等的帶電粒子束的裝置或一般性的觀察裝置，本揭示亦可被適用。
此外，以下說明的實施形態中，作為掃描型電子顯微鏡的一例，係舉出計測試料(半導體晶圓)上的圖樣之圖樣計測裝置為例來說明，但所謂「掃描型電子顯微鏡」係訂為廣泛包含使用電子束而拍攝試料的圖像的裝置。作為掃描型電子顯微鏡的其他例子，可舉出使用了掃描型電子顯微鏡的檢查裝置、複檢(review)裝置、汎用的掃描型電子顯微鏡、具備掃描型電子顯微鏡的試料加工裝置或試料分析裝置等，本揭示在該些裝置中亦可適用。此外，以下說明的實施形態中所謂掃描型電子顯微鏡，訂為還包含上述掃描型電子顯微鏡藉由網路而被連接而成之系統、或將上述掃描型電子顯微鏡組合複數個而成之複合裝置。
此外，以下說明的實施形態的機能、動作、處理、流程中，主要以「帶電粒子束系統」「控制裝置」「主電腦」為主語(動作主體)來進行針對各要素或各步驟的流程之說明，但亦可訂為以「電腦系統」為主語(動作主體)之說明，亦可訂為以電腦系統執行的「各種程式」為主語(動作主體)之說明。程式的一部分或全部亦可藉由專用硬體實現，此外亦可被模組化。各種程式亦可藉由程式發佈伺服器或記憶媒體而被安裝於電腦系統。此外，本揭示之實施形態，可藉由在汎用電腦上作動的軟體來建置亦可藉由專用硬體或軟體與硬體的組合來建置。
此外，以下說明的實施形態中所謂「試料」，是以形成有圖樣的半導體晶圓為一例來說明，但不限於此，亦可為金屬、陶瓷、生物試料等。
此外，以下說明的實施形態中所謂計測半導體晶圓上的圖樣之掃描型電子顯微鏡中的「計測」，是以測定半導體晶圓上的圖樣的尺寸為一例來說明，但不限於此，亦可為該圖樣的觀察、檢查。
此外，以下說明的實施形態中所謂「置中處理」，例如係指將計測區域定位至圖像內或視野內的中心或其鄰近之處理，訂為可意指至少將該計測區域的全體定位至圖像內或視野內之處理。
此外，以下說明的電子束的焦點調整，是以控制對物透鏡的激磁電流之實施形態來進行說明，但亦可使用對物透鏡以外的其他透鏡或電極來進行焦點調整，亦可為藉由調對試料施加的負電壓(減速電壓)而進行電子束的焦點調整，即所謂減速(retarding)焦點調整。
實施形態1.
圖1示意本揭示的實施形態1之帶電粒子束系統(圖樣計測系統)100的構成。帶電粒子束系統100，由掃描型電子顯微鏡(圖樣計測裝置)230與電腦系統231所構成，而實施本實施形態之圖像調整方法。
掃描型電子顯微鏡230，為帶電粒子束裝置的例子。電腦系統231控制掃描型電子顯微鏡230，執行使用了掃描型電子顯微鏡230之圖像調整方法。
掃描型電子顯微鏡230，具備：放出電子束202作為帶電粒子之電子源201；及調整電子束202的光軸之校準器222；及調整對於試料(晶圓)232的電子束202的焦點位置之對物透鏡203；及檢測從試料放出的身為帶電粒子的二次電子或反射電子206之檢測器。檢測器，包含檢測來自試料的反射電子之反射電子檢測器204、及檢測從試料(晶圓)232放出的二次電子之二次電子檢測器205。
此外，掃描型電子顯微鏡230，具備：將對試料(晶圓)232照射的電子束202予以掃描之掃描偏向器233；及使電子束202偏向之影像偏移偏向器208；及載置試料(晶圓)232之平台209。影像偏移偏向器208及平台209，構成關於試料將FOV(Field Of View，視野)中顯示的區域予以調整之FOV位置調整機構(未圖示)。FOV位置調整機構，亦可僅藉由影像偏移偏向器208及平台209當中的一方而構成。
另，掃描型電子顯微鏡230，除此以外亦可包含其他透鏡或電極，檢測系統亦可包含其他檢測器。此外，電子光學系統及檢測系統的構成，一部分和上述構成要素相異亦可，不限定於上述的構成。
電腦系統231，具備：調整藉由檢測器而檢測出的訊號之訊號調整機207；及基於調整後的訊號而生成圖像之圖像生成部211。此外，電腦系統231具備主電腦212，其具備從圖像生成部211接收圖像之機能、與對控制裝置101發送命令之機能(惟，主電腦212亦可不構成帶電粒子束系統100或電腦系統231的一部分)。主電腦212連接至記憶裝置213。
此外，電腦系統231，具備控制掃描型電子顯微鏡230的各構成要素之控制裝置101。控制裝置101例如能夠使用具備演算手段及記憶手段的周知的電腦而構成。演算手段例如具備處理器，記憶手段例如具備半導體記憶體。
圖2示意實施形態1中用來使FOV移動的GUI214的構成。藉由使用GUI214，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。GUI214例如於主電腦212中顯示，控制裝置101因應對GUI214的操作而使FOV移動。藉此，主電腦212的FOV中顯示的試料的區域會變化。例如，若使用者於主電腦212中操作GUI214，則控制裝置101控制FOV位置調整機構，對於計測對象使FOV移動。藉此，便可使成為計測的對象的部分(計測區域)移動至FOV內。
圖3示意實施形態1中用來取得圖像的GUI215的構成。藉由使用GUI215，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。GUI215例如於主電腦212中顯示，控制裝置101因應對GUI215的操作而取得FOV內的圖像。
例如，若使用者於主電腦212中操作GUI215的拍攝按鈕216，則藉由來自控制裝置101的命令，從電子源201放出的電子束202藉由加速電極(未圖示)而被加速，通過對物透鏡203，照射至試料(晶圓)232。依此方式，帶電粒子束系統100對於試料進行電子束202(帶電粒子束)的掃描。帶電粒子束系統100中用來進行掃描的構成，例如訂為包含電子源201、校準器222、掃描偏向器233及影像偏移偏向器208的掃描器而實現。
接下來，反射電子檢測器204或二次電子檢測器205於電子束202的操作時檢測從試料放出的帶電粒子。從試料放出的帶電粒子，包含電子束202被反射而被檢測出的反射電子、與因應電子束202而從試料放出的二次電子之至少一方。
反射電子檢測器204或二次電子檢測器205，檢測此二次電子或反射電子206，取得和結果相應的訊號，輸出該訊號。依此方式，帶電粒子束系統100，取得和被檢測出的帶電粒子相應的訊號。
此訊號藉由訊號調整機207而被調整，圖像生成部211基於此調整後的訊號而生成圖像。像這樣，訊號調整機207及圖像生成部211，作用成為調整和被檢測出的帶電粒子相應的訊號而取得圖像之圖像調整器234。圖像被發送至主電腦212，於FOV內顯示。像這樣，拍攝圖像107，為控制裝置101對試料掃描帶電粒子束時，調整和從試料放出的帶電粒子相應的訊號而取得的圖像。
圖4示意實施形態1中用來設定電子光學條件的GUI218的構成。藉由使用GUI218，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。GUI218例如於主電腦212中顯示，控制裝置101因應對GUI218的操作而設定或變更電子光學條件。
GUI218，包含用來指示電子束202的加速度之加速度指示手段219(例如能夠輸入數值)、及用來指示光學條件(光學：Optics)之光學指示手段220(例如能夠輸入數值，或指定複數個條件當中的1者)。所謂光學條件例如意指電子束202的模態，焦點深度會因模態而相異，故和圖像的觀看方式有關。
使用者能夠於GUI218中變更電子束202的加速度及光學條件等的電子光學條件。若加速度或光學條件變化，則電子束202可能從光軸的中心偏離，但在該情形下藉由調整校準器222的電流值，便能調整光軸與電子束202之關係。
利用圖5說明實施形態1中的校準器222的作用。圖5(a)示意電子束202傾斜的狀態223。圖5(b)示意由於電子束202的傾斜而圖像偏離。如圖5(a)所示般傾斜的電子束202，不是對圖5(b)的中央的以實線表示的圓形區域，而是對以虛線表示的偏離的圓形區域照射。藉由校準器222的作用，能夠消弭或減輕這樣的圖像的偏離224。
調整光軸時，能夠利用若電子束202通過光軸的中心則就算使焦點變化，圖像的位置也不會偏離這一特性。例如，使流至對物透鏡203的電流值沿著正弦波變化，以此時取得的圖像偏離成為最小之方式來變更校準器222的電流值。
此光軸調整可為自動亦可為手動。當自動實施的情形下，操作實施自動光軸調整之按鈕221。當手動實施的情形下，從GUI218變更校準器222的電流值而調整(亦可在GUI218設有為此的操作手段)。
目視確認了計測對象的圖像之使用者，於取得圖像的GUI215中操作抽出計測區域之按鈕217，則控制裝置101抽出計測區域。本實施形態中，應抽出的計測區域之辨明是由使用者手動進行。例如，使用者於GUI215中標記FOV108中的特定的區域的輪廓，其後操作抽出計測區域之按鈕217。因應此，控制裝置101辨明被該輪廓圍繞的區域作為計測區域而抽出。
此外，該計測區域的辨明及抽出處理，亦能夠基於周知的圖像處理技術而由控制裝置101自動地執行。例如，使用者操作抽出計測區域之按鈕217，則控制裝置101基於周知的圖像處理技術而自動地辨明、抽出該計測區域，顯示於GUI215上。像這樣，控制裝置101作用成為取得圖像中的計測區域之計測區域取得器。
接下來，訊號調整機207調整從計測區域內檢測出的二次電子或反射電子206的訊號。訊號的調整，例如藉由增減訊號的偏壓及增減振幅而實施。對比度及亮度的調整，能夠藉由這樣的訊號的調整而實現。圖像生成部211，使用調整後的訊號來生成圖像。
圖6為實施形態1之帶電粒子束裝置100中設置的控制裝置101的表現有關圖像的機能的一部分的機能概略圖。控制裝置101，能夠調整圖像的對比度及亮度以及焦點，特別是能夠對於存在於試料的深部的計測區域進行該些調整。
本說明書中，所謂「深部」意指FOV內位於比試料的頂部還深的位置之區域，例如指在試料表面之凹構造(例如深孔或深溝)的底部。所謂「頂部」係指FOV內位於最高的位置之試料的部位，例如當試料具有平坦的頂面的情形下指其頂面(當頂面存在高低差的情形下指其當中位於最高的位置之部分或點)。帶電粒子束系統100中，高低方向可由所屬技術領域者適宜定義，但例如對於平台209將電子源201或對物透鏡203的方向定義成「高」方向。
控制裝置101，從試料232的現在的拍攝圖像107辨明計測區域106，便能執行使該計測區域106往FOV108內移動之置中處理102、從FOV108中的圖像抽出計測區域106之抽出處理103、對計測區域106調整對比度及亮度之ABCC104、及對計測區域106調整焦點之AFC105。
特別是，控制裝置101能夠抽出進行了置中處理的視野內或進行了置中處理的圖像內中的計測區域。此外，控制裝置101能夠對抽出的計測區域調整對比度及亮度。此外，控制裝置101夠對調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
圖6所示試料的在各時間點之拍攝圖像107，例如是藉由圖像生成部211(參照圖1)而生成。當計測區域106的全體或一部分存在於拍攝圖像107內的情形下，控制裝置101能夠取得計測區域106的位置。
此處，在試料的表面形成有圓形的孔，計測區域106為和其底面相對應的區域，但習知的SEM中會被調整成僅圖樣的表面成為清晰，而無法取得將焦點對合於孔的底部之圖像。圖6的置中處理102及抽出處理103的時間點的拍攝圖像107，為和藉由習知的SEM取得的圖像同等之圖像，尚未進行對計測區域106的調整。將此狀態藉由把計測區域106著色成灰色來表示。
置中處理102中，使用者輸入位置偏離110。此例如透過主電腦212中的適當的GUI而進行。控制裝置101，因應此位置偏離110而進行修正。例如，因應位置偏離110而調整掃描型電子顯微鏡230的各構成要素，使得計測區域106的全體落入FOV108內。像這樣，帶電粒子束系統100基於計測區域106而實施置中處理102。
接下來，說明計測區域的抽出處理103。控制裝置101，於拍攝圖像107中抽出計測區域106。例如，取得計測區域的輪廓線112，將被輪廓線112圍繞的場所訂為計測區域106。
此處，如圖7所示，計測區域106的一部分可能藉由上層的圖樣123而被覆蓋。在這樣的情形下抽出輪廓線112的方法為周知因此省略詳細的說明，但例如能夠使用專利文獻2記載的手法。也就是說，從上層的設計資料及下層的設計資料作成合成細線化遮罩資料，除去上層圖樣，藉此便能抽出下層圖樣的輪廓線。
接下來說明ABCC104。控制裝置101，控制訊號調整機207而調整訊號，藉此執行ABCC104。
利用圖8說明實施形態1中的ABCC104的動作。來自檢測器(例如反射電子檢測器204或二次電子檢測器205)的訊號113中，假設振幅相對較小，比目標的訊號波形114的振幅還小。此外，假設訊號113的強度(和圖像的亮度相對應)的平均值115亦相對較小，比目標的亮度116還小。
訊號調整機207，對訊號113乘上藉由控制訊號而表示之增益值(放大度)，使訊號113的振幅一致或趨近於目標的訊號波形114的振幅。藉此，調整計測區域106內的對比度。此外，訊號調整機207，對訊號113加上藉由控制訊號而表示之偏壓值，使強度的平均值115一致或趨近於目標的亮度116。藉此，調整計測區域106內的亮度的程度。
依此方式，帶電粒子束系統100對計測區域106調整對比度及亮度，取得調整後的訊號117。調整後的訊號117之圖像中，計測區域106更明瞭地顯現。將此狀態藉由於圖6中把計測區域106塗白來表示。另，ABCC104剛結束後的狀態下，對計測區域106未調整焦點，清晰度有可能不怎麼高(藉由將計測區域106內的線劃成虛線來表示)。
接下來說明AFC105。控制裝置101，藉由變更焦點的調整值而執行AFC105。焦點的調整值，例如被具體化為電子束202的模態，但亦可以其他的態樣被具體化。
利用圖9說明實施形態1中的AFC105的動作。控制裝置101變更焦點的調整值121(橫軸)，則圖像的清晰度120(縱軸)會變化。因此AFC105中，一面在焦點的調整範圍119內變更焦點的調整值121，一面反覆取得圖像同時計算各圖像的清晰度，將清晰度成為最高的焦點的調整值(目標值122)訂為正確焦點位置。像這樣，帶電粒子束系統100能夠具備對計測區域調整焦點之焦點調整器。另，焦點調整器亦可為包含電子束202的照射、訊號的調整及圖像的取得之各機構的構造。
藉由AFC105，能夠使計測對象中的任意的計測區域(例如位於深部的區域)的圖像變得清晰。將此狀態藉由於圖6中把計測區域106內的線劃成實線來表示。
另，ABCC104及AFC105中，目標的訊號波形114、目標的亮度116、及焦點的調整範圍119會依掃描型電子顯微鏡230的電子光學條件(電子束202的加速度及光學條件等)而相異。控制裝置101，亦可將目標的訊號波形114、目標的亮度116、及焦點的調整範圍119，針對特定的或各式各樣的電子光學條件予以事先記憶。
其後，帶電粒子束系統100亦可於計測區域106進行測長。此處，如上述般，成為測長的對象的計測區域106變得清晰，故能夠在更佳的條件下進行測長。
另，上述的控制裝置101、圖像調整器234能夠使用汎用的電腦來實現，亦可作為在電腦上執行的程式的機能而實現。因此，圖1中，示意將該構成要素藉由電腦系統231而實現的例子。電腦系統231，至少具備CPU (Central Processing Unit)等的處理器、及記憶體及/或硬碟(包含記憶裝置213)等的記憶部。例如，亦可將電腦系統231構成為多處理器系統，將控制裝置101以主處理器、將圖像調整器234以副處理器來構成。
像這樣，按照本實施形態之帶電粒子束系統100，使用者能夠針對計測對象設定任意的計測區域106，對該計測區域106執行ABCC及AFC。計測區域106例如能夠設定在計測對象的深部，更具體而言能夠設定在深孔或深溝的底部。特別是，計測區域106的設定能夠不管其深度為何而在FOV108的圖像上進行，故即使當計測區域106的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域106適當地調整對比度及亮度以及焦點。
實施形態2.
實施形態1中，使用者以手動來辨明計測區域106。實施形態2中，帶電粒子束系統100自動地辨明而抽出計測區域106。以下，說明與實施形態1之差異。
圖10為實施形態2中帶電粒子束系統100用來抽出計測區域106而執行的處理的概要示意流程圖。帶電粒子束系統100，因應使用者的操作，首先作成配方(recipe)(步驟S100)。所謂配方，例如為包含用來自動地辨明計測區域106之手續及參數等的資訊。又，配方亦可包含用來自動地進行測長之手續及參數等。帶電粒子束系統100，接下來執行被作成的配方(步驟S200)。藉此，辨明計測區域106。
圖11為步驟S100的內容進一步詳細示意流程圖。藉由此處理，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。步驟S100中，使用者輸入測長點的座標，帶電粒子束系統100受理此測長點的座標而登錄(步驟S110)。此處，使用者使用移動FOV之GUI214(圖2)而使FOV位置移動。
圖12示意步驟S110中使用的圖像顯示GUI317的構成。藉由使用GUI317，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。此GUI317例如於主電腦212中顯示，圖像顯示GUI317中顯示的FOV，因應對於移動FOV的GUI214之操作而變化。
圖13示意步驟S110中使用的作成配方的GUI308的構成。藉由使用GUI308，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。此GUI308例如於主電腦212中顯示。使用者，在圖像顯示GUI317中顯示著欲使用於測長的圖像321的狀態下，操作作成配方的GUI308的測長點登錄按鈕329。帶電粒子束系統100，將測長點登錄按鈕329被操作的時間點下之FOV的位置，登錄作為測長點的座標。FOV的位置，例如被顯示作為FOV位置的座標326。
接下來，帶電粒子束系統100登錄樣板圖像，並且登錄計測區域(步驟S120)。
圖14為步驟S120的內容進一步詳細示意流程圖。藉由此處理，能夠有效率地增進作業。使用者，於圖像顯示GUI317(圖12)中操作ABCC按鈕318及AFC按鈕319。帶電粒子束系統100，因應ABCC按鈕318被操作，對圖像321執行ABCC(步驟S121)。此外，帶電粒子束系統100，因應AFC按鈕319被操作，對圖像321執行AFC(步驟S122)。
當執行了ABCC及AFC後的圖像不清晰的情形下，使用者亦可視必要操作圖像濾波器按鈕320。帶電粒子束系統100，若圖像濾波器按鈕320被操作則對圖像321適用圖像濾波器(步驟S123)。
圖15示意步驟S120中使用的用來登錄樣板圖像的樣板設定GUI310的構成。藉由使用樣板設定GUI310，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。樣板設定GUI310例如於主電腦212中顯示。使用者，於樣板設定GUI310中操作樣板圖像登錄按鈕311。帶電粒子束系統100，因應樣板圖像登錄按鈕311被操作，將該時間點的圖像登錄作為樣板圖像109(步驟S124)。另，此處理因可因應對GUI308(圖13)的樣板設定按鈕309之操作而進行。
樣板設定GUI310中顯示的樣板圖像109，例如能夠從和圖像顯示GUI317中的圖像321同一圖像來選擇。使用者，能夠以期望的計測區域106的全體存在於樣板圖像109內之方式來決定樣板圖像109。
接下來，使用者亦可操作置中動作確認按鈕315。帶電粒子束系統100，亦可因應置中動作確認按鈕315被操作，而執行置中處理(例如圖6的置中處理102)。藉此，使用者能夠確認樣板圖像能夠正確地使用。當置中處理的執行結果不正確的情形下，使用者能夠再度執行步驟S124。
接下來，使用者操作計測區域設定按鈕314。帶電粒子束系統100，因應計測區域設定按鈕314被操作，於樣板圖像109中辨明計測區域，藉此暫時決定計測區域(步驟S125)。樣板圖像109中的計測區域的辨明，由帶電粒子束系統100自動地執行。
此處理能夠基於周知的圖像處理技術而執行，例如能夠藉由辨明和樣板圖像109的中央或中央附近顯現的構造相對應之區域而執行。作為更具體的例子，帶電粒子束系統100亦可抽出樣板圖像109的中央或中央附近的封閉的輪廓，而將此封閉的輪廓的內部辨明作為計測區域。
另，本實施形態中雖由帶電粒子束系統100自動地辨明計測區域，但作為變形例，亦可如實施形態1般由使用者手動地辨明計測區域。在此情形下，計測區域的辨明，亦可藉由使用者於樣板圖像109中描繪計測區域而進行。此外，使用者亦可手動描繪計測區域後，操作計測區域抽出確認按鈕316。SEM，亦可因應計測區域抽出確認按鈕316被操作而抽出計測區域，顯示被抽出的計測區域。若依此方式，便能確認計測區域的抽出是否正確地執行。
接下來，使用者操作執行ABCC的按鈕327。因應此按鈕被操作，帶電粒子束系統100對計測區域執行ABCC(步驟S126)。此處，亦可替換帶電粒子束系統100所做的自動的ABCC或更追加而由使用者手動地進行ABCC。
圖16示意步驟S126中使用的ABCC調整GUI330的構成。藉由使用ABCC調整GUI330，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。ABCC調整GUI330例如於主電腦212中顯示。使用者，亦可於ABCC調整GUI330中操作亮度調節手段及對比度調節手段。帶電粒子束系統100，因應亮度調節手段朝一方被操作而增加亮度，因應亮度調節手段朝另一方被操作而使亮度減少。此外，SEM因應對比度調節手段朝一方被操作而增強對比度，因應對比度調節手段朝另一方被操作而減弱對比度。
接下來，使用者操作執行AFC的按鈕328。因應此按鈕被操作，帶電粒子束系統100對計測區域執行AFC(步驟S127)。此處，使用者亦可確認AFC是否正確地執行，當未正確地執行的情形下亦可手動地進行ABCC，其後再度進行AFC。
接下來，使用者操作計測區域決定按鈕325。因應此按鈕被操作，帶電粒子束系統100決定計測區域(步驟S128)。此步驟S128中，帶電粒子束系統100作成包含測長點的座標、樣板圖像、及樣板圖像中的計測區域之資訊，以作為配方。依此方式，步驟S120的處理結束。
最後，使用者於作成配方的GUI308中操作配方登錄按鈕331。因應此按鈕被操作，帶電粒子束系統100登錄步驟S120中作成的配方(步驟S130)。藉由此登錄，配方例如被保存於記憶裝置213。依此方式，步驟S100結束。
圖10的流程圖中，接下來使用者使帶電粒子束系統100執行配方(步驟S200)。此例如透過主電腦212中的操作而進行。
圖17為步驟S200的內容進一步詳細示意流程圖。藉由此處理，能夠有效率地增進作業。雖未特別圖示，但步驟S200的執行時，控制裝置101從記憶裝置213讀取配方中包含之資訊。
步驟S200中，首先帶電粒子束系統100導入試料(步驟S201)。例如，帶電粒子束系統100具備將設置於試料收納容器(FOUP：Front Opening Unify Pod)內的試料(晶圓)232載置於平台209上之試料自動搬送裝置(未圖示)，透過該試料自動搬送裝置將試料(晶圓)232載置於平台209上。在此情形下，電腦系統231亦一併實施該試料自動搬送裝置所做的試料的搬出入等控制。此外，亦可由使用者直接將試料(晶圓)232載置於平台209上。
接下來，帶電粒子束系統100執行校準處理(步驟S202)。此例如藉由操作平台209來變更試料的傾斜而執行。
接下來，帶電粒子束系統100執行定址(addressing)處理(步驟S203)。此為大略地設定測長點的位置之處理，例如藉由使測長點移動至FOV內或其鄰近而執行。接下來，帶電粒子束系統100因應配方中登錄著的測長點而使FOV(步驟S204)。此亦可作為步驟S203的一部分而被執行。
接下來，帶電粒子束系統100取得FOV內的圖像(步驟S205)。接下來，帶電粒子束系統100對取得的圖像執行ABCC(步驟S206)。此例如如同實施形態1之ABCC104(圖6)而執行。依此方式取得調整後圖像。接下來，帶電粒子束系統100對調整後圖像執行AFC(步驟S207)。此例如如同實施形態1之AFC105(圖6)而執行。
接下來，帶電粒子束系統100基於進行了AFC後的圖像與配方中登錄著的樣板圖像109，進行圖樣比對處理(步驟S208)。藉此，帶電粒子束系統100算出計測區域106的位置偏離110(圖6)。像這樣，本實施形態中，帶電粒子束系統100基於圖像自動地取得計測區域106。
其後的處理，能夠設計成如同實施形態1。例如，帶電粒子束系統100辨明計測區域的位置(步驟S209)，進行置中處理(步驟S210)，抽出計測區域(步驟S211)，對計測區域執行ABCC(步驟S212)，對計測區域執行AFC(步驟S213)，對測長對象執行測長處理(步驟S214)。
像這樣，按照本實施形態之帶電粒子束系統100，能夠自動地決定計測區域，此外能夠自動地進行置中處理，故能夠減低使用者的勞力。此外，如同實施形態1，即使當計測區域的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域適當地調整對比度及亮度以及焦點。
實施形態3.
實施形態3，是於實施形態1或2中執行疊層(overlay)計測者。這樣的實施形態，當遵照配方而辨明的計測區域具有疊層的情形下係為有用。以下，說明與實施形態1或2之差異。
利用圖18說明疊層計測。圖18例子中，試料的圖樣401具有上層部的構造405(例如形成於表面的孔)與下層部的構造406(例如孔的底面)，上層部的重心402(例如上層部的構造405的重心)與下層部的重心403(例如下層部的構造406的重心)不一致。當這樣的情形下，計測上層部的重心402與下層部的重心403之間的偏離404之處理便是疊層計測的例子。
另，本說明書所謂「重心」並非試料中的重心，而是意指圖像上的區域的重心。例如針對如圖18般圓板形狀的區域，重心和圓的中心一致。
圖19為對應於圖18的圖樣401而被取得的圖像的例子。此圖像中，對於下層部調整焦點。此處，下層部存在於試料的深部，但如實施形態1或2中說明般，帶電粒子束系統100將下層部的構造406辨明作為計測區域，便能清晰地取得下層部的構造406的圖像。因此，不僅是上層部的重心402的位置，還能夠正確地取得下層部的重心403的位置，而能夠正確地計測疊層。
圖20示意實施形態3中的疊層計測的配方作成GUI407的構成。藉由使用GUI407，能夠直覺地理解操作方法，並且能夠有效率地增進作業。GUI407例如於主電腦212中顯示，控制裝置101因應對GUI407的操作而作成疊層計測的配方。
例如使用者於主電腦212中操作GUI407，藉此能夠個別地指定對上層部的圖像的取得所使用之檢測器、與對下層部的圖像的取得所使用之檢測器。控制裝置101，因應對GUI407之操作，將表示對上層部的構造405及下層部的構造406各者所使用之檢測器的資訊登錄至配方。圖20例子中，對上層部的構造405的圖像的取得是藉由二次電子檢測器205而進行，對下層部的構造406的圖像的取得是藉由反射電子檢測器204而進行。
像這樣，本實施形態之帶電粒子束系統100能夠進行疊層計測。能夠自動地決定。此外，如同實施形態1，即使當計測區域(特別是下層部的構造406中的計測區域)的深度為未知的情形下，仍能對存在於深部的計測區域適當地調整對比度及亮度以及焦點。
以上雖已說明了本揭示之實施形態，但該些實施形態是提出作為例子，並非意圖限定發明的範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨的範圍內，能夠進行種種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明之範圍或要旨內，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
100:帶電粒子束系統(圖樣計測系統)
101:控制裝置
102:置中處理
103:抽出處理
104:ABCC
105:AFC
106:計測區域
107:拍攝圖像
108:FOV
109:樣板圖像
112:輪廓線
201:電子源
202:電子束
203:對物透鏡
204:反射電子檢測器
205:二次電子檢測器
206:二次電子或反射電子
207:訊號調整機
208:影像偏移偏向器
209:平台
211:圖像生成部
212:主電腦
213:記憶裝置
214,215,218,308,310,317,330,407:GUI
230:掃描型電子顯微鏡(圖樣計測裝置)
231:電腦系統
232:試料(晶圓)
233:掃描偏向器
234:圖像調整器
[圖1]本揭示的實施形態1之帶電粒子束裝置的構成示意圖。
[圖2]實施形態1中用來使FOV移動的GUI的構成示意圖。
[圖3]實施形態1中用來取得圖像的GUI的構成示意圖。
[圖4]實施形態1中用來設定電子光學條件的GUI的構成示意圖。
[圖5]實施形態1中的校準器的作用說明圖。
[圖6]實施形態1之帶電粒子束裝置中設置的控制裝置的表現有關圖像的機能的一部分的機能概略圖。
[圖7]試料的計測區域的一部分藉由上層的圖樣而被覆蓋的狀態的圖。
[圖8]實施形態1中的ABCC的動作說明圖。
[圖9]實施形態1中的AFC的動作說明圖。
[圖10]實施形態2中帶電粒子束裝置用來抽出計測區域而執行的處理的概要示意流程圖。
[圖11]圖10的步驟S100的內容進一步詳細示意流程圖。
[圖12]圖11的步驟S110中使用的圖像顯示GUI的構成示意圖。
[圖13]圖11的步驟S110中使用的作成配方的GUI的構成示意圖。
[圖14]圖11的步驟S120的內容進一步詳細示意流程圖。
[圖15]圖11的步驟S120中使用的樣板設定GUI的構成示意圖。
[圖16]圖14的步驟S126中使用的ABCC調整GUI的構成示意圖。
[圖17]圖10的步驟S200的內容進一步詳細示意流程圖。
[圖18]實施形態3中的疊層(overlay)計測說明圖。
[圖19]對應於圖18的圖樣而被取得的圖像的例子。
[圖20]實施形態3中的疊層計測的配方作成GUI的構成示意圖。
101:控制裝置
102:置中處理
103:抽出處理
104:ABCC
105:AFC
106:計測區域
107:拍攝圖像
108:FOV
110:位置偏離
112:輪廓線
Claims (21)
- 一種圖像調整方法，係電腦系統控制帶電粒子束裝置而執行之圖像調整方法，前述電腦系統，具備：從電路圖樣的拍攝圖像藉由比對(matching)處理而辨明計測區域；及基於前述辨明的計測區域而進行置中(centering)處理；及抽出進行了前述置中處理的視野內或進行了前述置中處理的圖像內中的計測區域；及對前述抽出的計測區域調整對比度及亮度；及對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
- 如請求項1記載之方法，其中，前述拍攝圖像，為前述電腦系統對前述電路圖樣掃描帶電粒子束時，調整和從前述電路圖樣放出的帶電粒子相應的訊號而取得的圖像。
- 如請求項1記載之方法，其中，前述電腦系統，於抽出前述計測區域時，基於進行了前述置中處理的前述圖像而自動地抽出前述計測區域。
- 如請求項1記載之方法，其中，前述計測區域，為位於比前述電路圖樣的頂部還深的位置的區域。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來使FOV移動的GUI。
- 如請求項2記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示具備拍攝按鈕的GUI，前述電腦系統，因應前述拍攝按鈕的操作，對前述電路圖樣進行前述帶電粒子束的掃描。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來設定或變更電子光學條件的GUI。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統因應使用者的操作，而作成包含用來自動地辨明前述計測區域的手續及參數之配方。
- 如請求項8記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來顯示FOV的GUI。
- 如請求項8記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來登錄前述電路圖樣的測長點的座標的GUI。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統登錄前述比對處理中所利用的樣板圖像。
- 如請求項11記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來登錄前述樣板的樣板設定GUI。
- 如請求項11記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來調整對比度及亮度的GUI。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統執行包含用來自動地辨明前述計測區域 的手續及參數之配方。
- 如請求項8記載之方法，其中，更具備：前述電腦系統顯示用來作成前述電路圖樣的疊層(overlay)計測的配方的GUI。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點之後，於該計測區域進行前述電路圖樣的測長或是測長處理。
- 如請求項1記載之方法，其中，更具備：對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點之後，取得該計測區域中的圖像。
- 如請求項17記載之方法，其中，更具備：基於前述取得的圖像而進行前述電路圖樣的測長或是疊層(overlay)計測。
- 一種帶電粒子束系統，係具備帶電粒子束裝置及電腦系統之帶電粒子束系統，前述電腦系統，控制前述帶電粒子束裝置，藉此從電路圖樣的拍攝圖像藉由比對(matching)處理而辨明計測區域，基於前述辨明的計測區域而進行置中處理；及抽出進行了前述置中處理的視野內或進行了前述置中處理的圖像內中的計測區域；及對前述抽出的計測區域調整對比度及亮度，對前述調整了對比度及亮度的計測區域調整焦點。
- 如請求項1記載之方法，其中，前述電腦系統，基於已被登錄的樣板而進行前述匹配處理。
- 如請求項1記載之方法，其中，前述電腦系統，顯示用來登錄位置偏離的GUI，基於前述被登錄的位置偏離而進行前述置中處理。
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