JP2006170969A - 測定値の判定方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】 被測定対象物上のパターンの信号強度分布を取得するステップと、取得した信号強度分布から当該パターンのエッジ位置を検出するステップと、取得した信号強度分布からパターンのエッジ部分のテーパ幅を検出するステップと、検出したテーパ幅が予め設定した所定範囲内のときに検出したエッジ位置をもとに算出した測定値が正しいと判定するステップとを有する。
【選択図】 図1
Description
(2)何らかの原因によりSEMにおける自動フォーカス合わせの失敗によって、あるいはチャージアップによる画像のずれによって測定値が大幅にずれる場合がある。再度自動フォーカスを試みることによって正しい値がえられることがある。
(1)閾値法:エッジ近傍の強度分布を規格化し極小と極大の間を1としたとき閾値x(1.0≧x≧0)を持つ強度の点をエッジ位置とする。
(b)期待される寸法を中心とした測定値のある範囲を設定し、この範囲外のものを測定の失敗とみなしていた(自動化可能)。
図1において、画像取得装置1は、画像を取得するものであって、例えば加速された電子線ビームスポットを被測定サンプル2上に走査(X走査、Y走査)し、そのときに当該被測定サンプル2から放出された2次電子を収集して画像を生成するものであり、走査型電子顕微鏡(SEM)などである。
(1)測定点座標:(x,y)
(2)測定種別:
・ライン
・スペース
・ホール
・ドット
・その他
(3)測定ボックス:
(4)テンプレート:
(5)その他:
を設定するものである。
次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の全体の動作を詳細に説明する。
図2において、S1は、 準備:測定ジョブの入力とサンプルのロードを行う。これは、被測定サンプル2上のパターンの測定ジョブとして、
(1)測定点座標:(x,y)
(2)測定種別:
・ライン
・スペース
・ホール
・ドット
・その他
(3)測定ボックス:
(4)テンプレート:
を指定入力、および被測定サンプル2を画像取得装置1にロード(装着)する。ここで、(1)測定点座標は被測定サンプル2上の測定する対象となるパターンの位置の座標(X,Y)(被測定サンプル2上の座標、あるいはCADデータ上の測定対象のパターンの位置(点))である。(2)測定種別は(1)で指定された測定点座標に対する、ライン(線幅)、スペース(線と線の間隔)、ホール(矩形の内側の相対する辺間の距離)、ドット(矩形の外側の相対する辺間の距離)である。(3)測定ボックスは、矩形内について所定本数のライン(線幅)を測定するための当該矩形(測定ボックス)である。(4)テンプレート(ビットマップ)は、CAD上の測定対象のパターンについて、画像上でパターンマッチングして一致したパターンについて測定するためのテンプレートである。
図4の(a−1)は被測定サンプル2上のパターンの例を示す。これは、図1の被測定サンプル2上に形成されたパターンの例であって、ここでは、基板上に形成された凸状のパターン(手前から向こう側に向かうライン(線)を横切るパターン)を示す。
・エッジ位置xe=(xp1−xp2)/2
・テーパ幅=(xp1−xp2)
と定義する。同様に、図4の(a−2)の右側のエッジ部分についても、エッジ位置とテーパ幅を測定する。そして、パターンの幅(線幅)は2つのエッジ位置の間隔(差)であり、テーパ幅は左側および右側の2つのテーパ幅となる。
図5の(a)は、測定結果ファイルの例を示す。これは、既述した図3のS25で測定結果および判定結果を保存する測定結果ファイル10であって、図示の下記の情報を対応づけて保存するものである。
・種別:
・測定点:
・X
・Y
・測定値Wt:
・テーパ幅:
・左Wt(L)
・右Wt(R)
・判定(OKあるいはNG)
・その他:
ここで、サンプルNoは被測定サンプル2の一意の番号である。種別は測定種別であって、ライン、スペース、ホール、ドットなどである。測定点は測定指示する点(座標)である。測定値Wtは測定した線幅、線間隔などの測定値である。テーパ幅はエッジ部分のテーパ幅(図4の(b)参照)である。判定はテーパ幅が所定範囲内のときにOK、所定範囲外のときにNGとして設定したものである。
図6の(a)は、測定点の指定例を示す。ここでは、被測定サンプル2上の測定点を指定した様子を示す(CADデータ上で指定)。
図7の(a)は、テーパ幅とエッジ位置の例を示す。これは、既述した図4の(b)と同じものであって、パターンの左側のエッジ部分の信号強度波形の例であり、最大ピークP1の位置と最小ピークP2の位置との間隔がテーパ幅Wtであり、最大ピークP1の位置と最小ピークP2の位置との中間点(直線近似してthr(閾値)が0.5の点)の位置がエッジ位置xtである。
・テーパ幅=(W0.8−W0.2)/2
・測定値(線幅)=W0.5
とする。
データi(n)=i(xn)
として所定個数抽出する。そして、α(x−x0)となる係数α、x0を公知の最小自乗法で決める。そして、
Ip1=α(xp1−x0)
Ip2=α(xp2−x0)
It=thr(Ip1−Ip2)+Ip2=α(xt−x0)
と表されるので、このうちのxtを求め、当該xt(エッジ位置)をもとに線幅などの測定値を算出する。
図9は、本発明の説明図(スロープ値)を示す。
図9において、横軸はパターンの線幅を測定するための所定の閾値を表し、縦軸はパターンの線幅(閾値間の線幅)表す。スロープ値は、閾値を変えたときの線幅をプロットした線分(スロープを持つ線分)であって、閾値が大きくなるに従いパターンの線幅が狭くなることが判明する。ここで、測長するSEMのビームスポットの焦点が被測定試料(例えばマスク上の測定対象のパターン)に合っている状態では、図示の下段のスロープ値となってスロープの全体が小さくなる。一方、焦点ズレの場合には、図示の上段のスロープ値となってスロープの全体が大きくなる。
従って、閾値を変えたときの線幅を図9のようにプロットすることで、焦点が合っている、あるいは焦点があっていない(焦点ズレ)を判り易く表示すると共に、焦点の合っているあるいは合っていない状態を予め実験で求めた値と比較し自動判定することが可能となる。
図10は、本発明の説明図(テーパ幅)を示す。
図10において、横軸はパターンの測定位置を表し、縦軸はテーパ幅を表す。図示のプロットは、パターンの測定位置に対応づけてテーパ幅(例えば既述した図7参照)をプロットした様子を示す。テーパ幅が所定の範囲内(実験で予め求めた正常とする範囲内)を正しい測定データと判定し、それ以外を正しくない測定データと判定する。
従って、パターンの測定位置に対応づけてテーパ幅を図10のようにプロットし、所定の範囲内のときに正しい測定データと判定し、それ以外を正しくない測定データを自動的に判定することが可能となる。
図11は、本発明の説明図(スロープ値)を示す。スロープ値は、任意の閾値2点におけるパターンの線幅の値の差を閾値で除算した値であって、例えば下記の式で求める(閾値0.9、0.1などは任意の値でよいが、ここでは、例として0.9と0.1を用いる)。
スロープ値=((閾値0.9のときのパターン幅)−(閾値0.1のときのパターン幅))/(0.9−0.1)
スロープ値は、マスクのパターン上に照射するビームスポットの焦点がずれてくると、スロープ値が大きくなる(図9の焦点があっている状態から焦点ズレの状態のようにスロープ値が大きくなる)。スロープ値は、焦点ズレの他に、測定対象のマスクのパターンの形成時の電子ビームの描画条件でも異なってくるので、当該影響をも併せて評価できる。
図11の(a)は、パターンの測定位置に対応づけてスロープ位置をプロットした1例を示す。ここで、スロープ値について測定データが図示の点線の設定値(実験で求めた値)の範囲内のときに正しいと判定し、範囲外のときに異常と自動判定できる。
図11の(b)は、描画露光量の小さい場合と大きい場合のスロープ値をプロットした例を示す。図中の上段のスロープ値は、パターンの描画時の露光量が大きいときの測定値に対するスロープ値をプロットしたものであり、設定値範囲内を正しい測定データと判定し、設定値範囲外を正しくない測定データと判定する。また、図中の下段のスロープ値は、パターンの描画時の露光量が小さいときの測定値に対するスロープ値をプロットしたものであり、設定値範囲内を正しい測定データと判定し、設定値範囲外を正しくない測定データと判定する。
以上のように、スロープ値は、パターンの描画時の条件(描画条件)、ここでは、描画時の電子ビームの露光量の大小によってスロープ値の正しい範囲が図示のように異なるので、描画条件などに対応づけた設定値(実験で予め求めた設定値)を設定し、測定データが正しい、正しくないを自動判定することが可能となる。
2:被測定サンプル
3:走査系
4:信号アンプ
5:画像
6:コンピュータ
7:測定パラメータ設定手段
8:画像取得手段
9:測定手段
10:測定結果ファイル
11:入力装置
12:表示装置
Claims (11)
- 被測定対象物上のパターンの線幅あるいは線間隔などを測定した測定値の良否を判定する判定方法において、
被測定対象物上のパターンの信号強度分布を取得するステップと、
前記取得した信号強度分布から当該パターンのエッジ位置を検出するステップと、
前記取得した信号強度分布から当該パターンのエッジ部分のテーパ幅を検出するステップと、
前記検出したテーパ幅が予め設定した所定範囲内のときに前記検出したエッジ位置をもとに算出した測定値が正しいと判定し、一方、所定範囲外のときに前記検出したエッジ位置をもとに算出した測定値が不良と判定するステップと
を有する測定値の判定方法。 - 前記テーパ幅は、前記信号強度分布のエッジ部分に対応する最大ピーク値P1と最小ピーク値P2との間の幅としたことを特徴とする請求項1記載の測定値の判定方法。
- 前記テーパ幅は、前記信号強度分布のエッジ部分に対応する最大ピーク値P1と最小ピーク値P2の間に予め2つの閾値を設定し、当該2つの閾値の間の幅としたことを特徴とする請求項1記載の測定値の判定方法。
- 前記パターンのエッジ位置として、前記信号強度分布のエッジ部分に対応する最大ピーク値P1と最小ピーク値P2との間の位置としたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- 前記パターンのエッジ位置として、前記信号強度分布のエッジ部分に対応する最大ピーク値P1と最小ピーク値P2との間に予め2つの閾値を設定し、当該2つの閾値の間の位置としたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- 前記パターンのエッジ位置として、前記信号強度分布のエッジ部分に対応する最大ピーク値P1と最小ピーク値P2との間の所定個数の値をもとに直線回帰法によってエッジ位置を求めたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- 前記パターンの信号強度分布を、被測定対象物上のパターンから放射された2次電子を検出して生成した信号強度分布であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- 前記エッジ位置をもとに算出したパターンの測定値、および前記テーパ幅あるいはスロープ値をもとに判定した測定値が正しいあるいは不良の判定を一緒に出力することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- 前記信号強度分布は、電子線スポットの走査によって得られた1本あるいは複数本の信号強度分布であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の測定値の判定方法。
- パターンの位置に対するテーパ幅の値あるいはスロープ値を一緒に出力することを特徴とする請求項8記載の測定値の判定方法。
- パターンの作成条件、描画条件毎に出力することを特徴とする請求項10記載の測定値の判定方法。
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