JP2017032733A - 半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、高精度な露光条件管理のための適正な評価パターンを選択することが可能な半導体デバイスの評価条件設定方法、及び評価条件設定装置の提供を目的とする。
【解決手段】
上記目的を達成するために本発明では、試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さい範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外する評価条件設定法、或いは装置を提案する。
【選択図】 図1
Description
図1は、露光装置評価用ウエハ(FEMウエハ)の生成から測定対象パターンの選択に至るまでの処理工程を示すフローチャートである。まず露光条件管理を行いたい半導体回路パターンを生成するための任意のリソグラフィ工程を決定し、プロセスウィンドウが算出できるようにショットごとに露光条件を変えたFEMウェハを作成する(101)。次に露光条件管理に用いるパターン候補を各ショットで撮像する(102)。この段階で選択されるパターン候補は該当の半導体回路パターン全体からパターン変動の許容量が狭いもの、いわゆるホットスポットパターンが好ましい。ホットスポットパターンの抽出に関しては様々な手法が提案されているが、例えば半導体回路の設計データから露光シミュレーションを実施することで露光条件の変化に対し、変動量の多いパターンを抽出する手法や、FEMウェハを作成し半導体欠陥検査装置を用いてプロセスウィンドウ周辺を検査することで露光条件の変動で欠陥になり得るパターンを抽出する手法等を適用することができる。次に102の工程で撮像されたパターンの寸法測定あるいは形状の測定を行う(103)。なお、パターンが崩れているようなSEM画像は後述のプロセスウィンドウチャート算出に適さない。このため、この時点で、パターンが崩れたSEM画像は予め除いておいても良い。103の測定結果をパターンごとに分類し、プロセスウィドウチャートを算出する(104)。
ここでは測長SEMおよび,それをとりまく装置の構成について述べる。
画像処理部218はディジタル画像を一時記憶するための画像メモリ記憶媒体である220と、画像メモリ上の画像から寸法特徴量の算出を行うCPU219を有する。さらにまた、各パターンの計測値やプロセスウィンドウ情報を保存する記憶媒体221を有する。全体制御はワークステーション222によって行われる、必要な装置の操作、検出結果の確認等がグラフィカルユーザーインタフェース(以下、GUIと表記する)によって実現できるようになっている。
ここでは図1の“プロセスウィンドウチャート算出”ステップ(104)におけるプロセスウィンドウチャート算出手法について説明する。
ここでは図1の“ショット内対象領域別最小パターン選択”ステップ(105)について説明する。
ここでは図1の“ショット内対象領域間最小パターン選択”ステップ(106)について説明する。この処理では前述したショット領域ごとの最小パターン選出を実施した後にさらに露光条件変動管理に評価にひつようなショット領域の絞込みを行う。
以上の通り、本実施例によれば、プロセスウィンドウ解析手法を用いて露光装置における露光条件の変動を管理するためにショット内の必要最低限のパターン群を自動で選択できる。
なお、本明細書にて説明した測定条件設定法は上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば上述した実施例は、一部の実施例について詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成や処理を実装する必要は無い。また、前述した実施例に対して他の構成や処理を追加し、又は、実施例の一部の構成や処理を削除若しくは置換しても良い。
202…引出電極
203…電子ビーム
204…コンデンサレンズ
205…走査偏向器
206…対物レンズ
207…ステージ
208…試料台
209…試料
210…放出された電子
211…二次電子
212…変換電極
213…検出器
214…制御装置
215…電子検出器
216…二次電子
Claims (7)
- 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する評価条件設定方法において、
試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さいプロセスウィンドウ範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外することを特徴とする評価条件設定方法。 - 請求項1において、
前記所定のプロセスウィンドウの範囲の大きさは、前記パターンを形成するための露光工程に用いられる露光装置の最悪変動量に基づいて決定されることを特徴とする評価条件設定方法。 - 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する演算装置を備えた評価条件設定装置において、
前記演算装置は、試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、所定のプロセスウィンドウ範囲より小さいプロセスウィンドウ範囲を規定する前記プロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象から除外することを特徴とする評価条件設定装置。 - 請求項3において、
前記所定のプロセスウィンドウの範囲の大きさは、前記パターンを形成するための露光工程に用いられる露光装置の最悪変動量に基づいて決定されることを特徴とする評価条件設定装置。 - 請求項3において、
前記演算装置は、露光装置の1ショット内の複数の位置について得られたパターンの測定結果に基づいて、露光条件を変化させたときのプロセスウィンドウチャートを生成することを特徴とする評価条件設定装置。 - 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する評価条件設定方法において、
試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、当該複数のプロセスウィンドウチャートに含まれる共通領域を抽出し、当該共通領域を形成するプロセスウィンドウチャート、或いは当該共通領域を基準とした所定の範囲のプロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象として選択することを特徴とする評価条件設定方法。 - 荷電粒子ビームを用いた測定の対象となるパターンを選択する演算装置を備えた評価条件設定装置において、
前記演算装置は、試料上に形成された異なるパターンに対する荷電粒子ビームの走査に基づいて得られる複数のプロセスウィンドウチャートの内、当該複数のプロセスウィンドウチャートに含まれる共通領域を抽出し、当該共通領域を形成するプロセスウィンドウチャート、或いは当該共通領域を基準とした所定の範囲のプロセスウィンドウチャートに対応するパターンを測定対象として選択することを特徴とする評価条件設定装置。
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