JP5593197B2 - 形状計測方法およびそのシステム - Google Patents
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Description
一方、特許文献2には、電子線シミュレーションを利用したSEM画像によるパターン計測方法に関して、シミュレーションと実画像のマッチング計測の精度に与える影響が大きな形状や寸法を適切に設定したシミュレーション画像を用いることにより高精度なパターン計測を行うことが記載されている。
面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、この撮像して得られた画像の実波形と作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、この選択した計算波形に基づいて試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、この決定した複数の形状パラメータを用いてSEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像からパターンの三次元形状を計測する方法において、画像の実波形と作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求めると共に、予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である形状パラメータの数及び形状パラメータの変動範囲を導出するようにした。
また、上記した課題を解決するために、本発明では、電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、この撮像して得られた画像の実波形と作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、この選択した計算波形に基づいて試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、この決定した複数の形状パラメータを用いてSEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像からパターンの三次元形状を計測する方法において、作成したライブラリをマッチングして計算波形を選択する工程において、実波形と作成したライブラリの計算波形をマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めるとともに作成したライブラリから参照解空間を求め、複数のパラメータを決定する工程において、求めた実解空間と参照解空間とを比較して計測結果の確からしさを判定して複数の形状パラメータを決定するようにした。
また、上記した課題を解決するために、本発明では、電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、この撮像して得られた画像の実波形と作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、この選択した計算波形に基づいて試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、この決定した複数の形状パラメータを用いてSEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する方法において、画像の実波形と作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求めると共に、予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である形状パラメータの数及び形状パラメータの変動範囲を導出すること、又は、作成したライブラリをマッチングして計算波形を選択する工程において、実波形と作成したライブラリの計算波形をマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めるとともに作成したライブラリから参照解空間を求め、複数のパラメータを決定する工程において、求めた実解空間と参照解空間とを比較して計測結果の確からしさを判定して複数の形状パラメータを決定するようにした。
また、上記課題を解決するために、本発明では、形状計測システムを、試料上に形成されたパターンを撮像する走査電子顕微鏡(SEM)手段と、電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を作成するライブラリ作成手段と、SEM手段で撮像して得られた画像の実波形とライブラリ作成手段で作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択するモデルベース計算手段と、このモデルベース計算手段で選択した計算波形に基づいて試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定する形状パラメータ決定手段と、この形状パラメータ決定手段で決定した複数の形状パラメータを用いてSEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像からパターンの三次元形状を計測する三次元形状計測手段と、この三次元形状計測手段で計測した結果を出力する出力手段とを備えて構成し、モデルベース計算手段は、画像の実波形と作成したライブラリの複数の計算波形とをそれぞれマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めると共に作成したライブラリから参照解空間を求め、形状パラメータ決定手段は、求めた実解空間と参照解空間とを比較して解の確からしさを判定して複数の形状パラメータを決定する等にした。
また、上記課題を解決するために、本発明では、形状計測システムを、試料上に形成されたパターンを撮像する走査電子顕微鏡(SEM)手段と、電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を作成するライブラリ作成手段と、SEM手段で撮像して得られた画像の実波形とライブラリ作成手段で作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択するモデルベース計算手段と、このモデルベース計算手段で選択した計算波形に基づいて試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定する形状パラメータ決定手段と、この形状パラメータ決定手段で決定した複数の形状パラメータを用いてSEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像からパターンの三次元形状を計測する三次元形状計測手段と、この三次元形状計測手段で計測した結果を出力する出力手段とを備えて構成し、モデルベース計算手段は、画像の実波形と作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求め、形状パラメータ決定手段は、予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である形状パラメータの数及び形状パラメータの変動範囲を導出する、または、モデルベース計算手段は、画像の実波形と作成したライブラリの複数の計算波形とをそれぞれマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めると共に作成したライブラリから参照解空間を求め、形状パラメータ決定手段は、求めた実解空間と参照解空間とを比較して解の確からしさを判定して複数の形状パラメータを決定するようにした。
本機能は、実パターンの計測に先立ち、モデルベース計測用のライブラリを用いて、設定した形状パラメータ条件における解空間(以下、予想解空間と記す)を提示する機能である。具体的には、所定の形状パラメータ値に対応する1個の波形をライブラリから取り出して、これと、ライブラリのメンバ波形(各メンバ波形はそれぞれ固有の形状パラメータ値とリンクしている)とのマッチングを行い、それぞれの組み合わせにおける波形の一致度を表す評価値を求め、形状パラメータ値と評価値の関係をプロットした結果を提示する。
本機能は、実パターンの計測後に、実波形とモデルベース計測用のライブラリを用いて、設定した形状パラメータ条件における解空間(以下、実解空間と記す)を提示する機能である。また、解空間上の指定箇所について、実波形とライブラリ波形と計測結果である断面形状を重ね合わせて表示する機能である。具体的には、実波形と、ライブラリのメンバ波形(各波形は、それぞれ固有の形状パラメータ値とリンクしている)とのマッチングを行ってそれぞれの組み合わせにおける波形の一致度を表す評価値を求め、形状パラメータ値と評価値の関係をプロットした結果を提示する。
本機能は、予め、種々の撮像条件(種々の加速電圧、種々のエネルギーフィルタ条件など)におけるライブラリを作成しておき、ライブラリごとに、上記予想解空間を求めた結果を提示する。
この機能は、形状パラメータ条件を決定するための処理に関するものである。形状パラメータ条件を決定するための処理の全体のフローを図1に示す。本処理フローでは、先ずライブラリ手段222でライブラリを作成し(S101)、この作成したライブラリを用いてモデルベース計算手段221で予測解空間を算出し(S102)、この算出した予測解空間を出力手段225の表示画面226に表示し(S103)、計測性能がOKかをチェックして(S104)、OKならば形状パラメータの条件を決定し(S105)、この決定した形状パラメータ条件を用いて評価処理手段223においてSEM200で試料206を撮像して得たSEM画像を用いて試料206に形成されたパターンの3次元形状を計測する(S106)。
逆に、形状パラメータ全てを変動させても解が不安定ならないという結果が得られたならば、変動させる形状パラメータを増やせる可能性ありという指針が得られる。この場合は、変動させる形状パラメータを増やして、再度、予想解空間を求めて確認を行えばよい。
計測結果の確からしさの確認機能に関して説明する。(1)で説明した形状パラメータ条件の設定支援機能は、実パターンの計測に先立ち、実パターン計測に適用する形状パラメータの条件出しを支援する機能を提供するものであるのに対し、本機能は、実パターンの計測後に、計測結果の確からしさを判定する機能を提供するものである。
次に断面形状の計測に適した撮像条件を予想する機能に関して説明する。この断面形状の計測に適した撮像条件を予想する機能は、実パターンの計測に先立ち、複数の撮像条件について、(1)で説明した形状パラメータ条件の設定を支援する方法を適用し、モデルベース計測に有利な撮像条件を予想するものである。
Claims (8)
- 電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、該撮像して得られた画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、該選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、該決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する方法であって、
前記画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、前記作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求めると共に、前記予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である前記形状パラメータの数及び前記形状パラメータの変動範囲を導出することを特徴とする形状計測方法。 - 前記解空間(予想解空間)を求めることを、前記パターンをSEMで撮像するときの種々の撮像条件ごとに行うことを特徴とする請求項1記載の形状計測方法。
- 電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、該撮像して得られた画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、該選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、該決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する方法であって、
前記作成したライブラリをマッチングして計算波形を選択する工程において、前記実波形と前記作成したライブラリの計算波形をマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めるとともに前記作成したライブラリから参照解空間を求め、前記複数のパラメータを決定する工程において、前記求めた実解空間と前記参照解空間とを比較して計測結果の確からしさを判定して前記複数の形状パラメータを決定することを特徴とする形状計測方法。 - 電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を予め作成しておき、試料上に形成されたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)で撮像し、該撮像して得られた画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択し、該選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパターンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定し、該決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する方法であって、
前記画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、前記作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求めると共に、前記予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である前記形状パラメータの数及び前記形状パラメータの変動範囲を導出すること、又は、前記作成したライブラリをマッチングして計算波形を選択する工程において、前記実波形と前記作成したライブラリの計算波形をマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めるとともに前記作成したライブラリから参照解空間を求め、前記複数のパラメータを決定する工程において、前記求めた実解空間と前記参照解空間とを比較して計測結果の確からしさを判定して前記複数の形状パラメータを決定することを特徴とする形状計測方法。 - 試料上に形成されたパターンを撮像する走査電子顕微鏡(SEM)手段と、
電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を作成するライブラリ作成手段と、
前記SEM手段で撮像して得られた画像の実波形と前記ライブラリ作成手段で作成した
ライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択するモデルベース計算
手段と、
該モデルベース計算手段で選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパター
ンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定する形状パラメータ決定手段と、
該形状パラメータ決定手段で決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料
上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する
三次元形状計測手段と、
該三次元形状計測手段で計測した結果を出力する出力手段と
を備えた形状計測システムであって、
前記モデルベース計算手段は、前記画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、前記作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求め、前記形状パラメータ決定手段は、前記予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である前記形状パラメータの数及び前記形状パラメータの変動範囲を導出することを特徴とする形状計測システム。 - 前記形状パラメータ決定手段は、前記解空間(予想解空間)を求めることを、前記パターンをSEM手段で撮像するときの種々の撮像条件ごとに行うことを特徴とする請求項5記載の形状計測システム。
- 試料上に形成されたパターンを撮像する走査電子顕微鏡(SEM)手段と、
電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する複数の計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を作成するライブラリ作成手段と、
前記SEM手段で撮像して得られた画像の実波形と前記ライブラリ作成手段で作成した
ライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択するモデルベース計算
手段と、
該モデルベース計算手段で選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパター
ンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定する形状パラメータ決定手段と、
該形状パラメータ決定手段で決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料
上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する
三次元形状計測手段と、
該三次元形状計測手段で計測した結果を出力する出力手段と
を備えた形状計測システムであって、
前記モデルベース計算手段は、前記画像の実波形と前記作成したライブラリの複数の計算波形とをそれぞれマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めると共に前記作成したライブラリから参照解空間を求め、前記形状パラメータ決定手段は、前記求めた実解空間と前記参照解空間とを比較して解の確からしさを判定して前記複数の形状パラメータを決定することを特徴とする形状計測システム。 - 試料上に形成されたパターンを撮像する走査電子顕微鏡(SEM)手段と、
電子線シミュレーションにより種々の断面形状に対応する計算波形よりなる計算波形群(ライブラリ)を作成するライブラリ作成手段と、
前記SEM手段で撮像して得られた画像の実波形と前記ライブラリ作成手段で作成した
ライブラリをマッチングして最も実波形と一致する計算波形を選択するモデルベース計算
手段と、
該モデルベース計算手段で選択した計算波形に基づいて前記試料上に形成されたパター
ンの断面形状を表現する複数の形状パラメータを決定する形状パラメータ決定手段と、
該形状パラメータ決定手段で決定した複数の形状パラメータを用いて前記SEMで試料
上に形成されたパターンを撮像して得られた画像から該パターンの三次元形状を計測する
三次元形状計測手段と、
該三次元形状計測手段で計測した結果を出力する出力手段と
を備えた形状計測システムであって、
前記モデルベース計算手段は、前記画像の実波形と前記作成したライブラリをマッチングさせるのに先立って、前記作成したライブラリの計算波形間のマッチングにより解空間(予想解空間)を求め、前記形状パラメータ決定手段は、前記予想解空間に基づき、安定解が得られるモデルベース計測を実行するための条件である前記形状パラメータの数及び前記形状パラメータの変動範囲を導出する、または、前記モデルベース計算手段は、前記画像の実波形と前記作成したライブラリの複数の計算波形とをそれぞれマッチングさせることにより解空間(実解空間)を求めると共に前記作成したライブラリから参照解空間を求め、前記形状パラメータ決定手段は、前記求めた実解空間と前記参照解空間とを比較して解の確からしさを判定して前記複数の形状パラメータを決定することを特徴とする形状計測システム。
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