JP5640027B2 - オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui - Google Patents
オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui Download PDFInfo
- Publication number
- JP5640027B2 JP5640027B2 JP2012032307A JP2012032307A JP5640027B2 JP 5640027 B2 JP5640027 B2 JP 5640027B2 JP 2012032307 A JP2012032307 A JP 2012032307A JP 2012032307 A JP2012032307 A JP 2012032307A JP 5640027 B2 JP5640027 B2 JP 5640027B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overlay
- image
- difference
- circuit pattern
- images
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 84
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 101
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 51
- 238000011002 quantification Methods 0.000 claims description 45
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 37
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 24
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 10
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000012821 model calculation Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70605—Workpiece metrology
- G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
- G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
- G06T2200/24—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving graphical user interfaces [GUIs]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10056—Microscopic image
- G06T2207/10061—Microscopic image from scanning electron microscope
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
- H01L2223/54453—Marks applied to semiconductor devices or parts for use prior to dicing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
また、ユーザインターフェース部106には、キーボードやマウス、ディスプレイなどから構成される入出力端末113が接続されている。
SEM101は、試料ウェハ108を搭載する可動ステージ109、試料ウェハ108に電子ビームを照射するため電子源110、試料ウェハから発生した2次電子や反射電子などを検出する検出器111の他、電子ビームを試料上に収束させる電子レンズ(図示せず)や、電子ビームを試料ウェハ上で走査するための偏向器(図示せず)や、検出器111からの信号をデジタル変換してデジタル画像を生成する画像生成部112等を備えて構成される。なお、これらはバス114を介して接続され、相互に情報をやり取りすることが可能である。
記憶部103は、取得された画像データを記憶する画像記憶部205、撮像条件(例えば、加速電圧やプローブ電流、加算フレーム数、撮像視野サイズなど)や処理パラメータなどを記憶するレシピ記憶部206、計測する箇所の座標を記憶する計測座標記憶部207を備えてなる。
演算部104は、撮像画像をもとに基準画像を合成する基準画像合成部208、基準画像と被計測画像の差異を定量化する画像差異定量化部209、オーバーレイを算出するオーバーレイ算出部210、画像処理部211を備えてなる。
なお、208〜210は各演算を行うように設計されたハードウェアとして構成されても良いほか、ソフトウェアとして実装され汎用的な演算装置(例えばCPUやGPUなど)を用いて実行されるように構成されていても良い。
チップ座標系とはチップ上の一点を原点とした座標系であり、ウェハ座標系とはウェハ上の一点を原点とした座標系である。通常、ウェハにはチップが複数レイアウトされており、位置(u、v)にあるチップにおける、チップ座標(cx、cy)とウェハ座標(x、y)の関係は数1で表されるため、相互の変換は容易に行える。ただし、W、Hは1チップの幅と高さ、ox、oyはx座標とy座標のオフセットを表す。
そのため、ユーザはオーバーレイ計測対象のチップ座標と、計測対象チップを指定すれば良い。例えば、チップ座標をn点、計測対象チップをm箇所指定した場合、計測座標はn×m点得られる。本実施例に係るオーバーレイ計測手法は同一のチップ座標をもつ画像を1グループとして扱う。画像をグルーピングするため、画像撮像時において画像の付帯情報としてチップ座標ごとに割り当てた位置IDを付与する(先ほどの例で言えば、位置ID:1〜n)
x =u × W + cx + ox、 y = v × H + cy + oy
SEM画像401は402に示す断面形状を持つ回路パターンを撮像したSEM画像の模式図である。本例の回路パターンは下地403の上に第1の露光により回路パターン404が形成された後、第2の露光により回路パターン405が形成されている。
SEM画像406は半導体ウエハ上のSEM画像401とは異なる箇所を撮像したものである。同様に、下地408の上に第1の露光により回路パターン409が形成された後、第2の露光により回路パターン410が形成されている。
ただし、SEM画像406を撮像した箇所においては、SEM画像401を撮像した箇所と比較し、第2の露光により形成される回路パターン410がx方向にdx(412)ずれている様子を表している。本実施例に係る手法では、任意の画像(例えばSEM画像401)を基準画像、任意の画像(例えばSEM画像406)を被計測画像とした場合に、被計測画像における回路パターンの形成位置と、基準画像における回路パターンの形成位置との差異を、各露光により形成される回路パターンごとに独立に定量化することによりオーバーレイを計測する。
図4は、第1の露光により形成された回路パターンを基準パターンとして第2の露光におけるオーバーレイを計測した例を表しているが、第2の露光により形成された回路パターンを基準パターンとしても良い。この場合は、ずれ量の大きさは変わらないが、算出される値の正負の符号が反転する。なお、ここでの第nの露光とはn回目の露光とは限らず、単に露光工程の違いを表すインデックスであり、以降nを露光インデックスと記載する。また、「露光により形成される回路パターン」とは、露光工程のみにより形成される回路パターンに限定されるわけではなく、露光工程後のエッチング工程なども含めて形成される回路パターンを指す。
501〜505はSEM画像と断面構造を模式的に表したものである。
501は、第1の露光により形成された回路パターン506と、第2の露光により形成された回路パターン507が積層されている様子を表している。
502も同様に、第1の露光により形成された回路パターン508と、第2の露光により形成された回路パターン509が積層されている様子を表している。
また、503は第1の露光により形成された回路パターン510の上に、膜511と第2の露光により形成された回路パターン512が積層されている様子を表している。このように第1の露光により形成された回路パターンの上に膜が積層されている場合においてもSEMの加速電圧を調整することで第1の露光により形成された回路パターン510の形状を観察することが可能である。
505はホール工程の画像を表しており、第2の露光により形成された回路パターン516の開口部から、第1の露光により形成された回路パターン515が観察されている様子を表している。
いずれの場合においても、第1の露光により形成される回路パターンと、第2の露光により形成される回路パターンのオーバーレイ計測が重要である。なお、本実施例によってオーバーレイ計測可能となる回路パターンの構造はこれらに限ったものではない。例えば、計3回の露光により形成される回路パターンが観察される画像においては、各露光間におけるオーバーレイを計測することが可能である。
まず、計測箇所の画像(被計測画像)を図7に示したフローに従って取得する(S601)。被計測画像の取得後、位置IDごとに処理を行うため、同一の位置IDをもつ画像を抽出する(S602)。なお、位置IDごとの処理順序は任意に設定されても良いし、ユーザが指定した位置IDの画像のみについて処理するようにしても良い。抽出された画像はチップ座標が同じため、同様の回路パターンが撮像されている。これらの被計測画像をもとに基準画像を設定する(S603)。基準画像は被計測画像の中からユーザが選択しても良いし、基準画像合成部208を用いて被計測画像から基準画像を合成しても良い。合成する方法としては例えば、画像の位置合わせをした後、対応する画素の平均濃淡値を合成画像の濃淡値とすれば良い。また、基準画像設定時に、基準パターンの露光インデックスを指定しても良い。
基準画像設定後、被計測画像と基準画像の差異を定量化し(S604)、定量化結果をもとにオーバーレイを算出する(S605)。以上の処理S604〜S605をすべての抽出画像について完了するまで繰り返し行う(S606)。そして、処理S602〜S606を対象の位置IDについて完了するまで繰り返し行う(S607)。以降において処理S601とS604、S605の詳細について説明する。
まず、計測対象のウェハ108をステージ109上にロードし(S701)、ウェハに対応したレシピをレシピ記憶部206から読み込む(S702)。次に、計測座標を計測座標記憶部207から読み込む(S703)。座標読み込み後(もしくは並行して)、ウェハアライメントを行う(S704)。ウェハアライメント後、前述の方法によりSEM101を制御し、指定した座標の画像を撮像する(S705)。この時、撮像した画像には位置IDを付帯情報として付与する。全ての撮像が完了するまで繰り返し行い(S706)、最後にウェハをアンロード(S707)する。
本処理は画像差異定量化部209を用いて行われる。図8の801は本実施例に係る画像差異定量化部の構成を示したものであり、図2の209に対応する。また、図9は画像差異定量化部209を用いて基準画像と被計測画像の差異を定量化する処理のフローである。本処理では基準画像を入力802、被計測画像を入力803とする。以降、説明のための画像例として図10に示した基準画像1001と被計測画像1002を用いる。
被計測画像についても同様に回路パターン領域の認識を行い(S905)、被計測画像から第p以降の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した画像TU(808)を作成し(S905)、被計測画像から第p−1以前の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した画像TL(809)を作成する(S906)。なお、pはユーザから指定されるパラメータであり、回路パターンを露光インデックスで分割する際のしきい値である。例えば、p=3とすると第3以降の露光により形成される回路パターンと、第2以前の露光により形成される回路パターンのオーバーレイが計測される。
被計測画像における回路パターン領域の認識結果例を画像1104に、画像TUと画像TLの例をそれぞれ画像1105と画像1106に示す。次に、テンプレートマッチング部810を用いて、画像BU(806)と画像TU(808)の位置合わせを行い、x方向のずれ量dux(812)と、y方向のずれ量duy(813)を出力する(S907)。同様に、画像BL(807)と画像TL(809)の位置合わせを行い、x方向のずれ量dlx(814)とy方向のずれ量dly(815)を出力する(S908)。
(数2)
dx=dux−dlx
(数3)
dy=duy−dly
ここで、回路パターン領域認識部804における認識処理について説明する。半導体製造工程は多数の工程から成り立っており、工程や製品の違いにより取得される画像の外観は様々である。回路パターン領域を認識するにあたり、最も処理が容易なのは、回路パターン領域の濃淡値が回路パターンを形成した露光工程ごとに異なる場合である。例えば第1の露光により形成される回路パターンと第2の露光により形成される回路パターンの材料が異なる場合、発生する2次電子数や反射電子数が異なるため濃淡値に違いが生じる。また、第2の露光により形成される回路パターンが第1の露光により形成される回路パターンの上に積層されている場合などは、発生した2次電子や反射電子の検出率の違いにより濃淡値に違いが生じる場合がある。
なお、回路パターン領域の認識手法は図13に示した方法に限らない。例えば、画像からエッジを検出し、エッジに囲まれる閉領域について外観特徴を定量化し、外観特徴から各閉領域の露光インデックスを認識しても良い。
本インターフェースでは、登録されているチップ座標一覧を表示するインターフェース1501、新たなチップ座標を登録するインターフェースを呼び出すボタン1502、登録されたチップ座標を修正するインターフェースを呼び出すボタン1503、登録されたチップ座標を削除するボタン1504を備える。また、計測対象のチップを選択するインターフェース1505、登録された計測座標の画像とそれに関連した情報を表示するインターフェース1506、撮像する計測座標の一覧を表示するインターフェース1507を備える。また、以前に登録した計測座標の一覧を読み込むボタン1509、登録した計測座標の一覧に名前をつけて保存するボタン1510を備える。
図16は、計測条件を設定するインターフェースの一例を表した図である。
本インターフェースには取得した画像の一覧を表示するインターフェース1601、画像を撮像したチップの位置を表示するインターフェース1602、選択された画像を基準画像として設定するボタン1603、インターフェース1601において選択された複数枚の画像もしくは撮像した全ての画像から基準画像を合成する処理を呼び出すボタン1604、設定した基準画像を画像記憶部205に記憶するボタン1605、画像記憶部205から画像を読み込み基準画像として設定するボタン1606を備える。また、処理パラメータを設定するボタン1607、撮像した被計測画像に対して前述の処理S602〜S607を実行するボタン1608を備える。
本インターフェースはオーバーレイ計測結果をウェハ上に重ねて表示するインターフェース1701、オーバーレイの大きさについてヒストグラムを表示するインターフェース1702、ウェハマップやヒストグラムに表示する計測結果を指定するインターフェース1703を備える。また、画像を確認するインターフェースとして、基準画像と被計測画像を並べて表示するインターフェース1704、基準画像と被計測画像の位置を指定された基準で合わせた上で重ねて表示するインターフェース1705を備える。
本インターフェースは基準画像と回路パターン領域の認識結果を表示するインターフェース3201、画像中に観察される露光インデックスの最大値や回路パターンを露光インデックスで分割する際のしきい値p、基準パターンの露光インデックスを指定するインターフェース3202を備える。
以降、図26に沿って処理の手順を説明する。まず、図27に示した画像撮像フローに従って、計測座標を第1と第2の画素サイズで撮像した画像を取得する(S2601)。このとき、第1の画素サイズは第2の画素サイズよりも大きいものとする。次に、基準画像の設定を行う(S2602)。基準画像は被計測画像の中からユーザが選択しても良いし、基準画像合成部208を用いて被計測画像から基準像を合成しても良い。次に、第1の画素サイズの画像を用いて差異部の特徴量を算出する(S2603)。また、第2の画素サイズの画像を用いてオーバーレイを計測する(S2604)。以上の処理S2603とS2604を全ての画像について完了するまで繰り返し実行する(S2605)。次に、回帰分析により回帰モデルを作成する(S2606)。以降において、処理S2601とS2603、S2604、S2606の詳細を説明する。
まず、計測対象のウェハ108をステージ109上にロードし(S2701)、ウェハに対応したレシピをレシピ記憶部206から読み込む(S2702)。次に、計測座標を計測座標記憶部207から読み込む(S2703)。座標読み込み後(もしくは並行して)、ウェハアライメントを行う(S2704)。ウェハアライメント後、SEM101を制御し、指定した座標について第1の画素サイズで画像を撮像する(S2705)。次に、同じ座標について第2の画素サイズで画像を撮像する(S2706)。この時、撮像した各画像には位置IDを付帯情報として付与する。全ての撮像が完了するまで繰り返し行い(S2707)、最後にウェハをアンロード(S2708)する。なお、第1の画素サイズは第2の画素サイズよりも大きいものとする。また、画素サイズを変えるためには、画素のサンプリングピッチを変えても良いし、撮像視野の大きさを変えても良い。
第1の画素サイズの画像を用いて差異部の特徴量を算出する処理(S2603)は、第1画像差異定量化部2805を用いて行われる。第1画像差異定量化部2805は図23に示した画像差異定量化部2301と同様の構成であり、処理手順は図24に示したフローと同様である。第2の画素サイズの画像を用いてオーバーレイを計測する処理(S2604)は、第2画像差異定量化部2806とオーバーレイ算出部2807を用いて行われる。第2画像差異定量化部2806は実施例1で示した画像差異定量化部(図8の801)と同様の構成であり、処理手順は実施例1で示した図9のフローと同様である。また、オーバーレイ算出部2807は実施例1で示したオーバーレイ算出部(図8の811)と同様の構成であり、処理手順は実施例1で示した手順と同様である。
まず、計測対象のウェハ108をステージ109上にロードし(S3101)、ウェハに対応したレシピをレシピ記憶部206から読み込む(S3102)。次に、事前に作成した回帰モデルを回帰モデル記憶部2201から読み込む(S3103)。次に、事前に設定された基準画像を画像記憶部205から読み込む(S3104)。次に、計測座標を計測座標記憶部207から読み込む(S3105)。座標読み込み後(もしくは並行して)、ウェハアライメントを行う(S3106)。ウェハアライメント後、SEM101を制御し、指定した座標について第1の画素サイズで画像を撮像する(S3107)。次に、第1の画素サイズの画像に対して、実施例3で示した画像差異定量化部2301を用いて、図24に示した処理手順により、被計測画像と基準画像の差異を定量化する(S3108)。次に、実施例3で示したオーバーレイ算出部2308を用いてオーバーレイの算出を行う(S3109)。次に処理S3109において算出したオーバーレイを、あらかじめ設定されたしきい値と比較する(S3110)。算出したオーバーレイがしきい値よりも大きかった場合、SEM101を制御し、指定した計測座標について第2の画素サイズで画像を撮像する(S3111)。次に、第2の画素サイズの画像に対して、実施例1で示した画像差異定量化部801を用いて、図9に示した処理手順により、被計測画像と基準画像の差異を定量化する(S3112)。次に、実施例1で示したオーバーレイ算出部811を用いてオーバーレイの算出を行う(S3113)。以上の処理S3107〜S3113を全ての計測座標点に対して完了するまで繰り返し実行する(S3114)。最後にウェハをアンロードする(S3115)。
Claims (15)
- 複数回の露光工程により回路パターンが形成されている半導体デバイスのオーバーレイを計測する方法であって、
該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにて撮像された複数の撮像画像から基準画像を設定する基準画像設定ステップと、
前記基準画像設定ステップにて設定した基準画像と前記撮像ステップにて撮像された該複数の撮像画像の差異を定量化する差異定量化ステップと、
前記差異定量化ステップにて定量化した差異をもとにオーバーレイを算出するオーバーレイ算出ステップと、を備えることを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項1記載のオーバーレイ計測方法であって、
前記差異定量化ステップでは、該基準画像と該複数の撮像画像との回路パターンの位置ずれ量を、各露光により形成される回路パターン別に定量化し、
前記オーバーレイ算出ステップでは、各露光により形成される回路パターン別に位置ずれ量を算出することを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項2記載のオーバーレイ計測方法であって、
さらに、前記撮像ステップにて撮像された複数の撮像画像のうち、該半導体デバイスに形成された第1〜第mの露光による回路パターン領域を各々認識する回路パターン認識ステップを有し、
前記差異定量化ステップでは、前記基準画像設定ステップにて設定した基準画像と前記回路パターン認識ステップにて認識した回路パターン領域に対応する複数の画像との位置ずれ量を算出し、
前記オーバーレイ算出ステップでは、前記差異定量化ステップにて算出した位置ずれ量の差分をオーバーレイとして算出することを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項2記載のオーバーレイ計測方法であって、
前記差異定量化ステップは、前記基準画像設定ステップにて設定された基準画像に基づき、第p以降の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第1の画像と、第(p−1)以前の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第2の画像とを作成するステップと、
前記撮像ステップにて撮像された複数の画像に基づき、第p以降の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第3の画像と、第(p−1)以前の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第4の画像とを作成するステップと、
該第1の画像と該第3の画像との位置ずれ量(dux、duy)と、該第2の画像と該第4の画像の位置ずれ量(dlx、dly)とを算出するステップと、を備え、
前記オーバーレイ算出ステップは、該duxと該dlxの差分をx方向のオーバーレイdx、
該duyと該dlyの差分をy方向のオーバーレイdyとして算出することを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項1記載のオーバーレイ計測方法であって、
前記差異定量化ステップでは、該基準画像と該複数の画像における対応画素との濃淡差が所定の値より大きい箇所を差異部として検出し、該差異部の外観を特徴量として定量化し、
前記オーバーレイ算出ステップでは、前記差異定量化ステップにて定量化した特徴量を回帰モデルに代入することでオーバーレイを算出することを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項5に記載のオーバーレイ計測方法であって、
前記撮像ステップでは、第1の画素サイズと第2の画素サイズで該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像し複数の画像を得、
前記差異定量化ステップでは、該複数の画像のうち該第1の画素サイズで撮像された画像を用いて差異部の特徴量を算出し、
前記オーバーレイ算出ステップでは、該複数の画像のうち該第2の画素サイズで撮像された画像を用いてオーバーレイを計測し、
さらに、差異部の特徴量とオーバーレイの回帰モデルを作成するステップを備えることを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 請求項1に記載のオーバーレイ計測方法であって、
前記撮像ステップでは、第1の画素サイズで該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像し複数の画像を得、
前記オーバーレイ算出ステップでは、該第1の画素サイズの複数の画像からオーバーレイを計測し、
さらに、前記オーバーレイ算出ステップにて算出したオーバーレイをしきい値と比較するステップと、
第2の画素サイズで該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像し複数の画像を得る第2の撮像ステップと、
前記第2の撮像ステップにて撮像した第2の画素サイズの複数の画像からオーバーレイを計測するステップと、を備えることを特徴としたオーバーレイ計測方法。 - 複数回の露光工程により回路パターンが形成されている半導体デバイスのオーバーレイを計測する装置であって、
該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された複数の撮像画像から基準画像を設定する基準画像設定部と、
前記基準画像設定部にて設定した基準画像と前記撮像部にて撮像された該複数の撮像画像の差異を定量化する差異定量化部と、
前記差異定量化部にて定量化した差異をもとにオーバーレイを算出するオーバーレイ算出部と、を備えることを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項8記載のオーバーレイ計測装置であって、
前記差異定量化部では、該基準画像と該複数の撮像画像との回路パターンの位置ずれ量を、各露光により形成される回路パターン別に定量化し、
前記オーバーレイ算出部では、各露光により形成される回路パターン別に位置ずれ量を算出することを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項9に記載のオーバーレイ計測装置であって、
さらに、前記撮像部にて撮像された複数の撮像画像のうち、該半導体デバイスに形成された第1〜第mの露光による回路パターン領域を各々認識する回路パターン認識部を有し、
前記差異定量化部では、前記基準画像設定部にて設定した基準画像と前記回路パターン認識部にて認識した回路パターン領域に対応する複数の画像との位置ずれ量を算出し、
前記オーバーレイ算出部では、前記差異定量化部にて算出した位置ずれ量の差分をオーバーレイとして算出することを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項9記載のオーバーレイ計測装置であって、
前記差異定量化部は、前記基準画像設定部にて設定された基準画像に基づく第p以降の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第1の画像および第(p−1)以前の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第2の画像を作成し、前記撮像部にて撮像された複数の画像に基づく第p以降の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第3の画像および第(p−1)以前の露光により形成される回路パターン領域の濃淡値を抽出した第4の画像を作成し、さらに、該第1の画像と該第3の画像との位置ずれ量(dux、duy)と、該第2の画像と該第4の画像の位置ずれ量(dlx、dly)とを算出し、
前記オーバーレイ算出部は、該duxと該dlxの差分をx方向のオーバーレイdx、および
該duyと該dlyの差分をy方向のオーバーレイdyとして算出することを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項8に記載のオーバーレイ計測装置であって、
前記差異定量化部では、該基準画像と該複数の画像における対応画素との濃淡差が所定の値より大きい箇所を差異部として検出し、該差異部の外観を特徴量として定量化し、
前記オーバーレイ算出部では、前記差異定量化部にて定量化した特徴量を回帰モデルに代入することでオーバーレイを算出することを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項12に記載のオーバーレイ計測装置であって、
前記撮像部では、第1の画素サイズと第2の画素サイズで該半導体デバイスの複数の領域の画像を撮像し複数の画像を得、
前記差異定量化部では、該複数の画像のうち該第1の画素サイズで撮像された画像を用いて差異部の特徴量を算出し、
前記オーバーレイ算出部では、該複数の画像のうち該第2の画素サイズで撮像された画像を用いてオーバーレイを計測し、
さらに、差異部の特徴量とオーバーレイの回帰モデルを作成する回帰モデル作成部を備えることを特徴としたオーバーレイ計測装置。 - 請求項8乃至13のいずれかに記載のオーバーレイ計測装置を備え、
さらに、前記撮像部にて撮像された該半導体デバイスの画像を処理する画像処理部を備える走査型電子顕微鏡。 - 複数回の露光工程により回路パターンが形成されている半導体デバイスを撮像して得た複数の撮像画像のうち少なくとも一つの撮像画像を表示する撮像画像表示部と、
該複数の撮像画像から設定した基準画像を表示する基準画像表示部と、
該基準画像と該複数の撮像画像とを用いて得た該基準画像と該複数の撮像画像との差異に基づき算出したオーバーレイを表示するオーバーレイ表示部と、を備えるGUI。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012032307A JP5640027B2 (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
PCT/JP2013/052657 WO2013121939A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-02-06 | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
KR1020147018363A KR101608608B1 (ko) | 2012-02-17 | 2013-02-06 | 오버레이 계측 방법, 계측 장치, 주사형 전자 현미경 및 gui |
US14/370,727 US9799112B2 (en) | 2012-02-17 | 2013-02-06 | Method for measuring overlay and measuring apparatus, scanning electron microscope, and GUI |
US15/720,411 US10783625B2 (en) | 2012-02-17 | 2017-09-29 | Method for measuring overlay and measuring apparatus, scanning electron microscope, and GUI |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012032307A JP5640027B2 (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014214971A Division JP5879419B2 (ja) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | オーバーレイ計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013168595A JP2013168595A (ja) | 2013-08-29 |
JP5640027B2 true JP5640027B2 (ja) | 2014-12-10 |
Family
ID=48984052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012032307A Active JP5640027B2 (ja) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9799112B2 (ja) |
JP (1) | JP5640027B2 (ja) |
KR (1) | KR101608608B1 (ja) |
WO (1) | WO2013121939A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10712152B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-07-14 | Hitachi High-Tech Corporation | Overlay error measurement device and computer program |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5542478B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2014-07-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線顕微鏡 |
JP5640027B2 (ja) * | 2012-02-17 | 2014-12-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
JP5798099B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2015-10-21 | 株式会社東芝 | 画質調整方法、プログラムおよび電子顕微鏡 |
US20150369593A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-24 | Kari MYLLYKOSKI | Orthographic image capture system |
KR20160007192A (ko) | 2014-07-11 | 2016-01-20 | 삼성전자주식회사 | 오버레이 측정 방법, 오버레이 측정 시스템 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법 |
CN105321799B (zh) * | 2014-07-16 | 2018-11-20 | 联华电子股份有限公司 | 用于光刻叠对制作工艺的非对称补偿方法 |
JP2016058637A (ja) | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | オーバーレイ計測方法、装置、および表示装置 |
JP2016139467A (ja) | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料観察方法および試料観察装置 |
JP6656728B2 (ja) * | 2015-10-01 | 2020-03-04 | 学校法人 中村産業学園 | 相関顕微鏡 |
JP6546826B2 (ja) * | 2015-10-08 | 2019-07-17 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 欠陥検査方法、及びその装置 |
KR102278879B1 (ko) | 2016-01-27 | 2021-07-19 | 주식회사 히타치하이테크 | 계측 장치, 방법 및 표시 장치 |
DE202016102705U1 (de) * | 2016-05-20 | 2016-06-30 | Bobst Mex Sa | Qualitätskontrollstation mit Kamerakalibrierungssystem für Bogenelement-Verarbeitungsmaschine |
WO2017203554A1 (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 検査用情報生成装置、検査用情報生成方法、及び欠陥検査装置 |
JP6640057B2 (ja) | 2016-09-14 | 2020-02-05 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡装置及びそれを用いた傾斜ホールの測定方法 |
KR20180070793A (ko) | 2016-12-16 | 2018-06-27 | 삼성전자주식회사 | 오버레이 패턴들을 포함하는 반도체 소자 |
JP2018151202A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 電子ビーム検査装置および電子ビーム検査方法 |
US10304254B2 (en) | 2017-08-08 | 2019-05-28 | Smart Picture Technologies, Inc. | Method for measuring and modeling spaces using markerless augmented reality |
KR102387947B1 (ko) | 2017-11-21 | 2022-04-18 | 삼성전자주식회사 | 오버레이 패턴을 갖는 반도체 소자 |
US10510623B2 (en) | 2017-12-27 | 2019-12-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Overlay error and process window metrology |
EP3966789A4 (en) | 2019-05-10 | 2022-06-29 | Smart Picture Technologies, Inc. | Methods and systems for measuring and modeling spaces using markerless photo-based augmented reality process |
JP2022015476A (ja) | 2020-07-09 | 2022-01-21 | キオクシア株式会社 | 位置ずれ計測装置、位置ずれ計測方法、及び位置ずれ計測プログラム |
CN112908878B (zh) * | 2021-01-20 | 2023-02-07 | 江西新菲新材料有限公司 | 电子产品的加工方法及加工装置 |
JP2024047481A (ja) | 2022-09-26 | 2024-04-05 | 株式会社日立ハイテク | 半導体観察システムおよびオーバーレイ計測方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000114150A (ja) * | 1998-10-08 | 2000-04-21 | Sony Corp | リソグラフィ工程におけるアライメント方法およびオーバレイ測定方法、露光装置およびオーバレイ測定装置 |
US7068833B1 (en) | 2000-08-30 | 2006-06-27 | Kla-Tencor Corporation | Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements |
US7608468B1 (en) * | 2003-07-02 | 2009-10-27 | Kla-Tencor Technologies, Corp. | Apparatus and methods for determining overlay and uses of same |
JP4470503B2 (ja) | 2004-01-30 | 2010-06-02 | 株式会社ニコン | 基準パターン決定方法とその装置、位置検出方法とその装置、及び、露光方法とその装置 |
JP4710827B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2011-06-29 | 株式会社ニコン | アライメント条件決定方法及び装置、並びに露光方法及び装置 |
JP4593236B2 (ja) * | 2004-10-29 | 2010-12-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 寸法計測走査型電子顕微鏡システム並びに回路パターン形状の評価システム及びその方法 |
JP4585926B2 (ja) | 2005-06-17 | 2010-11-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターンレイヤーデータ生成装置、それを用いたパターンレイヤーデータ生成システム、半導体パターン表示装置、パターンレイヤーデータ生成方法、及びコンピュータプログラム |
JP4887062B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2012-02-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料寸法測定方法、及び試料寸法測定装置 |
KR100714280B1 (ko) * | 2006-04-27 | 2007-05-02 | 삼성전자주식회사 | 오버레이 계측설비 및 그를 이용한 오버레이 계측방법 |
JP4659004B2 (ja) | 2007-08-10 | 2011-03-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 回路パターン検査方法、及び回路パターン検査システム |
US8930156B2 (en) * | 2008-07-21 | 2015-01-06 | Kla-Tencor Corporation | Metrology through use of feed forward feed sideways and measurement cell re-use |
JP2010032312A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Toshiba Corp | パターン評価装置、パターン評価方法およびプログラム |
KR101306352B1 (ko) * | 2009-10-07 | 2013-09-09 | 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 | 펠리클 및 그의 마스크 접착제 |
JP5357725B2 (ja) | 2009-12-03 | 2013-12-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
US8148682B2 (en) | 2009-12-29 | 2012-04-03 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for pattern position and overlay measurement |
JP5640027B2 (ja) * | 2012-02-17 | 2014-12-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui |
-
2012
- 2012-02-17 JP JP2012032307A patent/JP5640027B2/ja active Active
-
2013
- 2013-02-06 US US14/370,727 patent/US9799112B2/en active Active
- 2013-02-06 KR KR1020147018363A patent/KR101608608B1/ko active IP Right Grant
- 2013-02-06 WO PCT/JP2013/052657 patent/WO2013121939A1/ja active Application Filing
-
2017
- 2017-09-29 US US15/720,411 patent/US10783625B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10712152B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-07-14 | Hitachi High-Tech Corporation | Overlay error measurement device and computer program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140375793A1 (en) | 2014-12-25 |
JP2013168595A (ja) | 2013-08-29 |
WO2013121939A1 (ja) | 2013-08-22 |
US20180025482A1 (en) | 2018-01-25 |
KR20140107363A (ko) | 2014-09-04 |
US9799112B2 (en) | 2017-10-24 |
KR101608608B1 (ko) | 2016-04-01 |
US10783625B2 (en) | 2020-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5640027B2 (ja) | オーバーレイ計測方法、計測装置、走査型電子顕微鏡およびgui | |
JP5604067B2 (ja) | マッチング用テンプレートの作成方法、及びテンプレート作成装置 | |
US8045789B2 (en) | Method and apparatus for inspecting defect of pattern formed on semiconductor device | |
JP5444092B2 (ja) | 検査方法およびその装置 | |
KR101828124B1 (ko) | 패턴 평가 방법 및 패턴 평가 장치 | |
JP4585926B2 (ja) | パターンレイヤーデータ生成装置、それを用いたパターンレイヤーデータ生成システム、半導体パターン表示装置、パターンレイヤーデータ生成方法、及びコンピュータプログラム | |
JP5065943B2 (ja) | 製造プロセスモニタリングシステム | |
US20130010100A1 (en) | Image generating method and device using scanning charged particle microscope, sample observation method, and observing device | |
US20050281454A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
CN108369915B (zh) | 减少配准及设计附近所引发的裸片内检验的噪声 | |
KR20130007542A (ko) | Sem을 이용한 결함 검사 방법 및 장치 | |
KR20130108413A (ko) | 하전 입자선 장치 | |
US20150012243A1 (en) | Semiconductor Evaluation Device and Computer Program | |
KR101992550B1 (ko) | 노광 조건 평가 장치 | |
JP2015099054A (ja) | オーバーレイ計測方法および計測装置 | |
JP6147879B2 (ja) | オーバーレイ計測装置 | |
JP5879419B2 (ja) | オーバーレイ計測装置 | |
JP2008014717A (ja) | 欠陥検査システムおよび欠陥検査方法 | |
US10937628B2 (en) | Charged particle beam device | |
JP4969635B2 (ja) | パターンレイヤーデータ生成方法、及びパターンレイヤーデータ生成装置 | |
JP5993781B2 (ja) | 計測方法および計測装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140829 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140916 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141027 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5640027 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |