JP5700685B2 - 表面微細構造計測方法、表面微細構造計測データ解析方法およびx線散乱測定装置 - Google Patents
表面微細構造計測方法、表面微細構造計測データ解析方法およびx線散乱測定装置 Download PDFInfo
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Description
【図1】本発明に係る表面微細構造計測システムの装置構成および機能ブロックを示す
図である。
【図2】本発明に係るX線散乱測定装置の構成例の一部を示す側面図である。
【図3】本発明に係るX線散乱測定装置の構成例の一部を示す側面図である。
【図4】表面微細構造を有する試料の例を模式的に示した斜視図(またはシミュレーショ
ン用の数式を理解するための補助図)である。
【図5】表面微細構造を有する試料の例を模式的に示した斜視図(またはシミュレーショ
ン用の数式を理解するための補助図)である。
【図6】表面微細構造測定装置におけるシミュレーションおよびフィッティングの動作を
示すフローチャートである。
【図7】N層の多層構造を持つ試料の層内の入射X線による電場の様子を示す模式図であ
る。
【図8】N層の多層構造を持つ試料の層内の散乱X線による電場の様子を示す模式図であ
る。
【図9】表面にライン&スペースが形成された試料モデルの断面図である。
【図10】層構造が形成された試料モデルを示す断面図である。
【図11】高さにより材質の異なる構造を有する試料モデルを示す断面図である。
【図12】凸部に段差のある試料モデルを示す断面図である。
【図13】微細構造の上に新たな被覆層が形成された試料モデルを示す断面図である。
【図14】乱れの周期をp=2として計算した周期和の部分から出てくる散乱強度を示す
図である。
【図15】断面台形のライン部分を有する試料モデルの断面図である。
【図16】図15のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図17】断面台形のライン部分を有する試料モデルの断面図である。
【図18】図17のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図19】表面が層で覆われたライン部分を有する試料モデルの断面図である。
【図20】図19のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図21】非対称な側壁が形成されたライン部分を有する試料モデルの断面図である。
【図22】図21のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。
【図23】試料の平面SEM写真である。
【図24】試料の断面TEM写真である。
【図25】図23および図24に示す試料の試料モデルの断面図である。
【図26】実測されたX線散乱強度を示すグラフである。
【図27】算出されたX線散乱強度を示すグラフである。
【図28】1次のピークについて実測したX線散乱強度と算出したX線散乱強度とを示す
グラフである。
【図29】3次のピークについて実測したX線散乱強度と算出したX線散乱強度とを示す
グラフである。
【図30】半導体基板の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
図1は、表面微細構造計測システム100の装置構成および機能ブロックを示す図である。図1に示すように、表面微細構造計測システム100は、X線散乱測定装置110、表面微細構造解析装置120から構成されている。
表面微細構造解析装置120は、パラメータ取得部121、数式記憶部122、シミュレート部123、フィッティング部124および出力部125を備えている。パラメータ取得部121は、X線散乱測定装置110から得られたX線散乱の条件を特定するパラメータおよびユーザの入力したパラメータを取得する。取得されるパラメータには、たとえば、X線の試料140への入射角α、試料表面の単位構造体の形状を特定するパラメータの初期値がある。また、フィッティングにより求めようとするパラメータには、たとえば断面台形の高さH、上辺の長さWt、下辺の長さWb、上辺の凸状端部の曲率半径Rt、凹状裾野部(下部エッジ)の曲率半径Rb等がある。
図2および図3は、それぞれX線散乱測定装置110の構成例の一部を示す側面図である。図2に示す構成では、X線散乱測定装置110は、モノクロメータ113、第1のコリメーションブロック114、第2のコリメーションブロック115、試料台115a、2次元検出器116およびビームストップ117を備えている。
図4および図5を、ここでは表面微細構造を有する試料140および145の例を模式的に示した斜視図として参照する。試料140、145は、表面に数nm〜数百nm程度の微細な周期構造の単位を有する。このような試料にX線を照射し、散乱X線を測定、解析することで、周期的に配列した単位構造体を特徴づけるパラメータが測定可能となる。
次に、上記のように構成された表面微細構造計測システム100を用いて試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法を説明する。まず、所定の試料を微細構造の方向性に合わせて試料台に設置し、試料表面に微小な入射角でX線を照射してX線散乱強度を測定する。X線出射角βに応じてX線強度を測定する。その際、周期的構造によるX線の回折を利用するため、必要に応じ試料を、Z軸を中心として面内で回転しながら測定する。
各試料モデルに対するシミュレーション用の数式を説明する。表面に層構造を有し、各層内で単位構造体が周期的に配列した微細構造を有する試料モデルに対しては、以下の数式(1)を用いてX線散乱強度を算出することができる。ここでは図4および図5を、以下の数式の理解を助けるための補助図として参照する。
単位構造体が円筒形状を有する試料モデルを仮定できる場合には、以下の数式(4)に示す単位構造体の構造因子Fjを用いることができる。数式(4)では、単位構造体が円筒内に実体領域を有する試料モデルを仮定している。
単位構造体がx方向に一様な台形断面の形状を有する試料モデルを仮定できる場合には、以下の数式(5)に示す単位構造体の構造因子Fjを用いることができる。数式(5)では、単位構造体が、試料表面に平行なx方向に一様な台形体内に実体領域を有する試料モデルを仮定している。
x方向に一様な形状を対象とするときに上記のような単純な形状の試料モデルであれば、数学的にFjを求めることも可能である。しかし、たとえば、断面台形形状で端部の曲率を考慮しなければならない場合等、複雑な形状の試料モデルを仮定しなければならない場合には、単位構造体がx方向に一様な形状を有し、y方向に要素分割されている試料モデルを仮定し、以下の数式(6)に示す単位構造体の構造因子Fjを用いてフィッティングを行うことができる。このような数式を用いることでたとえば、台形断面の高さ、上辺、下辺、上辺両端の曲率半径および下辺両端の裾野部の曲率半径等のパラメータを得ることができる。このように、数式(6)では単位構造体が、試料表面に平行なx方向に一様な実体領域を有し、試料表面に平行でx方向に垂直なy方向に要素分割されている試料モデルを仮定している。そして、要素の和で積分を近似している。
次に、試料の層内に形成された周期構造の単位構造体を特定するパラメータを用いてX線散乱強度を求める方法として、シミュレーションおよびフィッティングを説明する。図6は、表面微細構造解析装置120におけるシミュレーションおよびフィッティングの動作を示すフローチャートである。あらかじめ、実測したX線散乱強度は、X線散乱測定装置110から自動送出され表面微細構造解析装置120に記憶されているものとする。
(周期的配列構造からのX線回折)
上記のシミュレーションに用いられる数式の導出について説明する。まず、単位構造体の集合からのX線散乱・回折に関して考えると、散乱の基本式は、次の通りである。
本発明は、表面の単位構造体の構造解析が目的である。そのため、X線を表面すれすれの微小角で入射させて回折・散乱を測定する。そのような場合には、X線の表面における反射・屈折効果を考慮した回折強度計算が必要である。その計算方法について以下に説明する。
上記の基本的な計算の枠組みをもとに実際のナノ構造の構造因子を与え、具体的なX線散乱強度計算を行う。図9は、表面にライン&スペースが形成された試料モデルの断面図である。コヒーレント長より十分小さな間隔で並んだ単位構造体が表面に存在するところへ臨界角近傍の低角度でX線が入射すると、X線は単位構造体底面だけでなく単位構造体の上面でも反射される。そして、あたかも表面に薄膜が形成されたかのようにX線反射率において単位構造体の高さHを反映した干渉縞が現れる。
次にX方向に無限に長い台形形状をもつ一次元Gratingを考える。このときも積分は解析的に実行できて、次の形状因子が得られる。
以上の2つの例は、解析的に積分が実行できる場合である。しかし一般には、このような積分が容易にできるわけではない。そこで、複雑な形状に対しても適用可能な方法について考える。例えば、LSIのゲート構造をモデル化した図9で示す構造をもつ一次元Gratingにおいては解析的な積分ができないため、離散化した数値積分により数式(35)の形状因子を計算し、散乱強度を求める必要がある。このとき実用上の観点から、できるだけ効率よく積分を実行することが必要である。その計算を具体的に行う前に、数式(38)〜(40)の特徴に関して述べておく。どの場合も、図14に示すような周期構造に由来する回折ピークが現れ、表面ナノ構造を反映したX線散乱強度が観測されるのはこの回折ピーク位置のみである。したがって散乱強度の計算は表面に平行な散乱ベクトルQ//が回折条件2Lsinθ=hλを満たす回折角でのみ計算すればよい。このような場合、以下に示すように周期構造のフーリエ変換としてのFast Fourier Transformation(FFT)を以下のように有効に使うことができる。
上記のような複雑な形状関数の場合における構造因子を用いる方法は、表面が単層あるいは複数の層(膜)で覆われた試料モデルに対しても適用できる。図19は、表面が層で覆われたライン部分を有する試料モデルの断面図である。図20は、図19のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。図20に示すように、このような試料モデルでは、平行なx方向に一様な台形体に形成されたコア部分(第1の実体領域)と、コア部分上に層状に形成された1または複数のレイヤー部分(第2の実体領域)とが単位構造体として試料表面に形成されている。レイヤー部分の材質は、コア部分とは材質とは異なっている。レイヤー部分は、複数の膜によって形成されていてもよい。このような試料モデルに対しても、X線の散乱強度を計算することができる。
また、複雑な形状関数の場合における構造因子を用いる方法は、非対称な側壁が形成されたライン部分を有する試料モデルに対しても適用できる。図21は、非対称な側壁が形成されたライン部分を有する試料モデルの断面図である。図22は、図21のモデルに対するシミュレーション結果を示す図である。図21に示すように、試料表面に平行なx方向に垂直な断面形状が非対称な台形に形成された単位構造体を有する試料モデルであっても、X線の散乱強度を計算することができる。なお、上記の例は、試料表面に平行なx方向に一様なラインアンドスペース構造を有している。
単位構造体が繰り返し周期構造を有する試料を用いて実験を行った。試料には、正確な微細構造を確認済みである校正用のものを用いた。図23および図24は、それぞれ試料の平面SEM写真および断面TEM写真である。図23および図24に示すように、試料の表面には、X方向に一様な断面形状のライン部分146aが繰り返し単位としてY方向に一定間隔で整列して形成されている。すなわち、YZ平面による断面形状を解析する。また、ライン部分146aの間にはスペース部分146bが形成されている。断面台形の形状は、単なる台形ではなく、上辺の凸状端部146cと凹状の裾野部146dに所定の曲率半径を有する丸みが形成されていることが分かる。
110 X線散乱測定装置
113 モノクロメータ
114、115 コリメーションブロック
115a 試料台
116 2次元検出器
117 ビームストップ
118 スリット
119 ナイフエッジ
120 表面微細構造解析装置
121 パラメータ取得部
122 数式記憶部
123 シミュレート部
124 フィッティング部
125 出力部
140、145 試料
141、146 試料表面
146a ライン部分
146b スペース部分
146c 凸状端部
146d 裾野部
147、148、149 試料モデル
147a、148a 先端部
147b、148b 裾野部
149a 被覆層
149b 微細構造
Claims (12)
- 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に複数の屈折率の異なる層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列している試料モデルを仮定し、前記試料モデルに形成された複数の層によって生じる屈折および反射の効果を考慮し、前記微細構造によって散乱されたX線の散乱強度を計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に1または複数の層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列し、前記単位構造体が厳密な周期的位置からの位置ゆらぎを有し、前記位置ゆらぎが相互の位置の差に依存せずランダムである試料モデルを仮定し、前記単位構造体が前記層内の一様な実体領域および空間領域により形成され、前記実体領域により生じる、前記X線の散乱強度を計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に1または複数の層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列し、前記単位構造体が厳密な周期的位置からの位置ゆらぎを有し、前記位置ゆらぎが前記単位構造体同士の相対的な位置関係にのみ依存する試料モデルを仮定し、前記単位構造体が前記層内の一様な実体領域および空間領域により形成され、前記実体領域により生じる、前記X線の散乱強度を計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 前記単位構造体の位置ゆらぎに周期性がある場合に、前記位置ゆらぎの振幅および周期を用いて、前記単位構造体の位置ゆらぎの二乗平均を表すことで、前記X線の散乱強度を計算することを特徴とする請求項3記載の表面微細構造計測方法。
- 前記単位構造体が円筒内に前記実体領域を有する試料モデルで、前記X線の散乱強度を計算することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の表面微細構造計測方法。
- 前記単位構造体が、前記試料表面に平行なx方向に一様な台形体内に前記実体領域を有する試料モデルで、前記X線の散乱強度を計算することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の表面微細構造計測方法。
- 前記単位構造体が、前記試料表面に平行なx方向に一様な前記実体領域を有し、前記試料表面に平行で前記x方向に垂直なy方向に要素分割されている試料モデルで、前記要素の和で積分を近似することで前記X線の散乱強度を計算することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の表面微細構造計測方法。
- 前記単位構造体が前記試料表面に平行なx方向および前記試料表面に平行で前記x方向に垂直なy方向にそれぞれ周期構造を持つ実体領域を有し、前記試料表面に平行で前記xおよびy方向に要素分割されている試料モデルで、前記要素の和で、前記各要素による前記X線の散乱強度を積分することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載の表面微細構造計測方法。
- 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に1または複数の層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列しており、前記単位構造体が、前記層内の前記試料表面に平行なx方向に一様な断面構造を有する前記実体領域および空間領域により形成され、前記試料表面に平行で前記x方向に垂直なy方向に要素分割されている試料モデルを仮定し、前記実体領域により生じる、前記X線の散乱強度を、前記断面形状の上辺両端の凸状端部の曲率半径または下辺両端の凹状裾野部の曲率半径をパラメータに含めて前記要素の和で積分を近似して計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に1または複数の層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列しており、前記単位構造体が、前記層内の前記試料表面に平行なx方向に一様な台形体に形成された第1の実体領域、および前記第1の実体領域の材質とは異なる材質からなり前記第1の実体領域上に層状に形成された1または複数の第2の実体領域および空間領域により形成され、前記試料表面に平行で前記x方向に垂直なy方向に要素分割されている試料モデルを仮定し、前記実体領域により生じる、前記X線の散乱強度を前記要素の和で積分を近似して計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 試料表面上の微細構造を計測する表面微細構造計測方法であって、
前記試料表面に微小な入射角でX線を照射し、散乱強度を測定するステップと、
表面上の微細構造により、前記表面に垂直な方向に1または複数の層が形成され、前記層内において前記表面に平行な方向に単位構造体が周期的に配列しており、前記単位構造体が、前記層内の前記試料表面に平行なx方向に一様で、前記x方向に垂直な断面形状が非対称な台形となる前記実体領域および空間領域により形成され、前記試料表面に平行で前記x方向に垂直なy方向に要素分割されている試料モデルを仮定し、前記実体領域により生じる、前記X線の散乱強度を前記要素の和で積分を近似して計算し、前記試料モデルにより算出されるX線の散乱強度を前記測定された散乱強度にフィッティングするステップと、
前記フィッティングの結果、前記単位構造体の形状を特定するパラメータの最適値を決定するステップと、を有することを特徴とする表面微細構造計測方法。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載の表面微細構造計測方法をコンピュータに実行させることを特徴とする表面微細構造計測データ解析方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10983073B2 (en) | 2016-07-16 | 2021-04-20 | Rigaku Corporation | Hybrid inspection system |
CN113677983A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-19 | 科磊股份有限公司 | 结合x射线计量数据集合以改进参数评估的方法及*** |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5743856B2 (ja) * | 2011-11-10 | 2015-07-01 | 株式会社東芝 | 計測装置および計測方法 |
RU2548601C1 (ru) * | 2013-11-20 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Способ рентгеноспектрального определения размеров наночастиц в образце |
US10060865B2 (en) * | 2015-03-10 | 2018-08-28 | Lyncean Technologies, Inc. | Measurement of critical dimensions of nanostructures using X-ray grazing incidence in-plane diffraction |
JP6424143B2 (ja) * | 2015-04-17 | 2018-11-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 検査方法およびテンプレート |
DE112016001982T5 (de) | 2015-04-28 | 2018-02-15 | Kla-Tencor Corporation | Recheneffiziente auf röntgenstrahlgestützte messung des overlays |
JP6532037B2 (ja) * | 2015-06-11 | 2019-06-19 | 国立大学法人神戸大学 | X線反射率法による表面粗さ・界面粗さの2次元情報評価方法及び評価プログラム |
JP6495789B2 (ja) | 2015-09-11 | 2019-04-03 | 東芝メモリ株式会社 | 形状算出プログラム、形状算出装置および形状測定方法 |
CN109313145A (zh) * | 2016-07-15 | 2019-02-05 | 株式会社理学 | X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法 |
US10775323B2 (en) * | 2016-10-18 | 2020-09-15 | Kla-Tencor Corporation | Full beam metrology for X-ray scatterometry systems |
US11933747B2 (en) * | 2017-06-28 | 2024-03-19 | University Of Maryland, College Park | System and method for in-situ X-ray diffraction-based real-time monitoring of microstructure properties of printing objects |
US10983227B2 (en) * | 2017-08-14 | 2021-04-20 | Kla-Tencor Corporation | On-device metrology using target decomposition |
JP6871833B2 (ja) * | 2017-09-19 | 2021-05-12 | キオクシア株式会社 | 形状計測装置および形状計測方法 |
JP7182262B2 (ja) | 2018-12-10 | 2022-12-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Ramo4基板およびその製造方法、ならびにiii族窒化物半導体 |
JP7100897B2 (ja) | 2019-04-22 | 2022-07-14 | 株式会社リガク | 微細構造の解析方法、装置およびプログラム |
JP7168985B2 (ja) | 2019-04-22 | 2022-11-10 | 株式会社リガク | 微細構造の解析方法、装置およびプログラム |
CN117529391A (zh) * | 2021-08-06 | 2024-02-06 | 川崎车辆株式会社 | 构造物的制造方法、构造物制造用的标识符、构造物的制造***及机械加工程序 |
CN116817805B (zh) * | 2023-06-19 | 2024-04-19 | 常州锐奇精密测量技术有限公司 | 一种极片涂布边缘削薄及测量方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1130511A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Hitachi Ltd | 表面形状検査装置 |
JP2007285923A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Jordan Valley Semiconductors Ltd | 反射モードのx線回折を用いた限界寸法の測定 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60160312A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-21 | 日産自動車株式会社 | 車両用ケ−ブル |
JPS60229950A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Nok Corp | 成形材料 |
JPH06160312A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-06-07 | Ricoh Co Ltd | X線評価装置 |
GB9226552D0 (en) * | 1992-12-21 | 1993-02-17 | Philips Electronics Uk Ltd | A method of determining a given characteristic of a material sample |
US6556652B1 (en) | 2000-08-09 | 2003-04-29 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Measurement of critical dimensions using X-rays |
JP2002257754A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-11 | Rigaku Industrial Co | X線回折装置 |
JP3764407B2 (ja) | 2001-10-26 | 2006-04-05 | 株式会社リガク | 密度不均一多層膜解析方法ならびにその装置およびシステム |
TWI273217B (en) | 2002-04-17 | 2007-02-11 | Accent Optical Tech Inc | Scatterometric measurement of undercut multi-layer diffracting structures |
KR100879729B1 (ko) | 2002-06-06 | 2009-01-22 | 가부시끼가이샤 리가쿠 | 밀도 불균일 다층막 해석방법, 그 장치 및 시스템 |
US7440105B2 (en) | 2002-12-05 | 2008-10-21 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Continuously varying offset mark and methods of determining overlay |
TWI296041B (en) * | 2003-06-24 | 2008-04-21 | Advanced Metrology Systems Llc | Method of measuring sub-micron trench structures |
JP4224376B2 (ja) | 2003-10-20 | 2009-02-12 | 株式会社リガク | 膜構造解析方法およびその装置 |
JP3914925B2 (ja) * | 2004-01-28 | 2007-05-16 | 株式会社リガク | 膜厚測定方法及び装置 |
JP4734261B2 (ja) | 2004-02-18 | 2011-07-27 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 連続変化するオフセットマークと、オーバレイ決定方法 |
JP3983762B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2007-09-26 | アンリツ株式会社 | X線回折測定解析方法及びプログラム |
JP2006170171A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
US7110491B2 (en) | 2004-12-22 | 2006-09-19 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Measurement of critical dimensions using X-ray diffraction in reflection mode |
US7619737B2 (en) * | 2007-01-22 | 2009-11-17 | Asml Netherlands B.V | Method of measurement, an inspection apparatus and a lithographic apparatus |
US7920676B2 (en) * | 2007-05-04 | 2011-04-05 | Xradia, Inc. | CD-GISAXS system and method |
-
2010
- 2010-04-12 GB GB1118908.1A patent/GB2481950B/en active Active
- 2010-04-12 JP JP2011509284A patent/JP5700685B2/ja active Active
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- 2010-04-12 DE DE112010001894.4T patent/DE112010001894B4/de active Active
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- 2010-04-14 TW TW099111567A patent/TWI490450B/zh active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1130511A (ja) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Hitachi Ltd | 表面形状検査装置 |
JP2007285923A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Jordan Valley Semiconductors Ltd | 反射モードのx線回折を用いた限界寸法の測定 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JPN6013049716; 表和彦: '微小角入射X線回折で界面の構造をみる' ぶんせき , 20060105, 第2-8ページ, 日本分析化学会 * |
JPN6013049718; Remi Lazzari: 'IsGISAXS: a program for grazing-incidence small-angle X-ray scattering analysis of supported islands' Journal of Applied Crystallography Volume 35, Part 4, 200208, pp. 406-421, IUCr * |
JPN6013049719; Jinhwan Yoon, et al.: 'Nondestructive quantitative synchrotron grazing incidence X-ray scattering analysis of cylindrical n' Journal of Applied Crystallography Volume 40, Part 2, 200704, pp. 305-312, IUCr * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10983073B2 (en) | 2016-07-16 | 2021-04-20 | Rigaku Corporation | Hybrid inspection system |
CN113677983A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-11-19 | 科磊股份有限公司 | 结合x射线计量数据集合以改进参数评估的方法及*** |
US11990380B2 (en) | 2019-04-19 | 2024-05-21 | Kla Corporation | Methods and systems for combining x-ray metrology data sets to improve parameter estimation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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