混合检查系统技术方案

该混合检查系统是包括第一检查设备(1)和第二检查设备(2)的检查系统，其中第一检查设备(1)基于通过用X射线照射样本(11)获得的X射线测量数据来检查样本(11)，并且第二检查设备(2)通过使用不采用X射线的测量技术来检查样本(11)。由第一检查设备(1)获得的X射线测量数据或X射线测量数据的分析结果被输出到第二检查设备(2)。此外，第二检查设备(2)利用从第一检查设备(1)输入的X射线测量数据或X射线测量数据的分析结果来分析样本(11)的结构。

Hybrid inspection system

The hybrid inspection system consists of a first inspection device (1) and a second inspection device (2), in which the first inspection device (1) checks the sample (11) based on the X-ray measurement data obtained by irradiating the sample (11) with X-ray, and the second inspection device (2) checks the sample (11) by using the measurement technology without X-ray. The analysis results of X-ray measurement data or X-ray measurement data obtained by the first inspection device (1) are output to the second inspection device (2). In addition, the second inspection device (2) uses the X-ray measurement data input from the first inspection device (1) or the analysis results of the X-ray measurement data to analyze the structure of the sample (11).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合检查系统
本专利技术涉及适用于半导体制造领域(诸如用于制造具有其中大量薄膜层压在基板上的多层结构的设备的
)等的混合检查系统。
技术介绍
通过根据光刻技术在基板上层压多个薄膜而制造的电子元件(诸如半导体等)的形状取决于要形成的薄膜的状态(诸如膜厚度、密度、结晶度等)以及光刻处理条件而变化。因此，需要能够准确地测量经处理元件的形状的检查设备。这种类型的经处理元件的形状称为CD(临界尺寸)，作为在半导体工艺中要管理的重要数值。已知透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)作为通过制备切片样本来观察如上所述的元件形状的检查设备。但是，由于这些检查设备破坏样本，因此存在以下缺点：在半导体制造过程中不能以在线方式测量样本、不能执行全面检查、测量结果不能反馈到前一步骤、测量结果不能前馈到后续步骤等。另一方面，已经提出了使用扫描电子显微镜(CD-SEM：临界尺寸扫描电子显微镜)的检查设备、使用光学方法(OCD：光学临界尺寸)的检查设备、使用原子力显微镜(CD-AFM：临界尺寸原子力显微镜)的检查设备等作为用于在半导体制造过程期间以在线方式非破坏性地测量如上所述的元件的形状的检查设备。此外，已经提出了使用X射线小角度散射的X射线纳米形状测量装置(CD-SAXS：临界尺寸小角度X射线散射)作为用于使用X射线准确地确定重复图案形状的检查设备。例如，专利文献1和专利文献2公开了CD-SAXS的现有技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利No.5700685专利文献2：日本专利No.5237186非专利文献非专利文献1：IntroductiontoMetrologyApplicationsinICManufacturing，P131，TutorialTextsinOpticalEngineeringVolumeTT101，SPIEPRESS，ISBN：9781628418118
技术实现思路
本专利技术要解决的问题由于上述OCD使用光作为探测器，因此其具有诸如测量面积小和吞吐量快的优点，并且进一步的特征在于能够通过使用建模和模拟来分析半导体设备的复杂三维结构。因此，OCD作为用于在半导体制造过程中以在线方式执行测量的检查设备是有效的。此外，CD-SEM作为通过使用扫描电子显微镜的原理直接观察设备的表面形状的检查设备是有效的。但是，这些检查设备在间距为10nm或更小规模内具有分辨率的限制，并且随着半导体元件的小型化得到促进，分析变得更加困难。CD-SAXS作为用于分析电子设备的表面的纳米级形状的检查设备是有效的。但是，为了测量半导体晶片的表面上100微米或更小的测试图案，需要强大的X射线源，但是尚未获得适用于半导体在线检查设备的紧凑的高亮度X射线源。本专利技术是鉴于这些现有技术的情况而完成的，并且本专利技术的目的是提供一种适用于分析具有多层结构(其中大量薄膜被层压在基板上)的元件(诸如半导体元件)的形状的混合检查系统。解决问题的手段在非专利文献1中公开了这种类型的混合检查系统的基本概念，并且本专利技术是基于这种基本概念来实施的。即，根据本专利技术，混合检查系统包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，其中由第一检查设备获得的X射线测量数据和X射线测量数据的分析结果之一被输出到第二检查设备，并且第二检查设备通过使用由第一检查设备获得的X射线测量数据和X射线测量数据的分析结果之一来检查样本。在这里，第一检查设备可以被配置为包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在样本的表面上具有微结构的样本模型，该微结构在垂直于该表面的方向上形成具有不同折射率的多个层，并且在该多个层中构成其中单元结构在平行于该表面的方向上周期性地布置的周期性结构，考虑由样本模型中形成的多个层引起的折射和反射的效应来计算由微结构散射的X射线的散射强度，并且将基于样本模型计算的X射线散射强度拟合到测得的散射强度；确定单元，用于基于拟合单元的拟合结果确定用于指定单元结构的形状的参数的最佳值；以及输出单元，用于根据预定协议向第二检查设备输出包含用于指定单元结构的形状的参数的最佳值的分析值的至少一部分作为输出值，并且第二检查设备可以被配置为通过使用来自第一检查设备的输出值来检查样本。此外，第一检查设备可以被配置为包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在表面上具有微结构的样本模型，该微结构在垂直于该表面的方向上形成一个或多个层，并且在该多个层中构成其中单元结构在平行于该表面的方向上周期性地布置的周期性结构，单元结构具有从其严格的周期性位置的位置波动，并且位置波动是随机的而不取决于相互位置差异，单元结构由均匀的实际区域和空间区域在这些层中形成，计算由实际区域生成的X射线的散射强度，并将基于样本模型计算出的X射线散射强度拟合到测得的散射强度；确定单元，用于基于拟合单元的拟合结果确定用于指定单元结构的形状的参数的最佳值；以及输出单元，用于根据预定协议向第二检查设备输出包含用于指定单元结构的形状的参数的最佳值的分析值的至少一部分作为输出值，并且第二检查设备可以被配置为通过使用来自第一检查设备的输出值来检查样本。在这里，“位置波动”意指与单元结构应当原始定位的位置(严格的周期位置)的偏差(波动)。此外，“实际区域”意指单元结构中物质(基本上是固体)存在的区域。另一方面，“空间区域”意指单元结构中没有物质(基本上没有固体)存在的区域。要注意的是，气体也存在于空间区域中。此外，根据本专利技术，一种混合检查系统包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，该系统可以被配置为使得由第二检查设备获得的测量数据和测量数据的分析结果之一输出到第一检查设备，并且第一检查设备通过使用由第二检查设备获得的测量数据和测量数据的分析结果之一来检查样本。此外，根据本专利技术，一种混合检查系统包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，该系统可以被配置为使得第一检查设备包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在样本表面上具有微结构的样本模型，该微结构在垂直于该表面的方向上形成具有不同折射率的多个层，并且在该多个层中构成其中单元结构在平行于该表面的方向上周期性地布置的周期性结构，考虑由样本模型中形成的多个层引起的折射和反射的效应来计算由微结构散射的X射线的散射强度，并且将基于样本模型计算的X射线散射强度拟合到测得的散射强度；确定单元，用于基于拟合单元的拟合结果确定用于指定单元结构的形状的参数的最佳值；以及输出单元，用于根据预定协议输出包含用于指定单元结构的形状的参数的最佳值的分析值的至少一部分作为输出值，并且通过使用由第一检查设备获得的X射线测量数据和X射线测量数据的分析结果之一以及由第二检查设备获得的数据和数据的分析结果之一来分析样本的结构。此外，根据本专利技术，一种混合检查系统包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合检查系统，包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，其中由第一检查设备获得的所述X射线测量数据和所述X射线测量数据的分析结果之一被输出到第二检查设备，并且第二检查设备通过使用由第一检查设备获得的所述X射线测量数据和所述X射线测量数据的所述分析结果之一来检查样本。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.16 JP 2016-1409441.一种混合检查系统，包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，其中由第一检查设备获得的所述X射线测量数据和所述X射线测量数据的分析结果之一被输出到第二检查设备，并且第二检查设备通过使用由第一检查设备获得的所述X射线测量数据和所述X射线测量数据的所述分析结果之一来检查样本。2.如权利要求1所述的混合检查系统，其中第一检查设备包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在样本的表面上具有微结构的样本模型，所述微结构在垂直于所述表面的方向上形成具有不同折射率的多个层，并且在所述层中构成其中单元结构在平行于所述表面的方向上周期性地布置的周期性结构，考虑由样本模型中形成的所述多个层引起的折射和反射的效应来计算由微结构散射的X射线的散射强度，并且将基于样本模型计算的X射线散射强度拟合到测得的散射强度；确定单元，用于基于拟合单元的拟合结果确定用于指定单元结构的形状的参数的最佳值；以及输出单元，用于根据预定协议向第二检查设备输出包含用于指定单元结构的形状的参数的最佳值的分析值的至少一部分作为输出值，并且第二检查设备通过使用来自第一检查设备的输出值来检查样本。3.如权利要求1所述的混合检查设备，其中第一检查设备包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在样本的表面上具有微结构的样本模型，所述微结构在垂直于所述表面的方向上形成一个或多个层并且在所述层中构成其中单元结构在平行于所述表面的方向上周期性地布置的周期性结构，所述单元结构还具有从其严格的周期性位置的位置波动，并且所述位置波动是随机的而不取决于相互位置差异，所述单元结构由均匀的实际区域和空间区域在所述层中形成，计算由实际区域生成的X射线的散射强度，并将基于样本模型计算出的X射线散射强度拟合到测得的散射强度；确定单元，用于基于拟合单元的拟合结果确定用于指定单元结构的形状的参数的最佳值；以及输出单元，用于根据预定协议向第二检查设备输出包含用于指定单元结构的形状的参数的最佳值的分析值的至少一部分作为输出值，并且第二检查设备通过使用来自第一检查设备的输出值来检查样本。4.一种混合检查系统，包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，其中由第二检查设备获得的测量数据和所述测量数据的分析结果之一输出到第一检查设备，并且第一检查设备通过使用由第二检查设备获得的所述测量数据和所述测量数据的所述分析结果之一来检查样本。5.一种混合检查系统，包括：第一检查设备，用于基于通过用X射线照射样本获得的X射线测量数据来检查样本；以及第二检查设备，用于通过不使用X射线的测量方法来检查样本，其中第一检查设备包括：测量单元，用于用X射线照射样本的表面并测量散射强度；拟合单元，用于假设在样本的表面上具有微结构的样本模型，所述微结构在垂直于所述表面的方向上形成具有不同折射率的多个层，并且在所述层中构成其中单元结构在平行于所述表面的方向上周期性地布置的周期性结构，考虑由样本模型中形成的所述多个层引起的折射和反射的效应来计算由微结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾形洁，表和彦，伊藤义泰，
申请(专利权)人：株式会社理学，
类型：发明
国别省市：日本,JP