重叠偏移量算出系统及方法技术方案

一种重叠偏移量算出系统及方法，即便在位于不同层的图案之间的重叠偏移量较大的情况下，也稳定地执行重叠偏移量的准确测定。重叠偏移量算出系统具备控制部，根据通过向试料照射带电粒子束而得到的图像算出图案间的重叠偏移量，基于与第一模板图像的匹配，根据包括位于试料的表面的第一图案的图像的第一图像，决定第一图案的第一位置，基于与第二模板图像的匹配，根据包括位于比试料的表面靠下层的第二图案的图像的第二图像，决定第二图案的第二位置，基于所决定的第一位置调整第一图像中的第一测定区的位置，基于所决定的第二位置调整第二图像中的第二测定区的位置，按照第一、第二测定区的位置调整结果，算出第一、第二图案间的重叠偏移量。间的重叠偏移量。间的重叠偏移量。

【技术实现步骤摘要】
重叠偏移量算出系统及方法
[0001]本申请是申请日为2020年3月18日、申请号为202010193732.2、专利技术名称为“带电粒子束装置”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及带电粒子束装置。

技术介绍

[0003]通过进行使用光刻处理及蚀刻处理将形成于光掩模的图案转印到半导体晶片上的工序并重复该工序，来制造半导体器件。在半导体器件的制造工序中，光刻处理及蚀刻处理的好坏以及异物的产生等对制造的半导体器件的成品率较大地造成影响。因此，早期或事先检测制造工序中的异常、不良的产生是重要的。因此，在半导体器件的制造工序中，进行形成在半导体晶片上的图案的测量、检查。尤其是通过近年来的半导体器件的细微化的进一步进展和三维化的进行，可靠地执行不同工序间的图案的重叠管理的重要度高涨。
[0004]在以往的装置中，基于通过向半导体器件照射光而得到的反射光，测量在各工序中作成的图案的位置，从而测量在不同工序间的图案的重叠偏移量。但是，由于图案的细微化的进展，在基于光的偏移量的检测方法中，难以得到所需的检测精度。因此，使用分辨率比光高的扫描型电子显微镜来测量图案的重叠偏移量的需求高涨。
[0005]例如在专利文献1中提出了利用扫描型电子显微镜来测定通过双图案化形成的两个图案问的偏移量的方法。需要说明的是，专利文献1将形成于半导体器件的表面的两个图案作为测定对象。因此，扫描型电子显微镜能够容易地获取这些图像。
[0006]另外，专利文献2所公开的扫描型电子显微镜利用二次电子检测器来检测从形成于照射区域内的表面的图案产生的信号，利用反射电子检测器来检测从形成于照射区域内的下层的图案产生的信号。基于同时检测的两个信号，测量表面图案与下层图案之间的重叠偏移量。通常，二次电子包括较多的试料表面的信息，反射电子包括较多的比试料表面靠下层的内部的信息。
[0007]但是，当要使用专利文献2的装置来测量表面图案与下层图案的重叠偏移量时，存在以下的问题。即，在该专利文献2的装置中，根据二次电子图像中的表面图案或反射电子图像中的下层图案中的某一方的图案位置，来决定两方的图像中的图案测量位置。在该情况下，当表面图案与下层图案的位置偏移较大时，可能产生由于测量位置的偏移而无法正常地测量未用于图案对位的一方的图案的情况。另外，在表面图案与下层图案是重复图案的情况下，当表面图案与下层图案之间的重叠偏移变大时，可能算出偏移了重复周期量的测量值。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2010
‑
85138号公报
[0011]专利文献2：日本特开2014
‑
86393号公报

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的课题
[0013]本专利技术是考虑以上的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种带电粒子束装置，即便在位于不同层的图案之间的重叠偏移量较大的情况下，也能够稳定地执行重叠偏移量的准确测定。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本专利技术的带电粒子束装置具备：带电粒子束照射部，其向试料照射带电粒子束；第一检测器，其对来自所述试料的二次电子进行检测；第二检测器，其对来自所述试料的反射电子进行检测；以及图像处理部，其基于所述第一检测器的输出，生成第一图像，并且，基于所述第二检测器的输出，生成第二图像，所述第一图像包括位于所述试料的表面的第一图案的图像，所述第二图像包括位于比所述试料的表面靠下层的第二图案的图像。控制部基于针对所述第一图像的第一模板图像，调整所述第一图像中的测定区的位置，并且，基于针对所述第二图像的第二模板图像，调整所述第二图像中的测定区的位置。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本专利技术，能够提供即便在位于不同层的图案之间的重叠偏移量较大的情况下也能够稳定地执行准确测定的带电粒子束装置。
附图说明
[0018]图1是示出第一实施方式的作为带电粒子束装置的扫描型电子显微镜(SEM)的概要结构的概要图。
[0019]图2是概要地示出图像处理单元19的动作的概要图。
[0020]图3是对第一实施方式的扫描型电子显微镜中的晶片(试料)的重叠测量的过程进行说明的流程图。
[0021]图4是示出作为试料的晶片11的结构例的概要图。
[0022]图5是说明向模板图像与测定区的方案的登记方法的具体例的概要图。
[0023]图6是对图3的流程图中的步骤S34c～34d的详细过程进行说明的概要图。
[0024]图7是对图3的流程图中的步骤S34c～34d的详细过程进行说明的概要图。
[0025]图8是对图3的流程图中的步骤S34c～34d的详细过程进行说明的概要图。
[0026]图9是对由控制部20执行的计算处理的具体例进行说明的概要图。
[0027]图10是示出在第二实施方式中作为测量对象的晶片11的结构例的概要图。
[0028]图11用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画面111的一例。
[0029]图12用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画面111的一例。
[0030]图13用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画面111的一例。
[0031]图14用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画面111的一例。
[0032]图15用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画
面111的一例。
[0033]图16用于说明第二实施方式的扫描型电子显微镜(SEM)的图形用户界面(GUI)画面111的一例。
[0034]图17是对第二实施方式的装置中的重叠偏移测量的过程进行说明的流程图。
[0035]图18是示出在第三实施方式的装置中作为测定对象的晶片11的结构的一例的概要图。
[0036]图19是对比较例的模板图像的登记方法进行说明的概要图。
[0037]图20是对第三实施方式中的模板图像的登记方法进行说明的概要图。
[0038]图21是第三实施方式的装置中的模板图像的登记用的GUI画面111的一例。
[0039]图22是第三实施方式的装置中的模板图像的登记用的GUI画面111的一例。
[0040]图23是示出在第四实施方式中作为测定对象的晶片11的结构的一例的概要图。
[0041]图24是说明参照附近的图案位置偏置数据来决定测定点的偏置量的过程的概要图。
[0042]附图标记说明：
[0043]1...镜筒，2...试料室，3...电子枪，4...聚光透镜，5...对准器，6...ExB滤波器，7...偏转器，8...物镜，9...二次电子检测器，10...反射电子检测器，11...晶片，12...标准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重叠偏移量算出系统，具备控制部，根据通过向试料照射带电粒子束而得到的图像，算出图案间的重叠偏移量，其中，所述控制部：基于与第一模板图像的匹配，根据包括位于所述试料的表面的第一图案的图像的第一图像，决定所述第一图案的第一位置，基于与第二模板图像的匹配，根据包括位于比所述试料的表面靠下层的第二图案的图像的第二图像，决定所述第二图案的第二位置，基于所决定的所述第一位置，调整所述第一图像中的第一测定区的位置，基于所决定的所述第二位置，调整所述第二图像中的第二测定区的位置，按照所述第一测定区、所述第二测定区的位置调整结果，算出所述第一图案与所述第二图案间的重叠偏移量。2.根据权利要求1所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述第一图像是通过向所述试料照射所述带电粒子束而得到的二次电子图像，所述第二图像是通过向所述试料照射所述带电粒子束而得到的后方散射电子图像。3.根据权利要求1所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述第一图案包括多个第一重复图案，所述第二图案包括多个第二重复图案。4.根据权利要求3所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述第一测定区由与所述多个第一重复图案对应地设置的多个第一重复测定区构成，所述第二测定区由与所述多个第二重复图案对应地设置的多个第二重复测定区构成。5.根据权利要求1所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述控制部决定对所述第一模板图像设定的第一模板区的中心位置，并且决定对所述第二模板图像设定的第二模板区的中心位置。6.根据权利要求5所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述控制部决定所述第一模板图像中的所述第一测定区的中心位置，并且决定所述第二模板图像中的所述第二测定区的中心位置。7.根据权利要求6所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述控制部：作为所述第一测定区的位置信息，计算在所述第一模板图像中所述第一测定区的中心位置从所述第一模板区的中心位置偏移的偏移量，作为所述第二测定区的位置信息，计算在所述第二模板图像中所述第二测定区的中心位置从所述第二模板区的中心位置偏移的偏移量。8.根据权利要求1所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述重叠偏移量算出系统还具备模板图像生成部，该模板图像生成部基于所述第一图像而生成所述第一模板图像，并且，基于所述第二图像而生成所述第二模板图像。9.根据权利要求8所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述模板图像生成部在所述第二图像包括多个层的图像的情况下，针对所述多个层的每一个，生成所述第二模板图像。10.根据权利要求9所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述模板图像生成部构成为能够在所述第二图像的一部分设定隐藏区。
11.根据权利要求8所述的重叠偏移量算出系统，其中，所述模板图像生成部构成为能够针对所述第二图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本琢磨，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：