JPH11345754A - Inspection method for semiconductor device and its production - Google Patents
Inspection method for semiconductor device and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に電子線
を走査し、得られた2次電子信号波形を利用して半導体
装置の形状の違いを判定しようとする高精度な半導体装
置の検査方法及び製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of inspecting a semiconductor device with high accuracy by scanning a semiconductor device with an electron beam and judging a difference in the shape of the semiconductor device by using an obtained secondary electron signal waveform. And a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置の微細加工の評価とし
て、電子線を半導体装置に走査し、得られた2次電子信
号波形を用いて半導体装置のパターン幅を測長する方法
が一般的に用いられてきた。この方法は微細化によって
さらに複雑化するプロセスに対してより必要性が増して
きており、2次元的な加工形状の評価には不可欠な技術
である。2. Description of the Related Art In recent years, a method of scanning a semiconductor device with an electron beam and measuring a pattern width of the semiconductor device using an obtained secondary electron signal waveform has been generally used as an evaluation of fine processing of the semiconductor device. Has been used. This method is increasingly required for a process that is further complicated by miniaturization, and is an indispensable technique for evaluating a two-dimensional processed shape.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法で得られる情報は2次元的幅の測長情報であり、
高さ方向の情報を得ることはできなかった。そのため3
次元的形状判定の用途には用いられていなかった。However, the information obtained by the above-mentioned conventional method is two-dimensional width measurement information.
No information in the height direction could be obtained. Therefore 3
It was not used for dimensional shape determination.
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、得られた2次電子信号波形を利用して半導体装置の
断面形状の違いを判定しようとする半導体装置の検査方
法及び製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a semiconductor device inspection method and a semiconductor device manufacturing method for judging a difference in cross-sectional shape of a semiconductor device by using an obtained secondary electron signal waveform. The purpose is to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体装置の検査方法及び製造方法は、半導
体装置の形状の変化に対して、電子線を走査して得られ
る2次電子信号波形の形状も変化することを用いる。基
準形状を有する半導体装置に電子線を走査して得られた
2次電子信号波形を蓄え、蓄えた2次電子信号波形に対
して評価する半導体装置の2次電子信号波形の類似度を
数値として比較することにより、半導体装置の形状の違
いを判定する。In order to achieve this object, a method for inspecting a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention provide a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: The fact that the shape of the signal waveform also changes is used. A secondary electron signal waveform obtained by scanning an electron beam on a semiconductor device having a reference shape is stored, and the degree of similarity of the secondary electron signal waveform of the semiconductor device is evaluated with respect to the stored secondary electron signal waveform. By comparing, the difference in the shape of the semiconductor device is determined.
【0006】この方法によって、電子線を半導体装置に
走査して得られた2次電子信号波形を用いて、従来の2
次元的な幅情報のみならず、3次元的な半導体装置の形
状の違いを容易に判定することが可能である。従来技術
では、幅が同じで側壁の傾きが異なるパターンはその違
いを工程中に検出することは不可能であった。しかし、
本発明における半導体装置の断面形状の変化に対する2
次電子信号波形の変化を数値化して判定する方法を用い
ると、幅が同じで側壁の傾きが異なるパターンを違う形
状を有するものとして検出することが可能である。その
結果、より精度の高い、バラツキの少ない微細加工を実
現することが可能となり、さらなる微細化には不可欠な
プロセス管理となる。[0006] According to this method, a conventional secondary electron signal waveform obtained by scanning an electron beam on a semiconductor device is used.
In addition to the dimensional width information, it is possible to easily determine the difference in the shape of the three-dimensional semiconductor device. In the prior art, it is impossible to detect a difference in a pattern having the same width and a different inclination of the side wall during the process. But,
2 for the change in the sectional shape of the semiconductor device in the present invention
By using a method of quantifying the change in the waveform of the next electron signal to determine, it is possible to detect patterns having the same width and different sidewall inclinations as having different shapes. As a result, finer processing with higher accuracy and less variation can be realized, and process management is indispensable for further miniaturization.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明の
第1の実施の形態について、図面を参照しながら説明す
る。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0008】図1は本発明の2次電子信号波形の波形認
識により半導体装置の形状の違いを判定することを特徴
とする半導体装置の検査方法を説明する図である。図1
において、基準形状を有する半導体装置において、S1
は基準パターンの断面形状、S2は基準パターンの2次
電子信号波形である。この基準とする形状を有する半導
体装置に対して、評価する半導体装置において、E1は
評価パターンEの断面形状、E2は評価パターンの2次
電子信号波形である。Rは基準パターンの2次電子信号
波形S2と評価パターンの2次電子信号波形E2との波
形類似度を表す数値である。FIG. 1 is a diagram for explaining a semiconductor device inspection method according to the present invention, in which a difference in the shape of a semiconductor device is determined by recognizing a secondary electron signal waveform. FIG.
In the semiconductor device having the reference shape,
Is the cross-sectional shape of the reference pattern, and S2 is the secondary electron signal waveform of the reference pattern. In the semiconductor device to be evaluated with respect to the semiconductor device having the reference shape, E1 is a cross-sectional shape of the evaluation pattern E, and E2 is a secondary electron signal waveform of the evaluation pattern. R is a numerical value representing the similarity between the secondary electron signal waveform S2 of the reference pattern and the secondary electron signal waveform E2 of the evaluation pattern.
【0009】本実施の形態では、基準形状を有する半導
体装置の基準パターンの断面形状S1に電子線を走査
し、得られた2次電子信号波形S2を基準波形情報とし
て蓄える。次に、評価を行なう半導体装置の評価パター
ンの断面形状E1に電子線を走査して2次電子信号波形
E2を得る。ここで、基準とする2次電子信号波形S2
と評価する2次電子信号波形E2とに微分処理または積
分処理等を行うことにより2次電子信号波形の形状の違
いを強調する処理を行い、処理後の情報を用いて2次電
子信号波形E2の2次電子信号波形S2に対する波形類
似度Rを数値化して求める。この際、波形類似度Rは次
式で表すことができる。In the present embodiment, an electron beam is scanned over a cross-sectional shape S1 of a reference pattern of a semiconductor device having a reference shape, and an obtained secondary electron signal waveform S2 is stored as reference waveform information. Next, a secondary electron signal waveform E2 is obtained by scanning an electron beam on the sectional shape E1 of the evaluation pattern of the semiconductor device to be evaluated. Here, the reference secondary electron signal waveform S2
The secondary electron signal waveform E2 is evaluated by performing a differentiation process or an integration process on the secondary electron signal waveform E2 to evaluate the difference in the shape of the secondary electron signal waveform. The waveform similarity R with respect to the secondary electron signal waveform S2 is numerically obtained. At this time, the waveform similarity R can be expressed by the following equation.
【0010】R=r(E2/S2) (rは定数) 評価しようとする半導体装置の波形類似度Rが一定値以
上であれば基準とする半導体装置と同様の断面形状を有
したパターンであり、また波形類似度Rが一定値以下で
あれば基準とする半導体装置と異なる断面形状を有した
パターンである。R = r (E2 / S2) (r is a constant) If the waveform similarity R of the semiconductor device to be evaluated is a certain value or more, it is a pattern having the same cross-sectional shape as the reference semiconductor device. If the waveform similarity R is equal to or less than a predetermined value, the pattern has a cross-sectional shape different from that of the reference semiconductor device.
【0011】本実施の形態によれば、半導体装置に対し
て電子線を走査して得られる2次電子信号波形の類似度
を比較することにより、3次元的な半導体装置の形状を
把握することができ、またその形状の良否を容易に数値
化して判定することが可能となる。According to this embodiment, the shape of the three-dimensional semiconductor device can be grasped by comparing the similarity of the secondary electron signal waveforms obtained by scanning the semiconductor device with an electron beam. And the quality of the shape can be easily quantified and determined.
【0012】次に、本発明をレジストパターンの形状判
定に用いた場合について図面を参照しながら説明する。
図2は本発明の2次電子信号波形の類似度を比較するこ
とにより、レジストパターン形成工程において類似度が
一定値以下の数値の場合はレジスト再生することを特徴
とする半導体装置の製造方法を説明する図である。Next, the case where the present invention is used for determining the shape of a resist pattern will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in which the similarity of secondary electron signal waveforms is compared and the resist is regenerated when the similarity is less than a certain value in the resist pattern forming step. FIG.
【0013】図2において、レジストパターン形成工程
における正常とする断面形状は波形類似度Rがk(一定
値)以上である。評価パターンに電子線を走査し、得ら
れた2次電子信号波形の波形類似度Rがk以上であった
場合は、正常なレジストパターンを形成しているとして
次工程の半導体製造処理を行う。また、得られた2次電
子信号波形の波形類似度Rがk未満であった場合は、異
常なレジストパターンを形成しているとしてレジストの
再生処理を行う。In FIG. 2, the normal cross-sectional shape in the resist pattern forming step has a waveform similarity R of k (constant value) or more. An electron beam is scanned over the evaluation pattern, and if the waveform similarity R of the obtained secondary electron signal waveform is equal to or greater than k, it is determined that a normal resist pattern has been formed, and the next step of semiconductor manufacturing processing is performed. If the waveform similarity R of the obtained secondary electron signal waveform is less than k, it is determined that an abnormal resist pattern has been formed, and the resist is regenerated.
【0014】本実施の形態は、レジストパターン形成工
程における形状の良否判定を従来の2次元的な横幅のみ
の判定から、より精度の高い3次元的な形状判定を可能
とする半導体装置の製造方法である。According to the present embodiment, a method of manufacturing a semiconductor device which enables a more accurate three-dimensional shape determination in the resist pattern formation process from the conventional two-dimensional width only determination in the resist pattern formation process. It is.
【0015】この方法を用いた高精度な微細加工方法に
ついて、図3を参照しながらさらに詳細に説明する。図
3は、レジストパターンをマスクとして、下地膜をエッ
チングする微細加工工程において、従来法と本発明を用
いた場合を比較して説明する図である。The high-precision fine processing method using this method will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a comparison between a conventional method and the case where the present invention is used in a fine processing step of etching a base film using a resist pattern as a mask.
【0016】図3において、11は試料Aにおけるレジ
ストパターンの断面形状、12は試料Bにおけるレジス
トパターンの断面形状である。これらの試料のレジスト
パターンに電子線を走査した結果、21は試料Aにおけ
るレジストパターンの2次電子信号波形、22は試料B
におけるレジストパターンの2次電子信号波形である。
これら試料A、試料Bのレジストパターンの2次電子信
号波形から求めた幅は、W1が試料Aにおけるレジスト
パターン寸法で0.3μm、W2が試料Bにおけるレジ
ストパターン寸法で0.3μmである。In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a cross-sectional shape of the resist pattern in sample A, and reference numeral 12 denotes a cross-sectional shape of the resist pattern in sample B. As a result of scanning the resist pattern of these samples with an electron beam, 21 is a secondary electron signal waveform of the resist pattern in sample A, and 22 is a sample B
5 shows a secondary electron signal waveform of the resist pattern in FIG.
The widths of the resist patterns of Sample A and Sample B obtained from the secondary electron signal waveforms are such that W1 is 0.3 μm in the resist pattern size of Sample A and W2 is 0.3 μm in the resist pattern size of Sample B.
【0017】この試料A、試料Bのレジストパターン
は、従来の二次元的な幅情報で判断すると、共にパター
ン寸法=0.3μmで同じ仕上がりと判断でき、次工程
としてエッチングの処理を行う。14は試料Aにおける
エッチングパターンの断面形状でエッチングパターン寸
法W4は0.3μm、15は試料Bにおけるエッチング
パターンの断面形状でエッチングパターン寸法W5は
0.25μmである。試料Aは、11のレジストパター
ンの断面形状が垂直形状を有しており、レジスト形状に
忠実にエッチングを行いレジスト寸法と同じパターン寸
法に仕上がっている。ところが試料Bは、12のレジス
トパターンの断面形状が傾きを持っており、断面のボト
ムの寸法は0.3μmであるがトップの寸法は細くでき
ている。この傾きを持った断面形状を持つレジストパタ
ーン12をエッチングすると、ボトム部分ではレジスト
が薄くなっているため下地膜までエッチングが進み、エ
ッチング後の寸法がレジスト寸法より細く0.25μm
となり、CDロスを生じることとなる。従来方法では、
エッチング後の仕上がり寸法は、W4=0.3μm、W
5=0.25μmとばらつくため、当然特性上のバラツ
キを生じることとなる。When the resist patterns of the samples A and B are judged based on the conventional two-dimensional width information, the pattern size can be determined to be 0.3 μm and the same finish can be judged, and the etching process is performed as the next step. Reference numeral 14 denotes the cross-sectional shape of the etching pattern in the sample A and the etching pattern dimension W4 is 0.3 μm, and reference numeral 15 denotes the cross-sectional shape of the etching pattern in the sample B and the etching pattern dimension W5 is 0.25 μm. In Sample A, the cross-sectional shape of the 11 resist patterns has a vertical shape, and the resist pattern is etched to be the same as the resist dimensions by performing etching in a faithful manner. However, in Sample B, the cross-sectional shape of the 12 resist patterns has an inclination, and the bottom dimension of the cross section is 0.3 μm, but the top dimension is small. When the resist pattern 12 having the cross-sectional shape having this inclination is etched, the etching proceeds to the base film because the resist is thin at the bottom portion, and the dimension after the etching is smaller than the resist dimension by 0.25 μm.
And a CD loss occurs. In the conventional method,
Finished dimensions after etching are: W4 = 0.3 μm, W
5 = 0.25 μm, which naturally causes variations in characteristics.
【0018】これに対して、本発明はレジストパターン
の仕上がりの判断に、二次元的な幅の情報だけでなく、
三次元的な断面形状の判断を取り入れることにより、レ
ジストパターンの断面形状の加工精度を上げ、その結果
特性を安定させようとするものである。On the other hand, the present invention uses not only two-dimensional width information,
By incorporating the determination of the three-dimensional cross-sectional shape, the processing accuracy of the cross-sectional shape of the resist pattern is increased, and as a result, the characteristics are intended to be stabilized.
【0019】本発明では、試料A、試料Bのレジストパ
ターンの仕上がりを判定する際、2次電子信号波形か
ら、レジストパターンの幅と2次電子信号波形の波形類
似度を比較する。R1は試料Aにおけるレジストパター
ンの波形類似度、R2は試料Bにおけるレジストパター
ンの波形類似度である。ここで、このレジストパターン
形成工程における波形類似度の判定基準をk以上とす
る。試料Aはレジストパターン寸法W1=0.3μm、
波形類似度R1≧kであるため、次工程のエッチング処
理を行ってよいこととなる。14は試料Aにおけるエッ
チングパターンの断面形状、W4は試料Aにおけるエッ
チングパターン寸法で0.3μmである。これに対し
て、試料Bはレジストパターン寸法W2=0.3μmで
あるが、波形類似度R2<kであるため、異常パターン
としてレジスト再生を行った後、再度レジストパターン
形成処理を行う。13は試料Bにおけるレジスト再生処
理後のレジストパターンの断面形状、23は試料Bにお
けるレジスト再生処理後のレジストパターンの2次電子
信号波形である。ここで再度レジストパターン形成処理
を行った試料Bにおいて、W3はレジスト再生処理後の
レジストパターン寸法、R3はレジスト再生処理後のレ
ジストパターンの波形類似度でkである。ここでのレジ
ストパターン形状は、レジストパターン寸法W3=0.
3μm、波形類似度R3≧kであり、次工程のエッチン
グ処理を行ってよい判定結果である。16は試料Bにお
けるエッチングパターンの断面形状、W6は試料Bにお
けるエッチングパターン寸法で0.3μmである。レジ
ストパターン寸法W3と波形類似度R3から判断したレ
ジストパターン再形成後の試料Bの断面形状13は、試
料Aのレジストパターンの断面形状11と同様の形状を
有しているため、エッチング後のパターンの寸法は試料
AがW4=0.3μm、試料BがW6=0.3μmと同
じ仕上がりとなる。In the present invention, when judging the finish of the resist pattern of the sample A and the sample B, the width of the resist pattern and the waveform similarity of the secondary electron signal waveform are compared based on the secondary electron signal waveform. R1 is the waveform similarity of the resist pattern in sample A, and R2 is the waveform similarity of the resist pattern in sample B. Here, the criterion for determining the waveform similarity in the resist pattern forming step is k or more. Sample A has a resist pattern dimension W1 = 0.3 μm,
Since the waveform similarity R1 ≧ k, the etching process in the next step may be performed. 14 is the cross-sectional shape of the etching pattern in sample A, and W4 is the etching pattern dimension in sample A of 0.3 μm. On the other hand, the sample B has the resist pattern dimension W2 = 0.3 μm, but since the waveform similarity R2 <k, the resist pattern forming process is performed again after the resist is reproduced as an abnormal pattern. Reference numeral 13 denotes a cross-sectional shape of the resist pattern of the sample B after the resist regenerating process, and reference numeral 23 denotes a secondary electron signal waveform of the resist pattern of the sample B after the resist regenerating process. Here, in the sample B on which the resist pattern forming process was performed again, W3 is a resist pattern dimension after the resist regenerating process, and R3 is a waveform similarity k of the resist pattern after the resist regenerating process. The resist pattern shape here is such that the resist pattern dimension W3 = 0.
3 μm and the waveform similarity R3 ≧ k, which is a determination result that the next etching process may be performed. Reference numeral 16 denotes a cross-sectional shape of the etching pattern in the sample B, and W6 denotes an etching pattern dimension in the sample B of 0.3 μm. The cross-sectional shape 13 of the sample B after the re-formation of the resist pattern determined from the resist pattern dimension W3 and the waveform similarity R3 has the same shape as the cross-sectional shape 11 of the resist pattern of the sample A. Is the same finish as W4 = 0.3 μm for sample A and W6 = 0.3 μm for sample B.
【0020】本実施の形態によれば、加工後の仕上がり
寸法のバラツキを非常に小さくすることが可能となるた
め、プロセスの微細化に対してより精度の高い、バラツ
キの少ない微細加工を実現することができ、その結果と
して安定したデバイス特性を得ることが可能となる。According to the present embodiment, it is possible to make the variation in the finished dimensions after processing extremely small, so that fine processing with higher accuracy and less variation can be realized for miniaturization of the process. As a result, stable device characteristics can be obtained.
【0021】(実施の形態2)次に、本発明の第2の実
施の形態について、図面を参照しながら説明する。図4
は、露光装置のフォーカス変動に対する2次電子信号波
形の変化を記憶し、ロット(50スライス)から1スラ
イスのみ先行露光を行ったパターンから得られた2次電
子信号波形の類似度を記憶した波形の変化と比較し、こ
の先行露光時のベストフォーカスからのずれ量を推定し
て、ロットの残り49スライスの本体露光のフォーカス
補正にフィードバックすることを特徴とする半導体装置
の製造方法である。(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG.
Is a waveform that stores the change of the secondary electron signal waveform with respect to the focus fluctuation of the exposure apparatus, and stores the similarity of the secondary electron signal waveform obtained from the pattern obtained by performing the preceding exposure for only one slice from the lot (50 slices). , The amount of deviation from the best focus at the time of the preceding exposure is estimated, and the result is fed back to the focus correction of the main body exposure of the remaining 49 slices of the lot.
【0022】図4において、露光装置のフォーカス設定
値をベストフォーカス時=Bとして、フォーカス面がパ
ターンの下部方向時=(B+α)、フォーカス面がパタ
ーンの上部方向時=(B−β)とする。レジストパター
ン形成工程においてa1は露光装置のフォーカス設定値
=(B+α)の断面形状、a2は断面形状a1に電子線
を走査して得られた2次電子信号波形、b1は露光装置
のフォーカス設定値=ベストフォーカスの断面形状、b
2は断面形状b1に電子線を走査して得られた2次電子
信号波形、c1は露光装置のフォーカス設定値=(B−
β)の断面形状、c2は断面形状c1に電子線を走査し
て得られた2次電子信号波形である。In FIG. 4, the focus setting value of the exposure apparatus is set to B when the best focus is set, B when the focus surface is in the lower direction of the pattern = (B + α), and when the focus surface is in the upper direction of the pattern = (B−β). . In the resist pattern forming step, a1 is the cross-sectional shape of the exposure device focus setting value = (B + α), a2 is the secondary electron signal waveform obtained by scanning the cross-sectional shape a1 with an electron beam, and b1 is the focus setting value of the exposure device. = Section shape of best focus, b
2 is a secondary electron signal waveform obtained by scanning the sectional shape b1 with an electron beam, and c1 is a focus set value of the exposure apparatus = (B−
The cross-sectional shape of β), c2, is a secondary electron signal waveform obtained by scanning the cross-sectional shape c1 with an electron beam.
【0023】本実施の形態では、露光装置のフォーカス
変動[フォーカス設定値:(B+α)から(B−β)]
に対する2次電子信号波形の変化[2次電子信号波形:
a2からc2]をテーブル化して記憶しておく。この記
憶した情報を基に、先行露光したパターンのベストフォ
ーカスのずれ量を推定し、本体露光にフィードバックす
る。In this embodiment, the focus fluctuation of the exposure apparatus [focus setting value: (B + α) to (B-β)]
Of the secondary electron signal waveform with respect to [secondary electron signal waveform:
a2 to c2] are stored in a table. Based on the stored information, the amount of deviation of the best focus of the previously exposed pattern is estimated and fed back to the main body exposure.
【0024】このことについて、図5にて詳細に説明す
る。図5において、P1は先行露光したパターンの断面
形状、P2は断面形状P1に電子線を走査して得られた
2次電子信号波形である。This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 5, P1 is a cross-sectional shape of the pre-exposed pattern, and P2 is a secondary electron signal waveform obtained by scanning the cross-sectional shape P1 with an electron beam.
【0025】本実施の形態では、露光装置で先行露光し
たパターンP1から得られた2次電子信号波形P2を、
図4で記憶した2次電子信号波形の変化[2次電子信号
波形:a2からc2]に照らし合わせ、最も近い信号波
形を波形認識する。ここで、先行露光パターンの2次電
子信号波形P2と最も波形形状が似ているのは図4にお
ける2次電子信号波形a2である。それならば、先行露
光パターンのフォーカスは、ベストフォーカスに対して
(α)のズレを生じていることが推定でき、露光装置の
フォーカスを先行露光時の設定値に対して(−α)補正
して本体露光を実施する。その結果、ベストフォーカス
で得られる断面形状を本体露光に実現することができ
る。In this embodiment, the secondary electron signal waveform P2 obtained from the pattern P1 previously exposed by the exposure device is
The closest signal waveform is recognized based on the change in the secondary electron signal waveform stored in FIG. 4 [secondary electron signal waveform: a2 to c2]. Here, the secondary electron signal waveform a2 in FIG. 4 has the waveform shape most similar to the secondary electron signal waveform P2 of the preceding exposure pattern. Then, it can be estimated that the focus of the preceding exposure pattern is shifted by (α) from the best focus, and the focus of the exposure apparatus is corrected by (−α) with respect to the set value at the time of the preceding exposure. Perform body exposure. As a result, the cross-sectional shape obtained with the best focus can be realized in the main body exposure.
【0026】本実施の形態によれば、露光装置のフォー
カス変動に対する2次電子信号波形の変化を用いて、先
行露光のフォーカスのずれ量を本体露光にフィードバッ
クすることが可能となり、従来補正しきれなかった露光
装置のフォーカス変動を抑えることができる。その結
果、非常に精度の高い微細加工技術が可能となり、特性
の安定したデバイスを製造することができる半導体装置
の製造方法である。According to the present embodiment, it is possible to feed back the shift amount of the focus of the preceding exposure to the main body exposure by using the change of the secondary electron signal waveform with respect to the focus change of the exposure apparatus, and it is impossible to perform the conventional correction. It is possible to suppress the fluctuation of the focus of the exposure apparatus which did not exist. As a result, a very high-precision microfabrication technique becomes possible, and this is a method for manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing a device having stable characteristics.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は電子線を半導体装置に走査して
得られた2次電子信号波形を用いて、従来の2次元的な
幅情報のみならず、2次電子信号波形の形状の変化を数
値化することにより、3次元的な半導体装置の形状判定
を容易に行うことが可能な半導体装置の検査方法と、高
精度な微細加工を可能とする半導体装置の製造方法を実
現できるものである。According to the present invention, not only the conventional two-dimensional width information but also the change in the shape of the secondary electron signal waveform is obtained by using the secondary electron signal waveform obtained by scanning the semiconductor device with an electron beam. By numerically expressing the semiconductor device, it is possible to realize a semiconductor device inspection method capable of easily performing a three-dimensional shape determination of a semiconductor device and a semiconductor device manufacturing method capable of performing highly accurate fine processing. is there.
【0028】本発明により、日々の環境変化に対して不
安定要素の多い半導体プロセスにおいて安定した加工形
状を得ることが可能となり、その結果さらなる微細化に
対して安定したデバイス特性を維持することができ、高
歩留まりを確保することが可能である。According to the present invention, it is possible to obtain a stable processed shape in a semiconductor process having many unstable elements with respect to daily environmental changes, and as a result, it is possible to maintain stable device characteristics against further miniaturization. It is possible to secure a high yield.
【図1】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の検査方法の説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of a semiconductor device inspection method according to a first embodiment of the present invention;
【図2】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の製造方法の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の製造方法の説明図FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
の製造方法の説明図FIG. 4 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施の形態における半導体装置
の製造方法の説明図FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
S1 基準パターンの断面形状 S2 基準パターンの2次電子信号波形 E1 評価パターンの断面形状 E2 評価パターンの2次電子信号波形 R 波形類似度 11 試料Aにおけるレジストパターンの断面形状 12 試料Bにおけるレジストパターンの断面形状 13 試料Bにおけるレジスト再生処理後のレジストパ
ターンの断面形状 14 試料Aにおけるエッチングパターンの断面形状 15 試料Bにおける従来技術によるエッチングパター
ンの断面形状 16 試料Bにおける本発明によるエッチングパターン
の断面形状 21 試料Aにおけるレジストパターンの2次電子信号
波形 22 試料Bにおけるレジストパターンの2次電子信号
波形 23 試料Bにおけるレジスト再生処理後のレジストパ
ターンの2次電子信号波形 W1 試料Aにおけるレジストパターン寸法 W2 試料Bにおけるレジストパターン寸法 W3 試料Bにおけるレジスト再生処理後のレジストパ
ターン寸法 W4 試料Aにおけるエッチングパターン寸法 W5 試料Bにおける従来技術によるエッチングパター
ン寸法 W6 試料Bにおける本発明によるエッチングパターン
寸法 R1 試料Aにおけるレジストパターンの波形類似度 R2 試料Bにおけるレジストパターンの波形類似度 R3 試料Bにおけるレジスト再生処理後のレジストパ
ターンの波形類似度 a1 露光装置フォーカス(B+α)設定時の断面形状 a2 断面形状a1での2次電子信号波形 b1 露光装置フォーカス(ベストフォーカス)時の断
面形状 b2 断面形状b1での2次電子信号波形 c1 露光装置フォーカス(B−β)設定時の断面形状 c2 断面形状c1での2次電子信号波形 P1 先行露光パターンの断面形状 P2 先行露光パターンの2次電子信号波形S1 Cross-sectional shape of reference pattern S2 Secondary electron signal waveform of reference pattern E1 Cross-sectional shape of evaluation pattern E2 Secondary electron signal waveform of evaluation pattern R Waveform similarity 11 Cross-sectional shape of resist pattern in sample A 12 Resist pattern in sample B Cross-sectional shape 13 Cross-sectional shape of resist pattern in sample B after resist regenerating treatment 14 Cross-sectional shape of etching pattern in sample A 15 Cross-sectional shape of etching pattern according to prior art in sample B 16 Cross-sectional shape of etching pattern according to the present invention in sample B 21 Secondary electron signal waveform of resist pattern in sample A 22 Secondary electron signal waveform of resist pattern in sample B 23 Secondary electron signal waveform of resist pattern in sample B after resist regeneration processing W1 Register in sample A Pattern size W2 Resist pattern size of sample B W3 Resist pattern size of sample B after resist regeneration treatment W4 Etch pattern size of sample A W5 Etch pattern size of sample B according to prior art W6 Etch pattern size of sample B according to the present invention R1 R2 Waveform similarity of resist pattern in sample A R2 Waveform similarity of resist pattern in sample B R3 Waveform similarity of resist pattern in sample B after resist regeneration processing a1 Cross-sectional shape when exposure apparatus focus (B + α) is set a2 Cross-sectional shape a1 B1 Cross-sectional shape at exposure apparatus focus (best focus) b2 Secondary electron signal waveform at cross-section shape b1 c1 Cross-sectional shape at exposure apparatus focus (B-β) setting c2 Cross-sectional shape Secondary electron signal waveform P1 prior exposure pattern cross-sectional shape P2 prior exposure pattern of the secondary electron signal waveform at 1
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 H01L 21/66 J Z 21/30 541Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/66 H01L 21/66 JZ 21/30 541Z
Claims (3)
2次電子信号波形を用いる半導体装置の検査方法であっ
て、基準形状を有する半導体装置から得られた2次電子
信号波形を基準波形情報として蓄積する工程と、評価す
る半導体装置から得られた2次電子信号波形を評価波形
情報として蓄積する工程と、前記基準波形情報に対して
前記評価波形情報の類似度を数値化して比較し、半導体
装置の形状の違いを判定する工程とを有することを特徴
とする半導体装置の検査方法。An inspection method of a semiconductor device using an electron beam scanned on a semiconductor device and using an obtained secondary electron signal waveform, wherein a reference is made to a secondary electron signal waveform obtained from a semiconductor device having a reference shape. Accumulating as waveform information, accumulating a secondary electron signal waveform obtained from the semiconductor device to be evaluated as evaluation waveform information, and quantifying the similarity of the evaluation waveform information with respect to the reference waveform information for comparison And a step of determining a difference in shape of the semiconductor device.
準となるパターンによる2次電子信号波形である基準波
形情報に対して、評価するパターンによる2次電子信号
波形である評価波形情報の類似度を数値化して比較し、
一定値以下の数値の場合はレジストを再生する判定を行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。2. In a resist pattern forming step, similarity between evaluation waveform information, which is a secondary electron signal waveform based on a pattern to be evaluated, and reference waveform information, which is a secondary electron signal waveform based on a reference pattern, is quantified. Compare
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: determining a reproduction of a resist when the value is equal to or less than a predetermined value.
電子信号波形の変化を蓄積する第1の工程と、先行露光
したパターンから得られた2次電子信号波形を前記第1
の工程の最も類似度の高い2次電子信号波形と認識する
第2の工程と、前記類似度の高い2次電子信号波形が得
られるパターンでのベストフォーカスからのずれ量を推
定し、前記ずれ量を本体露光のフォーカス補正にフィー
ドバックする第3の工程とを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。3. A first step of accumulating a change in a secondary electron signal waveform with respect to a focus change of an exposure device, and a step of converting a secondary electron signal waveform obtained from a previously exposed pattern into the first electron signal waveform.
A second step of recognizing a secondary electron signal waveform having the highest similarity in the step of; and estimating a shift amount from a best focus in a pattern in which the secondary electron signal waveform having the highest similarity is obtained; A third step of feeding back the amount to the focus correction of the main body exposure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10150998A JPH11345754A (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Inspection method for semiconductor device and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10150998A JPH11345754A (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Inspection method for semiconductor device and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11345754A true JPH11345754A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15509059
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10150998A Pending JPH11345754A (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Inspection method for semiconductor device and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11345754A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-06-01 JP JP10150998A patent/JPH11345754A/en active Pending
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