JPH11325877A - 測定誤差を減少させるための方法及び装置 - Google Patents
測定誤差を減少させるための方法及び装置Info
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- JPH11325877A JPH11325877A JP11089121A JP8912199A JPH11325877A JP H11325877 A JPH11325877 A JP H11325877A JP 11089121 A JP11089121 A JP 11089121A JP 8912199 A JP8912199 A JP 8912199A JP H11325877 A JPH11325877 A JP H11325877A
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- measurement
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- 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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/30—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度プロフィールを利用する検査装置におけ
る測定不確かさを減少させる。 【構成】 測定誤差を減少させるための方法は、表面形
状に関する強度プロフィールを提供するステップと、形
状の強度データと強度プロフィール上のスレッショール
ドとによって囲まれた強度プロフィールの領域のエリア
を計算するステップと、その領域の図心位置を決定する
ステップと、距離測定のための基準ポイントとして図心
位置を利用するステップを有する。測定誤差を減少させ
る装置に設けられた強度測定装置は、表面形状の位置の
関数として強度データを蓄積するメモリを有する。形状
の強度データと強度プロフィール上のスレッショールド
によって囲まれる強度プロフィールの領域のエリア及び
図心位置を決めるためコンピュータ又はプロセッサ及び
測定用装置は、距離測定のための基準ポイントとして図
心位置を利用する。
る測定不確かさを減少させる。 【構成】 測定誤差を減少させるための方法は、表面形
状に関する強度プロフィールを提供するステップと、形
状の強度データと強度プロフィール上のスレッショール
ドとによって囲まれた強度プロフィールの領域のエリア
を計算するステップと、その領域の図心位置を決定する
ステップと、距離測定のための基準ポイントとして図心
位置を利用するステップを有する。測定誤差を減少させ
る装置に設けられた強度測定装置は、表面形状の位置の
関数として強度データを蓄積するメモリを有する。形状
の強度データと強度プロフィール上のスレッショールド
によって囲まれる強度プロフィールの領域のエリア及び
図心位置を決めるためコンピュータ又はプロセッサ及び
測定用装置は、距離測定のための基準ポイントとして図
心位置を利用する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検査測定に、そし
てより特定すれば、測定誤差を減少させて検査測定を実
行するための方法及び装置に関する。
てより特定すれば、測定誤差を減少させて検査測定を実
行するための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オーバーレイ測定手法は製品、例えば集
積回路、の品質を決定するのに用いられてきた。特にオ
ーバーレイ測定手法は、例えば集積回路デバイスを規定
する、重大な形状の整列を決めるのに用いられている。
それらの形状の不整列は電気的なオープン又はショート
をもたらし、製品の機能を損なってしまう。集積回路
(IC)製品品質を確保するために、オーバーレイ測定
手法は高度な正確性と精度で行われる必要がある。標準
的には、オーバーレイの正確性と精度とは、最小パター
ン又は形状サイズの約3%である。例えば、150nm
の形状は±5nmのオーバーレイ正確性を必要とする。
測定不確かさへの主要な寄与を与えるのは、測定される
べき形状の依存状態である。小規模ICデバイスになる
に従い、重大な形状の正確な測定は、精密顕微鏡及びコ
ンピュータアルゴリズムのような計器に著しく依存す
る。顕微鏡からの正確な測定読み取りのためには、健全
な、そして意味のあるコンピュータアルゴリズムが必要
である。
積回路、の品質を決定するのに用いられてきた。特にオ
ーバーレイ測定手法は、例えば集積回路デバイスを規定
する、重大な形状の整列を決めるのに用いられている。
それらの形状の不整列は電気的なオープン又はショート
をもたらし、製品の機能を損なってしまう。集積回路
(IC)製品品質を確保するために、オーバーレイ測定
手法は高度な正確性と精度で行われる必要がある。標準
的には、オーバーレイの正確性と精度とは、最小パター
ン又は形状サイズの約3%である。例えば、150nm
の形状は±5nmのオーバーレイ正確性を必要とする。
測定不確かさへの主要な寄与を与えるのは、測定される
べき形状の依存状態である。小規模ICデバイスになる
に従い、重大な形状の正確な測定は、精密顕微鏡及びコ
ンピュータアルゴリズムのような計器に著しく依存す
る。顕微鏡からの正確な測定読み取りのためには、健全
な、そして意味のあるコンピュータアルゴリズムが必要
である。
【0003】ICデバイス(チップ)は半導体基板ウェ
ファ上に製造される。普通、ウェファは丸く、一方IC
チップは形状において長方形であり、そしてウェファ上
のグリッドに位置している。適切なマスク処理及び材料
デポジットを確実にするため、処理の間には、1つのレ
ベルのグリッドを監視し、そして引き続くレベルのそれ
に整列させることが必要である。このことは適切なチッ
プ機能を達成するのに必要である。
ファ上に製造される。普通、ウェファは丸く、一方IC
チップは形状において長方形であり、そしてウェファ上
のグリッドに位置している。適切なマスク処理及び材料
デポジットを確実にするため、処理の間には、1つのレ
ベルのグリッドを監視し、そして引き続くレベルのそれ
に整列させることが必要である。このことは適切なチッ
プ機能を達成するのに必要である。
【0004】レベルからレベルへの整列を監視し、そし
て維持するために、形状はチップパターン内に構築され
なくてはならず、チップパターンは顕微鏡によって観察
される。これらはオーバーレイ測定構造と呼ばれ、そし
て(整列するレベルとしての)ブリット及び(整列され
るべきレベルの)ターゲットを含んでいる。図1を参照
すると、標準的なオーバーレイ被測定構造10の平面図
が示されている。構造10は、表面下のトレンチ又はプ
ラトー16、及び表面より上の立ち上げ構造12のよう
な複数表面形状を含んでいる。各形状はエッジ14を有
している。このエッジは検査目的で形状間の距離を測定
するのに用いられる。図1に描かれている例は、ブリッ
トとしての構造12と、そしてターゲットとしてのトレ
ンチ構造16とを示している。構造10をさらに説明す
るために図2においては断面図が提示されている。
て維持するために、形状はチップパターン内に構築され
なくてはならず、チップパターンは顕微鏡によって観察
される。これらはオーバーレイ測定構造と呼ばれ、そし
て(整列するレベルとしての)ブリット及び(整列され
るべきレベルの)ターゲットを含んでいる。図1を参照
すると、標準的なオーバーレイ被測定構造10の平面図
が示されている。構造10は、表面下のトレンチ又はプ
ラトー16、及び表面より上の立ち上げ構造12のよう
な複数表面形状を含んでいる。各形状はエッジ14を有
している。このエッジは検査目的で形状間の距離を測定
するのに用いられる。図1に描かれている例は、ブリッ
トとしての構造12と、そしてターゲットとしてのトレ
ンチ構造16とを示している。構造10をさらに説明す
るために図2においては断面図が提示されている。
【0005】複数のエッジ14間を識別するために、そ
してそれによって中心線をマークするために、標準的に
は1つの光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡又は原子力顕微
鏡が用いられ、ここにおいては反射光又は電子が光セン
サ又は電子感応デバイスによって記録され、そして構造
の輝度プロフィールまたは強度プロフィール(intensit
y profile)が生成される(又は、原子顕微鏡の場合に
はスタイラスの振れが強度プロフィールを作り出すため
に用いられる)。図3は構造10(図1及び図2)を横
断する1つの方向(x又はy)において、ブリット及び
ターゲットを横切る強度プロフィールの1例を示してい
る。この例における測定の目的は、ブリット及びターゲ
ットマーク中心線間の距離を求めることであり、そして
それによって整列レベル(ブリット及びターゲット)間
の結果的な合わせ誤り(misregistration)ベクトルを
求めることである。
してそれによって中心線をマークするために、標準的に
は1つの光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡又は原子力顕微
鏡が用いられ、ここにおいては反射光又は電子が光セン
サ又は電子感応デバイスによって記録され、そして構造
の輝度プロフィールまたは強度プロフィール(intensit
y profile)が生成される(又は、原子顕微鏡の場合に
はスタイラスの振れが強度プロフィールを作り出すため
に用いられる)。図3は構造10(図1及び図2)を横
断する1つの方向(x又はy)において、ブリット及び
ターゲットを横切る強度プロフィールの1例を示してい
る。この例における測定の目的は、ブリット及びターゲ
ットマーク中心線間の距離を求めることであり、そして
それによって整列レベル(ブリット及びターゲット)間
の結果的な合わせ誤り(misregistration)ベクトルを
求めることである。
【0006】強度プロフィールは、強度の変化としてエ
ッジ14を表現する。例えば、傾斜した曲線18,2
0,22及び24は構造12(ブリット)に関するエッ
ジ14を表し、そして傾斜した曲線26,28,30及
び32はトレンチ構造16(ターゲット)に関するエッ
ジ14を表している。エッジは、構造強度プロフィール
から計算された第1導関数からの屈曲、又は最大、又は
最小のポイントとして数学的に規定される。ブリットの
エッジ対、つまり傾斜した曲線18と24、の間の中心
距離は、ターゲットのエッジ対、つまり傾斜した曲線2
6と32、の間の中心距離と比較され、x及びy方向に
おける合わせ誤り値を提供する。これらのエッジ対に関
しては、合わせ誤りは、 CLbullet_outer−CLtarget_outer として規定される。もしブリット及びターゲットの異な
るエッジ対、例えば傾斜した曲線20及び22が28及
び32に、比較されたならば、わずかに異なる合わせ誤
り値が結果として得られ、 CLbullet_outer−CLtarget_outer ≠CL
bullet_inner−CLtarget_inner となる。
ッジ14を表現する。例えば、傾斜した曲線18,2
0,22及び24は構造12(ブリット)に関するエッ
ジ14を表し、そして傾斜した曲線26,28,30及
び32はトレンチ構造16(ターゲット)に関するエッ
ジ14を表している。エッジは、構造強度プロフィール
から計算された第1導関数からの屈曲、又は最大、又は
最小のポイントとして数学的に規定される。ブリットの
エッジ対、つまり傾斜した曲線18と24、の間の中心
距離は、ターゲットのエッジ対、つまり傾斜した曲線2
6と32、の間の中心距離と比較され、x及びy方向に
おける合わせ誤り値を提供する。これらのエッジ対に関
しては、合わせ誤りは、 CLbullet_outer−CLtarget_outer として規定される。もしブリット及びターゲットの異な
るエッジ対、例えば傾斜した曲線20及び22が28及
び32に、比較されたならば、わずかに異なる合わせ誤
り値が結果として得られ、 CLbullet_outer−CLtarget_outer ≠CL
bullet_inner−CLtarget_inner となる。
【0007】もし非対称な信号が現れたならば、上に説
明された方法は不都合を有している。中心線を決めるの
に、もし異なるエッジ対が用いられるなら、異なる場所
が結果として得られる。これは、強度プロフィール信号
のエッジ傾斜変動によって生じる。強度プロフィール信
号は完全に対称であると言うわけではなく、そのことは
エッジの傾斜が、複数エッジ間で、そして複数エッジ対
の組間で、わずかに異なっていることを意味している。
この誤差は中心線シフトとして知られており、そして1
0nmσの程度であることが観察されている。
明された方法は不都合を有している。中心線を決めるの
に、もし異なるエッジ対が用いられるなら、異なる場所
が結果として得られる。これは、強度プロフィール信号
のエッジ傾斜変動によって生じる。強度プロフィール信
号は完全に対称であると言うわけではなく、そのことは
エッジの傾斜が、複数エッジ間で、そして複数エッジ対
の組間で、わずかに異なっていることを意味している。
この誤差は中心線シフトとして知られており、そして1
0nmσの程度であることが観察されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このため、強度プロフ
ィールを利用する検査装置における測定不確かさを減少
させる方法に関する必要性が存在する。
ィールを利用する検査装置における測定不確かさを減少
させる方法に関する必要性が存在する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による方法は、表
面形状に関する強度プロフィールを提供するステップ
と、形状の強度データと強度プロフィール上のスレッシ
ョールドとによって囲まれた強度プロフィールの領域の
エリアを計算するステップと、その領域の図心位置を決
定するステップと、そして距離測定のための基準ポイン
トとして図心位置を利用するステップとを含んでいる。
本発明による装置は、表面形状の強度差異を測定するた
めの強度測定装置を含んでいる。この強度測定装置は、
強度プロフィールを形成するために表面形状の位置の関
数として強度データを蓄積するための1つのメモリを有
している。形状の強度データと強度プロフィール上のス
レッショールドとによって囲まれる強度プロフィールの
領域のエリア及び図心位置を決めるためのコンピュータ
又はプロセッサ及び測定用装置は、距離測定のための基
準ポイントとして図心位置を利用する。
面形状に関する強度プロフィールを提供するステップ
と、形状の強度データと強度プロフィール上のスレッシ
ョールドとによって囲まれた強度プロフィールの領域の
エリアを計算するステップと、その領域の図心位置を決
定するステップと、そして距離測定のための基準ポイン
トとして図心位置を利用するステップとを含んでいる。
本発明による装置は、表面形状の強度差異を測定するた
めの強度測定装置を含んでいる。この強度測定装置は、
強度プロフィールを形成するために表面形状の位置の関
数として強度データを蓄積するための1つのメモリを有
している。形状の強度データと強度プロフィール上のス
レッショールドとによって囲まれる強度プロフィールの
領域のエリア及び図心位置を決めるためのコンピュータ
又はプロセッサ及び測定用装置は、距離測定のための基
準ポイントとして図心位置を利用する。
【0010】
【発明の実施の形態】測定誤差を減少させるための方法
は、表面形状に関する強度プロフィールを提供するステ
ップと、形状の強度データによって囲まれた強度プロフ
ィールの領域のエリアと強度プロフィール上のスレッシ
ョールドを計算するステップと、領域の図心位置を決め
るステップと、そして図心位置を距離測定のための基準
ポイントとして利用するステップとを含んでいる。
は、表面形状に関する強度プロフィールを提供するステ
ップと、形状の強度データによって囲まれた強度プロフ
ィールの領域のエリアと強度プロフィール上のスレッシ
ョールドを計算するステップと、領域の図心位置を決め
るステップと、そして図心位置を距離測定のための基準
ポイントとして利用するステップとを含んでいる。
【0011】測定誤差を減少させるための別の方法にお
いては、強度プロフィールを提供するステップがさら
に、表面形状を照射するための1つのエネルギー源を提
供するステップと、そして表面形状から反射された放射
の強度を測定することにより強度データを収集するステ
ップとを含むことができる。強度プロフィールを提供す
るステップがさらに、強度差異を求めるために表面形状
を走査するステップと、そして表面形状を横断して強度
データを収集するステップとを含むこともできる。測定
品質を評価するために、2つ又はそれ以上の表面形状の
図心位置と強度プロフィールエリアとを利用するステッ
プが含まれることもできる。より良く規定された強度プ
ロフィールを提供するために、焦点を調節するステップ
を含むこともでき、それによってさらに減少された測定
誤差を得ることができる。エリアを計算するステップが
さらに、反復する数値的積分アルゴリズムを含むことも
できる。
いては、強度プロフィールを提供するステップがさら
に、表面形状を照射するための1つのエネルギー源を提
供するステップと、そして表面形状から反射された放射
の強度を測定することにより強度データを収集するステ
ップとを含むことができる。強度プロフィールを提供す
るステップがさらに、強度差異を求めるために表面形状
を走査するステップと、そして表面形状を横断して強度
データを収集するステップとを含むこともできる。測定
品質を評価するために、2つ又はそれ以上の表面形状の
図心位置と強度プロフィールエリアとを利用するステッ
プが含まれることもできる。より良く規定された強度プ
ロフィールを提供するために、焦点を調節するステップ
を含むこともでき、それによってさらに減少された測定
誤差を得ることができる。エリアを計算するステップが
さらに、反復する数値的積分アルゴリズムを含むことも
できる。
【0012】処理ステップ間の基準位置に関する測定不
確かさを減少させるための方法は、第1処理ステップの
形状の第1の組に関する、そして第2処理ステップの形
状の第2の組に関する強度プロフィールを提供するステ
ップと、形状の強度データによって囲まれた強度プロフ
ィールの領域に関するエリアと、そして強度プロフィー
ル上のスレッショールドとを計算するステップと、領域
に関する図心位置を決めるステップと、第1基準位置を
決めるために、複数形状の第1の組からの複数図心位置
を比較するステップと、第2基準位置を決めるために、
複数形状の第2の組からの複数図心位置を比較するステ
ップと、そして複数形状の第1及び第2の組間の合わせ
誤りを決めるために、第1及び第2基準位置間の差異を
評価するステップとを含んでいる。
確かさを減少させるための方法は、第1処理ステップの
形状の第1の組に関する、そして第2処理ステップの形
状の第2の組に関する強度プロフィールを提供するステ
ップと、形状の強度データによって囲まれた強度プロフ
ィールの領域に関するエリアと、そして強度プロフィー
ル上のスレッショールドとを計算するステップと、領域
に関する図心位置を決めるステップと、第1基準位置を
決めるために、複数形状の第1の組からの複数図心位置
を比較するステップと、第2基準位置を決めるために、
複数形状の第2の組からの複数図心位置を比較するステ
ップと、そして複数形状の第1及び第2の組間の合わせ
誤りを決めるために、第1及び第2基準位置間の差異を
評価するステップとを含んでいる。
【0013】処理ステップ間の基準位置に関する測定不
確かさを減少させるための別の方法においては、強度プ
ロフィールを提供するステップがさらに、形状を照射す
るための1つのエネルギー源を提供するステップと、そ
して形状から反射された放射の強度を測定することによ
って、強度データを収集するステップとを含むことがで
きる。強度プロフィールを提供するステップはさらに、
強度差異を決定するために表面形状を走査するステップ
と、そして表面形状を横切る強度データを収集するステ
ップとを含むことができる。測定品質を評価するため
に、2つ又はそれ以上の表面形状の図心位置及び強度プ
ロフィールエリアを利用するステップを含むこともでき
る。この方法はさらに、より良く規定された強度プロフ
ィールを提供するために焦点を調節するステップを含む
ことができ、それによってさらに減少された測定誤差を
提供することができる。エリアを計算するステップはさ
らに、反復する数値的積分アルゴリズムを含むことがで
きる。第1及び第2基準位置は、複数形状の各組の間の
中心線であることができる。第1及び第2基準位置は、
複数形状の組の間のポイントであることができる。複数
形状の第1の組は実質的に、第1中心点に関して対称で
あることができ、そして複数形状の第2の組は実質的
に、第2中心点に関して対称であることができ、そして
この方法はさらに、第1及び第2中心ポイント間の合わ
せ誤りを測定するステップを含むことができる。
確かさを減少させるための別の方法においては、強度プ
ロフィールを提供するステップがさらに、形状を照射す
るための1つのエネルギー源を提供するステップと、そ
して形状から反射された放射の強度を測定することによ
って、強度データを収集するステップとを含むことがで
きる。強度プロフィールを提供するステップはさらに、
強度差異を決定するために表面形状を走査するステップ
と、そして表面形状を横切る強度データを収集するステ
ップとを含むことができる。測定品質を評価するため
に、2つ又はそれ以上の表面形状の図心位置及び強度プ
ロフィールエリアを利用するステップを含むこともでき
る。この方法はさらに、より良く規定された強度プロフ
ィールを提供するために焦点を調節するステップを含む
ことができ、それによってさらに減少された測定誤差を
提供することができる。エリアを計算するステップはさ
らに、反復する数値的積分アルゴリズムを含むことがで
きる。第1及び第2基準位置は、複数形状の各組の間の
中心線であることができる。第1及び第2基準位置は、
複数形状の組の間のポイントであることができる。複数
形状の第1の組は実質的に、第1中心点に関して対称で
あることができ、そして複数形状の第2の組は実質的
に、第2中心点に関して対称であることができ、そして
この方法はさらに、第1及び第2中心ポイント間の合わ
せ誤りを測定するステップを含むことができる。
【0014】測定誤差を減少させるための装置は、複数
表面形状の強度差異を測定するための強度測定装置を含
み、この強度測定装置は表面形状の位置の関数としての
強度データを蓄積するメモリと、形状の強度データによ
って囲まれている強度プロフィールの領域のエリア及び
図心位置を、そして強度プロフィール上のスレッショー
ルドを決めるための計算装置と、そして距離測定のため
の基準ポイントとして図心位置を利用するための測定装
置とを有している。
表面形状の強度差異を測定するための強度測定装置を含
み、この強度測定装置は表面形状の位置の関数としての
強度データを蓄積するメモリと、形状の強度データによ
って囲まれている強度プロフィールの領域のエリア及び
図心位置を、そして強度プロフィール上のスレッショー
ルドを決めるための計算装置と、そして距離測定のため
の基準ポイントとして図心位置を利用するための測定装
置とを有している。
【0015】別の実施例においては、強度測定装置は、
表面形状を照射するための、そして表面形状から反射さ
れた放射の強度を測定することによって強度データを収
集するための、1つのエネルギー源を含むことができ
る。計算装置は1つのプロセッサを含むことができる。
表面形状は半導体ウェファ上に位置決めされることがで
きる。測定用装置は1つの光学顕微鏡を含むことができ
る。強度測定装置は1つの光センサを含むことができ
る。測定用装置は1つの走査型電子顕微鏡を含むことも
できる。強度測定装置は1つの電子センサを含むことが
できる。測定装置は原子力顕微鏡であることもできる。
表面形状を照射するための、そして表面形状から反射さ
れた放射の強度を測定することによって強度データを収
集するための、1つのエネルギー源を含むことができ
る。計算装置は1つのプロセッサを含むことができる。
表面形状は半導体ウェファ上に位置決めされることがで
きる。測定用装置は1つの光学顕微鏡を含むことができ
る。強度測定装置は1つの光センサを含むことができ
る。測定用装置は1つの走査型電子顕微鏡を含むことも
できる。強度測定装置は1つの電子センサを含むことが
できる。測定装置は原子力顕微鏡であることもできる。
【0016】
【実施例】本発明は添付図面を参照しながら行われる、
以下の望ましい実施例の詳細な説明によって開示され
る。
以下の望ましい実施例の詳細な説明によって開示され
る。
【0017】本発明は検査測定に、そしてより特定すれ
ば減少された測定誤差で検査測定を実施するための方法
及び装置に関する。強度プロフィールを用いた検査装置
のための測定不確かさを減少させるための方法は、強度
プロフィールの領域に関する図心を決めることを含んで
いる。ウェファ表面を横切る走査によって記録された強
度データが記録され、そしてプロットされる。ベースラ
インより下の領域が選択され、そしてその領域に関する
エリア及び図心が計算される。次に、各領域に関する図
心が中心線マークを決めるために使用される。図心手法
を基に、エッジ傾斜変動が平均化されて、それによる影
響が減少される。本発明の以下の説明される実施例にお
いては、デカルト座標系を基にした図面が参照される。
この座標系はx,y及びz方向によって規定される。各
方向は任意に割り当てられるものであり、当業技術者は
それらの指定が他に代替できることを理解している。
ば減少された測定誤差で検査測定を実施するための方法
及び装置に関する。強度プロフィールを用いた検査装置
のための測定不確かさを減少させるための方法は、強度
プロフィールの領域に関する図心を決めることを含んで
いる。ウェファ表面を横切る走査によって記録された強
度データが記録され、そしてプロットされる。ベースラ
インより下の領域が選択され、そしてその領域に関する
エリア及び図心が計算される。次に、各領域に関する図
心が中心線マークを決めるために使用される。図心手法
を基に、エッジ傾斜変動が平均化されて、それによる影
響が減少される。本発明の以下の説明される実施例にお
いては、デカルト座標系を基にした図面が参照される。
この座標系はx,y及びz方向によって規定される。各
方向は任意に割り当てられるものであり、当業技術者は
それらの指定が他に代替できることを理解している。
【0018】いくつかの図面において同様な参照番号は
類似の、又は同等の素子を識別している図面を特に詳細
に参照すると、図4は図1及び図2のレジスト構造12
及びトレンチ構造16を横切る走査の強度プロフィール
である。エッジ傾斜60から67は各エッジ傾斜曲線に
沿った変動を示している。エッジ傾斜曲線は、表面形状
による強度における変化を表している。強度におけるこ
の変化はベースライン又はスレッショールド強度68に
相対的である。
類似の、又は同等の素子を識別している図面を特に詳細
に参照すると、図4は図1及び図2のレジスト構造12
及びトレンチ構造16を横切る走査の強度プロフィール
である。エッジ傾斜60から67は各エッジ傾斜曲線に
沿った変動を示している。エッジ傾斜曲線は、表面形状
による強度における変化を表している。強度におけるこ
の変化はベースライン又はスレッショールド強度68に
相対的である。
【0019】図5を参照すると、エッジ傾斜60から6
7による領域70から73が描写されている。領域70
から73は各領域にわたって広がるスレッショールド6
8(破線)によって囲まれている。強度プロフィールは
x(又はy)及びz座標(デカルト法)にプロットされ
ているので、あるいはそれに変換されているので、本発
明による技術は、領域70から73に関するエリアを計
算するのに用いられる。1つの実施例においては、例え
ば当業技術において知られているような、ニュートン法
による、反復的な数値積分が用いられる。他の方法で
は、これもまた当業技術において知られている台形法則
によってエリアが計算される。一般的には、エリアAは
以下のように計算される。
7による領域70から73が描写されている。領域70
から73は各領域にわたって広がるスレッショールド6
8(破線)によって囲まれている。強度プロフィールは
x(又はy)及びz座標(デカルト法)にプロットされ
ているので、あるいはそれに変換されているので、本発
明による技術は、領域70から73に関するエリアを計
算するのに用いられる。1つの実施例においては、例え
ば当業技術において知られているような、ニュートン法
による、反復的な数値積分が用いられる。他の方法で
は、これもまた当業技術において知られている台形法則
によってエリアが計算される。一般的には、エリアAは
以下のように計算される。
【0020】
【数1】
【0021】ここにおいて、a及びbは選択されたデー
タの限界であり、図5における領域70に関して説明的
に示されているような、プロフィール上のスレッショー
ルドである。そしてf(x)は、横座標値(x又はy
値)が与えられたときの強度プロフィールの領域の境界
上の座標(この場合z値)の値をもたらす関数である。
選択されたデータは測定された強度に関する基準ポイン
トであり、そして約0であることが望ましい。このスレ
ッショールドはまた、最大強度のセット値としても選択
される。1つの実施例においては、このスレッショール
ドはエネルギー源から出力される最大強度の約90%と
なるように選択される。他のスレッショールド値もまた
用途に依存して、有益である。スレッショールド値は本
発明が最適に実行できるように選択される。例えば、ス
レッショールド値は、特定用途に関して最適結果を発生
させるよう積分される望ましい領域を規定するような、
ユーザの特定セッティングに従って選択することができ
る。強度プロフィールはデータ及び、前もって決められ
た基準に従って選択できるスレッショールド間で発現さ
れる。
タの限界であり、図5における領域70に関して説明的
に示されているような、プロフィール上のスレッショー
ルドである。そしてf(x)は、横座標値(x又はy
値)が与えられたときの強度プロフィールの領域の境界
上の座標(この場合z値)の値をもたらす関数である。
選択されたデータは測定された強度に関する基準ポイン
トであり、そして約0であることが望ましい。このスレ
ッショールドはまた、最大強度のセット値としても選択
される。1つの実施例においては、このスレッショール
ドはエネルギー源から出力される最大強度の約90%と
なるように選択される。他のスレッショールド値もまた
用途に依存して、有益である。スレッショールド値は本
発明が最適に実行できるように選択される。例えば、ス
レッショールド値は、特定用途に関して最適結果を発生
させるよう積分される望ましい領域を規定するような、
ユーザの特定セッティングに従って選択することができ
る。強度プロフィールはデータ及び、前もって決められ
た基準に従って選択できるスレッショールド間で発現さ
れる。
【0022】図6を参照すると、領域70から73に関
するエリアは上で計算され、そして各領域に関する図心
を決めるのに用いることができる。各領域に関する図心
は以下のように計算される。デカルト座標においては、
図心のx(又はy)及びzコンポーネントはx’(又は
y’)及びz’で表され、以下の等式に従って計算され
る。
するエリアは上で計算され、そして各領域に関する図心
を決めるのに用いることができる。各領域に関する図心
は以下のように計算される。デカルト座標においては、
図心のx(又はy)及びzコンポーネントはx’(又は
y’)及びz’で表され、以下の等式に従って計算され
る。
【0023】
【数2】
【0024】ここで、Aは領域Rのエリアであり、x及
びzはエリアdAの各特異ピースそれぞれの座標であ
る。図心座標は、測定診断のための各領域に関する中心
線シフトを求めるのに用いることができる。デカンと座
標が示されてはいるが、他の座標系もまた考慮すること
もできる。図心のzコンポーネントであるz’もまた、
上のように計算でき、そして下に説明されるように測定
の品質を決めるのに用いることができる。
びzはエリアdAの各特異ピースそれぞれの座標であ
る。図心座標は、測定診断のための各領域に関する中心
線シフトを求めるのに用いることができる。デカンと座
標が示されてはいるが、他の座標系もまた考慮すること
もできる。図心のzコンポーネントであるz’もまた、
上のように計算でき、そして下に説明されるように測定
の品質を決めるのに用いることができる。
【0025】図心80から83は、強度プロフィール上
における形状の位置を表すのに用いられる。この方法に
よって、エッジ傾斜データの変動が最小とされ、そして
より良い基準位置が備えられる。
における形状の位置を表すのに用いられる。この方法に
よって、エッジ傾斜データの変動が最小とされ、そして
より良い基準位置が備えられる。
【0026】図7を参照すると、図心80から83が、
ターゲットの図心(この例においては、図心位置81及
び82)を基にして第1マーク中心線CL1を決めるた
めに比較される。第2マーク中心線CL2は、ブリット
の図心(この例においては、図心位置81及び82)を
基にして計算される。CL1及びCL2は、直接的に比較
されるか、又は他の基準ポイントと組み合わせられるか
して、形状又は形状パターン間の合わせ誤りが決められ
る。
ターゲットの図心(この例においては、図心位置81及
び82)を基にして第1マーク中心線CL1を決めるた
めに比較される。第2マーク中心線CL2は、ブリット
の図心(この例においては、図心位置81及び82)を
基にして計算される。CL1及びCL2は、直接的に比較
されるか、又は他の基準ポイントと組み合わせられるか
して、形状又は形状パターン間の合わせ誤りが決められ
る。
【0027】図8を参照すると、第1及び第2マーク中
心線CL1及びCL2が、第1マーク中心C1において交
差する別の対称線に沿って発生されており、そして第2
マーク中心線CL2は外側マーク中心C2において交差す
るように発生されている。次に、第1及び第2マーク中
心C1及びC2は比較され、オーバーレイ合わせ誤り(タ
ーゲットに対するブリット、すなわちC1に対するC2)
の量が求められる。さらに正確なマーク中心位置は各領
域に関して計算された図心を使用することによって備え
られる。この方法においては、エッジ傾斜変動は回避さ
れる。本発明の方法は、1つのデータ及びスレッショー
ルドを選択する、そしてマーク図心を基に中心線を計算
する能力をもって、1つの一定スレッショールドに制限
されることなく実行されるべき単独中心決定を可能とす
る。一般的な方法において生じる中心線シフト誤差は1
nm以内に減少させることが可能である。
心線CL1及びCL2が、第1マーク中心C1において交
差する別の対称線に沿って発生されており、そして第2
マーク中心線CL2は外側マーク中心C2において交差す
るように発生されている。次に、第1及び第2マーク中
心C1及びC2は比較され、オーバーレイ合わせ誤り(タ
ーゲットに対するブリット、すなわちC1に対するC2)
の量が求められる。さらに正確なマーク中心位置は各領
域に関して計算された図心を使用することによって備え
られる。この方法においては、エッジ傾斜変動は回避さ
れる。本発明の方法は、1つのデータ及びスレッショー
ルドを選択する、そしてマーク図心を基に中心線を計算
する能力をもって、1つの一定スレッショールドに制限
されることなく実行されるべき単独中心決定を可能とす
る。一般的な方法において生じる中心線シフト誤差は1
nm以内に減少させることが可能である。
【0028】図9を参照すると、測定用装置100は、
測定されるべき構造106を位置決めするためのステー
ジ104を有している、走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡
又は原子力顕微鏡のような顕微鏡102を含んでいる。
エネルギー源108は構造106を照射する。光感応デ
バイス又は電子感応デバイス109は反射された強度を
収集し、そしてデータを蓄積装置110内に蓄積する。
反対に(示されていない)スタイラスの歪みが強度プロ
フィールを発現させるのに用いられ、そして歪みデータ
が蓄積装置110内に蓄積される。プロセッサ112は
本発明によってデータ上の計算を実行するのに用いられ
る。モニタ114もまた含まれ、動作中の構造106の
リアルタイム観察が行われる。
測定されるべき構造106を位置決めするためのステー
ジ104を有している、走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡
又は原子力顕微鏡のような顕微鏡102を含んでいる。
エネルギー源108は構造106を照射する。光感応デ
バイス又は電子感応デバイス109は反射された強度を
収集し、そしてデータを蓄積装置110内に蓄積する。
反対に(示されていない)スタイラスの歪みが強度プロ
フィールを発現させるのに用いられ、そして歪みデータ
が蓄積装置110内に蓄積される。プロセッサ112は
本発明によってデータ上の計算を実行するのに用いられ
る。モニタ114もまた含まれ、動作中の構造106の
リアルタイム観察が行われる。
【0029】各領域の図心は、測定用装置へのツール調
節によって最適化される。例えば、単独比較は走査用ス
ルーフォーカスによって実行される。もし、例えばウェ
ファがステージ104上に置かれ、そして顕微鏡102
の焦点によって決められるような等焦点面の外側を移動
すると、強度プロフィールのための、より対称的な信号
を得ることができる。この方法においては、表面形状の
より良い焦点が得られる。このことは、ステージ104
がz方向に走査されることが可能なら、達成される。こ
の方法は、第1測定を反復させることによって行われ
る。次に、顕微鏡102の焦点を変化させるよう焦点制
御116(図9)への調節が行われる。第2測定が行わ
れ、そして第1測定に対しての品質が評価される。もし
改善が認められるなら、さらに反復が行われ、より測定
を洗練させる。もし改善が認められないならば、測定の
品質を改善させるためにさらに調節が行われる。測定の
品質を決定する1つの基準は、上に説明したようにz’
を計算することである。z’は図心のzコンポーネント
であり、そして図6においてH’によって表されてい
る。H1及びH2は、2つのブリットに関して、又は代替
的に2つのターゲットに関して決められ、そしてデータ
に対して測定される。対称性は領域のエリア及び、H1
及びH2の値から推測されるという事実によって、H1及
びH2の値が近ければ近いほど、測定の品質は良好であ
る。合わせ測定は改善された測定が得られた後に行われ
る。さらに別の望ましい方法においては、最適図心位置
を計算することによって、図心が最適位置にまで調節さ
れる。そして上に説明された品質決定方法によって調節
されるなら、すなわちH1及びH2の値が近いほど、測定
の品質は良好となる。
節によって最適化される。例えば、単独比較は走査用ス
ルーフォーカスによって実行される。もし、例えばウェ
ファがステージ104上に置かれ、そして顕微鏡102
の焦点によって決められるような等焦点面の外側を移動
すると、強度プロフィールのための、より対称的な信号
を得ることができる。この方法においては、表面形状の
より良い焦点が得られる。このことは、ステージ104
がz方向に走査されることが可能なら、達成される。こ
の方法は、第1測定を反復させることによって行われ
る。次に、顕微鏡102の焦点を変化させるよう焦点制
御116(図9)への調節が行われる。第2測定が行わ
れ、そして第1測定に対しての品質が評価される。もし
改善が認められるなら、さらに反復が行われ、より測定
を洗練させる。もし改善が認められないならば、測定の
品質を改善させるためにさらに調節が行われる。測定の
品質を決定する1つの基準は、上に説明したようにz’
を計算することである。z’は図心のzコンポーネント
であり、そして図6においてH’によって表されてい
る。H1及びH2は、2つのブリットに関して、又は代替
的に2つのターゲットに関して決められ、そしてデータ
に対して測定される。対称性は領域のエリア及び、H1
及びH2の値から推測されるという事実によって、H1及
びH2の値が近ければ近いほど、測定の品質は良好であ
る。合わせ測定は改善された測定が得られた後に行われ
る。さらに別の望ましい方法においては、最適図心位置
を計算することによって、図心が最適位置にまで調節さ
れる。そして上に説明された品質決定方法によって調節
されるなら、すなわちH1及びH2の値が近いほど、測定
の品質は良好となる。
【0030】検査測定のための測定誤差を減少させるた
めの、説明用の(説明を意図したもので、制限的ではな
い)実施例が説明された後には、上の開示の理解によっ
て当業技術者には変更や変化を行うことが可能であるこ
とが指摘される。そのため、添付される請求範囲によっ
て概説されるような本発明の範囲及び精神の中にある、
開示された発明の特定の実施例については変化されうる
ことを理解すべきである。こうして、詳細に説明され
た、そして特許法によって特に要求されている請求の範
囲及び特許証によって保護されることが必要な本発明
は、添付されている特許請求の範囲において明らかにさ
れている。
めの、説明用の(説明を意図したもので、制限的ではな
い)実施例が説明された後には、上の開示の理解によっ
て当業技術者には変更や変化を行うことが可能であるこ
とが指摘される。そのため、添付される請求範囲によっ
て概説されるような本発明の範囲及び精神の中にある、
開示された発明の特定の実施例については変化されうる
ことを理解すべきである。こうして、詳細に説明され
た、そして特許法によって特に要求されている請求の範
囲及び特許証によって保護されることが必要な本発明
は、添付されている特許請求の範囲において明らかにさ
れている。
【図1】測定されるべき構造の平面図である。
【図2】図1の構造の断面図である。
【図3】図1の構造を横断する、反射された光又は電子
の検出によって発生された強度プロフィールの1つのプ
ロット図である。
の検出によって発生された強度プロフィールの1つのプ
ロット図である。
【図4】図1及び図2に示されたトレンチ構造の強度プ
ロフィールの別のプロット図である。
ロフィールの別のプロット図である。
【図5】エリア計算境界を示す、図4の強度プロフィー
ルの1つのプロット図である。
ルの1つのプロット図である。
【図6】図心位置を示す、図4の強度プロフィールの1
つのプロット図である。
つのプロット図である。
【図7】図6の図心位置を用いて求められた中心線を示
す、図4の強度プロフィールの1つのプロット図であ
る。
す、図4の強度プロフィールの1つのプロット図であ
る。
【図8】本発明による中心線と基準ポイントとを有す
る、図1に示された構造の平面図である。
る、図1に示された構造の平面図である。
【図9】本発明による測定用装置のブロック図である。
【符号の説明】 10 オーバーレイ被測定構造 12 立ち上げ構造 14 エッジ 16 トレンチ又はプラトー 18〜24 ブリットのエッジを表す曲線 26〜32 トレンチのエッジを表す曲線 60〜67 エッジ傾斜 68 スレッショールド強度 70〜73 領域 80〜83 図心 100 測定用装置 102 顕微鏡 104 ステージ 106 測定されるべき構造 108 エネルギー源 109 光感応デバイス又は電子感応デバイス 110 蓄積装置 112 プロセッサ 114 モニタ 116 焦点制御
フロントページの続き (72)発明者 クリストファー ジェイ ガウルド アメリカ合衆国 ニューヨーク スタンフ ォードヴィル ヒックズ ヒル ロード 386 (72)発明者 ドナルド シー ウィーラー アメリカ合衆国 ニューヨーク ビーコン ステアリング ストリート 58
Claims (23)
- 【請求項1】 測定誤差を減少させるための方法におい
て、 表面形状に関する強度プロフィールを提供するステップ
と、 形状の強度データと強度プロフィール上のスレッショー
ルドとによって囲まれる強度プロフィールの領域を計算
するステップと、 その領域の図心位置を決めるステップと、 測定用距離に関する基準ポイントとして、図心位置を利
用するステップとを含む、ことを特徴とする測定誤差を
減少させるための方法。 - 【請求項2】 強度プロフィールを提供するステップが
さらに、 強度差異を決めるために表面形状を走査するステップ
と、 その表面形状を横断する強度データを収集するステップ
とを含む、請求項1記載の測定誤差を減少させるための
方法。 - 【請求項3】 さらに良好に規定された強度プロフィー
ルを提供するために焦点を調節するステップをさらに含
み、 それによって減少された測定誤差を提供する、請求項1
記載の測定誤差を減少させるための方法。 - 【請求項4】 測定品質を評価するために、2つ又はそ
れ以上の表面形状の図心位置と、そして強度プロフィー
ルエリアとを利用するステップをさらに含む、請求項1
記載の測定誤差を減少させるための方法。 - 【請求項5】 エリアを計算するステップがさらに、反
復性の数値積分アルゴリズムを含む、請求項1記載の測
定誤差を減少させるための方法。 - 【請求項6】 複数処理ステップ間の複数基準位置に関
する測定不確かさを減少させるための方法において、 第1処理ステップの形状の第1の組に関する、そして第
2処理ステップの形状の第2のに関する、強度プロフィ
ールを提供するステップと、 形状の強度データと、強度プロフィール上のスレッショ
ールドとによって囲まれる強度プロフィールの領域に関
するエリアを計算するステップと、 その領域に関する図心位置を決めるステップと、 第1基準位置を決めるために、複数形状の第1の組から
の複数図心位置を比較するステップと、 第2基準位置を決めるために、複数形状の第2の組から
の複数図心位置を比較するステップと、 複数形状の第1及び第2の組の間の合わせ誤りを決める
ために、第1及び第2基準位置間の差異を評価するステ
ップとを含む、ことを特徴とする複数処理ステップ間の
複数基準位置に関する測定不確かさを減少させるための
方法。 - 【請求項7】 強度プロフィールを提供するステップが
さらに、 形状を照射するためのエネルギー源を提供するステップ
と、 形状から反射された放射の強度を測定することによって
強度データを収集するステップとを含む、請求項6記載
の、複数処理ステップ間の複数基準位置に関する測定不
確かさを減少させるための方法。 - 【請求項8】 強度プロフィールを提供するステップが
さらに、 強度差異を決めるために形状を走査するステップと、 形状を横断する強度データを収集するステップとを含
む、請求項6記載の、複数処理ステップ間の複数基準位
置に関する測定不確かさを減少させるための方法。 - 【請求項9】 さらに良好に規定された強度プロフィー
ルを提供するために焦点を調節するステップをさらに含
み、 それによって、減少された測定誤差を提供する、請求項
6記載の、複数処理ステップ間の複数基準位置に関する
測定不確かさを減少させるための方法。 - 【請求項10】 エリアを計算するステップが、反復性
の数値積分アルゴリズムをさらに含む、請求項6記載
の、複数処理ステップ間の複数基準位置に関する測定不
確かさを減少させるための方法。 - 【請求項11】 測定品質を評価するために、2つ又は
それ以上の形状の図心位置及び強度プロフィールエリア
を用いる、請求項6記載の、複数処理ステップ間の複数
基準位置に関する測定不確かさを減少させるための方
法。 - 【請求項12】 第1及び第2基準位置が、複数形状の
各組間の中心線である、請求項6記載の、複数処理ステ
ップ間の複数基準位置に関する測定不確かさを減少させ
るための方法。 - 【請求項13】 第1及び第2基準位置が、複数形状の
各組間のポイントである、請求項6記載の、複数処理ス
テップ間の複数基準位置に関する測定不確かさを減少さ
せるための方法。 - 【請求項14】 複数形状の第1の組が第1中心ポイン
トに関して実質的に対称であり、 複数形状の第2の組が第2中心ポイントに関して実質的
に対称であり、 さらに第1及び第2中心ポイント間の合わせ誤りを測定
するステップを含む、請求項6記載の、複数処理ステッ
プ間の複数基準位置に関する測定不確かさを減少させる
ための方法。 - 【請求項15】 測定誤差を減少させるための装置にお
いて、 複数表面形状の強度差異を測定するための1つの強度測
定装置を含み、 強度測定装置は、強度プロフィールを形成するために、
表面形状の位置の関数として強度データを蓄積する1つ
のメモリを有し、 複数形状の強度データと強度プロフィール上のスレッシ
ョールドとに囲まれた強度プロフィールの複数領域の複
数エリアと複数図心位置とを決めるための計算用装置
と、 距離測定のための基準ポイントとして図心位置を利用す
る1つの測定用装置とを含む、ことを特徴とする測定誤
差を減少させるための装置。 - 【請求項16】 強度測定装置が、表面形状を照射し、
そして表面形状から反射された放射の強度を測定するこ
とによって強度データを収集するための1つのエネルギ
ー源を含む、請求項15記載の、測定誤差を減少させる
ための装置。 - 【請求項17】 計算用装置がプロセッサを含む、請求
項15記載の、測定誤差を減少させるための装置。 - 【請求項18】 測定用装置が光学顕微鏡を含む、請求
項15記載の、測定誤差を減少させるための装置。 - 【請求項19】 強度測定装置が光センサを含む、請求
項18記載の、測定誤差を減少させるための装置。 - 【請求項20】 表面形状が半導体ウェファ上に設けら
れている、請求項15記載の、測定誤差を減少させるた
めの装置。 - 【請求項21】 測定用装置が走査型電子顕微鏡を含
む、請求項15記載の、測定誤差を減少させるための装
置。 - 【請求項22】 強度測定装置が電子センサを含む、請
求項18記載の、測定誤差を減少させるための装置。 - 【請求項23】 測定用装置が原子力顕微鏡を含む、請
求項15記載の、測定誤差を減少させるための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5228298A | 1998-03-31 | 1998-03-31 | |
| US09/052282 | 1998-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325877A true JPH11325877A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=21976580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11089121A Withdrawn JPH11325877A (ja) | 1998-03-31 | 1999-03-30 | 測定誤差を減少させるための方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0947828B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11325877A (ja) |
| KR (1) | KR19990078430A (ja) |
| CN (1) | CN1238461A (ja) |
| DE (1) | DE69933726T2 (ja) |
| TW (1) | TW414992B (ja) |
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| CN112631090A (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-09 | 长鑫存储技术有限公司 | 套刻标记和套刻误差测试方法 |
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-
1999
- 1999-03-30 JP JP11089121A patent/JPH11325877A/ja not_active Withdrawn
- 1999-03-31 CN CN99104625A patent/CN1238461A/zh active Pending
- 1999-03-31 KR KR1019990011140A patent/KR19990078430A/ko not_active Withdrawn
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