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KR102906001B1 - 처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치 - Google Patents

처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치

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KR102906001B1
KR102906001B1 KR1020230041130A KR20230041130A KR102906001B1 KR 102906001 B1 KR102906001 B1 KR 102906001B1 KR 1020230041130 A KR1020230041130 A KR 1020230041130A KR 20230041130 A KR20230041130 A KR 20230041130A KR 102906001 B1 KR102906001 B1 KR 102906001B1
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게이 사까이
사또루 야마구찌
준이찌 가꾸따
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주식회사 히타치하이테크
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Abstract

이너 스페이서와 이너 스페이서 사이와 같은 홈 또는 구멍의 화상으로부터, 홈이나 구멍 내에 성장한 에피택셜층의 성장 정도 또는 결함의 유무를 판정하는 것을 목적으로 한, 처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치를 제안한다.
컴퓨터 시스템을 구비한 처리 시스템에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은, 복수의 구조체의 사이의 층에 전자 빔을 조사함으로써 얻어진, 상기 층에 관한 2차원 평면 상의 일방향에 따른 신호 프로파일로부터, 상기 층에 관한 거리 및 휘도값을 산출하고, 상기 거리 및 상기 휘도값에 기초하여, 상기 층의 상태를 판정 또는 출력한다.

Description

처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치{PROCESSING SYSTEM AND CHARGED PARTICLE BEAM APPARATUS}
본 발명은, 처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스는 미세화가 진행되고, 그것에 수반하여 에피택셜 성장의 프로세스 윈도우도 좁아지고 있다. 그것에 수반하여, 에피택셜층을 채워서 배치할 때에 에피택셜층끼리가 결합하지 않도록 하기 위해 이너 스페이서가 사용되고 있다. 한편, 반도체 디바이스의 제조 프로세스를 관리하기 위해, 주사 전자 현미경 등의 하전 입자 빔 장치가 사용되고 있다. 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)은, 집속한 전자 빔을 미세 패턴 상에서 주사함으로써, 패턴의 화상이나 신호 파형을 취득하는 장치이며, 미세한 패턴의 주사나 검사가 가능한 장치이다. 그러나, 에피택셜층으로부터 방출되는 전자는, 시료 표면에 방출되기 전에 이너 스페이서나 더미 게이트 등의 측벽에 충돌해 버리는 경우가 있으므로, 검출 효율이 낮고, 결과적으로서 에피택셜층의 고정밀도의 측정은 곤란하다.
특허문헌 1에는, 하층의 결함을 검사하기 위한 패턴 화상을 개선하는 주사 전자 현미경이 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 가속 전압에 의한 샘플로의 전자의 침입 길이의 차이를 이용하고, 2종류의 가속 전압을 사용하여 각각 화상을 취득하고, 그것들의 차분을 취함으로써 하층 패턴을 강조하는 방법이 개시되어 있다.
미국 특허 출원 공개 제2010/0136717호 명세서
가속 전압이 변경되면, 검출 효율이 다르기 때문에 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이와 같은 홈부의 에피택셜층뿐만 아니라, 생성되는 SEM 화상 자체가 크게 다르다. 또한, 에피택셜층부에 전자가 도달한다고 해도, 2차 전자가 측벽에 충돌하여 검출 효율이 낮아지는 것에 차이는 없다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 가속 전압을 변경하여 재촬상해도, 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이의 홈부의 에피택셜층만을 강조할 수 없어, 고정밀도의 측정은 곤란해진다.
한편, 최근의 반도체 디바이스에서는, 트랜지스터의 온 전류를 상승시키기 위해, Si에 대해 SiGe 등, 격자 상수가 다른 재료를 에피택셜 성장함으로써, 격자 왜곡에 의한 이동도 향상이 행해지고 있다. 에피택셜층이 너무 얇으면 소스 드레인 사이의 저항이 커서 충분한 트랜지스터의 온 전류를 얻을 수 없고, 너무 두꺼우면 스페이서부나 하이 K(High-K)막으로의 접촉이 증가하므로, 정전 용량이 증가하여 트랜지스터의 응답 성능이 저하된다. 그 때문에, 적절하게 에피택셜층의 성장 관리가 필요하다. 또한, 에피택셜 성장의 결과는, N형이나 P형의 차이, 웨이퍼면 내, 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이의 거리에 의해서도 다르기 때문에, 관찰, 계측할 필요가 있다.
계측에는, 미세 패턴의 측정이나 검사가 가능한 전자 현미경을 사용하는 것이 바람직하지만, 에피택셜층의 2차 전자 검출량은 이너 스페이서 등의 기타 영역보다 낮고, 에피택셜층의 관찰은 매우 곤란하다. 또한, 요즘의 반도체 프로세스 관리에 있어서, 측정이나 검사의 효율화의 요구는 높고, 자동화가 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하에, 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이와 같은 홈 또는 구멍의 화상으로부터, 홈이나 구멍 내에 성장한 에피택셜층의 성장 정도 또는 결함의 유무를 판정하는 것을 목적으로 한, 처리 시스템 및 하전 입자 빔 장치를 제안한다.
본 발명에 관한 처리 시스템의 일례는,
컴퓨터 시스템을 구비한 처리 시스템이며,
상기 컴퓨터 시스템은,
복수의 구조체의 사이의 층에 전자 빔을 조사함으로써 얻어진, 상기 층에 관한 2차원 평면 상의 일방향에 따른 신호 프로파일로부터, 상기 층에 관한 거리 및 휘도값을 산출하고,
상기 거리 및 상기 휘도값에 기초하여, 상기 층의 상태를 판정 또는 출력한다.
본 발명에 관한 하전 입자 빔 장치의 일례는, 상술한 처리 시스템을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이의 홈 또는 구멍의 화상으로부터, 홈이나 구멍 내에 성장한 에피택셜층의 성장 정도의 계측 또는 결함의 유무 판정이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 실시예 1에 관한 주사 전자 현미경을 나타내는 전체 개략도.
도 2는 실시예 1의 레시피 등록 시의 플로.
도 3은 실시예 1의 에피택셜 성장 후의 단면도와 상면도와 프로파일의 관계.
도 4는 실시예 1에 있어서 역치를 결정하기 위한 GUI의 예.
도 5는 실시예 1의 레시피 실행의 플로.
도 6은 실시예 1에 있어서 역치 이하의 휘도가 있었던 경우에 에피택셜부의 폭을 계측하는 예.
도 7은 실시예 1에 있어서 역치 이하의 휘도가 없었던 경우에 이너 스페이서 사이의 거리를 계측하는 예.
도 8은 본 개시의 실시예 2에 있어서 역치를 결정하기 위한 GUI의 예.
도 9는 본 개시의 실시예 3에 있어서 역치를 결정하기 위한 GUI의 예.
도 10은 실시예 3의 레시피 실행의 플로.
도 11은 실시예 4의 이너 스페이서가 없거나 또는 신호가 약한 경우의 예.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.
[실시예 1]
도 1은, 본 개시의 실시예 1에 관한 주사 전자 현미경(하전 입자 빔 장치)을 나타내는 전체 개략도이다. 도 1의 장치 구성에 대해서 설명한다. 전자원(101)으로부터 전자 빔(102)이 인출되는 하류 방향에는, 변형 조명 조리개(103), 검출기(104), 주사 편향용 편향기(105), 대물 렌즈(106)가 배치되어 있다. 또한, 전자 광학계에는, 1차 빔의 중심축(광축) 조정용 얼라이너, 수차 보정기 등도 부가되어 있다(도시하지 않음).
또한, 본 실시예에 있어서의 대물 렌즈(106)는 여자 전류에 의해 포커스를 제어하는 전자 렌즈인 예를 나타내지만, 정전 렌즈 또는 전자 렌즈와 정전 렌즈의 복합이어도 된다. 스테이지(107)는 위로 웨이퍼, 즉 시료(108)를 적재하여 이동하는 구성으로 되어 있다.
전자원(101), 검출기(104), 주사 편향용 편향기(105), 대물 렌즈(106), 스테이지(107)의 각 부에는 제어 장치(109)가 접속하고, 또한 제어 장치(109)에는 시스템 제어부(110)가 접속되어 있다.
시스템 제어부(110)는, 컴퓨터 시스템을 구비하고, 본 실시예에 관한 처리 시스템으로서 기능한다. 시스템 제어부(110)의 동작은, 이 컴퓨터 시스템에 의해 실현된다. 시스템 제어부(110)의 컴퓨터 시스템은, 기능적으로는 기억 장치(111), 연산부(112)가 배치되고, 화상 표시 장치를 구비한 입출력부(113)가 접속되어 있다.
도시하고 있지 않지만, 시스템 제어부(110)의 제어계, 회로계 이외의 구성 요소는 진공 용기 내에 배치되어 있고, 진공 배기하여 동작시키고 있다. 또한, 진공 외로부터 웨이퍼를 스테이지 상에 배치하는 웨이퍼 반송계가 구비되어 있다.
또한, 시스템 제어부(110)는, 보다 구체적으로는, 연산부(112)인 중앙 처리부와, 기억 장치(111)인 기억부를 구비한 구성이다. 이 중앙 처리부를 상술한 연산부(112)로서 기억 장치(111)에 기억된 프로그램 등을 실행시킴으로써, 결함 검사나 치수 계측에 관계되는 화상 처리, 혹은 제어 장치(109) 등의 제어를 행할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 이 시스템 제어부(110), 입출력부(113), 제어 장치(109) 등도 포함하고, 제어부라고 총칭하는 경우가 있다. 또한, 입출력부(113)는 키보드나 마우스 등의 입력 수단과, 액정 표시 디바이스 등의 표시 수단이, 입력부, 출력부로서 다른 구성으로 되어 있어도 되고, 터치 패널 등을 이용한 일체형의 입출력 수단으로 구성되어 있어도 된다.
장치를 사용하여 실시되는 화상 관찰에 관하여 설명한다. 전자원(101)으로부터 방출된 전자 빔(102)은 대물 렌즈(106)에 의해 그 포커스를 제어받고, 시료(108) 상에 빔 직경이 극소해지도록 집속된다. 주사 편향용 편향기(105)는 전자 빔(102)이 시료(108)의 정해진 영역을 주사하도록 제어 장치(109)에 의해 제어된다.
시료(108)의 표면에 도달한 전자 빔(102)은, 표면 부근의 물질과 서로 작용한다. 이에 의해, 후방 산란 전자, 2차 전자, 오제 전자 등의 이차적인 전자가 시료로부터 발생하고, 취득해야 할 신호가 된다. 본 실시예에서는 신호가 2차 전자인 경우에 대하여 나타낸다.
전자 빔(102)이 시료(108)에 도달한 위치로부터 발생한 2차 전자(114)는 검출기(104)에 의해 검출된다. 검출기(104)로부터 검출되는 2차 전자(114)의 신호 처리가, 제어 장치(109)로부터 주사 편향용 편향기(105)에 보내지는 주사 신호와 동기하여 행해짐으로써 SEM 화상이 형성되고, 시료(108)의 관찰이 실시된다. 또한, 본 실시예에서는, 검출기(104)는 대물 렌즈(106)나 주사 편향용 편향기(105)보다 상류에 배치했지만, 배치의 순서는 교체되어 있어도 된다.
본 실시예에서는, 휘도 프로파일을 사용한 레시피 등록 및 실행에 대해서 설명한다. 도 2에 레시피 등록의 플로를, 도 3에 에피택셜 성장 후의 단면도와 상면도와 프로파일의 관계를, 도 4에 역치를 결정하기 위한 GUI(Graphical User Interface)의 예를 나타낸다.
도 2의 처리는, 시스템 제어부(110)에 의해 그 실행이 제어된다. 도 2에 있어서, 먼저 휘도값의 비교를 행하기 위해, 검출기의 기기 오차 및 경시 변화를 보정한다(201). 예를 들어, 검출기에 가해지는 전압에 의한 휘도 증폭률의 특성 곡선을 취득하여 보정을 행해도 되고, 동일 패턴의 휘도 오프셋으로부터 보정해도 된다.
다음에, 계측 대상인 시료(108)의 패턴을 촬상하고, 촬상 시의 검출기 파라미터를 기억한다(202). 촬상한 화상에는 휘도 보정분의 오프셋을 넣어도 된다.
에피택셜 성장이 불충분한 영역에서는, 에피택셜부 이외의 영역(예를 들어 이너 스페이서)이나 충분히 성장한 에피택셜부에 비해 휘도가 어두워진다. 이것에 대해서, 도 3을 사용하여 설명한다.
도 3의 (a)는 에피택셜 성장이 충분한 경우의 단면도이며, 도 3의 (b)는 에피택셜 성장이 불충분한 경우의 단면도이다. 기판(303) 상에 있어서, 2개의 이너 스페이서(301)의 사이에 에피택셜부(302)(에피택셜 성장층)가 성장하고 있지만, 도 3의 (b)에서는 에피택셜부(302)의 성장 정도가 도 3의 (a)에 비해 작다.
도 3의 (c)는 에피택셜 성장이 충분한 경우의 상면도이며, 도 3의 (a)에 대응한다. 도 3의 (d)는 에피택셜 성장이 불충분한 경우의 상면도이며, 도 3의 (b)에 대응한다. 화살표는 하전 입자 빔의 주사 방향 즉 신호 프로파일의 시간축 방향을 나타낸다. 이 방향은, 에피택셜 성장층에 관한 2차원 평면 상의 일방향이며, 신호 프로파일은 이 방향에 따라서 생성된다. 에피택셜부(302)의 양단의 영역의 휘도는, 도 3의 (d)에서는 도 3의 (c)에 비해 작다.
도 3의 (e)는 에피택셜 성장이 충분한 경우의 화상 프로파일(신호 프로파일)이며, 도 3의 (f)는 에피택셜 성장이 불충분한 경우의 화상 프로파일(신호 프로파일)이다.
또한 이너 스페이서(구조체)는, 예를 들어 반도체 핀형 게이트층으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 구체적인 구조를 갖는 반도체 디바이스에 있어서 적절한 처리를 행할 수 있다.
도 2에 있어서, 스텝 202 이후에, 에피택셜부의 성장 정도를 판정하기 위한 역치(예를 들어 ％단위)가 입력되고, 레시피 파라미터로서 기억된다(203).
예를 들어, 에피택셜부에 있어서, 또는, 2개의 이너 스페이서의 사이에 있어서, 어떤 영역의 휘도가 에피택셜부의 최대 휘도의 30％ 이하인 경우에는, 그 영역에서는 에피택셜 성장이 불충분하다고 정의한다. 그 값 「30％」를 레시피의 정보로 하여 기록한다. 또한, 휘도값 그 자체인 「3000」을 역치로 해도 된다.
예를 들어 도 4에 도시하는 GUI에 있어서, 유저가 판단하여 역치를 결정하고, 예를 들어 역치 입력란(401)에 입력한다. 이 예에서는 30％이다. 시스템 제어부(110)는, 이 역치를 접수하여 기억한다.
도 5에 레시피 실행의 플로를 나타낸다. 도 5의 처리는, 시스템 제어부(110)에 의해 그 실행이 제어된다. 먼저 레시피 등록 시 마찬가지로, 휘도값의 비교를 행하기 위해, 검출기의 기기 오차 및 경시 변화를 보정한다(501).
그 후, 화상을 촬상한다(502). 촬상한 화상에는 휘도 보정분의 오프셋을 넣어도 된다.
다음에, 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이의 영역을 특정한다(503). 본 명세서에 있어서, 「이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이」란, 2개의 이너 스페이서의 사이를 의미한다. 구체예로서, 신호 프로파일에 기초하여, 복수의 구조체(본 실시예에서는 2개의 이너 스페이서)의 영역에 관한 복수의 제1 위치를 특정하고, 그것들의 제1 위치의 사이의 영역을 특정한다.
도 6 및 도 7을 사용해서 이 처리의 예를 설명한다. 도 6은 에피택셜 성장이 불충분한 경우의 화상 프로파일의 예이며, 도 7은 에피택셜 성장이 불충분한 경우의 화상 프로파일의 예이다.
도 6의 (a) 및 도 7의 (b)는 각각의 신호 프로파일을 나타내고, 역치(601) 및 역치(701)는, 레시피에 등록된 역치(예를 들어 도 4의 GUI에 입력된 것)를 나타낸다. 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)는 이너 스페이서 위치(602)(제1 위치) 및 이너 스페이서 위치(702)(제1 위치)의 예를 나타낸다.
이너 스페이서 위치는, 예를 들어 신호 프로파일의 피크 위치로 하여 특정되지만, 다른 특정 방법을 사용해도 된다. 보다 구체적으로는, 2치화나 프로파일의 1차 미분의 제로 크로스, 2차 미분의 피크값이나 다른 방법으로 검출해도 된다.
도 5에 있어서, 다음에, 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이 중앙으로부터 좌우(또는 양측)의 이너 스페이서를 향하여 레시피 등록 시에 기억한 역치 이하의 휘도를 찾는다(504). 예를 들어, 상기 복수의 제1 위치에 기초하여, 에피택셜 성장층에 관한 제2 위치를 특정한다. 구체예로서, 제2 위치는, 2개의 제1 위치 사이의 중앙 위치, 즉 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이의 중앙 위치(603) 및 중앙 위치(703)로 하여 특정된다. 다른 구체예로서, 제2 위치는, 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이의 피크 위치로 하여 특정된다.
그리고, 이 중앙 위치와, 레시피에 등록된 역치에 기초하여, 좌우의 이너 스페이서를 향하여 역치 이하의 휘도를 찾음으로써, 에피택셜 성장층에 관한 복수의 에지 위치(제3 위치)를 특정한다. 예를 들어, 시스템 제어부(110)는, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 중앙 위치(603) 및 중앙 위치(703)로부터 신호 프로파일의 양측을 향하여 탐색함으로써, 복수의 에지 위치를 특정한다. 이렇게 하면, 중앙 위치의 양측에서 각각 에지 위치를 특정할 수 있다.
다음에, 시스템 제어부(110)는 에지 위치를 특정한다(505). 도 6의 (c)와 같이 역치 이하의 휘도가 있었던 경우에는, 그 휘도의 위치(보다 구체적인 예로서, 각각의 탐색 방향에서 최초로 발견된 역치 이하의 휘도의 위치)를, 에피택셜부의 에지 위치(604)(제3 위치)로 한다. 한편, 도 7의 (c)와 같이 역치 이하의 휘도가 없었던 경우에는, 이너 스페이서의 단부를 에지 위치(704)(제3 위치)로 한다. 이너 스페이서의 단부는, 예를 들어 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이에서 휘도가 극소해지는 점으로 하여 특정된다.
여기서, 본 실시예에서는 「역치 이하」의 휘도를 탐색하지만, 「역치 미만」의 휘도를 탐색해도 된다. 즉, 시스템 제어부(110)는, 2개의 이너 스페이서 사이에 있어서의 휘도값의 모두가 역치 이상이거나, 또는, 2개의 이너 스페이서 사이에 있어서의 휘도값의 모두가 역치를 초과하는 경우에는, 에피택셜 성장층에 관한 거리를, 에지 위치 대신에 양측의 이너 스페이서 위치에 기초하여 산출한다. 이렇게 하면, 휘도에 따라서, 적절하게 경우를 나눠서 거리를 산출할 수 있다.
또 다른 변형예로서, 2개의 이너 스페이서 사이에 있어서의 휘도값의 「모두」에 대하여 역치 이상(또는 역치를 초과)인지 여부를 판정하는 것이 아니라, 2개의 이너 스페이서 사이에 있어서의 휘도값의 「일부」에 대하여 역치 이상(또는 역치를 초과)인지 여부를 판정해도 된다.
이와 같이 하여 양측(좌우)의 에지를 검출한 후, 에지 위치에 기초하여 에피택셜 성장층에 관한 거리를 산출한다(506). 예를 들어, 2개의 에지 위치의 사이의 거리가 산출된다. 구체예로서, 도 6의 (c)의 예에서는 거리(605)가 산출되고, 도 7의 (c)의 예에서는 거리(705)가 산출된다.
이와 같이 하여, 시스템 제어부(110)는, 2개의 이너 스페이서의 사이의 에피택셜 성장층에 전자 빔을 조사함으로써 얻어진, 소정 방향에 따른 신호 프로파일로부터, 에피택셜 성장층에 관한 거리 및 휘도값을 산출한다.
그리고, 계측된 거리를 출력한다(507). 도 6의 (c)와 같이 역치 이하의 휘도가 있었던 경우에는, 에지 사이의 거리는 에피택셜부의 폭으로 하여 출력된다. 한편, 도 7의 (c)와 같이 역치 이하의 휘도가 없었던 경우에는, 에지 사이의 거리는 이너 스페이서 사이의 거리로 하여 출력된다.
여기서, 에피택셜 성장층에 관한 거리 및 휘도값에 기초하여, 에피택셜 성장층의 상태가 판정 또는 출력된다. 예를 들어, 에지 사이의 거리는, 에피택셜 성장층의 성장 정도를 나타내는 수치로 하여 출력할 수 있다. 또한, 역치 이하의 휘도가 없었던 경우(도 7)에는 에피택셜 성장층에 결함이 없다는 것을 나타내는 정보를 출력할 수 있고, 역치 이하의 휘도가 있었던 경우(도 6)에는 에피택셜 성장층에 결함이 있다는 것을 나타내는 정보를 출력할 수 있다.
이와 같이, 실시예 1에 관한 주사 전자 현미경 및 시스템 제어부(110)에 의하면, 이너 스페이서와 이너 스페이서 사이의 홈 또는 구멍의 화상으로부터, 홈이나 구멍 내에 성장한 에피택셜층의 성장 정도의 계측 또는 결함의 유무 판정이 가능해진다.
특히, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 이너 스페이서 위치(602)(제1 위치) 및 이너 스페이서 위치(702)(제1 위치), 중앙 위치(603)(제2 위치) 및 중앙 위치(703)(제2 위치), 에지 위치(604)(제3 위치) 및 에지 위치(704)(제3 위치)에 기초하여 판정을 행하므로, 명확한 위치 특정에 기초하는 처리가 가능하다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 디바이스마다 역치를 설정하여, 레시피 등록하는 예에 대해서 설명한다. 이하, 실시예 1과 공통되는 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 8에 P형과 N형에서 다른 역치를 등록하기 위한 GUI의 예를 나타낸다. GUI(801)에서는 P형 디바이스에 대한 역치로서 20％가 설정되고, GUI(802)에서는 N형 디바이스에 대한 역치로서 30％가 설정되어 있다.
시스템 제어부(110)는, 이것들 2종류의 역치를 기억해 두고, 계측 대상으로 되는 디바이스가 P형이나 N형인지를 나타내는 정보를 취득하고, 이 정보에 따라서 역치를 선택하여 사용한다. 이와 같이, 시스템 제어부(110)는 복수의 역치를 기억하고, 층의 종류에 따라서 역치를 선택한다. 층의 종류를 나타내는 정보(예를 들어 디바이스가 P형이나 N형인지를 나타내는 정보)는, 예를 들어 도시하지 않은 GUI로부터 입력할 수 있지만, 시스템 제어부(110)가 자동적으로 취득해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 P형과 N형에서 다른 역치를 사용하지만, 다른 기준으로 디바이스의 종류를 분류해도 된다.
이와 같이, 디바이스의 종류마다 역치를 설정함으로써, 디바이스의 종류에 따라서 적절한 역치를 사용하여 성장 정도의 계측 또는 결함의 유무를 평가할 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 역치 이하의 휘도의 면적으로 판정할 때의 레시피 등록 및 실행에 대해서 설명한다. 이하, 실시예 1 또는 2와 공통되는 부분에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 2(상술)에 레시피 등록의 플로를, 도 9에 히스토그램으로부터 역치를 결정하기 위한 GUI를 나타낸다. 스텝 201 및 202의 처리는 실시예 1과 마찬가지로 할 수 있다. 스텝 203에서는, 유저가 히스토그램으로부터 에피택셜부의 최대 휘도(또는 실질적인 최대 휘도)를 확인하고, 그것보다 낮은 값을 역치로서 입력한다. 예를 들어, 최대 휘도가 10000인 경우에 3000이 입력된다. 또한, 최대 휘도값에 대한 비율을 역치로 해도 된다. 도 9의 예에서는, 역치로서 3000LSB(Least Significant Bit)가 입력되어 있다.
도 10에, 본 실시예에 관한 레시피 실행의 플로를 나타낸다. 스텝 1001 내지 1003은, 도 5의 스텝 501 내지 503과 마찬가지로 할 수 있다.
스텝 1003 이후, 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이의 영역 내에 있어서 역치 이하의 휘도를 검출하고, 그 면적을 출력한다(1004). 이 면적은, 에피택셜 성장층의 성장 정도를 나타낸다(단 값이 클수록 성장도가 낮다). 또한, 영역 전체의 면적에 대한, 역치 이하인 휘도의 면적 비율을, 성장 정도로서 출력해도 된다. 또한, 영역 내에 있어서 역치 이상의 휘도의 면적을 성장 정도로서 출력해도 되고(이 경우에는 값이 클수록 성장도가 높고), 영역 전체의 면적에 대한, 역치 이상인 휘도의 면적 비율을 성장 정도로서 출력해도 된다.
또한, 레시피 등록의 시점에서(예를 들어 도 2의 처리에 있어서), 에피택셜 성장이 불충분(즉 결함이 있음)하다고 판정되는 면적의 역치, 또는 비율의 역치를 등록하고, 그것들의 역치에 기초하여 에피택셜 성장의 성장 정도 또는 결함의 유무를 판정하고, 출력해도 된다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 시스템 제어부(110)는, 에피택셜층(본 실시예에서는, 이너 스페이서ㆍ이너 스페이서 사이의 거리에 의해 특정되는 층)에 있어서의 소정의 휘도 범위를 갖는 면적에 기초하여, 에피택셜층의 상태를 판정 또는 출력한다. 이렇게 하면, 예를 들어 노이즈에 강한 판정을 행할 수 있다.
[실시예 4]
도 7은 이너 스페이서 신호가 명확한 경우의 예이지만, 도 11과 같이 이너 스페이서가 없는 경우나 이너 스페이서 신호가 명확치 않은 경우 1101, 프로파일 파형은 1102와 같게 된다. 이 경우, 계측하는 에피택셜 성장부의 좌우의 에피택셜 성장부와 신호가 최솟값이 되는 위치(1104)의 거리(1105)로 해도 되고, 미리 정한 값을 돌려주도록 해도 된다. 즉, 시스템 제어부(110)는 에피택셜 성장층에 관한 거리를, 신호 프로파일에 있어서 신호가 최솟값이 되는 위치에 기초하여 산출해도 되고, 미리 기억한 소정값으로서 산출해도 된다. 이렇게 하면, 이너 스페이서가 없는 경우나 이너 스페이서 신호가 명확치 않은 경우에서도 거리를 출력할 수 있다.
[그 밖의 실시예]
상기 각 실시예에서는, 상태 판정의 대상이 되는 층은 에피택셜 성장층이며, 특히 층의 상태는, 층의 성장 정도(예를 들어 수치에 의해 나타내어짐) 및/또는 결함의 유무(예를 들어 2치의 정보에 의해 나타내어짐)를 포함한다. 이렇게 하면, 에피택셜 성장층에 특화하여 적절한 판정을 행할 수 있다. 그러나, 다른 임의의 종류의 층을 대상으로 해도 되고, 그 경우에는, 층의 상태의 판정 방법 및 표현 방법은 당업자가 적절히 설계 가능하다.
101: 전자원
102: 전자 빔
103: 변형 조명 조리개
104: 검출기
105: 주사 편향용 편향기
106: 대물 렌즈
107: 스테이지
108: 시료
109: 제어 장치
110: 시스템 제어부(처리 시스템)
111: 기억 장치
112: 연산부
113: 입출력부
114: 2차 전자
301: 이너 스페이서(구조체)
302: 에피택셜부(층)
601: 역치
602: 이너 스페이서 위치(제1 위치)
603: 중앙 위치(제2 위치)
604: 에지 위치(제3 위치)
605: 거리
701: 역치
702: 이너 스페이서 위치(제1 위치)
703: 중앙 위치(제2 위치)
704: 에지 위치(제3 위치)
705: 거리
1101: 이너 스페이서가 없는 경우나 이너 스페이서 신호가 명확치 않은 경우
1102: 프로파일 파형
1104: 최소가 되는 위치
1105: 거리

Claims (10)

  1. 컴퓨터 시스템을 구비한 처리 시스템이며,
    상기 컴퓨터 시스템은,
    복수의 구조체의 사이의 층에 전자 빔을 조사함으로써 얻어진, 상기 층에 관한 2차원 평면 상의 일방향에 따른 신호 프로파일로부터, 상기 층에 관한 거리 및 휘도값을 산출하고,
    상기 거리 및 상기 휘도값에 기초하여, 상기 층의 상태를 판정 또는 출력하고,
    상기 신호 프로파일에 기초하여, 상기 복수의 구조체의 영역에 관한 복수의 제1 위치를 특정하고,
    상기 복수의 제1 위치에 기초하여, 상기 층에 관한 제2 위치를 특정하고,
    소정의 역치 및 상기 제2 위치에 기초하여, 상기 층에 관한 복수의 제3 위치를 특정하고,
    상기 복수의 제3 위치에 기초하여 상기 층에 관한 거리를 산출하는,
    처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구조체는, 이너 스페이서인, 처리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 복수의 제1 위치 사이에 있어서의 상기 휘도값이 상기 역치 이상이거나, 또는, 상기 복수의 제1 위치 사이에 있어서의 상기 휘도값이 상기 역치를 초과하는 경우에는, 상기 거리를, 상기 복수의 제3 위치를 대신하여 상기 복수의 제1 위치에 기초하여 산출하는, 처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 위치는, 2개의 제1 위치 사이의 중앙 위치이며,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 중앙 위치로부터 상기 신호 프로파일의 양측을 향하여 탐색함으로써, 상기 복수의 제3 위치를 특정하는, 처리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 층은 에피택셜 성장층이며,
    상기 층의 상태는, 상기 층의 성장 정도 또는 결함의 유무를 포함하는, 처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리 시스템은 복수의 상기 역치를 기억하고, 상기 층의 종류에 따라서 상기 역치를 선택하는, 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 처리 시스템은, 상기 층에 있어서의 소정의 휘도 범위를 갖는 면적에 기초하여, 상기 층의 상태를 판정 또는 출력하는, 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 시스템은, 상기 층에 관한 상기 거리를, 상기 신호 프로파일에 있어서 신호가 최솟값이 되는 위치에 기초하여 산출하는, 처리 시스템.
  10. 제1항에 기재된 처리 시스템을 구비하는 하전 입자 빔 장치.
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