特許 7737505 マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための方法およびデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-02

(45)【発行日】2025-09-10

(54)【発明の名称】マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための方法およびデバイス

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20250903BHJP

   H01J 37/22 20060101ALI20250903BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20250903BHJP

【ＦＩ】

G03F1/84

H01J37/22 502H

H01J37/28 B

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024082771

(22)【出願日】2024-05-21

(65)【公開番号】P2025000558

(43)【公開日】2025-01-07

【審査請求日】2024-09-24

(31)【優先権主張番号】10 2023 113 273.3

(32)【優先日】2023-05-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】503263355

【氏名又は名称】カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100151987

【弁理士】

【氏名又は名称】谷口 信行

(72)【発明者】

【氏名】イェンス オスター

(72)【発明者】

【氏名】ラルフ シェーンベルガー

(72)【発明者】

【氏名】マリオ レングル

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２９２７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６２１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０５６６３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３２１１８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１７０９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１８３１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／８４

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｂ １５／００

Ｈ０１Ｊ ３７／２２，３７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロリソグラフィ微細構造試料（１００）の像（３００）を分析するための方法であって、前記試料（１００）が、少なくとも１つの第１のセグメント（１１２）と、エッジ（１１０）を有し、前記第１のセグメント（１１２）と向かい合って隆起している少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）とを含み、前記像（３００）が、複数のピクセル（３０２）と、前記ピクセル（３０２）に応じた２次元強度分布（３０４）とを含み、前記方法が、
ａ）前記２次元強度分布（３０４）の勾配（３１６、３１８）に基づいて、前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の前記エッジ（１１０）の像表現のための複数のエッジ候補（３１２、３１４）を決定するステップ（Ｓ２）と、
ｂ）前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）に対して直角な方向（Ｒ）に、前記像（３００）の１次元強度分布（３２０）を決定するステップ（Ｓ３）であって、前記方向（Ｒ）において、前記１次元強度分布（３２０）が、第１の平均強度値（Ｉ₁）を有する第１の領域（３０６’）、前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）、および前記第１の平均強度値（Ｉ₁）よりも大きい第２の平均強度値（Ｉ₂）を有する第２の領域（３０８’）を含む、前記ステップ（Ｓ３）と、
ｃ）前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）のうちで前記１次元強度分布（３２０）の前記第１の領域（３０６’）に最も近い、前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）のうちの前記エッジ候補を、前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の前記エッジ（１１０）の前記像表現として決定するステップ（Ｓ４）とを含む、方法。

【請求項2】

前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第１の領域（３０６’）が、前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第１のセグメント（１１２）の像表現に基づき、前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第２の領域（３０８’）が、前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の像表現に基づく、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第１のセグメント（１１２）が、第１の材料を含み、前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）が、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第１および第２のセグメント（１１２、１１４）間の材料の違いのため、前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第２の領域（３０８’）内の前記第２の平均強度値（Ｉ₂）が、前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第１の領域（３０６’）内の前記第１の平均強度値（Ｉ₁）よりも大きい、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第１および第２のセグメント（１１２、１１４）が、同じ材料を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項6】

前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の前記エッジ（１１０）に隣接して形成された影（３２６）のため、前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第２の領域（３０８’）内の前記第２の平均強度値（Ｉ₂）が、前記像（３００）の前記１次元強度分布（３２０）の前記第１の領域（３０６’）内の前記第１の平均強度値（Ｉ₁）よりも大きい、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記２次元強度分布（３０４）の前記勾配（３１６、３１８）に基づいて前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）を決定するときに、既定のしきい値（Ｔｈ）よりも大きい絶対値を有する前記２次元強度分布（３０４）の勾配（３１６、３１８）に対して、対応するエッジ候補（３１６、３１８）が決定され、前記既定のしきい値（Ｔｈ）以下の絶対値を有する前記２次元強度分布（３０４）の勾配（３２４）に対して、エッジ候補が決定されないような方法で、前記既定のしきい値（Ｔｈ）が適用される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項8】

ステップ（ａ）の前に、前記２次元強度分布（３０４）のノイズ成分を減らすための像処理（Ｓ１）が発生する、請求項１または２に記載の方法。

【請求項9】

前記微細構造試料（１００）が、２５０ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、および／または１５ｎｍ未満の動作波長用に設計され、ならびに／あるいは
前記微細構造試料（１００）が、リソグラフィマスク、特に、ＥＵＶもしくはＤＵＶリソグラフィマスク、および／またはマイクロリソグラフィによって構造化されたウェハーである、請求項１または２に記載の方法。

【請求項10】

前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第１のセグメント（１１２）が、光透過材料または光反射材料を含み、前記試料（１００）の前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）が、光吸収材料を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項11】

少なくとも１つのコンピュータに、請求項１または２に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。

【請求項12】

マイクロリソグラフィ微細構造試料（１００）の像（３００）を分析するための装置（２００）であって、前記試料（１００）が、少なくとも１つの第１のセグメント（１１２）と、エッジ（１１０）を有し、前記第１のセグメント（１１２）と向かい合って隆起している少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）とを含み、前記像（３００）が、複数のピクセル（３０２）と、前記ピクセル（３０２）に応じた２次元強度分布（３０４）とを含み、前記装置（２００）が、
前記２次元強度分布（３０４）の勾配（３１６、３１８）に基づいて、前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の前記エッジ（１１０）の像表現のための複数のエッジ候補（３１２、３１４）を決定するための第１の決定デバイス（２３２）と、
前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）に対して直角な方向（Ｒ）に、前記像（３００）の１次元強度分布（３２０）を決定するための第２の決定デバイス（２３４）であって、前記方向（Ｒ）において、前記１次元強度分布（３２０）が、第１の平均強度値（Ｉ₁）を有する第１の領域（３０６’）、前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）、および前記第１の平均強度値（Ｉ₁）よりも大きい第２の平均強度値（Ｉ₂）を有する第２の領域（３０８’）を含む、前記第２の決定デバイス（２３４）と、
前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）のうちで前記１次元強度分布（３２０）の前記第１の領域（３０６’）に最も近い、前記複数のエッジ候補（３１２、３１４）のうちの前記エッジ候補を、前記少なくとも１つの第２のセグメント（１１４）の前記エッジ（１１０）の前記像表現として決定するための第３の決定デバイス（２３６）と
を備える、装置（２００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロリソグラフィ微細構造試料（ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓａｍｐｌｅ）の像を分析するための方法およびデバイスに関連している。

【0002】

優先出願第ＤＥ １０ ２０２３ １１３ ２７３．３号の内容が、参照によって全体として組み込まれている。

【背景技術】

【0003】

マイクロリソグラフィは、例えば集積回路などの、微細構造コンポーネントを製造するために使用される。マイクロリソグラフィプロセスは、照明システムおよび投影システムを備えているリソグラフィ装置を使用して実行される。マスク構造を基板の感光コーティングに転写するために、照明システムを用いて照射されたマスク（レチクル）の像が、ここで投影システムを用いて、感光層（フォトレジスト）でコーティングされて投影システムの像面に配置された、例えばシリコンウェハーなどの基板に投影される。

【0004】

集積回路の製造におけるより小さい構造への欲求に動かされて、０．１ｎｍ～３０ｎｍの範囲内、特に、１３．５ｎｍの波長を有する光を使用するＥＵＶリソグラフィ装置が現在開発中である。

【0005】

リソグラフィプロセスにおいて使用されるマスクおよびマイクロリソグラフィ的に構造化されたウェハーの両方の構造サイズがより小さくなるにつれて、これらのコンポーネントの分析および処理または修理が、実際には、ますます多大な努力を要する課題になっている。

【0006】

例えば微細構造のリソグラフィマスクおよびウェハーなどの微細構造試料を分析する目的で、各測定された像と、試料の意図された構造を含んでいる設計像との間に存在する差異を決定するために、特に、顕微鏡によって捕らえられた像が評価される。特に、顕微鏡によって捕らえられた像は、電子ビームまたはイオンビーム（例えば、走査型電子顕微鏡像、略してＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像）に基づいて捕らえられた像である。各測定された像と、試料の意図された構造を含んでいる設計像との間の、そのような像に基づいて決定された差異は、試料を処理および／または修理するための基礎として使用される。一般に、分析される像は、この場合、多数のピクセルから成り、各ピクセルには、強度値が「グレースケール値」として割り当てられている。

【0007】

例えば、微細構造試料の顕微鏡によって捕らえられた像を評価することは、微細構造試料の構造の輪郭の検出または抽出（エッジの検出または抽出）を含む。試料における構造のエッジを決定するための従来の手法は、例えば第ＤＥ １０ ２０２１ １１３ ７６４号に記載されているように、例えば、像の２次元強度分布の（すなわち、グレースケール値プロファイルの）勾配（すなわち、一次導関数）を形成することに基づく。エッジの検出は、微細構造試料の利用される像の低い信号対ノイズ比のため、さらに困難になる可能性がある。さらに、マスク上のアーチファクト（例えば、表面上の造粒）および結像のアーチファクト（例えば、エッジブライトニングまたは電荷に起因して明るくなることなどの、明るくなること）が、エッジ検出をさらに困難にする可能性がある。

【発明の概要】

【0008】

このような背景の下で、本発明の目的は、マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための改良された方法および改良されたデバイスを提供することである。

【0009】

したがって、マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための方法が提案される。試料は、少なくとも１つの第１のセグメントと、エッジを有し、第１のセグメントと向かい合って隆起している少なくとも１つの第２のセグメントとを含む。さらに、像は、複数のピクセルと、ピクセルに応じた２次元強度分布とを含む。この方法は、
ａ）２次元強度分布の勾配に基づいて、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数のエッジ候補を決定するステップと、
ｂ）複数のエッジ候補に対して直角な方向に、像の１次元強度分布を決定するステップであって、前記方向において、１次元強度分布が、第１の平均強度値を有する第１の領域、複数のエッジ候補、および第１の平均強度値よりも大きい第２の平均強度値を有する第２の領域を含む、ステップと、
ｃ）複数のエッジ候補のうちで１次元強度分布の第１の領域に最も近い、複数のエッジ候補のうちのエッジ候補を、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現として決定するステップとを含む。

【0010】

その結果、微細構造試料の少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数の候補が、試料の像において最初に決定され得る。例えば、（例えば、勾配の絶対値に利用される低いしきい値のために）像のアーチファクトをエッジ候補として決定することは、この段階では許容され得る。次に、複数の決定されたエッジ候補に対して直角の方向（直交方向）に像の１次元強度分布を評価することによって、複数の決定されたエッジ候補からエッジ候補が選択されることが可能であり、その結果、第２のセグメントのエッジの像表現として決定され得る。特に、１次元強度分布の第１の領域の最も近くに位置する、したがって、より低い平均強度値を有する１次元強度分布の領域の最も近く（すなわち、像内のより暗い領域）に位置するエッジ候補を、第２のセグメントのエッジの像表現として決定することによって、複数の決定されたエッジ候補からエッジ候補が選択される。捕らえられた像内のより暗い領域は、通常、試料のより低い位置にある構造（すなわち、試料の少なくとも１つの第１のセグメント）に対応する。

【0011】

その結果、微細構造試料のエッジの姿勢または位置がより良く検出され得る。特にアーチファクトも、より良く拒否される。特に、提案された方法によって決定されるエッジの位置は、すべての詳細においてより高い精度で、それらの位置決めにおいてより正確に、少なくとも１つの第２のセグメントの幾何学的形状に対して配置される。さらに、従来の方法と比較して、試料のより低い位置にある構造の方向により近くに位置するエッジの位置が決定される。

【0012】

例えば、試料の顕微鏡によって捕らえられた像は、例えば電子ビームまたはイオンビームなどの粒子ビームを用いて捕らえられた像である。試料の顕微鏡によって捕らえられた像は、例えば、試料の走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。

【0013】

例えば、試料の少なくとも一部は、試料の顕微鏡によって捕らえられた像に捕らえられる。さらに、試料の顕微鏡によって捕らえられた像は、第１および第２のセグメント、ならびに第１のセグメントから第２のセグメントを分離する第２のセグメントのエッジの少なくとも一部を特に捕らえる。

【0014】

特に、方法によって分析される像は、複数の２次元的に配置されたピクセルを含む。各ピクセルには、各強度値が割り当てられる。特に、２次元的に配置された強度値が、像の２次元強度分布を形成する。

【0015】

例えば、少なくとも１つの第２のセグメントは、試料の主範囲の平面と平行な、および／または像記録デバイスの見通し線と直角な、円周の閉じたエッジ全体を有する。例えば、方法において決定された第２のセグメントのエッジの画像表現は、エッジ全体の一部に対応してよい。

【0016】

例えば、少なくとも１つの第１および第２のセグメントは、それぞれ、試料の主範囲の平面と平行な、および／または像記録デバイスの見通し線と直角な、接続された領域である。そのような接続された領域には、そのような領域内の任意の２つの点が、この領域内に完全に位置する経路によって常に接続され得るということが当てはまる。

【0017】

特に、試料の少なくとも１つの第２のセグメントのエッジは、第１のセグメントから第２のセグメントを分離する、第２のセグメントの物理的境界である。

【0018】

例えば、ステップ（ａ）で、２次元強度分布の勾配に基づいて、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数の平行なエッジ候補が決定される。

【0019】

特に、２次元強度分布の勾配に基づいて、ステップ（ａ）で、少なくとも１つの第２のセグメントの１つの同じエッジに対して（例えば、エッジ全体の１つの同じ部分に対して）複数のエッジ候補が決定される。

【0020】

例えば、ステップ（ａ）で、２次元強度分布の勾配に基づいて少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数のエッジ候補を決定することは、例えば「キャニー」、「ガウスのラプラシアン」、「ソーベル」などの、適切な既知のプロセスに基づいて実施される。これらのプロセスのうちの２つ以上を（例えば、連続して）適用することも可能である。それに加えて、または代替案では、異なるパラメータ設定を使用して、１つの同じエッジ抽出プロセスを複数回適用することも可能である。

【0021】

例えば、２次元強度分布の勾配に基づいて少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数のエッジ候補を決定することは、像内の各ピクセルでの強度分布の勾配の決定を含む。特定のピクセルの勾配は、例えば、このピクセルを取り囲む既定の数のピクセルの評価に基づいて決定される。例えば、この既定の数は、３×３のピクセル、５×５のピクセル、７×７のピクセル、９×９のピクセル、および／または１１×１１のピクセルのサイズを有する正方形内の中央のピクセルの周りに配置されたピクセルを含む。この場合、個別のピクセルは、異なる既定の重みを使用する勾配の計算に含まれ得る。例えば、第２のセグメントの複数のエッジ候補を決定することは、元の像（すなわち、２次元強度分布）からの勾配の行列（例えば、勾配像）の決定を含む。像に捕らえられたセグメントのエッジは、元の像の強度（輝度）が最大の変化を受けており、したがって勾配像が最高の強度を有する、ピクセルに位置する。言い換えると、エッジは、強度分布における大きい勾配の領域に対応する。

【0022】

例えば、ステップ（ａ）で第２のセグメントのエッジの像表現のための複数のエッジ候補を決定することは、エッジのピクセルの候補である像のピクセルの決定を含む。

【0023】

特に、ステップ（ｃ）で、複数のエッジ候補のうちで１次元強度分布の第１の領域に最も近い、複数のエッジ候補のうちのエッジ候補が、ローカルに、または直交方向での位置に関して、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現として決定される。

【0024】

例えば、複数の決定されたエッジ候補に対して直角な方向に、像の１次元強度分布を決定することは、決定された１次元強度分布の信号対ノイズ比を増やすために、複数の決定されたエッジ候補と平行な方向に複数のピクセルにわたって平均化することを含んでもよい。

【0025】

例えば、像の１次元強度分布を決定するときに、「複数の決定されたエッジ候補に対して直角」は、複数の決定されたエッジ候補のうちの１つ、一部、またはすべてに対して直角であることを含む。

【0026】

複数の決定されたエッジ候補の周囲で、１次元強度分布は、互いに異なる平均強度値を有する第１および第２の領域を含む。言い換えると、複数の決定されたエッジ候補の両側に、より明るい領域（第２の領域）およびより暗い領域（第１の領域）が配置されている。これらの領域を考慮することによって、複数のエッジ候補からの適切なエッジのより良い選択を可能にする。

【0027】

１次元強度分布の第１および第２の領域は、試料のエッジのない領域に特に対応する。言い換えると、１次元強度分布の第１および第２の領域は、ステップ（ａ）でエッジ候補が決定されなかった試料の領域に特に対応する。

【0028】

例えば、微細構造試料は、主範囲の平面および主範囲の平面に対して直角に配置された高さ方向を有する平坦な形状を有する。例えば、像記録デバイスを使用して試料の顕微鏡像が記録されており、像記録デバイスの見通し線は、試料の高さ方向と平行に配置される。

【0029】

例えば、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、試料の高さ方向に関して第１の高さを有する。例えば、試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、試料の高さ方向に関して、第１の高さよりも大きい第２の高さを有する。例えば、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジは、エッジ壁を含む。エッジ壁は、試料の主範囲の平面に対して直角に、かつ高さ方向と平行に、配置され得る。しかし、エッジ壁は、試料の主範囲の平面に対してある角度をなして配置されてもよい。

【0030】

実施形態によれば、像の１次元強度分布の第１の領域は、試料の少なくとも１つの第１のセグメントの像表現に基づき、像の１次元強度分布の第２の領域は、試料の少なくとも１つの第２のセグメントの像表現に基づく。

【0031】

したがって、複数の決定されたエッジ候補のうちから、直交方向に関して、試料のより低い位置にある構造（第１のセグメント）に対応する、像のより暗い領域の最も近くに位置するエッジ候補が選択され、その結果、第２のセグメントのエッジの像表現として決定される。

【0032】

さらなる実施形態によれば、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、第１の材料を含み、試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、第１の材料とは異なる第２の材料を含む。

【0033】

例えば、少なくとも１つの第１のセグメントの露出面および少なくとも１つの第２のセグメントの露出面は、特に、互いに異なる材料を含む。

【0034】

さらなる実施形態によれば、試料の少なくとも１つの第１および第２のセグメント間の材料の違いのため、像の１次元強度分布の第２の領域内の第２の平均強度値は、像の１次元強度分布の第１の領域内の第１の平均強度値よりも大きい。

【0035】

したがって、直交方向に関して、像内の異なる輝度（強度値）で結像される（ｉｍａｇｅｄ）試料の異なる材料は、複数の決定されたエッジ候補の左および右に位置する。ここで、像内の異なる材料によって引き起こされた異なる輝度（強度値）が、複数のエッジ候補のうちから最良のエッジ候補を選択するため、および特に、アーチファクトを拒否するために使用される。

【0036】

例えば、試料の少なくとも１つの第１および第２のセグメント間の材料の違いは、試料の少なくとも１つの第１および第２のセグメントの（露出した）表面間の材料の違いである。

【0037】

さらなる実施形態に従って、試料の少なくとも１つの第１および第２のセグメントは、同じ材料を含む。

【0038】

例えば、少なくとも１つの第１のセグメントの露出面および少なくとも１つの第２のセグメントの露出面は、特に、同じ材料を含む。

【0039】

さらなる実施形態によれば、試料の少なくとも１つの第２のセグメントのエッジに隣接して形成された影のため、像の１次元強度分布の第２の領域内の第２の平均強度値は、像の１次元強度分布の第１の領域内の第１の平均強度値よりも小さい。

【0040】

第２のセグメントが影を形成することの結果として、第２のセグメントに隣接する第１のセグメントの領域が、像内で、第２のセグメントよりも低い輝度（小さい強度値）で結像される（ｉｍａｇｅｄ）。像内で結像された（ｉｍａｇｅｄ）第２のセグメントと、影の形成によって引き起こされる第２のセグメントに隣接する第１のセグメントの影になった領域との間の異なる輝度（強度値）が、ここで、複数のエッジ候補のうちから最も適切なエッジ候補を選択するために使用される。

【0041】

言い換えると、影の形成のため、１次元強度分布の第２の領域内の平均強度値は、１次元強度分布の影になった領域内の平均強度値よりも大きい。

【0042】

さらなる実施形態に従って、２次元強度分布の勾配に基づいて複数のエッジ候補を決定するときに、既定のしきい値よりも大きい絶対値を有する２次元強度分布の勾配に対して、対応するエッジ候補が決定され、既定のしきい値以下の絶対値を有する２次元強度分布の勾配に対して、エッジ候補が決定されないような方法で、既定のしきい値が適用される。

【0043】

低いしきい値を設定することによって、像内で弱く結像される（ｉｍａｇｅｄ）エッジを捕らえることも可能であるが、決定されたエッジ候補のうちのアーチファクトの数が増える。より高いしきい値を設定すると、決定されたエッジ候補のうちのアーチファクトの数が減るが、その結果、像内で非常に弱く結像される（ｉｍａｇｅｄ）エッジが捕らえられないことがある。

【0044】

さらなる実施形態によれば、ステップ（ａ）の前に、２次元強度分布のノイズ成分を減らすための像処理が発生する。

【0045】

ノイズ成分を減らすための像処理の範囲内で、１つまたは複数の適切な像平滑化プロセスが適用され得る。例示的な適切なプロセスは、ビニング、ガウスフィルタリング、ローパスフィルタリングなどを含む。単に例として、本明細書では、複数の（例えば、４つまたは場合によっては５つ以上もしくは３つ以下の）相互に隣接するピクセルが、いずれの場合にも、単一の（例えば、平均）ピクセルに置き換えられることが可能であり、次にこのピクセルに、複数の結合されたピクセルの平均強度値が割り当てられる。

【0046】

さらなる実施形態によれば、微細構造試料は、２５０ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、１００ｎｍ未満、および／または１５ｎｍ未満の動作波長用に設計され、ならびに／あるいは
微細構造試料は、リソグラフィマスク、特に、ＥＵＶもしくはＤＵＶリソグラフィマスク、および／またはマイクロリソグラフィによって構造化されたウェハーである。

【0047】

例えば、ＤＵＶリソグラフィマスクは透過型フォトマスクであり、透過型フォトマスクでは、リソグラフィ中に結像される（ｉｍａｇｅｄ）パターンが、透明な基板（この透明な基板は、第１のセグメントに対応する）上の吸収剤（すなわち、不透明または部分的に不透明な）コーティング（このコーティングは、第２のセグメントに対応する）の形態で実現される。

【0048】

例えば、ＥＵＶリソグラフィマスクは反射型フォトマスクであり、反射型フォトマスクでは、結像される（ｉｍａｇｅｄ）パターンが、反射する基板（この反射する基板は、第１のセグメントに対応する）上の吸収剤コーティング（このコーティングは、第２のセグメントに対応する）の形態で実現される。

【0049】

特に、リソグラフィマスクは、リソグラフィ装置において使用される。例えば、リソグラフィ装置は、ＥＵＶリソグラフィ装置またはＤＵＶリソグラフィ装置である。ＥＵＶは、「極紫外線」を表し、０．１ｎｍ～３０ｎｍの範囲内、特に１３．５ｎｍの作業光（ｗｏｒｋｉｎｇ ｌｉｇｈｔ）の波長のことを指す。さらに、ＤＵＶは、「深紫外線」を表し、３０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲内の作業光の波長のことを指す。

【0050】

ＥＵＶリソグラフィ装置またはＤＵＶリソグラフィ装置は、照明システムおよび投影システムを備える。特に、ＥＵＶリソグラフィ装置またはＤＵＶリソグラフィ装置を使用して、マスク構造を基板の感光コーティングに転写するために、照明システムを用いて照射されたリソグラフィマスク（レチクル）の像が、投影システムを用いて、感光層（フォトレジスト）でコーティングされて投影システムの像面に配置された、例えばシリコンウェハーなどの基板に投影される。

【0051】

さらなる実施形態によれば、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、光透過材料または光反射材料を含み、試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、光吸収材料を含む。

【0052】

例えば、これらの材料は、電磁スペクトルのＤＵＶおよび／またはＥＵＶの範囲内の波長で、光を透過するか、光を反射するか、または光を吸収する。

【0053】

例えば、試料がＤＵＶリソグラフィマスク（透過型フォトマスク、バイナリマスク）である場合、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、光透過材料を含む。例えば、試料がＥＵＶリソグラフィマスク（反射型フォトマスク）である場合、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、光反射材料を含む。

【0054】

例えば、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、基板を含む。例えば、基板は、例えば溶融水晶などの、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。例えば、試料の少なくとも１つの第１のセグメントは、１つまたは複数の層（コーティング）を含んでもよい。１つまたは複数の層は、例えば、１つまたは複数の反射層および／または１つまたは複数の保護層（例えば、Ｒｕキャッピング層）を含む。

【0055】

例えば、試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、吸収体構造を含む。例えば、試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、クロム、クロム化合物、タンタル化合物、ならびに／あるいはシリコン、窒素、酸素、および／またはモリブデンの化合物（例えば、酸化ケイ素モリブデンまたは酸窒化ケイ素モリブデン、すなわちモリブデン（Ｍｏ）（例えば、約５％のモリブデン）をドープされた酸化ケイ素または酸窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ＭｏＳｉとも呼ばれる）を含む。

【0056】

試料の少なくとも１つの第２のセグメントは、試料の少なくとも１つの第１のセグメントと同じ材料を含んでもよい。この場合、対応する光吸収特性または光透過特性／光反射特性を有するために、対応する材料が、第２のセグメントにおいて、第１のセグメントにおいてよりも大きい厚さ（すなわち、試料の高さ方向に関して、より大きい高さ）を有する試料の基板に適用されていてよい。特に、この場合、より大きい厚さ（より大きい高さ）は、より強い吸収効果に対応する。

【0057】

さらなる態様によれば、命令を含んでいるコンピュータプログラム製品が提案され、これらの命令は、少なくとも１つのコンピュータによるプログラムの実行時に、少なくとも１つのコンピュータに上記の方法を実行させる。

【0058】

例えばコンピュータプログラム媒体などのコンピュータプログラム製品は、例えばメモリカード、ＵＳＢスティック、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはネットワーク内のサーバからダウンロード可能なファイルの形態で、例えば、ストレージ媒体として提供または供給され得る。例として、ワイヤレス通信ネットワークでは、コンピュータプログラム製品の提供は、コンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラム手段を含んでいる適切なファイルを転送することによって達成され得る。

【0059】

さらなる態様によれば、マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための装置が提案される。試料は、少なくとも１つの第１のセグメントと、エッジを有し、第１のセグメントと向かい合って隆起している少なくとも１つの第２のセグメントとを含む。さらに、像は、複数のピクセルと、ピクセルに応じた２次元強度分布とを含む。さらに、装置は、
２次元強度分布の勾配に基づいて、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現のための複数のエッジ候補を決定するための第１の決定デバイスと、
複数のエッジ候補に対して直角な方向に、像の１次元強度分布を決定するための第２の決定デバイスであって、前記方向において、１次元強度分布が、第１の平均強度値を有する第１の領域、複数のエッジ候補、および第１の平均強度値よりも大きい第２の平均強度値を有する第２の領域を含む、第２の決定デバイスと、
複数のエッジ候補のうちで１次元強度分布の第１の領域に最も近い、複数のエッジ候補のうちのエッジ候補を、少なくとも１つの第２のセグメントのエッジの像表現として決定するための第３の決定デバイスと
を備える。

【0060】

特に、装置は、前述したような方法を実行するように構成される。

【0061】

マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための前述の方法および前述の装置は、さまざまな応用において、エッジの検出および抽出（輪郭の検出および抽出）に適用され得る。

【0062】

応用の例は、欠陥のない基準の構造と記録された顕微鏡像（パターンのコピー）の微細構造試料の構造（第１および第２のセグメント）との間の差異を計算することによる、試料での欠陥（例えば、欠陥のサイズ、位置、（幾何学的）形状、および輪郭、ならびに複数の接続された領域の意味の範囲内で複数のセグメントを含んでいる欠陥の場合、欠陥の複数のセグメント）の検出を含む。基準は、記録された顕微鏡像から選ばれることが可能であり；基準は、欠陥のセグメント化が欠陥の検出と同一になるように、「空」になることができ；基準は、設計ファイルによってシミュレートされた顕微鏡像に基づくことができ；および／または基準は、ウェハーの露光中のフォトマスクの正しい露光挙動を確立するために、モデルに基づいて計算された試料の構造（例えば、フォトマスク構造）および物理的に製造された試料の構造の輪郭における変化に基づくことができ、輪郭の不正確さは、このようにしないとアクセスできない原因に帰着した。

【0063】

前述の方法の応用の例は、不透明な欠陥として知られているもの、すなわち、試料（例えば、リソグラフィマスク）の意図された状態と比較して過剰な吸収体材料の検出、および透明な欠陥として知られているもの、すなわち、試料（例えば、リソグラフィマスク）の意図された状態と比較して吸収体材料の欠如の検出も含む。さらに、提案された方法を使用して、粒子（例えば、異物）も欠陥として識別され得る。さらに、修理形状および／または処理形状（すなわち、試料を修理および／または処理する必要がある領域にラベルを付ける、例えば２次元幾何学的形状などの幾何学的形状）を決定することが可能である。修理形状および／または処理形状は、例えば、試料を研磨する必要がある領域にラベルを付ける研磨処理形状を含む。例えば、研磨処理形状は、エッジまたは残留物の微細処理に使用される。この微細処理は、マスクの構造のエッジの位置のわずかな修正のためのライントリミングとして知られていることも含む。これらの研磨処理形状は、この方法に支援されて識別および／または作成され得る。修理形状および／または処理形状は、例えば、処理部位の周りの光輪で試料に被覆が成膜されており、再び除去されなければならない領域にラベルを付ける、修理形状／処理形状を含む。修理形状および／または処理形状は、例えば、エッチングされて除去される必要がある不透明な正常な構造の領域を含み、それによって、透明な領域内のアクセスできないエラーが補正され得る。

【0064】

前述の方法の応用では、欠陥の検出は、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。さらに、欠陥は、種類、サイズ、およびさらなるパラメータに従って分類され得る。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップ（欠陥の分類）として使用され得る。前述の方法の応用では、欠陥は、像内の定義された位置（例えば、像の中心）に自動的に位置決めされ得る。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップ（欠陥の中心化、欠陥の位置決め）として使用され得る。

【0065】

前述の方法の応用のさらなる例は、例えば、記録された顕微鏡像内のセグメントのエッジ間隔の測定などの、構造の認識および任意選択的測定を含む。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。さらに、記録された顕微鏡像（ＳＥＭ像）内のセグメントのエッジ間隔は、基準像のセグメントと比較され得る。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。どちらの場合も、第一に、フォトリソグラフィマスク上の任意の望ましい位置のＳＥＭ像が選ばれていてよく、例えばＳＥＭ像は、すでに処理／修理されている欠陥または（例えば、まだ全く）未処理の欠陥を含んでよいということ、および第二に、基準像が、記録されたＳＥＭ像または設計ファイルからシミュレートされたＳＥＭ像であってよいということが、当てはまる。

【0066】

さらに、前述の方法の応用は、写真マスクのさまざまな構造またはレベルの３次元構造をモデル化する目的で、フォトリソグラフィマスクのＳＥＭ像内のセグメントの検出の使用を含む。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。

【0067】

さらに、前述の方法の応用は、リソグラフィプロセスで作成されたフォトリソグラフィマスクの光学的空中像をシミュレートする目的で、フォトリソグラフィマスクのＳＥＭ像内のセグメントの検出の使用を含む。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。さらに、構造の間隔および絶対位置を決定する目的で、記録されたＳＥＭ像内のフォトリソグラフィマスクのさまざまな位置でセグメントが検出され得る。このステップは、独立した製品の解決策として、または手動のワークフローもしくは自動化されたワークフローの手順のステップとして使用され得る。さらに、異なるソースによって作成された同じ構造の像との比較の目的で、および位置の比較（像の登録、位置の比較、位置の較正）の目的で、フォトリソグラフィマスクのＳＥＭ像内でセグメントが検出されることも可能である。

【0068】

前述の方法の応用のさらなる例は、特定の境界条件（例えば、吸収体材料のみへの成膜、欠陥からの最小距離、最も近い構造エッジからの最小距離、最大限に対称な分布）の下でのドリフト修正マーカーの適切な配置の目的で、および自動ドリフト修正の目的で、ＳＥＭ像内のセグメントの検出を含む。ビーム最適化（例えば、焦点合わせ、デスティグマタイゼーション（ｄｅ－ｓｔｉｇｍａｔｉｚａｔｉｏｎ）、停止位置合わせ）に適しているＳＥＭ像内でセグメントを検出することも可能である。さらに、定義された構造が像フィールドに存在するかどうかを認識し、例えば、この構造が視野から消えた場合に警告を自動的に出力する、自動性が提供され得る。さらなる応用は、視野の外側にある対象の構造を見つける（自動的な全体的位置合わせの）目的で、検索の支援としてのＳＥＭ像内の構造の認識にある。前述の方法を使用すると、電子柱に取り付けられたハードウェアに関して、電子柱から現れる電子ビームを揃えるために、このハードウェアのセグメントを検出することも可能である。

【0069】

応用の前述の例は、マスク修理および／またはマスク処理のための装置において、個別の製品として使用され得る。

【0070】

この場合、「ａ（ａｎ）」は、正確に１つの要素への制限として必ずしも理解されるべきではない。むしろ、２つ、３つ以上などの、複数の要素が提供されてもよい。本明細書で使用される任意の他の数も、正確に述べられた数の要素への制限が存在するという趣旨であると理解されるべきではない。むしろ、特に示されない限り、上方および下方への数値のずれが可能である。

【0071】

方法に関して説明される実施形態および特徴は、それに応じて提案された装置に当てはまり、この逆も同様である。

【0072】

本発明のさらなる可能な実施は、実施形態例に関して前に説明されたか、または以下で説明される特徴または実施形態の非明示的に言及された組み合わせも含む。この場合、当業者は、本発明の各基本的な形態に対する改良または補足として、個別の態様も追加するであろう。

【0073】

本発明のさらに有利な構成および態様は、従属請求項の主題であり、以下で説明される本発明の実施形態例の主題でもある。以下では、添付の図を参照して、好ましい実施形態に基づいて、本発明がさらに詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0074】

【図1】実施形態に従って、マイクロリソグラフィ微細構造試料の像を分析するための方法フローチャートを示す図である。

【図2】実施形態に従って、微細構造試料の詳細の平面図を示す図である。

【図3】線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿って図２の断面を示す図である。

【図4】実施形態に従って、微細構造試料の顕微鏡像を記録するための装置を示す図である。

【図5】実施形態に従って、図４の装置によって記録された微細構造試料の像を示す図である。

【図6】図５に示された像の１次元強度分布を示す図である。

【図7】図６の強度分布の拡大された部分的詳細を示す図である。

【図8】実施形態に従って、図７の強度分布の勾配を示す図である。

【図9】実施形態に従って、セグメントのエッジの検出前および後の微細構造試料のさらなる顕微鏡像を示す図である。

【図10】実施形態に従って、微細構造試料のさらなる像を示す図であり、実施形態に従って、エッジを検出するための影を使用が示されている。

【図11】図１０に示された像の１次元強度分布を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0075】

特に示されない限り、図内の同一または機能的に同一である要素には、同じ引用符号が付いている。さらに、各図が必ずしも正確な一定の縮尺でないでないということに注意するべきである。

【0076】

以下では、図１～１０は、マイクロリソグラフィ微細構造試料１００、特に、マイクロリソグラフィ微細構造試料１００の像３００を分析するための方法を説明するために使用される。

【0077】

図２は、例示的な微細構造試料１００の詳細を示している。図３は、図２に示された試料１００の詳細を、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面図で示している。試料１００は、微細構造１０４を含む。例えば、微細構造１０４は、１つまたは複数の隆起している要素１０６（例えば、吸収体構造１０６）および隣接するより低い領域１０８を含む。例えば、微細構造１０４は、１つまたは複数の隆起している要素１０６を、それらの間のより低い領域１０８（例えば、溝１０８）と共に含む。隆起している要素１０６はエッジ１１０を含み、図２では、エッジ１１０のうちの２つに引用符号が付いている。より低い領域１０８は、特に、１つまたは複数の第１のセグメント１１２を含む。さらに、隆起している要素１０６は、１つまたは複数の第１のセグメント１１２と向かい合って隆起している１つまたは複数の第２のセグメント１１４を含む。図２は、例として、２つの第２のセグメント１１４のみを示している。

【0078】

さらに、微細構造試料１００は、例えば、範囲Ｅの主平面（図２および３のｘｙ平面）を含む平坦な形状を有する。範囲Ｅの主平面に対して直角な方向は、試料１００の高さ方向ｚと呼ばれる。

【0079】

例えば、図２の第２のセグメント１１４の各々は、試料１００の範囲Ｅの主平面と平行な平面内の接続された領域である。

【0080】

図３の断面に示されているように、例えば、試料１００の少なくとも１つの第１のセグメント１１２は、試料１００の高さ方向ｚに関して第１の高さＨ１を有する。さらに、試料１００の少なくとも１つの第２のセグメント１１４は、高さ方向ｚに関して、第１の高さＨ１よりも大きい第２の高さＨ２を有する。特に、少なくとも１つの第２のセグメント１１４は、少なくとも１つの第１のセグメント１１２の表面１１６の上の高さΔＨに達する。言い換えると、特に、少なくとも１つの第２のセグメントの表面１１８は、少なくとも１つの第１のセグメント１１２の表面１１６の上の高さΔＨに配置される。

【0081】

少なくとも１つの第２のセグメント１１４のエッジ１１０は、特に、エッジ壁１２０をそれぞれ有する（図３）。例えば、対応するエッジ壁１２０は、試料１００の高さ方向ｚと平行に、かつ試料１００の主範囲Ｅの平面（図２）に対して直角に（すなわち、主範囲Ｅの平面に対して９０°の角度に）配置される。図３では、エッジ壁１２０は、例として、ｙｚ平面に位置している。しかし、他の例では、エッジ壁１２０は、試料１００の範囲Ｅの主平面に対して傾斜して（すなわち、範囲Ｅの主平面に対して９０°よりも小さいか、または大きい角度に）配置されてもよく、あるいはｘｚ平面に位置するか、または範囲Ｅの主平面に対して直角に配置された任意の他の平面に位置してもよい。

【0082】

例えば、試料１００は基板１２２を含み（図３）、基板１２２上に、少なくとも１つの第２のセグメント１１４を形成する１つまたは複数の隆起している要素１０６が配置される。基板１２２の露出面は、例えば、少なくとも１つの第１のセグメント１１２の表面１１６を形成する。

【0083】

図に示されていないが、１つまたは複数の層（コーティング）が、試料１００の基板１２２に配置されることも可能である。例えば、試料１００がＥＵＶリソグラフィマスクである場合、例えば、保護層（例えば、Ｒｕキャッピング層）が、基板１２２に配置され得る。１つまたは複数の層が基板１２２に配置される場合、これらの１つまたは複数の層のうちの最上層の露出された領域が、少なくとも１つの第１のセグメント１１２の表面１１６を形成してよい。

【0084】

試料１００の、例えば基板１２２などの、より低い領域１０８、および１つまたは複数の隆起している要素１０６は、互いに異なる材料を含んでよく、または同じ材料を含んでもよい。言い換えると、少なくとも１つの第１のセグメント１１４および少なくとも１つの第２のセグメント１１４は、互いに異なる材料または同じ材料を含んでよい。例えば、少なくとも１つの第１のセグメント１１４の露出面１１６および少なくとも１つの第２のセグメント１１４の露出面１１８は、互いに異なる材料または同じ材料を含んでよい。

【0085】

さらに、試料１００の少なくとも１つの第１のセグメント１１２は、光透過材料または光反射材料を含むことができ、試料１００の少なくとも１つの第２のセグメント１１４は、光吸収材料を含むことができる。

【0086】

試料１００を分析し、分析に基づいて試料１００を処理および／または使用するために、微細構造１０４の輪郭、すなわち、例えば第２の隆起しているセグメント１１４のエッジ１１０を、検出することが必要になることがある。例えば、第２のセグメント１１４のエッジ１１０の位置および／または（例えば、２次元）幾何学的形状を決定することが必要になることがある。この決定は、像分析に基づく、以下で説明される方法を使用して実行される。

【0087】

例えば、この方法で分析される微細構造試料１００は、リソグラフィマスク（レチクル）であり、特に、ＥＵＶリソグラフィマスクまたはＤＵＶリソグラフィマスクである。しかし、この方法で分析される微細構造試料１００は、例えば、マイクロリソグラフィを用いて構造化されウェハー、または任意の他の種類の微細構造試料であることもできる。

【0088】

例えば、この方法で分析される微細構造試料１００は、ＤＵＶおよび／またはＥＵＶの範囲内の動作波長用に構成される。例えば、微細構造試料１００は、２５０ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、および／または１５ｎｍ未満の動作波長用に設計される。しかし、この方法で分析される微細構造試料１００は、電磁スペクトルの他の領域内の動作波長用に構成されること、または作業光への暴露のために構成されないことも可能である。

【0089】

この方法の第１のステップＳ１では、試料１００（例えば、試料１００の一部）の顕微鏡によって捕らえられた像３００（図５）が提供される。

【0090】

例えば、顕微鏡によって捕らえられた像３００は、像記録デバイス２００（図４）によって記録され、像記録デバイス２００は、例えば電子ビーム２０２またはイオンビームなどの粒子ビームに支援されて像３００を作成する。

【0091】

像記録デバイス２００の例として、図４に走査型電子顕微鏡２００が単に例として示されている。図４は、試料１００を結像する（ｉｍａｇｉｎｇ）ために使用され得る装置２００のいくつかのコンポーネントを通る断面を概略的に示している。

【0092】

さらに、装置２００は、任意選択的に、試料１００の電子ビーム励起処理の処理および／または修理（例えば、エッチング、成膜）に使用されることも可能である。例えば、装置２００は、例えばＤＵＶリソグラフィ装置またはＥＵＶリソグラフィ装置のフォトマスク用などの、マイクロリソグラフィフォトマスク用の修理装置（修理ツール）である。

【0093】

図４に示されている装置２００は、例えば、変更された走査型電子顕微鏡２００を表している。この場合、電子ビーム２０２は、試料１００を結像する（ｉｍａｇｅ）ために使用される。装置２００の大部分は、真空筐体２０４内に配置される。真空筐体２０４に囲まれた空間は、真空ポンプ２０６によって、あるガス圧力に保たれる。

【0094】

処理される試料１００は、試料ステージ２０８に配置される。例えば、試料ステージ２０８は、数ナノメートルの精度で、３つの相互に直交する空間方向ｘ、ｙ、ｚに、および例えば、追加的に、３つの相互に直交する回転の軸で、試料１００の位置を設定するように構成される。

【0095】

装置２００は、電子柱２１０を備える。電子柱２１０は、電子ビーム２０２を供給するための電子源２１２を備える。電子柱２１０は、電子またはビーム光学素子２１４も備える。電子源２１２は、電子ビーム２０２を作成し、電子またはビーム光学素子２１４は、電子ビーム２０２を集束させ、電子柱２１０の出力において電子ビーム２０２を試料１００に向ける。電子柱２１０は、試料１００の表面上に電子ビーム２０２を誘導する（走査する）ように構成された偏向ユニット２１６（走査ユニット２１６）も備える。電子柱２１０内に配置された偏向ユニット２１６（走査ユニット２１６）の代わりに、電子柱２１０の外部に配置された偏向ユニット（走査ユニット）の使用が行われることも可能である（図示されていない）。

【0096】

装置２００は、入射電子ビーム２０２によって試料１００の材料内に生成された二次電子および／または後方散乱電子を検出するための検出器２１８も備える。例えば、図に示されているように、検出器２１８は、電子柱２１０内に、リング形状方式で電子ビーム２０２の周りに配置される。検出器２１８の代替として、および／または検出器２１８に加えて、装置２００は、二次電子および／または後方散乱電子を検出するための他の／さらなる検出器を備えてもよい（図４に示されていない）。

【0097】

装置２００は、任意選択的に、プロセスガスを試料１００の表面に供給するためのガス供給ユニット２２０を備えてもよい。例えば、ガス供給ユニット２２０は、バルブ２２２およびガスライン２２４を備える。電子柱２１０によって試料１００の表面上の位置に向けられた電子ビーム２０２は、ガス供給ユニット２２０によってバルブ２２２およびガスライン２２４を介して外部から供給されたプロセスガスと共に、電子ビーム励起処理（ＥＢＩＰ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｂｅａｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を実行することができる。特に、前記プロセスは、成膜（成膜すること）および／または材料のエッチングを含む。

【0098】

装置２００は、制御デバイス２２８、生成デバイス２３０、第１の決定デバイス２３２、第２の決定デバイス２３４、および第３の決定デバイス２３６を含んでいる、例えばコンピュータなどの、コンピューティング装置２２６も備える。図４の例では、コンピューティング装置２２６は、真空筐体２０４の外部に配置されている。

【0099】

制御デバイス２２８は、例えば、装置２００を制御することに役立つ。例えば、制御デバイス２２８は、電子柱２１０を制御することによって、電子ビーム２０２の供給を制御する。この場合、制御デバイス２２８は特に、走査ユニット２１６を制御することによって、試料１００の表面上の電子ビーム２０２の誘導を制御する。制御ユニット２２８は、プロセスガスを供給するために、ガス供給ユニット２２０を制御することもできる。

【0100】

生成デバイス２３０は、装置２００の検出器２１８および／または他の検出器から測定データを受信し、測定データから、モニタ（図示されていない）に表示され得る像３００、５００（図５、９）を作成する。例えば、生成された像３００、５００の空間解像度は、数ナノメートルのオーダーの空間解像度である。

【0101】

図５は、図２の試料１００と同様の試料の顕微鏡によって捕らえられた像３００の例を示している。例えば、像３００は、図４の走査型電子顕微鏡２００を使用して捕らえられている。したがって、像３００は、例えば、走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。

【0102】

例えば、像３００は、試料１００の高さ方向ｚと平行に配置された見通し線Ｓ（図３）に沿って記録されている。

【0103】

像３００は、多数のピクセル３０２（ｎ個のピクセル）を含み、それらのピクセルのうちの３つに、例として図５の拡大された部分的詳細において引用符号が付いている。例えば、像３００は、ｎ個のピクセル３０２を含み、ｎは１よりも大きい自然数である。特に、ピクセル３０２は、２次元配置で配置される。像３００は、それぞれｉ番目のピクセル３０２に割り当てられた強度値Ｉ_i（「グレースケール値」）も含み、ｉ＝１～ｎである。ｎ個のピクセル３０２の強度値Ｉ_iは、像３００の２次元強度分布３０４を形成する。

【0104】

例として、図５の像３００は、異なる強度Ｉ₁、Ｉ₂を有するより明るい領域およびより暗い領域３０６、３０８を示している。特に、試料１００（図２）の少なくとも１つの第１のセグメント１１２は、第１の領域３０６内で、すなわち例えばより低い強度Ｉ₁を有する像３００内の第１の領域３０６内で、結像される（ｉｍａｇｅｄ）（すなわち、より暗く結像される（ｉｍａｇｅｄ））。さらに、例えば、試料１００（図２）の少なくとも１つの第２のセグメント１１４は、第２の領域３０８内で、すなわち例えばより大きい強度Ｉ₂を有する像３００内の第２の領域３０８内で、結像される（ｉｍａｇｅｄ）（すなわち、より明るく結像される（ｉｍａｇｅｄ））。したがって、図５の例では、Ｉ₂がＩ₁よりも大きい（図６および７も参照）。

【0105】

しかし、他の例（図１０および１１）では、例えば、陰影および／またはエッジブライトニングから離れて、（例えば、おおよそ）同じ平均強度Ｉ₁’、Ｉ₂’（すなわち、Ｉ₁’＝Ｉ₂’またはＩ₁’≒Ｉ₂’）で試料１００（図２）の少なくとも１つの第１のセグメント１１２および少なくとも１つの第２のセグメント１１４が結像される（ｉｍａｇｅｄ）ことも可能である。

【0106】

いわゆるエッジブライトニング３１０は、図５において見ることができるように、像３００（図５）内の少なくとも１つの第２の隆起しているセグメント１１４のエッジ１１０（図２）を結像する（ｉｍａｇｉｎｇ）ときに発生することがある。このエッジブライトニング３１０の領域内で、像３００の強度Ｉ₃、Ｉ₃’は、第１および第２の領域３０６、３０８（図７も参照）の各々における強度よりも大きい。

【0107】

方法の任意選択的な第２のステップＳ２では、２次元強度分布３０４（図５）のノイズ成分を減らすために、像の前処理が実行される。

【0108】

方法の第３のステップＳ３では、像３００に基づいて、第２のセグメント１１４のエッジ１１０（図２）の像表現のための複数の候補３１２、３１４（図７）が決定される。この決定は、像３００内の２次元強度分布３０４（図５）の勾配３１６、３１８（すなわち、一次導関数３１６、３１８）の計算に基づいて実施される。

【0109】

各エッジ候補３１２、３１４は、試料１００の第２のセグメント１１４の１つの同じ実際のエッジ１１０の可能な像表現に対応する。言い換えると、試料１００の像３００の勾配３１６、３１８が計算されるときに、試料１００の第２のセグメント１１４の１つの同じ実際のエッジ１１０に関して、エッジ１１０の像表現のための２つ以上の候補が検出される。

【0110】

例えば、装置２００（図４）の第１の決定デバイス２３２によって複数のエッジ候補３１２、３１４が決定される。

【0111】

図が、特に図７では、明確にするために、１次元強度分布３２０（図６）の勾配３１６、３１８のみを示しているということに注意する。それにもかかわらず、ステップＳ３での勾配形成は、像３００の２次元強度分布３０４（図５）内の勾配の決定として実施されるのが好ましい。

【0112】

例えば、エッジ候補３１２、３１４（図７）は、ソーベル演算子として知られているもの、および／または任意の他の適切なプロセスを像３００の２次元強度分布３０４（図５）に適用することによって、決定される。例えば、対応するピクセル３０２およびこのピクセル３０２を取り囲むピクセル３０２の強度値Ｉ_iに基づいて、像３００内のピクセル３０２ごとに、強度分布３０４の勾配３１６、３１８が決定される。したがって、例えば勾配３１６、３１８の行列が、像３００から導出される。次に、像３００内で捕らえられた少なくとも１つの第２のセグメント１１４のエッジ１１０（図２）の候補３１２、３１４が、元の像３００の強度Ｉ（すなわち、輝度）が最大限に変化する（大きい勾配に対応する）ピクセル３０２で決定される。

【0113】

この方法の第４のステップＳ４では、像３００の１次元強度分布３２０（図７）が、複数のエッジ候補３１２に対して直角な方向Ｒ（図５）に決定される。

【0114】

例えば、装置２００（図４）の第２の決定デバイス２３４によって１次元強度分布３２０が決定される。

【0115】

図６は、複数のエッジ候補３１２、３１４に対して直角な方向Ｒでの像３００内の１次元強度分布３２０の例を示している。特に、図６は、図５の線３２２に沿って像３００内の強度分布３２０を示している。図６は、特に、方向Ｒでの位置ｘの関数として、像３００内の１次元強度分布３２０のグラフを示している。示された例では、直交方向Ｒは、像（図５）のｘ方向と平行であり、したがって、図６の強度分布３２０は、像３００のｘ座標の関数として示される。

【0116】

図６の例では、１次元強度分布３２０は、第１の平均強度値Ｉ₁を有し、図５のより暗い領域３０６に対応し、したがって、試料１００の第１のセグメント１１２の像表現に対応する、第１の領域３０６’を含む。１次元強度分布３２０は、第２の平均強度値Ｉ₂を有し、図５のより明るい領域３０８に対応し、したがって、試料１００の第２のセグメント１１４の像表現に対応する、第２の領域３０８’も含む。特に、第２の平均強度値Ｉ₂は、第１の平均強度値Ｉ₁よりも大きい。さらに、第２のセグメント１１４のエッジ１１０でのエッジブライトニング３１０が、図６の強度分布３２０内の最大値３１０’として現れている。

【0117】

図７は、図６の１次元強度分布３２０の拡大された部分を示している。

【0118】

エッジ１１０（図２）の像表現の領域内のエッジブライトニング３１０（図５）が、１次元強度分布３２０（図６または７）内の最大値３１０’として現れている。エッジブライトニング３１０のため、大きい絶対値を有する２つの勾配３１６、３１８が、各最大値３１０’の側面で、すなわち各エッジ１１０の像表現の領域内の２つの異なる位置ｘ₁、ｘ₂で、決定される。その結果、各エッジ１１０の像表現に関して、各２つの候補３１２、３１４が決定される。言い換えると、方向Ｒ（図５）での各エッジ１１０に関して、２つの異なる可能性のある位置ｘ₁、ｘ₂（図７）が決定される。直交方向Ｒが像３００のｘ方向と平行である例では、例えば、エッジ１１０に関して、２つの可能性のあるｘ位置ｘ₁、ｘ₂が決定される。

【0119】

任意選択的に、ステップＳ４で、２次元強度分布３０４内の勾配３１６、３１８に基づく、第２のセグメント１１４のエッジ１１０の像表現のための複数の（例えば、平行な）エッジ候補３１２、３１４（図７）の決定中に、既定のしきい値Ｔｈが適用され得る。これが、１次元の場合について図８に示されている。特に、図８は、位置ｘの関数として図７の強度分布Ｉの勾配の絶対値（一次導関数ｄＩ／ｄｘの絶対値）の図を示している。例えば、この方法は、ステップＳ４で、エッジ候補３１２、３１４として決定される、既定のしきい値Ｔｈよりも大きい絶対値を有する２次元強度分布３０４の勾配３１６、３１８のみを提供してよい。対照的に、例えば、既定のしきい値Ｔｈよりも小さい絶対値を有する２次元強度分布３０４の勾配３２４（図８）は、エッジ候補３１２、３１４として分類されない。

【0120】

試料１００を結像する（ｉｍａｇｉｎｇ）ときに、試料１００の像３００内に見える影３２６（図６）が形成されてもよい。特に、第２のセグメント１１４（図２および３）の影３２６が、第２のセグメント１１４に隣接する第１のセグメント１１２の領域内に形成されてよい。影３２６は、像３００内および１次元強度分布３２０内の影になった領域３２８をもたらす。影になった領域３２８が、図面のうちの図６および７のみで可視であるということに注意する。言い換えると、影３２６は、試料１００（図２）の少なくとも１つの第１のセグメント１１２が、影になった領域３２８内で、影になった領域３２８の外側（すなわち、図７の３０６’の領域）よりも低い平均強度Ｉ₄（図７）で結像される（ｉｍａｇｅｄ）ことを引き起こす。

【0121】

第２の領域３０８’と第１の領域３０６’の間の強度差（Ｉ₂－Ｉ₁）および／または第２の領域３０８’と影になった領域３２８の間の強度差（Ｉ₂－Ｉ₄）が、決定された候補３１２、３１４のうちの１つを第２のセグメント１１４のエッジ１１０の像表現として選択する目的で、この方法の次のステップで使用され得る。

【0122】

この方法の５番目のステップＳ５で、複数のエッジ候補３１２、３１４のうちで１次元強度分布３２０の第１の領域３０６’および／または影になった領域３２８の最も近くに位置する、複数のエッジ候補３１２、３１４（図７）のうちのエッジ候補が、第２のセグメント１１４のエッジ１１０（図２）の像表現として決定される。

【0123】

例えば、ステップＳ５で、装置２００（図４）の第３の決定デバイス２３６によって、エッジ１１０の像表現のための最良のエッジ候補３１２、３１４が決定される。

【0124】

図７の例では、ステップＳ４で決定された２つのエッジ候補３１２、３１４のうちのエッジ候補３１２は、１次元強度分布３２０の第１の領域３０６’の最も近くに位置し、その結果、第２のセグメント１１４のエッジ１１０の像表現として決定される。例えば、エッジ候補３１２の位置ｘ₂は、第２のセグメント１１４のエッジ１１０の位置として決定される。

【0125】

それに加えて、または代替案では、ステップＳ５は、ステップＳ４で決定された２つのエッジ候補３１２、３１４のうちのエッジ候補３１２が、１次元強度分布３２０内の影になった領域３２８の最も近くに位置するということを考慮することもできる。この文脈において、同じエッジ候補３１２が、図７の例で、第２のセグメント１１４のエッジ１１０の像表現として決定される。

【0126】

提案された方法は、微細構造試料１００（図２）のエッジ１１０の姿勢または位置のより良い検出を可能にする。特に、提案された方法によって決定されるエッジ１１０の位置は、すべての詳細においてより高い精度で、それらの位置決めにおいてより正確に、少なくとも１つの第２のセグメント１１４の幾何学的形状に対して配置される。さらに、従来の方法と比較して、より低い位置にある構造１０８、１１２（図２）の方向により近くに位置するエッジの位置が決定され得る。

【0127】

図９は、図２の試料１００と同様の試料４００を分析するための方法のさらなる例を示している。図９は、エッジ検出の前（左の図）および後（右の図）の試料４００の像５００（例えば、ＳＥＭ像５００）を示している。試料４００は、（図２の第１のセグメント１１２と同様の）少なくとも３つの第１のセグメント４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、および（図２の第２のセグメント１１４と同様の）少なくとも１つの第２のセグメント４１４を含む。像５００では、試料４００の第１のセグメント４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃが、第１の領域４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃとして結像される（ｉｍａｇｅｄ）。この場合、第１の領域４０６ａ、４０６ｂは、図５のエッジブライトニング３１０と同様のエッジブライトニング４１０ａ、４１０ｂをそれぞれ示している。しかし、第１の領域４０６ｃは、非常に弱いエッジブライトニングのみを示すか、またはエッジブライトニングを示さない。さらに、試料４００の第２のセグメント４１４が、第２の領域４０８として像５００内で結像される（ｉｍａｇｅｄ）。

【0128】

前述の方法の結果として、第１のセグメント４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃに対応する第１の領域４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃのエッジ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが、図９の右に示されているように、位置的に正確に検出され得る。特に、このようにして決定されたエッジ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、試料４００のより低い位置にある構造４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃのより近くに位置する。

【0129】

試料１００が結像される（ｉｍａｇｅｄ）ときに影３２６、６２６が形成される場合（図７、１０、および１１）、１次元強度分布３２０、６２０の影になった領域３２８、６２８は、エッジ候補３１２、３１４（図７）または６１２、６１４（図１１）から選択を行う目的で、１次元強度分布３２０の第１の領域３０６’の代わりに、ステップＳ５で使用され得る。言い換えると、ステップＳ５で、１次元強度分布３２０、６２０の影になった領域３２８、６２８の最も近くに位置する２つの決定されたエッジ候補３１２、３１４（図７）または６１２、６１４（図１１）のうちのエッジ候補３１２または６１２が、第２のセグメント１１４（図２）のエッジ１１０の像表現として決定され得る。

【0130】

影３２６の形成を考慮することは、特に、少なくとも１つの第１および第２のセグメント１１２、１１４が同じ材料を含み、陰影から離れて、同じ平均輝度Ｉ₁’、Ｉ₂’で像３００、６００内で結像される（ｉｍａｇｅｄ）場合に、有利であるということが分かった。

【0131】

図１０は、実施形態に従って、図４の装置によって記録された微細構造試料１００のさらなる像６００を示しており、ここでは、エッジ検出のための陰影の使用が示されている。

【0132】

図１１は、図１０に示された像６００の１次元強度分布６２０を示している。この場合、試料１００（図２）の少なくとも１つの第１のセグメント１１２および少なくとも１つの第２のセグメント１１４が、影６２６、６２８およびエッジブライトニング６１０から離れて、像６００内のおおよそ同じ平均強度Ｉ₁’、Ｉ₂’（図１１）（すなわち、Ｉ₁’≒Ｉ₂’）で、結像される（ｉｍａｇｅｄ）。

【0133】

図１１は、特に、１次元強度分布６２０内の、２次元強度分布６０４（図１０）に基づいてステップＳ４で決定されたエッジ候補６１２、６１４および勾配６１６、６１８をプロットしている。１次元強度分布６２０の第１の平均強度Ｉ₁’を有する第１の領域６０６は、試料１００の少なくとも１つの第１のセグメント１１２の像表現に対応する。１次元強度分布６２０の第２の平均強度Ｉ₂’を有する第２の領域６０８は、少なくとも１つの第２のセグメント１１４の像表現に対応する。さらに、さらなる平均強度Ｉ₄を有する影になった領域６２８は、少なくとも１つの第１のセグメント１１２の影になった領域６２８の像表現に対応する。

【0134】

特に、影６２６の形成のため、１次元強度分布６２０の第２の領域６０８内の平均強度値Ｉ₂’は、１次元強度分布６２０の影になった領域６２８内の平均強度値Ｉ₄よりも大きい。

【0135】

図１０および１１の例では、１次元強度分布６２０の影になった領域６２８の最も近くに位置する、ステップＳ４で決定されたエッジ候補６１２、６１４のうちのエッジ候補は、この方法のステップＳ５で、エッジ１１０（図２）の像表現として決定される。このエッジ候補は、図１１の例における位置ｘ₂でのエッジ候補６１２である。

【0136】

本発明は、実施形態例に基づいて説明されたが、多様な方法で変更され得る。

【符号の説明】

【0137】

１００ 試料
１０４ 微細構造
１０６ 要素
１０８ 領域
１１０ エッジ
１１０ａ エッジ
１１０ｂ エッジ
１１０ｃ エッジ
１１２ セグメント
１１４ セグメント
１１６ 表面
１１８ 表面
１２０ 壁
１２２ 基板
２００ 像記録デバイス
２０２ 電子ビーム
２０４ 筐体
２０６ ポンプ
２０８ 試料ステージ
２１０ 電子柱
２１２ 電子源
２１４ 電子またはビーム光学素子
２１６ 偏向ユニット
２１８ 検出器
２２０ ガス供給ユニット
２２２ バルブ
２２４ ガスライン
２２６ コンピューティング装置
２２８ 制御デバイス
２３０ 生成デバイス
２３２ 決定デバイス
２３４ 決定デバイス
２３６ 決定デバイス
３００、３００’’ 像
３０２ ピクセル
３０４ 強度分布
３０６、３０６’ 領域
３０８、３０８’、３０８’’ 領域
３１０、３１０’、３１０’’ エッジブライトニング
３１２ 候補
３１４ 候補
３１６ 勾配
３１８ 勾配
３２０ 強度分布
３２２ 線
３２４ 勾配
３２６ 影
３２８ 領域
４００ 試料
４０６ａ 領域
４０６ｂ 領域
４０６ｃ 領域
４１０ａ エッジブライトニング
４１０ｂ エッジブライトニング
４１２ａ セグメント
４１２ｂ セグメント
４１２ｃ セグメント
４１４ セグメント
４０８ 領域
４１０ａ、４１０ｂ エッジブライトニング
５００ 像
６００ 像
６０４ 強度分布
６０６ 領域
６０８ 領域
６１０ エッジブライトニング
６１２ 候補
６１４ セグメント
６１６ 勾配
６１８ 勾配
６２０ 強度分布
６２６ 影
６２８ 領域
ｄＩ／ｄｘ 勾配（一次導関数）
Ｅ 平面
Ｈ 高さ
Ｈ２ 高さ
Ｈ１ 高さ
ΔＨ 高さ
Ｉ₁、Ｉ₂ 強度
Ｉ₁’、Ｉ₂’ 強度
Ｉ₃、Ｉ₃ 強度
Ｉ_i 強度
Ｒ 方向
Ｓ 見通し線
Ｓ２～Ｓ５ 方法のステップ
Ｔｈ しきい値
ｘ、ｙ、ｚ 方向
ｘ₁、ｘ₂ 位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】