JP2004013095A - パターン画像比較方法、パターン画像比較装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】数値化が可能なパラメータで、設計データのパターン画像とレチクルマスクのパターン画像とを比較することを課題とする。
【解決手段】レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、第１のパターン画像及び第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【選択図】 図１
【解決手段】レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、第１のパターン画像及び第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン画像比較技術に関し、特に設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のレチクルマスクの作製においては、ＯＰＣ処理（光近接効果補正法）を行ない、半導体ウエハ等の基板に転写されたパターンが、正確に設計パターンを再現出来るか否かが、レチクルマスクの品質の善し悪しになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＯＰＣ処理等に使用される補助パターン等は、寸法だけでなく形状や面積の変化により、形成されるパターンが変わる可能性がある。転写されたパターンを保証するには、形状や面積等の二次元的パターンによる保証が今後必要となる。そして、これらのパターン形状を数値で管理（ある値までは問題なしと定義）し、パターン形状の保証をして行く必要性がある。従来は、パターン形状に対する数値化の定義が無いため、許容範囲の設定が非常に困難だった。
【０００４】
本発明の目的は、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較することにより、パターン保証の管理を容易にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、第１のパターン画像及び第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【０００６】
数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。ＣＡＤデータ１０１は、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データであり、ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）により生成されたデータである。コンバータ１０３は、ＣＡＤデータ１０１及びパラメータ１０２を基に、製造データ１０４を生成する。レチクル露光装置１０５は、製造データ１０４を基にレチクルマスク１０６上に電子ビームでパターンを描画する。このパターン画像比較装置は、元の製造データ１０４のパターンとレチクルマスク１０６のパターンとの比較を行い、レチクルマスク１０６のパターンの合否判定を行う。以下、その方法を説明する。
【０００８】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）１０７を用いて、２つの方法により選択的にレチクルマスク１０６の画像データＩＤＢ又は画像データＩＤＣを生成することができる。第１の方法として、ＳＥＭ１０７が、光学的なレチクルマスク１０６のパターンを、電気的な画像データＩＤＢに変換する。第２の方法として、ＳＥＭ１０７で観察されたレチクルマスク１０６のパターンの写真１１０をプリントする。次に、イメージスキャナ１１１が、写真１１０のパターンを画像データＩＤＣに変換する。ＳＥＭ１０７は、通常の顕微鏡でもよい。画像データＩＤＢ及び画像データＩＤＣは、生成方法が異なるが、共にレチクルマスク１０６の画像データである。以下、画像データＩＤＢを用いる場合を例に説明する。
【０００９】
以下の処理は、コンピュータ１１３が行う。コンピュータ１１３の処理部１２０は、倍率設定部１２１及びコンバータ１２２を有し、製造データ１０４に対して倍率の設定を行い、画像データＩＤＡを生成する。画像データＩＤＡ及び画像データＩＤＢは、コンピュータ１１３に記録される。
【００１０】
コンピュータ１１３の処理部１３０は、ビットマップ化部１３１、コントラスト制御部１３２、領域設定部１３３、倍率合わせ部１３４及びパターン形状チェック部１３５を有する。ビットマップ化部１３１は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢをビットマップ形式に変換する。コントラスト制御部１３２は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢのコントラストを制御し、２値デジタル画像にする。領域設定部１３３は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの中から、比較対象の領域を設定する。倍率合わせ部１３４は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢのパターンのサイズを合わせるために、各画像データの倍率を調整する。パターン形状チェック部１３５は、画像データＩＤＡの設計データパターンと画像データＩＤＢのレチクルマスクパターンの形状を比較し、レチクルマスク１０６のパターンの合否判定を出力する。
【００１１】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の倍率合わせ設定部１３４の処理を示す図である。図２（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理であり、図２（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理である。
【００１２】
図２（Ａ）において、画像データＩＤＡは、設計データのパターン画像である。比較対象パターンがパターン２０１の場合、比較対象パターン２０１及びそれに隣接するパターン２０２を画像データＩＤＡから抽出する。例えば、比較対象パターン２０１の大きさが１μｍであり、隣接パターン２０２の大きさが１μｍであり、パターン２０１及び２０２の間隔が１μｍである。まず、比較対象パターン２０１及び隣接パターン２０２のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は２μｍである。
【００１３】
図２（Ｂ）において、画像データＩＤＢは、レチクルマスクのパターン画像である。比較対象パターンがパターン２１１の場合、比較対象パターン２１１及びそれに隣接するパターン２１２を画像データＩＤＢから抽出する。ここで、パターン２１１及び２１２は、図２（Ａ）のパターン２０１及び２０２に対応するものである。まず、比較対象パターン２１１及び隣接パターン２１２のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は１．５μｍである。この場合、図２（Ａ）の重心間距離（２μｍ）と図２（Ｂ）の重心間距離（１．５μｍ）とは一致していない。すなわち、パターン２０１及び２１１のサイズが合っていないので、両者を比較することができない。そこで、パターン２１１及び２１２の倍率を調整する。例えば、重心間距離が２μｍになるまで、パターン２１１及び２１２を拡大し、パターン２１３及び２１４を得る。これにより、倍率合わせが終了し、パターン２０１とパターン２１３との比較が可能になる。なお、パターン２０２及び２１４は、倍率合わせのためにのみ用いられる。
【００１４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１のパターン形状チェック部１３５の処理を示す図である。図３（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン３０１を示す。パターン３０１のうち、任意の領域を比較対象領域３０２として設定することができる。例えば、比較対象領域３０２は、パターン３０１のコーナーの他、ホール及びライン等に設定することができる。ここでは、比較対象領域３０２の面積ｓ０を基に比較を行う場合を説明する。比較対象領域３０２の面積ｓ０は、例えば２５画素である。
【００１５】
図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの比較対象領域３０３及び３０４を示す。図３（Ｂ）の場合、比較対象領域３０３の面積ｓ２は例えば２４画素であり、上記の面積ｓ０（２５画素）よりも１画素だけ少ないので、合格と判定することができる。図３（Ｃ）の場合、比較対象領域３０４の面積ｓ３は例えば２２画素であり、上記の面積ｓ０（２５画素）よりも３画素少ないので、不合格と判定することができる。すなわち、設計データの画像データの比較対象領域３０２の面積ｓ０とレチクルマスクの画像データの比較対象領域３０３，３０４の面積ｓ２，ｓ３との差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。一般的には、面積比較の方法により、合否を判定することができるが、場合により図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すような不都合が生じることがある。
【００１６】
図４（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン４０１を示す。パターン４０１の比較対象領域４０２は、面積ｓ０が例えば２５画素である。図４（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの比較対象領域４０３を示す。比較対象領域４０３は、面積ｓ１が例えば２５画素である。面積ｓ０及びｓ１は共に２５画素で同じであるが、比較対象領域４０２及び４０３は形状がかなり異なるので、不合格にすべきである。この不都合を解消するための方法を、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００１７】
図５（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン５００を示す。ここでは、面積及び外周の２つのパラメータを用いて比較を行う。パターン５００は、例えば、面積ｓ１が２５画素であり、外周ｄ１が１０である。外周ｄ１は、外周の画素の辺の長さである。ここで、レチクルマスクの画像データＩＤＢが、パターン５００と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Ｋを求める。
【００１８】
【００１９】
形状係数Ｋが１に近いほど、画像データＩＤＡのパターンと画像データＩＤＢのパターンとの一致率が高くなる。このように、面積及び外周の２つのパラメータを用いて、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの比較を行えば、図４（Ｂ）のパターンの場合でも、良好な合否判定を行うことができる。すなわち、上記形状係数Ｋの値の１からのずれが所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【００２０】
図５（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢのパターン５０１を示す。パターン５０１は、例えば、面積ｓ２が２５画素であり、外周ｄ２が１２である。パターン５００及び５０１は、外周のみが異なる。この場合、面積ｓ２及び外周ｄ２を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２１】
【００２２】
図５（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン５０２を示す。パターン５０２は、例えば、面積ｓ３が２４画素であり、外周ｄ３が１０である。パターン５００及び５０２は、面積のみが異なる。この場合、面積ｓ３及び外周ｄ３を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２３】
【００２４】
図５（Ｄ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン５０３を示す。パターン５０３は、例えば、面積ｓ４が１５画素であり、外周ｄ４が８である。パターン５００及び５０３は、面積及び外周が異なる。この場合、面積ｓ４及び外周ｄ４を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２５】
【００２６】
次に、図６（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、他の外周の求め方を説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）では、外周の画素の辺の長さを外周とした。図６（Ａ）〜（Ｄ）では、外周の画素の個数を外周とする。図６（Ａ）〜（Ｄ）のパターンは、それぞれ図５（Ａ）〜（Ｄ）のパターンと同じである。
【００２７】
図６（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン６００を示す。パターン６００は、例えば、面積ｓ５が２５画素であり、外周ｄ５が９である。外周ｄ５は、外周の画素の個数である。ここで、レチクルマスクの画像データＩＤＢが、パターン６００と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Ｋを求める。
【００２８】
【００２９】
形状係数Ｋが１に近いほど、画像データＩＤＡのパターンと画像データＩＤＢのパターンとの一致率が高くなる。画像の解像度が高い場合に、図６（Ａ）〜（Ｄ）の方法が有効である。
【００３０】
図６（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢのパターン６０１を示す。パターン６０１は、例えば、面積ｓ６が２５画素であり、外周ｄ６が８である。この場合、面積ｓ６及び外周ｄ６を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３１】
【００３２】
図６（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン６０２を示す。パターン６０２は、例えば、面積ｓ７が２４画素であり、外周ｄ７が８である。この場合、面積ｓ７及び外周ｄ７を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３３】
【００３４】
図６（Ｄ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン６０３を示す。パターン６０３は、例えば、面積ｓ８が１５画素であり、外周ｄ８が６である。この場合、面積ｓ８及び外周ｄ８を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３５】
【００３６】
図７は、図１のコンピュータ１１３のハードウエア構成図である。バス７０１には、中央処理装置（ＣＰＵ）７０２、ＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ネットワークインタフェース７０５、入力装置７０６、出力装置７０７及び外部記憶装置７０８が接続されている。
【００３７】
ＣＰＵ７０２は、データの処理及び演算を行うと共に、バス７０１を介して接続された上記の構成ユニットを制御するものである。ＲＯＭ７０３には、予めブートプログラムが記憶されており、このブートプログラムをＣＰＵ７０２が実行することにより、コンピュータが起動する。外部記憶装置７０８にコンピュータプログラムが記憶されており、そのコンピュータプログラムがＲＡＭ７０４にコピーされ、ＣＰＵ７０２により実行される。このコンピュータは、コンピュータプログラムを実行することにより、後に説明する図８等のフローチャートの処理を行う。
【００３８】
外部記憶装置７０８は、例えばハードディスク記憶装置等であり、電源を切っても記憶内容が消えない。外部記憶装置７０８は、コンピュータプログラム及び画像データ等を記録媒体に記録したり、記録媒体からコンピュータプログラム及び画像データ等を読み出すことができる。
【００３９】
ネットワークインタフェース７０５は、ネットワークに対してコンピュータプログラム及び画像データ等を入出力することができる。入力装置７０６は、例えばキーボード及びポインティングデバイス（マウス）等であり、各種指定又は入力等を行うことができる。出力装置７０７は、ディスプレイ及びプリンタ等である。
【００４０】
図８は、図１のコンピュータ１１３が行う処理を示すフローチャートである。ステップＳ８０１では、設計データパターン（以下、原図形パターンという）の画像データＩＤＡを取り込み、外部記憶装置７０８に記録する。次に、ステップＳ８０２では、原図形パターンの画像データＩＤＡをビットマップ形式に変換する。次に、ステップＳ８０３では、レチクルマスクパターン（以下、測定図形パターンという）の画像データＩＤＢを取り込み、外部記憶装置７０８に記録する。次に、ステップＳ８０４では、測定図形パターンの画像データＩＤＢをビットマップ形式に変換する。次に、ステップＳ８０５では、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの倍率合わせ及び抽出領域設定を行う。倍率合わせは、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示した処理である。抽出領域設定は、図３（Ａ）のパターン３０１中の比較対象領域３０２を設定する処理である。次に、ステップＳ８０６では、ビットマップの画像データＩＤＡ及びＩＤＢの高コントラスト化を行い、２値デジタル画像に変換する。次に、ステップＳ８０７では、パターン形状チェック処理を行う。パターン形状チェック処理は、図５（Ａ）〜（Ｄ）等に示した処理であり、画像データＩＤＡ及びＩＤＢを比較し、レチクルパターンの画像データＩＤＢの合否判定を出力する。
【００４１】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の処理の具体例を説明するための図である。図９（Ａ）は、画像データＩＤＡの原図形パターン９０１を示す。原図形パターン９０１は、例えば正方形である。図９（Ｂ）は、画像データＩＤＢの測定図形パターン９０２を示す。測定図形パターン９０２は、原図形パターン９０１に比べ、コーナー部が丸くなっている。測定図形パターン９０２では、コーナー部の形状が崩れ易いので、コーナー部に比較対象領域９０３を設定する。そして、比較対象領域９０３について、原図形パターン９０１及び測定図形パターン９０２の比較を行う。
【００４２】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の処理の他の具体例を説明するための図である。図１０（Ａ）は、画像データＩＤＡの原図形パターン１００１を示す。原図形パターン１００１は、例えば正方形のコーナー部に補助パターンが存在する。図１０（Ｂ）は、画像データＩＤＢの測定図形パターン１００２を示す。測定図形パターン１００２は、原図形パターン１００１に比べ、補助パターン部が丸くなってしまっている。測定図形パターン１００２では、補助パターン部の形状が崩れ易いので、補助パターン部に比較対象領域１００３を設定する。そして、比較対象領域１００３について、原図形パターン１００１及び測定図形パターン１００２の比較を行う。
【００４３】
図１１は、図８のステップＳ８０７のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１１０１では、原図形パターンのドット（画素）数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１１０２では、測定図形パターンのドット（画素）数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１１０３では、原図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップＳ１１０４では、測定図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップＳ１１０５では、面積及び外周を基に、上記の形状係数Ｋを求める。次に、ステップＳ１１０６では、算出した形状係数Ｋとしきい値との比較を行い、形状係数Ｋが許容範囲内にあるか否かをチェックする。次に、ステップＳ１１０７では、上記の比較結果を出力する。例えば、レチクルマスクの合否判定を出力装置７０７に出力する。
【００４４】
図９（Ａ）及び（Ｂ）の場合を例に説明する。例えば、原図形パターン９０１は、面積が４９２２０であり、外周が８８７であった。測定図形パターン９０２は、面積が４４２９８であり、外周が８２６であった。その結果、形状係数Ｋは０．８３７になった。パターン画像の形状を数値化することができるので、評価が容易である。
【００４５】
（第２の実施形態）
図１２（Ａ）は、本発明の第２の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１２０１では、測定図形パターンを縮小（マイナスサイジング又はマイナススケーリング）する。次に、ステップＳ１２０２では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大（プラスサイジング又はプラススケーリング）し、元のサイズに戻す。以下、ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０９の処理を行う。ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０９は、図１１のステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７の処理と同じである。この処理の詳細を、図１３（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００４６】
図１３（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理を示し、図１３（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理を示す。
図１３（Ａ）において、画像データＩＤＡからパターン１３０１を抽出し、パターン１３０１中に比較対象領域１３０２を設定する。その比較対象領域１３０２中のパターン１３０３が比較対象になる。
【００４７】
一方、図１３（Ｂ）において、画像データＩＤＢからパターン１３１１を抽出し、パターン１３１１中に比較対象領域１３１２を設定する。次に、その比較対象領域１３１２中のパターン１３１３を所定のサイジング量で縮小し、パターン１３１４を生成する。次に、パターン１３１４を同じサイジング量で拡大して、パターン１３１５を生成する。パターン１３１３及び１３１５は、同じサイズではあるが、全く同じ形状であるとは限らない。パターン１３１５は、パターン１３１３に比べ、空間的高周波成分が除去される。この処理後の測定図形パターン１３１５と原図形パターン１３０３を比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【００４８】
図１４（Ａ）は、縮小及び拡大のサイジング量が大きい場合の例を示す。パターン１４０１を大きなサイジング量で縮小し、パターン１４０２を生成し、それを拡大してパターン１４０３を生成する。すると、測定図形パターン１４０３は、正方形になり、原図形パターンと同じになる。
【００４９】
一方、図１４（Ｂ）は、縮小及び拡大のサイジング量が小さい場合の例を示す。パターン１４１１を小さなサイジング量で縮小し、パターン１４１２を生成し、それを拡大してパターン１４１３を生成する。すると、測定図形パターン１４１３は、正方形にはならず、原図形パターンと異なる形状になる。このように、サイジング量を調整することにより、形状比較の際の許容範囲を調整することができる。この場合、所定のサイジング量で縮小及び拡大を行った後の測定図形パターンに対する形状係数Ｋの１からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【００５０】
上記の図１２（Ａ）の処理は、サイジング量又はスケーリング量を固定して行う場合を説明したが、サイジング量又はスケーリング量を可変にして行う方法を、図１２（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００５１】
図１２（Ｂ）は、図８のステップＳ８０７の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１２１１では、測定図形パターンを縮小（マイナスサイジング又はマイナススケーリング）する。次に、ステップＳ１２１２では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大（プラスサイジング又はプラススケーリング）し、元のサイズに戻す。次に、ステップＳ１２１３では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Ｋを算出する。次に、ステップＳ１２１４では、形状係数Ｋが許容範囲（約１）内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップＳ１２１５へ進み、一致していなければステップＳ１２１１へ戻る。縮小及び拡大した測定図形に対して、さらに同じ量だけ縮小及び拡大を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップＳ１２１５へ進む。ステップＳ１２１５では、上記の合計サイジング量又は合計スケーリング量を算出する。次に、ステップＳ１２１６では、合計サイジング量又は合計スケーリング量を基に、合否判定を出力する。すなわち、測定図形パターンが原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計のサイジング量又はスケーリング量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率とサイジング量（又はスケーリング量）とに応じて比較結果を出力することになる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１５０１では、原図形パターンのドット（画素）数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１５０２では、測定図形パターンのドット（画素）数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１５０３では、重心座標を求めるために、原図形パターン及び測定図形パターンの原点座標を設定する。次に、ステップＳ１５０４では、原図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップＳ１５０５では、測定図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップＳ１５０６では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積（ドット数）を比較する。次に、ステップＳ１５０７では、原図形パターン及び測定図形パターンの重心座標値を比較する。次に、ステップＳ１５０８では、上記の面積及び重心座標値の比較結果に応じて、原図形パターン及び測定図形パターンの形状比較結果を出力する。以下、この処理の詳細を説明する。
【００５３】
図１６（Ａ）は原図形パターン１６００及び１６１０を示し、図１６（Ｂ）はそれに対応する測定図形パターン１６２０及び１６３０を示す。
図１６（Ａ）において、原図形パターン１６００は、パターン１６０１及び１６０２を有する。パターン１６０１及び１６０２の重心の算出方法を説明する。まず、パターン１６０１の頂点を結ぶ対角線１６０３及び１６０４を求める。次に、対角線１６０３及び１６０４の交点を重心１６０５として求める。同様に、パターン１６０２の対角線１６０６及び１６０７の交点を重心１６０８として求める。また、原図形パターン１６１０は、パターン１６１１及び１６１２を有する。まず、パターン１６１１の対角線１６１３及び１６１４の交点を重心１６１５として求める。次に、パターン１６１２の対角線１６１６及び１６１７の交点を重心１６１８として求める。例えば、原図形パターン１６００の面積は４４０画素であり、パターン１６０１の重心１６０５は座標（１９，２６）であり、パターン１６０２の重心１６０８は座標（１９，１７）である。また、原図形パターン１６１０の面積は４４０画素であり、パターン１６１１の重心１６１５は座標（４４，３１）であり、パターン１６１２の重心１６１８は座標（４４，２１）である。
【００５４】
以上のように、例えばパターン１６００が複数の矩形パターン１６０１及び１６０２からなる場合には、各矩形パターンに分割する。そして、各矩形パターン毎に重心を求める。
【００５５】
図１６（Ｂ）において、測定図形パターン１６２０は、パターン１６２１及び１６２２を有する。まず、パターン１６２１の対角線１６２３及び１６２４の交点を重心１６２５として求める。次に、パターン１６２２の対角線１６２６及び１６２７の交点を重心１６２８として求める。また、測定図形パターン１６３０は、パターン１６３１及び１６３２を有する。まず、パターン１６３１の対角線１６３３及び１６３４の交点を重心１６３５として求める。次に、パターン１６３２の対角線１６３６及び１６３７の交点を重心１６３８として求める。例えば、測定図形パターン１６２０の面積は４２４画素であり、パターン１６２１の重心１６２５は座標（１９，２８）であり、パターン１６２２の重心１６２８は座標（１９，１７）である。また、原図形パターン１６３０の面積は４２４画素であり、パターン１６３１の重心１６３５は座標（４４，３１）であり、パターン１６３２の重心１６３８は座標（４４，１５）である。
【００５６】
なお、上記では面積及び重心座標の比較を行ったが、面積及び対角線の長さの比較を行ってもよい。例えば、図１６（Ａ）では、原図形パターン１６００の面積は４４０画素であり、パターン１６０１の対角線１６０３の長さが２４であり、対角線１６０４の長さが２４である。また、原図形パターン１６１０の面積は４４０画素であり、パターン１６１１の対角線１６１３の長さが２４であり、対角線１６１４の長さが２４である。
【００５７】
一方、図１６（Ｂ）では、測定図形パターン１６２０の面積は４２４画素であり、パターン１６２１の対角線１６２３の長さが２１であり、対角線１６２４の長さが２１である。また、測定図形パターン１６３０の面積は４２４画素であり、パターン１６３１の対角線１６３３の長さが２１であり、対角線１６３４の長さが２１である。
【００５８】
図１７（Ａ）は、図１６（Ｂ）の対角線１６２６及び１６２７の算出方法を説明するための図である。まず、パターン１６２２を４角形（矩形）とみなし、各辺の延長線上の４つの交点を頂点１７０１〜１７０４とする。次に、４つの頂点１７０１〜１７０４を結ぶように対角線１６２６及び１６２７を引く。対角線１６２６及び１６２７の長さは、パターン１６２２の端から端までの長さである。
【００５９】
図１７（Ｂ）は、図１６（Ｂ）の対角線１６３６及び１６３７の算出方法を説明するための図である。まず、パターン１６３２を４角形（矩形）とみなし、各辺の延長線上の４つの交点を頂点１７１１〜１７１４とする。次に、４つの頂点１７１１〜１７１４を結ぶように対角線１６３６及び１６３７を引く。対角線１６３６及び１６３７の長さは、パターン１６３２の端から端までの長さである。
【００６０】
上記の方法により、対角線を算出し、原図形パターン及び測定図形パターンを比較する。面積及び重心座標（又は対角線の長さ）を基に比較することにより、レチクルマスクのパターン形状の評価を行うことができる。すなわち、原図形パターンと測定図形パターンとの間の面積及び重心座標位置（又は対角線の長さ）における差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【００６１】
（第４の実施形態）
図１８（Ａ）は、本発明の第４の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１８０１では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。以下、ステップＳ１８０２〜Ｓ１８０８の処理を行う。ステップＳ１８０２〜Ｓ１８０８は、図１１のステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７の処理と同じである。本実施形態は、測定図形パターンではなく、原図形パターンを加工する点が第２の実施形態と異なる。この処理の詳細を、図１９（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００６２】
図１９（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理を示し、図１９（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理を示す。図１９（Ａ）において、まず、画像データＩＤＡからパターン１９０１を抽出する。次に、パターン１９０１をフィルタ等で加工し、パターン１９０２を生成する。そのパターン１９０２が比較対象になる。図１９（Ｂ）において、画像データＩＤＢからパターン１９１１を抽出する。このパターン１９１１が比較対象になる。原図形パターン１９０２と測定図形パターン１９１１とを比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【００６３】
上記のフィルタは、レチクルマスク上にパターンを描画する電子ビームの性質を考慮した特性のフィルタが好ましい。測定図形パターンを加工して原図形パターンに近づけることが困難な場合には、原図形パターンを加工して測定図形パターンに近づけて両者の比較を行い、合否判定を行う。すなわち、所定の加工量でフィルタ加工を行った後の原図形パターンに対する形状係数Ｋの１からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【００６４】
上記の図１８（Ａ）の処理は、フィルタ等の加工量を固定して行う場合を説明したが、加工量を可変にして行う方法を、図１８（Ｂ）を参照しながら説明する。図１８（Ｂ）は、上記の図１２（Ｂ）に対応する処理である。
【００６５】
図１８（Ｂ）は、図８のステップＳ８０７の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１８１１では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。次に、ステップＳ１８１２では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Ｋを算出する。次に、ステップＳ１２１５では、形状係数Ｋが許容範囲（約１）内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップＳ１８１４へ進み、一致していなければステップＳ１８１１へ戻る。加工した測定図形に対して、さらに同じ量だけ加工を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップＳ１８１４へ進む。ステップＳ１８１４では、上記の合計加工量を算出する。次に、ステップＳ１８１５では、合計加工量を基に、合否判定を出力する。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率と加工量とに応じて比較結果を出力することになる。すなわち、測定図形パターンと原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計の加工量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。
【００６６】
（第５の実施形態）
図２０は、本発明の第５の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ２００１では、原図形パターンの外周の画素数をカウントする。次に、ステップＳ２００２では、原図形パターン及び測定図形パターンを重ね合わせる。次に、ステップＳ２００３では、原図形パターン及び測定図形パターンの外周の重なり画素数をカウントする。次に、ステップＳ２００４では、ステップＳ２００１で算出した原図形パターンの外周の画素数とステップＳ２００３で算出した重なった外周の画素数との比率を算出する。次に、ステップＳ２００５では、上記の比率に応じて、レチクルマスクのパターンの合否判定を出力する。比率が１に対して所定の許容範囲内で近ければ、合格である。以下、この処理の詳細を説明する。
【００６７】
図２１（Ａ）は画像データＩＤＡを示し、図２１（Ｂ）は画像データＩＤＢを示す。まず、画像データＩＤＡから原図形パターン２１０１を抽出し、画像データＩＤＢから測定図形パターン２１０２を抽出する。次に、原図形パターン２１０１の外周の画素数をカウントする。例えば、外周の１辺当たりの画素数は１０である。次に、原図形パターン２１０１及び測定図形パターン２１０２を重ね合わせると、図２１（Ｃ）のようになる。次に、原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０２の外周の重なり部分２１１１の画素数をカウントする。この場合、重なり部分２１１１の一辺当たりの画素数は８である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１１の画素数との比率は０．８であり、合格とすることができる。
【００６８】
図２１（Ｄ）の場合、原図形パターン２１０１と測定図形パターン２１０３との比較を行う。原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０３の外周の重なり部分２１１２の画素数は、一辺当たり６である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１２の画素数との比率は０．６であり、合格とすることができる。
【００６９】
図２１（Ｅ）の場合、原図形パターン２１０１と測定図形パターン２１０４との比較を行う。原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０４の外周の重なり部分２１１３の画素数は、一辺当たり４である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１４の画素数との比率は０．４であり、不合格とすることができる。
【００７０】
なお、上記では原図形パターンの外周の画素数を基準に比率を求める場合を例に説明したが、測定図形パターンが原図形パターンよりも大きくなってしまった場合には測定図形パターンの外周の画素数を基準にして比率を求めてもよい。
【００７１】
また、第１〜第５の実施形態ではレチクルマスクのパターン形状を評価する場合を例に説明したが、同様に半導体装置（半導体ウエハ）上のパターン形状を評価することもできる。
【００７２】
以上のように、第１〜第５の実施形態では、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出し、そのパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することができる。面積だけの比較では合否判定が困難な場合には、面積及び外周の比較を行って合否判定を行うことができる。すなわち、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも２つのパラメータを算出し、２つ以上のパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することが好ましい。
【００７３】
数値化が可能なパラメータを算出し、原図形パターン（設計データのパターン画像）と測定図形パターン（レチクルマスク又は半導体装置のパターン画像）とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【００７４】
上記の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００７５】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００７６】
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。
（付記１）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップと
を有するパターン画像比較方法。
（付記２）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも２つのパラメータを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記３）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び外周を算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記４）前記出力ステップは、前記算出した第１のパターン画像の面積及び外周を乗算した値と、前記算出した第２のパターン画像の面積及び外周を乗算した値とを比較した結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。
（付記５）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出する付記４記載のパターン画像比較方法。
（付記６）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。（付記７）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像の面積及び外周とを算出する付記４記載のパターン画像比較方法。
（付記８）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。
（付記９）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像のパラメータとを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１０）前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記９記載のパターン画像比較方法。
（付記１１）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像のパラメータとを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１２）前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記１１記載のパターン画像比較方法。
（付記１３）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び重心を算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１４）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の外周と前記第２のパターン画像の外周との重なり量を算出し、
前記出力ステップは、前記外周の重なり量に応じて比較結果を出力する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１５）前記出力ステップは、前記外周の重なり量と前記第１又は第２のパターン画像の外周との比率に応じて比較結果を出力する付記１４記載のパターン画像比較方法。
（付記１６）前記第２のパターン画像は、前記設計データを基に製造されたレチクルマスクのパターン画像である付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１７）前記第１及び第２の入力ステップは、前記第１及び第２のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１８）前記第１及び第２の入力ステップは、前記第１のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とそれに対応する前記第２のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とが一致するように前記第１及び第２のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記１７記載のパターン画像比較方法。
（付記１９）前記第１及び第２のパターン画像は２値デジタル画像である付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記２０）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手段と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手段と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手段と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手段と
を有するパターン画像比較装置。
（付記２１）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手順と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手順と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手順と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は倍率合わせ設定部の処理を示す図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｃ）はパターン形状チェック部の処理を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は２つのパターン画像の面積を比較する処理を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｄ）は２つのパターン画像の面積及び外周を比較する処理を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は２つのパターン画像の面積及び外周を比較する他の処理を示す図である。
【図７】コンピュータのハードウエアを示す構成図である。
【図８】コンピュータが行う処理を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）及び（Ｂ）は図８の処理の具体例を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は図８の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図１１】パターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は図１２（Ａ）の処理の具体例を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び（Ｂ）は図１２（Ａ）の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】図１６（Ａ）及び（Ｂ）は図１５の処理の具体例を説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び（Ｂ）は対角線の求め方を説明するための図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第４の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】図１９（Ａ）及び（Ｂ）は図１８（Ａ）の処理の具体例を説明するための図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図２１（Ａ）〜（Ｅ）は図２０の処理の具体例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１ ＣＡＤデータ
１０２ パラメータ
１０３ コンバータ
１０４ 製造データ
１０５ レチクル露光装置
１０６ レチクルマスク
１０７ ＳＥＭ
１０８ 倍率パラメータ
１１０ 写真
１１１ イメージスキャナ
１１３ コンピュータ
１２１ 倍率設定部
１２２ コンバータ
１３１ ビットマップ化部
１３２ コントラスト制御部
１３３ 領域設定部
１３４ 倍率合わせ部
１３５ パターン形状チェック部
７０１ バス
７０２ ＣＰＵ
７０３ ＲＯＭ
７０４ ＲＡＭ
７０５ ネットワークインタフェース
７０６ 入力装置
７０７ 出力装置
７０８ 外部記憶装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン画像比較技術に関し、特に設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のレチクルマスクの作製においては、ＯＰＣ処理（光近接効果補正法）を行ない、半導体ウエハ等の基板に転写されたパターンが、正確に設計パターンを再現出来るか否かが、レチクルマスクの品質の善し悪しになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＯＰＣ処理等に使用される補助パターン等は、寸法だけでなく形状や面積の変化により、形成されるパターンが変わる可能性がある。転写されたパターンを保証するには、形状や面積等の二次元的パターンによる保証が今後必要となる。そして、これらのパターン形状を数値で管理（ある値までは問題なしと定義）し、パターン形状の保証をして行く必要性がある。従来は、パターン形状に対する数値化の定義が無いため、許容範囲の設定が非常に困難だった。
【０００４】
本発明の目的は、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較することにより、パターン保証の管理を容易にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、第１のパターン画像及び第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【０００６】
数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。ＣＡＤデータ１０１は、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データであり、ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）により生成されたデータである。コンバータ１０３は、ＣＡＤデータ１０１及びパラメータ１０２を基に、製造データ１０４を生成する。レチクル露光装置１０５は、製造データ１０４を基にレチクルマスク１０６上に電子ビームでパターンを描画する。このパターン画像比較装置は、元の製造データ１０４のパターンとレチクルマスク１０６のパターンとの比較を行い、レチクルマスク１０６のパターンの合否判定を行う。以下、その方法を説明する。
【０００８】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）１０７を用いて、２つの方法により選択的にレチクルマスク１０６の画像データＩＤＢ又は画像データＩＤＣを生成することができる。第１の方法として、ＳＥＭ１０７が、光学的なレチクルマスク１０６のパターンを、電気的な画像データＩＤＢに変換する。第２の方法として、ＳＥＭ１０７で観察されたレチクルマスク１０６のパターンの写真１１０をプリントする。次に、イメージスキャナ１１１が、写真１１０のパターンを画像データＩＤＣに変換する。ＳＥＭ１０７は、通常の顕微鏡でもよい。画像データＩＤＢ及び画像データＩＤＣは、生成方法が異なるが、共にレチクルマスク１０６の画像データである。以下、画像データＩＤＢを用いる場合を例に説明する。
【０００９】
以下の処理は、コンピュータ１１３が行う。コンピュータ１１３の処理部１２０は、倍率設定部１２１及びコンバータ１２２を有し、製造データ１０４に対して倍率の設定を行い、画像データＩＤＡを生成する。画像データＩＤＡ及び画像データＩＤＢは、コンピュータ１１３に記録される。
【００１０】
コンピュータ１１３の処理部１３０は、ビットマップ化部１３１、コントラスト制御部１３２、領域設定部１３３、倍率合わせ部１３４及びパターン形状チェック部１３５を有する。ビットマップ化部１３１は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢをビットマップ形式に変換する。コントラスト制御部１３２は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢのコントラストを制御し、２値デジタル画像にする。領域設定部１３３は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの中から、比較対象の領域を設定する。倍率合わせ部１３４は、画像データＩＤＡ及びＩＤＢのパターンのサイズを合わせるために、各画像データの倍率を調整する。パターン形状チェック部１３５は、画像データＩＤＡの設計データパターンと画像データＩＤＢのレチクルマスクパターンの形状を比較し、レチクルマスク１０６のパターンの合否判定を出力する。
【００１１】
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の倍率合わせ設定部１３４の処理を示す図である。図２（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理であり、図２（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理である。
【００１２】
図２（Ａ）において、画像データＩＤＡは、設計データのパターン画像である。比較対象パターンがパターン２０１の場合、比較対象パターン２０１及びそれに隣接するパターン２０２を画像データＩＤＡから抽出する。例えば、比較対象パターン２０１の大きさが１μｍであり、隣接パターン２０２の大きさが１μｍであり、パターン２０１及び２０２の間隔が１μｍである。まず、比較対象パターン２０１及び隣接パターン２０２のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は２μｍである。
【００１３】
図２（Ｂ）において、画像データＩＤＢは、レチクルマスクのパターン画像である。比較対象パターンがパターン２１１の場合、比較対象パターン２１１及びそれに隣接するパターン２１２を画像データＩＤＢから抽出する。ここで、パターン２１１及び２１２は、図２（Ａ）のパターン２０１及び２０２に対応するものである。まず、比較対象パターン２１１及び隣接パターン２１２のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は１．５μｍである。この場合、図２（Ａ）の重心間距離（２μｍ）と図２（Ｂ）の重心間距離（１．５μｍ）とは一致していない。すなわち、パターン２０１及び２１１のサイズが合っていないので、両者を比較することができない。そこで、パターン２１１及び２１２の倍率を調整する。例えば、重心間距離が２μｍになるまで、パターン２１１及び２１２を拡大し、パターン２１３及び２１４を得る。これにより、倍率合わせが終了し、パターン２０１とパターン２１３との比較が可能になる。なお、パターン２０２及び２１４は、倍率合わせのためにのみ用いられる。
【００１４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１のパターン形状チェック部１３５の処理を示す図である。図３（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン３０１を示す。パターン３０１のうち、任意の領域を比較対象領域３０２として設定することができる。例えば、比較対象領域３０２は、パターン３０１のコーナーの他、ホール及びライン等に設定することができる。ここでは、比較対象領域３０２の面積ｓ０を基に比較を行う場合を説明する。比較対象領域３０２の面積ｓ０は、例えば２５画素である。
【００１５】
図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの比較対象領域３０３及び３０４を示す。図３（Ｂ）の場合、比較対象領域３０３の面積ｓ２は例えば２４画素であり、上記の面積ｓ０（２５画素）よりも１画素だけ少ないので、合格と判定することができる。図３（Ｃ）の場合、比較対象領域３０４の面積ｓ３は例えば２２画素であり、上記の面積ｓ０（２５画素）よりも３画素少ないので、不合格と判定することができる。すなわち、設計データの画像データの比較対象領域３０２の面積ｓ０とレチクルマスクの画像データの比較対象領域３０３，３０４の面積ｓ２，ｓ３との差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。一般的には、面積比較の方法により、合否を判定することができるが、場合により図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すような不都合が生じることがある。
【００１６】
図４（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン４０１を示す。パターン４０１の比較対象領域４０２は、面積ｓ０が例えば２５画素である。図４（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの比較対象領域４０３を示す。比較対象領域４０３は、面積ｓ１が例えば２５画素である。面積ｓ０及びｓ１は共に２５画素で同じであるが、比較対象領域４０２及び４０３は形状がかなり異なるので、不合格にすべきである。この不都合を解消するための方法を、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す。
【００１７】
図５（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン５００を示す。ここでは、面積及び外周の２つのパラメータを用いて比較を行う。パターン５００は、例えば、面積ｓ１が２５画素であり、外周ｄ１が１０である。外周ｄ１は、外周の画素の辺の長さである。ここで、レチクルマスクの画像データＩＤＢが、パターン５００と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Ｋを求める。
【００１８】
形状係数Ｋが１に近いほど、画像データＩＤＡのパターンと画像データＩＤＢのパターンとの一致率が高くなる。このように、面積及び外周の２つのパラメータを用いて、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの比較を行えば、図４（Ｂ）のパターンの場合でも、良好な合否判定を行うことができる。すなわち、上記形状係数Ｋの値の１からのずれが所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【００２０】
図５（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢのパターン５０１を示す。パターン５０１は、例えば、面積ｓ２が２５画素であり、外周ｄ２が１２である。パターン５００及び５０１は、外周のみが異なる。この場合、面積ｓ２及び外周ｄ２を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２１】
図５（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン５０２を示す。パターン５０２は、例えば、面積ｓ３が２４画素であり、外周ｄ３が１０である。パターン５００及び５０２は、面積のみが異なる。この場合、面積ｓ３及び外周ｄ３を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２３】
図５（Ｄ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン５０３を示す。パターン５０３は、例えば、面積ｓ４が１５画素であり、外周ｄ４が８である。パターン５００及び５０３は、面積及び外周が異なる。この場合、面積ｓ４及び外周ｄ４を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００２５】
次に、図６（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、他の外周の求め方を説明する。図５（Ａ）〜（Ｄ）では、外周の画素の辺の長さを外周とした。図６（Ａ）〜（Ｄ）では、外周の画素の個数を外周とする。図６（Ａ）〜（Ｄ）のパターンは、それぞれ図５（Ａ）〜（Ｄ）のパターンと同じである。
【００２７】
図６（Ａ）は、設計データの画像データＩＤＡのパターン６００を示す。パターン６００は、例えば、面積ｓ５が２５画素であり、外周ｄ５が９である。外周ｄ５は、外周の画素の個数である。ここで、レチクルマスクの画像データＩＤＢが、パターン６００と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Ｋを求める。
【００２８】
形状係数Ｋが１に近いほど、画像データＩＤＡのパターンと画像データＩＤＢのパターンとの一致率が高くなる。画像の解像度が高い場合に、図６（Ａ）〜（Ｄ）の方法が有効である。
【００３０】
図６（Ｂ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢのパターン６０１を示す。パターン６０１は、例えば、面積ｓ６が２５画素であり、外周ｄ６が８である。この場合、面積ｓ６及び外周ｄ６を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３１】
図６（Ｃ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン６０２を示す。パターン６０２は、例えば、面積ｓ７が２４画素であり、外周ｄ７が８である。この場合、面積ｓ７及び外周ｄ７を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３３】
図６（Ｄ）は、レチクルマスクの画像データＩＤＢの他のパターン６０３を示す。パターン６０３は、例えば、面積ｓ８が１５画素であり、外周ｄ８が６である。この場合、面積ｓ８及び外周ｄ８を用いて、以下の形状係数Ｋを求めることができる。
【００３５】
図７は、図１のコンピュータ１１３のハードウエア構成図である。バス７０１には、中央処理装置（ＣＰＵ）７０２、ＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ネットワークインタフェース７０５、入力装置７０６、出力装置７０７及び外部記憶装置７０８が接続されている。
【００３７】
ＣＰＵ７０２は、データの処理及び演算を行うと共に、バス７０１を介して接続された上記の構成ユニットを制御するものである。ＲＯＭ７０３には、予めブートプログラムが記憶されており、このブートプログラムをＣＰＵ７０２が実行することにより、コンピュータが起動する。外部記憶装置７０８にコンピュータプログラムが記憶されており、そのコンピュータプログラムがＲＡＭ７０４にコピーされ、ＣＰＵ７０２により実行される。このコンピュータは、コンピュータプログラムを実行することにより、後に説明する図８等のフローチャートの処理を行う。
【００３８】
外部記憶装置７０８は、例えばハードディスク記憶装置等であり、電源を切っても記憶内容が消えない。外部記憶装置７０８は、コンピュータプログラム及び画像データ等を記録媒体に記録したり、記録媒体からコンピュータプログラム及び画像データ等を読み出すことができる。
【００３９】
ネットワークインタフェース７０５は、ネットワークに対してコンピュータプログラム及び画像データ等を入出力することができる。入力装置７０６は、例えばキーボード及びポインティングデバイス（マウス）等であり、各種指定又は入力等を行うことができる。出力装置７０７は、ディスプレイ及びプリンタ等である。
【００４０】
図８は、図１のコンピュータ１１３が行う処理を示すフローチャートである。ステップＳ８０１では、設計データパターン（以下、原図形パターンという）の画像データＩＤＡを取り込み、外部記憶装置７０８に記録する。次に、ステップＳ８０２では、原図形パターンの画像データＩＤＡをビットマップ形式に変換する。次に、ステップＳ８０３では、レチクルマスクパターン（以下、測定図形パターンという）の画像データＩＤＢを取り込み、外部記憶装置７０８に記録する。次に、ステップＳ８０４では、測定図形パターンの画像データＩＤＢをビットマップ形式に変換する。次に、ステップＳ８０５では、画像データＩＤＡ及びＩＤＢの倍率合わせ及び抽出領域設定を行う。倍率合わせは、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示した処理である。抽出領域設定は、図３（Ａ）のパターン３０１中の比較対象領域３０２を設定する処理である。次に、ステップＳ８０６では、ビットマップの画像データＩＤＡ及びＩＤＢの高コントラスト化を行い、２値デジタル画像に変換する。次に、ステップＳ８０７では、パターン形状チェック処理を行う。パターン形状チェック処理は、図５（Ａ）〜（Ｄ）等に示した処理であり、画像データＩＤＡ及びＩＤＢを比較し、レチクルパターンの画像データＩＤＢの合否判定を出力する。
【００４１】
図９（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の処理の具体例を説明するための図である。図９（Ａ）は、画像データＩＤＡの原図形パターン９０１を示す。原図形パターン９０１は、例えば正方形である。図９（Ｂ）は、画像データＩＤＢの測定図形パターン９０２を示す。測定図形パターン９０２は、原図形パターン９０１に比べ、コーナー部が丸くなっている。測定図形パターン９０２では、コーナー部の形状が崩れ易いので、コーナー部に比較対象領域９０３を設定する。そして、比較対象領域９０３について、原図形パターン９０１及び測定図形パターン９０２の比較を行う。
【００４２】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、図８の処理の他の具体例を説明するための図である。図１０（Ａ）は、画像データＩＤＡの原図形パターン１００１を示す。原図形パターン１００１は、例えば正方形のコーナー部に補助パターンが存在する。図１０（Ｂ）は、画像データＩＤＢの測定図形パターン１００２を示す。測定図形パターン１００２は、原図形パターン１００１に比べ、補助パターン部が丸くなってしまっている。測定図形パターン１００２では、補助パターン部の形状が崩れ易いので、補助パターン部に比較対象領域１００３を設定する。そして、比較対象領域１００３について、原図形パターン１００１及び測定図形パターン１００２の比較を行う。
【００４３】
図１１は、図８のステップＳ８０７のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１１０１では、原図形パターンのドット（画素）数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１１０２では、測定図形パターンのドット（画素）数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１１０３では、原図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップＳ１１０４では、測定図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップＳ１１０５では、面積及び外周を基に、上記の形状係数Ｋを求める。次に、ステップＳ１１０６では、算出した形状係数Ｋとしきい値との比較を行い、形状係数Ｋが許容範囲内にあるか否かをチェックする。次に、ステップＳ１１０７では、上記の比較結果を出力する。例えば、レチクルマスクの合否判定を出力装置７０７に出力する。
【００４４】
図９（Ａ）及び（Ｂ）の場合を例に説明する。例えば、原図形パターン９０１は、面積が４９２２０であり、外周が８８７であった。測定図形パターン９０２は、面積が４４２９８であり、外周が８２６であった。その結果、形状係数Ｋは０．８３７になった。パターン画像の形状を数値化することができるので、評価が容易である。
【００４５】
（第２の実施形態）
図１２（Ａ）は、本発明の第２の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１２０１では、測定図形パターンを縮小（マイナスサイジング又はマイナススケーリング）する。次に、ステップＳ１２０２では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大（プラスサイジング又はプラススケーリング）し、元のサイズに戻す。以下、ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０９の処理を行う。ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０９は、図１１のステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７の処理と同じである。この処理の詳細を、図１３（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００４６】
図１３（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理を示し、図１３（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理を示す。
図１３（Ａ）において、画像データＩＤＡからパターン１３０１を抽出し、パターン１３０１中に比較対象領域１３０２を設定する。その比較対象領域１３０２中のパターン１３０３が比較対象になる。
【００４７】
一方、図１３（Ｂ）において、画像データＩＤＢからパターン１３１１を抽出し、パターン１３１１中に比較対象領域１３１２を設定する。次に、その比較対象領域１３１２中のパターン１３１３を所定のサイジング量で縮小し、パターン１３１４を生成する。次に、パターン１３１４を同じサイジング量で拡大して、パターン１３１５を生成する。パターン１３１３及び１３１５は、同じサイズではあるが、全く同じ形状であるとは限らない。パターン１３１５は、パターン１３１３に比べ、空間的高周波成分が除去される。この処理後の測定図形パターン１３１５と原図形パターン１３０３を比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【００４８】
図１４（Ａ）は、縮小及び拡大のサイジング量が大きい場合の例を示す。パターン１４０１を大きなサイジング量で縮小し、パターン１４０２を生成し、それを拡大してパターン１４０３を生成する。すると、測定図形パターン１４０３は、正方形になり、原図形パターンと同じになる。
【００４９】
一方、図１４（Ｂ）は、縮小及び拡大のサイジング量が小さい場合の例を示す。パターン１４１１を小さなサイジング量で縮小し、パターン１４１２を生成し、それを拡大してパターン１４１３を生成する。すると、測定図形パターン１４１３は、正方形にはならず、原図形パターンと異なる形状になる。このように、サイジング量を調整することにより、形状比較の際の許容範囲を調整することができる。この場合、所定のサイジング量で縮小及び拡大を行った後の測定図形パターンに対する形状係数Ｋの１からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【００５０】
上記の図１２（Ａ）の処理は、サイジング量又はスケーリング量を固定して行う場合を説明したが、サイジング量又はスケーリング量を可変にして行う方法を、図１２（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００５１】
図１２（Ｂ）は、図８のステップＳ８０７の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１２１１では、測定図形パターンを縮小（マイナスサイジング又はマイナススケーリング）する。次に、ステップＳ１２１２では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大（プラスサイジング又はプラススケーリング）し、元のサイズに戻す。次に、ステップＳ１２１３では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Ｋを算出する。次に、ステップＳ１２１４では、形状係数Ｋが許容範囲（約１）内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップＳ１２１５へ進み、一致していなければステップＳ１２１１へ戻る。縮小及び拡大した測定図形に対して、さらに同じ量だけ縮小及び拡大を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップＳ１２１５へ進む。ステップＳ１２１５では、上記の合計サイジング量又は合計スケーリング量を算出する。次に、ステップＳ１２１６では、合計サイジング量又は合計スケーリング量を基に、合否判定を出力する。すなわち、測定図形パターンが原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計のサイジング量又はスケーリング量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率とサイジング量（又はスケーリング量）とに応じて比較結果を出力することになる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１５０１では、原図形パターンのドット（画素）数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１５０２では、測定図形パターンのドット（画素）数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップＳ１５０３では、重心座標を求めるために、原図形パターン及び測定図形パターンの原点座標を設定する。次に、ステップＳ１５０４では、原図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップＳ１５０５では、測定図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップＳ１５０６では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積（ドット数）を比較する。次に、ステップＳ１５０７では、原図形パターン及び測定図形パターンの重心座標値を比較する。次に、ステップＳ１５０８では、上記の面積及び重心座標値の比較結果に応じて、原図形パターン及び測定図形パターンの形状比較結果を出力する。以下、この処理の詳細を説明する。
【００５３】
図１６（Ａ）は原図形パターン１６００及び１６１０を示し、図１６（Ｂ）はそれに対応する測定図形パターン１６２０及び１６３０を示す。
図１６（Ａ）において、原図形パターン１６００は、パターン１６０１及び１６０２を有する。パターン１６０１及び１６０２の重心の算出方法を説明する。まず、パターン１６０１の頂点を結ぶ対角線１６０３及び１６０４を求める。次に、対角線１６０３及び１６０４の交点を重心１６０５として求める。同様に、パターン１６０２の対角線１６０６及び１６０７の交点を重心１６０８として求める。また、原図形パターン１６１０は、パターン１６１１及び１６１２を有する。まず、パターン１６１１の対角線１６１３及び１６１４の交点を重心１６１５として求める。次に、パターン１６１２の対角線１６１６及び１６１７の交点を重心１６１８として求める。例えば、原図形パターン１６００の面積は４４０画素であり、パターン１６０１の重心１６０５は座標（１９，２６）であり、パターン１６０２の重心１６０８は座標（１９，１７）である。また、原図形パターン１６１０の面積は４４０画素であり、パターン１６１１の重心１６１５は座標（４４，３１）であり、パターン１６１２の重心１６１８は座標（４４，２１）である。
【００５４】
以上のように、例えばパターン１６００が複数の矩形パターン１６０１及び１６０２からなる場合には、各矩形パターンに分割する。そして、各矩形パターン毎に重心を求める。
【００５５】
図１６（Ｂ）において、測定図形パターン１６２０は、パターン１６２１及び１６２２を有する。まず、パターン１６２１の対角線１６２３及び１６２４の交点を重心１６２５として求める。次に、パターン１６２２の対角線１６２６及び１６２７の交点を重心１６２８として求める。また、測定図形パターン１６３０は、パターン１６３１及び１６３２を有する。まず、パターン１６３１の対角線１６３３及び１６３４の交点を重心１６３５として求める。次に、パターン１６３２の対角線１６３６及び１６３７の交点を重心１６３８として求める。例えば、測定図形パターン１６２０の面積は４２４画素であり、パターン１６２１の重心１６２５は座標（１９，２８）であり、パターン１６２２の重心１６２８は座標（１９，１７）である。また、原図形パターン１６３０の面積は４２４画素であり、パターン１６３１の重心１６３５は座標（４４，３１）であり、パターン１６３２の重心１６３８は座標（４４，１５）である。
【００５６】
なお、上記では面積及び重心座標の比較を行ったが、面積及び対角線の長さの比較を行ってもよい。例えば、図１６（Ａ）では、原図形パターン１６００の面積は４４０画素であり、パターン１６０１の対角線１６０３の長さが２４であり、対角線１６０４の長さが２４である。また、原図形パターン１６１０の面積は４４０画素であり、パターン１６１１の対角線１６１３の長さが２４であり、対角線１６１４の長さが２４である。
【００５７】
一方、図１６（Ｂ）では、測定図形パターン１６２０の面積は４２４画素であり、パターン１６２１の対角線１６２３の長さが２１であり、対角線１６２４の長さが２１である。また、測定図形パターン１６３０の面積は４２４画素であり、パターン１６３１の対角線１６３３の長さが２１であり、対角線１６３４の長さが２１である。
【００５８】
図１７（Ａ）は、図１６（Ｂ）の対角線１６２６及び１６２７の算出方法を説明するための図である。まず、パターン１６２２を４角形（矩形）とみなし、各辺の延長線上の４つの交点を頂点１７０１〜１７０４とする。次に、４つの頂点１７０１〜１７０４を結ぶように対角線１６２６及び１６２７を引く。対角線１６２６及び１６２７の長さは、パターン１６２２の端から端までの長さである。
【００５９】
図１７（Ｂ）は、図１６（Ｂ）の対角線１６３６及び１６３７の算出方法を説明するための図である。まず、パターン１６３２を４角形（矩形）とみなし、各辺の延長線上の４つの交点を頂点１７１１〜１７１４とする。次に、４つの頂点１７１１〜１７１４を結ぶように対角線１６３６及び１６３７を引く。対角線１６３６及び１６３７の長さは、パターン１６３２の端から端までの長さである。
【００６０】
上記の方法により、対角線を算出し、原図形パターン及び測定図形パターンを比較する。面積及び重心座標（又は対角線の長さ）を基に比較することにより、レチクルマスクのパターン形状の評価を行うことができる。すなわち、原図形パターンと測定図形パターンとの間の面積及び重心座標位置（又は対角線の長さ）における差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【００６１】
（第４の実施形態）
図１８（Ａ）は、本発明の第４の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ１８０１では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。以下、ステップＳ１８０２〜Ｓ１８０８の処理を行う。ステップＳ１８０２〜Ｓ１８０８は、図１１のステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７の処理と同じである。本実施形態は、測定図形パターンではなく、原図形パターンを加工する点が第２の実施形態と異なる。この処理の詳細を、図１９（Ａ）及び（Ｂ）を参照しながら説明する。
【００６２】
図１９（Ａ）は画像データＩＤＡに対する処理を示し、図１９（Ｂ）は画像データＩＤＢに対する処理を示す。図１９（Ａ）において、まず、画像データＩＤＡからパターン１９０１を抽出する。次に、パターン１９０１をフィルタ等で加工し、パターン１９０２を生成する。そのパターン１９０２が比較対象になる。図１９（Ｂ）において、画像データＩＤＢからパターン１９１１を抽出する。このパターン１９１１が比較対象になる。原図形パターン１９０２と測定図形パターン１９１１とを比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【００６３】
上記のフィルタは、レチクルマスク上にパターンを描画する電子ビームの性質を考慮した特性のフィルタが好ましい。測定図形パターンを加工して原図形パターンに近づけることが困難な場合には、原図形パターンを加工して測定図形パターンに近づけて両者の比較を行い、合否判定を行う。すなわち、所定の加工量でフィルタ加工を行った後の原図形パターンに対する形状係数Ｋの１からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【００６４】
上記の図１８（Ａ）の処理は、フィルタ等の加工量を固定して行う場合を説明したが、加工量を可変にして行う方法を、図１８（Ｂ）を参照しながら説明する。図１８（Ｂ）は、上記の図１２（Ｂ）に対応する処理である。
【００６５】
図１８（Ｂ）は、図８のステップＳ８０７の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１８１１では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。次に、ステップＳ１８１２では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Ｋを算出する。次に、ステップＳ１２１５では、形状係数Ｋが許容範囲（約１）内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップＳ１８１４へ進み、一致していなければステップＳ１８１１へ戻る。加工した測定図形に対して、さらに同じ量だけ加工を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップＳ１８１４へ進む。ステップＳ１８１４では、上記の合計加工量を算出する。次に、ステップＳ１８１５では、合計加工量を基に、合否判定を出力する。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率と加工量とに応じて比較結果を出力することになる。すなわち、測定図形パターンと原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計の加工量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。
【００６６】
（第５の実施形態）
図２０は、本発明の第５の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図８のステップＳ８０７の処理である。まず、ステップＳ２００１では、原図形パターンの外周の画素数をカウントする。次に、ステップＳ２００２では、原図形パターン及び測定図形パターンを重ね合わせる。次に、ステップＳ２００３では、原図形パターン及び測定図形パターンの外周の重なり画素数をカウントする。次に、ステップＳ２００４では、ステップＳ２００１で算出した原図形パターンの外周の画素数とステップＳ２００３で算出した重なった外周の画素数との比率を算出する。次に、ステップＳ２００５では、上記の比率に応じて、レチクルマスクのパターンの合否判定を出力する。比率が１に対して所定の許容範囲内で近ければ、合格である。以下、この処理の詳細を説明する。
【００６７】
図２１（Ａ）は画像データＩＤＡを示し、図２１（Ｂ）は画像データＩＤＢを示す。まず、画像データＩＤＡから原図形パターン２１０１を抽出し、画像データＩＤＢから測定図形パターン２１０２を抽出する。次に、原図形パターン２１０１の外周の画素数をカウントする。例えば、外周の１辺当たりの画素数は１０である。次に、原図形パターン２１０１及び測定図形パターン２１０２を重ね合わせると、図２１（Ｃ）のようになる。次に、原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０２の外周の重なり部分２１１１の画素数をカウントする。この場合、重なり部分２１１１の一辺当たりの画素数は８である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１１の画素数との比率は０．８であり、合格とすることができる。
【００６８】
図２１（Ｄ）の場合、原図形パターン２１０１と測定図形パターン２１０３との比較を行う。原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０３の外周の重なり部分２１１２の画素数は、一辺当たり６である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１２の画素数との比率は０．６であり、合格とすることができる。
【００６９】
図２１（Ｅ）の場合、原図形パターン２１０１と測定図形パターン２１０４との比較を行う。原図形パターン２１０１の外周と測定図形パターン２１０４の外周の重なり部分２１１３の画素数は、一辺当たり４である。したがって、原図形パターン２１０１の外周の画素数と重なり部分２１１４の画素数との比率は０．４であり、不合格とすることができる。
【００７０】
なお、上記では原図形パターンの外周の画素数を基準に比率を求める場合を例に説明したが、測定図形パターンが原図形パターンよりも大きくなってしまった場合には測定図形パターンの外周の画素数を基準にして比率を求めてもよい。
【００７１】
また、第１〜第５の実施形態ではレチクルマスクのパターン形状を評価する場合を例に説明したが、同様に半導体装置（半導体ウエハ）上のパターン形状を評価することもできる。
【００７２】
以上のように、第１〜第５の実施形態では、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出し、そのパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することができる。面積だけの比較では合否判定が困難な場合には、面積及び外周の比較を行って合否判定を行うことができる。すなわち、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも２つのパラメータを算出し、２つ以上のパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することが好ましい。
【００７３】
数値化が可能なパラメータを算出し、原図形パターン（設計データのパターン画像）と測定図形パターン（レチクルマスク又は半導体装置のパターン画像）とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【００７４】
上記の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００７５】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００７６】
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。
（付記１）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップと
を有するパターン画像比較方法。
（付記２）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも２つのパラメータを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記３）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び外周を算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記４）前記出力ステップは、前記算出した第１のパターン画像の面積及び外周を乗算した値と、前記算出した第２のパターン画像の面積及び外周を乗算した値とを比較した結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。
（付記５）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出する付記４記載のパターン画像比較方法。
（付記６）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。（付記７）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像の面積及び外周とを算出する付記４記載のパターン画像比較方法。
（付記８）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第２のパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記３記載のパターン画像比較方法。
（付記９）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像のパラメータとを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１０）前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記９記載のパターン画像比較方法。
（付記１１）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像のパラメータとを算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１２）前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記１１記載のパターン画像比較方法。
（付記１３）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び重心を算出する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１４）前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の外周と前記第２のパターン画像の外周との重なり量を算出し、
前記出力ステップは、前記外周の重なり量に応じて比較結果を出力する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１５）前記出力ステップは、前記外周の重なり量と前記第１又は第２のパターン画像の外周との比率に応じて比較結果を出力する付記１４記載のパターン画像比較方法。
（付記１６）前記第２のパターン画像は、前記設計データを基に製造されたレチクルマスクのパターン画像である付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１７）前記第１及び第２の入力ステップは、前記第１及び第２のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記１８）前記第１及び第２の入力ステップは、前記第１のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とそれに対応する前記第２のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とが一致するように前記第１及び第２のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記１７記載のパターン画像比較方法。
（付記１９）前記第１及び第２のパターン画像は２値デジタル画像である付記１記載のパターン画像比較方法。
（付記２０）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手段と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手段と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手段と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手段と
を有するパターン画像比較装置。
（付記２１）レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手順と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手順と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手順と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は倍率合わせ設定部の処理を示す図である。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｃ）はパターン形状チェック部の処理を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は２つのパターン画像の面積を比較する処理を示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｄ）は２つのパターン画像の面積及び外周を比較する処理を示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は２つのパターン画像の面積及び外周を比較する他の処理を示す図である。
【図７】コンピュータのハードウエアを示す構成図である。
【図８】コンピュータが行う処理を示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）及び（Ｂ）は図８の処理の具体例を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は図８の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図１１】パターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は図１２（Ａ）の処理の具体例を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び（Ｂ）は図１２（Ａ）の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】図１６（Ａ）及び（Ｂ）は図１５の処理の具体例を説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び（Ｂ）は対角線の求め方を説明するための図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第４の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】図１９（Ａ）及び（Ｂ）は図１８（Ａ）の処理の具体例を説明するための図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図２１（Ａ）〜（Ｅ）は図２０の処理の具体例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１ ＣＡＤデータ
１０２ パラメータ
１０３ コンバータ
１０４ 製造データ
１０５ レチクル露光装置
１０６ レチクルマスク
１０７ ＳＥＭ
１０８ 倍率パラメータ
１１０ 写真
１１１ イメージスキャナ
１１３ コンピュータ
１２１ 倍率設定部
１２２ コンバータ
１３１ ビットマップ化部
１３２ コントラスト制御部
１３３ 領域設定部
１３４ 倍率合わせ部
１３５ パターン形状チェック部
７０１ バス
７０２ ＣＰＵ
７０３ ＲＯＭ
７０４ ＲＡＭ
７０５ ネットワークインタフェース
７０６ 入力装置
７０７ 出力装置
７０８ 外部記憶装置
Claims (10)
- レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力ステップと、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力ステップと、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出ステップと、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップと
を有するパターン画像比較方法。 - 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも２つのパラメータを算出する請求項１記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び外周を算出する請求項１記載のパターン画像比較方法。
- 前記出力ステップは、前記算出した第１のパターン画像の面積及び外周を乗算した値と、前記算出した第２のパターン画像の面積及び外周を乗算した値とを比較した結果を出力する請求項３記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像のパラメータとを算出する請求項１記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像を加工したパターン画像のパラメータと、前記第２のパターン画像のパラメータとを算出する請求項１記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積及び重心を算出する請求項１記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第１のパターン画像の外周と前記第２のパターン画像の外周との重なり量を算出し、
前記出力ステップは、前記外周の重なり量に応じて比較結果を出力する請求項１記載のパターン画像比較方法。 - レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手段と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手段と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手段と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手段と
を有するパターン画像比較装置。 - レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第１のパターン画像を入力する第１の入力手順と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第２のパターン画像を入力する第２の入力手順と、
前記第１のパターン画像及び前記第２のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを算出する算出手順と、
前記算出した第１及び第２のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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